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"Verfahren und Vorrichtung zum Recken von Materialstreifen" Die Erfindung
bezieht sich auf Verfahren zum Recken von Materialstreifen sowie auf Vorrichtungen
zur Durchführung der Verfahren.
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Eine genaue Kontrolle des Reckvorganges elastischer Materialstreifen
wird häufig in der Textil-, Gummi-, Papier-und auch Metallindustrie verlangt, wenn
es sich beispielsweise beim Doublieren verschiedener Metallstreifen darum handelt,
Längenunterschiede durch gleichmäßiges Recken auszugleichen oder unterschideliche
Schichtstärken in beliebiger Wiederholung durch unterschiedlich starkes Recken zu
erzielen. Nach der Erfindung wird bei solchen Verfahren die Zuführungsgeschwindigkeit
des Materialstreifens in Abhängigkeit von einer vorgegebenen Vergleichsgeschwindigkeit
geregelt und unterschiedliche Reokung durch Ändern der Zuführungsgeschwindigkeit
gegenüber einer vorzugsweise konstanten Arbeitageschwindigkeit bewirkt.
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Bei Einrichtungen, in denen der Materialstreifen an eine mit vorzugsweise
konstanter Arbeitsgeschwindigkeit bewegte Unterlage angepreßt wird, kann nach einem
Merkmal der Erfindung die Zuführungsgeschwindigkeit des MaterialstreifenB
in
Abhängigkeit von der vorgegebenen Vergleiehsgeschwindigkeit durch indern des Aepreßdruckes
geregelt werden. Die Erfindung macht sich hierfür die Erkenntnis zunutze, daB sich
die Zogeschwindigkeit auf Grund der plastischen Verformbarkeit des Materialstreifens
durch Ändern des Anpreßdruckes im umgekehrten Verhältnis beeinflussen läßto Bei
einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung werden die Vergleichsgeschwindigkeit
und die Zufuhrungsgeschwindigkeit des Materialstreifens im Gegensinn auf die Antriebsräder
eines Differentialgetriebes übertragen und aus Geschwindigkeitsdifferenzen resultierende
Winkelbewegungen des die Ausgleicharäder tragenden Steges zur Auslösung von die
geregelte Geschwindigkeit beeinflussenden Impulsen im Sinne einer Aufhebung der
Winkelbewegungen verwendet.
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In Ausführung dieses Erfindungsgedankens sind die Antriebsräder des
Differentialgetriebes durch vorzugsweise schlupffreie Kraftübertragungsmittel mit
die geregelte und die vorgegebene Geschwindigkeit abgreifenden Messgliedern gekoppelt,
wobei in dem Bewegungsbereich des Steges ein mit einer Einrichtung zum indern der
geregelten Geschwindigkeit
verbundener Impulsgeber vorgesehen ist.
Die Messglieder sind zweckmäßig als Tasträder ausgebildet, die auf die mit der geregelten
und der vorgegebenen Geschwindigkeit bewegten Körper, beispielsweise umlaufende
Wellen oder geradlinig bewegte Warenbahnen, einwirken. An einer derart aufgebauten
Vorrichtung werden bei gleich groBen von den Messgliedern abgegriffenen Geschwindigkeiten
auch die Umfangsgeschwindigkeiten der Antriebsräder im Differentialgetriebe gleich
groß, ao daß der Steg infolgedessen keine Bewegung macht. Sobald jedoch eine Geschwindigkeitsdifferenz
auftritt, sei es durch gewollte Änderung der vorgegebenen oder durch unbeabsichtigte
Störung der geregelten Geschwindigkeit, wird der Steg in dem einen oder dem anderen
Drehsinn ausgelenkt, so daß er den Impulsgeber betätigt und einen Impuls zur Erhöhung
oder Verminderung der geregelten Geschwindigkeit auslöst. Der Regelimpuls kann unmittelbar
auf den die geregelte Geschwindigkeit erzeugenden Antriebsmotor oder aber auch auf
einen ein Stellglied beispielsweise eines stufenlosen Getriebes betätigenden Stellmotor
einwirken.
