EP0178704B1 - Einrichtung zum Steuern der Spannung in einer Bahn - Google Patents
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- EP0178704B1 EP0178704B1 EP85201490A EP85201490A EP0178704B1 EP 0178704 B1 EP0178704 B1 EP 0178704B1 EP 85201490 A EP85201490 A EP 85201490A EP 85201490 A EP85201490 A EP 85201490A EP 0178704 B1 EP0178704 B1 EP 0178704B1
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- brake
- web
- regulator
- tension
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
- B65H—HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL, e.g. SHEETS, WEBS, CABLES
- B65H23/00—Registering, tensioning, smoothing or guiding webs
- B65H23/04—Registering, tensioning, smoothing or guiding webs longitudinally
- B65H23/06—Registering, tensioning, smoothing or guiding webs longitudinally by retarding devices, e.g. acting on web-roll spindle
- B65H23/063—Registering, tensioning, smoothing or guiding webs longitudinally by retarding devices, e.g. acting on web-roll spindle and controlling web tension
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- B65H2403/00—Power transmission; Driving means
- B65H2403/70—Clutches; Couplings
- B65H2403/72—Clutches, brakes, e.g. one-way clutch +F204
- B65H2403/725—Brakes
- B65H2403/7253—Brakes pneumatically controlled
Definitions
- the proposed invention relates to the control of the tension in a web made of paper, foil, fabric, textiles, plastics, metal or the like.
- a braking device acting on an unwinding roll containing two actuating devices and one using a cam or the like.
- dancer roller acting on the braking device.
- Devices of the type mentioned are used in machines for processing strip-shaped goods, for example in printing, slitting or winding machines.
- a web unwinding from a roll has to be subjected to a certain constant tension so that this web can be subjected to a processing process, for example a printing process or a winding process, without any problems. For this reason, there has been no shortage of efforts to develop such facilities.
- a device which contains a dancer roller which is able to act on two induction clutches, these induction clutches being mechanically connected to the reel from which a sheet of paper or the like is drawn off.
- the device described here is such that the dancer roller acts on both induction clutches in any of its many possible positions, and consequently both clutches must be designed in such a way that they can follow a very large control range. This means a high structural effort for the couplings.
- a device which contains a worm gear, the mechanically low efficiency is used to brake the role from which a web to be processed is pulled so that the worm gear in In terms of a constant-acting brake with large braking force is used, so that a tärizer roller only has to regulate a smaller area.
- the worm gear takes over a relatively high but constant ratio of the braking power to be applied.
- the worm gear described here ultimately serves as an amplifier for the deflections that the pendulum roller delivers due to changes in the tension in the unwinding path.
- a device is also known in which the tension of a web unwinding from a roll is measured by a dancer roll and in addition the radius of the shrinking roll is scanned.
- the device also contains a large number of actuating and control elements, so that there is a great deal of effort here, which also contains the risk of the control system vibrating.
- fluctuations in the diameter of the unwinding roll as they result from the previous winding of a natural substance, such as. B. paper or one with inhomogeneities, e.g. B. result in thick spots of plastic, entered into the control system, although these fluctuations have nothing to do with the build-up of a voltage in the unwinding web.
- the dancer roller is operatively connected to both the first and the second actuating device for the brake and, moreover, is additionally connected to a multi-point controller in that the second actuating device for the brake is operatively connected to the dancer roller with the interposition of the multi-point controller , wherein the multi-point controller changes the effective range of the second actuating device and that furthermore the effective range of the first actuating device is at least as large as the deflection in which the dancer roller is able to move without the multi-point controller responding.
- the multi-point controller can be a three-point controller or a five-point controller.
- the invention contains only a few machine elements for setting or regulating the braking torque required on the unwinding roll, which are also available at low cost. There is therefore little play due to the small number of parts and also a slight tendency to vibrate in an undesirable manner, which means nothing other than that the proposed device is technically stable.
- the ideal hyperbolic characteristic of a brake for the role of an unwinding web is well approximated, the dancer roller customary for scanning the tension prevailing in the unwinding web needing and influencing only a small range of the braking force or braking torque to be applied to the reel in a direct manner whereas the major part of the braking force or braking torque does not have to be influenced in a direct manner by the dancer roller.
- a rolling shaft 1 is rotatably supported on both sides in a bearing block 2.
- a roll 3 has been wound onto the unwind shaft in a previous work process.
- a web 4 is unwound from this in order to run to a processing or processing machine, for example a printing machine or a reel cutting and winding machine.
- the web loops around 4 guide rollers 5 and 6 and a dancer roller 7.
- This is rotatably mounted in an arm 8, which is able to pivot about a fixed bearing 9 in the direction of arrow 10.
- the weight of the dancer roller 7 and the weight of the arm 8 and a load weight 12 adjustable in the direction of the arrow 11 presses on the web 4, so that a desired and essentially constant tension is created within the web 4.
- a pull rod 13 is rotatably fastened by means of a joint 14. With the help of a joint 15, the other end of the pull rod 13 is connected to an eccentric 16.
