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EP-A-0 090 504 beschreibt eine Aufspulmaschine für ein mit
konstanter Geschwindigkeit zugeführtes langgestrecktes
Material. worin Einrichtungen zum automatischen Steuern der
Geschwindigkeit eines Mechanismus zur Legungsführung vorgesehen
sind, um eine solche Geschwindigkeit in einem konstanten
Verhältnis zur Drehzahl der Wickelspule zu halten.
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Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren in Verbindung
mit einem Kabelspeicher oder dergleichen, wobei der Speicher
verwendet wird, um beim Spulen die Spannung des Kabels oder
dergleichen einzustellen, worauf man das Kabel oder
dergleichen um ein bewegliches Rad laufen läßt, vorzugsweise ein
bewegliches Rad mit einer Ausgleichsfeder, und das bewegliche
Rad die gewünschte Spannung im Kabel oder dergleichen liefert.
Die Erfindung bezieht sich ferner auf eine Anordnung in
Verbindung mit einem - im folgenden Akkumulator genannten -
Kabelspeicher oder dergleichen.
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Diese Art von Akkumulatoren ist heutzutage besonders in der
Kabelindustrie bekannt, wo der Akkumulator als eine
Vorrichtung verwendet wird, die die Kabelspannung auf den gewünschten
Pegel einstellt, beispielsweise beim Aufspulen.
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Bekannte Akkumulatoren arbeiten in der Weise, daß der
Akkumulator ein bewegliches Rad aufweist, welches das Kabel mit
der gewünschten Kraft oder Spannung versieht. Die Kraft wird
im Kabel entweder durch die Masse des beweglichen Rades oder
durch ein getrenntes Stellglied erzeugt, welches auf das
bewegliche Rad wirkt. Das Stellglied kann z. B. ein hydraulischer
oder pneumatischer Zylinder, ein Elektromotor, ein Solenoid
oder irgendein anderes entsprechendes Gerät sein. In die Masse
nutzenden Geräten kann die Spannung einfach eingestellt
werden, indem die Position des am beweglichen Rad angebrachten
Gewichts geändert wird.
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Das bewegliche Rad kann auch ein zugeordnetes
Ausgleichssystem aufweisen, das mittels einer Feder vorgesehen ist. Die
Ausgleichsfeder wird verwendet, da die Masse des beweglichen
Rades mit ihrem eigenen Gewicht eine bestimmte Spannung im
Kabel bewirkt und da die durch diese Masse bewirkte Spannung
größer als die gewünschte minimale Spannung des Kabels sein
kann; es ist somit notwendig, die Masse des beweglichen Rades
beispielsweise mit einer Feder zu reduzieren.
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Vorbekannte Geräte weisen jedoch z. B. einen solchen
Nachteil auf, daß die trägen Massen des beweglichen Rades ziemlich
beträchtliche zusätzliche Spannungsspitzen im Kabel erzeugen.
Dies bedeutet, daß, wenn die Position des beweglichen Rades
sich bei einer bestimmten Drehzahl und Beschleunigung ändert,
die Gesamtkraft, welche durch die träge Masse bewirkt wird und
Spannungsspitzen im Kabel erzeugt, sich ebenfalls ändert. Ein
weiterer Nachteil ist, daß die Federkraft der Ausgleichsfeder
sich als Funktion der Position des beweglichen Rades ändert,
so daß die durch das bewegliche Rad im Kabel erzeugte Spannung
sich zusammen mit der Änderung der Position des beweglichen
Rades ändert. Aufgrund des oben beschriebenen Sachverhaltes
ist es schwierig, mit den vorbekannten Geräten die Spannung
exakt beim gewünschten Pegel zu halten.
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Der Zweck der Erfindung ist, ein Verfahren und eine
Anordnung zu schaffen, mittels derer die Nachteile des Stands der
Technik eliminiert werden können. Dies wird mit der Erfindung
erreicht. Das Verfahren gemäß der Erfindung umfaßt die
Schritte: zuerst Messen der Beschleunigung und Drehzahl des
beweglichen Rades, danach Bestimmen der aus der trägen Masse des
beweglichen Rades bei der gemessenen Beschleunigung
resultierenden Zusatzkraft und anschließend Addieren der vorher erwähnten
Zusatzkraft zur durch ein Stellglied des beweglichen Rades auf
das bewegliche Rad angewandten Kraft oder Subtrahieren der
vorher erwähnten Zusatzkraft von der durch das Stellglied des
beweglichen Rades auf das bewegliche Rad angewandten Kraft.
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Die Anordnung gemäß der Erfindung ist ihrerseits dadurch
gekennzeichnet, daß die Anordnung eine erste Einrichtung aufweist,
die dafür eingerichtet ist, die Beschleunigung und
Drehzahl des beweglichen Rades zu messen, eine zweite
Einrichtung, die dafür eingerichtet ist, die aus der trägen Masse des
beweglichen Rades bei der gemessenen Beschleunigung
resultierende Zusatzkraft zu bestimmen, und eine dritte Einrichtung,
die dafür eingerichtet ist, die vorher erwähnte Zusatzkraft
zur durch ein Stellglied des beweglichen Rades auf das
bewegliche Rad angewandten Kraft zu addieren oder die vorher
erwähnte Zusatzkraft von der durch das Stellglied des
beweglichen Rades auf das bewegliche Rad angewandten Kraft zu
subtrahieren.
