Umwickelmaschine
In der Papier- und Textilindustrie werden vielfach Umwickelmaschinen (Umroller Jigger) verwendet, bei denen das Arbeitsgmt von einer Walze auf eine oder mehrere andere Walzen umgewickelt werden muss. Hierbei ist es wichtig, den Umwickelvorgang mit möglichst grosser Geschwindigkeit durehzuführen, anderseits dürfen aber keine unzu- lässigen Belastungen der Ware, die oft nur eine sehr geringe Zugfestigkeit aufweist, eintreten.
Nach der Erfindung kann an Umwickel masehinen für Material in Form eines fortlaufenden Gutes mit wenigstens zwei angetriebenen Walzen und einer Einrichtung zur Überwachung der Bewegungsgeschwindigkeit des fortlaufenden Gutes dadurch eine wesentliche Verbesserung erreicht werden, dass der Antrieb der Walzen mit einer Einrichtung zur Drehzahlbeeinflussung ausgerüstet ist, deren Regelung von einer Grosse beeinflusst wird, die der Bewegungsgeschwindigkeit des Gutes entspricht und diese mit Abweichungen von weniger als 15 /o konstant hält.
Der Wert von 15 /e entsprieht einem hochstzulässigen Me# der Abweichung, wie er als Erfahrungs- wert bei Verwendung von Wickelgütern aus der papier-und textilverarbeitenden Indu- strie gegeben ist. Bei den weiter unten näher beschriebenen Ausführungsbeispielen ist stets eine Regelung vorausgesetzt, die diese Bedingungen erfüllt.
Es wurde bei den meisten bekannten Anordnungen versucht, die Regelung auf a. ngeblich konstante Laufgeschwindigkeit mit Hilfe des von der Ware selbst ausgeübten Zuges herbeizuführen, was aber unzulässige Bean spruchungen zur Folge hat, die durch die angegebene neue Lösung vermieden werden.
Für die Durchfiihrung des Erfindungsgedankens können zwei grundsätzliche Ausführungsformen untersehieden werden, nämlich solche, bei denen zwei Walzen über ein Differential gemeinsam a. ngetrieben werden, und solche, bei d@enen jede Walze mit Einzelantrieb ausgerüstet ist.
Bei Anordnungen, bei denen der Antrieb über ein Differential geführt ist, ka. nn die Einrichtung zur Beeinflussung der Antriebsdrehzahl auf den Antrieb des Differentials arbeiten und dessen Arbeitsdrehzahl in jedem Bereich des Arbeitsspiels auf einen solehen Wert einregeln, dass die Wa. rengeschwindigkeit selbst praktisch konstant bleibt.
Das Prinzipschema einer solchen Umwickel machine ist in Fig. 1 der Zeichomg dargestellt. Hierin ist mit W1 die volle Warendocke bezeichnet, von der die Ware auf die zu umwickelnde Warendocke W2 umgewickelt werden soll. Die Ware läuft hierbei beispielsweise durch einen Fa. rbtrog T, wobei die Warenbahn B in bekannter Weise über Rollen geführt sein kann.
Die beiden Docken laufen in Pfeilriehtungen, und zwar mit Dreh zahlen ni bzw. n2. Bei einem Antrieb über ein mechanisches Differential, wie dieses in Fig. 2 dargestellt ist, wird das Differential mit der Antriebsdrehzahl n angetrieben, die sich in der Weise auf die Drehzahlen der angetriebenen Docken n1 und n2 verteilt, dass ss n gleich der halben Summe von ni + s ist.
Wenn die Antriebsdrehzahl des Differentials n, wie dies bei bekannten Differentialantrieben der Fall ist, konstant gehalten wird, so ergibt sich aber keine konstante Warengeschwindigkeit ; vielmehr verläuft diese nach den in Fig. 3 dargestellten Kurven, die den Verlauf der Warengesehwindigkeit für ver schiedene Verhältnisse zwischen Anfangs-und Enddurchmesser der Docken in Abhängig- keit von dem Durchmesser der einen der beiden Docken zeigt. Die Durchmesserverhält- nisse sind hierbei mit k bezeichnet, wobei jede Kurve den für den aus der Abbildung ersichtlichen Wert dieses Verhältnisses bedingten Verlauf der Warengeschwindigkeit darstellt.
In Fig. 4 ist fü dieselben Werte des Durehmesserverhältnisses h an Ha. nd einer Reihe von Kumen gezeigt, welehenVer- lauf die Antriebsdrehzahl n des Differentials haben muss, falls tatsächlich eine konstante Warengeschwindigkeit vorliegen soll. Die Werte n sind hierbei in Abhängigkeit von dem jeweiligen Durchmesser der einen Docke gezeichnet.
