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Publication number: DES0028062MA
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BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLANDFEDERAL REPUBLIC OF GERMANY

Tag der Anmeldung: 9. April 1952 Bekanntgemacht am 22. März 1956Registration date: April 9, 1952. Advertised on March 22, 1956

DEUTSCHES PATENTAMTGERMAN PATENT OFFICE

In der Textil- und Papierindustrie werden vielfach Umwickelmaschinen (Jigger ■—> Umroller) verwendet, bei denen das Arbeitsgut von einer Walze auf eine oder mehrere andere Walzen umgewickelt werden muß. Hierbei ist es wichtig, den Umwickelvorgang mit möglichst großer Geschwindigkeit durchzuführen, andererseits dürfen aber keine unzulässigen Belastungen der Ware, die oft nur eine sehr geringe Zugfestigkeit aufweist, eintreten. In the textile and paper industry, rewinding machines (Jigger ■ -> Rewinder) is used in which the work material is wrapped from one roller to one or more other rollers must become. It is important to start the wrapping process at the highest possible speed to carry out, on the other hand, there must be no inadmissible loads on the goods, which are often has only a very low tensile strength.

Nach der Erfindung kann für eine Umwickelmaschine mit wenigstens zwei angetriebenen Walzen, bei der sowohl die ablaufende als auch die auflaufende Walze angetrieben wird, mit Differentialen und einer Einrichtung zur Regelung der Arbeitsgeschwindigkeit dadurch eine wesentliche Verbesserung erreicht werden, daß beide Walzen während des Umwickeins über das'Differential mit einem gemeinsamen Antrieb verbunden sind, wobei die Geschwindigkeit des Antriebsmotors so geregelt wird, daß unabhängig von der Stärke (Dicke) des aufzuwickelnden Materials und dem jeweiligen Wickeldurchmesser die Geschwindigkeit des umlaufenden Materials annähernd konstant gehalten wird.According to the invention, for a rewinding machine with at least two driven rollers, in which both the running and the running roller is driven, with differentials and a device for regulating the Working speed can be achieved a substantial improvement in that both rollers are connected to a common drive via das'Differential during the wrapping, wherein the speed of the drive motor is controlled so that regardless of the strength (thickness) of the material to be wound and the respective winding diameter, the speed of the rotating Material is kept approximately constant.

Es ist schon eine Reihe von Anordnungen für derartige Umwickler bekanntgeworden, von denen behauptet wurde, daß diese mit einer konstantenA number of arrangements for such rewinders have become known, of which it was claimed that this with a constant

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Warengeschwindigkeit arbeiten, jedoch sind diese Behauptungen, wie eine einfache Nachprüfung beweist, keineswegs richtig. Außerdem ist bei den meisten dieser Anordnungen versucht, die Regelung auf angeblich konstante Warengeschwindigkeit mit Hilfe des von der Ware selbst ausgeübten Zuges herbeizuführen, was aber unzulässige Beanspruchungen zur Folge hat, die durch die angegebene neue Lösung vermieden werden.Goods speed work, however, as a simple verification proves, these claims are by no means correct. In addition, most of these arrangements attempt to regulate on supposedly constant goods speed with the help of that exercised by the goods themselves To bring about tension, which, however, results in impermissible stresses caused by the specified new solution can be avoided.

ίο So ist beispielsweise eine Umwickelmaschine mit zwei Walzen !beschrieben worden, bei der jede der beiden Walzen angetrieben werden kann, wobei zwischen den beiden Walzen ein Differential angeordnet ist. Die Antriebsmaschine läuft hierbei mit gleichbleibender Geschwindigkeit und kann wahlweise immer nur a,ul eine,; der beiden Walzen geschaltet werden. Das Differential wirkt mit einem zusätzlichen, ähnlich einem Drehmagneten ausgebildeten Motor zusammen, wodurch auf die nicht angetriebene Walze ein Gegenmoment ausgeübt wind, durch das dem Material eine annähernd gleichbleibende Zugspannung aufgedrückt wird.ίο For example, a wrapping machine with two rollers! has been described in which each of the two rollers can be driven, wherein a differential is arranged between the two rollers. The prime mover runs here with constant speed and can optionally only a, ul one ,; of the two rollers be switched. The differential works with an additional, similar to a rotary magnet trained motor together, whereby a counter-torque is exerted on the non-driven roller wind, through which the material is subjected to an almost constant tensile stress.

