DE961223C

DE961223C - Vorrichtung zum Messen und Regeln von Geschwindigkeitsdifferenzen

Info

Publication number: DE961223C
Application number: DES31857A
Authority: DE
Inventors: Hans Kabelitz
Original assignee: Sucker Geb GmbH; Gebr Sucker GmbH
Current assignee: Sucker Geb GmbH; Gebr Sucker GmbH
Priority date: 1953-01-17
Filing date: 1953-01-18
Publication date: 1957-04-04

Description

AUSGEGEBENAM 4. APEIL 1957

S 31857IX142 ο

Zusatz zum Patent 915

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung, welche gemäß dem durch das Hauptpatent geschützten Verfahren zur Einstellung und Einhaltung bestimmter Geschwindigkeitsunterschiede vorgesehen ist, was insbesondere für Textilmaschinen wichtig ist, wo vielfach eine Stoffbahn die Maschine mit einer um einen bestimmten Betrag geringeren Geschwindigkeit verlassen muß, als sie in sie eingeführt worden ist.

Gemäß dem Hauptpatent soll das Übersetzungsverhältnis des Kupplungsgliedes zwischen zwei mit Drehzahldifferenz umlaufenden Gliedern stufenlos veränderlich und an einem. Wertanzeiger ablesbar sein. Bei der erfindungsgemäßen Einrichtung werden zur Messung, Regelung und gegebenenfalls auch zur Anzeige der Geschwindigkeiten, vorzugsweise der Geschwindigkeitsdifferenzen, zwei Teilgetriebe verwendet, deren jedes mindestens eine der genannten Aufgaben allein erfüllt. Meßeinrichtungen mit zwei Teilgetrieben sind an sich bekannt; jedoch dienten beide Teilgetriebe nur zur Feststellung und Anzeige einer Geschwindigkeit, nicht auch zur Rückregelung auf einen, bestimmten Sollwert, schon gar nicht auf den. einer Geschwindigkeitsdifferenz. Bei der Durchführung der Regelaufgaben soll der Antrieb des Regelgetriebes von mindestens einer der vergleichenden Wellen aus erfolgen. Die Bewegung des Regelgetriebes, welche den Sollwert herbeiführen soll, kann auch zur Einstellung des Istwertes verwendet werden.

Ferner ist es vorteilhaft, wenn, beide Getriebe als Reibungsgetriebe ausgebildet- sind. Die Aufgaben lassen sich aber ebenso vorteilhaft auch mit einem Reibungs- und einem Differentialgetriebe lösen, bei dem die beiden. Sonnenräder des letzteren oder ein Sonnenrad, und die Schwinge, in welcher die Planetenräder gelagert sind, mit den zu vergleichenden Drehzahlen angetrieben werden, während die bei Drehzahldifferenzen entstehende dritte ίο Bewegung (die Schwinge oder das zweite Sonnenrad) die Bewegung erzeugt, welche auf das Übersetzungsverhältnis einwirkt und. welches die Regelaufgaben durch Herbeiführung des Sollzustandes auszuführen, hat.

Werden die Getriebe als Reibradgetriebe ausgebildet, so· können gemäß einer besonders günstigen Ausbildungsform der Erfindung beide Getriebe koaxial zueinander angeordnet sein. Insbesondere kann die Welle des einen Reibrades vorzugsweise des Regelgetriebes in der anderen als Hohlwelle ausgebildeten Welle laufen, und das andere Reibrad vorzugsweise des Meßgetriebes ist dann auf der Hohlwelle befestigt undi steht mit beiden Sonnenrädern in reibender Verbindung. Bei dieser Bauweise stehen dem Reibrad des Regelgetriebes zwei von einer Vergleichswelle angetriebene, zueinander entgegengesetzt¹ umlaufende Räder gegenüber, mit welchen das Regelgetriebe wechselweise zusammenarbeiten· kann. Diese Drehbewegung wird nun dazu ausgenutzt, das Reibrad des Meßgetriebes so zu verschieben, daß das Übersetzungsverhältnis geändert wird, indem auf einem Schraubengang der Regelreibradwelle die Hohlwelle vor- oder rückwärts bewegt wird. Aus der Lage der Hohlwelle ergibt sich auch das Übersetzungsverhältnis, d. h. also· der Istwert. Dieser kann, somit durch einen mit der Hohlwelle verbundenen Zeiger an einer Skala angezeigt werden. Es kann die jeweilige Hohlwellenstellung aber auch über ein Fernmeldesystem übertragen oder mit einem Fernanzeigegeber gekuppelt werden, wodurch sowohl die Anzeige als auch die Regelung von einem mit dem Geber verbundenen Empfänger aus erfolgen kann.

