DE1234474B

DE1234474B - Antriebsvorrichtung fuer Wickelmaschinen

Info

Publication number: DE1234474B
Application number: DEN8871A
Authority: DE
Inventors: Hans Borge Nielsen
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1953-05-12
Filing date: 1954-05-08
Publication date: 1967-02-16
Also published as: BE528758A; GB778668A; US2917934A

Description

Antriebsvorrichtung für Wickelmaschinen Die Erfindung betrifft eine Antriebsvorrichtung für Wickelmaschinen, mit denen Band- oder Drahtmaterial von einer Abwickelwalze auf eine Aufwickelwalze gewickelt wird, wozu jede Walze mit einer Reibscheibe gekuppelt ist, die mit einem zur Änderung des Übersetzungsverhältnisses radial darauf verschiebbaren Reibrollentrieb zusammenwirkt.
Wickelmaschinen dieser Art sind beispielsweise die als »Jigger« bekannten Breitfärbemaschinen oder andere Maschinen zum Aufwickeln von Papierbahnen oder zum Aufspulen von Bändern und Garnen. Bei den bisher bekannten Antriebsvorrichtungen für solche Wickelmaschinen besteht die Schwierigkeit, daß die Walze, auf welche das jeweilige Strangmaterial aufgewickelt werden soll, mit einer veränderten Umlaufgeschwindigkeit angetrieben werden muß. Dies ist norwendig, damit die Zugkraft, welche die Walze auf das Material ausübt, und die Geschwindigkeit, mit der das Material aufgewickelt wird, möglichst konstant bleiben und auf die von der Abwickelwalze ausgeübte Zugkraft entsprechend abgestimmt werden. Eine gleichbleibende Umfangsgeschwindigkeit der Aufwickelwalze benötigt man in den Fällen, wo der Abwickelwalze ein Paar Klemmwalzen zugeordnet sind, zwischen denen das Material hindurchgeht und dadurch eine konstante Zugkraft entgegen der Aufwickelrichtung ausübt. Besonders wichtig ist jedoch die Einhaltung gleichbleibender Zugkräfte in denjenigen Fällen, in denen während des Aufwickelvorganges der wirksame Durchmesser der Aufwickelwalze zunimmt, während gleichzeitig der Durchmesser der Abwickelwalze entsprechend abnimmt.
Zu diesem Zweck ist es notwendig, die Antriebsgeschwindigkeit während des Aufwickelvorganges nachzuregeln. Hierzu sind Antriebsvorrichtungen bekannt, die mit mehreren um ihre Achsen drehbaren Scheiben arbeiten und ein stetig regelbares Reibräderwechselgetriebe bilden. Bei einem derartigen Getriebe läuft zwischen zwei zueinander parallel angeordneten und sich gegenseitig überlappenden Reibscheiben jeweils eine Reibrolle. Zur Änderung des Ubersetzungsverhältnisses wird die Reibrolle aus der Ebene, welche bei Normalbetrieb durch die Reibscheiben- und Reibrollenachse hindurchgeht, unter Beibehaltung des Reibungsschlusses hinausbewegt.
Dabei verschiebt sich die Reibrolle längs ihrer Achse, so daß sie eine entsprechend geänderte Umlaufbahn auf den beiden sie einschließenden Reibscheiben einnimmt. Überläßt man in dieser Stellung die Reibrolle sich selbst, dann stellt diese bzw. deren Achse sich selbsttätig wieder in die Normalstellung ein. Dadurch behält die Reibrolle ihre neuen Umlaufbahnen und das Wechselgetriebe sein geändertes Ubersetzungsverhältnis bei.
Das vorstehend beschriebene Reibräderwechselgetriebe würde also gegenüber den schon früher bei Aufwickelmaschinen oder bei Kettenfärbemaschinen bekannten Reibrädergetrieben mit am Umfang sich überlappender Reibscheiben verschiebbar angreifender Reibrolle den Vorteil bringen, daß man das Übersetzungsverhältnis durch einfaches Verlagern der Reibrollenachse leicht verändern kann, jedoch ist damit eine sorgfältige Beobachtung der jeweiligen Zugspannung sowie eine laufende Überwachung des Übersetzungsverhältnisses keineswegs entbehrlich.
