DE962424C - Umroller zum ein- oder mehrmaligen Umwickeln von Textil-, Kunststoff- oder Metallbaendern oder -bahnen, z. B. Jigger fuer Faerbezwecke - Google Patents

Description

• Umroller zum ein- oder mehrmaligen Umwickeln von Textil-, Kunststoff- oder Metallbändern oder -bahnen, z. B. Jigger für Färbezwecke Die Erfindung bezieht sich auf den Antrieb von Walzenpaaren, bei denen in vertauschbarer Funktion immer eine der beiden Walzen als Aufwickelwalze, die andere als Abwickelwalze für Bänder oder Bahnen aus Geweben, Papier, Kunststoff oder Metall fungiert, z. B. auf den Antrieb von bestimmten Färbereimaschinen, sogenannten Jiggern, bei denen das zu färbende Gewebeband mehrmals umgewickelt und beim UmwickelprozefD durch die Farbflüssigkeit hindurchgeführt wird. Bei den iiggern und anderen Anwendungsbeispielen wird notwendig gefordert, daB sowohl die Bandgeschwindigkeit als auch der Bandzug willkürlich eingestellt werden können und daB die eingestellte Bandgeschwindigkeit und der eingestellte Bandzug über den gesamten UmwickelprozeB konstant bleiben.
• Eine Reihe von Einrichtungen, die dem genannten Zweck dienen, ist bekannt. So existieren einerseits auf rein mechanischer Basis aufgebaute Antriebe mit Differentialgetrieben oder mit Geschwindigkeitsvariatoren, andererseits rein elektrische Antriebe mit Geschwindigkeits- und Drehmomentreglern. Den bisher bekannten Einrichtungen haften jedoch schwerwiegende Nachteile an, insofern, als man den Bandzug selbst benutzt, um die mehr oder minder abgebremste jeweilige Abwickelwalze zu treiben und damit die Verwendbarkeit der Einrichtung für feine und feinste Gewebe ausschließt, daß weiter die mit Differentialgetrieben oder Geschwindigkeitsvariatoren arbeitenden Einrichtungen die Forderung nach konstanter Bandgeschwindigkeit und konstantem Bandzug nur annähernd erfüllen und daß insbesondere bei den rein elektrisch arbeitenden Anlagen sowohl der technische als auch der leistungsmäßige Aufwand in keinem Verhältnis zu dem erreichten Effekt stehen.
• Gegenstand der Erfindung ist ein Umroller, bei dem die Forderung nach konstanter Bandgeschwindigkeit und nach konstantem Bandzug voll und ganz erfüllt ist und bei dem die für den Umwickelprozeß notwendig aufzubringende Antriebsleistung außerordentlich gering ist und nur von den Reibungsverlusten und der Formänderungsarbeit der Treibglieder und des Umwickelgutes abhängig ist, nicht aber von dem Produkt Bandzug mal Bandgeschwindigkeit bestimmt wird. Der erfindungsgemäße Uniroller zum ein- oder mehrmaligen Umwickeln von Textil-, Kunststoff- oder Metallbändern oder -bahnen, z. B. Jigger für Färbezwecke, ist dadurch ausgezeichnet, daß der Antrieb des Umrollers aus zwei mit den Wellen der Dockenwalzen oder Dockentrommeln gekuppelten Abtriebsgliedern mit stufenlos veränderlichen Laufkreisen, einem an den jeweiligen Laufkreisen der Abtriebsglieder angreifenden angetriebenem Treibglied und einem verstellbaren Leitgetriebe gebildet ist, über das die Summe der Quadrate der jeweiligen Laufkreisdurchmesser der beiden Abtriebsglieder in jedem Zeitpunkt zwangsweise konstant ist und bei dem die jeweilige Einstellung des Leitgetriebes abhängig von der jeweiligen positiven bzw. negativen Abweichung der algebraischen Summe der jeweiligen Umfangsgeschwindigkeiten beider Docken vom Wert Null erfolgt, wobei bei mit konstanter Geschwindigkeit angetriebenem Treibglied und unveränderter Vorspannung des Umwickelgutes sowohl die Geschwindigkeit als auch der Zug des Umwickelgutes über den gesamten Umwickelvorgang konstant bleiben.
• Das Wesen der Erfindung ist in der folgenden Beschreibung zweier Ausführungsbeispiele und an Hand der Abb. i bis 3 erläutert.
• Die Abb. i und 2 zeigen ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Umrollers. In den Abb. i und 2 sind i und 2 die Mäntel der Docken des auf die beiden Umwickeltrommeln aufgewickelten und über die Leitrollen 11, 12, 13 und 14 geführten Umwickelgutes. Die momentanen Durchmesser der Dockenmäntel i und 2 sind dl bzw. d2.
