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Elektrischer Antrieb für Umwickelvorrichtungen mit Tragwalzen.
Gegenstand der Erfindung ist ein elektrischer Antrieb für Umwickelvorrichtungen mit Tragwalzen. Das Ziel, das mit dem neuen Antrieb verfolgt wird, besteht darin, die Aufwickelverhältnisse vollständig zu beherrschen, d. h. bei der Aufwicklung gewünschte Wickelhärten zu erzielen, insbesondere gleichbleibende Härte während des ganzen Wickelvorganges, aber auch andere Verhältnisse, z. B. steigende Härte nach dem Wickelkern hin, sollen zu ermöglichen sein.
Es ist bekannt, u. zw. sowohl mechanisch wie elektrisch, sowohl die Aufwickelachse als auch die Papierfördereinrichtungen anzutreiben. Mechanische Einrichtungen setzen der Arbeitsgeschwindigkeit niedrige Grenzen, da durch die zahlreichen Zahnräder ein ruhiger Gang bei den heute üblichen Geschwindigkeiten von beispielsweise 1000m/min. nicht mehr erzielbar ist oder aber die Ausführung der mechanischen Teile ausserordentlich verteuert. Auf einer sehr breiten Rollmaschine müssen die mechanischen Übertragungsteile grosse Abmessungen erhalten, und besonders bei den Zahnrädern ergeben sich erhebliche Umfangsgeschwindigkeiten, ganz abgesehen von den erheblichen Kosten. Hiezu kommt noch, dass die mechanischen Teile sehr unübersichtlich und sehr empfindlich sind.
Man hat daher schon elektrischen Antrieb vorgeschlagen, u. zw. besonderen Motorantrieb sowohl für die Tragwalzen als auch für die Aufwickelwelle. Aber man hat die wirklich auftretenden Erfordernisse nicht erkannt und die beiden Motoren zeitlich hintereinander arbeiten lassen.
Bei der Umwicklung, besser Abwicklung, von einer Rolle und Aufwicklung auf eine andere Rolle, unter Zwischenschaltung von Führungs-und unter Umständen auch Schneidvorrichtungen ergeben sich folgende Verhältnisse.
Die Bahn wird von der Abwickelrolle, die meist noch einer Bremsung unterliegt, auf angetriebene Führungsteile gebracht, so dass zwischen Abwickelrolle und diesen Führungs-bzw. auch Schneidteilen eine Spannung herrscht, die aber nicht konstant, sondern veränderlich ist. Anderseits kommt die Papierbahn mit konstanter Spannung auf die Tragwalzen, die ebenso wie die Fördereinrichtungen einem Antrieb unterliegen, der die Auswirkung der mechanischen Abwickelbremse bei kleiner werdenden Rollendurchmesser ausschaltet.
Die konstante Papierspannung zwischen den Tragwalzen und der voranlaufenden Förderwalze stellt eine Vorspannung dar, und diese muss aufrechterhalten oder nach bestimmten Gesetzen geregelt werden, solange wie sich der Aufwickelvorgang vollzieht. Die Papierbahn soll unter Beanspruchung der Papierelastizität mit grösserer oder geringerer Dehnung aufgewickelt werden. Ein wenig gedehntes Papier ergibt eine weiche Wicklung, ein mehr gespanntes eine harte Wicklung. Massgeblich dafür ist die Papierspannung, mit der das Papier auf die Aufwickelrolle aufgewickelt wird. Diese Auf wickelspannung entsteht zwischen den Tragwalzen und den vorangehenden Förderteilen einerseits und der Aufwickelrolle anderseits und ergibt sich einerseits durch den Auflagedruck der Wickelwelle bzw. der stetig wachsenden Wickelrolle, anderseits durch den Wickelantrieb.
Erfindungsgemäss arbeitet der Antriebsmotor für die Aufwickelwelle während des ganzen Aufwickelvorganges, also von Anfang an bis zu Ende, gleichzeitig mit dem Motor, der die Papierbahn fördert, bei derartigem Schaltzusammenhange zwischen beiden Motoren, dass der Antriebsmotor der Aufwickelwelle jeder Geschwindigkeitsänderung des die Papierförderung bewirkenden Motors folgt. Entweder erfolgt die Speisung beider Motoren aus dem gleichen Stromnetze oder es arbeitet der die Förderung der Papierbahn beeinflussende Antriebsmotor auch auf einen Stromerzeuger, der nun seinerseits den
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Wiekelwellenmotor speist. Der erstere Fall, dass also dieser zwisehengesehaltete Stromerzeuger fehlt, ist anwendbar, wenn gewisse Voraussetzungen gegeben sind, z.