- the eccentric 16 is rotatably mounted within a brake shoe 17 so that it can be pivoted about the joint 18 in the direction of the arrow 19.
- a second brake shoe 21 is pivotally mounted about a further joint 20. The position of the brake shoes 17 and 21 can be adjusted by hand using a spindle 22 and a nut 23 as required.
- the eccentric can be adjusted when the pendulum roller 7 swings back and forth in the direction of arrow 10 as a result of the tensions within the web 4.
- the brake pads 24 and 25 of the brake shoes 17 and 21 come into more or less contact with a first brake disc 26, which in turn is mechanically firmly connected to the unwinding shaft 1, so that there is a changed tension within the track 4.
- a second brake disc 27 is also mechanically fixed to the unwinding shaft 1. This is at least partially surrounded by brake shoes 28 and 29 with brake pads 30 and 31.
- the brake shoes 28 and 29 can be pivoted about joints 35 and 36 with the aid of a spindle 32, an electric motor 33 and a return spring 34.
- the motor 33 is only adjusted if the deflections of the pendulum roller 7 in the direction of arrow 10 are large enough to engage the left end of the arm 8 in FIG. 1 with the contacts 37 or 38 of a control device 39, which is also a so-called three Point or five-point regulator can be brought into contact.
- a control device 39 which is also a so-called three Point or five-point regulator can be brought into contact.
- the contact or switch 37 When the contact or switch 37 is closed, the motor 33 rotates in one direction, when the contact or switch 38 is closed, the motor 33 rotates in the opposite direction of rotation. In this way, the spindle 32 rotates in one or the other direction of rotation, so that the brake 27, 28, 29, 30, 31 can be opened or closed indirectly by the dancer roller by means of the actuating device containing the motor 33 and the spindle 32 .
- the first actuating device for the brake containing the eccentric 16 and the pull rod 13 and the arm 8 can follow the movements of the pendulum roller 7, ie the changes in the tension of the web 4, continuously. Only when the deflections of the pendulum roller 7 in the direction of arrow 10 a predetermined amount, which exceeds the distance 40, which the contacts or switches 37 and 38 have between each other, the motor 33 and the spindle 32 with the help of the zwi rule the dancer roller 7 and the motor 33 interposed control device, in particular a multi-point control device, the second actuating device for the brake.
- the brake linings 30 and 31 are in a different position from the brake disc 27, as a result of which the effective range of the entire brake device containing the brake discs 26 and 27 is adjusted.
- the multi-point controller is fixed in the machine within the swivel range of the dancer roller.
- the dancer roller 7 is operatively connected directly to a first actuating device for the brake.
- the pendulum roller 7 cooperates with a multi-point controller 39 and the second actuating device for the brake, which contains the brake shoes 28 and 29, is effective due to the deflections of the pendulum roller 7 with the interposition of the multi-point controller 39.
- the articulation points 14 and 15, as well as the size of the eccentric 16 and the pitch of the thread on the spindle 22 are designed so that those deflections of the pendulum roller 7 which do not yet trigger contact with the contacts or switches 37 and 38 make such a great change the braking effect on the first actuating device for the brake can result in the contacts or switches 37 and 38 being able to be reached with certainty by the deflection of the arm 8 if the control range of the first actuating device has not yet been exceeded.
- the effective range of the first actuating device for the brake is at least as large as the deflections of the dancer roller 7 corresponding to the size of the multipoint controller.
- the unwinding shaft for the roll 51 to be unwound is fixedly connected in an analogous manner to a brake disk 52 and rotatably supported in bearings (not shown).
- Brake shoes 53 and 54 can engage with the brake disk 52.
- the brake shoes 53 and 54 are pivotally supported by joints 57 and 58 in a brake frame which includes the levers 55 and 56.
- the levers 55 and 56 can in turn be pivoted about joints 59 and 60.
- a first pressure medium cylinder 61 for a first actuating device of the brake and a second pressure medium cylinder 62 for a second actuating device of the brake are also fastened to the levers 55 and 56 by means of joints 63, 64, 65 and 66.
- a web 67 is drawn off the roll 51 in order to run to a processing machine.
- the web 67 wraps around the guide rollers 68 and 69, and the dancer roller 70.
- the dancer roller 70 is rotatably attached to an arm 71 which can pivot in the direction of arrow 72 around the center of the guide roller 68.
- a cam 73 is fixedly connected to the arm 71 and thus follows the pivoting movements of the arm 71.
- a valve 74 is adjusted by pivoting the cam disk 73.
- the device also includes a multi-point controller 75/76, the contacts 77, 78, 79 and 80 are arranged such that the arm 71 and thus the dancer roller 72 must first pass through a deflection 81 in the direction of arrow 72 before one of the Contacts 77 to 80 of the multipoint controller 75/76 can take effect.
- pressure medium is fed into a cylinder 83 which is connected to the arm 71 by means of a joint 84.
- a pressure can be set in the pressure medium cylinder 83 which corresponds to the tension desired in the path 67.
