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Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Lagesteuerung einer laufenden Materialbahn mit wenigstens zwei Bandkantenabtastern, die jeweils eine Hauptdüse zur Abgabe eines Freistrahles und eine mit Abstand von der Hauptdüse gegenüberliegenden Auffangdüse in Verbindung mit einer Signalleitung eines fluidischen
Schaltkreises aufweisen, auf die eine Vorrichtung zur Steuerung der Bandkantenlage anspricht und je nach der
Lage des Bandes die jeweils aus einer Hauptdüse austretenden, in Richtung auf eine Auffangdüse strömenden
Freistrahlen von dem Band unterbrochen oder freigegeben sind.
Einrichtungen der vorstehenden Art sind bereits bekanntgeworden. Solche Einrichtungen benötigen bisher vielfach photoelektrische Zellen mit entsprechenden Lichtquellen und stehen mit elektronischen Schaltkreisen in
Verbindung, wobei mittels Kraftübertragern die Lage des laufenden Bandes bzw. der laufenden Bahn gesteuert werden kann. Es gibt eine grössere Anzahl von Positionierungen für Kanten laufender Bänder, von denen die eine darin besteht, dass das eine Ende einer Welle oder Achse, welche eine Bandrolle trägt, in einem festen Punkt gelagert ist und das andere Ende auf-und abwärts bewegbar ist. Bei der Bandrolle kann es sich um eine
Umlenkrolle handeln, über die das Band läuft oder es kann sich um eine Vorratsrolle (beispielsweise eine
Papierrolle) handeln, von der das Band abgezogen wird.
Durch ein Anheben des beweglichen Wellenendes gegenüber dem festen Wellenende wird erreicht, dass das Band sich zum festen Wellenende hin verschiebt, und durch ein Absenken des beweglichen Wellenbandes wird erreicht, dass das Band sich zum beweglichen Wellenende hin verschiebt.
Schwierigkeiten mit derartigen bekannten Einrichtungen zur Lagesteuerung von bewegten Bändern bestehen vor allem darin, dass empfindliche und störanfällige Photozellen in Verbindung mit elektronischen
Schaltkreisen verwendet werden müssen. Photozellen und deren Lichtquellen, die unmittelbar gegenüber heissen
Bändern (z. B. warm gewalzten Metallblechen) angeordnet sind, werden durch die Temperatureinflüsse leicht beschädigt. Befinden sich vor den Photozellen Schutzfenster, so werden diese leicht verschmutzt und müssen häufig gereinigt werden, um ein einwandfreies Arbeiten der Photozellen sicherstellen zu können. Elektronische
Schaltkreise sind relativ störanfällig, wobei die Störungen häufig nicht sogleich erkennbar sind.
Weitere bekannte Einrichtungen zur Lagesteuerung von bewegten Bändern benutzen als Kantenabtaster Magnetgeräte. Solche magnetischen Abtaster sind jedoch gegenüber Bandkanten nicht sehr empfindlich.
Ausserdem sind sie gegenüber photoelektrischen Abtastern relativ aufwendig.
Weiterhin ist bereits eine Einrichtung zur Lagesteuerung eines laufenden Bandes oder laufenden Bahn bekanntgeworden, die einen Abtastkopf umfasst, der quer zum Band mit Abstand voneinander zwei Düsensätze zur Abgabe von Freistrahlen enthält, von denen jeweils eine Düse oberhalb des Bandes und zwei Düsen unterhalb des Bandes angeordnet und der oberen Düse entgegengerichtet sind. In der Sollage des Bandes sind beide Düsenpaare unterbrochen und bei Abweichungen des Bandes zur einen oder zur andern Seite ist jeweils ein Düsenpaar unterbrochen und das andere Düsenpaar freigegeben. Die Düsen sind über ein Leitungssystem an eine Strömungsquelle und an zwei membrangesteuerte Ventileinheiten zur Steuerung eines Arbeitskolbens angeschlossen. Die Ventile bestehen aus einer Vielzahl von Einzelteilen und sind daher in der Herstellung und Wartung aufwendig.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Einrichtung der eingangs genannten Art anzugeben, die besonders einfach im Aufbau und auch nach längeren Arbeitszeiten praktisch wartungsfrei ist. Dabei soll die Einrichtung gegenüber ihrer Umgebung insbesondere gegen Wärmestrahlen und Staub- oder Schmutzeinflüssen weitgehend unempfindlich sein.
