DE1164542B - Regeleinrichtung fuer Bearbeitungsmaschinen - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Internat. Kl.: G05f;

G05g

Deutsche Kl.: 21c-46/51

Nummer:
Aktenzeichen:
Anmeldetag:
Auslegetag:

B 49771 VIIIb/21 c

29. JuH 1958

5. März 1964

Die Erfindung betrifft eine Regeleinrichtung für Bearbeitungsmaschinen, in denen eine physikalische Größe, insbesondere das Gewicht je Längeneinheit, eines durchlaufenden Arbeitsgutes, insbesondere von Faserbändern oder Textilbahnen, mit einer an geeigneter Stelle an oder in der Maschine angeordneten Meßvorrichtung gemessen, der gemessene Wert mit einem den Sollwert darstellenden Wert verglichen und abhängig von der Differenz (Regelabweichung) die physikalische Größe stetig verstellt wird.

Derartige Regeleinrichtungen werden beispielsweise bei Textilmaschinen, unter anderem bei Streckwerken verwendet, bei denen das bearbeitete Material an allen Stellen und zu jeder Zeit ein konstantes Gewicht pro Flächeneinheit besitzen soll.

Im zugeführten Material sind im allgemeinen kurzzeitige Schwankungen vorhanden, außerdem können durch den Verzug im Streckwerk Unregelmäßigkeiten auftreten. Diese Unregelmäßigkeiten können mit HiKe der bekannten Regeleinrichtungen beseitigt werden. Hierbei wird der augenblickliche Verzug, der dem Verhältnis der Drehzahlen der vorderen zu den hinteren Walzen entspricht, gemäß dem einer physikalischen Größe des Materials, beispielsweise der Dicke, entsprechenden Meßwert (Istwert) stetig verändert, und zwar so, daß der Meßwert der physikalischen Größe im wesentlichen konstant bleibt.

Es hat sich nun gezeigt, daß für bestimmte Anwendungen die bekannten Vorrichtungen nicht vollkommen zufriedenstellend arbeiten. So haben beispielsweise derartige stetig arbeitende Vorrichtungen die Neigung, im Laufe der Zeit ungenau zu werden. Sie zeigen dann an, daß der Wert der physikalischen Größe dauernd eine Abweichung besitzt, obwohl dies in Wirklichkeit nicht der Fall ist. Es zeigt sich somit, daß, obwohl kurzfristige Schwankungen ziemlich gut kompensiert werden können, der Mittelwert der physikalischen Größe nicht unbedingt konstant bleibt. Der Gewichtsmittelwert pro Längeneinheit des verzogenen Materials hängt daher auch von der Genauigkeit der Meß- und Regeleinrichtung ab.

Aufgabe der Erfindung ist es nun, die Anwendung von Regeleinrichtungen zum Ausgleich kurzzeitiger Abweichungen bei derartigen Bearbeitungsmaschinen zu ermöglichen, ohne jedoch langzeitige Abweichungen des Istwertes der physikalischen Größe, beispielsweise des Verhältnisses der Drehzahlen der vorderen und hinteren Walzen, das dem Verzug entspricht, zuzulassen. Für ein Streckwerk bedeutet dies insbesondere, daß der Gewichtsmittelwert pro Längeneinheit des austretenden Materials in einem konstanten VerRegeleinrichtung für Bearbeitungsmaschinen

Anmelder:

The Cotton Silk and Man-Made Fibres Research Association, Shirley Institute, Didsbury,
Manchester (Großbritannien)

Vertreter:

ίο Dipl.-Ing. R. Bussehneier, Patentanwalt,
Augsburg, Grottenau 2

Als Erfinder benannt:

Harold Catling, Didsbury, Manchester, Lacaster (Großbritannien)

Beanspruchte Priorität:

Großbritannien vom 3. August 1957 (Nr. 24 672)

hältnis zu dem des eintretenden Materials gehalten as wird.

Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß durch eine zusätzliche Steuereinrichtung, welche den den Sollwert darstellenden Wert im Verhältnis der Umfangsgeschwindigkeiten zweier das Arbeitsgut bearbeitender, insbesondere verziehender Walzen entsprechend ändert.

Vorzugsweise erfolgt dabei die Änderung des Sollwertes kontinuierlich.

An Hand der Zeichnungen werden Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben; es zeigt

Fig. 1 die Anwendung der Erfindung auf einen Streckkopf,

Fig. 2 eine Draufsicht auf die Anordnung der Fig. 1 in Richtung der PfeileII,
F i g. 3 die Anwendung der Erfindung auf eine Schlagmaschine.

Die F i g. 1 und 2 zeigen einen mit der erfindungsgemäßen Regeleinrichtung ausgerüsteten Streckkopf, von dem mehrere zum Verziehen von Wickeln dienen, die von einer Schlagmaschine oder anderen wickelbildenden Maschinen kommen.

Jeder Streckkopf besitzt die üblichen vorderen und hinteren Walzenpaare 11, 12 bzw. 13, 14, die jeweils eine Klemmstelle bilden. Das zu verziehende Gut 15, im vorliegenden Falle ein Faserband, wird den hinteren Walzen 13, 14 zugeführt und verläßt die vorderen Walzen 11, 12 als gestrecktes Band.

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Die untere Walze 14 des hinteren Walzenpaares wird mit einer konstanten Drehzahl von einem nicht gezeigten Motor angetrieben. Die untere Walze 12 des vorderen Walzenpaares wird zwangläufig durch einen Elektromotor 16 in Umlauf gesetzt, dessen Drehzahl von der Regeleinrichtung gesteuert wird. Die obere Walze 11 dieses Walzenpaares wird von Hebelarmen 17 getragen, die um eine in einiger Entfernung von der Walze 11 gelagerten Achse schwenkbar sind, so daß diese Walze geringfügig zum Ausgleich von Dikkenabweichungen des zwischen dem vorderen Walzenpaar 11, 12 hindurchlaufenden Faserbandes auf und ab bewegt werden kann. Einer der Arme 17 ist über einen Lenker 18 mit einer Stange 19 verbunden, die einen Schleifkontakt eines Potentiometers 20 trägt, das im Stromkreis des Elektromotors 16 liegt. Dabei ist die Anordnung so getroffen, daß beim Anwachsen der Dicke des Faserbandes die Drehzahl des Elektromotors 16 zur Vergrößerung des Verzuges erhöht wird, so daß die zu große Dicke ausgeglichen wird.

Die untere Walze 12 des vorderen Walzenpaares sitzt auf einer überstehenden Welle 21, an deren äußerem Ende ein erstes Kegelrad 22 eines Differentialgetriebesbefestigt ist. Dieses Differentialgetriebe besteht aus den zwei parallelen Kegelrädern 22, 23, die mit zwischen ihnen angeordneten Ritzeln 24, 25 kämmen. Ein Bügel 26 für die Ritzel 24, 25 trägt einen Arm 27, der um die Achse der Kegelräder 22, 23 des Differentialgetriebes und der unteren Walze 12 geschwenkt wird, wenn die Ritzel 24, 25 sich um die Kegelräder 22, 23 zu bewegen beginnen.

Der Arm 27 trägt einen Schleifkontakt, der als Abgriff eines zweiten Potentiometers 28 dient, das ebenfalls im Stromkreis der unteren Walze 12 liegt, so daß, wenn der Arm 27 verschwenkt wird, sich die am Potentiometer 28 abgegriffene Spannung ändert. Das Potentiometer 28 hat also auf den Stromkreis eine gleichartige Wirkung wie die Änderungen des ersten Potentiometers 20.

