Elektrischer Kantenfühler für laufende Textil-, Kunststoff- und
Papierbahnen
Die Erfindung betrifft einen elektrischen Kantenfühler für laufende Textil-, Kunststoff- und Papierbahnen.
Vorzugsweise an Warenbahnführern mit schräg zur Warenkante angebrachten Walzenpaaren, deren Konstruktion und Funktion als bekannt vorausgesetzt werden, sind mechanische, elektrische oder pneumatische Mittel zur Steuerung des Abhebevorgangs der Walzen eingesetzt.
Bekannt ist eine Einrichtung zur Kantensteuerung, bei der eine Anzahl von gleichachsig angeordneten und mit ihrer Hauptebene senkrecht zur Warenbahn verlaufenden Rollen oder Rädern als Abgriffsmittel bzw.
Fühlorgane zur Bestimmung der Kantenlage der durchlaufenden Bahn verwandt werden. Jede Rolle ist bei dieser Vorrichtung einzeln federnd aufgehängt, so dass beim Verlaufen der Bahn unterhalb eines Rades oder einer Rolle jeweils diese Rolle angehoben wird, wobei dieses Anheben einen Steuerimpuls zwecks mittelbarer Bahnkorrektur verursacht.
Dabei ist nachteilig, dass der Abgriff und damit die Regelung bzw. Rückführung der Bahn grob stufenweise, nämlich entsprechend dem Abstand zwischen jeweils zwei Rollen bzw. Rädern erfolgt. Eine diskontinuierliche Warenbahn-Kantenregelung genügt den heute gestellten Anforderungen hinsichtlich der Regelungs-Genauigkeit nicht mehr. Die Schaltfrequenzen sowie die Regelabweichungen zwischen den einzelnen Stufen sind erheblich.
Ferner verursacht ein mögliches Einrollen der Bahnkanten Störungen und Fehler beim Abgriff und damit Fehler in der Kantenkorrektur.
Bekannt ist auch eine Vorrichtung, die mittels maulartig im Winkel gegeneinander stehender Scheiben zum Ausstreichen eingerollter Gewebekanten dient. Diese Vorrichtung erreicht ein Kantenausstreichen dadurch, dass die zwischen die Scheiben einlaufende Warenbahnkante durch den gerauhten Tellerrand der Scheiben, die einen eigenen Antrieb besitzen, von dem Warenbahninneren zum Warenbahnäusseren ausgestrichen wird. Der Punkt der gegenseitigen Berührung der beiden Tellerscheiben liegt dort, wo die Warenbahnkante zwischen den Tellerscheiben austritt (ein mehr im Inneren liegender Berührungspunkt der Tellerscheiben würde wegen der Rauhung bzw. Riffelung der Tellerscheibeninnenseiten eine Verletzung der Warenbahn zur Folge haben).
Der Eigenantrieb, d. h. die starre Kopplung der mit der Warenbahn in Berührung kommenden Tellerscheiben über ein Getriebe mit einem Antrieb macht eine Regelung und somit eine Wirkung der Tellerscheiben als Fühlerorgane unmöglich. Eine Kantenregelung ist mit der beschriebenen Vorrichtung auch insofern nicht möglich, da die gerieften Innenflächen der Tellerscheiben einen kontinuierlichen Abgriff und eine sichere Signalübertragung auf elektrischem Wege ausschliessen.
Die vorliegende Erfindung setzt sich zur Aufgabe, die Nachteile bekannter Vorrichtungen zu vermeiden und eine sichere Kantenregelung bei hoher Schaltfrequenz zu schaffen, und zwar unabhängig von eventuell hochstehenden Kanten und unabhängig von der Geschwindigkeit der durchlaufenden Warenbahn.
