Maschine mit Einrichtung zur Aufrechterhaltung einer im wesentlichen konstanten Spannung in einem flexiblen Stoff
Die Erfindung bezieht sich auf eine Maschine mit Einrichtung zur Aufrechterhaltung einer im wesentlichen konstanten Spannung in einem flexiblen Stoff, der auf einen mit einem Elektromotor gekuppelten Haspel unter Spannung aufgespult oder von demselben abgehaspelt wird, wobei diese Einrichtung ein Tastorgan aufweist, das auf Spannungswechsel im flexiblen Stoff auf seinem Weg zum oder vom Haspel anspricht, wobei das Tastorgan die Motorendrehzahl steuert. Die Zuführ- resp.
Wegziehvorrichtung für den flexiblen Stoff kann aus einer Winde oder aus einem entsprechenden Antriebswerk bestehen, und diese Vorrichtung kann einer Einrichtung zur Herstellung des flexiblen Stoffes einverleibt sein, beispielsweise einer Drahtziehvorrichtung oder einer Lack überzugsmaschine. Anderseits kann auch ein anderer Haspel verwendet werden, auf den der flexible Stoff gewunden wird oder von dem er abgehaspelt wird. Der Begriff Haspel ist in diesen Unterlagen im weitesten Sinn verwendet und schliesst nicht nur zylindrische Spulentrommeln, Walzen usw. ein, sondern auch nicht-zylindrische Elemente und Rahmen, beispielsweise mit rechteckigen oder vieleckigen Querschnitten, auf die oder von denen es wünschenswert sein kann, den flexiblen Stoff bei konstanter Spannung zu winden.
Die erfindungsgemässe Maschine ist im besondern, wenn auch nicht ausschliesslich auf sehr dünne und leichte, flexible Stoffe anwendbar, beispielsweise auf sehr dünne Drähte, dünne Papierstreifen und Magnetbänder.
Ein Zweck der Erfindung liegt in der Schaffung einer Steuervorrichtung, die innerhalb eines kleinen Bereiches die Spannungsunterschiede, die in Folge von Geschwindigkeitsänderungen des flexiblen Materials auftreten, zu begrenzen.
Die erfindungsgemässe Maschine ist dadurch gekennzeichnet, dass der Motor in seiner Drehrichtung umsteuerbar ist und dass eine variable Impedanz, die mit dem Tastorgan derart geschaltet ist, dass Ausgangsgrössenänderungen des Tastorgans den Betrag der Impedanz ändern, in einer Widerstand und Kapazität aufweisenden Stabilisierungsschaltung miteingeschlossen ist, die im Eingangsgrössenkreis eines mehrstufigen elektronischen Leistungsverstärkers angeordnet ist, der im wesentlichen den ganzen Strom für mindestens die Feld- oder die Ankerwicklung des Motors liefert, um den Motor zur Drehung in der einen Richtung zu erregen, wenn die variable Impedanz über einem bestimmten Werte liegt, und zur Drehung in der andern Richtung zu erregen, wenn die Impedanz unter diesem Werte liegt, wobei das Drehmoment vom Betrag der variablen Impedanz abhängt.
Die nachfolgende nähere Erläuterung der Erfindung stützt sich auf die Zeichnung, in welcher Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes für das Aufwickeln bzw. Abwickeln von verschiedenen Arten von flexiblem Material dargestellt sind. Es zeigt:
Fig. 1 in der Perspektive die Aufwickeleinheit einer Drahtziehmaschine,
Fig. 2 die Ansicht einer in der Fig. 1 gezeigten Steuervorrichtung mit abgedecktem Gehäuse,
Fig. 3 eine Ansicht mit teilweisem Schnitt auf der Richtung des Pfeiles III in der Fig. 2,
Fig. 4 das Schaltschema der Vorrichtung gemäss den Figuren 1-3,
Fig. 5 eine Vorrichtung zum Messen der Länge eines Papierbandes,
Fig. 6 einen Schnitt nach der Linie VI-VI in der Fig. 5,
Fig. 7 in Ansicht aus der Richtung des Pfeiles VII einen Teil der Vorrichtung gemäss der Fig. 6,
Fig. 8 das Schaltschema der Vorrichtung gemäss der Fig. 5,
Fig.
