CH393023A - Verfahren zur selbsttätigen Steuerung eines ein Ölgetriebe mit regelbarer Pumpe aufweisenden Bandwickelantriebes und Bandwickelantrieb mit einem eine regelbare Pumpe aufweisenden Ölgetriebe - Google Patents

Description

  
 



  Verfahren zur selbsttätigen Steuerung eines ein   Ölgetriebe    mit regelbarer Pumpe aufweisenden Bandwickelantriebes und Bandwickelantrieb mit einem eine regelbare Pumpe aufweisenden Ölgetriebe
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur selbsttätigen Steuerung eines ein   Ölgetriebe    mit regelbarer Pumpe aufweisenden Bandwickelantriebes, bei welchem der Ölmotor die Wickelwelle mit konstanter Leistung treibt.



   Gemäss der Erfindung ist dieses Verfahren dadurch gekennzeichnet, dass die durch das Anwachsen des Wickeldurchmessers erforderliche Regelung der Pumpe hinsichtlich ihrer Fördermenge in Abhängigkeit vom Bandzug selbsttätig erfolgt.



   Ferner betrifft die Erfindung einen Bandwickelantrieb mit einem eine regelbare Pumpe aufweisenden   Ölgetriebe,    dessen Motor mit der Wickelwelle verbunden und erfindungsgemäss dadurch gekennzeichnet ist, dass er mit der Pumpe verbundene, dieselbe hinsichtlich ihrer Fördermenge selbsttätig verstellende Regelorgane aufweist, welche ihrerseits unter dem Einfluss einer aus dem Bandzug resultierenden Kraft stehen.



   Zwei Ausführungsbeispiele des Bandwickelantriebes nach der Erfindung sind in der Zeichnung im Schema dargestellt, anhand welcher das erfindungsgemässe Verfahren beispielsweise erläutert ist. Es zeigt:
Fig. 1 das Schema des Bandwickelantriebes nach der ersten Ausführung und
Fig. 2 ein ebensolches Schema des Bandwickelantriebes nach der zweiten Ausführung.



   Die in dem Fig. 1 und 2 dargestellten Vorrichtungen zum Aufwickeln von Bändern, z. B. aus Papier, Textilien, Kunststoffen, Metallen usw., besitzen ein   Ölgetriebe    mit einer regelbaren Pumpe 1 und einem nicht regelbaren Ölmotor 2. Der Letztgenannte treibt die Wickelwelle 3, auf welcher das aufzuhaspelnde Band 4 zu einem Wickel 5 gestapelt wird.



  6 bezeichnet die die Pumpe 1 mit dem   ölmotor    2 verbindende Druckleitung, während 7a die Rücklaufleitung des Ölmotors 2 und 7b die Saugleitung der Pumpe 1 darstellen, die beide zusammen, entweder zu einer einzigen Leitung zusammengeschlossen oder aber z. B. über ein offenes   Sammel- bzw.    Ausgleichsgefäss den schematisch gezeichneten, geschlossenen Kreislauf des als Medium dienenden Öles gewährleisten.



   Um die Grundforderung eines Wickelantriebes, den Bandzug während des gesamten Wickelvorgangs konstant zu halten, zu erreichen, ist es notwendig, dass    die Wickelwelle 3 mit konstanter Leistung vom zu ; Öl-    motor 2 getrieben wird. Diese konstant zu haltende Leistung ist proportional dem Produkt aus dem Drehmoment und der Drehzahl der Wickelwelle 3.



  Da anderseits das Drehmoment des Wickels 5 durch das Produkt aus Bandzug und Wickeldurchmesser resultiert, wobei der Bandzug konstant ist der Wickeldurchmesser aber laufend zunimmt, muss, um eine konstante Leistung zu erhalten, die Drehzahl der Wickelwelle 3 und damit des Ölmotors 2, entsprechend der Zunahme des Durchmessers am Wickel 5, laufend reduziert werden. Eine Reduzierung der Drehzahl des nicht regelbaren Ölmotors 2 erfordert aber eine Zurückregulierung der Fördermenge an der Pumpe 1.



   Zur Erzielung einer solchen selbsttätigen Pumpenregulierung ist der in Fig. 1 dargestellte Wickelantrieb mit einem Steuerzylinder 8 versehen, in welchem ein Kolben 9 axial verschiebbar angeordnet ist, der sich auf eine Druckfeder 10 abstützt und dessen Pleuel 11 mit den die Fördermenge der Pumpe 1 verändernden Elementen 12 verbunden ist. Der der Feder 10 entgegengesetzte, stirnseitig des Kolbens 9  liegende Zylinderraum 8a ist über eine Leitung 13 an die Druckleitung 6 angeschlossen, womit erreicht wird, dass im Zylinderraum 8a stets der gleiche Druck herrscht wie in der Speiseleitung 6 zwischen Pumpe 1 und Motor 2. Die Charakteristik der Druckfeder 10 ist so gewählt, dass sie umgekehrt proportional zur Fördermenge der Pumpe 1 verläuft.