Diese Aufgaben werden erfindungsgemäss dadurch bewältigt, dass der elektrische Kantenfühler zwei drehbare scheibenartige Organe umfasst, die konzentrisch um die Tellerscheibendrehachse angeordnete, zu gegenseitigem Zusammenwirken bestimmte Kontaktorgane tragen, wobei wenigstens eines der scheibenartigen Organe einer bzw. je einer in Richtung gegenseitiger Annäherung bzw. Berührung der Kontaktorgane wirkenden nachgiebigen Kraft unterworfen ist, und die scheibenartigen Organe derart zueinander geneigt sind, dass ihre Drehachsen einen stumpfen Winkel zueinander bilden, der in Richtung zur Warenbahn bzw. zum Berührungspunkt der Kontaktorgane z. B.
Kontaktringe od. dergl., offen ist.
Die erfindungsgemässe Einrichtung ist auf der Zeichnung in einem von vielen möglichen Beispielen dargestellt. Im einzelnen zeigen:
Fig. 1 eine Seitenansicht des Tellerscheibenpaares,
Fig. 2 eine verkleinerte Draufsicht (gemäss Fig. 1 von oben) mit Stoffbahn zwischen den Tellerscheiben,
Fig. 3 eine schematische Darstellung zur Erklärung der Relativgeschwindigkeit zwischen Tellerscheiben und Stoffbahn,
Fig. 4 und 5 das neue Gerät angebaut an einen Warenbahnführer in Draufsicht, wobei die Stoffbahn sich nicht zwischen den Kontakten der Tellerscheiben befindet und bei zusammengepressten Walzen des Warenbahnführers,
Fig. 6 und 7 das neue Gerät angebaut an einen Warenbahnführer ebenfalls in Draufsicht, wobei sich die Stoffbahn zwischen den Kontakten der Tellerscheiben befindet und die Walzen des Warenbahnführers geöffnet sind.
Gemäss Fig. 1 ist zu erklären, dass in jeder Tellerscheibe 1 und 2 eines Tellerscheibenpaares 1, 2 je ein Kontaktring 3, 4 eingebaut ist. Die Kontaktringe 3, 4 sind vorzugsweise gleich gross. Die Tellerscheiben 1, 2 sind aus isolierendem Material (z. B. Kunststoff), oder mindestens sind die Teile 1 und 3 bzw. 2 und 4 gegeneinander isoliert. Die Achse 5 der Tellerscheibe 1 steht zur Achse 6 der Tellerscheibe 2 in einem stumpfen Winkel a. Die Achse oder Welle 5 steht mit dem Kontaktring 3 durch eine Metall-Leiste 7 in elektrischer Verbindung. Ebenso steht die Achse 6 über eine Metall-Leiste 8 mit dem Kontaktring 4 in elektrischer Verbindung. Die Achse 5 ist mittels Kugellager 9 in einem federnden Haltearm 10 gelagert. Ebenso ist die Achse 6 über Kugellager 11 in dem federnden Haltearm 12 drehbar gelagert.
Die Haltearme 10, 12 sind durch ein Isolierstück 13 miteinander verbunden.
Die elektrischen Anschlüsse 14, 15 sind an den Haltearmen 10, 12 angebracht. Die Kontaktringe 3, 4 berühren sich in einem Punkt A.
Eine Warenbahn 16, dargestellt in Fig. 2, bewegt sich in Richtung Q und unterbricht beim Einlaufen in Punkt A die elektrische Verbindung zwischen den Kontaktringen 3, 4. Der Berührungspunkt A liegt auf einer Linie X, welche zur zulaufenden Warenkante 16' unter einem Winkel von vorzugsweise 45 Grad steht.
Die sich in Richtung Q bewegende Warenbahn 16 treibt die Tellerscheiben 1, 2 in Pfeilrichtung Y an.
So entsteht aus der momentanen Bewegungsrichtung P des Berührungspunktes A eine Resultierende R, welche die Stoffbahn 16 in Richtung R ziehen möchte, also in der weiter oben geschilderten Weise beruhigend wirkt. Die Unterbrechung des elektrischen Kontaktes zwischen den Kontaktringen 3, 4 erzeugt Abheben der Walzen (z. B. 18, 19, Fig. 6).
