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Antrieb für die Förderwalzen einer Glasschleif- und -poliermaschine
Die Erfindung betrifft eine weitere Ausgestaltung der durch das Patent 673 305 geschützten
Erfindung.
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Durch dieses Patent ist ein Antrieb für die Förderwalzen einer Maschine
geschützt, die zur Herstellung einer fortlaufenden Bahn geschliffenen und gegebenenfalls
polierten Glases dient. Dabei wird die Bahn durch die Förderwalzenpaare ergriffen
und zwischen den Werkzeugen des Gerätes zum Schleifen und gegebenenfalls Polieren
hindurchgeführt.
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Für die ältere Erfindung ist es kennzeichnend, daß die Förderwalzenpaare
zwischen den Werkzeugen so angetrieben werden, daß die Umfangsgeschwindigkeit aller
Walzen gleich derjenigen der Glasbahn ist, wenn keine Unterschiede in der Umfangsgeschwinidigkeit
der Walzen vorhanden sind, die auf unbeabsichtigten Durchmesserunterschieden beruhen.
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Da die Erfindung in gleicher Weise auf Geräte nur zum Schleifen der
Bahn als auch auf solche Geräte anwendbar ist, in denen die Bahn erst geschliffen
und dann poliert wird, soll mit dem Begriff Schleifvorrichtung nachstehend auch
ein solches Gerät gemeint sein, durch welches die Bahn gegebenenfalls auch poliert
wird.
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Die Geschwindigkeit, mit der die Bahn gebildet wird, hängt in erster
Linie von der Geschwindigkeit
der Walzvorrichtung od. dgl. ab.
Zuweilen indessen werden die Walzen, auf denen die Bahn in noch plastischem Zustand
ruht, etwas schneller angetrieben, als es der Geschwindigkeit entspricht, mit der
die Bahn gebildet wird. Das hat die Wirkung, die Bahn zu strecken. In jedem Falle
aber gelangt die Bahn mit einer vorbestimmten Geschwindigkeit in den Kühlofen. Mit
dieser Geschwindigkeit laufen die Walzen im Kühlofen, oder sie laufen jedenfalls
mit dieser mittleren Geschwindigkeit, wenn sie in Gruppen angeordnet sind. Die geringen
unvermeidlichen Durchmesserunterschiede dieser Walzen führen zu keiner Schwierigkeit,
weil die,Glasbahn auf ihnen nur mit ihrem Gewicht ruht und jede Walze, deren Umfangsgeschwindigkeit
infolge eines fehlerhaften Durchmessers etwas von der Geschwindigkeit der Glasbahn
abweicht, ohne weiteres an dieser schlüpfen kann. Bei der Schleifvorrichtung müssen
aber die Walzen auf die Glasbahn eine erhebliche Vorschubkraft ausüben, um den Reibungswiderstand
zwischen der Glasbahn und den Schleifwerkzeugen zu überwinden. Das kann nur geschehen,
wenn die Förderwalzen, die die Glasbahn zwischen sich ergreifen, paarweise zusammengedrückt
werden.
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Bei der bisher bekannten Bauart der Vorrichtung wurden diese Förderwalzen
nun alle mit einer bestimmten minutlichen Drehzahl angetrieben, so daß unbeabsichtigte
Durchmesserunterschiede der Walzen notwendigerweise zu Unterschieden ihrer Umfangsgeschwindigkeit
von der Fördergeschwindigkeit der Glasbahn führen mußten. Der dadurch bedingte Schlupf
zwischen den Förderwalzen und der Glasbahn hat aber zur Folge, daß die Glasbahn
zwischen den Förderwalzenpaaren unterschiedlichen Durchmessers übermäßigen Zug-
und Druckspannungen ausgesetzt wird, weil der Schlupf nur durch sehr starke Drehmomente
erzwungen wird.
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Nach der Erfindung des Patents 673 305 werden nun die Förderwalzen
in der Schleifmaschine auf elektrischem Wege derart angetrieben, daß nicht ihre
minutliche Drehzahl von vornherein auf einen bestimmten Wert festgelegt ist, sondern
daß die minutliche Drehzahl der Förderwalzenpaare etwas voneinander abweichen kann,
ohne daß ein Unterschied im Drehmoment zweier Walzenpaare auftritt. Das hat die
Wirkung, daß die Umfangsgeschwindigkeit jedes Walzenpaares der Fördergeschwindigkeit
der Glasbahn genau entsprechen kann, ohne daß dabei übermäßige Drehmomentschwankungen
auftreten, die zu einer unzulässigen Druck- oder Zugspannung in der Glasbahn führen
würden.