Im Untersehied zu den mit konstanter Antriebsgeschwindigkeit arbeitenden bekannten Anordnungen kann durch die erfindungsgemässe Einrichtung zur Beeinflus sung der Arbeitsdrehza ein Verlauf aufgedrückt werden, der in guter Annäherung den in Fig. 4 dargestellten Kurven entspricht, so dass tatsächlich keine oder nur sehr geringe Abweichungen von einer konstanten Waren gesehwindigkeit auftreten.
Hierzu kann man beispielsweise, wie in Fig. 5 dargestellt, mit einer von der Warenbahn mitgenommenen Umlenk-oder Führungsrolle F ein drehzahlabhängiges Schaltgerät 10 kuppeln, das bei Abweichungen von einer bestimmten Sollgeschwindigkeit nach oben oder nach unten jeweils einen Kontakt 11 oder 12 schliesst und damit über Verstellsehütze 13 bzw. Lt. einen Verstellmotor 15 steuert, der das Verstellorgan des Hauptantriebsmotors Jl, beispielsweise einen Feldregler 16, bewegt.
Bei dem in Fig. 5 dargestellten Ausfüh- rungsbeispiel wird ebenso wie bei den naehfolgend beschriebenen Ant. rieben gemäss der Fig. 6 bis 8 jeweils ein Differential verwendet.
Nach einer weiteren Ausführungsform kann, wie Fig. 6 zeigt, mit der Umlenk-oder Fuhrungsrolle F eine Tachometerdynamo 20 gekuppelt werden, deren Spannung ein polarisiertes Relais 21 steuert, das die gleiche Fnnktion übernimmt wie bei der vorherigen Ausführungsform das drehzahlabhängige Schaltgerät 10. Als Sollwerteinsteller kann ein Potentiometer 22 vorgesehen sein. Mit ihm lä. sst sieh die Grundgesehwindigkeit für den je weiligen Proze# willkürlich festlegen.
Die willkürliehe Festlegung der Grundge- schwindigkeit kann, und zwar auch bei der Ausführungsform naeh Fig. 5, stattdessen auch durch Verändern der Ankerspannung des Hauptmotors M erreicht werden.
An Stelle eines polarisierten Rela. is 91, wie in Fig. 6 vorgesehen, kann man auch einen andersartigen Verstärker beliebiger Ausfüh rung anordnen. Zum Beispiel wird es in diesem Fall vorteilhaft sein, einen sogenannten Magnetverstärker zu verwenden. Hierdurch kann ebenfalls eine stufenlose Steuerung erreicht werden.
Fig. 7 zeigt eine Ausführungsform, bei der zwei Fühlorgane 31, 32 die beiden Warendocken W1 und W2 abtasten und über Exzenter 33, 34 und abermalige Fühlorgane, vor- zugsweise Rollen 35, 36, eine mechanische Einrichtung 37 zur Zusammenfassung der jeweiligen Doekendrehzahlen steuern, welche ihrerseits die Drehzahlverstellvorrichtung 38 des Haupta. ntriebes 1Z beeinflusst. Die Form der Kurvenscheiben 33, 34 ist dabei so gewählt, dass die eingangs erläuterten Gesetz mässigkeiten berücksichtigt werden.
Vielfach kann es erwünscht sein, Fühl- organe, welche die Wickeldocken selbst abtasten, zu vermeiden.
Man kann dann an Stelle einer Fühlhebelanordnung auch den Verstellwinkel der Füh rungsrollen-Schwenkachse S (Fig. 1) für die Drehzahlsteuerung ausnutzen. Dies hat zur Voraussetzung, dass der Verstellwinkel ein Mass iur den Grad des Umwickelprozesses darstellt, was bei den neueren Maschinen meistens der Fall ist.
Man kann dann statt dessen eine besondere Einrichtung vorsehen, wie sie in Fig. 8 dar gestelltist.Siebestehtaus zwei Kurven- seheiben, von denen die eine gegenüber der andern verstellbar ist. Beide Kurvenscheiben sind entspreehend dem Drehzahlverlauf der einen bzw. der andern Docke ni bzw. n2 in Abhängigkeit vom jeweiligen Durchmesser einer Docke, zum Beispiel vom Durchmesser ({3 der Docke Wl, geformt. Durch eine Ver sehiebung der einen Kurvenscheibe gegenüber der andern lassen sich die verschiedenen Durchmesserverhältnisse k berücksichtigen.
DieWirkungsweiselässtsichveranschaulichen, index man sich vorstellt, dass sich die Einrichtung zur Zusammenfassung (in diesem Falle Summierung) der jeweiligen Drehzahlen nl, n2 zusammen mit den Fühlrollen 35, 36 und der Drehzahlverstellvorrichtung 38 von links naeh rechts an den beiden Kurven vor beibewegt, wobei die beiden Fühlrollen 36, 36 an den beiden Kurven entlanglaufen und so den Steuervorgang bewirken.
