DE1635116A1 - Vorrichtung zum Regeln der Spannung und der Geschwindigkeit einer Gewebebahn in einem Faerbe-Jigger - Google Patents

Description

PATENTANWKLTE DR. LOTTERHOS -DR.-ING. LOTTERHOS

FRANKFURT(MAIN) 1635116

ANNASTRASSE 19 ^ ' ' FERNSPRECHER: (0611) 555061 TELEGRAMME: LOMOSAPATENT ■ LANDESZENTRALBANK 4/951 DRESDNER BANK FFM., Nr. 524742 POSTSCHECK-KONTO FFM. 1667

FRANKFURT (MAIN),den 25. Mai 1966

Vorrichtung zum Hegeln der Spannung und der Geschwindigkeit einer Gewebebahn in einem Färbe-Jiggero

Die Erfindung "betrifft eine Torrichtung zum Regeln von zwei angetriebenen üeib scheiben, die je mit einer Ballenrolle eine Färbejiggers gekoppelt sind, deren Gewebebahn mit konstanter Spannung und Geschwindigkeit umgewickelt werden muss.

In einem derartigen Jigger, der mit der erfindungsgemässen Vorrichtung ausgerüstet ist, werden keine Eühler im Umwiokelfaum benötigt, sondern die Spannung und die Geschwindigkeit der Gewebebahn wird' allein durch den Antriebs mechanismus geregelt. Daher kann die erfindungsgemässe Antriebsvorrichtung nicht nur bei den üblicherweise vor kommenden Jiggern angewendet werden, .sondern auch bei solchen Jiggern, deren Gewebebahn mit extrem niedriger Spannung läuft und die nicht die in Pig. 1 dargestellte Spannvorrichtung aufweisen. Desgleichen kann die Erfindung bei Hochdruck-Jiggern angewandt werden, bei denen das Anbringen eines Fühlers schwierig ist. .

Die Erfindung besteht darin, dass eine liicht bewegliche Heibrolle von einem Weehs^lstrom-Induktionsmotor angetrieben wird. Um die Grundforderung eines analögen Antriebes für den Umwickel-Meohanismus zu erfüllen, d,h. also, die Antriebsradien der beiden Reibscheiben und die Radien der beiden Geweberollen während des gesamten Umwioke!-Vorganges in mathematischem Sinne ähnlich zu halten, werden zwei Reibscheiben auf einer Gleitbahn so angeordnet, und geführt,

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dass sie mittels einer Doppel-Kurbelanordnung, deren Kurbeln im rechten Winkel zueinander angeordnet sind, und deren beide Wirkradien gleichzeitig verändert werden können, um den gleichen Betrag nach rechts und links verschoben werden können« Eine automatische Einstellung der Führungsanordnung wird durch den im folgenden beschriebenen elektrischen und mechanischen Proportionalregler erreicht. Beim regulären Umwickel-Vorgang halten sich die Rückstellkräfte, die auf die Reibrolle wirken und diejenigen Kräfte, die auf die Regelvorrichtung für die Spannung der (Gewebebahn wirken, die Waage. Beim Fortschreiten des ¥mwiekelforganges werden der mit Silizium-Halbleitern geregelte Verstärker sowie der Gleichstrom-Servomotor für die Doppel-Jlrbelstdllvorrichtung über Phasenschieber erregt, die auf die Neigung der Waage ansprechen. Als Integrationsglieder für den Regler dienen Balgen zur Dämpfung der Waagebalkenschwingungen· Als Fühler für die automatische P-1-Regelvorrichtung dient die leicht hin- und herpendelnde Reibrolle. Mechanische Verluste von den Reibrädern bis zu den Rollen für die öwwebeballen werden durch eine Kompensationsvorrichtung ausgeglichen«, Bei Beginn des Umwiekelvorganges ist nur eine einzige Einstellung der beiden Wirkungsradien der Kurbelstiftkreise erforderlich entsprechend der maximalen Dicke des Gewebeballens auf der Rolle und die tatsächlichen Werte der Bandgeschwindigkeit und -Spannung stimmen sodann mit den auf den Skalen angezeigten Werten überein.

Die Erfindung wird im Folgenden anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispieles im Einzelnen erläutert, welches in der Zeichnung sohematisch wiedergegeben ist. Es stellen darι

Fig» 1 einen schematischen Querschnitt durch einen Jigger mit pendelnder (Buchführung j gemäß dem jap. Patent Wr. 405 068, bekant*^gemacht unter Nr. 15435/1962)j

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Pig. 2 eine schematische forderansicht der wichtigsten ieile der vorliegenden Er findung j

Pig. 3 eine schematische Seitenansicht} Pig. 4 eine sehematisehe Draufsicht; Hg, 5 ein Kreisdiagramm, Helenes die augenblicklichen

Durehmesser der beiden im Jigger vorhandenen Gewebeballen angibt';

Pig. 6 ein Diagramm, das die Regelung veranschaulicht, die durch Verschiebung ,zweier beweglicher iierne einer veränderlichen Indiijctivitat bewirkt wird;

Pig. 7 ein prinzipielles Sehaltschema für den Regelkreis eines Gleichstrom-Servomotors.