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Eine alternative Ausführungsform des Verfahrens gemäß der
Erfindung ist gekennzeichnet durch: zuerst Messen der Position
des beweglichen Rades, danach Bestimmen der Federkraft, die
von der Federkonstante der das bewegliche Rad ausgleichenden
Feder und der Position des beweglichen Rades abhängig ist, und
Addieren der vorher erwähnten Zusatzkraft zur durch ein
Stellglied des beweglichen Rades auf das bewegliche Rad angewandten
Kraft oder Subtrahieren der vorher erwähnten Zusatzkraft von
der durch das Stellglied des beweglichen Rades auf das
bewegliche Rad angewandten Kraft.
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Eine alternative Ausführungsform der Anordnung gemäß der
Erfindung ist ihrerseits dadurch gekennzeichnet, daß die
Anordnung eine erste Einrichtung aufweist, die dafür
eingerichtet ist, die Position des beweglichen Rades zu messen, eine
zweite Einrichtung, die dafür eingerichtet ist, die Federkraft
zu bestimmen, die von der Federkonstante der das bewegliche
Rad ausgleichenden Feder und der Position des beweglichen
Rades abhängig ist, und eine dritte Einrichtung, die dafür
eingerichtet ist, die vorher erwähnte Zusatzkraft zur durch ein
Stellglied des beweglichen Rades auf das bewegliche Rad
angewandten Kraft zu addieren oder die vorher erwähnte Zusatzkraft
von der durch das Stellglied des beweglichen Rades auf das
bewegliche Rad angewandten Kraft zu subtrahieren.
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Der Hauptvorteil der Erfindung ist, daß die durch die träge
Masse des Akkumulators bewirkte Zusatzkraft kompensiert werden
kann, wenn der Akkumulator im beschleunigenden Zustand ist.
Folglich ist ungeachtet der Beschleunigung des Akkumulators
die durch den Akkumulator im Kabel oder dergleichen bewirkte
Spannung ebenfalls konstant. Ein weiterer Vorteil ist, daß die
von der Position abhängige und durch die Ausgleichsfeder des
Akkumulators bewirkte veränderliche Kraft kompensiert werden
kann. Daher ist die durch den Akkumulator im Kabel oder
dergleichen erzeugte Spannung ungeachtet der Position des
Akkumulators und der Ausgleichskraft der Feder konstant. Ein
weiterer Vorteil der Erfindung ist ihre Einfachheit in Bezug auf
die Vorteile, die sie liefert, was die Erfindung kostengünstig
ausführbar macht.
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Die Erfindung wird im folgenden ausführlicher beschrieben
mittels einer bevorzugten Ausführungsform, die in der
beiliegenden Zeichnung dargestellt ist, in der die einzige Figur die
kennzeichnenden Merkmale der Anordnung gemäß der Erfindung
veranschaulicht.
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Bezugsziffer 1 in der Figur bezeichnet als Ganzes einen
Akkumulator eines Aufspulgerätes. Bezugsziffer 2 bezeichnet ein
bewegliches Rad, um das ein Kabel oder dergleichen 3 gelegt
ist. Das bewegliche Rad 2 versieht das Kabel oder dergleichen
3 mit einer gewünschten Spannung. Im Beispiel der Figur wird
die die Spannung T im Kabel oder dergleichen erzeugende Kraft
mit einem Stellglied 4 bereitgestellt, welches z. B. ein
pneumatischer Zylinder sein kann. Das Stellglied 4 ist im Beispiel
der Figur dafür eingerichtet, auf das bewegliche Rad 2 derart
zu wirken, daß das Rad sich gemäß den in der Figur angegebenen
Pfeilen bewegt. Der Pegel der durch das Stellglied 4 im Kabel
erzeugten Spannung kann durch Regulieren des Stellglieds
mittels eines Ventilelements 5 eingestellt werden. Die die
Spannung erzeugende Kraft kann auch mittels der Masse des
beweglichen Rades 2 bereitgestellt werden. Bezugsziffer 6
bezeichnet eine die Last des beweglichen Rades ausgleichende Feder.
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Der Aufbau und der Betrieb des Akkumulators bilden für den
Fachmann eine völlig herkömmliche Technologie, weshalb sie in
diesem Zusammenhang nicht ausführlicher beschrieben werden. Es
wird nur angegeben, daß das Kabel oder dergleichen 3 mittels
geeignet angeordneter Führungsräder auf das bewegliche Rad 2
geführt wird, wie in der Figur gezeigt ist.
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Gemäß einem wesentlichen Merkmal der Erfindung wird die
Zusatzkraft gemessen, die sich aus den Trägheitskräften des
beweglichen Rades 2 oder der Position des beweglichen Rades 2
und der Federkonstante der Feder 6 ergeben kann. Die vorher
erwähnte Zusatzkraft wird berücksichtigt, wenn die Kraft
bestimmt wird, die im Kabel oder dergleichen 3 mittels des
Stellgliedes 4 bereitgestellt wird.
