DE1574397B1

DE1574397B1 - Device for the independent maintenance of a certain tension of a web running off a roll

Info

Publication number: DE1574397B1
Application number: DE19671574397D
Authority: DE
Inventors: Franz Held
Original assignee: Maschinenfabrik Goebel GmbH
Current assignee: Maschinenfabrik Goebel GmbH
Priority date: 1967-11-14
Filing date: 1967-11-14
Publication date: 1971-11-18

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum selbständigen Einhalten einer bestimmten Spannung einer von einer Rolle ablaufenden Bahn aus Papier, Kunststoff, Gewebe od. dgl., bei der die Abrollwelle mit einer als einziges Bremsglied dienenden Flüssigkeitspumpe mit verstellbarem Fördervolumen gekuppelt ist, die über eine Leitung mit einer an eine Förder- oder sonstigen Antriebswalze gekuppelte Flüssigkeitspumpe verbunden ist. Diese Einrichtungen sind dadurch vorteilhaft, daß die mit der Förderwalze gekuppelte Flüssigkeitspumpe treibend auf die Bahn wirkt. Auf diese Weise kann ein wesentlicher Teil der Bremsleistung zurückgewonnen und in eine Antriebsleistung für die Bahn umgewandelt werden, wodurch sich einerseits die Gesamtantriebsleistung für die Maschine verringert und andererseits die Erwärmung der Bremsmittel verringert wird. The invention relates to a device for independent compliance a certain tension of a web made of paper, plastic, running off a roll, Fabric or the like, in which the unwinding shaft is used as a single braking member Fluid pump with adjustable delivery volume is coupled, which is via a line with a liquid pump coupled to a conveyor or other drive roller connected is. These devices are advantageous in that the with the conveyor roller coupled liquid pump acts as a driving force on the track. That way one can A substantial part of the braking power is recovered and converted into drive power be converted for the railway, which on the one hand increases the total drive power reduced for the machine and on the other hand reduced the heating of the braking means will.

Ebenso ist eine Einrichtung mit zwei Flüssigkeitskreisläufen bekannt. l In dieser Einrichtung wird mit Hilfe einer Förderwalze eine Bahn von einer auf einer Abrollwelle befindlichen Rolle abgezogen. Die Abrollwelle ist einerseits mit einer Flüssigkeitspumpe drehfest verbunden, deren Fördervolumen regelbar ist und die zusammen mit einer mit der Förderwalze drehfest verbundenen Flüssigkeitspumpe und mit einem Verstellzylinder in einem geschlossenen Flüssigkeitszylinder angeordnet ist. Der Verstellzylinder beeinflußt das Fördervolumen der mit der Abrollwelle verbundenen regelbaren Flüssigkeitspumpe. Andererseits ist die Abrollwelle mit einer weiteren Flüssigkeitspumpe drehfest verbunden, die in einem zweiten, über ein Ventil durch eine Kurvenscheibe gesteuerten Kreislauf liegt. Die Stellung dieser Kurvenscheibe ist abhängig von dem Druck des im ersten Flüssigkeitskreislaufes angeordneten Verstellzylinders. Die Bremsung der Rolle und damit die Erzeugung der Bahnspannung geschieht vorzugsweise durch die von der Kurvenscheibe gesteuerten und nur zu einem geringen Teil durch die regelbare Flüssigkeitspumpe. A device with two fluid circuits is also known. l In this facility, a conveyor roller is used to move a web from one to the next a roll located on an unwinding shaft withdrawn. The unwinding shaft is on the one hand with rotatably connected to a liquid pump, the delivery volume of which is adjustable and together with a fluid pump connected to the conveyor roller in a rotationally fixed manner and arranged with an adjusting cylinder in a closed liquid cylinder is. The adjusting cylinder influences the delivery volume of the connected to the unwinding shaft adjustable liquid pump. On the other hand, the unwinding shaft is with another one Fluid pump connected in a rotationally fixed manner, which in a second, through a valve a cam controlled circuit is located. The position of this cam depends on the pressure of the adjusting cylinder arranged in the first liquid circuit. The braking of the roller and thus the generation of the web tension is preferably done through those controlled by the cam and only to a small extent through the adjustable liquid pump.

