DE2142946A1

DE2142946A1 - DEVICE FOR MAINTAINING THE TENSION

Info

Publication number: DE2142946A1
Application number: DE19712142946
Authority: DE
Inventors: Heinrich Gruenbaum
Original assignee: DR C SCHACHENMANN AND CO
Current assignee: DR C SCHACHENMANN AND CO
Priority date: 1971-08-27
Filing date: 1971-08-27
Publication date: 1973-03-08

Description

Vorrichtung zur Aufrechterhaltung der Zugspannung (Zusatz zu Pat.Anm. P 21 14 680.5) Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Aufrechterhaltung der Zugspannung im band- und drahtförmigen, die Strecke zwischen zwei Transportrollen durchlaufenden Material, unter Rekuperation der Bremsenergie, wobei nach Patent .............. (Patentanm. Device for maintaining tensile stress (addendum to patient note. P 21 14 680.5) The invention relates to a device for maintaining the Tension in tape and wire-shaped, the distance between two transport rollers passing material, with recuperation of the braking energy, whereby according to patent .............. (patent no.

P 21 14 680.5) mit der, in Laufrichtung gesehen, ersten Transportrolle eine hydrostatische Pumpe verbunden ist, deren Oelstrom einen mit der zweiten Transportrolle verbundenen hydrostatischen Motor mit kontrolliertem Druck beaufschlagt.P 21 14 680.5) with the first transport roller, seen in the direction of travel a hydrostatic pump is connected, the oil flow of which is connected to the second transport roller connected hydrostatic motor applied with controlled pressure.

In drei Ausführungsbeispielen wurden dort an sich bekannte Einrichtungen - Überdruckventil, Kontaktmanometer, Nullhubpumpe -verwendet, mit deren Hilfe der Oeldruck unmittelbar kontrolliert und entweder konstant gehalten oder in ein zum Rollendurchmesser proportionales Verhältnis gebracht wird.In three exemplary embodiments, devices known per se were used there - Overpressure valve, contact manometer, zero stroke pump -used, with the help of which the Oil pressure is controlled immediately and either kept constant or in a to Roller diameter proportional ratio is brought.

Bei einer solchen unmittelbaren Kontrolle ist der Oeldruck die primäre Größe, aus welcher dann über die Drehmomentbildung in den hydrostatischen Einheiten die Zugspannung im Material resultiert und berechnet werden kann. Selbst gemessen oder geregelt wird sie aber nicht. Ergibt sie eine nennenswerte Kraft, der gegenüber die Reibungswiderstände in der Pumpe unbedeutend sind, so ist ein solches Verfahren angezeigt, weil es einfach und preisgünstig ist.In such immediate control, oil pressure is the primary one Size from which the torque is then generated in the hydrostatic units the tensile stress in the material results and can be calculated. Measured yourself or it is not regulated. If it gives a noteworthy force, the compared to the frictional resistances in the pump are insignificant, this is the case Procedure indicated because it is simple and inexpensive.

Immerhin besteht eine annähernd proportionale Beziehung zwischen Bandzug und öldruck. Die Abweichung von der Proportionalität ist aber umso größer, je kleiner der Bandzug wird, weil ja ein fester Wert, der von ihm vorerst zur Deckung aller Reibungsverluste abgezogen werden muß, einen immer größeren Teil seiner selbst ausmacht und ein stets kleinerer Teil für die Rekuperation übrig bleibt. Schließlich ist nichts mehr zu rekuperieren und der öldruck muß Null werden. Der Bandzug ist aber trotzdem vorhanden, nur wird er durch die Reibungsverluste voll aufgebraucht. Der Bandzug kann somit kaum mehr mit Hilfe des bldruckes bestimmt werden.After all, there is an approximately proportional relationship between strip tension and oil pressure. The deviation from proportionality, however, is greater the smaller the tape tension is, because it is a fixed value, that of it initially to cover all Frictional losses must be deducted, makes up an ever larger part of itself and a smaller and smaller part remains for recuperation. Finally is nothing more to recuperate and the oil pressure must be zero. But the band pull is still available, only it is fully used up by the friction losses. Of the Tape tension can therefore hardly be determined with the help of the image pressure.

