Vorrichtung zur Konstanthaltung der Zugspannung des Wickelgutes bei veränderlicher
Abzugsgeschwindigkeit für Wickel- und Spulmaschinen
Bei Wickel- und Spulmaschinen wird oft verlangt, dass die Zugspannung des Wickelgutes auch dann mindestens angenähert konstant bleiben soll, wenn sich die Abzugsgeschwindigkeit des Wickelgutes infolge zunehmenden Durchmessers der Aufwickelspule oder -rolle, beim Bewickeln von unrunden, z. B. rechteckigen Querschnitt aufweisenden Spulen- oder Rollenkernen, oder aus anderen Gründen ändert. Dieser Forderung konnte bis anhin nicht oder nur sehr ungenügend nachgekommen werden. Die Erfindung ermöglicht es, die Zugspannung des Wickelgutes bei Wickel- oder Spulmaschinen aller Art auf einfache und sichere Weise mindestens praktisch konstant zu halten.
Gegenstand der Erfindung ist eine Vorrichtung zur Konstanthaltung der Zugspannung des Wickelgutes bei veränderlicher Abzugsgeschwindigkeit für Wickel- und Spulmaschinen, welche dadurch gekennzeichnet ist, dass das Wickelgut eine Laufrolle mindestens zum Teil umschlingt, welche an einem unter der Wirkung einer Kraft, z. B. der Schwerkraft, einer Federkraft oder dergleichen in eine Ruhelage strebenden und unter der Wirkung der auf das Wickelgut wirkenden Abzugskraft aus dieser Ruhelage sich herausbewegenden beweglichen Teil gelagert ist, welcher bewegliche Teil eine Bremse für das Wickelgut derart steuert, dass deren Bremswirkung bei Bewegung des genannten beweglichen Teiles von seiner Ruhelage weg abnimmt und bei Bewegung gegen diese Lage hin zunimmt.
Diese Vorrichtung eignet sich für faden- oder bandförmiges Wickelgut aller Art, wie z. B. Textilfäden und -garne, Drähte, mit welchen Spulen für elektrische Instrumente und Geräte bewickelt werden, Film- und andere Folienstreifen, usw., und es spielt dabei keine Rolle, ob die Änderung der Abzugsgeschwindigkeit kontinuierlich oder periodisch erfolgt.
Unter Umständen ist es zweckmässig, den beweglichen Teil, an welchem die Laufrolle für das Wickelgut gelagert ist, mit einer Dämpfungseinrichtung zu versehen, um, insbesondere z. B. beim Bewickeln von unrunden Spulen- oder Rollenkernen, infolge der hierbei periodisch zum und abnehmenden Abzugsgeschwindigkeiten mögliche Schwingungen dieses beweglichen Teiles zu verhüten.
In der Zeichnung sind das Prinzip der Vorrichtung zur Konstanthaltung der Zugspannung des Wickelgutes bei veränderlicher Abzugsgeschwindigkeit für Wickel- und Spulmaschinen gemäss der Erfindung und drei beispielsweise Ausführungsformen dieser Vorrichtung schematisch dargestellt. Es zeigen:
Fig. 1 eine Prinzipskizze,
Fig. 2 eine Vorderansicht der ersten Ausführungsform der genannten Vorrichtung,
Fig. 3 einen Schnitt nach der gebrochenen Linie 111-111 in Fig. 2,
Fig. 4 eine Ansicht dieser Vorrichtung von der Rückseite her gesehen,
Fig. 5 einen Schnitt nach der Linie V-V in Fig. 4,
Fig. 6 eine Vorderansicht der zweiten Ausführungsform der genannten Vorrichtung,
Fig. 7 einen Schnitt nach der Linie VII-VII in Fig. 6,
Fig. 8 eine Vorderansicht der dritten Ausführungsform der genannten Vorrichtung,
Fig.
9 eine Ansicht der Vorrichtung in Richtung des Pfeiles A in Fig. 8 gesehen,
Fig. 10 eine Ansicht der Vorrichtung nach Fig. 8 und 9 von der Rückseite her gesehen,
Fig. 11 eine Draufsicht zu Fig. 10, und
Fig. 12 eine Ansicht der Vorrichtung in Richtung des Pfeiles B in Fig. 10 gesehen.
In Fig. 1 ist mit A eine Achse bezeichnet, welche in zwei Lagern L1 und L2 gelagert ist, die an einem unter der Wirkung einer Kraft S in eine Ruhelage strebenden Träger, z. B. einem Pendel P, angeordnet sind. Die Lager L1 und L2 mit der Achse A können sich also gemeinsam in Richtung der an den Enden der Achse A angesetzten Pfeile bewegen. Auf der Achse A sitzt eine Rolle R, über welche das Wickelgut W von einer nicht dargestellten Vorratsspule oder -rolle derVerwendungsstelle zugeleitet wird und welche vom Wickelgut W angetrieben wird. Auf der Achse A sitzt ferner eine Bremstrommel T, welche von einem Bremsseil bzw.
-faden B umschlungen ist, dessen einer Endteil B1 an einem an dem die Lager L1 und L2 tragenden Träger P angeordneten Befestigungsorgan 0 und dessen anderer Endteil Bo an einem von der Lage des genannten Trägers P unabhängigen Fixpunkt F befestigt ist.
