DE102019203346B4

DE102019203346B4 - Bahnausrichtvorrichtung und Ausrichtverfahren für eine flexible Materialbahn

Info

Publication number: DE102019203346B4
Application number: DE102019203346.6A
Authority: DE
Inventors: Rupert Bardens; Gerhard Bach
Original assignee: Bach Maschinenbau GmbH
Current assignee: Bach Maschinenbau GmbH
Priority date: 2019-03-12
Filing date: 2019-03-12
Publication date: 2022-03-17
Anticipated expiration: 2039-03-13
Also published as: DE102019203346A1

Abstract

Es wird eine zum Querausrichten einer eine Transportbewegung (4) ausführenden, aus einem flexiblen Flachmaterial bestehenden Materialbahn (2) ausgebildete Bahnausrichtvorrichtung (1) vorgeschlagen. Eine Bahnumlenkeinheit (22) der Bahnausrichtvorrichtung (1) hat eine Basisstruktur (23) und ein schwenkbeweglich daran angeordnetes Ausricht-Umlenkelement (26) das durch eine Antriebseinrichtung (55) zu einer Ausricht-Schwenkbewegung (53) antreibbar ist. Die auszurichtende Materialbahn ist wendelförmig mit einem Wendelabschnitt (52) um das Ausricht-Umlenkelement (26) herumgeführt und verlässt die Bahnumlenkeinheit (22) mit einem Austritts-Bahnabschnitt (17). Durch eine Neigungsveränderung des Ausricht-Umlenkelementes (26) kann eine variable axiale Spreizung des Wendelabschnittes (52) herbeigeführt werden, aus der eine in der Breitenrichtung (13) der Materialbahn (2) orientierte Bahnausrichtbewegung des Austritts-Bahnabschnittes (17) resultiert. Vorgeschlagen wird ferner ein Verfahren zum Querausrichten einer Materialbahn unter Verwendung der vorgenannten Bahnausrichtvorrichtung (1).

Description

Die Erfindung betrifft eine Bahnausrichtvorrichtung zum Querausrichten einer eine Transportbewegung in ihrer Längsrichtung ausführenden, aus einem flexiblen Flachmaterial bestehenden Materialbahn, mit einer Bahnumlenkeinheit, die eine Basisstruktur und ein eine Längsachse aufweisendes, bezüglich der Basisstruktur schwenkbewegliches stangenförmiges Ausricht-Umlenkelement umfasst, und mit einer Antriebseinrichtung, durch die das Ausricht-Umlenkelement zu einer Ausricht-Schwenkbewegung um eine zur Längsachse des Ausricht-Umlenkelements rechtwinkelige Ausricht-Schwenkachse antreibbar und in verschiedenen Ausricht-Schwenkpositionen bezüglich der Basisstruktur positionierbar ist, wobei das Ausricht-Umlenkelement einen Bahn-Zuführbereich und einen diesbezüglich in der Längsrichtung des Ausricht-Umlenkelementes beabstandeten Bahn-Abführbereich aufweist, wobei die Materialbahn bei ihrer Transportbewegung in dem Bahn-Zuführbereich dem Ausricht-Umlenkelement in einer zur Längsachse des Ausricht-Umlenkelementes geneigten Zuführrichtung zuführbar ist und nach einem wendelförmigen Umlauf um das Ausricht-Umlenkelement in dem Bahn-Abführbereich mit einem Austritts-Bahnabschnitt in einer Abführrichtung von dem Ausricht-Umlenkelement abführbar ist, wobei durch die Ausricht-Schwenkbewegung des Ausricht-Umlenkelementes eine variable axiale Spreizung eines das Ausricht-Umlenkelement umschlingenden Wendelabschnittes der Materialbahn hervorrufbar ist, aus der als Bahnausrichtbewegung eine Querverschiebung des Austritts-Bahnabschnittes in der zur Längsrichtung rechtwinkeligen Breitenrichtung der Materialbahn resultiert, und wobei die Bahnumlenkeinheit ein dem Ausricht-Umlenkelement entgegen der Richtung der Transportbewegung der Materialbahn mit Abstand vorgelagertes, eine Längsachse aufweisendes stangenförmiges Eingangs-Umlenkelement aufweist, durch das eine die Transportbewegung ausführende Materialbahn vor ihrem Zuführen zu dem Ausricht-Umlenkelement umlenkbar ist und das einen Bahn-Auslaufbereich hat, der dem Bahn-Zuführbereich des Ausricht-Umlenkelementes entgegen der Richtung der Transportbewegung der Materialbahn in der Achsrichtung einer imaginären Hauptachse der Bahnumlenkeinheit gegenüberliegt und in dem die durch das Eingangs-Umlenkelement umgelenkte Materialbahn das Eingangs-Umlenkelement zum nachfolgenden Übertritt auf das Ausricht-Umlenkelement verlassen kann.
Die Erfindung betrifft ferner ein unter Verwendung einer solchen Bahnausrichtvorrichtung ausgeführtes Verfahren zum Querausrichten einer eine Transportbewegung in ihrer Längsrichtung ausführenden, aus einem flexiblen Flachmaterial bestehenden Materialbahn.
Bahnausrichtvorrichtungen und Bahnausrichtverfahren werden beispielsweise in der Druckindustrie oder in der Verpackungsindustrie eingesetzt, um in Form von Materialbahnen vorliegendes dünnes Flachmaterial, beispielsweise Papier oder Folienmaterial mit exakter Querausrichtung einer Bearbeitungsstation zuzuführen. In diesem Zusammenhang ist es aus der Produktinformation „Bahnkantensteuerung“ der IBD Wickeltechnik GmbH bekannt, eine Bahnumlenkeinheit einzusetzen, die eine feste Einlaufwalze, eine feste Auslaufwalze und einen zwischen diesen beiden Walzen angeordneten Drehrahmen besitzt, wobei der Drehrahmen zwei zueinander parallele Ausricht-Umlenkelemente hat, die durch gesteuertes Verdrehen des Drehrahmens unter Beibehaltung ihrer Parallellage verschwenkbar sind, sodass der an der Auslaufwalze aus der Bahnumlenkeinheit austretende Austritts-Bahnabschnitt der Materialbahn in seiner Breitenrichtung und somit quer zur Transportrichtung verstellbar ist. Abgesehen vom hohen konstruktiven Aufwand und dementsprechend hohen Herstellungskosten neigt die Materialbahn beim Durchlaufen der Bahnumlenkeinheit zeitweilig zum Flattern, was sich nachteilig auf die Genauigkeit des Ausrichtvorganges auswirkt und zu Beschädigungen der Materialbahn führen kann.
Die US 4 836 744 A beschreibt eine Ausgabevorrichtung für von Schlauchfolien gebildeten Materialbahnen, in die eine im eingangs genannten Sinne ausgebildete Bahnausrichtvorrichtung integriert ist. Diese Bahnausrichtvorrichtung hat eine ein Eingangs-Umlenkelement repräsentierende erste Umlenkstange und eine diesbezüglich in der Transportrichtung der Materialbahn nachgeschaltete zweite Umlenkstange, die ein von der Materialbahn um 180° umschlungenes Ausricht-Umlenkelement repräsentiert. Auch das Eingangs-Umlenkelement ist von der Materialbahn um 180° umschlungen. Mittels eines zugeordneten Motors kann das Ausricht-Umlenkelement um eine zu seiner Längsachse rechtwinkelige Schwenkachse verschwenkt werden, um den das Ausricht-Umlenkelement verlassenden Austritts-Bahnabschnitt der Materialbahn in seiner Breitenrichtung zu verschieben und dadurch den Austritts-Bahnabschnitt mit einer gewünschten Querausrichtung einer Ausgabe-Umlenkwalze zuzuführen.
Die DE 21 33 644 C3 offenbart eine Vorrichtung zum Aufwickeln einer Bahn, in der die Bahn eine Führungseinrichtung durchläuft, die aus zwei Führungsgliedern in Form von Stangen besteht. Die beiden Führungsglieder sind starr miteinander an einem Rahmen befestigt und können eine einheitliche Schwenkbewegung ausführen, um die Querposition des die Führungseinrichtung verlassenden Bahnabschnittes zu beeinflussen. Beim Durchtritt durch die Führungseinrichtung wird die Bahn von den beiden Führungsgliedern nacheinander um jeweils 180° umgelenkt.
Aus der DE 10 2013 007 300 B4 ist eine Bahnführungsvorrichtung bekannt, die über eine Bahnumlenkeinheit verfügt, die mit einem stangenförmigen Umlenkelement ausgestattet ist. Eine umzulenkende Materialbahn umschlingt das Umlenkelement um 180°. Um die Materialbahn bei ihrer Umlenkung zu schonen, enthält die Bahnumlenkeinheit ein endlos umlaufendes Trägerband, das wendelförmig mit einen Umschlingungswinkel von 360° um das im Betrieb unbeweglich angeordnete Umlenkelement herumgeschlungen ist.