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Das vorher erwähnte wesentliche Merkmal kann ausgeführt
werden, indem zuerst die Beschleunigung und Drehzahl des
beweglichen Rades 2 gemessen und danach die aus der trägen Masse
des beweglichen Rades 2 bei der gemessenen Beschleunigung
resultierende Zusatzkraft bestimmt wird. Die Zusatzkraft wird zu
der Kraft addiert, die das Stellglied 4 des beweglichen Rades
2 auf das bewegliche Rad aufbringt, oder wird von der Kraft
subtrahiert, die das Stellglied 4 des beweglichen Rades 2 auf
dieses aufbringt, je nachdem ob in der Situation die
Zusatzkraft positiv oder negativ ist.
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Das wesentliche Merkmal der Erfindung kann auch ausgeführt
werden, indem zuerst die Position des beweglichen Rades 2
gemessen wird und danach die von der Federkonstanten der das
bewegliche Rad 2 ausgleichenden Feder 6 und der Position des
beweglichen Rades 2 abhängige Federkraft bestimmt wird. Die
vorher erwähnte Zusatzkraft wird zu der Kraft addiert, die das
Stellglied 4 des beweglichen Rades 2 auf das bewegliche Rad
anwendet, oder wird von der Kraft subtrahiert, die das
Stellglied 4 des beweglichen Rades 2 auf das bewegliche Rad aufbringt,
je nachdem ob in der Situation die Zusatzkraft positiv
oder negativ ist.
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Es ist klar, daß, wenn das Stellglied 4 kompensiert wird,
es natürlich möglich ist, sowohl die auf einer
Berücksichtigung der Trägheitskräfte basierende Zusatzkraft als auch die
auf der Federkonstante der Ausgleichsfeder und der Position
des beweglichen Rades basierende Zusatzkraft zu verwenden,
falls der Akkumulator einen derartigen Aufbau hat, daß er
unter anderem z. B. eine Ausgleichsfeder für das bewegliche Rad
aufweist.
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Die Beschleunigung und Drehzahl des beweglichen Rades 2
können mittels einer ersten Einrichtung 7 gemessen werden. Die
erste Einrichtung 7 kann auch die Position des beweglichen
Rades 2 messen. Die Anordnung kann ebenfalls eine zweite
Einrichtung 8 aufweisen, die dafür eingerichtet ist, die aus der
trägen Masse des beweglichen Rades 2 bei der oben gemessenen
Beschleunigung resultierende Zusatzkraft zu bestimmen. Die
zweite Einrichtung 8 kann auch die Zusatzkraft bestimmen, d. h.
die Federkraft, die von der Federkonstanten der das bewegliche
Rad 2 ausgleichenden Feder 6 und der Position des beweglichen
Rades 2 abhängig ist. Die Anordnung kann auch eine dritte
Einrichtung 9 aufweisen, die dafür eingerichtet ist, die vorher
erwähnte Zusatzkraft entweder zur durch das Stellglied 4 des
beweglichen Rades 2 auf das bewegliche Rad aufgebrachten Kraft
zu addieren oder von der Kraft des Stellgliedes 4 zu
subtrahieren, wie oben beschrieben wurde. Die Einrichtungen 8 und 9
können wie im Beispiel der Figur in einer Steuereinheit 10
angeordnet sein. Die Einrichtungen 8 und 9 können z. B. mittels
geeigneter Prozessoren und einer geeigneten Programmierung
ausgeführt sein.
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Die Erfindung liefert innerhalb des gesamten
Arbeitsbereichs des Akkumulators eine gleichmäßige Spannung mit exakt
dem gewünschten Pegel.
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Die oben beschriebene Ausführungsform soll die Erfindung in
keiner Weise beschränken, sondern die Erfindung kann innerhalb
des Umfangs der Ansprüche frei abgewandelt werden. Es ist
somit klar, daß die Anordnung gemäß der Erfindung oder deren
Einzelheiten nicht notwendigerweise exakt den in der Figur
gezeigten entsprechen müssen, sondern andere Arten von
Anordnungen ebenfalls möglich sind. Statt eines pneumatischen
Zylinders kann das Stellglied beispielsweise ein hydraulischer
Zylinder, ein elektrisches Stellglied etc. sein. Der Akkumulator
kann aus einem Hebelaufbau wie im Beispiel der Figur oder aus
einem linearen Akkumulator bestehen, worin das bewegliche Rad
sich in der vertikalen Richtung geradlinig bewegt. Die
Erfindung ist auch nicht auf Kabel beschränkt, sondern kann z. B. in
Verbindung mit Leinen, Kabeldrähten, Drähten und anderen
ähnlichen Produkten verwendet werden. Wenn auch die Erfindung
oben mittels einer auf ein Kabelaufspulgerät bezogenen
Ausführungsform beschrieben ist, sollte besonders erwähnt werden,
daß die Erfindung in keiner Weise auf Aufspulgeräte beschränkt
ist, sondern auch in anderen Zusammenhängen verwendet werden
kann.