9 das Schaltschema eines Verstärkers mit eigener Energiequelle, welcher einen Teil der Schaltung gemäss der Fig. 8 bildet,
Fig. 10 eine in die Schaltung gemäss der Fig. 8 miteingeschlossene Dauerstromquelle,
Fig. 11 in vereinfachter Ansicht teilweise mit Schnitt den Wickelkopf einer Maschine zum Umwickeln von elektrischen Kabeln mit Papierbändern,
Fig. 12 eine Endansicht gemäss der Pfeile III in der Fig. 11 mit teilweisem Schnitt gemäss der Linie XII XII,
Fig. 13 eine vergrösserte Seitenansicht der Steuervorrichtung, die einen Teil des Kopfes gemäss der Fig. 11 bildet,
Fig. 14 eine teilweise geschnittene Endansicht in Richtung der Pfeile XIV in der Fig. 13,
Fig. 15 einen Teilschnitt der Vorrichtung gemäss der Fig. 13 gemäss der Linie XV-XV derselben,
Fig. 16 ein vereinfachtes Schaltschema der Vorrichtung gemäss den Fig. 11-15,
Fig.
17 das Schaltschema einer Dauerstromquelle, und
Fig. 18 das Schaltschema eines Verstärkers aus der Schaltung gemäss Fig. 16.
Die Drahtziehvorrichtung gemäss der Fig. 1 dient dem Ziehen von Kupferdraht mit einem Durchmesser von ungefähr 0,05 mm. Bei dieser Vorrichtung wird der Draht mit Hilfe von paarweise angeordneten Rollensitzen 1, welche jeweils aus einer Anzahl in ihrem Durchmesser unterschiedlichen Rollen bestehen, durch eine Reihe von verschiedenen Matrizen hin- und herbewegt, welche ihrerseits in einem Gehäuse 2 untergebracht sind. Nachdem der gewünschte Durchmesser erreicht ist, läuft der Draht von der grössten Rolle 3 des Blockes 1 über Führungsrollen 4 durch eine Spannungskontrollvorrichtung, welche in den Fig. 2 und 3 in ihren Einzelheiten dargestellt ist. auf eine Aufwickelspule 5, die mit Hilfe eines reversiblen Motors 6 angetrieben ist.
In seinem Verlauf von den Rollen 4 auf die Spule 5 wird der Draht durch die innere Rolle 7 eines Rollenpaares 7 und 8 geführt, welches Rollenpaar auf einem am Deckel 9 des Gehäuses der Kontrollvorrichtung befestigten Zapfen gelagert ist; von dieser Rolle gelangt der Draht auf eine Spannrolle 10, von dieser zurück zu der Rolle 8 und schliesslich auf die Spule 5.
Die Rolle 10 ist auf einer Spindel 11 drehbar gelagert, welche auf einem schwenkbaren Arm 12 angeordnet ist, wobei die durch die Drahtspannung auf den Arm 12 ausgeübte Kraft mit Hilfe einer Zugfeder 13 in Gleichgewicht gehalten wird. Der Arm 12 trägt eine kreisbogenförmige Fahne 14, welche in einem kreisbogenförmigen Spalt zwischen zwei Metallblöcken 15 und 16 angeordnet ist. In zwei zueinander parallelen Bohrungen des Blockes 15 sind zwei Photo-Transistoren 17 und 18 untergebracht. Die erwähnten Bohrungen liegen gleichachsig mit Bohrungen im Block 16, in welchen elektrische Lampen 19 und 20 angeordnet sind.
Die Bewegung der Spannrolle in Richtung auf die Rollen 7 und 8 vermindert die Lichtmenge, welche von der Lampe 19 auf den Photo-Transistor 17 einfallen kann, während die Bewegung der Rolle 10 in der umgekehrten Richtung den Lichteinfall aus der Lampe 20 auf den betreffenden Photo-Transistor verringert. Die Spindel 11 der Rolle 10 bewegt sich in einem Schlitz des Deckels 9, welcher in der Figur 2 bei 21 strichpunktiert angedeutet ist, während der Arm 12 durch einen Schlitz 22 des Gehäusebodens hindurchtreten kann.
Wenn das Draht bricht oder die Spannung gefährlich absinkt, so wird durch einen mit dem Arm 12 verbundenen Hebel 23 das Betätigungsorgan 24 eines Mikroschalters 25 betätigt. Dieser Schalter liegt in der Speiseleitung des Motors 6, derart, dass bei Drahtbruch der Motor abgestellt wird. Der Motor treibt die Spule 5 durch einen Riemen 27 und eine Riemenscheibe 28 an.
