Einrichtung zum Umrollen von Textil-, Papier-, Kunststoff- oder Metallbändern und -bahnen für Färbezwecke von einer Walze auf eine ändere Die Erfindung bezieht sich auf den Antrieb von Walzenpaaren, bei denen, für Färbereizwecke, in ver tauschbarer Funktion immer eine der beiden Walzen als Aufwickelwalze, die andere als Abwickelwalze für Bänder oder Bahnen aus Geweben, Papier, Kunst stoff oder Metall fungiert, z.
B. auf den Antrieb von sogenannten Eggern, bei denen das zu färbende Band mehrmals umgewickelt und beim Wickelprozess durch die Farbflüssigkeit hindurchgeführt wird. Bei den Jib gern und anderen Anwendungsbeispielen wird notwen dig gefordert, dass sowohl die Bandgeschwindigkeit als auch der Bandzug willkürlich eingestellt werden kön nen und dass die eingestellte Bandgeschwindigkeit und der eingestellte Bandzug über den gesamten Umwik- kelprozess konstant bleiben.
Eine Reihe von Einrichtungen, die dem genannten Zweck dienen, ist bekannt. So existieren einerseits auf rein mechanischer Basis aufgebaute Antriebe mit Dif ferentialgetrieben oder mit Geschwindigkeitsvariato- ren, anderseits rein elektrische Antriebe mit Geschwin- digkeits- und Drehmomentreglern. Diesen Einrichtun gen haften jedoch schwerwiegende Nachteile an, inso fern, als man den Bandzug selbst benutzt,
um die mehr oder minder abgebremste jeweilige Abwickel- walze zu treiben und damit die Verwendbarkeit der Einrichtung für feine und feinste Gewebe ausschliesst, dass weiter die mit Differentialgetrieben oder Ge- schwindigkeitsvariatoren arbeitenden Einrichtungen die Forderung nach konstanter Bandgeschwindigkeit und konstantem Bandzug nur annähernd erfüllen, und dass insbesondere bei den rein elektrisch arbeitenden Anlagen sowohl der technische als auch der leistungs mässige Aufwand in keinem Verhältnis zu dem er reichten Effekt stehen.
Gegenstand der Erfindung ist eine Umrolleinrich- tung, bei der die Forderung nach konstanter Band- geschwindigkeit und nach konstantem Bandzug voll und ganz erfüllbar ist.
Die erfindungsgemässe Einrich tung zum Umrollen von Textil-, Papier-, Kunststoff- oder Metallbändern und -bahnen für Färbezwecke von einer Walze auf eine andere ist gekennzeichnet durch zwei räumlich getrennte Wickelwalzen, zwei räumlich getrennte, stufenlos drehzahlregelbare An triebsaggregate mit gemäss den reziproken Werten von drehzahlbestimmenden Steuergrössen verlaufender Drehzahlcharakteristik, und durch eine Steuereinrich tung, die zwei Ausgangswerte liefert, deren Quadrat summe bei jeder beliebigen Einstellung der Steuerein richtung konstant ist,
wobei die genannten drehzahl bestimmenden Steuergrössen der Antriebsaggregate den genannten Ausgangswerten der Steuereinrichtung proportional sind. Das Wesen der Erfindung ist in der folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels und an Hand der Abb. 1 und 2 erläutert.
Die Abb. 1 und 2 zeigen ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemässen Umrolleinrichtung. In den Abb. 1 und 2 sind 1 und 2 die Mäntel der Docken des auf die beiden Umwickeltrommeln aufgewickelten und über die Leitrollen 11, 12,
13 und 14 geführten Umwickelgutes. Die momentanen Durchmesser der Dockenmäntel 1 und 2 sind d1 und d2. Die stufenlos drehzahlregelbaren Antriebsaggregate mit gemäss den reziproken Werten von drehzahl bestimmenden Steuergrössen verlaufender Drehzahl- charakteristik sind zwei Doppelkonustriebe mit ,dem Konuspaar 3', 3' auf der gemeinsamen Welle 31 bzw.
mit dem Konuspaar 4', 4' auf der gemein samen Welle 32. Die Wellen 31 bzw. 32 sind über vorzugsweise lösbare und beim Überschreiben eines eingestellten max. Drehmomentes automatisch lösende Kupplungen 54 bzw. 55 und Untersetzungsgetriebe 52 bzw. 53 mit den beiden Wickelwalzen gekuppelt. Beide Konuspaare 3', 3' und 4', 4' sind über einen gemein samen Breitkeilriemen 7 von der Breite b angetrie ben. Der Breitkeilriemen selbst wird über eine von einem nicht gezeichneten Motor angetriebene Riemen scheibe 8 angetrieben.
