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Die
Erfindung betrifft eine Breitstreckeinrichtung für laufende
Faserstoffbahnen; die eine Vielzahl einzelner Walzenabschnitte umfasst,
wobei zwischen den einzelnen Walzenabschnitten einstellbare, den Grad
der Krümmung der Breitstreckeinrichtung bestimmende Stützlager
vorgesehen sind, die selbst oder über die mit ihnen verbundenen
Anschlusselemente durch mindestens zwei Verstellvorrichtungen bewegbar
sind, und ein mehrere Verstellvorrichtungen betätigbarer
Antrieb vorgesehen ist.
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Die
Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum Breitstrecken einer
laufenden Faserstoffbahn mittels einer Breitstreckeinrichtung die
eine Vielzahl einzelner Walzenabschnitte umfasst, wobei zwischen den
einzelnen Walzenabschnitten Stützlager vorgesehen sind,
die zur Bestimmung des Grades der Krümmung der Breitstreckeinrichtung
eingestellt werden, die dazu selbst oder über die mit ihnen
verbundenen Anschlusselemente mittels eines mehrere Verstellvorrichtungen
betätigenden Antriebes durch mindestens zwei Verstellvorrichtungen
bewegt werden.
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Um
eine laufende Faserstoffbahn breit strecken zu können,
sind Walzen notwendig, die von der Faserstoffbahn teilweise umschlungen
sind und deren Körper eine gebogene Gestalt haben. Eine
Möglichkeit, eine solche „gekrümmte Walze” zu
realisieren, wird dadurch erreicht, dass man mehrere Walzenabschnitte
auf verstellbaren Stützlagern abstützt.
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Diese
Art von Breitstreckeinrichtungen, die auch die Bezeichnung „Röllchenstreichleiste” führen, wird
vielfach beispielsweise in Rollenschneidemaschinen für
die Papierindustrie verwendet. In diesen Maschinen werden große
Mutterrollen von bis zu 10 m Länge und 4 m Durchmesser
von einer Abwicklung abgerollt und in druckereigerechte Bahnbreiten
geschnitten. Breitstreckeinrichtungen dienen dazu, dass die Faserstoffbahn
glatt (breit gestreckt), d. h. ohne Falten in die Messerpartie einläuft.
Die entstandenen Teilbahnen werden auf Hülsen zu kleineren Rollen
aufgewickelt. Nach dem Schnitt müssen die Teilbahnen exakt
geführt werden und dürfen nicht überlappend
weiter laufen. Eine Breitstreckeinrichtung kann auch hier behilflich
sein, zwischen diesen Teilbahnen einen konstanten Abstand einzuhalten.
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Aus
der Patentschrift
DE 2139159 ist
eine derartige Breitstreckeinrichtung bekannt. Die Stützlagerpositionen
der Walzenabschnitte können in Relation zu dem Träger
von Hand unterschiedlich eingestellt werden. Eine Veränderung
der Krümmung dieser Breitstreckeinrichtung ist enorm aufwändig
und langwierig.
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In
der weiteren Entwicklung dieser Breitstreckeinrichtung sind auch
bereits Hydraulikzylinder unter jedem Stützlager vorgesehen
worden. Eine solche Reihe von Zylindern ist kostspielig und in der
hydraulischen Ansteuerung recht kompliziert. Im Übrigen
besteht ständig die Gefahr, dass aufgrund einer Undichtigkeit Öl
auf die Faserstoffbahn gelangt.
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Vorrichtungsgemäß ist
es die Aufgabe der Erfindung, eine preiswerte, einfache und robuste
Verstellmöglichkeit für die Stützlager
einer Breitstreckeinrichtung nach dem oben genanntem Stand der Technik
zu schaffen.
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Diese
Aufgabe wird dadurch gelöst, dass der Antrieb aus mindestens
einer Achse oder Spindel besteht, die in Breitenrichtung der laufenden
Faserstoffbahn ausgerichtet ist.