B. wenn der Durchmesser der Wickelwelle und die Enddurchmesser der fertigen Rolle in einem günstigen Verhältnis zueinander stehen.
In beiden Fällen ist durch Einschaltung eines Widerstandes oder sonstiger Regeleinriehtungen das Drehmoment des Antriebsmotors für die Aufwickelwelle regelbar.
Die Zeichnung gibt schematisch eine Darstellung für den oben erwähnten zweiten Fall. Fig. 1 zeigt die auf der Wickelwelle 7 in Aufwicklung befindliche Aufwickelrolle in Stirnansicht mit den zu-
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Wickelwelle 7 erhält ihren Antrieb durch dem Motor 9. Diesen Motor 9 speist ein Stromerzeuger 10, den der Motor 8 antreibt. Hiedurch wird erreicht, dass der Motor 9 genau jeder Geschwindigkeitsänderung des Motors 8 folgt. Läuft der Motor 8 langsam, so ist die vom Stromerzeuger 10 abgegebene Spannung entsprechend geringer, und der Motor 9 läuft dann mit der für Aufrechterhaltung der gewählten Papier- spannungsverhältnisse zweckmässigen Drehzahl. Der Motor 9 wird von Anfang bis Ende der Aufwicklung nicht abgeschaltet.
In dem Speisekreis für den Motor 9 befindet sieh ein Regelwiderstand n, so dass man Änderung des Drehmomentes des Motors 9 nach Wunsch herbeiführen kann. An einem Anzeigegerät 12 kann man jederzeit das eingestellte Drehmoment ablesen. Durch diese AbleseIl1Ïglichkeit in Verbindung mit dem Regelwiderstand kann man für jede Papier-oder Kartonsorte immer wieder die einmal als günstig erkannten Wicklungsverhältnisse einstellen. Verwendet man als Antriebsmotor 9 für den WickelstÅab 7 einen Hauptstrommotor, so muss das Ablesegerät 12 ein Wattmeter sein, damit man auf konstanten Zug einregeln kann.
Der Aufbau der gesamten Maschine mit dem elektrischen Antrieb ist übersichtlich, und es lassen sich Geschwindigkeiten erzielen, die mit den bekannten Einrichtungen niemals erreichbar wären.
Verwendet man als Antriebsmotor 9 einen Nebenschlussmotor, dann erfolgt die Steuerung des Motors in bekannterweise durch die Feldregelung auf die notwendige Umlaufzahl, u. zw. entweder durch ein vom Ankerstrom abhängiges Relais, durch das das Feld des Motors selbsttätig eingeregelt wird, oder durch Regelung des Feldes von Hand aus. In letzterem Falle müsste der Stromzeiger auf einer konstanten Grösse gehalten werden, damit man eine bestimmte Papierspannung an der Aufwickelrolle erhält. Wird aber die ersterwähnte, selbsttätige Stromabhängigkeitsregelung vorgesehen, so braucht man nur mit dem Vorschaltwiderstand die Stromstärke auf die gewünschte Grösse zu bringen ; das Einhalten der konstanten Stromstärke erfolgt dann selbsttätig.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Elektrischer Antrieb für Umwickelvorrichtungen mit Tragwalzen, bei dem sowohl die Tragwalzen als auch die Aufwickelwelle besonderen Motorantrieb haben, dadurch gekennzeichnet, dass der Antriebsmotor (9) der Aufwickelwelle (7) während des ganzen Aufwickelvorganges gleichzeitig mit dem die Förderung und die Tragwalzen bedienenden Motor (8) arbeitet und mit ihm in solcher Schaltverbindung steht, dass der Antriebsmotor (9) jeder Geschwindigkeitsänderung des Motors (8) folgt.
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Electric drive for rewinding devices with support rollers.
The invention relates to an electric drive for rewinding devices with support rollers. The goal pursued with the new drive is to have complete control of the winding ratios, i.e. H. to achieve desired winding hardnesses during the winding, in particular constant hardness during the entire winding process, but also other conditions, e.g. B. increasing hardness towards the winding core should be made possible.
