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Um beim Ab- und Aufrollen von Papier- oder Gewebebahnen die Bahn
dauernd unter Spannung zu halten, wird bei den meisten bisher üblichen Einrichtungen
die Abwickeirblle abgebremst. Derartige Maschinen, wie Umrollapparate, Rollenschneidmaschinen
usw., erfordern wegen der an den Bremseinrichtungen entstehenden Reibungswärme verhältnismäßig
hohe Antriebsleistung. Bei Kalandern wird auch die aufzuwickelnde Rolle durch einen
Friktionsantrieb von dem Hauptantrieb aus angetrieben. Dieser Antrieb weist denselben
Nachteil auf.
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Zur Vermeidung dieser Nachteile wurde schon vorgeschlagen, die Auf-
und Abwickelwalze je mit einer elektrischen Maschine zu kuppeln und die eine Maschine
auf die andere zurückarbeiten zu lassen, wobei die zum Betrieb erforderliche Energie
von einer besonderen regelbaren elektrischen Energiequelle zugeführt wird. Diese
Anordnung hat jedoch den Nachteil verwickelter Regeleinrichtungen und verhältnismäßig
großer Kosten der elektrischen Einrichtung.
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Da das Drehmoment je nach Art und Stärke der Bahn wechselt, vor allem
aber entsprechend den Wickeldurchmessern außerordentlich stark schwankt, müssen
die Motoren für das bei dem größten Wickeldurchmesser vorhandene Drehmoment. bemessen
werden, ihr Wirkungsgrad ist deshalb schlecht u'nd wegen der bei großen Wickeldurchmessern
sehr niedrigen Drehzahlen muß eine besondere Fremdbelüftung derselben vorgesehen
werden.
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Durch die Erfindung wird eine einfachere, leicht regelbare und mit
geringeren Kosten als die bekannte elektrische Einrichtung ausführbare Einrichtung
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chanischer Art angegeben, indem zur Rückübertragung der durch
die Spannung der Stoffbahn erzeugten Kraft auf eine anzutreibende Welle ein oder
mehrere stufenlos veränderliche Getriebe vorgesehen sind, deren Übersetzung entsprechend
den Wickeldurchmessern verändert wird, derart, daß die Spannung der Stoffbahn dauernd
aufrechterhalten bleibt. Die Nachteile der bekanntgewordenen elektrischen Einrichtung
sind dadurch vollständig behoben.
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Als stufenlos veränderliches Getriebe wird mit Vorteil ein hydrostatisches
Getriebe verwendet, das also aus einer Verdrängerpumpe und einem oder mehreren Verdrängermotoren
besteht. Bei dieser hydraulischen Übertragung nach der Erfindung stellt sich von
selbst, leicht regelbar der erforderliche Druck ein. Der Wirkungsgrad der Übertragung
ändert sich auch bei sehr verschiedener Größe dieses Drucks nur wenig.
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Besonders geeignet für die Erfindung sind Getriebe, bei denen Pumpe
und Motor aus je einem Kapselwerk bestehen, bei denen die Trommel mit den Endscheiben
verbunden ist und die inneren Enden der in der Trommel verschiebbar geführten Flügel
auf einem fliegenden Sternbolzen gelagert sind. Derartige Getriebe ermöglichen bei
kleinen Abmessungen die Übertragung großer Drehmomente. Durch den günstigen Wirkungsgrad
infolge der geringen Reibungsverluste und den großen Variationsbereich der Drehzahlen
dieser Bauart lassen sich die Vorteile der Erfindung besonders gut ausnutzen.
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Fig. I und 2 zeigen schematisch eine einfache Umrollmaschine im Schnitt
und im Grundriß mit einem an sich bekannten stufenlos regelbaren Keilriemenan trieb
zwischen Ab- und Aufwickelwalze. Es bedeutet I die Aufwickelwalze, 2 die Abwickelwalze,
3 die teilweise aufgewickelte Rolle auf Welle I, 4 die abzuwickelnde Rolle, 5 die
gespannte Bahn zwischen den beiden Rollen 3 und 4. Die Welle I wird durch einen
Motor 6 oder eine Transmission über die Welle 7 und die Kupplung 8 angetrieben.
9 ist eine über die Kupplung 10 mit der Welle 2 verbundene Welle. 11, 12 und 13,
I4 sind konische Doppelscheiben eines Getriebes bekannter Art für den Keilriemen
20, wobei der Abstand zwischen den Scheiben II und 12 einerseits und den Scheiben
I3 und 14 andererseits in üblicher Weise gleichzeitig in entgegengesetztem Sinn
durch die Gestänge I6, I7 und I8, 19 verändert wird, die um die Lager 21 und 22
drehbar sind und von dem Handrad 23 aus vermittels der auf der Welle 24 sitzenden
Spindeln 25 und 26 bewegt werden. Die Betätigung der in den Fig. I und 2 gezeigten
Einrichtung geschieht, obwohl sie keine Bremseinrichtung enthält, in ähnlicher Weise,
wie bei einer üblichen Einrichtung, bei der eine Bremse auf die Abwickelwelle wirkt.