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Durch
den Einsatz eines zentralen Antriebs für mehrere Verstelleinrichtungen
wird Raum und Equipment für die Breitstreckeinrichtung
eingespart. Durch Ausbildung des Antriebs als mindestens eine Achse
oder Spindel entsteht auf einfache und preiswerte Weise eine besonders
robuste Verstellmöglichkeit für die Stützlager
einer Breitstreckeinrichtung. Eine derartige Ausbildung arbeitet
vorwiegend formschlüssig und kann auf kraftschlüssige
Verbindungen, wie beispielsweise Riementriebe, weitgehend verzichten.
Dadurch können Verschleißelemente, die gegen Ende
ihres Lebenszykluses, häufig die Funktion der Einrichtung
beeinträchtigen entfallen oder zumindest deutlich reduziert
werden. Aufgrund der hohen Belastbarkeit steigt auch die Zuverlässigkeit. Schließlich
können, auch bedingt durch den geringen Wartungsbedarf,
teure Stillstände weitgehend vermieden werden.
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Besonders
vorteilhaft ist es, wenn der Antrieb für alle Verstellvorrichtungen
der Stützlager vorgesehen ist.
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So
ist es beispielweise möglich, nur am Ende der Breitstreckeinrichtung
für einen Antrieb Platz auszusparen. Das erleichtert die
Wartung und den Aufwand für die Energiezufuhr.
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Vorzugsweise
ist der Antrieb mit den Verstellvorrichtungen über eine
Kupplung ein- und auskuppelbar.
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So
wird es auf einfache Art ermöglicht, jede Verstellvorrichtung
separat anzusteuern und zu betätigen. Die Verstelleinrichtung
kann also beispielsweise ein Stützlager absenken oder anheben,
um der Krümmung der Breitstreckeinrichtung eine andere Kontur
zu geben.
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Dabei
ist es günstig, wenn die Verstellvorrichtung durch einen
Spindeltrieb gebildet wird.
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Der
Antrieb wirkt auf eine Spindel in einer feststehenden Spindelmutter
oder auf eine mit der Spindel in Verbindung stehende drehbar gelagerte Spindelmutter.
Dadurch wird die Spindel axial bewegt, und man kann das oder die
an dieser Spindel befestigte(n) Stützlager ebenfalls verstellen. Über Spindeln
lassen sich beispielsweise sehr hohe Kräfte übertragen.
Je nach Wahl des Gewindes sind äußerst präzise
Feinjustierungen und hohe Wiederholgenauigkeiten umsetzbar.
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Ebenso
kann es günstig sein, wenn die Verstelleinrichtung als
Exzenter ausgebildet ist.
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Der
in Breitenrichtung der Faserstoffbahn ausgerichtete Antrieb wirkt
auf einzelne Kurvengetriebeelemente, die als Exzenter ausgebildet
sind. Ein derartig ausgebildetes Getriebe ist in der Lage hohe Kräfte
zu übertragen. Da die, die Krümmung der Breitstreckeinrichtung
erzeugenden Höhenauslenkungen der, den einzelnen Stützlagern
der Walzenabschnitte zugeordneten, Verstelleinrichtungen dann nur
von dem Drehwinkel des Antriebes abhängig sind, sind hoch
präzise Einstellungen sehr rasch möglich und bieten
ideale Voraussetzungen auch für höher frequente
Regelungen.
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Es
ist von Vorteil, wenn die einzelnen Exzenterformen gleichartige
oder unterschiedliche Kurvenbahnen aufweisen.
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Es
ist ferner vorteilhaft, wenn der Phasenwinkel mindestens eines einzelnen
Exzenters gegenüber einem festgelegten Referenzpunkt einstellbar ist.
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Weisen
alle Exzenterformen gleichartige Kurvenformen auf, ist ihr Ansprechverhalten
stets gleichartig, wobei deren Phasen durch unterschiedliche Ausrichtung
verschiebbar sind. Bei gleicher Ausrichtung der Exzenter ist ihr
Ansprechverhalten, von Fertigungstoleranzen einmal abgesehen, vollkommen
gleich.