Aufgabe der Erfindung ist es, den Öldruck so zu kontrollieren, daß beliebig feineBandzüge eingestellt und aufrechterhalten werden können.The object of the invention is to control the oil pressure so that any fine tape tension can be adjusted and maintained.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine mittelbare Druckkontrolle über einen Zugspannungs-Regelkreis, bei welchem sich der jeweils für die Aufrechterhaltung der Zugspannung erforderliche öldruck selbsttätig einstellt.According to the invention, this object is achieved by an indirect pressure control via a tension control circuit, in which the each is responsible for the maintenance automatically adjusts the oil pressure required for the tension.

Eine weitere Ausbildung der Erfindung sieht einen geschlossenen blkreislauf vor, bei welchem auch der zum hydraulischen Hilfsantrieb der ersten Transportrolle in der Rückleitung aufzubringende bldruck kontrolliert wird.Another embodiment of the invention provides a closed circuit before, in which also the one for the hydraulic auxiliary drive of the first transport roller the pressure to be applied in the return line is checked.

Zwei Ausführungsbeispiele einer solchen Vorrichtung sind in den Zeichnungen schematisch darstellt, und zwar zeigen Fig. 1 einen elektrischen Zugspannungs-Regelkreis und Fig. 2 einen mechanisch-hydraulischen Zugspannungs-Regelkreis.Two embodiments of such a device are shown in the drawings shows schematically, namely Fig. 1 shows an electrical tension control circuit and FIG. 2 shows a mechanical-hydraulic tension control circuit.

Mit den Bezugszahlen 1 bis 10, 13 und 14 sind die gleichen Anlageteile bezeichnet wie im Hauptpatent. So wird auch hier in der durch Pfeile gekennzeichneten Bewegungsrichtung, also von links nach rechts in der Zeichnung, zuerst die Transportrolle 1 und dann die Transportrolle 2, vom band- oder drahtförmigen Material 3 umlaufen.With the reference numbers 1 to 10, 13 and 14 are the same parts of the system designated as in the main patent. Here, too, in the direction of movement indicated by arrows, so from left to right in the drawing, first the transport roller 1 and then the transport roller 2, from the strip or wire-shaped material 3 rotate.

Mit der ersten Rolle 1 ist eine hydrostatische Pumpe 4 und mit der zweiten Rolle 2 ein hydrostatischer Motor 5 verbunden, etwa mittels einer Kupplung oder über Kette bzw. Zahnräder.With the first roller 1 is a hydrostatic pump 4 and with the second roller 2, a hydrostatic motor 5 connected, for example by means of a clutch or via chain or gears.

Die rechte Seite der Pumpe und die linke Seite des Motors sind über eine Druckleitung 6 miteinander verbunden. Der in dieser Leitung herrschende Druck kann durch das Manometer 7 kontrolliert werden. 8 ist ein bl-Vorratsberhälter, 9 eine Zahradpumpe und 10 ein einstellbares Überdruckventil, welches den Aufbau eines definierten Öldruckes in der Leitung 6 ermöglicht. 13 ist eine Stelleinrichtung und 14 ein Elektromotor, der direkt mit der Rolle 2 verbunden ist.The right side of the pump and the left side of the motor are over a pressure line 6 connected to one another. The pressure on this line can be checked by the manometer 7. 8 is a bl storage container, 9 a gear pump and 10 an adjustable pressure relief valve, which is the construction of a defined oil pressure in line 6 allows. 13 is an actuator and 14, an electric motor directly connected to the roller 2.

