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Vorrichtung zum Regeln der Drehzahl von Wickelrollen
Die Erfindung
bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Regeln der Drehzahl von Wickelrollen durch
Abtasten des Wickeldurchmessers mittels auf eine Fotozelle wirkender Lichtstrahlen,
bei der die Abtasteinrichtung ihre Lage entsprechend der Durehmesseränderung während
des Abtastvorganges verändert. Es ist bekannt, die Drehzahl von Wickelrollen durch
solche Abtasteinrichtungen zu regeln, bei denen die Lichtquelle an der einen Seite
der Wickelrolle und die Fotozelle an der anderen Seite der Wickelrolle angebracht
ist und die Strahlen parallel zur Rollenachse verlaufen. Sowohl die Lichtquelle
als auch die Fotozelle ist auf einer Spindel verschiebbar, und sie werden entsprechend
dem veränderlichen Durchmesser der Wickelrolle so verstellt, daß die Lichtstrahlen
stets parallel zur Achse bleiben. Sie werden dabei von der Wickelrolle teilweise
abgedeckt, und je größer die Wickelrolle wird, desto mehr Lichtstrahlen werden abgedeckt
und damit auf die Fotozelle unwirksam.
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Das hat eine entsprechende Änderung des Fotozellenstromes zur Folge,
die das Ansprechen eines Verstärkergerätes bewirkt und dadurch einen Hilfsmotor
einschaltet, der sowohl die Lichtquelle als auch die Fotozelle verstellt, so daß
der ursprüngliche Grad der Abdeckung wieder erreicht wird. Durch die Verstellung
wird die Einstellung eines Regelwiderstandes im Felderregerstromkreis des Wickelmotors
geändert, wodurch dessen Drehzahl herabgesetzt und die Laufgeschwindigkeit der aufzuwickelnden
Papierbahn ebenfalls auf den ursprünglichen Wert herabgesetzt wird.
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Die Anordnung der Lichtquelle auf der einen und der Fotozelle auf
der anderen Seite der Wickelrolle und die dadurch bedingte Notwendigkeit, beide
Teile durch getrennte Einrichtungen zu verstellen, erfordert einen verhältnismäßig
großen Aufwand an Obertragungswellen, Spindeln u. dgl.
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Dadurch wird außerdem die freie Zugänglichkeit der Wickelrolle behindert.
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Die Erfindung vermeidet diese Nachteile dadurch, daß die ganze Abtasteinrichtung
um eine zur Wickelwelle parallele Achse schwenkbar ist, und daß ihre Lichtstrahlen
etwa tangential zu dem jeweiligen Rollenumfang verlaufen. Zu diesem Zweck werden
Lichtquelle und Fotozelle auf einer gemeinsamen Leiste oder Stange angebracht, die
an ihrem einen Ende um eine parallel zur Wickelwelle liegende Achse schwenkbar ist.
Diese Abtasteinrichtung wird so eingestellt, daß die Lichtstrahlen anfangs den Umfang
der Wickelrolle tangieren. Vergrößert sich der Durchmesser der Wickelrolle, dann
veranlaßt die dadurch hervorgerufene Abdeckung der Lichtstrahlen eine Änderung des
Fotozellenstromes und diese sowohl eine entsprechende Schwenkung der Abtasteinrichtung
als auch die Verstellung eines Getriebes, das zwischen den Antriebsmotor und die
Wickelwelle eingeschaltet ist. Die Schwenkbewegung und die Verstellung des Getriebes
dauert so lange, bis die Lichtstrahlen wieder tangential am Rollenumfang vorbeilaufen
und die Fotozelle mit ihrer ursprünglichen Intensität belichten.
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Damit die Schwenkbewegung der Durchmesservergrößerung der Wickelrolle
in praktisch ausreichendem Maße proportional ist, wird die Schwenkachse für die
Abtasteinrichtung zwecl<-mäßigerweise so angeordnet, daß die Lichtstrahlen dann
etwa senkrecht zu einer zwischen ihrem Berührungspunkt am Rollenumfang und der Wickelachse
angenommenen Verbindungslinie verlaufen, wenn die Wickelrolle ihren halben Durchmesser
erreicht hat.
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Ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgedankens ist in der Zeichnung
schematisch dargestellt.
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Die Wickelrolle I sitzt auf der Wickelwelle 2, die von einer Welle
3 über die Kegelräder 4 und 5 angetrieben wird. Die Welle 3 erhält ihre Antriebsbewegung
von einem Motor 6 über ein Getriebe 7, das zweckmäßigerweise als stufenloses Getriebe
ausgebildet ist. Das Übersetzungsverhältnis des Getriebes 7 ist durch einen Hilfsmotor
8 regelbar, der das Einstellrad für die Größe des Übersetzungsverhältnisses über
ein Schneckengetriebe g einstellt.
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Die Welle zwischen dem Hilfsmotor 8 und dem Schneckengetriebeg ist
über das Getriebe hinaus verlängert und treibt über ein Kegelradgetriebe I0 eine
weitere Schnecke II an, die in ein strichpunktiert angedeutetes Schneckenrad 12
eingreift. Dieses Schneckenrad 12 sitzt fest auf einer Achse 13, an der auch eine
Leiste 14 befestigt ist, die bei Drehung des Schneckenrades 12 geschwenkt wird.