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Nach der Erfindung läßt sich nun ein ähnliches, aber noch vollkommeneres
Ergebnis dadurch erreichen, daß das auf jedes Förderwalzenpaar oder I jede Gruppe
von Walzenpaaren ausgeübte Drehmoment und ihre Umfangsgeschwindigkeit völlig unabhängig
von dem Hauptantrieb oder dessen Geschwindigkeit sind. Die Umfangsgeschwindigkeit
der Walzen ist daher stets ebenso groß wie diejenige des Glases, während das auf
die Walzen ausgeübte Drehmoment im wesentlichen unveränderlich ist, auch dann, wenn
Unterschiede in den Walzendurchmessern auftreten.
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Wenigstens eine Walze jedes Paares wird durch ein Gewicht oder eine
Feder angetrieben, die ein im wesentlichen gleichbleibendes Drehmoment auf die Walze
ausübt. Das Gewicht beim Absinken oder die Feder bei Entspannung werden durch den
Hauptkraftantrieb wieder aufgezogen. Der Kraftantrieb sucht vorzugsweise das Gewicht
oder die Feder dauernd aufzuziehen, kann aber so ausgestaltet werden, daß er sie
absatzweise aufzieht, sobald ein gewisser Ablaufgrad erreicht ist.
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Die Erfindung wird an Hand einiger Zeichnungen erläutert, die Ausführungsbeispiele
darstellen, und zwar zeigt Fig. I eine schematische Aufsicht auf einen Teil einer
Schleifmaschine, die auf einer fortlaufenden Bahn arbeitet.
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Fig.2 einen horizontalen Schnitt durch ein Rollentriebwerk, Fig. 3
einen Schnitt längs der Linie A-A der Fig. 2, Fig. 4 eine Aufsicht auf eine Antriebsvorrichtung
gemäß Fig. 2, Fig. 5 eine schematische Ansicht in aufrechter seitlicher Darstellung
einer abgeänderten Ausführungsform eines Triebwerkes, Fig. 6 und 7 zwei Ausführungsformen
für ein Triebwerk gemäß Fig. 4 und Fig.8 eine Einrichtung zur Verwendung einer Feder
an Stelle eines Gewichtes.
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Fig. I läßt erkennen, daß die ununterbrochen aus dem nicht dargestellten
Bahnbildungsgerät austretende Glasbahn I zwischen mehreren Schleifscheiben 2 hindurchgeht,
deren untere Scheiben die Unterseite der Bahn gerade unterhalb der dargestellten
oberen Schleifscheiben bearbeiten. Zwischen jedem Paar von Werkzeugen liegt ein
Paar von Rollen 3, die die Bahn ergreifen, und jedes Paar wird angetrieben durch
ein Gewicht oder eine Feder, solange das Gewicht in der Arbeitsstellung oder die
Feder in ihrer arbeitsfähigen Gestalt gehalten wird. Dies erfolgt durch den Motor
4 über die gemeinsame Welle 5 und die Zahnradübersetzung, was im folgenden unter
Bezugnahme auf andere Figuren im einzelnen beschrieben wird.
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Die Fig. 2 und 3 zeigen eine Ausführungsform der Erfindung, bei der
die Welle 6 von einer der Rollen 3 in nicht dargestellten Lagern bei 7 gehalten
wird. Auf der Welle sitzt fest das von ihr getragene Sonnenrad 8 eines Planetenbgetriebes.
Das außenliegende, innen gezahnte Rad 9 des Planetengetriebes sitzt lose auf dem
Teil io der Welle 6. An dem Zahnrad 9 ist ein Schneckenrad i i befestigt, mit Odem
eine Schnecke 12 im Eingriff steht, die durch eine vertikale Welle 13 angetrieben
wird. Die Planetenräder 14 ides Planetengetriebes laufen ;auf Wellenzapfen, die
in einer Trommel 15 fest gelagert sind. Die Trommel sitzt lose an dem Teil 16 der
Welle. Ein Gewicht 17 hängt an einem Stahlseil 18, das auf die Seiltrommel 15 aufgewickelt
ist.
