DE2632607C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Aufwickeln einer Vielzahl von Streifen auf separate Wickelspulen mit an eine Antriebsquelle angeschlossenen Zuführrollen zum Zuführen der Streifen zu den Wickelspulen sowie einem Hydraulikkreis mit einer, an eine Antriebsquelle angeschlossene Hydraulikpumpe und einer der Anzahl der Wickelspulen entsprechenden Zahl von Hydraulikmotoren, die zu der Hydraulikpumpe parallel ge­ schaltet sind.

Wenn eine flexible Materialbahn in eine Vielzahl von Streifen gleicher oder unterschiedlicher Breite aufgetrennt und die Streifen gleichzeitig zu einer Vielzahl von Rollen aufge­ wickelt werden, ist zu berücksichtigen, daß die Streifen nicht gleich dick sind. Die Dicke variiert von Streifen zu Streifen und innerhalb eines Streifens über seine Länge. Obgleich der Dickenunterschied relativ gering ist, verur­ sacht er einen entsprechenden Unterschied im Durchmesser der aufgewickelten Streifenrollen. Wenn gleichzeitig eine Vielzahl von Streifen aufgespult wird, müssen die Unter­ schiede im Durchmesser ausgeglichen werden, damit die Streifen zu Rollen von nahezu gleicher Dichte und Festig­ keit aufgespult werden.

Bei der eingangs beschriebenen, aus der US-PS 21 81 049 bekannten Vorrichtung werden die Hydraulikmotoren gleich­ zeitig und unabhängig voneinander stellbar angetrieben, wobei jedem Hydraulikmotor die gleiche Menge Hydraulik­ flüssigkeit zugeführt wird. Es wird mehr Hydraulikflüssig­ keit zugeführt als zum Antrieb mit höchster Geschwindig­ keit, wenn der Wickeldurchmesser noch klein ist, erforder­ lich ist und die überschüssige Flüssigkeit durch ein Widerstandsventil in eine Nebenleitung umgeleitet. Mit zunehmendem Wickeldurchmesser wird die umgeleitete Flüssigkeitsrate erhöht. In der Nebenleitung ist ein Drosselventil vorgesehen, das dem Flüssigkeitsstrom Wider­ stand entgegensetzt, so daß mit zunehmendem Wickeldurch­ messer und umgeleiteter Hydraulikflüssigkeit die Drehkraft des Motors ansteigt und die Zugspannung des Streifens während des Aufwickelns nahezu konstant gehalten wird. Die Bandspannung wird also durch Steuerung der den einzelnen Hydraulikmotoren zugeführten Flüssigkeitsmenge bewirkt.

In der DE-Gms 17 19 214 ist eine Vorrichtung zum Steuern der Aufwickelspindeldrehzahl bei Schneidmaschinen beschrieben, bei welcher das Drehmoment in Abhängigkeit von einem Rollen­ durchmessersignal geregelt wird; und in "Kleines Handbuch technischer Regelvorgänge" von W. Oppelt, Weinheim/Bergstraße 1960, Seite 26, ist die Drehmomentregelung beim Elektro­ wickler an sich beschrieben. Für die Lösung des Problems des Aufwickelns mehrerer Streifen zu Rollen gleicher Dichte geben beide Schriften keine Anregung.

In der DE-AS 15 74 402 ist eine Aufwickelvorrichtung mit selbsttätiger Bandgeschwindigkeits- und Zugspannungs­ regulierung offenbart. Die Wickelspule wird durch zwei Ausgänge des Ausgleichsgetriebes angetrieben, von denen der eine an die Mittelachse der Aufwickelspule und der andere an einem mit der Oberfläche der Wickelspule zusammen­ wirkenden Antrieb angeschlossen ist. Die vorliegende Er­ findung ist dagegen auf eine Vorrichtung gerichtet, bei der eine Vielzahl von Streifen zur jeweiligen Wickelspule mit geregelter Geschwindigkeit geführt wird, während die Wickelspule kraftschlüssig den entsprechenden Streifen über den ganzen Aufwickelzyklus hindurch aufnimmt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs angegebenen Gattung zu schaffen, die von ein­ facher Bauart ist und mit der sich Wickelspulen gleicher Festigkeit und Dicke in einem Hydraulikkreis erhalten lassen. Es soll auch möglich sein, Streifen unterschied­ licher Breite aufzuwickeln oder Spulen unterschiedlicher Dicke zu erhalten.