Weiter ist eine Anordnung ohne Differential beschrieben worden, bei der zur Regelung der Geschwindigkeit eine vom Motor selbst über eine Schnecke verstellte Steuerscheibe vorgesehen ist. Die Lage 'der Steuerscheibe ist hierbei lediglich von der Zahl der vom Motor durchgeführten Umdrehungen ohne Berücksichtigung des tatsächlichenAn arrangement without a differential is also described been, in which to regulate the speed one of the motor itself over a Screw adjusted control disc is provided. The position of the control disk is only here on the number of revolutions made by the motor without taking into account the actual one

Walzendurchmeseers abhängig. ^: Roll diameter dependent. ^:

Weiter sind auch schon Anordnungen beschrieben worden, bei denen >zur Erfassung der Bewegungsgeschwindigkeit der Warenbahn eine von dieser angetriebene Umlenkrolle vorgesehen ist, deren Drehzahl eine Meßgröße für die Bahngeschwindigkeit darstellt.Arrangements have also already been described where> to detect the speed of movement the material web is provided with a pulley driven by this, the speed of which is a measured variable for the web speed represents.

Mit all diesen Einrichtungen konnte jedoch eine Regelung in dem Sinne, daß unabhängig von der Stärke des aufzuwickelnden Materials und dem jeweiligen Winkeldurchmesser die Geschwindigkeit des umlaufenden Materials annähernd konstant gehalten wird, nicht erreicht werden.With all these institutions, however, a regulation in the sense that independent of the Thickness of the material to be wound and the respective angular diameter, the speed of the circulating material is kept approximately constant, cannot be achieved.

Eine besondere Erkenntnis, die sich bei der Erfindung mit Vorteil anwenden läßt, besteht darin, daß eine konstante Warengeschwindigkeit eine bestimmte mathematische Beziehung zwischen der • Antriebsdrehzahl des Differentialgetriebes und den jeweiligen Dockendurchmessern zur Voraussetzung hat. Nach der weiteren Erfindung wird auf Grund dieser Erkenntnis die oben vorgeschlagene Ein¹ richtung zur Beeinflussung der Antriebsdrehzahl so ausgebildet, daß die Drehzahl dem Quotienten aus der Summe und dem Produkt der jeweiligen Dockendurchmesser annähernd proportional ist.A special finding, which can be used with advantage in the invention, is that a constant goods speed has a certain mathematical relationship between the • drive speed of the differential gear and the respective dock diameter as a prerequisite. After further invention, this finding is due to the above-proposed ¹ A device for influencing the drive speed so constructed that the speed is approximately proportional to the quotient of the sum and product of the respective poppet diameter.

Die Erfindung läßt sich in mannigfachen Ausführungsformen verwirklichen, für die nachstehend einige Beispiele angegeben sind.The invention can be implemented in various embodiments, for the following some examples are given.

Fig. ι zeigt zunächst das Warenlauf bild eines Jiggers. W₁ ist die volle und W₂ die zu be-Fig. Ι initially shows the flow of goods image of a jigger. W ₁ is the full and W ₂ the one to be loaded

wickelnde Warendocke. Die beiden Docken laufen in Pfeilrichtung mit den Drehzahlen W₁ bzw. n₂ um. T ist der Farbtrog, durch den die Warenbahn B über Rollen in bekannter Weise geführt ist.wrapping goods dock. The two docks rotate in the direction of the arrow at speeds W ₁ and n _2, respectively. T is the paint trough through which the web B is guided over rollers in a known manner.