Zwischen der Vorratsspule oder -rolle und der Rolle R kann eine Bremse V für das Wickelgut W vorgesehen sein. Diese Bremse V hat den Zweck, dem Wickelgut W auf alle Fälle eine solche Spannung zu geben, dass es nicht über die Rolle R gleiten kann.
Im Betrieb ist der genannte Träger P unter der Wirkung der auf das Wickelgut W wirkenden, vom Abzugswiderstand und von der Abzugsgeschwindigkeit abhängigen Zugkraft Z aus seiner Ruhelage in Richtung gegen den Fixpunkt F zu ausgelenkt und bei einer gegebenen Abzugsgeschwindigkeit des Wickelgutes
W besteht dabei Kräftegleichgewicht zwischen der Summe der Abzugskraft Z und dem Seilzug des Endteiles B2 des Bremsseiles oder -fadens einerseits und der diesen Kräften entgegengesetzt gerichteten Kraft S.
Wird nun bei zunehmender Abzugsgeschwindigkeit des Wickelgutes W und/oder bei verstärkter Vorbremsung des Wickelgutes W in der Bremse V die Zugspannung des Wickelgutes W und damit die Zugspannung Z grösser, so ist dieses Kräftegleichgewicht gestört und der Träger P wird weiter in der Richtung auf den Fixpunkt Fzu aus seiner Ruhelage ausgelenkt.
Dies hat aber die unmittelbare Folge, dass der Seilzug am Endteil B2 des Bremsseiles oder -fadens abnimmt und die Bremsung der Bremstrommel T und damit der mit dieser sich drehenden Achse A mit der Rolle R vermindert wird. Der Widerstand, den die Rolle R dem Wickelgut W bietet, wird somit bei Zunahme der Abzugsgeschwindigkeit des Wickelgutes W und/oder der Vorbremsung desselben spontan entsprechend vermindert, so dass die Zugspannung Z des Wickelgutes zumindest praktisch konstant bleibt und von der Zunahme der Abzugsgeschwindigkeit nicht beeinflusst wird.
Bei einer Abnahme der Abzugsgeschwindigkeit des Wickelgutes W und damit verbundener Abnahme der Abzugskraft Z wirkt die Vorrichtung in umgekehrtem Sinn, d. h. der Träger P nähert sich seiner Ruhelage, wodurch der Seil zug am Endteil B2 des Bremsseiles oder -fadens zunimmt und die Bremstrommel T und damit die Achse A mit der Rolle R stärker gebremst wird.
Um zu vermeiden, dass eine Komponente der durch den Abzugswiderstand und gegebenenfalls der Vorbremsung bedingten Zugspannung des Wickelgutes störend auf den Träger P wirke, und um eine möglichst linear verlaufende Bremswirkungsänderung zu erzielen, ist das Wickelgut W so zu führen, dass es in zur Hebelarmrichtung des Pendels P wenigstens annähernd senkrechter Richtung auf die Rolle R aufläuft und in zur Hebelarmrichtung des Pendels P wenigstens annähernd paralleler Richtung von dieser Rolle R abläuft oder umgekehrt.
Das Wickelgut W kann in umgekehrter Richtung laufen, wenn die Vorbremse V auf die Einlaufseite verlegt wird. Dabei erfolgt die Auslenkung des Trägers P aus der Ruhelage unter der Wirkung des Abzugswiderstandes des Wickelgutes W von der Vorratsrolle oder -spule und der Vorbremsung.
Die Ausführungsform der Vorrichtung zur Kon .stanthaltung der Zugspannung des Wickelgutes bei veränderlicher Abzugsgeschwindigkeit für Wickel- und Spulmaschinen gemäss den Fig. 2 bis 5 besitzt einen ortsfest am Ständer der nicht dargestellten Wickel- oder Spulmaschine befestigten Support, welcher aus zwei vertikalen, zueinander parallelen Platten la und lb, die durch Bolzen 2 miteinander verbunden sind, gebildet ist. Auf einer im oberen Teil des Supportes la, lb gelagerten, waagrechten Achse 3 ist ein zwischen den Platten la und lb befindliches Pendel 4 gelagert, welches an seinem unteren Ende ein Lagerstück 4a besitzt, in welchem in Kugellagern 5a und 5b eine zur Achse 3 parallele Welle 6 gelagert ist, deren Endteile sich in von ihnen durchsetzten Ausschnitten 7a bzw.
7b der Platten la bzw. lb bewegen können. Auf dem über die vordere Platte la vorstehenden Ende der Welle 6 sitzt eine Rolle 8. Das Wickelgut 9 wird von einer nicht dargestellten Vorratsspule oder -rolle durch eine unten an der Vorderseite der Platte 1 a angeordnete Bremsvorrichtung 10, deren Bremswirkung mittels einer Schraube lOa einstellbar ist, auf die Rolle 8 geführt, umschlingt diese zu dreiviertel und läuft dann über eine Führungsrolle 11, welche auf einer in Kugellagern 12a und 12b am Support la, lh gelagerten Welle
13 sitzt, der nicht dargestellten Aufwickelstelle der Wickel- oder Spulmaschine zu.