Die Spannung der Feder 13 kann mit Hilfe eines Knopfes 30 eingestellt werden, mit welchem ein biegsamer Fortsatz 31 der Feder 13 auf eine Welle 32 aufgewickelt werden kann. Die vorbestimmte Spannung kann mit Hilfe eines Zeigers 29 abgelesen werden, welcher an dem die Feder 13 mit dem Fortsatz 31 verbindenden Kupplungsteil 34 angeordnet ist. Die Feder ist mit dem Arm 12 derart verbunden, dass die Federkraft bei jeder Stellung der Spannrolle 10 anähernd gleich bleibt und der die Rollen 7 und 8 umschlingende Drahtabschnitt konstant belastet wird.
Die Photo-Transistoren 17 und 18 sind durch eine Leitung 34 mit einem Verstärker verbunden, bestehend aus einem Vorverstärker und einem Leistungsverstärker mit der Schaltung gemäss der Fig. 4. Die Stromzuführung zu den Lampen 19 und 20 sowie zum Schalter 25 erfolgt durch die gleiche Leitung.
Gemäss Fig. 4 sind die Photo-Transistoren 17 und 18 durch ein Widerstandsnetz mit dem Eingang des Verstärkers, namentlich eines Transistor-Verstärkers verbunden. Die Leitungen 36 und 37 speisen den Vorverstärker mit -12 bzw. +12 Volt. Die Speisung des Leistungsverstärkers erfolgt mit -30 Volt durch die Leitung 38.
Mit dem Eingang des Verstärkers ist eine stabilisierende Widerstandskopplung 39 verbunden, welche noch mehr beschrieben werden wird. Der Verstärker ist ein Mehrstufenverstärker mit einer Verstärkungsratio von 6 X 106, wobei der Vorverstärker die Transistoren 41, 42 und 43 und der Leistungsverstärker die Transistoren 44-48 umfasst. Der Verstärker besitzt zwei Ausgänge, wovon der eine durch die Transistoren 44-46 und der andere durch die Transistoren 47 und 48 gespeist wird.
Die drei Ausgangsklemmen 49, 50 und 51 des Verstärkers sind mit den Feldwicklungen 52 und 53 des Motors 6 verbunden, der ein Spaltfeld- Gleichstrommotor von 1,5 HP ist. Der Anker 54 des Motors wird mit Dauerstrom gespeist, und zwar mit einer Spannung von 415 Volt von den drei Phasenklemmen 55, 56 und 57 aus einem Vollweg-Gleichrichter, umfassend drei Paare von Gleichrichtern 58, 59 und 60, ferner Strombegrenzungskondensatoren 61, 62 und 63 und Sprungentstörer 64, 65 und 66.
Jede Erhöhung der Drahtspannung führt zu einer Abwärtsbewegung des Armes und zur Verringerung der auf den Photo-Transistor 18 einfallenden Lichtmenge, wobei der Eingang des oberen Teiles des Verstärkers und damit der Strom im Teil 52 der Feldwicklung des Motors 6 erhöht wird. Dies bringt eine Erhöhung des Motordrehmomentes und eine Wiederherstellung der eingestellten Spannung.
Analogerweise führt eine Erhöhung der Spannung des Drahtes zu einer Verringerung des Stromes im Teil 52 der Wicklung, wobei bei einer genügenden Erhöhung der Drahtspannung der untere Teil des Verstärkers die untere Hälfte 53 der Wicklung speist und das Drehmoment des Motors reversiert im Bestreben, die eingestellte Spannung wiederherzustellen.
Die von den Rollen 7, 8 und 10 aufgenommene Drahtlänge kompensiert jeden Verzug beim Ansprechen des Motors 6 auf Änderung der Vorschubgeschwindigkeit des Drahtes.
Der Stabilisatorkreis 39 umfasst Kondensatoren 55 und 56 sowie Widerstände 57 und 58, deren Wert durch eine Synthese der mechanischen und elektrischen Konstanten des Systems in an sich bekannter Weise berechnet ist.
Eine ähnliche Spannungsregulierung-Vorrichtung kann beim Wickeln von andern leichtbiegsamen Materialien auf eine Trommel verwendet werden, beispielsweise kann es sich dabei um emaillierten Draht aus einer Emailliermaschine handeln, sowie um einen mit Polyethylen überzogenen Draht aus einem Extruder, um dünne Papieroder Metallfolien aus einer Kondensatorwicklungsmaschine oder um Magnetband, das auf eine Vorratsspule aufgewickelt wird.
Bei dem nachfolgend zu beschreibenden Ausführungsbeispiel handelt es sich um eine Maschine zur genauen Bemessung der Länge eines Papierbandes, während dasselbe mit konstanter Spannung auf eine Vorratsrolle aufgewickelt werden soll.
