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.
Straight filling device for a running web
The present invention relates to a straight guide device for a web running over a guide roller, for example a felt of a paper machine, the term web guide in the following also including straight guide devices for drying felts, belts and similar webs.
Such guides each consist of a guide roller over which the web runs in contact with a relatively small arc of the roller and which can be adjusted to one or the other side with respect to its axial position from a transverse position in which it is at right angles to the path of the felt in order to allow a correction of deviations from a predetermined normal running position on their rollers.
Such a web guide must react quickly in order to correct deviations, especially taking into account the high linear speed of the felts, as is common in modern paper machines. Likewise, the tactile organs must be very sensitive in order to prevent damage to the edge areas of the felt, and they must also react with the felts that are common today, which have relatively soft edges compared to the felts that were common earlier.
Sensitivity is also important in order to minimize the wear on the edges of the felt by the sensing elements. In the following, the term scanning elements should not only be understood to mean those which are in direct physical contact with the edge of the web, but also light beam or similar devices which are in operative connection with the edge of the web.
According to the present invention, a straight-line guide device for a web running over a guide roller is provided with scanning means which interact with at least one edge of the web and scan deviations of the same from a predetermined running position, and with a servomotor controlled by these scanning means, which controls the position of the axis of this guide roller the web runway changes, characterized in that the servo motor brings one end of the axis of the guide roller from a preset normal position to a predetermined position to one side or the other and manual adjustment means are provided to preset the normal running position of the web.
The drawing shows various exemplary embodiments of the subject matter of the invention in a paper machine. Show it:
Figures 1, 2 and 3 are schematic end views and
4, 5 and 6 corresponding plan views of an adjustable guide roller for a felt to explain the known principles of actuation of such a roller,
7 and 8 are an end view and a front view, respectively, of the adjusting device of a guide roller;
9, 10 and 11 schematically, in three different positions, a mechanism for operating a slide for the device in FIGS. 7 and 8,
12, 13 and 14 are circuit diagrams with electrical means for operating the slide mechanism in FIGS. 9, 10 and 11,
15 and 16 schematically in view or
Top view of a variant of the facility,
17 and 18 schematically in view and plan view a further variant and
Figure 19 shows part of another embodiment of a pneumatically operated cylinder.
1-6, a guide roller 20 is arranged transversely to the track of a felt 21, for example the felt of the drying machine in papermaking, the roller, as can be seen from FIGS. 1-3, is arranged so that the web of the felt is slightly deflected by the roller so that the felt touches the roller at a small contact angle. The roller is pivotably mounted at one end (in FIGS. 4, 5 and 6 at the upper end), while the other end of the roller is displaced forwards or backwards with respect to a normal central position in the path of the felt, that is to say one or the other Page can be moved.
When the roller is in the central position shown in Fig. 2, it has no lateral action on the felt, but as soon as it is pivoted to one side or the other of this central position, the inclination of the roller causes a lateral force on the felt which is used will move the latter back to its predetermined position in the center of the roller. The direction of this lateral force is indicated in FIGS. 4 and 6 by arrows.
As can be seen from FIGS. 7 to 11, the laterally movable end of the axis 22 of the guide roller 23 is pivotably suspended by a link 24 at 25 on a support 26. The support 26 can be attached to the frame of the drying part of a paper machine via a foot piece 27. At its lower end, the link 24 is attached to the outer end of a piston rod 28 of a pneumatically actuated cylinder 29 via an adjustable extension piece 28a. As can be seen from FIGS. 9-11, the ends of the cylinder are connected to a valve housing 30 by lines 31 and 32. A valve body 33, which controls a central pressure supply line 34 and outlet openings 35 and 36, is slidable in the valve housing. The outer end of the slider body is hinged at 37 to a feeler lever 38 which is pulled against an edge of the felt 40 by a spring 39.
The means for manually adjusting the roller axis into an approximate running position comprise a rod 41 which at its outer end carries a handwheel 42 and which is screwed with its other end 41a into a pivot 43 on the handlebar 24. A collar 44 is provided near the center of the rod and extends through an opening 45 of a partition 46. A further wall 47 or 48 is arranged on each side of the wall 46, and between these walls restoring springs 50 and 51 are arranged around the rod, which at their ends carry plates 52 and 53, which are attached to the collar 44 the rod 41 cooperate.