Die jeweilige Bahnspannung hängt deshalb fast ausschließlich von der Ausbildung und Stellung der Kurvenscheibe ab, die über das Ventil den zweiten Flüssigkeitskreislauf steuert. Daraus folgt, daß die Bahnspannung allein schon dann von ihrem Sollwert abweicht, wenn die Kurvesncheibe nicht richtig ausgebildet ist. Dabei kann sowohl eine zu niedrige als auch eine zu hohe Bahnspannung entstehen, die ein Reißen zur Folge hat. The respective web tension therefore depends almost exclusively on the training and position of the cam, which is the second via the valve Fluid circuit controls. It follows from this that the web tension alone then deviates from its nominal value if the cam disk is not designed correctly. This can result in both too low and too high web tension, which causes tearing.

Die Nachteile der bekannten Einrichtungen werden gemäß der Erfindung dadurch behoben, daß die eine Kolben seite eines für die Fördervolumenverstellung der Flüssigkeitspumpe vorgesehenen Verstellzylinders, an die die beiden Flüssigkeitspumpen verbindende Leitung angeschlossen ist, in der ein der jeweiligen Bahnspannung proportionaler Flüssigkeitsdruck hervorgerufen wird, und daß an der anderen Kolbenseite des Verstellzylinders ein entsprechend der gewünschten Bahnspannung einstellbarer Druck wirksam ist. The disadvantages of the known devices are according to the invention fixed by the fact that one piston side is one for the displacement adjustment the fluid pump provided adjustment cylinder to which the two fluid pumps connecting line is connected, in which one of the respective web tension proportional Liquid pressure is caused, and that on the other side of the piston of the adjusting cylinder a pressure which can be adjusted according to the desired web tension is effective.

Auf diese Weise entsteht ein Regelsystem mit einem einzigen Flüssigkeitskreislauf, das im Gegensatz zu dem bekannten, mit zwei Flüssigkeitskreisläufen arbeitenden Steuersystem auf Abweichungen der Bahnspannung von dem eingestellten Sollwert reagiert und dadurch selbstständig den Sollwert unter allen Bedingungen einhält. Trotzdem wird noch der weitere, eingangs als schon bekannt bezeichnete Vorteil erreicht, daß die Bremsleistung nahezu ganz einer Förder- oder sonstigen Antriebswalze zugeführt und damit zurückgewonnen wird. This creates a control system with a single fluid circuit, this is in contrast to the well-known, working with two fluid circuits Control system reacts to deviations of the web tension from the set target value and thereby independently maintains the setpoint under all conditions. Nevertheless the further advantage, which was already known at the beginning, is achieved, that the braking performance is almost entirely fed to a conveyor or other drive roller and thus is recovered.

Bei Rollenschneid-, Umroll- und anderen Papierverarbeitungsmaschinen ist es oft erwünscht, die sogenannte Originalrolle, von der die Bahn abläuft, zunächst antreiben zu können. Auch das kann nach einer Ausgestaltung der Erfindung geschehen, und zwar dadurch, daß eine weitere, von einem Motor angetriebene Pumpe angeordnet wird, die an die Saugleitung der mit der sich abwickelnden Rolle verbundenen Flüssigkeitspumpe angeschlossen ist. Die gleiche zusätzliche Pumpe kann auch dafür benutzt werden, um die Leitung zwischen dem Verstellzylinder und dem auf die Bahnspannung wirkenden Ventil vor Beginn des Wickelns zu füllen. For slitting, rewinding and other paper converting machines it is often desirable to start with the so-called original roll from which the web is running to be able to drive. This can also be done according to an embodiment of the invention, namely in that a further pump driven by a motor is arranged to the suction line of the liquid pump connected to the unwinding roll connected. The same additional pump can also be used for around the line between the adjusting cylinder and the one acting on the web tension Fill valve before starting wrapping.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgedankens schematisch unter Benutzung der für hydraulische Einrichtungen üblichen Sinnbilder dargestellt. In the drawing is an embodiment of the inventive concept schematically using the symbols customary for hydraulic equipment shown.