Das Kegelrad 23 des Differentialgetriebes ist mit einem Ritzel 29 fest verbunden, das mit einem Zahnrad 30 kämmt. Das Untersetzungsverhältnis ist so gewählt, daß der Verzug des Streckkopfes dem gewünschten Sollverzug entspricht. Das Zahnrad 30 sitzt fest auf der Welle der unteren Walze 14 des hinteren Walzenpaares und dreht sich mit dieser.

Im Betrieb dient die oben beschriebene Regeleinrichtung zur Regelung der Dicke des Faserbandes, die als Maß für das Gewicht pro Längeneinheit verwendet werden kann. Die Regelung erfolgt durch Bewegung der oberen Walze 11 des vorderen Walzenpaares und durch Veränderung des ersten Potentiometers 20 zur Steuerung der Geschwindigkeit des Motors 16, der die untere Walze 12 des vorderen Walzenpaares antreibt. Es werden somit Unterschiede in der Dicke bzw. in dem Gewicht pro Längeneinheit ausgeglichen. Ist die gemessene Dicke zu groß, so wird die Drehzahl der Walze 12 erhöht, wodurch sich eine Erhöhung des Verzuges und damit eine Verringerung der Dicke ergibt.

Die Umfangsgeschwindigkeit der vorderen Walzen 11 und 12 wird jedoch nicht nur durch die gemessene Dicke, sondern auch durch die Abweichung des Verzuges von seinem Sollwert bestimmt. Sind Istwert und Sollwert gleich, so bleibt der Bügel 26 des Differentialgetriebes in seiner Lage, und die Motorsteuerung hängt nur von der Dicke des Faserbandes ab. Falls erforderlich, kann der Einfluß der von der Abweichung des Verzuges abgeleiteten Steuergröße träge wirkend sein, so daß nur Änderungen des Verzugsmittelwertes erfaßt werden. Treten derartige Änderungen auf, so bewegt sich der Bügel 26 des Differentialgetriebes relativ zu den Kegelrädern 22, 23 und ändert den Strom für den Elektromotor 16 derart, daß der Verzugsmittelwert auf den Sollwert zurückgeführt wird.

ίο Unter Bezugnahme auf F i g. 3 wird ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben. Bei diesem wird ein Ausgleich von lang- und kurzzeitigen Abweichungen im Gewicht pro Längeneinheit bei von einer Schlagmaschine erzeugten Faserbahnen oder -wickeln bewirkt. Abweichend von einem Streckwerk werden der Schlagmaschine nicht nur Teile von vorgeordneten Maschinen abgegebenen Gut zugeführt, sondern das Gut als Ganzes.

Schlagmaschinen sind im allgemeinen mit einem Pedalspeiseregler ausgestattet. Bei einem derartigen Regler ist ein Muldenhebel auf einer Art Messerschneide gelagert und wirkt über ein ausgeglichenes Hebelsystem, das mit einem Treibriemen verbunden ist, der auf entgegengesetzt konischen Trommeln läuft.

Wird der Muldenhebel infolge ungleicher Dicke z. B. der Baumwollage od. dgl. bewegt, die zwischen den Muldenhebelwalzen und den Muldenhebeln hindurchläuft, so erfolgt eine Verstellung des Treibriemens des Riemenkegeltriebs, um die Geschwindigkeit der MuI-denhebelwalze kompensierend zu verändern. Die F i g. 3 zeigt schematisch eine für die Anwendung der Erfindung abgewandelte Schlagmaschine.

Die Hauptelemente der Schlagmaschine sind der Schläger 31, die obere Siebtrommel 32, die untere Siebtrommel 33, die Kalanderwalzen 34, 35, 36, 37 und die Wickelwalzen 38, 39. Diesem Teil der Maschine wird Baumwolle über ein Lattentuch 40 und eine Muldenhebelwalze 41 zugeführt, die mit einer auf einer Messerschneide 43 gelagerten Muldenhebelanordnung 42 zusammenwirkt. Der Riemenkegeltrieb wird von den übrigen entgegengesetzt angeordneten konischen Trommeln 44 und 45 gebildet.

