CH696882A5 - Vorrichtung zum Erzeugen eines Wattewickels. - Google Patents

Description

CH 696 882 A5

Beschreibung

[0001] Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Erzeugen eines Wattewickels, bei der die Watte auf einen Kern (H) aufgewickelt wird, welcher von einem, mit einem Antrieb verbundenen umlaufenden, endlosen Riemen angetrieben wird, wobei der endlos ausgebildete Riemen in einer Schlaufe um den Kern über mehrere Umlenkrollen geführt wird und der Kern zwischen zwei, den Kern in radialer Richtung überragenden Wickelscheiben gehalten wird.

[0002] Aus der DE-A1-19 539 365 ist eine Vorrichtung bekannt, wobei ein Wattewickel unter Verwendung eines angetriebenen und endlos umlaufenden Riemens gebildet wird. Dabei wird eine Watte zwischen zwei Umlenkrollen einer Riemenschlaufe zugeführt. Innerhalb der Riemenschlaufe befindet sich eine drehbar gelagerte Hülse, welche durch die Bewegung des Riemens über Friktion angetrieben wird. Die Hülse ist dabei zwischen zwei Wickelscheiben eingespannt, welche die Hülse in radialer Richtung überragen. Beim Beginn des Wickelvorganges wird dabei die Wattebahn in den Bereich zwischen dem Umfang der Hülse und einer inneren Fläche der Riemenschlaufe zugeführt. Durch die Transportbewegung des Riemens wird die zugeführte Watte auf die Hülse aufgewickelt. Durch diesen Vorgang wird die Wattebahn - in radialer Richtung der Hülse gesehen - schichtweise auf die Hülse aufgewickelt. Mit dieser Einrichtung kann ein sehr kompakter Wickel bei hoher Aufwickelgeschwindigkeit gebildet werden. Die beiden Wickelscheiben unterstützen den Wickelvorgang, insbesondere zur Erzielung eines sauberen Randbereiches des herzustellenden Wickels. Das heisst, während dem Aufwickelvorgang werden die Randbereiche der aufgewickelten Wattebahn durch die Wickelscheiben geführt, sodass ein seitliches Ausfransen vermieden wird.

[0003] Der im Bereich der Schlaufe zwischen den Wickelscheiben verlaufende Riemen ist in einem geringen Abstand zu den Führungsflächen der Wickelscheiben zu führen, um einerseits ein Verklemmen von Fasern in diesem Bereich zu vermeiden und anderseits einen Verschleiss der Riemenränder zu verhindern. Da die Bewegung des Riemens beim Ein-lauf zwischen die Wickelscheiben quer zur Drehbewegung der Wickelscheiben verläuft, würde dies zu einem Verschleiss der Riemenränder führen, wenn diese auf den Wickelscheiben ganz zum Anlegen kommen würden. Dabei kann es zu Ausfransungen der Riemenränder kommen, welche sich wiederum negativ auf die Bildung von sauberen Randpartien des zu erstellenden Wattewickels auswirken. Das heisst, durch die Ausfransungen (z.B. abstehende Fasern des Riemengeflechtes) können teilweise Fasern aus den Randpartien der Wattebahn herausgerissen werden. Deshalb wurde z.B. in der veröffentlichten DE-19 720 825 vorgeschlagen, dass der Riemen im Bereich der Umlenkrollen quer zu seiner Bewegungsrichtung formschlüssig geführt wird. Dabei wurde der Riemen auf einer Oberfläche mit einer Profilierung versehen, welche in ein gleichartiges Gegenprofil auf der jeweiligen Umlenkrolle eingreift. Dadurch wurde gewährleistet, dass der Riemen exakt, quer zur Transportrichtung gesehen, geführt wurde. In dieser Veröffentlichung sind auch noch weitere Ausführungsbeispiele gezeigt, welche ein exaktes seitliches Führen des Riemens vorschlagen. Durch diese Vorschläge konnte zwar die exakte Führung des Riemens zwischen den Wickelscheiben gewährleistet werden, jedoch war hierzu die Verwendung eines speziell gefertigten Riemens und entsprechender Führungsmittel auf den Umlenkrollen notwendig. Dadurch wurde diese Wickelvorrichtung wesentlich aufwendiger und teurer in der Herstellung. Es war nun Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung vorzuschlagen, wobei unter Verwendung eines herkömmlichen und handelsüblichen Flachriemens die Gefahr des beschriebenen Verschleisses der Riemenkanten im Bereich der Wickelscheiben vermieden wird.

[0004] In der am 13.06.2001 in der Schweiz hinterlegten CH-695 344 (korrespondierende und veröffentlichte CN 2003-20 142) wurde zur Seitenführung des Riemens vorgeschlagen, auf beiden Seiten des Riemens eine Führungsrolle anzubringen, über welche der Riemen fortwährend seitlich geführt wird. Mit dieser Einrichtung war es teilweise möglich, den Riemen seitlich zu führen, sofern keine grossen Querkräfte durch ein seitliches Abdriften des Riemens entstanden sind. Nachteilig bei dieser Riemenführung war jedoch die kontinuierliche Reibung der Führungsrollen auf den Riemenkanten, was ebenfalls zu einem geringen Verschleiss geführt hat. Sobald jedoch die Querkräfte beim seitlichen Abdriften des Riemens zu gross geworden sind, führte dies einerseits zu einem erhöhten Verschleiss der Riemenränder im Bereich der Führungsrollen und anderseits fand eine Verformung des Riemens in den Randbereichen statt. Dies wiederum führte zu einer ungenauen Seitenführung des Riemens.