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Unterschiedliche
Kurvenbahnen bieten dagegen per se unterschiedliche Ansprechverhalten, das
heißt jeweils unterschiedliche Auslenkung der ihnen zugeordneten
Stützlager pro Drehwinkeleinheit des Antriebs.
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Je
nach Ausführung kann sich beides positiv auf die Handhabung
der Breitstreckeinrichtung auswirken.
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Dabei
ist es von Vorteil, wenn der Abstand zweier Scheitelpunkte auf der
Kurvenbahn kleiner oder gleich 180°, insbesondere kleiner
oder gleich 90° ist.
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Die
maximale Auslenkung eines, einem jeweiligen Exzenter zugeordneten,
Stützlager bildet sich unter radialer Bewegung des Exzenters
zwischen seinen Scheitelpunkten aus. Liegen zwei Scheitelpunkte
in einem engen Winkelbereich zusammen, ist eine sehr rasche Umsetzung
erzielbar. Zur Erreichung des nächsten Scheitelpunktes
ist der Antrieb weiter in dieselbe Richtung drehbar oder wechselnd
von einer Richtung in die andere Richtung drehbar.
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Vorzugsweise
ist ein Drehmomentüberträger als Kupplung zwischen
Antrieb und Verstelleinrichtung oder zwischen Verstelleinrichtung
und Stützlager beziehungsweise dem optional zwischengeschalteten
Anschlusselement, vorgesehen ist.
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Auf
diese Weise ist das Drehmoment durch den Kuppelvorgang direkt übertragbar.
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Mit
Vorteil ist dafür gesorgt, dass die Verstellvorrichtung
ein Feststellelement aufweist.
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Dieses
Feststellelement dient dazu, dass das verstellte Stützlager
seine neue Position während der Produktion beibehält.
In der Regel reicht es, wenn die Gewindesteigung der Spindel eine
Selbsthemmung aufweist. Um sicher zu gehen, kann aber auch ein zusätzlicher
Klemmmechanismus eingesetzt werden.
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Es
ist günstig, wenn der Kuppelvorgang über eine
Steuerungs- bzw. eine Regelungseinrichtung einleitbar ist.
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Der
Vorgang der Einzelansteuerung der Verstellvorrichtungen ist komplex,
so dass eine Steuerung von Antrieb und Kupplungen hilfreich ist.
Eine Feinverstellung bei laufender Faserstoffbahn wird dadurch ermöglicht.
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Besonders
günstig ist es, wenn eine direkte oder indirekte Positionserfassung
für das Stützlager vorgesehen ist.
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Die
Feinverstellung während der Produktion wird dadurch weiter
vereinfacht, weil man sich beispielweise die augenblickliche Position
jedes Stützlagers anzeigen lassen kann. Die Stellung des
jeweiligen Stützlagers kann beispielsweise auch für
eine bestimmte Faserstoffbahnsorte abgespeichert werden und ist
nach einem Sortenwechsel zurück zu der vormaligen Faserstoffbahnsorte
reproduzierbar.
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Verfahrensgemäß ist
es die Aufgabe der Erfindung eine laufende Faserstoffbahn zuverlässig und
einfach breit zu strecken.
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Eine
spezielle Aufgabe liegt daneben darin, ein Verfahren bereitzustellen,
mit dem man besonders rasch auf sich ändernde Anforderungen
einer laufenden Faserstoffbahn reagieren kann.
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Diese
Aufgabe der Erfindung wird bei einem Verfahren der eingangs genannten
Art dadurch gelöst, dass der Grad der Krümmung
in Abhängigkeit einer Drehbewegung einer Achse oder Spindel
eingestellt wird, die in Breitenrichtung der laufenden Faserstoffbahn
ausgerichtet ist.
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Dadurch
lässt sich der Grad der Krümmung auf einfache
und robuste Weise schnell und präzise einstellen. Durch
die Ausrichtung in Querrichtung zur Faserstoffbahn ist darüber
hinaus auch die Voraussetzung für eine gleichmäßige
und gleichzeitige Einstellung vorhanden. Insbesondere kann nämlich schlupffrei
eingestellt werden, was zu hochpräzisen Justierungen führt
und schließlich auch hohe Wiederholgenauigkeiten erlaubt.