Die Muldenhebelanordnung 42 ist über einen Lenker 46 mit einem Hebel 47 verbunden, der wiederum auf einer Laufmutter 48 schwenkbar gelagert ist. Ein Ende des Hebels 47 trägt ein Gegengewicht 49, während das andere Ende Mittel 50 zur Verschiebung des Triebriemens 51 besitzt, der auf den konischen Trommeln 44, 45 läuft. Dieser Teil der Anordnung bildet ein Steuersystem für die kurzzeitigen Schwankungen in der Dicke des Wickels 52, wobei, wie erläutert, die Dickenschwankungen des dem Schläger 31 durch das Lattentuch 40 zugeführten Flors auch eine Änderung in der Dicke des fertigen Wickels 52 verursacht, wenn die Arbeitsweise der Maschine konstant geblieben ist. Die Anwendung der erfindungsgemäßen Regeleinrichtung auf diese Maschine sei nun näher beschrieben. In der hier beschriebenen Ausführungsform der Erfindung geht der Hauptantrieb auf den Schläger 31 und dann mittels eines Ketten- und Kettenradsystems in der üblichen Weise über die Siebtrommeln 32, 33, die Kalanderwalzen 34, 35, 36, 37 und die Wickelwalzen 38, 39. Der Antrieb besitzt eine konstante Geschwindigkeit und wird auf die konische Trommel 45 über die Kegelzahnräder 53, 54, 55 und Wellen 56, 57 von der Kalanderwalze 37 aus übertragen. Die konische Trommel 44 ist mit der Trommel 45 über einen Treibriemen 51 verbunden und treibt ihrer-

seits die Muldenhebelwalze 41 mittels eines Kegelrades 58 an, wobei das Kegelrad 58 auf der Welle 59 der konischen Trommel 44 sitzt und auf Kettenräder 60, 61 und eine Kette 42, die zum Antrieb der Muldenhebelwalze dienen, wirkt. Wie aus F i g. 3 ersiehtlieh wird, wenn ein zu dicker Teil des vom Lattentuch 40 kommenden Gutes unterhalb die Muldenhebelwalze 41 gelangt, die Muldenhebelanordnung 42 nach unten gedrückt, die ihrerseits über den Lenker 46 den Hebel 47 im Uhrzeigersinn schwenkt, so daß ίο eine Verschiebung des Treibriemens 51 in der Richtung gesehen, nach unten auftritt. Diese Verschiebung des Treibriemens bewirkt eine Drehzahlverminderung der Muldenhebelwalze 41. Die so verminderte Zuführung des Gutes zu dem Schläger 31 gleicht somit den Dickenanstieg des zugeführten Gutes aus. Die Regeleinrichtung wirkt in ähnlicher Weise entgegengesetzt, wenn in dem unter der Muldenhebelwalze durchlaufenden Gut eine dünne Stelle auftritt.

Es ist weiterhin ein Differentialgetriebe vorgesehen, bestehend aus einem Kegelrad 63, das auf der Welle 59 der konischen Trommel 44 befestigt ist, und einem weiteren Kegelrad 64, befestigt auf einer Welle 65, die über die Zahnräder 66, 67, von der mit konstanter Geschwindigkeit umlaufenden Welle 57 der anderen konischen Trommel 45 angetrieben wird. Der Ritzelträger 68 des Differentialgetriebes besitzt einen Zahnbereich 69, der mit einem Zahnrad 70 kämmt, welches wiederum über Schnecken 71, 72 undSchnekkenräder73, 74 und eine Welle 75 eine Gewindespindel 76 antreibt. Diese Gewindespindel steht im Eingriff mit der Laufmutter 48 und ist in axialer Richtung nicht verschiebbar, so daß eine Verdrehung der Spindel 76 eine axiale Lageveränderung der Laufmutter 48 verursacht, wobei sich eine Verschiebung des Gelenkpunktes des Hebels 47 und damit des durch den Gelenkpunkt bestimmten Sollwertes der Dickenregelung ergibt.

