-
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung
zum Steuern der Querposition einer laufenden Materialbahn, insbesondere
aus Papier oder Karton, umfassend ein die Materialbahn über ein
Druckluftpolster berührungslos
führendes
Bahnleitelement, welches mittels einer Stellvorrichtung relativ
zur Materialbahn verstellbar ist.
-
Im Betrieb einer Maschine zur Herstellung oder/und
Beschichtung einer Materialbahn insbesondere aus Papier oder Karton
kann es vorkommen, dass die Materialbahn ihren Sollpfad durch die
Maschine seitlich, d. h. in Querrichtung der Materialbahn, verlässt. Um
die Materialbahn auf dem gewünschten
Sollpfad halten bzw. wieder auf diesen zurückführen zu können, d. h. zur sogenannten
Bahnkantensteuerung der Materialbahn, ist es bei herkömmlichen
Maschinen zur Herstellung oder/und Beschichtung von Materialbahnen
bekannt, verlagerbare Walzen vorzusehen. Durch eine gezielte Verlagerung
der Walzen wird dabei eine in Querrichtung gerichtete Kraft erzeugt,
welche die Querposition der Materialbahn korrigiert, d. h. die Materialbahn
auf den gewünschten
Sollpfad zurückführt.
-
Da insbesondere bei beschichteten,
noch feuchten Materialbahnen der Kontakt mit einer Walze Beschädigungen
der frisch gestrichenen Oberfläche zur
Folge haben kann, geht man bei modernen Bahnführungen mehr und mehr dazu über, die
Materialbahn auf ihrem Weg durch die Maschine mittels Bahnleit-
bzw. Bahnumlenkelementen zu führen,
welche keinen körperlichen
Kontakt mit der Materialbahn haben, sondern auf diese über ein
Druckgaspolster, vorzugsweise ein Druckluftpolster, einwirken, auf welchem
die Materialbahn entlang gleitet.
-
Da Materialbahnen auch bei Einsatz
von berührungslos
arbeitenden Bahnleitelementen vom Sollpfad abweichen können, benötigt man
auch hier Systeme zum Steuern der Querposition der Materialbahn.
-
Aus der
DE 297 07 316 U1 ist eine
Vorrichtung bekannt, die die Querposition der Materialbahn berührungslos
mittels eines Düsenkastens
steuert. Dieser Düsenkasten
ist um eine zur Bewegungsrichtung der Bahn parallele Achse verschwenkbar.
Durch Veränderung
des Abstands der Luftdüsen
von der Materialbahn ändert
sich die Stoßkraft
der Blasstrahlen über
die Breite der Materialbahn, wodurch eine Änderung der Auslenkung der
Materialbahn erreicht werden kann. Der Düsenkasten ist nicht als Bahnleitelement
vorgesehen und hat nur die Funktion der Steuerung der Querposition
der Materialbahn, d. h. der Düsenkasten
ist zusätzlich
zu den vorhandenen Bahnleitelementen vorgesehen. Die Verstellbewegung
des Düsenkastens
erfolgt nur in einer Ebene senkrecht zur Materialbahn und senkrecht
zu einer parallel zur Laufrichtung der Materialbahnen verlaufenden
Achse. Weitere Verstellmöglichkeiten
besitzt diese Vorrichtung nicht.
-
In der
DE 198 33 977 A1 ist ein
Verfahren offenbart zum Steuern der Querposition einer laufenden
Materialbahn, umfassend ein die Materialbahn über ein Druckluftpolster berührungslos
führendes Bahnleitelement,
welches mittels einer Stellvorrichtung relativ zur Materialbahn
verstellbar ist. Die Verstellung erfolgt über Kraftgeräte, die
jeweils sowohl auf der Führerseite
als auch auf der Triebseite der Materialbahn angebracht sind. Dies
ist zum einen in konstruktiver und zum anderen in steuerungstechnischer
Hinsicht aufwendig.
