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Abstulvorriehtung mit Bremse Die Erfindung bezieht sich auf eine
Vorrichtung zum Abspulen von strang-, band- oder drahtförmigem Gut, z.B. einem blechband,
von einer Spule oder einet Coil, mit einer Lagerung fr die Spule oder den Coil und
eine Bremse zum Abbremsen der Spule oder des Coils.
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Beim Abspulen von einer Spule oder einem Coil nimmt der Durchmesser
der Spule oder des Coi]sdauernd ab. Hierbei ist es erforderlich, die Zugspannung
im abzuspulenden Gut konstant zu halten, z.B. mit Rücksicht darauf, daß das Gut
nicht zu stark auf Zug beansprucht wird. Wenn nun die Zugspannung mit Hilfe einer
Bremse aufrechterhalten werden soll, die die Spule bzw.
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den Coil bremst, muß das Bremsmoment in dem Maß abnehmen, in dem der
Durchmesser der Spule oder des Ooils abninst.
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Durch die Erfindung nwr£ soll eine Vorrichtung vorgeschlagen werden,
mit der eine stufenweise Herabsetzung des Bremsmomentes automatisch erreicht wird,
wobei elektrische Einrichtungen vermieden werden sollen.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Abspulen von strang-oder bandförmigem
Gut, z.B. einem Blechband, von einer Spule oder einem Coil, mit einer Lagerung für
die Spule oder den Coil und einer Bremse zum Abbremsen der Spule oder des Coils
ist gekennzeichnet durch eine Bremse mit einem Druckmittelzylinder zum Anziehen
oder Lüften der Bremse, eine mit desn Druckmit telzylinder zusammenwirkende Ventilanordnung
mit mehreren Druckreduzierventilen, die auf verschiedene Drücke eingestellt und
jeweils für sich an den Druckmittelzylinder anschließbar sind, eine Betatigungseinrichtung
für die Druckreduzierventile und eine den üllungszustand der Spule oder des Coils
abtastende Tasteinrichtung, die mit der Betätigungseinrichtung gekuppelt ist und
diese so verstellt, daß nacheinander Druckreduzierventile in solcher Reihenfolge
mit dem Druckmittel zylinder verbunden werden, daß der Druck im Druckmittelzylinder
fortlaufend abnimmt, wenn der Drucknittelzylinder ein Bremszylinder ist und fortlaufend
zunimmt, wenn der Druckmittelzylinder ein LUftzylinder ist.
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lViit einer solchen Vorrichtung wird das Bremsmoment in Abhängigkeit
vom Füllungszustand der Spule oder des Coils stufenweise verringert. Die Vorrichtung
kommt ohne elektrische Bauteile aus und ist deshalb besonders dort geeignet, wo
elektrische Installationen problematisch sind, z.B. in feuchten Räumen. Das Druckmittel
für die Beaufschlagung des Druckmittelzylinders kann flüssig oder gasförmig sein.
Besonders robust ist die Vorrichtung bei Verwendung von Luft als Druckmittel. Die
Vorrichtung ist wenig störanfällig, da Druckreduzierventile und auch die anderen
nötigen Bauteile robuste Elemente sind, die sicher funktionieren und eine große
Lebensdauer haben.
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Die Betätigungseinrichtung kann eine drehbare Nockenwelle mit Nocken
sein, die mit den Druckreduzierventilen nachgeschalteten Ventilen zusammenwirken.
Es sind jedoch auch andere Betätigungseinrichtungen möglich, beispielsweise könnte
anstelle einer drehbaren Nockenwelle eine verschiebbare Stange vorgesehen werden,
an der sich ebenfalls Nocken befinden, die nacheinander auf die den Druckreduzierventilen
nachgeschalteten Ventile einwirken.
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Die Tastvorrichtung kann einen am Gut antastenden lastarm, vorzugsweise
mit Tastrolle, aufweisen, der über ein Zwischengetriebe mit der Nockenwelle gekuppelt
ist. Ein solcher Tastarm
kann sowohl schwenkbar, als auch geradlinig
versdiebbar sein. Er kann sowohl an der Spule bzw. dem Coil unmittelbar antasten,
als auch auf dem abzuspulenden Gut in einem Bereich aufliegen, der zwischen der
Spule und z.B. Abzugsrollen liegt.
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Vorteilhafterweise sind die Druckreduzierventile einstellbar.