Die DE 31 03 261 A1 beschreibt eine Ablenkvorrichtung für Bahnen, die mit einer zylindrischen Trommel ausgestattet ist, um die eine Materialbahn mit einem Umschlingungswinkel von 180° herumgeschlungen ist. Durch eine Neigungsverstellung der Trommel lässt sich ein Bahnversatz der Materialbahn einstellen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, Maßnahmen zu treffen, die mit verhältnismäßig geringem konstruktivem Aufwand und dementsprechend reduzierten Herstellungskosten eine mit einem sehr geringen Beschädigungsrisiko verbundene exakte Querausrichtung einer Materialbahn ermöglichen.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist bei einer Bahnausrichtvorrichtung der eingangs genannten Art vorgesehen, dass die Ausricht-Schwenkachse des Ausricht-Umlenkelementes beabstandet zu dem von dem Wendelabschnitt der Materialbahn umschlungenen Längenabschnitt des Ausricht-Umlenkelementes angeordnet ist, wobei der Bahn-Abführbereich zwischen dem Bahn-Zuführbereich und der Ausricht-Schwenkachse angeordnet ist, dass der Umschlingungswinkel des Wendelabschnittes der Materialbahn bezüglich dem Ausricht-Umlenkelement 360 Grad beträgt, dass die Abführrichtung der Materialbahn zu der Zuführrichtung parallel verläuft und dass das Eingangs-Umlenkelement von der Materialbahn zwischen dem Bahn-Einlaufbereich und dem Bahn-Auslaufbereich wendelförmig um 360° umschlungen werden kann.
Ein erfindungsgemäßes Verfahren der eingangs genannten Art zeichnet sich dadurch aus, dass es unter Verwendung einer in dem vorgenannten Sinne ausgebildeten Bahnausrichtvorrichtung ausgeführt wird.
Auf diese Weise lässt sich eine Bahnlaufkorrektur in der Breitenrichtung einer Materialbahn durch einfaches Verschwenken eines einzigen stangenförmigen Ausricht-Umlenkelementes bewerkstelligen. Die auszurichtende Materialbahn wird so durch die Bahnumlenkeinheit hindurchgeleitet, dass die Zufuhr und Abfuhr bezüglich des stangenförmigen Ausricht-Umlenkelementes jeweils mit bezüglich der Längsachse des Ausricht-Umlenkelementes geneigter Transportrichtung stattfindet und die Materialbahn zwischen dem Bahn-Zuführbereich und dem Bahn-Abführbereich einen wendelförmigen Umlauf um das Ausricht-Umlenkelement ausführt. Der bei der Transportbewegung momentan um das Ausricht-Umlenkelement herumgeschlungene Längenabschnitt der Materialbahn kann aufgrund seines Erscheinungsbildes als Wendelabschnitt bezeichnet werden, wobei dieser Wendelabschnitt bei der durch die Antriebseinrichtung hervorrufbaren Ausricht-Schwenkbewegung des Ausricht-Umlenkelementes eine variable axiale Spreizung erfährt. Diese variable axiale Spreizung äußert sich in einem Wandern des Austritts-Bahnabschnittes der Materialbahn in der Längsrichtung des Ausricht-Umlenkelementes bei zumindest im Wesentlichen konstantem Abführwinkel des Austritts-Bahnabschnittes bezüglich des Ausricht-Umlenkelementes. Der Austritts-Bahnabschnittes bewegt sich entweder von dem Bahn-Zuführbereich weg oder zu dem Bahn-Zuführbereich hin. Es findet also eine Querverschiebung des Austritts-Bahnabschnittes in der Breitenrichtung der Materialbahn statt, die als Bahnausrichtbewegung nutzbar ist, um eine Querausrichtung des Austritts-Bahnabschnittes in Bezug auf eine gewünschte Solllage durchzuführen. Der zur Realisierung der Ausrichtmaßnahme erforderliche konstruktive Aufwand ist relativ gering und lässt sich verhältnismäßig einfach realisieren. Zudem neigt die Materialbahn bei dem Ausrichtvorgang nicht zum Flattern, sodass eine präzise Bahnausrichtung ohne Beschädigungsgefahr für die Materialbahn möglich ist. Die Ausricht-Schwenkachse ist in einem Abstand zu dem von dem Wendelabschnitt der Materialbahn umschlungenen Längenabschnitt des Ausricht-Umlenkelementes platziert. Zugleich ist eine dahingehende Zuordnung getroffen, dass der Bahn-Abführbereich zwischen dem Bahn-Zuführbereich und der Ausricht-Schwenkachse liegt. Die Materialbahn wird also in einem größeren Abstand zu der Ausricht-Schwenkachse auf das Ausricht-Umlenkelement zugeführt als sie von diesem Ausricht-Umlenkelement nach einem wendelförmigen Umlauf wieder abgeführt wird. Dabei ist die Bahnumlenkeinheit so ausgelegt, dass der Wendelabschnitt der Materialbahn das Ausricht-Umlenkelement mit einem Umschlingungswinkel von 360 Grad umschlingt. Letzteres ermöglicht es, die Materialbahn in ein und derselben Ebene liegend tangential auf das Aufricht-Umlenkelement zuzuführen und von dem Ausricht-Umlenkelement wieder abzuführen. Die Bahnumlenkeinheit hat ein dem Ausricht-Umlenkelement entgegen der Transportrichtung der Materialbahn mit Abstand vorgelagertes, ebenfalls eine Längsachse aufweisendes stangenförmiges Eingangs-Umlenkelement. Dieses Eingangs-Umlenkelement ermöglicht ein Umlenken der Materialbahn, bevor sie in dem Bahn-Zuführbereich dem Ausricht-Umlenkelement zugeführt wird. Dadurch kann die Materialbahn dem Ausricht-Umlenkelement mit optimalem Bahnverlauf zugeleitet werden. Vorteilhaft ist es in diesem Zusammenhang, dass das Eingangs-Umlenkelement einen Bahn-Auslaufbereich hat, der dem Bahn-Zuführbereich des Ausricht-Umlenkelementes entgegen der Transportrichtung der Materialbahn in der Achsrichtung einer imaginären Hauptachse der Bahnumlenkeinheit gegenüberliegt. In diesem Bahn-Auslaufbereich verlässt die Materialbahn das Eingangs-Umlenkelement, um anschließend mit einem als Übertrittsabschnitt bezeichenbaren Längenabschnitt in den Bahn-Zuführbereich zu gelangen. Der Übertrittsabschnitt der Materialbahn verläuft zweckmäßigerweise parallel zu der vorgenannten Hauptachse der Bahnumlenkeinheit. Das Eingangs-Umlenkelement wird von der Materialbahn bei seinem Verlauf zwischen dem Bahn-Einlaufbereich und dem Bahn-Auslaufbereich vergleichbar dem Ausricht-Umlenkelement um 360° wendelförmig umschlungen.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen hervor.
Die Bahnumlenkeinheit ist bevorzugt so ausgebildet, dass die Ausricht-Schwenkachse, um die das Ausricht-Umlenkelement bei der Ausricht-Schwenkbewegung verschwenkt wird, auf der Längsachse des Ausricht-Umlenkelementes liegt. Bevorzugt ist die Ausricht-Schwenkachse einem axialen Endbereich des Ausricht-Umlenkelementes zugeordnet. Vorzugsweise ist das Ausricht-Umlenkelement nur einseitig unter Definition der Ausricht-Schwenkachse an der Basisstruktur gelagert.
Die Richtung der Transportbewegung der Materialbahn sei als Transportrichtung bezeichnet. Bevorzugt ist die Materialbahn in einem dem Ausricht-Umlenkelement entgegen der Transportrichtung vorgelagerten Bereich so gehalten, beispielsweise durch ein weiteres Umlenkelement, dass die Materialbahn in dem Bahn-Zuführbereich unabhängig von der momentanen Ausricht-Schwenkposition des Ausricht-Umlenkelementes in einem konstanten Abstand zu der Ausricht-Schwenkachse angeordnet ist. Das variable axiale Spreizen des Wendelabschnittes beim Verschwenken des Ausricht-Umlenkelementes wirkt sich bevorzugt nur auf die Querposition des Austritts-Bahnabschnittes aus und lässt die Querposition der Materialbahn in dem Bahn-Zuführbereich unbeeinflusst.
Zweckmäßigerweise ist das Ausricht-Umlenkelement über eine die Ausricht-Schwenkachse definierende Schwenklagereinrichtung an der Basisstruktur verschwenkbar gelagert. In diesem Zusammenhang ist an dem Ausricht-Umlenkelement zweckmäßigerweise ein bezüglich der Ausricht-Schwenkachse quer verlaufender Antriebs-Hebelarm angeordnet, an dem die Antriebseinrichtung zur Erzeugung der Ausricht-Schwenkbewegung angreift. Die Antriebseinrichtung ist zweckmäßigerweise ebenfalls an der Basisstruktur angeordnet und kann dadurch mit der Bahnumlenkeinheit zu einer beim Transport und bei der Montage einheitlich handhabbaren Baugruppe zusammengefasst sein.
