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Vorrichtung zur Vergleichmäßigung fertiger Wickelwatten Durch die
Einführung der verkürzten Spinnverfahren besonders in der Bau-mwoll- und Kammgarnsl>innerei
wird die Erzeugung einer gleichmäßigen Vorlage immer wichtiger. Es muß also bereits
bei den '.Maschinen, die die Fasern noch in starken Bändern oder Vliesen abgeben,
es sind (lies die Sc'hlagmaschiiie oder der Bandwickler iii der liatiniwollverarl>eitung
und die Karden bz--,V. die Mischstrecken in der Kammgarnvorbereitung, noch mehr
als bisher Wert auf ein in der Dicke gleichmäßiges Band gelegt werden.
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1?s sind Lösungen bekannt, durch die durchs besondere in die Schlagmaschine
oder in die Karde eingebaute Regler eine gleichmäßige Wittte erzeugt werden soll.
Hierbei werden durch mechanische oder hydraulische Tasteinrichtungen mechanische
Qeschwindigkeitsregelgetriebe gesteuert und damit der Verzug geändert. Diese Vorrichtungen
und insbesondere ihre mechanischen Regelgetriebe, die sich z.13. atz jeder Schlagmaschine
finden, sind aber träge und 'haben grolle Reibungskräfte zu überwinden, so daß es
unmöglich ist, die gewünschte Gleichmäßigkeit der Wickelwatten zu erreichen.
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ach einer anderen bekannten Lösung wird das Band in der Vorhereitungsmaschine
in zwei Richtungen durchleuchtet, und die durch die Dickenschwankungen der Watte
bedingten Lichtstärkenschwankungen werden über Fotozellen zur mechanischen Verzugsregelung
benutzt. Abgesehen von L nvollkommeriheiten der Durc'hleuc'htung verhindert die
Träggheit des mechanischen Regelantriebes eine ausreichende Vergleichmäßigung der
Watte.
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allen bekannten Vorrichtungen gemeinsam ist ferner, daß jede Vorbereitungsmaschine
damit ausgerüstet sein muß.
Gegenstand der Erfindung ist eine Maschine
zur Vergleichmäßigung von Wickelwatten oder Faserbändern, die von den Vorbereitungsmaschinen
ohne oder mit den bisher üblichen, aber ungenügenden Vergleichmäßigungseinrichtungen
geliefert werden.
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Die Arbeitsweise der Maschine besteht nach der Erfindung darin, daß
die Dickenschwankungen der zugelieferten Watte mechanisch, hydraulisch und/ oder
elektrisch abgetastet und an ein elektronisches Steuergerät weitergeleitet werden,
das die Drelüzahl vorzugsweise des Eintrittswalzenpaares eines aus zwei Walzenpaaren
bestehenden Streckwerkes in Abhängigkeit von den Dickenschwankungen der Watte elektrisch
steuert, während die Drehzahl des Austrittswalzenpaares konstant bleibt, so daß
die Dickenschwankungen der Watte durch das Streckwerk ausgeglichen werden. Die Watte
wird nach der Vergleichmäßigung wieder aufgewickelt und kann dann den Karden oder
Strecken vorgelegt werden. Die Steuerung der Drehzahl des Eintrittswalzenpaares
ist vorzuziehen, da im allgemeinen auf der Eintrittsseite die kleineren Massen zu
beschleunigen und zu verzögern sind. Hierdurch wird die Ansprechgeschwindigkeit
der Regelvorrichtung erhöht. Es ist aber auch ohne weiteres möglich, die Drehzahl
des Austrittswalzenpaares zu steuern, sofern die dann dauernd wechselnden Beschleunigungen
und Verzögerungen der auf der Austrittsseite vorhandenen größeren Massen beherrscht
werden können.
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Hierdurch ist es möglich, die Arbeitsgeschwindigkeit der Vergleichmäßigungsmaschine
von der Arbeitsgeschwindigkeit der Vorbereitungsmaschine freizumachen und sie so
zu steigern, daß eine solche Maschine für mehrere Vorbereitungsmaschinen ausreicht.