Gemäss der Figur 5 verläuft das Papierband 60 von einer Abgaberolle 61 um Führungsrollen 62 und 63 und eine Spannrolle 64 zu einer Winde 65. Von dieser Winde 65 gelangt das Band 60 über Führungsrollen 66 und 67 und eine Spannrolle 68 auf eine Aufnahmespule 69. Die Spannrollen 64 und 68 stehen unter der Wirkung einer annähernd konstanten nachgiebigen Kraft entsprechend der Spannung des Bandes 60, wie dies anhand der Figuren 6 und 7 noch näher beschrieben werden wird.
Aus den Figuren 6 und 7 ergibt sich, dass die Spannrolle 68 auf einer Spindel 70 gelagert ist, welche sich durch einen zweier Schlitze 71, 72 (Fig. 5) eines Deckels 73 erstreckt, welcher Deckel die Spulen 61 und 69 und die Winde 65 hält. Die Spindel 70 ist an einem Schwenkarm 74 angeordnet, welcher an einer Schwenkachse 75 befestigt ist, die ihrerseits in einem unter dem Deckel 73 angeordneten Bügel 76 drehbar gelagert ist. Figur 7 zeigt diese Anordnung nach Entfernung des Deckels 73. Die Schwenkachse 75 ist durch eine Universalkupplung 77 mit der Spindel 78 eines Potentiometers verbunden, welche seinerseits in einem auf dem Bügel 76 befestigten Gehäuse angeordnet ist.
Dem Einfluss des Bandes auf die Spannrolle 68 wirkt die Spannung der Feder 80 entgegen, welche zwischen einem einstellbaren Support 81, angeordnet am Bügel 76 und einem festen Arm 82 gespannt ist. Letzterer erstreckt sich unter einem rechten Winkel vom Arm 74. Die Anordnung ist derart, dass die Spannrolle 68 zwischen den durch die Länge des Schlitzes 72 des Deckels 73 bestimmten Grenzen bewegbar ist, wobei die Feder 80 bewirkt, dass die Rolle 68 eine annähernd konstante Spannkraft auf die Abschnitte 83 und 84 des Bandes 60 ausübt, welche zwischen der Spannrolle 68 und den Führungsrollen 66 und 67 verlaufen.
Die Abgabespule 61 wird durch einen Spaltfeldmotor 85 angetrieben, welcher 1/8 HP aufweist, reversibel und unter dem Deckel 73 angeordnet ist. Die Aufnahmespule 69 wird mit einem ähnlichen Motor 86 angetrieben. Die Winde 65 wird mit einem 1/8 HP Gleichstrommotor 87 mit variabler Drehzahl angetrieben, wobei die Drehzahl durch einen motorisch angetriebenen variablen Transformator 88 bestimmt wird. Die Winde 65 ist mit einem herkömmlichen Dezimalzähler gekuppelt, welcher durch eine Digitalscheibe (nicht dargestellt) erregt wird, die an der Welle der Winde angeordnet ist.
Gemäss der Schaltung nach Fig. 8 ist die Einrichtung an ein Einphasennetz von 240 Volt angeschlossen, bestehend aus Stromleiter, Nulleiter und Erdleiter 91, 92 bzw. 93. Die Netzleitungen sind mittels einer Schalttafel 94 mit zwei Dauerstromeinheiten 95 und 96 verbunden, mit zwei Gleichstromverstärkern 97 und 98, mit dem Regeltransformer 88, mit dem Dezimalzähler (99) und einer Energiequelle 100 für den Motor 65 der Winde.
Das Feld der Motoren 85 und 86 wird aus den Gleichstromverstärkern 97 und 98 und der Anker dieser Motoren aus den Dauerstromquellen 95 und 96 gespeist.
Der Dezimalzähler 99 wird primär für das Messen des von der Abgabespule 61 auf die Aufnahmespule 69 aufgewickelten Bandabschnittes benützt, darüber hinaus gibt er aber auch Signale für den Regeltransformer 88 zum Beschleunigen oder Verzögern des Motors 65 der Winde am Anfang und am Ende der Wickeloperation ab, sowie Signale an die Energiequelle 100 zum Starten und Anhalten des Motors 65.
Die beiden Potentiometer 101 und 102, welche durch diz Spannrollen 64 und 68 (wie im Gehäuse 79 in der Fig. 6 montiert) beeinflusst werden, liegen im Eingangskreis der Verstärker 97 und 98, wie anhand der Fig. 9 noch näher beschrieben werden wird.
