DE1535154C3 - Vorrichtung zur Regelung eines Wickelantriebes - Google Patents
Vorrichtung zur Regelung eines WickelantriebesInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Regelung eines Wickelantriebes zum Aufwickeln eines
Stranges mit konstanter Zugkraft und konstanter Geschwindigkeit auf einen Aufwickelbaum mit einem
drehzahlkonstanten Antrieb, über weichen ein Planetengetriebe angetrieben wird, auf dessen Steg ein konstantes
Bremsmoment ausgeübt wird und über dessen Abtriebsteil ein die Wickelbaumwelle antreibender
Drehzahlwandler angetrieben wird, dessen Verstellvorrichtung über den Steg des Planetengetriebes beeinflußbar
ist.
Eine Vorrichtung der vorgenannten Art ist bereits aus der Zeitschrift »Deutsche Textiltechnik 9 (1959),
Heft 8«, Seite 399 bis 400, bekannt. Bei der in F ig. 13 auf Seite 400 dieser Zeitschrift gezeigten Vorrichtung
ist der drehbar gelagerte Steg des Planetengetriebes auf einer Seite durch ein Gewicht belastet, so daß er
als Drehmomentenwaage arbeitet. Bei einer Veränderung des Reaktionsdrehmoments verdreht sich der
einseitig gewichtsbelastete Steg. Dabei kommt das andere Ende des Steges mit Endschaltern in Eingriff,
durch die die erforderliche Verstellung des Drehzahlwandlers erfolgt, damit bei konstanter Antriebsdrehzahl
das zur Konstanthaltung der Antriebsleistung erforderliche Drehmoment wieder eingestellt wird. Bei
dieser Vorrichtung ergibt sich jedoch der Nachteil, daß beim Abschalten des mit konstanter Drehzahl arbeitenden
Antriebsmotors die Aufrechterhaltung der Zugkraft in dem aufzuwickelnden Strang auf Grund
des verhältnismäßig kleinen Verstellweges des Steges nicht sichergestellt werden kann.
Diesen Nachteil weist auch die Vorrichtung nach der Patentschrift Nr. 29 265 des Amtes für Erfindungs-
und Patentwesen in Ost-Berlin auf, bei der zwischen Antriebsmotor und stufenlosem Drehzahlwandler
eine Rutschkupplung zum Konstanthalten des Antriebsdrehmomentes für den Drehzahlwandler
zwischengeschaltet ist. Die Verstellung des Drehzahlwandlers erfolgt hier durch die Abtriebswelle eines
Planetengetriebes, dessen Sieg mit der von dem Antriebsmotor mit konstanter Drehzahl angetriebenen
Zuführwalze und dessen Eingangswelle mit der mit konstantem Drehmoment angetriebenen Antriebswelle
gekuppelt ist. Bei einer Drehzahldifferenz an der Rutschkupplung ergibt sich auch eine Drehzahldifferenz
zwischen dem Steg und der Eingangswelle des Planetengetriebes. Die daraus resultierende
Drehbewegung der Planetenabtriebswelle dient dann zu der vorgenannten Verstellung des Drehzahlwandlers.
Ein weiterer Nachteil dieser vorbekannten Vorrichtung ist darin zu sehen, daß durch den schlechten
Wirkungsgrad der Rutschkupplung ein verhältnismäßig großer Antriebsmotor verwendet werden muß,
dessen Überschußleistung in der Rutschkupplung vernichtet werden muß.
Aus dem deutschen Gebrauchsmuster 1 722 277 ist eine Vorrichtung zum Antrieb von Auf- und Abwikkelwellen
bekannt, bei der zwischen den Antrieb und die Wickelbaumwelle ein Differentialgetriebe geschaltet
ist, an dessen Gehäuse oder Steg ein Schlupf-
ao läufer-Induktions-Motor angekuppelt ist, der in seiner
Drehzahl von der Belastung abhängig ist und der beim Aufwickeln als übersynchrone Bremse wirkt. Dabei
wirkt sein Bremsmoment auf die Differenzwelle des '■ Differentialgetriebes. Der Nachteil dieser Vorricri4·
as tung liegt darin, daß zur Drehzahlregelung der Wikkelbaumwelle
ein kostenaufwendiges, Kegelräder aufweisendes Differentialgetriebe verwendet werden
muß, das außerdem mit dem vollen Antriebsmoment belastet ist. Außerdem wird durch diese Vorrichtung
nur eine konstante Zugkraft in dem Strang, jedoch nicht gleichzeitig eine konstante Wickelgeschwindigkeit
erreicht.
