DE19520245C2 - Hydraulische Bremseinrichtung, insbesondere für Gewebe- und Papierrollen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine hydraulische Bremsein­ richtung, insbesondere für Gewebe- und Papierrollen, mit einem Ölmotor, der auf einen Kern einer Wickelrolle eine Bremskraft ausübt.

Eine derartige druckschriftlich nicht belegbare hydraulische Bremse ist bereits seit längerem bekannt. Die hydraulische Bremse ist stationär an einer Maschinenanlage angeordnet und besteht aus einer separaten Hydraulikpumpe, welche einen Ölmotor antreibt, der eine Bremskraft auf den Kern einer Geweberolle ausübt. Die Bremskraft des Ölmotors wird dabei elektronisch geregelt. Eine derartige hydraulische Bremse wird vielfach in Textilveredlungsunternehmen eingesetzt. In solchen Unternehmen werden Gewebe auf einen Kern aufgewickelt angeliefert, wobei die Geweberollen, die in als Kaulen oder Doggen bezeichneten Gestellen drehbar gelagert werden, während des Bearbeitungsprozesses mehrfach ab- und aufgewickelt werden müssen. Die Geweberollen nehmen dabei bis zu 20 000 m Gewebe auf, welches durch die Bearbeitung sehr viel Wasser aufnimmt.

Da sich bei derartigen nassen Geweberollen im Ruhezu­ stand sehr schnell im Rollentiefsten Wasser sammelt, entstehen beim nächsten Abwickeln der Geweberolle ganz erhebliche Unwuchten. Die Unwucht bewirkt bei ihrer Abwärtsbewegung eine Beschleunigung der Kaule, so daß sich bei Erreichen der unteren Totpunktstellung der Unwucht auf­ grund der gegenüber der Abzugsgeschwindigkeit der Gewebebahn höheren Kaulengeschwindigkeit ein "Materialsack" bildet. Bei der erneuten Aufwärtsbewegung der Unwucht sinkt die Kaulenge­ schwindigkeit schnell unter die Abzugsgeschwindigkeit, wobei gleichzeitig der "Materialsack" nach und nach abgebaut wird. Wenn die Kaule vor dem Abbau des Materialsacks jedoch bereits eine stark reduzierte Geschwindigkeit aufweist oder sogar in Gegenrichtung läuft, kommt es nach dem Abbau des "Materialsacks" und der erneuten bewegungsmäßigen Kupplung von Kaule und Gewebebahn zu einer ganz erheblichen Spannungs­ spitze in der Gewebebahn aufgrund der großen Geschwindig­ keitsdifferenz. Diese kann zum Reißen der Gewebebahn oder zumindest zur erheblichen Längendehnung der Gewebebahn führen, wobei dies nachteiligerweise Qualitätsschwankungen hervorruft, da sich dadurch innerhalb der Gewebebahn unter­ schiedliche Schußdichten ausbilden.

Zwar wird durch die bekannte hydraulische Bremse die Spannung in der Gewebebahn relativ konstant gehalten und das oben beschriebene Problem gemeistert, jedoch ist dieses elek­ tronisch geregelte System sehr aufwendig und nicht für einen Ortswechsel geeignet. Letztlich muß der Bediener bei unter­ schiedlichen Drehrichtungen der Geweberolle bzw. des Kerns eine manuelle Umschaltung der Vorrichtung vornehmen.

Auch ist eine elektromagnetische Bremse bekannt, bei der ein relativ gleichmäßiger Ab- oder Aufrollvorgang möglich ist. Hierbei wird die Bahnspannung jederzeit elektronisch erfaßt, wobei dann in Abhängigkeit von der Bahnspannung die elektromagnetische Bremse entsprechend geregelt wird. Allerdings erfordert eine derartige Bremse einen hohen technischen Regelungsaufwand.

Darüber hinaus sind auch pneumatische Bremsen in der Praxis erfolgreich im Einsatz, die ebenfalls ortsfest an den Standplätzen von Kaulen angeordnet sein müssen. Hierfür ist jedoch eine aufwendige Infrastruktur notwendig.