Die Erfindung löst die Aufgabe in der Weise, dass die Strömungsmittelquelle zum Betrieb des Schaltkreises jeweils über einen Strömungswiderstand einerseits an je eine Auffangdüse und anderseits an die Steuerdüse je eines Strömungsverstärkers angeschlossen ist.
Vorteilhafte Ausführungen sowie Weiterbildungen der Erfindung können den Merkmalen der Ansprüche am Schluss der Beschreibung entnommen werden. Die erfindungsgemässe Einrichtung ist für beliebige Bandmaterialien, wie z. B. Papier oder heisse Metallbleche, gleich gut geeignet.
Vorteilhafterweise werden die fluidischen Kantenabtaster nach der Erfindung mit Druckluft betrieben. Der, fluidische Schaltkreis unterliegt vorteilhafterweise keiner Wartung, da nur fluidische Elemente ohne bewegliche Teile Verwendung finden. Eine Verschmutzung der Düsen der Kantenabtaster kann nicht auftreten, da während des Betriebes ständig Strömungsmittel aus den Düsen entweicht, auch wenn die aus der Haupt- und der Auffangdüse eines Kantenabtasters austretenden, aufeinander zugerichteten Freistrahlen von dem aus seiner Normallage ausgewanderten Band oder Bahn freigegeben werden. So ist durch die erfindungsgemässe Einrichtung dafür gesorgt, dass der aus der Hauptdüse austretende Strahl nicht in die Auffangdüse eindringen und dabei mitgerissene Schmutzteilchen in die Auffangdüse tragen kann.
Die Erfindung wird in den Zeichnungen lediglich an Hand eines Ausführungsbeispiels näher beschrieben und erläutert : Fig. l zeigt eine perspektivische Darstellung eines Bauteiles zur Aufnahme eines in der erfindungsgemässen Einrichtung verwendeten fluidischen Schaltkreises. Fig. 2 zeigt eine schematische Darstellung einer erfindungsgemässen Einrichtung.
In Fig. l besteht das Bauelement aus einer relativ flachen, im wesentlichen rechteckigen Anschlussplatte - -1--, deren Oberseite eine aus Fig. l erkennbare, sich über einen wesentlichen Teil der Platte erstreckende
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--3-- umgebenmit den Öffnungen --9-- in Verbindung stehen.
Ein mit--6'--bezeichneter Versorgungsanschluss, der im Beispielsfall einen grösseren Durchgangsquerschnitt wie die übrigen Leitungsanschlüsse --6-- aufweist, steht über einen den Rand-3durchdringenden Kanal --8'-- mit der Ausnehmung --2-- in Verbindung. Auf diese Weise kann Strömungsmittel von einer nicht gezeichneten Strömungsquelle zur Druckmittelversorgung der noch zu beschreibenden Schaltkreise in die Ausnehmung--2--geleitet werden, von wo aus es unmittelbar zu den Schaltkreisen gelangt.
Das Bauelement besteht weiter aus einer Strömungsleitplatte --11-- (Schaltkreisplatte) von gleicher Länge und Breite wie die Anschlussplatte--l--sowie einer Zwischenplatte--12--, die zwischen der Strömungsleitplatte-11--und der Anschlussplatte--l--angeordnet ist. Die Zwischenplatte--12dient einerseits zum Abdecken von Haupt-, Steuer- und Auffangkanälen mit Zu- und Abströmöffnungen in der Strömungsleitplatte --11--. Ausserdem ist die Zwischenplatte--12--mit dem Rand--3--der Anschlussplatte--l--fest verbindbar, um die Ausnehmung --2-- nach aussen dicht abschliessen zu können.