Die Bahnausrichtvorrichtung hat zweckmäßigerweise eine zu Erfassung der momentanen Querposition des Austritts-Bahnabschnittes ausgebildete Positionserfassungseinrichtung. Die Positionserfassungseinrichtung arbeitet beispielsweise auf Ultraschallbasis, auf Infrarotbasis und/oder auf optischer Basis. Die Positionserfassungseinrichtung ist an eine elektronische Steuereinrichtung der Bahnausrichtvorrichtung angeschlossen, der sie die von ihr ermittelten Bahnpositionsdaten betreffend die momentane Querposition des Austritts-Bahnabschnittes als Ist-Positionsdaten zur Verfügung stellt. Die für die Einstellung der Ausricht-Schwenkposition des Ausricht-Umlenkelements zuständige Antriebseinrichtung ist von einer elektrisch ansteuerbaren Bauart und ist so an die elektronische Steuereinrichtung angeschlossen, dass sie von selbiger betriebsmäßig in Abhängigkeit von den ermittelten Bahnpositionsdaten ansteuerbar ist.
Vorzugsweise enthält die elektronischer Steuereinrichtung eine Positionsregelungseinheit zur Regelung der Querposition des Austritts-Bahnabschnittes in Bezug auf einen vorgegebenen oder vorgebbaren Sollwert. Zweckmäßigerweise hat die elektronische Steuereinrichtung eine Sollwert-Eingabeeinrichtung, an der ein für die Querposition des Austritts-Bahnabschnittes angestrebte Sollwert angebbar ist, bezüglich dessen die Querposition des Austritts-Bahnabschnittes durch entsprechende Ansteuerung der Antriebseinrichtung regelbar ist.
Bei der Antriebseinrichtung handelt es sich vorzugsweise um eine Linearantriebseinrichtung. Vorzugsweise ist die Antriebseinrichtung mit einer elektromotorischen Antriebseinheit ausgestattet, deren Betrieb durch die elektronische Steuereinrichtung steuerbar ist und die mit Getriebemitteln der Antriebseinrichtung kooperiert, durch die eine durch die elektromotorische Antriebseinheit erzeugbare Rotationsbewegung in eine Linearbewegung eines Abtriebteils umwandelbar ist, das antriebsmäßig mit dem verschwenkbaren Ausricht-Umlenkelement gekoppelt ist.
Es versteht sich, dass die Antriebseinrichtung auch von einer fluidisch und insbesondere pneumatisch betätigbaren Bauart sein kann, wobei zu ihrer fluidischen Ansteuerung eine elektrisch ansteuerbare Ventileinrichtung vorhanden ist.
Die auszurichtende Materialbahn tritt mit einem Eintritts-Bahnabschnitt in die Bahnausrichtvorrichtung ein, wobei es vorteilhaft ist, wenn der diesbezüglich vorhandene Querversatz des die Bahnumlenkeinheit verlassenden Austritts-Bahnabschnittes möglichst gering ist. Dies begünstigt eine besonders platzsparende Integration der Bahnausrichtvorrichtung in eine mit mehreren Bahnbehandlungsstationen ausgestatteten Anlage. Insbesondere in diesem Zusammenhang ist es vorteilhaft, wenn die Längsachsen des Ausricht-Umlenkelementes und des Eingangs-Umlenkelementes in einer gemeinsamen Arbeitsebene liegen und geneigt zueinander angeordnet sind, wobei das Eingangs-Umlenkelement einen in seiner Längsrichtung zu dem Bahn-Auslaufbereich beabstandeten Bahn-Einlaufbereich hat, in dem die Materialbahn mit ihrem Eintritts-Bahnabschnitt dem Eingangs-Umlenkelement zuführbar ist. Dabei ist der Eintritts-Bahnabschnitt so angeordnet, dass er dem Bahn-Abführbereich des Ausricht-Umlenkelementes in der Achsrichtung der Hauptachse der Bahnumlenkeinheit mit Abstand gegenüberliegt.
Anders als das Ausricht-Umlenkelement ist das Eingangs-Umlenkelement bevorzugt derart ortsfest an der Basisstruktur fixiert, dass es bei der Ausricht-Schwenkbewegung des Ausricht-Umlenkelementes seine Relativposition bezüglich der Basisstruktur unverändert beibehält. Selbstverständlich kann das Eingangs-Umlenkelement derart verstellbar an der Basisstruktur angebracht sein, dass seine Neigung veränderbar einstellbar ist, wobei allerdings während eines Ausrichtvorganges die bezüglich der Basisstruktur eingenommene Neigung des Eingangs-Umlenkelementes konstant bleibt.
Bevorzugt weisen das Ausricht-Umlenkelement und das Einlauf-Umlenkelement an einem ihrer beiden axialen Endabschnitte eine Lagerungsstruktur auf, mit der sie jeweils in einem von zwei in der Achsrichtung der Hauptachse der Bahnumlenkeinheit zueinander beabstandeten Lagerbereichen an einer Gegen-Lagerungsstruktur der Basisstruktur gelagert sind. Die beiden Umlenkelemente sind so ausgerichtet, dass ihre Längsachsen zu der Hauptachse der Bahnumlenkeinheit geneigt sind, und zwar derart, dass sie sich in der von den Lagerungsstrukturen wegstrebenden Richtung einander annähern. Die Lagerungsstruktur des Ausricht-Umlenkelementes gehört zusammen mit der ihr zugeordneten Gegen-Lagerungsstruktur zu einer die Ausricht-Schwenkachse definierenden Schwenklagereinrichtung, sodass durch die Ausricht-Schwenkbewegung der Neigungswinkel zwischen der Längsachse des Ausricht-Umlenkelementes und der Hauptachse der Bahnumlenkeinheit veränderbar ist.
Vorzugsweise erstreckt sich die Basisstruktur zwischen einerseits den beiden Umlenkelementen und andererseits der Antriebseinrichtung. Ein an dem Ausricht-Umlenkelement angebrachter Antriebs-Hebelarm kann die Basisstruktur durchsetzen, um an einem Abtriebsteil der Antriebseinrichtung insbesondere gelenkig angebracht zu sein.
Zumindest das Ausricht-Umlenkelement, vorzugsweise aber auch das optionale Einlauf-Umlenkelement haben zweckmäßigerweise eine kreiszylindrische Mantelfläche. Diese kreiszylindrische Mantelfläche ist von der Materialbahn problemlos um 360 Grad umschlingbar.
Bevorzugt ist jedes Umlenkelement nicht rotativ ausgebildet und nimmt zumindest während des Betriebs der Bahnausrichtvorrichtung eine unveränderliche Drehwinkellage bezüglich der zugeordneten Längsachse ein.
Insbesondere im Zusammenhang mit einem um seine Längsachse nicht rotierenden Ausricht-Umlenkelement ist es vorteilhaft, wenn das Ausricht-Umlenkelement peripher, also radial außen über eine gasdurchlässige Wandung verfügt, durch die von innen her ein Druckgas und insbesondere Druckluft hindurch leitbar ist, um ein die Materialbahn bei deren Umlenkung berührungslos tragendes Gaspolster zu erzeugen. Auf diese Weise wird ein reibender Kontakt zwischen der Materialbahn und dem Ausricht-Umlenkelement vermieden, der einen Verschleiß zur Folge haben könnte.
Die gasdurchlässige Wandung des Ausricht-Umlenkelements ist von einer Vielzahl von Kanälen durchsetzt, die zur peripheren Mantelfläche des Ausricht-Umlenkelementes ausmünden, um den Durchtritt des Druckgases zu ermöglichen. Diese Gaskanäle können in Form einer Vielzahl individueller Löcher ausgeführt sein, die spanabhebend oder durch Erodierung erzeugt sind. Als besonders vorteilhaft wird jedoch eine Bauform angesehen, bei der zumindest der die äußere Mantelfläche definierende Abschnitt der gasdurchlässigen Wandung aus einem mikroporösen Material besteht. In diesem Fall sind die Gaskanäle von einer Vielzahl sehr feiner Poren des mikroporösen Materials gebildet. Das mikroporöse Material kann beispielsweise aus einem Metallschaum oder aus einem Sintermetall bestehen.
Die vorgenannte, zur Erzeugung eines Gaspolsters geeignete Ausgestaltung des Ausricht-Umlenkelementes ist zweckmäßigerweise in vergleichbarer Weise auch bei dem optionalen Einlauf-Umlenkelement realisiert.
Durch das Gaspolster des Ausricht-Umlenkelementes wird insbesondere ein verschleißfreies axiales Spreizen des Wendelabschnittes der Materialbahn begünstigt, wobei sich die quer zur Längsrichtung der Materialbahn gemessene Breite des Wendelabschnittes vergrößert oder verringert.
