DE2139420A1 - Verfahren und vorrichtung zur konstanthaltung der zugspannung von faeden oder baendern - Google Patents

Description

• Verfahren und Vorrichtung zur Konstanthaltung der Zugspannung von Fäden oder Bändern.
• Die Erfindung befaßt sich mit einem Verfahren und einer Vorrichtung zur Konstanthaltung der Zugspannung von Fäden oder Bändern innerhalb von sehr kleinen Toleranzgrenzen.
• Es ist bekannt, die Zugspannung von Fäden äurch mechanische oder elektromechanische Reibungsbremsen zu erzeugen und durch sogenannte "Tänzerwalzen" oder ähnliche Vorrichtungen zu regeln und konstant zu halten. Ein wesentlicher Nachteil dieser bekannten Vorrichtungen ist die mechanische Abnutzung der Bremsbeläge und dadurch eine Veränderung der Zugspannung. Bekanntlich ist der Reibungskoeffizient solcher mechanischen Bremsvorrichtungen im Stillstand erheblich größer als in der Bewegung, so daß beim Anlaufen große Zugkräfte auftreten, die oft zum Zerreißen des Fadens oder Bandes führen.
• Aufgabe der Erfindung ist es> diese NachteIle zu überwinden und auf technisch einfache Weise die Möglichkeit zur gleichmäßigen Spannung von Fäden und Bändern zu schaffen.
• Gegenstand der Erfindung ist somit ein Verfahren zur Konstanthaltung der Zugspannung von Fäden und Bändern innerhalb sehr kleiner Toleranzgrenzen, wobei die Größe der Zugspannung unabhängig von der Abzugsgeschwindigkeit des Fadens oder Bandes ist, welches dadurch gekennzeichnet ist, deß zwischen einem, in einen beweglichen Magnetfeld befindlichen, ebenfalls beweglichen Wirbelstromkörper, eine zur Erzeugung eines definierten Bremsmomentes erforderliche Relativbewegung zwischen Magnetfeld und Wirbelstromkörper durch einen zusätzlichen regelbaren Antrieb erzeugt wird.
• Für den regelba--en Antrieb wird vorzugsweise ein Gleichstrommotor mit fremderregtem oder permanentem Magnetfeld eingesetzt. Es ist weiterhin zweckmäßig zur Einstellung und Konstanthaltung eines definierten Bremsmomentes diesen Gleichstrommotor mit einem. für das gewünschte Bremsmoment in seiner Größe einstellbaren konstanten Gleichstrom zu betreiben.
• Als Wirbelstromkörper wird ein meist rotationssymmetrischer Körper aus elektrisch gut leitendem flaterial verstanden.
• Bewegt man einen solchen Körper in einem Magnetfeld, so wird in ihm eine Spannung induziert, welche Wirbelströme zur Folge hat. Diese wiederum bewirken ein Magnetteld, das dem ursprunglich vorhandenen entgegengerichtet ist und somit die Relativbewegung zwischen Wirbelstromkörper und Magnetfeld zu bremsen sucht.
• Ausschlaggebend für die Bremskraft sind die S-tärke des Magnetfelds an der Stelle, an der sich der Wirbelstromkörper befindet, die Geschwindigkeit, mit der der Wirbelstromkörper durch das Magnetfeld bewegt wird, und der elektrische Widerstand des Wirbelstromkörpers im Hinblick auf die induzierten Wirbelatröme.
• Beim praktischen Einsatz bisher bekannter derartiger Vorrichtungen wird nun entweder der drehbar ausgeführte Wirbelstromkörper mit der zu bremsenden Anordnung mechanisch verbunden, während die MaEnctanordnung feststeht oder es wird die drehbar ausgeführte Magnetanordnung mit der zu bremsenden Vorrichtung verbunden, während der Wirbelstromkörper feststeht.
• Eine Bremsung ist jedoch immer nur dann möglich, wenn eine Relativbewegung zwischen Wirbelstromkörper und Magnetfeld vorhanden ist, d.h. solange die zu bremsende Vorrichtung bewegt wird. Dies ist ein Nachteil der bisherigen Vorrichtungen, die auf der Entstehung von Wirbelströmen beruhen.
• Aus diesem Grunde können diese Vorrichtungen ohne die erfindungsgernäßen Maßnahmen nicht zum Spannen von Fäden oder Bändern eingesetzt werden, die mit definierter Zugspannung von Vorratsrollen abgewickelt und beispielsweise durch eine Vorrichtung zur Weiterverarbeitung geführt werden sollen.
• In Figur 1 ist als Beispiel eine Anordnung zur Durchführung des Verfahrens schematisch dargestellt.
• Der auf der Vorratsspule 1 aufgewickelte Faden 2 wird nach Durchlaufen einer Arbeitsvorrichtwlg 3 (z.B. einer Beschichtungsvorrichtung) auf die Spule 4 gewickelt. Die Spule 4 wird von, dem Motor 5 angetrieben. Die Spule 1 ist drehbar in einem Lager 6 gelagert. Mit der Spule 1 fest verbunden ist ein Zylinder 7, der aus elektrisch gut.leitenden Material z.B. aus Kupfer besteht und den Wirbelstromkörper darstellt. Im Inneren des Zylinders 7 befindet sich ein Zylinder 8, der aus mehreren ringförmigen Magneten ¼ besteht. Diese Ringmagnete sind beispielsweise mehrfach am Umfang radial magnetisiert. Der Magnetzylinder 8 wijd durch den Motor 9 angetrieben. Zwischen dem Zylinder 7 und deni Zylinder 8 besteht keine mechanische Verbindung.
• Der Motor 9 ist ein Gleichstrommotor mit permanentem Magnetfeld z.B. ein Scheibenläufermotor mit besonders großem Stellbereich der Drehzahl. Der Ankerstrom dieses Motors wird mit einer Stromquelle 10 eingestellt und konstant gehalten. Der Ankerstrom ist, ein Maß für die Kraft, mit der der Faden 2 gespannt wird, unabhängig davon, mit welcher Geschwindigkeit der Faden von der Spule 1 abgezogen und auf die Spule 4 aufgewickelt wird.
• Das beschriebene Verfahren kann überall dort Verwendung finden, wo eine Regelung bzw. Konstanthaltung der Fadenspannung ohne Tänzerwalzen oder dergleichen notwendig oder erwünscht ist, insbesondere für Anordnungen, bei denen mehrere Fäden von mehreren Vorratsspulen abgespult werden und gemeinsam mit gleichbleibender Zugspannung eine Apparatur zur Weiterverarbeitung durchlaufen. Ein besonderer Vorteil beruht darauf, daß bei dem erfindungsgemäßen Verfahren kein Verschleiß der Bremsvorrichtungen auftritt und auch kleine Zugkräfte, bis herunter zu 1 p und kleiner, sehr gut konstant gehalten werden können.
• Die erfindungsgemäße Vorrichtung, bestehend aus Spule 1, Lager 6, Wirbelstromkörper 7, Magnetzylinder.8, Motor 9 und Stromversorgung 10, kann auch als Antrieb mit einstellbarem maximalen Drehmoment verwendet werden. Dabei wird durch das Stromversorgungsgerät 10 der'Ankerstrom für den Motor nicht konstant gehalten, sondern lediglich auf einen Maximalwert begrenzt, der dem Drehmoment entspricht, das für den Antrieb zulässig ist.-