Aus der deutschen Auslegeschrift 1073 407 ist bereits
eine Antriebsvorrichtung für Bäum- und Wickelmaschinen
bekannt, bei der zwischen dem Antriebsmotor und der Wickelbaumwelle ebenfalls ein
Differentialgetriebe zwischengeschaltet ist, dessen Gehäuse oder Steg durch eine Bremsvorrichtung abgebremst
wird. Neben dem Nachteil eines Verschleißes der Bremsbacken, der eine konstante Bremskraft
über längere Zeit verhindert und eine dauernde Wartung erforderlich macht, kann mit dieser Vorrichtung
die Wickelgeschwindigkeit nur durch eine Veränderung der Bremskraft eingestellt werden. Eine konti- (
nuierliche Verstellung der Bremskraft zur Konstanthaltung der Aufwickelgeschwindigkeit bei zunehmendem
Ballendurchmesser ist hier jedoch nicht vorgesehen.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die eingangs genannte Vorrichtung unter Vermeidung
der vorgenannten Nachteile zu verbessern und so auszubilden, daß das Antriebsdrehmoment für den Aufwickelbaum
bei Konstanthaltung der Wickelgeschwindigkeit an den Wickeldurchmesser anpaßbar ist
und auch beim Abschalten des Antriebes erhalten bleibt.
Diese Aufgabe wird durch die im Hauptanspruch gekennzeichneten Merkmale gelöst.
Ein Vorteil dieser Aufgabenlösung ist darin zu sehen, daß durch die Anordnung eines Bremsmotors
zum Aufbringen des Bremsmomentes auf den Steg des Planetengetriebes der Aufwickelbaum durch Abschalten
des Antriebsmotors angehalten werden kann, ohne daß der Zug in der aufzuwickelnden Ware nachläßt
oder ganz wegfällt, da auch nach dem Abschalten des Antriebsmotors durch den Bremsmotor weiterhin
das gewünschte Bremsmoment auf das Planetengetriebe wirkt. Außerdem wird beim Abnehmen des fer-
tig bewickelten Aufwickelbaumes durch Fortfall des Bandzuges und damit der dem Bremsmoment entgegenwirkenden
Belastung der Drehzahlwandler automatisch wieder in die zum Bewickeln eines leeren
Aufwickelbaumes erforderliche Übersetzungsstellung zurückgeführt. *
Aus der deutschen Patentschrift 883 A2 ist zwar
bereits eine Regelvorrichtung bekannt, bei welcher auch schon auf den Steg eines Umlaufrädergetriebes
ein Motor einwirkt, der mit der Verstellvorrichtung eines Drehzahlwandlers antriebsverbunden ist. Hier
handelt es sich jedoch lediglich um eine Vorrichtung
zum Einregeln eines umlaufenden Maschinenteils in eine synchrone Lage gegenüber einem anderen umlaufenden
Maschinenteil, bei welcher der auf den Steg einwirkende Motor lediglich die Funktion eines Stellmotors erfüllt, der seine Verstellimpulse von einer den
synchronen Lauf der beiden Maschinenteile überwachenden Vorrichtung erhält. Da hier keine Konstanthaltung
der Materialspannung beabsichtigt und auch nicht möglich ist, konnte diese bekannte Vorrichtung
auch der Lösung der obengenannten Aufgabe nicht als Vorbild dienen.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Gegenstandes der Erfindung dargestellt. Es zeigt
Fig. 1 eine Draufsicht auf den Wickelantrieb,
Fig. 2 einen Schnitt durch den Drehzahlwandler
und das Planetengetriebe,
Fig. 3 einen Schnitt längs der Linie 3-3 in der Fig. 1,
Fig. 4 einen Schnitt längs der Linie 4-4 in der Fig. 1, und
Fig. 5 die elektrische Schaltung für den Bremsmotor.
