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Vorrichtung zum Abwickeln von Rollen aus Papier od. dgl.
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Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Abwickeln von
Rollen aus Papier od. dgl. mit einer kolbenbetätigten Schwenkwelle, die zwei Arme
aufweist, welche in axialer Richtung zueinander hin und voneinander weg beweglich
sind und welche mit Spindeln zur drehbaren Lagerung der Rolle versehen sind, und
mit Mitteln zur Ausübung eines Bremsmoments auf die Rolle zur Erzeugung einer Spannung
in der abgewickelten Bahn.
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Bei einer bekannten Vorrichtung dieser Art wird die automatische
Steuerung der Bahnspannung dadurch erzielt, daß die Spindeln, auf welchen sich die
Rolle abwickelt, durch Reibung mehr oder weniger gebremst werden, je nach der Bewegung
eines mit der Papierbahn in Berührung stehenden Spannungsfühlers. Bei einer solchen
Vorrichtung erzeugt die beim Abwickeln der Rolle auf die Spindeln einwirkende Bremskraft
entweder eine Verwindung oder eine Relativbewegung zwischen den Spindeln und dem
Kern der Rolle, so daß beide Enden des Kerns erweitert werden. Die auf die Rolle
durch die in einem bestimmten Abstand eingestellte ausgeübte Klemmkraft wird daher
vermindert, und eine Bedienungsperson muß diesen Zustand überwachen und die Spindeln
gegeneinanderbewegen, um eine konstante Klemmkraft aufrechtzuerhalten. Wenn die
Bedienungsperson nachlässig ist, werden die Spindeln nicht hinreichend gegen die
Kernenden der Rolle gedrückt, so daß die automatische Bremsung der Spindeln durch
die Steuerung der Bahuspannung nicht die volle Wirkung auf die Rolle ausübt.
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Bei einer anderen bekannten Vorrichtung wird eine konstante Bahnspannung
durch Anziehen von Muttern an jedem Ende der Welle erzielt, auf welcher sich die
Rolle dreht. Wenn die Muttern angezogen sind, wird auf Reibungsbremsen auf der Welle
ein erhöhter Federdruck ausgeübt.
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Es ist ferner eine Kabelhaspelvorrichtung bekannt, bei der eine hydraulische
Pumpe beim Abwickeln des Kabels eine Zugspannung erzeugt. Auch findet hier ein Rücklaufventil
zu Regelzwecken Verwendung.
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Das bei der bekannten Vorrichtung verwendete Hydrauliksystem dient
jedoch lediglich zur Aufrechterhaltung eines bestimmten hydraulischen Drucks zur
Spannung des Kabels. Eine Abfühlung der tatsächlich in jedem Augenblick im Kabel
herrschenden Spannung ist nicht vorgesehen. Somit fehlt der bekannten Vorrichtung
die Möglichkeit, eine ständige Regelung der Spannung im Kabel in Abhängigkeit von
den herrschenden Verhältnissen.
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Schließlich ist eine Vorrichtung zum Abwickeln der Kette bei Webmaschinen
bekannt, bei der eine
Laufrolle die herrschende Zugspannung abfühlt und eine hydraulische
Pumpe beeinflußt. Der Förderdruck dieser hydraulischen Pumpe wird zur Betätigung
einer hydraulischen Bremstrommel herangezogen. Diese bekannte Vorrichtung hat den
Nachteil, daß sich die Bremsfiächen abnutzen können und daher häufig ersetzt werden
müssen. Ein weiterer wesentlicher Nachteil ist darin zu sehen, daß die erzeugte
Bremskraft nicht einheitlich ist, da solche Bremstrommeln zu einer unsteten Betriebsweise
führen, nämlich gelegentlich zu unterschiedlichen Blockierungen neigen. Eine solche
unstete Betriebsweise ist aber bei einer Vorrichtung zum Abwickeln von Rollen aus
Papier od. dgl. nicht tragbar.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, unter Beseitigung der geschilderten
Mängel der bekannten Vorrichtungen eine Vorrichtung der eingangs angegebenen Art
zu schaffen, bei der eine selbsttätige Steuerung der auf die Rolle zur Erzeugung
der in der abgewickelten Bahn herrschenden Spannung erforderlichen Bremsmomente
ermöglicht wird, und zwar in steter Abhängigkeit von den tatsächlich herrschenden
Verhältnissen auf der Rolle und in der Bahn.
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Auf diese Weise sollen die Veränderungen im Rollendurchmesser und
dadurch bedingte etwaige Verändemagen in der Zugspannung der abgewickelten Bahn
stets selbsttätig und in einem geschlossenen Regelkreis kompensiert werden, damit
die konstante Spannung
der abgewickelten Bahn selbsttätig aufrechterhalten
werden kann.