Nimmt man einmal an, daß das Zahnrad 9 festgehalten wird, so
würde das Gewicht 17, das die Trommel 15 mit den Planetenrädern I4 in Uhrzeigerrichtung
(in bezug auf Fig.3) zu drehen sucht, auch das Sonnenrad 8 und die Rollen 3 im Uhrzeigersinn
zu drehen suchen. Wenn jetzt das Rad 9 entgegen dem Uhrzeigersinn mittels der endlosen
Schraube I2 gedreht würde, so würde das Rad 9 versuchen, die Trommel I5 entgegen
dem Uhrzeigersinn zu drehen, um das Gewicht I7 anzuheben. Während so die Rolle 3
umläuft, könnte die endlose Schraube I2 gedreht werden mit einer Geschwindigkeit,
die das Gewicht I7 in Ruhe hält, oder mit einer größeren Geschwindigkeit, durch
die allmählich das Gewicht hochsteigt, oder mit einer geringeren Geschwindigkeit,
die das Gewicht langsam absinken läßt. In jedem Falle hängt das auf die Rolle ausgeübte
Moment ausschließlich von dem Gewicht ab (nämlich für ein Gerät gegebener Abmessungen)
und ist dasselbe, ob das Gewicht in Ruhe oder im Steigen oder Fallen begriffen ist,
wobei kleine Änderungen auf Grund der Reibung der Teile vernachlässigt werden. mögen.
Die gleichwertige mechanische Brauart unter Verwendung von Kegelrädern kann an Stelle
der gezeigten Konstruktion verwendet werden.
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Da es praktisch unmöglich ist, alle Schnecken I2 mit einer Geschwindigkeit
zu drehen, die die Gewichte I7 an Ort und Stelle festhält, so müssen Vorrichtungen
getroffen sein, um die Geschwindigkeit der Schnecken zu ändern, wenn das entsprechende
Gewicht beim Ansteigen oder Fallen die Grenze seiner zulässigen Bewegungsbahn erreicht.
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Ein Verfahren, um das zu erreichen, ist in Fig. 4 veranschaulicht,
wonach die Welle I3 ein Schneckenrad I9 trägt, das durch die Schnecke 2o mit der
Welle 2I angetrieben wird, die ihrerseits einen Teil 22 einer magnetischen Kupplung
trägt, deren anderer Teil 23 auf einer Welle 24 sitzt, ein Kegelzahnrad 25 besitzt,
das seinerseits mit einem Kegelzahnrad 26 der gemeinsamen Welle 5 im Eingriff steht.
Der Motor 4 ist so eingerichtet, daß er die Welle I3 antreibt (über dieses Zahnradgetriebe
und seine magnetische Kupplung) mit einer Geschwindigkeit, die etwas zu schnell
ist, so daß das Gewicht I7 allmählich aufgehoben wird, wobei der Überschuß das Gewicht
I7 allmählich anhebt und damit sicherstellt, daß trotz der unvermeidlichen Änderungen
in den Rollendurchmessern kein Gewicht tiefer absinkt als vorgesehen. Wenn das Gewicht
die obere Grenze seiner Laufbahn erreicht, so betätigt es einen Schalter, der den
Stromkreis der elektromagnetischen Kupplung 22, 23 öffnet. Die Welle I3 der Schnecke
wird dann nicht länger angetrieben, und das äußere Zahnrad 9 des Planetengetriebes
wird festgehalten. Dann fährt das Gewicht I7 fort, die Rolle durch Fallen anzutreiben,
und wenn es die untere Grenze seiner Bewegungsbahn erreicht hat, so schließt es
den Schalter der magnetischen Kupplung, und der Kraftantrieb der Schneckenwelse
I3 setzt wieder ein. Wenn beispielsweise der Motor die Schneckenwelle I3 mit einer
um 5% zu großen Geschwindigkeit antreibt und wenn das Gewicht aus seiner obersten
Lage in I Minute bis in seine unterste Lage fällt, so dauert es 2o Minuten, bis
es wieder von der untersten in die oberste Lage angehoben wird. Die Betätigung von
Schaltern durch das Gewicht wird nunmehr im Zusammenhang mit der in Fig. 5 dargestellten
Anordnung beschrieben.