Dieses Prinzip lässt sich konstruktiv sehr versehiedenartig ausführen. An Stelle einer meehanisehen Summierung von mechanischen Grossen können auch elektrische Grossen verwendet werden, wie zum Beispiel Regler oder Potentiometer, die sich auf verschieden hohe Summenspannungen bzw. Summenwiderstände einstellen und von deren Verlauf dann in an sich bekannter Weise über elektrische Stellglieder eine Drehzahländerung des Hauptantriebsmotors vorgenommen werden kann.
Dabei sind die Stufungen der Potentiometer bzw. Regler nach einer Gesetzmässigkeit gewählt, die der Kurvenform der Exzenterscheiben entspricht.
Dementsprechend können mit der Rollen Schwenkachse Regulierwiderstände verbunden sein, deren Widerstandsbeläge entsprechend dem bei konstanter Bewegungsgeschwindig- keit des Gutes erforderlichen Verlauf der Drehzahlen der beiden Wickel in Abhängigkeit vom jeweiligen Durchmesser eines Wikkels längs ihres Regulierweges in ihrem Wi- derstand veränderlieh sind.
Dabei kann die gegenseitige Lage dieser beiden Regulierwiderstände zwecks Anpassung an die maximalen Durchmesserverhältnisse der Wickel verstellba r sein-Die beiden Regulierwider- stände lassen sich so schalten, dass die an ihnen abgegriffene Summenspannung eine Drehzahländerung des Hauptantriebes ent- sprechend konstanter Gutgeschwindigkeit bewirkt.
Bei der Formgebung für die Exzenter bzw. der Widerstandsauslegung der Potentiometer oder Regler wird also von den in Fig. 8 dargestellten Kurven für verschiedene Durch- messerverhältnisse ausgegangen. Durch eine Verschiebung zweier Exzenterstücke in der beschriebenen Weise oder durch Verdrehung des einen Potentiometers gegenüber dem andern erreicht man einen Stellwerksablauf. der den jeweiligen Durchmesserverhältnissen angepa#t ist. Die Verstellung der Exzenter bzw. die Verdrehung der Potentiometer kann an einem Zeigerknopf vorgenommen werden.
Bei Anordnungen, bei denen die Walzen mechanisch voneinander unabhängig durch Einzelantriebe angetrieben werden, kann die Einrichtung zur Beeinflussung der Antriebsdrehzahlen so ausgebildet werden, dass sie jeden Antrieb auf solche Geschwindigkeits- werte regelt, dass dh. e Geschwindigkeit der umlaufenden Ware praktisch konstant gehalten wird. Hierbei kann auch die Zugsspan- nung der Ware während des Arbeitsspiels im wesentlichen auf gleichbleibende, im Bedarfsfall beliebig geringe Werte gehalten werden.
Man ka. nn hierbei Induktionsmotoren als Einzelantriebe verwenden, z. B. Schleifringläufermotoren, deren Läufer über einen ver änderlichen Widerstand, der in Abhängigkeit vom Durchmesser der aufzuwickelnden Docke verstellbar ist, elektrisch miteinander verbunden sind. Man kann aber auch entspre chend gesteuerte Gleichstrommotoren verwen- den.
An Hand der Fig. 9 bis 12 ist die Anwendung des Erfindungsgedankens auf Umwiekler mit Einzelantrieb in einigen Ausfüh- rungsbeispielen erläutert.
Wi, W2 sind die abzuwickelnde und die aufzawiekelnde Docke, ski, M2 sind die dazugehörigen Antriebsmotoren, im Falle des Ausführungsbeispiels nach Fig. 9 Sehleifringläu- fer. Die Läufer beider Motoren sind über die Schleifringe und einen verstellbaren Wider- stand Rg miteinander elektriseh verbunden.
Ständerseitig ist der Motor M2 der aufzuwikkelnden Docke ans Netz geschaltet, während der Motor Mi an der abzuwickelnden Docke ständerseitig auf einen einstellbaren Wider stand Rz arbeitet. Der Widerstand Rg ist über eine in diesem Falle mechanische Steuereinrichtung mit der Führungsrollen-Sehwenkachse S gekuppelt. Dabei ist angenommen, dass die Stellung dieser Schwenkachse ein Mass für den Durchmesser der aufzuwickelnden Docke darstellt, wie dies bei den neueren Maschinen meist der Fall ist.
Der Einstellwiderstand Rz ist in ähnlicher Weise über eine'Steuereinrichtung mit einer Pendelwalze Pw oder dergleichen, welche die Warenzugspannung misst, ekuppelt. Durch Umlegen des Schalters U lä#t sich die Warenlaufrichtung umkehren and die Schaltweise der beiden Motoren vertauschen.