In den Pig. 2; 3 und 4 ist eine Antriebswelle 26 gezeigt, die zwischen zwei gleich großen ^Reibscheiben 22 und 23 parallel zu deren Oberfläche angeordnet ist. Die Reibscheiben stehen sich exzentrisch gegeneinander versetzt gegenüber und weisen zentral angeordnete WeIlen 24 und 25 auf. An dem einen Ende 27 der Antriebswelle 26 1st eine V-riemenscheibe 28 sowie ein konzentrischer Lagerhalter angeordnet, jsine üeibscheibe 31 ist an dem änderen Dnde der Welle 26 befestigt. 2wel Stifte 38 und 39 einer üebelanordnung 37, die um die Achsen 35 und 36 schwingen kann, sind in die beiden Vertiefungen 33 und 34 eingesetzt, die auf beiden Seiten des nahe der iieibscheibe 31 angeordneten liagers 32 vorhanden sind. Sas lager 32 kann -folglich, in einem schmalen Spalt zwischen der oberen und unteren Begrenzung von Gummipuffern 40 und 41 schwingen und zwar um den als Drehpunkt wirkenden Lagerhalter 29.

vf ext er ist eine Verbindungsstange 42 vorhanden, deren ^ohslinie vertikal durch das ZeBfrum des Endes 30 des Reibrades verläuft. Das untere Ende der Yerbindungsstange 42 ist mittels eines Stiftgelenkes 43 mit dem oberen Teil des die Reibscheibe tragenden Lagers 32 verbunden, und zwar ÄKXSDCk unabhängig von den Bewegungen der Reibsöheibe: 31. Das obere Ende, der Yerbindungsstange 42 ist über ein Stiftgelenk 48 mit dem einen Ende eines Waagebalken-öpannungsreglers (steel yard balance) 44 verbunden, der in einem

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Drehpunkt 45 gelagert ist. Auf dem Waagebalken ist eine Skala 46 für die Spannung der Gewebebahn sowie ein verschiebbares G-ewiqht 47 angeordnet. Zwei Rollenpaare 49;5ü und. 51 ; 52 sind am Mittelteil der Yerbindungsstange 42 angeordnet und, ein Zweikammer-Balgendämpfer 54 sowie ein beweglicher Kern 56 einer veränderlichen Induktivität 55 sind am Oberteil über eine Pufferfeder 53 installiert.

Weiter sind zwei Schraubenfedern 57 und 58 auf den Wellen 24 und 25 der !Reibscheibe 22 bezw„ 25 angeordnet, um den Anpressdruck in den Berührungspunkten 59 und 60 zwischen den Reibrolle^ und den Reibscheiben konstant zu halten. Zwei Y-ttiemenscheiben 61 und 62, die auf den Wellen 24 und 25 angeordnet sind, sind jeweils mit den Wellen 3 bezw. 4 der Antriebsrollen über ein Untersetzungsgetriebe 20 bezw« 21 verbunden, welche jeweils-V-üiemen mit spann scheiben und Getriebe aufweisen.

Zwei Gleitbahnen 63 und 64* die parallel zu den .Reibscheiben und horizontal ausgerichtet sind, sind in Hohlräume 67 und 68 der Zapfen 65 und 66 eingepasst und zwei Kurbelstifte 75 und 76 einer Kurbelscheibe 72 greifen in entsprechende Langlöcher der Gleitrahmen ein, die senkrecht an den Unterseiten der Zapfen 65 und- 66 befestigt sind. Der Mittelpunkt der Kurbelscheibe 72 wird lose durch die Pest achse 71 gehalten, die rechtwinklig unter der Achse 30 sowie horizontal und parallel zur Oberfläche des Reibrades 31 angeordnet ist.

Im oberen Halbkreis der Kurbelscheibe 72 sind zwei verstellbare, mit Schraubgewinde versehene Stangen 73 und 74 vorhanden, die zueinander rechtwinklig in radialer Dichtung angeordnet sind. Zwei Nuten 77 und 78 tragen vorstehende Kurbelstifte 75 und 76, die in jeweils eine der Gewinde stangen eingepasst sind und an den dem Kurbelscheibenmittelpunkt zugewandten Enden der Gewindestangen sind Stirnräder befestigt. Diese Stirnräder sind dauernd mit dem einen Zahnkranz eines Doppelkranz-Zahnrades 81 im Eingriff,

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•welches lose auf der Ji'est achse 71 angeordnet ist. Eine stange 83 ist in einem Gleitzapfen 82 gehalten, zu dem Zweck den anderen Zahnkranz mit einem Stirnrad 84 in Eingriff zu "bringen, das an dem einen ilnde der Stange 83 "befestigt ist. Dies geschieht, indem das Handrad 85 gegen eine "i'eder 86 gedrückt und so die maximale Dicke des G-ewebeballens eingestellt -wird. Wird nun das". Handrad 85 gedreht, so drehen sich die Stirnräder 79 und 80 mit, was zur Polge hat, dass die Kurbelstifte 75 und 76 verschoben werden, wobei jedoch ihre "beiden Abstände vom Mittelpunkt 87 gleich bleiben» Auf der Nut 77 ist ein Pfeil 88 markiert und längs dos .Verschiebeweges der Nut ist eine Skala 89 angeordnet, auf der die eingestellte maximale Dicke des G-ewebewiokels angezeigt /wird.

Sohneekenradzähne 90, die am unteren Umfang der Kurbel scheibe 72 angeordnet sind, stehen mit dem Schneckenge triebe 91 im Eingriff, das mit dem elektrischen Gleichstrom-Servomotor 92 gekuppelt istc Dieser Servomotor 92 kann die Kurbelscheibe 72 in ;}eder Jßichtung um etwa 90° drehen.