Man kann also in vorteilhafter Weise die bekannte Regeleinrichtung an den Vorbereitungsmaschinen
weglassen oder vereinfachen und so diese Maschinen verbilligen. Soweit eine solche
bekannte Regeleinrichtung aber bereits iiblicherNveise geliefert wird oder geliefert
ist, wird man mit dem Verfahren nach der Erfindung die restlichen in der Watte vorhandenen
Ungleichmäßigkeiten ausgleichen. Da die neue Maschine für die Verarbeitung der Produktion
mehrerer Vorbereitungsmaschinen ausreicht, kann man auf die Steuerungsaggregate
viel mehr Sorgfalt und Mittel verwenden, als es bisher möglich war.
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Die Maschine besteht nach der Erfindung aus der Vereinigung mehrerer
im einzelnen bekannter Mittel und Geräte, die in ihrem Zusammenarbeiten eine neue
fortschrittliche Wirkung ergeben. Es sind dies a) eine Zulieferungsvorrichtung für
die zu vergleichmäßigenden, von den Vorbereitungsmaschinen kommenden Wickehvatten;
b) eine mechanische, hydraulische und/oder elektrische Abtastvorrichtung für die
noch nicht vergleichmäßigte Watte; c) ein elektronisches Steuergerät, das die Antriebsdrehzahl
der Zulieferungsvorrichtung und eines an diese anschließenden Streckwerkes durch
Regelung der Drehzahl des Antriebsmotors in Abhängigkeit von den Dickenschwankungen
der zulaufenden Watte über-,vacht; d) eine Aufwickelvorrichtung für die vergleichmäßigte
Watte mit einem mit konstanter Drehzahl laufenden Antriebsmotor.
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Gegebenenfalls wird noch ein Anzeigegerät an das elektronisch gesteuerte
Streckwerk angeschlossen, das die Überwachung der Vergleichmäßigung ermöglicht.
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Als :l#,btastvorrichtuiig werden z. B. Abtasthebel verwendet, die
in großer Zahl nebeneinander angeordnet sind und gegen die einlaufende Watte gepreßt
werden. Die Ausschläge derTasthebelwerden über ein Ausgleichgestänge mechanisch
auf das elektronische Steuergerät des Streckwerkes weitergeleitet.
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Auch ein gegen die einlaufende Watte gepreßter, mit einer Flüssigkeit
gefüllter und an der an der Watte anliegenden Seite mit einer Membran versehener
Hohlkörper kann als Abtastorgan verwendet werden; denn die durch die Dickenscli-#vankungen
der Watte ausgelösten F lüssigkeitsverdrängungen reichen bei Auswahl einer geeigneten
hydraulischen Übersetzung aus, dem elektronischen Steuergerät die notwendigen Steuerimpulse
zu übermitteln. Gegebenenfalls werden die Steuerimptilse unter Zwischenschaltung
einer elektrischen Übertragung an das Steuergerät weitergeleitet.
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Neben diesen Alitastvorriclitungen können _lie Dickenschwankungen
der zulaufenden Watte auch durch Induktions- oder Kapazitätsmessungen oder über
Fotozellen festgestellt und an (las Steuergerät weitergeleitet werden.
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Das Anzeigegerät arbeitet beispielsweise nach dem Tacho-Dynanio-Prinzip
oder mit einem Differentialgetriebe.
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Nach einem weiteren 'Merkmal der Erfindung wirken der mit konstanter
Drehzahl umlaufende Motor der Aufwickelvorrichtung und der durch das elektronische
Steuergerät mit veränderlicher Drehzahl angetriebene Motor der Zulieferungsvorrichtung
und der Eintrittswalzen des Streckwerks gemeinsam auf ein Differentialgetriebe,
das der Zulieferungsvorrichtung vorgeschaltet ist. Bei dieser Kupplung der beiden
Motoren übernimmt der mit konstanter Drehzahl umlaufende Motor (Hauptmotor) die
Grunddrehzahlen des Antriebs, während der gesteuerte Motor nur die durch das Steuergerät
ausgelösten 1>rehzahländerungen übernimmt. Hierdurch @N ird die 1?nipfindlich.keit
der Maschine erhöht.