[0005] Zur Vermeidung der bekannten Nachteile wird deshalb eine Vorrichtung vorgeschlagen, wobei wenigstens an einer Stelle des Riemenverlaufs ausserhalb der Schlaufe im Bereich beider Seitenränder des Riemens Mittel angebracht sind, die den Riemen in einen vorbestimmten Toleranzbereich unmittelbar oder mittelbar zurückführen, sobald sich der Riemen quer zu seiner Antriebsbewegung aus diesem Toleranzbereich bewegt. Der Begriff «Toleranzbereich» kennzeichnet den Bewegungsbereich des Riemens in Bezug auf die Riemenbreite, bei welchem gewährleistet wird, dass der Riemen im Bereich zwischen den Wickelscheiben noch einen ausreichenden seitlichen Abstand zu den Wickelscheiben aufweist. Ein seitliches Abdriften des Riemens aus seiner montierten Position kann z.B. während des Wickelvorganges durch Erwärmung des Riemens erfolgen, was eine Verformung des Riemens in Bezug auf die Führungselemente nach sich ziehen kann. Ausserdem können Toleranzen in den Lagerungen der Führungselemente (Umlenkrollen) ein Abdriften des Riemens zur Folge haben. Um die seitliche Riemenführung direkt vor der Schlaufe, wo auch die Wickelscheiben angeordnet sind, zu überwachen, wird vorgeschlagen, dass die Mittel in Bezug auf die Antriebsrichtung des Riemens vor derjenigen Umlenkrolle angeordnet sind, welcher die Schlaufe unmittelbar nachfolgt.

[0006] Vorteilhafterweise wird vorgeschlagen, dass die Mittel zwischen den aufeinanderfolgenden Umlenkrollen angeordnet sind, welche den Riemen vor Eintritt in die Schlaufe führen.

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[0007] Zur Überwachung der seitlichen Abdrift des Riemens wird weiter vorgeschlagen, dass die Mittel Sensoren oder Elemente mit Sensoren aufweisen, die mit einer Steuereinheit verbunden sind. Dadurch ist es möglich, die von der Steuereinheit erhaltenen Signale entsprechend zu verarbeiten.

[0008] Sofern, wie weiter vorgeschlagen, die Steuereinheit mit dem Antrieb der Wickelvorrichtung verbunden ist, ist es möglich, diesen Antrieb stillzusetzen, sofern eine Rückführung des Riemens über einen vorgegebenen Zeitraum nicht erfolgen kann.

[0009] Die Rückführung des Riemens in seinen Toleranzbereich kann z. B. über eine Stellvorrichtung erfolgen, welche mit der Steuereinheit verbunden ist. Dabei wird vorgeschlagen, die Stellvorrichtung an einer Lagerstelle einer Umlenkrolle anzulenken, um die Lagerstelle in radialer Richtung in oder gegen die Einlaufrichtung des Riemens auf die Umlenkrolle zu verschieben. Die gegenüberliegende Lagerstelle der Umlenkrolle, an welcher die Stellvorrichtung nicht angreift, ist dabei so ausgebildet bzw. angebracht, dass eine Schwenkbewegung der Lagerstelle, die von der Stellvorrichtung beaufschlagt wird, ermöglicht wird.

[0010] Die Laufrichtung des Riemens wird dabei durch Verschwenken der Einlauflinie des Riemens auf die Umlenkrolle korrigiert. Die Einlauflinie kennzeichnet die Linie, bei welcher der Riemen beim Einlaufen auf die Umlenkrolle zuerst auftrifft.

[0011] Es wird weiter vorgeschlagen, dass die von den Sensoren an die Steuereinheit gelieferten Signale anhand vorgegebener und gespeicherter Kriterien ausgewertet werden, um entsprechende Steuerbefehle an die Stellvorrichtung und/ oder den Antrieb der Wickelvorrichtung abzugeben.

[0012] Vorzugsweise wird vorgeschlagen, dass die Mittel aus jeweils im Bereich der Seitenränder des Riemens angeordneten Führungsscheiben bestehen, welche auf einer drehbar gelagerten Walze befestigt sind über welche der Riemen geführt wird und die Führungsscheiben - in radialer Richtung gesehen - wenigstens über einen Teilbereich mit einer den Seitenrändern des Riemens zugewandten schrägen Fläche versehen sind, die, in radialer Richtung nach aussen gesehen, zueinander divergieren. Sobald der Riemen bei einer seitlichen Verschiebung auf eine der schrägen Flächen auftrifft, wird unter Einwirkung der Riemenspannkraft und der daraus resultierenden Kraft in Richtung zur Riemenmitte der Riemen wieder in seinen Toleranzbereich zurückgeführt.

[0013] Um ein fortwährendes Abheben des Riemens von der Lauffläche der Walze zu vermeiden, wird vorgeschlagen, dass die Flächen der Führungsscheiben, welche den Seitenrändern des Riemens unmittelbar gegenüberliegen, parallel zu diesen Seitenrändern verlaufen und der Abstand zwischen diesen Flächen grösser ist als die Breite des Riemens. Dadurch wird erreicht, dass der Riemen, wenn er sich innerhalb des Toleranzbereiches befindet, nicht an den Führungsscheiben streift. Kleinere und kurzfristige seitliche Verschiebungen, bei welchen keine sehr hohen Querkräfte im Riemen entstehen, können durch die vorgesehenen parallelen Flächen abgefangen werden, ohne dass sich die Riemenkanten von der Walze abheben.

[0014] Es wird weiter vorgeschlagen, im Bereich der Führungsscheiben Sensoren anzubringen, welche ein Signal an eine Steuereinheit abgeben, sobald einer der Seitenränder des Riemens von der Lauffläche der Walze abhebt. Damit ist es möglich, die seitliche Verschiebung des Riemens exakt in Position, Zeitdauer und den auftretenden Intervallen zu erfassen, um geeignete Massnahmen zu ergreifen. Ist es z.B. aus bestimmten Gründen nicht möglich, den Riemen über die schrägen Flächen in den Toleranzbereich zurückzuführen, so kann z.B. über die Steuereinheit der Antrieb der Wickelvorrichtung stillgesetzt werden, um die aufgetretene Funktionsstörung zu beseitigen. Ebenfalls ist es auch möglich, über eine spezielle Stellvorrichtung, die von der Steuereinheit angesteuert wird, Einfluss auf den Riemenverlauf zu nehmen.

[0015] Die Sensoren zur Überwachung können im Bereich der schrägen Flächen der Führungsscheiben angeordnet sein.