Bei der Ausbildung mit Differential ist es, besonders wenn zwei Sonnenräder zum Antrieb und die Schwinge zur Erfüllung der Regelaufgaben verv wendet werden, vorteilhaft, auf der Schwinge ein mit Nocken, Stiften od. dgl. versehenes oder ähnlieh gebautes Rad zu befestigen, welches mittels dieser Nocken od. dgl. Teile bei Bewegung die Schaltung eines elektrischen Kreises vornimmt. Hierzu kann ein Zweiwegeschalter Verwendung finden, der insbesondere als Quecksilberschalter von dem auf der Schwinge sitzenden Nodkenrad je nach der Umlaufrichtung in zwei Ungleichgewichtslagen bringbar ist, in, welchen jeweils eine Rückführung auf den Sollwert erfolgt.

Gemäß einer weiteren Ausbildungsform der Erfindung kann auch den beiden mit den. Vergleichsdrehzahlen umlaufenden Rotationskörpern je eine Rolle gegenübergestellt werden, die durch Reibung mitgenommen wird, und die Wellen der beiden Rotationskörper können, wenn sie mit ungleicher Geschwindigkeit umlaufen, sich ineinander verschrauben, so daß sie ihren Abstand voneinander ändern. Diese Abstandsänderung kann dann zur Messung und/oder Regelung -herangezogen werden. Auch hier können Fernleitgeber, wie Potentiometer oder Meßwiderstände, verwendet werden und an einem zu diesen gehörigen Meßempfänger die Regelaufgaben, gelöst werden.

Eine Vorrichtung nach der Erfindung ist besonders zur Messung und Regelung der Dehnung und/oder Schrumpfung an Textilbehandlungsmaschinen von Vorteil. Sie erlaubt nicht nur die Überwachung derartiger Vorgänge, sondern veranlaßt bei Abweichung sofort selbsttätig die Rückführung auf den Sollwert.

Mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt. Es zeigt in schematischer Darstellung

Abb. ι und 2 in Vorder- bzw. Seitenansicht ein Beispiel mit koaxialen Teilgetrieben,

Abb. 3 und 4 ein Beispiel mit Differential, wobei Abb. 4 nur einen Ausschnitt in Seitenansicht wiedergibt, urr das Zusammenwirken des Quecksilberschalters mit dem schaltenden Glied darzustellen,

Abb. S und 6 eine weitere Ausführungsform in Aufriß und Seitenansicht,

Abb. 7 und 8 eine andere Ausführungsform in Ansicht und Draufsicht.

Die Welle 1 und die Welle 2 sind mit je einem der zu vergleichenden, nicht gezeichneten. Umlaufglieder verbunden. Auf den Wellen 1 und 2 sitzen Planscheiben 3 und 4, die mittels Federn 5 und 6 gegen eine Reibscheibe/ gedrückt werden. Die Welle der Reibscheibe 7 ist als Hohlwelle 8 ausgebildet, die in ihrem oberen Teil ein Innertgewinde 9 trägt. Mit dem Innengewinde 9 steht die Schraube 10 im Eingriff, die von der Hohlwelle 8 umgeben ist und an ihrem unteren Ende eine Reibscheibe 11 trägt. Diese Reibscheibe kann bei Ausschwenken der Hohlwelle 8 von den Scheiben. 12 oder 13 mitgenommen werden, welche auf einer gemeinsamen Welle 14 sitzen und über die Reibscheibe 15 von der Planscheibe 3 angetrieben werden. Die Hohlwelle 8 ist ferner in kraftschlüssiger Verbindung mit einem Zeiger 16, der um die Welle 17 drehbar ist. Dem Zeiger 16 steht eine Skala 18 gegenüber. Auf der anderen Seite der Welle ist ein elektrischer Widerstandsferngeber 19 der rückwärtigen Verlängerung 16' des Zeigers 16 gegenübergestellt und ein Schleifkontakt daran befestigt oder von ihr mitgenommen.

