DE627457C - Vorrichtung zur selbstaendigen Geschwindigkeitsregelung von zwei nicht starr miteinander gekuppelten Getrieben - Google Patents

Description

Gegenstand der Erfindung ist eine Vorrichtung zur selbsttätigen Geschwindigkeitsregelung von zwei nicht starr miteinander gekuppelten Getrieben, bei der zwischen beide geschaltete Räder bei Änderung des Drehzahlverhältnisses der beiden Getriebe eine Verlagerung ihrer sonst ruhenden Achsen ausführen und durch diese Achsenverschiebung einen Regelvorgang zur Aufrechterhaltung des ursprünglichen Geschwindigkeitsverhältnisses der beiden Getriebe hervorrufen.

Während bei einer bekannten Ausführung einer solchen Vorrichtung die Wellen der beiden Getriebe in einer Achse liegen und eine Planetenradanordnung zwischengeschaltet ist, bilden gemäß der Erfindung die Achsen zweier hintereinandergeschalteter Zwischenräder mit den Wellenachsen der Getriebe die Kette eines Gelenkviereckes, dessen eine Schwinge für den Regelvorgang benutzt wird. Dadurch laufen sämtliche Radachsen parallel, und die Gesamtvorrichtung erhält eine sehr gedrängte .Ausführung.

Die Erfindung sei an Hand der Zeichnung näher erläutert. Die Räder A¹ und A* gehören den beiden Getrieben an und sind durch zwei Zwischenräder A² und A^s so miteinander verbunden, daß eine viergliedrige Gelenkkette entsteht. Nur die Außenkörper A¹ und A* sind fest oder, wo das die Art der Maschine bedingt, in kleinem Maße nachgiebig gelagert; A¹ wird von dem einen, Aⁱ von dem anderen der beiden Getriebe, deren Drehgeschwindigkeiten, in einem bestimmten Verhältnis! gjeihialten werden sollen, angetrieben.

Solange die Umdrehungszahlen der beiden äußeren Wälzzylinder A¹ und A⁴ genau in dem gewünschten Verhältnis verbleiben, ändert sich die Normallage der vier Achsen nicht. Ändert sich aber das Drehzahlverhältnis, so ändert sich das von den vier Achsen in der Radebene gebildete Gelenkviereck, und es wandert die Achse von A² um A¹ und von A^% um A¹. Diese Achsenverschiebung wird zur Regelung ausgenutzt, sei es durch Änderung eines möglichst feinstufigen Regelwiderstandes, durch Änderung des Übersetzungsverhältnisses in einem stufenlos regelbaren Getriebe oder in sonstiger Weise.

Die Regelung arbeitet am vorteilhaftesten nach dem Schema der Abb. 2. Die Bewegung des Zwischenrades A² um A¹ werde zur Regelung ausgenutzt. Die Verbindung von A² mit dem Regelwerk schließt beidseitig von der Normalstellung N eine wirkungslose Freistrecke R¹, R² ein. Erst wenn bei Änderung im Drehzahlverhältnis A² über R¹ oder R² hinausgewandert ist, wird das Regelwerk beeinflußt und ständig das Drehzahlverhältnis in dem notwendigen Sinne geändert, bis z. B. bei 6" Stillstand und durch Überfegelung die Rückwanderung eintritt. (Infolge einseitiger ■ Regelung kann ein dauernder Stillstand außerhalb des Bereiches R¹, R² nicht eintreten.)

Die Rückwanderung, ist zunächst ohne Einfluß auf das Drehzahlverhältnis; erst kurz vor Erreichung des JBereiches R¹, R² wird die durch den beschriebenen Ausschlag bewirkte Regelung zu einem geringen Teil rückgängig gemacht, um die Überregelung auszugleichen. Genau entsprechend verläuft der Vorgang, wenn A² nach rechts wandert. Durch diese Art der Regelung pendelt die Vorrichtung ίο nicht etwa ständig, sondern kommt schnell zur Ruhe und fängt erst beim Auftreten einer neuen Geschwindigkeitsschwankung wieder zu arbeiten an. In Abb. 2 sind die für die Regelung wirksamen Wegteile durch stärkere Strichstärke des zur zugehörigen Wanderrichtung gehörigen Kreisbogens gekennzeichnet.