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Dies wird nach der Erfindung dadurch erreicht, daß zur axialen Bewegung
der Arme für jeden Arm eine besondere, aus Zylinder und Kolben bestehende Einheit
vorgesehen ist, die mit dem Arm und einem auf der Schwenkwelle befestigten Halter
mechanisch verbunden ist, daß die Zylinder dieser Einheit mit Flüssigkeit speisbar
sind, die mittels Magnetventilen in Verbindung mit einem zwischen der Druckleitung
und einem Sumpf angeordneten Umgehungssteuerventil selbsttätig unter -konstantem
Druck steht, daß außerdem jedes Mittel zur Ausübung des Bremsmoments aus einer hydraulischen
Pumpe besteht, die durch die vom Abwickeln der Rolle herrührende Drehung der Spindeln
antreibbar ist, und daß schließlich der Förderdruck an jeder Pumpe und damit das
von jeder Pumpe auf die zugehörige Spindel ausgeübte Bremsmoment selbsttätig durch
ein Rücklaufventil regelbar ist, welches durch ein Steuerventil einstellbar ist,
das durch die Kolbenstange eines Hydraulikzylinders betätigbar ist, in dem der Druck
normalerweise gleich und entgegengesetzt der durch eine mit der Kolbenstange verbundene
Laufrolle abgefüllten Zugspannung in der abgewickelten Bahn ist.
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Auf diese Weise wird im Zusammenspiel der angegebenen Merkmale ein
geschlossener Regelkreis zur Aufrechterhaltung der Zugspannung in Abhängigkeit von
den tatsächlichen Verhältnissen auf der abgewickelten Bahn und der Rolle geschaffen.
Ferner ist gewährleistet, daß die auf die Rolle ausgeübten Bremsmomente stetig und
gleichmäßig angepaßt werden, so daß irgendwelche Verwindungen innerhalb der Rolle
bzw. des Rollenkerns nicht auftreten können. Alle diese Vorteile werden erzielt
ohne die Notwendigkeit einer stets unsicheren Nachstellung durch das Bedienungspersonal.
Die Genauigkeit, die Betriebssicherheit und die mögliche Arbeitsgeschwindigkeit
werden dadurch erheblich verbessert.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Abwickelvorrichtung
gemäß der Erfindung veranschaulicht. Es zeigt Fig. 1 in schaubildlicher Darstellung
die wesentlichen Konstruktions- und Steuerelemente der Abwickelvorrichtung, Fig.
2 eine schematische Seitenansicht der Vorrichtung in kleinerem Maßstab, F i g. 3
teilweise in Seitenansicht und teilweise im Schnitt Einzelheiten des einen Spannkonus
zum Tragen der Rolle, Fig. 4 eine teilweise Seitenansicht des in Fig. 1 rechten
Endes der Vorrichtung und Einzelheiten der Einrichtung zum Regeln der Spannung der
Bahn und zum Ausrichten der Rolle, Fig. 5 einen Schnitt nach der Linie 5-5 der Fig.
4, Fig. 6 einen senkrechten Schnitt durch den Abtastkopf, der einen Teil der Einrichtung
zum Ausrichten bildet, die zusammengehörigen F i g. 7 und 8 Einzelheiten des elektrohydraulischen
Systems der Vorrichtung, F i g. 9 eine Seitenansicht einer weiteren Ausführungsform
der Vorrichtung, Fig. 10 schematisch Einzelheiten der Vorrichtung gemäß F i g. 9,
F i g. 11 ein Schaltschema des elektrischen Steuersystems, das die Elemente des
hydraulischen Systems gemäß den F i g. 7 und 8 vereinigt.
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Gemäß der in den Fig. 1 bis 5 veranschaulichten
Ausführungsform der
Vorrichtung zum Abwickeln sind in den mit unterbrochenen Linien dargestellten beiden
Endrahmen 1 und 2 Lager für eine Schwenkwelle 3 vorgesehen. Auf dieser Welle sind
zwei Arme 4 und 5 angeordnet. Die Arme sind auf der Welle mittels eines Keils 6
befestigt und daher auf der Welle in axialer Richtung frei verschiebbar. Eine Winkelverdrehung
der Welle um ihre Achse wird durch den Keil auf die Arme übertragen.
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Hydraulische Zylinder 7 und 8 sind an den entgegengesetzten Enden
der Schwenkwelle angeordnet, um dieselbe zu verdrehen. Die Zylinder sind mit den
entsprechenden Enden der Welle durch Halter 9 und 10 verbunden, die in der in den
F i g. 1 und 2 angegebenen Weise auf der Schwenkwelle aufgekeilt sind.
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Die Verwendung der beiden'Zylinder setzt die Torsionsablenkung der
Schwenkwelle auf ein Mindestmaß herab, da jeder der Zylinder die Hälfte der zum
Verdrehen der Schwenkwelle erforderlichen Kraft liefern kann. Im vorliegenden Fall
sind die Zylinder 7 und 8 in den Endrahmen 1 und 2 angeordnet.