- pressure medium is fed into cylinder 61, which belongs to the first actuating device for the brake. Due to the variations in the tension in the path 67, the dancer roller 70 swings out alternately in the direction of the arrow 72 and thus adjusts the position of the cam disk 73 and that of the valve 74. This results in a changed pressure in the cylinder 61 and an influence on the the brake disc 52 effective braking force or braking torque from the deflections of the dancer roller in a direct manner.
- the distance 81 which the contacts 78 and 79 of the multi-point controller 75/76 take up among one another, is selected such that the control range of the first actuating device for the brake, comprising the cam disk 73, the valve 74 and the pressure medium cylinder 61, is at least not exceeded.
- the contacts 78 or 79 first become effective, which causes the control device 75/76 to pressurize pressure medium from the pump 82 via the valve 87 into the Initiate pressure medium cylinder 62.
- the brake which comprises the brake disk 52 and the brake shoes 53 and 54 and the pressure medium cylinders 61 and 62, is actuated in a second indirect manner. In this way, a different pressure is created in the pressure medium cylinder 62 than before, so that with the aid of the pressure present in the pressure medium cylinder 61, the brake operates overall at a different level.
- contacts 77 and 80 are provided in multipoint controller 75/76. When these contacts are actuated, the regulator 76 switches over to a quick adjustment, so that the same pressure as in the actuation of the contacts 78 and 79 in the cylinder 62, but a larger amount of pressure medium is introduced.
- the pressures in the pressure medium cylinders 61, 62 and 83 can be preselected or set by valves 85, 74 and 87. These pressures can be the same as one another but also different from one another. For example, a higher or even a substantially higher pressure than in the pressure cylinder 61 can be effective in the pressure cylinder 62.
- the pressure in the pressure medium cylinder 83 corresponds in each case to the desired tension in the path 67. It goes without saying that the valves and associated pressure medium cylinders are connected to one another by lines and that these lines to the valves and cylinders in the above-mentioned sense in Connect.
- the pump 82 is connected to the pipeline 88 and this to the branch lines 89 and 90.
- the branch line 89 is fastened to the valve 85 and is operatively connected to it. With the help of the valve 85, the pressure prevailing by the pump 82 in the branch line 89 is reduced to a desired level, so that the pressure indicated by the manometer 86 prevails in the pipeline 91 and the pressure medium cylinder 83 connected to it.
- the pipeline 88 is connected to the valve 87 by means of the branch line 90.
- the position of the valve 87 can be changed with the aid of the multi-point controller 75/76 via line 92 in such a way that in the pipeline 93 and thus in the second pressure medium cylinder 62 connected to it, a by closing or not closing the contacts 77, 78, 79 or 80 the multipoint controller 75/76 certain pressure prevails.
- the valve 74 sensing the position of the cam disk 73 is connected via a pipe 94 to the first pressure medium cylinder 61 in such a way that the pressure prevailing in this pipe is determined by the respective position of the dancer roll 70, that is to say is a pressure modulated by the dancer roll.
- the contact plate 75 of the multi-point controller and the contacts 77, 78, 79 and 80 are connected to the control device 76 of the multi-point controller via lines 95, 96, 97 and 98.
- the exemplary embodiments show that in both cases only a few machine parts are used for regulating this web tension and that the parts are relatively inexpensive.
- the area in which the entire braking device acts on the unwinding roll is automatically changed by the deflections of the dancer rolls during the unwinding of a roll, which results in a very good approximation to the ideal hyperbolic characteristic of such a braking device.
- the device as a whole is also cheaper than an electrical device with so-called brake generators, which require complex control.
- Motor 33 can also be connected to the spindle 22 instead of the nut 23.
- the return spring 34 could also be pushed over the spindle 22 in such a way that it comes to rest between the brake shoes 17 and 21 and the aim is to push them apart.
- the brake shoes 28 and 29 and the brake disc 27 can also be omitted.
Landscapes
- Controlling Rewinding, Feeding, Winding, Or Abnormalities Of Webs (AREA)
Description
- Die vorgeschlagene Erfindung bezieht sich auf die Steuerung der Spannung in einer Bahn aus Papier, Folie, Gewebe, Textilien, Kunststoffen, Metall oder dgl. mit einer auf eine sich abwickelnde Rolle wirkenden, zwei Betätigungsvorrichtungen enthaltende Bremsvorrichtung und einer mit Hilfe einer Kurvenscheibe oder dgl. auf die Bremsvorrichtung einwirkenden Tänzerwalze.
- Einrichtungen der genannten Art finden in Maschinen zum Bearbeiten bandförmiger Güter Verwendung, beispielsweise in Druck-, Rollenschneid- oder Wickelmaschinen. In diesen Maschinen muß eine von einer Rolle sich abwickelnde Bahn einer bestimmten konstanten Spannung unterworfen werden, damit diese Bahn einem Verarbeitungsprozess, beispielsweise einem Druckvorgang oder einem Wickelvorgang einwandfrei unterzogen werden kann. Aus diesem Grund hat es nicht an Bemühungen gefehlt, Einrichtungen dieser Art zu entwickeln.