• Die mit den Wellen der Dockentrommeln gekuppelten Abtriebsglieder sind als Treibscheibenpaare ausgebildet, die aus den längs ihrer Wellen 31 bzw. 32 verschiebbaren und mit diesen Wellen über Nut und Feder kraftschlüssig verbundenen konischen Scheiben 3 und 3' bzw. 4 und 4' gebildet werden. Das angetriebene Treibglied ist der Breitkeilriemen 7 ; seine momentanen Laufkreise auf den Abtriebsgliedern 3-3' und 4-4' haben die Durchmesser dl' znd d2'. Der Breitkeilriemen wird über die von einem nicht gezeichneten Motor angetriebene Riemenscheibe 8 angetrieben. Die Riemenscheibe 8 ist in dem um den Zapfen 99 schwenkbaren Arm 9 gelagert, die notwendige Spannung des Riemens 7 wird durch die Feder io aufgebracht.
• Der jeweilige gegenseitige Abstand der Treibscheiben 3-3' und 4-4' und damit die jeweilige Größe der Laufkreise dl' und d2 wird über ein Leitgetriebe eingestellt, das in der in den Abb. i und 2 gezeichneten Ausführung aus mit 3 und mit 3' und mit 4 und mit 4' verbundenen Führungsarmen 33 bzw. 34 und aus zwei Kurbeltrieben mit den Kurbelzapfen 35 und 36 auf den um die Drehzapfen 37 bzw. 38 drehbaren Scheiben 39 und 4o besteht. Die Kurbelzapfen 35 und 36 sind gegeneinander um 9o° versetzt angeordnet und greifen in auf die Wellen 31 bzw. 32 senkrechten Führungsnuten in den Führungsarmen 33 bzw. 34 ein. Die Scheiben 39 und 4o werden z. B. über ihren verzahnten Umfang und die Schnecken 41 bzw. 42 gegenläufig angetrieben.
• Die gegenseitige Lage der Kurbeln 35 bzw. 36 und damit über die Führungsarme 33 bzw. 34 auch die gegenseitige Lage von 3 und 3' bzw. 4 und 4' wird in der gezeichneten Ausführung über einen Stellmotor 43 eingestellt, der an der gemeinsamen Welle der beiden Schnecken 41 bzw. 42 angreift. Der Stellmotor 43 läuft als Stellmotor in einem Regelkreis in der einen oder anderen Drehrichtung bzw. steht still, je nachdem der Wert der algebraischen Summe der Umfangsgeschwindigkeiten der beiden Dockenmäntel d1 und d2 positiv bzw. negativ vom Sollwert Null abweicht.
• Die Abweichung der Summe der Umfangsgeschwindigkeiten der beiden Dockenmäntel dl und d2 wird in der gezeichneten Ausführung über die Abweichung der Bahn des Umwickelgutes aus seiner vorgeschriebenen Soll-Bahn so bestimmt, daß die Leitrolle 13 in dem z. B. um die Achse der Leitrolle 14 schwenkbar angeordneten Hebel 15 gelagert ist und die Auswanderung der Rolle 13 von der Null- bzw. Soll-Lage über einen veränderlichen Widerstand 1g abgetastet wird. Der Widerstand i9 ist dabei einer der vier Widerstände der in der Abb. 2 gezeichneten Widerstandskombination 61, 62, 63 und 64 im Eingang des Verstärkers 44. Am Ausgang des Verstärkers 44 liegt der Stellmotor 43.
• Die Vorspannung des Umwrckelgutes wird durch eine über einen verstellbaren Bolzen 18 in der Länge verstellbare Feder i7 eingestellt. Genauso ist denkbar, die Vorspannung über ein an 15 eingreifendes und über eine feste Rolle geführtes und gewichtsbelastetes Seil einzustellen.
• Die jeweilige Bandgeschwindigkeit kann über eine Tachometermaschine 2o gemessen und angezeigt werden, die über ein auf ihre Welle aufgebrachtes Kettenrad 21, eine Kette 22 und ein weiteres Kettenrad an der Leitrolle 23 angetrieben wird. Funktion Die Summe der Volumen des sich zu jedem Zeitpunkt auf den Umwickelwalzen befindenden Umwickelgutes ist immer konstant und gleich dem Gesamtvolumen des Umwickelgutes: V, -[- V2 = const. Da die Durchmesser der Kerne der Umwickelwalzen sich nicht ändern, sind auch die jeweiligen Summen der Stirnflächen des Umwickelgutes konstant Demnach auch d12 -E- d22 = tonst. (1) Nun hat das Leitgetriebe gemäß seinem Aufbau als Kulissentrieb mit um go° versetzten Kurbeln die Eigenschaft, daß in jedem Zeitpunkt der Abstand der Kegelspitzen von 3 und 3' gleich ist b - 2s, und daß der Abstand der Kegelspitzen von 4 und 4' gleich ist b - 2s, wobei b die Eingriffsbreite des Treibgliedes 7 ist und s1 und s2 durch die Beziehungen s1 = y # tos 99 (2) und s2 = y # sin 99 (3) gegeben sind, wenn y der Kurbelradius von 35 und 36 und- p der jeweilige Drehwinkel der Scheiben 39 bzw. 40 ist.