In der Zwischenplatte --12-- befinden sich Ein- und Austrittsöffnungen, die die Kanäle in der Strömungsleitplatte --11-- mit den Öffnungen --9-- in dem Rand --3-- verbinden. Gegebenenfalls sind weitere Öffnungen zur Verbindung des Raumes --2-- mit Kanälen der Strömungsleitplatte --11-vorgesehen.
Sind die Platten-l, 11 und 12-- miteinander verbunden, so ist ein kompaktes Blockschaltelement geschaffen, das an der einen Stirnseite Leitungsanschlüsse --6-- und an der andern Stirnseite nicht dargestellte Kupplungsteile aufweisen kann, die die Verbindung von Blockschaltelementen untereinander erleichtert.
In Fig. 2 ist eine Papierbahn-16--gezeigt, die von einer Rolle --17-- abgezogen werden kann oder über eine Umlenkrolle läuft, welche auf einer Welle --18-- drehbar gehalten ist. Die Papierbahn --16-- ist durch zwei hintereinander angeordnete Band- bzw. Bahnkantenabtaster --19,21-- geführt. Die Abtaster sind im wesentlichen U-förmig ausgebildet, wobei sich jeweils der eine Schenkel unterhalb der Papierbahn und der andere Schenkel oberhalb der Papierbahn erstreckt. Jeweils die oberen Schenkel--22, 23--der Abtaster - -19, 21--, enthalten je eine Öffnung--24 bzw. 26--, die sich durch die Schenkel hindurch erstrecken. In den unteren Schenkeln--27, 28--der Abtaster befinden sich ebenfalls Öffnungen --29, 31--, die gegenüber den Öffnungen--24, 26--ausgerichtet sind.
Den Öffnungen-29 und 31-wird über nicht dargestellte Leitungen Druckmedium zugeleitet, so dass Strömungsmittelstrahlen jeweils in Richtung auf eine zugehörige Öffnung--24 bzw. 26-- aus den Öffnungen --29, 31--austreten. Die Öffnung--24--ist über eine Signalleitung --32-- an eine Eintrittsstelle
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--36-- an- -38, 39 und 41--, deren Aufbau und Wirkungsweise für sich bekannt sind. Die Schaltkreise enthalten jeweils Haupt- bzw. Arbeitsdüsen --42, 43 und 44--. Unter Druck stehendes Strömungsmittel P+ gelangt von dem abgeschlossenem Raum --2-- der Anschlussplatte --1-- über Öffnungen in der Zwischenplatte --12-- zu den Hauptdüsen.
Der Schaltkreis --38-- enthält zwei Steuerdüsen --49,51-- und zwei Auffangkanäle
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-52, 53--.Zwischenplatte --12-- mit dem Raum-2-der Anschlussplatte-l-verbunden. Die Auffangkanäle --52,53-- des Strömungsschaltkreises --38-- sind jeweils mit einer Entlüftungsöffnung-58 bzw. 59-verbunden. Die Entlüftungsöffnungen stehen über in Fig. 1 nicht dargestellte Austrittsöffnungen in der Platte --11-- mit der äusseren Umgebung bzw. der Atmosphäre in Verbindung. Die Monostabilität des Schaltkreises
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an der andern Steuerdüse --49-- zum Auffangkanal --52-- hin gerichtet.
Der Auffangkanal --53-- des Schaltkreises --38-- ist an eine Austrittsstelle --61-- an der rechten
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erhält. Der eine (rechte) Auffangkanal --69-- des Schaltkreises --39-- ist über einen Kanal-71-an die Austrittsstelle-72-der Strömungsleitplatte-34-angeschlossen. Der andere (linke) Auffangkanal
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einer Entlüftungsöffnung --77-- verbunden, wodurch der Schaltkreis--41--eine monostabile Arbeitsweise erhält. Die #ntlüftungsöffnung --77-- steht ausserdem mit dem einen (oberen) Auffangkanal --66-- in Verbindung.
