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Einrichtung an Maschinen zum Auf- oder Abrollen von Bahnen aus Papier,
Kunststoff od. dgl.
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Der Antrieb von Wickelwellen zum Auf- oder Abrollen von Bahnen aus
Papier, Kunststoff od. dgl. erfolgt vielfach unter Zwischenschaltung von Reibungskupplungen.
Diese dienen teils zur Regelung der Drehzahl der Wickelwelle, insbesondere aber
zur Regelung des Drehmoments, das auf die Wickelwelle übertragen werden soll. Es
wird dadurch erreicht, daß die Spannung, mit der eine oder mehrere Bahnen auf die
Wickelwelle aufgerollt werden, innerhalb bestimmter Grenzen liegt und eine oberste
Grenze nicht überschreitet, weil anderenfalls die Bahn reißen würde.
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Die Kraft, mit der die Reibungskupplung zusammen gedrückt wird, muß
jedoch im Laufe des Wickelvorganges ständig nachgeregelt werden, weil anderenfalls
beispielsweise bei dem Aufwickeln wegen des wachsenden Wickeldurchmessers die Spannung
der Bahn absinken würde.
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Zur Regelung des Drehmoments einer Wickelwelle ist es bekannt, diese
mit einem hydraulischen Motor zu verbinden, dessen Antriebs- oder Bremskraft mittels
eines Ventils für die Druckflüssigkeit des Motors regelbar ist. Die Verstellung
des Ventils erfolgt über eine Kolbenstange von einem Zylinder aus durch den Flüssigkeitsdruck,
der sich aus der Förderdifferenz einer mit der Wickelwelle verbundenen Pumpe und
einer zweiten von der zu wickelnden Bahn angetriebenen Pumpe ergibt, Die Einrichtung
zum Regeln des Drehmoments von Wickelrollen gemäß der Erfindung macht gleichfalls
von einer von der Wickelwelle angetriebenen Pumpe mit regelbarer Förderleistung
und einem damit verbundenen Zylinder Gebrauch, dessen Kolbenstangenbewegungen das
Drehmoment der Wickelwelle beeinflussen.
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Im Gegensatz zu dieser bekannten Einrichtung wirkt diese Pumpe, die
auch aus mehreren gleichartigen Aggregaten bestehen kann, gemäß der Erfindung ohne
Hinzuschalten einer weiteren Pumpe auf die Kolbenstange, deren Bewegung infolgedessen
der Zahl der Wickelwellenumdrehungen proportional ist, wodurch eine in das Gestänge
für die Übertragung dieser Bewegungen auf die Kupplung bzw. die Bremse eingeschaltete
Feder eine den Bewegungen des Kolbens entsprechende Kraft auf die Kupplung bzw.
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Bremse ausübt. Hierdurch erhöht sich bei dem Aufwickeln die auf die
Kupplung ausgeübte Kraft und damit das Drehmoment entsprechend dem Anwachsen der
Wickelrolle, wie es für die Beibehaltung der Bahnspannung, mit der aufgewickelt
werden soll, erforderlich ist. Umgekehrt ist es bei Abwickelvorgängen, indem sich
die auf die Bremse ausgeübte Kraft und damit das Bremsmoment zwecks Aufrechterhaltung
einer
etwa gleichen Bahnspannung dem abnehmenden Wickeldurchmesser folgend verringert.
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Soll auf eine Wickelwelle eine Mehrzahl von Einzelstreifen aufgewickelt
werden, dann ist vielfach für jeden einzelnen Streifen eine eigene Reibungskupplung
vorgesehen. Alle diese Kupplungen sitzen in der Weise auf der Wickelwelle, daß sie
von einer gemeinsam am einen Ende der Wickelwelle wirkenden Kraft belastet werden,
wobei eine Regelung durch die Änderung dieser Kraft erfolgt. Diese Kraft kann ebenfalls
durch die erfindungsgemäße Einrichtung erzeugt und damit auch eine Regelung der
sogenannten Einzelfriktionen erreicht werden.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgedankens
schematisch dargestellt.
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Es ist vorausgesetzt, daß die Wickelwelle 1 über die Kupplung 2 von
einer Welle 3 angetrieben wird, deren Drehzahl während des Aufwickelns durch Verstellen
eines stufenlosen Übersetzungsgetriebes etwa so geregelt wird, daß sie entsprechend
dem zunehmenden Wickeldurchmesser absinkt. Jedoch ist es zweckmäßig, daß die Wickelwelle
während des ganzen Wickelvorganges gegenüber der tatsächlichen für das Wickeln erforderlichen
Drehzahl eine geringe Voreilung hat, die durch die schon erwähnte und später beschriebene
Reibungskupplung ausgeglichen wird.
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Auf der Antriebswelle 3 sitzt ein Kettenrad 4, das über die Kette
5 und das Kettenrad 6 die Pumpe 7 antreibt. Die von der Pumpe je Umdrehung der Welle
abgegebene
Fördermenge ist beispielsweise an dem Handrad 8 regelbar. Verschiedene Pumpensysteme
dieser Art sind bekannt. Eines davon wird beispielsweise als Einspritzpumpe für
Motoren benutzt und ist für den vorliegenden Zweck ebenfalls geeignet.
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Die Flüssigkeit wird von der Pumpe über eine Leitung 9, ein Ventil
10 und eine weitere Leitung 11, die teilweise biegsam sein kann, dem Zylinder 12
zugeführt, der in einer Achse 13 beweglich gelagert sein kann. Durch den Flüssigkeitsdruck
wird der Kolben 14 nach rechts bewegt, und zwar bei jeder Pumpenwellenumdrehung
um eine ganz bestimmte, jedoch außerordentlich kleine Strecke. Dieser Bewegung folgt
der gelenkige, mit der Kolbenstange 15 verbundene Hebel 16 sowie die Zwischenstange
17 und der Winkelhebel 18, die miteinander ebenfalls gelenkig verbunden sind. Die
Kolbenbewegung wird dadurch auf die Feder 19 übertragen, die an ihrem einen Ende
an dem Winkelhebel 18 und an ihrem anderen Ende an dem Hebel 20 befestigt ist. Dieser
Hebel ist in einem mittels des Handrades 21 verstellbaren Lagerteil 22 gelagert
und drückt mit seinem anderen Ende auf eine Büchse 23. Dadurch wird die Reibungskupplung
belastet, deren einer Teil 24 axial verschiebbar, aber nicht drehbar auf der Wickelwelle
1 sitzt, während der andere Teil 25 gemeinsam mit der Hülse 26 lose auf der Wickelwelle
1 umläuft. Zwischen den Kupplungsteilen 24 und 25 sitzt ein Reibbelag 27, der an
einem dieser beiden Teile befestigt sein kann. Auf der entgegengesetzten Seite der
Wickelhülse 26 kann eine gleichartige Reibungskupplung angeordnet sein, deren mit
der Welle 1 umlaufender Teil 28 zwar ebenfalls axial auf der Welle verschiebbar
ist, aber während des Wickelvorganges beispielsweise durch Schrauben od. dgl. auf
dieser Welle festgehalten wird.
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Die Bewegungen der Kolbenstange 15 wirken sich infolge der zwischengeschalteten
Feder 19 an dem Hebel 20 in Form von Kräften aus, die diesen Kolbenstangenbewegungen
proportional sind und demnach auch die Reibungskupplung mit diesen den Kolbenstangenbewegungen
proportionalen Kräften belasten. Zusätzlich lassen sich diese Kräfte im Bedarfsfall
dadurch verändern, daß der Lagerteil 22 durch Drehen des Handrades 21 in Richtung
der mit dem Handrad verbundenen Gewindespindel verstellt wird.
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Das Maß des Druckanstieges muß während des Aufwickelns der Stärke
des Wickelgutes 29 angepaßt werden, weil sich der Wickeldurchmesser um so schneller
vergrößert, je stärker das Wickelgut ist.