   Die Funktionsweise dieser dargestellten und beschriebenen selbsttätigen Steuerung ist folgende: Zu Beginn des Wickelvorgangs arbeitet die Pumpe 1 mit ihrer grössten Förderleistung, wodurch der Motor 2 mit grösster Drehzahl angetrieben wird, was insofern richtig ist, da der Durchmesser des Wickels 5 seinen kleinsten Wert aufweist. Der Druck in der Leitung 6 und im Zylinderraum 8a hat dabei einen bestimmten Wert, bei welchem der Kolben 9 sich in seiner obersten Stellung befindet. Mit zunehmendem Wickeldurchmesser steigt, bei gleichbleibendem Zug des Bandes 4, das Drehmoment an der Wickelwelle 3 an, wodurch der Motor 2 in geringem Masse gebremst wird.

   Diese Abbremsung hat bei gleichbleibender Förderleistung der Pumpe 1 zur Folge, dass der Druck in der Leitung 6 und im Zylinderraum 8a leicht ansteigt, wodurch anderseits der Kolben 9, entgegen der Kraft der Feder 10, nach unten verschoben wird und dabei über sein Pleuel 11 und die Elemente 12 die Pumpe 1 hinsichtlich ihrer Fördermenge, unter Kontrolle der Feder 10, um ein solches Mass zurückregelt, dass das Produkt aus dem herrschenden Öldruck und der   Ölfördermenge    konstant bleibt, wodurch eine konstante Leistung an der Wickelwelle 3 gewährleistet ist.



   Bei dem in Fig. 2 dargestellten Wickel antrieb ist das kontinuierlich herangeführte, aufzuwickelnde Band 4, eine Schlaufe bildend, über zwei fest angeordnete Umlenkwalzen 14, 15 geführt, während in der Schlaufe selbst eine lose Tänzerwalze 16 eingelegt und an ihr ein Gewicht 17 angehängt ist. Diese Tänzerwalze 16 dient als Kommandoglied einer Servovorrichtung, die der Einfachheit wegen in der Zeichnung als zweiarmiger Hebel 18 mit ungleich langen Armen schematisch angedeutet ist. Die Ausgangsseite dieser Servovorrichtung ist mit den Verstellelementen 12 der Pumpe 1 verbunden, welche von dieser Servovorrichtung betätigt werden.

   Die   Gröss    des an der Tänzerwalze 16 auf die Schlaufe des Bandes 4 wirksamen Gewichtes inkl. dem Eigengewicht der Walze 16 mit den auf ihr abgestützten Teilen der Servovorrichtung sowie des Gewichtes 17 beträgt das Doppelte des konstant zu haltenden   Bandzug.   



   Solange das von der Walze 15 auf den Wickel 5 laufende Trum des Bandes 4 die gleiche Geschwindigkeit aufweist wie das der Walze 14 zugeführte Trum, herrscht ein Gleichgewichtszustand, der die Tänzerwalze 16 in einer bestimmten Lage ruhig hält. Mit Zunahme des Durchmessers am Wickel 5 erfährt aber, bei gleichbleibender Förderleistung der Pumpe 1 und dadurch gleichbleibender Drehzahl des Ölmotors 2 mit der Wickelwelle 3, das von der Walze 15 auf den Wickel 5 geführte Trum des Bandes 4 eine gewisse Beschleunigung, wodurch die Tänzerwalze 16 mit dem Gewicht 17 angehoben wird.

   Diese Bewegung der Tänzerwalze 16 setzt dabei die Servovorrichtung in Funktion, die auf die Verstellelemente 12, im Sinne einer Zurückregelung der Fördermenge der Pumpe 1 und damit eines Drehzahlrückganges am Motor 2 und Wickelwelle 3, so lange einwirkt, bis der anfängliche Gleichgewichtszustand wieder hergestellt ist. Auf diese Weise wird die an der Wickelwelle 3 wirksame Leistung des Ö1getriebes während des gesamten Wickelvorganges, unmittelbar vom Band 4 gesteuert, konstant gehalten.



   Schliesslich besitzen beide in den Fig. 1 und 2 dargestellte Wickelantriebe im Kreislauf des Ölgetriebes zwischen Ölmotor 2 und Pumpe 1, d. h. an der Rücklaufleitung 7a des Ölmotors 2 angeschlossen, dem letzteren nachgeschaltet, ein durch einen elektromagnetisch betätigbaren Schieber 19 gebildetes Absperrventil und parallel dazu ein Überdruckventil 20.