Gemäss der Fig. 9 sind die Eingangsklemmen 103, 104 und 105 für die Gleichstromverstärker und die Po tentiometer mit Leitungen 91, 92 und 93 verbunden. Die Sekundärwicklung 106 des Leistungstransformers 107 ist durch Klemmen 108 und 109 mit den festen Klemmen des Potentiometers verbunden, dessen beweglicher Kontakt mit der Klemme 110 des Verstärkers verbunden ist.
Eine weitere Sekundärwicklung 111 des Transformers 107 speist den Gleichstromverstärker durch einen Vollweg-Gleichrichter 112.
Mit dem Eingangskreis des Verstärkers ist ein Stabilisierungskreis 114 ähnlich demjenigen gemäss Fig. 4 verbunden.
Der Verstärker arbeitet mit einem Verstärkungsverhältnis von 6 X 106 und besteht im Grunde genommen aus zwei Teilen, nämlich einem oberen Teil mit vier Stufen umfassend die Transistoren 121, 122, 123 und 124 mit Ausgangsklemmen 128 und 129, sowie aus einem unteren Teil mit den Transistoren 125, 126 und 127 und Ausgangsklemmen 129 und 130. Kommutierdioden 131 und 132 sind mit den Ausgangsklemmen verbunden. Die Funktion des Transistors 121 ermöglicht die Erdung einer Eingangsklemme (113) um das Grundrauschen zu reduzieren und um sicherzustellen, dass der erste (obere) Teil des Verstärkers lediglich positive Eingangssignale aufnimmt. Der zweite (untere) Teil des Verstärkers nimmt lediglich negative Signale an.
Die eine Feldwicklung des Motors (85 oder 86) ist mit den Ausgangsklemmen 128 und 129 verbunden, während die andere Feldwicklung mit den Ausgangsklemmen 129 und 130 verbunden ist.
Fig. 10 zeigt das Schaltschema der Dauerstromquel len 85 und 86. Die Eingangsklemmen 141, 142 und 143 dieser Einheiten sind mit den Netzleitungen 91, 92 und 93 verbunden. Die Einheit ist herkömmlicher Bauart, umfassend eine Drossel 144 und einen Sprungbremskondensator 145, sowie zwei Gruppen 146 und 147 von vier Gleichrichtern, welche Dauerstrom an die Klemmen 148 und 149 abgeben, welche mit der Ankerwicklung eines der reversiblen Motoren (85 und 86) verbunden sind.
Damit beim Messen der Bandlänge zwischen der Spule 61 und der Spule 69 einwandfreie Resultate erhalten werden, muss das Band durch die Winde 65 ohne Schlupf transportiert werden; zu diesem Zwecke muss die Spannung des Bandes an beiden Seiten der Winde annährend gleich sein. Die Winde besitzt einen genau bearbeiteten Umfang. Die Spannfedern (wie die Feder 80) für die Spannrollen 64 und 68 sind so eingestellt, dass sie in dem Bandabschnitt zwischen der Abgabespule 61 und der Winde 65 etwa die gleiche Spannung hervorrufen, wie in dem Bandabschnit zwischen der Winde 65 und der Aufnahmespule 69, wobei jeder Veränderung dieser Spannung während des Betriebes eine Änderung des auf die Spulen 61 und 69 ausgeübten Drehmomentes der Motoren 85 und 86 herbeiführt, ähnlich wie im Zusammenhang mit den Figuren 1 bis 4 beschrieben worden ist.
Beim dritten Ausführungsbeispiel handelt es sich um einen Umwickelkopf, mit welchem gleichzeitig 12 dielektrische Papierbänder auf einem elektrischen Kabel aufgewickelt werden. Die Wickelmaschine ist herkömmlicher Bauart und sinngemäss werden im folgenden nur jene Einzelheiten beschrieben, welche für das Verständnis der Erfindung notwendig sind.
Gemäss den Figuren 11 und 12 weist der Wickelkopf zwei Hohlwellen 161 und 162 auf, zwischen welchen 12 Platten angeordnet sind, die jeweils eine Spule mit der zugeordneten Vorrichtung für das Papierband tragen. Die Hohlwelle 161 dreht sich in einem Lager 163, welches in einem Gestell 164 angeordnet ist. Die Hohlwelle 161 wird von der Hauptantriebswelle 165 angetrieben, welche sämtliche Köpfe der Wickelmaschine miteinander verbindet, wobei der Antrieb von der Welle 165 durch ein Getriebe auf die erwähnte Hohlwelle übertragen wird, welches unter anderem ein Zahnrad 166 aufweist, das mit einem Zahnkranz 167 der Hohlwelle 161 kämmt. Die Hohlwelle 161 trägt ausserdem auf einem Ring 168 sieben Schleifringe 169. Die Hohlwelle 162 ist in einem Lager 170 frei drehbar, welches in einem weiteren Gestell 171 angeordnet ist.