Gemäß Fig. 1, 3 und 4 ist der Wickelantrieb auf
einem Untergestell 10 aufgebaut. Er hat einen drehzahlkonstanten Antrieb 11 sowie ein stufenlos verstellbares
Getriebe 12 mit einer Verstellvorrichtung. In dem Untergestell 10 ist eine Zuführwalze 14 und
ein Aufwickelbaum 15 gelagert, wobei die Zuführwalze 14 direkt und der Aufwickelbaum 15 indirekt
über das Getriebe 12 mit dem Antrieb 11 gekuppelt sind. Der Zuführwalze 14 sind zwei leerlaufende Andruckwalzen
58 zugeordnet, die den aufzuwickelnden Strang für einen Reibungsschluß an die Zuführwalze
14 andrücken.
Das Untergestell 10 besteht aus einem Paar von nach oben gerichteten Seitenplatten, die durch mehrere
I-Träger 18 miteinander verbunden und voneinander im Abstand gehalten sind. Die I-Träger 18 dienen
auch zur Befestigung von Stützplatten 19 und 20, die den drehzahlkonstanten Antrieb 11 bzw. das stufenlos
verstellbare Getriebe 12 tragen. In den Seitenwangen 16 sind die Zuführwalze 14, die Andruckwalzen
58 und der Aufwickelbaum 15 in üblicher Weise gelagert.
Der drehzahlkonstante Antrieb 11 besteht aus einem auf der Stützplatte 19 befestigten Antriebsmotor
21 und aus einer Antriebswelle 22, die von dem Antriebsmotor 21 im Abstand parallel zur Motorachse
angeordnet und an einem Ende drehbar in einer der Seitenwangen 16 gelagert ist. Zwischen ihren Enden
ist die Antriebswelle noch in einem Lager 24 abgestützt und ihr anderes Ende ist an das Getriebe 12
angekuppelt. Über Keilriemen 25 ist die Abtriebsseite des Antriebsmotors 21 mit der Antriebswelle 22 gekuppelt,
und über Keilriemen 30 ist die mit ihren Enden in den Seitenwangen gelagerte Zuführwalze 14
mit der Antriebswelle 22 gekuppelt. Der Antriebsmotor 21 ist ein üblicher Elektromotor mit einstellbarer
Drehzahl, die im Betrieb im wesentlichen konstant bleibt. Durch die Keilriemen 25 und 30 werden daher
auch die Antriebswelle 22 und die Zuführwalze 14 mit konstanter Drehzahl angetrieben.
Das stufenlos verstellbare Getriebe 12 hat einen an der Stützplatte 20 befestigten Drehzahlwandler 32,
ein Planetengetriebe 34 und einen Bremsmotor 35,
ίο der ebenfalls auf der Stützplatte 20 aufgeschraubt ist.
Der Drehzahlwandler 32 ist von üblicher Ausführung mit einem in einem Gehäuse 42 gelagerten Riemenscheibenpaar
36 mit veränderbaren Durchmessern, das durch einen Keilriemen 38 verbunden ist. Bei einei"
Veränderung der Durchmesser des Riemenscheibehpaares erfolgt eine Drehzahländerung einer Ausgangswelle
39 gegenüber einer Eingangswelle 40. Die Eingangswelle 40 wird durch einen Abtrieb 54 des
Planetengetriebes 34 angetriebenen, und die Ausgangswelle 39 treibt über Keilriemen 56 eine Antriebsspindel 55 des Aufwickelbaumes 15 an. Eine
Veränderung der Durchmesser des Riemenscheibenpaares 36 und damit des Übersetzungsverhältnisses
des Drehzahlwandlers 32 erfolgt durch eine Verstell-
»5 vorrichtung 41, die mit einer in dem Gehäuse 42 gelagerten Gewindespindel 44 in Eingriff steht, so daß
eine Verdrehung der Gewindespindel 44 eine Betätigung der Verstellvorrichtung 41 bewirkt.