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Die Arme 4 und 5 können durch hydraulische Zylinder 11 und 12 in
axialer Richtung auf der Welle 3 bewegt werden. Das Kopfende des Zylinders 11 ist
bei 13 drehbar an der Nabe des Halters 10 befestigt, und die Kolbenstange 11a, die
aus dem entgegengesetzten Ende des Zylinders herausragt, ist in ähnlicher Weise
bei 14 mit der Nabe des Armes 4 verbunden. Das Kopfende des Zylinders 12 ist in
ähnlicher Weise bei 15 am Halter 9 befestigt, und seine Kolbenstange 12 a ist bei
17 mit der Nabe des Armes 5 verbunden. Auf die Stangenenden der Zylinder 11 und
12 zur Wirkung gebrachter hydraulischer Druck wird die Kolbenstangen in die Zylinder
hineinbewegen und dadurch die Arme 4 und 5 gemeinsam in axialer Richtung auf der
Welle verschieben. Auf die Kopfenden der Zylinder wirkender hydraulischer Druck
entfernt die Arme voneinander Jeder der Arme 4 und 5 trägt an seinem äußeren Ende
einen Spannkonus 18 bzw. 19. Jeder Spannkonus besteht aus einer Spindel 20, welche
in die Kernöffnung einer Rolle 21 aus Papier od. dgl. eingeführt wird, um die Rolle
auf den Armen 4 und 5 zu lagern. Die Einzelheiten der Spankonen sind in Fig. 3 veranschaulicht.
Die Spindel 20 ist in Wälzlagern 22 in einem zylindrischen Gehäuse 23 am äußeren
Ende des Tragarmes 4 oder 5 gelagert. Am äußeren Ende des Gehäuses ist eine hydraulische
Pumpe 24 angeordnet, und die Pumpenwelle ist mit der Spindel durch eine Keilwelle
25 verbunden. Das vorstehende, mit der Rolle in Eingriff kommende Ende der Spindel
20 weist im allgemeinen eine konische Form mit einem abgerundeten Ende auf und ist
zwecks wirksamen Eingriffs mit der Wand der Wickelhülse mit axial verlaufenden Rippen26
versehen.
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Bei der vorstehenden Anordnung können die Zylinder 11 und 12 so wirken,
daß sie die Arme 4 und 5 gegen die entgegengesetzten Enden einer auf den Spannkonen
gelagerten Rolle gegeneinanderziehen. Die Enden der Schwenkwelle 3 weisen einen
verringerten Durchmesser auf, um Absätze 27 zu bilden, gegen welche die Halter 9
und 19 anliegen, so daß die durch die Zylinder 11 und 12 auf die Welle ausgeübten
axialen Drücke keine Neigung zeigen, die Welle 3 in axialer Richtung zu verschieben.
Wenn daher die Zylinder 11 und 12 gleichzeitig betätigt werden, um die Arme 4 und
5 zum
Festspannen einer Rolle gegeneinanderzuziehen, werden die
Reaktionskräfte der Zylinder mittels der Halter 9 und 10 auf die Absätze 27 und
von diesen auf die Welle übertragen. Das Ergebnis ist eine axiale Druckbelastung
der Welle. Wenn die Arme voneinander entfernt werden sollen, um die Rolle freizugeben,
werden die Reaktionskräfte der Zylinder wieder über die Halter 9 und 10 von den
Endrahmen 1 und 2 aufgenommen. Die Zylinder 11 und 12 bewegen sich mit den Armen
4 und 5, wodurch eine Einrichtung zum Ausgleich der Relativbewegung zwischen den
Armen und den Zylinderbefestigungen entbehrlich wird.
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Während des Abwickelns der Rolle wird durch die Wirkung konstanten
hydraulischen Drucks in den Zylindern 11 und 12 ein konstanter Preßdruck auf die
Enden der Rolle aufrechterhalten. Dadurch wird automatisch jedes mögliche Gleiten
der Rolle zwischen den Spannkonen 18 und 19 ausgeglichen. Das hydraulische System
ist mit Einrichtungen versehen, die gleiche Bewegungen der Arme 4 und 5 bewirken,
um die axiale Stellung der Rolle ungestört aufrechtzuerhalten.
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Außerdem ist eine weitere nachstehend beschriebene Einrichtung vorgesehen,
welche die von den Armen auf die Rolle ausgeübte Klemmkraft automatisch aufhebt,
bevor der Rollendurchmesser so weit abgenommen hat, daß der Querschnitt der Rolle
der Druckkraft der Arme nicht mehr genügend Widerstand leisten kann, so daß sie
einknickt. Im vorliegenden Fall wird dies erreicht in Abhängigkeit von dem durch
das Gewicht der Rolle im hydraulischen System der Zylinder 7 und 8 erzeugten Druck.