Auf dem hinten über die Platte lb vorstehenden Ende der Welle 6 sitzt eine Bremstrommel 14, welche von einem Bremsseil oder -faden 15 umschlungen ist, dessen eines Ende an einem am Pendel 4 sitzenden Bolzen 16, für welchen in der Platte lb ein Ausschnitt vorgesehen ist, befestigt, und dessen anderes Ende in einer an der Platte lb in Richtung auf die Welle 13 zu angeordneten Klemme 17 festgeklemmt ist. Das Pendel 4 besitzt oben einen rechtwinklig abstehenden, zwischen den Platten la und lb liegenden Arm 18, auf welchem ein Laufgewicht 19 mittels einer Klemmschraube 20 einstellbar festgeklemmt ist.
Am Ende dieses Armes 18 ist das eine Ende einer Kolbenstange 21 angelenkt, an deren anderem Ende ein Dämpfungskolben 22 sitzt, welcher in einem zwischen den Platten la und 1b angeordneten, zweckmässig mit Öl gefüllten Dämpfungszylinder 23 hängt.
Das von der Vorratsspule oder -rolle kommende Wickelgut 9 wird mittels der Bremsvorrichtung 10, l0a in gewünschtem Ausmass vorgebremst. Da die Welle 6 und mit ihr die Rolle 8 durch die Bremstrommel 14 und das Bremsseil bzw. den Bremsfaden 15 gebremst wird, erfährt das Wickelgut 9 eine weitere, seine Zugspannung erhöhende Bremsung. Infolge der auf das Wickelgut 9 wirkenden Abzugskraft wird das Pendel 4 mit allen an ihm angeordneten Teilen in Abzugsrichtung des Wickelgutes 9 von der Rolle 8 aus seiner Ruhelage ausgelenkt. Die Bremswirkung der Bremstrommel 14 und des Bremsseiles oder -fadens 15 kann durch Veränderung der Einstellung des Laufgewichtes 19 am Arm 18 verändert und somit die Zugspannung des Wickelgutes 9 auf die gewollte Grösse einreguliert werden.
Nimmt nun infolge Zunahme der Abzugsgeschwindigkeit des Wickelgutes 9 und/oder der Vorspannung dessen Zugspannung zu, so bewirkt dies ein sofortiges weiteres Auslenken des Pendels 4 in der genannten Richtung. Dadurch wird aber das Bremsseil bzw. der Bremsfaden 15 sofort gelockert und die Bremstrommel 14 und die mit dieser in Drehverbindung stehende Rolle 8 werden entsprechend weniger stark gebremst. Nimmt dagegen infolge Verminderung der Abzugsgeschwindigkeit des Wickelgutes 9 dessen Zugspannung ab, so hat dies zur Folge, dass das Pendel 4 sich seiner Ruhelage nähert und dabei das Bremsseil bzw. den Bremsfaden 15 stärker spannt und dass also die Bremstrommel 14 und die mit dieser in Drehverbindung stehende Rolle stärker gebremst werden. Das Kräftegleichgewicht und damit die verlangte Zugspannung des Wickelgutes 9 bleiben somit immer erhalten.
Die aus dem Dämpfungskolben 22 und dem Dämpfungszylinder 23 bestehende Dämpfungseinrichtung hat den Zweck, schädliche Schwingungserscheinungen des Pendels 4 mit den an ihm angeordneten Teilen, wie solche bei periodisch zum und abnehmender Abzugsgeschwindigkeit des Wickelgutes 9, beispielsweise beim Bewickeln von unrunden Spulen- oder Rollenkernen mit Wickelgut, auftreten könnten, zu verhüten.
Bei der in Fig. 6 und 7 dargestellten Ausführungsform der Vorrichtung zur Konstanthaltung der Zugspannung des Wickelgutes bei veränderlicher Abzugsgeschwindigkeit für Wickel- und Spulmaschinen ist in eine ortsfeste, am Ständer der nicht dargestelltenWickeloder Spulmaschine angeordnete, vertikale Platte 31 eine horizontale Achse 32 fest eingesetzt, auf welcher das eine Ende eines Schwenkstückes 33 mit zur Platte 31 senkrechter Lauffläche schwenkbar gelagert ist, dessen freies Ende auf dem Ende einer an der Platte 31 angeordneten Einstellschraube 34 aufliegt. Auf der Lauffläche des Schwenkstückes 33 läuft ein Wagen 35 auf zwei Rollenpaaren 36a und 36b, an welchem in Kugellagern 37a und 37b eine zur Platte 31 senkrechte Welle 38 gelagert ist. Auf dieser Welle 38 sitzen eine Rolle 39 für das Wickelgut 40 und eine Bremstrommel 41.
Das Wickelgut 40 wird von einer nicht dargestellten Vorratsspule oder -rolle abgezogen und über die Rolle 39 geführt, welche es zu dreiviertel umschlingt, um dann über eine frei drehbar auf der Achse 32 gelagerte Führungsrolle 42 zur nicht dargestellten Aufwickelstelle der Wickel- oder Spulmaschine zu laufen. Die Bremstrommel 41 ist von einem Bremsseil oder -faden 43 umschlungen, dessen eines Ende an einem am Wagen 35 vorgesehenen Bolzen 44 befestigt ist, während sein anderer, zu dem von der Rolle 39 zur Führungsrolle 42 verlaufenden Wickelgut 40 paralleler Endteil an einem Bolzen 45, welcher an einem Support 46 des auf der Achse 32 gelagerten Teiles des Schwenkstückes angeordnet ist, festgemacht ist.