Das Planetengetriebe besitzt eine mit der Antriebswelle 22 gekuppelte Antriebsseite 52, einen drehbaren
Steg 45 und den mit der Eingangswelle 40 gekuppelten Abtrieb 54. Bei festgehaltenem Steg 45 des
Planetengetriebes 34 wird die Eingangswelle 40 des Drehzahlwandlers 32 durch die Antriebswelle 22 mit
konstanter Drehzahl angetrieben. Wenn sich dagegen der Steg 45 des Planetengetriebes 34 frei drehen kann
und auf die Eingangswelle 40 des Drehzahlwandlers ein Reaktionsmoment einwirkt, dreht sich der Steg
45, und die Eingangswelle 40 bleibt stehen.. Daher
ist die Größenordnung des durch das Planetengetriebe 34 übertragenen Drehmoments von der Größe des
Drehmoments abhängig, das auf den Steg 45 in der Drehrichtung aufgebracht wird, die derjenigen entgegengesetzt
gerichtet ist, in der sich der Steg 45 des Planentengetriebes drehen will.
Der Steg 45 ist mit einem Kettenrad 46 versehen. Eine Kette 48 verbindet das Kettenrad 46 mit einem
auf der Welle des Bremsmotors 35 befestigten Kettenrad 49, wodurch die Bremskraft des Bremsmotors
35 auf den Steg 45 des Planetengetriebes 34 übertragen wird. Auf der Welle des Bremsmotors 35 ist ein
weiteres Kettenrad befestigt, mit dem eine Einstellkette 50 in Eingriff steht, die eine Drehung der
Bremsmotorwelle auf ein am Ende der Gewindespindel 44 befestigtes Kettenrad 51 überträgt. Hierdurch
wird eine Drehbewegung des Steges 45 auf die Gewindespindel 44 übertragen und das Übersetzungsverhältnis des Drehzahlwandlers 35 in Übereinstimmung
mit der Drehung des Steges verändert.
Der Bremsmotor 35 ist ein Gleichstrom-Nebenschlußmotor, der gemäß Fig. 5 mit einem Regelwiderstand
R in Reihe geschaltet ist, so daß das von dem Bremsmotor 35 entwickelte Dreh- oder Bremsmoment
eingestellt werden kann, wobei der Schaltkreis im Betrieb mit einer üblichen Gleichstromquelle B
verbunden ist.
Nachfolgend wird die Arbeitsweise des vorbeschriebenen Wickelantriebes näher erläutert. Im Be-
trieb wird der Strang 13 nach seinem Weg über die Zuführwalze 14 auf den Aufwickelbaum 15 aufgewikkelt.
Der Antriebsmotor 21 dreht die Antriebswelle 22 und die Zuführwalze 14 über eine Welle 29 mit
im wesentlichen konstanter Drehzahl an. Die Antriebswelle 22 treibt die Eingangswelle 40 des Drehzahlwandlers
32 über das Planetengetriebe 34 an. Der Drehzahlwandler 32 seinerseits treibt über die Ausgangswelle
39 und den Keilriemen 56 sowie die Antriebsspindel 55 den Aufwickelbaum 15 an. Wenn die
Zugkraft in dem Strang 13, der sich zwischen der Zuführwalze 14 und dem Aufwickelbaum 15 erstreckt,
konstant gehalten werden soll, muß die Drehzahl des Aufwickelbaumes 15 verringert werden, wenn der
Wickeldurchmesser des auf den Aufwickelbaum 15 aufgewickelten Stranges 13 wächst. Wenn der Wikkeldurchmesser
des auf den Aufwickelbaum 15 aufgewickelten Stranges 13 wächst, wird ein zunehmendes
Reaktionsdrehmoment auf den Steg 45 des Planetengetriebes 34 ausgeübt. Da dieses Drehmoment
nicht größer sein kann als das auf den Steg 45 durch den Bremsmotor 35 ausgeübte und ausgewählte
Bremsmoment, wird sich der Steg 45 des Planetengetriebes 34 entgegen der Richtung drehen, in die der
Bremsmotor 35 den Steg 45 zu drehen sucht.