Die Riemenscheibe 8 ist in dem um den Zapfen 99 schwenkbaren Arm 9 gelagert. Die notwendige Spannung des Riemens 7 wird durch die Feder 10 aufgebracht. Die momentanen Durch messer, in denen der Breitkeilriemen auf den beiden Konuspaaren aufliegt, sind di und<B>d,.</B> Diese Durch messer dl' und d2 sind die für die beiden Doppel konusgetriebe im Zeitpunkt der Betrachtung geltenden Steuergrössen.
Die jeweiligen Drehzahlen der Welle 31 respektive 32 der Doppelkonusgetriebe sind propor tional
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respektive proportional
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Die Steuereinrichtung, die zwei Ausgangsgrössen liefert, deren Quadratsumme bei jeder beliebigen Ein stellung dieser Steuereinrichtung konstant ist, ist in der gezeichneten Ausführung eine Kombination von zwei Doppelkurbelgetrieben mit den Kurbelzapfen 35 und 36 auf den um die Drehzapfen 37 bzw. 38 dreh baren Scheiben 39 und 40. Die Kurbelzapfen 35 und 36 sind gegeneinander um 90 versetzt angeordnet, die Kurbelradien r sind gleich der halben Riemen breite b.
Die Scheiben 39 und 40 werden in der ge zeichneten Ausführung über ihren verzahnten Umfang und die Schnecken 41 bzw. 42 gegenläufig angetrie ben. Die Einstellgrösse der Steuereinrichtung ist der Drehwinkel cp, ihre Ausgangsgrössen sind die Werte s l <I>- r</I> - cos cp und s2 = r - sin <B>99</B> bei<I>r</I> gleich dem Kur belradius der Kurbeltriebe.
Die Applikation der Ausgangsgrössen s1 und s.= auf die Doppelkonustriebe erfolgt über die mit den einzelnen Konen verbundenen Führungsarme 33, 33 bzw. 34, 34, die mit Führungsnuten ausgestattet sind, in die die Kurbelzapfen 35 bzw. 36 eingreifen.
Die Einstellgrösse 99 der Steuereinrichtung wird in der gezeichneten Ausführung über einen Stellmotor 43 eingestellt, der an der gemeinsamen Welle der beiden Schnecken 41 bzw. 42 angreift. Der Stellmotor 43 läuft als Stellmotor in einem Regelkreis in der einen oder anderen Drehrichtung, bzw. er steht still, je nach dem, ob das Zeitintegral
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(ul-u2) dt über die Differenz der Umfangsgeschwin digkeiten der Dockenmäntel dl und d2 positiv, negativ oder aber null ist.
Die Abweichung des Zeitintegrals über die Dif ferenz der Umfangsgeschwindigkeiten der beiden Dok- kenmäntel 1 und 2 von Null wird in der gezeichneten Ausführung über die momentane Verkürzung oder Verlängerung der Bahn des Umwickelgutes zwischen den beiden Wickelwalzen bestimmt. Zu diesem Zwecke ist die Leitrolle 13 als Tänzer walze ausgebildet und in der gezeichneten Ausführung an einem Hebel 15 gelagert, der um die Achse der Leitrolle 14 schwenkbar angeordnet ist.
Die Auswan derung der Tänzerwalze 13 aus ihrer Null- bzw. Soll- lage wird über einen veränderlichen Widerstand 19 abgetastet. Der Widerstand 19 ist zum Beispiel ein Kohledruckwiderstand oder aber ein Schiebewider stand und ist einer der vier Widerstände der in Abb. 2 gezeichneten Widerstandskombination 61, 62, 63 und 64 im Eingang des Verstärkers 44.
Bei Veränderung der Grösse des Widerstandes 19 in der besagten Widerstandskombination ändert sich der Eingangswert am Verstärker und damit auch des sen Ausgangswert. Am Ausgang des Verstärkers 44 liegt der Stellmotor 43.
Die Vorspannung des Umwickelgutes wird durch eine über einen verstellbaren Bolzen 18 in der Länge verstellbare Feder 17 eingestellt. Genau so ist denk bar, die Vorspannung über ein an 15 angreifendes und über eine feste Rolle geführtes gewichtsbelastetes Seil einzustellen.