Die V-ttiemenscheibe 28 der Antriebswelle wird mittels eines V-Riemens angetrieben, der mit der Stufenscheibe des Induktionsmotors 93 gekuppelt ist. Nachdem die G-eschwindigkeit der Gewebebahn eingestellt ist, werden der Motor und der V—ttiemen in achsialer .Richtung solange verschoben, bis der Riemen und die Antriebsachse einen rechten Winkel miteinander bilden. Sodann wird der am Motor befestigte Einstellhebel 96 in eine der vorhandenen Vertiefungen 95 eingesenkt, die die'eingestellte Geschwindigkeit anzeigen«.

Als nächstes soll der Aufbau der Vorrichtung zur Kompensation mechanischer Verluste beschrieben werden· An dem einen Ende 99 eines horizontal angeordneten Hebels 98, der um seine Achse 97 beweglich ist, sind Spannfedern 100 und

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und 1o1 angeordnet. Die Federn stehen senkrecht zum Hebel 98 und zwar so, dass eine der ü'edern oberhalb und eine unterhalb des Hebels angeordnet ist. Die anderen linden der Federn sind mit 'fauchmagneten 102 und 103 verbunden, die abwechselnd betätigt werden« Das andere Ende des Hebels ist so angeordnet, dass es frei zwischen den kollen 49 und 50 bewegt werden kann_f die.an der Verbindungsstange 42 befestigt sind; Dieser Kompensationsmechanismus für mechanische Verluste ist auf der ¥ickelseite 65 angeordnet, sodass der Abstand'zwischen dem Berührungspunkt 104 des horizontalen Hebels 98 mit den kollen 49 und 50 und der Achse 97 inmer gleich dem Abstand zwischen dem Berührungspunkt 59 des aufwickelseitigen keibrades 22 mit derReibrolle 31 und der Mittellinie 105 ist.

Der abwickeis e it % Mechanismus der Kompensationsvorrichtung ist mit der Vorderseite zum aufwickelseitigen iuechanismus hingerffiähtet und in ähnlicher Weise montiert, Teile davon sind mit eigenen üeiugszeichen in der Zeichnung dargestellt.

£)s folgt die Beschreibung der Arbeitsweise der Kompen s at i ölvorrichtung s

In der öchnittansicht der Rolle des FärbeJiggers, wie sie im oberen Teil der Fig. 2 dargestellt ist, sei der Abstand zwischen der Mittellinie 1 der .achse 3 der Aufwickelrolle 5 und dem Punkt 11, an dem die Gewebebahn kurz bevor sie aufgewickelt wird, anliegt, mit r.. bezeichnet. Es ist dies also der Radius 1-11 des aufwickelseitigen Gewebewickels. Die Bahnspannung in diesem Punkt sei 11} sie Vrird durch den Vektor 13 dargestellt» In gleicher Weise sei der Abstand zwischen der Mittellinie 2 der Achse 4 der abwickeinseitigen Holle und dem Punkt 12 mit r₂ bezeichnet* Es ist dies der Hadius 2-12. Die Spannung der Bahn 18 unmittelbar nachdem sie abgewickelt worden ist, sei T2; sie wird durch den Vektor 14 dargestellt.

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₇._. IiSS 1.1 S

Weiter wird die Spannung del- Gewebebahn, Me^ durch Reibungsverluste an der Holle 10 - die für alle 3?uhrungsrölien, Expander und dergl. steht— verursacht wird, durch den Vektor 15 dargestellt und mit 3?_ER bezeichnet,. 9 soll der Runlet sein, in dem der größte äussere Umfang des Gewebe -Wickels der abwiekelseitigen Rolle die in 2 errichtete Senkrechte schneidet. 19 ist der !Punkt, in dem die Ver -■ bindungslinie zwischen 2 und 9 den ausseren Umfang der Rolle 6 schneidet.

weiter wird gesetztι

Radien der beiden ,/ickelrollen *. ₀.-».»»...»».■»■.■»·,-■..*»*·» R_Q max. Radius 2 -■ 9 · · · - · · · ■· · · · · · ...·...«-..... ·» .. * max. Dicke des Gewebewickels 19 - 9 ..............

Der bchnittprinkt der Horizontalen durch 2 mit dem äusseren "umfang der Holle 6 ist mit 16 bezeichnet.

Unter Verwendung der oben angegebenen Definitionen Bezeichnungen kann die Grleichung, die die Beziehung zwischen r. und r« angibt für eine sog.-reguläre Umwicklung, bei der die Abwickel- und .Aufwickelgeschwindigkeit der Bahn gleich ist, aus der Gleichung für die Berechnung der rechten und linken Wickelrolle abgeleitet werden:

Tr^ + JT r| = B-R^ + ^

A ⁺ 4 = ⁵M ^{+ E}o =■ ^2Eo

wobei -vorausgesetzt wird, dass I - ]f h5 + R , was der Strecke 9 - 16 entspricht. Dieser Ausdruck soll der Einfach heit halber "Analoger Jigger-Hadius" genannt werden.

Aus. Gleichung (IJ kann das in !'ig. 5 dargestellteKreis diagramm abgeleitet werden.

