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Antriebsvorrichtung für Wickelmaschinen Die Erfindung bezieht sich
auf eine Antriebsvorrichtung für Wickelmaschinen mit einer zwischen der Antriebswelle
und der Wickelwelle eingeschalteten Friktionskupplung.
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Bei Verwendung nur einer einzigen Friktionskupplung - wie dies bei
bisher bekannten Wickelmaschinen vielfach der Fall ist - treten entscheidende Nachteile
auf. Bei ungünstigen Wickelverhältnissen geht man beispielsweise in eine solche
Friktionskupplung mit einer Eingangsdrehzahl von n1 = 160 entsprechend einem Anfangsdurchmesser
von 35 mm hinein. Am Ende des Wickelvorganges beträgt die Abtriebsdrehzahl, die
während des Wickelprozesses dauernd absinkt, bei einem Endwickeldurchmesser von
etwa 600 mm n2 = 10 Umdrehungen. Das Gesamtdrehzahlverhältnis von 160: 10 ist sehr
ungünstig, da die Wärmeentwicklung - besonders bei stark zusammengedrückten Kupplungslamellen
- sehr groß ist. Anderseits konnte hierbei festgestellt werden, daß, wenn eine sehr
schnell laufende Friktionskupplungslamelle an einer verhältnismäßig langsam laufenden
Kupplungslamelle reibt, die Mitnahme ungleichmäßig geschieht.
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Man hat daher bereits versucht, die Mängel einer einzigen Friktionskupplung
bei einer Antriebsvorrichtung für Wickelmaschinen zu vermeiden, indem man zwischen
Antriebswelle und Abtriebs- oder Wickelwelle ein mehrstufiges Zahnradgetriebe mit
mehreren Friktionskupplungen eingeschaltet hat. Aber auch bei einer solchen aufwendigen
und teuren Einrichtung liegen die Dinge nicht anders: Wenn auch hier beispielsweise
ein Drehzahlverhältnis der Wickelvorrichtung von 160 : 10 vorausgesetzt wird, gibt
man der Antriebswelle eine Eingangsdrehzahl von n1 = 40.
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Das Verhältnis der beiden an den Enden liegenden Stirnräderpaare wird
dann mit 4 : 1 und mit 1: 4 bestimmt. In diesem Falle würde die Abtriebswelle zu
Anfang eine Drehzahl von n2= 40-4:1 = 160 erhalten. Mit zunehmendem Wickeldurchmesser
und damit abnehmender Drehzahl der Wickelwelle verzögert sich selbsttätig die Abtriebsdrehzahl.
Hierdurch werden dann automatisch die weiteren Antriebe über die Friktionskupplungen
der folgenden Stirnräder hinzugeschaltet. Das bedeutet aber lediglich, daß das Drehmoment
zum Antrieb der Wickelvorrichtung vergrößert wird. Das Drehzahlverhältnis aber zwischen
den treibenden Teilen der Friktionskupplungen und den abtreibenden Stirnrädern bleibt
unverändert.
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Beim Ende des Wickelvorganges liegen nämlich die Verhältnisse wie
folgt: Die Eingangsdrehzahl der Antriebswelle bleibt n1 = 40. Das bedeutet, daß
sämtliche treibenden Teile der Friktionskupplungen mit dieser Drehzahl arbeiten.
Die Enddrehzahl der Abtriebswelle ist n, = 10. Danach beträgt die Drehzahl des eingangsseitigen
Antriebszahnrades auf der treibenden Welle am Ende des Wickelvorganges nS= 10 1:4
= 2,5.
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Das Drehzahlverhältnis beträgt danach i = 40:2,5 = 16 : 1.
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Am Ende des Wickelvorganges liegt also das gleiche ungünstige Drehzahlverhältnis
von 16 : 1 oder 160 : 10 wie zu Beginn vor.
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Es ist ferner eine Antriebsvorrichtung für Wickelmaschinen bekanntgeworden
mit zwei Teiltrieben, die nacheinander zur Wirkung kommend je mit einem Einzeldrehzahlverhältnis
arbeiten, welches der Quadratwurzel des Gesamtdrehzahlverhältnisses entspricht,
wobei ein Freilaufgetriebe vorgesehen ist, um den mit geringerer Drehzahl arbeitenden
Teiltrieb zuzuschalten.
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Bei diesem Elektrowickler wird zwar mit zwei Teiltrieben gearbeitet,
von denen jeder nur ein Einzeldrehzahlverhältnis überträgt, welches der Quadratwurzel
des Gesamtdrehzahlverhältnisses entspricht.