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Bei Vorliegen gleicher Übersetzungsverhältnisse zwischen den Messgliedern
und den Antriebsrädern des Differentialgetriebes wird die geregelte Geschwindigkeit
gleich der vorgegebenen Geschwindigkeit. Eine gleichbleibende Geschwindigkeitsdifferenz
läßt
sieh nach einem Merkmal der Erfindung dadurch einregeln ; daß die Kraftübertragungsmittel
zwischen den Meßgliedern und den Antriebsrädern des Differentialgetriebes mit ungleichen
Übersetzungsverhältnissen ausgebildet werden. Die gleiche Wirkung würde sich auch
durch Antreiben des die Ausgleichsräder tragenden Steges ergeben. Um die hierbei
auftretenden Anderungen der Winkelgeschwindigkeit als Regelgroße abnehmen zu können,
wird jedoch zweckmäßig von einem zwangsläufigen Antrieb des Steges'abgesehen und
stattdessen die Relativbewegung des Steges in bezug auf ein anderes drehbar angetriebenes
Vergleichsglied ausgewertet. Hierzu wird nach einem Merkmal der Erfindung der Impulsgeber
beweglioh' beispielsweise um die Drehachse des Steges drehbar angeordnet und mit
einer regelbaren Drehzahl angetrieben. Die in diesem Falle sich einstellende Winkelverschiebung
zwischen dem Steg und dem Impulsgeber wird dann zum Regeln der Geschwindigkeitsdifferenz
benutzt, wobei sich durch Ändern der Drehzahl des Impulsgebers eine entsprechende
indérung der Geschwindigkeitsdifferenz ergibt. Der gleiche Zweck würde auch mit
einem-etwa rechtwinklig zum Stegausschlag beweglichen Impulsgeber in Verbindung
mit einer mehr oder wenigtschräggestellten Nocke in einem bestimmten Ausschlagbereich
des Steges erfüllt.
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Wenn ein Anpreßdruck auf den Materialstreifen durch die Wirkung eines
Druckmittels, beispielsweise Druckluft oder Druckol, ausgeübt wird, werden die Winkelbewegungen
des die Ausgleichsräder tragenden Steges zweckmäßig zur Auslösung von auf ein Druckmittelsteuerorgan
wirkenden elektrischen Impulsen verwendet.
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Mit Vorteil kann die erfindungsgemäße Vorrichtung auch zum gleichmäßigen
Recken ungleich langer Materialstreifen verwendet werden, wie es beispielsweise
bei der Fertigung von Luftreifen für das Auflegen der Laufstreifen auf die Reifenrohlinge
verlangt wird. In diesen Fällen kann der die Ausgleichsräder tragende Steg vor Beginn
des Reckvorganges um einen der. Abweichung der Lange des Materialstreifens von einem
bestimmten Maß entsprechenden Weg verstellt werden, so daß die von den Meßgliedern
der Vorrichtung'abgegriffenen gewollten Geschwindigkeitsdifferenzen erhalten bleiben.
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In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung schematisch
dargestellt. Es zeigen : Fig. 1 ein Anordnungsschema der erfindungsgemäßen Vorrichtung
in Seitenansicht ;
Fig. 2 die Vorrichtung gemäß Fig. 1 in DraufsichtF
Fig. 3 eine Variante der erfindungsgemäßen Vorrichtung ; Fig. 4 die Vorrichtung
in Verbindung mit einer Einrichtung zum Recken von Materialstreifen durch Vergleichsmessung
; Fig. 5 die Vorrichtung in Verbindung mit einer Einrichtung zum Messen der Lange
und zum gleiehmäßigen Recken ungleich langer Luftreifenlaufstreifen ; Fig. 6 die
Einrichtung gemäß Fig. 5 in einem anderen Betriebszugtand und d Fig. 7 und 8 Einzelheiten
aus der Darstellung gemäß Fig. 5 und 6 in Draufsicht.