Fig. 2.zeigt ein mechamsches.Differentialgetriebe. Mit η sei die Antriebsdrehzahl bezeichnet, sie ist gleich der halben Summe der beiden Antriebsdrehzahlen W₁ und n₂. <-·' · Fig. 2 shows a mechanical differential gear. The drive speed is denoted by η; it is equal to half the sum of the two drive speeds W ₁ and n ₂ . <- · ' ·

Eine genauere Untersuchung, 'die^vzu der Erfindung geführt hat, zeigte, daß'' bei' konstanter Antriebsdrehzahl die Warengeschwindigkeit eines Jiggers mit Differentialantrieb nicht konstant ist, sondern nach einer Kurve verläuft, wie' sie in Fig. 3 dargestellt ist; die Kurven 'zeigen den Verlauf der Warengeschwindigkeit, für verschiedene max. Durchmesserverhältnisse k des Wickels, in Abhängigkeit vom Durchmesser des einen Wickels. . In Fig. 4 ist für dieselben Durchmesserverhält-,,nisse k gezeigt, wie die Antriebsdrehzahl in Abhängigkeit vom jeweiligen Durchmesser des einen Wickels verlaufen muß, wenn eine konstante Warengeschwindigkeit erzielt werden soll.A closer examination, 'which has led ^v to the invention, showed that''at' constant drive speed, the fabric speed of a jigger with a differential drive is not constant, but rather extends for a curve, as' shown in Fig. 3; the curves show the course of the speed of the goods for different maximum diameter ratios k of the lap, depending on the diameter of one lap. . In Fig. 4 it is shown for the same diameter ratios - ,, nisse k , how the drive speed must run as a function of the respective diameter of a roll, if a constant speed of the goods is to be achieved.

Die mit der Erfindung vorgeschlagene Einrichtung zur Beeinflussung der Antriebsdrehzahl muß also so arbeiten, daß die letztgenannte Gesetzmäßigkeit vollkommen oder wenigstens annähernd erfüllt wird.The device proposed by the invention for influencing the drive speed must thus work in such a way that the last-named law is complete or at least approximately is fulfilled.

Hierzu kann man beispielsweise, wie in Fig. 5 dargestellt, mit einer von der Warenbahn mitgenommenen Umlenk- oder Führungsroilei⁷ ein drehzahlabhängiges Schaltgerät 10 kuppeln, das bei Abweichungen von einer bestimmten Sollgeschwindigkeit nach oben oder nach unten jeweils einen Kontakt 11 oder 12 schließt und damit über Verstelischütze 13 bzw. 14 einen Verstellmotor 15 steuert, der das Verstellorgan des Hauptantriebsmotors M, beispielsweise einen Feldregler 16, bewegt.
- Eine weitere Ausführungsform besteht, wie Fig. 6 zeigt, darin, daß mit der Umlenk- oder Führungsrolle F eine Tachometerdynamo 20 gekuppelt ist, deren Spannung ein polarisiertes Relais 21 steuert, das die gleiche Funktion übernimmt wie bei der vorherigen Ausführungsform das drehzahlab'hängige Schaltgerät 10. Als Sollwerteinsteller kann ein Potentiometer 22 vorgesehen sein. Mit ihm läßt sich die Grundgeschwindigkeit für den jeweiligen Prozeß willkürlich festlegen.For this purpose, one can, for example, as shown in FIG. 5, with an entrained by the web deflecting or Führungsroilei ⁷ a speed-dependent switching device 10 coupling which closes in case of deviations from a certain desired speed upwards or downwards in each case a contact 11 or 12 and thus Controls an adjustment motor 15 via adjustment contactors 13 or 14, which moves the adjustment element of the main drive motor M, for example a field regulator 16.
A further embodiment consists, as FIG. 6 shows, in that a tachometer dynamo 20 is coupled to the deflection or guide roller F , the voltage of which controls a polarized relay 21, which takes on the same function as the speed-dependent relay in the previous embodiment Switching device 10. A potentiometer 22 can be provided as a setpoint adjuster. With it the basic speed for the respective process can be determined arbitrarily.