Zweckmäßig ist-es, ehe die durch die Getriebeabmessungen oder durch Anschläge gegebenen Endstellungen erreicht werden, einen stärkeren Regelanstoß einzuleiten, als ihn die für die Feinregelung bestimmte Vorrichtung sonst gibt. Besteht die Gefahr, daß trotzdem bei größeren Geschwindigkeitsschwankungen, wie sie z. B. beim Anlassen und Abstellen leicht auftreten können, die Begelung sich nicht schnell genug auswirkt, daß also A² und A³ die Endstellungen erreichen, so muß bei Verwendung von Zahnrädern an irgendeiner Stelle eine Rutschkupplung .vorgesehen \verden, da sonst die Räder zerstört würden. ^: Bei - Reibrädern usw. besteht diese Gefahr nicht. ^:

Von den Abmessungen der Vorrichtung und der Größe des vorgesehenen Regelbereiches hängt die Empfindlichkeit der Vorrichtung ab. Die Empfindlichkeit sei in folgender Weise erläutert: Bei Normallauf müssen A¹ und /i⁴ zu jedem Zeitpunkt eine ganz bestimmte Stellung haben. Steigert sich nun beispielsweise die Geschwindigkeit des Antriebes von A^, so eilt in einer bestimmten Zeit jeder Umfangspunkt von Ä* um eine auf dem "Walzkreis von A¹ gemessene Strecke* voraus. Gleichzeitig verschiebt sich das Gelenkviereck der Achsen von A¹ bis A^; der Achspunkt von A² wandert in derselben Zeit um eine auf dem vom Achspunkt von A* um den Achspunkt von A¹ beschriebenen Bogen gemessene Strecke y. Der Difrerentialquotient dy/dx ist die Empfindlichkeit..

Sind beispielsweise die Durchmesser von A² und A^s gleich, die Durchmesser von A¹ und A* doppelt so groß und ist der Achsabstand von A¹ und A* das i,O4fache ihrer Durchmesser (s. Abb. 1), dann kann A² theoretisch 43°,. praktisch etwa 35° um A¹ wandern, die Empfindlichkeit beträgt in diesem Bereiche durchschnittlich .0,357.. Beträgt jedoch der Achsabstand von^¹ und A^ das i,54fache ihres Durchmessers ^Abb. 3), so beträgt zwar die theoretische Bewegungsmöglichkeit von A² um A¹ etwa 107⁰, jedoch ist praktisch nur ein geringer Bereich ausnutzbar, z. B. um eine gleiche Bereichsgröße wie oben zu haben, nur der Bereich von 30⁰ oberhalb bis 5° unterhalb der Verbindungslinie der Achsen von A¹ und A^A, in dem die durchschnittliche Empfindlichkeit 0,793 beträgt. Läßt man A^a weiter nach unten wandern, so steigt die Empfindlichkeit sehr schnell und erreicht bereits bei i8° 52' unterhalb der Achsverbindungslinie den Wert Unendlich, d. h. das Getriebe ist hier vollkommen labil.

Einen ähnlichen Einfluß wie die Anordnung der vier Wälzkreise hat auch das gegenseitige Verhältnis ihrer Durchmesser. Je nach dem Verwendungszweck sind daher Abmessungen, Anordnung und Regelbereich von Fall zu Fall zu wählen.

Besonders vorteilhaft erweist sich die Vorrichtung an Papier-, Gewebe- und Filmverarbeitungsmaschinen, da sie, solange der obenerwähnte Schlupf nach Erreichung der Endstellungen vermieden wird, die in verbündenen Maschinen schwer vermeidlichen Geschwindigkeitsschwankungen selbsttätig in der Weise ausgleicht, daß die Schwankungen der in den einzelnen Maschinenteilen verarbeiteten Längen sich gegenseitig genau ausgleichen. Ist in solchen Maschinen ν die Warengeschwindigkeit, t die Arbeitszeit, so ist der Wert J ν · dt, der die in der Arbeitszeit t verarbeitete Warenlänge bedeutet, für die mittels der beschriebenen Vorrichtung gekuppelten Maschinenteile gleich.

