DE535155C - Vorrichtung an Wickelmaschinen zur Herstellung von Isolierrohren aus Faserstoffbahnen, insbesondere fuer Zwecke der Elektrotechnik - Google Patents

Description

• Vorrichtung an Wickelmaschinen zur Herstellung von Isolierrohren aus Faserstoffbahnen, insbesondere für Zwecke der Elektrotechnik Im allgemeinen besitzen die Wickelmaschinen zur Herstellung von Isolierrohren aus lackierten Faserstoffbahnen einen Wickeldorn, um welchen die lackierte Faserstoffbahn aufläuft, und mehrere Druckwalzen, welche während des Ruflaufens die lackierte Faserstoffbahn fest gegen den Wickeldorn und die darauf bereits aufgewickelten Isolierstoffschichten anpressen. Während des Wickelns nimmt der Durchmesser des Wickels auf dem Wickeldorn dauernd zu. Nun sollen aber, um ein gleichmäßiges, insbesondere für die Isolierzwecke der Elektrotechnik brauchbares Rohr zu erzeugen, die Umfangsgeschwindigkeiten des Wickels und der Druckwalzen während des gesamten Wickelvorganges unverändert bleiben. Um diese Bedingung zu erfüllen, muß das Verhältnis der Umdrehungszahlen des Wickeldornes und der Druckwalzen während des Wickelvorganges dauernd geändert werden.
• Es ist bekannt, dies durch zwischengeschaltete Friktionsscheiben oder durch Anwendung von Reibrädern oder durch ähnliche Mittel zu erreichen. Diese Anordnungen besitzen jedoch den Nachteil, einen großen Teil der Antriebsleistung durch Reibung in Wärme umzusetzen, also nutzlos zu vergeuden. Dies ist um so mehr der Fall, je stärker die Friktion angespannt wird.
• Es ist weiterhin bekannt, auf den maschinellen Antrieb des Wickeldornes zu verzichten, indem letzterer von Hand vermittels eines an der Seite angebrachten kurbelartigen Knebels gedreht wird, wobei es annäherungsweise gelingt, das Verhältnis der Umdrehungsgeschwindigkeiten des Wickels und der Druckwalzen während des Wickelvorganges unverändert zu erhalten.
• Die Erfindung bezweckt, mit Energie sparenden Mitteln, die an sich bekannt sind, für den Wickeldorn innerhalb weiter Grenzen einen selbsttätig wirksamen Drehzahlausgleich zu schaffen. Dies wird erfindungsgemäß beispielsweise mit einem Differentialgetriebe erreicht, dessen Wirkungsweise im folgenden an Hand der Zeichnung (Abb. z und 2) erläutert sei: In bekannter Anordnung liegt zwischen den drei Walzen a, b und c der Wickeldorn d mit dem auf der Faserstoffbahn e bereits aufgelaufenen Wickel f. Die drei Druckwalzen a, b, c werden von der Welle g, der Wickeldorn d mit dem Wickel f von der Welle k, die beiden Wellen g und h erfindungsgemäß vom Motor k über das Differentialgetriebe i gemeinsam angetrieben. Der Elektromotor k läuft mit konstanter Umdrehungszahl. Mit zunehmendem Durchmesser des Wickels f wird infolge der Wirkung des Differentialgetriebes i die Umdrehungszahl des Wickeldornes kleiner, die Umdrehungszahlen der Wickelwalzen größer. Dieser erfindungsgemäße Antrieb von Wickelmaschinen gestattet, die volle Motorleistung zur Herstellung des Wickels in Anspruch zu nehmen, ohne daß Verluste durch gleitende Reibung wie in Friktionskupplungen o. dgl. auftreten. Mit abnehmender Umlaufszahl des' Wickels steigt selbsttätig das auf denselben abgegebene Drehmoment. Dies ist zur Erzielung einer gleichmäßigen und großen Festigkeit der Isolierrohre notwendig.- Im besonderen ist die Wirkung des Differentialantriebes folgende Der Motor treibt durch Kupplung die Schnecke l und das Schneckenrad m an (Abb. 2). Im Schneckenrad m sind mit ihren Achsen radial eingebaut zwei gleiche Kegelrädern. Diese beiden Kegelräder n greifen in die fest auf den Wellen h und P sitzenden Kegelräder o ein. Die Welle P treibt vermittels eines Stirnräderpaares die Welle g an. Die Wellen h und g sind die Antriebswellen für die Wickelmaschine. Die Umdrehungszahl der Welle g ist gleich der Umdrehungszahl der Druckwalzen. Ist die Umdrehungszahl ml des Schneckenrades gleich ioo pro Minute, das Verhältnis der Umdrehungszahlen von Welle p zu Welle g = 8 : z, n2 die Umdrehungszahl -von h, zz3 die Umdrehungszahl von g, d der Durchmesser des Wickels, D der Durchmesser der Druckwalzen, v die Wickelgeschwindigkeit der Faserstoffbahn in cm pro Minute, so gelten die drei Gleichungen zaz -[- 8c3 = Zoo v =d'n'n2 v =D n n3. Aus ihnen ergibt sich Hieraus ergeben sich bei einem Durchmesser der Druckwalzen D = 1,5 cm und den folgenden während des Aufwickelns auftretenden Durchmessern dl d2 d3 d4 des Wickels die Geschwindigkeiten der Faserstoffbahn v1 v2 v3 v4:

