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Vorrichtung zur selbsttätigen Uberwachung und Seitenführung der Bahnen
aus Papier oder anderen Werkstoffen in Verarbeitungsmas chinen für solche Bahnen
Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur selbsttätigen Überwachung und
Seitenführung für Bahnen aus Papier, Kunststoff, Textilien oder anderen Werkstoffen
in Verarbeitungsmaschinen für solche Bahnen, wie z. B. Schlauchmaschinen, Druckmaschinen,
Textilmaschinen od. dgl., mit zumindest einer Taststelle für jede Bahn und von dieser
Taststelle aus mittels optischer oder elektrischer Abtastmittel gesteuerten Einrichtungen
zur korrigierenden Seitenverstellung der abzuwickelnden Bahnrollen.
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Bei der Herstellung von Schläuchen aus Papier oder ähnlichem Material,
beim Führen von Papierbahnen oder Bahnen aus anderen Werkstoffen in Verarbeitungsmaschinen
für dieseBahnen entsteht häufig durch das seitliche Verlaufen der Bahnen infolge
schlecht gewickelter Rollen oder Spannungen in den Bahnen eine fehlerhafte Produktion.
Der Maschinenführer muß bei derartigen, schlecht gewickelten Rollen seine ganze
Aufmerksamkeit auf diese Rollen richten und durch direkte Handverstellung oder mittels
Bowdenzug oder andere Fernverstellungsmittel bewirkte Verstellung der Bahnrolle
ein genaues Laufen der Bahn überwachen und einhalten. Man hat auch am Beobachtungsstand
des Maschinenführers elektrische Anlagen geschaffen, mit,deren Hilfe durch einen
Druckknopf über einen Motor die Rollenverstel lung vorgenommen wird. Weiter hat
man versucht, eine automatische Seitenbahnführung dadurch zu schaffen, daß zum Abtasten
der Bahn vorgesehene Fotozellen unmittelbar hinter der abzuwickelnden Rolle angebracht
sind.
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Dabei können nur Fehler, die durch schlecht gewickelte Rollen entstehen,
festgestellt und gegebenenfalls ausgeglichen werden. Nicht feststellbar und daher
auch nicht ausgleichbar sind Fehler, die durch Spannungen in den Bahnen, wie z.
B. namentlich bei Schlauch- oder Beutelmaschinen, im weiteren Verlauf etwa bis zur
Längsleimung vorkommen. Eine entferntere Anordnung der Taststelle von der abzuwickelnden
Rolle, zur Ermittlung von Fehlern die im weiteren Verlauf der Bahn auftreten, ist-mit
diesen Mitteln nicht möglich, da bei ihnen auf Grund der Chrakteristik einer bisher
bekannten fotoelektrischen Steuerungseinrichtung für Seitenbahnführung ein Hin-
und Herpendeln der abzuwickelnden Rolle auftreten würde. Es ist also ersichtlich,
daß die bisher bekannten Anlagen dieser Art nur zum Teil ihren Zweck erfüllen.
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Zweck der Erfindung ist die Beseitigung dieser Mängel. Erreicht wird
dies durch eine Vorrichtung der vorerwähnten Art, bei der gemäß der Erfindung zur
Seitenkorrektur der Bahn bei über eine bestimmte Toleranz hinausgehender Seitenabweichung
von der Abtasteinrichtung der Taststelle gesteuerte Schalteinrichtungen und elektrische,
hydraulische oder mechanische Antriebseinrichtungen zum Verstellen der Bahnrolle
vorgesehen sind, um in bestimmten, von der Bahngeschwindigkeit und der Bahnlänge
zwischen derBahnrolle und derTaststelle oder einer Idazwischenliegenden Stelle der
Bahn beeinflußten und davon abhängig gemachten Zeitabständen die Bahnrolle schrittweise
um je einen bestimmten Betrag bis zum Erreichen der richtigen Arbeitslage der Bahn
zu versteIlen, wobei bei steigender Bahngeschwindigkeit die Zeitabstände kleiner
und bei sinkender Bahnen schwindigkeit größer werden.
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Dabei sind in weiterer Ausgestaltung der Erfindung für das intermittierende
Einschalten der optischen oder elektrischen Abtasteinrichtung an der Abtaststelle
eine mit der Bahngeschwindigkeit umlaufende Welle, ein von dieser angetriebenes,
entsprechend übersetztes B ewegungsübertragungsgetriebe, ein Schaltfinger und ein
von diesem betätigter elektrischer Schalter vorgesehen.
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Durch die Vorrichtung nach der Erfindung ist es möglich, sowohl die
durch Spannungen in der Bahn aus Papier oder anderen Werkstoffen als auch die durch
schlecht gewickelte Rollen entstehenden Fehler an der eine genaue Führung der Seitenkante
verlangenden Stelle zu ermitteln und sofort auszugleichen.
