DE1286367B

DE1286367B - Device for controlling and regulating the winding tension of goods guided in web form

Info

Publication number: DE1286367B
Application number: DE1965S0099050
Authority: DE
Inventors: Kabelitz Hans
Original assignee: SUCKER GEB; Gebr Sucker
Current assignee: SUCKER GEB; Gebr Sucker
Priority date: 1965-08-26
Filing date: 1965-08-26
Publication date: 1969-01-02
Also published as: FR1487280A; CH442917A; GB1154443A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Steuern und Regeln der Aufwickelspannung bahnförmig geführten Gutes, welches vor dem Wikkelbaum od. dgl. über Umlenkwalzen geführt ist, deren dem Wickelbaum am nächsten liegende, schwenkbar gelagerte Walze mit konstanter Kraft entgegen der Wickelspannung in die Bahnschlaufe gedrückt wird, wobei eine Abweichung der Iststellung dieser Walze von einer Sollstellung zur Änderung der Wickelgeschwindigkeit dient und wobei eine den Bewicklungszustand des Baumes ermittelnde Meßeinrichtung eine zusätzliche Änderung der Wickelgeschwindigkeit steuert. The invention relates to a device for controlling and regulating the winding tension web-shaped goods, which od in front of the winding tree. Like. Is guided over deflection rollers, whose closest to the lap beam can be pivoted Bearing roller with constant force against the winding tension in the web loop is pressed, with a deviation of the actual position of this roller from a desired position is used to change the winding speed and one is the winding state the tree ascertaining measuring device an additional change in the winding speed controls.

Zur selbsttätigen Steuerung der Drehzahl des Wikkelbaumes bei Wickelmaschinen, z. B. bei einer Schlichtmaschine, auf gleichbleibenden Fadenzug ist es bekannt, eine Fühlrollensteuerung mit einer Tänzerwalzensteuerung derart zu vereinigen, daß die am Umfang des Wickelbaumes anliegende Fühlwalze die Grobregelung und die Tänzerwalze die Feinregelung durchführt. Damit ist es bekannt, zum Steuern und Regeln der Aufwickelspannung bahnförmig geführten Gutes, welches vor dem Wickelbaum über Umlenkwalzen geführt ist, die dem Wickelbaum am nächsten liegende, schwenkbar gelagerte Walze mit konstanter Kraft entgegen der Wickelspannung in eine Bahnschlaufe zu drücken, wobei eine Abweichung der Iststellung dieser Walze von einer Sollstellung zur Anderung der Wickelgeschwindigkeit dient und zur Steuerung einer zusätzlichen Änderung der Wickelgeschwindigkeit eine den Bewicklungszustand des Baumes ermittelnde Meßeinrichtung vorzusehen. Ein Nachteil dieser und ähnlicher Vorrichtungen besteht darin, daß der Umschlingungswinkel der mit konstanter Kraft entgegen der Wickelspannung in die Bahnschlaufe gedrückten, dem Wickelbaum am nächsten liegenden Walze mit wachsendem Durchmesser starke Unterschiede aufweist. Hiermit ist aber eine erhebliche Regelungsgenauigkeit verbunden. For automatic control of the speed of the winding beam on winding machines, z. B. in a sizing machine, it is known for constant thread tension to combine a feeler roller control with a dancer roller control in such a way that the feeler roller lying on the circumference of the winding beam, the coarse control and the dancer roller carries out the fine adjustment. It is thus known for controlling and regulating the winding tension Goods guided in web form, which are guided over deflection rollers in front of the winding beam is, the pivoting roller with a constant, which is closest to the winding beam Force against the winding tension to push into a web loop, with a deviation the actual position of this roller from a desired position to change the winding speed is used and to control an additional change in the winding speed to provide a measuring device to determine the state of winding of the tree. A disadvantage this and similar devices is that the wrap angle of the pressed into the web loop with a constant force against the winding tension, The roller closest to the winding beam varies greatly with increasing diameter having. However, this is associated with considerable control accuracy.

