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Wickeleinrichtung mit elektromagnetischen Kupplungen an Kettenleimermaschinen
oder dergleichen Die vorliegende Erfindung betrifft eine Wickeleinrichtung, mit
Hilfe deren das Volumen der auf den Kettenbaum aufgerollten Ketten sowie die Beschleunigung
der Geschwindigkeit des Baumes automatisch gesteuert werden, indem die Garnspannung
zwischen der Zugrolle und dem Baum in d er der Kettenleimermaschine angepaßt und
konstant gehalten wird.
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In der einschlägigen Technik war es nicht möglich, die Ketten auf
dem Baum mit konstanter Spannung aufzuwinden, wenn das Verhältnis der Durchmesser
von Garnlagen zu Beginn und am Ende des Aufrollens größer wird, insbesondere wenn
wie neuerdings die Garne zu großen Spulen und entsprechenden Packungen aufgewickelt
werden und demzufolge der Durchmesser der Garnlagen größer wird und somit auch das
Ausmaß der Durchmesser dieser Garnlagen größer wird; in solchen Fällen ist es sehr
schwierig, bei konstanter Geschwindigkeit und konstanter Spannung aufzuwinden.
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Zur Behebung dieser Schwierigkeiten wird gemäß der vorliegenden Erfindung
von geschwindigkeitsgesteuerter elektromagnetischer
Kupplung, windungssteuernder
elektromagnetischer Kupplung und bremssteuernder elektromagnetischer Kupplung Gebrauch
gemacht derart, daß die Minderung der Garnspannung durch entsprechende Nutzung des
Arbeitskreises und Erhöhung des elektrischen Stromes eingestellt werden kann, der
zweckentsprechend in jeder elektromagnetischen Kupplung fließt, entsprechend dem
Ausmaß der besagten Garnspannungsminderung, und hierdurch das Drehmoment erhöht
und der Baum befähigt wird, das Garn mit konstanter Spannung aufzuwinden und gleichzeitig
die Spannung konstant zu halten sogar zu der Zeit der Beschleunigung der Kettengeschwindigkeit,
und außerdem gemäß der Erfindung eine. mechanische Bremse an der Zugwalze vorgesehen
ist, um ein Aufwinden bei konstanter Geschwindigkeit und konstanter Spannung zu
ermöglichen.
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Weitere Merkmale, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden
Erfindung ergeben sich aus den beiliegenden Darstellungen von Ausführungsbeispielen
sowie aus der folgenden Beschreibung.
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Es zeigt: Fig. 1 ein Schema des Prinzips der Aufwickeleinrichtung
nach der Erfindung, Fig. 2 eine graphische Darstellung für die Beziehung zwischen
der geschwindigkeitssteuernden elektromagnetischen Kupplung und der wicklungssteuernden
elektromagnetiseh-en Kupplung, und
Fig. 3 eine graphische Darstellung
fllr aiese Beziehung, wenn die Bremse benutzt wird und sich die Maschine im Haltezustand
befindet Die Auftragmaschine mit der Einrichtung nach der vorliegenden Erfindung
weist zwei Antriebsvorrichtungen als Mittel zum Aufwinden oder trfwickeln auf, eine
mechanische Abgabeantriebseinrich4u-lg- in Zusammenwirken mit der Zugwalee, und
eine Aufwickelantriebseinrichtung in Zusammenwirken mit dem Baum, wobei Jede axial
und gesondert mechanisch angetrieben und beide mittels elektrischen Stromes gesteuert
werden. Die mechanische Antriebseinrichtung gibt die Kette bei konstanter Geschwindigkeit
ab oder trägt sie aus; sie hat eine Ausftihrungsform, bei welcher Geschwindigkeit
in wünschenswerter Weise änderbar, deren Drehmoment aber konstant gehalten wird.
Bei der Aufwind-oder -wickeleinrichtung nimmt jedoch der Durchmesser proportional
zu, wenn die Ketten aufgewunden werden, und nimmt umgekehrt proportional die Drehgeschwindigkeit
ab; die Wickelgarnspannung sollte hierbei konstant gehalten werden, während der
Austrag konstant gehalten wird.
