DE1440836B2

DE1440836B2 -

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Publication number: DE1440836B2
Application number: DE19631440836
Authority: DE
Priority date: 1962-07-05
Filing date: 1963-07-04
Publication date: 1970-10-29
Also published as: BE634558A; FR1368367A; SE305992B; CH445243A; GB978174A; US3233397A; DE1440836A1; NL294861A

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf einen Bandwickler Stärke und Richtung abhängig vom erforderlichen zum Aufbringen von Isolierbändern, insbesondere Drehmoment des Motors sind. Wenn der Regelver-Papierbändern, auf elektrische Leiter, der eine oder stärker sowohl den Feld- als auch den Ankerstrom mehrere gleichzeitig abzuspulende Vorratsrollen auf- des Motors liefert, wird entweder die Feldwicklung weist, von denen die Bänder gleichzeitig abgerollt 5 oder der Anker des Motors über eine Gleichrichterwerden und bei dem jeder Vorratsrolle ein dreh- brücke in Reihe mit dem Anker bzw. dem Feld zahlveränderlicher Elektromotor zugeordnet ist. geschaltet, so daß, wenn die Regelverstärkeraus-Bekannt sind rein mechanisch arbeitende Zug- gangspolarität wechselt, auch ein Wechsel der Richspannungseinstellvorrichtungen für Bandwickler (vgl. tung des Motormomentes erfolgt. Wenn der Regelbeispielsweise deutsche Auslegeschrift 1035 231). io verstärker nur den Ankerstrom liefert, wird der Ferner kennt man Regelvorrichtungen für die Zug- Feldstrom von einer Konstantstromquelle entnomspannung bei Bandwicklern, die mit veränderlicher men, oder es kann ein Dauermagnetmotor verwenelektromagnetischer Bremsung der Vorratsrolle ar- det werden. Wenn der Regelverstärker nur den FeIdbeiten (beispielsweise nach der Schweizer Patent- strom liefert, wird der Ankerstrom einer Konstantschrift 361 041 und der USA.-Patentschrift 2 921 427) 15 Stromquelle entnommen. In den letzten beiden Fällen und schließlich auch solche, die Elektromotoren ein- versorgt die Konstantstromquelle vorzugsweise alle setzen (beispielsweise nach der USA.-Patentschrift Motoren eines Bandwicklers, und die entsprechen-1 968 251 und der USA.-Patentschrift 1 955 908). den Wicklungen sind in Reihe geschaltet.

In der USA.-Patentschrift 1 955 908 wird jedem Normalerweise wirkt der Motor bremsend auf das Wickelkopf ein eigener Elektromotor zugeordnet, 20 Band ein, aber er kann im Fall des Vorliegens einer wobei diese Motoren jedoch von einer gemeinsamen zu großen Bandspannung auch treibend wirken. VorStromquelle gespeist werden. Damit sind sie zwar zugsweise hat der Motor zwei getrennte Erregerin ihrem Drehzahlverhältnis einstellbar, es ist jedoch wicklungen, die den beiden Drehmomentrichtungen keine getrennte Beeinflussung des Drehmomentes der entsprechen und die von getrennten Ausgängen des einzelnen Motoren vorgesehen. Im übrigen ist dort 25 Regelverstärkers gespeist werden. Hat der Motor zwar jeder Wickelkopf mit seinem Elektromotor nur eine Erregerwicklung, so wird diese durch einen starr gekuppelt, nicht jedoch die Vorratsspule selbst. Verstärker mit einem Zweirichtungsausgang gespeist.

Bei dem Tangentialbandwickler nach der USA.- Für jedes Isolierband ist eine Einrichtung zur EinPatentschrift 1968 251 wird das ablaufende Band stellung des Sollwertes der Bandzugspannung und jeder Vorratsrolle durch je einen in Gegenstrom- 30 zur Erfassung der Abweichungen von dem Sollwert bremsung laufenden Elektromotor gebremst; dort ist vorgesehen, und diese Fühleinrichtung weist eine jedoch keine selbsttätige Regelung der Zugspannung, Spannrolle für das Isolierband auf, die an einem sondern nur eine Einstellmöglichkeit von Hand vor- schwenkbar gelagerten Hebelarm derart angeordnet gesehen, und der Motor ist statt mit der Vorratsrolle ist, daß, wenn die Spannung des Bandes von dem mit einer besonderen Umlenkrolle für das Band 35 Sollwert abweicht, der Schleifkontakt eines Potentiogekuppelt. meters infolge der Lageveränderung des Hebelarms