-
Demgegenüber ist es Aufgabe der Erfindung,
eine Vorrichtung zum Steuern der Querposition einer laufenden Materialbahn,
insbesondere aus Papier oder Karton, anzugeben, welche einfach aufgebaut
und einfach zu steuern ist.
-
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine
gattungsgemäße Vorrichtung
zum Steuern der Querposition einer laufenden Materialbahn, insbesondere
aus Papier oder Karton, gelöst,
bei welcher die Stellvorrichtung nur auf einer Seite der Materialbahn
angeordnet ist, während
das Bahnleitelement auf der jeweils anderen Seite der Materialbahn
an einer übergeordneten
Baugruppe schwenkbar angelenkt ist. Dadurch, dass die Verstellung
des Bahnleitelements nur auf einer Seite der Materialbahn durchgeführt wird,
wird die Regelung der Steuerung vereinfacht. Zudem wird lediglich
eine einzige Stellvorrichtung benötigt.
-
Beispielsweise kann man die Stellvorrichtung
auf der Führerseite
der Materialbahn anordnen. Dies hat den Vorteil, dass auf der Triebseite
der Materialbahn, auf der sich im Allgemeinen die Versorgungsleitungen
für die
Maschine zur Herstellung oder/und Beschichtung einer Materialbahn,
wie zum Beispiel die Luftzufuhr für die Bahnleitelemente, befinden,
keine Verstellbewegung durchgeführt
werden muss.
-
In Weiterbildung der Erfindung kann
das Bahnleitelement mittels der Stellvorichtung in einem Sektor
von bis zu +/– 10°, vorzugsweise
+/– 5°, um die
Winkelhalbierende zwischen einem einlaufenden und einem auslaufenden
Bahnabschnitt der Materialbahn verstellbar sein. Bei einer Verstellung
in diesem Bereich erzielt man die größte Wirkung auf die Materialbahn
und somit die effektivste Steuerung.
-
Alternativ kann das Bahnleitelement
mittels der Stellvorrichtung im Wesentlichen parallel zu einem einlaufenden
Bahnabschnitt oder im Wesentlichen parallel zu einem auslaufenden
Bahnabschnitt der Materialbahn verstellbar sein. Zwar ist die Wirkung
dann reduziert, aber die Vorrichtung könnte auch an Stellen positioniert
werden, an denen der Bauraum für
eine in dem vorstehend genannten Sektor wirkende Stellvorrichtung
nicht vorhanden ist. Die könnte
zum Beispiel der Fall sein, wenn auf Grund beschränkter Platzverhältnisse
ein Einbau der Vorrichtung zum Beispiel direkt nach einer Streichvorrichtung
oder direkt vor einer Trocknungsvorrichtung notwendig sein sollte.
-
Vorzugsweise umschlingt die Materialbahn bei
der erfindungsgemäßen Vorrichtung
das Bahnleitelement um wenigstens 30°, vorzugsweise wenigstens 50°. Allgemein
ist der Steuereffekt auf die Materialbahn umso größer, je
größer die
Umschlingung des Bahnelements ist. Im Extremfall sind sogar auch Umschlingungen
von bis zu 180° möglich. Wird
die Querposition einer Materialbahn mit einer Breite von bis zu
4 m geregelt, kann ein Stellhub die Stellvorrichtung von höchstens
etwa 50 mm, vorzugsweise etwa 10 mm ausrücken. Zum Steuern der Querposition
einer Materialbahn mit einer größeren als
der vorher erwähnten
Breite sollte der Stellhub der Steuervorrichtung vergrößert werden
können.
Liegt die Breite der Materialbahn in einem Bereich von –7–11 m, kann
der Stellhub der Stellvorrichtung zum Steuern der Querposition der
Materialbahn beispielsweise höchstens
etwa 100 mm, wenigstens etwa 20 mm betragen. Die genannten Werte
für die
Stellhübe
haben sich als guter Kompromiss zwischen der Steuereffizienz einerseits
und dem Raumbedarf für
die Stellvorrichtung andererseits erwiesen.
