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Verfahren und Anordnung zur Bestimmung des Durchmessers einer rotierenden
Rolle Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Anordnung zur Bestimmung des
Durchmessers einer rotierenden Rolle. Sie ist in der; Hauptsache für Papiermaschinen,
automatische Druckmaschinen und Textilmaschinen bestimmt, bei denen sich der Durchmesser
einer Rolle durch Aufwickeln von bandförmigem Material ändert. Da der jeweilige
Durchmesser der Rolle ein Maß für die Menge des auf diese Rolle aufgenommenen Materials
ist, soll der Durchmesser ermittelt werden. Man hat zu diesem Zweck bisher Abtastrollen
benutzt. Solche Rollen haben aber den Nachteil, daß sie an einem entsprechend weit
ausschwenkbaren Hebelarm sitzen müssen und infolgedessen eine verhältnismäßig schwere
und raumbeanspruchende Konstruktion ergeben. Die Erfindung macht von der erheblich
einfacheren Möglichkeit Gebrauch, Geschwindigkeiten auf elektrischem Wege zu messen.
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Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren werden die Umfangsgeschwindigkeit
und die Winkelgeschwindigkeit der Rolle durch Anordnungen abgetastet, welche diesen
Geschwindigkeiten proportionale Größen ergeben, und diese Größen einer Anordnung
zugeführt, deren Ausgangsgröße von dem Quotienten der der Umfangsgeschwindigkeit
und der der Winkelgeschwindigkeit proportionalen Größe gebildet wird und somit ein
Maß des Durchmessers der Rolle darstellt.
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Zweckmäßig wird dazu eine Anordnung benutzt, die zwei Tachometergeneratoren
enthält, von welchen der eine die Umdrehungsgeschwindgikeit und der andere die Umfangsgeschwindigkeit
der Rolle abtastet; ferner enthält diese Anordnung ein Potentiometer, dessen beweglicher
Kontakt von einem Motor verstellt wird, dessen Umdrehung von einem Differentialrelais
gesteuert ist, dessen eine Spule an dem Tachometergenerator für die Umfangsgeschwindigkeit
angeschlossen ist und dessen andere Spule am beweglichen Kontakt des Potentiometers
einerseits und einem festen Kontakt desselben Potentiometers andererseits liegt.
Der Tachometergenerator für die Umdrehungsgeschwindigkeit ist an die festen Kontakte
des Potentiometers angeschlossen. Die Lage des beweglichen Kontaktes, die ein Maß
des Rollendurchmessers ist, wird abgetastet. Das Verfahren und seine Vorteile sind
im folgenden an Hand der Zeichnung beschrieben, die eine Anordnung zur Bestimmung
des Durchmessers einer rotierenden Haspelrolle zeigt.
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In der Zeichnung sind die Haspelrolle mit 1 und das aufgewickelte
Gut mit 2 bezeichnet. Die Haspelrolle 1 wird von dem aus einer Stromquelle 17 gespeisten
Gleichstrommotor 3 angetrieben. Außerdem ist der Haspelmotor mit einem Tachometergenerator
4 mechanisch gekuppelt, der eine Spannung liefert, die der Drehzahl der Haspelrolle
direkt proportional ist.
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Die Umfangsgeschwindigkeit der Rolle 1 ist ebenso groß wie die Geschwindigkeit
des Gutes 2. Das Gut 2 läuft über eine Walze 5, die mit dem Tachometergenerator
6 mechanisch gekuppelt ist, der eine der Umfangsgeschwindigkeit der Rolle 1 proportionale
Spannung liefert. Der Tachometergenerator 6 speist die Spule 8 eines Differentialrelais
7. Die andere Spule 9 des Differentialrelais 7, die im vorliegenden Fall der Spule
8 vollkommen gleich ist, ist mit dem einen, festen Kontakt 11' eines Potentiometers
11 und dem anderen, beweglichen Kontakt 12 verbunden. Die beiden festen Kontakte
11' und 11" des Potentiometers 11 sind mit dem Tachometergenerator 4 verbunden.
Der Kontakt 12 des Potentiometers 11 wird von einem Motor 10 betätigt, dessen Umdrehung
von den in dem Differentialrelais 7 befindlichen Wechselkontakten 71 und 72 bestimmt
wird, deren Pole 73 74, 75 und 7, mit einer; Gleichstromquelle 16 verbunden sind.
Der bewegliche Kontakt 12 des Potentiometers 11 ist mit dem beweglichen Kontakt
14 eines Potentiometers 13 mechanisch gekuppelt. Die festen Kontakte 13' und 13"
des Potentiometers 13 sind an einer konstanten Gleichspannungsquelle 15 angeschlossen,
und die Lage des Kontaktes 14, die der Lage des Kontaktes 12 direkt proportional
ist, kann elektrisch durch die Spannung zwischen den Kontakten 13' und 14 gemessen
werden.
