DE1951088B2 - Kompensatorvorrichtung mit einer Tänzerwalze - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft eine Kompensatorvorrichtung mit mindestens einer in einer Warenschleife liegenden Tänzerwalze, welche über ein endloses Zugmittel mit einer Rolle verbunden ist, auf die ein Elektromotor mit einstellbarem Drehmoment geschaltet ist. Das Zugmittel kann dabei beispielsweise eine Kette oder ein Zahnriemen sein; entsprechend kann die Rolle als Kettenrad ausgebildet sein.

Bei der Herstellung, Veredlung oder Verarbeitung von bahn-, band- oder fadenförmiger Ware, ist es häufig erforderlich, zwischen zwei Maschinengruppen oder in eine Maschine eine Kompensatorvorrichtung einzubauen. Eine solche Einrichtung soll gleichzeitig als Warenspeicher dienen und für eine konstante Warenspannung sorgen sowie die nachgeschaltete Maschine bzw. Maschinengruppe steuern. Diese Aufgaben sind bei bisherigen Maschinen nicht erfüllbar, wenn sehr dehnbare oder zu empfindliche Ware zu behandeln ist und häufig schnelle Anfahrvorgänge stattfinden. Man könnte das Gewicht des Tänzers zwar durch ein Gegengewicht mehr oder weniger kompensieren, dadurch würden aber die Massekräfte des Tänzers nur entsprechend erhöht, so daß die Ware bei schnellen Änderungen der Warengeschwindigkeit noch mehr als ohne Gegenge- ^lf>° wicht gespannt würde.

Aus der Zeitschrift »Siemens-Review« VoI XXXI April 1964 Nr. 4, S. 1 Π bis 115, insbesondere Figur 7, ist bereits eine Einrichtung zum Messen der Warenspannung (in einer Papierbahn) bekannt. Die Warenbahn wird hier über eine Walze geführt, deren Eigengewicht durch Federkraft oder auf andere Weise ausbalanciert ist. Die Warenspannung macht sich dann dadurch bemerkbar, daß sie indirekt eine Kraft auf das Lager der Walze ausübt. Im Bekannten s,nd Hinweise angegeben. wie" man diese Kraft und damit die Warenspannung messen kann, nämlich beispielsweise mittels einer W,p- ^e auf der wenigstens ein Teil der Warenumlenkwulzen der Warenschleife befestigt ,st und bei der mn der Sippbewegung ein Potentiometer einstellbar ,st. Der freie Arm der Wippe kann hierbe. unter einer Feder-^STd^Ueⁿr^g dachen Gebrauchsmusterschrift 19 35 823 ist eine Kompensatorvorrichtung der eingangs erwähnten Art vorgeschlagen worden. Diese Einrichtung ist nicht in der Lage, Änderungen der Warenspannung ausreichend zu berücksichtigen, da der•Drehmomentmotor unabhängig von der augenblicklichen Warenspannung arbeitet.

Bei plötzlicher Warenabgabe können durch die Masseträgheit der Tänzerwalze große Zugspannungen auf die Warenbahn ausgeübt werden. Entsprechend kann bei plötzlicher Wareneingabe die Tänzerwalze nicht sDontan der Ware folgen. Das führt dazu, daß der Kompensator zu den fraglichen Zeitpunkten nicht in der Lage ist, die nachfolgende Maschine ordnungsgemäß -u steuern. Diese Fehlsteuerung kann an der loieenden Maschine zu Pendelneigung der Antriebseinheit führen, was wiederum mit momentan auftretenden hohen Zugspannungen in der Ware verbunden .st.

Der Erfindung liegt demgemäß die Aufgabe zugrunde eine Kompensationsvorrichtung zu schaffen, deren Tänzerwalze nahezu trägheitslos der Ware folgt und dadurch eine gleichbleibende Warenspannung garantiert. Die Lösung ist im Kennzeichen des Anspruchs 1 beschrieben. .

Mit der Vorrichtung werden die bei Bewegung entstehenden Massekräfte der Tänzerwalze kompensiert.

