CN114763229A - 幅材传输控制装置 - Google Patents

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CN114763229A CN202210036379.6A CN202210036379A CN114763229A CN 114763229 A CN114763229 A CN 114763229A CN 202210036379 A CN202210036379 A CN 202210036379A CN 114763229 A CN114763229 A CN 114763229A
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Abstract

本发明涉及一种具有多个旋转框架单元(E)的幅材传输控制装置，每个旋转框架单元包括承载框架(10)和平行于承载框架并承载用于要控制的材料幅(B)的输入辊(14)和输出辊(16)的旋转框架(12)，该旋转框架通过支承装置可枢转地支撑在承载框架上，该装置还包括幅材引导系统(U、V)，该系统布置成使得多个材料幅(B)中的每个被输送到输入辊(14)之一，在此处偏转，然后在输出辊(16)处再次偏转，其中旋转框架单元(E)彼此嵌套，使得在相应的输入辊和输出辊之间延伸的多个幅材的幅材区段(b)彼此平行，并且这些幅材区段中的两个相邻的幅材区段之间的间距不大于输入辊和输出辊的直径之和，这些幅材区段在所述输入辊和输出辊之间延伸，并且多个旋转框架单元(E)中的输入辊(14)在平行于幅材区段(b)的方向上相对于彼此偏移。

Description

幅材传输控制装置
技术领域
本发明涉及一种具有多个旋转框架单元的幅材传输控制装置，每个旋转框架单元包括承载框架和平行于承载框架并承载用于要控制的材料幅的输入辊和输出辊的旋转框架，该旋转框架通过支承装置可枢转地支撑在承载框架上，该装置还包括幅材引导系统，该系统布置成使得多个材料幅中的每一个被输送到输入辊之一，在此处偏转，然后在输出辊处再次偏转。
背景技术
当要处理运行的材料幅时，例如在制造用于轮胎胎体的复合幅材时，经常需要以正确的侧向对齐的方式合并多个材料幅。每个幅材的运动必须被控制或反馈控制，从而防止幅材在横向于运行方向的方向上移动。为此，将幅材穿引过旋转框架单元，从而使其在输入辊和输出辊处分别偏转例如90°。如果运行方向偏离所需方向，则承载输入辊和输出辊的旋转框架相对于承载框架旋转，使得输入和输出辊采取另一姿势并将幅材引导回所需方向。
在大多数传统的旋转框架结构中，输入辊和输出辊以其平行的轴线安装在一个平面上，该平面与旋转框架平行但偏离旋转框架的平面，从而使辊可以自由旋转。旋转框架和承载框架大致相同并且也布置在彼此错开的平面中，从而其可以相对于彼此枢转。因此，作为一个整体，旋转框架结构具有三层设计。在US 2003/213867 A1中示出了这种布置的示例。
旋转框架相对于承载框架枢转的旋转中心理想情况下应位于进入的幅材的中心，以便使枢转轴与旋转框架的平面正交并相对于输入辊外顶点切向延伸。以这种方式，可以实现，当旋转框架枢转时，进入的幅材实际上保持静止，而输出的幅材沿所需方向偏移。
具有虚拟旋转中心的支承装置具有以下优点，即可以实现枢转轴的理想位置，而不会在该位置存在任何可能与进入的幅材发生碰撞的机械轴或支承元件。支承装置结构必须足够稳定以承受由幅材张力引起的力，该力具有将旋转框架拖离承载框架的趋势。
DE 20 2017 100 819 U1公开了一种旋转框架结构，其突出之处在于具有特别小的结构高度。
发明内容
本发明的一个目的是提供一种具有减少的空间需求的幅材传输控制装置。
根据本发明，为了实现该目的，旋转框架单元彼此嵌套，使得在相应的输入辊和输出辊之间延伸的多个幅材的幅材区段彼此平行并且这些幅材区段中的两个相邻的幅材区段之间的间距不大于这些幅材区段在其之间延伸的输入辊和输出辊的直径之和，并且多个旋转框架单元的输入辊在平行于幅材区段的方向上相对于彼此偏移。