Es ist weiterhin bekannt, die Spannung in einem derart verstellt wird, daß dem mit dem Schleifkon-Band während des Aufwickeins auf eine Haspel mit- takt verbundenen Eingang des Regelverstärkers ein tels einer Rückkopplungsschleife zu steuern, in wel- der Abweichung entsprechendes Signal zugeführt eher ein mit dem Band in Verbindung stehender 40 wird, so daß der Abweichung durch Beeinflussung Förderer ein erstes, die Spannung in dem Band dar- des Drehmomentes des Motors entgegengewirkt stellendes Signal erzeugt, welches mit einem zweiten, wird.

vorgegebenen, den gewünschten Spannungswert dar- Die Fühleinrichtung ist vorzugsweise so ausgebil-

stellenden Signal mittels eines Reglers verglichen det, daß sie eine bei Ansprechverzögerung des Elek-

wird, welcher den Strom für einen Elektromotor 45 tromotors eventuell auftretende Bandlänge aufneh-

steuert, der direkt mit der Vorratsrolle des Bandes men kann.

gekuppelt ist (E. H. D i η g e r, Machine Design vom An Hand der Figuren wird ein Ausführungsbei-

Oktober 1969, S. 122 bis 133). Derartige Steuer- spiel der Erfindung besprochen. Es zeigt

systeme sind jedoch niemals in Bandwicklermaschi- F i g. 1 ein Prinzipschaltbild der Regeleinrichtung

nen benutzt worden. 50 nach der Erfindung,

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen F i g. 2 teilweise im Schnitt, einen vereinfachten

Bandwickler zu schaffen, bei welchem die Spannung Aufriß eines Wickelkopfes eines Bandwicklers für

in jedem Band während des Aufwickeins auf den die Aufbringung von Papierbändern auf den Leiter

Leiter genauer und schneller gesteuert wird als es eines elektrischen Kabels,

bisher möglich ist, um die Zugspannungsänderungen 55 F i g. 3 eine vereinfachte Seitenansicht des Wik-

bei Änderungen der Geschwindigkeit des Bandlaufs kelkopfes nach F i g. 2 in Richtung des Pfeils III in

innerhalb kleiner Grenzen zu halten. F i g. 2 und teilweise nach der Linie III-III ge-

Die gestellte Aufgabe wird dadurch gelöst, daß schnitten,

der Elektromotor mit der Vorratsrolle starr gekup- F i g. 4 eine vergrößerte Seitenansicht der Fühl-

pelt ist, und daß zur Konstanthaltung der einstell- 60 einrichtung, welche einen Teil des Wickelkopfes nach

baren Zugspannung in jedem Isolierband für jeden F i g. 2 bildet,

Elektromotor eine selbsttätig arbeitende Dreh- F i g. 5 eine Seitenansicht in Richtung des Pfeils V

momentenregelung vorgesehen ist. in F i g. 4 teilweise entlang der Linie VI-VI ge-

Zur Erzielung optimalen Verhaltens wird Vorzugs- schnitten,

weise ein Gleichstrommotor verwendet. Der Regel- 65 F i g. 6 teilweise im Schnitt, eine Draufsicht auf

verstärker liefert vorzugsweise den gesamten Feld- einen Teil der Vorrichtung nach F i g. 4, während

strom oder den gesamten Ankerstrom des Elektro- F i g. 7 eine vereinfachte Schaltungsanordnung der

motors oder auch beide Ströme, deren jeweilige Vorrichtung nach den F i g. 2 bis 6 wiedergibt.

Nach der Prinzipdarstellung in F i g. 1 wird jedes auf den in dieser Figur nicht gezeigten elektrischen Leiter aufzubringende Band 1 von einer Vorratsrolle 2 abgezogen und läuft dann über eine Fühleinrichtung 3. Diese weist eine Spannrolle 39 auf, die an einem Hebelarm 40 sitzt und unter Vorspannung einer Feder 41 steht. Mit der Größe der Vorspannungskraft der Feder 41 wird der Sollwert der Zugspannung des Bandes 1 eingestellt. Im eingeregelten Zustand ruht der Arm 40 in einer bestimmten mittleren Lage, die unabhängig von der Höhe des Sollwerts der Zugspannung ist. Wenn der Istwert der Spannung den Sollwert über- oder unterschreitet, wird der Arm 40 aus dieser Lage in der Richtung I bzw. II ausgelenkt. Der Arm 40 bewegt dabei den Schleifkontakt eines Potentiometers 46, und die von diesem abgegriffene elektrische Spannung wird dem Eingang eines Regelverstärkers 6 zugeführt. Dieser beeinflußt Größe und Richtung des den Feldwicklungen 61 des Elektromotors 7 zugeführten Stromes derart, daß das Drehmoment des Elektromotors 7 so geändert wird, daß die Abweichung der Zugspannung des Bandes 1 vom Sollwert aufgehoben wird.

