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Zugspannungs-Steuervorrichtung für Stranggut, insbesondere für das
Umspinngut bei Umspinnmaschinen
Die Erfindung betrifft eine Zugspannungs-Steuervorrichtung für Stranggut, insbesondere für das Umspinngut bei Umspinnmaschinen mit umlaufenden Spinnern zum Umwickeln elektrischer Kabel od. dgl. mit Bändern oder für das Verseilgut bei Verseilmaschinen, bei welchen die einstellbare Bremsung des Bandtellers oder der Seiltrommeln durch Federelemente in Abhängigkeit von der Spannung des abgezogenen Gutes geregelt wird.
Es ist eine bekannte Erscheinung, dass die Federkräfte von Federelementen bei deren Arbeitsbewegungen über den jeweiligen Federweg hinweg fortlaufend schwanken. Aus diesem Grunde konnten Federelemente bei Steuervorrichtungen für Arbeitsmaschinen, bei welchen eine praktisch konstante Steuerkraft erforderlich oder erwünscht ist, bisher nicht verwendet werden. Bei derartigen Steuervorrichtungen werden daher, wenn es sich um ruhende Maschinenteile handelt, die Steuerkräfte, in der Regel durch Gewichte erzeugt. Steuervorrichtungen an umlaufenden Maschinenteilen, z.
B. für die Bremseinrichtungen der Bandteller von umlaufenden Bandspinnern, wie sie in der deutschen Patentschrift Nr. 961003 beschrieben sind, lassen aber die Verwendung von Steuergewichten nicht zu, da die Steuergewichte durch die an ihnen wirkenden Zentrifugalkräfte stark beeinflusst werden und daher in diesem Falle konstante Steuerkräfte noch weniger als mittels Federelementen erhalten werden können. Bei Steuervorrichtungen von umlaufenden Maschinenteilen sind daher die ungenauen Steuerkräfte in Kauf genommen worden, welche durch die Verwendung von Federelementen gegeben sind.
Es ist Zweck der vorliegenden Erfindung, eine Möglichkeit zu schaffen, die durch Federelemente er- zeugten Steuerkräfte vor der Übertragung auf die Steuervorrichtung auf einen bestimmten konstanten Wert zu bringen und über den Gesamt- oder einen Teil-Steuerbereich hinweg auf diesem konstanten Wert zu halten. Dies wird bei der erfindungsgemässen Steuervorrichtung in erster Linie dadurch erreicht, dass Federelemente und Bremskraftregler über eine Zwischel1übertragungseinrichtung in kraftschlüssiger Verbindung stehen, welche durch zwei auf eine gemeinsame Welle wirksame, mittels biegsamer Übertragungsglieder (z. B.
Seile oder Bander) an die Federelemente bzw. den Brennkraftregler angeschlossene Kurvenscheiben oder durch eine Hebelübersetzung gebildet ist, wobei die Umrissform einer oder beider Kurvenscheiben bzw. die Länge und gegenseitige Lage der Hebelarme für eine Änderung der Kraftübersetzung im Sinne der Erzeugung einer konstanten Steuerkraft am Bremskraftregler entgegengesetzt proportional zum Kraftanstieg der Federelemente gewählt ist.
Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung wird dabei vorteilhafterweise eine der Kurvenscheiben, beispielsweise die Abtriebs-Kurvenscheibe, als Krtiskurvu ausgebildet, wahrend die andere Kurvenschci- be, z. B. die Antriebs-Kurvenscheibe, die dem Federkraftanstieg angepasste Kurvenform hat.
Gemäss der Erfindung kann ferner eine Spannvorrichtung zur Einstellung der Ausgangskraft der Federelemente vorgesehen sein, wobei gegebenenfalls die Federelemente, z. B. nach Art einer Federwaage, mit einer Anzeigevorrichtung gekoppelt sein können.