Letztlich sind aus der betrieblichen Praxis auch han­ delsübliche Scheibenbremsen bekannt, die einerseits eine relativ geringe, für nasse Rollen nicht ausreichende Bremskraft aufweisen und deren Verschleiß andererseits sehr hoch ist.

Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, eine einfach auf­ gebaute, ortsunabhängige und einfach zu bedienende Bremsvor­ richtung zu schaffen, welche automatisch ein möglichst gleichmäßiges Abrollen von auf Rollen gespeicherten Materialien ermöglicht.

Die Lösung dieser Aufgabe ergibt sich aus den Merkmalen des Anspruchs 1, wonach der auf einen Kern einer Wickelrolle eine Bremskraft ausübende, in einem geschlossenen hydraulischen Kreislaufsystem angeordnete Ölmotor lediglich durch den Kern angetrieben wird, daß das hydraulische Kreislaufsystem für die beiden Drehrichtungen jeweils einen speziellen Strömungsweg aufweist und daß der Ölmotor im Zusammenwirken mit einem auf einen bestimmten Wert eingestellten Druckregler unabhängig von der Drehrichtung ein im wesentlichen konstantes Bremsmoment auf den Kern ausübt.

Der grundsätzliche Vorteil der erfindungsgemäßen Vor­ richtung besteht darin, daß die drehende Kaule unabhängig von der Laufrichtung quasi ihre Bremsenergie selbst erzeugt.

Darüber hinaus besteht jedoch ein ganz wesentlicher Vor­ teil der Erfindung auch darin, daß diese Vorrichtung nicht nur für trockene Kaulen geeignet ist, sondern auch bei "Wassersackpartien" (Unwucht) trotz sich ständig ändernder Bewegungsverhältnisse einer sich drehenden Geweberolle im wesentlichen große Spannungsspitzen in der Gewebebahn verhin­ dert.

Des weiteren hat die erfindungsgemäße Vorrichtung den Vorteil, daß sie ein geschlossenes System darstellt, mit welchem trotz einfacher Bauweise und ohne Einsatz von Fremd­ energie auch hohe Bremsmomente aufgebracht werden können, ohne daß ein nennenswerter Verschleiß festzustellen ist.

Aus dem Stand der Technik sind einerseits die DE-AS 12 59 167 bekannt, in der eine hydraulische Einrichtung zum Auf- und Abwickeln von Bändern oder Folien aus Textilgeweben, Papier oder Metall sowie andererseits die DE-AS 15 74 397 bekannt, in der eine Vorrichtung zum selbständigen Einhalten einer bestimmten Spannung einer von einer Rolle ablaufenden Bahn aus Papier, Kunststoff, Gewebe od. dgl. dargestellt und beschrieben sind. Bei beiden bekannten Vorrichtungen handelt es sich um einen heterogen Stand der Technik, da es sich bei den Vorrichtungen um kombinierte Antriebs- und Bremseinrich­ tungen handelt. Auch ist es bei derartigen bekannten Einrich­ tungen notwendig, einen Ölmotor über zusätzliche Antriebs­ quellen anzutreiben.

Bei einer vorteilhaften Ausführungsform sind die Strö­ mungswege des Kreislaufsystems durch Rückschlagventile von­ einander getrennt.

Eine besonders bevorzugte erfindungsgemäße Bremseinrichtung weist einen fahrbaren Handwagen auf, in dem der mit hydraulischen Steuerungseinrichtungen, wie Druck­ regler und Rückschlagventilen versehene Teil des hydraulischen Kreislaufsystems einschließlich eines Hydraulikbehälters angeordnet ist, während über zwei Schlauchleitungen die hydraulische Verbindung mit der Saug­ seite und der Austrittsseite des mittels eines Kupplungsbau­ teil mit dem Kern verbundenen Ölmotors erfolgt.