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Und es ist auch ein Freilauf vorhanden.
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Trotzdem bestehen aber grundlegende Unterschiede. Bei dem bekannten
Elektrowickler laufen bei Wickelbeginn beide Motoren, wobei der Freilauf dafür sorgt,
daß der zweite Motor leer mitläuft, also am Wickelvorgang nicht teilnimmt. Ist dann
das Drehzahlverhältnis auf die Quadratwurzel des Gesamtdrehzahlverhältnisses abgesunken,
übernimmt der zweite, bisher leerlaufende Motor den weiteren Wickelvorgang, jedoch
nunmehr seinerseits allein, weil mit der Übernahme der Wickelarbeit durch den zweiten
Motor der erste Motor abgeschaltet wird.
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Die vorliegende Erfindung geht aus von der letzterwähnten Antriebsvorrichtung
für Wickelmaschinen mit zwei Teiltrieben, die, nacheinander zur Wirkung kommend,
je mit einem Einzeldrehzahlverhältnis arbeiten, welches der Quadratwurzel des Gesamtdreh-
zahlverhältnisses
entspricht, wobei ein Freilaufgetriebe vorgesehen ist, um den mit geringerer Drehzahl
arbeitenden Teiltrieb zuzuschalten. Ihr liegt die Aufgabe zugrunde, diese bekannte
Antriebsvorrichtung für Wickelmaschinen entscheidend zu verbessern und eine Vorrichtung
zu schaffen, bei der die Wärmeentwicklung fühlbar herabgesetzt wird.
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Erreicht ist dieses Ziel erfindungsgemäß dadurch, daß bei Verwendung
von zwei an sich bekannten Friktionskupplungen als Teiltriebe die Abtriebsseite
einer ersten von einem Antrieb angetriebenen Friktionskupplung mit der Antriebsseite
einer zweiten Friktionskupplung, deren Abtriebsseite mit der Wickelwelle verbunden
ist, kraftschlüssig gekoppelt ist und daß die Abtriebsseite der ersten Kupplung
bzw. die Antriebsseite der zweiten Kupplung mit einem Teil eines Freilaufgetriebes
verbunden ist, dessen anderer Teil mit der der Quadratwurzel des Gesamtdrehzahlverhältnisses
entsprechenden Drehzahl angetrieben ist.
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Die Erfindung beseitigt die geschilderten tSbelstände also dadurch,
daß die Reibungsarbeit auf zwei mechanisch arbeitende Friktionskupplungen übertragen
wird. Erhält die erste Friktionskupplung eine Eingangsdrehzahl von ebenfalls n=160,
sinkt die Ausgangsdrehzahl der ersten Friktionskupplung nur bis n = 40 ab, da das
angetriebene Freilaufgetriebe eine weitere Verminderung der Ausgangsdrehzahl verhindert.
Mit dieser Drehzahl von n = 40 wird jetzt die zweite Friktionskupplung angetrieben.
Bei größer werdendem Wickeldurchmesser tritt jetzt zusätzlich die zweite Friktionskupplung
in Tätigkeit, bis die Ausgangsdrehzahl der zweiten Friktionskupplung auf n = 10
absinkt. Die zweite Friktionskupplung ist etwas stärker ausgelegt als die erste
Friktionskupplung, wodurch selbsttätig zuerst die erste und dann die zweite Friktionskupplung
zum Arbeiten gelangt.
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Der Einzeldrehzahlunterschied zwischen den Lamellen der ersten wie
auch der zweiten Friktionskupplung liegt demzufolge höchstens im Verhältnis 4 :
1. Das heißt, der Geschwindigkeitsunterschied der Lamellen liegt hier weitaus günstiger
als früher.
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Im übrigen werden weitere Vorteile der Erfindung sowie die Wirkungsweise
der Vorrichtung am besten an Hand der nachfolgenden Beschreibung der in der Zeichnung
wiedergegebenen Ausführungsbeispiele verstanden; und zwar zeigt F i g. 1 eine Antriebsvorrichtung
gemäß der Erfindung im Schema wiedergegeben, F i g. 2 eine entsprechende Stirnansicht
des Klemmrollengesperres und F i g. 3 eine weitere Ausführung der Antriebsvorrichtung,
wobei die Friktionskupplungen axial hintereinanderliegen.
