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Anordnung zum geregelten Antrieb einer Wickelvorrichtung, z. B. für
Papiermaschinen
Zum Aufwickeln von Papierbahnen, Blechbändern, Kunststoffolien u.
dgl. verwendet man eine Anordnung, bei welcher die Aufwickelvorrichtung, z. B. eine
Haspel, durch einen Motor mittels eines stetig regelbaren Getriebes in Umlauf versetzt
wird. Dabei wird das Stellglied dieses Getriebes durch eine Tänzerwalze derart verstellt,
daß die Haspel stets mit derjenigen Wickelgeschwindigkeit angetrieben wird, die
der Geschwindigkeit des zulaufenden Gutes entspricht.
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Ändert sich die Zulaufgeschwindigkeit, so ändert sich entsprechend
die Drehzahl der Haspel. Auch wird diese Drehzahl verringert, wenn der Spulendurchmesser
wächst. Erreicht wird diese Regelung dadurch, daß die Tänzerwalze den Regelunterschied
zwischen der Wickelgeschwindigkeit und der Zulaufgeschwindigkeit des aufgewickelten
Gutes mißt. Das Wickelgut wird also zügig mit gleichbleibender Spannung aufgewickelt.
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Zuweilen tritt nun die Aufgabe auf, in der gleichen Anordnung das
Gut von der Haspel wieder abzuspulen und irgendeiner Verbrauchsstelle zuzuführen.
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Zu diesem Zweck hat man bisher die Wickeltrommel vom Getriebe abgekuppelt
und die Tänzerwalze festgestellt oder entfernt. Ferner hat man an der Trommel eine
Bremse vorgesehen. Das ist erforderlich, damit die Trommel nicht mehr Gut abwickelt,
als der Verbrauchsstelle zuzuführen ist. Durch die Bremse wird eine bestimmte Mindestspannung
im Wickelgut aufrechterhalten. Bei gleichbleibendem Bremsmoment, das auf die Haspel
ausgeübt wird, wächst aber der
Zug mit abnehmendem Wickeldurchmesser.
Um das zu verhindern, hat man das Bremsmoment in Abhängigkeit vom Wickeldurchmesser
oder vom Zug zu verändern gesucht. Das Umschalten vom Aufwickeln auf Abspulen erfordert
also bei dieser bekannten Anordnung einen erheblichen baulichen und zeitlichen Aufwand.
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Diesen Mangel zu beheben, ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung.
Diese besteht darin, daß bei Verwendung eines stets in derselben Richtung umlaufenden
Antriebsmotors zur Regelung des Abwickelns des Gutes das Getriebe mittels der Tänzerwalze
durch die Nullstellung hindurch regelbar und umsteuerbar ist und dadurch bei der
Bewegungsumkehr des Gutes selbsttätig die Wickelvorrichtung umsteuert und dabei
deren Geschwindigkeit regelt.
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Hierbei kommt als Getriebe vorzugsweise ein hydrostatisches Flüssigkeitsgetriebe
in Betracht.
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Zwei bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung
dargestellt. In dieser zeigt Fig. 1 einen Aufriß der Anordnung beim Aufwickeln,
Fig. 2 eine Teilansicht der Fig. I bei stockender Zufuhr des Wickelgutes und entsprechender
Nullstellung der Tänzerwalze, Fig. 3 die entsprechende Teilansicht der Fig. I beim
Abspulen, Fig. 4 eine der Fig. I entsprechende Teilansicht mit einer anderen Übertragungseinrichtung
zwischen Tänzerwalze und Stellglied des Flüssigkeitsgetriebes und Fig. 5 den Schnitt
nach der Linie 5-5 der Fig. 2 zur Darstellung der ein- und ausrückbaren Anschläge.
