Geradfüllrungseinrichtullg für eine laufende Bahn
Gegenstand vorliegender Erfindung ist eine Geradführungseinrichtung für eine über eine Führungswalze laufende Bahn, beispielsweise einen Filz einer Papiermaschine, wobei im folgenden die Bezeichnung Bahnführung auch Geradführungseinrichtungen für Trocknungsfilze, Bänder und dergleichen analoge Bahnen einschliessen soll.
Solche Führungen bestehen jeweils aus einer Führungswalze, über welche die Bahn in Berührung mit einem verhältnismässig kleinen Bogen der Walze läuft und welche bezüglich ihrer axialen Lage aus einer Querstellung, in welcher sie rechtwinklig zur Laufbahn des Filzes steht, nach der einen oder anderen Seite einstellbar ist, um eine Korrektur von Abweichungen aus einer vorbestimmten normalen Laufstellung auf ihren Walzen zu ermöglichen.
Eine solche Bahnführung muss rasch reagieren, um Abweichungen zu korrigieren, insbesondere unter Berücksichtigung der hohen linearen Geschwindigkeit der Filze, wie sie in modernen Papiermaschinen üblich ist. Desgleichen müssen die Tastorgane sehr empfindlich sein, um eine Beschädigung der Randpartien des Filzes zu verhindern, und sie müssen auch bei den heutzutage üblichen Filzen reagieren, welche verhältnismässig weiche Ränder besitzen, verglichen mit den Filzen, die früher üblich waren.
Die Empfindlichkeit ist auch wichtig, um die Abnützung der Ränder des Filzes durch die Abtastorgane auf ein Minimum zu reduzieren. Im folgenden sollen unter der Bezeichnung Abtastorgane nicht nur solche verstanden werden, welche in unmittelbarer körperlicher Berührung mit dem Rand der Bahn stehen, sondern auch Lichtstrahl- oder ähnliche Vorrichtungen, welche in Wirkverbindung mit dem Rand der Bahn stehen.
Gemäss vorliegender Erfindung ist eine Geradführungseinrichtung für eine über eine Führungswalze laufende Bahn mit Abtastmitteln, welche mit rnindestens einem Rand der Bahn zusammenwirken und Abweichungen derselben von einer vorbestimmten Laufstellung abtasten, und mit einem von diesen Abtastmitteln gesteuerten Servomotor, welcher die Stellung der Achse dieser Führungswalze bezüglich der Bahnlaufbahn ändert, dadurch gekennzeichnet, dass der Servomotor das eine Ende der Achse der Führungswalze aus einer voreingestellten Normalstellung in eine vorbestimmte Stellung nach der einen oder anderen Seite bringt und Handeinstellmittel vorhanden sind, um die normale Laufstellung der Bahn voreinzustellen.
Die Zeichnung zeigt verschiedene beispielsweise Ausführungsformen des Erfindungsgegenstandes bei einer Papiermaschine. Es zeigen:
Fig. 1, 2 und 3 schematische Endansichten und
Fig. 4, 5 und 6 entsprechende Draufsichten auf eine einstellbare Führungswalze für einen Filz zur Erläuterung der bekannten Prinzipien der Betätigung einer solchen Walze,
Fig. 7 und 8 eine Endansicht bzw. Vorderansicht der Einstellvorrichtung einer Führungswalze,
Fig. 9, 10 und 11 schematisch in drei verschiedenen Stellungen einen Mechanismus zur Betätigung eines Schiebers für die Vorrichtung in Fig. 7 und 8,
Fig. 12, 13 und 14 Schaltschemata mit elektrischen Mitteln zur Betätigung des Schiebermechanismus in Fig. 9, 10 und 11,
Fig. 15 und 16 schematisch in Ansicht bzw.
Draufsicht eine Variante der Einrichtung,
Fig. 17 und 18 schematisch in Ansicht und Draufsicht eine weitere Variante und
Fig. 19 zeigt einen Teil einer anderen Ausführungsform eines pneumatisch betätigten Zylinders.
Gemäss den Fig. 1-6 ist eine Führungswalze 20 quer zur Laufbahn eines Filzes 21 angeordnet, bei spielsweise des Filzes der Trocknungsmaschine bei der Papierherstellung, wobei die Walze, wie aus den Fig. 1-3 ersichtlich, so angeordnet ist, dass die Bahn des Filzes durch die Walze etwas abgelenkt wird, so dass der Filz die Walze auf einem kleinen Berührungswinkel berührt. Die Walze ist an einem Ende (in Fig. 4, 5 und 6 am oberen Ende) schwenkbar gelagert, während das andere Ende der Walze bezüglich einer normalen Mittelstellung in der Laufbahn des Filzes vor- oder rückwärts verschoben, das heisst auf die eine oder andere Seite bewegt werden kann.
