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Einrichtung zum- Konstanthalten der Geschwindigkeit auf- oder umzurollender
Bahnen, insbesondere Papierbahnen Zum Konstanthalten der Geschwindigkeit auf- oder
umzurollender Bahnen, insbesondere Papierbahnen, ist ein Getriebe zwischen Antrieb
und Wickelwelle :erforderlich, welches eine zwangsläufige stetige Anpassung der
Drehzahl der Aufrollstange bei zunehmendem Durchmesser der Aufwickelrolle ermöglicht.
Diese Forderung ist bedingt durch die während des Wickelvorgangs immer gleichbleibende
Zulaufgeschwindigkeit der auf- oder, umzuwickelnden Bahn. Beim Aufwickeln der Bahn
wird die weitere Forderung gestellt, daß die Zugspannung während des Wickelvorgangs
unverändert bleibt. Zur Erfüllung dieser beiden Forderungen muß das Getriebe zwangsläufig"
die Drehzahl und das Drehmoment dem jeweiligen Wickeldurchmesser anpassen. Bekannte
Getriebe für derartige Vorrichtungen sind Rutschkupplungen und Differentialgetriebe.
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Die Rutschkupplungen, allgemein als Friktionen bezeichnet, erfüllen
ihren Zweck nur sehr mangelhaft, da der Anpreßdruck, der die einzelnen Scheiben
oder Lamellen gegeneinanderpreßt, sich nicht zwangsläufig so verändern läßt, daß
die erwähnten beiden Forderungen erfüllt werden.
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Auch die Differentialgetriebe, die für derartge Antriebe verwendet
werden, :erfüllen ihren Zweck nicht vollkommen. Es sind z. B. Differentialgetriebe
bekannt, bei denen die erforderliche Bremsung nicht auf dem Planetenträger, sondern
auf einem der Grundräder erfolgt. Hierbei tritt bei Verwendung einer Pumpe als Bremse
eine sehr starke
Veränderung der Drehzahl der Pumpe ein, die mit
einfachen Mitteln nicht ausgeglichen werden kann. Deshalb ist hierfür eine Band-oder
Backenbremse geeigneter. Eine derartige Bremseinrichtung verändert infolge der zunehmenden
Drehzahl und der damit verbundenen Erwärmung fortwährend ihre Reibungsarbeit. Es
ergibt sich hieraus eine dau, ernde Veränderung der Drehzahl bzw. des Drehmomentes
am Wickelstab. Es ist daher erforderlich, daß beim Wickelvorgang ein ein-oder mehrmaliger
Ausgleich durch Veränderung des Anpreßdruckes herbeigeführt wird.
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Es sind weiter Differentialgetriebe .an sich bekannt, bei .denen eine
Ölpumpe zur Bremsung mit dem Planetenträger verbunden ist. Hierbei ist die Anordnung
jedoch so getroffen, daß die umzuwälzende Bremsflüssigkeit in einem geschlossenen
Kreislauf geführt wird. Durch die fortwährende Geschwindigkeitsveränderung und den
ununterbrochenen Betrieb tritt hierdurch jedoch :eine sich immer mehr steigernde
Erwärmung . der Bremsflüssigkeit ein, wodurch nach kurzer Zeit ein Versagen der
Einrichtung eintreten muß, da zum Konstanthalten der Geschwindigkeit auch ein konstanter
Zustand der Bremsflüssigkeit erforderlich ist. Würde die Bremsflüssigkeit bei einer
solchen Anordnung so geführt, daß die Zustandsveränderung vermieden wird, dann wäre
eine sehr lange bzw. große Leitung mit einer beträchtlichen Füllung erforderlich.
Der dadurch auftretende große Reibungswiderstand läßt eine feinfühlige Ein-Stellung
des Bremstviderstandes, die beim Wickeln von Bahnen von geringer Festigkeit erforderlich
ist, nicht zu.
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Der Erfindungsgegenstand vermeidet alle diese Nachteile derartiger
Einrichtungen zum Konstanthalten der Geschwindigkeit auf- oder umzurollender Bahnen,
insbesondere Papierbahnen, bei denen also zwischen Antrieb und Wickehvelle ein Differentialbetriebe
eingeschaltet ist, dessen Planetenträger durch eine verstellbare Bremsre abgebremst
ist, dadurch, daß als Bremse zum Abbremsen des Planetenträgers eine mit Drosselvorrichtung
versehene Flüssigkeitspumpe verwendet wird, die die zulaufende Flüssigkeit nach
Durchfluß durch die Drosselvorrichtung frei austreten läßt.