Es sind geschlossene blkreisläufe dargestellt: neben der ölleitung 6, über die das Cl von der Pumpe 4 zum Motor 5 fließt, ist hier noch die Leitung 36 vorhanden, um das öl vom Motor wieder zur Pumpe zurllckzuführen. Zur Messung des Druckes auch in dieser Leitung dient ein weiteres Manometer 19. Die erste Transportrolle 1 kann entweder einen festen Durchmesser haben oder sie kann auch ein im Durchmesser stets kleiner werdender Abwickelballen sein, wie er strichliert dargestellt ist.Closed circuits are shown: next to the oil line 6, through which the Cl flows from the pump 4 to the motor 5, is still the line here 36 to return the oil from the motor to the pump. For measurement the pressure in this line is also measured by another manometer 19. The first transport roller 1 can either be of a fixed diameter or it can also be one in diameter be ever smaller unwinding bales, as shown in dashed lines.

Zwischen den beiden Transportrollen 1 und 2 ist eine Zugmess-Station eingebaut, deren bewegliche Messwalze 20 unter dem Einfluß der Zugspannung im Bande 3 mehr oder weniger auf ein Steuerglied einwirkt.A tension measuring station is located between the two transport rollers 1 and 2 installed, the movable measuring roller 20 under the influence of the tensile stress in the band 3 acts more or less on a control member.

(emSß Fig. 1 ist dieses Steuerglied ein elektrischer Geber 21, bestehend beispielsweise aus einem kleinen Differential-Transformator mit urzem Hub und einem elektronischen Speisegerät.(As shown in Fig. 1, this control element is an electrical transmitter 21, existing for example from a small differential transformer with a short stroke and one electronic power supply.

Das Ausgangssignal dieses Gerätes wird als der dem Bandzug proportionaler Istwert am Eingang 22 des Verstärkers 23 mit dem vom Potentiometer 35 kommenden Sollwert verglichen. Der Verstärker 23 beaufschlagt die Magnetspule 24 eines Servoventiis 25 mit einem der t Abweichung proportionalem Stroms wodurch dem Stellzylinder 26 in eine der durch seinen Kolben gebildeten Kammern Öl zugeführt wird. Dieses tSl wird durch.eine zweite Zahnradpumpe 27 geliefert, wobei der Druck durch das Ventil 28 eingestellt waren kann. Durch die Beaufschlagung der einen oder der anderen Kolbenseite des Zylinders 26 wird das Fördertolumen der Pumpe 4 über ihre Stelleinrichtung 13 verändert.The output signal of this device becomes more proportional than that of the belt tension Actual value at input 22 of amplifier 23 with that coming from potentiometer 35 Setpoint compared. The amplifier 23 acts on the solenoid 24 of a servo valve 25 with a current proportional to the t deviation as a result of which the actuating cylinder 26 oil is fed into one of the chambers formed by its piston. This tSl is supplied by.eine second gear pump 27, the pressure through the valve 28 may have been set. By acting on one or the other side of the piston of the cylinder 26 is the delivery volume of the pump 4 via its adjusting device 13 changes.

Angenómment der gemessene Istwert des Bandzug wäre großer als der Sollwert. Dann erfolgt die Pumpenverstellung im Sinne der Verkleinerung des Fördervolumens. Dies hat aber bei der unveränderten Drehzahl zur Folge daß weniger tSl durch die Leitung 6 zum Motor gefördert wird und daß der am Manometer 7 angezeigte Druck fällt. Wäre der Sollwert großer als der Istwert, so würde der Druck ansteigen. Wie ersichtlich, erfolgt hier die Druckkontrolle mittelbar, also auf indirektem Wege.Assuming the measured actual value of the strip tension would be greater than that Setpoint. The pump is then adjusted to reduce the delivery volume. However, with the speed unchanged, this has the consequence that less tSl due to the Line 6 is conveyed to the engine and that the pressure indicated on the pressure gauge 7 falls. If the setpoint were greater than the actual value, the pressure would increase. As can be seen the pressure control is carried out indirectly here, i.e. indirectly.