Bei Inbetriebnahme der Einrichtung wird das Reibrad 7 von den Scheiben 3 und 4 mitgenommen. Sind die Drehzahlen gleich, so bleibt das Reibrad/ und mit ihm die Hohlwelle 8 und die in ihr ge- lao lagerte Welle 10 in der Mittellage, und das Reibrad 11 erhält keinen Antrieb. Treten Ungleichheiten ein, so wird, je nachdem, welche Scheibe voreilt, eine Laufbewegung des Reibrades 7 in einer u den Scheiben parallelen Ebene erfolgen, was auch eine Schwenkbewegung der Welle 10 zur

Folge hat. Hierdurch tritt eine Berührung des Reibrades ii mit einer der Scheiben 12 oder 13 ein, und eine Drehbewegung der Welle 10 folgt. Daraus muß sich infolge- der schraubenden, Wirkung des Gewindes 9 eine Verstellung der Hohlwelle nach oben oder unten ergeben.

Es wird dann das Übersetzungsverhältnis des Getriebes verändert, indem die Reibscheibe 7 dem Drehpunkt der einen Welle genähert und gegenüber der anderen entfernt wird. Bei der Verschiebung wird aber durch die kraftschlüssige Verbindungmit dem Zeiger 16 dieser mitgenommen-, so daß er auf der Skala 18 den Istwert der Ab-• weichung anzeigt. Gleichzeitig wird aber auch durch Drehung der Zeigerwelle 17 und Verschiebung des rückwärtigen Zeigerendes i6' auf dem Widerstandsgeber 19 eine Beeinflussung einer angeschlossenen Regeleinrichtung herbeigeführt, die auf Erreichung des Sollwertes hinwirkt.

Bei der Ausführungsform nach Abb. 3 und 4 ist an Stelle der Flachscheiben die Kegelfo<rm gewählt. Die Welle 1 ist über ein Differentialgetriebe 30 mit dem Kegel 21, die Welle 2 direkt mit dem Kegel 22 verbunden. Zwischen beiden befindet sich das Reibrad 23, an welchem der Zeiger 24 befestigt ist und dessen Lagerhülse 25 über eine von außen einstellbare Schraube 26 verschoben werden kann, wobei sie das Reibrad 23 mitnimmt. Auf der Schraube 26 sitzt ein Zahnrad 27 und ein feststellbarer Verstellknopf 28. Das Zahnrad 27 kämmt mit einem Zahnrad 29, welches an der die Planetenräder tragenden Schwinge des Differentialgetriebes 30 befestigt is-t. Außer, dem Zahnrad 29 ist auch noch ein Nockenrad 31 auf dieser Schwinge befestigt, dem ein Dreiarmhebel 32 gegenübersteht und der durch die Nocken aus seiner Gleichgewichtslage gebracht werden kann. An dem Dreiarmhebel 32 ist ein dreipoliger Quecksilberschalter 34 befestigt, der an ein elektrisches Fernübertragungssystem 35 angeschlossen ist. Zu diesem System kann ein Umkehrmotor 360 gehören, welcher je nach Lage des Schalters vor- oder rückwärts läuft und Regeleinrichtungen, Verstelleinrichtungen od. dgl. je nach Schaltungsweise und Lage des Dreiarmhebels 32 verstellen, kann.

Bei Inbetriebnahme dieses Gerätes wird der Antrieb der Welle 2 über das veränderliche Getriebe 22, 23, 21 auf das Differential 30 übertragen. Bei Gleichheit der Umlaufszahlen, der Wellen. 1 und 2 bleibt das Differential in seiner Lage stehen, und der Zeiger 24 zeigt auf der ihm gegenüberliegenden Skala 36 den Istwert an. Tritt jedoch Ungleichheit der Umlaufszahlen ein, so drehen die Planetenräder des Differentials die Schwinge. Diese Drehung wird über das Zahnradi 29 und das Zahnrad 27 auf die Schraube 26 übertragen·, welche die Reibradlagerhülse 25 so verschiebt, daß das Istverhältnis eingestellt wird. Der Zeiger 24 zeigt dann auf der Skala 36 das neue Istverhältnis an.