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In der "Zeichnung ist eiii Ausführungsbeispiel der Erfindung in vereinfachter
Form schematisch dargestellt. Es zeigt Fig. i eine Vergleichmäßigungsmaschine mit
voneinander unabhängigen 'Motoren, Fig. 2 eine Vergleichmäßigungsinaschine. bei
der die :Motoren über ein Differentialgetriebe z;isammenwirken, Fig.3 ein Schaltschema
der @laschine, das zusätzliche Einrichtungen zur genauen Angleichung der Drehzahlen
der beiden Motoren aufweist.
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Gemäß Fig. i läuft die Watte des fertigen, noch nicht vergleicliniäßigtcn
\\'ickels i, der von der
Walze 2 gedreht wird, zwischen einer Reihe
von .-11>tasthelieln 3 und einer diesen Hebeln gegenüberliegenden Druckrolle 4 hindurch
dem Streckwerk 5 zu. (las aus dem Eintrittswalzenpaar 6 und dem Austrittswalzenpaar
7 besteht. Die durch die Dickenschwankungen der Watte bedingten Ausschläge der Abtasthebel
3 werden über ein Ausgleichgestänge 8 auf die nicht dargestellten Steuerorgane des
elektronischen Steuergerätes 9 übertragen, von dem die Drehzahl des Antriebsmotors
Mo (Steuermotor) in Abhängigkeit von den Dickenschwankungen der zulaufenden Watte
gesteuert wird. Der -Motor io treibt über ein geeignetes Zwischengetriebe
a, b, c. d, e die Zulieferungsvorrichtung i, 2 und das Eintrittswalzenpaar
h an, deren I)relizalileii mit zunehmender Dicke der Watte erniedrigt und mit abnehmender
Dicke erhöht werden, so daß die Watte zwischen den Walzenpaaren 6, 7 durch Verziehen
vergleichmäßigt wird. Die Entfernung zwischen denWalzen-Paaren 6 und 7 ist je nach
-Material einstellbar. Ein mit konstanter Drehzahl laufenderzweiter -Iotor ii (Hauptmotor)
treibt über ein weiteres Zwischengetriebe I, 1I, 11I, IV dasAustrittswalzenpaar
7, die Kalanderwalzen 12"i3, 14, 15 und die Aufwickelwalzen 16, 17 an, auf denen
die vergleichmäßigte Watte zu einem neuen Wickel is geformt wird. Zwischen dem Eintrittswalzenpaar
6 und dem Austrittswalzenpaar 7 ist ein Anzeigegerät ig angeordnet, das durch mechanische
und/ oder elektrische Anzeige der Drehzahldifferenzen zwischen den Walzenpaaren
6 und 7 von den Dickenschwankungen der Watte abhängige Verzugsänderungen des Streckwerkes
5 anzeigt. Der Abstand zwischen dem Walzenpaar 6 und der Druckrolle 4 ist ebenfalls
einstellbar, so daß die abgetastete Stelle des Faserbandes gerade dann zwischen
den Walzenpaaren 6 und 7 liegt, wenn die Regelung wirksam wird.
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Zum Einstellen des Verzuges und zum Eichen der Vorrichtung ist die
Druckrolle 4 durch ein beliebiges, nicht dargestelltes Getriebe gegenüber der Abtastvorrichtung
achsparallel verstellbar. Da die mittlere Dicke der zugelieferten Watte bekannt
oder durch Versuche ermittelbar ist, wird bei Beginn der Arbeit der Abstand zwischen
der Druckrolle 4 und der Abtastvorrichtung 3 auf die gewünschte mittlere :Materialdicke
eingestellt. Der Verzugsanzeiger i9 zeigt dann den gewünschten durchschnittlichen
Verzug an, der vorzugsweise so ge«-ählt wird, daß die dünnsten in der Vorlage vorkommenden
Stellen gerade nicht mehr verzog--n werden, (1a sie die Dicke des auslaufenden vergleichmäßigten
Bandes haben.