- Beispielsweise ist aus der DD-PS 38 714 eine Einrichtung bekannt, welche eine Tänzerwalze enthält, die auf zwei Induktionskupplungen einzuwirken vermag, wobei diese Induktionskupplungen mit derjenigen Rolle, von welcher eine Bahn aus Papier oder dgl. abgezogen wird, mechanisch verbunden sind. Die hier beschriebene Einrichtung ist jedoch derart, daß die Tänzerwalze in jeder ihrer vielen möglichen Stellungen auf beide Induktionskupplungen einwirkt und daß demzufolge beide Kupplungen derart ausgelegt werden müssen, daß sie einem sehr großen Regelbereich zu folgen vermögen. Dies bedeutet einen hohen baulichen Aufwand für die Kupplungen.
- Aus der weiteren DD-FS 59 452 ist dagegen eine Einrichtung bekannt geworden, welche ein Schneckengetriebe enthält, dessen an sich mechanisch geringer Wirkungsgrad dazu ausgenutzt wird, diejenige Rolle, von der eine zu verarbeitende Bahn abgezogen wird, derart zu bremsen, daß das Schneckengetriebe im Sinne einer konstant wirkenden Bremse mit großer Bremskraft benutzt wird, sodaß eine Tärizerwalze nur noch einen kleineren Bereich auszuregeln hat. Das Schneckengetriebe übernimmt hier ein relativ hohes aber konstantes Verhältnis der aufzubringenden Bremsleistung. Somit dient das hier beschriebene Schneckengetriebe letzten Endes als Verstärker für die Ausschläge, die die Pendelwalze aufgrund von Veränderungen der Spannung in der sich abwickelnden Bahn liefert.
- Aus der DE-AS 19 38 814 ist eine weitere Einrichtung bekannt, welche zwei 'Bremsen enthält, welche allein oder aber gemeinsam auf eine sich abwickelnde Rolle einwirken können. Bei dieser Einrichtung wird eine der beiden Bremsen bei Bedarf ausgeschaltet, sodaß eine nur sehr grobe und daher für die Praxis unbefriedigende Annäherung an die ideale hyperbolische Kennlinie der in Rede stehenden Bremseinrichtung erzielt werden kann.
- Aus der US-PS 29 65 326 ist daneben eine Einrichtung bekannt, bei der die Spannung einer sich von einer Rolle abwickelnden Bahn durch eine Tänzerwalze gemessen und zusätzlich der Radius der sich verkleinernden Rolle abgetastet wird. Die Einrichtung enthält zudem eine Vielzahl von Stell- und Regelelementen, sodaß es schon hier zu einem großen Aufwand kommt, der zudem noch die Gefahr des Schwingens des Regelsystems enthält. Darüber hinaus werden auch Schwankungen des Durchmessers der sich abwickelnden Rolle, wie sie sich aus dem vorangehenden Aufwickeln eines natürlichen Stoffes, wie z. B. Papier oder eines mit Inhomogenitäten, z. B. dicken Stellen behafteten Kunststoffes ergeben, in das Regelsystem eingegeben, obwohl diese Schwankungen mit dem Aufbau einer Spannung in der sich abwickelnden Bahn nichts zu tun haben. Diese Schwankungen des Durchmessers werden auch dann, wenn sie nur geringfügig sein sollten, in das Bremssystem für die sich abwickelnde Rolle eingegeben und verändern somit das an der sich abwickelnden Rolle wirksam werdende Bremsmoment, obwohl dies für den Aufbau einer Spannung in der sich abwickelnden Bahn nicht notwendig ist und daneben ebenfalls die Gefahr der Bildung von unerwünschten Schwingungen innerhalb des Regelsystems zur Folge haben kann.
- Hiervon ausgehend besteht die Aufgabe, eine Einrichtung der genannten Art zu schaffen, die unter Verwendung weniger an sich bekannter Maschinenelemente mit an sich relativ geringer Regelungsmöglichkeit sowohl einen großen Regelbereich als auch hohe Empfindlichkeit und hohe Stabilität hat. Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die Tänzerwalze sowohl mit der ersten als auch mit der zweiten Betätigungsvorrichtung für die Bremse wirkungsmäßig und darüber hinaus zusätzlich mit einem Mehrpunktregler verbunden ist, daß die zweite Betätigungsvorrichtung für die Bremse mit der Tänzerwalze unter Zwischenschaltung des Mehrpunktreglers wirkungsmäßig verbunden ist, wobei der Mehrpunktregler den wirksamen Bereich der zweiten Betätigungsvorrichtung verändert und daß ferner der Wirkungsbereich der ersten Betätigungsvorrichtung mindestens so groß ist wie derjenige Ausschlag, in welchem die Tänzerwalze ohne Ansprechen des Mehrpunktreglers sich zu bewegen vermag. Dabei kann der Mehrpunktregler ein Drei-Punkt-Regler oder ein Fünf-Punkt-Regler sein.