[0016] Zur Grundeinstellung der Führungsscheiben und zum Ausgleich von Toleranzen wird vorgeschlagen, dass die Walze mit den Führungsscheiben in Richtung ihrer Drehachse verstellbar gelagert ist.

[0017] Eine weitere Möglichkeit in Bezug auf die Anbringung von Überwachungselementen für das seitliche Abdriften des Riemens ist die Verwendung einer parallel zur Walze angeordneten Druckwalze, deren Lagerstellen mit Federelementen versehen sind, welche eine Druckkraft auf den Riemen in Richtung der Oberfläche der Walze ausüben. Vorteilhafterweise sind den Lagerelementen der Druckwalze Sensoren zugeordnet, welche die radiale Verlagerung der Drehachse der Druckwalze überwachen, die dann eintritt, wenn sich ein Seitenrand des Riemens von der Walze im Bereich der schrägen Fläche abhebt. Die Sensoren sind auch in diesem Fall mit der Steuereinheit verbunden, welche einerseits mit dem Antrieb der Wickelvorrichtung und anderseits mit einer Stellvorrichtung verbunden ist, über welche der Riemenverlauf quer zu seiner Antriebsbewegung einstellbar ist. Mit dieser Einrichtung erhält man einerseits eine mögliche selbsttätige Rückführung des Riemens über die schräge Fläche in seinen Toleranzbereich und anderseits eine Überwachung dieses Vorganges, sofern diese Rückführung nicht erfolgen kann.

[0018] Des Weiteren wird eine Vorrichtung vorgeschlagen, wobei die Elemente aus jeweils wenigstens einer drehbar gelagerten Tastrolle bestehen, die im Bereich der Seitenränder des Riemens gelagert sind, wobei die Umfangsflächen der Tastrollen den Seitenrändern gegenüberstehen und jeweils ein Sensor zur Überwachung der Drehzahl dieser Tastrollen vorgesehen ist. Dabei sind die Tastrollen so angeordnet, dass die Riemenränder die Tastrollen nicht in Drehung versetzen, sofern sich der Riemen innerhalb des Toleranzbereiches bewegt. Durch das Abgreifen der Drehbewegung der Tastrollen

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über einen entsprechenden Sensor kann die Dauer und die Intensität (Perioden) der seitlichen Riemenverschiebung exakt ermittelt und an die Steuereinheit zum Auslösen entsprechender Massnahmen übermittelt werden.

[0019] Zur erstmaligen Justierung der Tastrollen und zum Ausgleich von Toleranzen sind diese zu den jeweiligen Riemenkanten verschiebbar gelagert. Vorteilhafterweise sind die Tastrollen paarweise angeordnet, um eine exakte Erfassung der seitlichen Riemenverschiebung zu erfassen. Die Achsen der paarweise angeordneten Tastrollen können (in radialer Richtung) um eine zwischen den Tastrollen angeordnete Schwenkachse schwenkbar angeordnet sein. Damit wird erreicht, dass bei einem seitlichen Abdriften des Riemens der jeweilige Riemenrand von beiden Tastrollen gleichmässig abgestützt wird, wodurch die Auflage vergrössert und somit die entstehende Flächenpressung auf den Riemenrand verringert wird. Dies wiederum verringert den Verschleiss des Riemens im Randbereich. In diesem Zusammenhang wäre es natürlich von Vorteil, noch mehr als zwei Tastrollen auf jeder Riemenseite vorzusehen. Um Fehlsignale durch die schwenkbar um eine Achse angebrachten Tastrollenpaare zu vermeiden, wird vorgeschlagen, dass wenigstens ein Federelement im Bereich der Tastrollen angebracht ist, dessen Federwirkung der Schwenkbewegung der Tastrollen um die Schwenkachse entgegenwirkt. Damit wird ein freies Schwenken (ohne Einwirkung des Riemens) um diese Achse eingeschränkt und die Tastrollen in einer Grundstellung zum Riemen fixiert. Die Federkraft des Federelementes ist dabei so ausgelegt, dass eine Schwenkbewegung durch das Beaufschlagen mit dem Riemenrand gewährleistet wird, dass sich der seitlich verschobene Riemen gleichzeitig auf beiden Rollen abstützt.

[0020] Damit der Riemen durch die Seitenverschiebung sich nicht ausserhalb der Umgangsflächen der Tastrollen verschieben kann, können oberhalb und unterhalb der Tastrollen quer über die Riemenbreite zusätzliche Führungselemente (z.B. Führungswalzen) angeordnet sein.

[0021] Weitere Vorteile der Erfindung werden anhand nachfolgender Ausführungsbeispiele näher aufgezeigt und beschrieben.

[0022] Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Seitenansicht einer Wickelvorrichtung mit einer erfindungsgemässen Überwachungseinrichtung.

Fig. 1 a eine verkleinerte Schnittdarstellung A-A nach Fig. 1.

Fig. 2 eine vergrösserte Ansicht X der Führungswalze nach Fig. 1.

Fig. 3 eine verkleinerte Ansicht der Führungswalze nach Fig. 2 mit einer Steuereinheit und einer Stellvorrichtung.

Fig. 4 ein weiteres Ausführungsbeispiel nach Fig. 3.

Fig. 5 ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Überwachungseinrichtung in vergrösserter Ansicht Y nach Fig. 1 mit einer Steuereinheit und einer Stellvorrichtung.

Fig. 5a eine Schnittdarstellung E-E gemäss Fig. 5.

Fig. 6 ein Diagramm mit einem Drehzahlverlauf der Rollen gemäss Fig. 5.

Fig. 7 ein Diagramm mit einem Signalverlauf der Überwachungseinrichtung gemäss Fig. 3.