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In einem Maschinengestell sind Führungsrollen 10 und II für ein aufzurollendes
Band B gelagert, das zwischen den beiden Spulen 10 und II in einer Schlinge I2 abwärts
über eine Walze I3 geführt ist. Von der Führungsrolle II aus verläuft das Band B
zu einer Haspel I4, die mittels eines Riementriebes I5 von der Abtriebswelle eines
hydrostatischen Getriebes I6 aus angetrieben wird. Dieses besteht aus einem Pumpenteil
und einem von diesem gespeisten Motorteil, die beide als Kapselpumpen ausgebildet
sind. Zur Änderung des Übersetzungsverhältnisses ist die Exzentrizität des Pumpenteils
von der mittleren Nullstellung aus sowohl nach links als auch nach rechts verstellbar.
Die Abtriebswelle ist mit dem Motorteil verbunden. In Fig. 1 ist der Pumpenteil
bei 17 schematisch angedeutet. Er ist gegenüber der Mittellage nach links verstellt,
was zur Folge hat, daß die Abtriebswelle im Uhrzeigersinn angetrieben wird und infolgedessen
die Spule 14 zum Aufwickeln des Bandes B in der gleichen Richtung in Umlauf versetzt.
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Der Pumpenteil I7 ist mit einem Stellglied in Gestalt einer waagerecht
verschiebbaren Stange I8 versehen, deren Verstellung durch die Tänzerwalze I3 mittels
einer beliebigen kinematischen Verbindung herbeigeführt wird. Diese besteht bei
dem Ausführungsbeispiel der Fig. I aus einem an der Achse der Tänzerwalze 13 befestigten
Fühlhebel I9, der in einem Lagerbock 20 des Maschinenrahmens ruht und einen Exzenter
trägt, dessen Exzenterstange 21 mit dem Stellglied I8 verbunden ist. Im Interesse
einer deutlicheren Darstellung ist der Exzenter als Kurbelarm 22 wiedergegeben.
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Der Aufwickelvorgang wird in der bekannten Weise gesteuert: Bei verzögerter
Zufuhr oder Steigerung der Aufwickelgeschwindigkeit, hervorgerufen durch den wachsenden
Spulendurchmesser, wird die Tänzerwalze I3 verstellt, und zwar infolge wachsender
Spannung des Wickelguts B aufwärts gezogen. Dabei verstellt die Tänzerwalze das
Flüssigkeitsgetriebe auf eine geringere Exzentrizität, d. h. eine geringere Geschwindigkeit
der Abtriebswelle. Infolge verringerter Aufwickelgeschwindigkeit geht die Spannung
im Wickelgut B auf den früheren Wert zurück. Stockt die Zufuhr ganz, so wird das
Getriebe so eingestellt, daß seine Abtriebswelle zum Stillstand kommt.
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Diese Lage zeigt Fig. 2. Die Exzentrizität des Pumpenteils I7 beläuft
sich dann auf Null.
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Wenn nun das Band B abgespult werden soll, braucht man es lediglich
mit Bezug auf Fig. I nach links von der Führungswalze 10 abzuziehen und der Verbrauchsstelle
zuzuführen. Dann wird die Tänzerwalze I3 bis über die in Fig. 2 gezeigte Nullstellung
hinaus angehoben. Das hat zur Folge, daß der Pumpenteil 17 durch die in Fig. 2 gezeigte
Nullstellung hindurch nach rechts verstellt wird und die Abtriebswelle im Gegenuhrzeigersinn
in Umlauf versetzt. Die minutliche Drehzahl der Abtriebswelle hängt dabei von dem
Maß der Exzentrizität des Pumpenteils ab.
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Je schneller das Band B von der Führungswalze 10 abgezogen wird, um
so schneller setzt daher das Flüssigkeitsgetriebe I6 die Haspel 14 in Umlauf. Es
wird also genau so viel Wickelgut B abgegeben, als von der Verbrauchsstelle benötigt
wird. Die Spannung des Bandes B wird dabei durch das Gewicht der Tänzerwalze 13
bestimmt und auf einem gleichbleibenden Wert gehalten.
