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Die Erfindung betrifft eine Spulenbremseinrichtung zum Konstanthalten der Zugspannung eines von der Spule ablaufenden Drahtes, Bandes, Seiles od. dgl. mit einer Einrichtung zum Bestimmen des Füllgrades der Spule durch Vergleichen der Drehzahl der Spule mit der Geschwindigkeit des von der Spule ablaufenden Drahtes od. dgl. und mit einer der Spule zugeordneten Drehzahlmessein- richtung.
Beispielsweise bei Verseilmaschinen stellt sich häufig das Problem, die Zugspannung der zu verseilenden Drähte oder Seile oder die Zugspannung von Armierungselementen, wie Eisenbändern od. dgl., konstant zu halten, damit eine gleichmässige Verseilung bzw. Armierung erreicht wird.
Neben dem händisch vorgenommenen, weitgehend empirischen Verstellen der Spulenbremse sind auch schon verschiedene mechanische Vorrichtungen zum Verändern der Bremskraft in Abhängigkeit vom Füllgrad der Spule vorgeschlagen worden. Eine derartige Vorrichtung ist beispielsweise aus der DE-OS 1510103 bekannt.
Aus der DE-OS 2540728 ist eine Spulenbremseinrichtung bekannt, bei der zum Konstanthalten der Zugspannung eine einer Spule zugeordnete Bremse in Abhängigkeit von der Spulendrehzahl geregelt wird. Bei der DE-OS 2540728 wird der Füllgrad der Spule dadurch erfasst, dass einerseits die Drehzahl der Spule und anderseits die Drehzahl eines Zentralspinners gemessen und einer Vergleichsschaltung zugeleitet wird. Da weiters die Drehzahl des Zentralspinners der aus der DE-OS 2540728 bekannten Vorrichtung ein Mass für die Geschwindigkeit des von der Spule ablaufenden Spinngutes ist, wird bei der DE-OS 2540728 der Füllgrad der Spule letztlich durch Vergleich der Spulendrehzahl mit der Abzugsgeschwindigkeit des Spinngutes ermittelt. Allerdings wird bei der DE-OS 2540728 das Bremsmoment nicht gemessen.
Aus der FR-PS Nr. 2. 080. 130 ist eine Vorrichtung zum Regeln der Zugspannung von Drähten od. dgl. bekannt, bei der die Zugspannung entsprechend dem Füllgrad der Spulen geregelt werden soll.
Die US-PS Nr. 3, 351, 296 beschreibt eine Vorrichtung zum Regeln der Zugspannung von Fäden, wobei die Zugspannung durch das Ausmass der Verdrehung eines Stabmagneten in einem Magnetfeld bestimmt wird.
Nachteilig bei den bekannten Spulenbremsen ist der Umstand, dass sie häufig ungenau arbeiten und eine Änderung der gewünschten Zugspannung im ablaufenden Element nur schwierig vorgenommen werden kann.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Gattung anzugeben, welche die geschilderten Nachteile nicht aufweist und bei der ohne besonderen zusätzlichen Aufwand auch alle andern, die Drehbarkeit der Spule, von welcher das langgestreckte Element abläuft, behindernden Parameter (Lagerreibung, Bremsung von um eine Maschinenlängsachse kreisenden Spule durch Zentrifugalkräfte u. dgl.) berücksichtigt sind.
Erfindungsgemäss wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass eine der Spule zugeordnete, schwimmend gelagerte Bremse vorgesehen ist, dass zum Verstellen der Bremse ein Stellmotor, z. B. ein Gleichstrom-Getriebemotor, vorgesehen ist, dass die Bremse über einen Zugstab, auf dem ein Messgerät für das Bremsmoment, z. B. ein Dehnungsmessstreifen, vorgesehen ist, abgestützt ist, dass einer Umlenkrolle für den von der Spule abgezogenen Draht od. dgl. eine Drehzahlmesseinrichtung zugeordnet ist und dass eine elektronische Auswerte- und Steuereinrichtung vorgesehen ist, die mit den der Spule und der Umlenkrolle zugeordneten Drehzahlmesseinrichtungen, dem Messgerät für das Bremsmoment und dem Stellmotor der Bremse verbunden und in welche der gewünschte Wert der Zugspannung eingebbar ist.
Bei der erfindungsgemässen Spulenbremseinrichtung wird aus der Drehzahl der Spule und der Geschwindigkeit des ablaufenden Drahtes od. dgl. die durch Messung der Drehzahl einer Umlenkrolle, über die der langgestreckte Draht od. dgl. läuft, erfasst wird, der effektive Durchmesser, d. h. der Abwickelzustand der Spule erfasst. In Abhängigkeit des Durchmessers wird die Bremskraft kontinuierlich verringert, so dass die Zugspannung im ablaufenden Element konstant gehalten wird.
Auf diese Weise ist es möglich, die Zugspannung im ablaufenden Element auf beliebige Werte, z. B. auf einen Wert zwischen 200 und 1000 N, einzustellen.
Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemässen Spulenbremseinrichtung liegt darin, dass es beispielsweise unter Verwendung einer elektronischen Auswerte- und Steuerschaltung weitestgehend automatisierbar ist.
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Zusätzlich wird bei der erfindungsgemässen Spulenbremseinrichtung ohne zusätzliche Massnah- men ein Riss des Drahtes od. dgl. oder das Ende desselben ganz einfach dadurch festgestellt wer- den, dass die Drehzahl der Spule auf Null absinkt.
Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden Be- schreibung des in den Zeichnungen wiedergegebenen Ausführungsbeispieles. Es zeigen : Fig. 1 einen
Bandeisenwickler mit der erfindungsgemässen Spulenbremse, Fig. 2 den Bandeisenwickler aus Fig. 1 im Schnitt längs der Linie 11-11 in Fig. 1, Fig. 3 in vergrössertem Massstab die Bremse im Schnitt längs der Linie III-III in Fig. 1 mit einer schematisch wiedergegebenen, elektronischen Auswerte- und Steuereinrichtung und Fig. 4 ein Detail der Bremse im Schnitt längs der Linie IV-IV in Fig. 3.
Der in Fig. 1 gezeigte Bandeisenwickler --1-- besitzt ein horizontal ausgerichtetes Rohr - -2--, das auf Konsolen --3 und 4-- um seine Längsachse --5-- drehbar gelagert ist. Der Band- eisenwickler --1-- wird über ein Getriebe --7-- an eine Transmission einer Verseilmaschine ange- schlossen. Am Rohr --2-- sind Träger --8-- für insgesamt vier Bandeisenspulen --9-- vorgesehen.
Jedem Spulenträger --8-- ist eine Bremsscheibe --10-- und eine Aussenbackenbremse --11-- zuge- ordnet.
Am Rohr --2-- ist weiters ein im wesentlichen kreuzförmiges Traggestell --12-- befestigt, in dem frei drehbare Umlenkrollen --13, 14-- vorzugsweise verstellbar gelagert sind. Die Umlenk- rollen --13 und 14-- lenken die von den Bandeisenspulen --9-- ablaufenden Bandeisen so um, dass sie sich bei Betrieb des Bandeisenwicklers schraubenlinienförmig um ein durch das Rohr --2-- geführtes, in Fig. 2 schematisch angedeutetes, zu armierendes Kabel --16-- herumlegen.
Wie die Fig. 3 und 4 zeigen, besitzt die Aussenbackenbremse --11-- zwei im wesentlichen halb- kreisförmige Bremsbacken --17 und 18--, die über ein Gelenk --19-- miteinander verbunden sind.
Die Bremsbacken --17 und 18-- tragen an ihren Innenflächen Bremsbeläge --20--. An ihren Aussen- flächen tragen die Bremsbacken --17 und 18-- teilkreisringförmige Flansche --21--, über welche die Aussenbackenbremse --11-- zwischen Führungsrollen --22-- schwimmend gelagert ist. Die Füh- rungsrollen-22-- sind über Träger Rohr --2-- mittelbar oder unmittelbar befestigt.
Das Bremsmoment wird über einen Zugstab --23--, der einerseits an der Bremsbacke --18-und anderseits mittelbar oder unmittelbar am Rohr --2-- angelenkt ist, aufgefangen. Am Zugstab - ist ein Messgerät zur Bestimmung der auf ihn einwirkenden Zugkraft, die dem Bremsmoment proportional ist, vorgesehen. Als Messgerät kann beispielsweise ein Dehnungsmessstreifen --24-- vorgesehen sein.
Zur Betätigung der Backenbremse --11-- ist ein Gleichstrom-Getriebemotor --25-- vorgesehen, der über eine Spindel --26-- und eine Druckfeder --27-- auf die Bremsbacken --17 und 18-- ein- wirkt. Über die Spindel --26-- ist zwischen von den Bremsbacken --17 bzw. 18-- abstehende Ansätze --28 bzw. 29-- eine weitere Druckfeder --30-- zum Öffnen der Backenbremse --11-- gesteckt.
Um die Drehzahl der Bandeisenspulen feststellen zu können, ist den Bandeisenspulen --9-selbst, ihren Trägern --8-- oder wie im gezeigten Ausführungsbeispiel, der Bremsscheibe --10-eine Drehzahlmesseinrichtung --31-- zugeordnet. Diese Drehzahlmesseinrichtung --31-- arbeitet im gezeigten Ausführungsbeispiel auf induktiver oder kapazitativer Basis und ist im Bereich einer kreisförmigen Lochreihe --32-- angeordnet.
Eine sinngemäss ausgebildete Drehzahlmesseinrichtung --33-- ist im gezeigten Ausführungsbeispiel einer Lochreihe --34-- der Umlenkrolle --13--, über die das Bandeisen läuft, zugeordnet.
Die von der Drehzahlmesseinrichtung --33-- gemessene Drehzahl ist der Geschwindigkeit des Bandeisen --15--, mit der es von seiner Bandeisenspule --9-- abläuft, direkt proportional.
Die von den Drehzahlmesseinrichtungen --31 und 33-- abgegebenen, der Spulendrehzahl bzw. der Bandeisengeschwindigkeit proportionalen Impulse werden einer elektronischen Auswerte- und Steuereinrichtung --35-- zugeführt. Durch Vergleichen der Spulendrehzahl mit der Bandeisengeschwindigkeit wird in der Auswerte- und Steuereinrichtung --35-- der Füllgrad der Bandeisenspulen --9-- ermittelt.
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am Zugstab --23-- erfasste Bremsmoment eingespeist.
Weiters wird der Auswerte- und Steuereinrichtung --35-- die gewünschte Zugspannung im Bandeisen --15-- als Sollwert von einem Zugkrafteinstellgerät --36-- eingegeben. Das Zugkraftein-
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stellgerät --36-- kann sich am Hauptsteuerpult der Verseilmaschine befinden, wogegen die Auswerte- und Steuereinrichtung --35-- bevorzugt am Wickelkopf angeordnet ist.
Von der Auswerte- und Steuereinrichtung --35-- wird der Getriebemotor --25-- zur Verstel-
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nis von Füllgrad der Bandeisenspule --9-- zu dem vom Dehnungsmessstreifen --24-- gemessenen Bremsmoment auf dem Wert gehalten wird, der dem vom Zugkrafteinstellgerät --36-- vorgegebenen Wert für die Zugspannung im Bandeisen --15-- entspricht.