-
Um vermeiden zu können, dass das Bahnleitelement
beim Verstellen mit einer Materialbahn in Kontakt kommt, was zum
Beispiel einen Riss oder Verschmutzung der Materialbahn verursachen
könnte,
kann der Abstand der Materialbahn vom Bahnleitelement gemessen werden.
Ein Maß für den Abstand
könnte
der Druck des Druckluftpolsters sein. Es wird daher vorgeschlagen,
dass für
die Steuerung/Regelung des Druckluftpolsters des Bahnleitelements
wenigstens ein Sensor, vorzugsweise ein Druckluftsensor vorgesehen
ist. Dabei könnte
wenigstens einer der Druckluftsensoren innerhalb eines Gehäuses des
Bahnleitelements angeordnet sein. Zusätzlich oder alternativ kann
wenigstens ein Drucksensor außerhalb
eines Gehäuses
des Bahnleitelements, vorzugsweise zwischen dem Bahnleitelement
und der Materialbahn, angeordnet sein. Vorzugsweise kann der wenigstens
eine Drucksensor auf der Triebseite der Materialbahn angeordnet
sein. Zusätzlich
oder alternativ kann aber auch wenigstens ein Drucksensor im Bereich
der Mitte der Materialbahn oder/und wenigstens ein Drucksensor auf
der Führerseite
der Materialbahn angeordnet sein.
-
Das Bahnleitelement kann zwischen
zwei aufeinanderfolgenden, die Materialbahn bearbeitenden Baugruppen
angeordnet sein. Unter einer "Bearbeitung" der Materialbahn
wird dabei verstanden, dass der Zustand der Materialbahn geändert wird,
sei es, dass ein Medium auf die Materialbahn aufgetragen wird, oder
sei es, dass die Materialbahn getrocknet wird oder dergleichen.
Gemeint sind insbesondere nicht Baugruppen, welche die Materialbahn
auf- oder abwickeln oder umlenken. Beispielsweise könnte das
Bahnelement in Laufrichtung der Materialbahn nach einer Auftragsvorrichtung
zum Auftragen von flüssigem
oder pastösem
Auftragsmedium auf wenigstens eine Oberfläche der Materialbahn und vor einer
Trocknungsvorrichtung zum Trocknen der Materialbahn angeordnet sein.
-
Die Erfindung wird im Folgenden an
einem Ausführungsbeispiel
anhand der beigefügten
Zeichnungen näher
erläutert.
Es stellt dar:
-
1:
eine schematische Teilansicht des Verlaufs einer Materialbahn in
einer Maschine zur Herstellung oder/und Bearbeitung der Materialbahn,
-
2:
eine schematische Darstellung zur Erläuterung der Halterung eines
Bahnleitelements.
-
In 1 ist
der Bahnverlauf einer Materialbahn 10 in einer Maschine
zur Herstellung oder/und Beschichtung der Materialbahn gezeigt.
-
In einer Streichvorrichtung 28 wird
auf beide Seiten der Materialbahn 10 ein flüssiges oder
pastöses
Auftragsmedium indirekt aufgetragen. Die Materialbahn 10 durchläuft hierzu
einen zwischen zwei Walzen 12 und 14 gebildeten
Nip N. Zwei Auftragsvorrichtungen 16 und 18 tragen
auf die Oberflächen der
sich gegensinnig drehenden Walzen 12 und 14 das
Auftragsmedium auf, welches dann durch die Drehung der Walzen 12 und 14 zum
Nip hin transportiert wird. Im Anschluss an die Streichvorrichtung 28 wird
die Materialbahn 10 dann über Bahnleitelemente 20, 22 und 24 zu
einer Trocknungsvorrichtung 26 geführt. Um eine Beeinflussung
insbesondere der von der Auftragsvorrichtung 18 über die
Walze 14 auf die Materialbahn 10 aufgebrachten
Schicht von Auftragsmedium verhindern zu können, sind die Bahnleitelemente 20, 22 und 24 dabei
als berührungslos
arbeitende Bahnleitelemente, sogenannte "Airturns", ausgebildet.