In Fig. 3 ist dargestellt VQ als Geschwindigkeit der Stoffbahn 16 und VU als Umfangsgeschwindigkeit an dem Berührungspunkt A. Aus der Differenz von VQ und W ergibt sich eine Relativbewegung zwischen der Stoffbahn 16 und den Kontaktringen 3, 4.
Dadurch ist ein ständiges Schleifen der Stoffbahn 16 über die Kontaktringe 3, 4 vorhanden, wodurch eine ständige Reinigung der Kontaktflächen stattfindet, was für die Funktionssicherheit erheblich ist.
Fig. 4 und 5 zeigen das neue Gerät angebaut an einen Warenbahnführer 17. In dem gezeichneten Zustand sind die schrägen Walzen 18, 19 in zusammengepressten - also korrekturwirksamem - Zustand.
Die Warenbahn 16 berührt den Kontaktpunkt A nicht, so dass die zufolge der gegenseitigen Berührung der Kontaktringe 3, 4 bei A (wie Fig. 1) beispielsweise durch Elektromagnete erzeugten Kräfte S, und S. die Walzen 18, 19 zusammendrücken können. Durch die schräge Anordnung der Walzen 18, 19 wird also die Warenbahn 16 in Richtung N bewegt, so dass die Warenbahn 16 seitlich zum Kontaktpunkt A gefördert wird.
Aus Fig. 6 und 7 ist zu ersehen, dass die Warenbahn den Kontaktpunkt A erreicht hat, so dass die elektrische Verbindung zwischen den Kontaktringen 3, 4 aufgehoben wurde und die die Kräfte S, und S erzeugenden Elektromagnete abgeschaltet sind. Die Walzen 18 und 19 des Warenbahnführers 17 haben somit keine gegenseitige Pressung und die Warenbahn 16 ist lose zwischen den Walzen 18 und 19. Der auf der gegenüberliegenden Warenkante angebrachte Warenbahnführer ist im Zustand nach Fig. 5 und zieht die Warenbahn 16 zu sich. Die Rückführung der Warenbahn wird jedoch durch die Kraft R am Kontaktpunkt A gebremst und beruhigt, wodurch die Warenbahn 16 nicht ruckartig und unkontrolliert aus den Walzen 18, 19 gezogen werden kann.
Die an der gegenüberliegenden Warenkante wirkenden Rückführungskräfte sind jedoch durch die schrägstehenden Walzen dieses Warenbahnführers stärker als die Kraft R an den Tellerscheiben, so dass nach kurzer Zeit der in Fig. 6 gezeigte Zustand wieder in den Zustand nach Fig. 5 übergeht. Es findet also ein zwar rasches, aber doch ruhiges Pendeln zwischen den Zuständen gemäss Fig. 5 und 6 mit geringen Amplituden statt.
Es ist noch zu erwähnen, dass die Tellerscheiben 1, 2 in den randnahen Bereichen ihrer benachbarten Flächen Abschrägungen besitzen können, also gemäss Fig. 1 jeweils in der Nachbarschaft der Kontaktringe 3, 4.
Ferner ist bemerkenswert, dass der Kontaktring 3 bzw. 4 aus der Fläche der Tellerscheibe um einen gewissen Betrag herausragt. Diese Massnahme sichert beispielsweise, dass gemäss der Darstellung der Fig. 1 im Bereiche des Berührungspunktes A ein Spalt oder eine Lücke zwischen den gerade dort befindlichen Bereichen der Tellerscheiben verbleibt, vornehmlich ein Parallelspalt links und rechts des Punktes A (Fig. 1); die lichte Breite dieses Spaltes, also das Mass des Herausragens der Kontaktringe 3, 4 aus ihren Flächen, ist so bestimmt, dass auch die dickste Warenbahnqualität noch Platz findet, auch wenn die Kontaktringe sich berühren (beispielsweise bei Warenbahnkantenlage gemäss Fig. 5).