Der Wagen 35 wird infolge der Bremsung der Rolle 39 durch die Bremstrommel 41 und das diese umschlingende Bremsseil bzw. den Bremsfaden 43, unter der Wirkung der auf das Wickelgut 40 wirkenden Abzugskraft, etwas aus seiner untersten Stellung hochgezogen. Je nach der Neigung der Lauffläche des Schwenkstückes 33 ist die auf das zur Aufwickelstelle laufende Wickelgut 40 wirkende Gewichtskomponente des Wagens 35 mit allen an ihm angeordneten Teilen verschieden und durch Einstellung der Neigung des Schwenkstückes 33 mittels der Einstellschraube 34 kann somit die Zugspannung des Wickelgutes 40 auf die verlangte Grösse einreguliert werden. Der am Bolzen 45 festgemachte Endteil des Bremsseiles oder -fadens 43 verläuft in jeder Stellung des Schwenkstückes 33 parallel zum Wickelgut 40 zwischen der Rolle 39 und der Führungsrolle 42.
Die Wirkung dieser Vorrichtung entspricht sinngemäss gleich derjenigen der vorbeschriebenen Ausführungsform der Vorrichtung nach den Fig. 2 bis 5. Der Vorrichtung nach Fig. 6 und 7 kann, wie bei der vorbeschriebenen Ausführungsform, eine Vorbremse für das Wickelgut 40 vorgeschaltet sein und der Wagen 35 kann gegebenenfalls auch mit einer Dämpfungseinrichtung ausgerüstet sein.
Die in Fig. 8 bis 12 dargestellte Ausführungsfonn der Vorrichtung zur Konstanthaltung der Zugspannung des Wickelgutes bei veränderlicher Abzugsgeschwindigkeit für Wickel- und Spulmaschinen besitzt eine Grundplatte 51, welche ortsfest am Ständer der nicht dargestellten Wickel- oder Spulmaschine befestigt ist. An dieser Grundplatte 51 sind zwei parallele, vertikale Seitenwände 52a und 52b fest angeordnet. Oben ist zwischen den Seitenwänden 52a und 52b eine Pendelachse 53 zwischen Spitzen gelagert, an welcher ein Pendel 54 sitzt. Am freien Ende des Pendels 54 ist eine Achse 55 gelagert, welche Ausnehmungen in der vorderen bzw. der hinteren Seitenwand 52a bzw. 52b, in welchen sie schwingen kann, durchsetzt. Auf dem über die vordere Seitenwand 52a vorstehenden Ende dieser Achse 55 ist eine Laufrolle 56 für das Wickelgut 57 frei drehbar gelagert.
Am Pendel 54 sitzen oben zwei parallele, kreissektorförmige Platten 58a und 58b, zwischen welchen auf einer in sie eingesetzten Achse 59 das eine Ende eines Hebels 60 gelagert ist.
Dieser Hebel 60 liegt lose auf einer Achse 61 auf, welche in waagrechten Schlitzführungen 62a bzw. 62b in den Seitenwänden 52a bzw. 52b verschiebbar ist.
Das von vorn in der Schlitzführung 62a der Seiten wand 52a sichtbare Ende der Achse 61 weist eine Ein stellmarke auf bzw. bildet eine solche Marke, und an der Vorderseite der Seitenwand 52a ist an der Schlitz führung 62a eine Skala angebracht. I : Das hinten über die hintere Seitenwand 52b vorstehende Ende der Achse 61 ist mit einem Griff 64 versehen. Am freien Ende des Hebels 60 greift das eine Ende einer Zugfeder 65 an, deren anderes Ende an einem an der Grundplatte 51 angeordneten Halter 66 befestigt ist. Im mittleren Teil ist zwischen den Seitenwänden 52a und 52b eine Welle 67 in Kugellagern gelagert, auf deren vorne über die vordere Seitenwand 52a vorstehendem Ende eine Rolle 68 für das Wickelgut 57 und auf deren hinten über die hintere Seitenwand 52b vorstehendem Ende eine Bremstrommel 69 sitzt.
Diese Bremstrommel 69 ist von mindestens einem Bremsseil oder -faden 70 umschlungen, dessen eines Ende in einer hinten an der hinteren Seitenwand 52b angeordneten Klemme 71 festgehalten ist, während sein anderes Ende an dem hinten über die hintere Seitenwand 52b vorstehenden Ende der Achse 55 befestigt ist. Um zu verhindern, dass bei Bruch des Bremsseiles oder -fadens 70 die Bremsung der Bremstrommel 69 und damit der Welle 67 mit der Rolle 68 ausfällt, sind im dargestellten Fall zwei parallel laufende Bremsseile cder -fäden 70 vorgesehen.