Läßt z. B. die Spannung der Bahn 5 nach, so wird durch Drehen des Handrades 23 und
der Spindeln 25 und 26 das Gestänge 16, I7, 18 und 19 so verstellt, daß die Scheiben
13 und 14 einander genähert, die Scheiben 11 und 12 voneinander entfernt werden,
so daß die Welle g und damit die Abwickelwelle 2 nebst der Rolle 4 langsamer läuft
und dadurch die Bahn 5 gespannt wird. Umgekehrt wird bei zu stark gespannter Bahn
ein etwas rascherer Antrieb der Rolle 4 dadurch hervorgerufen, daß durch entsprechendes
Drehen der Spindeln 25 und 26 über das Gestänge I6, 17, I8 und 19 die Scheiben I$
LlndJ2'Binandergenähert und die Scheiben I3 und I4 vorieinwaiider 65 entfernt werden.
Bei gleichbleibender Drehzahl der Aufwickelwelle I nimmt die Geschwindigkeit der
Bahn 5 entsprechend dem zunehmenden Durchmesser der Rolle 3 zu, gleichzeitig vergrößert
der abnehmende Durchmesser der Rolle 4 die Drehzahl der Abwickel- 70 welle 2 und
damit auch der Welle 9. Durch entsprechende Verstellung der konischen Scheiben II,
12 und I3, I4 wird das richtige Übersetzungsverhältnis zwischen den Wellen 7 und
9 dauernd aufrechterhalten.
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In Fig. 3 ist ein anderes Ausführungsbeispiel der 75 Erfindung an
einer gleichen Umrollmaschine wie in Fig. I und 2 im Grundriß dargestellt. An Stelle
des Keilriemenantriebes ist ein Flüssigkeitsgetriebe vorgesehen. Die Nummern I bis
6 bezeichnen dieselben Teile wie in Fig. I und 2. 31 ist eine elastische Kupp- 80
lung zur Verbindung von Motor 6 mit der Antriebswelle 32, welche die Aufwickelwelle
I antreibt.
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Auf der Welle 32 sitzt der Kapselmotor 33, der durch die Leitungen
35 und 36 mit der Kapselpumpe 34 verbunden ist. Die Exzentrizität und damit das
Schluck-85 vermögen des Motors33 bzw. die Fördermenge der Pumpe 34 wird je durch
die Handräder 37 und 38 eingestellt. Die durch den Zug der Stoffbahn 5 über die
Rolle 4 angetriebene Abwickelwelle 2 treibt über die Kupplung 10 die Trommelwelle
39 der Kapselpumpe 90 34. Die durch letztere geförderte Flüssigkeitsmenge treibt
über die Verbindungsleitungen 35 und 36 den Kapselmotor 33 und gibt auf diese Weise
die Kraft, welche zur Aufrechterhaltung der Spannung der Stoffbahn 5 benötigt wird,
unter Abzug der in Kapselpumpe 95 und Kapselmotor enstehenden verhältnismäßig kleinen
Verluste wieder an die Antriebswelle 32 zurück.
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Fig. 4 und 5 zeigt schematisch eine Umrollmaschine im Schnitt undGrundriß,
bei welcher die aufzuwickelnde Rolle 3 mit der Aufwickelwelle I auf einer oder zwei
loo Tragwalzen 40 angeordnet ist. 2 ist die Abwickelwelle, 4 die abzuwickelnde Rolle,
5 die gespannte Stoffbahn zwischen beiden Rollen. Der Umwickelvorgang ist im Prinzip
derselbe, wie bei dem früher beschriebenen, nur daß die Geschwindigkeit der Papierbahn
5 bei gleich-lO5 bleibender Drehzahl der Tragwalze 40 auch die gleiche ist. Der
Antrieb der Tragwalze 40, die Anordnung des Kapseltriebwerks mit Pumpe 34 und Motor
33 kann genau auf die gleiche Weise wie bei Fig. 3 und 4 ausgeführt werden. Mit
Rücksicht auf den Antrieb von 110 einer konstant laufenden Transmission oder, wie
gezeichnet, von einem normalen Drehstrommotor 6 mit konstanter Drehzahl und mit
Rücksicht auf die Notwendigkeit, Rollmaschinen langsam anlaufen zu lassen und erst
nach Erreichung eines bestimmten Durch-135 messers der aufzuwickelnden Rolle mit
voller Geschwindigkeit zu fahren, ist jedoch zwischen Antriebsmotor'6 und Kapselmotor
33 eine weitere Kapselpumpe 41 eingeschaltet. Die Exzentrizität dieser Pumpe wird
durch das Handrad 42 eingestellt. Die von ihr wo geförderte Flüssigkeitsmenge fließt
durch die Leitungen 43 und 44, welche an die Röhren 35 und 36 angeschlossen sind,
dem Kapselmotor 33 zu bzw. wieder zurück Beim Anfahren ist die Exzentrizität der
Pumpe 41 durch das Handrad 42 auf Null eingestellt; derElektro- lpg motor 6 läuft
auf voller Drehzahl; die Pumpe 41 fördert
nichts. Der Kapselmotor
33 ist durch Handrad 37 auf größte Exzentrizität, die Kapselpumpe 34 durch Handrad
38 auf Exzentrizität Null eingestellt. DieTragwalze 40 steht still. Gibt man durch
Drehung des Handrades 42 der Kapselpumpe 41 eine sich allmählich vergrößernde Exzentrizität,
so steigt die Fördermenge derselben. In I,eitung 43 und 36 fließt die geförderte
(Slmenge nach dem Kapselmotor 33 und setzt diesen in Bewegung mit steigender Geschwindigkeit.