Um diesen Nachteil zu vermeiden, ist es zwar bereiits bekannt, zwischen der schwenkbaren Walze und dem Wickelbaum eine zusätzliche Umlenkwalze anzuordnen, welche den mit wachsendem Wickeldurchmesser stark unterschiedlichen Umschlingungswinkel möglichst weitgehend ausgleicht, jedoch hat eine derartige zusätzliche Umlenkwalze den Nachteil, daß die räumlichen Abmessungen der Wickelvorrichtung vergrößert werden müssen und dadurch die Zugänglichkeit der gesamten Vorrichtung erschwert und bei großen Baumdurchmessern praktisch unmöglich gemacht wird. Es ist weiterhin eine Vorrichtung bekanntgeworden, bei der ohne die Anordnung einer zusätzlichen Umlenkwalze der Versuch gemacht wird, den durch den unterschiedlichen Umschlingungswinkel hervorgerufenen Fehler des Meßergebnisses möglichst klein zu halten, indem die Walze derart eingestellt wird, daß der Umschlingungswinkel sich während des Wickelvorganges nur geringfügig ändert. Die bekannte Vorrichtung bringt jedoch lediglich eine gewisse Verbesserung, ohne den schädlichen Einfluß des sich ändernden Umschlingungswinkels vollkommen ausschließen zu können. In order to avoid this disadvantage, it is already known between to arrange an additional deflection roller for the pivotable roller and the winding beam, which the angle of wrap, which varies greatly with increasing winding diameter Compensates as much as possible, but has such an additional deflection roller the disadvantage that the spatial dimensions of the winding device are increased must and thereby complicates the accessibility of the entire device and at large tree diameters is made practically impossible. It is still one Device became known in which without the arrangement of an additional deflection roller the attempt is made, the one caused by the different wrap angle To keep errors in the measurement result as small as possible by setting the roller in this way that the wrap angle changes only slightly during the winding process changes. However, the known device only brings a certain improvement, completely without the harmful influence of the changing angle of wrap to be able to exclude.

Der Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, bei der vorbeschriebenen Vorrichtung zum Steuern und Regeln der Aufwickelspannung bahnförmig geführten Gutes den schädlichen Einfluß des unterschiedlichen Umschlingungswinkels vollständig zu beseitigen. Die Lösung dieser Aufgabe besteht gemäß der Erfindung darin, daß die den Bewicklungszustand des Baumes ermittelnde Meßeinrichtung die Wickelbaumgeschwindigkeit derart steuert, daß der Umschlingungswinkel der schwenkbaren Walze konstant bleibt. The invention was based on the object in the above-described Device for controlling and regulating the winding tension of goods guided in web form the harmful influence of the different wrap angles to completely remove. This object is achieved according to the invention in that the Measuring device determining the winding state of the tree, the winding tree speed controls such that the wrap angle of the pivotable roller remains constant.

Auf diese Weise bleibt auch die Absolutgröße der Resultierenden der auf die Walze von der Spannung des Gutes ausgeübten Kraftkomponenten über den gesamten Wickelbereich vom kleinsten bis zum größten Durchmesser konstant, so daß eine sehr exakte Regelung erreicht werden kann.In this way the absolute size of the resultant remains the Force components exerted on the roller by the tension of the goods over the whole Winding area from the smallest to the largest diameter constant, so that a very exact regulation can be achieved.

Als Maß für den Bewicklungszustand des Baumes kann die Zahl der Umdrehungen der Verstellspindel des die Baumdrehzahl bestimmenden Wickelgetriebes dienen. Unter Umständen kann es aber auch besonders vorteilhaft sein, wenn als Maß für den Bewicklungszustand des Baumes die Winkellage der auf den Baum auflaufenden Fadenschar dient. The number of revolutions can be used as a measure of the state of winding of the tree the adjusting spindle of the winding gear that determines the boom speed. Under In some circumstances, however, it can also be particularly advantageous when used as a measure of the winding state of the tree, the angular position of the thread array running up on the tree is used.

An Hand eines in der Figur dargestellten Ausführungsbeispieles einer Wickelvorrichtung für eine Schlichtmaschine sei die Erfindung näher erläutert. On the basis of an embodiment shown in the figure The invention will be explained in more detail below the winding device for a sizing machine.