Im oberen Halbkreis des Jigger-Analogkreises mit dem Radius Y= 9 - 16, wird die Senkrechte im Zentrum 115 errichtet. Diese Senkrechte schneidet im Punkt 117 den Jireis. 209810/0459

■- 8 -

jüiun werden zwei Gerade liom Punkt 115 aus gezogen, die einen rechten Winkel einschliessen und zwischen denen die Linie 115 - 117 liegt* Die Schnittpunkte mit dem Üreis werden als 118 bezw. 119 bezeichnet. Von diesen Schnitt punkten 118 bezw. 119 werden zwei Senkrechte auf der durch 115 gehenden Horizontalen" errichtet und deren Schnittpunkte mit der Horizontalen werden mit 120 bezw. 121 be zeichnet. Da das Dreieck 115} 118; 12Ü gleich dem Drei eck 119} 115;121 ist, und da gemäss Voraussetzung der Abstand zwischen den Punkten 120 und 115 gleich T^ und zwischen 121 und 115 gleich r₂ ist, folgt nach Pythagoras die Gleichung?

die der Gleichung (1) entspricht. "Wir- bezeichnen im vorliegenden fall den Winkel 118} 115; 120 mite.

Im ffalle der I'ig." 2 wird der Winkel θ kleiner, wenn der UmwickelprozesB fortschreitet.=

Die Kurbelscheibe 72 zur Änderung der Geschwindigkeit, die im unteren Teil der i'ig," 2 dargestellt ist, arbeitet ähnlich wie im Jireisdiagramm 5 dargestellt und basiert auf den oben beschriebenen Prinzipien. Der einzige Unterschied besteht darin, dass ihre Größe in festgelegtem Hass verkleinert ist. Der Abstand zwischen dem Mittelpunkt 87 der B-urbelscheibe und dem kurbelstift 75, d.h. also, der entsprechende Radius des Greschwindigkeitsreglers, sei Y . Weiter sei angenommen, dass das Mass der Verkleinerung (der kurbelschelbe) K^ist, wobei K₁ < 1. Es gilt dann?

Y '

und aus Gleichung (,1) und 42) folgt

(2)

^To

= ^K1 |/^2Eo

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Die Xjyj-ökala 89 ist in einer Ijage Y₀ auf der Kurbelscheibe angebracht, die durch Berechnung nach Gleichung (3) gefunden wurde, wobei eine bestimmte maximale Dicke. X^ des Gewebeballens angenommen worden ist. Bei der Durchführung der Einstellung der maximale Dicke des Gewebe ballens, wobei der Pfeil 88 auf die entsprechende SBialenmarke 89 eingestellt wird, bleibt daher das Verhältnis K.. stets konstant.

Weiter ist aus den konstruktiven Gegebenheiten zu ersehen, dass

r_c1 = (105) - (59} = (1.22) - (87) und T₀₂ = (113) -

sodass

2 . 2

Diese. Gleichung entspricht völlig der Gleichung (1)·

Als nächstes sollen die notwendigen Bedingungen errechnet werden, die bei Verwendung eines Reibantriebes gemäss Mg. 2; 3 und 4 einzuhalten sind, damit die ■Umfangsgeschwindigkeiten an beiden Ballen gleich sind.

'ha wird angenommen, dass die Umdrehungszahlen (R.P.M.) der Aufwickelrolle n- und die der Abwickelrolle up seien. Die Umdrehungszahlen der Reibscheiben seien auf der Aufwickelseite n_Qi und auf der Abwickelseite n_c2. Die Arbeitsradien der Reibscheiben seien auf derAufwickeleeite r _Λ

, οι

und auf der Abwickelseite r ρ·^ΰ&³ Xlntersetzungsverhältnis der lintersetzungsgetriebe 20 und 21 sei ö, wobei G 1.

Wenn das Reibrad 51 mit der vom Pfeil angezeigten Umfangsgeschwindigkeit v_Q rotiert, werden sich die beiden Reibräder 22j 23 in de:· beschriebenen Weise ebenfalls gleichzeitig drehen. IsJs gilt danns

^vc ^{β 2irr}c1 ⁿo1 = ² «ϊ_ο2η_Ο2· —········- C5)

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Die Geschwindigkeit der Gewebebahn auf der aufwickelseitigen Holle ist

V₁ = 2 JTr^₁ (7)

und die Geschwindigkeit der Gewebebahn auf der abwickelseitigen Holle

Es folgt«

^T1 "⁸^b-T*! ·· ·· · ⁽⁹⁾

c2

und r

c2 · „

Die notwendige .Bedingung bei V.. = V₂ ist daher

^ro1 ^rc2

Auf der Scheibe 72 sollen nun die Senkrechten von den Kurbelstiften 75 und 76 auf die durch den Mittelpunkt gehende Horizontale errichtet werden. Me Schnittpunkte sind 122 und 123 und der winkel 75J 87j 122 ist θ .

Wenn der Winkel Q in i'ig. 5 gleich dem Winkel Q gemacht wird,' so wird unter Berücksichtigung der Gleichungen für ähnliche rechtwinklige Dreiecke j

^ro1 ^rc2 ¹C

Gleichung (11) ist also erfüllt.

Aus diesen Beziehungen folgt, dass zur Durchführung eines regulären'ümwiökelvorganges unter Benutzung der vorliegenden Erfindung eine automatische Regelung erforderlich ist, bei der die Vergrößerung oder Verkleinerung der Bahnspannung, die durch die Differenz zwischen den Geschwindigkeiten auf der rechten und linken Seite entsteht, ermittelt wird. Hierbei muss die der Geschwindigkeitsregelung dienende ivurbelscheibe 72 jeweils so gedreht werden, dass der

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winkel O im j^reisdiägramm immer gleich dem liinkel O₀ der Kurt) el Scheibe ist*

ι -

jjie Gleichung für die G-ewebegeschwindigkeit V kaiin nun aus den G-leicnungen (9); (10) und (12) abgeleitet werden!