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Dabei ist mit 10 der Antrieb gekennzeichnet. Von diesem Antrieb 10
wird über einen Kettentrieb 11 eine Friktionskupplung 12 angetrieben. Für das nachfolgende
Erläuterungsbeispiel sollen der Einfachheit halber für die Drehzahlunterschiede
die Zahlen zugrunde gelegt werden, die bereits eingangs erwähnt sind. Das heißt,
die Drehzahlunterschiede in der Wicklung sollen 16 : 1 betragen. Es sei angenommen,
die Eingangs drehzahl in die erste Friktionskupplung 12 betrage n = 16 Umdrehungen.
Diese Friktionskupplung 12 treibt von dem Kettenrad 13 über die mit 14 bezeichneten
Kupplungslamellen ein weiteres Triebrad, z. B. auch ein Kettenrad 15, welches auf
der Nabe 16 eines weiteren Kettenrades 17 läuft, das
seinerseits vom Hauptantrieb
10 aus mit verminderter Drehzahl angetrieben ist. Zwischen der Nabe 16 des Kettenrades
17 und der Nabe des Kettenrades 15 ist ein als Klemmrollengesperre ausgebildetes
Freilaufgetriebe 18 vorgesehen. Die Kettenradübersetzung zwischen dem Hauptantrieb
10 und dem Kettenrad 17 ist so gewählt, daß dieses Kettenrad 17 eine Drehzahl von
beispielsweise vier Umdrehungen macht.
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Von dem Kettenrad 15 aus geht ein Kettentrieb 19 zu einem Antriebskettenrad
20 der wickelwellenseitigen Friktionskupplung 21, wobei über die Lamellen 22 der
mit 23 bezeichnete Abtriebskupplungsteil dieser Friktionskupplung angetrieben wird,
der seinerseits mit der eigentlichen Wickelvorrichtung in Verbindung steht.
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Beide Friktionskupplungen können mit Hilfe von Druckfedern 24 entsprechend
vorgespannt werden, wobei die mit 21 bezeichnete Friktionskupplung etwas stärker
vorgespannt sein soll, als die Friktionskupplung 12.
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Der Arbeitsgang ist folgender: Bei Beginn der Wicklung wird von dem
Antrieb 10 aus über den Kettentrieb 11 die Friktionskupplung 12 angetrieben.
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Sie betätigt über die Lamellen 14 das Kettenrad 15, und mit zunehmendem
Wickeldurchmesser verzögert sich die Drehzahl des Kettenrades 15 von sechzehn bis
auf vier Umdrehungen. Eine weitere Verzögerung kann nicht eintreten, weil das Kettenrad
17 mit der Drehzahl von vier Umdrehungen und dem Freilaufgetriebe eine weitere Verzögerung
nicht zulassen.
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Jetzt beginnt die Friktionskupplung 21 zu arbeiten.
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Die Drehzahl des Kettenrades 20 wurde schon zu Anfang von sechzehn
auf vier Umdrehungen verzögert. Die weitere Verzögerung bis auf n=l der Wicklung
übernehmen jetzt die Lamellen 22 der Friktionskupplung 21. Hierdurch wird erreicht,
daß die Reibungsarbeit der Kupplung, die ursprünglich einen Drehzahlunterschied
von 16 : 1 aufnehmen mußte, auf zwei Kupplungen mit einem Drehzahlunterschied von
je 4 : 1 verteilt wurde. Die Wärmeentwicklung wird hierdurch stark herabgesetzt,
wodurch auch eine sichere Mitnahme der Wickelvorrichtung erreicht wird.
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Eine weitere Ausführungsform der Erfindung zeigt die F i g. 3, wobei
die Friktionskupplung 12' und die Friktionskupplung 21' zusammengelegt sind. Hier
wird von dem Antrieb 10 aus über den Kettentrieb 11' in die Doppelfriktionskupplung
hineingetrieben.
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Die Friktionskupplung 12' übernimmt die erste Wickelarbeit und damit
die Drehzahlminderung von sechzehn auf vier Umdrehungen. Eine weitere Verzögerung
läßt das Freilaufgetriebe 18', das über den Kettentrieb 25 angetrieben wird, nicht
zu. Die weitere Verzögerung von vier Umdrehungen auf eine Umdrehung übernimmt die
Friktionskupplung 21'.
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Um ein systematisches Nacheinanderarbeiten der beiden Friktionskupplungen
zu erreichen, sind die Durchmesser verschieden groß gewählt. Hierdurch wird erreicht,
daß zuerst die Kupplung 12' und dann die Kupplung 21' arbeitet. Jede dieser beiden
Friktionskupplungen übernimmt eine Reibungsarbeit entsprechend einer Drehzahlminderung
von 4 :1.