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Streifen-Bremseinrichtung Wenn ein Streifen, aus Papier oder einem
anderen Werkstoff von einer Rolle, Spule oder einem anderen Halter ab= oder darauf
aufgewickelt wird, ergibt sich häufig das Erfordernis, die Zugspannung im Streifen
od. dgl. annähernd gleichbleibend zu halten. Einige Fälle erfordern ein größeres
Ausmaß an, Genauigkeit und Konstanz als andere, und in manchen Fällen besteht mehr
die Neigung zu Änderungen der Spannung und Änderungen über einen größeren Bereich
als bei anderen,. Als einer der schwierigsten. Fälle, unter beiden Gesichtspunkten
gesehen, hat sieh das überlappte Aufbringen von Papierhand auf einen elektrischen
Leiter zum Zwecke des Aufbaus eines Körpers aus Isolierstoff herausgestellt. Mit
diesem Fall beschäftigt sich die Erfindung in erster Linie; sie ist aber auch in
anderen Fällen anwendbar.
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Beim überlappten Aufbringen von Papierband auf einen elektrischen
Leiter wird das Band in der Form einer flachen Spiralspule oder Rolle auf einer
Spindel zwischen. Scheibjen gehalten, und das Ganze dreht sich um die Achse des
Kabels, wobei das Papierband über geeignete Fühzungssteüle soi abgezogen wird, daß
es sich mit großer Genauigkeit schraubenförmig um den Leiter legt. Eine Spannung
wird dem Band am Spulenhalter durch die Lagerreibung und mittels einer Bremse übermittelt.
Sie wird außerdem durch Reibung an den Führungsteilen bewirkt. Die Gesamtspannung
wird durch eine Kombination dieser Faktoiren in v eränderlichen
Verhältnissen
oder Teilbeträgen j e nach der Ausbildung der Maschine und den besonderen Arbeitsbedingungen
hervorgerufen.
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Eine der Hauptursachen, welches die Veränderung dein Spannung
im Papier hervomrufen; ist die Änderung des. Durchmessers. der Rolle. Einei gleichbleibende
Spannung im Papier am Umfang der Ralle kann offenbar durch eines gleichbleibende
Bremskraft nicht hervorgerufen werden, da der Halbmesser, an welchem die Spannung
zur An.-Zvendung kommt, sich über einem großen Bereich ändert.
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Erfindungsgemäß weist die Streifen-Brenmseinrichtung eine pneumatische:
Kammer bzw. Druckkammer auf, welche mit Druckluft oder einem sonstigen Gas in einem
gesteuerten. Ausmaß beliefert wird und aus welcher Gas durch einen Schlitz hindurch
austritt, welcher durch den Streifen abgedeckt wird, der, über den Schlitz sich
hinwegbewegt und gegen diesen durch die Spannung im Streifen gedrückt wird. Das
Ausmaß des. Entweichens oder der Abgabe des Gases aus der Druckkammer heraus und
durch den Schlitz hindurch wird daher durch die Spannung im Streifen bestimmt. Fernerhin
wird ein Relaie vorgesehen, welches auf die Änderung des Druckes in. der Druckkammer
anspricht und diese Druckänderungen, in entsprechende Einregelungen, der Bieanse
umwandelt. Die Druckkammer kann einem. beweglichen Bauteil aufweisen, welcher eine
Stellung einnimmt, die durch den Druck in der Kammer bestimmt wird. Das Relais-
spricht sodann. auf die Änderungen der Stallung des beweglichem. Bauteils an. Der
bewegliche Bauteil kann als unter federnder Vorspannung stehende Membran bzw. Kolben
ausgebildet sein, welche oder welcher durch den Druck in der Druckkammer in einer
Richtung entgegen der Vorspannungskraft bewegt wird.
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Das Relais kann als pneumatische bzw. Druckkammer ausgebildet sein,
welches Gas unter einen Druck enthält, der durch die Stellung des beweglichen Bauteils
bestimmt wird, in welchem Fall eine Verbindung zwischen der Relaiskammer und der
Bremse eine entsprechende Einregelsteuerbewegung der Bremse, in Übereinstimmung
mit der Druckänderung in der pneumatischen Reiaiskamm,er bewirkt. Der bewe@gliche@
Bauteil kann dazu benutzt werden, den Elrilaß des Druckgaseis nach der pneumatischen
Relaiskammer sowie den Aus.laß desselben aus dieser Kammer heraus zu steuern..