Der Regelkreis kann sich dadurch schliessen, dass der elektrische Kantenfühler mit einem Schrägwalzenbahnführer zusammenwirkend angeordnet ist, z. B. so, dass eine Trennung der Kontaktringe im Berührungspunkt durch zwischenlaufende Warenbahnen ein Abheben einer Schrägwalze bewirkt, während gegenseitiges Berühren der Kontaktringe bei seitlich weglaufender Warenbahn ein Zusammenpressen der Schrägwalzen hervorruft.
Wenn, wie beispielsweise vorgeschlagen, die Berührungslinie der Tellerscheiben schräg zur Warenbahnkante verläuft, entsteht eine Kraftkomponente rechtwinkelig zur Berührungslinie, welche sich derart auswirkt, dass die Warenkante die Einwirkung einer Kraft in Richtung der Abwanderungsrichtung erfährt, wodurch die Warenbahn nicht durch das in diesem Zustand geöffnete Walzenpaar des Warenbahnführers zu weit und unkontrolliert entgegen der Abwanderungsrichtung vom gegenüberliegenden, in diesem Zustand wirksamen (angepresste Walzen) Warenbahnführer abgezogen werden kann. Die genannte Kraft wirkt also als Bremse der Korrekturbewegung u. beruhigt diese.
Die Amplitude des bei den bekannten Warenbahnführersystemen beobachteten unerwünschten Pendelns ist dadurch auf ein äusserstes Minimum beschränkt, so dass eine hohe Führungsgenauigkeit erreicht wird.
Die Schaltfrequenz des Scheibentellersystems ist durch den geringen Pendelausschlag der Warenbahn sehr hoch, wodurch die träge Masse der beweglichen Steuerwalze eines Warenbahnführers nur noch kaum merkliche Bewegungen ausführen kann. Das Zusammenwirken der beschriebenen Merkmale führt zu äusserst genauer und ruhiger, verzögerungsarmer Arbeitsweise von Warenbahnführern, die in der Genauigkeit allenfalls von bekannten und relativ sehr aufwendigen lichtelektronischen Abtasteinrichtungen erreicht wird.
Besonders vorteilhaft und bei bisher bekannten Vorrichtungen zum Kantenfühlen nicht erreicht, ist die Wirkungskomponente der Kantenfühler von dem Warenbahninneren zum Warenbahnäusseren, wodurch erreicht wird, dass eventuell hochstehende Kanten ausgestrichen werden. Dadurch werden Regelfehler aufgrund eingerollter Gewebekanten vermieden, ohne zum Ausstreichen derart hochstehender oder eingerollter Gewebekanten eine zusätzliche Vorrichtung zu benötigen.
Ein weiterer Vorteil der beschriebenen Vorrichtung ist, dass vor dem Abtastorgan kein Materialstau auftreten kann.
Electric edge sensor for running textile, plastic and
Paper webs
The invention relates to an electrical edge sensor for running textile, plastic and paper webs.
Mechanical, electrical or pneumatic means are used to control the lifting process of the rollers, preferably on web guides with pairs of rollers attached at an angle to the material edge, the construction and function of which are assumed to be known.
A device for edge control is known in which a number of coaxially arranged rollers or wheels with their main plane running perpendicular to the web are used as tapping means or
Sensing organs are used to determine the edge position of the web passing through. In this device, each roller is individually resiliently suspended, so that when the path runs beneath a wheel or a roller, this roller is lifted, this lifting causing a control pulse for the purpose of indirect path correction.
It is disadvantageous that the tapping and thus the regulation or return of the web takes place roughly in steps, namely according to the distance between two rollers or wheels. A discontinuous web edge control no longer meets today's requirements with regard to control accuracy. The switching frequencies and the control deviations between the individual stages are considerable.