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Aufgrund dieser Gegebenheiten hat'der Baum einer Aufwickelantriebseinrichtung
einen grß,eren Umfang und demgemäß eine größere Trägheit als die Zug- oder Aufnehmewalze
der mechanischen Antriebseinrichtung, unterliegt daher einer Verzögerung und kann
der leichteren Zugwalze nicht folgen, wenn die Geschwindigkeit dieser Walze beschleunigt
wird. Andererseits sollte sich - dank der typischen Eigenschaften von Wickelgarn
der Baum in einer etwas weiter vorn befindlichen Drehlage als die Zugwalze befinden,
mindestens ein kleines bißchen weiter
vorbewegt in einem Ausmaß,
daß der Spannung entsprochen wird,-andernfalls ruft die Verzögerung des Baumes ein
Schlaffwerden der Kette sowie Unregelmäßigkeit des Wickelgarns auf dem Baum hervor.
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Aus den oben erwähnten Gründen wird zu der Zeit der Beschleunigung
der Geschwindigkeit der Zugwalze der elektrische Strom zur windungssteuernden elektromagnetischen
Kupplung verstärkt, die aus der Antriebsquelle zum Baum Leistung hinschickt, um
hierdurch die Verzögerung der Drehung des Baumes vorübergehend auszugleichen.
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Die mechanische Einrichtung nach der Erfindung sendet die Menge an
elektrischem Strom proportional dem Verhältnis der Durchmesser der swei Kettenlagen
(der Kettenlage zu Beginn und am Ende des Aufwickelns) zur wicklungsteuernden elektromagnetischen
Kupplung während des Zeitintervalls proportional dem erhöhten Ausmaß der Geschwindigkeit
der Zugwalze, als geschwindigkeitssteigernder Strom.
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Der Grund, weshalb die bremssteuernde elektromagnetische Kupplung
benutzt wird, beruht darauf, daß, wenn die Anzahl der Baumspulen klein ist, die
Stärke der Wickelgarnspannung kleiner als dieJenige von mechanischem Drehverlust
ist, dann bestehen keine schwierigen Probleme; wenn aber viele Spulen vorhanden
sind, wird die Stärke der früheren (Wickelgarnspannung) größer als dieJenige des
mechanischen Drehverlusts, und demgemäß wird die mechanische Antriebseinrichtung
von der Wickelgarnspannung getrieben und Steuerung der Spannung wird unmöglich;
die geschwindigkeitssteuernde elektromagnetische Kupplung kann nicht
dazu
-gebracht werden, die Antriebseinrichtung in umgekehrter Richtung zu drehen, und
zwar wegen der baulichen Gegebenheiten, was wiederum umgekehrte Drehkraft erfordert
oder daß die.
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Bremse die Drehung anhält. Zu diesem Zweck ist die bremssteuernd elektromagnetische
Kupplung vorgesehen, damit die Spannung entsprechend der Stärke der Wicklungsgarnspannung,
wie für die elektromagnetische Kupplung der Wicklungsvorrichtung (der Baum) vorbestimmt,
so gestaltet werden kann, daß sie im bremssteuernden Verstärker wirksam wird, damit
auf diese Weise die mechanische Antriebseinrichtung an einem Antrieb durch die Wickelgarnspannung
gehindert wird.
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Ein wesentliches Merkmal der vorliegenden Erfindung ist, daß durch
die geschwindigkeitssteuernde elektromagnetische Kupplung und die wicklungsteuernde
elektromagnetische Kupplung an die Zugwalze und den Baum Leistung uebertragen wird,
wobei ein Taco-Generator unmittelbar an jedes von ihnen und außerdem an den Differentialverstärker
angeschlossen ist, während die Stärke der Differenzspannung an den Wicklungssteuerverstärker
gelegt wird, der seinerseits von der Zugspannungsvoreinstelleinrichtung gesteuert
wird, und eine Spannung proportional der voreingestellten Zugspannung über den Bremssteuerverstärker
an die bremssteuernde elektromagnetische Kupplung gegeben wird, und außerdem an
der Welle der Zugwalze eine mechanische Bremseinrichtung angeordnet ist.