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Diese Fig. 5 zeigt schematisch ein mechanisches Äquivalent des Planetenradgetriebes
der Fig.2 und 3, wobei eine Kette mit Kettenrädern verwendet wird. Die Rollenwelle
6 trägt ein Kettenrad 27, und eine Kette 28 läuft um dieses Rad herum und ebenso
um ein Kettenrad 29, das das Gewicht I7 trägt, ferner um ein vom Motor getriebenes
Kettenrad 30 und um ein Kettenrad 3I, das ein kleines Gegengewicht 32 trägt, das
ausreichend ist, um das Schlappseil der Kette aufzunehmen, und schließlich über
ein loses Kettenrad 33. Dias Kettenrad 30 wird angetrieben durch die Welle 34 über
die beiden Schneckentriebe 35, 36. Die Welle 34 kann ebenso wie die Welle 2I nach
Fig. 4 angetrieben werden von einer gemeinsamen Welle 5 über eine magnetische Kupplung.
Dann arbeitet die Vorrichtung in ähnlicher Weise, wie es oben in bezug auf die Fig.
2, 3 und 4 beschrieben wurde. Die Fig. 5 zeigt aber eine abgeänderte Ausführungsform
des Antriebs durch Einzelmotoren anstatt durch eine gemeinsame Welle. Der Motor
37 ist ein Gleichstromnebenschlußmotor mit einem Widerstand 38 im Nebenschlußstromkreis
mit Einrichtungen zum Kurzschließen des Widerstandes. Bei kurzgeschlossenem Widerstand
treibt der Motor 37 das Kettenrad 30 mit einer Geschwindigkeit, die etwas zu niedrig
ist, um die Rolle mit der erforderlichen Umfangsgeschwindigkeit anzutreiben, während,
wenn der Widerstand im Stromkreis liegt, der Antrieb mit einer etwas zu hohen Geschwindigkeit
erfolgt. Die beiden Drähte 39 zum Kurzschließen des Widerstandes 38 sind zu einem
Anschlagschalter 40 geführt, der beispielsweise als gewöhnliche Quecksilberwippe
ausgebildet sein kann und so angeordnet ist, daß ein Ansatz 4I an dem Gewicht den
Schalter betätigt, um den Stromkreis der Drähte 39 am untersten Grenzpunkt der Bewegungsbahn
des Gewichtes zu öffnen. Dadurch wird der Motor 37 veranlaßt, mit seiner höheren
Geschwindigkeit zu laufen, so daß er das Gewicht allmählich hochizieht. Wenn dieses
seine oberste Stellung erreicht, so stößt der Ansatz 4I gegen den Arm 42. Dieser
Arm ist durch eine Leine 43 .mit dem Schalter 40 verbunden und schließt diesen,
so @daß der Widerstand 38 kurzgeschlossen wird und der Motor mit seiner geringeren
Geschwindigkeit läuft, um das Gewicht wieder langsam herabfallen zu lassen. Die
Einrichtung q.o bis 43 zur Betätigung des Schalters kann angebracht werden an dem
Stromkreis der Magnetkupplung 22, 23 der Fig. q.._ Dann ist aber der Schalter 40
so ,angeordnet, daß er den Stromkreis schließt, wenn er durch den Ansatz 41 am unteren
lJmkehrpun kt des Gewichtes betätigt wird. Das Gewicht kann bei seinem Steigen und
Fallen einen Regelwiderstand im Nebenschlußstromkreis betätigen, anstatt einen Schalter
im Stromkreis eines
festen Widerstandes zu öffnen oder kurzzuschließen.
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Fig. 6 zeigt eine Einrichtung zum Antrieb der Welle 2I nach Fig. 4
mit Geschwindigkeiten, die entweder zu hoch oder zu niedrig sind, mittels zweier
gemeinsamer Wellen anstatt mittels Einzelmotoren. Die Kegelzahnräder 25 der Vorrichtung
gemäß Fig. 4 erhalten ihren Antrieb durch ein Kegelzahnrad 44 auf der Welle 45,
die ein Zahnrad 46 trägt, das mit zwei Zahnrädern 47 auf den gemeinsamen Wellen
48 und 49 im Eingriff steht. Die Zahnräder 47 sind lose auf diesen Wellen angeordnet,
und jedes von ihnen ist mit einem Glied 50 einer magnetischen Kupplung verbunden,
von der das äußere Glied 5I fest auf der Welle sitzt. Die beiden Wellen 48 und 49
werden angetrieben mit Geschwindigkeiten, von denen die eine wenig zu schnell und
die ändere wenig zu langsam ist. Mittels der magnetischen Kupplungen 50, 5I wird
das Zahnrad 25 entweder zu schnell oder zu langsam angetrieben, um das Gewicht langsam
steigen und dann langsam fallen zu lassen.