Die jeweilige Bandgeschwindigkeit kann über eine Tachometermaschine 20 angezeigt werden, die über ein auf ihre Welle aufgebrachtes Kettenrad 21 und ein weiteres Kettenrad an der Leitrolle 23 mittels Kette 22 angetrieben wird.
Die Summe der Volumen des sich zu jedem Zeit punkt auf den Umwickelwalzen befindenden Umwik- kelgutes ist immer konstant und gleich dem Gesamt volumen des Umwickelgutes.
V1 -i- V2 = konstant Da die Durchmesser der Umwickelwalzen sich nicht ändern, sind auch die jeweiligen Summen der Stirnflächen des Umwickelgutes konstant:
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Demnach auch dl= + d22 = konstant (1) Nun sei über die Steuereinrichtung mit um 90 versetzten Kurbeln in jedem Zeitpunkt der Abstand der Kegelspitzen von 3, 3' resp. von 4, 4' gleich b-2sl resp. b-2s2, wobei s1 und s2 durch die Beziehungen s1 <I>= r</I> cos Ir (2) und s2 <I>= r</I> sin (3)
gegeben sind und wenn r der Kurbelradius von 35 und 36 und q. der jeweilige Einstellwinkel der Schei ben 39 und 40 ist.
Bei vorausgesetzt gleichen Öffnungswinkeln a der Konen 3', 3' und 4', 4' gilt ausserdem: dl'=2sl-tga=2r-coscptga (4) und d2' = 2s2 - tg <I>a</I> = 2r - sin T t9 <I>a (5)</I> aus (4) und (5) ergibt sich somit di proportional s1, und dz proportional s2 d112 -j- d212 = 4r2. tg2 a .
(sing T -E- CGS" (p) = kon stant (6), also auch s12 <B><I>+S</I></B> 22 = konstant.
Aus den Beziehungen (1) und (6) ist ohne weite res zu folgern, dass bei mit konstanter Geschwindig keit angetriebenem und umlaufendem Treibglied 7 auch die Geschwindigkeit des Umwickelgutes konstant bleiben wird, wenn ausserdem die Beziehung dl <I>:</I> di <I>=<B>d2:</B></I> d2 = konstant (7) in jedem Zeitpunkt besteht.
Dieser Bedingung wird dadurch Genüge geleistet, dass das jeweilige Übersetzungsverhältnis der Lauf kreisdurchmesser d,': d2 über den abgetasteten Un terschied der Umfangsgeschwindigkeit der Mäntel dl und d., auf das jeweilige Verhältnis der Manteldurch messer des Umwickelgutes dl <I>:</I> d2 eingeregelt wird.
Läuft nämlich der Umwickelprozess so, dass die in der Abb. 1 linke Walze die Aufwickelwalze ist und mit Linksdrehsinn läuft; dann wird der Manteldurchmes ser dl grösser, der Manteldurchmesser d2 hingegen kleiner werden. Das bedeutet, dass bei zunächst unver änderten Laufkreisdurchmessern dl' und d2 mehr Um wickelgut aufgewickelt als abgewickelt wird, und dass der Hebel 15 nach links gezogen wird.
Ein Nach_ linksausweichen des Hebels 15 bringt aber durch Ver stellen des Widerstandes 19 eine Änderung des Wider standswertes von 19 mit sich und bewirkt durch die Verstimmung der Widerstandskombination 61, 62, 63 und 64, dass der Stellmotor 43 anläuft und den Ein stellwinkel p so weit verstellt, bis das Verhältnis dl <I>:</I> d2 <I>=</I> dl' <I>:<B><U>41</U></B></I> - konstant wieder hergestellt ist.
Ein analoger Vorgang wird sich einstellen, wenn die linke Walze als Abwickelwalze und die rechte Walze als Aufwickelwalze läuft. Es ist einleuchtend, dass sowohl die jeweils einge- stellte Spannung der Feder 17 als auch die jeweilige Drehzahl der Antriebsriemenscheibe 8 auf den Regel vorgang keinerlei Einfluss haben und dass sowohl der Bandzug als auch die Bandgeschwindigkeit wahlweise eingestellt werden können. Die einmal eingestellten Werte für den Bandzug und für die Bandgeschwindig keit bleiben bestehen,
solange die Spannung von 17 und die Drehzahl n von 8 nicht willkürlich verstellt werden.
In beinahe allen Fällen, in denen Umroller ein- gesetzt werden, wird eine wahlweise Einstellung der Bandgeschwindigkeit verlangt. Es ist daher zweck mässig, das Treibglied 7 über Regelmotoren oder Re gelgetriebe anzutreiben.