Diese erfindungsgemäße Vorrichtung hat den besonderen Vorteil, daß sie ortsunabhängig von irgendwelchen Energiever­ sorgungseinrichtungen bei jeder abzuwickelnden Gewebebahn eingesetzt werden kann. Auch handelt es sich bei den die Vor­ richtung bildenden Bauteilen um handelsübliche Teile die kaum einem Verschleiß unterliegen. Selbst bei Undichtigkeiten kann die Vorrichtung noch eingesetzt werden, da sämtliche Hydraulikleitungen mit Ausnahme der die Verbindung zum Motor herstellenden Schlauchleitungen innerhalb des Handwagens angeordnet sind.

Die Erfindung wird anhand der Beschreibung eines Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 Skizze eines beispielhaften Abwickelvorgangs einer Gewebebahn,

Fig. 2 zeichnerische Darstellung einer Kaule einschließ­ lich Geweberolle sowie einer Bremsvorrichtung und

Fig. 3 hydraulischer Schaltplan der in Fig. 2 darge­ stellten Bremseinrichtung.

In den Zeichnungen ist eine hydraulische Bremseinrichtung insgesamt mit der Bezugsziffer 10 bezeichnet.

Die Bremseinrichtung 10 ist einer Kaule 11 zugeordnet, die eine auf einen Kern 12 aufgewickelte, drehbar gelagerte Geweberolle 13 aufweist. Von einer derartigen Geweberolle 13 wird beispielsweise zum Zwecke des Einfärbens eine Gewebebahn 14 abgewickelt. Dieser Vorgang ist in Fig. 1 dargestellt. Dort ist zu erkennen, daß die Gewebebahn 14 mittels mehrerer Führungswalzen 15 durch ein Farbbad 16 geführt wird. Nach dem Einfärben wird die Gewebebahn 14 dann in einer Quetschwalzen­ anordnung 17 entwässert und über weitere Führungswalzen 15 zu einer mittels eines Motors 18 angetriebenen Geweberolle 19 geführt.

Während die zuletzt genannte Geweberolle 19 über den Antriebsmotor 18 angetrieben wird, erfolgt über die der Gewe­ berolle 13 zugeordnete Bremseinrichtung 10 während des Abwickelvorgangs eine ständige Bremsung.

In der Fig. 2 ist die Anordnung der Bremsvorrichtung 10 an der Kaule 11 besser zu erkennen. Dort sieht man einen fahrbaren Handwagen 20, in dem ein nicht dargestellter Ölvor­ ratsbehälter sowie die hydraulischen Schaltvorrichtungen angeordnet sind. Der Handwagen 20 ist über zwei Hydraulik­ schläuche 21 mit einem Ölmotor 22 verbunden, welcher an einer Anschlagplatte 23 der Kaule 11 lösbar angeordnet ist. Die Verbindung des Ölmotors 22 mit dem Kern 12 erfolgt über eine Steckkupplung 24.

Die hydraulische Bremseinrichtung 10 ist mit einem Hydrauliksystem gemäß dem in Fig. 3 dargestellten hydraulischen Schaltplan 25 versehen.

Demnach weist die hydraulische Bremsvorrichtung 10 einen Ölvorratsbehälter 26 sowie Hydraulikleitungen 27 mit Verzweigungen 28 und 29 auf. Innerhalb der Hydraulikleitungen 27 sowie der Verzweigungen 28 und 29 sind unterschiedlich orientierte Rückschlagventile 30, 31, 32 und 33, der Ölmotor 22, ein handregelbarer Druckregler 34 sowie ein Manometer 35 angeordnet.

Grundsätzlich sind zwei Drehrichtungen A und B der Gewe­ berolle 13 denkbar. Bei der Drehrichtung A ergibt sich ein durch doppelte Pfeilspitzen gekennzeichneter Strömungsverlauf des Hydrauliköles, während bei der entgegengesetzten Richtung B der Geweberolle 13 der Strömungsverlauf durch einfache Pfeilspitzen gekennzeichnet ist.