由于旋转框架单元的嵌套布置以及这些单元之间在垂直于框架平面的方向上的小间距，可以实现整个幅材传输控制系统的非常紧凑的设计。这不仅导致所需安装空间的减少，而且导致幅材的行进路径的缩短，这使得实现更加稳定的幅材传输和幅材引导系统的简化设计。由于输入辊的偏移，这些输入辊上的幅材可以分别偏转90°。如果旋转框架的虚拟旋转中心位于输入辊的外顶点，则旋转框架的枢转轴与进入的幅材部分的中心重合，因此，当旋转框架枢转时，该进入的幅材部分将仅受到扭转，而幅材张力将在幅材的整个宽度上保持基本均匀。
在从属权利要求中给出了本发明的有用实施例。
如果所有旋转框架单元的输入辊和输出辊具有相同的直径，则平行幅材区段之间的间距小于该直径的两倍。在Z形穿引的情况下，旋转框架单元在侧视图中具有近似L形的整体配置，并且L的较短腿的长度对应于辊直径的两倍。然后，旋转框架单元以这样的方式嵌套，即它们也在垂直于框架平面的方向上重叠。
在一个实施例中，所有旋转框架单元具有相同的尺寸。这不仅能够实现高效的生产，而且还具有以下优点，即输出辊也在幅材区段的运行方向上彼此偏移，从而幅材区段的90°偏转也可以发生在输出辊上。
在另一个实施例中，幅材引导系统配置用于U形穿引。在这种情况下，输入辊和输出辊之间的间距对于不同的旋转框架单元是不同的，并且U形幅材路径相互嵌套。
附图说明
现在结合附图说明实施例示例，其中：
图1示出了根据第一实施例的幅材传输控制装置的示意图；
图2示出了旋转框架结构的示意俯视图；
图3示出了带有略微枢转的旋转框架的旋转框架结构；
图4示出了沿图2中箭头IV-IV方向所见的旋转框架结构视图；
图5示出了沿图2中箭头V-V方向所见的旋转框架结构的放大侧视图；和
图6示出了根据另一实施例的幅材传输控制装置。
具体实施方式
图1示意性地示出了根据本发明的具有四个旋转框架单元E的幅材传输控制装置的设计。所有四个旋转框架单元都具有相同的尺寸和L形的总体构造，因此设计用于四个材料幅B的Z形穿引。每个旋转框架单元E具有固定的承载框架10和可相对于承载框架枢转的旋转框架12。输入辊14和输出辊16被可旋转地支撑在每个旋转框架12中。幅材引导系统由两组偏转辊U、V形成，幅材B在其上被引导，使得幅材在输入辊14处偏转90°，在本例中从垂直方向进入水平方向，并且其在输出辊16处再次偏转90°。然后从下游的偏转辊V，幅材会聚至辊对R，在其辊隙中，幅材被合并，并彼此层叠，从而一起形成复合幅材B'。
在输出辊16和下游偏转辊V之间的垂直部分，每个幅材的侧向位置通过摄像机K检测。根据这些位置数据控制旋转框架12的旋转运动，使得每个幅材的侧向位置调整到各自的目标值，从而使幅材以正确的位置对准(position register)来进行层叠。
所有四个旋转框架单元E的承载框架10的平面彼此平行。在输入辊14和输出辊16之间，每个幅材B形成平行于框架平面的幅材区段b。因此，所有四个幅材区段b彼此平行。
在所示示例中，所有四个旋转框架单元的输入辊14和输出辊16具有相等的直径。在该示例中，在垂直于框架平面的方向上测量的两个相邻幅材区段b之间的间距仅为输入辊和输出辊直径的1.5倍，因此每个旋转框架单元的输入辊14(除了最上面的那个)在高度上与下一个更高的旋转框架单元的输出辊16重叠。以此方式，L形旋转框架单元E紧密地嵌套在彼此之中。
现在结合图2到图5说明单个旋转框架单元E的可能设计的示例。
图2示出了旋转框架单元E的俯视图。在此可以看到承载框架10和可绕虚拟旋转中心P相对于承载框架枢转的旋转框架12。图3示出带有略微枢转的旋转框架的旋转框架结构。为便于区分，属于(固定)承载框架10的所有部件均以比可随旋转框架12移动的部件更粗的线条表示。
输入辊14和输出辊16可旋转地支撑在旋转框架12中，并且未示出、且其运动通过旋转框架结构来控制的材料幅穿引经过输入辊和输出辊。例如，材料幅可以以图1所示的Z形穿引方式向下运行(在图1中远离观察者的方向)到输入辊14，在此将其偏转到水平方向上以便传递到输出辊16上，在此将其再次偏转，然后再次向下移动。