Die Erfindung soll nunmehr an Hand der sie beispielsweise wiedergebenden Zeichnung ausführlicher beschrieben werden. Dabei zeigen in der Zeichnung Fig. 1 ein Diagramm, in welchem der Federkraftanstieg eines unmittelbar zur Erzeugung einer Steuerkraft bei Steuervorrichtungen verwendeten Federelementes, von einer vorbestimmten Anfangskraft aus über einen bestimmten Federweg hinweg dargestellt
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ist, Fig. 2 ein Diagramm, welches verschiedene Steuerkräfte darstellt, die unter Anwendung des erfin- dungsgemässen Verfahrens und der Vorrichtungen von einem Federelement erzeugt werden, dessen Feder- kraftanstieg in Fig. 1 dargestellt ist, Fig.
3 in schaubildlicher Darstellung und Seitenansicht ein Ausfüh- rungsbeispiel einer erfindungsgemässen Vorrichtung zum Erzeugen einer praktisch konstanten Steuerkraft bei Steuervorrichtungen von Arbeitsmaschinen, beispielsweise für Bremseinrichtungen an Bandtellern von umlaufenden Bandspinnern, Fig. 4 in schaubildlicher Darstellung eine Draufsicht auf die Anordnung gemäss Fig. 3, Fig. 5 ein gegenüber dem Ausführungsbeispiel gemäss den Fig. 3 und 4 abgewandeltes und wesent- lich vereinfachtes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemässen Vorrichtung zum Erzeugen einer praktisch konstanten Steuerkratt in schaubildlicher Darstellung und Seitenansicht, während Fig. 6 eine Draufsicht auf die Anordnung gemäss Fig. 5 wiedergibt.
Wie aus Fig. 1 der Zeichnung entnommen werden kann, steigt bei einem zur Erzeugung einer Steu- erkraft verwendeten Federelementbestimmter Abmessung die Federkraft, wie durch die Feder-Kennlinie A angedeutet ist, von einer vorbestimmten Ausgangskraft, hier beispielsweise von 4 kg, wÅahrend eines Federarbeitsweges von 17 mm Hublänge um beispielsweise 2 kg, also auf 6 kg, an. Dies hat zur Folge, dass die vom Federelement betätigte Steuervorrichtung nur ganz am Anfang der Feder-Hublänge einer Steuerkraft von etwa 4 kg ausgesetzt ist, während der übrige Hubbereich nur unter der Einwirkung einer ansteigenden Steuerkraft ausgenutzt werden kann.
Da die zur genauen Aussteuerung erforderliche Steuerbewegung der Steuerelemente aber in der Regel wesentlich grösser ist als der Hub-Teilbereich des Federelementes, in welchem der Federkraftanstieg noch in tragbaren Grenzen gehalten wird, ist eine genaue Steuerung der Arbeitsmaschinen durch die unmittelbar an der Steuereinrichtung angreifenden Federelemente nicht erreichbar.
Verschiedene Arbeitsmaschinen, u. zw. insbesondere umlaufende Spinner mit in Abhängigkeit von der Bandspannung sich einstellender Bremsung des die Spule aufnehmenden Bandtellers, wie sie beispielsweise in der deutschen Patentschrift Nr. 961003 behandelt sind, erfordern jedoch, wenn das Umspinngut, wie z. B. ein Papierband, auf Kabel oder ähnliche langgestreckte Körper mit dauernd gleichbleibender Spannung aufgebracht werden soll, über einen vorbestimmten Gesamt-Steuerbereich hinweg eine konstante Steuerkraft für die am Bandteller wirkende Bremseinrichtung, wie dies. in Fig. 2 durch die SteuerkraftKennlinien B, C und D bei einem festliegenden Steuerbereich von beispielsweise 17 mm Steuer-Hublänge jeweils für Steuerkräfte B gleich 4 kg, C gleich 5 kg und D gleich 6 kg angedeutet ist.
Dieser in Fig. 2 aufgetragene Gesamt- oder Teilsteuerbereich einer Steuervorrichtung entspricht dabei dem Federarbeitsbereich eines zur Erzeugung der Steuerkraft verwendeten Federelementes, dessen Feder-Kennlinie der Linie A in Fig. l entsnrechen kann.