Wenn die Walze in der in Fig. 2 gezeigten Mittelstellung ist, hat sie keine seitliche Einwirkung auf den Filz, sobald sie jedoch auf die eine oder andere Seite dieser Mittelstellung verschwenkt wird, bewirkt die Neigung der Walze eine seitliche Kraft auf den Filz, welche benützt wird, den letzteren wieder in seine vorbestimmte Lage in der Mitte der Walze zu verschieben. Die Richtung dieser seitlichen Kraft ist in den Fig. 4 und 6 durch Pfeile angedeutet.
Wie aus den Fig. 7 bis 11 hervorgeht, ist das seitlich bewegbare Ende der Achse 22 der Führungswalze 23 durch einen Lenker 24 bei 25 an einer Stütze 26 schwenkbar aufgehängt. Die Stütze 26 ist über ein Fussstück 27 am Rahmen des Trocknungsteiles einer Papiermaschine befestigbar. An seinem unteren Ende ist der Lenker 24 mit dem äusseren Ende einer Kolbenstange 28 eines pneumatisch betätigten Zylinders 29 über ein einstellbares Verlängerungsstück 28a befestigt. Die Enden des Zylinders sind, wie aus den Fig. 9-11 hervorgeht, mit einem Schiebergehäuse 30 durch Leitungen 31 und 32 verbunden. Im Schiebergehäuse ist ein Schieberkörper 33 gleitbar, welcher eine zentrale Druckzufuhrleitung 34 sowie Auslassöffnungen 35 und 36 steuern. Das äussere Ende des Schieberkörpers ist bei 37 an einem Fühlerhebel 38 angelenkt, welcher durch eine Feder 39 gegen einen Rand des Filzes 40 gezogen wird.
Die Mittel zur Handeinstellung der Walzenachse in eine approximative Laufstellung umfassen eine Stange 41, welche an ihrem äusseren Ende ein Handrad 42 trägt und welche mit ihrem anderen Ende 41a in einem Drehzapfen 43 am Lenker 24 eingeschraubt ist. In der Nähe der Mitte der Stange ist ein Kragen 44 vorgesehen, der durch eine Öffnung 45 einer Zwischenwand 46 läuft. Auf jeder Seite der Wandung 46 ist eine weitere Wandung 47 bzw. 48 angeordnet, und zwischen diesen Wandungen sind rückstellende Federn 50 bzw. 51 um die Stange herum angeordnet, welche an ihren Enden Teller 52 bzw. 53 tragen, welche mit dem Kragen 44 auf der Stange 41 zusammenwirken.
Im Betrieb kann, bei Iangsam laufendem Filz, die Laufbahn desselben durch das Handrad ungefähr richtig eingestellt werden. Hierauf wird der Fühlerhebel 38 angesetzt, so dass eine Verschiebung des Filzes 40 der Schieber so betätigt, dass dem einen oder dem anderen Ende des Zylinders 29 Druckmedium zuströmt. Hierbei wird die Achse der Führungswalze kurzzeitig auf die eine oder andere Seite in die Stellungen gemäss der Fig. 9 bzw. 11 verschwenkt, wobei der Kragen 44 die eine der Federn 50 oder 51 komprimiert, während die andere durch die mittlere Zwischenwand 46 zurückgehalten wird.
Sobald die Abweichung korrigiert ist, lässt der Filz den Fühlerhebel in seine Normalstellung zurückkehren, wobei die Druckmediumzufuhr abgestellt und beide Öffnungen des Zylinders über die Leitungen 35, 36 mit der Umgebungsluft verbunden werden, so dass die Federn die Stange wieder in ihre Mittellage gemäss Fig. 10 und hierbei die Walze in ihre voreingestellte Normallage bringen.
Durch sorgfältige Einstellung des Handrades 42 und des Fühlerhebels 38 kann das wandem der Bahn auf ein Minimum beschränkt werden.
Wie in den Fig. 12, 13 und 14 gezeigt, können an Stelle des Fühlerhebels 38 elektrische Mittel treten. Diese, in den angegebenen Figuren nur schematisch gezeigt, bestehen aus einem Anker 54, welcher zwischen Solenoiden 55 und 56 angeordnet ist, die in einen elektrischen Stromkreis geschaltet sind.
Dieser schliesst alternativ arbeitende, solenoidbetätigte elektrische Schalter 57 und 58 ein, welche durch photoelektrische Kreise betätigt werden. Letztere umfassen zwei Lichtquellen 59, 50, welche dem einen Rand des Filzes 61 benachbart angeordnet sind und komplementäre photoelektrische Zellen 62, 63, welche Solenoide 64, 65 steuern.