Bei Bruch des einen Bremsseiles oder -fadens 70 wird dabei das andere Bremsseil bzw. der andere Bremsfaden doppelt belastet, und die Bremswirkung bleibt somit erhalten. An der Vorderseite der vorderen Seitenwand 52a ist auf der der Laufrolle 56 gegenüberliegenden Seite eine Vorbremse 72 für das Wickelgut 57 angeordnet, deren Bremswirkung mittels einer Schraube 72a regulierbar ist.
Das Wickelgut 57 wird von einer nicht dargestellten Vorratsrolle oder -spule durch die Vorbremse 72 gezogen und oben auf die am Pendel 54 gelagerte Laufrolle 56 geführt, um dann von dieser unten auf die gebremste Rolle 68 zu laufen, welche es zu dreiviertel umschlingt und dann der Aufwickelstelle der Wickeloder Spulmaschine zuläuft. Das durch die Vorbremse 72 vorgebremste Wickelgut 57, welches die Rolle 68 antreiben muss, erfährt infolge der Bremsung dieser Rolle 68 durch die Bremstrommel 69 und die Bremsseile bzw. -fäden 70 eine weitere Erhöhung seiner Zugspannung. Diese Zugspannung ist anderseits von der Abzugsgeschwindigkeit des Wickelgutes 57 abhängig.
Bei einer bestimmten Abzugsgeschwindigkeit des Wickelgutes 57 wird das Pendel 54, an welchem die Laufrolle 56 gelagert ist, infolge der Zugspannung des von der Laufrolle 56 ablaufenden Wickelgutes entgegen der Wirkung der an dem an ihm angelenkten Hebel 60 angreifenden Zugfeder 65 aus seiner Ruhelage gegen die Rolle 68 zu ausgelenkt, bis Kräftegleichgewicht zwischen der Zugspannung des von der gebremsten Rolle 58 zur Aufwickelstelle abgezogenen Wickelgutes 57 einerseits und der Bremswirkung der Rolle 68 auf das Wickelgut 57, vermehrt um die durch die Kraft der Zugfeder 65 über den Hebel 60, die Achse 59, die Platten 58a und 58b, das Pendel 54 und die an diesem letzteren gelagerte Laufrolle 56 auf das Wickelgut 57 ausgeübten Zugspannung, besteht.
Die Bremswirkung der Rolle 68 hängt von der Spannung der Bremsseile oder -fäden 70 ab und diese ist ihrerseits abhängig von der Lage des Pendels 54 bzw. der in diesem gelagerten Achse 55. Nimmt nun die Abzugsgeschwindigkeit und damit die Zugspannung des von der Laufrolle 56 ablaufenden Wickelgutes 57 zu, so wird das Pendel 54 entgegen der Wirkung der Zugfeder 65 weiter gegen die Rolle 68 zu aus ihrer Ruhelage ausgelenkt. Dies bewirkt aber eine Lockerung der Bremsseile oder -fäden 70, was zur Folge hat, dass die Bremsung der Rolle 68 entsprechend vermindert wird.
Umgekehrt nähert sich bei einer Verkleinerung der Abzugsgeschwindigkeit und damit der Zugspannung des von der Laufrolle 56 ablaufenden Wickelgutes 57 das Pendel 54 unter der Wirkung der Zugfeder 65 seiner Ruhelage und dies hat zur Folge, dass die Bremsseile oder -fäden 70 stärker gespannt, die Bremsung der Rolle 68 also entsprechend verstärkt wird. Die ursprünglich einregulierte Zugspannung des von der Rolle 68 zur Aufwickelstelle ablaufenden Wickelgutes 57 bleibt somit auch bei beliebigen Änderungen der Abzugsgeschwindigkeit des Wickelgutes 57 erhalten.
Da der Hebel 60 auf der Achse 61 balanciert, kann durch Verschieben dieser Achse 61 in den Schlitzführungen 62a und 62b der Seitenwände 52a bzw. 52b und damit verbundener Veränderung des Hebelarmverhältnisses die Wirkung der Zugfeder 65 verändert werden. Die geeichte Skala 63 an der Schlitzführung 62a ermöglicht dabei eine sehr genaue Einstellung der Zugspannung des ablaufenden Wickelgutes 57. Die Skala 63 zeigt in Verbindung mit der Einstellmarke des in der Schlitzführung 62a sichtbaren Endes derAchse 61 die eingestellte Zugspannung des Wickelgutes an. Am Hebel 60 oder am Pendel 54 kann erforderlichenfalls ebenfalls eine Dämpfungseinrichtung vorgesehen sein.
Anstelle der beschriebenen und in der Fig. 3 dargestellten Dämpfungseinrich'ung kann auch eine pneumatisch, magnetisch oder elektromagnetisch wirkende Dämpfungseinrichtung vorgesehen sein.
Device for keeping the tension of the winding material constant when it changes
Take-off speed for winding and winding machines
In winding and spooling machines it is often required that the tension of the wound material should remain at least approximately constant when the take-off speed of the wound material due to the increasing diameter of the winding spool or reel, when winding out of round, z. B. rectangular cross-section having coil or roller cores, or for other reasons changes. So far, this requirement has not been met, or only very inadequately. The invention makes it possible to keep the tensile stress of the winding material at least practically constant in a simple and safe way in winding machines of all types.