Furthermore, a possible curling of the web edges causes disturbances and errors in the pick-up and thus errors in the edge correction.
A device is also known which is used to smooth out rolled-up tissue edges by means of disks that are positioned at an angle to one another in the manner of a mouth. This device achieves a smoothing out of the edges in that the material web edge running between the panes is smoothed out from the inside to the outside of the web through the roughened plate rim of the panes, which have their own drive. The point of mutual contact between the two plate washers is where the edge of the material web emerges between the plate washers (a more internal point of contact between the plate washers would damage the material because of the roughening or corrugation of the inside of the plate washer).
Self-propulsion, i.e. H. the rigid coupling of the plate disks coming into contact with the material web via a gear with a drive makes regulation and thus an effect of the plate disks as sensor elements impossible. Edge control is also not possible with the device described, since the grooved inner surfaces of the cup washers exclude continuous tapping and reliable signal transmission by electrical means.
The object of the present invention is to avoid the disadvantages of known devices and to create reliable edge control at a high switching frequency, regardless of any raised edges and regardless of the speed of the web of material passing through.
According to the invention, these tasks are achieved in that the electrical edge sensor comprises two rotatable disk-like organs, which carry contact organs arranged concentrically around the plate-disk axis of rotation and intended for mutual cooperation, with at least one of the disk-like organs carrying one or one each in the direction of mutual approach or contact Contact organs is subjected to acting resilient force, and the disk-like organs are inclined to one another in such a way that their axes of rotation form an obtuse angle to one another, which in the direction of the web or the point of contact of the contact organs z. B.
Contact rings or the like, is open.
The device according to the invention is shown in the drawing in one of many possible examples. Show in detail:
1 shows a side view of the pair of cup washers,
FIG. 2 shows a reduced plan view (according to FIG. 1 from above) with a fabric web between the plate washers,
3 shows a schematic representation to explain the relative speed between the plate washers and the fabric web,
4 and 5 the new device attached to a web guide in plan view, the web of material not being between the contacts of the plate washers and with the rolls of the web guide pressed together,
6 and 7, the new device attached to a web guide, also in plan view, the web of material being between the contacts of the plate washers and the rollers of the web guide being open.
According to FIG. 1, it is to be explained that a contact ring 3, 4 is built into each cup washer 1 and 2 of a cup washer pair 1, 2. The contact rings 3, 4 are preferably of the same size. The cup washers 1, 2 are made of insulating material (e.g. plastic), or at least parts 1 and 3 or 2 and 4 are insulated from one another. The axis 5 of the plate washer 1 is at an obtuse angle a to the axis 6 of the plate washer 2. The axis or shaft 5 is in electrical connection with the contact ring 3 through a metal strip 7. The axis 6 is also in electrical connection with the contact ring 4 via a metal strip 8. The axle 5 is mounted in a resilient holding arm 10 by means of ball bearings 9. The axle 6 is also rotatably mounted in the resilient holding arm 12 via ball bearings 11.
The holding arms 10, 12 are connected to one another by an insulating piece 13.
The electrical connections 14, 15 are attached to the holding arms 10, 12. The contact rings 3, 4 touch at a point A.
A web 16, shown in Fig. 2, moves in the direction Q and interrupts the electrical connection between the contact rings 3, 4 when it enters point A. The contact point A lies on a line X, which is at an angle to the converging goods edge 16 ' of preferably 45 degrees.
The material web 16 moving in direction Q drives the plate disks 1, 2 in the direction of the arrow Y.
A resultant R arises from the instantaneous direction of movement P of the point of contact A, which would like to pull the web of material 16 in the direction R, that is to say has a calming effect in the manner described above. The interruption of the electrical contact between the contact rings 3, 4 causes the rollers to lift off (e.g. 18, 19, FIG. 6).
In FIG. 3, VQ is shown as the speed of the web of material 16 and VU as the circumferential speed at the contact point A. The difference between VQ and W results in a relative movement between the web of material 16 and the contact rings 3, 4.