Die in den Fig. 3 - 6 gezeigten Ausführungsbeispiele von Steuervorrichtungen 1, welche die Steuerkräfte von Federelementen 2 übermittelt erhalten, sind beispielsweise in Wirkverbindung mit einem umlaufenden Spinner zum Umwickeln von Kabeln oder ähnlichen langgestreckten Körpern mit Papierbändern dargestellt, bei welchem sie eine Bremsvorrichtung für die die Papierbandspule aufnehmenden Bandteller in Abhängigkeit von der Bandspannung steuern. Der Bremskraftregler 1 wird beispielsweise durch einen entlÅang ortsfesten Führungen 3 längsverschiebbaren Schlitten 4 gebildet, welcher eine Führungsrolle 5 für das Papierband 6 trägt und der mit einem Steuerhebel 7 in Wirkverbindung steht, der die Bremsbacken betätigt, die auf den nicht dargestellten Bandteller einwirken.
Damit die durch das Federelement 2 erzeugte und auf den Bremskraftregler 1 abgesetzte Steuerkraft über einen vorbestimmten Gesamt- bzw. Teil-Steuerbereich hinweg konstant gehalten wird, greifen die Federelemente über ein biegsames Zugglied (z. B. Seil oder Band) 13 an einer Kurvenscheibe 10 an (Fig. 3 und 4), die auf die Welle 9 aufgekeilt ist, welche sich im Lagerteil 12 zu drehen vermag.
Auf dieser Wcl- Le 9 sitzt ferner eine Kurvenscheibe 11, die über ein biegsames Zugglied 14 am Schlitten 4 des Brems- kraftreglersl angreift. Eine der Kurvenscheiben, beispielsweise die Antriebskurvenscheibe 10, ist so ausgebildet, dass der mit dem Zugglied 13 zusammenarbeitende Kurventeil unterschiedliche Abstände xl, x2, ! C3 von der Wellenachse z an allen Kurvenpunkten Y1, Y2, y. aufweist.
Die Anordnung der Kurvenscheibe 10 auf der Welle 9 ist dabei so getroffen, dass der zwischen der Drehachse z der Welle 9 und dem jeweiligen Angriffspunkt des Zuggliedes 13 an der Kurvenscheibe 10 gebildete Hebelarm sich in dem Masse (Y, x", x im Verlaufe der Drehung der Welle 9 verkürzt oder verlängert, wie sich die wirksame Kraft der Federelemente 2 vergrössert oder verkleinert. Die Kurvenscheibe 10 weist also gewissermassen eine zur Federkennlinie A (Fig. 1) umgekehrt proportionale Übersetzungs-Kennlinie E (Fig. l) auf. Trotz der sich über den Arbeitsbereich der Federn hinweg fortlaufend ändernden Federkräfte wird dadurch an der Welle 9 während jeden Zeitpunktes ihrer Drehung ein und dieselbe Kraft wirksam.
Die Abtriebskurvenscheibe 11 ist als Kreisscheibe ausgebildet. so dass die durch sie auf den Schlitten 4 ausgeübte Kraft immer konstant bleibt.
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Es ist ersichtlich, dass die geradlinige Arbeitsbewegung der Federelemente 2 zunächst in eine Drehbewe- gung der Kurvenscheiben 10, 11 umgewandelt und dann von diesen wieder in eine gleichgerichtete gerad- linige Bewegung auf den Schlitten 4 übertragen wird.
Es ist jedoch ohne weiteres möglich, die Kurvenform der beiden auf einer gemeinsamen Welle be- festigten Kurvenscheiben 10 und 11 so aufeinander abzustimmen, dass erst das Zusammenwirken dieser beiden Kurven am Zugglied 14 eine konstante Steuerkraft ergibt.