Außer der Verstellung der Schraube 26 wird aber auch das Nockenrad 31 verstellt und dabei der untere Arm des dreiarmigen Hebels 32 impulsweise aus der Gleichgewichtslage herausgebracht, was eine Schaltung des Quecksilberschalters 34 zur Folge hat. Dadurch wird der Motor 360 in der einen oder anderen Richtung angelassen und eine Rückführung auf den Sollzustand herbeigeführt. Der umlaufende Motor dient hierbei als Verstellglied einer größeren Kraftbedarf erfordernden Einrichtung. Zum Beispiel kann durch ihn ein Regelwiderstand für den Antrieb verändert werden oder eine Verstellung eines Getriebes od. dgl. erfolgen.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach Abb. 5 und 6 wird von der Antriebswelle 1 die Walze 41, von der Vergleichswelle 2 die Kegelwalze 42 angetrieben.. Mit der Walze 41 ist das Reibrad 43, mit der Kegelwalze 42 das Reibrad 44 verbunden. Das Reibradi 43 ist auf der Welle 45, die mit Schraubengewinde versehen ist, das Reibrad44 mit der Hohlwelle 46 verbunden, welche Innengewinde besitzt und an der der Zeiger 47 befestigt ist. Diesem steht ein Widerstandsgeber 48 gegenüber, der mit einem Schleifkontakt 49 zusammenarbeitet. Dem Zeiger steht die Skala 50 gegenüber. Ferner werden dem Zeiger zwei Kontakte 51 und 52 zugeordnet, die zu einem elektrischen. Stromkreis gehören, der die Regelräder auch mittels eines Elektromagneten 53 außer Eingriff bringen kann. Sie treten in Wirkung, sobald der Zeiger bestimmte Grenzwerte überschreitet. Ist der Elektromagnet 53 außer Wirkung, so wirkt eine Feder 54 im Sinne einer Andrückung der beiden Reibrollen 43 und 44 gegen die Vergleichsscheibe 41 bzw. die Kegelwalze 42.

Bei Inbetriebnahme dieser Einrichtung läuft das Reibrad 43 bzw. das Reibrad 44 mit je einer der zu vergleichenden Geschwindigkeiten um. Sind diese Geschwindigkeiten, gleich, so bleibt auch der Zeiger in. seiner augenblicklichen Lage stehen. Werden die Geschwindigkeiten ungleich, so schraubt sich die Welle 45 in das Hohlgewinde der Hohlwelle 46 und zieht somit auch die Reibrolle 44 nach links. Dieser Bewegung folgt auch der Zeiger 47 und der Schleifkontakt 49. Gleichzeitig wird aber auch das Übersetzungsverhältnis zwischen der Kegelwalze 42 und dem Reibrad 44 geändert. Die Bewegung erfolgt so lange, bis Gleichheit der Umlaufszahlen vorhanden ist. Die Abweichung vom Sollzustand wird von dem Zeiger 49 auf der Skala 50 angezeigt oder kann durch Fernübertragungsmittel, die mit dem Widerstandsgeber 48 zusammenarbeiten, am Fernmeldeempfänger abgelesen und gegebenenfalls geregelt werden.

Die Einrichtung nach den Abb. 7 und 8 entspricht im wesentlichen den Einrichtungen nach Abb. 5 und 6. Jedoch sind hier an Stelle der Vergleichsscheibe 41 und der Kegelwalze 42 zwei Sonnenscheiben 61 und 62 vorgesehen. Ferner wird die Lageveränderung der Hohlwelle 46 und der Reibscheibe 44 über ein Zahnradgetriebe 63, 64 iao auf den Zeiger 49 übertragen.