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Die besteht vorzugsweise-, aus einer pneumatischen Bremskammer mit
einer nachgiebigen Wandung, über welche der Druck innerhalb, der Kammer zur Wirkung
kommt, um die Bremskraft zum Entstehen zu bringen. Die Bremskammer wird mit Druckgas
versorgt und verliert Gas durch eine Auslaßaussparung in einem Ausmaß, welches durch
das Relais gesteuert wird.
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Es hat sich herausgestellt, daß der Druck in der pneumatischen Kammer
in einem bestimmten Verhältnis zur Spannung im Streifen steht; d. h.. je kleiner
das Ausmaß des Gasaustrittes ist, um so höher ist der Druck in. der Kammer. Falls
die pneumatische Kammer mit einem federnd gehaltenen Kolben bzw. einer Membran versehen
wird, so hat es sich herausgestellt, daß die kombinierte Auswirkung der federndien
Halterung und des Druckes sowie des Relais die erforderliche Einregelung mit einer
ausgeprägten Anspreohempfindlichkeit und mit einer besonders. großen Stenerungsgenauigkeit
zu erzielen gestattet.
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Andere Relaisgattungen können zur Anwendung kommen, beispielsweise
auch elektrische Relais, und andere Steuerungsarten als diejenige mittels der pneumatischen
Kammer können benutzt werden..
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Die Erfindung soll nunmehr an Hand der Zeichnung ausführlichen- beschrieben
werden, und zwar zeigt Fig. i eine Draufsicht auf die Düse, wobei die relativen
Abmessungen des Auslasses und des Papierstreifens zum Ausdruck gebracht werden sollen,
- -Fig. z eine Seitenansicht der erfindungsgemäßen. Steuervorrichtung, Fig. 3 eine
Ansicht mit teilweiser Schnittdarstellung eines Teiles der Steuervorrichtung nach
Fig. 2, während Fig. 4. einen Schnitt gemäß der Schnittlinie IV-IV in Fig. a wiedergibt.
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Die dargestellte Steueranlage weist eine spannungsgesteuerte Regelvorrichtung
auf, bei welcher ein pneumatisches Relais dazu benutzt wird, die, Spannung in einem
Papierstreifen i einzuregeiln, der von einer Spule 2 in einer Papierüberlappungsmaschine
abgezogen wird. Die Spule 2 sitzt drehbar auf einer Spindel 3, welche selbst von
einem Halter 4. gehalten wird, der sich parallel zur Mas.ahihenachse erstrerkt.
Ein mit Papier zu Überlappemder elektrischer Leiter wird durch die Maschinenachse
in der üblichen Weissei hindurchgezogen, wobei der Papierstreifen sclranben.förmig
aufgebracht wird, während dar' Halter q. rund um den Leiter auf einer Halterscheibe
5 bewegt wird, welche von einem Lager 6 auf einer hohlen, nicht drehbaren Spindel?
gehalten wird. Der zu bewickelnde Leiter bewegt sich durch die Spindel 7 hindurch.
Mittels einer Trennwand 8 ist innerhalb der Spindel 7 ein Durchlaß 9 geschaffen,
der mit Druckluft aus einer nicht dargestellten Druckquelle gefüllt werden kann.
Diel Wandung der Spindel? ist durch einen Ring von Aussparungen io unterbrochen,
welche die Verbindung mit dem Innern einer ringförmigen, Kammer i i herstellen.,
die in einem Gehäuse 1a vorgesehen ist, das die Spindel 7 umgibt. Dass Gehäuse 1a
wird auf Kugellagern 13
so gehalten., daß es frei um die Spindel 7 drehbar
ist. Vom Gehäuse i2 sich zwei Rohre 14 und 1.5, durch welche hindurch Luft unter
Druck von der Ringkammer i i zu den verschiedenen Geräteteilen der Spannungssteuervorrichtung
übermittelt wird, wenn: sich die, letztere rund. um die Spindel 7 bewegt.
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Wie sich insbesondere: aus Fig. 4 ergibt, sitzt diel Papierspule 2
auf einesr Mittelhohlnabe 16, welche selbst drehbar auf dem Ende 18 der Spindel
3 mittels Kugellager 17 gehalten wird. Die Spindel 3
wird unverdrehbar
im HailteT 4 mittels einer Mutteer z9 gehalten. Die Spule 2 sitzt unter Druck zwischen
einer Brelmisschelibe 2o, die von: der Nabe 16 gehalten wird, und einer abnehmbaren
Scheibe 21. Die Bremsscheibe 2o ist am der Seite der Nabe 16 mittels Bolzen i23
befestigt, während die abnehmbaze Scheiibe2z am ihrer Stiello durch einen. Haltering
22 gehalten wird, leer auf einem Gewinde auf der Außenseite der Nabe 16 sitzt. Eine
ringförmige Reibscheihei 23 ist so, eingerichtet, daß sie gegen. die äußere Oberfläche
der Bremsscheibe 2o gepreißt werden kann, um die erforderliche Bremskraft zu liefern.