- Die Erfindung enthält nur wenige Maschinenelemente zum Einstellen oder Regeln des an der sich abwickelnden Rolle benötigten Bremsmomentes, die zudem preisgünstig erhältlich sind. Es ergibt sich somit schon allein aufgrund der geringen Anzahl der Teile wenig Spiel und auch eine geringe Neigung, auf unerwünschte Weise in Schwingungen zu geraten, was nichts anderes bedeutet, als daß die vorgeschlagene Einrichtung regelungstechnisch stabil ist. Die ideale hyperbolische Kennlinie einer Bremse für die Rolle einer sich abwickelnden Bahn wird gut angenähert, wobei die zur Abtastung der in der sich abwickelnden Bahn herrschenden Spannung übliche Tänzerwalze nur einen geringen Bereich der an der Rolle aufzubringenden Bremskraft oder des Bremsmomentes in direkter Weise mitzubeeinflussen braucht und wohingegen der überwiegende Teil der Bremskraft oder des Bremsmomentes von der Tänzerwalze in direkter Weise nicht beeinflußt werden muß. Damit ergibt sich eine Feinfühligkeit und eine hohe Empfindlichkeit des gesamten Regelungssystems, wobei der Regelbereich in sehr großen Grenzen - so wie dies für die Regelung sich abwickelnder Rollen notwendig ist - dennoch variabel ist, da die Tänzerwalze auf indirekte Weise auch den größeren Anteil des an der Rolle aufzubringenden Bremsmomentes zu beeinflussen, vermag. Dadurch, daß die Tänzerwalze über einen Mehrpunktregler, der der Tänzerwalze eine gewisse Bewegungsfreiheit gestattet ohne daß dieser Regler anspricht, die eine der beiden Betätigungsvorrichtungen für die Bremse zu verstellen vermag, wird hierdurch jeweils ein bestimmter Bremsbereich vorgegeben welchen die Tänzerwalze mit Hilfe der ersten Betätigungsvorrichtung für die Bremse in überlagernder Weise zu modulieren ermag. Wenn die Grenzen dieser Modulation erreicht sind, wird die zweite Betätigungsvorrichtung sinnentsprechend verstellt, sodaß der Brems- und Regelvorgang auf anderem Niveau selbsttätig weitergeführt werden kann.
- Anhand zweier in den beigefügten Figuren schematisch abgebildeter Ausführungsbeispiele wird die vorgeschlagene Einrichtung nunmehr näher erläutert ohne daß diese Ausführungsbeispiele den Erfindungsgedanken einschränken sollen. In den Figuren sind in dem vorliegenden Zusammenhang nicht wesentliche Maschinenteile einer übersichtlicheren Darstellungsweise wegen nicht gezeichnet. Die nicht dargestellten Teile sind dem Fachmann ohnehin hinreichend bekannt.
- Die einzelnen Figuren bedeuten :
- Figur 1 : mechanisch-elektrisches Ausführungsbeispiel
- Figur 2 : Ausführungsbeispiel unter Verwendung von Druckmittel
- Eine Abrollwelle 1 ist beidseits in je einem Lagerbock 2 drehbar gelagert. Auf die Abrollwelle ist in einem vorhergehenden Arbeitsprozess eine Rolle 3 aufgewickelt worden. Von dieser wird eine Bahn 4 abgewickelt, um einer Be- oder Verarbeitungsmaschine, beispielsweise einer Druckmaschine oder einer Rollenschneid- und Wickelmaschine zuzulaufen.
- Zu diesem Zweck umschlingt die Bahn 4 Leitwalzen 5 und 6 sowie eine Tänzerwalze 7. Diese ist drehbar in einem Arm 8 gelagert, welcher um ein festes Lager 9 in Richtung des Pfeiles 10 schwenkbar zu pendeln vermag. Auf diese Weise drückt das Gewicht der Tänzerwalze 7 sowie das Gewicht des Armes 8 und ein in Richtung des Pfeiles 11 verstellbares Belastungsgewicht 12 auf die Bahn 4, sodaß innerhalb der Bahn 4 eine gewünschte und im wesentlichen konstant zu haltende Spannung entsteht.
- An dem Arm 8 ist eine Zugstange 13 mittels Gelenk 14 drehbar befestigt. Mit Hilfe eines Gelenkes 15 ist das andere Ende der Zugstange 13 mit einem Exzenter 16 verbunden. Der Exzenter 16 ist innerhalb einer Bremsbacke 17 drehbar gelagert, sodaß diese um das Gelenk 18 in Richtung des Pfeiles 19 verschwenkt werden kann. Um ein weiteres Gelenk 20 ist eine zweite Bremsbacke 21 schwenkbar gelagert. Die Lage der Bremsbacken 17 und 21 kann mit Hilfe einer Spindel 22 und einer Mutter 23 je nach Bedarf von Hand verstellt werden.