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Fig. 7 zeigt eine ähnliche Anordnung, bei der nur eine einzige gemeinsame
Welle 5 verwendet wird. Die Welle 45 trägt zwei Zahnräder 52 und 53, die mit Zahnrädern
54 bzw. 55 im Eingriff stehen. Diese sitzen lose auf der Welle 5 und sind mit Kupplungsteilen
56 bzw. 57 einer magnetischen Doppelkupplung verbunden, deren mittlerer Teil 58
fest auf der Welle 5 sitzt. Die gemeinsame Welle 5 erhält einen Antrieb von annähernd
richtiger Geschwindigkeit, d. h. von einer Geschwindigkeit, bei der die Gewichte
annähernd stehenbleiben würden. Die Umlaufsgeschwindigkeit der Zahnräder 52, 54
und 53, 55 ist so bemessen, daß das Zahnrad 25 mit Geschwindigkeiten angetrieben
wird, die etwas oberhalb und etwas unterhalb dieser Geschwindigkeiten liegen.
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Fig. 8 zeigt, wie eine Feder 59 an Stelle des Gewichtes I7 bei der
Ausführungsform nach den Fig. 2 und 3 verwendet werden kann. Das untere Ende der
Feder ist an einem ortsfesten Punkt 6o befestigt, während das obere Ende eine Seiltrommel
6I trägt, um die das Stahlband I8 von der Trommel I5 herumgelegt ist und zu einem
festen Punkt 62 führt. Da der Bewegungsbereich einer Feder, wenn das von ihr ausgeübte
Moment annähernd konstant sein soll, klein ist, so ist diese Anordnung im allgemeinen
weniger geeignet als die mit einem Gewicht.
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Bei dem dargestellten Gerät greift das Gewicht an den Umfang einer
Trommel oder eines Rades auf der Rollenwelle an. Die Anordnung kann jedoch auch
so getroffen werden, daß das Gewicht an einer Trommel angreift, die durch ein Zahnradzwischengelege
mit der Rollenwelle verbunden ist. Auf diese Weise kann z. B. ein geringeres Gewicht,
das sich dafür schneller bewegt, verwendet werden, um dasselbe Moment auszuüben.
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Wenn beide Rollen eines Antriebsrollenpaares einen positiven Antrieb
erfahren, so werden die oben beschriebenen, zur Ausübung eines konstanten Momentes
geeigneten Einrichtungen vorzugsweise an beiden Rollen angebracht. Wenn dagegen
die beiden Rollen aus verschiedenen Werkstoffen bestehen, beispielsweise aus weichem
und hartem Gummi, so daß die eine Rolle einen erheblich schwächeren Griff auf das
Glas ausübt als die andere, wodurch die mit dem schwächeren Griff einen gewissen
Schlupf haben kann, ohne dabei eine schädliche Zugwirkung auszuüben, so kann die
griffigere Rolle durch eine der oben beschriebenen Einrichtungen angetrieben werden,
und die andere Rolle kann mittels einer Zahnradübersetzung angeschlossen sein.
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Wenn eine Gummirolle eine Zugwirkung zum Antrieb einer Glasbahn ausübt,
so kann zwischen der Rolle und dem Glas ein Schlupf vorhanden sein, so daß die Umfangsgeschwindigkeit
der Rolle etwas höher ist als die Geschwindigkeit der Glasbahn. Wenn das der Fall
ist, so ist der in der obigen Beschreibung gewählte Ausdruck Geschwindigkeit des
Glases so zu verstehen, daß damit die Umfangsgeschwindigkeit der Rolle gemeint ist,
die erforderlich ist, um die Glasbahn mit der nötigen Kraft anzutreiben.
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Erfindungsgemäß wird entweder ein Gewicht oder eine Feder verwendet,
um die Rolle anzutreiben, und bei allen Ausführungsformen der Erfindung kann eine
Feder durch ein Gewicht ersetzt werden, und umgekehrt.