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Vorrichtung zum Auf- und Umwickeln von Textilstoff- und Papierbahnen
mit konstanter Wickelgeschwindigkeit Beim Aufwickeln oder Umrollen von Textilstoff-
oder Papierbahnen muß in erster Linie darauf geachtet werden, daß die in Längsrichtung
der Ware auftretende Zugspannung, .der sog. Warenzug, während des ganzen Wickelvorganges
unverändert aufrechterhalten wird. Als. Anzeigevorrichtungen für gleichbleibenden
Warenzug und vorübergehende Warenzugabiveichungen werden allgemein sog. Tänzer-
oder Pendelwalzen werwendet. Das Gewicht dieser Walzen wird dabei meistens .durch
ein Gegengewicht in jeder Stellung ausgeglichen, während ein Übergewicht den auf
,die Walze ausgeübten Warenzug bestimmt. Bei gleichbleibendem Zug ist die Walze
in jeder Höhenstellung im Gleichgewicht; sie ändert ihre Stellung nach oben oder
unten hei der geringsten 'Zugän.derung, kommt aber sofort in irgendeiner neuen Stellung
-wieder zur Ruhe, wenn der dem Übergewicht -entsprechende Warenzug wieder vorhanden
ist. Ein Warenzug kann nur auftreten, -wenn -die Aufwickelwalze für die .Stoff-
oder Papierbahn @ auf eine etwas ;größere Warengeschwindigkeit eingestellt ist äis
die Abrviclcelwalze. Jede Warenzugregelungseinrichtüüg zriü13 -also entweder die
Geschwindigkeit des Aufwickelmotors oder die Geschwindigkeit der A'bwckelwalze bzw.
des mit ihr gewöhnlich verbundenen Bremsgenerators regelnd beeinflussen.
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Verhältnismäßig einfach ist der Fall, wenn nur die Zugspannung einer
zwischen Walzen gleichbleibenden Durchmessers hindurchgeführten Warenbahn durch
Einregelung eines ausreichenden Geschivindigkeitsunterschiedes
aufeinanderfolgender
Triebwalzen eingeregelt werden soll. Für diese geringe Geschwindigkeitsregelung
ist eine direkte
| Zugspannungsregelung mittels einer Tänzer- |
| walze bekannt. Auch andere von der Zug- |
| spannung abhängige Vorrichtungen, wie z. B1 |
| Fühlerrollen am Druckende eines gewichtsz |
belasteten Winkelhebels, die an die durchlaufende Papierbahn senkrecht zur Laufrich-,ung
angepreßt sind, wurden zur Regelung des Geschwindigkeitsverhältnisses aufeinanderfolgender
Triel@walzen gleichbleibenden Durchmessers verwendet.
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Eine schwierigere Aufgabe liegt jedoch vor, wenn die Ware auf sog.
Wickelbäume auf- oder umgewickelt werden soll. Es ist bekannt, daß sich die Drehzahlen
dieser Wickelbäume mit wachsendem oder abnehmendem Wickeldurchmesser in sehr weiten
Grenzen ändern müssen, wenn eine gleichbleibende Warengeschwindigkeit während des
ganzen Wickelvorganges erreicht werden soll. Die Forderung immer gleichbleibenden
Warenzuges umfaßt dann hinsichtlich der Geschwindigkeitssteuerung der Motoren zwei
Aufgaben: erstens muß die Drehzahl des. Aufwickelmotors dem veränderlichen Wickeldurchmesser
entsprechend mit wachsendem Durchmesser immer kleiner werden, beim Bremsgenerator
dagegen wegen des gleichzeitig abnehmenden Wickeldurchmessers immer größer, und
zweitens muß ein gleichbleibender Geschwindigkeitsunterschied zwischen der auflaufenden
Ware am Aufwickelhaum und der ablaufenden Ware am langsameren Abwickelbaum zur Aufrechterhaltung
gleichbleibender Zugspannung eingeregelt werden.
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Bekannt sind Aufwickelvorrichtungen, bei welchen die endgültige Geschwindigkeit
.des Aufwickehnotors über den ganzen Regelbereich nur durch einen von einer Zugspannungsmeßv
orrichtung (Tänzerwalze) gesteuerten Widerstandsregel er eingeregelt werden ;oll.