承载框架10具有水平底板18，在图2中其大部分被旋转框架12遮挡，从而仅底板18的左边缘可见。在图2的右侧，底板18形成杠杆20，该杠杆从旋转框架12的侧向边缘伸出，并通过铰接式线性驱动器22连接到旋转框架的支架或杠杆24。当线性驱动器22将杠杆20和24拉到一起时，旋转框架20围绕穿过旋转中心P的竖直枢转轴枢转，如图3所示。该枢转轴形成输入辊14的切线，使得当旋转框架12旋转时，输入辊和随之进入的材料幅不进行任何侧向运动，而输出辊16和输出的材料幅在侧向方向上移位。
旋转框架12形成水槽形(gutter-shaped)向下开口的壳体26，其顶壁形成横杆28，用于固定凸轮板30，该凸轮板容纳于壳体26的内部并通过在平面图中为梯形的壁构件32与该横杆28相连。
凸轮板30的边缘在图2的下部形成两个圆弧形的控制曲线34，并且在上部形成另一个圆弧形的控制曲线36。控制曲线34和36以虚拟旋转中心P为中心。为了更清楚地示出控制曲线34、36的曲率，图2示出了延长的圆弧段(连续线)。与控制曲线34、36中的每一个相对应有从动滚轮38，该从动滚轮38被支撑在承载框架10上以便可绕竖直轴线旋转。三个从动滚轮38几乎无间隙地接合凸轮板30的边缘，从而该凸轮板以及因此整个旋转框架12只能围绕虚拟旋转中心P相对于承载框架进行圆周运动。
四个从底板垂直伸出并各自支撑一个支撑滚轮42的支架40焊接到承载框架10上。这些支撑滚轮42中的两个容纳在槽44(图4)中，该槽在梯形壁构件32的腿中水平延伸。壁构件32的这些腿成角度使得其与围绕虚拟旋转中心P的圆的弧相切地延伸。如果向下指向的力(重量)作用在旋转框架12上，则槽44的顶部边缘被推靠在支撑滚轮42上，使得壁构件32以及整个旋转框架12支撑在支撑滚轮42上。当旋转框架枢转时，支撑滚轮和槽之间存在相对运动，并且支撑滚轮沿着槽的顶部边缘滚动。
在旋转框架20受到向上指向的力的情况下，槽44的下边缘被推靠在支撑滚轮42上，并且在枢转运动的情况下，支撑滚轮将沿着槽的这些下边缘滚动。支撑滚轮42在槽44中的间隙一方面大到支撑滚轮能够低摩擦地移动，另一方面小到壁构件32相对于支撑框架的竖直运动，如间隙所允许的那样保持在允许的公差范围内。
旋转框架12的壳体26容纳另一个壁构件46，该壁构件在平面图中为梯形并固定在横杆28的底侧上，并且在该壁构件的成角度的腿中形成槽。四个支撑滚轮42中的两个容纳在壁构件46的这些槽中。该壁构件的腿也成角度，使得其与围绕虚拟旋转中心P的圆的弧相切地延伸。壁构件46因此以与壁构件32相同的方式以低间隙通过支撑滚轮42引导和支撑。总而言之，支撑滚轮42在槽44、48中的接合防止了旋转框架相对于承载框架的竖直运动，并且旋转框架和承载框架保持精确平行对齐。
用于张力弹簧52一端的保持器50安装在承载框架的底板18上并且安装在由该底板形成的杠杆20上。张力弹簧的另一端锚定在旋转框架12的杠杆24处，从而产生永久张力，该张力倾向于将杠杆20和24拉到一起并使旋转框架12相对于承载框架10逆时针旋转。然而，线性驱动器22至少在其长度减小的方向上是自制动的，使得由张力弹簧52施加的扭矩实际上不会引起旋转框架12的旋转。然而，由弹簧52引起的弹性偏置具有以下效果，即，由控制曲线34、36和从动滚轮38形成的支承装置中的任何间隙以及线性驱动器22及其与杠杆20、24的铰接接头中的任何间隙得以消除。
当幅材传输控制装置运行时，材料幅的侧向位置通过传感器检测，线性驱动器22由控制器控制，使得材料幅的位置被调整到一个目标值。在该反馈控制过程中，线性驱动器22交替地伸出和缩回，以便在一个方向或另一个方向上旋转该旋转框架。张力弹簧52确保在该控制过程中不发生滞后，因为弹簧将始终使系统的所有其中可能出现特定间隙的部件保持在间隙允许的运动范围的相同极限内。