Die Aufgabe wird durch die Vorrichtung gemäß dem Anspruch 1 gelöst. Die besonderen Ausführungsformen sind in den Unter­ ansprüchen angegeben.

Die Vorrichtung umfaßt eine Vielzahl von Hydraulikmotoren, die jeweils an die Wickelspulen angeschlossen sind und damit diese unabhängig voneinander antreiben können. Alle Hydraulikmotoren sind parallel zu einer einzigen und gemein­ samen Hydraulikpumpe geschaltet, so daß sie von dieser ange­ trieben werden können. Die Hydraulikpumpe wiederum ist an eine Antriebsquelle angeschlossen. Erfindungsgemäß wird deren Ausgangsleistung durch einen Drehmomentregler ge­ regelt. Eine geschwindigkeitsfestsetzende Vorrichtung ist an den Eingang des Drehmomentreglers angeschlossen und liefert an diesen ein geschwindigkeitsfestsetzendes Signal. Ebenfalls an den Eingang des Drehmomentreglers ist eine Vor­ richtung zum Abtasten des Durchmessers von mindestens einer Streifenrolle, die sich auf der Wickelspule befindet, und eine Vorrichtung zum Erfassen der Ausgangsrotation der An­ triebsquelle angeschlossen. Diese Vorrichtungen liefern jeweils ein Signal, das den Rollendurchmesser anzeigt, und ein Signal, das die Ausgangsrotation der Antriebsquelle dem Drehmomentregler anzeigt.

Die Hydraulikpumpe wird durch die Antriebsquelle betätigt und läßt die parallel geschalteten Hydraulikmotoren für die Wickelspulen gleichzeitig, jedoch getrennt voneinander rotieren. Der Drehmomentregler, in den Signale eingegeben werden, die den Durchmesser der aufgewickelten Streifen­ rolle und die Ausgangsrotation der Antriebsquelle anzeigen, regelt das Ausgangsdrehmoment der Antriebsquelle derart, daß diese über die Hydraulikpumpe die Vielzahl von Hydraulik­ motoren rotieren lassen kann, um die abgetrennten Streifen mit einer gewünschten variierenden Spannung über einen Wickelzyklus gleichzeitig aufzuwickeln. Da jede Wickelspule von einem getrennten Hydraulikmotor angetrieben wird und jeder Hydraulikmotor parallel zu einer gemeinsamen Hydraulik­ pumpe geschaltet ist, werden die einzelnen Wickelspulen in unterschiedlicher Weise in Drehungen versetzt, um auf diese Weise irgendeinen Rotationsunterschied unter den Streifen­ rollen, die auf die Spulen gewickelt werden, infolge eines Unterschiedes des Rollendurchmessers, der durch eine un­ regelmäßige Dicke der abgetrennten Streifen verursacht werden kann, auszugleichen.

Die Erfindung wird nun in Verbindung mit der beigefügten Zeichnung näher beschrieben, die eine Vorrichtung zum regelbaren Antreiben einer Vielzahl von Wickelspulen für Streifen gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung zeigt.