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An dem äußeren Ende der Leiste 14 ist ein Gehäuse 15 befestigt, das
eine Lichtquelle enthält, deren Strahlen beispielsweise durch eine optische Einrichtung
in einer Richtung austreten, die durch eine strichpunktierte Linie I6 angedeutet
ist. Die Strahlen fallen dabei, soweit sie nicht abgedeckt werden, auf eine Fotozelle,
die in dem Gehäuse I7 untergebracht ist.
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Die im Gehäuse I7 befindliche Fotozelle ist durch eine Doppelleitung
I8 mit einem Verstärkergerät 19 verbunden, das in bekannter Weise an eine Stromquelle
angeschlossen ist. Bei einer bestimmten Intensität der Lichtstrahlen, die auf die
Fotozelle fallen, bleibt der dadurch hervorgerufene Fotozellenstrom innerhalb des
Verstärkergerätes 19 ohne Wirkung. Vermindert sich jedoch dessen Intensität, dann
hat das in bekannter Weise ein Ansprechen des Gerätes 19 zur Folge, wodurch der
über die Leitung 20 angeschlossene Schütz 2I eingeschaltet wird. Dadurch erhält
der über eine Stromquelle angeschlossene Hilfsmotor 8 Strom und betätigt sowohl
die Verstellung des Getriebes 7 als auch die Schnecke II, wodurch die Abtasteinrichtung
verschwenkt wird.
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Die Vorrichtung arbeitet in folgender Weise: Nach Einschaltung der
in dem Gehäuse 15 untergebrachten Lichtquelle, deren Stromzuführung in der Zeichnung
nicht dargestellt ist, wird die Leiste I4 so eingeschwenkt, daß die Lichtstrahlen
den Umfang der Wickelrolle I gerade tangential berühren. Diese Einstellung kann
durch Drehen der Schnecke II ausgeführt werden, die zu diesem Zweck erforderlichenfalls
vor ihrer Verbindung mit dem Hilfsmotor 8 entkuppelt werden kann. Der Wickelvorgang
wird dann durch Einschalten des Motors 6 eingeleitet, wobei sich nach kurzer Zeit
der Durchmesser der Wickelrolle I so weit vergrößert hat, daß der Strahlengang zwischen
der Lichtquelle und der Fotozelle mehr oder weniger abgedeckt wird. Das bewirkt
die schon beschriebene Einschaltung des Hilfsmotors 8, der gleichzeitig das Getriebe
7 verstellt und die Abtasteinrichtung nach links schwenkt. Dadurch können die Lichtstrahlen
wieder mit der ursprünglichen Intensität auf die Fotozelle auftreffen, so daß das
Ansprechen der Verstärkereinrichtung 19 aufhört und der Hilfsmotor 8 stehenbleiht.
Dieser Vorgang wiederholt sich mit steigendem Durchmesser der Wickelrolle I ständig,
so daß auch eine immerwährende Nachstellung des Ubersetzungsverhältnisses im Getriebe
7 stattfindet. Bei richtiger Wahl der Übersetzungsverhältnisse im Schnecke getriebe
g und zwischen der Schnecke 11 und dem Schneckenrad I2 kann auf diese Weise erreicht
werden, daß die Laufgeschwindigkeit und Spannung der aufzuwickelnden Papierbahn
stets konstant gehalten wird.
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Bei Beendigung des Wickelvorganges erreicht die Wickelrolle I den
gestrichelt angedeuteten Durchmesser, und die Abtasteinrichtung hat dann eine Lage
erreicht, die in der Zeichnung ebenfalls gestrichelt angegeben ist.
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Man kann die Schwenkbewegung der Abtasteinrichtung dazu benutzen,
daß sie in einer bestimmten Stellung einen Endschalter betätigt, der den Antriebsmotor
6 stillsetzt. Dadurch kann der
Wickelvorgang je nach der Einstellung
des Endschalters bei einem ganz bestimmten Durchmesser der Wickelrolle selbsttätig
beendet werden.
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Die Vorrichtung ist nicht nur für das Aufwickeln von Rollen aus Papier,
Karton, Gewebe od. dgl. verwendbar, sondern auch für das Abwickeln solcher Materialien.
In diesem Falle wird der Hilfsmotor zweckmäßigerweise dazu verwendet, die auf die
Abwickelrolle oder Abwickelwelle wirkende Bremse entsprechend dem Durchmesser der
Rolle zu beeinflussen.
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PATENTANSPROCHE I. Vorrichtung zum Regeln der Drehzahl von Wickelrollen
durch Abtasten des Wickeldurchmessers mittels auf eine Fotozelle wirkender Lichtstrahlen,
bei der die Abtasteinrichtung ihre Lage entsprechend der Durchmesseränderung während
des Abtastvorganges verändert, dadurch gekennzeichnet, daß die Abtasteinrichtung
um eine zur Wickelwelle (2) parallele Achse (I3) schwenkbar ist, und daß ihre Lichtstrahlen
etwa tangential zu dem jeweiligen Rollenumfang verlaufen.