Falls sich nun die Geweberolle 13 in Richtung A bewegt, saugt der Ölmotor 22 an der mit I gekennzeichneten Stelle (Saugseite) Hydrauliköl an, während das Hydrauliköl an der mit II gekennzeichneten Seite des Ölmotors 22 (Austrittsseite) austritt. Durch den vom Ölmotor 22 erzeugten saugseitigen Unterdruck wird zunächst das Rückschlagventil 30 geöffnet und das Hydrauliköl über die Hydraulikleitung 27 aus dem Ölvorratsbehälter 26 zur Austrittsseite II gefördert. Dies führt dazu, daß austrittsseitig des Ölmotors 22 zwischen dem Ölmotor 22 und dem Druckregler 34 ein Überdruck entsteht durch den das Rückschlagventil 31 geöffnet wird. Darüber hinaus wird durch den sich zwischen dem Druckregler 34 und dem Ölmotor 22 aufbauenden Überdruck der Ölmotor 22 und dabei der damit drehverbundene Kern 12 abgebremst. Durch eine manuelle Einstellung des Druckreglers 34 kann das gewünschte Bremsmoment festgelegt werden.

Falls die Geweberolle 13 die Drehrichtung B aufweist ergibt sich der mit einer Pfeilspitze gekennzeichnete Strö­ mungsverlauf des Hydrauliköles. In diesem Fall paßt sich das hydraulische System automatisch der veränderten Drehrichtung B an, wobei jedoch am Ölmotor 22 die Saugseite nunmehr an der mit II gekennzeichneten Stelle und die Austrittsseite an der mit I gekennzeichneten Stelle vorhanden ist. Aufgrund des veränderten Druckverlaufs innerhalb des Systems schließen darüber hinaus automatisch die Ventile 30 und 31, während die Ventile 32 und 33 öffnen.

Sofern nun eine seit längerer Zeit unbewegte nasse Geweberolle 13 aus produktionstechnischen Gründen abgewickelt werden soll, weist diese meist in ihrem unteren Bereich eine mehr oder weniger große Ansammlung an Wasser (Unwucht) auf.

Wenn eine Geweberolle über die Gewebebahn angetrieben wird und die Unwucht den Scheitelpunkt überschritten hat, wird die Geweberolle aufgrund der sich abwärts bewegenden Unwucht (Gewichtskraft) beschleunigt. Durch das große zur Verfügung stehende Bremsmoment wird die Beschleunigung der Geweberolle 13 in Grenzen gehalten, so daß nach dem Überschreiten der unter Totpunktstellung Spannungsspitzen in der Gewebebahn vermieden werden.

Claims (3)

1. Hydraulische Bremseinrichtung, insbesondere für Gewebe- und Papierrollen, mit einem Ölmotor, der auf einen Kern einer Wickelrolle eine Bremskraft ausübt, dadurch gekennzeichnet, daß der in einem geschlossenen hydraulischen Kreislaufsystem angeordnete Ölmotor (22) lediglich durch den Kern (12) angetrieben wird, daß das hydraulische Kreislaufsystem für die beiden Drehrichtungen (A, B) jeweils einen speziellen Strömungsweg (28, 29) aufweist und daß der Ölmotor (22) im Zusammenwirken mit einem auf einen bestimmten Wert eingestellten Druckregler (34) unabhängig von der Dreh­ richtung (A, B) ein im wesentlichen konstantes Bremsmoment auf den Kern (12) ausübt.

2. Bremseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Strömungswege (28, 29) des Kreislaufsystems durch Rückschlagventile (30, 31, 32, 33) voneinander getrennt sind.

3. Bremseinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, gekenn­ zeichnet durch einen fahrbaren Handwagen (20) in dem der mit hydraulischen Steuerungseinrichtungen, wie Druckregler (34) und Rückschlagventilen (30, 31, 32, 33) versehene Teil des hydraulischen Kreislaufsystems einschließlich eines Ölvor­ ratsbehälters (26) angeordnet ist, während über zwei Schlauchleitungen (21) die hydraulische Verbindung mit der Saugseite (I) und der Austrittsseite (II) des mittels einer Steckkupplung (24) mit dem Kern (12) verbundenen Ölmotors (22) erfolgt.