  dl = 0,5 cm v1 = 85 cm/min.

  dz = =,o cm v2 =- Ioo cm/min.

  d3 = 2,o cm v3 = Ioß cm/min.

  d4 = 3,0 cm v4 = ==o cm/min.

  Die Geschwindigkeitsdifferenzen gegen den Mittelwert von 97,5 cm/min. sind für diese vier Fälle gleich - 13 0/0, - 3 %, + =o %, -i- 13 0/0. Dabei ist der Wickeldurchmesser auf das Sechsfache gewachsen. Diese geringe. Geschwindigkeitsdifferenz ist für` die Praxis ohne Nachteil. Durch Wahl anderer Verhältnisse im Antrieb und in der Maschine können die Differenzen noch kleiner gehalten werden. Durch Anwendung des Differentialgetriebes ist es also möglich, die Geschwindigkeit der Faserstoffbahn während des Anwachsens des Wickels nahezu unverändert zu erhalten, was für die Güte des aufzuwickelnden Isolierrohres von großer Bedeutung ist. Die Grundlage, der Wirkungsweise des Differentialgetriebes ist in dem angeführten Beispiel enthalten in der Ausgangsgleichung n2 -f - 8n3 = Zoo. Dieses Gesetz läßt sich allgemeiner fassen: Die Summe der Drehzahlen der beiden Antriebsachsen eines Differentialgetriebes ist konstant, d. h. wenn die eine Drehzahl sinkt, so muß die andere Drehzahl entsprechend steigen. Dieses Gesetz ist allgemein bekannt. Seine spezielle Auswirkung auf den erfindungsgemäßen Antrieb der Wickelmaschine ist durch das oben angeführte Beispiel zahlenmäßig erläutert.
• In der Abb. I sind u feste Lager der unteren Druckwalzen a und b, v vertikal verschiebbare Lager der oberen Druckwalze c und der Kuppelachse y zum Antrieb des Wickeldornes d. Der Wickeldorn selbst wird in das Spannfutter x auf der Kuppelachse eingeklemmt. Die ausziehbare Gelenkwelle z verbindet die Kuppelwelle y mit der Achse h des Differentialgetriebes. s sind vier gleiche Kettenräder, t1 eine Spannrolle, t2 eine Führungsrolle und w ein Spanngewicht.
• Da die Walzen a und b fest gelagert sind, können sie von der Welle g anstatt durch Ketten auch durch Stirnräder angetrieben werden. Die Walze c kann in diesem Falle ohne Antrieb, als Belastungswalze in den Gleitlagern v laufend, vom Wickel durch Reibung mitgenommen werden.
• An Stelle des Differentialgetriebes können mit gleichem Erfolg drei Flüssigkeitsgetriebe angewendet werden (vgl. Abb.3). Von diesen wird das Getriebe I vom Motor angetrieben. Es wirkt somit als Pumpe. Die geförderte Flüssigkeit wird den beiden anderen Getriebene und 3 zugeführt, welche sodann als Motoren arbeiten und vermittels ihrer Achsen k und i den Wickeldorn bzw. die Druckwalzen antreiben. Die Summe der Umdrehungen der Achsen lt und i bleibt bei gleicher Umdrehungszahl des Elektromotors bzw. der Flüssigkeitspumpe stets dieselbe. Entsprechend der Abnahme der Umdrehungszahl des Wickeldornes, d. h. der Antriebsachse h, steigt die Umdrehungszahl der Druckwalzen bzw. der Achse i. Die Geschwindigkeit der Faserstoffbahn ist durch dieselben Gleichungen wie bei dem Differentialgetriebe