-
Das in Laufrichtung L der Materialbahn
mittlere Bahnleitelement 22 ist dabei Teil einer Steuervorrichtung 50 zum
Steuern/Regeln der Position der Materialbahn 10 in Querrichtung
Q der Materialbahn. Mittels einer Stellvorrichtung 30,
die einen Stellhub N aufweist, kann die Lage des Bahnleitelements 22 relativ
zur Materialbahn 10 in Richtung der Winkelhalbierenden
W zwischen einem einlaufenden Bahnabschnitt 10a und einem
auslaufenden Bahnabschnitt 10b der Materialbahn 10 verstellt
werden. Dabei braucht die Stellbewegung nicht notwendigerweise exakt
in Richtung der Winkelhalbierenden W zu verlaufen, sondern kann
innerhalb eines Sektors S von bis zu +/- 10° um die Winkelhalbierende W
verlaufen.
-
Wie insbesondere in 2 dargestellt ist, ist das Bahnleitelement 22 im
Bereich der Führerseite
F der Materialbahn 10 mit der Stellvorrichtung 30 verbunden,
während
es auf der Triebseite der Materialbahn 10 an einer übergeordneten
Konstruktionseinheit 52 um eine Achse 54 verschwenkbar
angelenkt ist, welche sowohl zur Querrichtung Q der Materialbahn
als auch zur Stellrichtung R der Stellvorrichtung 30 orthogonal
verläuft.
An dieser Stelle sei betont, dass die Darstellung der schwenkbaren
Anlenkung in Form der Achse 54 lediglich vereinfachend
und stellvertretend für
jede Art der schwenkbaren Anlenkung des Bahnleitelements 22 gewählt ist,
welche ein Wegkippen des Bahnleitelements 22 um seine eigene
Längsachse
verhindert.
-
Die Anordnung der Stellvorrichtung 30 auf der
Führerseite
F und das Auslenken auf der Triebseite T hat folgende Vorteile:
Im Allgemeinen sind die Versorgungsleitungen, zum Beispiel die Luftzufuhr für das Bahnelement 22,
auf der Triebseite T angeschlossen. Würde eine Verstellbewegung auf
der Triebseite T erfolgen, müssten
gegebenenfalls die Versorgungsleitungen der Verstellbewegung angepasst
werden. Die Leitungen müssten
gegebenenfalls beweglich sein bzw. versetzt werden. Dadurch, dass
sich die Stellvorrichung 30 nur auf einer Seite des Bahnleitelements 22 befindet,
ist die Regelung insgesamt einfacher. Wenn sich die Stellvorrichtung 30 hierbei
noch auf der Führerseite
F befindet, ist zusätzlich
die Installation und auch die Bedienung einfacher, da leichter zugänglich.