In operation, if the felt is running slowly, the trajectory of the felt can be set approximately correctly using the handwheel. The feeler lever 38 is then applied, so that a displacement of the felt 40 actuates the slide in such a way that pressure medium flows to one or the other end of the cylinder 29. The axis of the guide roller is briefly pivoted to one side or the other into the positions according to FIGS. 9 and 11, the collar 44 compressing one of the springs 50 or 51 while the other is held back by the central partition 46.
As soon as the deviation is corrected, the felt allows the sensor lever to return to its normal position, the pressure medium supply being switched off and both openings of the cylinder being connected to the ambient air via the lines 35, 36, so that the springs return the rod to its central position according to FIG. 10 and thereby bring the roller into its preset normal position.
By carefully adjusting the handwheel 42 and the feeler lever 38, the wandering of the web can be kept to a minimum.
As shown in FIGS. 12, 13 and 14, the sensor lever 38 can be replaced by electrical means. These, shown only schematically in the figures indicated, consist of an armature 54 which is arranged between solenoids 55 and 56, which are connected in an electrical circuit.
This includes alternate, solenoid operated electrical switches 57 and 58 which are operated by photoelectric circuits. The latter comprise two light sources 59, 50 which are arranged adjacent to one edge of the felt 61 and complementary photoelectric cells 62, 63 which control solenoids 64, 65.
If, during operation, the felt runs in a normal middle position according to FIG. 13, neither of the switches 57 or 58 is closed. If, however, the felt moves beyond the position according to FIG. 12, the interruption of the light beam to the photocell 62 causes the switch 57 to close and thus the armature to be moved to the left. The armature is in turn connected to a lever corresponding to the feeler lever 38 in the previous example, so that the displacement of the armature causes a displacement of the slide body to the left in FIG. 11 and a corresponding pivoting of the guide roller. As shown in FIG. 14, the cover of the photocell 63 causes the switch 58 to close and the corresponding parts to move in the opposite direction.
According to FIGS. 15 and 16, the guide roller 64 for the web 65 is adjustable at one end by means of a screw 66 and a handwheel 67, while at the other end the driven means are designed as cylinders 68 and 69, as described above.
In the example of FIGS. 17 and 18, two guide rollers 70 and 71 are provided, of which roller 70 is pivoted at one end by schematically indicated cylinders 72 and 73, as described with reference to FIGS. 1 to 14. The second guide roller 71 is adjustable by a screw 74 and a hand wheel 75.
In both of the embodiments described above, the normal running position of the web or the felt can be preset by means of a handwheel 67 or 75, while the automatic straight-line guidance takes place via driven cylinders, as described with reference to FIGS. 1 to 14.
According to FIG. 19, the actuating cylinder 29a is provided with an adjustable stop screw 29b, while the piston rod 28a is equipped with a stop collar 28b. These stops 29b and 28b can be set so that they limit the pivoting of the guide roller, the size of the brief pivoting of the same can be set to a value that ensures rapid correction of the track of the web without overcorrection. The setting of these stops can be done while the track is running, since to a certain extent this setting will be different for each track, according to its tendency to wander.
The web guidance described has the advantage that a failure of the printing medium does not immediately put the entire paper machine out of operation, which could result in damage to the web or the felt. Compared with previously known guides, the guide described has fewer steering rods and articulated connections. Furthermore, since the scanning element is remotely controlled via hydraulic, pneumatic means or electric solenoids, it can be arranged in the most effective position and does not necessarily have to be located immediately adjacent to the guide roller. The scanning element can be built to be light and very sensitive, since it only needs to operate a light slide or electrical contacts. The guide described is therefore particularly suitable in connection with so-called light felts.
The means for resetting can be constructed differently than described, provided they fulfill the specified function. Likewise, instead of the slide mechanism shown, other equivalent means can be used to control the pressure medium. As already mentioned, electrical means can take the place of the pressure medium for pivoting the handlebars.
As a result of the high sensitivity of a photoelectric circuit, if the setting tolerance is too small, the switches 57 and 58 can rattle as a result of small, permissible irregularities in the edge of the web or an undesired actuation of the automatic linear guidance can be triggered by loose parts on the web will. To avoid this and to take full advantage of the sensitivity of an electrical control for switches 57 and 58, it is advisable to include an electrical delay of about 1/2 second in the circuit.