Man erkennt in der Figur eine KettfadenscharF, welche auf den Baum 1 aufgewickelt werden soll. Vor dem Wickelbaum 1 ist eine Abzugswalzenvorrichtung angeordnet, welche aus den Walzen 2, 3 und 4 besteht. Dabei ist die Drehachse 4 a der Walze 4 mittels eines Armes 4 c um die Achse 3a der Abzugswalze 3 schwenkbar gelagert. Dieser-Arm 4 c ist im dargestellten Ausführungsbeispiel über eine Kette 6 mit einem auf einer drehsteifen Welle 7 angeordneten Kettenrad 8 verbunden. Das Kettenrad 8 ist mit einem Zahnkranz 9 versehen, welcher in eine Zahnstange 10 eingreift, die mit einem Kolben 11 verbunden ist. Der Kolben 11 ist in einem hydraulischen Zylinder 12 gelagert, dessen an einem Meßgerät 13 ablesbarer und mittels eines Überströmventils 14 über die Einstellschraubel4a einstellbarer Druck ein Maß für die Wickeispannung des Gutes bildet. Außerdem ist die drehsteife Welle 7 über einen Kettentrieb 15 mit einem Regelventil 16 verbunden, welche an eine öldruckleitung 16 a angeschlossen ist und deren Ausgangsleitung 16 b zur Speisung des Verstellantriebes 27 für das Wickelgetriebe 28 des Baumes 1 dient, so daß durch das Regelventill6 eine Verstellung der Wickelgeschwindigkeit des - Aufwickelbaumes 1 erreicht wird. Aus dem Verstellantrieb 27 wird das öl durch die Leitung 16 c zu dem ölbehälter zurückgeführt. One recognizes in the figure a warp thread sheet, which is on the tree 1 is to be wound up. In front of the winding beam 1 is a take-off roller device arranged, which consists of the rollers 2, 3 and 4. The axis of rotation is 4 a of the roller 4 can be pivoted about the axis 3 a of the take-off roller 3 by means of an arm 4 c stored. This arm 4 c is in the illustrated embodiment via a chain 6 connected to a sprocket 8 arranged on a torsionally rigid shaft 7. That Chain wheel 8 is provided with a ring gear 9 which engages in a rack 10, which is connected to a piston 11. The piston 11 is hydraulic Cylinder 12 stored, its readable on a measuring device 13 and by means of an overflow valve 14 pressure adjustable via the adjusting screw 4a a measure of the winding tension of the good. In addition, the torsionally rigid shaft 7 is connected via a chain drive 15 connected to a control valve 16 which is connected to an oil pressure line 16 a is and the output line 16 b for feeding the adjustment drive 27 for the Winding gear 28 of the tree 1 is used, so that an adjustment is made by the control valve6 the winding speed of the - winding beam 1 is reached. From the adjustment drive 27, the oil is returned to the oil container through line 16c.

Beim Wickelvorgang ergibt sich bei gleichbleibender Fadenspannung eine allmähliche Verkürzung der Länge der Kette F zwischen der Abzugswalze 4 und dem Baum infolge des zunehmenden Baumdurchmessers bei unveränderter Wickeldrehzahl. Infolgedessen schwenkt die Walze 4 aus ihrer Sollstellung heraus im Uhrzeigersinn um die Walze 3. Diese Schwenkung der Walze 4 wird über den Arm 4 c und die Kette 6 auf die Welle 7 übertragen, deren Drehbewegung über den Kettentrieb 15 eine Verstellung des Regelventils 16 und damit der Aufwickeldrehzahl des Baumes 1 zur Folge hat. Die Drehzahl des Baumes 1 wird in an sich bekannter Weise derart verändert, daß sich der Baum langsamer dreht, so daß von dem Baum weniger Kettlänge aufgewickelt wird, als die Abzugswalzenvorrichtung fördert. Die Folge ist, daß die Walze 4 entgegen dem Uhrzeigersinn in ihre Sollstellung zurückschwenkt. During the winding process, the thread tension remains constant a gradual shortening of the length of the chain F between the take-off roller 4 and the tree as a result of the increasing tree diameter with unchanged winding speed. As a result, the roller 4 pivots clockwise from its desired position around the roller 3. This pivoting of the roller 4 is via the arm 4 c and the chain 6 transferred to the shaft 7, the rotational movement of which is adjusted via the chain drive 15 of the control valve 16 and thus the winding speed of the tree 1 results. The speed of the tree 1 is changed in a manner known per se in such a way that the tree rotates more slowly so that less warp length is wound up by the tree is promoted as the take-off roller device. The result is that the roller 4 opposes swivels back clockwise to its target position.