- Aufgrund der gelenkigen Verbindung von Pendelwalze 7, Schwenkarm 8, Zugstange 13 und Exzenter 16 kann der Exzenter verstellt werden, wenn die Pendelwalze 7 infolge der Spannungen innerhalb der Bahn 4 in Richtung des Pfeiles 10 hin- und herschwenkt. Auf diese Weise kommen die Bremsbeläge 24 und 25 der Bremsbacken 17 und 21 mit einer ersten Bremsscheibe 26 mehr oder weniger in Berührung, welche ihrerseits mit der Abrollwelle 1 mechanisch fest verbunden ist, sodaß sich innerhalb der Bahn 4 eine geänderte Spannung ergibt.
- Ebenfalls ist mit der Abrollwelle 1 eine zweite Bremsscheibe 27 mechanisch fest verbunden. Diese ist durch Bremsbacken 28 und 29 mit Bremsbelägen 30 und 31 zumindest teilweise umgeben. Die Bremsbacken 28 und 29 können mit Hilfe einer Spindel 32, eines elektrischen Motors 33 und einer Rückstellfeder 34 um Gelenke 35 und 36 verschwenkt werden.
- Der Motor 33 wird nur dann verstellt, wenn die Ausschläge der Pendelwalze 7 in Richtung des Pfeiles 10 groß genug sind, um das in Figur 1 linke Ende des Armes 8 mit den Kontakten 37 oder 38 eines Regelgerätes 39, welches auch ein sog. Drei-Punkt- oder Fünf-Punkt-Regler sein kann, in Berührung zu bringen. Wenn der Kontakt oder Schalter 37 geschlossen wird, dann läuft der Motor 33 in der einen, wenn der Kontakt oder Schalter 38 geschlossen wird, so läuft der Motor 33 in der entgegengesetzten Drehrichtung um. Auf diese Weise läuft auch die Spindel 32 in der einen oder anderen Drehrichtung um, sodaß mittels der den Motor 33 und die Spindel 32 enthaltenden Betätigungseinrichtung die Bremse 27, 28, 29, 30, 31 von der Tänzerwalze auf indirekte Weise geöffnet oder geschlossen werden kann.
- Die Wirkungsweise der Einrichtung nach Fig. 1 ist derart, daß die den Exzenter 16 und die Zugstange 13 sowie den Arm 8 enthaltende erste Betätigungseinrichtung für die Bremse den Bewegungen der Pendelwalze 7, d. h. den Änderungen der Spannungen der Bahn 4 dauernd zu folgen vermag. Erst dann, wenn die Ausschläge der Pendelwalze 7 in Richtung des Pfeiles 10 einen vorgegebenen Betrag, welcher dem Abstand 40, den die Kontakte oder Schalter 37 und 38 untereinander einnehmen, übersteigt, wird der Motor 33 und die Spindel 32 mit Hilfe des zwischen die Tänzerwalze 7 und den Motor 33 zwischengeschalteten Regelgerätes, insbesondere eines Mehrpunktregelgerätes, der zweiten Betätigungseinrichtung für die Bremse verstellt. Dadurch geraten die Bremsbeläge 30 und 31 in eine andere Lage zu der Bremsscheibe 27, wodurch der Wirkungsbereich der die Bremsscheiben 26 und 27 enthaltenden gesamten Bremseinrichtung verstellt wird. Damit ist die Möglichkeit gegeben, daß sich der Ausschlag der Pendelwalze 7 wieder verringert, d. h. daß die Schalter oder Kontakte 37 oder 38 nicht mehr berührt werden und der Arm 8 eine Mittellage zwischen den Schaltern oder Kontakten 37 oder 38 wieder einnimmt. Dies ist nur dann möglich, wenn der Mehrpunktregler innerhalb des Schwenkbereiches der Tänzerwalze in der Maschine befestigt ist.
- Auf diese Weise steht die Tänzerwalze 7 mit einer ersten Betätigungseinrichtung für die Bremse wirkungsmäßig direkt in Verbindung. Zusätzlich arbeitet die Pendelwalze 7 mit einem Mehrpunktregler 39 zusammen und die zweite Betätigungseinrichtung für die Bremse, welche die Bremsbacken 28 und 29 enthält, wird aufgrund der Ausschläge der Pendelwalze 7 unter Zwischenschaltung des Mehrpunktreglers 39 wirksam. Die Anlenkpunkte 14 und 15, sowie die Größe des Exzenters 16 und die Steigung des Gewindes auf der Spindel 22 sind so ausgelegt, daß diejenigen Ausschläge der Pendelwalze 7, die noch keine Berührung mit den Kontakten oder Schaltern 37 und 38 auslösen, eine derart große Veränderung der Bremswirkung an der ersten Betätigungseinrichtung für die Bremse zur Folge haben können, daß die Kontakte oder Schalter 37 und 38 durch den Ausschlag des Armes 8 mit Sicherheit dann erreicht werden können, wenn der Regelbereich der ersten Betätigungseinrichtung noch nicht überschritten ist. Das bedeutet, daß der Wirkungsbereich der ersten Betätigungseinrichtung für die Bremse mindestens so groß ist wie die der Größe des Mehrpunktreglers entsprechenden Ausschläge der Tänzerwalze 7.
- Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 ist die Abrollwelle für die abzuwickelnde Rolle 51 in analoger Weise mit einer Bremsscheibe 52 fest verbunden und in nicht dargestellten Lagern drehbar gelagert. Mit der Bremsscheibe 52 können Bremsbacken 53 und 54 in Eingriff gelangen. Die Bremsbacken 53 und 54 sind in einem Bremsgestell welches die Hebel 55 und 56 umfaßt, durch Gelenke 57 und 58 schwenkbar gelagert. Die Hebel 55 und 56 können ihrerseits um Gelenke 59 und 60 verschwenkt werden.
- An den Hebeln 55 und 56 sind ferner ein erster Druckmittelzylinder 61 für eine erste Betätigungseinrichtung der Bremse und ein zweiter Druckmittelzylinder 62 für eine zweite Betätigungseinrichtung der Bremse durch Gelenke 63, 64, 65 und 66 befestigt.
- Von der Rolle 51 wird eine Bahn 67 abgezogen, um einer Verarbeitungsmaschine zuzulaufen. Die Bahn 67 umschlingt dabei die Leitwalzen 68 und 69, sowie die Tänzerwalze 70. Die Tänzerwalze 70 ist drehbar an einem Arm 71 befestigt, welcher in Richtung des Pfeiles 72 um den Mittelpunkt der Leitwalze 68 zu schwenken vermag.
- Mit dem Arm 71 ist eine Kurvenscheibe 73 fest verbunden, die somit den Schwenkbewegungen des Armes 71 folgt. Durch die Verschwenkung der Kurvenscheibe 73 wird ein Ventil 74 verstellt.
- Die Einrichtung enthält ferner einen Mehrpunktregler 75/76, dessen Kontakte 77, 78, 79 und 80 derart angeordnet sind, daß der Arm 71 und damit die Tänzerwalze 72 zunächst einen den Abstand 81 durchlaufenden Ausschlag in Richtung des Pfeiles 72 durchlaufen muß, ehe einer der Kontakte 77 bis 80 des Mehrpunktreglers 75/76 wirksam werden kann.
- Mittels einer Pumpe 82 wird Druckmittel in einen Zylinder 83 eingespeist, welcher durch Gelenk 84 mit dem Arm 71 verbunden ist. Mit Hilfe des Ventils 85 und eines zugehörigen Manometers 86 kann in dem Druckmittelzylinder 83 ein Druck eingestellt werden, welcher der in der Bahn 67 gewünschten Spannung entspricht. Mit Hilfe des Ventils 74. wird Druckmittel in den Zylinder 61 eingespeist, welcher zu der ersten Betätigungseinrichtung für die Bremse gehört. Aufgrund der Variationen der Spannung in der Bahn 67 schwenkt die Tänzerwalze 70 in Richtung des Pfeiies-72 wechselweise aus und verstellt damit die Lage der Kurvenscheibe 73 und diejenige des Ventiles 74. Damit ergibt sich ein geänderter Druck in dem Zylinder 61 und eine Beeinflussung der an der Bremsscheibe 52 wirksam werdenden Bremskraft oder des wirksam werdenden Bremsmomentes aus den Ausschlägen der Tänzerwalze in direkter Weise.
- Der Abstand 81,-den die Kontakte 78 und 79 des Mehrpunktreglers 75/76 untereinander einnehmen, ist so gewählt, daß der Regelbereich der ersten Betätigungseinrichtung für die Bremse, enthaltend die Kurvenscheibe 73, das Ventil 74 und den Druckmittelzylinder 61 zumindest nicht überschritten ist.
- Wenn die Schwankungen der Spannung in der Bahn 67 und damit die Ausschläge der Tänzerwalze 70 größer werden sollten, dann werden zunächst die Kontakte 78 oder 79 wirksam, wodurch die Regeleinrichtung 75/76 veranlaßt wird, Druckmittel von der Pumpe 82 über das Ventil 87 in den Druckmittelzylinder 62 einzuleiten. Dadurch wird die Bremse, welche die Bremsscheibe 52 und die Bremsbacken 53 und 54 sowie die Druckmittelzylinder 61 und 62 umfaßt, auf eine zweite indirekte Weise betätigt. Auf diese Weise entsteht in dem Druckmittelzylinder 62 ein anderer Druck als vorher, sodaß unter Zuhilfenahme des in dem Druckmittelzylinder 61 anstehenden Druckes die Bremse insgesamt auf einem geänderten Niveau arbeitet.
- Für den Fall, daß die Ausschläge der Tänzerwalze 70 sehr groß werden sollten. sind die Kontakte 77 und 80 in dem Mehrpunktregler 75/76 vorgesehen. Wenn diese Kontakte betätigt werden, dann schaltet der Regler 76 auf eine Schnellverstellung um, sodaß in den Zylinder 62 zwar der gleiche Druck, wie bei der Betätigung der Kontakte 78 und 79, aber eine größere Menge an Druckmittel eingeleitet wird.