Um eine Transportbahn unter Verwendung der erfindungsgemäßen Bahnausrichtvorrichtung lagemäßig auszurichten, wird die Materialbahn dem Ausricht-Umlenkelement in dem Bahn-Zuführbereich in einer Zuführrichtung zugeführt, die bezüglich der Längsachse des Ausricht-Umlenkelementes geneigt ist. Anschließend wird die Materialbahn mit einem einen wendelförmigen Verlauf aufweisenden Wendelabschnitt peripher um das Ausricht-Umlenkelement herumgeführt und daran anschließend an einem Bahn-Abführbereich in einer Abführrichtung von dem Ausricht-Umlenkelement abgeführt. Dieses Abführen erfolgt in einem zu dem Bahn-Zuführbereich beabstandeten Bahn-Abführbereich, und zwar insbesondere derart, dass die Abführrichtung parallel zur Zuführrichtung verläuft. Bei diesen Vorgängen führt die Materialbahn eine in ihrer Längsrichtung orientierte Transportbewegung aus, sodass der Austritts-Bahnabschnitt kontinuierlich von aufeinanderfolgenden Längenabschnitten der durch die Bahnumlenkeinheit hindurchlaufenden Materialbahn gebildet wird. Dieser Austritts-Bahnabschnitt kann durch die Ausricht-Schwenkbewegung des Ausricht-Umlenkelementes zu einer Bahnausrichtbewegung veranlasst werden, die aus einer Querverschiebung des Austritts-Bahnabschnittes in der zur Längsrichtung rechtwinkeligen Breitenrichtung der Materialbahn resultiert. Bei der Bahnausrichtbewegung findet eine variable axiale Spreizung des momentan um das Ausricht-Umlenkelement herumgeschlungenen Wendelabschnittes der Materialbahn statt, wobei sich der Austritts-Bahnabschnitt je nach Spreizrichtung von dem Bahn-Zuführabschnitt entfernt oder sich an diesen annähert. Gleichzeitig verändern sich dabei auch die Neigungswinkel zwischen der Längsachse des Ausricht-Umlenkelementes und einerseits der Zuführrichtung und andererseits der Abführrichtung der Materialbahn.
Mit dem Ausrichtverfahren kann beispielsweise eine Bahnkantensteuerung durchgeführt werden, um dafür zu sorgen, dass eine längsseitige Bahnkante der Materialbahn nach dem Verlassen der Bahnausrichtvorrichtung eine konstante Querposition beibehält. Mit Hilfe einer elektronischen Steuereinrichtung, die eine Positionsregelungseinheit enthält, ist eine sehr exakte Bahnlaufregelung durchführbar, die den Bahnlauf unabhängig von äußeren Störungseinflüssen sehr exakt regelt.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand der beiliegenden Zeichnung näher erläutert. In dieser zeigen:

1 eine bevorzugte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Bahnausrichtvorrichtung in einer Seitenansicht, wobei ein Ausricht-Umlenkelement exemplarisch in einer ersten Ausricht-Schwenkposition gezeigt ist,
2 die Bahnausrichtvorrichtung aus 1 bei einer von der ersten Ausricht-Schwenkposition abweichenden zweiten Ausricht-Schwenkposition des Ausricht-Umlenkelementes,
3 eine Draufsicht der Bahnausrichtvorrichtung mit Blickrichtung gemäß Pfeil III aus 1,
4 eine perspektivische Darstellung der Bahnausrichtvorrichtung in der aus 1 ersichtlichen Betriebsphase, und
5 die gleiche Bahnausrichtvorrichtung wie in 4, jedoch aus einem anderen Blickwinkel.

Aus der Zeichnung geht eine Bahnausrichtvorrichtung 1 hervor, die verwendbar ist und verwendet wird, um eine aus einem flexiblen Flachmaterial bestehende Materialbahn 2 während einer Bahnlaufbewegung hin zu einem Zielbereich 3 hinsichtlich ihrer Querposition auszurichten. Die im Folgenden als Transportbewegung 4 bezeichnete Bahnlaufbewegung ist in der Zeichnung durch Pfeile kenntlich gemacht, die gleichzeitig auch eine momentane Transportrichtung 5 illustrieren. Die Transportbewegung 4 folgt einer strichpunktiert angedeuteten Längsachse 6 der Materialbahn 2.
Die Materialbahn 2 wird beispielsweise von einem schematisch angedeuteten Wickelkörper 7 abgewickelt oder kann auch unmittelbar von einer sie erzeugenden Herstellungsvorrichtung kommen, beispielsweise von einer Extrudiervorrichtung oder von einer Webevorrichtung. Sie kann vor dem Durchlaufen der Bahnausrichtvorrichtung 1 auch noch durch mindestens eine Bahnbehandlungsstation hindurchgeführt sein.
Die Materialbahn 2 ist streifenförmig ausgebildet und besteht beispielsweise aus Papier, Kunststoff oder Textilmaterial.
Die Materialbahn 2 kann ein einheitlicher Körper sein oder kann sich beispielsweise auch aus einer Trägerbahn und ablösbar daran fixierten Objekten, beispielsweise Etiketten zusammensetzen. Die Materialbahn 2 kann einlagig oder auch mehrlagig, beispielsweise als eine Schlauchfolie ausgeführt sein.
Die Materialbahn 2 hat zwei einander entgegengesetzte großflächige Bahnflächen, die im Folgenden zur besseren Unterscheidung auch als vordere Bahnfläche 8 und hintere Bahnfläche 9 bezeichnet werden. Längsseits ist die Materialbahn 2 von einander entgegengesetzten Bahnkanten 12 begrenzt, wobei eine zu der Längsachse 6 rechtwinkelige und zwischen den beiden Bahnkanten 12 verlaufende Richtung eine Querrichtung oder Breitenrichtung 13 der Materialbahn 2 definiert.
Die Bahnausrichtvorrichtung 1 hat einen Eintrittsbereich 14, in dem die auszurichtende Materialbahn 2 mit einem Eintritts-Bahnabschnitt 15 in die Bahnausrichtvorrichtung 1 eintritt. Die Bahnausrichtvorrichtung 1 hat außerdem einen Austrittsbereich 16, in dem die Materialbahn 2 nach dem Durchlaufen der Bahnausrichtvorrichtung 1 mit einem Austritts-Bahnabschnitt 17 aus der Bahnausrichtvorrichtung 1 wieder austritt.
Durch die Bahnausrichtvorrichtung 1 kann eine insbesondere stufenlose Querausrichtung des Austritts-Bahnabschnittes 17 in der Breitenrichtung 13 vorgenommen werden. Bei dieser Querausrichtung führt der Austritts-Bahnabschnitt 17 eine der Transportbewegung 4 überlagerte, durch einen Doppelpfeil angedeutete Bahnausrichtbewegung 18 aus, bei der es sich um eine Querverschiebung des Austritts-Bahnabschnittes 17 in der besagten Breitenrichtung 13 der Materialbahn 2 handelt. Die Querverschiebung ist insbesondere eine Parallelverschiebung des Austritts-Bahnabschnittes 17 mit sich nicht oder nur unwesentlich verändernder Ausrichtung der Bahnlängsachse 6 im Bereich des Bahnaustritts-Bahnabschnittes 17.
Beim Hindurchlaufen durch die Bahnausrichtvorrichtung 1 wird die Materialbahn 2 mindestens einmal umgelenkt. Exemplarisch ist eine vorteilhafte zweimalige Umlenkung vorgesehen. Für die Umlenkung verantwortlich ist eine Bahnumlenkeinheit 22 der Bahnausrichtvorrichtung 1. Die Bahnumlenkeinheit 22 umfasst eine während des Betriebes der Bahnausrichtvorrichtung 1 ortsfeste Basisstruktur 23 und zwei stangenförmige Umlenkelemente 24, um die die Materialbahn 2 bei ihrer Transportbewegung 4 nacheinander umläuft. Beim Umlaufen um die Umlenkelemente 24 ist jeweils die hintere Bahnfläche 9 dem jeweiligen Umlenkelement 24 zugewandt.
Zur besseren Unterscheidung wird das dem Eintrittsbereich 14 zugeordnete Umlenkelement 24 auch als Eingangs-Umlenkelement 25 bezeichnet und wird außerdem das dem Austrittsbereich 16 zugeordnete Umlenkelement 24 als Ausricht-Umlenkelement 26 bezeichnet. Das Eingangs-Umlenkelement 25 hat eine erste Längsachse 27 und das Ausricht-Umlenkelement 26 hat eine zweite Längsachse 28.
Das Eingangs-Umlenkelement 25 ist in einem ersten Lagerbereich 32 an der Basisstruktur 23 angebracht. Das Ausricht-Umlenkelement 26 ist in einem zweiten Lagerbereich 33 ebenfalls an der Basisstruktur 23 angebracht. Die Basisstruktur 23 ist ein starrer, einteiliger oder mehrteiliger Körper.