Der soeben beschriebene Teil der Anordnung ist also in der Lage, auf den Sollwert der Dickenregelung einzuwirken. Die Anordnung ist dabei so getroffen, daß die Drehzahl der konischen Trommel 44 unverändert bleibt, wenn Wickel von Sollwertdicke der Maschine zugeführt werden; hierbei bewegt sich auch der Ritzelträger 68 nicht. Normalerweise ist ein Wiegekasten 77 od. dgl. vorgesehen, um sicherzustellen, daß das Sollgewicht pro Flächeneinheit des in die Maschine laufenden Gutes konstant ist. Tritt jedoch eine Dickenabweichung der Wickel auf, die bedingt ist durch das Nachlassen der Genauigkeit der Dickenregelung oder durch Änderungen in der Materialbeschaffenheit des Gutes, so ist diese von anhaltender Dauer und hat somit eine Bewegung des Ritzelträgers 68 des Differentialgetriebes zur Folge, die über die Gewindespindel 76 auf die Laufmutter 48 übertragen wird. Die Bewegung der Laufmutter bewirkt eine Sollwertverstellung derart, daß der neue Sollwert der Dickenregelung dem Mittelwert des Istwertes entspricht. Die Bewegung der Laufmutter bzw. die Sollwertverstellung ist beendet, wenn das Drehzahlverhältnis der konischen Trommeln 44, 45 und der mit ihnen in Verbindung stehenden Walzen 41, 37 wieder seinen vorgegebenen Wert erreicht hat.

Auch bei diesem Ausführungsbeispiel wird es wünschenswert sein, daß die Ausregelung langzeitiger Schwankungen verzögert wirkt; die Bewegung der Laufmutter erfolgt daher über ein Getriebe mit großem Übersetzungsverhältnis.

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Regeleinrichtung für Bearbeitungsmaschinen, in denen eine physikalische Größe, insbesondere das Gewicht je Längeneinheit, eines durchlaufenden Arbeitsgutes, insbesondere von Faserbändern oder Textilbahnen, mit einer, an geeigneter Stelle an oder in der Maschine angeordneten Meßvorrichtung gemessen, der gemessene Wert mit einem den Sollwert darstellenden Wert verglichen und abhängig von der Differenz (Regelabweichung) die physikalische Größe stetig verstellt wird, gekennzeichnet durch eine zusätzliche Steuereinrichtung, welche den den Sollwert darstellenden Wert im Verhältnis der Umfangsgeschwindigkeiten zweier das Arbeitsgut bearbeitender, insbesondere verziehender Walzen (12, 14; 37, 41) entsprechend ändert.

2. Regeleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zusätzliche Steuereinrichtung den den Sollwert darstellenden Wert um einen dem Verhältnis der Umfangsgeschwindigkeiten der beiden Walzen (12, 14; 37, 41) entsprechenden Betrag so ändert, daß die Abweichung des Verhältnisses der Umfangsgeschwindigkeiten von einem gegebenen Wert verringert wird.

3. Regeleinrichtung nach Anspruch 1 und/ oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zusätzliche Steuereinrichtung den den Sollwert darstellenden Wert abhängig von der Differenz der Winkelgeschwindigkeiten der beiden Walzen (12, 14; 37, 41) ändert, wobei bei unterschiedlichen Umfangsgeschwindigkeiten der beiden Walzen (12, 14; 37, 41) deren Winkelgeschwindigkeiten derart transformiert werden, daß bei richtigem Sollwert die Winkelgeschwindigkeiten gleich sind.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschrift Nr. 716488;
USA.-Patentschrift Nr. 2 264 095.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

409 537/499 2.64 © Bundesdruckerei Berlin