Vorteilhafte Weiterbildungen des Erfindungsgegenstandes ergeben sich aus den Ansprüchen 2 und 3.

Die erfindungsgemäße Ausbildung der Kompersatorvorrichtung hat außerdem den überraschenden Vorteil daß besondere Auffangvorrichtungen für die Tänzerwalze, die sonst für den Fall eines Warenbruchs erforderlich waren, nicht mehr gebraucht werden. Gemäß weiterer Erfindung kann nämlich die Drehzahl des Elektromotors derart begrenzt sein, daß die Hub- oder Fallgeschwindigkeit der Tänzerwalze vorgegeben beschränkt ist.

An Hand der schematischen Zeichnung eines Ausführungsbeispiels und der folgenden Beschreibung werden weitere Einzelheiten erläutert. In der Zeichnung läuft die Warenbahn 1 von einem durch den Wickelmotor 2 angetriebenen Wickler 3 über die Umlenkwalze 4 zur Tänzerwalze 5 und von dort über die Umlenkwalze 6 aus dem Kompensator heraus.

Die Tänzerwalze 5 hängt an einer Kette 7, die über Kettenräder 8 und 9 geführt ist.

Mit dem Kettenrad 9 wird ein Potentiometer 10 eingestellt, das die Elektronik U des Wickelmotors steuert. Das Kettenrad 9 ist außerdem mit einem Gleichstrommotor 12 verbunden. Die beiden Umlenkwalzen 4 und 6 sind auf einer Wippe 13 angebracht, welche im Punkt D drehbar gelagert ist. Der dem Drehpunkt D gegenüberliegende freie Arm der Wippe 13 liegt auf einem Widerlager, das durch eine Feder vorgespannt ist. Mittels eines Handrades 15 kann die Kraft (Vorspannung) der Feder 14 eingestellt werden. Der freie Arm der Wippe 13 kann sich zwischen den Endpunkten des Weges S bewegen. Dabei stellt das freie Wippenende ein mit ihm verbundenes Poteritio-

Bieter 16, entsprechend dem Wippenstand ein. Auf das Potentiometer 16 ist im Ausführungsbeispiel eine elektronische Regeleinrichtung Lzw. ein Verstärker 17 geschaltet, der den Elektromotor 12 steuert.

Dieser Elektromotor 12, der vorzugsweise als Dreh- «nomentmotor ausgebildet ist, hat die Aufgabe, bei Erregung ein Mo'.nent auf das Kettenrad 9 auszuüben, um dadurch die Tänzerwalzen nach ODen zu ziehen bzw. teilweise gewichtslos zu machen. Die dem Motor 12 vorgeschaltete elektrische Einrichtung IS, 17 is' dabei zweckmäßig so ausgelegt, daß bei oberer Wippenstellung der Motor nicht erregt wird. Die Tänzerwalze fällt dann nach unten, bzw. sie liegt mit vollem Gewicht in der Ware. Die dadurch entstehende Warenspannung wirkt sich auf die Unilenkwalzen 4 und 6 und damit auf die Wippe 13 aus. Die Wippe wird dann teilweise nach unten gedrückt, das Potentiometer 16 wird verstellt und der Motor 13 demzufolge wieder erregt, wodurch das Gewicht der Tänzerwalze wieder verkleinert wird.

Bei konstanter Arbeitsgeschwindigkeit der Vor- und Folgemaschinen wird in der Regel im erfindungsgemäßen Kompensator keine Änderung der gespeicherten Ware stattfinden, die Wippe führt dann nur geringfügige Bewegungen um eine Mittelstellung aus. Die sich einstellende Warenspannung ist dabei von der Auslegung der mechanischen und elektrischen Einrichtung abhängig.

Wie die Rechnung ergibt, sind in solchem stationären Zustand die sich einstellende Warenspannung und die Auslenkung der Wippe beide einerseits vom Maß der elektrischen Verstärkung der Motorerregung und andererseits von der auf die Wippe wirkenden Federkraft abhängig. In erster Näherung ist die Auslenkung umgekehrt proportional zum Produkt von elektrischer Verstärkung der Motorerregung und Federkraft.