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Diese Anpassung erfolgt durch Regelung der von der Pumpe 7 geförderten
Flüssigkeitsmenge. Da z. B. bei dünnen Bahnen die Durchmesserzunahme je Rollenumdrehung
nur sehr gering ist, muß auch die Fördermenge der Pumpe sehr gering sein. Bei stärkeren
Bahnen muß die Fördermenge proportional vergrößert werden. Da die Einstellung der
Fördermenge durch das Handrad 8 erfolgt, kann in dessen Nähe eine Skala angebracht
werden, die es erlaubt, das Handrad so einzustellen, daß die Fördermenge der Pumpe
genau der jeweils verarbeiteten Stärke des Wickelgutes angepaßt ist.
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Eine weitere Möglichkeit, das Ansteigen der auf die Reibungskupplung
wirkenden Kraft zu regeln, besteht noch darin, daß das Übersetzungsverhältnis zwischen
der Kolbenbewegung und dem Ausschlag des Winkelhebels veränderlich ist. Das geschieht
dadurch, daß die Stange 17 an verschiedenen Stellen des Winkel-
hebels angelenkt
werden kann, die in der Zeichnung durch mehrere Bohrungen in diesem Winkelhebel
angedeutet sind. An Stelle dieser Bohrungen kann in dem Winkelhebel ein Schlitz
vorgesehen werden, der den gelenkigen Zapfen für die Verbindung mit der Stange 17
aufnimmt und an beliebiger Stelle des Schlitzes festgeklemmt werden kann. Dadurch
ist eine stufenlose Verstellbarkeit des Übersetzungsverhältnisses gegeben. Außerdem
kann durch Verstellung der Stange 17 an dem Winkelhebel 18 oder durch eine ähnliche
Verstellung dieser Stange am Hebel 16 die Charakteristik des Druckanstieges geändert
werden, etwa in der Weise, daß der Druck auf die Reibungskupplung gegen Ende des
Wickelvorganges weniger zunimmt, als es dem jeweiligen Durchmesser entspricht, was
oft erwünscht ist.
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Nach Beendigung des Wickelvorganges muß der Kolben 14 wieder in seine
linke Anfangsstellung zurückkehren. Um das zu ermöglichen, wird das Ventil 10 in
der Weise umgestellt, daß der Durchgang zur Leitung 9 getrennt und eine Verbindung
zwischen den Leitungen 11 und 30 hergestellt wird. Infolgedessen sinkt der Druck
in diesen Leitungen und in dem Zylinder 12 ab, und der unter der Wirkung der Feder
31 stehende Kolben 14 drückt die Flüssigkeit bei seiner Bewegung nach links durch
die Leitungen 11. und 30 in den Behälter 32. Dieser steht über die Leitung 33 mit
dem Eingang der Pumpe 7 in Verbindung und führt ihr die nötige Flüssigkeit zu.
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Sobald der Kolben 14 seine Anfangslage erreicht hat, wird das Ventil
wieder umgestellt, wodurch die Anlage für einen neuen Wickelvorgang wieder bereit
ist. Bei dem Anlaufen der Pumpe 7 wird die Flüssigkeit wieder über die Leitungen
9 und 11 dem Zylinder 12 zugeführt.
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Sollte in Ausnahmefällen die rechte Endstellung des Kolbens 14 und
damit die Grenze der Verstellmöglichkeit des Getriebes erreicht sein, dann könnte
innerhalb der Pumpe, der Leitungen und des Zylinders ein erhöhter Flüssigkeitsdruck
auftreten. Um das zu verhindern, ist eine an die Leitung 9 angeschlossene Zweigleitung34
mit einem Überdruckventil 35 vorgesehen, das sich in solchen Fällen öffnet und die
zuviel geförderte Flüssigkeit ebenfalls zum Behälter 32 zurückführt.
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Wenn während eines Abwickelvorganges die Wikkelrolle abgebremst werden
soll, dann kann das, wie schon erwähnt, mit der gleichen Einrichtung geschehen.
Der Hebel 20 wirkt in diesem Fall nicht auf eine Reibungskupplung, sondern auf eine
Bremse, wodurch die Bremskraft entsprechend den Bewegungen der Kolbenstange 15 geregelt
wird. Die Regelung erfolgt jedoch, wie schon erwähnt, in der Weise, daß sich die
Kraft dem abnehmenden Wickeldurchmesser folgend verringert.