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Hierbei wird, keine große Flüssigkeitsmenge bewegt, sondern lediglich
nur eine sehr kleine umgewälzt, die einen sehr kurzen Weg von ,der Pumpe bis zur
Drosselvorrichtung zurücklegt. Hierbei tritt keinerlei Zustandsveränderung der Flüssigkeit,
z. B. des Öls, sowie auch kein zusätzlicher Widerstand ein, da nur eine ganz kleine
Menge Flüssigkeit in einem kleinen Raum jeweils umgewälzt wird.
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Die Abbildung zeigt schematisch eine beispielsweise Ausführungsart
des Erfindungsgegenstandes. Die Antriebswelle i wird von irgendeiner Kraftquelle
aus angetrieben. Auf dieser Welle i sitzt das Grundrad 2. Das Grundrad 2 treibt
das Winkelrad 3, welches in dem Planetenträger q. gelagert ist, an. Über das Winkelrad
_3 wird auch gleichzeitig das zweite Grundrad 5 angetrieben. Dieses Grundrad 5 treibt
die Welle 6 unmittelbar an, die mit dem Wickelstab verbunden ist. Der Planetenträger
q. ist drehbar auf den Wellen der Grundräder 2 und 5 belagert und mit dem Stirnrad
7 fest verbunden. Dieses Stirnrad treibt das Gegenrad 8 an, welch letzteres auf
der .-Ölpumpe 9 sitzt. Das der Ölpumpe 9 durch die Saugleitung i o zufließende ÖL
wird in die Druckleitung i i gedrückt. Am Ende der Druckleitung i I ist das
Drosselventil 12 eingebaut, welches durch das Handrad 13 betätigt wird.
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Die Wirkungsweise der Einrichtung ist folgende: Beim Beginn einer
Wicklung wird an dem Handrad 13 ein bestimmter Durchflußquers-chnitt für das Öl
an -dem Drosselventil 12 eingestellt. Die Antriebswelle i läuft mit gleichbleibender
Drehzahl und treibt sowohl das Grundrad :2 als auch über das Winkelrad 3 den Planetenträger
q. an. Da jetzt die Drehzahl des Grundrades 5 bzw. der Welle 6 und des damit verbundenen
Wickelstabes sehr groß ist, so läuft die Ölpumpe 9 sehr langsam. Durch den zunehmenden
Durchmesser der Wickelwelle muß sich die Drehzahl des Wickelstabes 6, um die Zulaufgeschwindigkeit
konstant zu halten, verringern. Dementsprechend muß sich die Drehzahl der Pumpe
g erhöhen. Durch diese Drehzahlsteigerung wird die Pumpe g entsprechend mehr Öl
fördern. Diese größere Ölmenge muß nun durch den nicht veränderten Ausflußquerschnitt
des Drosselventils 12 hindurchfließen. und zwar in derselben Zeit. Hierdurch ergibt
sich eine Drucksteigerung des Öls, wodurch wiederum ein erhöhter Zahndruck im ganzen
Getriebe bedingt ist, der dem erforderlichen Antriebsmoment an der Wickehvelle entspricht.
Bei .dieser Anordnung tritt also eine stetige Anderung der Drehzahl des Wickelstabes
und ,gleichzeitig damit verbunden eine stetige Steigerung des Antriebsmomentes ein.
Hierbei wird die Drehzahlveränderung der Pumpe, da ihr Antrieb vom Planetenträger
4. aus erfolgt, nur in zulässigen Grenzen verändert. Weil nur eine sehr geringe
Flüssigkeitsmenge von der Saugleitung der Pumpe bis zum Drosselventil erforderlich
ist, kann eine Zustandsänderung derselben nicht eintreten.
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Für die in der Abbildung beispielsweise dargestellte Ölpumpe 9 kann
jede andere
Flüssigkeitspumpe Anwendung finden, und außer Öl kann
jede dem Öl ähnliche Flüssigkeit umgewälzt werden. Als Drosselventil i2 kann ferner
jede hierfür ,geeignete Vorrichtung angewendet werden. An Stelle ,der dargestellten
Winkelräder können Stirnräder und an Stelle der dargestellten Stirnräder Kegelräder
Verwendung finden.