Die genannten Maßnahmen stellen einen erheblichen Aufwand dar, und ihre Nichteinhaltung beeinträchtigt den ordnungsgemäßen Ablauf eines gleichmäßigen Aufwickelvorganges erheblich. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die beim Aufwikkeln auftretenden Zugkräfte unmittelbar dazu auszunutzen, um das Ubersetzungsverhältnis selbsttätig zu steuern. Da sich jedoch für die erforderliche Feinregelung des Wickelvorganges nicht die Zugkraft der angetriebenen Aufwickelwalze allein ohne einen erheblichen Aufwand an Steuerungsmitteln mit ausreichender Genauigkeit auswerten läßt, verfolgt die Erfindung das Ziel, beide Kräfte, nämlich die Zugkraft der Aufwickelwalze und die Zugkraft oder eine entsprechende Bremskraft der Abwickelwalze miteinander zu vergleichen, also das Übersetzungsverhältuis allein durch das sich einspielende Gleichgewicht der beiden vorgegebenen Kräfte selbsttätig zu steuern.
Um dies zu erreichen, wird erfindungsgemäß für eine Antriebsvorrichtung von Wickelmaschinen der eingangs genannten Art vorgeschlagen, daß die Reibscheiben sich gegenseitig überlappend und parallel zueinander angeordnet sind und zwischen sich eine antreibende Reibrolle aufnehmen, die axial verschieblich auf ihrer Antriebswelle sitzt, welche aus der durch beide Reibscheibenachsen gelegten Ebene unter der Wirkung der zu vermittelnden Antriebskräfte sowie einer diese überlagernden Federkraft nach beiden Seiten herausbewegbar gelagert ist.
Für Kraftfahrzeuge ist zwar bereits ein regelbares Reibscheibengetriebe bekannt, bei dem eine Reibscheibe mit einer senkrecht zu ihr stehenden zweiten Reibscheibe zusammenwirkt, die axial verschiebbar auf einer Welle angeordnet ist, die aus der durch die ortsfest gelagerte Reibscheibenachse gelegten Ebene unter der Wirkung der zu übertragenden Antriebskräfte sowie einer diese überlagernden Federkraft herausschwenkbar gelagert ist; bei diesem Getriebe sind aber nicht zwei sich überlappende Abtriebsreibscheiben vorgesehen, und die antreibende Reibscheibe befindet sich nicht in Form einer Reibrolle zwischen diesen beiden Reibscheiben.
In der Zeichnung ist eine beispielsweise Ausführungsform der Antriebsvorrichtung gemäß der Erfindung dargestellt.
F i g. 1 zeigt eine Draufsicht auf die Antriebsvorrichtung, F i g. 2 eine Seitenansicht und Fig.3 eine Endansicht der Antriebsvorrichtung; Fig.4 zeigt schaubildlich die konstruktive Ausbildung eines Teiles der Antriebsvorrichtung.
Die in den F i g. 1 bis 3 gezeigte Antriebsvorrichtung besteht aus einem Paar Chromstahlscheibenl und 2, die um ihre Achsen drehbar sind. Die Scheibe 1 hat eine Welle 3, die durch eine Übersetzung mit der einen Walze einer Aufwickelmaschine in Verbindung steht, während die andere Scheibe 2 durch nicht gezeigte Übertragungsorgane mit der anderen Walze dieser Maschine verbunden ist. Die Scheiben sind unter großem Druck gegen eine Rolle4 angepreßt, welche auf einer Welle 5 längsverschiebbar ist, aber durch deren Drehung mitgenommen wird. Einzelheiten dieser Konstruktion sind aus Fig. 4 ersichtlich.
Am Ende der Welle 5 befindet sich ein Pendellager 6.
Die Welle wird von einer nicht gezeigten Kraftmaschine gedreht. An demselben Ende der Welle 5, an dem die Rolle 4 angeordnet ist, ist eine Schraubenfeder 7 befestigt, welche die Welle in der Richtung des Pfeiles 8 beeinflußt.
Die Wirkungsweise dieser Antriebsvorrichtung ist folgende: Es sei angenommen, daß sich die Welle 5 in der Richtung des Pfeiles 9 dreht, was den Scheiben 1 und 2 die durch Pfeiles und 11 gezeigten Drehrichtung gibt. Ferner sei angenommen, daß die Scheibe 1 mit der Aufwickelwalze verbunden ist.
In dem Maße, in dem die Stoffmenge auf dieser Walze zunimmt, wird der Durchmesser der Stoffrolle größer, und die Geschwindigkeit und Spannung der Stoffbahn werden deshalb ebenfalls größer. Dies bewirkt, daß die Kräfte, welche die Rolle nach unten ziehen wollen, die Feder 7 längen. Dabei bewegt sich die Rolle 4 nach unten, praktisch über einen Kreisbogen, weil die Welle 5 sich mit dem Pendellager 6 als Mit- telpunkt dreht. Die Rolle 4 wird dann die Scheiben 1, 2 nicht mehr in der Ebene der Mittellinie berühren und wird deshalb durch die den Scheiben durch sie selbst aufgezwungene Drehung (in F i g. 2) nach links geführt werden, weil die Resultierende der Kräfte, durch die sie beeinflußt wird, in dieser Richtung verläuft, d. h. in Richtung gegen einen größeren Halbmesser der Scheibe 1 und einen kleineren Halbmesser der Scheibe 2. Hierdurch wird das Ubersetzungsverhältnis zwischen der Rolle und den Scheiben geändert, und die Rolle 4 mit der Welle 5 schwenkt auf Grund der sich ändernden Umfangskräfte an den Berührungsstellen wieder in die durch die Mittellinien der Reibscheibenwellen bestimmten Ebene, z. B. in die in Fig. 2 schraffiert angegebene Stellung 12 zurück. In der Praxis erfolgt die Bewegung der Rolle natürlich nicht in den beschriebenen Etappen, sondern die Rolle beschreibt unter Ausführung von ganz kleinen Ausschlägen eine zykloidenähnliche Kurve.