Beide Umlenkelemente 24 sind nur an einem ihrer beiden einander entgegengesetzten axialen Endbereiche gehalten, und zwar am jeweils zugeordneten Lagerbereich 32, 33 der Basisstruktur 23. Der für die Halterung verwendete axiale Endbereich des jeweiligen Umlenkelementes 24 sei als Halte-Endbereich 34 bezeichnet. Jedes Umlenkelement 24 ragt zweckmäßigerweise frei auskragend und ohne weitere Abstützung ausgehend vom zugeordneten Lagerbereich 32, 33 von der Basisstruktur 23 weg.
Zur Fixierung an der Basisstruktur 23 hat jedes Umlenkelement 24 an seinem Halte-Endbereich 34 eine Lagerungsstruktur 35, mit der es an einer Gegen-Lagerungsstruktur 36 gelagert ist, die im zugeordneten Lagerbereich 32, 33 von der Basisstruktur 23 gebildet ist.
Die Bahnumlenkeinheit 22 hat eine strichpunktiert angedeutete imaginäre Hauptachse 37. Die beiden Lagerbereiche 32, 33 sind in der im Folgenden auch als Hauptachsrichtung 37 bezeichneten Achsrichtung der Hauptachse 37 zueinander beabstandet.
Die beiden Umlenkelemente 24 sind mit jeweils bezüglich der Hauptachse 37 geneigten Längsachsen 27, 28 an der Basisstruktur 23 angeordnet. Dies derart, dass die beiden Längsachsen 27, 28 mit zunehmender Entfernung von den Halte-Endbereichen 34 konvergieren. Die beiden Längsachsen 27, 28 liegen gemeinsam in einer Ebene, die als Arbeitsebene 42 bezeichnet sei, wobei diese Arbeitsebene 42 mit der Hauptachse 37 zusammenfällt oder parallel zu dieser ausgerichtet ist.
Die beiden Lagerbereiche 32, 33 und ein Schnittpunkt 38 der beiden Längsachsen 27, 28 bilden die Eckpunkte eines in der Arbeitsebene 42 liegenden Dreiecks.
Die beiden Umlenkelemente 24 sind in der Hauptachsrichtung 37 beabstandet zueinander angeordnet. Dabei ist das Eingangs-Umlenkelement 25 dem Ausricht-Umlenkelement 26 entgegen der Transportrichtung 5 vorgelagert. Das Eingangs-Umlenkelement 25 hat einen dem Halte-Endbereich 34 benachbarten Bahn-Einlaufbereich 43 und einen diesbezüglich in der Achsrichtung der ersten Längsachse 27 beabstandeten Bahn-Auslaufbereich 44. Der Bahn-Einlaufbereich 43 liegt zwischen dem Halte-Endbereich 34 und dem Bahn-Auslaufbereich 44.
Das Ausricht-Umlenkelement 26 hat einen dem Bahn-Auslaufbereich 44 des Eingangs-Umlenkelements 25 in der Hauptachsrichtung 37 gegenüberliegenden Bahn-Zuführbereich 45. Das Ausricht-Umlenkelement 26 hat außerdem einen Bahn-Abführbereich 46, der in der Achsrichtung der zweiten Längsachse 28 zu dem Bahn-Zuführbereich beabstandet ist und zwischen dem Bahn-Zuführbereich 45 und dem Halte-Endbereich 34 des Ausricht-Umlenkelementes 26 liegt.
Der Bahn-Einlaufbereich 43 befindet sich bei dem Eintrittsbereich 14 der Bahnausrichtvorrichtung 1, während sich der Bahn-Abführbereich 46 bei dem Austrittsbereich 16 der Bahnausrichtvorrichtung 1 befindet.
Der Bahn-Einlaufbereich 43 und der Bahn-Abführbereich 46 liegen sich in der Hauptachsrichtung 37 mit Abstand gegenüber.
Im Betrieb der Bahnausrichtvorrichtung 1 tritt die Materialbahn 2 mit einem Eintritts-Bahnabschnitt 15 im Eintrittsbereich 14 in die Bahnausrichtvorrichtung 1 ein und gelangt in dem Bahn-Einlaufbereich 43 auf das Eingangs-Umlenkelement 25. Ausgehend von dort umschlingt die Materialbahn 2 das Eingangs-Umlenkelement 25 wendelförmig und verlässt anschließend das Eingangs-Umlenkelement 25 in dem Bahn-Auslaufbereich 44. Bei dem wendelförmigen Umlauf wird das Eingang-Umlenkelement 25 von der Materialbahn 2 vorzugsweise zumindest im Wesentlichen und zweckmäßigerweise genau um 360 Grad umschlungen.
Ausgehend von dem Bahn-Auslaufbereich 44 erstreckt sich die Materialbahn 2 mit einem als Übertrittsabschnitt 47 bezeichneten Längenabschnitt in der Hauptachsrichtung 37 in Richtung zu dem Ausricht-Umlenkelement 26, auf das sie in dem Bahn-Zuführbereich 45 zugeführt wird. Von dort aus umschlingt die Materialbahn 2 auch das Ausrichtumlenkelement 26 wendelförmig bis zum Erreichen des Bahn-Abführbereiches 46, wo sie das Ausricht-Umlenkelement 26 mit dem schon erwähnten Austritts-Bahnabschnitt 17 verlässt. Der Austritts-Bahnabschnitt 17 tritt in dem Austrittsbereich 16 aus der Bahnausrichtvorrichtung 1 aus und erstreckt sich weiter bis hin zu dem den Austrittsbereich 16 nachgeordneten Zielbereich 3.
Der Zielbereich 3 ist beispielsweise eine beliebige Bahnverarbeitungseinrichtung, in der die ankommende Materialbahn 2 eine bestimmungsgemäße Verarbeitung erfährt. Beispielsweise handelt es sich bei dem Zielbereich 3 um eine Verpackungsvorrichtung, um eine Etikettiervorrichtung oder um eine Bahnaufwickelvorrichtung. Diese Aufzählung ist nicht als abschließend zu verstehen.
Der Übertrittsabschnitt 47 der Materialbahn 2 erstreckt sich parallel zu der Hauptachse 37. Gleiches gilt für den Austritts-Bahnabschnitt 17. Aufgrund der Schräglage des Ausricht-Umlenkelements 26 hat es zur Folge, dass die Materialbahn 2 bei ihrer Transportbewegung 4 dem Ausricht-Umlenkelement 26 in einer zu der zweiten Längsachse 28 geneigten Zuführrichtung 48 zugeführt wird und das Ausricht-Umlenkelement 26 nach einem wendelförmigen Umlauf in dem Bahn-Abführbereich 46 in einer Abführrichtung 49 verlässt, die parallel zu der Zuführrichtung 48 verläuft.
Der beim Übergang zwischen dem Bahn-Zuführbereich 45 und dem Bahn-Abführbereich 46 wendelförmig um das Ausricht-Umlenkelement 26 herumgeführte Längenabschnitt der Materialbahn 2 sei im Folgenden auch als Wendelabschnitt 52 bezeichnet. Sein Umschlingungswinkel bezüglich des Ausricht-Umlenkelementes 26 beträgt zweckmäßigerweise zumindest im Wesentlichen und vorzugsweise genau 360 Grad.
Der Bahn-Zuführbereich 45 und der Bahn-Abführbereich 46 liegen bezogen auf die Umfangsrichtung der zweiten Längsachse 28 im gleichen Umfangsbereich des Ausricht-Umlenkelementes 26, sind jedoch in der Achsrichtung der zweiten Längsachse 28 versetzt zueinander angeordnet. Entsprechendes gilt vorzugsweise auch für den Bahn-Einlaufbereich 43 und den Bahn-Auslaufbereich 44 in Bezug auf das Eingangs-Umlenkelement 25.
Je nach angelegtem Blickwinkel kann die Materialbahn 2 als Bestandteil der Bahnausrichtvorrichtung 1 oder als diesbezüglich unabhängige Komponente angesehen werden.
Das Ausricht-Umlenkelement 26 ist bezüglich der Basisstruktur 23 schwenkbeweglich ausgebildet. Es kann eine zur besseren Unterscheidung als Ausricht-Schwenkbewegung 53 bezeichnete Schwenkbewegung relativ zu der Basisstruktur 23 um eine als Ausricht-Schwenkachse 54 bezeichnete Schwenkachse ausführen. Die Ausricht-Schwenkachse 54 verläuft rechtwinkelig zu der zweiten Längsachse 28 und ist außerdem rechtwinkelig zu der Arbeitsebene 42 ausgerichtet. Dementsprechend ist das Ausricht-Umlenkelement 26 bei seiner Ausricht-Schwenkbewegung 53 in der Arbeitsebene 42 verschwenkbar.