Bei derartigen Anordnungen entspricht jeder Stellung der Tänzerwalze eine andere
Motorgeschwindigkeit, und um die in weiten Grenzen verlangtenGeschwIndigkeitsänderungei@
während eines Aufwickelvorganges steuern zu können, muß sie einen großen Regelweg
zurücklegen. Zu berücksichtigen ist dabei, daß Verstellungen der Tänzerwalze nur
bewirkt werden, wenn die Zugspannung röm Sollwert abweicht. Diese bekannte Regelart
hat also den -Nachteil, daß itn Verlauf des Au,fwickelvorganges dauernd vorübergehende
Zugspannun.gsfehler in Kauf genommen werden müssen, weil nur fehlerhafte Zugspannungen
die Regelgrößen für die Geschwindigkeitssteuerung des Aufwickelmotors liefern. Der
Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß bei einem Aufwickelmotor durch getrennte
Erfassung der zwei Regelgrößen J'ür Warengeschwindigkeit und Warenzug uiic1 deren
mechanische oder elektrische Sum-Kinierung der Zugspannttngssteuerungsanteil :betriebsmäßig
nur noch die Unvollkommenheiten des Waren.geschwindigkeitssteuerungsanteils auszugleichen
hat, daher klein gehalten «-erden kann und während des ganzen Aufwickelvorganges
nur dann einzugreifen braucht, wenn durch Unvollkommenheiten in der tN'arengeschwin.digkeitssteuerung
Warenzu-unterschiede auftreten und auszugleichen sind.
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ach der Erfindung werden die zwei Regelgrößen, die eine für gleichbleibende
Warengeschwindigkeit,-die andere für gleichbleibenden Warenzug, durch getrennte
lIeßvorrichtungen erfaßt und in ihrer Wirkung auf die Drehzahlregelung des Motors
einander so überlagert, daß bei näherungsweise gleichbleibender U'arengeschwindigkeit
während des ganzen Wickelvorganges ein gleichbleibender Warenzug erzielt wird, und
zwar nicht nur bei einseitigem, sondern auch im =kehrenden Betrieb.
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Bei umkehrbarem Betrieb sind die Motoren für die Aufwicklung und Bremsung
.meistens gleichartige Typen. Die Steuerung solcher Motoren auf gleichbleibende
Warengeschwindigkeit kann auf verschiedene Arten erfolgen, beispielsweise mittels
Fühlhebelsteuerungen. abhängig vom jeweiligen Wickeldurchmesser. Die Steuerungen
und Regeleinrichtungen für gleichbleibende Warengeschwindigkeit sind für jeden der
beiden Motoren eines ZTmkehrsatzes sowohl für Betrieb desselben als Aufwickelmotor
als auch für Betrieb als Bremsgenerator verwendbar, gegebenenfalls unter Verwendung
von einem oder mehreren festen, selbsttätig ein-, aus- oder umschaltbaren Zusatzwiderständen
oder Wicklungen, z. B. im Anker- oder Erregerkreis dieser Maschinen. zum Zwecke,
bei derselben Maschine bei gleichen Fühlhebelstellungen grobstufig einen nahezu
richtigen Drehzahlunterschied für Betrieb als Aufwickelmator oder als Bremsgenerator
zu erzielen.
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Eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Auf- oder Umwickeln von Textilstoff-
und Papierbahnen mit konstanterWickelgeschwin-,ligkeit mittels zwei Motoren, bei
welcher sowohl der jeweilige Aufwickelmotor für die Wickelwalze als auch der jeweilige
Bremsgenerator für die Abwickelwalze mittels Fühlhebelsteuerung, abhängig von den
Durchmessern der bewickelten Rollen, regelbar ist, ist dadurch gekennzeichnet, daß
zur Einhaltung eines gleichbleibenden Zuges in der Warenbahn die Drehzahl des Wickelmotors
oder
des Bremsgenerators zusätzlich durch eine von einer Tänzerwalze
gesteuerte Regelvorrichtung beeinflußbar ist.
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Die genaue Einregelung auf gleichbleibenden Geschwindigkeitsunterschied
der ab- und auflaufenden Ware, welcher die Zugspannung bedingt, kann dadurch erfolgen,
daß die Drehzahl entweder des jeweiligen Aufwickelmotors oder des jeweiligen Bremsgenerators
zusätzlich und endgültig durch eine bei Warenzugabweichungen regelnd eingreifende
Zugspannungsmeß- :oder -,einstellvorrichtung beeinflußt wird, beispielsweise mittels
einer von einer Tänzerwalze gesteuerten Regelvorrichtung. Dabei kannübenden eigentlichen
Drehzahlregelungsbereich der Tänzerwalze hinaus eine feste Grobstufe vorgesehen
sein, durch welche bei gleichen Fühlhebelstellungen der jeweils zusätzlich zu regelnden
Maschine von vornherein ein nahezu richtiger Drehzahlunterschied für Betrieb als
Aufwickelmotor oder als Bremsgenerator erreicht wird. Nach der ersten einmaligen
Einstellung der Zugspannungsregelung, sei es für den jeweiligen Aufwick elmotor
auf geringe Geschwindigkeitsvoreilung oder für den jeweiligen Bremsgenerator auf
geringe Geschwindigkeitsnacheilung, hat die von der Tänzer-,v alte besteuerte Regelvoxrichtung
:dann nur noch regelnd einzugreifen, wenn kleine Abweichungen .der Zugspannung durch
Unvollkommenheiten .dir übrigen Drehzahlregelorgane im Verlaufe :des Wicalcelvorganges
auftreten.
