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Vorrichtung zun Umbändern von Material
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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Umbändern von langgestrecktem
Material wie elektrischen Leitungen oder Kabeln mit einem mit vorbestimmter Umdrehungsgeschwindigkeit
angetriebenen Spinnteller, der Einlenkrollen für ein bandförmiges Wickelgut trägt,
das in einer Rolle gelagert ist, die fest auf einer gegenüber dem Spinnteller drehbaren
Hülse angeordnet ist, wobei das zu umbändernde Material durch zentrische Bohrungen
im Spinnteller und in der Hülse hindurchgeführt wird und die Rolle durch den vom
Spinnteller auf das Wickelgut ausgeübten Zug in Drehung versetzt wird.
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Das beim Abwickeln des Wickelgutes von der Rolle wird das auf die
Hülse ausgeübte Drehmoment durch das Produkt am Rollenradius und Zugkraft in dem
Wickelband bestimmt. Da sich der Rollenradius zwischen seinem grössten und seinem
kleinsten Wert erheblich ändert, muss sich bei einem im wesentlichen konstanten
Drehmoment die Kraft im Wickelband umgekehrt proportional verhalten. Um eine einwandfreie
Umbänderung zu gewährleisten, darf die Zugkraft im Wickelband nicht zu grossen Schwankungen
unterliegen. Dies lässt sich dadurch verhindern, dass mit abnehmendem Rollendurchmesser
das auf die Rollenhülse wirkende Drehmoment verändert wird.
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Hierzu ist das Bremsmoment, das bei einer Drehung der Rollenhülse
gegenüber dem Spindelteller auftritt, entsprechend einstellbar. Dies erfolgt bei
den bekannten Vorrichtungen durch manuelles Nanhregulieren. Dabei wird die Vorrichtung
jeweils angehalten, so dass der Umbänderungsvorgang während des Abwickelns einer
Rolle mehrfach unterbrochen wird.
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Die Nachstellung des Bremsmomentes erfolgt auch nicht kontinuierlich,
sondern stufenförmig, so dass gewisse Schwankungen der Zugkraft im Wickelband nicht
zu vermeiden sind.
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Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Umbänderungsvorrichtung
zu schaffen, bei der die Zugspannung im Wickelband ständig auf einem konstanten
Wert gehalten wird und die hierfür erforderlichen Maßnahmen auch keine Unterbrechungen
des ttibänderungsvorganges erfordern. Diese Aufgabe wird bei der anfangs genannten
Vorrichtung erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass zur Einstellung einer konstanten
Zugspannung im zwischen der Rolle und dem zu umbändernden Material befindlichen
Teil des Wickelgutes unabhängig vom jeweiligen Durch messer der Rolle zwischen dem
Spinnteller und der Hülse eine Bremse mit kontinui erl ich verändertem Bremsmoment
angeordnet ist, die von einer die Zugspannung im Wickelgut erfassenden Buchse mit
einem Aussengewinde, die durch Verdrehen gegenuber einem feststehenden Gewinde in
Längsrichtung verschiebbar ist, verstellbar.
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Eine der Einlenkrollen ist vorteilhaft auf dem Spinnteller beweglich
unter einer Federspannung gelagert, wobei deren Position durch die Zugspannung im
Wickelgut bestimmt ist.
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Die Position der beweglichen Einlenkrolle ist dabei in geeigneter
Weise in bezug auf eine feste Markierung auf dem Spinnteller abtastbar. Es ist vorzugsweise
durch die Ausgangssignale der die Position der beweglichen Einlenkrolle erfassenden
Abtastvorrichtung ein die verschiebbare Buchse über einen Zahnriemenantrieb verdrehender
Motor steuerbar.
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Die Erfindung wird im folgenden anhand eines in den Figuren dargestellten
Ausführungsbeispiels näher erläutert Es zeigen : Fig. 1 die Darstellung eines Längsschnittes
durch eine Umbänderungsvorrichtung und Fig. 2 die Vorderansicht eines Spinntellers.
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In Fig. 1 ist mit 1 ein Spinnteller bezeichnet, der über ein mit ihm
verbundenes Zahnrad 2 eine vorbestimmte Drehgeschwindigkeit erhält. Das Zahnrad
2 wird durch einen nicht gezeigten Zahnriemen angetrieben. Der Spinnteller 1 ist
über einen Ring 3 fest mit einem Rohr 4 verbunden, durch das das zu umbändernde
Material, beispielsweise ein elektrisches Kabel, in Pfeilrichtung hindurchgeführt
wird. Auf dem Rohr 4 ist gegenüber diesem verdrehbar eine Hülse 5 gelagert, auf
der sich eine Rolle 6 aus dem für die Umbänderung verwendeten Wickelgut befindet.