Durch die Ausführung der Ausricht-Schwenkbewegung 53 ist das Ausricht-Umlenkelement 26 in verschiedenen Ausricht-Schwenkpositionen positionierbar, wobei das Ausricht-Umlenkelement 26 in den 1 und 2 bei Einnahme von zwei der möglichen Vielzahl von Ausricht-Schwenkpositionen gezeigt ist. Bei der Ausricht-Schwenkbewegung 53 verändert sich der Winkel zwischen der zweiten Längsachse 28 und der Hauptachse 37, was zur Folge hat, dass das Ausricht-Umlenkelement 26 bezüglich der Hauptachse 37 flacher oder steiler angestellt ist.
Zur Erzeugung der Ausricht-Schwenkbewegung 53 enthält die Bahnausrichtvorrichtung 1 eine Antriebseinrichtung 55. Die Antriebseinrichtung 55 ist mit dem verschwenkbaren Ausricht-Umlenkelement 26 antriebsmäßig gekoppelt. Durch eine entsprechend gesteuerte Betätigung der Antriebseinrichtung 55 lässt sich das Ausricht-Umlenkelement 26, insbesondere stufenlos, in verschiedenen Ausricht-Schwenkpositionen bezüglich der Basisstruktur 23 positionieren.
Mit der Ausricht-Schwenkbewegung 53 des Ausricht-Umlenkelementes 26 geht eine variable axiale Spreizung des momentan um das Ausricht-Umlenkelement 26 herumgeschlungenen Wendelabschnittes 52 der Materialbahn 2 einher. Da die Materialbahn 2 in dem Bahn-Zuführbereich 45 durch den zum Eingangs-Umlenkelement 25 führenden Übertrittsabschnitt 47 in der Längsrichtung der zweiten Längsachse 28 im Wesentlichen unbeweglich gehalten ist, wirkt sich der axiale Spreizvorgang des Wendelabschnittes 52 nur auf den sich daran anschließenden Längenabschnitt des Wendelabschnittes 52 aus, sodass der Austritts-Bahnabschnitt 17 quer zu seiner Längsachse 6 unter Ausführung der Bahnausrichtbewegung 18 parallel verschoben wird.
Bei der Bahnausrichtbewegung 18 verändert sich der Abstand des Ausricht-Bahnabschnittes 17 zu dem Übertrittsabschnitt 47. Dieser Abstand kann sich abhängig von der Schwenkrichtung der Ausricht-Schwenkbewegung 53 vergrößern oder verringern. Der Austritts-Bahnabschnitt 17 wandert dabei entweder in Richtung zu der Ausricht-Schwenkachse 54 hin oder von dieser Ausricht-Schwenkachse 54 weg.
Somit kann der Austritts-Bahnabschnitt 17 der Materialbahn 2 durch einfaches Verschwenken des Ausricht-Umlenkelements 26 in seiner Breitenrichtung 13 bezüglich eines beliebigen Referenzpunktes ausgerichtet werden. Der Referenzpunkt ist beispielsweise von der Basisstruktur 23 definiert oder von einer Komponente, die zu dem Zielbereich 3 gehört oder sich in diesem Zielbereich 3 befindet. Wenn der Zielbereich 3 beispielsweise eine Flaschenetikettiermaschine definiert, kann der Referenzpunkt von einer an den Flaschen befindlichen Markierung gebildet sein. Diese Erläuterungen sind nur beispielhaft zu verstehen.
Zur Überwachung der in der Breitenrichtung 13 eingenommenen Querposition des Austritts-Bahnabschnittes 17 ist die Bahnausrichtvorrichtung 1 zweckmäßigerweise mit einer schematisch angedeuteten Positionserfassungseinrichtung 56 ausgestattet. Diese Positionserfassungseinrichtung 56 ist in der Lage, die momentane Querposition des Austritts-Bahnabschnittes 17 zu erfassen.
Bei der Positionserfassungseinrichtung 56 handelt es sich beispielsweise um einen Ultraschallsensor, um einen Infrarotsensor oder um einen optischen Sensor.
Zur Erfassung der aktuellen Querposition des Austritts-Bahnabschnittes 17 erfasst die Positionserfassungseinrichtung 56 beispielsweise eine der beiden seitlichen Bahnkanten 12 und/oder eine sonstige auf der Materialbahn 2 angebrachte, sich über die Länge der Material 2 hinweg erstreckende Markierung.
Exemplarisch ist die Positionserfassungseinrichtung 56 an der Basisstruktur 23 angeordnet. Sie kann auf diese Weise ein Bestandteil der Bahnumlenkeinheit 22 sein. Es versteht sich, dass die Positionserfassungseinrichtung 56 auch an anderer Stelle montiert sein kann, beispielsweise auch in dem Zielbereich 3.
Die Bahnausrichtvorrichtung 1 ist zweckmäßigerweise mit einer elektronischen Steuereinrichtung 57 ausgestattet, mit der die Positionserfassungseinrichtung 56 signaltechnisch kommuniziert, beispielsweise drahtlos oder über eine elektrische Rückmeldeleitung 61. Auf diese Weise kann die elektronische Steuereinrichtung 57 von der Positionserfassungseinrichtung 56 bereitgestellte Bahnpositionsdaten betreffend die momentane Querposition der Materialbahn 2 im Bereich des Austritts-Bahnabschnittes 17 empfangen.
Die Antriebseinrichtung 55 ist zweckmäßigerweise elektrisch ansteuerbar ausgebildet und über mindestens eine elektrische Steuerleitung 62 an die elektronische Steuereinrichtung 57 angeschlossen. Die Antriebseinrichtung 55 kann auf diesem Wege von der elektronischen Steuereinrichtung 57 elektrische Steuersignale erhalten, um ihrem aktuellen Betriebszustand und somit auch die für die angestrebte Querposition der Materialbahn 2 verantwortliche Ausricht-Schwenkposition des Ausricht-Umlenkelementes 26 einzustellen.
Bei der Antriebseinrichtung 55 handelt es sich vorzugsweise um eine elektrisch betätigbare Antriebseinrichtung 55. Exemplarisch verfügt sie über einen Elektromotor 63, der über einen Spindeltrieb auf ein stangenförmiges Abtriebsteil 64 einwirkt, um selbiges zu einer durch einen Doppelpfeil angedeuteten linearen Abtriebsbewegung 65 in der einen oder anderen axialen Richtung anzutreiben. Dieses Abtriebsteil 64 ist antriebsmäßig mit dem Ausricht-Umlenkelement 26 gekoppelt.
Bevorzugt gehören die in dem zweiten Lagerbereich 33 angeordnete Lagerungsstruktur 35 und Gegen-Lagerungsstruktur 36 zu einer Schwenklagereinrichtung 66, durch die die Ausricht-Schwenkachse 54 definiert ist. Beispielsweise ist die Lagerungsstruktur 35 von einem laschenartigen Lagerungselement gebildet, das durch einen Lagerbolzen an der Gegen-Lagerungsstruktur 36 fixiert ist, wobei die Längsachse des Lagerbolzens die Ausricht-Schwenkachse 54 bildet.
Zur antriebsmäßigen Kopplung mit dem Ausricht-Umlenkelement 56 greift das Abtriebsteil 64 der Antriebseinrichtung 55 beispielsweise an einem Antriebs-Hebelarm 67 an, der in von der Ausricht-Schwenkachse 54 radialer Richtung von der Lagerungsstruktur 35 des Ausricht-Umlenkelementes 26 wegragt. Der Angriffspunkt 68 des Abtriebteils 64 an dem Antriebs-Hebelarm 67 ist mit radialem Abstand zu der Ausricht-Schwenkachse 54 angeordnet. An dem Angriffspunkt 68 liegt eine gelenkige Verbindung zwischen dem Abtriebsteil 64 und dem Antriebs-Hebelarm 67 vor, die eine zu der Ausricht-Schwenkachse 54 parallele zweite Schwenkachse definiert.
Durch die Abtriebsbewegung 65 kann der Antriebs-Hebelarm 67 zu einer Antriebsschwenkbewegung 69 um die Schwenkachse 54 angetrieben werden, die unmittelbar die Ausricht-Schwenkbewegung 53 des Ausricht-Umlenkelementes 26 zur Folge hat.
Durch die elektronische Steuereinrichtung 57 kann das Abtriebsteil 64 nach Bedarf axial positioniert werden, um eine der angestrebten Querposition der Materialbahn 2 entsprechende Ausricht-Schwenkposition des Ausricht-Umlenkelements 26 einzustellen.
Bevorzugt liegt die Ausricht-Schwenkachse 54 auf der zweiten Längsachse 28 des Ausricht-Umlenkelements 26.
Es ist des Weiteren von Vorteil, wenn die Ausricht-Schwenkachse 54 quer zu der Hauptachse 37 in einem Abstand zu dem Wendelabschnitt 52 beziehungsweise zu dem von dem Wendelabschnitt 52 umschlungenen Längenabschnitt des Ausricht-Umlenkelementes 26 angeordnet ist. Der Bahn-Abführbereich 46 liegt dabei zwischen dem Bahn-Zuführbereich 45 und der Ausricht-Schwenkachse 54.