The invention relates to a device for keeping the tensile stress of the wound material constant at a variable take-off speed for winding and winding machines, which is characterized in that the wound material wraps around a roller at least in part, which at a under the action of a force, z. B. the force of gravity, a spring force or the like striving in a rest position and under the action of the pulling force acting on the winding material from this rest position moving out movable part is stored, which movable part controls a brake for the winding material such that its braking effect when the called moving part decreases away from its rest position and increases when moving towards this position.
This device is suitable for thread-like or ribbon-shaped winding material of all kinds, such as. B. textile threads and yarns, wires with which spools for electrical instruments and devices are wound, film and other foil strips, etc., and it does not matter whether the change in the withdrawal speed is continuous or periodic.
Under certain circumstances it is useful to provide the movable part on which the roller for the winding material is mounted with a damping device in order to, in particular, for. B. when winding out of round bobbins or roll cores, due to the periodically increasing and decreasing take-off speeds possible vibrations of this moving part to prevent.
In the drawing, the principle of the device for keeping the tension of the wound material constant at a variable take-off speed for winding and winding machines according to the invention and three exemplary embodiments of this device are shown schematically. Show it:
1 is a schematic diagram,
Fig. 2 is a front view of the first embodiment of said device,
3 shows a section along the broken line 111-111 in FIG. 2,
4 shows a view of this device from the rear,
Fig. 5 is a section along the line V-V in Fig. 4,
6 is a front view of the second embodiment of said device,
7 shows a section along the line VII-VII in FIG. 6,
8 is a front view of the third embodiment of said device,
Fig.
9 shows a view of the device in the direction of arrow A in FIG. 8,
10 is a view of the device according to FIGS. 8 and 9 seen from the rear,
11 shows a plan view of FIG. 10, and FIG
FIG. 12 shows a view of the device in the direction of arrow B in FIG. 10.
In Fig. 1, A denotes an axis which is mounted in two bearings L1 and L2, which are attached to a striving under the action of a force S in a rest position carrier, z. B. a pendulum P, are arranged. The bearings L1 and L2 with the axis A can therefore move together in the direction of the arrows attached to the ends of the axis A. A roller R is seated on the axis A, via which the winding material W is fed to the point of use from a supply spool or reel (not shown) and which is driven by the winding material W. On the axis A there is also a brake drum T, which is controlled by a brake cable or
thread B is wrapped, one end part B1 of which is fastened to a fastening element 0 arranged on the carrier P carrying the bearings L1 and L2 and the other end part Bo of which is fastened to a fixed point F independent of the position of said carrier P.
A brake V for the winding material W can be provided between the supply reel or reel and the reel R. The purpose of this brake V is to give the winding material W such a tension that it cannot slide over the roll R in any case.
In operation, the named carrier P is deflected from its rest position towards the fixed point F under the action of the pulling force Z acting on the winding material W, which is dependent on the withdrawal resistance and the withdrawal speed, and at a given withdrawal speed of the winding material
W there is an equilibrium of forces between the sum of the pull-off force Z and the pull of the cable of the end part B2 of the brake cable or thread on the one hand and the force S directed in the opposite direction to these forces.
If the tensile stress of the wound product W and thus the tensile stress Z increase with increasing withdrawal speed of the winding material W and / or with increased pre-braking of the winding material W in the brake V, this equilibrium of forces is disturbed and the carrier P continues in the direction of the fixed point Fzu deflected from its rest position.
However, this has the immediate consequence that the cable pull at the end part B2 of the brake cable or thread decreases and the braking of the brake drum T and thus the axis A with the roller R rotating with it is reduced. The resistance offered by the roll R to the winding material W is thus spontaneously reduced as the withdrawal speed of the winding material W increases and / or the pre-braking of the same, so that the tensile stress Z of the winding material remains at least practically constant and is not influenced by the increase in the withdrawal speed becomes.
In the event of a decrease in the withdrawal speed of the winding material W and an associated decrease in the withdrawal force Z, the device acts in the opposite direction, i.e. H. the carrier P approaches its rest position, whereby the cable train at the end part B2 of the brake cable or thread increases and the brake drum T and thus the axis A with the roller R is braked more strongly.
In order to avoid that a component of the tension of the winding material caused by the pull-off resistance and possibly the pre-braking has a disruptive effect on the carrier P, and in order to achieve a braking effect change that is as linear as possible, the winding material W is to be guided so that it is in the direction of the lever arm of the Pendulum P runs onto the roller R at least approximately perpendicularly and runs off this roller R in a direction at least approximately parallel to the lever arm direction of the pendulum P, or vice versa.
The winding material W can run in the opposite direction if the pre-brake V is moved to the inlet side. The deflection of the carrier P from the rest position takes place under the effect of the pull-off resistance of the winding material W from the supply roll or spool and the pre-braking.