Der Kabelkern 172 wird durch die beiden Hohlwellen hindurchgezogen, wobei er mit Hilfe von Führungsrollen, von welchen die mit 173 und 174 bezeichneten ersichtlich sind und welche auf einem Träger 175 untergebracht sind, geführt wird.
Jede Hohlwelle 161 und 162 trägt sechs radial gerichtete Y-förmige Arme 176, von welchen in der Fig. 11 der Anschaulichkeit halber jeweils ein Paar gezeigt ist.
Jeder dieser Arme trägt eine identische Vorrichtung, wobei lediglich eine solche Vorrichtung beschrieben werden wird, und im übrigen die ähnlichen Vorrichtungen, soweit dies notwendig ist, mit den gleichen Bezugszeichen für gleich Teile versehen sind. Zwischen je einem Y-förmigen Arm 176 der erwähnten Hohlwellen erstrecken sich zwei unter sich identische Platten 177 und 178, welche jeweils eine Papierrolle tragen, wie bei 179 in den Figuren 11 und 12 mit strichpunktierter Linie angedeutet ist.
Die Fig. 12 zeigt lediglich zwei Platten 177 und 178.
Jede Papierrolle 179 wird durch einen reversiblen Spaltfeldmotor 180 von 0,27 HP aber ein Getriebe angetrieben, welches ein Ritzel umfasst, das auf der Motorwelle montiert ist und mit einem Ritzel 181 kämmt, welches mit einem kleineren Ritzel auf der gleichen Welle angeordnet ist, wobei das letztere mit einem auf der Welle der Papierrolle angeordneten Zahnrad 182 kämmt. Das Feld des Motors wird von einem Verstärker 183 gespeist, welcher noch näher beschrieben werden wird. Damit die beiden Motoren 180 zwischen den Plattenpaaren 177, 178 untergebracht werden können, sind sie jeweils an entgegengesetzten Enden der Platten angeordnet und sie erstrecken sich durch halbkreisförmige Ausnehmungen der anderen Platte, wie dies aus der Fig. 11 entnommen werden kann.
Von der Rolle 179 läuft das Papierband 184 jeweils durch eine in einer Öffnung eines Flansches 186 der Hohlwelle 162 untergebrachten Hohlwelle 185 zu einer Abtastvorrichtung, welche in den Figuren 11 und 12 mit 187 bezeichnet ist, wobei in der zuletzt genannten Figur der Einfachheit halber viele Einzelheiten der Abtastvorrichtung weggelassen sind, da diese Vorrichtung in den Figuren 13-15 detailliert gezeigt ist. Von der Abtastvorrichtung 187 verläuft das Band 184 auf den Kabelkern 172.
Die Grundplatte 188 der Abtastvorrichtung ist auf einem Ring 189 abgestützt, welcher am Ende der Welle
185 angeordnet ist. Ein verzahnter, vom Ring vorstehender Quadrant 190 kämmt mit einem verzahnten Ring
191, welcher koaxial in der Hohlwelle 162 angeordnet ist. Es sind Mittel vorgesehen, um die axiale Lage des Ringes 191 in der Hohlwelle 162 einzustellen und denselben in der eingestellten Position zu blockieren. Bei dieser Einstellung werden die Grundplatten 188 sämtlicher zwölf Abtastvorrichtungen gleichzeitig um die Achsen der Hohlwellen 185 geschwenkt, wobei die Steigung des auf den Kabelkern auflaufenden Bandes ver ändert wird.
Gemäss den Figuren 13 bis 15 trägt die Grundplatte 188 eine Anzahl Führungsrollen 192-196 für das Band
184, während eine Spannrolle 197 an einem Schwenkarm
198 angeordnet ist (siehe auch Fig. 12). Der Arm 198 bildet einen Teil einer in der Fig. 15 mit 199 bezeichneten Vorrichtung, welche sich durch eine Öffnung der Grundplatte 188 erstreckt und mit der Grundplatte durch Schrauben verbunden ist.