[0023] Fig. 1 zeigt eine Wickelvorrichtung 1, welche bereits in der schon vorveröffentlichten EP-A1-929 705 in ähnlicher Form gezeigt und ausführlich beschrieben wurde. Deshalb wird in der nachfolgenden Beschreibung die Funktionsweise dieser Wickelvorrichtung nur oberflächlich beschrieben. Bei der gezeigten Wickelvorrichtung 1 wird ein Wattewickel WW mittels eines Riemens R hergestellt. Der Riemen R wird dabei über fest gelagerte oder verschwenkbare Rollen R1-R6 geführt, wobei er zwischen den Rollen R1 und R2 eine Schlaufe S um eine fest stehende Drehachse AX bildet. Zur Herstellung eines Wattewickels WW wird über die Kalanderwalzen K1 bis K4 eine Watte W zwischen den beiden Rollen R1 und R2 in die Schlaufe S auf den Umfang einer Hülse H zugeführt. Die Hülse H ist zwischen zwei in Fig. 1a gezeigten Wickelscheiben W1, W2 während dem Wickelvorgang eingespannt. Dabei ist ein Abstand a zwischen den Wickelscheiben W1, W2 und dem Riemen vorgesehen, damit der Riemenrand während des Wickelvorganges nicht verschlissen wird. Bei grösser werdendem Wickel WW vergrössert sich die Schlaufe S so lange, bis der Wickel WW eine gewünschte Grösse erzielt hat. Das Erreichen des Wickeldurchmessers wird entweder direkt durch entsprechende Sensoren am Umfang des Wickels ermittelt oder indirekt durch Abtastung der zugeführten Wattenlänge. Während dem Wickelvorgang wird die Riemenverlagerung beziehungsweise die Steuerung der Riemenspannkraft über eine Spannvorrichtung 3 vorgenommen, die von einem Zylinder Z gesteuert bewegt wird. Durch die Spannvorrichtung 3 wird eine Spannrolle R6 um eine Achse 4 verschwenkt. Während dem Aufwickelvorgang dreht der Wattewickel WW in Drehrichtung D. Kurz vor Ende des Wickelvorganges wird der Antrieb der Kalanderwalzen K1-K4 stillgesetzt, während der Antrieb des Wattewickels WW über den Riemen R noch in Betrieb ist. Dadurch wird die Watte im Bereich des Führungsbleches 6 getrennt. Sobald der Trennvorgang abgeschlossen ist, wird die Wickelvorrichtung 1 stillgesetzt. Über den Arm 8, der um die Achse AX schwenkbar ist, wird die

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Rolle R2 nach unten verschwenkt, wodurch auch die Rolle R3 über den Arm 9 nach unten schwenkt. Unter Zuhilfenahme der Spannvorrichtung 3 wird der Riemen R weiter gespannt und der Ausstoss des fertigen Wattewickels WW auf eine nicht gezeigte Aufnahme durchgeführt. Nach dem Ausstossvorgang wird nach Zurückschwenken der Rollen R2, R3 in ihre in Fig. 1 gezeigte Lage und, nachdem eine neue Hülse H eingeführt wurde, ein neuer Wickelvorgang gestartet. Dazu werden die Kalanderwalzen K1-K4 durch einen nicht näher gezeigten Antrieb wieder in Bewegung gesetzt. Ebenso wird durch den nicht gezeigten Antrieb einer der Rollen R1-R6 der Riemen R und somit die Wickelvorrichtung in Bewegung versetzt, so dass ein neuer Wickel gebildet werden kann.

[0024] Solange den Kalanderwalzen K1-K4 eine Watte W kontinuierlich zugeführt wird, kann der beschriebene Prozess der Wickelbildung fortlaufend erfolgen. Entsteht jedoch ein Unterbruch in der Zuführung der Watte, z.B. bei einer auslaufenden Materialvorlage oder bei einer Änderung des zu verarbeitenden Fasermaterials, dann ist es notwendig, ein neues Ende einer Watte zwischen den Kalanderwalzen K1-K4 einzufädeln. Vor der Zuführung der neuen Watte sollte der noch in der Schlaufe S befindliche Wattewickel WW ausgestossen werden und die Wickelvorrichtung für die Bildung eines neuen Wattewickels vorbereitet werden.

[0025] Damit der in Fig. 1a gezeigte Abstand a zu den beiden Wickelscheiben W1, W2 eingehalten werden kann bzw. der Riemenverlauf überwacht werden kann, ist im Bereich vor der Rolle R1 eine Überwachungs- bzw. Führungseinrichtung 10 angeordnet. Dabei sind in den Fig. 2 bis 5 verschiedene Ausführungsformen gezeigt.

[0026] Damit der Riemenrand Rs nicht durch Reibung an den Wickelscheiben W1, W2 verschlissen wird, ist es notwendig, einen Mindestabstand a zu diesen Wickelscheiben einzuhalten. Je nach Toleranzen in den Lagerungen der Rollen R1-R6 und je nach Erwärmung des Riemens R kann es vorkommen, dass der Riemen R während des Wickelvorganges nach der einen oder der anderen Seite abdriftet. Damit kann er aus einem vorgegebenen Toleranzbereich gelangen, wodurch der Riemenrand zur Anlage an einer der Wickelscheiben gelangen kann. Sofern die dadurch entstehende Reibung zwischen dem Riemen und der jeweiligen Wickelscheibe aufrechterhalten wird, kann es zu Ausfransungen im Riemenrand Rs führen. Dabei besteht die Gefahr, dass durch diese Ausfransungen (abstehende Schnurenden) Fasern aus dem Randbereich des Wickels WW herausgelöst werden, was einen unsauberen Wickel zu Folge hat. Dies hat wiederum negative Auswirkungen in der nachfolgenden Weiterverarbeitung an der Kämmmaschine, wodurch Qualitätseinbussen hingenommen werden müssen.

[0027] Um derartige Qualitätsverluste zu unterbinden, werden deshalb verschiedene Vorrichtungen vorgeschlagen, welche in nachfolgenden Ausführungsbeispielen gezeigt und beschrieben sind.

