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"Antriebseinrichtung für eine Vorrichtung zum kontinuier-
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lichen Recken von Bändern und Brähten" Die vorliegende Brfindung betrifft
eine Antricbseinrichtung für eine Vorrichtung zum kontinuierlichen Recken von Bänder@
oder Drähten, die mindestelle zwei Spannsätze mit Spanntrommeln gleichen Durchmessers
aufweist, die von einem gemeinsamen Antriebsmotor über je ein Ausgleichsgetriebe
angetrieben bzw. gebremst werden Die Ausgleichsgetriebe dienen dazu, unterschiedliche
sowie schwankende Drehmomente und Geschwindigkeiten der Spanntrommeln auszugleichen
bzw. zu vermeiden. Dies ist notwendig, um einerseits unterschiedliche Banddehnungen
zwischen den Spanntrommeln eines jeden Spannsatzes zu vernteiden und andererseits
Unterschiede in den Trommeldurchmessern auszugleichen. Außerdem wird über die Ausgleichsgetriebe
der Reckgrad der Bänder oder Drähte eingestellt.
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Es sind Antriebseinrichtungen bekannt, bei denen einerseits die Spanntrommeln
eines ersten Spannsatzes und eines zweiten Spanrisatzes untereinander durch Zahnradgetriebe
(Zahnräder kette) starr und andererseits die Zahnradgetriebe über ein Differenzialgetriebe
miteinander verbunden sind, welches von einem Antriebsmotor (Regelmotor) beaufschlagt
wird. Der Nachteil dieser Antriebseinrichtungen besteht darin, daß das
zu
reckende Band einerseits durch unterschiedliche Banddehrungen zwischen den Spanntrommeln
eines jeden Spannsatzes und 2ndererseits durch Unterschiede in den Trommeldurchmessern
kurzzeitig auf den Spanritrommein gleitet und dadurch auf dem Band Rattermarken
entstehen (slip-stick-Effekt): denn die Drehmomente der einzelnen Spanntrornraeln
sind nicht kontrollierbar bzw. einstellbar (s. Klepzig Fachberichte Heft 9/1969).
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Es sind jedoch auch Antriebseinrichtungen bekannt, mit denen sich
an den einzelnen Spanntrommeln definierte Drehmomente zur Erzielung eines bestimmten
Band zuges bis zur Streckgrenze einstellen lassen. Dabei wird jede Spanntrommel
von einer gemeinsamen Antriebswelle aus über je ein Überlagerungsgctriebe angetrieben
bzw. geremst, welches von je einem drehmomentregelbaren Motor (DE-AS 22 35 833)
oder einem von der Antriebswelle ancgetriebenen Regelgetriebe (DE-PS 21 18 051)
beaufschlagt wird. Damit kann zwar an jeder Spanntrommel ein vorgewähltes Drehmoment
eingestellt werden, betrachtet man jedoch die Drehmomente der einzelnen Spanntrommeln
im Hinblick auf die Kinematik der gesamten Spannvorrichtung, so sind sie sehr unterschiedlich.
Das maximale Drehmomentverhältnis von zwei benachbarten Spanntrommeln ist entsprechend
der Funktion T2/T1=e µ α vorgegeben. Die Drehmomentgröße ist abhängig vom
jeweiligen Bandquerschnitt, der bis zur Streckgrenze beansprucht werden soll. Außerdem
sind die Drehmomente durch die unterschiedlichen Auf- und Abwickelkräfte der angrenzenden
Haspeln
der Spannvorrichtung sowie durch die gegebenenfalls zwischen diese eingeschalteten
Biegerichtwalzen beeinflußbar. Infolge dieser schwierigen Drehmomentbestimmung für
die einzelnen Spanntrommeln ist eine exakte Drehmomenteinstellung durch Überlagerungsgetriebe
kaum oder nur unter Anwendung recht aufwendiger meß- und regeltechnischer Geräte
möglich.