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Im einzelnen lassen die Zeichnungen folgendes erkennen: Nach Fig.
1 sind mit M1 und M2 elektrische Motore bezeichnet, M.C, WC und B40 lassen die geschwindigkeitssteuernde
elektrische Kupplung bzw. die wicklungsteuernde elektromagnetische
Kupplung
bzw. die bremssteuernde elektromagnetische Kupplung erkennen. M, W und B sind entsprechend
der geschwindigkeitssteuernde Verstärker, der wicklungsteuernde. Verstärker und
der bremssteuernde Verstärker. Wr2 zeigt einen Differentialverstärker, T.G1 und
T.G2 geben Tacogeneratoren wieder. Vorgesehen sind weiter, eine Zugwalze 1, ein
Baum 2, eine Zugspannung vorbestimmende Einrichtung 3, eine geschwindigkeitsvorbestimmende
Einrichtung 4, ein Puffersteuerblock 5, ein Beschleunigungsverstärker 6, ein Wechselventil
7, ein Kolben 8, eine luftgetriebene Bremseinrichtung 9, und z.B. textile Ketten
10. Die elektromagnetischen Kupplungen M C, M'C, WO und B.C sind mit elektrischen
Stromverstärkern M, W und B ausgerüstet, damit jeder von ihnen entsprechend gespeist
wird.
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Der Tacogenerator T.Cl ist an der Ausgangswellenseit,e der Zug- oder
Aufnahmerolle 1 angeordnet, während der Tacogenerator T.G2 an der Ausgangswellenseite
des Baumes 2 vorgesehen ist, wodurch der Betrag derDifferenz der Spannungen, die
proportional den entsprechenden Umdrehungszahlen der Ausgangswellen der -Tacoerzeugt
werden, 2 generatoren/an den Differentialverstårker Wr gelegt wird, während die
Stärke der Spannung proportional der vorbestimmten Zugspannung, wie sie durch die
zugspannungsvorbestimmende Einrichtung verwirklicht ist, die am wickl'gs-, steuernden
Verstärker angeordnet ist, an den bremssteuernden Verstärker B gelegt wird, wodurch,
die Größe des Ausgangs der bremssteuernden elektromagnetischen Kupplung B.C zugegeben
wird. Außerdem befindet sich ein Beschleunigungsverstärker 6 zwischen dem Wicklungssteuerverstärker
W und der geschwindigkeitssteuernden elektromagnetischen Kupplung M.C; desweiteren
ist an der Welle der Zugwalze 1 eine mit einem Wechselventil ausgerüstete Luftbremseinrichtung-
9 vorgesehen.
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Die Arbeitsweise der Einrichtung gemäß der Erfindung ist folgende:
Die geschwindigkeitssteuernde elektromagnetische Kupplung M.C treibt die Zugwalze
1 und gestattet, daß eine gewisse Stärke von elektriscaem Strom gemäß der mittels
der geschwindigkeitsvorbestimmeden Sinrichtung vorbestimmten Geschwindigkeit in
den Motor fließt. Die Steuerung der Geschwindigkeit wird mit Hilfe einer Art "RUckkopplung"
des Tacogenerators T.G1 verwirklicht, der mit der Ausgangswelle von MC verbunden
ist, wodurch eine stabilisierte Geschwindigkeit gehalten wird.
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In der bremssteuernden elektromagnetischen Kupplung B^C fließt der
elektrische Strom in der Richtung entgegengesetzt der einen in der geschwindigkeitssteuernden
elektromagnetischen Kupplung MC, wodurch die Bremskraft ausgeübt wird, deren Stärke
sich mit der Arbeitsgeschwindigkeit von MC in Übereinstimmung befindet. Arbeitet
der Tacogenerator TG1 derart, daß die Geschwindigkeit der Zugwalze 1 höher ansteigt
als dieJenige, welche von der Zugspannung der wicklungssteuernden elektromagnetischen
Kupplung W.C vorbestimmt wird, nimmt die Stärke des elektrischen Stromes in den
M.C ab, ebenso auch die Geschwindigkeit; zur selben Zeit steigt die Stärke des in
der bremesteuernden elektromagnetischen Kupplung B.C fließenden elektrischen Stromes
in der entgegengesetsten Richtung, was zu einem Ansteigen des Brememomentes und
zu einem Absenken der Geschwindigkeit der Zugwalze 1 führt.