Den Fig. 3 und 4 ist noch zu entnehmen, dass das eine Ende der Federelemente 2 mit einer Einstell- vorrichtung 15 in Verbindung steht, mittels welcher die Ausgangskraft der Federelemente so verändert werden kann, dass die von den Federelementen 2 erzeugte, auf die Zwischenübertragungseinrichtung zur
Einwirkung gebrachte und daraufhin auf den Schlitten 4 des Bremskraftreglers 1 abgesetzte Steuerkraft, wie in Fig. 2 gezeigt, zwischen verschiedenen Werten B, C, D verändert werden kann, wobei sie aber über den Gesamt- oder einen Teil-Steuerbereich der Steuervorrichtung hinweg auf der konstanten Grösse gehalten wird. Dabei ist es möglich, als Steuerkrafterzeuger, einstellbare Federwaagen zu verwenden, d. h. das Federelement mit einer die jeweilige Federspannung zum Ausdruck bringenden Anzeigevorrichtung zu koppeln.
Beim Ausführungsbeispiel gemäss den Fig. 5 und 6 wird die Zwischen-Übertragungseinrichtung 8 durch einen Winkelhebel 16 gebildet, welcher zwei Schenkel 16a, 16b aufweist und der an einer Welle 9 schwenkbar aufgehängt ist. Die Hebelarme 16a, 16b des die Zwischenübertragungseinrichtung 8 bildenden Winkelhebels sind so angeordnet und ausgebildet, dass der Hebelarm 16a den Antriebsbauteil bildet, welcher mit den Federelementen 2 verbunden ist, während der Hebelarm 16b der Antriebsbauteil ist, welcher mit dem Schlitten 4 des Bremskraftreglers 1 in Vcrbindung steht.
Die Relativlage der beiden Hebelarme 16a, 16b des Winkelhebels 16 zueinander und zu der Welle 9 ist so gewählt, dass die sich übtr den Arbeitsbereich der Federelemente 2 hinweg ändernde Federkraft der Federelemente als Folge der sich verlagernden Winkelhebelarme als angenähert konstante Steuerkraft auf den Bremskraftregler 1 übertragen wird.
Bei den in dem Ausführungsbeispiel zur Steuerung der Bandspannung bei Bandspinnern verwendeten erfindungsgemässen Steuervorrichtungen wird das als Umspinngut dienende Papierband 6, bevor es von der (nicht gezeigten) Papierbandspule auf die am Steuerschlitten 4 des Bremskraftreglers 1 gehaltenen Führungsrollen geleitet wird, über eine ortsfeste Rolle 17 umgelenkt, während es nach dem zu umwickelnden Kabel od. dgl. über eine weitere, ebenfalls ortsfeste, Rolle 18 geführt wird.
Ohne dass der Bereich der Erfindung verlassen wird, können noch verschiedene Abänderungen derselben vorgenommen werden. So können anstatt der in den Ausführungsbeispielen gezeigten, als Zugfedern ausgebildeten Federelemente 2 auch ohne weiteres Druckfedern verwendet werden. Weiterhin ist es möglich, den Bremskraftregler 1 anders als in den Ausführungsbeispielen gezeigt auszubilden. Ebenso ist die Verwendung eines oder mehrerer Federelemente 2 zur Erzeugung der Steuerkraft möglich.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Zugspannungs-Steuervorrichtung für Stranggut, insbesondere für das Umspinngut bei Umspinnmaschinen mit umlaufenden Spinnern zum Umwickeln elektrischer Kabel od. dgl. mit Bändern oder für das Verseilgut bei Verseilmaschmen, bei welchen die einstellbare Bremsung des Bandtellers oder der Seiltrommeln durch Federelemente in Abhängigkeit von der Spannung des abgezogenen Gutes geregelt wird,
EMI3.1
einrichtung (8) in kraftschlüssiger Verbindung stehen, welche durch zwei auf eine gemeinsame Welle (9) wirksame, mittels biegsamer Übertragungsglieder (z.
B. Seile oder Bänder) an die Federelemente bzw. den Bremskraftregler angeschlossene Kurvenscheiben (10, 11) oder durch eine Hebelübersetzung (16) gebildet ist, wobei die Umrissform (yl, yy) einer oder beider Kurvenscheiben bzw. die Länge und gegenseitige Lage der Hebelarme (16a, 16b) für eine Änderung der Kraftübersetzung im Sinne der Erzeugung einer konstanten Steuerkraft (B, C, D) am Bremskraftregler (1) entgegengesetzt proportional zum Kraftanstieg der Federelemente (2) gewählt ist.