[0028] In der Fig. 1 wird schematisch eine Walze 12 gezeigt, welche in Bezug auf die Transportrichtung des Riemens R vor der Umlenkrolle R1 im Maschinengestell gelagert ist. Wie insbesondere aus der vergrösserten Ansicht X aus der Fig. 2 zu entnehmen ist, weist die Walze 12 auf ihren Enden jeweils eine Führungsscheibe 13, 14 auf. Diese Scheiben 13, 14 sind fest auf der Walze 12 befestigt. Die Lagerstellen L1, L2, mit welchen die Walze 12 im Maschinengestell gelagert ist, sind schematisch dargestellt. Die jeweilige Seitenfläche der Führungsscheiben 13,14, welche dem auf der Walze 12 geführten Riemen R gegenüberstehen, sind mit nach aussen geneigten schrägen Fläche 15 bzw. 16 versehen, die jeweils an eine vertikal zur Drehachse DA verlaufende Stirnfläche 18 bzw. 19 anschliesst. Diese Seitenflächen 18, 19 verlaufen parallel mit dem jeweiligen Riemenrand Rs, wenn der Riemen R auf der Walze 12 aufliegt.

[0029] Wie aus Fig. 2 zu entnehmen, gelangt der Riemenrand Rs bei einer Querverschiebung in Richtung der Scheibe 14 zuerst in Anlage an die Fläche 19 und bei weiterer Querbewegung in Bereich der schrägen Fläche 16. Wie schematisch durch ein Kräftedreieck gezeigt, entsteht durch die am Riemen angreifende Riemenspannkraft RK eine resultierende Kraft RR, über welche der Riemen R in seine ursprüngliche Lage (Toleranzbereich) zurückgeführt werden soll, in welcher Riemen R jeweils einen Abstand a zu den Flächen 18,19 der Scheiben 13,14 aufweist.

[0030] In vielen Fällen genügt diese Vorrichtung, um den Riemen R wieder in den vorgegebenen Toleranzbereich zurückzuführen. Reicht jedoch die resultierende Kraft RR nicht aus, um den Riemen R in seinen Toleranzbereich zurückzuführen, so ist es sinnvoll, diesen Umstand zu überwachen, um geeignete Massnahmen zu ergreifen.

[0031] Wie aus nachfolgendem Beispiel der Fig. 3 zu entnehmen, sind im Bereich der schrägen Flächen 15, 16 in Um-fangsrichtung gesehen ein oder mehrere Sensoren S1 bzw. S2 angebracht, welche ein Signal aussenden, sobald sich der Riemenrand Rs in diesem Bereich befindet. Über die Leitung 21, 22 sind die jeweiligen Sensoren S1, S2 mit einer Steuereinheit ST verbunden, in welcher die von den Sensoren S1, S2 abgegebenen Signale verarbeitet werden. Die Steuereinheit ST ist über einen Pfad 23 mit dem Antrieb AN der Wickelvorrichtung 1 verbunden. Über einen weiteren Pfad 24 steuert die Steuereinheit ST ein Ventil 26, über welches die Verbindung von einer Pumpe 28 zu einem Zylinder Z1 hergestellt bzw. unterbrochen wird. Die Schnittdarstellung der Rolle R5 in Fig. 3 entspricht einer Ansicht U gemäss der Fig. 1.

[0032] Der Zylinder Z1 ist mit einer Aufnahme 31 verbunden, in welcher eine Achse 30 befestigt ist. Auf der gegenüberliegenden Seite der Aufnahme 31 ist eine weiter Aufnahme 32 vorgesehen, welche zur Aufnahme des anderen Endes der Achse 30 ausgebildet ist. Die Aufnahme 32 ist dabei so ausgebildet (nicht gezeigt), dass die Achse 30 in der Aufnahme 32 geringe Schwenkbewegungen ausführen kann, welche durch die Verschiebung der Aufnahme 31 über den Zylinder Z1 erzeugt wird. Diese Verschiebemöglichkeit ist mit einem Doppelpfeil schematisch dargestellt. Durch die Schrägstellung der Achse 30 aus ihrer ursprünglichen Null-Lage (in einer Ebene, welche sich etwa parallel zur Ebene des Riemeneinlaufes erstreckt) ändert sich auch die Lage der Einlauflinie EL (Fig. 1 ) des Riemens R auf die Walze R5 in Bezug auf die bisherige

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Transportrichtung des Riemens, welche damit auch verändert wird. Durch diese Veränderung entsteht nach einmaligem Umlauf des Riemens auch eine Querverschiebung des Riemens R auf der Walze R5, was schematisch durch einen Doppelpfeil angedeutet ist. Die Rolle R5 ist über die Lagerstellen 34,35 drehbar auf der Achse 30 gelagert. Selbstverständlich ist die Rolle R5 in axialer Richtung ebenfalls in ihrer Position gesichert. Die Funktionsweise dieser Vorrichtung nach Fig. 3 kann wie folgt erfolgen:

[0033] Sobald der Riemenrand Rs aufgrund entstehender Querkräfte in dem Bereich eines der Sensoren S1 gelangt, wird zum Beispiel zum Zeitpunkt t1 (siehe Fig. 7) ein Signalimpuls an die Steuereinheit ST abgegeben. Sofern, wie in Fig. 7 gezeigt, die Signale des Sensors S1 nur während eines Zeitintervalls ta übermittelt werden, wird kein Steuerimpuls von der Steuereinheit ST an das Ventil 26 abgegeben. Das heisst, der Riemen R wird zum Beispiel über die geneigte Fläche 16 nach kurzer Zeit bis zum Zeitpunkt t2 wieder in seinen Toleranzbereich zurückgeführt, in welchem er wieder vollständig auf der Walze 12 aufliegt. Der Sensor S1 kann ein optischer Sensor, Drucksensor, oder eine andere Ausführung sein.

