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Seitensteuerung für laufende Warenbahnen Die Erfindung betrifft eine
Seitensteuerung für laufende Bahnen, insbesondere Gewebebahnen, mittels einer über
die ganze Breite der Bahn reichenden Steuerwalze, welche eine kombinierte Schwenk-
und axiale Verschiebebewegung ausführt.
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Es ist eine Vorrichtung zum Geradeführen einer fortlaufenden Bahn
mit zwei parallelen, im Abstand voneinander angeordneten Führungswalzen bekannt,
bei der die Seitensteuerung der Bahn mit Hilfe einer über die ganze Breite der Bahn
reichenden Steuerwalze durch axiales Verschieben und gleichzeitiges Verschwenken
der Walze erfolgt. Dabei stehen die Verschiebe- und die Verschwenkbewegung der Walze
in einer bestimmten Gesetzmäßigkeit zueinander; diese Gesetzmäßigkeit ist bei der
bekannten Vorrichtung so, daß bei größeren Schrägstellungswinkeln die die Bahnrückftihrung
bewirkenden Verschwenkwinkel größer sind als bei kleineren Schrägstellungswinkeln.
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Aus der Erfahrung der Praxis hat sich aber ergeben, daß diese Gesetzmäßigkeit
für die erstrebte Wirkung ungünstig ist, weil sich unter anderem ein Pendeln der
Verschiebe- und Verschwenkbewegung der Steuerwalze einstellt.
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Dieser Nachteil wird erfindungsgemäß bei einer eingangs definierten
Seitensteuerung dadurch vermieden, daß die Schwenk- und die Verschiebebewegung der
Steuerwalze derart miteinander gekoppelt sind, daß bei einem größeren Schrägstellungswinkel
der Steuerwalze die durch die Verschiebebewegung bewirkten Verschwenkwinkel kleiner
sind als bei kleinerem Schrägstellungswinkel.
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Ferner schlägt die Erfindung vor, daß die Verschiebe- und die Verschwenkbewegung
gleichzeitig ausführbar sind.
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Es kann jedoch auch vorteilhaft sein, daß die Verschiebebewegung
der Verschwenkbewegung um einen gegebenenfalls einstellbaren Zeitbetrag voreilt.
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Die Erfindung kann so ausgeführt sein, daß das eine Ende der Steuerwalze
entsprechend einer Kurve verschiebbar ist, die in der Normallage der Steuerwalze,
in der diese senkrecht zur Bewegungsrichtung der Bahn steht, einen Wendepunkt aufweist,
wobei das andere Ende der Steuerwalze verschieb- und verschwenkbar gelagert ist.
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Hierbei kann erfindungsgemäß das längs einer Kurve verschiebbare
Ende der Steuerwalze mit einer Laufmutter verbunden sein, die auf einer etwa grob
parallel zur Hauptrichtung der Kurve angeordneten Gewindespindel läuft, welche in
beiden Drehrichtungen von einem durch einen Impuls des Kantenfühlers gesteuerten
Motor bewegbar ist.
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Schließlich schlägt die Erfindung noch vor, daß die Verschwenkbewegung
und die Verschiebebewegung durch je eine von je einem Motor antreibbare Spindel
bewirkt
werden, wobei die Spindeln in zueinander senkrechten Richtungen angeordnet sind.
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Die Erfindung ist in Gegenüberstellung zu einer bekamiten Seitensteuerungseinrichtung
in der Zeichnung dargestellt; es zeigt Fig. 1 eine bekannte Einrichtung, Fig. 2
bis 5 zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung, und zwar Fig. 2 eine Draufsicht auf
eine einfache Ausführung, Fig. 3 ein die Gesetzmäßigkeit der Bewegungen demonstrierendes
Diagramm, Fig. 4 eine Draufsicht auf eine weitergebildete Ausführungsform, Fig.
5 den Bereich A der Fig. 4 in Stirnansicht.
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Bei der bekannten Einrichtung gemäß Fig. 1 wird ein Pendeln der Steuerwalze
dadurch hervorgerufen, daß die Enden der die Walze tragenden Welle auf je einer
schräg zur Warenbahnrichtung liegenden geradlinigen Führung verschoben werden. Die
Warenbahn a läuft über die Steuerwalze b, wobei die Kante der Warenbahn a durch
den Kantenfühler c abgetastet wird. Je nach seitlichem Verlaufen der Warenbahnkante
und dem somit hervorgerufenen Ansprechen des Kantenfühlers c wird die Steuerwalze
b verschwenkt, und zwar dadurch, daß die Enden d, d' der die Steuerwalze b tragenden
Welle e auf den geradlinigen Führungen f, f verschoben werden, beispielsweise durch
ein vom Kantenfühlerc gesteuertes bewegendes Mittel; beispielsweise wird die Steuerwalze
b durch einen solchen Vorgang in die Lage b' gebracht.
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Es ist hierbei nachteilig, daß die geradlinige Führungf, f' eine
Pendelbewegung für die Steuerwalze b erzeugt, und es ist erkannt worden, daß bei
einer solchen Pendelbewegung in vielen Fällen nicht das erwünschte Ergebnis der
Bahnsteuerung erzielt wird.
