DE1535154C3 - Vorrichtung zur Regelung eines Wickelantriebes - Google Patents

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)

Patentansprüche:

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.