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Demgemäß steigt, wenn die Zugspannung groß ist, das Bremsmoment, und
dieses nimmt ab, wenn die Zugepannung kleiner ist, wodurch Anstieg oder Abfall der
Geschwindigkeit ohne RUcksicht
auf die Wicklungqarnspannung verhindert
werden; zur selben Zeit iet die geschwindigkeitssteuernde Kupplung M*C, die eich
selbst steuert, wirksam, und eie verhindert, wenn die Wicklungsspannung groß ist,
die von der Zugspannung ausgeübte Versetzung des Garnes. Die bremssteuernde elektromagnetische
Kupplung B.C wirkt derart, daß sie den meohanischen Verlust an Drehung der Baumantriebseinrichtung
ausgleicht. In der wicklungtedernden elektromagnetischen Kupplung W.C fließt der
elektrische Strom gemäß der vorbestimmten Stärke der Zugspannung, dreht den Baum
und hält die Zugspannung zwischen der Zugwalze und dem-Baum aufrecht. Beginnt die
Zugwalze zu drehen, dreht sich W.C auch, bis sich hier eine vorbestimmte Zugepannung
zwischen den beiden (Zugwalze und Baum) entwickelt, die vorbestimmte Stärke wird
zwischen ihnen konstant gehalten.
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Werden die auf dem Baum 2 aufgewundenen Ketten 10 dicker und wird
der Durchmesser der Garnlage großer nimmt die Stärke des Drehmonents entsprechend
ab. Um jedoch die Zugspannung konatant.tu halten, sollte das Drehmoment ebenfalls
konstant gehalten werden, wofür die Drehmomentabnahme ausgeglichen werden sollte.
Zu diesem Zweck wird die Stärke des in W*C fließenden elektrischen Stromes erhöht,
um hierdurch das Drehmoment zu erhöhen und die Zugspannung konstant zu halten, und
zwar mit Hilfe des Differentialverstärkers Wr²; es besteht hierbei ein Trennkreis
zwischen dem an die geschwindigkeitssteuernde elektromagnetische Kupplung M.C angeschlossenen
Tacogenerator T*G1 und dem an die wicklungsteuernde elektromagnetische Kupplung
M-C angeschlossenen Tacogenerator T.G2.
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In diesem Falle steigt die Stärke des elektrischen Stromes proportional
dem Verhältnis der Durchmesser von Garnlagen, und zwar ohne Rücksicht auf die Geschwindigkeit
der Zugwalze 1.
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Steigt die Geschwindigkeit der Ketten 10, braucht der Baum 2 für seine
Geschwindigkeitsbeschleunigung einen höheren elektrischen Strom, da dort nur der
Strom gemäß der vorbestimmten Wicklungszugspannung fließt. Zu der Zeit des Anstiegs
der Geschwindigkeit des Garnes herrscht in der geschwindigkeitssteuernden elektromagnetischen
Kupplung M*C momentan eine große Stromstärke; nimmt die Drehgeschwindigkeit zu,
nimmt der Strom durch eine Ausbuchtung der "Rtokkopplung" des Tacogenerators T.C1
ab, und demzufolge nehmen die Geschwindigkeiten, während der Stromanteil zum Beschleunigungskreis
6 und sodann zur wicklungssteuernden elektromagnetischen Kupplung W.C gegeben wird,
sowohl der Zugwalze 1, die mittels der elektromagnetischen Kupplung für die Geschwindigkeitssteuerung
MC, und des Baumes 2; der'von der elektromagnetischen Kupplung für die Wicklungssteuerung
W C getrieben wird, mit derselben kreisförmigen Geschwindigkeit ihres Garnes zu.