Die Zylinder 11 und 12 sind so ausgebildet, daß die Querschnittsfiächen der entsprechenden
Kolbenstangen 11s und 12a gleich der Hälfte der Querschnittsfläche des Kolbens oder
der Zylinderbohrung sind. Bei gleichen hydraulischen Drücken auf beiden Seiten des
Kolbens ist daher die wirksame Axialkraft am Kopfende des Kolbens doppelt so groß
wie die wirksame Kraft am Stangenende. Falls es zur genauen Ausrichtung der Papierbahn
erforderlich sein sollte, die Rolle und die Papierbahn in F i g. 1 nach rechts zu
bewegen, so kann dies erreicht werden, indem Druck auf das Kopfende des Zylinders
12 zur Wirkung gebracht und das Kopfende des Zylinders 11 mit dem Auslaß verbunden
wird. Wenn der auf den Zylinder 12 ausgeübte Druck genügend groß ist, um den Reibungswiderstand
oder die Trägheit der Rolle und der die Rolle tragenden Arme 4 und 5 zu überwinden,
werden sich die beiden Arme und die Rolle gemeinsam nach rechts bewegen. Aus dem
Stangenende des Zylinders 12 verdrängte Druckflüssigkeit wird nach dem Stangenende
des Zylinders 11 geleitet, um auf der Stangenseite der beiden Zylinder ein konstantes
Gesamtvolumen an Flüssigkeit aufrechtzuerhalten und infolgedessen konstanten Druck
der Arme 4 und 5 auf die entgegengesetzten Enden der Rolle. Die Reaktion auf die
seitliche Einstelikraft wird von dem Endrahmen 1 oder 2 aufgenommen, von dem aus
die Bewegung der Rolle erfolgt.
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Zwecks automatischer Ausrichtung der Papierbahn sind zwei Abtastwalzen
28 und 29 vorgesehen, die in Lagern der Endrahmen 1 und 2 gelagert sind. Die Wellen
30 und 31 der Walzen 28 und 29 sind mit einem Kreuzkopf 34 verbunden, der in axialer
Richtung der Wellen im Endrahmen 2 einstellbar ist. Die axiale Einstellung der Walzen
28 und 29 wird mittels
eines hydraulischen Steuerzylinders 35 bewirkt, dessen Kolbenstange
36 bei 37 mit dem Kreuzkopf 34 verbunden ist. Der Steuerzylinder 35 ist beiderseitig
mit Kolbenstangen versehen, um an beiden Enden des Kolbens gleiche Druckflächen
zu erhalten, und diese Fläche ist gleich der Kopffiäche der Kolben in den Zylindern
11 und 12. Mit dieser Konstruktion und unter der Annahme, daß bei einer Verschiebung
der Rolle nach rechts die verdrängte Druckflüssigkeit vom Kopfende des Zylinders
11 mit konstantem Volumen zum linken Ende des Steuerzylinders 35 fließt, wird während
einer solchen axialen Verschiebung der Rolle eine gleiche Axialbewegung der Walzen
28 und 29 in der gleichen Richtung erzielt.
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Gleiche Bewegungen nach links werden ausgeführt, wenn die Druckflüssigkeit
vom Kopfende des Zylinders 12 zum rechten Ende des Steuerzylinders 35 fließt.
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Ein weiteres Merkmal der Maschine sind Einrichtungen, welche die
ablaufende Papierbahn gespannt halten. Diese Einrichtungen bestehen aus hydraulischen
Pumpen 24, die in der oben beschriebenen Weise mit den Spannkonen 18 und 19 vereinigt
sind.
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Wenn die Rolle abgewickelt wird und sich die Spindeln 20 drehen, werden
die Pumpen angetrieben, um Druck zu erzeugen. Die hydraulischen Pumpen fördern bei
jeder Umdrehung ein konstantes Volumen, und das zu ihrem Antrieb erforderliche Drehmoment
ist proportional dem Druck in der Auslaßleitung.
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Dieser Leitungsdruck wird durch ein Druckminderventil gesteuert, dessen
Einstellung automatisch durch ein Steuerventil 38 geregelt wird. Dieses Ventil wird
durch einen Hydraulikzylinder 39 betätigt, der einen Kolben mit Stangen auf beiden
Seiten aufweist, die durch die Stirnfläche des Zylinders hindurchgeführt sind. Die
Kolbenstange40 an einem Ende ist mit einem Nocken 41 versehen, welcher in der dargestellten
Weise das Steuerventil 38 betätigt, um den Druck in der Auslaßleitung der Pumpe
zu regeln. Die andere Kolbenstange ist bei 42 an einem Kreuzkopf 43 befestigt, in
welchem ein Ende der Welle 44 einer Laufrolle 45 zur Spannungsteuerung gelagert
ist. Die Welle 44 ist in einem waagerechten Schlitz 46 des Kreuzkopfes 34 frei verschiebbar.
Die von der Rolle ablaufende Papierbahn geht unter der Walze 28 hindurch, läuft
über die Walze 29 und umschlingt dann mit einer Schleife von 1800 die Laufrolle
45, wie F i g. 1 zeigt, so daß der Zug oder die Spannung in der Papierbahn auf die
Laufrolle 45 in einer zum Schlitz 46 parallelen Richtung wirkt und daher in der
Richtung, in welcher diese Laufrolle frei beweglich ist. Ein dem Kreuzkopf 43 ähnlicher
Kreuzkopf 47 stützt das entgegengesetzte Ende der Welle 44 ab und ist mit einem
Hydraulikzylinder 48 verbunden, der dem Hydraulikzylinder 39 entspricht und mit
demselben zwecks gleichzeitiger Betätigung verbunden ist.
