Vorrichtung zum Regeln der Spannung in einer durchlaufenden Bahn
Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Regeln der Spannung in einer durchlaufenden Bahn mit einer von pneumatisch betätigbaren, an einen einstellbaren Druckregler angeschlossenen Kolben- und Zylinderaggregaten gehaltenen Spannwalze, und mit Vorrichtungen zum Abtasten der Stellung der Spannwalze in Abhängigkeit der entsprechenden Änderung der Durchlaufgeschwindigkeit der Bahn.
Die Vorrichtung wird vorzugsweise einer Behandlungsmaschine zugeordnet, in welcher eine Bahn z. B. aus Papier, Kunststoff oder Gewebe kontinuierlich der Behandlung unterworfen wird. Dabei wird die Bahn in einer Schleife über die Spannwalze geführt, wobei die Bahnschleife in Abhängigkeit von einer Abnahme oder Zunahme der Spannung der Bahn verlängert oder verkürzt wird, und zwar zweckmässig ausgehend von einer mittleren Lage der Spannwalze, die durch eine vorher bestimmte, auf die Spannwalze in Übereinstimmung mit der gewünschten Spannung der Bahn ausgeübte Kraft gegeben ist;
die Verlagerung der Spannwalze aus ihrer mittleren Stellung wird abgetastet und zum Steuern einer Zu führ- oder Aufnahmevorrichtung der Bahn in dem Sinne benützt, dass diese die Durchlaufgeschwindigkeit der Bahn verringert oder erhöht und so eine Abweichung von der gewünschten Spannung der Bahn korrigiert.
Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, deren Konstruktion besonders einfach und zuverlässig ist, und die eine feine und genaue Spannungsregelung bewirken kann.
Die erfindungsgemässe Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Zylinder unmittelbar durch einen Luft-Vorratsbehälter, dessen Inhalt grösser als der Inhalt der Zylinder ist, über den Druckregler zur Einregelung eines konstanten Druckes an eine Druckmittelquelle angeschlossen sind.
Ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes ist in der Zeichnung veranschaulicht, es zeigen:
Fig. 1 eine schematisch dargestellte Vorrichtung zum Regeln der Spannung, die erfindungsgemäss ausgebildet ist;
Fig. 2 einen axialen Längsschnitt durch einen Kolben und Zylinder derjenigen Art, wie sie bei der Vorrichtung nach Fig. 1 benutzt wird.
Nach der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform läuft eine Bahn 2 durch die Klemmstelle zwischen einem Paar von Förderwalzen 3 und 4, die von einem Elektromotor 5 angetrieben sind; die Bahn läuft dann unter einem Paar mit horizontalem Abstand voneinander parallel und horizontal gelagerten Führungswalzen 6 und 7 hindurch. Zwischen den beiden Führungswalzen 6 und 7 und parallel zu deren Achsen ist eine in einer vertikalen Ebene bewegbare Spannwalze 8 drehbar auf einer Welle oder Achse 9 gelagert, die in der Nähe ihrer beiden Enden durch ein Paar von einseitig wirkenden Kolben der mit einem Druckmedium gespeisten Zylinder-Druckvorrichtungen 10 und 11 unterstützt ist, welche je auf einer Seite der Bahn und unterhalb der Welle 9 angeordnet sind.
Die Zylinder beider Druckvorrichtungen werden aus einem gemeinsamen Vorratsbehälter 12 oder einem Druckakkumulator gespeist, dessen Inhalt im Vergleich zu dem der Zylinder 10 und 11 gross ist, so dass eine Verschiebung der Kolben nur eine unbedeutende Druckänderung in dem Vorratsbehälter 12 ergibt. Der Vorratsbehälter 12 wird seinerseits aus einer Druckmedium-Quelle (nicht dargestellt) über einen einstellbaren Druckregler 13 gespeist, der gesteuert werden kann, um den Druck in dem Vorratsbehälter und so die von dem Kolben der Druckvorrichtungen auf die Spannwalze ausgeübte Kraft zu ändern.
Die Spannwalzenachse 9 wird von dem gegabelten Ende eines Schwenkarmes 14 umfasst, der fest auf einer Spindel 15 sitzt, die einen Korrektursignalgeber 16 eines üblichen Servo-Systems 17 betätigt, das dazu bestimmt ist, die Drehzahl zu steuern, mit der der Elektromotor 5 die Vorderwalzen 3 und 4 antreibt.
Im Betriebe der Vorrichtung wird der Druckregler 13 auf einen vorgegebenen Wert eingestellt, so dass er einen gewünschten, im wesentlichen konstanten Druck in dem Vorratsbehälter 12 aufrechterhält; dadurch wird eine erforderliche, nach aufwärts gerichtete Druckkraft auf die beiden Enden der Wellen oder Achse 9 der Spannwalze übertragen, welche eine Schleife der Bahn 2 zwischen den beiden Führungsrollen 6 und 7 nach oben drückt, um die notwendige Spannung in der Bahn zu erzeugen.
Bei jeder Zunahme oder Abnahme der Spannung in der Bahn 2 nimmt die Länge der Schleife in entsprechender Weise ab oder zu, unter gleichzeitigem Senken oder Ansteigen der Spannwalze 8, welche immer den bestimmten Spanndruck auf die Schleife ausübt; diese Vertikalbewegung der Spannwalze bewirkt über die Welle 9, den Gabelarm 14 und die Spindel 15 eine äquivalente Schwenkbewegung auf den Korrektursignalgeber 16, welcher seinerseits die Drehzahl des Antriebes der Förderwalzen 3 und 4 erhöht oder vermindert, um so die Spannung der Bahn zu korrigieren.