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Es ist auch bereits gemäß der DE-OS 19 58 623 vorgeschlagen worden,
jede Zug- und Bremstronuiiel mit der auf sie folgenden über je ein Ausgleichsgetriebe
zu verbinden und die Ausgleich:Jgetriebe jeder Spannseite über je ein diese zusammenfassendes
weiteres Ausgleichsgetriebe von einem einzigen Motor anzutreiben, wobei die letztgenannten
Ausgleichsgetriebe über zwischengeschaltete besondere Bremsdifferentiale sowie über
noch ein weiteres Ausgleichsgetriebe angetrieben werden, das mittels Regelgetriebe
(Drehmomentwandler) zur Einstellung des Reckgrades verstellbar ist.
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Bei einer anderen Antriebseinrichtung dieser Art (DE-PS 21 52 496)
ist die Differenzierungsmöglichkeit dadurch verw bessert, daß - anstelle des einen
Ausgleichsgetriebes an der Hauptantriebswelle - sowohl die Ausgleichsgetriebe zwischen
den benachbarten Trommeln als auch die Ausgleichsgetriebe zwischen den Trommelgruppen
mit je einem Überlagerungsgetriebe versehen sind, das über einen Regelantrieb von
dem Antriebsmotor angetrieben wird.
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Durch die letztgenannten Einrichtungen läßt sich zwar ein Gleiten
des zu reckende Bandes weitgehend vermeiden und unter Aufrechterhaltung bestimmter
Spanndrehmomente auch eine gewünschte Lngng erreichen, wobei e.uch der Oberflächenbeschaffenheit
von Band und Trommeln Rechnung getragen werden kann, jedoch ist der Aufwand an getriehetechnischer
Elnricshw tungen, insbesondere auch an kostspieligen Regelgetrieben sehr hoch, wie
auch die Zeichnungen der genannten Schriften eindeutig erkennen lassen. Dabei dürfte
im Falle der DE-PS 21 52 496 zum Einstellen der Vielzahl von Regelgetrieber ein
weiterer Aufwand an automatischen Meß- und Antriebseinrichtungen erforderlich sein.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, unter Vermeidung der vorgenannten
Nachteile eine Antriebseinrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, durch
die auf einfache Weise eine genaue, den technologischen und kinematischen Anforderungen
entsprechende Einstellung der Drehmomente der Spanntrommeln erreicht wird.
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Ausgehend von einer Antriebseinrichtung für eine Vorrichtung zum kontinuierlichen
Recken von Bändern oder Drähten, die mindestens zwei Spannsätze mit Spanntrommeln
aufweist, die über je ein Ausgleichsgetriebe von einem gemeinsamen Antriebsmotor
aus angetrieben werden, besteht eine Lösung dieser Aufgabe darin, daß alle Ausgleichsgetriebe
über beide Spannsätze hinweg abwechselnd mit dem selben Hauptteil des Planetengetriebes
miteinander
gekuppelt sind und an den außenWiegender Getrieben je ein Antrier£motor angreift,
von denen mindestens einer ein drehzahlregelbarer (Regelmotor) ist.
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Eine andere Lösung dieser Aufgabe besteht darin, daß alle Ausgleichsgetriebe
über beide Spannsätze hinweg abwechselnd mit dem gkichen hauptteil des Planetengetriebes
miteinander gekuppelt sind und an dem außen liegenden Getriebe des trei benden Spannsatzes
ein drehzahlregelbarer Antriebsmotor (Regelmotor) und an dem innen liegenden Getriebe
dieses SsannZ satzes ein Antriebsmotor angreift, der vorzugsweise drehzahlregelbar
ist, wobei im außen liegenden Ausgleichsgetriebe des bremsenden Spannsatzes das
lose Glied des Planetengetriebes undrehbar im Getriebegelläuse festgelegt ist.
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Bei den erfindungsgemäßen Antriebseinrichtungen wird für die Einstellung
der Reckkraft zwischen den Spannsatzes lediglich ein zweiter Antriebsmotor benötigt,
der drehzahlregelbar ist, wobei dessen Drehzahl je nach dem gewünschten Reckgrad
gegenüber dem treibenden Motor auf eine abweichende, geringere oder höhere Drehzahl
einregelbar ist.