Bei einer typischen Vorrichtung zum Auftrennen von Material­ bahnen wird eine kontinuierlich durchlaufende und flexible Materialbahn in einem Auftrennbereich in eine Vielzahl von schmaleren Streifen 10 aufgetrennt. Diese Streifen 10 werden durch Zuführrollen 12 auf Wickelspulen 14 geführt, auf denen sie zu Rollen 16 aufgewickelt werden. Bei der dargestellten Ausführungsform ist eine Vielzahl von Wickelspulen in parallelen Reihen alternierend angeorndet. Jede Wickel­ spule 14 kann für sich von einem separaten Hydraulikmotor 18 mit veränderbarem Volumen angetrieben werden. Die Hydraulikmotoren 18 zum Antreiben der Wickelspulen 19 in jeder Reihe sind zu einer gemeinsamen Hydraulikpumpe 20 parallel geschaltet, so daß ein Hydraulikkreis gebildet wird. Bei der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsform, bei der die Wickelspulen 14 in zwei Reihen angeordnet sind, sind zwei Hydraulikpumpen 20 vorgesehen, eine für jede Spulenreihe. Die Hydraulikpumpen 20 werden jeweils von Gleichstrommotoren 22 als Antriebsquellen angetrieben, deren Ausgangsdrehmoment separat durch zugeordnete Drehmoment­ regler 24 geregelt wird, um auf diese Weise eine gewünschte Drehmomentcharakteristik zur Verfügung zu stellen, wie nachstehend genauer beschrieben wird. Jedem Drehmoment- Regler 24 werden mehrere Steuersignale zugeführt. Eine geschwindigkeitsfestsetzende Vorrichtung 26 ist an die Drehmomentregler 24 angeschlossen und speist deren Ein­ gänge mit einem geschwindigkeitseinstellenden Signal. An jeden Drehmomentregler 24 jeder Reihe ist auch eine Vor­ richtung 28 zum Abtasten von mindestens einer Streifenrolle, die auf die Spule 19 gewickelt ist, angeschlossen, die ebenfalls ein Steuersignal eingibt. Schließlich ist ein Tachogenerator 30 an die Ausgangswelle eines jeden Gleich­ strommotors 22 angeschlossen, um ein Signal zu erzeugen und wieder einzuspeisen, das das Ausgangsdrehmoment des Motors 22 dem zugeordneten Drehmomentregler 24 anzeigt. Wenn gewünscht, können andere Signale als die oben erwähnten in die Drehmomentregler 24 eingespeist werden, um so die gewünschten Ergebnisse zu erzielen.

Um die Zuführrollen 12 der Streifen zwangsweise rotieren zu lassen, ist ein Gleichstrommotor 32 vorgesehen, der die Zuführrollen 12 antreibt. Die Antriebsquelle 32 wird durch einen Geschwindigkeitsregler 34 gesteuert, der ein Steuer­ signal von der geschwindigkeitsfestsetzenden Vorrichtung 26 empfängt. Darüberhinaus ist ein Tachogenerator 36 an die Welle des Antriebsmotors 32 angeschlossen, um ein Signal zu erzeugen und wieder einzuspeisen, das das Ausgangsdreh­ moment des Motors dem Geschwindigkeitsregler 34 anzeigt.

In der dargestellten Ausführungsform werden die Hydraulik­ pumpen 20 durch die jeweiligen Antriebsquellen 22 mit einer Rotationskraft einer geregelten Drehmomentcharakteristik angetrieben, so daß auf diese Weise die zugeordneten Wickelspulen 14 derart rotieren können, daß die Spannung, unter der die abgetrennten Streifen aufgespult werden, nach Wunsch entsprechend dem zunehmenden Durchmesser der Streifen­ rollen 16 variiert werden kann.

Beim Aufwickeln eines kontinuierlichen Gewebestreifens auf eine Welle nimmt die Wickelspannung oder die Zugkraft, unter der der Streifen zu einer Rolle aufgewickelt wird, mit steigendem Durchmesser der Rolle zu, wenn man die Spule über den Wickelzyklus unter einem konstanten Drehmoment treibt. Um eine aufgewickelte Rolle einer gewünschten Dichte über deren Dicke zu erhalten und zu verhindern, daß der Streifen unter der wachsenden Spannung reißt, wird die Wickelspannung mit zunehmendem Rollendurchmesser allmählich und gering­ fügig reduziert; mit anderen Worten, der Streifen wird vorzugsweise unter einer geringfähig abfallenden Spannung aufgewickelt. Das kann man dadurch erreichen, daß man das Antriebsdrehmoment für die Wickelspule mit zunehmendem Rollendurchmesser allmählich ansteigen läßt. Daher wird die Bezeichnung "Antriebskraft mit einer gewünschten Dreh­ momentcharakteristik" hier zur Beschreibung einer Kraft ver­ wendet, die die Wickelspule mit einem ansteigenden Antriebs­ drehmoment rotieren lassen kann, so daß der Streifen unter der gewünschten abnehmenden Wickelspannung über den Wickel­ zyklus aufgespult werden kann. Die Drehmomentregler 24 funtionieren daher in der Weise, daß sie die Gleichstrom­ motoren so regeln, daß diese ein Ausgangsdrehmoment zur Verfügung stellen, mittels dem die Wickelspule 14 über den Hydraulikkreis mit einem Antriebsdrehmoment beaufschlagt werden kann, das mit zunehmendem Rollendurchmesser ansteigt, um auf diese Weise über den Wickelzyklus die Wickelspannung auf einem vorgegebenen im wesentlichen konstanten Niveau zu halten.