ϊ ^r .■"■". ■■■.'■ = ■■

Ü- Y

° ν- . : ■■.-■.-■"

Heim in dieser üieichung der ifert Y^ konstant gehalten wird und nur die Quantität des Ü-ewebes verändert wird, ändert sich folglich auch der Viert von Y. Wenn aber die Einstellung der max. Dicke des (fevrebeba.ilens so durch geführt wird, wie im Vorstehenden beschrieben und folglich Y /T = E₁ auf einem konstanten wert gehalten wird, erhält man & V_n

!Die Geschwindigkeit der 6-ewebaiin wird daher solange nicht verändert, wie die Umfangsgeschwindigkeit V der Antriebsrolle unverändert, bleibt, selbst wenn die G-ewebemenge verändert wird. Dies rührt daher, dass bei der erfindungsgemässen Vorrichtung die G-rundgeschwindigkeit des Gewebes nicht geändert wird, wenn die Einstellung der max. Dicke des G-ewebeballens beim Wechsel der Gewebemenge neu durchgeführt wird; sie entspricht weiterhin dem numerischen Wert, der duräh das ¹JJeIl 95 angezeigt wird. ·

Als nächstes soll die Beziehung zwischen der Spannung 13 J Tt der ü-ewebebahn unmittelbar vor- dem Aufwickeln, der opannung 14j ^2 unmittelbar nach dem Abwickeln und der bpannung 15 j ¹^j die durch den Eeibungsverlust der ' Holle tO verursacht wird, beschrieben werden* Der Rei bungsverlust der Rolle 10 wird durch den dynamischen Reibungskoeffizienten/u bedingt, der im vorliegenden Fall als konstant angesehen werden kann. Aus I¹Ig. 2 ergibt sich:

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- 12 - '.■■■-,.■

¹ER ⁼/^U(lV1 ^{+ T}2^} " ■···

Aus diesen Gleichungen folgt:

worin .

2,u
^K2 = - V

und
'T₂ = ( 1 - Ii₂ ) T₁ (18).

Als nächstes soll die abwärts gerichtete Bewegung des Lagers 32 betrachtet werden_o Allerdings ist bei der vorliegenden Erfindung die durch mechanische Yerluste be dingte Rückstellung der Antriebsvorrichtung durch die weiter unten beschriebene Kompensationsvorrichtung aus geglichen, sodass im vorliegenden i'all diese iteaktion vernachlässigt werden kann.

Das Antriebsdrehraoment an der Aufwickelrolle sei I₄ und an der Abwickerrolle F^ . Die Komponente der abwärts gerichteten Bewegung f_-an der Heibrollenseite des lagers 32, die durch F^ bewirkt wird, eei f und die durch Γ^ bewirkte Komponente sei f,-. Dann ergibt sich;

at" G T₁Tr₁

fir, α T_or_o
fb=-7— = _T ²² (20)"

^rc2 ^rc2

Durch Einsetzen von Gleichung (18) ergibt sieht

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Die -weitere Besehreibung soll sich nun auf das reguläre Umwickeln "beziehen, wobei die Reibrolle 31 mit der Umfangsgeschwindigkeit Y₀ in der Richtung angetrieben wird, die in den i'ig. 3 und 4 durch Pfeile angedeutet ist} die Geschwindigkeit V der Gewebebahn auf der Aufwickelseite und der übwickelseite ist gleich; die der Bandspannung entsprechende Abwärtsbewegung des Lagers 32 und die Kraft

i¹ die über den Stift 48 im einen Ende der Spannungs s ■

Regelwaage übertragen wird, sind so gegeneinander ausbalanziert, dass die Antriebswelle 26 in horizontaler Lage ge halten wird. Die beiden beweglichen Kerne der veränderlichen Induktivität befinden sich folglich in neutraler Lage. In diesem i'all ist ü = Q₀ und Gleichung (12j ist erfüllt. Durch .einsetzen von Gleichung (12) in Gleichung (22) wird

G(2-K₉)YT₁

Vf

rf

Mes zeigt die Gleichgewichtsbedingung. Das heisst, die Bahnspannung i¹.. auf der Aufwickelseite ist durch die Kraft F bestimmt, die über die Spannungsregelwaage eingestellt wird. Die Spannung bleibt solange konstant, wie ϊ¹ nicht geändert wird. Wird z.U. nur die Gewebemenge geändert ohne gleichzeitige Änderung von Y , so wird der Wert von Y geändert und folglich auch die Spannung T₁, obgleich F

ι . . s

konstant gehalten wird. Wird aber die Einstellung der max. Dicke des Gewebeballens so durchgeführt, wie oben beschrieben und l /Y = ü. konstant gehalten, so ergibt sich

- f

Hieraus ist zu_sersehen, dass die Bahnspannung $.; auf der Aufwickelseite konstant gehalten wird und dass ihre Größe solange genau der auf der tjkala 46 eingestellten bpannung entspricht, wie die Größe P nicht durch Verschieben des

S «

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Gewichtes 47 geändert wird, selbst wenn die Gewegeraenge*' geändert wird. Die vorliegende Erfindung verwendet also anstelle von Federn zur Spannungseinstellung die beschriebene Waage, sodass die Genauigkeit ohne iiücksicht auf.· die Größe der Sρ aimungsänderung konstant ist, wobei der Betrag der Änderung der Spannung in der Gewebebahn klein sein kann, wie dies'insbesondere dann der Fal}. ist, wenn bei niedriger Bahnspannung gearbeitet wird.