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Es ist dann von Vorteil, wenn jedem Druckreduzierventil ein Monometer
zugeordnet ist. Die Einstellbarkeit der Druckreduzierventile ermöglicht eine genaue
Einjustierung der Vorrichtung auf das jeweils abzuspulende Gut. Die Vorrichtung
ist dadurch gut anpassungsfähig.
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Die Schaltung der Ventilanordnung ist bei einer bevorzugten ausführungsform
der Erfindung so, daß jedem Druckreduzierventil ein von der Betätigungseinrichtung
betätigbares 3/2-Wegeventil und diesem ein Wechselventil nachgeschaltet ist und
daß die Wechselventile in Reihe geschaltet sind, wobei die Reihenschaltungsleitung
mit dem Druckmittelzylinder verbunden ist.
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Wenn nun ein bestimmtes Ventil z.B. von einem Nocken betätigt wird,
gestatten die nachfolgenden in Reihe geschalteten Wechselventile die Verbindung
mit dem Druckmittelzylinder, während das Wechselventil, das dem gerade betätigten
Ventil nachgeschaltet ist, den Weg zu den vorgeschalteten Ventilen hin absperrt.
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Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist ein von Hand betätigbares
Ventil vorgesehen, mit dem der Drucknittelzylinder unter Umgehung der von der Betätigungseinrichtung
betätigbaren Druckleduzierventile an den Diuckmittelzylinder anschließbar bzw. vollstandig
entleerbar ist. Mit Hilfe eines solchen zusätzlichen Ventiles kann die Welle,die
die Spule oder den Coil trägt, unabhängig von der Lage der Tastrolle gebremst werden,
was z.B. beim Aufsetzen einer neuen Spule oder eines neuen Coils von Vorteil ist.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel dei Erfindung dargestellt.
Es zeigen: Fig. 1 eine schematische Seitenansicht einer Abspulvorrichtung gemäß
der Erfindung, Fig. 2 eine Ansicht in Richtung des Pfeiles II in Fig. 1, Fig. 3
eine Ansicht in Richtung des Pfeiles III in Fig. 1, Fig. 4 eine Bremse zum Abbremsen
einer Spule bzw. eines Coils, bei der mittels einer Federkraft gebremst wird und
die Bremse mittels eines Druckmittelzylinders gelüftet wird,
Fig.
5 eine Bremse, bei der die Bremskraft durch einen Druckmittelzylinder und die Lüftkraft
durch eine Feder erzeugt wird, Fig. 6 eine Ansicht der Ventilanordnung, Fig. 7 einen
Schnitt nach Linie VII-VII in Fig. 6, Fig. 8 einen senkrechten Schnitt durch die
Tastvorrichtung und Fig. 9 einen Schaltplan, in dem das Zusammenwirken der verschiedenen
Ventile der Ventilanordnung dargestellt ist.
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Zur Vorrichtung gehören eine Lagerung für eine Spule oder einen Coil
1, eine Abzugseinrichtung mit Abzugswalzen 2 und 3, eine Tastvorrichtung 4, eine
Ventilanordnung 5 und eine Bremse 6, von der in Fig. 3 nur eine Bremsscheibe 10
dargestellt ist.
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Aus Fig. 3 ist zu ersehen, daß zur Aufnahme des Coileine in Lagern
7 und 8 fliegend gelagerte Welle 9 vorgesehen ist.
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Zwischen den Lagern 7 und 8 ist die Bremse 6 mit der B~einsscheibe
10 angeordnet. Außerhalb des Lagers 8 befindet sich eine Antriebsvorrichtung 11,
z.B. ein Getriebemotor als Hilfsantrieb für den Haspel, der über eine Kupplung 12
mit der Welle 9 gekuppelt ist.
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Die Tastvorrichtung 4 ist zwischen dem freitragenden Ende der felle
9 und den Abzugswalzen 2 und 3 angeordnet. Die Tastvorrichtung hat eine Tastrolle
12, die mit Eigengewicht auf dem abzuspulenden Band 13 aufliegt. Die Tastvorrichtung
soll im folgenden anhand der genaueren Darstellung in Fig. 8 beschrieben werden.
In Fig. 8 ist die Tastvorrichtung gegenüber ihrer natürlichen Lage, wie in den Fig.