Die Bahn 1 wird durch die Förderwalze 2 von der Rolle 3 abgezogen. Die Förderwalze 2 wird von einem Elektro- oder hydraulischen Motor 4 angetrieben und kann beispielsweise auch die eine Tragwalze eines Doppeltragwalzenrollers bilden. Die Rolle 3 ist auf der Abrollwelle 5 gelagert, die über eine Kupplung drehfest mit der stufenlos einstellbaren Flüssigkeitspumpe 6 verbunden ist. Diese saugt über die Saugleitung 7 Flüssigkeit, vorzugsweise Öl, aus dem Behälter 8 an und fördert diese Flüssigkeit über die Leitung 9 der Flüssigkeitspumpe 10 zu, die über eine Kupplung mit der Wellell der Förderwalze 2 ebenfalls drehfest verbunden ist. Die aus der Flüssigkeitspumpe 10 durch die Leitung 12 abfließende Flüssigkeit gelangt in den Behälter 13, der zur Vervollständigung des Kreislaufes unmittelbar oder über eine Kühleinrichtung mit dem Behälter 8 verbunden sein kann. The web 1 is pulled off the roll 3 by the conveyor roller 2. The conveyor roller 2 is driven by an electric or hydraulic motor 4 and can, for example, also form the one support roller of a double support roller winder. The roller 3 is mounted on the unwinding shaft 5, which rotatably via a coupling is connected to the continuously adjustable liquid pump 6. This sucks over the suction line 7 liquid, preferably oil, from the container 8 and promotes this liquid via line 9 to the liquid pump 10, which via a Coupling with the corrugation of the conveyor roller 2 is also rotatably connected. the Liquid flowing out of the liquid pump 10 through the line 12 passes into the container 13, which is used to complete the circuit immediately or above a cooling device can be connected to the container 8.

Der Verstellung der Flüssigkeitspumpe 6 dient die Stange des Kolbens 14 im Verstellzylinder 15, dessen oberer Zylinderraum durch die Leitungl6 und die Leitung 17 mit der Leitung 9 verbunden ist, während in den unteren Zylinderraum die Leitung 18 mündet, die über das Wegeventil 19 zu dem Druckminderventil 20 führt. Die anschließende Leitung 21 mündet in die Leitung 22, die von der Pumpe 23 kommt. The rod of the piston is used to adjust the liquid pump 6 14 in the adjusting cylinder 15, the upper cylinder space through the line 6 and the Line 17 is connected to line 9, while in the lower cylinder space the line 18 opens, which leads via the directional control valve 19 to the pressure reducing valve 20. The subsequent line 21 opens into the line 22, which comes from the pump 23.

Die Leitung 22 ist über das Regelventil 24 mit der Saugleitung 7 der Flüssigkeitspumpe 6 verbunden, wodurch diese und mit ihr die Rolle 3 im Bedarfsfall von der Pumpe 23 angetrieben werden kann. Diese wird ihrerseits von dem Elektro- oder hydraulischen Motor 25 angetrieben.The line 22 is via the control valve 24 to the suction line 7 of the Connected liquid pump 6, whereby this and with it the role 3 if necessary can be driven by the pump 23. This in turn is provided by the electrical or hydraulic motor 25 driven.

