Apparat zum Messen der Längenänderung von eine Behandlungseinrichtung durchlaufendem
Bandmaterial
Die vorliegende Erfindung betrifft allge- mein einen Apparat zum Messen der Verlän gerung bzw. Verkürzung von in Behandlung befindlichem Bandmaterial und insbesondere einen Apparat zum Messen der Änderung in der Totallänoe eines Streifens von eine oder mehr Behand] ung. sstut'en durchlaufendem Ge- webcmaterial, welche Behandlung eine Ände- in in der Totallänge des Streifens hervor- rift.
Beim Weiterverarbeiten von Gewebestreifen und Bahnen, z. B. beiin Tauchgummieren von in der Herstellung von Autoreifen zip verwendenden Gewebestreifen, ist es wichtig, die Längenänderung des Gewebes während des Eintauchens genau zu messen und aufzuzeichnen, woraus die prozentuale Verlängerung bzw. Schrumpfung schnell erhalten werden kann.
Ein bereits bekanntes Verfahren zum Anzeigen und Aufzeiehnen der Längenände- rung besteht darin, einen elektrischen Generator mit einer Umlenkrolle von gegebener Grosse zu verbinden, über die der Gewebe- Streifen in die Tauchvorrichtung läuft, einen zweiten, identischen elektrischen Generator mit einer Umlenkrolle derselben Grosse zu verbinden, über die der Gewebestreifen aus der Tauchvorrichtung läuft, den zwischen die- sen beiden Generatoren auftretenden Span- nungsunterschied, der proportional der Differenz zwischen der Geschwindigkeit des über die eine Rolle laufenden Streifens und der jenigen des über die andere Rolle laufenden Streifens ist, zu messen,
und als Längenände- rung auszudrücken. Die beiden oben angeführten Generatoren werden zuweilen ads Tachometergeneratoren bezeichnet.
Dieses bekannte Verfahren zum Messen der Längenänderung arbeitet jedoeh nieht ge nügend zuverlässig, da es praktisch unmöglich ist, zwei Tachometergeneratoren herzustellen, die identisch sind, und diese unter identischen Umständen laufen zu lassen, denn Änderun- gen am einen oder andern Taehometergenerator verursachen Messfehler, die nicht sofort erkennbar sind.
Die vorliegende Erfindug zielt mm dahin : einen neuartigen Apparat zu schaffen, der die erwähnten Nachteile der bisherigen Apparate nicht mehr aufweist.
Der Apparat gemäss vorliegender Erfin- dung ist gekennzeichnet dhzrch eine Einlauf- rolle, die durch Berühren mit dem in die Behandlungsvorrichtung einlaufenden Streifen angetrieben wird, eine Auslaufrolle, die durch Berühren mitdem aus der Behand lungsvorrichtung auslaufenden Streifen angetrieben wird, zwei Geber je einer Selsyn- Fernsteuerung, die durch je eine dieser beiden Rollen auf mechanischem Wege anget.
rieben werden, zwei elektrische, zwecks synchroner Bewegtmg mit den Gebern mit diesen elek trisch verbundene Empfänger, eine Indikatorwelle und ein Differentialgetriebe für die Übertragungder Differenz der Drehzahlen der Rotoren der Empfänger auf die an das Differentialgetriebe angeschlossene Anzeige- welle.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung veranschaulicht. Es zei- gen :
Fig. 1 einen schematischen Grundri#,
Fig. 2 eine Vorderansicht des Anzeige-und Aufzeichnungskastens,
Fig. 3 einen Aufriss ein. Differential- getriebes, für die Ermittlung des Längenunter schiedes des Banndmaterials zwisehen EinlauF und Auslauf der Behandlungseinrichtung,
Fig. 4 einen Schnitt nach der Linie 44 der Fig. 3 und
Fig. 5 eine Stirnansieht nach der Linie 5-5 der Fig. 3.