图4示出了旋转框架结构的前视图。支撑板54焊接在承载框架10的底板18上，从动滚轮38可旋转地支撑在该支撑板54上。
用于支撑滚轮42的支架40也焊接到支撑板54上。为了确保支架40的精确定位和安全固定，这些支架在面向支撑板54的边缘上形成有销钉，这些销钉未示出并且接合在支撑板54的相应销钉孔中。
在图4中，壁构件46大部分被布置在其前面的壁构件32遮蔽，因此可见的仅是向下突出的柱栓66。这些柱栓在其底端形成有用于接合在凸轮板30的销钉孔70中的销钉68。凸轮板30被焊接到销钉68并因此被固定处于其在旋转框架12中的位置。为了进一步稳定，凸轮板30在两端具有突出部72，这些突出部与壳体26的侧壁74中的相应凹口形状配合接合。
图5以侧视图示出了旋转框架结构。对承载框架而言，此处仅能看到底板18。旋转框架的壳体26的侧壁74在两端延长以形成用于输入辊14和输出辊16的支承支架76。这些支承支架可以具有不同的形状，这取决于所需的材料幅的穿引类型。图5示出了Z形穿引的构造。除了支承支架76和输入辊14，旋转框架结构的整个结构高度仅略大于输入和输出辊14、16的直径。此外，图5示出了凸轮板的穿过侧壁74的突出部72之一。
图6示出了幅材传输控制装置的另一个可能的实施例，其具有配置用于嵌套U形穿引的两个旋转框架单元E1和E2。输入辊和输出辊之间的水平幅材区段b平行延伸并具有与图1相同的间距。两个旋转框架单元的输入辊在幅材区段b的运行方向上偏移，其程度使得在偏转辊U处偏转的所进入的幅材部分既可以在垂直方向上延伸又可以彼此平行地延伸。
在所示的示例中，输出辊16也彼此偏移，使得传递到偏转辊V的所输出幅材部分也可以在垂直方向上延伸并且彼此平行地延伸。由于在该示例中仅存在两个幅材B，用于位置检测的摄像机K可以布置在幅材的相对侧，使得输出幅材部分之间的间距可以保持非常小。
在另一实施例中，输出辊16可以在竖直方向上彼此叠置布置，并且偏转辊V可以布置成使得所输出的幅材部分相对于竖直方向稍微倾斜并且因此位于不同的平面中。

Claims (7)

1.具有多个旋转框架单元(E；E1；E2)的幅材传输控制装置，每个旋转框架单元包括承载框架(10)和平行于承载框架并承载用于要控制的材料幅(B)的输入辊(14)和输出辊(16)的旋转框架(12)，所述旋转框架通过支承装置能枢转地支撑在承载框架上，所述装置还包括幅材引导系统(U、V)，所述幅材引导系统布置成使得多个材料幅(B)中的每一个被输送到输入辊(14)之一，在此处偏转，然后在输出辊(16)处再次偏转，其特征在于，所述旋转框架单元(E；E1；E2)彼此嵌套，使得在相应的输入辊和输出辊之间延伸的多个幅材的幅材区段(b)彼此平行，并且这些幅材区段中的两个相邻的幅材区段之间的间距不大于输入辊和输出辊的直径之和，这些幅材区段在所述输入辊和输出辊之间延伸，并且多个旋转框架单元(E；E1；E2)的输入辊(14)在平行于幅材区段(b)的方向上相对于彼此偏移。
2.根据权利要求1所述的幅材传输控制装置，其中，幅材(B)在输入辊(14)处偏转90°。
3.根据权利要求1或2所述的幅材传输控制装置，其中，所述旋转框架单元(E)和所述幅材引导系统(U、V)配置用于Z形穿引。
4.根据权利要求3所述的幅材传输控制装置，其中，所述旋转框架单元(E)具有相同的尺寸。
5.根据权利要求1所述的幅材传输控制装置，其中，所述旋转框架单元(E1、E2)和所述幅材引导系统(U、V)配置用于U形穿引，所述U形穿引呈嵌套形式，且这些旋转框架单元的输入辊(14)和输出辊(16)之间的距离向外增大。
6.根据前述权利要求中任意一项所述的幅材传输控制装置，其中，所有旋转框架单元(E、E1、E2)的输入辊(14)和输出辊(16)具有相等的直径。
7.根据前述权利要求中任意一项所述的幅材传输控制装置，其中，所述幅材(B)在相应的输出辊(16)处偏转90°。
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