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In Fig. 1 und 2 sind mit den Bezugszeichen 1 und 2 bewegte Warenbahnen
bezeichnet, deren Bewegungsgeschwindigkeiten V1 und V2 durch asträder 3 abgegriffen
werden. Anstatt von geradlinig bewegten Warenbahnen könnten
die
Geschwindigkeiten V1,V2 selbstverständlich auch als Umfangsgeschwindigkeiten umlaufender
Drehkörper dargestellt werden. Die Tasträder 3 ? 4 sind starr mit Zahnrädern 6,
7 gekuppelt, die ihre Drehbewegung über formschlüssige Umschlinguagstriebe 5 in
entgegengesetzter Richtung auf die Antriebsräder 8, 9 eines allgemein mit 10 bezeichneten
Differentialgetriebes tubertragen. Bei gleich großen Umfangsgeschwindigkeiten der
Antriebsräder 8, 9 bleibt der die Ausgleichsräder 12, 13 tragende Steg 11 des Differentialgetriebes
10 in Ruhelage. Sobald jedoch ein Unterschied zwischen den Geschwindigkeiten V1,V2
der Warenbahnen 1, 2 eintritt, sei es infolge einer auf die Warenbahn 2 einwirkenden
Störkraft oder infolge einer gewoljen Xnderung der vorgegebenen Gechwindigkeit V1,
führt die dadurch bewirkte Änderung in den Umfangsgeschwindigkeiten der Antriebsräder
8, 9 eine Winkelbewegung des Steges 11 in der einen oder der anderen Richtung herbei.
Diese Bewegung wird zur Betätigung eines Impulsgebers 14 benutzt. Der Impulsgeber
14, der vorzugsweise als elektrischer Schalter ausgebildet ist, befindet sich im
Wirkungsbereich des Steges 11 und löst je nach der Ausschlagrichtung-Pfeil 15 oder
Pfeil 16-einen Regelimpuls zur Brhöhung oder Erniedrigung der Bahngeschwindigkeit
V2 aus.
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Der Regelimpuls kann unmittelbar auf den elektrischen Stromkreis des
Antriebsmotors der Warenbahn 2 ein-< wirken oder aber auch über einen nicht gezeichneten
besonderen Stellmotor die Geschwindigkeit V2 der Warenbahn 2 beeinflussen.
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Gemäß Fig. 3 ist, der Impulsgeber 14 um die Drehachse 19 des Steges
11 drehbar gelagert und kann mit einer bestimmten wahlbaren Drehzahl zum Umlaufen
gebracht werden.
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Er ist zu diesem Zweck beispielsweise an einer Scheibe 17 angeordnet,
die auf Führungsrollen 18 gelagert ist und d durch eine Antriebsrolle 20 in Pfeilrichtung
15 oder 16 angetrieben wird. Mit dieser Anordnung lassen sich gleichbleibende Geschwindigkeitsdifferenzen
zwischen den Bahngeschwindigkeiten V1 und V2 dadurch einhalten, daß inderungen der
Winkelgeschwindigkeit des Steges 11 korrigierende Regelimpulse auslösen. Andererseits
lassen sich veränderliche Geschwindigkeitsdifferenzen dadurch einregeln, daß durch
die Verdnderung der Winkelgeschwindigkeit der Scheibe 17 Regelimpulse ausgelöst
werden.
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Die in Fig. 4 dargestellte Einrichtung dient zum beliebigen Recken
plastischer Materialstreifen mit Hilfe der beschriebenen Vorrichtung durch Vergleichsmessung
nach einer Schablone~1', die in diesem Falle an Stelle
der Warenbahn
1 gemäß Fig. 1 bis 3 die vorgegebene Vergleichsgeschwindigkeit V abgibt. In dem
gezeichneten Ausführungsbeispiel ist die Schablone 1'als Exzenter ausgebildet, auf
dessen Umfang das Tastrad 3 des Differentialgetriebes 10 abrollt. Von dem Antrieb
22 der Schablone 1 wird über ein schlupffreies Getriebe 23 beispielsweise eine Wickeltrommel
21 angetrieben, auf die der plastische Materialstreifen 2 aufläuft und von dieser
mit der konstanten Arbeitsgeschwindigkeit V3 mitgenommen wird. Das Recken des Materialstreifens
2 erfolgt unter der Wirkung einer Andrückrolle 24, die durch den Kolben eines druckmittelbeaufschlagten
Arbeitszylinders 25 mit änderbarer Kraft gegen den auf den TrommelumfangauflaufendenStreifengepreßt
werden kann. Das Druckmittel, beispielsweise Druckluft oder Drucköl, wird dem Arbeitszylinder
25 über ein nicht gezeichnetes Steuerven-til zugeführt, das durch pneumatische,
hydraulische oder vorzugsweise elektrische Mittel von dem Impulsgeber 14 im Sinne
einer Erhöhung oder Erniedrigung des Druckmitteldruckes innerhalb des Arbeitszylinders
verstellt werden kann.