As a result, there is constant grinding of the web of material 16 over the contact rings 3, 4, as a result of which the contact surfaces are constantly cleaned, which is significant for functional reliability.
4 and 5 show the new device installed on a web guide 17. In the state shown, the inclined rollers 18, 19 are in a compressed state, ie in a state that is effective for correction.
The web 16 does not touch the contact point A, so that the forces S and S generated by electromagnets, for example, as a result of the mutual contact of the contact rings 3, 4 at A (as in FIG. 1), can compress the rollers 18, 19. Due to the inclined arrangement of the rollers 18, 19, the material web 16 is moved in the direction N, so that the material web 16 is conveyed laterally to the contact point A.
It can be seen from FIGS. 6 and 7 that the material web has reached the contact point A, so that the electrical connection between the contact rings 3, 4 has been canceled and the electromagnets generating the forces S and S are switched off. The rollers 18 and 19 of the web guide 17 thus have no mutual pressure and the web 16 is loose between the rollers 18 and 19. The web guide attached to the opposite web edge is in the state according to FIG. 5 and pulls the web 16 towards itself. The return of the material web is, however, braked and calmed down by the force R at the contact point A, as a result of which the material web 16 cannot be pulled out of the rollers 18, 19 in a jerky and uncontrolled manner.
The return forces acting on the opposite web edge are stronger than the force R on the plate washers due to the inclined rollers of this web guide, so that after a short time the state shown in FIG. 6 changes back to the state according to FIG. 5. There is thus a rapid, but calm oscillation between the states according to FIGS. 5 and 6 with low amplitudes.
It should also be mentioned that the plate washers 1, 2 can have bevels in the areas of their adjacent surfaces near the edge, that is to say, according to FIG. 1, in the vicinity of the contact rings 3, 4.
It is also noteworthy that the contact ring 3 or 4 protrudes from the surface of the cup washer by a certain amount. This measure ensures, for example, that according to the illustration in FIG. 1, in the area of the contact point A, a gap or a gap remains between the areas of the plate washers located there, primarily a parallel gap to the left and right of the point A (FIG. 1); the clear width of this gap, i.e. the extent to which the contact rings 3, 4 protrude from their surfaces, is determined in such a way that there is still space for even the thickest web quality, even if the contact rings touch each other (for example in the web edge layer according to FIG. 5).
The control loop can be closed in that the electrical edge sensor is arranged to cooperate with a skew roller conveyor, e.g. B. so that a separation of the contact rings at the point of contact by intermediate webs causes a lifting of a skew roller, while mutual contact of the contact rings causes a compression of the skew rollers when the material web runs away to the side.
If, as suggested, for example, the contact line of the plate washers runs obliquely to the web edge, a force component is created at right angles to the contact line, which has such an effect that the product edge experiences a force in the direction of the migration direction, so that the web does not pass through the open in this state Roller pair of the web guide too far and uncontrolled against the migration direction from the opposite, effective in this state (pressed rollers) web guide can be pulled off. The force mentioned thus acts as a brake on the corrective movement and calms this down.
The amplitude of the undesired oscillation observed in the known web guiding systems is thereby limited to an extreme minimum, so that a high level of guiding accuracy is achieved.
The switching frequency of the disc plate system is very high due to the low pendulum swing of the material web, which means that the inertial mass of the moving control roller of a material web guide can only perform barely noticeable movements. The interaction of the features described leads to extremely precise and quiet, low-delay operation of web guides, the accuracy of which is achieved by known and relatively very complex light-electronic scanning devices.
Particularly advantageous and not achieved with previously known devices for edge sensing is the effective component of the edge sensor from the inside of the web to the outside, which means that any raised edges are smoothed out. As a result, control errors due to rolled up tissue edges are avoided without the need for an additional device to smooth out such protruding or rolled up tissue edges.
Another advantage of the device described is that no material jam can occur in front of the scanning element.