Die willkürliche Festlegung der Grundgeschwindigkeit läßt sich, auch bei der Ausführungsform nach Fig. 5, statt dessen auch durch Verändern der Ankerspannung des Hauptmotors M erreichen.The arbitrary determination of the basic speed can, also in the embodiment according to FIG. 5, instead also be achieved by changing the armature voltage of the main motor M.

An Stelle eines polarisierten Relais 21, wie in Fig. 6 vorgesehen, kann man auch einen andersartigen Verstärker beliebiger Ausführung anordnen. Zum Beispiel wird es in diesem Falle vorteilhaft sein; einen sogenannten Magnetverstärker zu verwenden. Hierdurch läßt sich gewünschtenfalls ieine stufenlose Steuerung erreichen.Instead of a polarized relay 21, as provided in FIG. 6, a different type can also be used Arrange any type of amplifier. For example, it becomes advantageous in this case being; to use a so-called magnetic amplifier. This can, if desired i achieve stepless control.

Fig. 7 zeigt eine Ausführungsform, bei der zwei Fühlorgane 31, 32 die beiden Warendocken W₁ und W₂ abtasten und über Exzenter 33, 34 und abermalige Fühlorgane, vorzugsweise Rollen 35, 36, eine mechanische Einrichtung 37 zur Zusammenfassung der jeweiligen Dockendrehzahlen steuern, welche ihrerseits die Drehzahlverstellvorrichtung 38 des Hauptantriebes M beeinflußt. Die Form der Kurvenscheiben 33, 34 ist dabei so gewählt,7 shows an embodiment in which two sensing elements 31, 32 scan the two goods docks W ₁ and W ₂ and control a mechanical device 37 for combining the respective dock speeds via eccentrics 33, 34 and additional sensing elements, preferably rollers 35, 36, which in turn affects the speed adjustment device 38 of the main drive M. The shape of the cams 33, 34 is chosen so that

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daß die eingange erläuterten Gesetzmäßigkeiten berücksichtigt wenden.that the principles explained at the beginning are taken into account.

Vielfach wird es erwünscht sein, Fühlorgane, welche die Wickeldocken selbst abtasten, zu vermeiden. 'In many cases it will be desirable to avoid sensing organs which scan the winding docks themselves. '

Man kann dann an Stelle einer Fühlhebelanordnung auch den Verstellwinkel der FührungsroHenschwenkachse 6" (Fig. i) für die Drehzahlsteuerung ausnutzen. Dies hat zur Voraussetzung, daß derInstead of a feeler lever arrangement, you can also adjust the angle of adjustment of the guide tube pivot axis Use 6 "(Fig. I) for speed control. This is a prerequisite that the

ίο Verstellwinkel ein Maß für den Grad des Um-ίο Adjustment angle a measure of the degree of

■ wickelprozesses darstellt, was bei den neueren Maschinen meistens der Fall ist.■ the winding process represents what is happening with the newer Machines mostly the case.

Man kann dann statt dessen eine besondere Einrichtung vorsehen, wie sie in Fig. 8 dargestellt ist.You can then use a special facility instead as shown in FIG. 8.

