-
Vorrichtung zum Umziehen von Stoffbahnen beim Färben für Laboratoriumszwecke
Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Umziehen: von Stoffbahnen beim
Färben für Laboratoriumszwecke.
-
Beim Färben von Stoffbahnen ist es erforderlich, diese in der Färbeflotte
so umzuziehen, daß die gesamte Länge der Bahnen möglichst gleichmäßig mit der Flotte
in Berührung kommt. Dies ist besonders wichtig bei Laboratoriumsvorrichtungen, in
denen die Färbeeigenschaften bestimmter Farbstoffe oder zu färbender Gewebe untersucht
werden sollen.
-
Zum Umziehen von Stoffbahnen in der Färbeflotte sind bereits Vorrichtungen
mit zwei.Aufwickelwalzen bekannt, auf welche die zu färbende Stoffbahn abwechselnd
auf- bzw. abgewickelt wird. Bei diesen Anordnungen wird jeweils nur die aufwickelnde
Walze angetrieben. Die bekannten Anordnungen dienen für Produktionszwecke, also
zum Färben sehr langer Stoffbahnen, so daß das Umschalten des Antriebes auf die
jeweils aufwickelnden Walzen von Hand vorgenommen werden kann. Für Versuchszwecke
ist eine solche Handbedienung umständlich, da hier im allgemeinen nur kurze Stoffbahnen
gefärbt werden.
-
Die Erfindung betrifft demgegenüber eine für Labo: ratoriumszwecke
bestimmte Vorrichtung zum Umziehen von Stoffbahnen beim Färben. Die beiden Enden
der Stoffbahn sind bei einer solchen Vorrichtung an den Aufwickelwellen befestigt,
auf die die Stoffbahn abwechselnd auf- und abgewickelt wird, wofür eine Antriebsvorrichtung
vorgesehen ist, die jeweils nur die aufwickelnde Welle antreibt. Die Erfindung besteht
darin, daß der Antrieb von der einen Welle auf die andere Welle selbsttätig umschaltbar
ist durch den Anstieg des Antriebsdrehmomentes an der jeweiligen Antriebswelle nach
vollständigem Aufwickeln der Stoffbahn auf dieser.
-
Der Erfindungsgegenstand wird an einigen Ausführungsbeispielen erläutert,
die in den Zeichnungen dargestellt sind.
-
Fig. 1 und 2 zeigen die grundsätzliche Anordnung in Ansicht und Grundriß;
Fig. 3 bis 5 geben Einzelheiten eines Ausführungsbeispiels =wieder, bei dem Reibräder
zur Anwendung kommen; Fig. 6 und 7 zeigen ein Ausführungsbeispiel unter Verwendung
von Zahnrädern, während gemäß Fig. S bis 10 zwei Differentiale vorgesehen sind.
Fig. 1 zeigt die erfindungsgemäße Anordnung im Aufriß. In dem Färbebecher 10 befindet
sich innerhalb der Färbeflüssigkeit 12 die zu färbende Stoffbahn 14. Die beiden
Enden der Bahn sind an den Wellen 16 und 18 befestigt. Der Antrieb der beiden Wellen
erfolgt über einen Getriebekasten 20, welcher den Antriebsmotor 22 trägt.
-
Die Fig.2 zeigt einen Schnitt durch den Färbe-Becher 10 entlang der
Linie A-A. Die zu färbende Bahn 14 ist beispielsweise mittels geschlitzter,
hülsenförmiger Klammern 24 mit je einem Ende auf je einer der beiden Wellen 16 und
18 befestigt. Die Haltewirkung der beiden Hülsenfedern muß dabei so groß sein, daß
ein Herausziehen der Stoffbahnen bei den auftretenden Antriebsmomenten nicht möglich
ist. Darstellungsgemäß ist die Bahn S-förmig aufgewickelt, es läuft also jede Welle
beim Aufwickeln im gleichen Drehsinn, darstellungsgemäß im durch die Pfeile 26 und
28 angedeuteten Uhrzeigersinn. Die Bahn wird also bei Antrieb der Welle 16 in Richtung
des Pfeiles 30 von der Welle 18 auf die Welle 16 gewickelt, bei Antrieb der Welle
18 im Sinne des Pfeiles 32 von der Welle 16 auf die Welle 18 zurückgewickelt.