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Die. Relibscheibei 23 sitzt fest auf einem starren Haltering 24, welcher
auf einem Armkranz 25 sitzt, der sich in radialer Richtung von der Mittelnabe 130
weg erstreckt. Dieise Nabe 130 ist fest auf der Spindel 3, und der Armkranz 25 ist,
obwohl ge-
nügend stairr, um die richtige Ringstellung des Halteringes 24
zu sichern, nachgiebig genug, um eine begrenzte. Bewegung des Ringes in, einer Richtung
parallel zur Spindelachse zuzulassen:. Auf der entgegengesetzten Seite der Reibscheibe
23, beizogen auf die! Bremsescheibie 2o, ist eine hohle Ringdruckkammer
27 vorgesehen. Diese Kammleer 27
wird durch eine starre, sich in radialer
Richtung hin erstreckende Wandung 26 gebildet, deren. Außenkante einen Flansch 29
aufweist, der sich parallel zur Achse, und in Richtung auf die Bremsscheibe 20 zu
erstreckt, und durch eine Membran 28, die parallel zur Wandung 26 verläuft. Die
Außenkante der Membran. ist in luftdichter Weise am Flansch 29 befestigt, während
die, Innenteile der Membran 28 und die Wandlung 26 eine luftdichte Verbindung mit
der Spindel 3 bilden. bzw. aufweisen. Die Außenseite der Membran 28 ist in Kon taktherührung
mit der Rückseite des Halteiringeis 24, so daß Druck, welcher auf die Membran in
der Druckkammer 27 zur Auswirkung kommt, der Reibscheibe 23 übermittelt wird, wodurch
diese Scheibe in Wirkveirblindung mit der Bremsscheibe 20 gebracht und dadurch die
erforderliche der Spule 2 übermittelt wird.
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Druckluft tritt in die Druckkammer 27 von der Zweigl.edtung 15 her
durch ein Dreeiwegeeven.til 30 ein. Der Körper des Dreiwegeveintils 3o ist fest
mit dem Ende der Spindel 3 verbunden, während ein Durchlaß 31 sich von der Abzweigung
3 o durch. die, Titte der- Spindel hindurch erstreckt. Vorm Innenende des Durchlasisees
31 ans erstrecken sich radiale Aussparungen 32, welche in Schlitzen oder Steuerw'e'gen
33 endigen, die in, der Oberfläche der Spindel 3 eingefoirmt sind. Die Steuerschliitze#
33 stehen mit Durchlässen 34 in Verbindung, welche in die Druckkammer 27 führen.
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Vom Dreiwegeventil 30 aus führt ein Rolhir 35 zu einer Ausisparung
36, welche von einem Ventilsitz umgeben ist. Außerdem ist in. leer Ventileinrichtung
3o ein regeelbares Droisselventil 37 vorgesehen, welches dazu dient, in vorbestimmter
Weissei dein Strom der Druckluft vorm Roher 15 in die Druckkammer 27 zu regeln:.
Die Aussparung 36 kann. mittels eines Ventils 38 verschlase:ein werden. Die, Stellung
dieses Ventils in bezug auf dien Ventilsitz der Aussparung 36 wird durch ein pneumatisches
Relais 39 bestimmt. Größtbreems,druck an der Spule 2 wird erzielt, wenn die Aussparung
36 vollständig vom Ventil 38 verschlossen. isst, so, daß Druckluft, welche
vom Roher 15 in die Druckkammer 27 eingebracht wird, nicht zu entweichen vermag.
Durch Abheben, des. Ventils 38 vom Sitz wird eis der Luft ermöglicht, aus der Druckkammer
27 über das Rohr 35 zu entweichen:. Die dadurch bedingte Druckverminderung in der
Druckkammer 27 hängt vom Grad der Öffnung des Ventils 38 ab" und die sich dairans
ergehende Bremskraft fällt auf einen Kleins.twert abi, wenn: das Ventil
38 völlig geöffnet ist.