Um zu vermeiden, daß die Massen der Walze 4 sowie ihrer Lagerung bei der Einstellung des Überströmventils 14 berücksichtigt werden müssen, ist die Walze 4 massefrei gelagert. Zu diesem Zweck ist auf der drehsteifen Welle 7 ein Hebelarm in Gestalt einer Kurvenscheibe 20 befestigt, an welcher über eine Kette 22 ein Gewicht23 befestigt ist. Dabei ist die Kurvenscheibe20 derart geformt, daß die mit der Schwenkbewegung der Walze 4 verbundenen unterschiedlichen Massenkräfte ausgeglichen werden. In order to avoid the masses of the roller 4 and its storage must be taken into account when setting the overflow valve 14 is the roller 4 stored free of mass. For this purpose there is a lever arm on the torsionally rigid shaft 7 attached in the form of a cam 20, on which a chain 22 a weight23 is attached. The cam 20 is shaped in such a way that the pivoting movement the roller 4 associated different inertial forces are balanced.

Um zu erreichen, daß die Absolutgröße der Resultierenden der auf die Walze 4 von der Spannung des Gutes F ausgeübten Kraftkomponenten während des Wickelvorganges, also über den gesamten Durchmesserbereich konstant bleibt, soll die Sollstellung der schwenkbaren Walze 4 in Abhängigkeit vom Bewicklungszustand des Baumes verstellbar sein. In der Figur sind die beiden extremen Sollstellungen der Walze 4 gestrichelt angedeutet, wobei die Stellung 4' bei kleinstem Wickeldurchmesser und die Stellung 4" bei größtem Durchmesser eingenommen wird. Diese Verstellung der Sollstellung der Walze 4 soll in Abhängigkeit vom Bewicklungszustand des Baumes erfolgen. In order to achieve that the absolute size of the resultant of the the roller 4 from the tension of the material F exerted force components during the Winding process, ie remains constant over the entire diameter range, should the desired position of the pivotable roller 4 as a function of the winding state of the tree can be adjusted. The figure shows the two extreme target positions the roller 4 indicated by dashed lines, the position 4 'with the smallest winding diameter and the position 4 "is taken with the largest diameter. This adjustment the desired position of the roller 4 should depend on the winding condition of the tree take place.

Das Regelventil 16 ist so eingerichtet, daß nicht nur der mit dem Kettentrieb 15 verbundene Innenteil verstellbar ist, sondern auch das entsprechende äußere Gegenstück, zu dessen Verstellung ein Servomotor 17 dient, der über die Leitungen a in Abhängigkeit vom Bewicklungszustand des Baumes derart beeinflußt wird, daß der Servomotor 17 das Regelventil 16 im Sinne einer Veränderung der Sollstellung der Walze 4 verändert. The control valve 16 is arranged so that not only with the Chain drive 15 connected inner part is adjustable, but also the corresponding outer counterpart, for the adjustment of which a servomotor 17 is used, which over the lines a is influenced as a function of the winding condition of the tree in such a way that the servomotor 17 the control valve 16 in the sense of a change in the desired position the roller 4 changed.

Der Bewicklungszustand des Baumes kann durch einfache Abtastung des Wickeldurchmessers ermittelt werden. Da diese Abtastung jedoch vielfach mit erheblichen Schwierigkeiten verbunden ist, kann zur Ermittlung des Bewicklungszustandes des Baumes eine Differentialphotozelle 24 dienen, welche die Lage der von der Walze 4 auf den Baum 1 auflanfenden Fadenschar F überwacht. Diese Differentialphotozelle 24 ist auf einer von einem Motor 25 in Drehung versetzbaren Verstellspindel 26 gelagert, wobei die Photozelle24 den Verstellmotor25 in an sich bekannter Weise selbsttätig so steuert, daß die Differentialphotozelle24 von der Fadenschar F stets zu gleichen Teilen abgedeckt wird, also die FadenscharF durch die Mitte der Photozelle 24 verläuft. The winding status of the tree can be determined by simply scanning the Winding diameter can be determined. Since this scanning, however, often with considerable Difficulties are associated, can be used to determine the winding condition of the Baumes a differential photocell 24 are used, which the position of the roller 4 on the tree 1 accumulating thread sheet F is monitored. This differential photocell 24 is mounted on an adjusting spindle 26 which can be set in rotation by a motor 25, whereby the photocell 24 automatically drives the adjusting motor 25 in a manner known per se controls so that the differential photocell 24 of the yarn sheet F always remains the same Parts is covered, so the thread sheet runs through the center of the photocell 24.