Wenn sich der Steg 45 dreht, dreht die Einstellkette 50 die Gewindespindel 44, wodurch sich die wirksamen
Durchmesser des Riemenscheibenpaares verändern, so daß sich die Drehzahl der Ausgangswelle 39
verringert und die Umfangsgeschwindigkeit des auf den Aufwickelbaum 15 aufgewickelten Wickels sich
wieder auf die Umfangsgeschwindigkeit der Zuführwalze 14 verringert und mit dieser gleich wird. Da
der Wickeldurchmesser mit jeder Drehung zunimmt, werden sich der Steg 45 des Planetengetriebes 34, der
Bremsmotor 35 und die Gewindespindel 44 sehr langsam drehen, so daß die Umfangsgeschwindigkeit des
größer werdenden Wickels auf dem Aufwickelbaum 15 immer gleich der Umfangsgeschwindigkeit der Zuführwalze
14 gehalten wird. Gleichzeitig wird auch die Zugkraft in dem Strang 13 konstant gehalten, da
der Bremsmotor 35 ein konstantes Bremsmoment erzeugt.
Durch ein Verändern des Widerstandes R und damit des Bremsmomentes des Bremsmotors 35 kann
ίο auch während des Betriebes des Wickelantriebes die
Zugkraft in dem Strang 13 zwischen der Zuführwalze
14 und dem Aufwickelbaum 15 kontinuierlich verändert werden.
Wenn der Wickelvorgang beendet ist, wird der Antriebsmotor 21 angehalten und der Bremsmotor 35
abgeschaltet. Der bewickelte Aufwickelbaum 15 wird abgenommen und durch einen leeren Aufwickelbaum
15 ersetzt. Beim Auswechseln der Aufwickelbäume 15 wird der Bremsmotor 35 wieder eingeschaltet. Da
an der Antriebsspindel 55 des Aufwickelbaumes 15 kein Widerstand herrscht, wird der Bremsmotor 35
die Verstellvorrichtung 41 über die Gewindespindel 44 antreiben und die Durchmesser des Riemenschei-.
benpaares 36 wieder in ihre Ausgangsgrößen zurück-*«
as stellen, um einen neuen Aufwickelvorgang mit der
gleichen Zugkraft in dem Strang 13 und der gleichen Aufwickelgeschwindigkeit beginnen zu können.
Wenn der Antriebsmotor 21 angehalten werden muß, um eine Einstellung an dem Wickelantrieb vornehmen
zu können, kann der Bremsmotor 35 eingeschaltet bleiben. Dann wird durch den Bremsmotor
35 der Steg 45 des Planetengetriebes 34 angetrieben, und über den Drehzahlwandler 32 wird an dem Aufwickelbaum
das Drehmoment aufrechterhalten, das zur Erzeugung der gewünschten Zugkraft in dem
Strang 13 erforderlich ist.
Hierzu 3 Blatt Zeichnungen
Claims (2)
1. Vorrichtung zur Regelung eines Wickelantriebes zum Aufwickeln eines Stranges mit konstanter
Zugkraft und konstanter Geschwindigkeit auf einen Aufwickelbaum mit einem drehzahlkonstanten
Antrieb, über welchen ein Planetengetriebe angetrieben wird, auf dessen Steg ein
konstantes Bremsmoment ausgeübt wird, und über dessen Abtriebsteil ein die Wickelbaumwelle
antreibender Drehzahlwandler angetrieben wird, dessen Verstellvorrichtung über den Steg des Planetengetriebes
beeinflußbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Steg (45) des Planetengetriebes
(34) durch einen Bremsmotor (35) belastet ist und mit der Verstellvorrichtung (41)
des Drehzahlwandlers (32) antriebsverbunden ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das durch den Bremsmotor (35)
ausgeübte Bremsmoment stufenlos einstellbar ist.
Applications Claiming Priority (1)
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