• Da die konischen Scheiben 3, 3' und 4, 4' die gleichen Spitzenwinkel haben, gilt außerdem dl'=sl#tga=v#cos(p#tga und d2'=s2#tga=y#sing9#tga. (5) Aus (4) und (5) ergibt sich d112 + d22. = y2 , tg2a . (sin2p -E- cos2p) = tonst. (6) Aus den Beziehungen (i) und (6) ist ohne weiteres zu folgern, daß bei mit konstanter Geschwindigkeit angetriebenem und umlaufendem Treibglied 7 auch die Geschwindigkeit des Umwickelgutes konstant bleiben wird, wenn außerdem die Beziehung d,: dl' = d,: d2' = tonst (7) in jedem Zeitpunkt besteht.
• Dieser Bedingung wird dadurch Genüge geleistet, daß das jeweilige Übersetzungsverhältnis der Laufkreisdurchmesser d,': d2' über den abgetasteten Unterschied der Umfangsgeschwindigkeiten der Mäntel dl und d2 auf das jeweilige Verhältnis der Manteldurchmesser des Umwickelgutes d,: d2 eingeregelt wird. Läuft nämlich der Umwickelprozeß so, daß die in der Abb. i linke Walze die Aufwickelwalze ist und mit Linksdrehsinn läuft, dann wird der Manteldurchmesser dl größer, der Manteldurchmesser d2 hingegen kleiner werden. Das bedeutet, daß bei zunächst unveränderten Laufkreisdurchmessern dl' und d2' mehr Umwickelgut aufgewickelt äls abgewickelt wird und daß der Hebel 15 der Bandzugwaage nach links gezogen wird. Ein Nachlinksausweichen des Hebels 15 bringt aber durch Verstellen des Widerstandes 1g eine Änderung des Widerstandswertes von 1g mit sich und bewirkt durch die Verstimmung der Widerstandskombination 61, 62, 63 und 64, daß der Stellmotor 43 läuft, bis über die Verdrehung der mit dem Motor 43 gekuppelten Kurbelzapfen das Verhältnis d,: d2 = di : d2' = tonst wieder hergestellt ist.
• Ein analoger Vorgang wird sich einstellen, wenn die linke Walze als Abwickelwalze und die rechte Walze als Aufwickelwalze läuft. Die bei der jetzt eintretenden Verstellung von 1g eintretende Widerstandsverstimmung wird den Anlauf des Stellmotors in der nun entgegengesetzten Drehrichtung bewirken.
• Es ist einleuchtend, daß sowohl die jeweils eingestellte Spannung der Feder 17 als auch die jeweilige Drehzahl der Antriebsriemenscheibe 8 auf den Regelvorgang keinerlei Einfluß haben und daß sowohl der Bandzug als auch die Bandgeschwindigkeit wahlweise eingestellt werden können. Die einmal eingestellten Werte für den Bandzug und für die Bandgeschwindigkeit bleiben bestehen, solange die Spannung von 17 und die Drehgeschwindigkeit von 8 nicht willkürlich verstellt werden.
• Der in den Abb. i und 2 gezeichnete erfindungsgemäße Umroller ist lediglich eines der vielen möglichen Ausführungsbeispiele. So kann es in bestimmten Fällen z. B. vorteilhaft sein, das Leitgetriebe nach Abb. 3 als Analoggetriebe zum Umroller auszubilden, so daß die gegenseitige Verstellung der Treibscheiben der Abtriebsglieder und damit die Einstellung der jeweiligen Laufkreisdurchmesser dl' und d2' über zwei Bandrollen 7o und 71 erfolgt, auf die ein Leitband aufgewickelt ist, das z. B. über einen dauernd unter Spannung stehenden Motor 75 dauernd unter Zug steht, und die z. B. über die Schraubgetriebe 73-77-77' und 73-75-76' bzw. 74-78-78' und 74-79-79' mit den Treibscheiben der Abtriebsglieder verbunden sind. Die Einstellung des Leitgetriebes auf das Verhältnis dl : dl' = d,: d2' = tonst erfolgt wieder abhängig vom Unterschied der Umfangsgeschwindigkeiten der Docken, z. B. über einen Motor 8o, der als Stellmotor in einem Regelkreis liegt, dessen Fehler die Abweichung des Zuges des Umwickelgutes von dem eingestellten Sollzug ist.