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Der Druck in den Hydraulikzylindern 39 und 48, die in der beschriebenen
Weise mit der Leerlaufwalze 45 zur Spannungssteuerung verbunden sind, wirkt dem
Spannungszug der Papierbahn entgegen.
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Infolge der Umschlingung von 1800 wird der Spannungszug in der Papierbahn
gewöhnlich gleich der auf die Kolben der Hydraulikzylinder 39 und 48 wirkenden Kraft
sein. Wenn sich diese Kräfte im Gleichgewicht befinden, wird sich die Kolbenstange
nicht bewegen. Wenn der Spannungszug in der Papierbahn größer ist als die auf den
Kolben wirkende Kraft, werden sich die Kolben in F i g. 1 nach rechts
bewegen.
Der Nocken 41 wird dann das Steuerventil 38 bewegen, wodurch die Stellung des Rücklaufventils
115 verändert wird, um den Druck in der Auslaßleitung der Pumpen 24 zu verringern
und dadurch das zum Antrieb dieser Pumpen erforderliche Drehmoment zu vermindern,
woraus sich auch eine Verringerung der Spannung der Papierbahn ergibt. Dieser Vorgang
kehrt sich um, wenn die Spannung der Papierbahn kleiner wird als die auf den Kolben
wirkende Kraft.
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Das hydraulische System zur Betätigung und Steuerung der oben beschriebenen
Vorrichtung ist in den Fig. 7 und 8 dargestellt. Die Arme 4 und 5 können dadurch
längs der Welle 3 gegen die entgegengesetzten Enden der Rolle 21 bewegt werden,
daß der Knopf 60 am Arm 5 (F i g. 1) gedrückt wird.
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Dadurch wird die Wicklung 64 erregt, die den Schieber des Magnetventils
65 (F i g. 8) nach links bewegt und das Stangenende der Zylinder 11 und 12 der Druckflüssigkeit
öffnet, die von der vom Motor 67 angetriebenen Pumpe 66 gefördert wird. Die Druckflüssigkeit
fließt von der Pumpe 66 über das Ventil 68, das Rückschlagventil 69, das obengenannte
Magnetventil 65, das Rückschlagventil 70 sowie über die Steuerventile 71 und 72
für eine konstante Volumströmung zum Zylinder 12 bzw. über die Steuerventile 73
und 74 für eine konstante Volumströmung zum Zylinder 11. Dadurch werden die Spindeln
20 der Spannkonen 18 und 19 in die gegenüberliegenden Enden des Rollenkerns gedrückt.
Die Größe des von den Spannkonen auf die Rolle ausgeübten konstanten Preßdrucks
ist durch das Steuerventil 75 einstellbar und kann am Manometer 76 abgelesen werden.
Das Ventil 75 steuert die Umgehungsleitung von der Druckleitung in den Sumpf 77
und hält daher einen vorherbestimmten Betriebsdruck in der Druckleitung aufrecht.
Die Steuerventile 71 und 73 für eine konstante Volumströmung halten längs der Welle
3 die gegeneinandergerichteten, nach innen erfolgenden gleichen Bewegungen der Arme
4 und 5 aufrecht.
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Aus dem Kopfende der Zylinder 11 und 12 ffießt die Druckflüssigkeit
über das Magnetventil 78 und über das Magnetventil 79 zum Magnetventil 65 zurück,
aus dem sie bei erregter Wicklung 64 in den Sumpf 77 gelangt.
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Nachdem die Rolle von den Spannkonen erfaßt worden ist, drückt die
Bedienungsperson auf den das Anheben bewirkenden Knopf 63 am Arm 5. Dadurch wird
die Wicklung 80 des Magnetventils 68 erregt, der Schieber des Ventils wird nach
links bewegt und das Stangenende der Zylinder 7 und 8 für die Drucks flüssigkeit
geöffnet. Die Zylinder verdrehen mittels der Hebel 9 und 10 die Schwenkwelle 3 und
heben die Arme 4 und 5, wodurch die Rolle vom Boden oder von einem Schlitten angehoben
wird. Nachdem die Rolle auf die gewünschte Höhe angehoben ist, läßt die Bedienungsperson
den Knopf 63 los. Dadurch wird die Wicklung 80 stromlos gemacht, der Schieber des
Magnetventils 68 kehrt in die Mittelstellung zurück, und die Druckflüssigkeit wird
in den Zylindern 7 und 8 blockiert. Die zulässige maximale Hubhöhe ist durch die
Einstellung des Drucksteuerventils 121 einstellbar.
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Die Arme können durch Drücken des Knopfes 61L am Arm 5 gesenkt werden.