Die Wälzzylinder der Vorrichtung sind erfindungsgemäß mit Vorteil zur Förderung von bandförmigem Arbeitsgut verwendbar, wie schematisch Abb. 4 zeigt. Die Wälzzylinder A¹ bis A* sind als Förderwalzen ausgebildet. Diese Zylinder rollen nicht unmittelbar auf dem Gegenzylinder ab, sondern mittelbar, da das Bandgut dazwischen liegt. Dehnung oder Schrumpfung der verarbeiteten Ware werden selbsttätig durch Änderung des Geschwindigkeitsverhältnisses ausgeglichen. Die Regelvorrichtung bildet hierbei gleichzeitig den zum Ausgleich der Schwankungen nötigen Speicher. Im Gegensatz zu allen bekannten Vorrichtungen gibt sie die Ware niemals frei, sondern führt sie stets auf Walzen, was bei vielen Arbeitsgängen einen ausschlaggebenden Fortschritt bedeutet. Die Vorrichtung kann bei derartiger Verwendung je nach den Anforderungen belastet werden. Bei geeigneter Anordnung wird ein Haltegestänge überflüssig, da die Walzen durch die Ware selbst aneinandergezogen werden.

Diese Verwendungsart macht den Begriff der Empfindlichkeit besonders einleuchtend. Nach- und Voreilung der Umfangspunkte von

A⁴ sind hier gleichbedeutend mit positiver und negativer Speicherung der Ware, die durchschnittliche Empfindlichkeit eines bestimmten Wanderbereiches von A² um A¹ ist also das Verhältnis Weglänge der Achse von A² zu Warenspeicherung. Bei der Anordnung nach Abb. 4, wo die Durchmesser von A¹, A², A^z, A⁴ und der Achsabstand von A¹ und A⁴ sich verhalten wie 2,2 : 1,5 : 2,2 : 3,5 : 4,5, ist die durchschnittliche Empfindlichkeit in dem Bereiche \^ron 0 bis 30⁰ über der Achsverbindung von A¹ und A⁴ ungefähr gleich 0,9. Dieser hohe Wert ist dadurch erklärt, daß z. B. beim Absinken der Walzen A² und A^s zwar auf A¹ Ware aufgewickelt, dagegen von der sich naturgemäß in umgekehrtem Sinne drehenden Walze A⁴ abgewickelt wird; erst in zweiter Linie spricht der sich ändernde Umschlingungswinkel von A² und A^s mit.

Dieser Umstand macht die beschriebene Vorrichtung zur Regelung besonders geeignet, da bekannte Warenspeicherungen je nach Durchbildung entweder genau den Empfindlichkeitswert 0,5 oder einen nur unwesentlich höheren aufweisen.

Claims (3)

1. Patentansprüche:

   i. Vorrichtung zur selbsttätigen Geschwindigkeitsregelung von zwei nicht starr miteinander gekuppelten Getrieben, bei der zwischen beide Getriebe geschaltete Räder bei Änderung des Drehzahlverhältnisses der beiden· Getriebe eine Verlagerung ihrer sonst ruhenden Achsen ausführen und durch diese Achsenverschiebung einen Regelvorgang zur Aufrechterhaltung des ursprünglichen Geschwindigkeitsverhältnisses der beiden Getriebe hervorrufen, dadurch gekennzeichnet, daß die Achsen zweier hintereinandergeschalteter Zwischenräder mit den Wellenachsen der Getriebe die Kette eines Gelenkvierecks bilden, dessen eine Schwinge für den Regelvorgang benutzt wird.
2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung der wirkenden Achse mit dem Regelwerk eine beidseitig von der Normalsitellung liegende wirkungslose Freistrecke einschließt, nach deren Überschreitung erst der Regeleinfluß einsetzt.
3. 3. Verwendung der Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2 für die Förderung von bandförmigem Arbeitsgut unter Ausbildung der Wälzzylinder als Förderwalzen zum Zwecke, das in wechselnder Umsichling.ungsrichtung um die Walzen geführte Arbeitsgut bei verschiedener Umfangsgeschwindigkeit der Hauptwalzen zu speichern oder freizugeben.

   Hierzu ι Blatt Zeichnungen