Für eine feinfühlige Regelung der Spannung der Bahn ist es zweckmässig, wenn die Reibung zwischen den Kolben und Zylindern der Druckvorrichtungen 10 und 11 gering ist. Zu diesem Zweck ist - wie es die Fig. 2 zeigt - jeder Kolben 20 mit einem erheblich kleineren Durchmesser als die Bohrung seines Zylinders 21 ausgeführt und die Abdichtung zwischen diesen Teilen erfolgt durch eine gummisack ähnliche Membran 22, deren oberes Ende geschlossen ist und den Kolben 20 mit einer nach innen ragenden Einstülpung 22 der Membran trägt, die zwischen dem Umfang des Kolbens und der Innenfläche des Zylinders derart verläuft, dass eine Bewegung des Kolbens in dem Zylinder von einem Abrollen des eingestülpten Wandteiles der Membran längs der inneren Wandfläche des Zylinders begleitet ist.
Durch diese Massnahme wird eine unmittelbare Reibungsberührung zwischen Kolben 20 und Zylinder 21 vermieden und die noch vorhandene Reibung ist nur die Reibung, die sich dem biegenden Verformen der Membran 22 entgegenstellt.
Als zu verwendendes Druckmedium ist Luft besser geeignet als eine Flüssigkeit, da Luft gleichzeitig eine elastische Nachgiebigkeit in der Halterung der Spannrolle 9 ergibt.
Device for regulating the tension in a continuous web
The invention relates to a device for regulating the tension in a continuous web with a tensioning roller held by pneumatically actuated piston and cylinder units connected to an adjustable pressure regulator, and with devices for sensing the position of the tensioning roller as a function of the corresponding change in the throughput speed Train.
The device is preferably assigned to a treatment machine in which a path z. B. made of paper, plastic or fabric is continuously subjected to the treatment. The web is guided in a loop over the tensioning roller, the web loop being lengthened or shortened depending on a decrease or increase in the tension of the web, expediently starting from a central position of the tensioning roller, which is determined by a previously determined Tension roll is given force applied in accordance with the desired tension of the web;
the displacement of the tension roller from its middle position is scanned and used to control a feeding or receiving device for the web in the sense that it reduces or increases the speed of the web and thus corrects a deviation from the desired tension of the web.
The invention is based on the object of creating a device of the type mentioned at the beginning, the construction of which is particularly simple and reliable, and which can effect fine and precise voltage regulation.
The device according to the invention is characterized in that the cylinders are connected directly to a pressure medium source via the pressure regulator for regulating a constant pressure through an air reservoir, the content of which is greater than the content of the cylinder.
An embodiment of the subject matter of the invention is illustrated in the drawing, it shows:
1 shows a schematically illustrated device for regulating the voltage, which is designed according to the invention;
FIG. 2 is an axial longitudinal section through a piston and cylinder of the type used in the device according to FIG.
According to the embodiment shown in Figure 1, a web 2 runs through the nip between a pair of conveyor rollers 3 and 4, which are driven by an electric motor 5; the web then runs under a pair of horizontally spaced parallel and horizontally mounted guide rollers 6 and 7. Between the two guide rollers 6 and 7 and parallel to their axes, a tension roller 8 movable in a vertical plane is rotatably mounted on a shaft or axle 9, which is fed with a pressure medium by a pair of unidirectional pistons in the vicinity of its two ends -Printing devices 10 and 11 is supported, which are each arranged on one side of the web and below the shaft 9.
The cylinders of both pressure devices are fed from a common storage container 12 or a pressure accumulator, the content of which is large compared to that of cylinders 10 and 11, so that a displacement of the pistons results in only an insignificant change in pressure in the storage container 12. The storage container 12 is in turn fed from a pressure medium source (not shown) via an adjustable pressure regulator 13 which can be controlled to change the pressure in the storage container and thus the force exerted by the piston of the pressure devices on the tension roller.
The tension roller axis 9 is encompassed by the forked end of a pivot arm 14, which sits firmly on a spindle 15 which actuates a correction signal generator 16 of a conventional servo system 17, which is intended to control the speed at which the electric motor 5 drives the front rollers 3 and 4 drives.
When the device is in operation, the pressure regulator 13 is set to a predetermined value so that it maintains a desired, essentially constant pressure in the storage container 12; as a result, a required upward pressure force is transmitted to the two ends of the shafts or axle 9 of the tension roller, which presses a loop of the web 2 between the two guide rollers 6 and 7 upwards in order to generate the necessary tension in the web.
With each increase or decrease in the tension in the web 2, the length of the loop increases or decreases in a corresponding manner, while at the same time lowering or increasing the tension roller 8, which always exerts the specific tension pressure on the loop; This vertical movement of the tension roller causes an equivalent pivoting movement to the correction signal generator 16 via the shaft 9, the fork arm 14 and the spindle 15, which in turn increases or decreases the speed of the drive of the conveyor rollers 3 and 4 in order to correct the tension of the web.
For a sensitive regulation of the tension of the web, it is useful if the friction between the pistons and cylinders of the printing devices 10 and 11 is low. For this purpose - as FIG. 2 shows - each piston 20 is designed with a considerably smaller diameter than the bore of its cylinder 21 and the seal between these parts is made by a rubber bag-like membrane 22, the upper end of which is closed, and the piston 20 with an inwardly protruding indentation 22 of the membrane, which runs between the circumference of the piston and the inner surface of the cylinder in such a way that a movement of the piston in the cylinder is accompanied by a rolling of the turned-in wall part of the membrane along the inner wall surface of the cylinder .
This measure avoids direct frictional contact between piston 20 and cylinder 21 and the friction that still exists is only the friction that opposes the bending deformation of membrane 22.
Air is more suitable than a liquid as the pressure medium to be used, since air at the same time results in elastic flexibility in the holder of the tensioning roller 9.