[0034] Wird zum Beispiel zum Zeitpunkt t3 (Fig. 7) über den Sensor S1 der Steuereinheit ST gemeldet, dass sich der Riemenrand Rs in den Bereich der schrägen Fläche 16 verschoben hat, dann wird nach einem Zeitintervall tt über die Steuereinheit ST und den Pfad 24 das Ventil 26 angesteuert. Das Ventil 26 wird dabei im vorliegenden Fall so geschaltet, dass der Kolben des Zylinders Z1 um einen bestimmten Betrag eingefahren wird. Dieser Betrag kann zum Beispiel in der Steuereinheit hinterlegt sein. Durch das Einfahren des Kolbens des Zylinders Z1 wird die Achse 30 im Bereich der Aufnahme 31 entgegen der Antriebsrichtung AR des Riemens R verschoben. Dadurch verschiebt sich auch die Antriebsrichtung der Riemen R nach rechts. Die Verschiebung des Riemens R auf der Rolle R5 zeigt sich erst, nachdem der Riemen einmalig vollständig umgelaufen ist. Die Verschiebung auf den nachfolgenden Rollen bzw. zwischen den Wickelscheiben W1,W2 erfolgt jedoch unmittelbar. Sofern dieser Steuerungseingriff erfolgreich war, kehrt der Riemen R wieder in seinen ursprünglichen Toleranzbereich im Bereich der Überwachungseinrichtung 10 zurück, sodass zum Zeitpunkt t4 nach einer Zeitperiode tb keine Impulse mehr vom Sensor 51 an die Steuereinheit ST gesandt werden.

[0035] Erhält zum Zeitpunkt t5 die Steuereinheit ST wieder von einem der Sensoren S1 bzw. 52 Signalimpulse, so wird ebenfalls nach einem Zeitintervall tt über die Steuereinheit ST das Ventil 26 in die entsprechende Stellung verschoben, um eine Querverschiebung des Riemens R bzw. eine Rückführung des Riemens R in seinen Toleranzbereich auszulösen. Sofern jedoch nach einem Zeitintervall tc zum Zeitpunkt t6 eine Rückführung des Riemens R in den Toleranzbereich über die Verstellung der Achse 30 nicht erfolgt ist, wird zum Zeitpunkt t6 über die Steuereinheit ST und die Verbindungsleitung 23 der Antrieb AN der Wickelvorrichtung 1 stillgesetzt. Das heisst, es war durch die interne Regeleinrichtung nicht möglich, den Riemen wieder in seinen Toleranzbereich zurückzuführen, was verschiedene Ursachen haben kann. Nach dem Stillsetzen der Wickelvorrichtung muss nun die Vorrichtung manuell begutachtet werden und eventuell entsprechende Massnahmen eingeleitet werden. Mit dieser Einrichtung ist es somit möglich, anhand von in der Steuerung vorgegebenen Zeitintervallen entsprechende Steuerimpulse auszulösen, um einerseits den Riemen wieder in den Toleranzbereich zurückzuführen bzw. ein stetiges seitliches Abdriften des Riemens zu vermeiden.

[0036] In Fig. 4 wird eine weitere Ausführung gezeigt, wobei der Walze 12, über welche der Riemen R geführt wird, eine Druckwalze 38 zugeordnet ist, welche unter Beaufschlagung durch Federelemente F1, F2 mit einem geringen Auflagedruck auf dem Riemen R aufliegt. Die Federelemente F1, F2 sind jeweils in Kombination mit Sensoren S3, S4 angeordnet. Die Anordnung ist dabei so getroffen, dass die Sensoren S3, S4 die Verschiebung der Federelemente F1, F2 abtasten können. Driftet zum Beispiel der Riemen R nach links aus seinem Toleranzbereich ab, so gelangt er in eine Stellung, wie sie zum Beispiel in Fig. 2 dargestellt ist. Durch das einseitige Abheben des Riemens wird auch die Druckwalze 38 entgegen der Federkraft des Federelements F2 abgehoben und nimmt zum Beispiel die gestrichelt gezeichnete Stellung ein. Diese Verschiebung der Druckwalze wird über den Sensor S4 erfasst, der seine Signale (Impulse) an die Steuereinheit ST abgibt. Anhand dieser Signale können, wie im Beispiel der Fig. 3 bereits beschrieben, entsprechende Steuersignale von der Steuereinheit ST an das Ventil 26 bzw. an den Antrieb AN ausgelöst werden. Vorteilhaft bei dieser Lösung mit der Druckwalze ist, dass die Druckwalze 38 zusätzliche Führungseigenschaften zur stabilen Führung des Riemens R ausübt.

[0037] In Fig. 5 wird eine weitere Art der Überwachungseinrichtung gezeigt, wobei seitlich der Riemenränder Rs jeweils zwei Tastrollen 41, 42 bzw. 44, 45 angeordnet sind. Die Tastrollen 41, 42 bzw. 44, 45 sind paarweise jeweils auf einem Steg 7 in fixem Abstand zueinander drehbar gelagert und weisen jeweils im montierten Zustand einen Abstand c zu den Riemenrändern Rs auf. Das heisst, der Abstand B1 zwischen den paarweise angeordneten Tastrollen ist grösser als die Breite B des Riemens R. Über eine Achse M sind die Stege drehbar auf einem Träger 44 bzw. 48 gelagert.

[0038] Zur Einstellung des Abstandes c ist der Träger 47, 48 mit jeweils einem Langloch 53 versehen, durch welches eine Schraube 50 ragt, die über Gewinde mit dem Maschinengestell verschraubbar ist. Dadurch ist es möglich, durch entsprechendes Verschieben der Tastrollen mit anschliessender Feststellung über die Schraube 50 einen exakten Abstand c einzustellen.

[0039] In Fig. 5a wird eine Schnittdarstellung E-E der Fig. 5 gezeigt, wobei ersichtlich ist, dass die Tastrollen 41, 42 den Riemen R in vertikaler Richtung gesehen nach oben und unten überragen. Damit ist sichergestellt, dass der Riemenrand Rs beim seitlichen Abdriften des Riemens R in jedem Fall zur Anlage an eine der Tastrollen 41, 42 bzw. 44, 45 gelangt. Wie in Fig. 5a strichpunktiert angedeutet, wäre es denkbar, wie bereits in Fig. 4 gezeigt, der Walze 12 eine Druckwalze 38 zuzuordnen. Im gezeigten Beispiel sind jeweils die Tastrollen 41 und 45 mit einem Sensor S5 bzw. S6 versehen, der die

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Drehbewegung der jeweiligen Rolle abtastet, die dann entsteht, wenn eine der Rollen mit dem Riemenrand Rs in Kontakt gerät. Dies ist dann der Fall, wenn sich der Riemen R seitlich aus dem vorgegebenen Toleranzbereich bewegt.