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Es
ist vorteilhaft, wenn zur Einstellung der Krümmung einzelne
Verstellvorrichtungen ein- oder ausgekuppelt werden.
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So
wird es auf einfache Art ermöglicht, jede Verstellvorrichtung
separat anzusteuern und zu betätigen. Die Verstelleinrichtung
kann also beispielsweise ein Stützlager absenken oder anheben,
um der Krümmung der Breitstreckeinrichtung eine andere Kontur
zu geben.
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Bevorzugt
wird zur Erreichung der maximalen Auslenkung des mindestens einen
Stützelements die Achse um maximal 180°, insbesondere
um maximal 90° verdreht.
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Die
maximale Auslenkung eines, einem jeweiligen Exzenter zugeordneten,
Stützlager bildet sich unter radialer Bewegung des Exzenters
zwischen seinen Scheitelpunkten aus. Liegen zwei Scheitelpunkte
in einem engen Winkelbereich zusammen, ist eine sehr rasche Umsetzung
erzielbar. Zur Erreichung des nächsten Scheitelpunktes
kann der Antrieb weiter in dieselbe Richtung gedreht. oder wechselnd
von einer Richtung in die andere Richtung gedreht werden.
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Die
Erfindung wird im Folgenden anhand von Ausführungsbeispielen
unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert.
In dieser zeigt
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1 eine
Breitstreckeinrichtung deren Antrieb eine Spindel in Querrichtung
zur Faserstoffbahn aufweist
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2 eine
Breistreckeinrichtung deren Verstellvorrichtungen durch Exzenter
gebildet sind in einer Seitenansicht
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In 1 ist
eine erfindungsgemäße Breitstreckeinrichtung (1)
dargestellt,
deren einzelne Walzenabschnitte (3) nebeneinander in
einer Y-Richtung aufgereiht sind und eine Gesamtbreite ausbilden,
die mindestens so groß ist, wie die Breite der im Betriebsfall
darüber in X-Richtung laufenden Faserstoffbahn. Zwischen
den Walzenabschnitten sind Stützlager (4) vorgesehen,
die über Verstelleinrichtungen (7) in Höhenrichtung
(Z) bewegbar, insbesondere verstellbar sind. Die Verstelleinrichtungen
sind in dem dargestellten Ausführungsbeispiel als Spindeltriebe
ausgelegt, die über Kupplungseinheiten (9) mit
der Spindel (8'') des Antriebs (8) in Wirkverbindung
bringbar sind. Dazu ist eine Steuer-/Regelungseinrichtung (11)
vorgesehen. Die Spindel (8'') ist beispielsweise in mindestens
einem Lager (6) lagerbar.
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Die
den einzelnen Stützlagern (4) zugeordneten Verstelleinrichtungen
(7) können über diese Regelung einzeln
ein- oder ausgekuppelt werden, so dass die Stützlager unterschiedlich
weit ausgelenkt werden können, wenn die Spindel (8'')
des Antriebes (8) umdreht. Die beiden Spindeltriebe (7, 8'')
weisen vorzugsweise selbsthemmende Gewinde mit feiner Unterteilung
und exakter Abstimmung auf. Als Kupplung (9) kommen beispielsweise
Kegelgewinde, Gewindebuchsen oder andere Kupplungselemente in Frage.
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Der
Antrieb (8) erstreckt sich in Querrichtung (Y) zur Faserstoffbahn
und ist im vorliegenden Fall einteilig ausgebildet. Er kann jedoch
auch mehrteilig ausgebildet sein.