1 und 2 gezeigt ist, um 900 in eine liegende Stellung gedreht. Die Tastvorrichtung
hat eine Stange 14, die über einen Teil ihrer Lange mit einer Verzahnung 15 versehen
ist. Die Stange ist in Führungshülsen 16 und 17 geführt. Der Weg nach unten (in
Fig. 8 gesehen nach links) ist durch eine Scheibe 18 begrenzt, die auf die Stirnseite
der Stange aufgeschraubt ist. Die Tastrolle 12 ist um eine Achse 19 drehbar, die
sich an einem VerlängerungsstUck 20 der Stange 14 befindet. Auf einer Grundplatte
21, auf der auch die Führungen 16 und 17 befestigt sind, sind auch Lager 22, 23
befestigt, in denen eine Welle 24 gelagert ist. Die Welle 24 trägt ein Zahnrad 25,
das mit der Zahnstange 15 kämmt.
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Auf der Welle 24 sitzt außerhalb des Lagers 23 eine Zahnriemenscheibe
25,über die ein Zahnriemen 26 gelegt ist, der zu einer kleineren Zahnriemenscheibe
27 führt.
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Die Zahnriemenscheibe 27 ist (siehe Fig. 1) bereits ein Bestandteil
der insgesamt mit 5 bezeichneten Ventilanordnung, die im folgenden anhand der Fig.
6 und 7 beschrieben werden soll. Die
Ventile sind auf einer Grundplatte
28 angeordnet. Zur Ventilanordnung gehören beim dargestellten Fall fünf Druckreduzierventile
29a bis 29e. An jedem Reduzierventil ist ein Manometer angeordnet. Die Manometer
sind mit 30a bis 30e bezeichnet. Aus Fig. 7 ist zu ersehen, daß zur Befestigung
der Druckreduzierventile eine Z-förmig profilierte Leiste 31 dient, die an der Grundplatte
28 angeschraubt ist. Die Druckreduzierventile haben jeweils eine Spindel 32 mit
Handgriff 33. Die Spindeln 32 gestatten die Einstellung des Äusgangsdruckes der
Reduzierventile.
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Den Druckreduzierventilen 29a bis 29e sind 3/2-Wegeventile 34a bis
34e nachgeschaltet. In der Reihe dieser 3/2-Wegeventile befindet sich ein weiteres
3/2-Wegeventil 35. Den Ventilen 34a bis 35 sind Wechselventile 36a bis 36e und 37
nachgeschaltet.
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Auf der Grundplatte 28 sind Lager 38, 39 für die Lagerung einer Nockenwelle
40 befestigt. Auf der Nockenwelle befinden sich sechs Nocken 41a bis 41e und 42.
Die Nocken wirken (siehe Fig. 7) mit Tastrollen 43 an den 3/2-Wegeventilen 34a bis
34e und 35 zusammen.
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In den Fig. 6 und 7 ist die schaltungsmäßige Verbindung zwischen den
diversen Ventilen nicht gezeigt. Diese Verbindung ist jedoch im Schaltplan nach
Fig. 9 dargestellt. In Fig. 9
sind die gleichen Bezugszahlen eingetragen
wie in Fig. 6.
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Zusätzlich ist in Fig. 9 ein Druckreduzierventil 43 mit einem Manometer
44 eingezeichnet, das den anderen Druckreduzierventilen 29a bis 29e vorgeschaltet
ist. Im Schaltplan ist auch ein von Hand betätigbares Ventil 45 gezeigt, dessen
punktion noch beschrieben werden wird. Ferner ist im Schaltplan ein Druckmittel
zylinder 46 mit Schalldampfern angedeutet, dem ein weiteres Wechselventil 47 und
ein Ventil 48 vorgeschaltet sind.
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In den Fig. 4 und 5 sind Bremsen dargestellt, die alternativ zum Zusammenwirken
mit der Bremsscheibe 10 (siehe Fig. 3) bestimmt sind. Die Bauart dieser Bremsen
ist an sich bekannt.
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Es handelt sich um Außenbackenbremsen mit Brenisbacken 49a, 49b, die
gelenkig an Bremshebeln 50, 51 befestigt sin Die Bremshebel sind bei 52, 53 an einer
Grundplatte 54 angelenkt.
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Am Bremshebel 51 ist bei 55 ein Winkelhebel 56 angelenkt.
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Der Bremshebel 50 ist über eine Stange 57 mit dem Winkelhebel 56 verbunden
(Anlenkungspunkte 58 und 59). Die Stange 57 ist längenveränderlich. Der Stange ist
eine Nachstelivorrichtung 60 zugeordnet, die eine selbsttätige Nachstellung bewirkt,
wenn der Belag der Bremsbacken verschleißt.