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Bei gleichen Werten für die Vergleichsgeschwindigkeit V1 und die Arbeitsgeschwindigkeit
Vs am Umfang der Trommel 21 ist die Andrtickrolle 24 von dem Materialstreifen 2
abgehoben,
und dieser läuft ohne Reckung auf die Trommel auf.-Besteht
Proportionalität zwischen V1 und V3, so wird der Materialstreifen 2 gleiehmäßig
gereckt. Wird wie in dem gezeichneten Ausführungsbeispiel eine veränderliche Vergleichsgeschwindigkeit
V1 vorgegeben, so folgt das Ausmaß der Reckung den durch das Differentialgetriebe
10 übermittelten Druckimpulsen. Sobald-das Tastrad 3 auf einen Umfangsteil der Schablone
1'mit geringerem Mittenabstand und dementsprechend niedrigerer Umfangsgeschwindigkeit
V1 aufläuft, löst das Differentialgetriebe 1G an dem Impulsgeber 14 einen Impuls
im Sinne einer Druckerhöhung im Arbeitszylinder 25 aus. Die dadurch erhöhte Anpreßkraft
der Andrückrolle 24 bewirkt eine verstärkte Reckung und damit langsameres nachlaufen
des Materialstreifens 2, so daß die Zufuhrungsgeschwindigkeit V2 wieder gleich der
Vergleichsgeschwindigkeit V1 wird. In gleicher Weise wird von einer höheren Vergleichsgeschwindigkeit
V1 ausgehend durch Erniedrigen der Anpreßkraft und Abschwächen des Reckvorganges
die Zuführgeschwindigkeit V p auf einen höheren Wert herau4-geregelt. Durch einfaches
Auswechseln der Schablone 1' lassen sich daher beliebige Reckungen und damit unterschiedliche
Schichtstärken in dem ablaufenden Materialstreifen 2 erzielen.
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In Fig. 5 und 6 ist die erfindungsgemäße Vorrichtung in Verbindung
mit einer Einrichtung zum Auflegen von, Laufstreifen auf Luftreifenrohlinge dargestellt.
Die Laufstreifen 2 werden stets kürzer als dem Umfang der den Reifenrohling tragenden
Aufbautronmel 21'entsprechend angeliefert und musse beim Auflegen auf den Rohling
um ein geringes Maß gereckt werden, um eine geschlossene Mantelfläche zu erhalten.
Bei dem bisher üblichen Auflegen der Laufstreifen von Hand wurde der Reckvorgang
vorwiegend in das letzte Stück des Laufstreifens verlegt. Mit Hilfe der Vorrichtung
nach der Erfindung ist es möglich, die Reckung gleichmäßig über die gesamte Länge
des Laufstreifens zu verteilen, -und zwar unabhängig von der jeweils unterschiedlichen
Ausgangslänge der einzelnen Laufstreifen.
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Die Vergleichsgeschwindigkeit V. wird von einer auf der Drehachse
der Aufbautrommel 21t sitzenden kreisförmigen Scheibe 1'durch das Tastrad 4 des
Differentialgetriebes 10 unter Zwischenfügung einer Umkehrrolle 26 abgegriffen.
Der Umfang der Scheibe 1'entspricht der theoretischen Länge des Laufstreifens. Das
bedeutet, daß die Scheibe 1'eine Umdrehung macht, während das Tastrad 3 auf dem
Laufstreifen abrollt, vorausgesetzt, daß der Steg 11 dabei keinen Ausschlag macht.