Wenn der Antriebsmotor 14, der hier als Gleichstrom-Nebenschlußmotor dargestellt ist auf eine höhere Drehzahl gebracht wird, so muß daß Materialband 3 nicht nur die Pumpe 4 antreiben, sonderen auch die Transportrolle 1 beschlcunigen. Ist@ deren MaSse und auch die Beschleunigung groß kann es tei:tht vorkommen daß selbst beim öldruck gleich Null am Manometer 7 der Sollzug im Material 3 nicht ausreicht, um die zusätzliche Beschleunigungsarbeit aufzubringen.If the drive motor 14, here as a direct current shunt motor is shown is brought to a higher speed, so the material tape must 3 not only drive the pump 4, but also accelerate the transport roller 1. If @ their measure and also the acceleration is great, it can sometimes happen that Even if the oil pressure on the manometer 7 is zero, the target tension in the material 3 is not sufficient, to do the additional acceleration work.

Dann wird die Pumpe 4 ganz automatisch auf eine noch geringere Fördermenge verstellt so daß der Motor 5 das in der Leitung 6 fehlende Öl über das obere Rückschlagventil 37 nachsaugen muß.Then the pump 4 is automatically adjusted to an even lower delivery rate adjusted so that the motor 5 the missing oil in the line 6 through the upper check valve 37 must suck up.

Dadurch baut sich sofort ein Druck in der RUckleitung 36 auf, ablesbar am Manometer 19. Das bedeutet aber nichts anderes, als daß der Motor 5 zur Pumpe und die Pumpe 4 zum Motor geworden sind. Dank dem geschlossenen blkreislauf wird die schwere Transportrolle l auf diesem Wege beschleunigt bzw. angetrieben, ohne das Materialband 3 zusätzlich zu belasten. Um diese Funktion zu erreichen, darf die Pumpe 9 keinen Druck in der ölleitung 6 erzeugen. In der gezeichneten Stellung des Ventils 29 tut sie es auch nicht.This immediately builds up pressure in the return line 36, readable on the manometer 19. That means nothing else than that the motor 5 to the pump and the pump 4 has become a motor. Thanks to the closed circuit the heavy transport roller l accelerated or driven in this way, without to load the material strip 3 in addition. To achieve this function is allowed the pump 9 does not generate any pressure in the oil line 6. In the position shown of the valve 29, it does not do it either.

Nach Ablauf der Beschleunigungsperiode wird der Druck in der Leitung 36 abgebaut und in der Leitung 6 wieder aufgebaut. Ein ähnlicher Vorgang kann sich abspielent wenn beim schwachen Bandzug der Durchmesser des Abwickelballens 1 klein geworden ist, weil dann das Drehmoment zum Durchdrehen der Pumpe nicht mehr ausreicht.After the acceleration period has elapsed, the pressure in the line increases 36 dismantled and rebuilt in line 6. A similar process can occur Played when the diameter of the unwinding bale 1 is small when the tape is weak has become, because then the torque is no longer sufficient to crank the pump.

Der Druckübergang von einem Manometer auf das andere ist gleichzusetzen mit einer Anderung des Vorzeichens. Am Manometer 7 werden also positive und am Manometer 19 negative Drücke abgelesen, wobei die ersten den Bremsbetrieb mit Energie-Rekuperation und die zweiten den zusätzlichen hydraulischen Antrieb der Einheit 4, die dann als Motor arbeitet, signalisieren.The pressure transition from one manometer to the other is to be equated with a change in sign. So on the pressure gauge 7 are positive and on the pressure gauge 19 negative pressures were read, the first being braking operation with energy recuperation and the second the additional hydraulic drive of the unit 4, which then as Motor works, signal.