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Das äussere freie Ende des Wickelgutes wird von der Rolle 6 über am
Aussenrand des Spinntellers 1 befindliche Einlenkrollen 7,8 und 9 in bekannter Weise
zu dem sich nicht drehenden zu umwickelnden Material geführt, das auf diese Weise
am Ausgang des Rohres 4 mit der Drehgeschwindigkeit des Spinntellers mit dem Wickelgut
umbändert wird.
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Zwischen der Hülse 5 und dem Rohr 4 bzw. dem Spinnteller befindet
sich eine Lamellenbremse 10, die die freie Drehung der Hülse 5 gegenüber dem Rohr
4 bremst. Durch den von verschiebbaren Stiften 11 auf die Lamellenbremse 10 ausgeübten
Druck kann deren Bremsmoment verändert werden, so dass die Verdrehbarkeit der Hülse
5 gegenüber dem Spinnteller 1 und damit die Zugspannung in dem von der Rolle 6 durch
den rotierenden Spinnteller 1 abgewickelten Band in vorgegebener Weise eingestellt
werden können.
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Im vorliegenden Fall soll das Bremsmoment mit abnehmendem Wickeldurchmesser
der Spule 6 ebenfalls geringer werden, derart, dass die Zugspannung im abgewickelten
Band konstant bleibt.
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Die Verschiebung der Stifte 11 erfolgt durch eine Buchse 12, die über
ein Gleitlager 13 drehbar und in Längsrichtung verschiebbar auf dem Rohr 4 angeordnet
ist. Die Buchse 12 trägt ein Aussengewinde 14, das in ein Gewinde 15 eines feststehenden
Teils 16 eingreift. Dieses ist über ein Zwischenteil 17 mit einer festen Wand 18
verbunden. Zur Verschiebung der Buchse 12 wird diese gegenüber dem Teil 16 verdreht.
Die Drehung erfolgt über ein Zahnriemenrad 19, das mit der Buchse 12 fest gekoppelt
ist. Dieses wird von einem Motor 20 über einen Zahnriemen 21 angetrieben.
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Das Zahnriemenrad 19 folgt der Bewegung der Buchse 12 in deren Längsrichtung.
Zu beiden Seiten des Zahnriemenrades 19 sind Begrenzungsschalter 22 und 23 angeordnet,
die bei Betätigung eine weitere Verschiebung der Buchse 12 in der jeweiligen Richtung
verhindern.
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Um die unterschiedlichen Drehbewegungen der Stifte 11, die sich auf
dem Spinnteller 1 drehen, und der Buchse 12 auszugleichen, befindet sich zwischen
diesen ein Drucklager 24. Die Verschiebung der Buchse 12 bewirkt eine entsprechende
Verschiebung der Stifte 11, wodurch das Bremsmoment der Lamellenbremse 10 entsprechend
verändert wird. Auf der Hülse 5 befinden sich Klqtmfedern 25, die zwar eine Verschiebung
der Rolle 6 auf der Wulste in Axialrichtung, nicht dagegen eine Verdrehung der Rolle
gegenüber der Hülse gestatten. Daher wirkt sich das Bremsinament der Lamellenbremse
10 auch voll zwischen der Rolle 6 und dem Spinnteller 1 aus und bestimmt somit die
Zugspannung im gerade abgewickelten Teil des Wickelgutes.
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Die Steuerung des Motors 20 im Sinne der Erzielung einer konstanten
Zugspannung im von der Rolle 6 abgewickelten Band wird im folgenden anhand der Fig.
2 erläutert.
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Durch die besondere Ausgestaltung des Spinntellers 1 ist es möglich,
die jeweils herrschende Zugkraft in dem Band zu erfassen und den so gewonnenen Wert
für die Steuerung des Motors 20 auszunutzen.
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Auf dem als Achse des Spinntellers 1 dienenden Rohr 4 ist unmittelbar
vor dem Spinnteller 1 und diesem gegenüber verdrehbar ein Hebel 26 gelagert. Dieser
trägt die Einlenkrolle 7, über die das von der Rolle 6 abgewickelte Band zuerst
geführt wird. Die weiteren Einlenkrollen 8 und 9 sind auf dem Spinnteller 1 selbst
fest angeordnet.