In der Figur 15 ist ersichtlich, dass der Arm 198 auf einer Welle 200 angeordnet ist, welche in Lagern des Gestelles 201 der Vorrichtung 199 gelagert ist und am einen Ende einen Arm 202 trägt, an dessen freien Ende der Schleifkontakt des Potentiometers 203 angeordnet ist. Der Arm 198 steht unter der Wirkung zweier Zugfedern 204, welche bestrebt sind den Arm in der entgegengesetzten Richtung zu bewegen, als dies das Papierband bewirkt. Die Federn 204 sind mit dem Arm 198 so gekoppelt, dass die Spannrolle 197 auf den zwischen ihm und den Rollen 193 und 194 verlaufenden Bandabschnitt eine konstante Kraft ausübt.
Die Welle 200 trägt einen zweiten Arm (in der Zeichnung nicht ersichtlich), welcher einen Umschalter betätigt, wenn der erwähnte Arm um einen maximalen Betrag im Uhrzeigersinn (Fig. 13) geschwenkt wird, beispielsweise wenn das Papierband 184 reisst, oder wenn die Spannung desselben auf einen gefährlichen Wert hinabsinkt. Die Spannung der Feder 204 kann mit Hilfe eines Bügels 205 reguliert werden, welcher in einem Schlitz der Grundplatte 188 mittels einer Einstellschraube 206 verschiebbar ist. Der Potentiometer 203, der Mikroschalter und die elektrische Verdrahtung sind in einem Gehäuse 207 der Vorrichtung 191 eingeschlossen.
In der Fig. 16 sind die sieben Schleifringe, welche in der Figur 11 gesamthaft mit 169 bezeichnet worden sind, mit 211-217 bezeichnet. Die beiden ersten Schleifringe 211 und 212 sind mit den Ankern 218 der zwölf Motoren 180 in Serie geschaltet, wobei die entsprechenden Bürsten (nicht gezeigt) mit einer Dauerstromquelle verbunden sind, welche anhand der Figur 17 noch näher beschrieben werden wird.
Die beiden Schleifringe 213 und 214 sind durch Umschalter 219 mit den Eingangsklemmen 220 und 221 der Verstärker 183 verbunden, während die drei Ausgangsklemmen der Verstärker mit den Feldwicklungen 222 der Motoren 180 verbunden sind. Es handelt sich jeweils um die Umschalter, welche anhand der Fig. 16 erwähnt worden sind. Die Bürsten, welche mit den Schleifringen 213 und 214 zusammenwirken, sind mit einer gemeinsamen Energiequelle für die Verstärker verbunden.
Der Schleifring 215 ist mit den unteren festen Kontakten der Umschalter 219 verbunden und die entsprechende Bürste liegt in einem Alarmkreis, welcher ein Reissen des Papierbandes oder ein gefährliches Absinken der Spannung desselben anzeigt.
Die Schleifringe 216 und 217 sind mit den zwölf Potentiometern 203 (siehe auch Fig. 15) parallel verbunden, wobei die Schleifkontakte dieser Potentiometer mit den Verstärkern 183 verbunden sind, wie dies anhand der Fig. 18 noch mehr beschrieben werden wird.
Die mit den Schleifringen 216 und 217 zusammenwirkenden Bürsten sind mit einer geeigneten Energiequelle für die Potentiometer verbunden.
Der Einfachheit halber sind in der Fig. 16 lediglich drei Anker, Verstärker, zwei Wegschalter und Potentiometer gezeigt, obwohl es sich versteht, dass von jedem der erwähnten Organe zwölf vorhanden sind, und zwar je eines für die Papierrollen 179. Darüberhinaus ist eine dieser Komponenten links von der strichpunktierten Linie mit mehr Einzelheiten gezeigt, als die übrigen.
Gemäss der Fig. 17 besitzt eine herkömmliche Dauerstromquelle, Eingangsklemmen 223, 224 und 225, welche mit einem 440 Volt Wechselstromnetz verbunden sind, ferner Ausgangsklemmen 226 und 227, die mit den Bür sten der Schleifringe 211 und 212 verbunden sind. Der Stromkreis umfasst drei Serien von Strombegrenzungsnetzen 228, drei parallele Sprungentstörnetze 229 und drei Paar von Gleichrichtern 230, welche Vollweg-Gleichrichter sind.