Claims (5)

1. Patentansprüche : - S Verfahren zur Konstanthaltung der Zugspannung von Fäden oder Bändern innerhalb sehr kleiner Toleranzgrenzen, wobei die Größe der Zugspannung unabhängig von der Abzugsgeschwindigkeit des Ladens oder Bandes ist, dadurch gekenzeichnet, daß zwischen einem in einem beweglichen Magnetfeld befindlichen ebenfalls beweglichen Wirbelstromkörper eine zur Erzeugung eines definierten Bremsmomentes erforderliche Relativbewegung zwischen Magnetfeld und Wirbelstromkörper durch einen zusätzlichen regelbaren Antrieb erzeugt wird.
2. 2. Verfahren nach Anspruch dadurch gekennzeichnet, daß für den zusätzlichen Antrieb der Magnete bzw. des Wirbelstromkörpers ein fremderregter Gleichstrommotor verwendet wird.
3. 3. Verfahren nach Anspruch l.und 2, dadurch Sekehnzeichnet, daß zum Einstellen und Konstanthalten eines definierten Bremsmomentes der fremderregte Gleichstrommotor mit einem für das gewünschte Drehmoment in seiner Größe einstellbarem konstanten Ankerstrom betrieben wird.
4. 4. Vorrichtung zur Ausübung des Verfahrens nach Anspruch 1 - 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein Wirbelstromkörper mit einer Spule, von der ein Faden oder Band unter konstanter Zugspannung abgerollt werden soll, fest verbunden ist und der Wirbelstromkörper sich im Feld eines Magneten befindet, der durch eine regelbare Antriebsvorrichtung bewegt wird.
5. 5 Vorrichtung zur Ausübung des Verfahrens nach Anspruch 1 - 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h -n e t , daß eine Nagnetanordnung mit einer Spule, von der ein Faden oder Band unter konstanter Zugspannung abgerollt werden soll, fest verbunden ist und sich im Feld dieser Nagnetanordnung ein Wirbelstromörper befindet, der durch eine regelbare Antriebsvorrichtung bewegt wird.