Die Summe der Drehzahlen beider Motoren ist festgelegt durch die Netzfrequenz, wobei der Schlupf vernachlässigt ist. Die Drehzahlen sind abhängig von der Grösse der Widerstände Rg und Rz. Der Widerstand'Rg ist ungleichförmig abgestuft, und zwar so, da# die Drehzahl des Antriebsmotors bei fortschreitendem Wickelprozess entsprechend dem bekannten Momentverlauf der aufzuwickelnden Warendbeke so herabgesetzt wird, lass die Warengeschwindigkeit konstant bleibt.
Der Widerstand Rz kann gleichförmig abgestuft sein. Bei Warenlaufumkehr wird durch ; ine mechanische Vorrichtung der Drehsinn der Widerstandsverstellung umgekehrt. Die Wirkungsweise eines solehen Antriebes ist im Prinzip-sofern man den Schlupf vernach- lässigt-dieselbe wie diejenige eines einzigen Antriebsmotors, der die beiden Warendocken BTl und Ws über ein Differentialgetriebe antreibt ;
durch die Änderung der Widerstände Rg und Rz lassen sich aber die Drehzahlen der beiden Motoren so steuern, dass die Um- fangsgeschwindigkeit der beiden Doeken und der einmal eingestellte Warenzug während des gesamten Wiekelvorganges konstant bleiben. Dies ist ein beträchtlicher technischer Fortschritt gegenüber dem mechanischen Differential.
Eine weitere Verbesserung und eine Vereinfaehung des Verstellmeehanismus lässt sieh erreichen, wenn in dem Schleifringkreis der beiden Antriebsmotoren, wie in Fig. 10 gezeigt, ein stromabhängiges Relais R angeordnet wird. DiesesRelais steuert über einenHilfsmotor 3l den Widerstand Rg im Schleifring- kreis. Gleichzeitig wird von dem Hilfsmotor ein Sollwerteinsteller SW verändert, der im Kreis der Sollwertspule des Relais liegt.
Durch die einstellbaren Widerstände Ri und Bg, die zu den beiden Relaisspulen parallel liegen, kann die Relaissehrittsehaltung versehiedenen Lastmomenten und damit versehiedenen Warenspanmmgen angepasst werden,
Der Widerstand Rz im Ständerkreis des Abwiekelmotors dient auch hier als Sollwert- einsteller für den Warenzug und wird durch eine Pendel oder Tänzerwalze gesteuert.
Bei Xnderung der Wa. renlaufriehtung werden hier, sinngemäss ebenso wie bei Fig. 9, mittels einer (nicht mit dargestellten) Umschalteinrichtung die Funktionen der beiden Moto- ren vertauscht und der Widerstand im Schleifringkreis R. automatisch in die An fangsstellung zurückgeführt, so dass das Arbeitsspiel von neuem beginnen kann.
Eine weitere mögliehe Ausführungsform ist in Fig. 11 dargestellt. Sie besteht darin, da# eine Umlenkrolle (Leit- oder Breithalte- walze am Sehwenkarm S) mit einer Tacho meterdynamo TDi ausgerüstet wird, deren Spannung mit einem am Potentiometer Pl einstellbaren Sollwert verglichen wird.
Die Spannungsdifferenz kann dazu benutzt wer den, über eine Relaiskombination Rkb und einen Hilfsmotor llio einen Widerstand Rg im Schleifringkreis zu verstellen 15 sind Riphtungsschütze. Der Motor M2 arbeitet hier beispielsweise immer als Motor, während der Motor J. fi eine verzögernde Wirkung aus übt, und zwar entweder, indem er bei ge genläufigem Drehfeld als Bremsmotor arbeitet o (ler übersynehron angetrieben als Generator.
Diese Steuerung ermöglicht einen völlig lastunabhängigen Drehzahlverlauf. Die Einstel- lung : des Zuges lässt sich ähnlieh, wie oben im Zusammenhang mit Fig. 9 und 10 besehrieben, bewirken. Wahlweise kann auch an Stelle einer direkten Widerstandsänderung durch Ausnutzung des Hubes der Pendel-oder Tänzerwalze ein Verstellmechanismus mit einem besonderen Hilfsmotor verwendet werden. Die Steuerung dieses Hilfsmotors kann durch Kontakte an der Pendel-oder Tänzer- walze oder durch eine spannungsabhängige Relaiskombination, wie vorstehend angegeben, bewirkt werden.