Sobald der Baumdurchmesser angewachsen ist, verändert sich die Neigung der Fadenschar F, wie aus der Figur deutlich zu erkennen ist. Damit ist aber die Photozelle 24 nicht mehr gleichmäßig von der Fadenschar abgedeckt, so daß einerseits ein Kommando an den Motor 25 gegeben wird, welcher bewirkt, daß die Höhenlage der Photozelle24 nachgestellt wird, andererseits wird hierdurch aber auch über den Geber 18 und die Leitungen a ein Kommando an den Verstellmotor 17 gegeben, welcher das Ventil 16 im Sinne einer Veränderung der Sollstellung der Walze 4 beeinflußt. Die Folge ist, daß die Sollstellung der Walze 4 sich mit zunehmendem Wickeldurchmesser immer mehr entgegen dem Uhrzeigersinn um die Walze 3 verlagert, so daß der Umschlingungswinkel der Walze 4 und damit die Absolutgröße der Resultierenden der auf diese Walze 4 von der Spannung des Gutes F ausgeübten Kraftkomponenten konstant bleibt. As soon as the tree diameter has increased, the slope changes the thread sheet F, as can be clearly seen from the figure. But that’s the Photocell 24 is no longer evenly covered by the thread sheet, so that on the one hand a command is given to the motor 25, which causes the altitude of the Photocell24 is readjusted, but on the other hand it is also via the encoder 18 and the lines a given a command to the adjusting motor 17, which the Valve 16 influenced in the sense of a change in the desired position of the roller 4. the The result is that the desired position of the roller 4 changes as the winding diameter increases shifted more and more counterclockwise around the roller 3, so that the wrap angle of the roller 4 and thus the absolute size of the resultant of the roller 4 The force components exerted by the tension of the good F remains constant.

Die vorbeschriebene Möglichkeit zur Ermittlung des Bewicklungszustandes des Baumes mit Hilfe der Lage der auf den Baum auflaufenden Faden schar kann jedoch unter Umständen ebenfalls mit Schwie- rigkeiten verbunden sein, beispielsweise dann, wenn bei äußerst niedriger Wickelspannung die Fadenschar in Schwingungen gerät. Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung ist es deshalb besonders vorteilhaft, wenn als Maß für den Bewicklungszustand des Baumes die Zahl der Umdrehungen der Verstellspindel des die Baumdrehzahl bestimmenden Wickelgetriebes dient. The above-described possibility to determine the winding condition the tree with the help of the position of the thread running up on the tree can however possibly also with difficulty connected with other things, for example, if the thread sheet starts to vibrate at extremely low winding tension. According to a further feature of the invention, it is therefore particularly advantageous if the number of revolutions of the Adjusting spindle of the winding gear which determines the tree speed is used.