[0040] Durch die schwenkbewegliche Lagerung der Rollenpaare 41, 42 bzw. 44, 45 um die Achse M wird gewährleistet, dass bei einem seitlichen Abdriften des Riemens der jeweilige Riemenrand Rs von beiden Rollen des jeweiligen Rollenpaares abgestützt wird, wodurch der Riemenverschleiss durch die grössere Auflagefläche niedrig gehalten wird. Durch nicht gezeigte Federelemente im Bereich der Achse M, ist es möglich, die in Fig. 5 gezeigte Grundstellung der Rollenpaare (41, 42; 44, 45) zu fixieren. Dadurch wird ein unbeabsichtigtes Verschwenken einer der Rollen in Richtung des Riemenrandes Rs vermieden und damit auch Fehlsignale durch die Sensoren S5, S6 unterbunden.

[0041] Es ist unter Umständen auch denkbar, die beiden anderen Rollen 42 und 44 ebenfalls mit einem derartigen Sensor zu versehen.

[0042] Sobald der Riemen R seitlich abdriftet, verringert sich der Abstand c zum Beispiel zu der Tastrolle 41, bis der Riemenrand Rs zur Anlage kommt. Gleichzeitig kommt durch die schwenkbare Lagerung auch die Tastrolle 42 zur Anlage and den Riemenrand Rs. Durch die Transportbewegung des Riemens R und die Reibung zwischen der Umfangsfläche der Tastrolle 41 und dem Riemenrand Rs wird diese Rolle 41 (wie auch die Rolle 42) mitgeschleppt und in Drehung versetzt. Diese Drehbewegung wird vom Sensor S5 erfasst und beginnt zum Beispiel zum Zeitpunkt t1, wie es in dem Diagramm der Fig. 6 schematisch dargestellt ist. Sofern der Riemen R in Anlage an der Tastrolle 41 verbleibt, erreicht die Rolle 41 die Drehzahl n1 zum Zeitpunkt t2. Nach einem vorbestimmten Zeitintervall a zum Zeitpunkt t3 wird über die Steuereinheit ST, welche die Signale vom Sensor S5 über den Pfad 51 erhält, das Ventil 26 angesteuert, wodurch über den Zylinder Z1 die Achse 30 der Rolle R5 verschwenkt wird, um den Riemen wieder in seine ursprüngliche Lage zurückzuführen. Sofern dieser Steuereingriff erfolgreich ist, bewegt sich der Riemen R wieder in die in Fig. 5 gezeigte Lage (Toleranzbereich), wodurch sich der Riemenrand Rs wieder vom Umfang der Tastrolle 41 entfernt. Das heisst, zum Zeitpunkt t4 befindet sich die Tastrolle 41 wieder im Stillstand.

[0043] Streift der Riemenrand Rs nur kurzzeitig (kürzer als Zeitintervall a) einer der beiden Tastrollen 41,45, so wird keine Regulierung über die Verschwenkung der Achse 30 ausgelöst.

[0044] Wenn zum Zeitpunkt t5 eine der Tastwalzen 41 bzw. 45 mit dem Riemenrand Rs in Reibkontakt tritt, erhöht sich bei weiterem Reibkontakt die Drehzahl bis zum Zeitpunkt t6 auf die Drehzahl n1. Dies wird vom jeweiligen Sensor S5 bzw. S6 über die Leitung 51 oder 52 der Steuereinheit ST übermittelt. Bleibt die Drehzahl n1 über ein Zeitintervall a bis zum Zeitpunkt t7 konstant, so wird über die Steuereinheit ST das Ventil 26 beaufschlagt, über welches der Zylinder Z1 zur Verschwenkung der Achse 30 angesteuert wird. Bleibt nach diesem Steuereingriff über einen Zeitraum b die Drehzahl n1 konstant, ist daraus zu entnehmen, dass der Steuereingriff keine Wirkung zeigte. Sobald ein vorbestimmtes Zeitintervall überschritten ist, bei welchem die Drehzahl n1 annähernd konstant bleibt, wird über die Steuereinheit ST der Antrieb AN der Wickelvorrichtung 1 über die Leitung 23 stillgesetzt. Dieser Vorgang kann zusätzlich mit der Auslösung von Warnleuchten oder akustischen Signalgebern verbunden werden, um der Bedienungsperson den Stillstand der Maschine anzuzeigen. Danach können entsprechend notwendige manuelle Eingriffe erfolgen.

[0045] Durch die Hinterlegung eines bestimmten Steuerprofils in der Steuereinheit ST kann exakt vorbestimmt werden, zu welchem Zeitpunkt der Steuerimpuls anhand der Signale der Sensoren zur Ausregulierung des Riemenverlaufs ausgelöst wird. Ebenso kann genau vorbestimmt werden, wie lange das Zeitintervall dauern soll, in welchem die Sensoren Signale liefern, bis ein Notstopp der Maschine ausgelöst werden soll. Mit der vorgeschlagenen Vorrichtung erhält man ein sicheres und flexibles Überwachungssystem, um einerseits den Verschleiss der Riemenkanten Rs auf einem Minimum zu halten und andererseits rechtzeitig den Maschinenbetrieb zu stoppen, sofern der Riemen R nicht wieder mit entsprechenden Steuereinrichtungen in seinen vorgegebenen Toleranzbereich zurückzuführen ist.