bestimmt. Es ist, wenn die Achse i auf die Achse g vermittels einer Stirnräderübersetzung I : 8 wirkt n2 + 8n4 = Zoo v = d# @s#n2 v =D-7r-n4 und daher wieder: In Abb. 3 sind als -Flüssigkeitsgetriebe der einfachen Darstellung halber Zahnradpumpen bzw. -motoren dargestellt, die einen ungünstigen volumetrischen Wirkungsgrad haben. An Stelle derselben können alle Drehkolbengetriebe, das Lauf-Thoma-Getriebe und ähnliche Getriebe Verwendung finden. Ebenso wie diese Flüssigkeitsgetriebe wirken auch alle Luftkapselgetriebe, nur ist hier die Geschwindigkeit der Faserstoffbahn abhängig von der notwendigen Kompression der Luft. Mit Steigerung der Spannung der einlaufenden Faserstoffbahn durch die' Ablaufbremse geht die Wickelgeschwindigkeit zurück und -umgekehrt. Die Wickelgeschwindigkeit ist also durch die Ablaufbremse der Faserstoffrolle regelbar. Das Verhältnis der Umdrehungszahlen der Achsen im Antrieb wie in der Wickelmaschine bleibt jedoch dasselbe wie bei den Flüssigkeitsgetrieben.
• Endlich kann an Stelle des Motors mit Differentialgetriebe auch ein Elektromotor mit sich drehendem Rotor und Stator verwendet werden (Abb. 4). Hier würde bei Verwendung eines Drehstrommotors von i ooo Umdrehungen pro Minute und je einer Übersetzung 5 : i für Rotor wie Stator und einer weiteren Übersetzung 8 : i für den Stator die Welle h etwa ioo Umdrehungen und entsprechend die Welle g 12,5 Umdrehungen pro Minute machen. Dann gelten die Gleichungen 5u, + 40n5 = i 000 bzw. n3 -f- 8n5 = Zoo. Die Wickelgeschwindigkeit ergibt sich dann auch hier mit Mit den Druckwalzen zusammen können auch geschwindigkeitsabhängige Vorwärmewalzen und Umlenkwalzen je nach Bedarf angetrieben werden.
• Bei Wickelmaschinen mit nur zwei Druckwalzen, in deren Spalt die Papierspannung den Wickel von selbst hineinzieht, können die erfindungsgemäßen Antriebsarten ebenfalls mit Vorteil Anwendung finden.

Claims (3)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Vorrichtung an Wickehnaschinen zur Herstellung von Isolierrohren aus Faserstoffbahnen, die um einen Wickeldorn geführt und durch Druckwalzen gegen diesen gepreßt werden, insbesondere für Zwecke der Elektrotechnik, gekennzeichnet durch ein Differentialgetriebe, welches gemeinsam sowohl auf den Wickeldorn mit Wickel als auch auf die Druckwalzen wirkt, so daß während des Wickelvorganges die Umfangsgeschwindigkeiten des Wickels und der Druckwalzen selbsttätig etwa unverändert bleiben.
2. 2. Vorrichtung an Wickelmaschinen nach Anspruch x, gekennzeichnet durch gleichartig wirkende Flüssigkeits- oder Luftkapselgetriebe an Stelle eines Differentialgetriebes.
3. 3. Vorrichtung an Wickelmaschinen nach Anspruch i, gekennzeichnet durch einen Elektromotor mit umlaufendem Stator, dessen Stator die Druckwalzen und dessen Rotor den Wickeldorn oder umgekehrt antreibt, an Stelle eines Differentialgetriebes.