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Die Anordnung wirkt in folgender Weise: Der Tachometergenerator 6
liefert eine Spannung, die der Umfangsgeschwindigkeit der Haspelrolle 1 direkt proportional
ist. Diese Spannung wird der; Spule 8 des
Differentialrelais zugeführt
und hat die Tendenz, das Relais 7 aus seinem Gleichgewicht zu bringen.
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Der Tachometergenerator 4 liefert eine Spannung, die der Umdrehungsgeschwindigkeit
der Haspeirolle direkt proportional ist. Diese Spannung wird den Klemmen 11! und
11" des Potentiometers 11 zugeführt. Wenn die eine feste Klemme 11' des Potentiometers
und der bewegliche Kontakt 12 mit der Spule 9 des Dffferentialrelais verbunden sind,
erhält diese Spule eine Spannung, die einerseits von der Spannung des Tachometers
4 und andererseits von der Lage des beweglichen Kontaktes 12 des Potentiometers
11 bestimmt wird Die der Spule 9 zugeführte Spannung ist bestrebt, das Relais 7
in Gleichgewicht zu bringen.
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Wenn die Spannung über 9 kleiner als die Spannung iiber der Spule
8 ist, wird der Stromkreis zwischen 1 und 4 und 2 und 6 geschlossen, der Betätigungs
motor 10 kommt in Gang und ändert die Stellung des beweglichen Kontaktes 12 so,
daß die Spannung über 9 ebenso groß wird wie die Spannung über der Spule 8 und wieder
volles Gleichgewicht eintritt.
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Die obengenannten Stromkreise werden unterbrochen, und der Betätigungsmotor
10 bleibt stehen.
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Wenn dagegen die Spannung über der Spule 9 größer ist als die Spannung
über der Spule 8, so kommt das Relais 7 wieder außer Gleichgewicht, der Stromkreis
iiber 1, 3, 2, 5 wird geschlossen, und der Betätigungsmotor beginnt in entgegengesetzter
Richtung zu rotieren, wobei die Spannung über der Relaisspule 9 so lange vermindert
wird, bis Gleichgewicht eintritt und die Stromkreise zu dem Betätigungsmotor 10
unterbrochen werden. Die Stellung des beweglichen Kontaktes 12 ist in diesem Fall
ein Maß des Quotienten der Spannungen der Tachometergeneratoren 4 und 6.
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Dies bedeutet, daß die erwähnte Stellung auch ein Maß des Durchmessers
der Rolle ist, weil die Tachometerspannungen der Umfangsgeschwindigkeit bzw.
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Umdrehungsgeschwindigkeit der Rolle direkt proportional sind. Die
Stellung des Kontaktes 12 wird am einfachsten dadurch bestimmt, daß er mit dem beweglichen
Kontakt 14 des Potentiometers 13 verbunden wird, welcher selbst an eine konstante
Stromquelle 15 angeschlossen wird, wobei die zwischen 13' und 14 meßbare Spannung
ein Maß des Durchmessers der Rolle 1 ist.
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Durch dies Verfahren, den Durchmesser der Rolle indirekt - zu messen,
gewinnt man den wesentlichen
Vorteil, daß man Standardelemente benutzen kann und
nicht die Rolle zu berühren braucht. Man vermeidet dadurch in gewissem Maße die
Fehlerquelle, die eine mögliche Exzentrizität der Rolle verursachen kann. Die beschriebene
Anordnung zur Bestimmung des Quotienten zwischen Umfangs- und Umdrehungsgeschwindigkeit
gemäß der Erfindung ist nicht die einzig denkbare. Eine andere einfache und im Rahmen
der Erfindung liegende Lösung wäre z. B. die, mit Hilfe eines mechanischen Differentials
und eines regelbaren Getriebes diesen Quotienten in mechanischer Weise zu bilden.
Maßgebend für den Erfindungsgedanken ist das Verfahren, den Durchmesser einer Haspelrolle
durch die Bildung einer dem Quotienten der Umfangs- und dem der Umdrehungsgeschwindigkeit
proportionalen Größe zu bilden.
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PATENTANSPRt?CHE 1. Verfahren zur Bestimmung des Durchmessers einer
rotierenden Rolle, dadurch gekennzeidmet, daß die Umfangsgeschwindigkeit und die
Winkelgeschwindigkeit der Rolle mittels Anordnungen abgetastet werden, welche diesen
Geschwindigkeiten entsprechende proportionale Größen ergeben, und daß diese einer
Anordnung zugeführt werden, deren Ausgangsgrößen von dem Quotienten der der Umfangsgeschwindigkeit
und der der Winkelgeschwindigkeit proportionalen Größe gebildet wird und somit ein
Maß des Durchmessers der Rolle darstellt.