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Zugspannungsregelvorrichtung Die Erfindung betrifft eine selbsttätige
Zugspannungsregelvorrichtung mit einer Druckluftquelle und einem Druckluftservoregler.
Das wesentliche Merkmal der Vorrichtung nach der Erfindung bildet eine von der Druckluft
gesteuerte Gleitkupplung, welche von der Druckluftquelle aus betätigt wird, um eine
mechanische Kraft zu übertragen, z. B. eine veränderliche Zugspannung zu erzeugen.
Weiterhin besitzt die Vorrichtung nach der Erfindung einen Zugspannungsfühler, ein
Ventil für den Servoregler zur Änderung des Druckes der von ihm durchgelassenen
Druckluft sowie eine von dem Zugspannungsfühler betätigte Vorrichtung, z.B. einen
Druckhebel zur Steuerung des Ventils, welches entsprechend der von dem Zugspannungsfühler
einwirkenden Zugspannung die Wirkung der Gleitkupplung verändert. Bei einer zweckmäßigen
Ausgestaltung ist der Servoregler mit einem Drosselmittel, z. B. einem Ventil versehen,
für die auf die Steuervorrichtung einwirkende Preßluft sowie den Kolben zur Änderung
der Wirkung des Ventils. Dabei wird der genannte Kolben durch ein weiteres Ventil
betätigt. Gegenüber den bisher bekannten mit einem einzigen hydraulischen Kreis
arbeitenden Reglern unterscheidet sich derjenige nach der Erfindung durch die Verbindung
zweier hydraulischer oder pneumati scher Kreise statt eines einzigen. Bei den bisher
bekannten Reglern mit einem einzigen hydraulischen Kreis bestand der Nachteil, daß
dieser eine unmittelbare Spannungsmessung weiterleitete. Gemäß der Erfindung wird
die Spannung auf einem feststehenden Wert gehalten, der als Bezugswert zu der vorhandenen
Spannung dient, welche damit mechanisch verglichen wird. Jede Abweichung von diesem
Bezugswert betätigt dann mittels eines Luftsignalventils einen zweiten mit Druckflüssiglieit
oder Druckgas betätigten Steuerkreis, welcher über den Zusatzkreis unmittelbar zum
Endsteuerelement führt. Im übrigen ist bei der bekannten Vorrichtung der Bezugswert
eine elektrische Größe. Gemäß der Erfindung ist aber er eine pneumatische. Bei der
bekannten Vorrichtung lag der Bezugspunkt außerhalb des Punktes der Spannungsmessung.
Gemäß der Erfindung liegt er aber an der Stelle der Spannungsmessung selbst. Ebenso
war bei der bekannten Vorrichtung das Korrektursignal ein elektrisches, während
es gemäß der Erfindung aber ein pneumatisches ist. Im übrigen enthält die Vorrichtung
nach der Erfindung eine Handsteuervorrichtung mit einer Einrichtung für die Umschaltung
bzw. Übertragung auf eine selbsttätige Steuerung.
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Der Regler nach der Erfindung eignet sich besonders zur Verwendung
beim Aufhaspeln oder Aufwikkeln. Die erzielten technischen Vorteile sind im wesentlichen
folgende: Es sind Mittel vorgesehen, welche ein pneumatisches Impulssignal liefern,
wenn die Zug-
last am Band oder Garn unter einen gewünschten vorausbestimmten Wert
fällt, wobei das Signal ein Ventil od. dgl. betätigt, um dadurch den Druck der die
Gleitkupplung steuernden Druckluft zu erhöhen, wodurch dann die Zugspannung am gerade
aufgespulten Band wieder erhöht wird. Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht
darin, den Druck der eine preßluftgesteuerte Gleitkupplung steuernden Preßluft gleichmäßig
zu erhöhen um die Zugspannung am Material. welches aufgewickelt wird, gleichmäßig
zu halten und jede Möglichkeit eines »Pendelns« zu vermeiden. Der Regler nach der
Erfindung wird in vorteilhafter Weise nur dann wirksam, wenn die vorausbestimmte
Zugspannung sich ändert, wodurch eine Reihe von kleinen, aufeinanderfolgenden, positiven
Korrekturen des Kupplungs- bzw. Zugspannungssignals bei Zugspannungsabweichungen
unter der eingestellten Zugspannung mit Zunahme der Last bewirkt wird. Dabei werden
auch geringe oder zyklische Abweichungen vermieden, so daß ein stabiles System erzielt
wird, welches sich dadurch von den bisher bekannten Vorrichtungen unterscheidet.