Der Arbeitsbereich, innerhalb dessen mit grosser Genauigkeit eine konstante Waren gesehwindigkeit eingehalten wird, kann hierbei noch dadurch erweitert werden, dass die Steuerung des Widerstandes in zwei i Abschnitte zerlegt wird, in denen die Wider . standsänderungen jeweils in gegenläufigem pinne durehgeführt werden. Hierbei liegt die Erkenntnis zugrunde, da# für eine ideale Annäherung an die gewünschten Vorausset- zungen der elektrische Widerstand in der r Verbindung der beiden Läufer nur bis zu einem bestimmten Wert zunehmen, dann aber wieder abnehmen soll. Die Grenze der beiden Bereiche wird mit besonderem Vorteil in den Punkt verlegt, wo die Drehzahl der beiden Einzelantriebe gleich gross sind.
Die Umsteuerung kann hierbei in Abhängigkeit von den beiden Drehzahlen, beispielsweise in der Weise durchgeführt werden, dass jeder Antrieb eine Tachometerdynamo antreibt, die einander entgegengerichtet auf die Spule eines Relais arbeiten, so dass die Umschaltung in dem
Augenblick erfolgt, in dem die Spannung del einen Taehometermaschine diejenige der andern überschreitet. In ähnlicher Weise kann die Umschaltung auch frequenzabhängig durchgeführt werden, indem beispielsweise mit jedem Motor ein kleiner Sehleifringmotor gekuppelt wird, dessen Schleifringe an Stän der-bzw. Läuferwickkmg eines dritten kleinen Induktionsmotors gelegt werden.
Dieser dritte Induktionsmotor kann über eine Rutschkupplung einen Konta. kt betätigen. Dieser Umschalter wird also verstellt je nach dem, ob die eine oder die andere Frequenz überwiegt, so dass die Umschaltung in dem Moment durchgeführt wird, in dem die Drehzahl des einen Motors die des andern überschreitet.
Im übrigen kann dann die Beeinflussung des Widerstandes in dem Verbindungskreis all mählich dem Untersehied zwischen den Span- nungen entsprechen, beispielsweise mit Hilfe eines durch einen Hilfsmotor verstellbaren Widerstandesgeändert werden.
Fig. 12 zeigt eine Ausführungsform, bei der die Antriebsmotoren M1, M2 der Warendoeken W1, W2 Gleichstrommotoren, und zwar in diesem Falle Nebenschlussmotoren, sind. Die Motoren sind hier im Feld regelbar.
Es wäre aber auch möglieh, die Erfindung so zu verwirklichen, dass die Motoren im Ank-rstronikreis geregelt werden. Die Steue- rung der Motoren bzw. ihrer Regelorgane erfolgt so, dass der die jeweils abzuwickelnde Docke antreibendle Motor auf konstante Warengeschwindigkeit und der die jeweils aufzuwickelnde Docke antreibende Motor auf konstanten Warenzug geregelt wird. Die Grunddrehzahlen sind durch die voreinstell- bare Spannung einer gemeinsamen Gleichstromquelle 40 festgelegt.
Die Regelung auf konstante Warenge schwindigkeit geschieht durch Feldänderung des die abzuwickelnde Docke Wi antreibenden Motors Mi in Abhängigkeit von der Span nung einer Tachometerdynamo TD, die die Warengeschwindigkeit misst. Die Regelung auf konstante Warenspannung erfolgt durch Feldänderung des die aufzuwickelnde Docke antreibenden Motors M2 in Abhängigkeit vom eigenen Ankerstrom. Zur Voreinstellung der Warengeschwindigkeit und des Warenzuges dienen verstellbare Widerstände, hier bezeichnet mit Rgo und Rzo.
Ausserdem sind zur Überwachung der elektiischen Messgrossen, die der Warengesehwindigkeit und der Warenspannung entsprechen-es sind dies die Spannung an der Tachometerdynamo TD und der Ankerstrom-elektrische Anzeigegeräte V und =1 vorgesehen Diese sind zweckmä#ig gleich in m/min bzw.
in kg geeicht. Es kann vorteilhaft sein, die vorerwähnten elektri schen Messgrossen durch Verstärkeranordnun- gen 41, 42,, zum Beispiel Magnetverstärker, Rohrenverstärker oder Verstärkermaschinen, zu verstärken, bevor sie den Steuerorganen der Motoren M1, M2, im Falle dieses Ausführungsbeispiels den Feldwicklungen, zugeführt werden. Dabei sind vor den Ausgangsund, soweit erforderlich, auch vor den Eingangsklemmen der Verstarkeranordnungen Schaltgeräte 43 bis 48 vorgesehen, die bei Wechsel der Arbeitsrichtung, zweckmä#ig selbsttätig, umgeschaltet werden..
Die Möglichkeiten zur Anwendung und Ausführung der Erfindung beschränken sich nicht auf die hier im einzelnen angegebenen Beispiele und auch nicht auf das Gebiet der Textilindustrie. An. Stelle eines mechanischen Differentials, wie in Fig. 10 dargestellt, kann auch eine andere Anordnung mit ähnlicher Wirkung, zum Beispiel ein elektrisches Differential, verwendet werden. Die Vorsehläge der Erfindung sind überall da von Vorteil, wo es sich darum handelt, ein bahn-, streifenoder strangformiges Gut umzuwickeln.