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Bei Umkehr des Wickelprozesses braucht sich die eingestellt gewesene
Tänzerwalzenstellung nicht zu ändern, wenn ihre Zusatzregelgröße samt der .etwa
vorgesehenen Grobstufe ebenfalls mit auf den anderen Motor übergeschaltet wird.
Soll die Zugregelungseinrichtung dagegen ,dauernd ein und demselben Motor zugeordnet
bleiben, dann muß bei Umkehr des Wickelprozesses ihr Regelsinn vertauscht werden.
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Die beiden Regelgrößen für gleichbleibende Warengeschwindigkeit und
gleichbleibenden Warenzug können dabei sowohl mechanisch als auch elektrisch oder
elektromagnetisch summiert wirksam gemacht werden, indem z. B. der jeweilige Verstellweg
für die endgültige Einregelung der Motorgeschwindigkeit durch mechanische Summierung
von zwei Verstellwerten erhalten -wird, oder indem mechanisch getrennt verstellte
Drehzahlregelvorrichtungen elektrisch oder elektromagnetisch summiert die endgültige
Motorgeschwindigkeit bestimmen. Elektrische Summierung kann beispielsweise erfolgen
durch Reihenschaltung einzelgeregelter Widerstände im Anker- oder Erregerkreis einer
Maschine; elektromagnetische Summierung beispielsweise beim Erregerfeld durch getrennt
geregelte Wicklungen. An Stelle von Fühlhebeln können als Regelvorrichtungen für
gleichbleibende Warengeschwindigkeit alle an sich bekannten Vorrichtungen :dienen.
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.. Z.weiverschiedeneAusführungsbeispielevon Antrieben mit R egeleinrichtungen
nach der Erfindung sind in den Fig. i bis 3 schematisch dargestellt, von .denen
Fig. i einen Antrieb zeigt, bei welchem der Zusatzregler von der konstanten Warenspannung
aus gesteuert wird und einen Impuls für eine Voreilung dem Antriebsmotor gibt, wobei
der zusätzliche Regler in Reihe mit dem Regler für konstante Geschwindigkeit liegt.
Die Fig.2 und 3 beziehen sich auf einen Antrieb, bei welchem die beiden Steuergrößen
mechanisch summiert werden und auf den Regler des Motors wirken.
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In der Fig. i sind die elektrischen Maschinen zum Antrieb bzw. zum
Bremsen der Wickelwalzen mit i und 2 bezeichnet. Auf den Wickelwalzen 3 und q. laufen
Fühlrollen 5 und 6, welche Stromregler 7 und 8 in den Erregerkreisen 9 und io der
Maschinen i und 2 beeinflussen. Die Stoffbahn i i ist über Leitrollen 12 und 13
sowie über eine Tänzerwalze 14 geführt. Die Tänzerwalze hängt an einer endlosen
Kette 15, die über Rollen 16 und 17 geführt ist. Von der Rolle 17 wird,der Regler
18 betätigt. Das Gewicht 19 dient zur Einstellung der verlangten Spannung in der
Stoffbahn i i. Ein Umschalter 2o, .der von Hand oder auch- selbsttätig von der Maschine
dann umgestellt wird, wenn. der Wickelvorgang beendet ist und umgekehrt werden soll,
dient .dazu, die elektrischen Maschinen i und 2 in ihrer Wirkungsweise und Drehrichtung
umzuschalten, indem beispielsweise die bisher als Motor arbeitende Maschine 2 ,dann
als Generator in entgegengesetzter Drehrichtung arbeitet und die Maschine i ebenfalls
in ihrer Drehrichtung und Arbeitsweise umgekehrt wird. Gleichzeitig mit der Umkehr
der Arbeitsrichtung wird auch der Zusatzregler 18 von der einen elektrischen Maschine,
also beispielsweise von der Maschine 2 auf die Maschine i, -umgeschaltet. Dies geschieht
von Hand oder auch selbsttätig durch die Schalter 21 und 22, welche zur gleichen
Zeit wie der Schalter 2o bewegt werden. Gemäß Fig. i ist Schalter 22 geschlossen
und Schalter 21 geöffnet. Bei der Umkehr .der Drehrichtung wird Schalter 21 . geschlossen
und Schalter 22 geöffnet.