   Mit der Anordnung dieser beiden Organe 19 und 20 ist es möglich, nach Abschalten des Antriebes der Pumpe 1 dieselbe sowie alle mit diesem Antrieb gekuppelten Triebwerksteile der Wickelvorrichtung, die zufolge ihrer Massenträgheit noch einige Zeit bis zu ihrem Stillstand auslaufen würden, sofort stark abzubremsen und stillzusetzen. Dies erfolgt durch Schliessen des Schiebers 19, was manuell oder zwangsgesteuert, z. B. mit dem Schalter für den   Pumpen- bzw.    Hauptantrieb gekuppelt, erfolgen kann. Der bei 19 unterbundene Ölkreislauf hat einen sofortigen starken Druckanstieg in der Leitung 7a zur Folge, welcher eine Abbremsung des Motors 2 sowie der auf ihm abgestützten Pumpe 1 bewirkt.

   Bis zum völligen Stillstand des Wickelantriebes, was in relativ sehr kurzer Zeit erreicht ist, wird das Öl durch das Überdruckventil 20 zu fliessen gezwungen, dessen Widerstand die im Wickelantrieb und in der Wickelvorrichtung gespeicherte Energie vernichtet.



   Mittels des beschriebenen Verfahrens und dem beschriebenen und dargestellten Bandwickelantrieb ist, unter Verwendung eines einzigen   Ölgetriebes    und unter Ausschaltung der relativ teueren Koppelung mehrerer Regelgetriebe, ein Regelbereich bis   1 : 9    ermöglicht.   

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH 1 Verfahren zur selbsttätigen Steuerung eines ein Ölgetriebe mit regelbarer Pumpe aufweisenden Bandwickelantriebes, bei welchem der Ölmotor die Wikkelwelle mit konstanter Leistung treibt, dadurch gekennzeichnet, dass die durch das Anwachsen des Wickeldurchmessers erforderliche Regelung der Pumpe hinsichtlich ihrer Fördermenge in Abhängigkeit vom Bandzug selbsttätig erfolgt.

   UNTERANSPRÜCHE 1. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass zur beschleunigten Abbremsung und Stillegung des Bandwickelantriebes nach erfolgter Abschaltung des Pumpenantriebes der reguläre Ölkreislauf zwischen Ölmotor und Pumpe gestoppt und das Öl durch ein Überdruckventil zu fliessen gezwungen wird, dessen Widerstand derart bemessen ist, dass er, als Bremskraft auf die Pumpe wirkend, die in der Wickelvorrichtung gespeicherte Energie kurzfristig vernichtet.

   2. Verfahren nach Patentanspruch I und Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die die Regelung der Pumpe bewirkenden Organe von dem zwischen der Pumpe und dem Ölmotor herrschenden, bei zunehmendem Wickeldurchmesser ansteigenden Öldruck gesteuert werden.

   3. Verfahren nach Patentanspruch I und Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die die Regelung der Pumpe bewirkenden Organe über eine Servovorrichtung unmittelbar vom aufzuwickelnden Band gesteuert werden.

   PATENTANSPRUCH II Bandwickelantrieb zur Ausführung des Verfahrens nach Patentanspruch I, mit einem eine regelbare Pumpe aufweisenden Ölgetriebe, dessen Motor mit der Wickelwelle verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass er mit der Pumpe (1) verbundene, dieselbe hinsichtlich ihrer Fördermenge selbsttätig verstellende Regelorgane (8-12 bzw. 12, 16-18) aufweist, welche ihrerseits unter dem Einfluss einer aus dem Bandzug resultierenden Kraft stehen.

   UNTERANSPRÜCHE 4. Bandwickelantrieb nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass er im Ölkreislauf zwischen Ölmotor (2) und Pumpe (1), dem Ölmotor (2) nachgeschaltet, ein Absperrventil (19) und parallel dazu ein Überdruckventil (20) aufweist.

   5. Bandwickelantrieb nach Patentanspruch II und Unteranspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass er als Regelorgan zur Verstellung der Pumpe (1) einen Steuerzylinder (8) mit einem durch eine Feder (10), deren Charakteristik umgekehrt proportional zur Fördermenge der Pumpe (1) verläuft, gestützten Kolben (9) aufweist, der einerseits mit den Verstellelementen (12) der Pumpe (1) verbunden und dessen der Federkraft entgegengesetzter Zylinderraum (8a) an die Druckleitung (6) zwischen Pumpe (1) und Ölmotor (2) angeschlossen ist.

   6. Bandwickelantrieb nach Patentanspruch II und Unteranspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass er als Regelorgan zur Verstellung der Pumpe (1) eine ausgangsseitig die Verstellelemente (12) der Pumpe (1) betätigende Servovorrichtung (18) aufweist, während ihre Eingangsseite, als Kommandoglied, mit einer von dem aufzuwickelnden Band (4) gestützten, gewichtsbelasteten Tänzerwalze (16) verbunden ist.