In Fig. 1 stellt 10 eine Umlenkrolle dar, über die ein Gewebestreifen oder eine Gewebebahn am Einlaufende einer Behandlungsvorrichtung läuft, z. B. einer Vorrichtung zum Tauchgummieren von zur Herstellungvon Autoreifen verwendeten Gewebestreifen. Eine Rolle von gleichem Durchmesser, über die der Gewebestreifen am Auslaufende der Behandlungsvorrichtung läuft, ist mit-11 bezeichnet.
Diese beiden Rollen 10, 11 können voneinander entfernt angeordnet sein und sind dies auch gewöhnlich notwendigerweise, d. h. sie sind nicht miteinander mechanisch verbunden.
Die beiden Rollen 10, 11 sind mittels Kettenantrieben 12 mit Vorgelegewellen 13 verbund, en, die Ritzel 14 aufweisen. Letztere stehen im Eingriff mit. Zahnrädern 15 auf Wellen 16 zweier identischer Geber 17 und 18 einer Selsyn-Fernsteuerung. Die Getriebeuntersetzung von jeder der beiden Rollen 10, 11 auf die Geber 17 und 18 ist identisch, so da#, wenn sieh die beiden Rollen mit derselben Geschwindigkeit drehen, die Wellen 16 der Geber 17, 18 sich h ebenfalls mit der gleiehen Geschwindigkeit drehen. Die Getriebeuntersetzung in jedem Fal, kann z. B. 1 : 15 sein, so da# bei normalen Streifengesehwindigkeiten von z.
B. 120 U/min die WeLLen der Geber 17, 18 sich mit 8 U/min dtrehen, wodurch die Abnützung der Geber auf ein Minimum redu- ziert wird.
Die Geber 17, 18 sind elektrisch mit identischen Empfängern 19 bzw. 20 verbunden, die von den Gebern entfernt angeordnet. sein können. Die Konstruktion der Geber und Empfänger ist an sich bekannt und jeder weist einen geschichteten Ständer mit drei Sätzen von gegeneinander um 120 versetzten Wicklungen auf, wie sehematiseh bei 21 angegeben ist. nebst einem Läufer vorzugsweise mit Eisenkern, der eine einzelne Wicklung 22 trägt. Der Läufer je : des Gebers und : Emp fängers ist mittels Leiter 23 und 24 mit einer elektrischen Wechselstromquelle parallel geschaltet. Der Strom kann 50 Volt bei 50 Herz aufweisen und ist von einem Transformator 25 abgeleitet, der über Leiter 26 mit einer (nicht gezeigten) Hauptleitung verbunden ist.
Der Ständer 21 jede Gebers ist über Leiter 27 mit dem Ständer seines zugeordneten Emp fängers elektrisch verbunden, so dass, wenn der Läufer des Gebers in Drehung versetzt t wird und in seine. Ständer eine Spannung induziert, der Läufer des Empfängers mit der gleiehen Geschwindigkeit, umläuft.
Wird der Läufer jedes Gebers und Emp- fängers erregt, so sind die in ihren Ständern induzierten Spannungen gleich und gleiehen einander aus, solange die beiden Läufer riez in der gleichen Stellung relativ zu ihren Ständern befinden. Ändert der eine Läufer seine Relativstellung gegenüber dem andern Läufer. so werden die Spannungen ungleieh, und es fliesst ein Strom zwischen diesen beiden Läu- fern, der mit dem vom Läuferstrom hervor- gerufenen magnetischen Feld reagiert und die LäufervonGeberundEmpfängeraufdie gleiche Stellung zurückführt. Somit nimmt der Läufer jedes Empfängers gegenüber dem.
Läufer des zugehörigen Gebers immer dieselbe Stellung ein und dreht sieh genau mit der gleichen Geschwindigkeit wie dieser.
Der kleinste Unterschied in der Geschwin- digkeit zwischen den beiden Rollen 10, 11 wird jedoch angezeigt durch Vergleich mit der Geschwindigkeit der beiden Empfänger.
Wenn nun ein kontinuierlicher, eine Behandlungsvorrichtung durchlaufender Streifen bei-m Einlauf in die. Vorrichtung über die Rolle 10 und beim Auslauf über die Rolle l l läuft, so kann dieser Rollengeschwindig keitsunterschied. zum Messen der Änderung der Streifenlänge benützt werden, d. h. zum Messen der Streifenstrekcung oder -schrumpfung.