Die übrigen Figuren zeigen Teile eines Wickelkopfes eines Bandwicklers zum gleichzeitigen Aufbringen von zwölf Papierbändern auf den Leiter einer elektrischen Kabelseele. Der Bandwickler hat im Grunde einen herkömmlichen Aufbau, es wird im wesentlichen nur auf die die Zugspannungsregelung betreffenden Merkmale eingegangen.

Gemäß den F i g. 2 und 3 sind als Hauptteile des Wickelkopfes zwei Hohlwellen 8 und 9 vorgesehen, zwischen denen zwölf Platten 24, 25 angebracht sind, von denen jede eine Vorratsrolle 2 mit dem Papierband 1 trägt. Die Hohlwelle 8 läuft in einem Lager 10, das in einem Trägergehäuse 11 sitzt; sie wird von einer Hauptantriebswelle 12 angetrieben, die alle Wickelköpfe des Bandwicklers miteinander kuppelt. Dies erfolgt mittels eines Getriebes, von dem ein Ritzel 13 zu sehen ist, welches mit einem Zahnkranz 14 kämmt, der auf der Hohlwelle 8 sitzt. Die Hohlwelle 8 trägt außerdem auf einem Ring 15 eine Reihe von sieben Schleifringen 16. Die Hohlwelle 9 läuft frei in einem Lager 17, das in einem zweiten Trägergehäuse 18 sitzt.

Der Leiter 19 läuft axial durch beide Hohlwellen hindurch und wird durch eine Reihe von Rollen geführt, von denen bei 20 und 21 nur zwei, auf einem Rahmen 22 befestigt, dargestellt sind.

Jede der Hohlwellen 8 und 9 trägt eine Reihe von sechs radial nach außen vorstehenden Y-förmigen Konsolen 23, von denen in F i g. 2 der Einfachheit halber nur ein Paar dargestellt ist. Die von jedem Paar der Y-förmigen Konsolen getragenen Vorrichtungen sind identisch; deshalb soll nur ein Satz beschrieben werden. Gleichen Teilen gleicher Sätze werden in der Zeichnung dieselben Bezugszeichen gegeben. Jedes Paar der Y-förmigen Konsolen 23 wird von einem Paar gleicher Platten 24, 25 überbrückt, die je eine Papier-Vorratsrolle tragen. Diese Vorratsrollen sind bei 2 in den F i g. 2 und 3 gestrichelt dargestellt. In F i g. 3 ist nur ein Paar der Platten 24 und 25 dargestellt.

Jede Vorratsrolle 2 wird von einem reversierbaren Elektromotor 7 mit getrennten Feldwicklungen über eine Reihe von Getrieberädern angetrieben. Hierzu kämmt ein Ritzel auf der Motorwelle mit einem Ritzel 26, das mit einem kleineren Ritzel auf derselben Welle sitzt. Das kleinere Ritzel kämmt mit einem Ritzel 27 auf der Welle der Vorratsrolle 2. Die Feldspeisung für den Motor wird von einem Regelverstärker 6 geliefert, der als hoch verstärkender Transistorverstärker ausgebildet ist. Um zwei Motoren 7 zwischen jedem Paar von Platten 24, 25 unterzubringen, sind die Motoren an entgegengesetzten Enden der Platten angebracht und ragen in je eine halbrunde Aussparung in der anderen Platte (s. F i g. 2) hinein.

Von der Vorratsrolle 2 läuft jedes Papierband 1 durch eine Hohlwelle 28, die in einer Aussparung in einem Flansch 29 an der Hohlwelle 9 angeordnet ist, zu einer Fühleinrichtung 3, die weiter unten näher beschrieben wird. Von der Fühleinrichtung 3 läuft das Band 1 auf den Leiter 19.