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Die Einlenkrolle 9 ist schräg auf dem Spinnteller 1 aufgesetzt, um
das Band von diesem weg zu dem zu mbandernden Material zu lenken.
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Die Lage des Hebels 26 in bezug auf den Spinnteller 1 wird bestimmt
durch zwei Federstabe 27 und 28, die hinter Stiften 29 bzw. 30 verhakt werden. Jedem
der Federstabe ist eine Stiftreihe zugeordnet, so dass, je nachdem, hinter welchem
der Stift auf beiden Seiten die Federstäbe angeordnet werden, die auf den Hebel
26 wirkende Federspannung verschiedene Starken aufweisen kann.
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So kann hierdurch z.B. Je nach der Art des verwendeten Wickelgutes
die in diesem erzeugte Zugkraft auf verschiedene Werte eingestellt werden.
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Der Hebel 26 trägt an seinem der Einlenkrolle 7 gegenüberliegenden
Ende zwei Ausgleichsgewichte 31 und 32, durch die der Schwerpunkt des Hebels 7 in
dessen Drehpunkt verlegt wird, so dass bei den während des Betriebs der Vorrichtung
erzielten Drehgeschwindigkeiten die auf den Hebel 7 wirkende Zentrifugalkraft sehr
gering ist.
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Das tm die Einlenkrolle 7 geführte Wickelband verursacht eine Auslenkung
des Hebels 26 in bezug auf den unbelasteten Zustand, die un so grösser ist, je starker
die Zugkraft im Wickelband ist. Der Grad der Auslenkung des Hebels 26 ist somit
ein MaB für die im Wickelband herrschende Zugkraft.
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Um die Auslenkung des Hebels 26 feststellen zu können, trägt dieser
zwei Abtastbolzen 33 und 34, die von geeigneten Abtastvorrichtungen, beispielsweise
Lichtschranken, erfasst werden. Ein weiterer Abtastbolzen 35 auf dem Spinnteller
1 dient als Bezugsmarkierung. Die Verwendung von zwei Abtastbolzen 33 und 34 auf
den Hebel 26 ist aus Platzgründen bedingt, da die sie abtastenden drei Lichtschranken
auf dem zur Verfugung stehenden engen Raum nicht nebeneinander angeordnet werden
können. Die Ausgangssignale dieser drei Lichtschranken werden zu dem Ausgangssignal
der den Abtastbolzen 35 abtastenden Lichtschranke in Beziehung gesetzt. Dabei wird
darauf abgestellt, welche der Ausgangssignale der drei Lichtschranken hinter den
Abtastbolzen 33 und 34 mit dem Ausgangssignal der Lichtschranke hinter dem Abtastbolzen
35 in Koinzidenz auftritt.
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Besteht diese zeitliche Vbereinstimmung mit dem Signal der zuerst
kanmenden Lichtschranke, dann bedenkt diese, dass überhaupt keine Zugkraft im Wickelband
vorhanden ist, das Band ist entweder gerissen oder die Rolle 6 vollständig abgex
nkelt. Die Vorrichtung wird dann abgeschaltet.
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Besteht die Ubereinstimmung mit dem Signal der zweiten Lichtschranke,
dann bedenkt dies, dass zwar eine Zugspannung im Band vorhanden ist, diese jedoch
geringer ist als es dem vorgeschriebenen Wert entspricht. Der Motor 20 wird dann
so gesteuert, dass die Buchse 12 in Richtung zur Lamellenbremse 10 verschoeben wird,
so dass deren Bremswirkung vergrössert wird. Besteht die abereinstimsung mit dem
Ausgangsslgnal der dritten Lichtschranke, dann zeigt dies eine zu hohe Zugkraft
im Wickelband an, so dass durch den Motor 20 eine Verschiebung der Buchse 12 mit
der Wirkung einer Verringerung des Bremsmomentes erfolgt. Zwischen der zweiten und
der dritten Lichtschranke besteht ein Zwischenraum; flt das Bezugssignal zwischen
die beiden entsprechenden von den Abtastbolzen 33 und 34 ausgelösten Signale, dann
wird der Motor 20 nicht betätigt, da die Zugkraft die vorgeschriebene Stärke aufweist.
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