Der untere Steuerkanal --74-- des Strömungsschaltkreises ist über einen Kanal --78-- an die Eingangsstelle-37-der Strömungsleitplatte-34-angeschlossen. Die Eintrittsstelle --37-- ist ausserdem über einen zweiten Strömungsmittelwiderstand-79--mit der Durchtrittsstelle--57--
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Strömungsmittelstrahl- nicht gehindert ist, in die gegenüberliegende Auffangöffnung --26-- des zweiten Abtasters einzutreten. Unter dieser Bedingung wird somit die Auffangöffnung-26-mit Strömungsmittel beaufschlagt, wodurch über die Leitung --36-- zur Eintrittsstelle --37-- und von dort weiter zu der unteren Steuerdüse - 74-des monostabilen Schaltkreises --41-- ein Strömungssignal gelangt. Dabei überwiegt der Druck des
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der mit der Abströmstelle --73-- verbunden ist.
Durch den andern Auffangkanal -69-- gelangt somit im wesentlichen kein Strömungsmittel, so dass unter diesen Bedingungen an der Austrittsstelle --72-- im wesentlichen kein Strömungssignal auftritt.
Läuft die Papierbahn --16- in ihrer vorbestimmten Lage, gelangt im wesentlichen kein Strömungsmittel aus der Öffnung--29--zu der Auffangöffnung--24--und Strömungsmittel, das aus dem Raum --2-- über die Durchtrittsstelle --57-- und den Strömungsmittelwiderstand --56-- zur Eintrittsstelle --33-gelangt, strömt über die öffnung --24-- ab, ohne dass in der Leitung --32-- ein Gegendruck herrscht.
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wird über die Leitung --71-- Strömungsmittel an die Austrittsstelle --72-- der Strömungsmittelleitplatte --34-- abgegeben. Ein Strömungssignal an der Austrittsstelle --72-- zeigt an, dass die Papierbahn nach rechts (Fig. 2) verschoben werden muss.
Gelangt die Papierbahn dabei zu weit nach rechts, so dass Strömungsmittel aus der Öffnung-29- auszutreten vermag, um von der Öffnung-24-aufgefangen zu werden, so wird über die Leitung-32und die Eintrittsstelle --33-- an den Eingang der unteren Steuerdüse --49-- des Strömungsmittelschaltkreises --38-- ein Strömungssignal abgegeben, wodurch der Arbeitsstrahl aus der Hauptdüse --42-zum oberen Auffangkanal --53-- abgelenkt wird. Hiedurch erscheint an der Anstrittsstelle --61-- ein Strömungssignal, das anzeigt, dass die Papierbahn nach links (Fig. 2) verschoben werden muss.
Es ist zu beachten, dass sofern der Arbeitsstrahl durch den oberen Auffangkanal -53-- strömt, die untere Steuerdüse --63-des schaltkreises -39-- derart mit Strömungsmittel beaufschlagt ist, dass der aus der Hauptdüse--43-
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-70-- eintritt,Band- bzw. Bahnkantensteuereinrichtung, wie sie für ein Ausführungsbeispiel in Fig. 2 schematisch dargestellt ist. Hiebei wird die Welle-18-zur Aufnahme der Papierrolle --17-- einseitig auf- oder abwärts bewegt, je nachdem, ob die Papierbahn aus einer Sollage mehr zu einen oder zur andern Seite gewandert ist.
Während sich
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das rechte Ende (Fig. 2) der Welle --18-- nach oben oder unten verschwenken lässt, ist das linke, hier nicht dargestellte Ende der Welle-18-in einer ortsfesten Lagerstelle gehalten. Wird das rechte Wellenende nach oben bewegt, bewegt sich die linke Kante der Bahn nach links (Fig. 2). Wird dagegen das rechte Wellenende nach unten bewegt, verschiebt sich die linke Kante der Bahn nach rechts. Mit den Strömungssignalen an den Austrittsstellen--61, 72- der Strömungsleitplatte-34-lässt sich ein Kolbenschieberventil--81-- umsteuern.