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Die einzelnen technischen Merkmale und deren Zusammenwirken werden
an Hand der Zeichnung wie folgt näher erläutert: Fig. 1 zeigt eine schematische
Darstellung der Vorrichtung gemäß der Erfindung und Fig. 2 eine etwas abweichende
Ausführungsfonn derselben.
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In Fig. 1 wird die Spule oder Rolle 10 auf eine andere Spule 14 gewickelt,
welche von einer -Welle 16
über eine preßluftgesteuerte Gleitkupplung
18 vom Motor 20 angetrieben wird. Das umgespulte Band, Seil oder Garn 22 läuft über
zwei Losrollen24 und 26 und eine dazwischen liegende Rolle28. Letztere sitzt in
den Lagern 30, die ihrerseits auf einem Ständer 32 montiert sind; welcher unmittelbar
mit einer Zugspaunungsfühlvorrichtung 34 verbunden ist.
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Die Zugspannungsfühlvorrichtung 34 besitzt einen Druckluftzylinder
36, welcher über die Leitung 38 gespeist wird, und eine mit Preßluft gefüllte Kammer,
in welcher die Luft durch die Abwärtsbewegung der Rolle 28 komprimiert wird, diese
aber entsprechend der Belastung in der gleichen vorausbestimmten Lage hält.
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Die Leitung 38 ist mit einem üblichen Regulierventil 40 verbunden,
welches auf einen auf dem Meßinstrument 42 angezeigten Druck voreinstellbar ist.
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Die Leitung38 ist über ein Absperrventil46 und einen Filter 48 üblicher
Bauweise an eine Preßluftleitung 44 angeschlossen. Die Zugspannungsfühlvorrichtung
34 besitzt eine Druckplatte 50, auf welcher der Ständer 32 mit der Rolle 28 sitzt.
Die Platte 50 wird von der Luft im Zylinder 36 getragen und trägt ihrerseits einen
Druckhebel 52. Dieser Hebel bewegt sich entsprechend der Zugspannung aufwärts oder
abwärts und wirkt auf ein Ventil 54 ein. Dieses ist mittels einer Feder 56 vorgespannt
und dient zum Öffnen oder Schließen der Leitung 58. Diese Leitung wird von derselben
Druckluftleitung 44 über das Regulierventil 60 gespeist und besitzt einen Druckanzeiger
62 für den darin vorhandenen Druck. Durch das Ventil 54 wird die Druckluftzufuhr
zu einer Leitung 64 freigegeben oder verhindert, welche zu einem an sich bekannten
Druckluftregelventil 66 führt. Von diesem, dem Fachmann an sich bekannten Ventil
ist in der Zeichnung nur soviel dargestellt worden, wie zum Verständnis seiner Wirkung
erforderlich ist. Wird Druckluft in 68 zugelassen, so hebt sie einen Kolben 70,
der seinerseits ein in der Hauptsteuerluftleitung 74 liegendes Ventil hebt. Hierdurch
wird der Druck in derLeitung76 für die der preßluftgesteuertenGleitkupplung 18 zugeführte
Preßluft erhöht.
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Um die konstanten Zunahmen erhöhten Druckes zu erzielen, ist in der
Leitung 64 ein Rückschlagventil 78 und ein Laststandsanzeiger 80 vorgesehen, welcher
die hohen und niedrigen Werte der Druckwellen in der Leitung 64, 68 anzeigt; weiterhin
ist ein Nadelventil 82 und ein Dreiweghahn 84 vorgesehen, welcher manuell betätigt
wird, um die Leitung 68 zu entspannen und das Ventil 72 in seine mittels des manuell
betätigten Einstellgliedes 86 eingestellte Stellung zurückzuführen.
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Ein Speicher 88 ist ebenfalls zusammen mit einem einstellbaren Nadelventil
90 in dieser Leitung vorgesehen. Das Nadelventil 90 dient zur Entlüftung gegen Außenluft.
Diese Ventile müssen aber nicht mehr verstellt werden, nachdem sie einmal für eine
bestimmte Arbeit eingestellt wurden.