-
Gemäß der Erfindung erfolgt der Antrieb der beiden Wellen in der Art
und Weise, daß jeweils nur die aufwickelnde Welle durch den Motor angetrieben wird,
während die andere Welle frei ablaufen kann. Ist der Streifen bis zum Ende abgewickelt,
so hält er infolge der Befestigung des Stoffstreifens an der abrollenden Welle die
aufwickelnde Welle fest. Das Drehmoment an der Aufwickelstelle steigt sprunghaft
an. Diese sprungartige Erhöhung des Drehmomentes wird erfindungsgemäß dazu benutzt,
um im Getriebe 20 die Umschaltung des Antriebes von der bisher aufwickelnden auf
die bisher abrollende Welle vorzunehmen. So wird die Stoffbahn dauernd in ihrer
vollen Länge zwischen den beiden Wellen hin und her
gewickelt, so
daB - mit Ausnahme des unter der Befestigungsfeder eingeklemmten Teils - die gesamte
Stoffbahn gleichmäßig durch die Färbeflotte gezogen wird. Der Aufwickelvorgang ist
dabei völlig unabhängig von der zufälligen Länge der Stoffbahn, die innerhalb der
gegebenen Platzverhältnisse beliebig sein kann. Eine spezielle Einstellung des Gerätes
auf die jeweils gerade verwendete Stofflänge ist nicht erforderlich.
-
Die Fig. 3, 4 und 5 zeigen Einzelheiten des Antriebes in einem ersten
Ausführungsbeispiel. Die beiden Wickelwellen 40 und 42 tragen an ihrem oberen Ende
je ein Reibrad44 und 46. Der Motor treibt die Welle48 und das daran befestigte Zahnrad
50. Um die Welle 48 drehbar gelagert ist ferner ein Hebel 52, der an seinem anderen
Ende ebenfalls drehbar einen zweiten Hebel 54 trägt. Eine in der Spannung durch
die Schraube 55 einstellbare Feder 56 zieht die Enden der Hebel 52 und 54 gegeneinander.
Am Ende des Hebels 52 und 54 ist je ein Zahnrad 58 und 60 gelagert, wobei das Zahnrad
58 im Zahnrad 50 und das Zahnrad 60 im Zahnrad 58 kämmt. Mit der Achse des Zahnrades
60 ist festverbunden ein Treibrad 62. Die Antriebswelle 48 ist genau in der Mitte
zwischen den Antriebswellen 40 und 42 angeordnet, so daß das Treibrad 62 je nach
Lage des Hebelgelenkes entweder auf dem Reibrad 44 oder auf dem Reibrad 46 aufliegen
kann. Die Reibräder 44 und 46 sind in Aussparungen einer feststehenden Scheibe 64
derart angeordnet, daß ihr Umfang etwas über den Umfang der Scheibe 64 vorsteht.
Seitlich der Reibräder 44 und 46 sind drehbar gelagerte Rollen 66 und 68 angeordnet,
so daß sich zwischen Rad 44 und Rolle 66 bzw. Rad 46 und Rolle 68 je eine gegenüber
denn Umfang der Scheibe 64 zurückstehende Vertiefung bildet. In der Darstellung
der Fig. 5 läuft das Treibrad 62 auf Reibrad 44 und Rolle 66 und treibt damit die
Welle 40 an. Da Reibrad 44 und Rolle 66 eine Vertiefung bilden, weist die Feder
56, welche das Treibrad 62 gegen die Scheibe 64 drückt, ein Minimum an Dehnung auf.
Ist die Stoffbahn ganz auf der Welle 40 aufgewickelt, so wird dadurch die Welle
40 festgehalten, d. h. das von ihr aufgenommene Drehmoment steigt plötzlich an.
Um diesem Drehmoment auszuweichen, rollt das Treibrad 62 auf dem so festgehaltenen
Rad 44 gemäß Fig. 5 nach obenhin ab und gelangt auf den oberen Umfangsteil der Scheibe
64. Sie rollt darauf ab, bis sie in die zwischen Rolle 68 und Reibrad 46 gebildete
Vertiefung einfällt. In dieser Lage wird nunmehr die Welle 42 angetrieben, während
die Welle 40 frei abwickeln kann. Dies dauert so lange, bis der Stoffstreifen auf
der Welle 42 vollständig aufgewickelt ist, so daß nunmehr die Welle 42 festgehalten
wird. Das Treibrad 62 weicht wieder aus, rollt auf dem festgehaltenen Rad 46 ab
und gelangt über den unteren Umfang der Scheibe 64 wiederum in die durch die Rolle
66 und Rad 44 gebildete Vertiefung. Dieses Spiel wiederholt sich jedesmal, sobald
der Stoffstreifen vollständig aufgewickelt ist und so die bisher antreibende Welle
festhält. Mittels der Justierschraube 55 kann die Zugkraft der Feder 56 so justiert
werden, daß bei dem zum Umwickeln des Streifens erforderlichen Drehmoment das treibende
Rad 62 jeweils stationär in der durch das antreibende Rad und die Nebenrolle gebildeten
Vertiefung läuft und das für den Antrieb der Welle notwendige Drehmoment überträgt,
während sie beim Ansteigen des Drehmomentes über diesen Wert auf dem bisher angetriebenen
Rad abrollt und so über den Umfang der Scheibe 64 auf die gegenüberliegende Rolle
gelangt. Die Fig. 6 und 7 zeigen ein weiteres Beispiel. Die Wellen 70 und 72 tragen
an ihrem oberen Ende je ein Zahnrad 74 und 76. Jeweils eines dieser Zahnräder wird
über ein Zwischenrad 78 von dem auf der Motorwelle 80 sitzenden Zahnrad 82 angetrieben.
Das Zahnrad 78 sitzt auf einer um die Antriebswelle 80 drehbaren Wippe 84. Es kann
also je nach der Lage der Wippe entweder das Zahnrad 74 oder das Zahnrad 76 mit
dem Rad 82 kuppeln. Der Arm 85 der Wippe 84 wird nun in einem Stiftrad 86 gegen
Drehung festgehalten, wobei das Stiftrad 86 seinerseits durch eine Kugel 88 festgehalten
wird, welche durch eine Feder 90 in den Zwischenraum zwischen zwei Stiften des Rades
86 gedrückt wird. In der dargestellten Lage wird die Welle 72 angetrieben. Ist die
Stoffbahn auf der Welle 72 vollständig aufgewickelt, so hält sie die Welle fest.
Das Zahnrad 78 versucht auf dem Zahnrad 76 abzurollen. Dadurch steigt. die vom Zahnrad
78 auf die Wippe 84 ausgeübte Reaktionskraft, bis. diese die Hemmung des Stiftrades
86 durch Kugel 88 und Feder 90 überwinden kann und in die Gegenstellung umschlägt.
In dieser überträgt das Zahnrad 78 nunmehr das Drehmoment von der Motorwelle auf
das Zahnrad 74. Es wird in dieser Stellung gehalten dadurch, daß nunmehr das Ende
94 der Wippe 84 auf einem Stift des Stiftrades 86 aufliegt. Ist der Streifen der
Welle70 vollständig aufgewickelt, so bewirkt die Reaktionskraft wiederum das Umschlagen
der Wippe. Dieses Spiel wiederholt sich jeweils, sobald der Streifen auf einer der
beiden Wellen vollständig aufgewickelt ist und dadurch die Aufwickelwelle festhält.
Das zum Umschlagen erforderliche Drehmoment und damit der auf den Stoffstreifen
während des Umschlagens ausgeübte Zug läßt sich durch Verstellen der Spannung der
Feder 90 regeln.
-
Der Vorteil dieser Anordnung gegenüber der Anordnung der Fig. 3 bis
5 liegt in einem erheblich vereinfachten. Aufbau sowie in einer Möglichkeit, die
Stoffspannung beim Umschalten auch während des Laufens der Apparatur zu justieren.
Dies ist möglich, weil bei der Anordnung der Fig. 6 und 7 die zur Justierung dienende
Feder 90 ortsfest ist. Im Gegensatz dazu läuft bei der Anordnung der Fig. 3 bis
5 die zur Justierung dienende Feder 56 mit dem Hebeldreieck 52/54 absatzweise um.
-
Die Fig. 8 bis 101 zeigen ein drittes Ausführungsbeispiel, bei welchem
das Umsteuern durch das abwechselnde Festhalten der Räderkäfige zweier Differentiale
erfolgt. Die Wickelachsen 102 und 104 werden über die Differentiale 106 und 108
und die Zahnräder 110 und 112 durch das auf der Motorwelle 114 befindliche
Zahnrad 116 angetrieben. Die Räderkäfige 118 und 120 der beiden Differentiale 106
und 108 greifen mit je einem Haltestift 122 und 124 in ein Stiftrad 126 mit drei
Stiften 128 ein. Die Lage des Stiftrades ist durch ein weiteres mit dem Rad 126
eine bauliche Einheit bildendes sechsstiftiges Rad 130, und die Kugel 132 mit Feder
134 so fixiert, daß immer entweder der Haltestift 122 oder 124 festgehalten wird,
während der andere Haltestift frei ist, so daß der zugehörige Käfig frei umlaufen
kann. Um zu vermeiden, daß beim Umschalten einer der Stifte 128 gegen einen Haltestift
ansteht und so das Stiftrad 126 am Drehen verhindert wird, sind die Haltestifte
mittels *der Federn 129 federnd in den Käfigen 118 und 120 gelagert. In dem dargestellten
Zustand wird der Käfig 120 durch Anliegen. des Haltestiftes 124 an. einen der Stifte
128 des Stiftrades 126 festgehalten. Es wird also die Welle 104 von der Motorwelle
114 über die Zahnräder 116/112 und über das im feststehenden
Käfig
120 umlaufende Kegelrad 136 angetrieben und der Stoffstreifen auf der Welle 104
im Sinne des Pfeiles 138 aufgewickelt. Durch den abwickelnden Stoffstreifen wird
die Welle 102 im Sinne des Pfeiles 140 mitgenommen.
-
Die Welle 102 läuft also im gleichen Drehsinn um wie das ebenfalls
von der Welle 114 über das Zahnrad 116 angetriebene Zahnrad 110. Da beide Wellen
über das Planetenrad des Differentials 106 fest im Eingriff sind, muß dies ausgeglichen
werden durch ein entsprechendes Umlaufen des Käfigs 118 des Differentials 106, was
ohne weiteres möglich ist, da der Vorsprung 122 bei der dargestellten. Lage des
Stiftrades 126 frei ist. Ist der Streifen vollständig auf der Welle 104 aufgewickelt,
so hält er die Welle 104 fest. Die über das Kegelrad 136 auf den Käfig 120 des Differentials
108 ausgeübte Reaktionskraft reicht aus, um über den Vorsprung 124 die Hemmkraft
der Feder 134 zu überwinden und dadurch das Stiftrad um eine Teilung der Stifte
130 zu verdrehen. In dieser Stellung ist nunmehr der Käfig 120 frei und der Käfig
118 fest. Das Antriebsmoment wird also jetzt auf die Welle 102 übertragen, welche
nunmehr den Streifen von der jetzt frei umlaufenden Welle 104 abwickelt.
-
Die Vorteile der Anordnung gemäß den Fig. 8 bis 10 liegen darin, daß
bei diesen weder Reibrollen verwendet werden, wie bei der Anordnung der Fig. 3 bis
5, noch Zahnräder in oder außer Eingriff gebracht werden müssen, wie bei der Anordnung
der Fig. 6 und 7. Die Anordnung arbeitet also praktisch ohne Verschleiß. Bei der
Verwendung von Treibrädern tritt bei höheren an der Wickelwelle erforderlichen Drehmomenten
eine gewisse Abnutzung der Reibflächen auf, desgleichen ist die Verwendung von Reibrädern
bei den oft in Färbereien bestehenden angreifenden Atmosphären gelegentlich unzweckmäßig.
Bei der Anordnung der Fig. 6 und 7 läßt sich beim Umschlagen eine gewisse Beanspruchung
der Zähne der in und außer Eingriff kommenden Zahnräder nicht ganz vermeiden.