Die Rekuperation der vom Bandzug auf die Transportrolle l übertragenenen Energie findet weder beim Auftreten negativer Drücke noch dann statt, wenn die Zeiger beider Manometer 7 bzw. 19 auf Null stehen, weil sich dann diese Energie an der Überwindung von Verlusten oder an der Beschleunigungsarbeit beteiligt.The recuperation of the transferred from the belt tension to the transport roller l Energy takes place neither when negative pressures occur nor when the pointer both manometers 7 and 19 are at zero, because then this energy is at the Overcoming losses or involved in the acceleration work.

Der am Manometer 7 ablesbare Druck ist also ein Mass für das rekuperierbare Bremsmoment und der am Manometer 19 ablesbare ein Mass für das vom ELektromotor 14 ausgebortt;e Moment, um am Durchdrehen der Transportrolle l sowie der hydraulischen Einheit 4 mitzuhelfen.The pressure that can be read on the manometer 7 is therefore a measure of the recoverable pressure Braking torque and the readable on the manometer 19 a measure for that of the electric motor 14 deported; e moment to start spinning the transport roller l as well as the hydraulic Unit 4 to help out.

Wie im Hauptpatent, so auch hier dient die Zahnradpumpe 9 dazu, den Bandzug bereits im Stillstand der Maschine aufzubauen. Dabei wird das Magnetventil 29 erregt, wodurch das von der Pumpe 9 gelieferte t5l unter dem am Ventil 10 eingestellten Druck in die Leitung 6. gelangt und infolge einer geringen Linksdrehung der Hydroeinheit 4 das Materialband 3 spannt.As in the main patent, the gear pump 9 is also used here to the Build up tape tension while the machine is at a standstill. The solenoid valve 29 energized, whereby the t5l supplied by the pump 9 is below that set on the valve 10 Pressure reaches the line 6. and as a result of a slight counter-clockwise rotation of the hydraulic unit 4 tensioned the material band 3.

Sobald der Elektromotor 14 zu drehen beginnt, wird das Magnetventil 29 abgeschaltet und nimmt die in der Zeichnung dargestellte Position an. Jetzt fliesst das Oel dem Ventil 30 zu, welches auf einen wesentlich kleineren Druck eingestellt ist als das Ventil 10. Letzteres sperrt sofort den Abfluss in den Behälter 8, während dieser Abfluss unter Entlastung der Pumpe 9 vom Ventil 30 übernommen wird. Die beiden Rückschlagventile 37 stehen nun unter dem verhältnismäßig niedrigem Druck des Ventils 30 und geben den Weg frei in die Leitungen 6 bzw. 36, sobald dort der Druck unter diesen Wert sinkt.As soon as the electric motor 14 starts to rotate, the solenoid valve is 29 switched off and assumes the position shown in the drawing. Now flows the oil to the valve 30, which is set to a much lower pressure is than the valve 10. The latter immediately blocks the drainage into the container 8 while this outflow is taken over by valve 30 while relieving the pump 9. The two Check valves 37 are now under the relatively low pressure of the valve 30 and give way to the lines 6 and 36 as soon as the pressure falls there this value decreases.

Es handelt sich dabei um das übliche bei geschlossenen Oelkreisläufen angewendete erfahren zwecks ständiger Erneuerung und Kühlung des umlaufenden Oeles. Der Einsatz des oberen Rückschlag ventils 37 wurde bereits erwähnt bei der Beschreibung des Druck überganges aus der Leitung 6 in die Leitung 36, d,h. von positiven Werten auf negative.It is the usual procedure for closed oil circuits applied experience for the purpose of constant renewal and cooling of the circulating oil. The use of the upper check valve 37 has already been mentioned in the description the pressure transition from line 6 to line 36, d, h. of positive values on negative.

Die restlichen Ventile bilden die normale ausrüstung bei geschlossenen Oelkreisläufen. Es sind dies: 2 Überdruck-Schutzventile 38 1 Umschalt-Wegeventil 39 l Spülventil 40.The remaining valves form the normal equipment when closed Oil circuits. These are: 2 overpressure protection valves 38 1 reversing directional control valve 39 l flush valve 40.