It is known u. between both mechanically and electrically, to drive both the winding axis and the paper conveying devices. Mechanical devices set low limits on the working speed, as the numerous gear wheels ensure a smooth course at today's usual speeds of, for example, 1000 m / min. can no longer be achieved or the construction of the mechanical parts is extremely expensive. On a very wide rolling machine, the mechanical transmission parts must have large dimensions, and particularly in the case of the gears, there are considerable peripheral speeds, quite apart from the considerable costs. In addition, the mechanical parts are very confusing and very sensitive.
It has therefore already proposed electric drive, u. between special motor drive for both the support rollers and the take-up shaft. But the real requirements were not recognized and the two engines were allowed to work one after the other.
During the wrapping, or better unwinding, from one roll and winding onto another roll, with the interposition of guide and possibly also cutting devices, the following relationships result.
The web is brought from the unwinding roller, which is usually still subject to braking, onto driven guide parts, so that between the unwinding roller and these guide or guide parts. there is also a tension that is not constant but rather variable. On the other hand, the paper web comes with constant tension on the carrier rollers, which, like the conveyor systems, are subject to a drive that switches off the effect of the mechanical unwinding brake when the roller diameter becomes smaller.
The constant paper tension between the carrier rollers and the leading conveyor roller represents a pre-tension, and this must be maintained or regulated according to certain laws as long as the winding process is taking place. The paper web should be wound up with greater or lesser elongation under stress of the paper elasticity. A little stretched paper results in a soft wrap, a more stretched a hard wrap. The decisive factor for this is the paper tension with which the paper is wound onto the take-up roll. This winding tension arises between the support rollers and the preceding conveyor parts on the one hand and the winding roller on the other hand and results on the one hand from the contact pressure of the winding shaft or the steadily growing winding roller, on the other hand from the winding drive.
According to the invention, the drive motor for the take-up shaft works during the entire take-up process, i.e. from the beginning to the end, simultaneously with the motor that feeds the paper web, with such switching relationships between the two motors that the drive motor of the take-up shaft follows every change in the speed of the motor causing the paper feed . Either the two motors are fed from the same power grid or the drive motor influencing the conveyance of the paper web also works on a power generator, which in turn controls the
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Wiekelwellemotor feeds. The first case, that is, there is no electricity generator, which is kept separate, is applicable if certain conditions are met, e.g.
B. when the diameter of the winding shaft and the final diameter of the finished roll are in a favorable ratio to each other.
In both cases, the torque of the drive motor for the take-up shaft can be regulated by switching on a resistor or other control device.
The drawing gives a schematic representation for the above-mentioned second case. Fig. 1 shows the take-up roll located on the winding shaft 7 in a front view with the
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The winding shaft 7 is driven by the motor 9. This motor 9 is fed by a power generator 10 which the motor 8 drives. This ensures that the motor 9 precisely follows every change in speed of the motor 8. If the motor 8 runs slowly, the voltage output by the power generator 10 is correspondingly lower, and the motor 9 then runs at the speed that is appropriate for maintaining the selected paper tension conditions. The motor 9 is not switched off from the beginning to the end of the winding.
In the supply circuit for the motor 9 there is a variable resistor n so that the torque of the motor 9 can be changed as desired. The set torque can be read off at any time on a display device 12. This readability in connection with the rheostat enables the winding ratios once recognized to be favorable to be set again and again for each type of paper or cardboard. If a main current motor is used as the drive motor 9 for the winding rod 7, the reading device 12 must be a wattmeter so that a constant tension can be adjusted.
The structure of the entire machine with the electric drive is clear, and speeds can be achieved that could never be achieved with the known devices.
If a shunt motor is used as the drive motor 9, the motor is controlled in a known manner by the field control to the necessary number of revolutions, u. Either by a relay dependent on the armature current, through which the field of the motor is automatically regulated, or by regulating the field by hand. In the latter case the current pointer would have to be kept at a constant size so that a certain paper tension is obtained on the take-up roll. If, however, the first-mentioned automatic current dependency control is provided, then one only needs to bring the current intensity to the desired level with the series resistor; the constant current strength is then maintained automatically.
PATENT CLAIMS:
1. Electric drive for rewinding devices with support rollers, in which both the support rollers and the take-up shaft have a special motor drive, characterized in that the drive motor (9) of the take-up shaft (7) during the entire winding process simultaneously with the motor serving the promotion and the support rollers (8) works and is connected to it in such a way that the drive motor (9) follows every change in speed of the motor (8).