The embodiment of the device for keeping the tension of the winding material constant at a variable take-off speed for winding and winding machines according to FIGS la and lb, which are connected to one another by bolts 2, is formed. A pendulum 4 located between the plates la and lb is mounted on a horizontal axis 3 mounted in the upper part of the support la, lb, which has a bearing piece 4a at its lower end, in which in ball bearings 5a and 5b one parallel to the axis 3 Shaft 6 is mounted, the end parts of which are in cutouts 7a or
7b of the plates la or lb can move. On the end of the shaft 6 protruding beyond the front plate la is seated a roller 8. The winding material 9 is fed from a supply spool or reel, not shown, by a braking device 10 arranged at the bottom of the front of the plate 1a, the braking effect of which is adjustable by means of a screw lOa is guided on the roller 8, wraps around three quarters of it and then runs over a guide roller 11 which is mounted on a shaft mounted in ball bearings 12a and 12b on the support la, lh
13 sits, the winding point, not shown, of the winding or winding machine.
On the end of the shaft 6 protruding beyond the plate lb sits a brake drum 14, which is wrapped by a brake cable or thread 15, one end of which is attached to a bolt 16 seated on the pendulum 4, for which a cutout is provided in the plate lb , and the other end of which is clamped in a clamp 17 disposed on the plate lb in the direction of the shaft 13. The pendulum 4 has at the top an arm 18 protruding at right angles and lying between the plates 1 a and 1 b, on which a running weight 19 is clamped adjustably by means of a clamping screw 20.
At the end of this arm 18, one end of a piston rod 21 is articulated, at the other end of which a damping piston 22 is seated, which hangs in a damping cylinder 23 which is suitably filled with oil and is arranged between the plates la and 1b.
The winding material 9 coming from the supply reel or roll is pre-braked to the desired extent by means of the braking device 10, 10a. Since the shaft 6 and with it the roller 8 is braked by the brake drum 14 and the brake cable or the brake thread 15, the winding material 9 experiences a further braking which increases its tensile stress. As a result of the withdrawal force acting on the winding material 9, the pendulum 4 with all parts arranged on it is deflected in the withdrawal direction of the winding material 9 by the roller 8 from its rest position. The braking effect of the brake drum 14 and the brake cable or thread 15 can be changed by changing the setting of the running weight 19 on the arm 18 and thus the tensile stress of the winding material 9 can be adjusted to the desired size.
If, as a result of the increase in the withdrawal speed of the winding material 9 and / or the pre-tension, its tensile stress increases, this causes an immediate further deflection of the pendulum 4 in the direction mentioned. As a result, however, the brake cable or the brake thread 15 is immediately loosened and the brake drum 14 and the roller 8 which is rotationally connected to it are braked correspondingly less strongly. If, on the other hand, the tension of the winding material 9 decreases as a result of a reduction in the withdrawal speed of the winding material 9, this has the consequence that the pendulum 4 approaches its rest position and thereby tensions the brake cable or the brake thread 15 more strongly and that the brake drum 14 and the rotary connection with it standing role are slowed down more. The balance of forces and thus the required tensile stress of the winding material 9 are thus always maintained.
The purpose of the damping device consisting of the damping piston 22 and the damping cylinder 23 is to prevent harmful oscillation phenomena of the pendulum 4 with the parts arranged on it, such as those with periodically increasing and decreasing withdrawal speed of the winding material 9, for example when winding non-circular bobbins or roll cores with winding material to prevent.
In the embodiment of the device shown in FIGS. 6 and 7 for keeping the tension of the wound material constant at a variable take-off speed for winding and winding machines, a horizontal axis 32 is fixedly inserted into a stationary vertical plate 31 arranged on the stand of the winding or winding machine, not shown which one end of a pivot piece 33 is pivotably mounted with a running surface perpendicular to the plate 31, the free end of which rests on the end of an adjusting screw 34 arranged on the plate 31. On the running surface of the pivoting piece 33, a carriage 35 runs on two pairs of rollers 36a and 36b, on which a shaft 38 perpendicular to the plate 31 is mounted in ball bearings 37a and 37b. A roller 39 for the winding material 40 and a brake drum 41 are seated on this shaft 38.
The winding material 40 is withdrawn from a supply spool or reel, not shown, and guided over the roller 39, which loops three quarters around it, in order to then run over a guide roller 42 freely rotatably mounted on the axis 32 to the winding point of the winding or winding machine, not shown . The brake drum 41 is wrapped by a brake cable or thread 43, one end of which is fastened to a bolt 44 provided on the carriage 35, while its other end part, parallel to the winding material 40 running from the roller 39 to the guide roller 42, is attached to a bolt 45, which is arranged on a support 46 of the part of the pivot piece mounted on the axis 32, is fixed.
The carriage 35 is pulled up slightly from its lowest position as a result of the braking of the roller 39 by the brake drum 41 and the brake cable or the brake thread 43 looping around it, under the action of the pull-off force acting on the winding material 40. Depending on the inclination of the running surface of the swivel piece 33, the weight component of the carriage 35 acting on the winding material 40 running to the winding point is different with all parts arranged on it and by adjusting the inclination of the swivel element 33 by means of the adjusting screw 34, the tension of the winding material 40 can be increased the required size can be adjusted. The end part of the brake cable or thread 43 fastened to the bolt 45 runs parallel to the winding material 40 between the roller 39 and the guide roller 42 in every position of the pivoting piece 33.
The effect of this device corresponds analogously to that of the previously described embodiment of the device according to FIGS. 2 to 5. The device according to FIGS. 6 and 7 can, as in the embodiment described above, be preceded by a pre-brake for the winding material 40 and the carriage 35 can optionally also be equipped with a damping device.