Die Antriebseinrichtung 55 ist zweckmäßigerweise an der Basisstruktur 23 montiert. Genauer gesagt hat die Antriebseinrichtung 55 zweckmäßigerweise ein Antriebsgehäuse 72, das an der Basisstruktur 23 gelagert ist, wobei das direkt oder indirekt an dem Ausricht-Umlenkelement 26 angreifende Abtriebsteil 64 bei seiner Abtriebsbewegung 65 eine lineare Relativbewegung bezüglich des Antriebsgehäuses 72 ausführt.
Das Antriebsgehäuse 72 ist zweckmäßigerweise über eine weitere Schwenklagereinrichtung 73 an der Basisstruktur 23 gelagert, durch die eine dritte Schenkachse definiert wird, die ebenfalls parallel zu der Ausricht-Schwenkachse 54 verläuft. Diese bietet der Antriebseinrichtung 55 die Möglichkeit, beim Aus- und Einfahren des Abtriebsteils 64 eine durch einen Doppelpfeil angedeutete Schwenkbewegung 74 bezüglich der weiteren Schwenklagereinrichtung 73 auszuführen.
Bevorzugt trennt die Basisstruktur 23 einen die Umlenkelemente 24 enthaltenden Arbeitsbereich von einem die Antriebseinrichtung 55 aufnehmenden Antriebsbereich der Bahnausrichtvorrichtung 1 ab. Die Ausricht-Schwenkachse 54 liegt zweckmäßigerweise in dem Arbeitsbereich, wobei der Antriebs-Hebelarm 67 eine Durchbrechung 75 der Basisstruktur 23 durchsetzt, sodass der Angriffspunkt 68 in dem Antriebsbereich liegt.
Gemäß einem nicht illustrierten Ausführungsbeispiel ist die Antriebseinrichtung 55 von einer durch Fluidkraft betätigbaren Bauart und mit einer elektrisch betätigbaren Steuerventileinrichtung ausgestattet, um auch hier eine elektrisch aktivierte Abtriebsbewegung 65 zu erzeugen.
Ebenfalls nicht illustriert ist eine mögliche Ausgestaltung der Antriebseinrichtung 55 als Drehantriebseinrichtung.
Bei einer besonders zweckmäßigen Bauform der Bahnausrichtvorrichtung 1, die bei dem illustrierten Ausführungsbeispiel vorhanden ist, enthält die elektronische Steuereinrichtung 57 eine Positionsregelungseinheit 76, die ausgebildet ist, um die eine Ist-Position repräsentierende Querposition des Austritts-Bahnabschnittes 77 in Bezug auf einen vorgegebenen oder vorgebbaren Sollwert zu regeln. Die Steuereinrichtung 57 ist bevorzugt so ausgebildet, dass der Sollwert manuell vorgebbar ist und/oder durch eine nicht weiter abgebildete externe Maschinensteuerung vorgegeben werden kann, die über eine elektrische Kommunikationsleitung 77 an die elektronische Steuereinrichtung 57 angeschlossen oder anschließbar ist.
Das Eingangs-Umlenkelement 25 bedarf während des Betriebes der Bahnausrichtvorrichtung keiner Lageveränderung. Daher ist es über die ihr zugeordneten Lagerungsstruktur 35 an der Basisstruktur 23 fest angebracht. Selbstverständlich kann die Lagerung so ausgeführt sein, dass das Eingangs-Umlenkelement 25 bei der Einrichtung der Bahnumlenkeinheit 22 in einem gewünschten Neigungswinkel an der Basisstruktur 23 lösbar festlegbar ist.
Wenn es beim Einsatz der Bahnausrichtvorrichtung nicht darauf ankommt, dass der Eintritts-Bahnabschnitt 15 und der Austritts-Bahnabschnitt 17 in der Hauptachsrichtung 27 mehr oder weniger miteinander fluchten, kann gemäß einer vereinfachten Bauform der Bahnausrichtvorrichtung 1 auf das Eingangs-Umlenkelement 25 verzichtet werden. In diesem Fall tritt der Eintritts-Bahnabschnitt 15 an die Stelle des Übertrittsabschnittes 47. Während exemplarisch die Materialbahn 2 beim Durchlaufen der Bahnumlenkeinheit 22 zwei Mal um 360 Grad umgelenkt wird, erfolgt bei dieser vereinfachten Bauform eine nur einmalige Bahnumlenkung um 360 Grad.
Bevorzugt ist jedes Umlenkelement 24 radial außen mit einer zur zugeordneten Längsachse 27, 28 koaxialen kreiszylindrischen äußeren Mantelfläche 78 versehen. Diese kreiszylindrische Mantelfläche 78 fungiert als Umlenkfläche für die im Rahmen eines wendelförmigen Verlaufes um das betreffende Umlenkelement 24 herumgeschlungene Materialbahn 2.
Prinzipiell können die Umlenkelemente 24 als Walzen ausgebildet sein, die um ihre jeweilige Längsachse 27, 28 rotieren können. Sie sind dann entweder durch eine entsprechende Rotationsantriebseinrichtung rotativ antreibbar oder werden von der durch nicht gezeigte Antriebsmittel zu der Transportbewegung 4 angetriebenen Materialbahn 2 reibungsbeding angetrieben.
Vorteilhafter ist jedoch ein auch beim Ausführungsbeispiel realisierter Aufbau der Umlenkelemente 24, bei dem die äußere Mantelfläche 78 ortsfest ist und keine Rotation ausführt. Damit die Materialbahn dennoch leichtgängig und möglichst verschließfrei um die Umlenkelemente 24 umlaufen kann, sind die Umlenkelemente 24 im Bereich der Mantelfläche 78 mit einer gasdurchlässigen, von einem Druckgas durchströmbaren Wandung 79 versehen, die nur in 1 strukturiert angedeutet ist.
Die gasdurchlässige Struktur resultiert bevorzugt daraus, dass die Wandung 79 zumindest in der die Mantelfläche 78 definierenden äußeren Wandschicht aus einem mikroporösen Material besteht. Exemplarisch erstreckt sich die gasdurchlässige Wandung 79 über die gesamte axiale Länge der Mantelfläche 78, sie kann jedoch auch axial kürzer ausfallen und sich nur auf denjenigen Längenabschnitt beschränken, auf dem sich die Materialbahn 22 bei ihrem Umlauf um das betreffende Umlenkelement 24 bewegt. Die gasdurchlässige Wandung 79 erstreckt sich insbesondere über 360 Grad der Mantelfläche 78 hinweg, das heißt rings um die betreffende Längsachse 27, 28 herum.
Exemplarisch begrenzt die gasdurchlässige Wandung 79 einen im Innern des Umlenkelementes 24 ausgebildeten Hohlraum 82, der einen Gasverteilraum definiert, welcher mit einer Druckgasleitung 83 in Verbindung steht, die an einer Anschlussöffnung des Umlenkelements 24 anschließbar ist, um ein Druckgas einzuspeisen.
In Betrieb der Bahnausrichtvorrichtung 1 wird dem Hohlraum 82 unter Überdruck stehendes Druckgas zugeführt, das dann durch das mikroporöses Material hindurchtritt und zwischen der Mantelfläche 28 und der Materialbahn 2 ein die Materialbahn 2 berührungslos tragendes Gaspolster generiert. Bei dem Druckgas handelt es sich insbesondere um Druckluft, die von einer Druckluftquelle P zur Verfügung gestellt wird. Bevorzugt ist die elektronische Steuereinrichtung 57 so ausgebildet, dass sie auch die Druckgaszufuhr in die Hohlräume 82 der beiden Umlenkelemente 24 steuern kann.
Abgesehen von einem mikroporösen Material könnte die Gasdurchlässigkeit der Wandung 79 zumindest teilweise auch durch andere Maßnahmen realisiert werden, beispielsweise mittels die Wandung 79 radial durchsetzender Bohrungen.
Durch das Gaspolster wird eine unmittelbare Berührung zwischen der Materialbahn 2 und den Umlenkelementen 24 vermieden, was eine leichtgängige und verschleißarme Umlaufbewegung der Materialbahn 2 um die Umlenkelemente 24 herum ermöglicht.