Wrapping machine
In the paper and textile industry, rewinding machines (rewinder jiggers) are often used, in which the work piece has to be rewound from one roller to one or more other rollers. It is important here to carry out the wrapping process at the highest possible speed, but on the other hand no inadmissible loads may occur on the goods, which often only have a very low tensile strength.
According to the invention, a substantial improvement can be achieved on wrapping machines for material in the form of a continuous good with at least two driven rollers and a device for monitoring the speed of movement of the continuous good that the drive of the rollers is equipped with a device for influencing the speed Regulation is influenced by a variable that corresponds to the speed of movement of the goods and keeps this constant with deviations of less than 15 / o.
The value of 15 / e corresponds to a maximum permissible measurement of the deviation, as it is given as empirical value when using wound goods from the paper and textile processing industry. In the exemplary embodiments described in more detail below, a regulation is always assumed that fulfills these conditions.
In most of the known arrangements attempts have been made to adjust the scheme to a. to bring about a constant running speed with the help of the pull exerted by the goods themselves, which, however, results in inadmissible stresses that are avoided by the specified new solution.
For the implementation of the inventive concept, two basic embodiments can be distinguished, namely those in which two rollers jointly a. be driven, and those in which each roller is equipped with an individual drive.
For arrangements in which the drive is guided via a differential, ka. nn the device for influencing the drive speed work on the drive of the differential and adjust its working speed in each range of the work cycle to such a value that the goods speed itself remains practically constant.
The basic diagram of such a wrapping machine is shown in FIG. 1 of the drawing. Here, W1 designates the full goods dock from which the goods are to be wrapped onto the goods dock W2 to be wrapped. In this case, the goods run, for example, through a company trough T, wherein the material web B can be guided over rollers in a known manner.
The two docks run in arrow direction, with speeds ni and n2. In the case of a drive via a mechanical differential, as shown in FIG. 2, the differential is driven at the drive speed n, which is distributed to the speeds of the driven cams n1 and n2 in such a way that ss n is equal to half the sum of ni + s is.
If the drive speed of the differential n, as is the case with known differential drives, is kept constant, then there is no constant speed of the goods; Rather, it runs according to the curves shown in FIG. 3, which show the course of the goods speed for different ratios between the initial and final diameter of the docks as a function of the diameter of one of the two docks. The diameter ratios are denoted by k, each curve representing the course of the speed of the goods required for the value of this ratio shown in the figure.
In Fig. 4, for the same values of the diameter meter ratio h is on Ha. nd a series of figures shows what course the drive speed n of the differential must have if a constant product speed is actually to be present. The values n are drawn as a function of the respective diameter of the one dock.
In contrast to the known arrangements working with constant drive speed, the device according to the invention for influencing the working speed can be used to imprint a course which corresponds to a good approximation to the curves shown in FIG. 4, so that actually no or only very small deviations from a constant Goods speed occur.
For this purpose, for example, as shown in FIG. 5, a speed-dependent switching device 10 can be coupled with a deflection or guide roller F carried along by the material web, which closes a contact 11 or 12 in the event of deviations from a certain setpoint speed upwards or downwards and thus via adjustment cap 13 or Lt. controls an adjusting motor 15 which moves the adjusting element of the main drive motor Jl, for example a field regulator 16.
In the exemplary embodiment shown in FIG. 5, as in the case of the drives described below, according to FIGS. 6 to 8, a differential is used in each case.
According to a further embodiment, as shown in FIG. 6, a tachometer dynamo 20 can be coupled to the deflection or guide roller F, the voltage of which controls a polarized relay 21, which takes on the same function as the speed-dependent switching device 10 in the previous embodiment a potentiometer 22 can be provided. With him lä. You see the basic speed for the respective process # arbitrarily set.
The arbitrary definition of the basic speed can also be achieved by changing the armature voltage of the main motor M, also in the embodiment according to FIG.
Instead of a polarized relay. Is 91, as provided in Fig. 6, you can also arrange another type of amplifier of any design. For example, in this case it will be advantageous to use a so-called magnetic amplifier. This also enables stepless control to be achieved.
7 shows an embodiment in which two sensing elements 31, 32 scan the two goods docks W1 and W2 and, via eccentrics 33, 34 and repeated sensing elements, preferably rollers 35, 36, control a mechanical device 37 for combining the respective doken speeds, which in turn, the speed adjusting device 38 of the main a. 1Z drive. The shape of the cams 33, 34 is chosen so that the regularities explained at the beginning are taken into account.