Claims

PATENTANSPRÜCHE:

ι. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Patent 915 160, dadurch gekenn-

zeichnet, daß für die Messung, Regelung und Anzeige der Geschwindigkeiten, vorzugsweise der GeschwindigkeitsdifEerenzen, zwei Teilgetriebe vorhanden sind, deren jedes mindestens eine der genannten Aufgaben allein erfüllt.
2. Vorrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß das eine Teilgetriebe allein als Meßgetriebe die Abweichungen vom SoIl-

wert feststellt und gegebenenfalls anzeigt, das andere ebenfalls allein die Geschwindigkeits-, vorzugsweise Geschwindigkeitsdifferenz-Regelung durchführt.
3. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das eine Teilgetriebe die Abweichungen von der Sollgeschwindigkeit bzw. Geschwindigkeitsdifferenz erfaßt und die zur Wiederherstellung dieses Sollwertes erforderliche Regelung vornimmt, während das andere

ao Teilgetriebe allein zur Anzeige des Istwertes der Geschwindigkeitsdifferenz dient.
4. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß beide Teilgetriebe gemeinsam die Abweichung vom Sollwert feststellen

und das gewollte Übersetzungsverhältnis nach dem Istwert einstellen, worauf der Verstellung des Istwertes eine Regeltätigkeit folgt.
5. Vorrichtung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn-

zeichnet, daß das Meßgetriebe als zwischen zwei Rädern oder Walzen mit den Vergleichsdrehzahlen laufendes axial verschiebbares · und; schwenkbares Reibrad ausgebildet ist, während das Regelgetriebe als wechselseitig antreib-

bares, das Meßgetriebe in dem Übersetzungsverhältnis änderndes Getriebe ausgebildet ist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das schwenkbare Reibrad auf einer Hohlwelle befestigt ist, in welcher die Welle des Regelgetriebes läuft.
7. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Regelgetriebe als Reibradgetriebe ausgebildet ist und von einem gegenläufig umlaufenden Radpaar angetrieben wird, das von einer der beiden mit den Vergleichsdrehzahlen umlaufenden Rädern angetrieben, werden kann.
8. Vorrichtung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, insbesondere An-

Spruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Getriebe mit veränderlichem Übersetzungsverhältnis aus einem konischen Walzenpaar mit zwischengeschaltetem Reibrad und einem Differentialgetriebe besteht.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß am Differentialgetriebe die beiden Sonnenräder die zu vergleichenden Antriebe erhalten und die Planetenräder mit einer Schwinge verbunden sind, die auf ein das Reibrad verstellendes Glied, z. B. einen Schraubentrieb, wirkt.
10. Vorrichtung nach mindestens einem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, daß mit der Schwinge ein Schaltglied, z. B. ein Nodkenrad, verbunden ist, das bei Bewegung in- 6g folge Abweichungen vom Sollwert Schaltungen im Sinne der Herbeiführung des Sollzustandes vornimmt.
11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß mit dem Schaltglied, insbesondere sofern es als Nockenrad ausgebildet ist, ein elektrischer Zweiwegeschalter, z. B. Quecksilberschalter, zusammenarbeitet, der von dem Schaltglied je nach dessen Umlaufrichtung

in zwei Schaltlagen, z. B. Ungleichgewichtslagen, bringbar ist, in welcher Lage eine Beeinflussung im Sinne der Rückführung in den Sollzustand vorgenommen wird.
12. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das eine Teilgetriebe mit einer Antriebswelle, das andere Teilgetriebe mit der anderen Antriebswelle in Verbindung steht, während, die Abtriebe mit gleichem Umlaufsinn bei Abweichung vom Sollwert mittels eines Schraubenganges ihre Entfernung ändern.
13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teilgetriebe lagefest, das andere lagebeweglich gestaltet ist und: daß das Lagebewegliche die Anzeige des Istwertes vornimmt und die Regelung veranlaßt. go
14. Vorrichtung nach mindestens einem der vorhergehenden: Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mit dem den Istwert anzeigenden Glied ein in die Ferne wirkender, insbesondere elektrischer Ferngeber verbunden ist, dem ein Empfänger zugeordnet ist, der mit Regelmitteln zusammenarbeitet, die eine Regelung auf den Sollwert bewirken.
15. Vorrichtung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Signal und/oder Schaltmittel vor gesehen sind., die bei Überschreitung von Grenzwerten in Tätigkeit treten.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Schweizerische Patentschrift Nr. 211 135;
französische Patentschrift Nr. 507 226;
deutsche Patentschrift Nr. 867 916.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

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