Claims

Bahnausrichtvorrichtung zum Querausrichten einer eine Transportbewegung (4) in ihrer Längsrichtung ausführenden, aus einem flexiblen Flachmaterial bestehenden Materialbahn (2), mit einer Bahnumlenkeinheit (22), die eine Basisstruktur (23) und ein eine Längsachse (28) aufweisendes, bezüglich der Basisstruktur (23) schwenkbewegliches stangenförmiges Ausricht-Umlenkelement (26) umfasst, und mit einer Antriebseinrichtung (55), durch die das Ausricht-Umlenkelement (26) zu einer Ausricht-Schwenkbewegung (53) um eine zur Längsachse (82) des Ausricht-Umlenkelements (26) rechtwinkelige Ausricht-Schwenkachse (54) antreibbar und in verschiedenen Ausricht-Schwenkpositionen bezüglich der Basisstruktur (23) positionierbar ist, wobei das Ausricht-Umlenkelement (26) einen Bahn-Zuführbereich (45) und einen diesbezüglich in der Längsrichtung des Ausricht-Umlenkelementes (26) beabstandeten Bahn-Abführbereich (46) aufweist, wobei die Materialbahn (2) bei ihrer Transportbewegung (4) in dem Bahn-Zuführbereich (45) dem Ausricht-Umlenkelement (26) in einer zur Längsachse (28) des Ausricht-Umlenkelementes (26) geneigten Zuführrichtung (48) zuführbar ist und nach einem wendelförmigen Umlauf um das Ausricht-Umlenkelement (26) in dem Bahn-Abführbereich (46) mit einem Austritts-Bahnabschnitt (17) in einer Abführrichtung (49) von dem Ausricht-Umlenkelement (26) abführbar ist, wobei durch die Ausricht-Schwenkbewegung (53) des Ausricht-Umlenkelementes (26) eine variable axiale Spreizung eines das Ausricht-Umlenkelement (26) umschlingenden Wendelabschnittes (52) der Materialbahn (2) hervorrufbar ist, aus der als Bahnausrichtbewegung (18) eine Querverschiebung des Austritts-Bahnabschnittes (17) in der zur Längsrichtung rechtwinkeligen Breitenrichtung (13) der Materialbahn (2) resultiert, und wobei die Bahnumlenkeinheit (22) ein dem Ausricht-Umlenkelement (26) entgegen der Richtung der Transportbewegung (4) der Materialbahn (2) mit Abstand vorgelagertes, eine Längsachse (27) aufweisendes stangenförmiges Eingangs-Umlenkelement (25) aufweist, durch das eine die Transportbewegung (4) ausführende Materialbahn (2) vor ihrem Zuführen zu dem Ausricht-Umlenkelement (26) umlenkbar ist und das einen Bahn-Auslaufbereich (44) hat, der dem Bahn-Zuführbereich (45) des Ausricht-Umlenkelementes (26) entgegen der Richtung der Transportbewegung (4) der Materialbahn (2) in der Achsrichtung einer imaginären Hauptachse (37) der Bahnumlenkeinheit (22) gegenüberliegt und in dem die durch das Eingangs-Umlenkelement (27) umgelenkte Materialbahn (2) das Eingangs-Umlenkelement (25) zum nachfolgenden Übertritt auf das Ausricht-Umlenkelement (26) verlassen kann, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausricht-Schwenkachse (54) des Ausricht-Umlenkelementes (26) beabstandet zu dem von dem Wendelabschnitt (52) der Materialbahn (2) umschlungenen Längenabschnitt des Ausricht-Umlenkelementes (26) angeordnet ist, wobei der Bahn-Abführbereich (46) zwischen dem Bahn-Zuführbereich (45) und der Ausricht-Schwenkachse (54) angeordnet ist, dass der Umschlingungswinkel des Wendelabschnittes (52) der Materialbahn (2) bezüglich dem Ausricht-Umlenkelement (26) 360 Grad beträgt, dass die Abführrichtung der Materialbahn (2) zu der Zuführrichtung (48) parallel verläuft und dass das Eingangs-Umlenkelement (25) von der Materialbahn (2) zwischen dem Bahn-Einlaufbereich (43) und dem Bahn-Auslaufbereich (44) wendelförmig um 360° umschlungen werden kann.
Bahnausrichtvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausricht-Schwenkachse (54) des Ausricht-Umlenkelementes (26) für die Ausricht-Schwenkbewegung (53) auf der Längsachse (82) des Ausricht-Umlenkelementes (26) liegt.
Bahnausrichtvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Materialbahn (2) in dem Bahn-Zuführbereich (45) unabhängig von der momentanen Ausricht-Schwenkposition des Ausricht-Umlenkelementes (26) in einem konstanten Abstand zu der Ausricht-Schwenkachse (54) angeordnet ist.
Bahnausrichtvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Ausricht-Umlenkelement (26) über eine die Ausricht-Schwenkachse (54) definierende Schwenklagereinrichtung (66) an der Basisstruktur (23) verschwenkbar gelagert ist und mit einem quer bezüglich der Ausricht-Schwenkachse (54) orientierten Antriebs-Hebelarm (67) versehen ist, an dem die zweckmäßigerweise ebenfalls an der Basisstruktur (23) angeordnete Antriebseinrichtung (55) zur Erzeugung der Ausricht-Schwenkbewegung mit einem Abtriebsteil (64) angreift.
Bahnausrichtvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine zur Erfassung der momentanen Querposition des Austritts-Bahnabschnittes (17) ausgebildete Positionserfassungseinrichtung (56) aufweist, die mit einer elektronischen Steuereinrichtung (57) der Bahnausrichtvorrichtung (1) kommuniziert, die an die elektrisch ansteuerbar ausgebildete Antriebseinrichtung (55) angeschlossen ist, um deren Betrieb in Abhängigkeit von den von der Positionserfassungseinrichtung (56) gelieferten Bahnpositionsdaten zu steuern.
Bahnausrichtvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die elektronische Steuereinrichtung (57) eine Positionsregelungseinheit (76) zur Regelung der Querposition des Austritts-Bahnabschnittes (17) in Bezug auf einen vorgegebenen oder vorgebbaren Sollwert enthält.
Bahnausrichtvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Längsachsen (28, 27) des Ausricht-Umlenkelementes (26) und des Eingangs-Umlenkelementes (25) in einer gemeinsamen Arbeitsebene (42) liegen und geneigt zueinander angeordnet sind, wobei das Eingangs-Umlenkelement (25) einen in seiner Längsrichtung zu dem Bahn-Auslaufbereich (44) beabstandeten Bahn-Einlaufbereich (43) für einen Eintritts-Bahnabschnitt (15) der unter Ausführung der Transportbewegung (4) ankommenden Materialbahn (2) hat, der dem Bahn-Abführbereich (46) des Ausricht-Umlenkelementes (26) in der Achsrichtung der Hauptachse (37) der Bahnumlenkeinheit (22) mit Abstand gegenüberliegt.
Bahnausrichtvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Ausricht-Umlenkelement (26) und das Eingangs-Umlenkelement (25) an einem ihrer beiden axialen Endabschnitte jeweils eine Lagerungsstruktur (35) aufweisen, mit der sie jeweils in einem von zwei in der Achsrichtung der Hauptachse (37) der Bahnumlenkeinheit (22) zueinander beabstandeten Lagerbereichen (32, 33) an einer Gegen-Lagerungsstruktur (36) der Basisstruktur (23) gelagert sind, wobei ihre Längsachsen (28, 27) zu der Hauptachse (37) der Bahnumlenkeinheit (22) geneigt sind und in der von den Lagerbereichen (32, 33) wegstrebenden Richtung konvergieren, und wobei die Lagerungsstruktur (35) des Ausricht-Umlenkelementes (26) zusammen mit der ihr zugeordneten Gegen-Lagerungsstruktur (36) Bestandteile einer die Ausricht-Schwenkachse definierenden Schwenklagereinrichtung (66) sind, sodass durch die Ausricht-Schwenkbewegung (53) der Neigungswinkel zwischen der Längsachse (28) des Ausricht-Umlenkelementes (26) und der Hauptachse (37) der Bahnumlenkeinheit (22) veränderbar ist.
Bahnausrichtvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest das Ausricht-Umlenkelement (26) und zweckmäßigerweise auch ein optionales Eingangs-Umlenkelement (25) radial außen eine von der Materialbahn (2) um 360 Grad umschlingbare kreiszylindrische äußere Mantelfläche (78) hat.
Bahnausrichtvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest das Ausricht-Umlenkelement (26) und zweckmäßigerweise auch ein optionales Eingangs-Umlenkelement (25) zur Erzeugung eines die Materialbahn (2) bei deren Umlenkung berührungslos tragenden Gaspolsters eine von einem Druckgas und insbesondere von Druckluft durchströmbare periphere gasdurchlässigen Wandung (79) aufweist.
Bahnausrichtvorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet dass die gasdurchlässige Wandung (79) eine äußere Mantelfläche (78) hat, wobei zumindest der die äußere Mantelfläche (78) definierende Abschnitt der gasdurchlässigen Wandung (79) aus einem mikroporösen Material besteht.
Bahnausrichtvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Materialbahn (2) ein Bestandteil der Bahnausrichtvorrichtung (1) ist.
Verfahren zum Querausrichten einer eine Transportbewegung (4) in ihrer Längsrichtung ausführenden, aus einem flexiblen Flachmaterial bestehenden Materialbahn (2), dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren unter Verwendung einer Bahnausrichtvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 12 ausgeführt wird.