Dadurch wird die Wicklung B30 des Magnetventils 68 erregt und das Stangenende der
Zylinder 7 und 8 mit dem Behälter verbunden. Da die Kopfenden der Zylinder 7 und
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niemals mit der Druckleitung verbunden werden, senken sich die Arme nur unter der
Wirkung der Schwerkraft und können keine nach unten gerichtete Kraft ausüben, die
größer ist als ihr eigenes Gewicht, vermehrt um das Gewicht der zwischen denselben
festgehaltenen Rolle.
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Der Druck in dem nunmehr blockierten hydraulischen Kreislauf der
Zylinder 7 und 8, der das Gewicht der Rolle trägt, schaltet den Druckschalter 81,
wodurch die elektrischen Kontakte 82 geschlossen und die Kontakte 83 geöffnet werden.
Die Wicklung 64 ist nun ständig erregt, solange das Gewicht der Rolle ausreicht,
um in dem Hebekreislauf einen Druck zu erzeugen, der den einstellbaren Schaltdruck
des Schalters 81 übersteigt. Bis sich das Gewicht der Rolle verringert oder die
Rolle auf den Boden zurückgeführt ist, hält die Wicklung 64 den Schieber des Magnetventils
65 in der eingestellten Lage, so daß die Stangenenden der Zylinder 11 und 12 nach
der Druckleitung offen sind, wodurch ein konstanter Preßdruck aufrechterhalten wird.
Der Kontakt 83 stellt eine Sicherheitsmaßnahme dar, um zu verhindern, daß die Wicklung
84 des Magnetventils 65 erregt und der Schieber des Ventils so bewegt wird, daß
die Arme 4 und 5 voneinander entfernt werden, während die Rolle vom Boden angehoben
ist. Wenn der Druck im Hebekreislauf unterhalb des Schaltdrucks des Schalters 81
sinkt, nehmen die Kontakte 82 und 83 wieder ihre Ausgangsstellung ein. Dadurch wird
die Wicklung 64 stromlos gemacht, der Schieber des Magnetventils 65 kehrt in die
Mittelstellung zurück, und der hydraulische Preßdruckkreislauf wird blockiert, um
jede weitere Bewegung der Arme 4 und 5 nach innen zum Stillstand zu bringen.
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Nachdem die Rolle abgewickelt ist, können die Arme 4 und 5 voneinander
entfernt werden, um die Einbringung einer neuen Rolle zu ermöglichen.
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Zwecks Entfernung der Arme voneinander wird der Knopf 62 am Arm 5
gedrückt, wodurch die Wicklung 84 des Magnetventils 65 erregt wird. Dadurch wird
der Schieber des Ventils 65 so bewegt, daß die Druckflüssigkeit zum Magnetventil
79 gelangen kann, das in der Normalstellung die Druckflüssigkeit zum Magnetventil
78 und zum Kopfende der Zylinder 11 und 12 leitet. Die Arme werden dann voneinander
entfernt, und ihre Bewegungen sind einander gleich, weil die aus dem Stangenende
der Zylinder 11 und 12 austretende Druckflüssigkeit durch die Steuerventile 74 und
72 für eine konstante Volumströmung hindurchgeht. Das Rückschlagventil 70 bewirkt,
daß die austretende Druckflüssigkeit durch das Rückschlagventil 85 fließt. Da die
wirksamen Flächen der Kopfenden der Zylinder 11 und 12 doppelt so groß sind wie
die wirksamen Flächen der Stangenenden, kann der Druck der aus dem Stangenende austretenden
Flüssigkeit doppelt so groß sein wie der Druck am I(opfende. Wenn dieser Druck größer
ist als der Leitungsdruck, kehrt die Druckflüssigkeit über das Rückschlagventil
85 in die Leitung und zu den Kopfenden der Zylinder 11 und 12 zurück.
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Die so ausgebildete Schaltung hat einen doppelten Zweck: Erstens
wird ein größeres Volumen der Druckflüssigkeit für die Bewegung der Arme verfügbar,
woraus sich bei gleichbleibender Pumpenkapazität gleiche Geschwindigkeiten der Bewegungen
der Arme nach außen und innen ergeben, trotz der Tatsache, daß die Kopfenden der
Zylinder 11 und 12 das doppelte Flüssigkeitsvolumen erfordern als die
Stangenenden.
Da ferner der maximale Leitungsdruck für die Entfernung der Arme voneinander und
für die Bewegung der Arme gegeneinander gleich ist, wird trotz der doppelt so großen
wirksamen Kolbenflächen die zum Trennen der Arme erforderliche Kraft gleich der
zum Schließen der Arme erforderlichen Kraft sein.