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Am Winkelhebel 56 greift ein Druckmittelzylinder >1 und eine Zugstange
62 an. Die Zugstange greift in ein -wshr 63 ein, in dem eine Schraubendruckfeder
64 an@@ @@inet ist. @@@@@ @@@@@@
mit ihrem oberen Ende gegen eine
Endplatte 65 im Rohr 63 und mit ihrem unteren Ende auf einen Kolben 66, der. sich
am unteren Ende der Stange 62 befindet.
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Der Drucknittelzylinder 61 ist ein sogenannter Luftsylinder, d.h.
er bewirkt ein Lösen der Bremsen. Er besteht aus einem Zylinderteil 67, in dem ein
Kolben 68 gleitbar ist. Unterhalb des Kolbens 68 mündet in den Zylinderteil 67 eine
Drucknittelleitung 69. Die Kolbenstange 70 ragt nach oben aus dem Druckmittelzylinder
heraus und isfbei 71 am Winkelhebel 56 angelenkt. Der Zylinderteil 67 ist bei 72
an einem Stativ 73 angelenkt, das an der Grundplatte 54 befestigt ist. Das Rohr
63 ist entsprechend gelenkig befestigt, nämlich bei 74.
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Die Bremsenkonstruktion nach Fig. 5 gleicht der Bremsenkonstruktion
nach Fig. 4 weitgehend. Unterschiedlich ist, daß der hier mit 75 bezeichnete Druckmittelzylinder
ein Bremszylinder ist. Eine Druckmittelleitung 76 mündet oberhalb des Kolbens 77
in den Zylinderteil 78. Im hier mit 79 bezeichnGen Roher ist eine als LUftfeder
dienende Schraubendruckfeder 80 angeordnet, die sich auf einer Bundscheibe 81 abstützt,
die ihrerseits auf einem Bolzen 82 aufliegt. Die Druckfeder 80 versucht, die Stange
83 über einen Kolben 84 nach oben zu schieben und dadurch die Bremse zu lüften.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung arbeitet wie folgt.
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Zunächst sei angenonunen, daß mit der Bremsscheibe 10 (siehe Fig.
3) eine Bremse gemäß Fig. 4 zusammenwirkt, d.h. eine Bremse, bei der die Bremskraft
durch eine Bremsfeder 64 aufgebracht wird. Es sei ferner angenommen, daß als Druckmedium
Duft verwendet wird. Die Luft strömt dem System über das Druckreduzierventil 43
zu. Wenn sich nun z.B. zum Zwecke des Aufsetzens eines neuen Coils das von Hand
betätigbare Ventil 45 in einer solchen Stellung befunden hat, daß die Druckluft
vollständig aus dem Druclznittelzylinder 46 (der dem Druckmittelzylinder 61 in Fig.
4 entspricht) entweichen konnte, hält die Feder 64 die Bremse in der Schließstellung.
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Wenn nun die Regelvorrichtung in Gang gesetzt wird, nachdem das abzuspulende
Band zwischen die Abzugswalzen 2, 3 eingeführt wurde, wird die Tastrolle 12 auf
das Band 13 aufgesetzt.
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Aus den Fig. 8 und 6 ist zu erkennen, daß einer bestimmten Stellung
der Tastrolle eine bestimmte Drehlage der Nockenwelle 40 ents:icht. Diese Drehlage
ändert sich mit zuneBaender Verringerung des Durchmessers des Coils 1. Bei 13' (Fig.
1) ist ein Zustand nach teilweiser Abspulung dargestellt. In Fig.
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1 ist auch die Stellung der Tastrolle gezeigt, die erreicht wid, wenn
sich das Band bei 131 befindet.
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Je nach Drehlage der Nockenwelle 40 wird eines der Ventile 34a bis
34e und 35 in die Öffnungsstellung -:edrückt,und zwar
dann, wenn
eine Nockenerhebung 85 (siehe Fig. 7) mit der Tastrolle 43 zusammenwirkt. Die Nockenerhebungen
sind in axialer Richtung gesehen naturgemäß gegeneinander zersetzt. Es sei angenommen
(siehe Fig. 9), daß das Ventil 34a geöffnet wurde.