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Die Taststelle, an welcher als Abtasteinrichtung eine Fotozelle oder
zwei von der zu iiberwachenden Bahn beeinflußte Schwachstromkontakte verwendet werden,
welche
bei Abweichung der Bahn von der richtigen Lage eine andere Schaltstellung einnehmen
und die Seitenkorrektur der Bahn veranlassen.
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Um nun ein Pendeln der abzuwickelnden Rolle zu verhindern, wind die
Taststelle nur in bestimmten Zeitabständen eingeschaltet, oder die Taststelle bleibt
dauernd eingeschaltet und die Stromverbindung zwischen Verstärker und den Rollenverstelleinrichtungen
wird nur zeitweise eingeschaltet. Die Zeitabstände zwischen den Einschaltimpulsen
sind abhängig von der Bahnlänge zwischen abzuwickelnder Rolle und Taststelle sowie
der Bahngeschwindigkeit, d. h. diese Zeitabstände sind so festzulegen, daß innerhalb
derselben der Grad der seitlichen Verschiebung der abzug wickelnden Rolle sich an
der Laststelle auswirkt.
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Diese Zeitabstände stehen daher ständig in einem gleichbleibenden
Verhältnis zur Bahngeschwindigkeit, was durch ein Getriebe mit entsprechender Übersetzung
zwischen Antriebswelle und einem Schaltfinger erreicht wird, so daß bei steigender
Bahngeschwindigkeit die Einschaltimpulse in kürzeren und bei sinkender Bahngeschwindigkeit
in längeren Zeitabständen aufeinanderfolgen und sich die korrigierende seitliche
Verstellung der abwickelnden Rolle tatsächlich an der Abtaststelle auswirkt, bevor
eine neue Korrektur erfolgen kann. Die Zeitabstände können entweder durch ein Uhrwerk
oder drehzahlabhängig von der Verarbeitungsmaschine festgelegt werden. Weiterhin
muß die Bahnsteuerungseinrichtung so geschaltet werden, daß bei Feststellung eines
Fehlers an der Taststelle die Rolle nur um einen bestimmten Betrag seitlich verschoben
wird.
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Erreicht wird dies mit einem an sich bekannten Zeitrelais, das den
Steuermotor kurzzeitig einschaltet, der über Stirn- oder Kegelräder eine mit der
Tragwelle der abzuwickelnden Rolle verbundene Spindel antreibt.
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In der Zeichnung ist in Abb. 1 der schematische Aufbau einer Papierschlauchmaschine
als Ausführungsbeispiel mit den wesentlichen Teilen der selbsttätigen Überwachungs-
und Seitenführungsvorrichtung unter Fortlassung der an sich bekannten elektrischen
Schalt- und Steuereinrichtungen für die korrigierende Seitenverstellung der Papierrolle
wiedergegeben.
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Abb. 2 zeigt einen Schnitt durch das Papierrollengestell und die
mechanischen, durch einen Elektromotor angetriebenen Steuermittel, die das seitliche
Verschieben der Papierbahnrolle bewirken.
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Abb. 3 zeigt lediglich zur Erläuterung der Schaltmöglichkeiten, nicht
als Gegenstand der Erfindung, eine Schaltungsskizze über die elektrischen Schaltmittel
für die Seitenverstellung der Bahnrolle in Abhängigkeit von der Taststelle.
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Die Zeitabstände zwischen den fortlaufend intermittierend bewirkten
Einschaltungen der Taststelle ist drehzahlabhängig festgelegt. Ein Schaltfinger
1 schaltet über eine Rolle 2, Hebel 3 und Stößel 4 den elektrischen Schalter 5 in
Zeitabständen kurzzeitig ein.
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Der Schaltfinger 1 sitzt auf der Antriebswelle 6 eines aus einem Sonnenrad
7, Planetenrädern 8 und 9, einem feststehenden Sonnenrad 10 und einem über Stirnrand
12 von dem mit Bahnengeschwindigkeit umlaufenden Vorschubkörper 19 angetriebenen
Stirnrad 11 bestehendem Umlaufgetriebe. Die Zähnezahlen der Sonnenräder 7 und 10
und der Planetenräder 8 und 9 sind so gewählt, daß bei einer Umdrehung des Hebels
1 die von den mit Bahngeschwindigkeit umlaufenden Vorschubkörpern 19 bewirkte Vorschubbewegung
der Bahn 15 der Bahnenlänge von der abzuwickelnden
Bahnrolle 16 bis zur Taststelle
14 entspricht, d. h. daß entsprechend den jeweils vorliegenden Drehzahlen der Vorschubkörper
19 der elektrischen Schalter 5 über den Schaltfinger 1 kurzzeitig eingeschaltet
wird.