Die Grundplatte 30 der Fühleinrichtung 3 wird auf einem Ring 31 gehalten, der auf dem Ende der Welle 28 sitzt. Ein Zahnsegment 32, das von dem Ring 31 vorragt, kämmt mit einem Zahnkranz 33, der koaxial innerhalb der Hohlwelle 9 gehalten wird. Es sind Mittel zur Feineinstellung der axialen Lage des Zahnkranzes 33 relativ zur Hohlwelle 9 und zum Verriegeln desselben in der eingestellten Stellung vorgesehen. Bei diesem Einstellvorgang werden die Grundplatten 30 aller zwölf Fühleinrichtungen gleichzeitig um die Achsen der Hohlwellen 28 bewegt und auf diese Weise der Anstellwinkel des Bandes zum Kabel verändert.

Gemäß den Fig. 4 bis 6 trägt die Grundplatte 30 eine Reihe von Führungsrollen 34 bis 38 für das Band 1, und eine Spannrolle 39 sitzt an einem schwenkbar gelagerten Arm 40 (s. auch F i g. 3). Der Arm 40 steht unter der Vorspannung eines Paares von als Sollwertgeber dienenden Zugfedern 41, die entgegengesetzt zur Richtung der durch das Papierband 1 ausgeübten Zugkraft wirken. Die Federn 41 sind so mit dem Arm 40 gekuppelt, daß die Spannrolle 39 eine im wesentlichen konstante Kraft auf das Papierband ausübt, welches zwischen ihr und den Rollen 35 und 36 angesammelt ist.

Der Arm 40 bildet einen Teil einer Einrichtung, die allgemein mit dem Bezugszeichen 42 in F i g. 6 bezeichnet ist, durch eine Öffnung in der Basisplatte 30 hindurchreicht und an dieser mittels Schrauben befestigt ist. Der Arm 40 wird von einer Welle 43 getragen, welche in Lagern im Hauptrahmen 44 der Einrichtung 42 gelagert ist und an einem Ende einen Arm 45 aufweist, der an seinem freien Ende einen Schleifkontakt eines Potentiometers 46 trägt. Dieses ist mit dem Eingang des Regelverstärkers 6 verbunden. Die Zugspannung der Federn 41 kann durch Bewegen eines Auslegers 47 (F i g. 4) eingestellt werden, der in einem Schlitz in der Grundplatte 30 mittels einer Einstellschraube 48 verschoben werden kann. Die Welle 43 trägt außerdem einen in der Zeichnung nicht sichtbaren zweiten Arm, der einen Schaltkontakt 58 (F i g. 7) betätigt, wenn der Arm in Uhrzeigerrichtung (F i g. 4) bis zu einem Anschlag gedreht wird, was der Fall ist, wenn das Papierband 1 reißt oder seine Zugspannung auf einen gefährlich niedrigen Wert abfällt. Das Potentiometer 46, der Umschalterkontakt und deren elektrische Anschlüsse befinden sich innerhalb eines Gehäuses 49, das einen Teil der Bauteilgruppe 42 bildet.

F i g. 7 zeigt sieben Schleifringe 50 bis 56, die in F i g. 2 allgemein mit 16 bezeichnet sind. Die ersten

beiden Schleifringe 50 und 51 sind mit den Ankern 57 der zwölf Motoren 7 in Reihe geschaltet, wobei die entsprechenden, nicht dargestellten Schleifbürsten mit einer Konstantstromquelle verbunden sind.

Die beiden Schleifringe 52 und 53 sind mit einer gemeinsamen Stromversorgung für alle Regelverstärker 6 verbunden (Eingangsklemmen 59, 60), und zwar der Schleifring 53 über die bei der Beschreibung der F i g. 6 bereits erwähnten Schaltkontakte 58. Wenn das Papierband reißt oder seine Zugspannung auf einen gefährlich niedrigen Wert abfällt und der entsprechende Schaltkontakt 58 aus der gezeichneten Stellung wechselt, wird der Schleifring 53 mit Schleifring 54 verbunden; es erfolgt eine Auslösung. Die den einzelnen Fühleinrichtungen 3 zugeordneten Potentiometer 46 sind mit den Schleifringen 55, 56 verbunden, deren Schleifbürsten an eine geeignete Stromversorgung angeschlossen sind.