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Es kann dann über die Leitung 84 Druckluft durch das Druckreduzierventil
29a und von diesem durch das Ventil 34a zum Wechselventil 36 strömen. Das Wechselventil
wird nun in eine solche Lage gebracht, daß es den Eintritt von Druckluft in die
Leitung 86 verhindert, jedoch in die Leitung 87 zuläßt. Über diese Leitung gelangt
die Druckluft zum Wechselventil 36b, das nun in eine Stellung gebracht wird, in
der die Weiterströmung über die Leitung 88 möglich ist. Die witeren Wechselventile
36c, 36e und 47 werden in entsprechende Stellungen gebracht und die Druckluft gelangt
schließlich über die Leitung 89 unter den Kolben des Druckmittelzylinders 46 (entspricht
dem Druckmittelzylinder 61 mit Kolben 68 in Fig. 4). Dadurch wird der Kolben 68
von unten mit Druckmittel beaufschlagt, was durch die kleinen Pfeile 90 angedeutet
ist. Dadurch erfährt die Kolbenstange 70 eine Kraut, die den Winkelhebel 56 in Gegenunrzeigersinn
zu verschwenken versucht, d.h. in Richtung eines Lösens der Bremse. Das von der
Stange 70 auf den Winkelhebel 76 ausgeübte Drehmoment kann jedoch das Drehmoment,
das von der Stange 62 ausgeübt wird, nur teilweise kompensieren, so daß eine bestimmte
Bremskraft erhalten bleibt. Illit zunehmender Entleerung des Coils 1 werden dann
nacheinander die Ventile 34b, 34c usw. geöffnet, wobei der Druck in der Leitung
39
Immer größer wird entsprechend den Einstellungen der Druckreduzierventile.
Die Kraft in der Stange 70 wird dadurch immer größer und die von de r<ede 64
ausgeübte Bremskraft immer er geschwächt. Dadurch erfolgt die erwünschte Anpassung
des Bremsmomentes an den Füllungszustand des Ooils 1.
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Das Ventil 35 wird erst dann betätigt, wenn das Programm abgelaufen
ist oder wenn das abzuziehende Gut, z.B. ein Biechband, schlaff durchhängt. Nach
Umschaltung des Ventils 35 wird über das Wechselventil 37 auf das Ventil 48 eingewirkt,
das nun in eine Stellung kommt, in der der Lüftzylinder mit der Umgebung verbunden
ist, so daß jetzt die maXimale Bremskraft wirkt.
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Soll mit der Bremse nach Fig. 4 eine Feststellbremsun--g bewirkt werden,
so wird das von Hand betätigbare Ventil 45 in eine solche Stellung gebracht, daß
der Druckmittelzylinder 46 (bzw. 61 in Fig. 4) ohne jede Druokbeaufschlagung ist.
Dies wird dadurch erreicht, daß das Druckmittel über die Leitung 84 und das Ventil
45 in die Leitung 93 und über die Ventile 37 und 48 ins Freie strömen kann.
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Wenn nun anstelle der Bremse nach rig. 4 eine Bremse nach Fig. 5 verwendet
wird, arbeitet die Vorrichtung entsprechend, jedoch mit folgendem Unterschied.
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Das Druckmittel wird nun nicht mehr über eine Leitung 89 unter den
Kolben des Druckmittelzylinders geführt, sondern über eine Leitung 91 oberhalb des
Kolbens zugeführt. Die Leitung 91 entspricht der Leitung 76 in Fig. 5. Mit zunehmender
Entleerung des Coils wird der Druck, der über die Leitung 91 bzw. 76 zugeführt wird,
inner kleiner, so daß auch die Bremskraft kleiner wird. Der Kolben 77 wird von oben
beaufschlagt, was durch die kleinen Pfeile 92 in Fig. 5 dargestellt ist.
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Soll mit einer Bremse nach Fig. 5 eine Feststellbremsung bewirkt werden,
so wird das von Hand verstellbare Ventil 45 in'eine solche Lage gebracht, daß das
Druckmittel mit vollem Druck über die Leitung 84 durch das Ventil 45 hindurch über
das Wechselventil 47 und die Leitung 91 in den Druckmittelzylinder eintreten kann.
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Die Erfindung wurde anhand einer Vorrichtung erläutert, bei der fünf
Ventile 34a bis 34e vorhanden sind. Mit fünf Ventilen läßt sich bereits eine für
die meisten Fälle ausreichend feine Abstufung erzielen. Die Abstufung kann jedoch
durch Verwendung weiterer Ventile beliebig verfeinert werden. Andererseits kann
es bei geringen Anforderungen genügen, weniger als funf Ventile zu verwenden.