Beim vorliegenden Beispiel trägt die Läu ferwelle 28 des Empfängers 19 ein mit einem l) ifferentialloetriebe 30 im Eingriff stehende, s Ritzel 29. Ebenso trägt die Läuferwelle 31 des Empfängers 20 ein mit diesem Getriebe 30 verbundenes Ritzel 32. Die Konstruktion und Betriebsweise dieses Getriebes 30 ist weiter unten erläutert. Die Funktion dieses Getriebes besteht darin, den Geschwindigkeits unterschied der beiden Läuferwellen 28 und 31 in die Drehung einer Ausgangswelle 33 umzusetzen.
Anders ausgedrückt : die Welle 33 dreht sich nicht, wenn die beiden Nebenläufer- welten 28 und 31 sieh mit der gleichen Ge schwindigkeit drehen. Dreht sich hingegen die Aselle 31 infolge Streckens des Streifen- materials schneller als die Welle 28, so dreht sich die Welle 33 in der einen Richtung mit einer Geschwindigkeit, die dem Geschwindigkeitsunterschied der beiden Wellen proportional ist. Eine Schrumpfung des Materials ruft eine RotationderWelle 33 in der ent gegengesetzten Richtung hervor.
Besitzt der Differentialmeehanismus z. B. eine Untersetzung von l : 2 bei einer Unter setzung von l : 15 zwisehen den beiden vom Streifen angetriebenen Rollen 10 und 11, so drehen 30 Umdrehungen der einen Rolle die Welle 33 einmal, wenn die andere Rolle stationär gehalten wird. Besitzen nun die beiden Rollen 10, 11. einen Umfang von 30 cm, so sind 30 Umdrehungen jeder Rolle 9 m Mate- rial und auch eine Umdrehung der Welle 33 eben 9 m gleichzusetzen.
Die Rotation der Welle wird durch Reibungskupplungsteile 34 und 35 auf eine An zeigewelle 36 übertragen, die einen Indikator 37 betätigt Letzterer arbeitet mit einer Nunt- mernseheibe 38 an einem Getriebekasten 39 zuisa. nnnen. Beim gezeigten Apparat zeigt die Nummernscheibe 38 9 m für eine Umdrehung der r Welle und zeigt die Streckung des über die beiden Rollen 10, 11 laufenden Streifenmaterials. Die Kupplung dient dazu, den Indikator auf Null zurückführen zu können, indem einfach die Welle 36 entgegen der Kraft einer Feder 40 nach aussen gezogen wird, um die Kupplung'auszurücken, wie in Fig. 1 dargestellt ist. Dann wird der Indikator von Hand auf Null eingestellt.
Normalerweise hält die Feder 40 die beiden Kupplungsorgane 34, 35 in Kontakt miteinander, so dass sich die Welle 36 mit der Ausgangswelle 33 dreht.
Die Welle 36 kann auf an sich bekannte Weise mittels eines geeigneten Reduktionsgetriebes im Getriebekasten 39 mit Nummem- scheiben 41, 42 verbunden werden, die die Anzahl von Umdrehungen der Indtikatorwelle 37 in Vielfachen anzeigt zwecks Angabe der Streckung in einem langen Streifenmaterial.
Die von der Einlaufrolle 10 betätigte Welle 28 i) St durch Zahnräder direkt mit. einer Welle 44 verbunden, die den Getriebekasten 39 durehsetzt und ein geeignetes, auf Null rück stellbares Umdrehungszahlwerk 45 antreibt, da, s die gesamte Länge des unbehandelten, in die Einrichtung einlaufenden Streifens angibt. Durch Vergleichen der Totallänge des in die VorrichtungeinlaufendenStreifens, wie sie durch das Zählwerk 45 angezeigt, wird, mit der Streckung für diese Totallänge, wie six ouf den Nummemscheiben 38, 41 und 42 ? ablesbar sind, kann die prozentuale Streckung für irgendleine gewünschte Totallänge sehnell erhalten werden.