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Die beschriebene Vorrichtung dient dazu, die Kraft übertragung mittels
der Kupplung 18 auf die Aufwickelvorrichtung 14 zu erhöhen, um den am aufzuspulenden
Material 22 angreifenden Zug konstant zu halten. Diese Zunahme an erforderlicher
Kraft ist die Folge der laufenden Zunahme an aufgewickeltem Material in 14. Infolge
der Änderung der Belastung des Zylinders 36, welche durch den Ständer 32 über tragen
wird, wird ein Signal an das Regelventil 66 mittels des Druckluftimpulses über die
in der Regel versperrte Leitung 58 weitergegeben. Dieser Impuls läuft durch die
Leitung 64 und betätigt das oben be-
schriebene Ventil 66, wodurch der Druck an der
preßluftgesteuerten Gleitkupplung 18 zunimmt. DieseWirkung steigert sich in gleichmäßigen
Zunahmen infolge des Vorhandenseins des Rückschlagventils, und eine Umkehrung dieses
Vorganges ist nicht möglich. Sie wäre bei irgendeiner speziellen Anwendungsform
auch nicht erforderlich, da die Spule4 immer zum Aufwickeln dient.
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Die Vorrichtung kann aber auch zur Steuerung eines Abwickelvorganges
verwendet werden, indem ein umkehrbares Regelventil 92 (Fig. 2) vorgesehen wird,
welches zur Betätigung einer Bremse dient, so daß die Spannung auch beim Abwickeln
konstant gewalten werden kann.
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Vorliegende Vorrichtung schließt jede Möglichkeit eines »Pendelns«
aus, indem das Kupplungs- bzw.
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Drudduftsignal einen einmal eingestellten Zustand beibehält, solange
die eingestellte Last aufrechterhalten wird. Eine korrigierende Wirkung erfolgt
erst, wenn die eingestellte Last um einen eingestellten Wert unter den vorerwähnten
Wert fällt. Dann wird durch die Vorrichtung dem wirksamen, bereits vorhandenen Kuppluugspreßluftsignal
ein zusätzlicher Impuls erteilt. Die Vorrichtung spricht auf geringe vorübergehende
Abweichungen über die eingestellte Last hinaus nicht an und kann infolge der Umkehrung
der erforderlichen Steuervorgänge nicht unstabil werden.
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Kurz gesagt wird durch die Betätigung des Druckluftservoventils dem
ursprünglich auf die Kupplung einwirkenden Signal ein weiteres hinzugefügt, so daß
es in der beschriebenen Weise genau entsprechend den Erfordernissen zunehmender
Last gleichmäßig zunimmt.
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Die Ansprechfähigkeit der Vorrichtung kann mittels der Nadelventile
gedrosselt oder verändert werden, und die Empfindlichkeit wird durch den Speicher
88 verringert. Durch genaue Einstellung des Nadelventils ist demzufolge die Einstellung
entsprechend gegebener Bedingungen, wie des speziellen Preßluftdruckes und der verschiedenen
zu verarbeitenden Materialien, leicht möglich.
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Zur Inbetriebsetzung der Vorrichtung wird der Dreiweghalm 84 derart
eingestellt, daß das Preßluftregelventil auf Außenluft entlüftet wird. Dann wird
die Feder des Preßluftregelventils entsprechend dem speziellen Fall eingestellt
auf eine vorausbestimmte Zugspannung. Nun wird das Ventil in die dargestellte Stellung
gebracht, wonach der selbsttätige Betrieb einsetzt.
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Vermerkt man die für eine spezielle Zugspannung erforderliche Belastung
der Kupplung bei einem bestimmten Material und den anfangs manuell eingestellten
Druck der auf die Kupplung einwirkenden Preßluft, so können dieselben Bedingungen
für einen späteren Betrieb immer wieder verwirklicht werden.
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Obgleich die Erfindung in ihrer Anwendung auf druckluftbetätigte
Kupplungen und Bremsen erörtert wurde, kann sie ohne weiteres mit anderen Steuerelementen
verwendet werden wie z. B. mechanischen Kupplungen und Bremsen, elektrischen Antrieben
veränderlicher Geschwindigkeit usw., indem die Vorrichtung mit einem weiteren Betätigungsteil
verbunden wird, welcher zur Steuerung des entsprechenden Elementes in der gewünschten
Weise dient.