Sie besteht aus zwei Kurvensctieiben, von denen die eine gegenüber der anderen verstellbar ist. Beide Kurvenscheiben sind entsprechend dem Drehzahlverlauf der einen bzw. der anderen Docke W₁ bzw. n₂ in Abhängigkeit vom jeweiligen Durchmesser einer Docke, 1. B. vom Durchmesser d_t der Docke W₁, geformt. Durch eine Verschiebung der einen Kurvenscheibe gegenüber der anderen lassen sich die verschiedenen Durchmesserverhältndsse k berücksichtigen. Die Wirkungsweise läßt sich veranschaulichen, indem man sich vorstellt, daß sich die Einrichtung zur Zusammenfassung (in diesem Falle Summierung) der jeweiligen Drehzahlen n_v n_% zusammen mit den Fühl¹ rollen 35, 36 und der Drehzahlveristellvorrichtung 38 von links nach rechts an den beiden Kurven vorbeibewegt, wobei die beiden Fühlrollen 35, 36 an den beiden Kurven entlanglaufen und so den Steuervorgang bewirken.It consists of two cam discs, one of which is adjustable with respect to the other. Both cam plates are according to the speed profile of the one and the other poppet W ₁ and n ₂ in dependence on the respective diameter of a poppet, 1. B. the diameter d _t of the poppet W _1, formed. The different diameter ratios can be taken into account by shifting one cam disk relative to the other. The mode of operation can be illustrated by imagining that the device for summarizing (in this case summing) the respective speeds n _v n _% together with the sensor ¹ rolls 35, 36 and the speed adjustment device 38 from left to right on the two Curves moved past, wherein the two feeler rollers 35, 36 run along the two curves and thus effect the control process.

Dieses Prinzip läßt sich konstruktiv sehr verschiedenartig ausführen. An Stelle einer mechanischen Summierung von mechanischen Größen können auch elektrische Größen verwendet werden, wie z. B. Regler oder Potentiometer, die sich auf verschieden hohe Summenspannungen bzw. Summenwiderstände einstellen und von deren Verlauf ■ dann in an sich bekannter Weise über elektrische Stellglieder eine Drehzahländerung des Hauptantriebsmotors vorgenommen werden kann. Dabei sind die Stufungen der Potentiometer bzw. Regler nach einer Gesetzmäßigkeit gewählt, die der Kurvenform der Exzenterscheiben entspricht.This principle can be constructed in very different ways To run. Instead of a mechanical summation of mechanical quantities, electrical quantities can also be used, such as B. regulator or potentiometer, which focus on different high total voltages or total resistances set and their course ■ then in a known manner via electrical Actuators a change in the speed of the main drive motor can be made. Included the gradations of the potentiometer or controller are selected according to a law that the Curve shape of the eccentric disks.

Bei der Formgebung für die Exzenter bzw. der Widerstandsauslegung der Potentiometer oder Regler wird also von den in Fig. 8 dargestellten Kurven für verschiedene Durchmesserverhältnisse ausgegangen. Durch eine Verschiebung zweier Exzenterstücke in der beschriebenen Weise oder durch Verdrehung des einen Potentiometers gegenüber dem anderen erreicht man einen Stellwerksablauf, der den jeweiligen Durchmesserverhältnissen angepaßt ist. Die Verstellung der Exzenter bzw. die Verdrehung der Potentiometer kann an einem Zeigerknopf vorgenommen werden.When shaping the eccentric or the resistance design of the potentiometer or The controller is therefore based on the curves shown in FIG. 8 for different diameter ratios went out. By shifting two eccentric pieces in the manner described or by turning one potentiometer in relation to the other one reaches an interlocking process, which is adapted to the respective diameter ratios. Adjusting the eccentric or the potentiometer can be rotated using a pointer button.

An Stelle eines mechanischen Differentials, wie in Fig. 2 dargestellt, kann auch eine andere Anordnung mit ähnlicher Wirkung, z. B. ein elektrisches Differential, verwendet wenden. Die Vorschläge der Erfindung sind überall da von Vorteil, wo es 'sich darum handelt, ein bahn-, streifen- oder strangförmiges Gut umzuwickeln.Instead of a mechanical differential, as shown in FIG. 2, another arrangement can also be used with a similar effect, e.g. B. an electric differential, used turn. The suggestions of the invention are advantageous wherever it is a question of a web, stripe or to wrap strand-like material.