Die Vergleichsgeschwindigkeit
v1 ist dem. kleineren Durchmesserder'
Scheibe 1'entsprechend geringer als die Arbeitsgeschwindigkeit V3 am Umfang der
Trommel, so daß der Arbeitszylinder 25, der der Übersichtlichkeit halber in Fig.
5 nicht dargestellt ist, mit Druckmittel im Sinne gleichmäßiger Reckung beaufschlagt
wird. Die zulässige Ist-Länge der Laufstreifen ist gleich oder kleiner als die theoretische
Länge (Soll-Lange). In diesem Falle muß das Tastrad 3 infolge der gegenüber dem
Umfang der Scheibe 1'verkurzten Länge des Laufstreifens 2 während des Auflegens
einen dem Langenunterschied entsprechenden kürzeren Weg als das Tastrad 4 ablaufen.
Dies kann durch Umlaufen des Steges 11 im Differentialgetriebe 10 in entgegengesetztem
Drehsinn. erreicht werden, wobei sich die erforderliehe Geschwindigkeit bzw. Winkelverschiebung
des Steges aus der Messung der Laufstreifenlange ergibt. Um die Langendifferenz
gleichmäßig über den gesamten Trommelumfang auszugleichen, muß der Steg 11 den für
jeden einzelnen Laufstreifen jeweils unterschiedlichen Weg während des Auflegevorganges
mit einer der Vergleichsgeschwindigkeit V1 proportionalen Geschwindigkeit zurücklegen.
Da der Ausschlag des Steges stets der halben Summe der Winkelbewegung der Antriebsräder
8,-9 im-Differentialgetriebe-entspricht, läBt sich durch geeignete Wahl der Radien
oder der Übersetzung zum
Tastrad 3 erreichen, daß einem bestimmten
Ausschlag des Steges 11 auch stets eine gleich große Wegdifferenz am Tastrad 3 zugeordnet
ist.
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Der Laufstreifen 2 wird zwischen FUhrungsrollen 27 vorzugsweise gegen
einen Anschlag 28 vorgeschoben und mittels eines verstellbaren Hebels 29 gemessen,
wobei über einen mit dem Hebel 29 zusammenhängenden zweiten Hebel 30 gleichzeitig
der Steg 11 im Differentialgetriebe 10 um die Differenz zwischen Soll-und Ist-Ldnge
iiber die Nullstellung hinaus verstellt wird. In Fig. 5 sind die Soll-Länge des
Laufstreifens schraffiert und die zugehörigen Hebelstellungen 29, 30 gestrichelt
dargestellt. Das Zurückschwenken des Steges kann durch Bewegung des Impulsgebers
14 bewirkt werden, und zwar entweder gemäß Fig. 7 in entgegengesetzter Richtung
zur Verstellbewegung oder gemäß Fig. 8 im rechten Winkel zum Stegaussehlag.
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Im erateren Fall war eine der gemessenen Linge entsprechende Verstellung
auch des Impulsgebers erforderlich und eine dem Weg entsprechende Geschwindigkeit
des Impulsgebers proportional zu V1 bei der Rückstellung. Im letzteren Fall wird
die auf den Impulsgeber 14 einwirkende Schaltnocke 11 an dem Steg 11 mit der Verstellung
des Steges bei der Längenmessung des Laufstreifens Z durch z. B. Anlaufen an einen
Anschlag schräggeatellt, und die
Bewegung des Impulsgebers 14 erfolgt
mit einer bei unterschiedlichen Längendifferenzen gleichbleibenden, der Vergleichsgeschwindigkeit
V1 jedoch proportionalen Geschwindigkeit. In Fig. 7 und 8 ist die Ausgangsstellung
des Steges 11 durch die strichpunktierte Darstellung der Schaltnocke 11' angedeutet,
aus welcher Stellung heraus die Verstellbewegung in Richtung des Pfeiles a erfolgt,
während die Rückstellung im Verlauf des Auflegevorganges in Richtung des Pfeiles
b bis in die Nullstellung abläuft. Die Nullstellung der Schaltnocke ist in Fig.
7 und 8 strichpunktiert dargestellt. Die Bewegungsrichtung-des Impulsgebers 14 ist
durch die Pfeile c bestimmt.