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Das pneumatische Relais 39 beisteht aufs zwei Kammern 40 und 4, welche
durch eine Mittelwand 42 voneinander getrennt und j e durch eine- nachgiebige, Membran.
verschlossen sind. Das Ventil 38 ist am Ende einer Ventilstange 44 befestigt, welche
durch die Membran. 43 und. drei Trennwand 42 hindurchführt. Die Ven.til.stan:ge
ist an, beeiden Membranen 43 befestigt und sitzt mit Gleitsitz in der Trennwand
42. Die; Verbindung zwischen der Stange, und den Membranen sowie der Trennwand sind
im wesentlichen luftdicht. Dein Relais 39 zugeordnet ist ein Gleitventil, welches
einen . Kolben 45 aufweist, der innerhalb, einer oeffemendigen. Bohrung 46 zu gleiten
vermag. Dem Mittelteil der Bohrung 46 wird Druckluft vom Rohr 14 durch ein Drosselventil
47 und übeir eine Roehrverhindung 48 zugeführt. Vom linkem Ende der Bohrung 46 her
führt eine Rohrverbindung 49 zurr linkem. Relai:skammer 40. Eine ähnliche So besteht
zwischen. dem rechten Ende, der Bohrung 46 und der rechten Relallskammer dz. Die
Öffnungen, für die Eintritte leer Verbindungen 49 und So in die Bohrung 46 werden
vollständig durch Ventilflächen am Kolben 45 verschlossen, wenn dieser sich in der
dargestellten Mittelstellung befindet. In dieser Stellung besteht daher keine Verbindung
von jeder der Relaiskammern 40 und 41 zur Außenluft. Die Ventilflächen auf den Kolben
45 sind. nur wenig breiter, als erforderlich eist, um die Öffnungen. zu verschließen.
Der Mittelteil des Kolbens 45 ist genutet oder einsgedreht, um eine Ringk.ammeir
zu bilden, in. welche hinein Luft von der Hauptrohrleitung 48 her eindringen: kann,.
Weiterhin führt vorn: der Rohrleitung 14 her eine Rolhrverbindung durch ein regelbares
Droisselveentil. 5 r und ein: Roher 53 zu einer pneumatischen Kammeer 52 sowie zu
einer Düse 54 über ein Rohr 55. Die pneumatische Kammer 52 besteht aus einer starren
Endwandung 56 und parallel dazu einer anderen. Wandung in Form einer nachgiebigen
Membran 57. Die Stange 58 des Gleiitventilkolbens.45 erstreckt sich durch die Wandung
56 und diie Membran 57 hindurch. Die Stange 58 ist mit der Membran. 57 verbunden
und. sol gehalten, d.aß sie mit Gleitsitz in. dien Wandung 56 sitzt, woben alle
Verbindungen. zwischen, der Veuti.lstanige 58, der Wandung 56 und der Membran 57
im wesentlichen luftdicht ausgebildet sind. Eine! Feder 59 wirkt auf dass Ende der'
Ventilstange
58 ein. Die Düse 54 ist ein kegeelförmigeT Bauteil,
welcher dem Papier i, das über ihn hinweggleitet, eine Kontaktfläche bietet, die
in Richtung der Bewegung des Papiers klein ist. Die Düse 54 ist mit zwei Führungsrollen,
6o und 61 versehen, von denen jede auf einer Seite der Düse sitzt, und zwar in solcher
Lage, daß das Papier bei seinem Hinweglaufen über die Düse um einige wenige Grade
abgelenkt wird. In der Oberfläche der Düse, mit welcheir das Papier zusammenwirkt,
ist ein, Schlitz i59 vorgesehen, dessen Abmessung in Richtung der Bewegung des Papiers
klein ist und dessen Längenabmessung kleiner eist als die Papierbreite.
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Wenn die Druckluft der vorbeschriebenen Steueranlage zugeführt wird,
hat die Luft die Neigung, durch den Schlitz 159 zu entweichen, wodurch der
Druck in der pneumatischen, Kammer 52 abfällt, und außerdem wird eine gewisse Menge
der Luft durch die Aussparung 36 je nach der Einstellung des Ventils 38 entweichen.
Im Anfang sind die Stellungen der verschiedenen DroGselventil,e, einschließlich
der Einstellung der Feder 59 und leer Ventile 45 und 38 auf ihren zugehörigen Ventilstangen,
soi eingeregelt, daß die Bremskraft der erforderlichen Spannung im Papier entspricht.