Wenn der limwickelvorgang vom regulären Zustand, in dem ein Gleichgewicht von θ = θ und F = f herrscht, fortschreitet, wird der Hadius r. auf der Aufwickelseite der Bahn etwas größer zu r!j und der Hadius r₂ auf der Abwiekelseite wird kleiner zu ro, entsprechend Gleichung (1). Das heisst, unter der Annahme dass θ verkleinert wird und dass ferner die Kurbelscheibe des Geschwindigkeitswandlers nicht bewegt wird und ihren ursprünglichen wert θ beibehält, dass der Gleichgewichtszustand verloren geht. In diesem Fall wird Y.. etwas größer und V₂ etwas kleiner, sodass die Bahnspannung T1 plötzlich ansteigt und das Lager 32 veranlasst wird, sich entsprechend Gleichung (22) mit der Bpannungseinstellwaage nach unten zu bewegen, wobei die nach oben wirkende Kraft F überwunden wird. Der be wegliche Kern56 de. veränderlichen Induktivität 55 wird daher allmählich, abgesenkt entsprechend den Zeitkonstanten der Pufferfeder 53 und der titossdämpfer 54 (die im beschriebenen Beispiel Balgen mit doppelter Ölkammer sind).

Diese mechanische Zustandsänderung wird in die Änderung einer elektrischen Größe umgeformt und treibt über den Verstärker T14 den Servomotor 92 so an, dass über die Schraubenspindel 91 und die Schraubenspindelzähne 90 der winkel G₀, das ist der Winkel 75| 87| 122 der Kurbelscheibe 72, verringert wird. Der Arbeitsradius r _Λ der Keibscheibe 22

wird so bis auf r^ vergrößert, während der Arbeitsradius r_o2 der Heizscheibe 23 entsprechend Gleichung (4) bis auf ^rc2 ^verring^er'^b vird. ±is sei angenommen, dass die folgende

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Gleichung giJ-t:

Folglich

Der Gleichgewichtszustand ist erneut hergestellt und die Bandspannüng !D1 lässt nach, wodurch

V= V V . ' ■■·."

wird, sqdass der: Servomotor 92 anhält, wobei das Yerhaltn±s V₁ -■ ^V2 ^wieäer k^erS^es"fc^el-^1;fc i«id auf die ursprüngliche G-röße V.,gebracht wird. Vfenn sich solche Yorgänge wiederholen, .arbeitet die Maschine mit konstanter bandgeschwindigkeit und -Spannung während des gesamten Tlmwickelvorganges.

In l^?ig. 6 stellt die die tunkte 124 und 131 -verTaindende
Achse die Aufwärts"bewegung des beweglichen ivernes 56 und die die Punlcte 124- und 132 verbindende Achse deren Abwärtsbewegung dar. Die die Punkte 124 und 133 verbindende Achse bedeutet die Geschwindigkeit des, vorlaufenden Servomotors 92 während die die Punkte 124 und 134 verbindende Achse die Geschwindigkeit des rücklaufenden Servomotors bedeutet. Wenn der bewegliche kern 56 von seinem neutralen iiuhepunkt 124 zum höher liegenden J^unkt 125 bewegt wird, setzt sich der Servomotor 92 noch nicht von selbst in Bewegung. Wenn aber der kern 56 durch den Punkt 125 geht,
beginnt der l-iotor allmählich anzulaufen, ν'ίβηη die Motorgeschwindigkeit ihr en. Maximalwert 127 erreicht liat, hat
die an die Motorklemmen angelegte Spannung ebenfalls ein l'iaximum, sodass ein Überspannungs-Relais 135, daes parallel zum Servomotor geschaltet ist, anspricht, den Stromkreis unterbricht und.den Servomotor stillsetzt, wodurch ein
Erschlaffen der Gewebebahn verhindert wird.

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Wenn auf der anderen Seite der Kern der Induktivität nach, unten bewegt wird, wird der Servomotor 92 solange nicht anlaufen, solange sich der Kern auf der Strecke 124 bewegt. Wenn der Kern über den Punkt 126 hinaus geht, beginnt der Servomotor allmählich mit umgekehrter ürehrichtung als oben beschrieben anzulaufen. Wenn die Drehgeschwindigkeit des Motors im Punkt 128 ihren Maximalwert erreicht hat, spricht ein weiteres uberspannungsrelais 135 an und unterbricht den Stromkreis in ähnlicher weise wie oben beschrieben, sodass nun eine zu starke Spannung der Bahn verhindert wird. Auch in diesem Falle beeinflusst¹ die angewandte Methode den Waagebalken so, dass Abweichungen von der Grundspannung nach oben oder unten mit weitaus höherer Genauigkeit ausgeglichen werden, als bei anderen Verfahren, sodass sich das Verfahren und die beschriebene Korrichtung besonders für das Arbeiten bei niedrigen Bahnspannungen anbietet.

im folgenden soll nun ein Verfahren zur Kompensation der Rückwirkung der mechanischen Verluste im itntriebsglied auf das Lager 32 beschrieben werden·