Wenn im Betrieb der Filz in einer normalen mittleren Stellung gemäss Fig. 13 läuft, ist keiner der Schalter 57 oder 58 geschlossen. Wenn jedoch der Filz über die Stellung gemäss Fig. 12 wandert, bewirkt der Unterbruch des Lichtstrahles zur Photozelle 62 die Schliessung des Schalters 57 und damit die Verschiebung des Ankers nach links. Der Anker ist seinerseits mit einem dem Fühlerhebel 38 im vorherigen Beispiel entsprechenden Hebel verbunden, so dass durch die Verschiebung des Ankers eine Verschiebung des Schieberkörpers nach links in Fig. 11 und eine entsprechende Verschwenkung der Führungswalze bewirkt wird. Wie in Fig. 14 gezeigt, bewirkt die Abdeckung der Photozelle 63 die Schlie ssung des Schalters 58 und die Verschiebung der entsprechenden Teile in der entgegengesetzten Rich- tung.
Gemäss den Fig. 15 und 16 ist die Führungswalze 64 für die Bahn 65 an einem Ende mittels einer Schraube 66 und einem Handrad 67 einstellbar, während am anderen Ende die angetriebenen Mittel als Zylinder 68 und 69, wie vorstehend beschrieben, ausgebildet sind.
Im Beispiel der Fig. 17 und 18 sind zwei Führungswalzen 70 bzw. 71 vorgesehen, von denen die Walze 70 einenends durch schematisch angedeutete Zylinder 72 und 73, wie mit Bezug auf die Fig. 1 bis 14 beschrieben, verschwenkt wird. Die zweite Führungswalze 71 ist durch eine Schraube 74 und ein Handrad 75 einstellbar.
In beiden oben beschriebenen Ausführungsformen kann die normale Laufstellung der Bahn bzw. des Filzes mittels eines Handrades 67 bzw. 75 voreingestellt werden, während die automatische Geradführung über angetriebene Zylinder, wie mit Bezug auf die Fig. 1 bis 14 beschrieben, erfolgt.
Gemäss Fig. 19 ist der Betätigungszylinder 29a mit einer einstellbaren Anschlagschraube 29b versehen, während die Kolbenstange 28a mit einem Anschlagkragen 28b ausgerüstet ist. Diese Anschläge 29b und 28b können so eingestellt werden, dass sie die Verschwenkung der Führungswalze begrenzen, wobei die Grösse der kurzzeitigen Verschwenkung derselben auf einen Wert eingestellt werden kann, der eine rasche Korrektur der Laufbahn der Bahn ohne Überkorrektur gewährleistet. Die Einstellung dieser Anschläge kann während des Laufes der Bahn erfolgen, da bis zu einem gewissen Grad diese Einstellung bei jeder Bahn, entsprechend ihrer Tendenz zum Wandern, anders sein wird.
Die beschriebene Bahnführung hat den Vorteil, dass ein Ausfall des Druckmediums nicht sofort die gesamte Papiermaschine ausser Betrieb setzt, was eine Beschädigung der Bahn bzw. des Filzes zur Folge haben könnte. Verglichen mit bisher bekannten Führungen besitzt die beschriebene Führung weniger Lenkstangen und Gelenkverbindungen. Da ferner das Abtastorgan über hydraulische, pneumatische Mittel oder elektrische Solenoide fernsteuert, kann es iin der wirksamsten Stellung angeordnet werden und braucht nicht unbedingt unmittelbar benachbart der Führungswalze zu liegen. Das Abtastorgan kann leicht und sehr empfindlich gebaut werden, da es nur einen leichten Schieber oder elektrische Kontakte betätigen muss. Die beschriebene Führung eignet sich daher besonders im Zusammenhang mit sogenannten leichten Filzen.
Die Mittel zum Rückstellen können anders als beschrieben konstruiert sein, sofern sie die angegebene Funktion erfüllen. Ebenso können an Stelle des dargestellten Schiebermechanismus andere gleichwertige Mittel treten, um das Druckmedium zu steuern. Wie bereits erwähnt, können zur Verschwenkung der Lenker elektrische Mittel an Stelle des Druckmediums treten.
Infolge der hohen Empfindlichkeit eines photoelektrischen Stromkreises kann, wenn die Einstelltoleranz zu klein ist, ein Klappern der Schalter 57 und 58 infolge kleiner, zulässiger Unregelmässigkei- ten im Rand der Bahn auftreten oder eine unerwünschte Betätigung der automatischen Geradführung kann durch lose Teile auf der Bahn ausgelöst werden. Um dies zu vermeiden und um die Emp findlichkeit einer elektrischen Steuerung für die Schalter 57 und 58 voll auszunützen, empfiehlt es sich, eine elektrische Verzögerung von etwa 1/2 Sekunde in den Stromkreis einzuschalten.