Als Drehmomentregler könnten geeignete bekannte Vorrichtungen Verwendung finden. Beispielsweise ist ein Gleichstrommotor für diesen Zweck geeignet, da seine Ausgangsrotation und sein Drehmoment in einfacher Weise durch Variation des zu­ geführten Stromes und der Spannung geregelt werden können. Vorteilhaft können darüber hinaus elektromagnetische Kupp­ lungen und Magnetpulverkupplungen eingesetzt werden, bei denen die Drehmomentübertragung durch Einstellung des Erregerstromes gesteuert werden kann. Eine pneumatische Rutschkupplung kann ebenfalls Verwendung finden. Da die Funktionsweise von derartigen Drehmomentreglern bekannt ist, erübrigt sich eine detaillierte Beschreibung.

In der dargestellten Ausführungsform werden die Drehmoment­ regler 24 mit einem geschwindigkeitsfestsetzenden Signal, einem den Rollendurchmesser anzeigenden Signal und einem Signal, das das Ausgangsdrehmoment des Gleichstrommotors anzeigt, als Eingangssignale gespeist, obgleich auch nur eines oder zwei dieser Signale zur Regelung bei bestimmten Anwendungszwecken ausreichend sein können. Darüber hinaus kann, wenn gewünscht, ein Signal zur Einstellung der Wickel­ spannung und ein Signal zum Erhalten einer gewünschten Spannungsabnahmecharakteristik dem Eingang der Drehmoment­ regler zugeführt werden. Beim Einstellen der Wickelspannung müssen solche Parameter wie Spannung pro Flächeneinheit der aufgewickelten Streifen, Dicke und Gesamtbreite der aufge­ wickelten abgetrennten Streifen Berücksichtigung finden. Um darüber hinaus irgendeine temporäre Änderung der Wickel­ spannung infolge einer Zunahme und Abnahme der Wickelge­ schwindigkeit zu kompensieren, kann derjenige Spannungs­ betrag, der kompensiert werden muß, arithmetisch von Signalen, die den Rollendurchmesser und die Streifenbreiten anzeigen, erhalten und dem Drehmomentregler zum Regeln der Wickel­ spannung zugeführt werden.

Die durch Drehmomentregler regulierten Ausgangskräfte der Gleichstrommotoren 22 treiben die Hydraulikpumpen 20 an, die dementsprechend gleichzeitig ihre jeweiligen parallel geschalteten Hydraulikmotoren 18 antreiben. Jeder Hydraulik­ motor versetzt die ihm zugeordnete Wickelspule 14 in Drehung, so daß ein kontinuierlicher Streifen 10 unabhängig zu einer Rolle 16 aufgespult werden kann. Bei dieser Anordnung, bei der mehrere abgetrennte Streifen gleichzeitig und unab­ hängig voneinander durch ihre jeweiligen angetriebenen Wickelspulen aufgespult werden, ist dieses separate Auf­ spulen im wesentlichen mit einem einheitlichen Aufspulen, soweit es die Wickelspannung über den Wickelzyklus betrifft, gleichzusetzen, gemäß dem eine Vielzahl von Streifen auf eine gemeinsame Wickelspule aufgespult wird, die von einer gemeinsamen Antriebsquelle angetrieben wird. Was das anbe­ trifft, ist der eine Hydraulikpumpe und eine Vielzahl von parallel geschalteten Hydraulikmotoren umfassende Hydraulik­ kreis lediglich ein System zum Übertragen einer Antriebs­ kraft. Was jedoch jede Wickelspule und ihren zugeordneten Hydraulikmotor in jeder Reihe betrifft, können die Wickel­ spulen unabhängig voneinander rotieren und werden in unter­ schiedlicher Weise angetrieben, so daß irgendein Unterschied im Rollendurchmesser zwischen den aufgewickelten Streifen­ rollen (der ziemlich gering ist, jedoch in der Praxis un­ vermeidbar auftritt) durch eine entsprechende Variation in der Rotation der Wickelspulen ausgeglichen werden kann. Daraus folgt, daß alle Streifenrollen mit im wesentlichen gleicher Dichte oder Festigkeit auf die Spulen gewickelt sind.