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Durch das kurzzeitige Einschalten des elektrischen Schalters 5 wird
an der Taststelle 14 eine Fotozelle als Überwachungsorgan kurzzeitig unter Spannung
gesetzt und prüft die Papierbahn 15 an dieser Stelle auf ihren richtigen Lauf. Es
kann auch die Taststelle 14 dauernd unter Spannung gehalten und in die Stromverbindung
zwischen Verstärker und Steuerglied kurzzeitig eingeschaltet werden. Bei einem eventuellen
Verlaufen der Papierbahn 15 wird der Empfänger der Fotozelle verdunkelt oder belichtet
und in bekannter Weise dadurch ein schwacher Stromimpuls ausgelöst, der durch eine
an sich bekannte, nicht dargestellte Verstärkeranlage verstärkt wird.
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An dem Papierbahnrollengestell 26 befindet sich ein Führungsrohr
37 für eine Mutter 31, die auf einer von einem Elektromotor 27 über Kegelräder 28,
29 angetriebenen Spindel 30 sitzt. Auf dem Führungsrohr 37 gleitet ein Schlitten33,
der mit Hilfe von zwei radialen Stiften 32 von der Mutter 31 mitgenommen wird und
auf zwei Bolzen 34 eine Halbschale 35 trägt, die mit der Rollenwelle36 der Papierbahnrolle
16 in Mitnahmeverbindung steht. Die Bahurollenwelle 36 ist axial verschiebbar in
dem Bahnrollengestell 26 gelagert und wird mit Hilfe einer in einem ortsfest mit
dem Bahnrollengestell 26 verbundenen Führungsrohr 37 auf einer Spindel 30 verschiebbar
gelagerten Mutter 31 gesteuert. Die Spindel 30 ist in einer Endwand des Führungsrohres
37 und in einer ortsfest mit dem Bahnrollengestell 26 verbundenen Flanschanordnung
38 gelagert und gegen axiale Verschiebung durch Stellringe 39 beiderseits der Endwand
des Rohres 37 und Anschlag gegen die Flanschanordnung38 gesichert.
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Die Mutter 31 kann sich infolge radialer, in Längsschlitzen des Führungsrohres
37 gleitender Stifte 32 nicht drehen, wohl aber in dem Führungsrohr axial verschieben.
Die axiale Verschiebung der Mutter 31 wird durch die Bolzen 34 und eine Halbschale
35 zwischen Flanschen der Rollenwelle 36 auf diese und die Bahnrolle 16 übertragen,
wenn die Spindel 30 von dem Elektromotor 27 über die Kegelräder28, 29 angetrieben
wird. Der Elektromotor 27 wird durch den verstärkten Stromimpuls der Fotozelle 43
über ein Zeitrelais 45 eingeschaltet. Ein zu weites Verschieben der Bahnrolle nach
der einen oder anderen Seite bei eventueller Betätigung des Steuermotors 27 über
Druckknopfschalter und Schaltstütze 46, 47 wird durch die beiden Endschalter 40
und den Anschlag 41, der an dem Schlitten 33 angebracht ist, verhindert.
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In der Zeichnung ist außerdem noch dargestellt: das obere Trennmesser
17 und das untere Trennmesser 42 und die Mitnehmerverbindung ihrer umlaufenden Träger
herstellende Zahnräder 13 für die Schlauchabschnitte zum Herstellen von Papierbeuteln,
die oberen Vorschubrollen 18, der Schlauchbildner 20, die Längsleimeinrichtung 21
mit Gegenwalze 22, die Bahnleitwalzen 23, 24 und 25 und das Papierbahnrollengestell
26. Werden mehrere Bahnen in die Maschine eingezogen, so werden für jede Bahn eine
Taststelle 14 mit Verstärkeranlage, Schalter 4, Zeitrelais und Einrichtungen für
die seitliche Verschiebung der Papierbahnrollen vorgesehen.
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In der erläuterten Schaltskizze nach Abb. 3 ist 5 der von dem Schaltfinger
1 betätigte elektrische Schalter, 14 die Taststelle, 15 die Werkstoffbahn, 27 der
Antriebselektromotor für die Seitenverstellung
der Bahnrolle 16,
43 der Empfänger mit Fotozelle, 44 der Verstärker, 45 das Zeitrelais, 46> 47
das Schaltschütz für den Elektromotor 27.