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Insbesondere neigt diese bekannte Anordnung auch
zum
tfbersteuern der Walze b, so daß man gezwungen ist, schnell aufeinanderfolgende
Steuerungen der Steuerwalze b vorzusehen, und zwar Hin- und Herbewegung, um nach
Möglichkeit die übersteuernde Bewegung schnell abzufangen und ins Gegenteil zu verkehren.
Praktisch arbeitet eine solche Vorrichtung mit dauernden, abwechselnden schnellen
Pendelbewegungen der Steuerwalze b. Abgesehen davon, daß eine genaue Steuerung auf
diese Weise nicht erzielt werden kann, weil nämlich bei diesem Vorgang die Warenbahnkante
unentwegt ebenfalls um einen gewissen Betrag hin- und hergeht, ist es außerdem nachteilig,
daß zwischen der Steuerwalze und der Bahn eine gleitende Reibung in axialer Richtung
auftritt, wodurch der Ävalzenbezug der Steuerwalze nach einiger Betriebsdauer leidet;
bei endlosen Bahnen kann ferner eine Schädigung des Bahnmaterials eintreten, wenn
dieses empfindlich ist.
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Erfindungsgemäß wird für die kombinierten Steuersvalzenbewegungen,
gleichgültig, ob diese gleichzeitig oder zeitlich aufeinanderfolgend stattfinden,
vorgeschlagen, die Schwenk- und die Verschiebebewegung so zu koppeln, daß bei einer
bestimmten axialen Verschiebung der Steuerwalze eine mit wachsendem Schrägstellungswinkel
abnehmende Winkelveränderung entspricht.
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Dieser Lehre liegt die Erkenntnis zugrunde, daß bei stärkerer (momentan
bestehender) Schrägstellung der Steuerwalze eine geringere Winkelveränderung geniigt,
um die Warenbahnkante in der Fühlermitte zurückzubringen; bei Anwendung der Lehre
tritt keine t'bersteuerung mehr auf.
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Es ist hierbei nämlich zu beachten, daß die Warenbahnkante sich nur
innerhalb einer schmalen Regelbandbreite hin- und herbewegen soll, wobei der Steuervorgang
jeweils dann ausgelöst wird, wenn die Warenbahnkante über die Begrenzungen dieser
Regelhandbreite hinausgeht. Der gesteuerte seitliche Rückführungsbetrag der Bahn,
verursacht durch die Steuerbewegung der Walze, soll etwa gleich der halben Regelbandbreite
sein, unter der Voraussetzung, daß der Steuervorgang relativ schnell durchgeführt
wird, wobei während der kurzen Zeitspanne, welche der Steuervorgang in Anspruch
nimmt, kein wesentliches weiteres Auswandern der Warenbahnkante (Übersteuern) erfolgt.
Dieser Rückführungsbetrag soll stets gleich sein, ganz gleichgültig, ob die Steuerwalze
in dem Augenblick des Beginns des Steuervorgangs keine oder eine mehr oder weniger
große Schräglage besitzt.
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Es ist zwar im allgemeinen vorzuziehen, die axiale Bewegung und die
Winkelbewegung der Steuerwalze gleichzeitig erfolgen zu lassen; die Erfindung kann
aber auch dann in ihrem wesentlichen Gedanken durchgeführt werden, wenn man beispielsweise
bei Ansprechen des Fühlers zuerst die axiale Verschiebung der Steuerwalze und mit
geringer Verzögerung die Schrägstellungsbewegung oder Winkelbewegung der Walze folgen
läßt.
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In dem Fall gleichzeitiger Bewegungen kann man für die axiale Bewegung
und für die Winkelbewegung ein einziges Organ vorsehen, während man im zweiten Fall
ungleichzeitiger Bewegungen für die axiale Bewiegung und für die Pendel- oder Winkelverstellung
je ein Organ vorsieht, wobei diese Organe in Abhängigkeit zueinander stehen.
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Eine praktisch gut brauchbare Ausführung der erstgenannten Anordnung
ist eine in besonderer Weise gekrümmte Steuerkurve; für den zweiten Fall wird später
noch ein Beispiel gegeben.
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Es ist ferner möglich, entsprechend den Anforderungen des jeweiligen
Falles Steuerkurven verschiedener Art und Formgebung auswechselbar vorzusehen, gegebenenfalls
auch eine veränderliche Steuerkurve anzuordnen, die aus verformbarem Werkstoff bestehen
kann. Man kann so die Anpassung des Fühlers an verschiedene Regelbandbreiten vornehmen,
man kann auf diese Art aber auch die besonderen Eigenschaften des Warenbahnmaterials,
die Reibungsverhältnisse zwischen Warenbahn und Steuerwalze und andere Einflüsse
bzw. Eigenschaften berücksichtigen.
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Bei dem erfindungsgemäßen Beispiel der Fig. 2 läuft die Warenbahn
1 über die Steuerwalze 6.