Claims (23)

Patentansprüche

1. Vorrichtung zum Erzeugen eines Wattewickels (WW), bei der die Watte (W) auf einen Kern (H) aufgewickelt wird, welcher von einem, mit einem Antrieb (AN) verbundenen umlaufenden, endlosen Riemen (R) angetrieben wird, wobei der endlos ausgebildete Riemen in einer Schlaufe (S) um den Kern (H) über mehrere Umlenkrollen (R1-R6) geführt wird und der Kern zwischen zwei, den Kern in radialer Richtung überragenden Wickelscheiben (W1, W2) gehalten wird, dadurch gekennzeichnet, dass sie derart ausgebildet ist, dass wenigstens an einer Stelle des Riemenverlaufes ausserhalb der Schlaufe (S) im Bereich beider Seitenränder (Rs) des Riemens (R) Mittel (13, 14, 41, 45, S1-S6) angebracht sind, die den Riemen in einen vorbestimmten Toleranzbereich unmittelbar oder mittelbar zurückführen, sobald sich der Riemen quer zu seiner Antriebsrichtung (AR) aus diesem Toleranzbereich bewegt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel (13,14, 41, 45, S1-S6) in Bezug auf die Antriebsrichtung des Riemens (R) vor derjenigen Umlenkrolle (R1) angeordnet sind, welcher die Schlaufe (S) nachfolgt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel (13,14,41,45, S1-S6) zwischen den aufeinanderfolgenden Umlenkrollen (R6, R1 ) angeordnet sind, welche den Riemen (R) vor Eintritt in die Schlaufe (S) führen.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel Sensoren (S1, S2) oder Elemente (F1, F2, 41, 45) mit weiteren Sensoren (S3, S4, S5, S6) aufweisen, die mit einer Steuereinheit (ST) verbunden sind.

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CH 696 882 A5

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (ST) zur Steuerung des Antriebes (AN) des Riemens vorgesehen ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (ST) mit einer Stellvorrichtung (26, Z1 ) verbunden ist, über welche der Riemenverlauf quer zu seiner Antriebsrichtung (AR) einstellbar ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Stellvorrichtung (26, Z1) an einer Lagerstelle (31) einer genannten Umlenkrolle (R5) angelenkt ist, um die Lagerstelle (31) in radialer Richtung in oder gegen die Ein-laufrichtung des Riemens (R) auf diese Umlenkrolle zu bewegen.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass sie derart ausgebildet ist, dass die Steuereinheit (ST) anhand der von den Sensoren (S1-S6) oder den weiteren Sensoren (S3, S4, S5, S6) von Elementen (F1, F2, 41, 45) erhaltenen Signale und anhand vorgegebener gespeicherter Kriterien Steuerbefehle an die Stellvorrichtung (26, Z1) und/oder den Antrieb (AN) des Riemens (R) abgibt.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel aus jeweils im Bereich der Seitenränder (Rs) des Riemens angeordneten Führungsscheiben (13, 14) bestehen, welche auf einer drehbar gelagerten Walze (12) befestigt sind, über welche der Riemen (R) geführt wird und die Führungsscheiben (13,14) -in radialer Richtung gesehen - wenigstens über einen Teilbereich mit einer den Seitenrändern (Rs) des Riemens (R) zugewandten schrägen Fläche (15,16) versehen sind, die, in radialer Richtung nach aussen gesehen, voneinander divergieren.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Flächen (18, 19) der Führungsscheiben (13, 14), welche den Seitenrändern (Rs) des Riemens (R) unmittelbar gegenüberliegen, parallel zu diesen Seitenrändern verlaufen und der Abstand (A1) zwischen diesen Flächen (18,19) grösser ist als die Breite (B) des Riemens.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich der Führungsscheiben (13,14) die Sensoren (S1, S2) angebracht sind, welche ein Signal an eine Steuereinheit (ST) abgeben, sobald einer der Seitenränder (Rs) des Riemens (R) von der Lauffläche der Walze (12) abhebt.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoren (S1, S2) im Bereich der schrägen Flächen (15,16) der Führungsscheiben (13,14) angeordnet sind.

13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Walze (12) mit den Führungsscheiben (13,14) in Richtung ihrer Drehachse (DA) verstellbar gelagert ist.

14. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass achsparallel zur Walze (12) eine drehbar gelagerte Druckwalze (38) angeordnet ist, deren Lagerelemente (54, 55) mit Federelementen (F1, F2) versehen sind, welche eine Druckkraft über die Druckwalze (38) auf den Riemen (R) in Richtung der Oberfläche der Walze (12) ausüben.

15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass den Lagerelementen (54, 55) der Druckwalze (38) die weiteren Sensoren (S3, S4) zugeordnet sind, welche die radiale Verlagerung der Drehachse der Druckwalze (38) überwachen und die mit einer Steuereinheit (ST) verbunden sind.

16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass eine Steuereinheit (ST) zur Steuerung des Antriebes (AN) des Riemens (R) vorgesehen ist.

17. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (ST) mit einer genannten Stellvorrichtung (26, Z1) verbunden ist, über welche der Riemenverlauf quer zu seiner Antriebsrichtung (AR) einstellbar ist.

18. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Elemente aus jeweils wenigstens einer drehbar gelagerten Tastrolle (41,45) bestehen, die im Bereich der Seitenränder (Rs) des Riemens (R) gelagert sind, wobei die Umfangsflächen der Tastrollen (41, 45) den Seitenrändern (Rs) gegenüberstehen und jeweils ein genannter weiterer Sensor (S5, S6) zur Überwachung der Drehzahl dieser Tastrollen (41, 45) vorgesehen ist.

19. Vorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand (B1) zwischen den Umfangsflächen der - in Bezug auf den Riemen (R) - gegenüberliegenden Tastrollen (41,42,44,45) grösser ist als die Riemenbreite (B).

20. Vorrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass auf jeder Seite (Rs) des Riemens (R) in Antriebsrichtung (AR) des Riemens jeweils zwei Tastrollen (41,42; 44, 45) hintereinander angeordnet sind.

21. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 18 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Tastrollen (41, 42; 44, 45) in Richtung zu den jeweiligen Riemenkanten (Rs) verschiebbar gelagert sind.

22. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 20 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass die paarweise angeordneten Tastrollen (41,42; 44, 45) jeweils um eine zwischen den Drehachsen der Tastrollen vorgesehene Achse (M) schwenkbar gelagert sind.

23. Vorrichtung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Federelement im Bereich der Tastrollen (41, 42; 44, 45) angebracht ist, dessen Federwirkung der Schwenkbewegung der Tastrollen um die Achse (M) entgegenwirkt.

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