Im Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 erfolgt die Regelung des Bandzuges auf mechanisch-hydraulischem Wege. Hier übt die Messwalze 20 der Zugmess-Station unter dem Einfluss der im Material 3 herrschenden Zugspannung Uber den Hebel 31 eine nach unten gerichtete Kraft auf einen Stössel bzw. Kolben des Servo-Ventils 32 aus. Ihr entgegen wirkt auf diesen Kolben eine aufwärts gerichtete Kraft, herrührend vom hydraulischen Druck, der als Sollwert mittels des Druckminderventils 33 stufenlos zwischen Null unddem durch das Ventil 28 begrenzten Wert eingestellt werden kann.In the exemplary embodiment according to FIG. 2, the strip tension is regulated by mechanical-hydraulic means. This is where the measuring roller 20 of the tension measuring station exercises under the influence of the tensile stress U prevailing in the material 3 via the lever 31 a downward force on a plunger or piston of the servo valve 32 off. This counteracts an upward force on this piston, originating from the hydraulic pressure, which is continuously variable as the setpoint by means of the pressure reducing valve 33 between zero and the value limited by the valve 28 can be set.

Der Soll-IStwertvergleich vollzieht sich hier also direkt im hydromechanischen Servo-Ventil 32, das bei auftretenden Abweichungen "bzw. Differenzen zwischen den beiden auf seinen Kolben e-s*wirkenden Kräften den Stellzylinder 26 funktionsmäßig genauso aussteuert, wie es im Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 das elektromagnetische Servo-Ventil 25 getan hat.The target / actual value comparison takes place here directly in the hydromechanical Servo valve 32, which if deviations "or differences between the both forces acting on its piston e-s * the actuating cylinder 26 functionally just like that controls, as in the embodiment of FIG. 1, the electromagnetic servo valve 25 did.

Wenn dort der Sollwert am Potentiometer 55 eingestellt und an seiner Teilung abgelesen werden konnte, so wird er hier am Druckminderventil 33 eingestellt und am Manometer 34 abgelesen.If there the setpoint is set on the potentiometer 55 and at his The division could be read, it is set here on the pressure reducing valve 33 and read on manometer 34.

Im übrigen bleibt alles über daß Funktionieren der Anlage gesagte unverändert bestehen.In addition, everything remains that has been said about the functioning of the system exist unchanged.

Würde ian Pumpe 4 und Motor 5 nicht im geschlossenen Oelkreislauf betreiben sondern in einem offenen, wie ein solcher im Hauptpatent dargestellt ist, dann könnten nur positive, in der Leitung 6 herrschende Oeldrücke kontrolliert werden und die hydraulische Hilfe fär das Durchdrehen oder Beschleunigen der Transportrolle 1 wäre nicht vorhanden.Would not ian pump 4 and motor 5 in a closed oil circuit operate but in an open one, as shown in the main patent, then only positive oil pressures prevailing in line 6 could be checked and the hydraulic aid for spinning or accelerating the transport roller 1 would not exist.

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e

1. Device for maintaining tension in the band and wire-shaped, material passing through the path between two transport rollers, with recuperation of the braking energy, whereby according to patent ............ (patent application P 21 14 680.5) with the first transport roller, seen in the running direction, a hydrostatic one Pump is connected, the oil flow of which is connected to the second transport roller hydrostatic motor subjected to controlled pressure, characterized by an indirect pressure control via a tension control circuit (21-25 or 31-33), which is the one required to maintain the tensile stress automatically adjusts oil pressure.

2. Device according to claim 1, characterized.by a closed one Oil circuit, in which also the one for the hydraulic auxiliary drive of the first transport roller (1) the oil pressure to be applied in the return line (36) is controlled.

L e r s e i t e