Im Hochdruck-Jigger oder dergl. wurden die mechanischen Verluste C_Ht4 und ?_hi± bei der übertragung der Drehmomente sowohl auf der Aufwickel- wie auch aif der Abwickelseite betrachtet und die Drehmomente wurden als konstant angesehen. Der Zuwachs des Drehmomentes bei Erhöhung des Anpressdruckes im Innern des Getriebes wird hier vernachlässigt.

i\iur für diesen lall wurden auch die Drehmomente r,„ und Γ,\ unter Berücksichtigung der mechanischen Verluste auf der Auf- und Abwickelseite in den Untersetzungsgetrieben betrachtet und die Erhöhung des Drehmomentes entsprechend dem Anstieg des Übertragungsmomentes und der Drehzahl wurden vernachlässigt* Wir nehmen nun für diesen lall an, dass die mechanischen Verluste im auf- und abwickclseiti^i Antriebsmechanismus den Verlusten entsprechen, die in den Ballenrollen auf beiden Seiten der Vorrichtung entstehen*

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Die liückwirkungen auf die Bewegung des Reibrollenlagers 32 soll in diesem S'alle mit f _n und f,_r, "bezeichnet werden.

au- Du-

Dann ergibt sich:

aG
^f

.Hieraus ist zu ersehen, dass die Kräfte, die auf das Reibrollenlager 32 einwirken, die gleiche Grosse aber ent gegengesetzte Richtung haben. -Wie¹ in Hg. 2 dargestellt, sind sowohl auf dar Auf- wie auf der Abwickelseite Tauchkernmagnete 102 bezw« 111vorhanden,. die in Tätigkeit gesetzt werden können, während entsprechende Magnete 103 und 112 au-geschaltet sind} die Anordnung kann umgeschaltet werden, sodass dann die Magnete 103 und 112 ein- und die Magnete 102 und 111 ausgeschaltet sind. Angenommen, die Federn 100 oder 101 werden belastet, dann wird eine Kraft W

- ■ - a

erzeugt; wenn die Federn 109 oder 110 belastet werden, ensteht eine Kraft* W, . Weiter sei angenommen, dass der Abstand der Hittelachse 97 zu dem einen Ende 99 des Horizontalbalkens und der Abstand der Achse 106 zum iinde 108 des zweiten Horizontal-alkene gleich.ist, und mit Q be zeichnet wird, jj'ür den Konstrukteur ist nun verständlich, dass die strecke 97 - 104 = r. und die Strecke 1u6 - 113 =^:*₀2* ^{üind n}un f_aG und ^₀. die Hubkräfte, die vom Kompensationsmechanismus über die Stange 42 auf das Lager 32 einwirken, so ergibt sich:

f = -be

Qc

Damit nun diese Kräfte gegen f ρ bezw. fv~ ausbalanziert sind, musQ die folgende Bedingung erfüllt sein:

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	•ρ	G-	18 -	.. Q	•	Ί	1635116
■ρ _	fac -				Wa
xaG	.ρ		rc1
•ρ _	ibc "		G (^f* +r»si)			Wb
1bG "		rc2

folglich muss auch die Gleichung erfüllt sein: Q W_a = G(^+r_m<) .....

₊r_Msi) ,...(30)

Diese Beziehungen sind durch Messungen bestätigt worden. Es kann folglich gesagt werden, dass die !Rückwirkung auf das Eeibrollen-seitige Lager, die durch die mechanischen Verluste im Antriebsmechanismus bewirkt werden, völlig ausgeglichen sind, sodass die Bahnspannung auch bei geringen absoluten Werten völlig konstant gehalten wird.

Gemäss der vorliegenden Erfindung wird demnach ein selbsttätiges Regelsystem vorgeschlagen, bei dem sich im Arbeitsfalle Änderungen der mechanischen Mengen oder Größen nicht im Arbeitsraum (iärberaum) auswirken« Die selbsttätige Regelung sowohl der Bandgeschwindigkeit wie auch der Bandspannung kann ausschliesslich vom Antriebsmachanismus her erfolgen, wobei die Vorrichtung auch bei hoher Geschwindigkeit und niedriger Bandspannung mit großer Genauigkeit arbeitet. Darüberhinaus kann gemäss der Erfindung unabhängig von der Menge des zu färbenden Bandes die Bahngeschwindigkeit und - Spannung konstant gehalten werden und ihr absoluter Wert kann direkt an einer Skala abgelesen werden. Hierdurch kann der Färbeprozess bei jeder gewünschten Bahngeschwindigkeit und -Spannung durchgeführt werden, wobei die Erfindung eine erhebliche Verbesserung der Qualität des gefärbten Bandes ermöglicht und hierdurch die ·;irtschaftIichkeit der Produktion erhöht und die gleichmäElgkeit der Färbung auch bei großen zu färbenden Mengen gewährleistet.