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In 2 ist
in einer Seitenansicht ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel
dargestellt. Dabei ist die Faserstoffbahn (2) über
dem in der Bildebene einzigen sichtbaren Walzenabschnitt (3)
gespannt. Es versteht sich von selbst, dass weitere Walzenabschnitte
exakt dahinter liegen. Der sichtbare Walzenabschnitt (3)
ist auf einem Stützlager (4) angeordnet, dessen
Anschlusselement (5) in dem vorliegenden Fall als umlauffähiges
Rad ausgebildet ist. Üblicherweise wird es sich bei einem,
zwischengeschalteten Anschlusselement (5) jedoch um ein konstruktiv
sinnvolles Formteil handeln. Auch ist ein Anschlusselement nicht
bei jeder denkbaren Ausführungsform der Erfindung notwendig.
Die Ausbildung als umlauffähiges Rad hat jedoch Vorteile,
wenn das Anschlusselement (5) in Wirkverbindung mit einer Verstellvorrichtung
(7) steht, die als Exzenter ausgebildet ist und eine Kurvenbahn
(7') aufweist, an der sich das Anschlusselement (5)
abstützt. Alternativ dazu wäre auch ein Anschlusselement
denkbar, dass eine konkave oder einfach gerade Wirkfläche
zum Exzenter hin aufweist.
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Die
Verstelleinrichtung (7), das heißt hier der Exzenter,
ist über eine Kupplung (9) mit der Achse (8')
des in Querrichtung (Y) der Faserstoffbahn (2) weisenden
Antriebes (8) lösbar verbunden. Im eingekuppelten
Zustand, wie dargestellt, sitzt der Exzenter also drehfest auf der
Achse (8'). Die abgebildete Exzenterform weist zwei Scheitelpunkte
(S) auf, die vom Mittelpunkt der Achse (8') gesehen, auf
dem nächsten und weit entferntesten Punkt auf der Kurvenbahn
(7') liegen. Bei gleichgerichteter Umdrehung wächst
die Auslenkung vom einen zum anderen Scheitelpunkt (S), während
sie danach wieder sinkt. Ein Scheitelpunkt (S) erfährt
dabei eine Auslenkung von der Senkrechten, die als Phasenwinkel
(α) interpretiert werden kann.
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Die
Höhenauslenkung (Z) des Stützlagers (4)
hängt dann vom Phasenwinkel (α) und der Ausbildung
der Kurvenbahn (7') ab. Beispielsweise sind dazu auch Ausführungsformen
denkbar, die unterschiedlich ausgebildete Exzenterformen und damit Kurvenbahnen
(7') aufweisen.
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Als
Referenzpunkt können sich zwei Scheitelpunkte (S) benachbarter
Walzenabschnitte (3) dienen. Vorteilhaft kann jedoch mindestens
ein Referenzpunkt ortsfest ausgebildet sein.
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Die
Höhenauslenkung (Z) des Stützlagers (4)
wird von einer Positionserfassung (10) detektiert und an
die Steuer-/Regelungseinheit (11) übermittelt. Dies
kann vorzugsweise auch kabellos geschehen.
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Mit
beiden Ausführungsbeispielen ist es sehr gut möglich,
Faserstoffbahnen in der Breite zu strecken und/oder Teilbahnen sauber zu
separieren, beziehungsweise einen gleichmäßigen
Abstand zwischen geteilten Faserstoffbahnen einzuleiten und aufrechtzuerhalten.
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Von
den dargestellten Ausführungsformen kann in vielfacher
Hinsicht abgewichen werden, ohne den Grundgedanken der Erfindung
zu verlassen.
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- 1
- Breitstreckeinrichtung
- 2
- Faserstoffbahn
- 3
- Walzenabschnitt
- 4
- Stützlager
- 5
- Anschlusselement
- 6
- Lager
- 7
- Verstellvorrichtung
- 7'
- Kurvenbahn
- 8
- Antrieb
- 8'
- Achse
- 8''
- Spindel
- 9
- Kupplung
- 10
- Positionserfassung
- 11
- Steuer-/Regelungseinheit
- α
- Phasenwinkel
- S
- Scheitelpunkt
- X
- Laufrichtung
der Faserstoffbahn
- Y
- Querrichtung
(Breite)
- Z
- Höhenrichtung
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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