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Die Wirkungsweise der Vorrichtung nach der Erfindung bei Verwendung
einer Fotozelle mit zugehörigem Verstärker an der Taststelle 14 ist wie folgt: Sobald
die Fotozelle 43 an der Taststelle 14 der Papierbahn, an welcher der genaue Seitenlauf
der Bahn überwacht wird, ein Verlaufen der Bahn festgestellt hat, gibt sie den durch
den Fehler ausgelösten schwachen Impuls an den Verstärker 44 weiter. Vom Verstärker
44 aus wird jetzt über das Zeitrelais 45 und das zugehörige Schaltschütz 46, 47
für Links-bzw. Rechts drehbewegung des das seitliche Verschieben der abzuwickelnden
Bahnrolle 16 bewirkenden Stellmotors 27 dieser kurzzeitig eingeschaltet, wenn der
von der Bahngeschwindigkeit und der Bahnlänge zwischen Taststelle 14 und der Bahnrolle
16 abhängige Schalter 5 im Stromkreis des Antriebsmotors 27 geschlossen ist. Dabei
wird während der von dem Zeitrelais 45 bestimmten Einschaltdauer des Motors 27 über
die Verstellspindel 30 und die in Abb. 2 dargestellte Einrichtung eine seitliche
Verschiebung der Rolle 16 um eine bestimmte einstellbare Weglänge bewirkt. Das Zeitrelais
beendet diese Verstellbewegung nach einer den jeweiligen Verhältnissen entsprechenden,
jeweils eingestellten Zeitdauer.
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Diese Überwachungsvorgänge wiederholen sich in den festgelegten Zeitabständen
und lösen im Bedarfsfalle die seitlichen Verstellbewegungen der Bahnrolle 16 aus.
Die Bahn 15 wird also in kurzen Zeitabständen auf richtigen Lauf abgetastet und
- falls notwendig - ausgerichtet. Sollte der Fehler durch einmaliges Einschalten
noch nicht beseitigt sein, so wird bei der nächsten Einschaltung der Taststelle
14 von dieser über Verstärker 44, Zeitrelais 45, Schaltschütz 46> 47 und Motor
27 nochmals eine Seitenverschiebung der Rolle 16 vorgenommen. Unter den geschilderten
Voraussetzungen erfolgt also in ganz bestimmten, den Verhältnissen der jeweiligen
Verarbeitungsmaschine entsprechenden Zeitabständen von der Taststelle 14 aus über
Verstärker 44, Zeitrelais 45 und Motor 27 eine Kontrolle des Seitenlaufs der Bahn
15 und bei eventuell festgestelltem Fehler eine Korrektur. Ist ein an der Taststelle
14 festgestellter Fehler größer als die jeweils eingestellte und von der Taststelle
14 ausgelöste Verschiebebewegung der Bahnrolle 16, so erfolgt die Korrigierung schrittweise
so lange, bis der Fehler durch die Korrekturen beseitigt ist. Eine zu starke Korrektur
der Seitenkanten der Bahn 15 und damit ein Hin- und Herpendeln der abwickelnden
Rolle 16 ist bei genauen, der jeweiligen Verarbeitungsmaschine entsprechend eingestellten
Zeitabständen der Abtastvorgänge und dem von dem Zeitrelais 45 bestimmenden Grad
der intermittieren-
den seitlichen Verstellung der Papierbahnrolle nicht möglich.
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PATENTANspRncHE: 1. Vorrichtung zur selbsttätigen Überwachung und
Seitenführung der Bahnen aus Papier oder anderen Werkstoffen in Verarbeitungsmaschinen
für solche Bahnen, wie z. B. Schlauchmaschinen, Druckmaschinen, Textilmaschinen
od. dgl., mit zumindest einer Taststelle für jede Bahn und von dieser Taststelle
aus mittels optischer oder elektrischer Abtastmittel gesteuerten Einrichtungen zur
korrigierenden Seitenverstellung der abzuwickelnden Bahnrollen, dadurch gekennzeichnet,
daß zur Seitenkorrektur der Bahn (15) bei über eine bestimmte Toleranz hinausgehender
Seitena;bweichung von der Abtasteinrichtung der Taststelle (14) gesteuerte Schalteinrichtungen
(1 bis 5) und elektrische, hydraulische oder mechanische Antriebseinrichtungen (27
bis 37) zum Verstellen der Bahnrolle (16) vorgesehen sind, um in bestimmten, von
der Bahngeschwindigkeit und der Bahnlänge zwischen der Bahnrolle (16) und der Taststelle
(14) oder einer dazwischenliegenden Stelle der Bahn beeinflußten und davon abhängig
gemachten Zeitabständen die Bahnrolle schrittweise um je einen bestimmten Betrag
bis zum Erreichen der richtigen Arbeitslage der Bahn zu verstellen, wobei bei steigender
Bahngeschwindigkeit die Zeitabstände kleiner und bei sinkender Bahngeschwindigkeit
größer werden.