In many cases, it can be desirable to avoid sensing organs which scan the winding docks themselves.
You can then use the adjustment angle of the guide roller pivot axis S (Fig. 1) for speed control instead of a feeler lever arrangement. The prerequisite for this is that the adjustment angle is a measure of the degree of the wrapping process, which is usually the case with newer machines.
Instead, a special device can be provided, as shown in FIG. 8. It consists of two curves, one of which is adjustable with respect to the other. Both cams are shaped according to the speed curve of the one or the other dock ni or n2 depending on the respective diameter of a dock, for example the diameter ({3 of dock Wl. By shifting one cam disc with respect to the other take into account the various diameter ratios k.
The mode of operation can be illustrated by imagining that the device for combining (in this case summing) the respective speeds nl, n2, together with the feeler rollers 35, 36 and the speed adjustment device 38, moves from left to right on the two curves, with the two Feeler rollers 36, 36 run along the two curves and thus effect the control process.
This principle can be implemented in very different ways. Instead of a mechanical summation of mechanical variables, electrical variables can also be used, such as regulators or potentiometers, which adjust to different levels of total voltages or total resistances and then change the speed of the main drive motor in a known manner using electrical actuators can be.
The gradations of the potentiometers or controllers are selected according to a law that corresponds to the curve shape of the eccentric disks.
Correspondingly, regulating resistors can be connected to the roller pivot axis, the resistance of which varies according to the course of the speeds of the two reels required at constant movement speed of the goods depending on the respective diameter of a reel along its regulating path.
The mutual position of these two regulating resistors can be adjustable for the purpose of adapting to the maximum diameter ratios of the laps. The two regulating resistors can be switched so that the total voltage tapped on them causes a change in the speed of the main drive corresponding to a constant product speed.
In the shaping of the eccentric or the resistance design of the potentiometer or regulator, the curves shown in FIG. 8 for various diameter ratios are used as the starting point. By moving two eccentric pieces in the manner described or by turning one potentiometer with respect to the other, an interlocking sequence is achieved. which is adapted to the respective diameter ratios. The adjustment of the eccentric or the rotation of the potentiometer can be done with a pointer button.
In arrangements in which the rollers are mechanically driven independently of one another by individual drives, the device for influencing the drive speeds can be designed in such a way that it regulates each drive to such speed values that ie. e speed of the circulating goods is kept practically constant. Here, the tensile stress of the goods during the work cycle can be kept essentially constant, and if necessary any low values.
You ka. nn use induction motors as individual drives, e.g. B. slip ring motors, the runners are electrically connected to each other via a ver changeable resistor, which is adjustable depending on the diameter of the dock to be wound. However, appropriately controlled DC motors can also be used.
The application of the inventive concept to reversing devices with individual drives is explained in some exemplary embodiments with reference to FIGS. 9 to 12.
Wi, W2 are the docks to be unwound and the docks to be unwound, ski, M2 are the associated drive motors, in the case of the exemplary embodiment according to FIG. 9, slippery rings. The rotors of both motors are electrically connected to one another via slip rings and an adjustable resistor Rg.
On the stand side, the motor M2 of the dock to be wound up is connected to the network, while the motor Mi on the dock to be unwound works on an adjustable resistance Rz on the stand side. The resistor Rg is coupled to the guide roller visual pivot axis S via a mechanical control device in this case. It is assumed that the position of this pivot axis represents a measure of the diameter of the dock to be wound, as is usually the case with the newer machines.
The setting resistor Rz is coupled in a similar manner via a control device to a pendulum roller Pw or the like, which measures the tensile stress of the fabric. By turning the switch U, the direction of movement of the fabric can be reversed and the switching mode of the two motors switched.
The sum of the speeds of both motors is determined by the line frequency, the slip being neglected. The speeds depend on the size of the resistors Rg and Rz. The resistance'Rg is unevenly graduated, in such a way that # the speed of the drive motor is reduced as the winding process progresses according to the known torque curve of the goods container to be wound, so that the goods speed remains constant.
The resistance Rz can be graded uniformly. When the goods are reversed, through; A mechanical device reverses the direction of rotation of the resistance adjustment. The mode of operation of such a drive is in principle - if the slip is neglected - the same as that of a single drive motor which drives the two goods docks BT1 and Ws via a differential gear;
by changing the resistances Rg and Rz, however, the speeds of the two motors can be controlled in such a way that the circumferential speed of the two doeken and the once set goods pull remain constant during the entire rocking process. This is a significant technical advance over the mechanical differential.
A further improvement and a simplification of the adjustment mechanism can be achieved if a current-dependent relay R is arranged in the slip ring circuit of the two drive motors, as shown in FIG. 10. This relay controls the resistance Rg in the slip ring circuit via an auxiliary motor 3l. At the same time, the auxiliary motor changes a setpoint adjuster SW, which is located in the circle of the setpoint coil of the relay.