Zur Veranschaulichung der beschriebenen Wirkungsweise ist in Fig.2 der Anmeldungszeichnung die bei 6 schwenkbar gelagerte Antriebswelle 5 mit der auf ihr verschiebbar laufenden Reibrolle 4 in punktierter Darstellung gegenüber der waagerechten Horizontallage verstellt angedeutet. Die hierzu durch Pfeile angedeuteten Reibungskräfte, welche die beiden Reibscheiben in tangentialer Richtung auf die zwischen ihnen laufende Reibrolle ausüben, sind zum Kräfteparallelogramm ergänzt und zeigen, wie die Reibrolle 4 längs ihrer Welle 5 nach außen gedrängt wird und schließlich die mit 12 dargestellte Endlage erreicht. Diese nur zur Veranschaulichung übertrieben groß dargestellte Winkelabweichung tritt selbstverständlich beim Betrieb der erfindungsgemäßen Antriebsvorrichtung nicht auf. Vielmehr sorgen die verhältnismäßig großen Tangentialkomponenten dafür, daß die Reibrolle bereits bei einer geringen Ausschwenkung ihrer Antriebswelle nach der einen bzw. der anderen Richtung längs ihrer Welle gleitet Während des Aufwickelvorganges spielt also die Welle 5 nur geringfügig und kaum merkbar um die gezeichnete Mittellage. Wie sich zudem aus Fig.2 ersehen läßt, würde als Folge einer Verkürzung der Feder 8 und damit einer Ausschwenkung der Welle 5 in der entgegengesetzten Richtung die von den beiden Reibscheiben ausgeübte Kraft ebenfalls in der entgegengesetzten Richtung wirken und damit die Rolle 4 auf der Welle 5 gegen das Pendellager 6 hin verschieben.
Wenn die Stoffspannung klein ist (was z.B. der Fall sein kann, wenn die Aufwickelmaschine angelassen wird, nachdem das Ende der Stoffbahn von Hand auf der Aufwickelwalze festgemacht worden ist), wird die Feder 7 die Rolle 4 in F i g. 3 aufwärts bewegen. Dadurch wird die Rolle nach innen gegen einen größeren Halbmesser der Scheibe 2 bewegt werden, wodurch das Übersetzungsverhältnis auf eine solche Weise geändert wird, daß die Stoffspannung durch die erhöhte Umlaufgeschwindigkeit der Scheibe 1 vergrößert wird.
Die Beweglichkeit der Rolle in zwei Richtungen, die senkrecht zueinander stehen, kann durch die in F i g. 4 gezeigte Konstruktion bewerkstelligt werden.
Eine Welle 21 ist an einem Ende in einem Pendellager 22 gelagert. Am anderen Ende der Welle ist eine verschiebbare Buchse 23 angebracht, in der ein Schlitz 24 ist, welcher einen Zapfen 25 senkrecht zur Welle umschließt. Bei der Drehung der Welle wird der Zapfen die Buchse berühren, wobei dieselbe ihre Verschiebbarkeit in Richtung der Welle beibehält. An der Buchse ist eine Rolle26 befestigt. Die Kraft, welche die Rolle in einer zur Welle hauptsächlich senkrechten Richtung beeinflußt, wird von einer Schraubenfeder 27 erzeugt, deren eines Ende an einem durch Kugellager 28 mit der Buchse verbundenen Joch 29 und deren anderes Ende am Maschinengestell an einem Organ 30 befestigt ist, welches zwecks Regelung der Spannung der Feder mittels eines Schraubenbolzens 31 verschoben werden kann.
Verschiedene Änderungen der Antriebsvorrichtung sind im Rahmen der Erfindung möglich. Beispielsweise kann die Welle, welche die zwischen den Scheiben angebrachte Rolle trägt, in ihrer Gesamtheit senkrecht zu ihrer eigenen Richtung beweglich sein, statt um ein Pendellager drehbar zu sein, und die Kraft, welche die Rolle in einer zu ihrer Achse senkrechten Richtung beeinflußt, kann statt durch eine Feder auf andere Weise, wie z. B. auf elektromagnetischem, pneumatischem oder hydraulischem Wege, erzeugt werden.