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Nach der Fig. 2, in der mit der Fig. i gleiche Teile gleiche Bezugszeichen
tragen, treibt der mit nicht gesteuerter Drehzahl laufende Motor i i (Hauptmotor)
außer der Aufwickelvorrichtung 12 bis i8 über eine Kette 20 oder einen gleichwertigen
_lntriel) das Sonnenrad 21 eines Differential-Der gesteuerte ?Motor io treibt beispiels-Weise
über eine Schnecke 22 und ein Schneckenrad 23 den Steg 24 des Getriebes,
an dem das Planetenrad 25 drehbar gelagert ist, das mit dem Sonnenrad 21 und dem
innenverzahnten Rad 26 im Eingriff steht. Von diesem werden die Zulieferungsvorrichtung
und das Eintrittswalzenpaar 6 beispielsweise über' ein Stirnrad 27 angetrieben.
Laufen die Motoren io und i i mit gleicher Drehzahl, so befinden sich die Teile
21, 24, 25, 26 zueinander in Ruhe. Ändert sich die Drehzahl des -Motors io unter
dem Einfluß des elektronischen Steuergerätes 9, so wirkt sich die damit auftretende
Drehzahldifferenz zwischen den Motoren io und i i dahin aus, daß die Drehzahlen
der Zulieferungsvorrichtung und des Eintrittswalzenpaares 6 über das Differentialgetriebe
in gleichem -Maße geändert werden.
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Fig. 3 zeigt ein der weiteren Vervollkommnung der Vergleichmäßigungsmaschine
dienendes Schaltschema, das außer den zur in Abhängigkeit von den Dickenschwankungen
der zulaufenden Watte notwendigen Drehzahlsteuerung des Motors io erforderlichen
Elementen zusätzliche Einrichtungen aufweist, mit denen die Drehzahlen der Motoren
io und ii genau aneinander angeglichen werden. Zu diesem Zweck ist in den das elektronische
Steuergerät 9 und den Steuermotor io enthaltenden Stromkreis ein 'kleiner, mit der
Achse des Hauptmotors i i gekoppelter Dynamo 28 eingeschaltet, der eine der jeweiligen
Drehzahl des Motors i i proportionale Spannung liefert. Diese Spannung beeinflußt
zusätzlich zu der durch das elektronische Steuergerät 9 gesteuerten Spannung die
Feldspannung des Motors io derart, daß beide Motoren z. B. beim Anlaufen eine gleichmäßig
zunehmende Drehzahl erhalten und daß die Drehzahl des Steuermotors io den etwa auftretenden,
durch Frequenzschwankungen des Netzes oder durch Belastungsschwankungen des Motors
i i bedingten Drehzahlschwankungen dieses Motors folgt. Auf diese Weise werden durch
Unterschiede in der Grunddrehzahl der Motoren io und ii verursachte Ungenauigkeiten
der Vergleichmäßigung ausgeschaltet, so daß z. B. beim Anlaufen der Maschine die
Grunddrehzahl von Haupt- und Steuermotor in gleicher Weise ansteigen. Die Steuerung
des Hebels 8 wirkt auf das im Steuergerät 9 enthaltene Potentiometer P, welches
seinerseits die Feldspannung des Steuermotors io beeinflußt. Die übrigen Teile des
Steuergerätes 9 sind bekannt und sind nic'htGegenstand der Erfindung. Es bezeichnen
TreinenTransformator, G1 und G$ Gleichrichterröhren, T1 und T., Thyratronröhren,
Ri einen Widerstand, L eine Drossel mit regelbarer Selbstinduktion,
GI eine Glimmstrecke und h einen Verstärker.