Nimmt die Geschwindigkeit des Garnes ab, nimmt auch diejenige des Baumes 2 von selbst
ab, und zwar durch Zunahme ihres eigenen Gewichts und den mechanischen Verlust.
Die für die Erniedrigung der Geschwindigkeit zu dieser Zeit erforderliche Zeitspanne
kann (in angemessener Weise) mit Hilfe des Dämpfungssteuerblocks 5 an der Seite'von
M.C eingestellt werden. Zur Zeit des Anstiegs der Geschwindigkeit ist auch der Dämpfungssteuerblöck
wirksam, indem er, wie sich versteht, den plötzlichen Schock absorbiert.
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Hält das Garn an, wird eine mechanische Luftbremse"an die Ausgangswelle
der geschwindigkeitssteuernden elektromagnetischen Kupplung M*C gelegt. Die bremssteuernde
elektromagnetische Kupplung BC erzeugt das Bremsmoment proportional der Anzahl der
Umdrehungen; besteht keine Drehung, nimmt die Stärke des Bremsmomentes in einem
Ausmaß ab, daß dieses Moment kein Gléichgewicht
mit dem Moment
der wicklungssteuernden elektromagnetischen Kupplung W.C halten kann.
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Insbesondere ist, wenn der Wicklungsbaum allein arbeitet, d.h.
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wenn die Ruhezugspannung ausgeübt wird, ein vollständiges Anhalten
von M*C erforderlich, was die Anwendung der Luftbremse nötig macht. Beginnt der
Arbeitsvorgang, stellt die bremssteuernde elektromagnetische Kupplung B.C den Austritt
der Luft mit Hilfe des Geschwindigkeitssteuerorgans ein, welches die Geschwindigkeit
in nur einer Richtung steuert, bis das Moment eine bestimmte Stärke erreicht (d.h.
bis es genügend groß wird) und demzufolge nimmt, wie es Fig. 3 erkennen läßt, das
Moment längs. der dort veranschaulichten Kurve ab, wobei es das Bremsmoment der
bremssteuernden elektromagnetischen Kupplung BC ausgleicht und anpaßt.
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Besonders wird, wenn die Wicklungsspannung niedrig ist, die Wirkung
des mechanischen Verlustes größer, was es erschwert, die Zugspannung konstant zu
halten. Um die Wicklungsspannung stabil zu halten, ist zwischen der Zugwalze 1 und
dem Baum 2 eine Tastrolle 11 angeordnet, die mit einem Zugspannungsfühler 12 ausgestattet
ist Die von diesem Fühler abgeleitete Abweichspannung wird verstärkt, der Strom
entsprechend zum wicklungssteuernden Verstärker W geschickt.
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Durch Anwendung dieser Einrichtung läßt sich eine Wicklungsvorrichtung
größerer Leistungsfähigkeit gewinnen, die bei konstanter Wicklungsgarnspannung betrieben
werden kann, nicht zu sprechen von der Wicklungsvorrichtung, die beieiner niedrigeren
Wicklungsspannung betrieben wird (niedriger als die Größe des mechanischen Verlustes).
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Die vorliegende Erfindung serwirklitht daher gemäß den veranschaulichten
und geschilderten AusfUhrungen eine günstige und änderbare Wicklungsgeschwindigkeit
unter konstanter Zugepannung zu erlangen. Hält die Sugwalze an, läßt eich das Schlaff-oder
oder Durchhäagen der Ketten durch eine Art Bauch der Stillstandzugspannung verhindern.
lelzufolge besteht keine Notwendigkeit der Anwendung der Tanzrolle zur Aufnahme
des Durchhangs; hinzu kommt die Fühlrolle zur Feststellung der Stärke der Zugspannung,
was es ermöglicht, die Wickelzugspannungen im Bereich von inixal 10 kg ru maximal
etwa 300 kg einzustellen und anzupassen. Wird außerdem der Wicklungsbaum in Form
des Doppeltype benutzt, läßt sich die Wicklungsepannung von etwa 600 kt Höchstwert
entsprechend einstellen und anpassen; die Leistungsfähigkeit ist Jedenfalls sehr
erheblich.