Bei diem. in Fig. 4-5 gezeigten Differen- tialgetriebemechanismus sind auf der Welle 33 zwei Zahnkränze 46 und 47 mittels Kugellagern 48 gelagert. Diese beiden Zahnkränze weisen denselben Flankendurchmesser und dieselbe Zähnezahl a. uf. Der Zahnkranz 46 ist über ein Leerrad 49 mit der Walzenwelle 28 und der Zahnkranz 47 über ein Leerrad 50 mit der Walzenwelle31verbunden. Die zen trale Nabe 52 eines Zahnradtragrahmens 51 ist. zwischen den beiden Zahnrädern 4:
6,47 auf der Welle 33 befestigt und weist axial auseinanderliegende Paare von segmentartigen Randflansehteilen 53, 54 auf, die von einander diametral gegenüberliegenden U-Profileisen 55 gebildet sind. Der Rahmen 51 weist Ausschnittoffnungen 56 auf, die die beiden Zahnkränze 46, 47 umgeben.
In jedemder beiden U-Profileisen 55 ist ein Paar Ritzel 57, 58 gleicher Grö#e und Zähnezahl gelagert, die miteinander im Ein- griff stehen und auf zueinander parallelen Spindeln 59 sitzen, die in die Flanschteile 53.
54 eingesetzt sind. Die beiden einander diametral gegenüberliegendenRitzel57stehen im Eingriff mit dem Zahnkranz 46 und die bei- den andern einander diametral gegenüber- liegenden Ritzel 58 im Eingriff mit dem Zahnkranz 47. Offensichtlich laufen alle Ritzel 57, 58 mit derselben Gesehwindigkeit um, wenn die beiden Zahnkränze 46, 47 durch die beidenWellen28, 31 über die Leerräder 49, 50 mit. der gleichen Geschwindigkeit ge drehtwerden,während der Rahmen 51 und die in diesem befestigte Welle 33 stationär bleiben.Wirdjedoch z.
B. der Zahnkranz 47 sehneller a. 1s der Zahnkranz 46 gedreht, so rotieren die beiden Ritzel 58 schneller als die beiden Ritzel 57 und diese Different. ialrotation verursacht eine Rotation der Ritzel relativ zu den bzw. um die Zahnkränze und eine ent sprechende Rotation des Rahmens 51 und der r Welle 33 mit. einer Geschwindigkeit, proportional der Differenz der Geschwindigkeiten der beiden Wellen 28 und 31.
Beim Betrieb dieses neuartigen Apparates zum Wressen der Änderung der Totallänge eines dureh eine Tauehgummiervorrichtung laufenden Gewebestreifens bat. es sich gezeigt, dass die angegebenen Messzahlen ausserordent lich genau sind, wm dies durch periodische tatsächliche Messungen erhärtet wurde. Der Apparatzeigt konstant und genau die Streckung in dem die Behandlungsvorriehtung durch- laufenden Gewebe.
Zufolge der verhältnismä- #ig niedrigen Geschwindigkeiten der Steuer- walzen tritt nur sehr geringe Abnützung ein und die Teile des Apparates haben daher eine langeLebensdauer.Überdieswird ein even tuell eintretender Defekt sofort durch die erratische Bewegung des Zeigers 37 auget- scheinlich. So ruft z. B. ein Klemmen der Walzenbürsten in ihren Führungen ein schnel- les Rückwärtsdrehen des Zeigers hervor, worauf dann dieser Effekt leicht, durch Aus- reinigen der Führungen behoben werden kann.
Mit dem hier beschriebenen Apparat ist es also möglich, die Totallänge einer durch eine Verarbeitungsvorriehtung laufenden Ge- webebahn und gleiehzeitig die Längenände rung des GewebenwährendderVerarbeitung oder auch einem beliebigen Längenbruchteil des Streifens und dessein Längenänderung zu messen. In der oben dargestellten Weise kann die Längenänderung eines Streifens von un- bestimmter Totallänge fortalufend gemessen. angezeigt-und aufgezeichnet werden.