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Die seitliche Verstellung der Rolle von Hand erfolgt durch Einstellung
eines (nachstehend beschriebenen) Wählschalters 87 von Hand und durch Drücken des
rechten oder linken Knopfes 88 und 89 (am Rahmen 2 in F i g. 1). Dadurch werden
die Wicklung 90 oder 91 des Magnetventils 78 und die Wicklung 92 des Magnetventils
93 erregt. Die Wicklung 92 bewegt den Schieber des Ventils 93, so daß die Druckflüssigkeit
unter Umgehung des Ventils 94 zum Ventil 78 gelangen kann. Wenn der rechte Knopf
88 gedrückt wird, bewegt die Wicklung 90 den Schieber des Magnetventils 78, so daß
die Druckflüssigkeit zum Kopfende des Zylinders 12 gelangt, dessen Kolbenstange
den Arm 5 nach rechts bewegt. Das Rückschlagventil 69 läßt die aus den Stangenenden
der Zylinder 11 und 12 austretende Druckflüssigkeit nicht hindurchfließen. Infolgedessen
wird die aus dem Stangenende des Zylinders 11 verdrängte Flüssigkeit zum Stangenende
des Zylinders 12 fließen, wodurch in den Stangenenden ein konstantes Gesamtvolumen
aufrechterhalten und eine Änderung des von den Armen auf die Rolle ausgeübten Preßdrucks
ausgeschlossen wird. Die Druckflüssigkeit im Kopfende des Zylinders 11 fließt über
das Magnetventil 78 und über das Magnetventil 79 zum Magnetventil 65, aus dem sie
bei erregter Wicklung 64 in den Sumpf 77 abfließen kann. Die Arme bewegen sich mit
der zwischen denselben eingespannten Rolle gemeinsam nach rechts, wobei in dem auf
die Rolle ausgeübten Preßdruck keine Änderung eintritt. Die von Hand bewirkte Bewegung
der Rolle nach links wird in der gleichen Weise ausgeführt, wobei der Schieber des
Magnetventils 78 durch die Wicklung 91 in der entgegengesetzten Richtung bewegt
wird. Die Wicklung 91 wird durch Drücken des linken Knopfes 89 erregt.
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Sollte nach Abwicklung einer Rolle der Zylinder 35 eine außermittige
Stellung einnehmen, wird der Grenzschalter 95 oder 96 durch die Nockenwirkung der
Welle 31 (Fig. 1) geschaltet. Bei einer Außermittigkeit nach links wird der Grenzschalter
95 geschaltet, wodurch gewöhnlich offene Kontakte geschlossen und gewöhnlich geschlossene
Kontakte geöffnet werden. Wenn daher der Knopf 62 gedrückt wird, werden die Wicklungen
84, 97 und 98 erregt, wodurch die Schieber der entsprechenden Magnets ventile 65,
79 und 99 bewegt werden, so daß die Druckflüssigkeit über diese Ventile zur linken
Seite des Zylinders 35 gelangt. Wenn sich der Zylinder 35 wieder in der Mittelstellung
befindet, wird der Grenzschalter 95 freigegeben, die Wicklungen 97 und 98 werden
stromlos gemacht, und die Schieber der Magnetventile 79 und 99 kehren in die Mittelstellung
zurück, so daß die Druckflüssigkeit zu den Zylindern 11 und 12 fließt, wodurch die
Arme in der oben beschriebenen Weise voneinander entfernt werden. Die Abtastwalzen
28 und 29 werden daher vor dem Einbringen einer neuen Rolle automatisch wieder in
die Mittelstellung zurückgeführt.
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In dem hydraulischen System für die konstante Spannung werden die
Druckflüssigkeitspumpen 24 von der sich abwickelnden Rolle mittels der Spindeln
20
der Spannkonen angetrieben. Der von den Púmpen 24 erzeugte hydraulische Druck muß
durch das von der Bedienungsperson betätigte Rücklauf- und Druckminderventil 115
hindurchgehen. Die Einstellung oder der Druck, bei welchem sich das Ventil 115 öffnet,
wird automatisch durch das Steuerventil 38 geregelt. Der Druck auf der Leerlaufwalzenseite
der hydraulischen Zylinder 39 und 48 ist gleich dem Zug oder der Spannung der Papierbahn.
Das einstellbare Druckminderventil 116 bestimmt den Druck in den Zylindern 39 und
48. Der pneumatisch vorbelastete Speicher 117 liefert genügend Flüssigkeit, die
unter einem vom Druckminderventil 116 vorher eingestellten Druck steht, um zu bewirken,
daß die Bewegungen der Zylinder 39 und 48 der zur Spannungssteuerung dienenden Leerlaufwalze
weich erfolgen, Wenn die von der Papierbahn auf die Rolle 21 ausgeübte Zugkraft
und die auf die Kolben der Zylinder 39 und 48 wirkende Kraft gleich sind, wird sich
die Kolbenstange nicht bewegen. Wenn der Zug der Papierbahn größer ist, wird die
Bewegung der Kolbenstangen der Zylinder 39,48 mittels des Nockens 41 die Stange
des Ventils 38 bewegen, wodurch der Druck im Druckminderventil 115 gesenkt wird.