Wenn der Durchmesser der Spule 2 mit dem Papierverbrauch abnimmt, sucht die Spannung
im Papier sich zu vergrößern. Dies. verringert das Entweichen der Luft durch den
Schlitz 159 mit entsprechendem Steigen des Druckes in der prneumatischen Kammer
52. Die Membran, 57 wird entgegen dem Druck der Feder 59 bewegt, so, daß die Ventilstange
45 sich zum rechten Ende der Bohrung 46 hin bewegt. Diese Bewegung öffnet die Verbindung
49 zur Außenluft hin mit entsprechender Verringerung des Druckes in der linken Relaiskamm-er
4o. Dieselbe Bewegung des Ventils 45 gibt das Ende des Rohres 5o frei für die Zulieferung
von Luft vom Rohr 48 her, soi daß sich der Druck in der rechten Relaiskammer 41
zu steigern sucht. Infolge dieser Druckänderung in den Reilaiskamm.eirn 4o und 41
bewegt sich dass Ventil 38, das mit den Membranen 43 verbunden. ist, nach rechts
von der Aussparung 36 weg. Dies. vergrößert den Leckaustritt der Luft von der Speiseleitung
zur Bremsdruckkammer 27, wodurch der Druck auf die zugehörige Membrane 28 und die
Reibscheibe 23 verringert wird. Da die Bremskraft ;auf diese Weise verringert wird,
nimmt die Spannung im Papierstreifen ab. Wenn die Spannung wiederum den eTfoTderlichen
Wart erreicht hat, wird die Menge des Leckdurchtritts durch den Schlitz 159 wieder
normal, so daß der Druck in der pneumatischen Kammer 52 auf seinen Anfangswert zurückkehrt.
Bei diesem Weirt ist der Kalben, 45 wieder in seine symmetrische Stellung zurückgekehrt,
bei welcher die Enden der Rohre49 und 5o wieder verschlossen sind. Infolge der Ungleichdruckbedingungen,
welche in den Realaiskammern 40 und 41 hervorgerufen sind, hat das Ventil
38
eine neue Einstellung erfahren. Es ist ohne weiteres ersichtlich, daß das
Gerät in der umgekehrten Weise arbeitet, wenn die Papierspannung unter den gewünschtem
Wert absinkt, so daß das Entweichen von Luft von der Düse her zunimmt.
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Durch die bisher beschriebene Steueranordnung kann die- Spannung im
Papierstreifen im wesentlichen gleichförmig oder innerrhadbi der Grenzen, die zwischen
einem vorgeschriebenen Größe- und einem Kleinstwert liegen, gehalten werden. Bei
dieser Steueranordnung sind die verschiedenen Steuerbeile, wie 38 und 45, welche
sich bei der Spannungssteuerung bewegen, so eingerichtet, daß sie Steuerbewegungen.
ausführen, welche sich im wesentlichem, parallel zur Achse des ortsfestem MittelTobTeis
7 erstrecken., so daß sie frei vom unmittelbaren. Einfluß der auf die sich bewegenden
Teile ausgeübten Zentrifugalkräfte sind, die sich aus der Drehung der Vorrichtung
um diese Achse ergeben.
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Es ist unschwer einzusehen, daß die schauhildliche Darstellung des.
Ausfübrungsbeispieles nur die Erfindung erläutern soll und d.aß innerhalb des Erfindungsbereichs
viele Abänderungen möglich sind, und zwar vor allem in bezug auf die, Ausnutzung
der Druckänderungen in der pneumatischen Kammer, wie, beispielsweise der Kammer
52, für die Steuerung der Bremskräfte: Beispielsweise kann eine alternative Ausführungsform
des die Bremse, steuernden Getriebes benutzt werden,. Das Relais kann eine Aus.fühTungsfoTm
aufweisen, welche es für elektrische oder hydraulische Betätigung geeignet macht.
Weiterhin können die Ventilteile eine abweichende Ausführungs.foTm je nach den Arbeitsbedingungen
erhalten, unter welchem; sie arbeiten sollet, sowie je nach denk amgestrebten bestimmten
Wirkungen. Beispielsweise kann das Ventil 38 eine flazhe Steuerfläche bei entsprechend
geformtem Ventilsitz aufweisen, oder es kann als Nadelventil ausgebildet sein. Weiterhin
kann die Bremsdruckkammer in Verbindung mit einer Feder benutzt werden, welche eingerichtet
ist, die Bremskräfte zu liefern, wobei die Zuordnung eine solche sein kann, daß
die von der Feder ausgeübte Kraft sich mit zunehmendem Druck in der Kammeer verringert.
In diesem Falle müßte die SteueranoTdnun@g so sein, daß mit zunehmender Spannung
im Streifen das Ventil 38 dichter an seine, Sitzfläche heran gebracht würde.