DE4003290A1 - Hydrostatischer antrieb an faerberei-jiggern und anderen umwicklern - Google Patents

Description

Die Anmeldung bezieht sich auf eine Verbesserung der Antriebssitu­ ation von hydraulisch angetriebenen Färberei-Jiggern und anderen Umwicklern, die dadurch erreicht wird, daß jede der beiden Wickel­ walzen von je einem hydrostatischen Getriebe, welches im geschlos­ senem Kreislauf arbeitet, angetrieben wird.

Fig. 1 zeigt das Schema eines Jiggers mit dem vorgeschlagenen Antrieb.

Fig. 2 zeigt ein Diagramm mit den wesentlichsten Parametern.

Fig. 3 zeigt ein Rollenschneideprinzip bei dem eine Rolle in mehrere kleinere zerteilt wird.

Fig. 4 zeigt eine derartige Rollenschneideeinrichtung bei der alle Walzen mittels untereinander gekoppelter hydrostatischer Getriebe angetrieben werden.

Fig. 5 zeigt ein analoges mechanisches Antriebsprinzip mittels stufenloser Verstellgetriebe.

In der Industrie werden bahnförmige Materialien, wie Textil, Papier, Metall, Kunststoff oder dergleichen, umgewickelt und hierbei beschnit­ ten, aufgeteilt, gereckt, gefärbt oder sonstwie behandelt.

Färberei-Jigger bestehen im wesentlichen aus zwei angetriebenen Wickelwalzen auf welchen Textilballen hin- und hergewickelt (umgewickelt) werden.

Es gibt eine gewisse Ähnlichkeit mit den Wickelvorgängen an Tonbandgeräten und Filmkameras.

Auf Jiggern wird die Stoffbahn durch ein Behandlungsbad gezogen.

Während der Umwickelvorgänge (Passagen) ist die Stoffbahn mit gleichbleibender Geschwindigkeit (Warengeschwindigkeit) und mit gleichbleibender Zugspannung in der Stoffbahn (Warenspannung) durch das Behandlungsbad zu ziehen.

Da sich die Durchmesser der beiden Stoffballen ständig ändern, muß zur Erzielung einer gleichbleibenden Warengeschwindigkeit die Drehzahl des Antriebs ständig geändert und geregelt werden.

Der Drehzahlverlauf über der Zeit erfolgt nach einer Hyperbel­ funktion. Man spricht deshalb auch von Hyperbelwicklern.

Für jede Durchmessersituation werden die zugehörigen Drehzahlen gerechnet und geregelt.

Die Drehzahl der aufwickelnden Walze erzeugt die gewünschte Warengeschwindigkeit.

Über die Drehzahl der abwickelnden Walze wird die gewünschte Warenspannung erzeugt.

Ein einwandfreier, optimaler Antrieb an Jiggern erfordert die Beherrschung verschiedener Betriebsbedingungen:

Niedrigste Warenspannung erfordert die Zuführung von Antriebs­ energie in den abwickelnden Antrieb zur Überwindung der internen Reibwiderstände.

Hohe Warenspannung erfordert die Rückgewinnung und Nutzung der Bremsenergie des abwickelnden Antriebs.

Wasserunwucht erfordert die Beherrschung der Umkehrung der Antriebskräfte von Treiben und Bremsen während einer Umdrehung der Wickelwalze.

Die vorgeschlagenen hydrostatischen Getriebe sind sogenannte 4-Quadranten-Antriebe, welche einerseits beide Drehrichtungen ermöglichen und andererseits sowohl Treiben wie auch Bremsen ermöglichen.

Für bestimmte Betriebssituationen können diese Antriebe modifi­ ziert werden. So können z. B. über ein entsprechendes Ventil der zufließende und der abfließende Ölstrang miteinander kurz­ geschlossen werden, was einem Entkuppeln von Pumpe und Motor entsprechen würde.

Fig. 1 zeigt schematisch den Aufbau eines Jiggers.

Die Wickelwalze 1 hat den Ballen 2 gewickelt.

Auf Wickelwalze 3 wird der Ballen 4 abgewickelt.

Die vom Ballen 4 zum Ballen 2 laufende Stoffbahn 5 wird mittels der Trogwalzen 6 und 7 durch das Behandlungsbad 8 gezogen.