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Es empfiehlt sich, ein- und ausrückbare Anschläge 24 und 23 vorzusehen,
die den Bewegungsbereich der Tänzerwalze 13 beim Aufwickeln und den Bewegungsbereich
der Tänzerwalze 13 beim Abwickeln begrenzen. Beim vorliegenden Ausführungsbeispiel
sind zu diesem Zweck die beiden Anschläge 23 und 24 auf einen feststellbaren Winkelhebel
25 angeordnet, durch dessen Drehung sie wahlweise wirksam gemacht werden, um entweder
den einen oder den anderen Bewegungsbereich der Tänzerwalze I3 zu begrenzen.
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Der Winkelhebel 25 ist auf einer im Maschinengestell befestigten Achse
26 mit zwei Aussparungen gelagert, in die ein Raststift 27 unter Wirkung einer Feder
28 einschnappen kann. Fig. 5 zeigt den Winkelhebel 25 in der Lage, in welcher das
Band B aufgespult wird, und daher der Anschlag 24 den Fühlhebel 19 daran hindert,
über die in Fig. 2 gezeigte Nullstellung hinweg aufwärts zu schwingen. Zum Abspulen
wird der Winkelhebel 25 um go" im Gegenuhrzeigersinn verschwenkt. Es wird dadurch
verhindert, daß sich bei besonders großen Wickelgeschwindigkeiten und verhältnismäßig
kurzem Fühlhebel eine Übersteuerung über die Nullage hinaus ergibt und sich durch
ruckartige Drehrichtungsänderung unangenehm bemerkbar macht. Mittels eines einzigen
Handgriffes kann man nach Lösung des Raststiftes die Welle 26 um go°
drehen
und dadurch den einen Steuerbereich sperren und den anderen freigeben. Bei kleinen
Wickelgeschwindigkeiten und verhältnismäßig lang bemessenem Fühlhebel 19 sind die
Anschläge 23, 24 entbehrlich.
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In Fig. 4 ist eine andere Ausgestaltung dargestellt.
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Dort ist am Fühlhebel 119 gleichachsig mit diesem ein Ritzel I22 befestigt,
das mit einer Zahnstange 121 kämmt. Diese ist starr verbunden mit dem Stellglied
118 des Flüssigkeitsgetriebes Ihr6.
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Als Antriebsmotor für das Flüssigkeitsgetriebe empfiehlt sich ein
Motor, der sich einer Steigerung seiner Drehzahl über die normale Geschwindigkeit
widersetzt und zu diesem Zweck ein Bremsmoment zu entwickeln vermag, wie es bei
einem Drehstrommotor oder einem Nebenschlußgleichstrommotor der Fall ist.
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Das beschriebene Ausführungsbeispiel kann in mannigfacher Hinsicht
abgeändert werden. So kann statt des Flüssigkeitsgetriebes auch ein anderes, stetig
veränderliches, durch Null hindurch verstellbares Getriebe verwendet werden. Auch
kann der Regelunterschied zwischen der Geschwindigkeit der beiden Materialstränge,
die über die Rollen IO und II laufen, auf andere Weise als durch eine Tänzerwalze
gemessen und auf das Stellglied 18 bzw. II8 übertragen werden.
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PATENTANSPRECHE: I. Anordnung zum geregelten Antrieb einer Wickelvorrichtung
durch einen Motor mittels eines stetig regelbaren Getriebes, dessen Stellglied durch
eine Tänzerwalze od. dgl. verstellt wird, welche den Regelunterschied zwischen der
Wickelgeschwindigkeit und der Laufgeschwindigkeit des Wickelgutes mißt, dadurch
gekennzeichnet, daß bei Verwendung eines stets in derselben Richtung umlaufenden
Antriebsmotors zur Regelung des Abwickelns des Gutes das Getriebe (I6) mittels der
Tänzerwalze (13) durch die Nullstellung hindurch regelbar und umsteuerbar ist und
dadurch bei der Bewegungsumkehr des Gutes (B) selbsttätig die Wickelvorrichtung
(I4) umsteuert und dabei deren Geschwindigkeit regelt.