Fig. 18 zeigt einen Verstärkerkreis ähnlich zu demjenigen der Fig. 9, mit dem Unterschied, dass hier keine eigene Stromquelle vorhanden ist. Wie erwähnt, ist eine gemeinsame Stromquelle für sämtliche Verstärker vorhanden, wobei diese Einheit mit den Bürsten der Schleifringe 213 und 214 verbunden ist. Die Eingangsklemmen des Verstärkers sind mit 221 und 220 bezeichnet, während die Eingangsklemme 231 mit dem beweglichen Kontakt des Potentiometers 203 verbunden ist. Wie beim vorhergehend beschriebenen Ausführungsbeispiel liegt im Eingang des Verstärkers ein Stabilisierungsnetz 230, ein geeignetes Netz bestehend aus zwei Kondensatoren und zwei Widerständen, welche in einer T-Brücke geschaltet sind, wie in der Fig. 4 gezeigt. Die Ausgangsklemmen des Verstärkers 233, 234 und 235 sind mit den Feldwicklungen des Motors verbunden.
Vor dem Beginn einer Wickeloperation werden die zwölf Einstellschrauben 206 der Abtastvorrichtungen eingestellt, um den Papierbändern die erwünschte Spannung zu erteilen, wobei während des Betriebes der Maschine jede Abweichung der Spannung eines Bandes vom eingestellten Wert den betreffenden Arm 198 bewegt und damit den korrespondierenden Potentiometer 203 im Eingang des korrespondierenden Verstärkers 183 verstellt.
Dadurch wird eine entsprechende Änderung des Drehmomentes des Motors 180 herbeigeführt, selbstverständlich desjenigen Motors, welcher mit jener Papierrolle zusammenwirkt, bei welcher die erwünschte Spannung des abgewickelten Bandes korrigiert werden muss.
Bei allen der beschriebenen Ausführungsbeispielen werden die Spannungsänderungen des flexiblen Materials innerhalb der engen Grenzen limitiert, da jede Änderung der Geschwindigkeit des flexiblen Materials unmittelbar zu einer Änderung der in der Abtastvorrichtung akkumulierten Materiallänge führt, worauf die Folgebewegung der Spannrolle das Drehmoment des reversiblen Motors verändert.
Wenn, wie dies in den Beispielen der Fall ist, die Verstärkerausgangsgrösse nur den Feldstrom liefert, so wird der Ankerstrom vorzugsweise von einer im wesentlichen konstanten Stromquelle bezogen, aber wenn der Verstärker sowohl den Feld- als auch den Ankerstrom des Motors abgibt, so ist vorzugsweise entweder die Feldwicklung oder die Ankerwicklung des Motors über eine Gleichrichterbrücke in Serie mit dem Anker oder mit dem Feld geschaltet, je nach dem betreffenden Fall derart, dass, wenn die Verstärkerausgangsgrösse reversiert wird, der Motor seinen Drehsinn ändert. Wenn der Verstärker lediglich den Anker strom abgibt, so wird der Feldstrom vorzugsweise von einer derart ausgebildeten Quelle bezogen, dass im wesentlichen ein konstanter Strom durch die Feldwicklungen fliesst; es ist indessen in diesem letzteren Falle auch möglich, einen Permanentmagnetmotor zu verwenden.
Die verwendeten Leistungsverstärker haben eine Ausgangsleistung die genügt, um den ganzen Feld strom zu liefern, um die reversieblen Motoren anzutreiben, und weisen im weitern eine niedere Eingangsleistung auf, die mittels eines gewöhnlichen Potentiometers steuerbar ist, mit andern Worten, mittels eines Potentiometers, das über den gewünschten Bereich unter der Wirkung einer sehr kleinen Kraft, die durch das flexible Material auf das Potentiometer ausgeübt wird, betätigbar ist. Die ifeistungsverstärkung des Verstärkers beträgt normalerweise nicht weniger als 103, ist aber vorzugsweise grösser als 100.
Es kann auch eine andere Ausführungsform eines Verstärkers Anwendung finden, der ein einziges Paar von Ausgangsklemmen mit wechselbarer Polarität aufweist, wobei der Verstärkerkreis dergestalt ausgebildet ist, dass, wenn der Widerstand im Eingangskreis den vorbestimmten Wert überschreitet, die Verstärkerausgangsgrösse positiv ist, und dass, wenn der Widerstand diesen Wert unterschreitet, die Ausgangsgrösse negativ ist. Ein solcher Verstärker kann mit einem Elektromotor mit einer einzigen Feldwicklung verwendet werden.
Der Verstärker sollte so einfach wie möglich sein und sein Kreis sollte derart ausgebildet sein, dass eine Eingangsklemme geerdet werden kann, um die Einstreuung von allfälligen Störsignalen zu vermindern.
DBP