Die Arbeits- und Wirkungsweise der Einrichtung ist folgende: Vor Beginn des Wickelns werden durch Antreiben der Hilfspumpe23 die Leitungen21 und 18 und der untere Zylinderraum so weit mit Flüssigkeit gefüllt, bis der Kolben 14 seine obere Stellung erreicht hat, bei der die Pumpe ihr größtes Volumen je Umdrehung fördert. Gleichzeitig wird an dem Druckminderventil 20 die gewünschte Bahnspannung eingestellt. Nach dem Anlassen des Motors 4 wird die Bahn 1 von der Rolle 3 abgezogen, wodurch die Flüssigkeitspumpe 6 mitgenommen wird und mit der Förderung beginnt. Die Förderflüssigkeit fließt durch die Leitung 9 zur Flüssigkeitspumpe 10, die sich infolge ihrer Verbindung mit der Welle 11 dreht und dabei ein ihrer Drehzahl entsprechendes Flüssigkeitsvolumen je Zeiteinheit über die Leitung in den Behälter abgibt. Durch den Lauf der Flüssigkeitspumpen entstehl in der Leitung 9 ein ganz bestimmler Druck. der über die Leitungen 17 und 16 auf die obere Fläche des Kolbens 14 wirkt und an dem Manometer 26 ablesbar ist. Diesem Druck ist der Flüssigkeitsdruck im unteren Zylinderraum entgegengerichtet. der an dem Druckminderventil 20 einstellbar und an dem Manometer 27 ablesbar ist. Sind beide Drücke nicht einander gleich, dann erfolgt eine Verstellung des Kolbens 14 und damit des Fördervolumens der Flüssigkeitspumpe 6 je Umdrehung, und zwar so lange, bis das Gleichgewicht erreicht ist, d. h. bis der Druck in der Leitung 9 dem am Druckminderventil 20 eingestellten Druck proportional ist, was einer bestimmten Bahnspannung entspricht. The working and functioning of the facility is as follows: Before The lines21 and 18 and the lower cylinder space is filled with liquid until the piston 14 has reached its upper position, at which the pump has its greatest volume per revolution promotes. At the same time, the desired web tension is applied to the pressure reducing valve 20 set. After starting the engine 4, the web 1 is pulled off the roll 3, whereby the liquid pump 6 is taken and begins to convey. The pumped liquid flows through the line 9 to the liquid pump 10, which is rotates as a result of their connection with the shaft 11 and thereby a speed corresponding to their speed Dispenses liquid volume per unit of time via the line into the container. By the running of the liquid pumps steal a whole in line 9 definite pressure. which via lines 17 and 16 to the upper surface of the piston 14 acts and can be read on the pressure gauge 26. This pressure is the fluid pressure in the opposite direction in the lower cylinder chamber. adjustable on the pressure reducing valve 20 and can be read on the manometer 27. If both pressures are not equal, then there is an adjustment of the piston 14 and thus the delivery volume of the liquid pump 6 per revolution until equilibrium is reached, d. H. until the pressure in the line 9 is proportional to the pressure set on the pressure reducing valve 20 is what corresponds to a certain web tension.

Da die Rolle 3 durch das Abwickeln in ihrem Durchmesser kleiner wird, erhöht sich - gleichbleibende Bahngeschwindigkeit vorausgesetzt - die Drehzahl der Rolle 3, der Welle 5 und der Flüssigkeitspumpe 6, was eine erhöhte Fördermenge dieser Flüssigkeitspumpe je Zeiteinheit zur Folge hat. Da jedoch die Flüssigkeitspumpe 10 - ebenfalls gleichbleibende Bahngeschwindigkeit vorausgesetzt - mit gleicher Drehzahl weiterläuft, kann sie nicht mehr Flüssigkeit aufnehmen als vorher. Infolgedessen erhöht sich in der Leitung 9 der Druck, wodurch das Gleichgewicht zu beiden Seiten des Kolbens 14 gestört wird. Dadurch verlagert sich dieser und verstellt die Förderung der Flüssigkeitspumpe je Umdrehung so lange, bis wieder Gleichgewicht herrscht und der erhöhte Druck in der Leitung 9 abgebaut ist. Dieses Spiel wiederholt sich ständig, bis die Rolle3 abgelaufen ist. Dabei ist für die Bahnspannung stets die Einstellung mit Druckminderventil maßgebend, d. h., die Bahnspannung ändert sich nur dann, wenn das Druckminderventil absichtlich verstellt wird. Since the roll 3 becomes smaller in its diameter as a result of the unwinding, if the web speed remains the same, the speed of the Roller 3, the shaft 5 and the liquid pump 6, which increases the flow rate of these Liquid pump per unit of time. However, as the liquid pump 10 - assuming a constant path speed - with the same Speed continues, it cannot absorb more liquid than before. Consequently the pressure increases in the line 9, whereby the equilibrium on both sides of the piston 14 is disturbed. This shifts this and adjusts the promotion of the liquid pump per revolution until equilibrium is restored and the increased pressure in line 9 is reduced. This game repeats itself over and over again until Rolle3 has expired. There is always the setting for the web tension with pressure reducing valve decisive, d. that is, the web tension only changes if the pressure reducing valve is intentionally adjusted.