Bei stationärem Betrieb der erfindungsgemäßen Einrichtung soll die Wippe in der Rege! unabhängig von der mit Hilfe der Feder eingestellten Warenspannung immer etwa die gleiche Auslenkung haben. Das bedeutet, daß bei einer Verstellung der Federkraft eine entsprechende Änderung der elektrischen Verstärkung des vom Wippensland abhängigen Potentiometer-Signals erforderlich ist. Hierzu ergibt die Rechnung, daß eine Vergrößerung der Federkraft lediglich eine entsprechende Verkleinerung der elektrischen Verstärkung bedingt. Diese Einstellung kann durch Potentiometer und Widerstandkombinationen leicht bewirk! werden.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung arbeitet aber nicht nur im stationären Zustand, sondern auch bei plötzlichen Geschwindigkeitsänderungen einwandfrei. Wird die Geschwindigkeit schnei! und stark geändert, so erfolgt eine Beschleunigung des Tänzers aus seiner Ruhelage heraus. Dadurch werden Massenkräfte verursacht, die sich auf die Warenbahn auswirken (Trägheitsmomente und Drehmomente). Da aber bei geringem Ansteigen der Warenspannung die Wippe sofort niedergedrückt wird, erhält der Drehmomentmotor momentan eine höhere Erregung. Das führt dazu, daß die Massenkräfte der Tänzerwalze kompensiert werden, indem der Motor über die Kette den Tänzer je nach Erregung des Motors mehr oder weniger nach oben zieht. Das gleiche gilt im umgekehrten Falle, wenn die Warenspannung plötzlich verkleinert wird. Hierbei bewegt sich die Wippe nach oben und der Motor wird entsprechend weniger erregt.

Bei bekannten Kompensatorvorrichtungen sind komplizierte Auffanggeräte erforderlich, die Beschädigungen der Tänzerwalze für den Fall eines Warenbruchs oder des Warenendes verhindern sollen.

Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist es jedoch überraschenderweise möglich, die Fallgeschwindigkeit der Tänzerwalze von vornherein zu begrenzen. Das kann einfach dadurch bewirkt werden, daß die Ankerspannung des Motors und damit die Drehzahl begrenzt werden. Die Ankerspannung des Drehmomentmotors ist beim Ausführungsbeispiel proportional zur Fallgeschwindigkeit der Tänzerwalze. Zur Drehzahlbegrenzung braucht die Ankerspannung also nur so begrenzt zu werden, daß die Ankerspannung einen vorgegebenen Wert nicht übersteigt. Bei der erfindungsgemäßen Kompensatorvorrichtung genügen zum Auffangen des Tänzers einfache Gummipuffer.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Kompensatorvorrichtung mit mindestens einer

in einer Warenschleife liegenden Tänzerwalze, welehe über ein endloses Zugmittel mit einer Rolle verbunden ist, auf die ein Elektromotor mit einstellbarem Drehmoment geschaltet ist, dadurch gekennzeichnet, daß eine an sich bekannte Einrichtung (13) zur Messung der Warenspannung als Steuermittel für den Elektromotor (12) im Hinblick auf Kompensierung der bei der Bewegung entstehenden Massekräfte der Tänzerwalze (5) verwendet ist.

2. Kompensatorvorrichtung nach Anspruch 1, wobei als Einrichtung zur Messung der Warenspannung eine Wippe vorgesehen ist, auf der wenigstens ein Teil der Warenumlenkwalzen der Warenschleife befestigt ist und bei der mit der Wippbewegung ein Potentiometer einstellbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß mit dem Potentiometer (16) die Energiezufuhr des Elektromotors (12) steuerbar ist.

3. Kompensatorvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei in an sich bekannter Weise unter Federspannung (14) stehendem freien Arm der Wippe (13) durch Wahl der Federvorspannung die mittlere Warenspannung vorwählbar ist.

4. Kompensatorvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehzahl des Elektromotors (12) derart begrenzt ist, daß die Hub- oder Fallgeschwindigkeit der Tänzerwalze (5) vorgegeben beschränkt ist.