Claims

Patentansprüche: 1. Antriebsvorrichtung für Wickelmaschinen, mit denen Band- oder Drahtmaterial von einer Abwickelwalze auf eine Aufwickelwalze gewikkelt wird, wozu jede Walze mit einer Reibscheibe gekuppelt ist, die mit einem zur Änderung des Übersetzungsverhältnisses radial darauf verschiebbaren Reibrollentrieb zusammenwirkt, d a d u r c h gekennzeichnet, daß die Reibscheiben (1 und 2) sich gegenseitig überlappend und parallel zueinander angeordnet sind und zwischen sich eine antreibende Reibrolle (4, 26) aufnehmen, die axial verschieblich auf ihrer Antriebswelle (5) sitzt, welche aus der durch beide Reibscheibenachsen gelegten Ebene unter der Wirkung der zu übertragenden Antriebskräfte sowie einer diese überlagernden Kraft (Feder 7) nach beiden Seiten herausbewegbar gelagert ist.
2. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannung der Feder (7) regelbar ist.
3. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die die Reibrolle (26) tragende Welle (21) an einem Ende in einem Pendellager (22) schwenkbar gelagert ist.
4. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Reibrolle (26) an einer auf einer Welle (21) verschiebbaren Buchse (23) befestigt ist, welche einen Schlitz (24) aufweist, der einen zur Welle senkrecht stehenden Zapfen (25) aufnimmt.

In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 570 355, 562 950, 389 425, 279 901, 194 108, 20 934.