Durch die I,citungen 3j und 44 fließt die verbrauchte Ölmenge nach der Kapselpumpe
41 zurück.
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Ist die Stoffbahn 5 von der abzuwickelnden Rolle 4 auf die Rolle
3 überführt, so wird die Rolle 4 mit entsprechender Geschwindigkeit durch den Zug
der Papierbahn gedreht, ohne daß durch die Kapselpumpe 34, welche in ihrer Nullstellung
steht, eine besondere Kraft auf den Papierzug ausgeübt wird. Will man den Papierzug
verstärken, so wird durch Drehen des Handrades 38 die Exzentrizität der Kapselpumpe
34 vergrößert. Sie fördert Drucköl in die Leitung 36, während eine entsprechende
,enge durch die Leitung 35 zurückfließt. Die dabei aufzuwendende Kraft vergrößert
die Spannung der Stoffbahn 5. Soll die Aufwickelwelle I auch angetrieben werden,
so wird ein Kapselmotor 45 lurch die Leitungen 46 und 47 mit den Leitungen 36 itiid
15 verbuIlden. Der Kapselmotor 45 ist durch Handntd 48 regelbar und treibt über
konische Räder 49, Expansionswelle 50 und konische Räder 51 auf die Aufwickelwelle
I. Auch bei diesem Kapselmotor ist zu Beginn die Exzentrizität auf Null eingestellt
und wird erst nach Beginn des Umrollens durch Drehen des Handrades 48 in Tätigkeit
gesetzt, so daß er einen beliebig einstellbaren Teil der von der Kapselpumpe 34
gelieferten Kraft auf die Aufwickelwelle I überträgt.
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In Fig. 6 und 7 ist schematisch die Anwendung des Verfahrens nach
der Erfindung bei einem Kalander gezeigt. Ein mit konstanter Drehzahl laufender
Elektromotor 52 treibt über eine elastische Kupplung 53 eine K. lpselpuml) e 54,
die durch die Leitungen 55 und 56 den Kapselmotor 57 treibt, dieser treibt über
die Welle 58 die Walze 59 des Kalanders. Der Zug der Stoffbahn 5" treibt über die
abzuwickelnde Rolle 4 und die Abwickelwelle 2 die Kapselpumpe 60, deren Leitungen
61 und 62 mit den Leitungen 56 und 55 verbunden sind. l)ie Kapselpumpe 60 hilft
also den Motor 57 mit anzutreiben. Durch die Leitungen 63 und 64, die ebenfalls
mit den Leitungen 56 und 55 verbunden sind, erhält der Kapselmotor 65 seine Kraft,
um die Aufwickelwelle I und die aufzuwickelnde Rolle 3 anzutreiben. l)ie vom Kalander
kommende Stoffbahn 5b erhält datlurch die nötige Spannung. Kapselpumpen und Kapsel
motoren können für sich durch die Handräder 66 bis (>8 X und 87 nach Bedarf in
ihrer Fördermenge bzw. ihrem Schluckvermögen verändert werden, so daß einerseits
die Arbeitsgescltwindigkeit, andererseits die Spannung der ab- und aufrollenden
Stoffbahn 5a und gb stufenlos und mit geringsten Verlusten variiert werden können.
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In Fig. 8 und 9 ist ein Kapseltriebwerk im Schnitt dargestellt, das
mit besonderem Vorteil als Pumpe und Motor verwendet werden kann. Es bedeutet 69
das Gehäuse, 70 der in Gleitführungen gelagerte verschiebbare Außenring, 7I die
Trommel mit den Gelenken 72, in denen sich die Flügel 73 mit ihren Naben 88 schieben
können. Letztere sitzen auf dem fliegenden Sternbolzen 74. Im Außenring 70 liegen
die Kanäle 75 und 76 für den Zug und Abfluß des Öls, die Kanäle 77 und 78 im Gehäuse
69 führen das Öl in die anschließenden Leitungen. Die Trommel 71 ist mit den beiden
Seitenscheiben 79 und 80 verbunden, welche in den Lagern 8I und 82 gelagert sind
und den Zapfen 83 zum Ab- oder Antrieb ein- oder beiderseits tragen. Die Exzentrizität
84 des Flügelsterns 73 und 74 gegenüber der Trommel 7I wird durch Verschiebung des
Außenringes 70 erreicht. Die Einstellung erfolgt mittels Gewindespindel 85 und Handrad
mit Mutter 86.