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In Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Planetensätze
der Ausgleichsgetriebe untereinander gleich sind, wobei der Planetenträger jeweils
mit der zugehörigen Spanntrommel und die inneren Zentralräder sowie die äußeren
Zentralräder mit je einem, in unterschiedlichen Abständen vom
Planetengetriebe
angeordneten, aufeinander entgegengesetzten Seiten des Getriebegehäuses nach außen
führendem Winkel@etriebe verbunden sind, deren entsprecllende Achsen bei allen Getrieben
miteinander fluchten. Diese Ausbildung hat den Vorteil, daß sich die Drehmomentverhältnisse
zwischen den Spannrollen entsprechend der Funktion eµ. α durch geeignete Wahl
der Übersetzung der Winkel@etriebe programmieren lassen. Die Größe der Drehmomente
selbst kann dabei unbeachtet bleiben, sie stellen sich entsprechend dem gewählten
Verhältnis automatisch ein.
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Dabei ist ein besonderer Vorteil dieser Ausbildung der Ausgleichsgetriebe,
daß sie wegen der großen Anzahl gleicher und einfacher Bauelemente erheblich wirtschaftlicher
herstellbar sind als die obengenannten bekannten Antriebe.
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Darüber hinaus ist eine derartige Antriebseinrichtung einfacher zu
hanähaben, da nur die Antriebsmotoren geregelt werden. Gleichwohl werden damit dieselben
Vorteile erreicht wie bei den bekannten Antriebseinrichtungen.
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Die Winkelgetriebe der Ausgleichsgetriebe können in an sich bekannter
Weise Kegelradgetriebe, die gegebenenfalls achsversetzt ausgebildet sind, oder auch
Schneckengetriebe sein.
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Zusammengefaßt ergeben sich für beide erfindungsgemäßen Lösungen der
Aufgabe insbesondere folgende 7orteile: 1. Einfache Einstellung des Reckgrades.
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2. Fest eingestelltes Drehmomentenverhältnis zwischen den Spanntrommeln
eines Spannsatzes. Die Drehmomentenverhältnisse können optimal abgestimmt werden.
Dadurch gleichmäßiger
Trommelverschleiß und längere Laufzeit derselben.
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3. Großer Bereich an Nenkräften, dabei geringen Kräften der Wickler
ziehen kann. Die Differenz aus der Wicklerleistung zur Haspelleistung fließt generatorisch
in den Antriebsmotor, daher Rückgewinnung von Energie.
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4. Unterschiedliche Kräfte an treibendem und bremsendem Spannsatz
durch Drehmomentzugabe oder -abnahme.
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5. Kein Abschalten von Anlageteilen bei geringen Nennkräften im Reckgut.
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6. Großer feinfühliger Regelbereich. Keine aufwendigen Kompensationseinrichtungen.
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7. Leichtes Einfädeln des Bandes, da nur ein Antriebsmotor.
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8. Schnellauf der Anlage ohne Abschalten von Regelteilen.
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9. Gleiche bzw. nahezu gleiche Getriebeeinheiten.
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lo. Keine aufwendige Regelung an Wickler und Haspel über den Nennbereich.
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11. Keine Messung der Drehmomente an den einzelnen Trommeln.
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12. Geringere Störanfälligkeit, da nur zwei Motoren verwendet werden
(ein Antriebsmotor und ein Regelmotor).
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13. Geringere Herstellungskosten als bei den bisher bekannten Anlagen.
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In der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung schematisch
dargestellt.
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Fig. 1 zeigt eine Seitenansicht der Reckeinrichtung, Fig. 2 zeigt
eine Draufsicht auf die Antriebseinrichtung nach der einen Lösung,
Fig.
3 eine Draufsicht auf die Antriebseinrichtung nach der anderen Lösung, Fig. 4 ein
Ausgleichsgetriebe in vergrößerter Darstellung.
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Die Reckvorrichtungen bestehen jeweils aus dem treibenden Spannsatz
1 und dem bremsenden Spannsatz 2, die jeweils vier Spanntrommeln 3 aufweisen, über
die das zu reckende Band 4 geführt ist, welches eine Laufrichtung nach rechts hat.
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Mit den Spanntrommeln 3 sind die Ausgleichsgetriebe 5 bzw.