Sollte sich während des Wickelns die Bahngeschwindigkeit ändern, dann erhöht oder vermindert sich sowohl die Laufgeschwindigkeit der Flüssigkeitspumpe 6 als auch der Flüssigkeitspumpe 10, und zwar proportional. Handelt es sich um eine Geschwindigkeitserhöhung, dann fördert die Flüssigkeitspumpe 6 mehr Druckflüssigkeit in der Zeiteinheit, ebenso schluckt aber auch die Flüssigkeitspumpe 10 mehr Flüssigkeit, ebenfalls in der Zeiteinheit, wobei beides einander proportional ist. Das bedeutet, daß der Druck in der Leitung 9 nicht erhöht wird, also völlig unbeeinflußt bleibt, so daß auch keine Verstellung des Kolbens 14 und damit der Fördermenge der Pumpe je Umdrehung stattfindet. Infolgedessen bleibt das Drehmoment der Bahn erhalten, womit auch die Bahnspannung erhalten bleibt. Daß sich gleichzeitig die Bremsleistung proportional der Geschwindigkeitszunahme erhöhen muß, was durch den schnelleren Lauf der Flüssigkeitspumpe 6 erreicht wird, wurde oben schon erwähnt. Should the web speed change during winding, then both the running speed of the liquid pump increases or decreases 6 and the liquid pump 10, proportionally. Is it a Increase in speed, then the liquid pump 6 promotes more hydraulic fluid in the unit of time, but also the liquid pump 10 swallows more liquid, also in the unit of time, both being proportional to each other. That means, that the pressure in the line 9 is not increased, i.e. remains completely unaffected, so that no adjustment of the piston 14 and thus the delivery rate of the pump takes place per revolution. As a result, the torque of the train is retained, which also maintains the web tension. That at the same time the braking power must increase proportionally to the increase in speed, which is due to the faster Run of the liquid pump 6 is achieved, has already been mentioned above.

Verringert sich dagegen die Bahngeschwindigkeit, dann liegen die Verhältnisse umgekehrt; sowohl die Flüssigkeitspumpe 6 als auch die Flüssigkeitspumpe 10 laufen entsprechend langsamer. In der Zeiteinheit fördert infolgedessen die Flüssigkeitspumpe 6 weniger Flüssigkeit, jedoch nimmt auch die Flüssigkeitspumpe 10 nur eine entsprechend geringere Flüssigkeitsmenge auf, wodurch gleichfalls der Druck in der Leitung 9 und damit die Bahnspannung erhalten bleibt. If, on the other hand, the path speed decreases, then the Conditions reversed; both the liquid pump 6 and the liquid pump 10 run correspondingly slower. As a result, the liquid pump delivers in the unit of time 6 less liquid, however, the liquid pump 10 also only takes one correspondingly smaller amount of liquid, which also reduces the pressure in the line 9 and so that the web tension is maintained.

Diese Verhältnisse gelten selbstverständlich auch für den Anlauf und für den Auslauf der Maschine. Of course, these relationships also apply to the approach and for the machine to run out.

Das bietet den großen Vorteil, daß die Bahnspannung schon gleich von Anfang des WickclvoCangcs an auf die gewünschte Höhe gebracht und auf ihr gehalten werden kann, bis der Wickelvorgang beendet ist.This has the great advantage that the web tension is already equal to Start of the WickclvoCangcs on brought to the desired height and held on it until the wrapping process is finished.

Damit cntfällt jegliche Regelung von Hand, die erfahrungsgemäß beim An- und Auslaufen der Maschine unerläßlich und meistens der Grund von verhältnismäßig großen Ausschußmengen ist.This means that there is no need for any manual regulation, which experience has shown with Starting and stopping the machine is essential and mostly the reason for proportionality large amounts of scrap.