Wie der Fachmann erkennt, wird eine flexible Bahn in der Bahn­ auftrennmaschine nicht notwendigerweise in eine Vielzahl von kontinuierlichen Streifen einer einheitlichen Breite aufge­ trennt. Wenn Bahnmaterial in Streifen unterschiedlicher Breite aufgetrennt wird, ist es erforderlich, auf unter­ schiedlichen Streifen unterschiedliche Wickelspannungen aufzubringen, je nach der Streifendicke. Da bei der beschriebenen Vorrichtung alle Hydraulikmotoren 18 eine variable Kapazität besitzen, ist es möglich, abgetrennte Streifen unterschiedlicher Breite bzw. Dicke, wie eingangs erläutert, mit unterschiedlichen Wickelspannungen aufzuspulen, indem die Kapazität der Hydraulikmotoren proportional zu der Breite der abgetrennten Streifen einzeln eingestellt wird.

Bei dem dargestellten System sind die Wickelspulen in zwei Reihen angeordnet, wobei jede Reihe ihren eigenen hydrau­ lischen Antriebskreis mit einer separaten Hydraulikpumpe besitzt. Mit dieser Anordnung ist es möglich, Streifen in Rollen mit zwei unterschiedlichen Durchmessern aufzuspulen, wobei die erste Reihe der Wickelspulen den ersten Rollen­ durchmesser und die zweite Reihe der Wickelspulen den zweiten Rollendurchmesser aufweist. Wenn es andererseits gewünscht wird, die Streifen auf den Wickelspulen zu Rollen mit im wesentlichen dem gleichen Durchmesser aufzuspulen, können die Hydraulikmotoren für beide Reihen von Wickelspulen mit einer einzigen und gemeinsamen Hydraulikpumpe parallel geschaltet werden.

Es soll noch darauf hingewiesen werden, daß im Hydraulikkreis ein gewünschtes Übertragungsverhältnis nicht erreicht werden kann und damit die Ergebnisse beim Aufspulen nachteilig beein­ flußt werden, wenn nicht das Verhältnis zwischen der Kapazität oder dem Volumen einer jeden Hydraulikpumpe und der Gesamt­ kapazität oder dem Volumen der Hydraulikmotoren, die an die Pumpe angeschlossen sind, einen vorgegebenen kosntanten Wert besitzt. Um dieses Problem zu beheben, können für die Hydrau­ likpumpen in den Hydraulikkreisen Pumpen mit variablem Volumen eingesetzt werden. Mit diesen Pumpen kann das Volumenverhältnis zwischen der Hydraulikpumpe und den ihr zugeordneten Hydraulik­ motoren in einfacher Weise auf einem gewünschten konstanten Wert gehalten werden, indem das Volumen der Hydraulikpumpe reguliert wird.

Claims (3)

1. Vorrichtung zum Aufwickeln einer Vielzahl von Streifen auf separate Wickelspulen mit an eine Antriebsquelle ange­ schlossenen Zuführrollen zum Zuführen der Streifen zu den Wickelspulen sowie einem Hydraulikkreis mit einer, an eine Antriebsquelle angeschlossene Hydraulikpumpe und einer der Anzahl der Wickelspulen entsprechenden Zahl von Hydraulik­ motoren, die zu der Hydraulikpumpe parallel geschaltet sind, gekennzeichnet durch einen Drehmomentregler (24), der das Ausgangsdrehmoment der Antriebsquelle (22) entsprechend einem den Durchmesser der Wickelspulen anzeigenden Signal regelt, um die Hydraulikmotoren (18) über die Hydraulik­ pumpe (20) mit einer Drehmomentcharakteristik zu treiben, daß die ihnen zugeordneten Wickelspulen (14) die abge­ trennten Streifen mit zunehmendem Durchmesser der Streifen­ rollen (16) unter einer vorbestimmten variierenden Spannung aufwickeln; und einen Geschwindigkeitsregler (34) für die Antriebsquelle (32) der Zuführrollen (12), wobei der Ge­ schwindigkeitsregler (34) unabhängig von dem Drehmoment­ regler (24) betätigbar ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch Hydraulik­ motoren veränderbaren Volumens zum Aufwickeln von Streifen unterschiedlicher Breite.

3. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens zwei Hydraulikkreise zum Aufwickeln von Spulen unterschiedlicher Dicke vorgesehen sind.