Wie bereits ausgeführt, kann das Wickelgetriebe 28 von dem Verstellantrieb 27 über die Verstellspindel 29 verstellt werden. Wird zwischen dem Verstellantrieb 27 und der Verstellspindel 29 des Wickelgetriebes 28 eine Rutschkupplung 30 angeordnet, so bildet die Zahl der Umdrehungen der Verstellspindel 29 ein sicheres Maß für den Bewicklungszustand des Baumes. Zur Ermittlung der Zahl der Umdrehungen dieser Verstellspindel 29 ist auf der Spindel 29 ein Zahnrad 31 angeordnet, welches über einen Kettentrieb 32 mit einem Zahnrad 33 verbunden ist, das auf der Welle eines Gebers 34 befestigt ist. Dieser Geber 34 entspricht dem vorbeschriebenen Geber 18, d. h., die Steuerleitungen a dieses Gebers 34 sind in diesem Fall mit den Steuerleitungen a des Verstellmotors 17 verbunden. Auf diese Weise erfolgt eine besonders sichere Verstellung des Regelventils 16 in Abhängigkeit vom Bewicklungszustand des Baumes 1. Es ist also mit Hilfe der Erfindung auf verhältnismäßig einfache Weise möglich, über den gesamten Wickelbereich auch bei größten Wickeldurchmessern eine konstante Wickelspannung aufrechtzuerhalten, ohne daß eine zusätzliche Umlenkwalze zwischen der Abzugswalze 4 und dem Wickelbaum 1 angeordnet wird. As already stated, the winding gear 28 can be operated by the adjustment drive 27 can be adjusted via the adjusting spindle 29. Used between the actuator 27 and the adjusting spindle 29 of the winding gear 28, a slip clutch 30 is arranged, so the number of revolutions of the adjusting spindle 29 forms a safe measure for the Winding condition of the tree. To determine the number of revolutions of this adjusting spindle 29, a gear 31 is arranged on the spindle 29, which via a chain drive 32 is connected to a gear wheel 33 which is fastened on the shaft of an encoder 34 is. This encoder 34 corresponds to the encoder 18 described above, i. i.e., the control lines a of this encoder 34 are in this case with the control lines a of the adjusting motor 17 connected. In this way, a particularly reliable adjustment of the control valve takes place 16 depending on the state of winding of the tree 1. It is therefore with the help of the Invention possible in a relatively simple manner over the entire winding area to maintain a constant winding tension even with the largest winding diameters, without an additional deflection roller between the take-off roller 4 and the winding beam 1 is arranged.

Bereits in der Beschreibung des dargestellten Ausführungsbeispieles ist darauf hingewiesen worden, daß Einzelheiten des Steuer- und Regelvorganges auf verschiedene Weise verändert werden können, ohne daß dadurch der Grundgedanke vorliegender Erfindung berührt wird. So ist es beispielsweise möglich, die Verstellung des Wickelgetriebes nicht mit Hilfe eines Hydraulikmotors, sondern beispielsweise mit Hilfe eines Elektromotors vorzunehmen. In diesem Fall würde an die Stelle des Steuerventils 16 ein Steuerpotentiometer od. dgl. treten, wobei beispielsweise der Abgriff des Potentiometers durch die Kette 15 und der Potentiometerkörper von dem Motorl7 verstellt werden kann. Ebenso kann eine derartige Potentiometersteuerung bzw. eine wirkungsgleiche, anders geartete elektrische Steuereinrichtung auch verwendet werden, wenn der Wickelbaum 1 nicht über ein veränderbares Getriebe, sondern unmittelbar von einem Regelmotor angetrieben wird. Already in the description of the illustrated embodiment it has been pointed out that details of the control and regulation process on can be changed in various ways without thereby rendering the basic idea present Invention is touched. For example, it is possible to adjust the winding gear not with the help of a hydraulic motor, but for example with the help of an electric motor to undertake. In this case, the control valve 16 would be replaced by a control potentiometer Od. Like. Step, for example, the tap of the potentiometer through the chain 15 and the potentiometer body can be adjusted by the Motorl7. Likewise can such a potentiometer control or one of a different type with the same effect electrical control device can also be used when the winding beam 1 is not via a variable gear, but driven directly by a control motor will.

Claims

Claims: 1. Device for controlling and regulating the winding tension Goods guided in web form, which od in front of the winding beam or the like via deflection rollers is performed, whose pivoting roller is closest to the winding beam is pressed into the web loop with a constant force against the winding tension, a deviation of the actual position of this roller from a desired position for the change the winding speed is used and one is the winding state of the tree determining measuring device an additional change in the winding speed controls, thereby marked e i c h n e t that the winding condition of the tree measuring device determining the lap beam speed like that controls that the wrap angle of the pivotable roller remains constant.

2. Apparatus according to claim 1, characterized in that as a measure the number of revolutions for the winding state of the tree the adjusting spindle (29) of the winding gear (28) which determines the tree speed.

3. Apparatus according to claim 1, characterized in that as a measure for the winding state of the tree is the number of revolutions of the tree accruing Thread sheet serves.