Claims

PATENT CLAIMS:

1. Wrapping machine in which both the unwinding and the incoming roller are driven can be; with differential and a device for controlling the drive gear ^ speed, characterized in that both rollers during the wrapping over the differential are connected to a common drive, the speed 75; speed of the drive motor is controlled so that regardless of the strength of the wound Material and the respective winding diameter, the speed of the rotating Material is kept approximately constant.

2. Wrapping machine according to claim 1, characterized characterized in that the speed of the drive motor is based on one of the quotients 85 approximately proportional to the sum and the product of the respective dock diameter Value is adjustable.

3. Wrapping machine according to claim 1 and 2, with a steering roller or guide roller taken along by the material web, characterized in that the guide roller go - (F) is coupled to a speed-dependent switching device (10) which, in the event of deviations from a certain, presettable target speed one contact each (11 resp.

12) closes and thus controls an adjusting motor (15) via adjusting contactors (13 or 14), which moves the adjusting element (16) of the main drive motor (M).

4. Wrapping machine according to claim 1 and 2, with one entrained by a web of material Deflection or guide roller that drives a tachometer dynamo, characterized by a polarized. Relay (21), the from the voltage of the tachometer dynamo (20) is controlled and in the event of deviations from 105; a certain presettable setpoint speed in one way or the other One contact closes in each direction.

5. wrapping machine according to claim 1 and 2, characterized in that as a setpoint adjuster a potentiometer (22) connected to a fixed DC voltage is provided.

6. wrapping machine according to claim 1 and 2, characterized in that the means for changing the base speed of the 115; Main drive motor (M) an additional setpoint adjuster is provided.

7. Wrapping machine according to claim 1 and 2, with one entrained by a web of material Deflection wire guide roller that drives a tachometer dynamo, characterized in that that an amplifier device, in particular a magnetic amplifier, is connected to the tachometer dynamo, via the a stepless speed adjustment of the main drive motor is effected.

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8. Wrapping machine according to claim ι and 2, characterized in that two the two goods docks (W ₁ , W ₂ ) scanning sensing elements (31, 32) are provided, for example via eccentrics (33, 34) and repeated ■ sensing elements (35 , 36), a device (37) for combining the respective measured values for the dock speeds, which in turn influences the speed adjustment device (38) - of the main drive (M).

9. Wrapping machine according to claim 1 and 2 and one of the following, characterized in that * that the one measure of the degree

. of the wrapping process representing adjustment angle the guide roller pivot axis is used as a control element for speed control is.

10. Wrapping machine according to claim 1, 2 and 9, characterized in that two cams connected to the guide roller pivot axis are provided for controlling the speed, one of which is adjustable with respect to the other for the purpose of adapting to the max Goods speed required course of the counters of the two docks (%, M ₂ ) are shaped depending on the respective diameter of a dock, with feeler rollers (35, 36) being guided on these two cam disks, which have a device (37) for summarizing the Control dock speeds, which in turn affects the speed adjustment device (38) of the main drive (Fig. 5).

11. wrapping machine according to claim 1, 2 and 9, characterized in that two with the guide roller pivot axis to control the speed connected regulating resistors are provided, their resistance coverings corresponding to the course required at constant goods speed the speeds of the two docks depending on the. respective diameter of a Docke are variable in their resistance value along their regulating path, the Mutual position of these two regulating resistors ■ for the purpose of adapting to the maximum dock diameter ratios is adjustable, and that the two regulating resistors are switched so that the tapped on them Total voltage is a change in the speed of the main drive according to a constant speed of the goods causes.

Attached publications: German patent specifications No. 725 190, 699 180, 554304,502392;

U.S. Patent No. 2,389,047.

For this purpose 2 sheets of drawings