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5a bzw. 5b bzw. 5c verbunden, die je aus einem Planetentrieb 6 und
den Winkelgetrieben 7 und 8 bestehen. Der Planetenradträger 9 ist jeweils entsprechend
der Bauweise nach Anspruch 3 über eine Kupplung 21 mit den Spanntromnleln 3 verbunden,
während das äußere Zentralrad lo mit dem Winkelgetriebe 7 und das innere Zentralrad
11 mit dem Winkelgetriebe 8 verbunden ist, wobei die Winkelgetriebe als achsversetzte
Kegelradgetriebe ausgebildet sind, Die Querwellen 17 der Winkelgetriebe 7 bzw. 18
der Winkelgetriebe 8 haben jeweils gleiche Abstände von dem zugehörigen Planetengetriebe
6 und sind mit jeweils einem ihrer Enden nach außen geführt sowie mit den entsprechenden
Trieben der benachbarten Ausgleichsgetriebe über Kupplungen 19 miteinander gekuppelt,
wobei jeweils die inneren Zentralräder 11 durch die Querwellen 18 und die äußeren
Zentralräder lo aller Ausgleichsgetriebe 5 bzw. 5a bzw. 5b bzw. 5c durch die Querwellen
17 untereinander sowie die beiden Spannsätze 1 und 2
über Kupplungen
20 durch eine Verbindungswelle 12 miteinander verbunden sind Bei der einen Bauweise
gemäß Fig. 2 sind die inneren Zentralräder 11 der außen liegenden Ausgleichsgetriebe
5a mit je einem Antriebsmotor 13 bzw. 14 verbunden, von denen mindestens einer (z.B
13) drehzahlregelbar (Regelmotor) sein muß. Der andere Motor, z.B. 14, dient zum
Ziehen des Bandes durch die Spanntrommeln, während der regelbare Motor, z.B.
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13, mit einer niedrigeren oder höheren Drehzahl gegenüber dem Motor
14 die Einstellung des Reckgrades bewirkt. Beide Motoren können auch umgekehrt angeordnet
sein. Es ist jedoch zweckmäßig, beide Motoren drehzahlregelbar auszulegen, wenn
es notwendig ist, in verschiedenen Geschwindigkeitsbereichen zu arbeiten Bei der
anderen Bauweise gemäß Fig. 3, welche nahezu die gleichen Bauelemente aufweist wie
die Bauweise nach Fig. 2, riuß der drehzahlregelbare Motor 13 am äußeren Ausgleichsgetriebe
5a des treibenden Spannsatzes 1 angeordnet und der andere Motor 14, der regelbar
sein kann, am innen liegenden Getriebe 5b dieses Spannsatzes angeordnet sein, wobei
dieses Getriebe einen weiteren axial austretenden Wellenanschluß 8a des Winkelgetriebes
8 hat. Dabei entfällt im außen liegenden Ausgchsgetriebe 5c des bremsenden Spannsatzes
2 das Winkelgetriebe 8, und die Welle des inneren Zentralrades 11 ist undrehbar
im Getriebegehäuse 16 festgelegt.
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In beiden Ausführungsbeispielen bewirkt der Regelmotor 13, der am
inneren Zentralrad 11 angreift, durch Verdrehung eine Verspannung der beiden Spannsätze,
wenn die Spanntrommeln durch das Reckgut verbunden sind, da das innere Zentralrad
des entsprechenden Ausgleichsgetrlebes des bremsenden Spannsatzes festgehalten ist.
Diese Winkeländerung am Zentralrad GBt durch Übersetzungsaufteilung zwischen den
Ausgleichsgetrieben der benachbarten Trommeln abgestinelte Drehmomente entstehen.
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Als Regelmotoren können elektrische, hydraulische oder beliebige mechanische
Verstellmotoren benutzt werden. Der Antriebmotor 14, der drehzahlregelbar sein kann,
bewirkt die Grundgeschwindigkeit der Trommeln. Die Ausgleichsgetriebe ermöglichen
durch selbständigen Ausgleich der Bewegungen die Korrekturen der Geschwindigkeiten
der Trommeln.
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