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Claims (13)

- 19 -' ;■■"'■ latent - . Ä η s ρ r ü c he

1. )7Vorrichtung zum Regeln der Spannung und der Geschwindigkeit einer ü-ewebehahn in einein Jfärbe-Jigger, dadurch gekennzeichnet,'

dass sowohl die Aufwickelrolle (7) wie auch die Abwiekelrolle (8) vorzugsweise über UnterSetzungsgetriebe (20; 21) Mit Reibscheiben (.22; 23Ü kraft schlüssig feekuppelt sind, die exzentrisch gegeneinander versetzt einander gegenüber und mit den ü'lacliseiten zueinander parallel parallel-verschiebbar angeordnet sind; dass ferner zwischen den Reibscheiben (22; 23) eine beide ijcheiben gleichzeitig in entgegen gesetzten Richtungen antreibende Reibrolle (3ü) vorhanden ist, deren jjager (32) um einen geringen Betrag senkrecht zur Antriebsachse (26) beweglieh ist und dass das lager (32) über ein kuppelglied (42) mit einer Regelvorrichtung für die Gleichgewichtslage der Reibrolle (30) bezw. des lagers (32) in Wirirteerbindung steht; dass ferner eine Drehscheibe (72) vorhanden ist, die über einstellbare Glieder (75; 76) mit den verschiebbaren Jjagergehäusen (65; 66) verbunden ist und diese entsprechend ihrer stellung relativ zueinander einstellt; dass weiterhin ein Servomotor (92)" vorhanden ist, der die Drehscheibe (72) innerhalb eines Winkels von 90 drehen kann und der vorzugsweise über einen Yer stärker (114) mit dem bteuerfühler (55) verbunden ist, der seinerseits auf die stellung der Regelvorrichtung für die Gleichgewichtslage der Reibrolle (30? anspricht.

2.) Vorrichtung nach im Spruch 1,

dadurch gekennzeichnet, ' ·

dass die Drehscheibe (72) zwei zueinander rechtwinklig in Hüten angeordnete mit behraubgewinden versehene Verstellstiicke (73; 74) aufweist, die an ihren einander zugewandten linden Stirnräder (79; 80) tragen, die in den einen Zahnkranz

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eines zentral angeordneten, verstellbaren Doppelkranzzahnrades (81) eingreifen und die an ihrem anderen Ende ütifte (75; 76) tragen, die in langlochartige Gleitschlitze der Teile (69; 707 eingreifen.

3.) Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2,

dadurch gekennzeichnet, ', :

dass die Drehscheibe (72) eizB gegen eine Jeder (86) achsial verschiebbare Kurbel (83) mit Handrad (85) aufweist, die an ihrem einen Ende ein stirnrad (84) trägt und so ange ordnet ist, dass das Stirnrad im Betätigungsfalle in den zweiten Zahnkranz des Doppelkranzzahnrades (81) eingreifen und dieses verstellen kann»

4.) Vorrichtung nach Anspruch 2,

dadurch gekennzeichnet, ... ■

dass die Drehscheibe (72) eine bkala (89) und der Kurbelstift (75) einen Pfeil (88) zur Einstellung und Anzeige der maximalen Dicke des Bahnwickels trägt»

5.) Vorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,

dass die Antriebsachse (26) über V-Kiemenscheiben (28; 94) mit dem Antriebsmotor (93) verbunden und dieser in Achsrichtung verschiebbar und mittels einer Vorrichtung (95; 96) feststellbar ist.

6») Vorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,

dass die lagerzapfen (65$ 66) auf Gleitbahnen (63; 64) . verschiebbar gelagert sind.

7.) Vorrichtung nach Anspruch 6,

dadurch gekennzeichnet,

. dass die Gleitbahnen (63; 64) aus abriebfestem Werkstoff bestehen und durch Hohlräume (67; 68) der !Lagerzapfen (65; 66) hindurchgreifen. .

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8.) Vorrichtung nach. Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,

dass das Bewegungsspiel der Reibrolle' (30), des Lagers (32) und der Antriebsachse (26) durch Anschläge (4ü;4i), vorzugsweise in ]?orm von Gummipuffern, begrenzt ist.

9.) Torrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,

dass die Lagerzapfen (65? 66) mit Hebeln (98; 107) verbunden sind, die einerseits in Drehpunkten (97; 106) gelagert und an ihren voneinander abgewandten Enden (995 108) über Federn (100; 101 und 109; 110) mit Sauohkernmagneten (102; 103 und 111; 112) verbunden und andererseits zwischen - Rollen (49; 50 und 51; 52) derart am Kuppelglied (42) " festgelegt sind, dass sie senkrecht hierzu entsprechend der Stellung der Drehscheibe (72) verschiebbar sind.

10.) Vorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,

dass die Regelvorrichtung für die Gleichgewichtslage der Reibrolle (30) am Ende des Kuppelgliedes (42) ein Waagbalkensystem (44) Bit verschiebbarem Gewioht (47) aufweist, das in einem Drehpunkt (45) gelagert und über ein Gelenk (48) mit dem Kuppelglied (42) verbunden ist·

11.) Vorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,

dass das Kuppelglied (42) mit einem veBschiebbaren Kern (56) einer veränderlichen induktivität C55) verbunden ist, die mit einem Verstärker (114) in Wirkverbindung steht.

12,I Vorrichtung nach Anspruch 11,
dadurch gekennzeichnet,

dass das Kuppelglied (42) über eine Dämpfungsfeder (53) mit dem Kern C56) verbunden ist und dass gegebenenfalls .noch ein Glied (54) zur Dämpfung der Schwingungen parllel geschaltet ist.

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13.) Vorrichtung nach Anspruoh 12, dadurch, gekennzeichnet» dass das Dämpfungsglied <$54) ein -ölgefüllter DoppeIkammerfcalgen ist.

14·.) Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass parallel zum Servomotor (92) bezw. zum Ausgang des Verstärkere (114) ein 'uTDerspannungsrelais (155 j angeordnet ist·

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