- Die Drücke in den Druckmittelzylindern 61, 62 und 83 können durch Ventile 85, 74 und 87 vorgewählt oder eingestellt werden. Diese Drücke können untereinander gleich aber auch voneinander verschieden sein. Beispielsweise kann in dem Druckmittelzylinder 62 ein höherer oder gar, ein wesentlich höherer Druck als in dem Druckmittelzylinder 61 wirksam werden. Der Druck in dem Druckmittelzylinder 83 entspricht in jedem Fall der gewünschten Spannung in der Bahn 67. Es versteht sich von selbst, daß die Ventile und zugehörigen Druckmittelzylinder durch Leitungen miteinander verbunden sind und daß diese Leitungen mit den Ventilen und Zylindern in dem oben genannten Sinn in Verbindung stehen.
- So steht die Pumpe 82 mit der Rohrleitung 88 und diese mit den Zweigleitungen 89 und 90 in Verbindung. Die Zweigleitung 89 ist an dem Ventil 85 befestigt und steht mit diesem in wirksamer Verbindung. Mit Hilfe des Ventils 85 wird der durch die Pumpe 82 in der Zweigleitung 89 herrschende Druck auf ein gewünschtes Maß verringert, sodaß in der Rohrleitung 91 und dem mit ihr verbundenen Druckmittelzylinder 83 der durch das Manometer 86 angezeigte Druck herrscht. Daneben ist die Rohrleitung 88 mittels der Zweigleitung 90 mit dem Ventil 87 verbunden. Die Stellung des Ventiles 87 kann mit Hilfe des Mehrpunktreglers 75/76 über Leitung 92 derart verändert werden, daß in der Rohrleitung 93 und damit in dem mit ihr verbundenen zweiten Druckmittelzylinder 62 ein durch die Schließung oder Nichtschließung der Kontakte 77, 78, 79 oder 80 des Mehrpunktreglers 75/76 bestimmter Druck herrscht. Schließlich steht das die Stellung der Kurvenscheibe 73 abtastende Ventil 74 über eine Rohrleitung 94 mit dem ersten Druckmittelzylinder 61 derart in Verbindung, daß der in dieser Rohrleitung herrschende Druck von der jeweiligen Stellung der Tänzerwalze 70 bestimmt wird, also ein von der Tänzerwalze modulierter Druck ist. Die Kontaktplatte 75 des Mehrpunktreglers sowie die Kontakte 77, 78, 79 und 80 sind mit dem Regelgerät 76 des Mehrpunktreglers über Leitungen 95, 96, 97 und 98 verbunden.
- Die Ausführungsbeispiele lassen erkennen, daß in beiden Fällen nur wenige Maschinenteile für die Regelung dieser Bahnspannung verwendet werden und daß es sich um relativ preisgünstige Teile handelt. Zudem wird der Bereich, in dem die gesamte Bremseinrichtung auf die sich abwickelnde Rolle wirksam wird, während des Abwickelns einer Rolle vielfach selbsttätig durch die Ausschläge der Tänzerwalzen verändert, wodurch sich eine sehr gute Annäherung an die ideale hyperbolische Kennlinie einer solchen Bremseinrichtung ergibt. Außerdem ist die Einrichtung insgesamt auch preiswerter als eine elektrische Einrichtung mit sog. Bremsgeneratoren, welche eine aufwendige Regelung verlangen.
- Die vorliegende Erfindung ist auf die beschriebenen Ausführungsbeispiele nicht beschränkt. Sie kann vielmehr in mannigfacher Weise abgeändert werden, beispielsweise dadurch, daß der
- Motor 33 auch an Stelle der Mutter 23 mit der Spindel 22 verbunden werden kann. In diesem Fall könnte die Rückzugfeder 34 auch über die Spindel 22 derart geschoben werden, daß sie zwischen die Bremsbacken 17 und 21 zu liegen kommt und diese auseinanderzudrücken bestrebt ist. In einem solchen Falle ist es denkbar, daß die Bremsbacken 28 und 29 sowie die Bremsscheibe 27 auch entfallen können.
- Daneben ist es auch möglich, die mit der sich abwickelnden Rolle verbundene Bremse im geschilderten Sinne auf doppelte Weise elektrisch zu betätigen.
- Daneben ist es möglich, die jeweils abzuwickelnde Rolle an Stelle einer Abrollwelle auch mittels Konen in dem ihr jeweils zugeordneten Abrollgestell drehbar zu lagern. Darüber hinaus kann die Lage der Bahn mit Hilfe sog. Seitenkantensteuerungen überwacht und ggfs. korrigiert werden. Außerdem ist es möglich, Druckfedern zwischen den Bremsbacken und den zugehörigen Betätigungseinrichtungen anzuordnen, damit sich eventuelle Rundlauffehler der Bremsscheiben nicht negativ auf die Bahnspannung auswirken.
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