-
Aufbau und Funktion des berührungslos
arbeitenden Bahnleitelements 22 sind an sich bekannt und
sollen daher hier nicht näher
erläutert
werden. Zum Steuern der Querposition einer laufenden Materialbahn
wird das Druckgaspolster 42 des berührungslos arbeitenden Bahnleitelements 22,
auf welchem die Materialbahn 10 gleitet, gezielt inhomogen über die
Breite der Materialbahn 10 gestaltet. Wirkt das Druckgaspolster 42 auf
eine Seite der Materialbahn 10 stärker ein als auf die jeweils
andere, so kann hierdurch – gegebenenfalls
in Zusammenwirken mit der Spannung der Materialbahn 10 in
deren Laufrichtung – ein
Lenkeffekt erzielt werden, der dazu genutzt werden kann, die Materialbahn 10 wieder
auf ihren Sollpfad zurückzuführen. Festgehalten
sei hier lediglich, dass zur Steuerung/Regelung des Druckluftpolsters 42 zwischen
dem Bahnleitelement 22 und der Materialbahn 10 eine
Anordnung 44 von Drucksensoren vorgesehen sein kann. Diese
Drucksensoranordnung kann beispielsweise innerhalb des Gehäuses 22a des
Bahnleitelelements 22 angeordnete Drucksensoren umfassen,
nämlich
einen Drucksensor 44a auf der Führerseite F, einen Drucksensor 44c auf
der Triebseite T und einen Drucksensor 44b in der Mitte
zwischen Führerseite
F und Triebseite T. Grundsätzlich
ist es jedoch auch möglich,
außerhalb des
Gehäuses 22a Drucksensoren
vorzusehen. In 2 ist
lediglich beispielhaft gestrichelt ein Drucksensor 44a' auf der Führerseite
des Bahnleitelements 22 angedeutet. Die beste Steuerung
bzw. Regelung ergibt sich selbstverständlich, wenn sowohl auf der
Innenseite als auch auf der Außenseite
des Gehäuses 22a des
Bahnleitelements 22 Sensoren vorgesehen sind.
-
Abhängig von der Position der Halterung zum
Verschwenken des Bahnleitelements 22 (Führerseite F oder Triebseite
T) sollte der äußere Sensor 44b möglichst
in einem Bereich liegen, der keinen starken Änderungen durch die Verstellung
des Bahnleitelements 22 unterworfen ist. Vorzugsweise sollte er
auf der der Stellvorrichtung gegenüberliegenden Seite, d. h. in
dem dargestellten Fall auf der Triebseite, liegen.
-
Wie dies in 1 dargestellt ist, ist vorzugweise das
bezüglich
des Laufs der Materialbahn 10 mittlere Bahnleitelement
der Bahnleitelemente 20, 22 und 24 Teil
der Vorrichtung 50 zur Steuerung der Querposition der Materialbahn 10.
Dies hat den Vorteil, dass bei einer Stellbewegung des Bahnleitelements 22 sich
der Ablauf der Materialbahn 10 aus der Streichvorrichtung 28 bzw.
der Einlauf der Materialbahn 10 in die Trocknungsvorrichtung 26 nicht
verändert,
sondern allenfalls der Umschlingungswinkel um das der Streichvorrichtung 28 nachgeordnete
Bahnleitelement 20 bzw. um das der Trocknungsvorrichtung 26 vorgeordnete
Bahnleitelement 24.
-
Sollte es aus Platzgründen jedoch
erforderlich sein, so könnte
grundsätzlich
auch das der Streichvorrichtung 28 nachgeordnete Bahnleitelement 20 bzw.
das der Trocknungsvorrichtung 26 vorgeordnete Bahnleitelement 24 Teil
der Steuervorrichtung 50 sein. In diesem Fall müsste allerdings
die Stellbewegung im Wesentlichen parallel zu dem Bahnabschnitt 10c zwischen
Streichvorrichtung 28 und Bahnleitelement 20 bzw.
im Wesentlichen parallel zu dem Bahnabschnitt 10d zwischen
Bahnleitelement 24 und Trocknungsvorrichtung 26 verlaufen, um
sicherzustellen, dass der Verlauf der Materialbahn 10 in
der Streichvorrichtung 28 sich nicht ändert (konstanter Abzugswinkel 32)
bzw. sich der Verlauf der Materialbahn 10 in der Trocknungsvorrichtung 26 sich
nicht ändert.
In beiden Fällen
ist der Einfluss der Stellbewegung jedoch nicht so effektiv, wie
wenn diese im Wesentlichen in Richtung der Winkelhalbierenden W
zwischen dem bezüglich
der Steuervorrichtung 50 einlaufenden 10a und
auslaufenden 10b Bahnabschnitt erfolgt.