• Da das auf die Bandrollen 70 und 71 aufgewickelte Leitband genauso wie das Umwickelgut ein unverändertes Gesamtvolumen bzw. eine unverändei te Gesamtstirnfläche hat. muß di'2 = d2'2 = tonst sein, d. h., bei starren Getrieben zwischen den Bandrollen 7o bzw. 7T und den ihnen zugehörenden Treibscheiben muß auch die Summe der Quadrate der jeweiligen Laufkreisdurchmesser d1'2 + d2'2 konstant sein.
• Die Konstanz von d1'2 + d2'2 genügt im Verein mit der Einregelung von d,': d2 = dl: 61 2 = tonst zur Aufrechterhaltung der Konstanz von Geschwindigkeit und Zug des Uinwickelgutes.
• Die Nachstellung der gegenseitigen Abstände der Treibscheiben der Abtriebsglieder kann allgemein nur bei sich drehenden Scheiben erfolgen. Die Nachstellung ist um so zügiger, je schneller die Treibscheiben laufen. Es ist daher zweckmäßig, zwischen die Abtriebswellen der Abtriebsglieder und die Wellen der Umwickelwalzen Untersetzungsgetriebe 52 bzw. 53 einzuschalten. Ebenso zweckmäßig ist es, vorzugsweise zwischen die Abtriebswe?len der Treibscheiben und die Getriebe 52 und 53 Rutschkupplungen anzuordnen.
• In beinahe allen Fällen, in denen Umroller eingesetzt werden, wird eine wahlweise Einstellung der Bandgeschwindigkeit verlangt. Es ist daher zweckmäßig, das Treibglied 7 über Regelmotoren oder Regelgetriebe . anzutreiben.

Claims (3)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Umroller zum ein- oder mehrmaligen Umwickeln von Textil-, Kunststoff- oder Metallbändern oder -bahnen, z. B. Jigger für Färbezwecke, dadurch gekennzeichnet, daß der Antrieb des Umrollers aus zwei mit den Wellen der Dockenwalzen oder Dockentrommeln gekuppelten Abtriebsgliedern (3, 4) mit stufenlos veränderlichen Laufkreisen (d1', d,'), einem an den jeweiligen Laufkreisen (d,', d2') der Abtriebsglieder b, 4) angreifenden angetriebenen Treibglied (7) und einem verstellbaren Leitgetriebe (33, 34 35, 36, 37, 38, 39, 40, 41, 42) gebildet ist, über das die Summe der Quadrate der jeweiligen Laufkreise -der beiden Abtriebsglieder in jedem Zeitpunkt zwangsweise konstant ist und bei dem die jeweilige Einstellung des Leitgetriebes abhängig von der jeweils positiven bzw. negativen Abweichung der algebraischen Summe der jeweiligen Umfangsgeschwindigkeiten beider Docken vom Wert Null erfolgt, wobei bei mit konstanter Geschwindigkeit angetriebenem Treibglied sowohl die Geschwindigkeit als auch der Zug des Umwickelgutes über den gesamten Umwickelvorgang konstant bleiben.
2. 2. Umroller nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß das Leitgetriebe als Sinusgetriebe ausgebildet ist, z. B. als eine Kombination von zwei Kulissentrieben, deren Kurbelschleifen in Führungsarmen (33, 34) der Kegelscheiben (3', 4') der Abtriebsglieder (3, 4) liegen und bei dem die den einzelnen Abtriebsgliedern zugeordneten Kurbeln (35, 36) gegeneinander um 9o° versetzt sind.
3. 3. Umroller nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß das Leitgetriebe als Analoggetriebe zum Umroller ausgebildet ist mit vornehmlich zwei Bandrollen (7o, 71), auf die ein dauernd unter Zug stehendes Band (72) aufgewickelt ist, und mit Spindeln, Zahnstangen oder gleichwertigen Getrieben (73-76-76', 73-77-77',74-78-78',74-79-79') zwischen den zugehörenden Bandrollen und Abtriebsgliedem. 4.. Umroller nach Anspruch i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Abtriebsgliedern (3, 4) und den Umwickelwalzen Untersetzungsgetriebe (52, 53) angeordnet sind. 5. Umroller nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß vorzugsweise zwischen den Abtriebsgliedern (3, 4) und den Untersetzungsgetrieben (52, 53) Rutschkupphmgen (54,55) angeordnet sind. 6. Umroller nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß das Treibglied (7) durch einen Regehnotor oder ein Regelgetriebe antreibbar ist. In Betracht gezogene Druckschriften: »Textil-Praxis«, Aprilheft 1954, S. 38o bis 384. »Zeitschriftf. d. ges.Textilindustrieu, 2.Aprilheft 1954 S. 416 bis 43o.