Thanks to the adjustable resistors Ri and Bg, which are parallel to the two relay coils, the relay can be adjusted to different load torques and thus different amounts of goods.
The resistance Rz in the stator circle of the bending motor also serves here as a setpoint adjuster for the web and is controlled by a pendulum or dancer roller.
If the direction of the goods is changed, the functions of the two motors are swapped here, analogously as in FIG. 9, by means of a switchover device (not shown) and the resistance in the slip ring circuit R. is automatically returned to the initial position so that the Work cycle can start again.
Another possible embodiment is shown in FIG. It consists in the fact that # a deflection roller (guide or spreader roller on the swing arm S) is equipped with a tachometer dynamo TDi, the voltage of which is compared with a setpoint that can be set on the potentiometer P1.
The voltage difference can be used to whoever adjust a resistor Rg in the slip ring circuit via a relay combination Rkb and an auxiliary motor llio 15 are ripple contactors. The motor M2 always works here, for example, as a motor, while the motor J. fi exerts a decelerating effect, either by working as a brake motor with an opposing rotating field or by being driven as a generator.
This control enables a completely load-independent speed curve. The setting: of the train can be effected in a manner similar to that described above in connection with FIGS. 9 and 10. Alternatively, instead of a direct change in resistance by utilizing the stroke of the pendulum or dancer roller, an adjustment mechanism with a special auxiliary motor can be used. The control of this auxiliary motor can be effected by contacts on the pendulum or dancer roll or by a voltage-dependent relay combination, as indicated above.
The working range, within which a constant goods speed is maintained with great accuracy, can be expanded in that the control of the resistance is divided into two i sections in which the cons. Changes in the stand are carried out in opposite tiller. This is based on the knowledge that # for an ideal approximation to the desired requirements, the electrical resistance in the connection between the two rotors should only increase up to a certain value, but should then decrease again. It is particularly advantageous to move the border between the two areas to the point where the speed of the two individual drives is the same.
The reversal can be carried out depending on the two speeds, for example in such a way that each drive drives a tachometer dynamo, which work in opposite directions on the coil of a relay, so that the switchover in the
The moment occurs when the tension in one Taehometer machine exceeds that of the other. In a similar way, the switchover can also be carried out as a function of the frequency, for example by coupling a small slip ring motor with each motor, the slip rings of which are attached to the stator or. Runner winding of a third small induction motor.
This third induction motor can have a contact via a slip clutch. press kt. This changeover switch is adjusted depending on whether one or the other frequency predominates, so that the changeover is carried out at the moment when the speed of one motor exceeds that of the other.
In addition, the influence on the resistance in the connecting circuit can then gradually correspond to the difference between the voltages, for example can be changed with the aid of a resistance that can be adjusted by an auxiliary motor.
FIG. 12 shows an embodiment in which the drive motors M1, M2 of the Warendoeken W1, W2 are direct current motors, specifically in this case shunt motors. The motors can be regulated here in the field.
However, it would also be possible to implement the invention in such a way that the motors are controlled in the electronic circuit. The control of the motors or their regulating elements takes place in such a way that the motor driving the respective dock to be unwound is regulated to constant goods speed and the motor driving the respective dock to be wound is controlled to a constant goods train. The basic speeds are determined by the presettable voltage of a common direct current source 40.
The regulation of constant goods speed is done by changing the field of the motor Mi driving the dock Wi to be unwound as a function of the voltage of a tachometer dynamo TD which measures the goods speed. The regulation of constant fabric tension is carried out by changing the field of the motor M2 driving the dock to be wound depending on its own armature current. Adjustable resistors, here designated Rgo and Rzo, are used to preset the speed and the pull of the goods.
In addition, for monitoring the electrical measured variables, which correspond to the speed of the goods and the voltage of the goods - these are the voltage on the tachometer dynamo TD and the armature current - electrical display devices V and = 1, these are expediently the same in m / min or
calibrated in kg. It can be advantageous to amplify the aforementioned electrical measured variables by means of amplifier arrangements 41, 42, for example magnetic amplifiers, tube amplifiers or amplifier machines, before they are fed to the control elements of the motors M1, M2, in the case of this exemplary embodiment the field windings. In this case, switching devices 43 to 48 are provided in front of the output and, if necessary, also in front of the input terminals of the amplifier arrangements, which are switched over automatically when the working direction is changed.
The possibilities for using and carrying out the invention are not limited to the examples given here in detail, nor are they limited to the field of the textile industry. On. Instead of a mechanical differential, as shown in Fig. 10, another arrangement with a similar effect, for example an electric differential, can be used. The proposals of the invention are advantageous wherever it is a question of wrapping a web, strip or strand-like material.