The embodiment shown in Fig. 8 to 12 of the device for keeping the tension of the wound material constant at a variable take-off speed for winding and winding machines has a base plate 51 which is fixedly attached to the stand of the winding or winding machine, not shown. Two parallel, vertical side walls 52a and 52b are fixedly arranged on this base plate 51. At the top, between the side walls 52a and 52b, a pendulum axis 53 is mounted between points, on which a pendulum 54 is seated. At the free end of the pendulum 54 there is mounted an axle 55 which passes through recesses in the front and rear side walls 52a and 52b in which it can swing. On the end of this axle 55 protruding beyond the front side wall 52a, a roller 56 for the winding material 57 is freely rotatably mounted.
At the top of the pendulum 54 sit two parallel, circular sector-shaped plates 58a and 58b, between which one end of a lever 60 is mounted on an axis 59 inserted into them.
This lever 60 rests loosely on an axis 61 which can be displaced in horizontal slot guides 62a and 62b in the side walls 52a and 52b.
The from the front in the slot guide 62a of the side wall 52a visible end of the axis 61 has an adjustment mark or forms such a mark, and on the front of the side wall 52a is attached to the slot guide 62a a scale. I: The rear end of the axle 61 protruding beyond the rear side wall 52b is provided with a handle 64. One end of a tension spring 65 acts on the free end of the lever 60, the other end of which is fastened to a holder 66 arranged on the base plate 51. In the middle part, a shaft 67 is mounted in ball bearings between the side walls 52a and 52b, on the front end of which protrudes beyond the front side wall 52a a roller 68 for the winding material 57 and on the rear end protruding beyond the rear side wall 52b a brake drum 69 sits.
This brake drum 69 is wrapped around by at least one brake cable or thread 70, one end of which is held in a clamp 71 arranged at the rear on the rear side wall 52b, while its other end is fastened to the end of the axle 55 protruding beyond the rear side wall 52b . In order to prevent the braking of the brake drum 69 and thus the shaft 67 with the roller 68 from failing in the event of a break in the brake cable or thread 70, two brake cables and threads 70 running parallel are provided in the illustrated case.
If one brake cable or brake thread 70 breaks, the other brake cable or the other brake thread is loaded twice, and the braking effect is thus maintained. On the front side of the front side wall 52a, on the side opposite the roller 56, a pre-brake 72 for the winding material 57 is arranged, the braking effect of which can be regulated by means of a screw 72a.
The winding material 57 is pulled from a supply roll or reel, not shown, through the pre-brake 72 and guided on top of the roller 56 mounted on the pendulum 54 in order to then run from this below onto the braked roller 68, which wraps around three quarters of it and then the The winding point of the winding or winding machine. The winding material 57, which is pre-braked by the pre-brake 72 and which must drive the roller 68, experiences a further increase in its tensile stress as a result of the braking of this roller 68 by the brake drum 69 and the brake cables or threads 70. On the other hand, this tensile stress is dependent on the withdrawal speed of the winding material 57.
At a certain withdrawal speed of the winding material 57, the pendulum 54, on which the roller 56 is mounted, due to the tensile stress of the winding material running off the roller 56 against the action of the tension spring 65 acting on the lever 60 attached to it, moves from its rest position against the roller 68 too deflected until there is an equilibrium of forces between the tensile stress of the winding material 57 drawn off from the braked roller 58 to the winding point on the one hand and the braking effect of the roller 68 on the winding material 57, increased by the force of the tension spring 65 via the lever 60, the axis 59, the plates 58a and 58b, the pendulum 54 and the roller 56 mounted on the latter, the tensile stress exerted on the winding material 57.
The braking effect of the roller 68 depends on the tension of the brake ropes or threads 70 and this in turn depends on the position of the pendulum 54 or the axis 55 mounted in it. Now the take-off speed and thus the tension of the running roller 56 takes off Coiled material 57, the pendulum 54 is deflected further against the action of the tension spring 65 against the roller 68 from its rest position. However, this causes a loosening of the brake cables or threads 70, with the result that the braking of the roller 68 is correspondingly reduced.
Conversely, when the withdrawal speed and thus the tension of the winding material 57 running off the roller 56 is reduced, the pendulum 54 approaches its rest position under the action of the tension spring 65 and this has the consequence that the brake cables or threads 70 are more taut, the braking of the Roller 68 is therefore reinforced accordingly. The originally regulated tensile stress of the winding material 57 running from the roll 68 to the winding point is thus retained even with any changes in the withdrawal speed of the winding material 57.
Since the lever 60 balances on the axis 61, the effect of the tension spring 65 can be changed by shifting this axis 61 in the slot guides 62a and 62b of the side walls 52a and 52b and thus changing the lever arm ratio. The calibrated scale 63 on the slot guide 62a enables the tension of the unwinding winding material 57 to be set very precisely. The scale 63, in conjunction with the setting mark of the end of the axis 61 visible in the slot guide 62a, indicates the tension setting of the winding material. If necessary, a damping device can also be provided on the lever 60 or on the pendulum 54.
Instead of the damping device described and shown in FIG. 3, a pneumatically, magnetically or electromagnetically acting damping device can also be provided.