Durch das Messen der Abstützkraft an der Trogwalze mittels der Kraftmeßdose 9 erhält man einen Meßwert für die Warenspannung.

Der Motor 10, es genügt ein einfacher Drehstrommotor, treibt die Verstellpumpen 11 und 12 und diese die Hydromotore 13 und 14.

Die Wirkungsweise von Hydromotor und Hydropumpe ist umkehrbar.

Die Verstellpumpen werden mittels der Proportionalmagnete 15 verstellt.

Dies geschieht mittels der Rechen- und Regelelektronik.

Das Verstellen der Verstellpumpen kann durch verschiedenste Stelleinrichtungen erfolgen.

Verstellpumpe 11 und Hydromotor 13 bzw. 12 und 14 bilden jeweils ein stufenlose verstellbares hydrostatisches Getriebe, welches im geschlossenen hydraulischen Kreislauf arbeitet.

Mit der hier vorgeschlagenen Lösung lassen sich alle Anforderungen an hydraulisch angetriebene Jigger erfüllen.

Dieses ist bei den bisher bekannten hydraulisch angetriebenen Jiggern nicht der Fall.

Der Druck des Ölstromes des als Pumpe arbeitenden Hydromotors der abwickelnden Walze wird mittels eines Druckregelventils geregelt, um die gewünschte Warenspannung zu erreichen.

Bei der hier vorgeschlagenen Lösung wird auch an der abwickeln­ den Seite der Volumenstrom des hydraulischen Kreislaufs gesteuert.

Das mechanische Analogon zu den beiden hydrostatischen Getrieben wäre in dem Einsatz von zwei formschlüssigen, stufenlosen mecha­ nischen Getrieben zu sehen.

Fig. 2 zeigt den Verlauf der Drehzahl der aufwickelnden Walze n1 und der abwickelnden Walze n2 über der Zeit t.

Warenspannung F und die Warengeschwindigkeit v zeigen einen gleichbleibenden Verlauf.

Fig. 3 zeigt das Schema einer Rollenschneidemaschine für Papier, Metall oder dergleichen. Der größere Ballen wird in mehrere kleine aufgeteilt.

In Fig. 4 ist das zugehörige Antriebsschema dargestellt.

Die Verstellpumpen sind untereinander mechanisch gekuppelt. Hierdurch wird vorteilhafterweise erreicht, daß die beträchtlichen Drehmomente der auf- bzw. abwickelnden Walzen sich an diesen mechanischen Kupplungen abstützen.

Bei den sonst üblichen Gleichstromantrieben müssen diese Momente von den magnetischen Feldern der Motore abgestützt werden, was zu ganz erheblichen Motorabmessungen führt.

Der in Fig. 4 dargestellte Antriebsmotor hat nur die entsprechenden Wirkungsgradverluste des in sich geschlossenen und vorgespannten Getriebezuges zuzuführen.

Claims (3)

1. Ein Antriebssystem für die Wickelwalzen von Umwicklern für bahnförmige Materialien, wie Färberei-Jigger, Papier- Rollenschneider, Blech-Umwickler, Kunststoff-Reckanlagen und dgl., dadurch gekennzeichnet, daß jede Wickelwalze von je einem hydrostatischen Getriebe, welches im geschlossenen Kreislauf arbeitet, angetrieben bzw. gebremst wird, wobei die Verstellpumpen von einer Steuerelektronik über entsprechende Stelleinrichtungen verstellt werden, wodurch sich z. B. teure Gleichstrom­ antriebe einsparen lasssen.

2. Ein Antriebssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstellpumpen der hydrostatischen Getriebe unter­ einander mechanisch gekuppelt sind, wodurch sich der Vorteil der Minimierung der elektrischen Antriebsmotore ergibt, da nur noch die Wirkungsgradverluste des Systems zugeführt werden brauchen.

3. Ein Antriebssystem nach Anspruch 1 und Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß auf der aufwickelnden bzw. abwickelnden Seite des Umwicklers mehrere Wickelwalzen und somit auch mehrere hydrostatische Getriebe im Einsatz sind, deren Verstellpumpen ebenfalls untereinander mechanisch gekuppelt sein können.