Das Ventil --81-- ist von Druckmittel beaufschlagt, das über eine Leitung --82-- etwa in die
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--83-- enthältAbschnitt --84-- von vermindertem Durchmesser und zwei entgegengesetzte kolbenartige Endabschnitte --86, 87-zu beiden Seiten seines mittleren Abschnittes-84--. Die kolbenartigen Endabschnitte passen verschieblich in einen zylindrischen Hohlraum des Ventilkörpers--88--. Das Ventil enthält zwei Austrittsöffnungen --89,91--; die anschliessende Leitungen-96, 98-mit dem Ventilhohlraum verbinden.
Der Kolbenschieber --83-- wird mittels zweier entgegengesetzt wirkender Federn-86, 87-in einer mittleren Ausgangsstellung gehalten in der beide Austrittsöffnungen --89,91-- durch die Endabschnitte --86, 87--von der Leitung --82-- getrennt sind. Dabei drücken die sich an Innenwandungen des
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zum Auf- oder Abbewegen des einen (rechten) Endes der Welle --18-- dient, während die Austrittsöffnung --91-- über die Leitung --98-- mit dem entgegengesetzten andern Steuerende-95-des Arbeitskolbens in Verbindung steht.
Der Leitung --82-- im mittleren Bereich des Ventilkörpers --88-- kann Strömungsmittel P+ über den Raum-2-des in Fig. l gezeigten Blockschaltelementes zugeführt werden. Hiezu kann die Leitung-82an eine der freien Anschlüsse an der Anschlussplatte --1-- angeschlossen sein, welche über einen Kanal --8-- in dem den Raum--2--umgebenden Rand--3--und einen anschliessenden nicht dargestellten Kanal in der Zwischenplatte --12-- mit dem Raum--2--verbunden ist.
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dessen der Kolbenschieber--83--in Fig. 2 nach unten gedrückt wird.
Dabei gibt der untere Endabschnitt - eine mit der Austrittsöffnung --91-- in Verbindung stehende Nut-92-in der Innenwandung des Ventilhohlraumes frei, um eine Verbindung zu der Leitung--82--herzustellen, die unter dem Druck des Strömungsmittels P+ steht. Hiedurch gelangt Strömungsmittel über die Leitung --98-- zu dem einen Eingang --95-- des Arbeitskolbens--97--, der sich daraufhin in Fig. 2 nach unten bewegt und dabei das rechte
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--18-- entsprechend--96-- zu dem entgegengesetzten andern Eingang --99-- des Arbeitskolbens --97--, um diesen nach oben zu bewegen, wobei das rechte Ende der Welle --18-- entsprechend angehoben wird. Hiedurch wird die Papierbahn wieder mehr nach links verschoben.
Es zeigt sich somit, dass erfindungsgemäss mittels eines einfachen fluidischen Strömungsschaltkreises in Verbindung mit zwei fluidischen Abtastern und einem Schieberventil eine vollständige Bandkantensteuerung beispielsweise für eine laufende Papierbahn angegeben werden kann.
Die Bandkantensteuerung nach der Erfindung ist nicht nur zur Steuerung von laufenden Papierbahnen geeignet. Besonders vorteilhaft lässt sich die Erfindung zur Steuerung der Kanten heisser Bahnmaterialien, wie z. B. heisser gewalzter Stahl- oder anderer Metallbleche verwenden, da die fluidischen Kantenabtaster keine Teile aufweisen, die von der ausströmenden Wärme der heissen Bahnmaterialien beeinträchtigt werden könnten. Die Kantenabtaster lassen sich ohne weiteres aus hitzebeständigen Metallen oder einem andern geeigneten Werkstoff herstellen.
Die Strömungswiderstände-56 und 79-sind derart gewählt, dass die Schaltkreise eine hohe Schaltempfindlichkeit erhalten. Die Ausbildung der Widerstände hängt von der Grösse und der Ausbildung der fluidischen Schaltkreise und der Strömungsmitteldrücke ab, die an den Eintrittsstellen-33, 37-vorhanden sind. Es hat sich als vorteilhaft herausgestellt, wenn an den Eingängen der Steuerdüsen--49 und 74-Strömungsmitteldrücke vorhanden sind, die bis etwa 1/3 des Strömungsmitteldruckes P+ für die zugehörigen Hauptdüsen betragen.
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