Dadurch wird aber auch der Auslaßdruck der Pumpen 24 herabgesetzt und dementsprechend
das auf die Rolle der Papierbahn wirkende Bremsdrehmoment verringert. Umgekehrt
wird eine Verringerung des Zuges der Papierbahn bewirken, daß die Leerlaufwalze
45 und der Nocken 41 die Stange des Ventils 38 in der entgegengesetzten Richtung
verschieben. Dadurch wird eine Zunahme des Drucks im Druckminderventil 115 bewirkt,
so daß das Bremsdrehmoment zunimmt. Auf diese Weise kann die gewünschte Spannung
der Papierbahn durch Einstellung des Drucks des Druclaninderventils 116 vorher bestimmt
werden.
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Dieser Druck kann am Manometer 118 abgelesen werden, das entsprechend
der Spannung der Papierbahn geeicht ist.
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Der Druckschalter 119 ist so eingestellt, daß er die gewöhnlich geschlossenen
Kontakte 120 bei einem Druck öffnet, der höher ist als die Druckeinstellung des
Steuerventils 121. Wenn eine unrunde Rolle eingespannt ist, die bei der kritischen
Drehzahl so stark schlägt, daß sie die Arbeiter gefährdet, so wird die Rolle Schwankungen
im Druck des blockierten hydraulischen Kreislaufs der Hebezylinder 7 und 8 hervorrufen.
Die Aufgabe des Druckschalters 119 besteht darin, die Kontakte 120 zu öffnen, wenn
das Schlagen der Rolle gefährlich wird, wodurch der das Abziehen der Papierbahn
bewirkende Antriebsmotor stillgesetzt wird.
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Ein elektrisches System zur Steuerung der oben beschriebenen Vorgänge,
die entweder von Hand oder automatisch ausgeführt werden, ist schematisch in Fig.
11 dargestellt. In diesem Schaltschema sind die Teile der Einrichtungen, die in
den anderen Figuren der Zeichnungen dargestellt sind, mit den gleichen Bezugsziffern
bezeichnet. Das Schaltschema zeigt die Handsteuerung des Anhebens und Senkens der
Rolle mittels der Schalter 63 und 61 (in F i g. 1 auf Arm 5) und die Erregung der
Wicklungen 80 und 130 des Magnetventils 68, die getrennt gesteuert werden. Dieses
Ventil steuert ferner den Zufluß und Abfluß von Druckflüssigkeit zu und von den
Zylindern 7 und 8.
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Das Schaltschema zeigt auch die über die Schalter 62 und 60 bewirkte
Handsteuerung der Wicklungen
84 und 64 des Magnetventils 65 sowie
die Anordnung des druckabhängigen Schalters 81 im Stromkreis der elektrischen Kontakte
82 und 83. Der Schalter 81 verhindert automatisch eine weitere Druckwirkung der
Arme 4 und 5 auf die Rolle, nachdem dieselbe bis zu einem bestimmten Ausmaß abgewickelt
ist.
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Das System enthält auch den Stromkreis für die von Hand oder automatisch
auszuführenden seitlichen Verstellungen der Rolle, die mittels des Schalters 87
wählbar sind. Von Hand auszuführende Verstellungen nach rechts und links werden
mittels des Schalters 87 und der Knöpfe 88 und 89 bewirkt, welche die Wicklungen
90 und 91 des Magnetventils 78 und die Wicklung 92 des Magnetventils 93 steuern.
Die automatische Verstellung wird bewirkt mittels des Wählschalters 87, der Wicklung
113 des Magnetventils 79 (die bei automatischer Einstellung des Schalters 87 ständig
erregt ist), der Wicklungen 90 und 91 des Magnetventils 78, der Wicklung 92 des
Magnetventils 93, der Wicklungen 98 und 114 des Magnetventils 99 (diese Ventile
steuern die Strömung der Druckflüssigkeit zum Zylinder 35) und der druckabhängigen
AbtastschalterlO9, 110, 111 und 112.
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Wie F i g. 7 zeigt, kann ein Vierwegeventil 123 vorgesehen sein,
das die Auslaß- und Einlaßöffnungen der Pumpen 24 umkehrt, wenn die Papierbahn von
der Unterseite der Rolle abgewickelt wird, statt, wie bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel,
von der Oberseite. Durch das Abwickeln der Papierbahn von der Unterseite der Rolle
wird deren Drehrichtung umgekehrt.
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Wie sich aus den F i g. 9 und 10 ergibt, ist die Erfindung auch auf
eine Zwillingmaschine anwendbar, die zwei Sätze von Armen 124 und 125 aufweist,
welche auf jeder Seite des Rahmens je eine Rolle tragen können, so daß die eine
Rolle aufgebracht wird, während sich die andere Rolle abwickelt. Bei dieser Ausführungsform
der Erfindung ist ein Ventil 126 vorgesehen, das die Strömung der Druckflüssigkeit
wahlweise zu den entgegengesetzten Enden des Zylinders 127 lenkt, der mit der Spannungsabtastwalze
128 verbunden ist, über welche die Papierbahnen der von den beiden Sätzen von Armen
124 und 125 getragenen Rollen getrennt geführt werden.