Wenn die Rolle 3 nicht abgebremst, sondern, wie oben schon angedeutet, angetrieben werden soll, dann wird nach Betätigung des Ventils 24 die Pumpe 23 mit dem Motor 25 angetrieben und fördert Flüssigkeit durch die Saugleitung 7 zur Flüssigkeitspumpe 6, die in diesem Fall als Motor läuft. Die Antriebsdrehzahl kann durch Beeinflussung des Fördervolumens der Flüssigkeitspumpe 6 eingestellt werden. Das kann beispielsweise dadurch geschehen, daß der Kolben 14 nicht nur durch den Flüssigkeitsdruck in dem Verstellzylinder 15, sondern im Bedarfsfall auch von Hand einstellbar ist. If the roller 3 is not braked, but, as already indicated above, is to be driven, then after actuation of the valve 24, the pump 23 is with driven by the motor 25 and conveys liquid through the suction line 7 to the liquid pump 6, which in this case runs as a motor. The drive speed can be influenced by the delivery volume of the liquid pump 6 can be adjusted. For example done by the fact that the piston 14 not only by the liquid pressure in the Adjusting cylinder 15, but can also be adjusted by hand if necessary.

Es kann auch bisweilen erwünscht sein, daß die Rolle 3 nicht nur in der einen, sondern auch in der entgegengesetzten Drehrichtung ablaufen kann. In diesem Fall muß die Flüssigkeitspumpe 6 so ausgebildet sein, daß je nach ihrer Einstellung eine Flüssigkeitsförderung in die Leitung 9 in beiden Drehrichtungen der Pumpe möglich ist. Die Verstellung der Fördermenge je Umdrehung durch den Kolben 14 oder auf andere Weise ist dann so einzurichten, daß in der Mittelstellung des Kolbens keine Förderung erfolgt, während eine steigende Verstellung nach der einen Seite hin die Förderung bei der einen Drehrichtung der Pumpe vergrößert, während eine Verstellung nach der anderen Seite hin bei der anderen Drehrichtung der Pumpe wirksam ist. It can also sometimes be desirable that the role 3 not only can run in one, but also in the opposite direction of rotation. In this case, the liquid pump 6 must be designed so that depending on their Setting a liquid delivery in the line 9 in both directions of rotation the pump is possible. The adjustment of the delivery rate per revolution by the piston 14 or in another way is to be set up in such a way that in the middle position of the Piston no promotion takes place, while an increasing adjustment after the one Side increases the delivery in one direction of rotation of the pump, while an adjustment to the other side with the other direction of rotation of the pump is effective.

Jedoch muß in diesem Fall außerdem noch der Zu-bzw. Abfluß zu den beiden Zylinderräumen vertauscht werden, was dadurch geschieht, daß das Wegeventil 19 in seine zweite Stellung verschoben wird, in der die Leitung 17 mit der Leitung 18 verbunden ist und die Leitung 16 zu dem Druckminderventil 20 führt.However, in this case, the supply or Drain to the both cylinder chambers are interchanged, which happens because the directional control valve 19 is moved into its second position in which the line 17 with the line 18 is connected and the line 16 leads to the pressure reducing valve 20.

Claims

Claims: 1. Device for independent compliance with a certain tension of a web made of paper, plastic, running off a roll, Fabric or the like, in which the unwinding shaft is used as a single braking member Fluid pump with adjustable delivery volume is coupled, which is via a line is connected to a liquid pump coupled to a conveyor roller, thereby characterized in that one piston side is one for the displacement adjustment of the liquid pump (6) provided adjusting cylinder (15) to the two Liquid pumps (6, 10) connecting line (9) is connected, in which a liquid pressure proportional to the respective web tension is produced, and that on the other side of the piston of the adjusting cylinder (15) a corresponding to the desired web tension adjustable pressure is effective.

2. Apparatus according to claim 1, characterized by the arrangement another. by a motor (25) driven pump (23) connected to the suction line (7) connected to the liquid pump (6) connected to the unwinding roll (3) is. hn \ r