Der Einfachheit halber sind nur drei Regelverstärker 6 mit der zugeordneten Einrichtung in F i g. 7 dargestellt; tatsächlich sind zwölf vorhanden, und jeder ist einer Vorratsrolle zugeordnet. Weiterhin ist die Verbindung des Schleifkontakts von Potentiometer 46 mit dem Eingang des Regelverstärkers 6 und die Verbindung von dessen Ausgang mit den Feldwicklungen 61 des Motors 7 nur für den Regelverstärker links von der strichpunktierten Linie gezeigt.

Vor Beginn eines Wickelvorgangs werden die zwölf Einstellschrauben 48 an den Fühleinrichtungen 3 eingestellt, um die gewünschte Zugspannung in den Papierbändern herzustellen. Bei Betrieb der Maschine bewirkt die Abweichung der jeweiligen Band-Zugspannung vom gewünschten Wert eine Schwenkung der Arme 40, so daß der Abgriff des entsprechenden Potentiometers 46 im Eingangskreis des entsprechenden Regelverstärkers 6 verstellt wird. Dieser verursacht eine derartige Änderung des abgegebenen Drehmomentes des der betreffenden Vorratsrolle 2 zugeordneten Motors 7, daß die Zugspannung des von der Vorratsrolle abgezogenen Bandes wieder auf den gewünschten Wert gebracht wird. . Zugspannungsänderungen in dem Band werden auf einen sehr kleinen Bereich begrenzt, da jede Änderung der Geschwindigkeit des Bandes oder flexiblen Materials eine sofortige Änderung der von der Fühleinrichtung angesammelten Menge des Materials mit sich bringt, woraufhin die folgende Bewegung der Spannrolle zur Einregelung des Drehmomentes des reversierbaren Motors führt.

Claims

Patentansprüche:

1. B and wickler zum Aufbringen von Isolierbändern auf elektrische Leiter, der eine oder mehrere gleichzeitig abzuspulende Vorratsrollen für die Isolierbänder aufweist und bei dem jeder Vorratsrolle ein drehzahlveränderlicher Elektromotor zugeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Elektromotor (7) mit der Vorratsrolle (2) starr gekuppelt ist und daß zur Konstanthaltung der einstellbaren Zugspannung in jedem Isolierband (1) für jeden Elektromotor (7) eine selbsttätig arbeitende Drehmomentenregelung vorgesehen ist.

2. Bandwickler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Elektromotoren (7) fremderregte Gleichstrommotoren verwendet werden und daß die Beeinflussung ihrer Drehmomente durch Veränderung von Betrag und Richtung des Stromes erfolgt, der vom Regelverstärker (6) den · Feldwicklungen oder den Ankerwicklungen der Motoren, oder beiden, zugeführt wird.

3. Bandwickler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Elektromotoren (7) fremderregte Gleichstrommotoren mit zwei getrennten, gegensinnig durchfluteten Erregerwicklungen verwendet werden und die Beeinflussung des Drehmomentes durch Veränderung des Betrags-Verhältnisses der in diesen Wicklungen fließenden, r vom Regelverstärker (6) gelieferten Erregerströme erfolgt.

4. Bandwickler nach einem der Ansprüche 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß für jedes Isolierband (1) eine Einrichtung (3) zur Einstellung des Sollwertes der Bandzugspannung und zur Erfassung der Abweichungen von diesem Wert vorgesehen ist, die eine Spannrolle (39) für das Isolierband (1) aufweist, die an einem drehbar gelagerten Hebelarm (40) derart angeordnet ist, daß bei Abweichungen der Bandzugspannung vom Sollwert der dann seine Lage verändernde Hebelarm (40) den Schleifkontakt (45) eines Potentiometers (46) derart bewegt, daß dem mit dem Schleifkontakt (45) des Potentiometers (46) verbundenen Eingang des Regelverstärkers (6) ein der Abweichung entsprechendes Signal zugeführt wird, so daß dieser der Abweichung durch Beeinflussung des Drehmomentes des Elektromotors (7) entgegenwirkt.

5. Bandwickler nach Anspruch 4, dadurch ge- *i kennzeichnet, daß jede Fühleinrichtung (3) derart ausgebildet ist, daß sie eine bei Ansprechverzögerung des Elektromotors (7) eventuell auftretende Bandlänge aufnehmen kann.

6. Bandwickler nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei dem die Drehmomentbeeinflussung der mit den Vorratsrollen starr gekuppelten Elektromotoren lediglich durch Veränderung von deren Feldstrom erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß die Ankerwicklungen aller dieser Motoren in Reihe geschaltet sind und diese Reihenschaltung von einer Konstantstromquelle gespeist wird.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen