DE2219207A1 - Einrichtung zur Aufrechterhaltung eines konstanten Wickelzuges beim Aufbzw. Abwickeln von Stoffbahnen - Google Patents

Description

HYDREL A.G., 8590 Romansftorn (Kt. Thurgau/Schweiz)

Einrichtung zur Aufrechterhaltung eines konstanten Wickelzuges beim Auf- bzw. Abwickeln von Stoffbahnen

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Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zur Aufrechterhai tung eines konstanten Wickelzuges beim Auf- bzw. Abwickeln von Stoffbahnen, mit ölhydraulisch angetriebener Wickelhaspel, deren Drehzahl durch eine durch die Höhenlage einer Tänzerwalze bestimmte elektrische Regelspannung der vorgegebenen oder erforderlichen Geschwindigkeit der Stoffbahn anpassbar ist.

Bei solchen Einrichtungen setzt sich die der Tänzerwalze vorgelagerte Umlenkwalze beim Anlauf des Wickelvorganges derart in Drehbewegung, dass dadurch die Tänzerwalze aus ihrer obersten Stillstandslage absinkt, wodurch eine der

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solcherart verringerten Höhenlage der Tänzerwalze entsprechende Regelspannung auftritt, die eine der betreffenden Höhenlage entsprechende höhere Drehzahl der Wickelhaspel ergibt. Zufolge der Trägheit der Masse der Wickelhaspel kann es nur dazu kommen, dass diese, der abgesenkten Lage der Tänzerwalze entsprechende hohe Drehzahl einige Zeit weiterhin aufrechterhalten und dadurch die Wicke^leistung der Haspel zu gross wird, worauf dann die Tänzerwalze wieder zu weit nach oben ausschlagen würde, statt sich schnellstens in ihre die vorgegebene oder erforderliche Geschwindigkeit der Stoffbahn bedingende Mittellage zu bewegen. Das betreffende, durch das Auf- und Abwärtspendeln der Tänzerwalze verursachte Ueber- bzw. Untersteuern der Drehzahl der Wickelhaspel kann sich längere Zeit hinziehen, bis endlich die Tänzerwalze halbwegs zur Ruhe kommt. Das besagte Ueberpendeln der Tänzerwalze verursacht also während der ersten Zeit nach Ablauf der Einrichtung ein ständiges Schwanken der Intensität des Wickelzuges. Von einem sauberen Aufwickeln mit gleichbleibender Zugkraft hängt aber sehr oft, z.B. in der Textilindustrie, die fachgerechte Weiterbehandlung der Stoffbahn ab, beispielsweise das Einfärben der ganzen, hohe Drehzahl aufweisenden Wickelrolle von innen her.

Erfindungsgemäss werden die genannten Wachteile bei einer Einrichtung der eingangs genannten Art dadurch vermieden, dass durch die der Tänzerwalze in an sich bekannter Weise

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vor- bzw. nachgelagerten Umlenkwalzen zusätzliche, der Drehzahl dieser Umlenkwalzen entsprechende Steuerspannungen vorzugsweise mittels mit den Umlenkwalzen direkt gekuppelter Tacho-Dynamos erzeugbar sind, welche Steuerspannungen gemeinsam mit der durch die Höhenlage der Tänzerwalze bestimmten Regelspannung einem elektronischen Verstärkersatz zuführbar sind, um zusammen mit der Regelspannung über einen elektrohydraulischen Servoregler die für die vorgegebene oder erforderliche Geschwindigkeit der Stoffbahn notwendige Förderleistung der für den ölhydraulischen Antrieb der Wickelhaspel vorgesehenen OeI-pumpe einzuregeln. Durch eine solche Ausbildung wird jedes Ueberpendeln der Tänzerwalze rasch gedämpft, so dass letztere rasch in jener Mittelstellung zur Ruhe kommt, bei welcher die vorgegebene oder erforderliche Geschwindigkeit der Stoffbahn und damit der dieser Geschwindigkeit entsprechende konstante Wickelzug zustande kommt. Wie im folgenden dargelegt, ergibt die erfindungsgemässe Ausbildung sowohl bei Einrichtungen zum Aufwickeln als auch bei solchen zum Abwickeln die angeführten Vorteile.

In weiterer Ausbildung des Erfindungsgegenstandes können die den Drehzahlen der Umlenkwalzen entsprechenden Steuerungsspannungen der durch die Höhenlage der Tänzerwalze bestimmten Regelspannung überlagert sein. Als besonders vorteilhaft hat sich dabei erwiesen, den elektronischen Verstärkersatz, über welchen die Regelspannung und die Steuerspannungen dem elektro-hydraulischen Servoregler zugeführt werden, mit einem Steilheitsregler auszustatten . 209845/0866

In der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes wiedergegeben.

In Fig. 1 ist ein erfindungsgemässer Wickelantrieb mit den hydraulischen Antriebselementen sowie der teils mechanischen, teils elektronischen Steuerung schematisch dargestellt. Das aufzuwickelnde Material 1 wird der der Tänzerwalze 2 vorgelagerten Umkehrwalze 4 der Aufwickelhaspel 5 zugeleitet, wo es trotz zunehmendem Wickelumfang unter gleichbleibendem Zug sauber aufgewickelt werden muss. Die Aufwickelhaspel 5 wird von einem zweckmässigerweise direkt angeflanschten hydraulischen Motor 6 angetrieben, der von einer hydraulischen Pumpe 7 über die Leitung 8 gespiesen wird, während das OeI aus dem hydraulischen Motor über Leitungen 9 und Bremsenventil IO führt noch eine Oelleitung 11 zur Leitung 8 zurück. An Pumpe 7 ist ein elektro-hydraulischer Servoregler für die Einstellung der Pumpenfördermenge vorgeschaltet, der einerseits das OeI über Verbindung 13 aus der Leitung 8 bezieht, während der Servoregler 12 die elektrischen Steuersignale über Leitung 14 aus einem elektronischen Verstärker 15 bekommt. Zum Zwecke einer weitestmöglichen Anpassung der Steuerungsfähigkeit des ganzen Systems an die sich von Fall zu Fall ändernden Verhältnisse, z.B. Schwere bzw. Dichte des Stoffes bei Textilunternehmungen, ist der elektronische Verstärker 15 mit einem an und für sich bekannten Steilheitsregler 16 ausgerüstet, der dem Bedienenden die Möglichkeit in die Hand gibt, den Regelbereich innerhalb der Kennlinie zu variieren und damit

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eine gedämpftere oder rasantere Ansprechweise der Regelspannungsschwankungen auf den elektro-hydraulischen Servoregler 12 der Pumpe 7 zu erzielen, je nach der gewählten Steilheit der Kennlinie. Die Steuerspannungen werden einerseits durch die mit den der Tänzerwelle vor- und nachgelagerten Umkehrwellen 3 und 4 direkt gekuppelten oder durch sie angetriebenen Tacho-Dynamos 17 und 18 geliefert, andererseits durch einen Spannungsregler 19, der direkt durch die Höhenlage der Tänzerwelle 2 über einen in Punkt 20 gelagerten Hebel 21 gesteuert wird/ Die Tacho-Dynamos 17 der Umkehrwelle 3 liefert beispielsweise eine veränderliche, positive Spannung, die Tacho-Dynamos 18 der Umkehrwelle beispielsweise eine veränderliche, negative Spannung zum elektronischen Regelverstärker 15, während vom Spannungsregler 19 eine von der Höhenlage der Tänzerwelle 2 abhängige, veränderliche, positive Steuerspannung dem Verstärker 15 zugeführt wird.

Die Funktionsweise sei anhand der Abb. 1 wie folgt erläutert.

Das zu wickelnde Material 1 rollt entweder direkt aus einer Produktionsmaschine oder einem Abwickler mit vorgewählter Zuführungsgeschwindigkeit über die Umkehrwalze 3 und unter der im Stillstand in ihrer obersten Lage 2b stehende Tänzerwalze 2 hindurch über die Umkehrwalze 4 und von dort auf die am Anfang des Wickelvorganges natürlich noch einen kleinen Durchmesser aufweisenden Aufwickelhaspel 5. Beim Anlauf des

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Vorganges aus dem Stillstand setzt sich die Umkehrwelle 3 zuerst in eine Drehbewegung im Uhrzeigersinn, wobei die Tänzerwalze 2 aus der obersten Stillstandlage absinkt, wodurch über Hebel 21 der Spannungsregler 19 eine entsprechend steigende, positive Spannung über Leitung 22 und Regelverstärker 15 dem elektro-hydraulischen Servoregler 12 zuführt, der dadurch eine dieser Spannung entsprechende Oelmenge der Pumpe 7 auf den Hydromotor 6 fördert und diesen in Drehbewegung versetzt. Die Aufwickelhaspel könnte wegen ihrer Masse und dergemässen Trägheit beim Anlauf zuerst auf eine hohe Drehzahl kommen, die der untersten Lage der Tänzerwalze 2 entspricht, wodurch die Wickelleistung der Haspel 5 für einen Moment zu gross wird, wonach die Tänzerwalze 2 wieder zu weit nach oben ausschlagen würde, statt sich schnellstens auf die eventuell der Mittellage entsprechende Eingabegeschwindigkeit hinzubewegen. Dieses Ueber- und Untersteuern der Aufwickeldrehzahl würde sich noch einige Zeit hinziehen und kaum zur Ruhe kommen, wenn nicht eine zweite und dritte regelbare und höhere Steuerspannung zugeschaltet wäre, die ein Ueberpendeln der Tänzerwalze 2 rasch dämpfen würde. Dies wird durch die von den Umkehrwalzen 3 und 4 angetriebenen, zweckmässigerweise direkt angeflanschten Tacho-Dynamos 17 und 18 bewerkstelligt, die jede für sich eine von der momentanen Drehzahl ihrer Umkehrwalze abhängige, d.h., veränderliche Spannung liefert, d.h. die Tacho-Dynamos 17 eine solchermassen regelbare, positive Spannung, die Tacho-Dynamos 18 eine entsprechende, negative Spannung. Die beiden Spannungen werden dem Regelverstärker 15 über die Leitungen 23 und 24 zugeleitet, von wo sie, verstärkt, wiederum den

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elektro-hydraulischen Servoregler 12 beeinflussen. Sind die beiden Spannungen in Leitung 23 und 24 gleich hoch, so heben sie sich auf und haben deshalb keinen Einfluss auf die Steuerung des elektro-hydraulischen Servoreglers 12. Ist, wie z.B. beim Anlauf, die Drehzahl der Umkehrwalze 3 und damit der Dynamo grosser als diejenige der Umkehrwalze 4 und der Dynamo 18, weil der Antrieb der Aufwickelhaspel 5 ja aus dem Stillstand auf die vorgegebene Zuführgeschwindigkeit gebracht werden soll, so entsteht eine positive Ueberspannüng zwischen Leitungen 23 und 24, wodurch eine zusätzliche Steuerspannung, verstärkt durch Regelverstärker 15, dem elektro-hydraulischen Servoregler 12 zur Verfügung steht, was eine zusätzliche Pumpen-Fördermenge und damit eine grössere Beschleunigung des Hydromotors 6 zur Folge hat.

Beim Bremsvorgang verhält es sich umgekehrt, indem sich die Drehzahl der Umkehrwalze 3 verringert gegenüber derjenigen der Umkehrwalze 4, da letztere wegen der Masse die bereits erzielte Drehzahl noch einige Zeit beibehalten möchte, was einer negativen Ueberspannüng entspricht und wodurch der elektro-hydraulische Servoregler 12 die Fördermenge der Pumpe 7 zurück regelt und zwar zusätzlich zu der von der Tänzerwalze 2 bestimmten Regelung, die ja unter solchen Umständen wegen verringerter Stofflieferung hochsteigt und auch ihrerseits eine Bremsung einleitet.

Bei zunehmendem Wickeldurchmesser 5 möchte dieser der grösseren Masse wegen der Eingabegeschwindigkeit stets voreilen, weshalb die Tänzerwalze 2 langsam höher steigt und so über Spannungsregler 19, elektronischen Verstärker 15, Servoregler 12 und Pumpe 7 die Soll-Geschwindigkeit anstrebt.