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Die Warenbahn -wird von der Wickelwalze 3 (Fig. i) ab- und auf die
Wickelwalze .i aufgelvickelt. Auf .diesem Wege läuft sie über die Leitrollen 12
und 13 sowie über die Spannrolle 14.. Die Rollen 5 und 6 tasten die Durchmesser
der Wickelwalzen 3 und 4
ab und regeln :die Drehzahlen der Motoren
i und 2 über die Regler 7 und 8 so, daß die Geschwindigkeit der Warenbahn während
des ganzen Umwickelvorganges konstant bleibt. Geringe Drehzahlabweichungen ,der
Motoren von der Solldrehzahl würden aber entweder große Spannungen oder völliges
Entspannen in der Warenbahn hervorrufen. Die Ware wird deshalb noch über -die Rolle
14 geführt, die der Ware eine durch das Gewicht i9 gegebene Spannung erteilt. Treten
nun die obenerwähnten Geschwindigkeitsabweichungen auf, so wird .die Rolle 14 von
der Ware entweder nach unten oder vom Gegengewicht i9 nach oben gezogen. über den
Kettentrieb 15 wird der Regler 18 verstellt. Der eingestellte Widerstand liegt in
Reihe mit dein Widerstand .des Reglers B. Es werden also die Widerstände .des Reglers
8 und 18 summiert und wirken gemeinsam auf die Erregerwicklung io des Motors :2
so, daß die Ware mit gleichbleibender Geschwindigkeit und gleichbleibender Spannung
aufgewickelt wird.
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Der Umwickelvorgangkann von der Wickelwalze 3 zur Wickelwalze d und
umgekehrt beliebig oft erfolgen. Nach Fig. i wird der Regler 18 hierbei jeweils
mit dem Regler des ziehenden Motors in Reihe geschaltet, um den zur Aufrechterhaltung
der Warenspannung benötigten Vorlauf des Motors gegenüber dem Bremsgenerator zu
erzielen. Dadurch, daß die in den Antriebsanotor gelieferte Energie vom Bremsgenerator
wieder an .das Netz zurückgeliefert wird, sind vom Netz nur die elektrischen und
mechanischen Verluste zu decken. Diese werden für jeden Umrollvorgang praktisch
gleich sein, so daß man in die Zuleitung eingebaute elektrische Zähler dazu benutzen
kann, um die Umschaltung nach der anderen Drehrichtung selbsttätig vornehmen zu
lassen.
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Fig.2 zeigt einen Antrieb, bei dem die Regelgrößen mechanisch summiert
werden und die Summe der Bewegungen auf den Regelapparat des 'Motors wirken. Mit
i und 2 sind wieder die elektrischen Maschinen, also die Antriebsmotoren für die
Wickelwalzen 3 und .a., bezeichnet. Die Fühlhebel 5 und 6 tasten die Durchmesser
der Wickelwalzen ab; die Ware ; läuft Tiber die Leitwalzen 8 und 9 und hält die
Tänzerwalze io, welche ihrerseits in einem endlosen Kettenzug I I hängt, der über
die Kettenräder 12 und 13 geführt ist. Von dem Kettenrad 13 werden die Kurvenscheiben
1:1. und 15 angetrieben, auf denen die Lenker 16 und 17 über Rollen einseitig gelagert
sind. Die Magnetkupplungen i8 und i9 verbinden albwechselnd, bei Umschaltung der
Dreh- oder Wickelrichtung, die Kurvenscheiben 14 und 1 5 mit Kettenrad 13 (Fig.3),
je nachdem, welche Laufrichtung die Ware hat. Die Hilfsschalter 22 und 23 geben
abwechslungsweise Strom auf die Magnetkupplung 18 bzw. i9. Der benötigte Gleichstrom
wird bei dem vorliegenden Drehstrornantrieb ;furch einen kleinen Gleichrichter 24.
erzeugt.
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Die Lenker 5 und 16 bzw. 6 und 17 sind über Ketten- oder Seilzüge
25 bzw. 26 verbunden, in welchen je ein Kettenrad 27 und 28 hängt, die ihren Summierbebel
29 bzw. 30 beeinflussen. Die freien Hebelenden sind über die Kettentriebe 31 Und
32 und die Federn 33 und 3¢ mit den Festpunkten 37, 38 verbunden. Die Kettentriebe
31 und 32 betätigen Regelapparate 35 und 36 für die Maschinen i und 2. Mit 2o und
21 sind zwei Schalter zur Umkehr der Wirkungsweise der Maschinen i und 2 bezeichnet.
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Mit RS; sind in Fig. :2 in üblicher Weise drei Phasen eines Drehstromnetzes
bezeichnet.