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Um eine stärker und schnellere Wirksamkeit der Steuerung mittels der Tacho-Dynamos sicherzustellen, ist zweckmässigerweise eine höhere Spannung als diejenige der Tänzerwalzenregelung zu wählen. Als weitere Massnahme im Sinne einer Schnellkorrektur ist die Schaltung im Regelverstärker so vorgesehen, dass die Tacho-Dynamo-Regelspannungen derjenigen des Tänzerwalzen-Spannungsreglers überlagert sind; dies sichert eine Sofortkorrektur der ebenfalls wegen Trägheit der Masse des Wickelgutes übersteuerten Pendelausschläge der Tänzerwalze. Diese Trägheit steigert sich noch bei feuchtem oder nassem Wickelmaterial, wie z.B. in Textilveredelungswerken, beträchtlich.

Der Regelverstärker 15 ist mit Steilheitsregler 16 ausgestattet, der es erlaubt, den Regelspannungsbereich je nach eingestellter Steilheit zu dehnen oder zu straffen.

Anstelle der Speisung des elektro-hydraulischen Servoreglers durch Leitung 13 ist es im Sinne eines konstanten Regelöldruckes zu empfehlen, eine besondere kleine Speisepumpe vorzunehmen. Der Servoregler ist dann von den unumgänglichen DruckSchwankungen im Arbeitsölkreislauf 8,9,10,11, unabhängig. In der Praxis kommt es vor, dass das Wickelmaterial zwecks Kontrolle, aber auch zur Behandlung des Stoffes bzw. Materials, dem vorstehend beschriebenen Aufwickelhaspel von einer Abwickelhaspel her zugeführt wird, statt direkt aus der Produktionsmaschine. In diesem Fall ist es ebenso wichtig, ja unerlässlich, die Drehzahl des Abwickelhaspels wegen zunehmender Verringerung des Umfanges des Wickels kontinuierlich zu drosseln. Dies wird, wie in Fig. 2 schematisch dargelegt, mit einer gleichen Antriebssteuerung wie für das Aufwickeln bewerkstelligt, mit dem Unterschied, dass die Tänzerwalze 2 ihre tiefste Lage im Stillstand und ihre höchste bei maximaler Stoffgeschwindigkeit einnimmt. Im übrigen ist die Wlrkungs- und Arbeitsweise im Prinzip gleich wie bei der nach Abb. 1 beschriebenen Anlage.

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Claims (3)

PATENTANSPRUECHEi

1. Einrichtung zur Aufrechterhaltung eines konstanten Wickelzuges beim Auf- bzw. Abwickeln von Stoffbahnen, mit ölhydraulisch angetriebenen Wickelhaspel, deren Drehzahl durch eine durch die Höhenlage einer Tänzerwalze bestimmte elektrische Regelspannung der vorgegebenen oder erforderlichen Geschwindigkeit der Stoffbahn anpassbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass durch die der Tänzerwalze (2) in an sich bekannter Weise vor- bzw. nachgelagerten Umlenkwalzen (3,4) zusätzliche, der Drehzahl dieser Umlenkwalzen entsprechende Steuerspannungen vorzugsweise mittels mit den Umlenkwalzen direkt gekuppelter Tacho-Dynämos (17,18) erzeugbar sind, welche Steuerspannungen gemeinsam mit der durch die Höhenlage der Tänzerwalze (2) bestimmten Regelspannung einem elektronischen Verstärkersatz (15) zuführbar sind, um zusammen mit der Regelspannung über einen elektro-hydraulisehen Servoregler (12) die für die vorgegebene oder erforderliche Geschwindigkeit der Stoffbahn notwendige Förderleistung der für den ö!hydraulischen Antrieb der Wickelhaspel (5) vorgesehenen Oelpumpe (7) einzuregeln.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die den Drehzahlen de- Umlenkwalzen (3,4) entsprechenden Steuerspannungen der durch die Höhenlage der Tänzerwalze (2) bestimmten Regelspannung überlagert sind.

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3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der elektronische Verstärkersatz (15), über welchen die Regelspannung und die Steuerspannungen dem elektro-hydraulischen Servoregler (12) zugeführt werden, mit einem Steilheitsregler. (16) ausgestattet ist.

Für Hydrel A.G.; der Patentanwalt:

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