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Die Warenbahnkante 14 wird vom Fühler 2 abgetastet. Der Fühler 2 hat
eine Mittelzone 11, welche der Regelbandbreite entspricht, und die steuerwirksamen
Bereiche 12, 13. Solange die Warenhahukante 14 in der Mittelzone 11 verbleibt, wird
kein Steuervorgang ausgelöst. Sobald aber die Warenbahnkante 14 in den Bereich 12
oder 13 eintritt, ergibt sich ein Steuerimpuls.
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Die Welle 17 der Steuerwalze 6 ist einerseits in einem Pendellager
18 axial verschieblich gelagert, andererseits greift sie mittels eines Zapfens 19
od. dgl. in die hier z. B. als Nut ausgebildete Steuerkurve 8 ein, welche die Enden
15 und 16 besitzt. Der Zapfen 19 wird von einer Laufmutter 5 gefaßt, welche auf
der Gewindespindel 4 sitzt, die vom Verstellmotor 3 in der einen oder anderen Drehrichtung
angetrieben wird.
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Die Wirkungsweise ist folgende: Geht die Warenbahnkante 14 nach der
Seite in den Bereich 13, danil ergibt sich ein Steuerimpuls, der den Verstellmotor
3 in Gang setzt, und zwar so, daß die Laufmutter 5 nach oben läuft. Die Folge ist,
daß der Zapfen 19 auf der Kurve 8 in Richtung zum Ende 15 läuft; in übertriebener
Darstellung ergibt dies eine Lage 17' der Welle 17 der Steuerwalze 6 und als Folge
hiervon eine entsprechende axiale Verschiebung der Steuerwalze 6 nach rechts. Diese
axiale Verschiebung soll aber nur etwa gleich der Hälfte der Breite des Bereiches
11 sein, gleichgültig, welche Schrägstellung die Steuerwalze 6 beim Beginn des Steuervorgangs
besaß.
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Entsprechend ergibt sich, wenn die Warenbahnkante 14 in den Bereich
12 kommt, eine Bewegung des Zapfens 19 in Richtung zum Ende 16.
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In Fig. 2 ist die Ausgangs- oder Normallage der Steuerwalze 6 senkrecht
zur Bandlaufrichtung gezeigt, aber es kommen im Betrieb die verschiedensten Schrägstellungsausgangslagen
in Frage.
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Die geforderte Gesetzmäßigkeit wird durch die Form der Kurve 8 erzielt,
welche S-förmig ist und den Wendepunkt an der Stelle aufweist, an der der Bolzen
19 in Normallage der Walze 6 steht.
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In Fig. 3 ist die erstrebte Wirkung verdeutlicht.
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Die Rückführungsbeträge 1, 2 . . . bedeuten die axiale Verschiebung
der Steuerwalze 6, die den seitlichen Verschiebungsbeträgen der Warenbahn gleich
sind.
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Diese Rückverschiebungen finden immer aus einer abgewanderten Lage
der Warenbahukante 14 in den Bereichen 12 oder 13 zu der Mitte des Bereiches 11
hin statt. Gleichgültig, welche Schräglage die Steuerwalze 6 beim Steuervorgang
besitzt, bleiben alle Rückführungsbeträge fi, f2 ... untereinander gleich. Je größer
aber die Schrägstellung der Ausgangslage ist, um so geringer ist die Winkeländerungsl,
s2, s3 usw., welche die Rückführung verursacht. Wenn beispielsweise die Steuerwalze
6 die in Fig. 2 gezeigte Ausgangslage, also genau senkrecht zur Warenbahnlaufrichtung,
besitzt, dann muß eine erhebliche Winkelverstellung z 1 stattfinden, damit der Rückführungsbetrage
1
erzielt wird. Wenn aber die Ausgangslage der Steuerwalze6 schon sehr schräg ist
(beispielsweise 17' gemäß Fig. 2), dann genügt zur Hervorrufung eines fl gleichen
Rückstellungsweges 7 die geringfügige Winkeländerung s 7.
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Die Steuerkurve 8 kann auswechselbar sein, um die genannten Anpassungen
vornehmen zu können. Man kann auch eine aus verformbarem Material bestehende Führungskurve
8 wählen; denkbar ist auch eine ausreichend feine Unterteilung der Steuerkurve 8
in Einzelelemente, die gegeneinander verschiebbar und in der neuen Lage fixierbar
sind, derart, daß sich eine wählbare, jedoch immer S-förmige Form ergibt.
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Es ist selbstverständlich möglich, das Pendellager 18 zu ersetzen
durch eine spiegelbildliche Anordnung eines zweiten Satzes von Elementen 3, 4, 5,
8. . . mit gekoppelt umgekehrter Wirkung. Die Kopplung kann mechanisch, aber auch
elektrisch, hydraulisch od. ä. sein. Im allgemeinen wird die in Fig. 2 gezeigte
Anordnung genügen.
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Die Anordnung gemäß Fig. 4 und 5 entspricht dem obigen zweiten Fall
mit der Möglichkeit, die Bewegungen der Steuerwalze zeitlich aufeinanderfolgen zu
lassen. Wiederum ist die Welle 217 der Steuerwalze 206 in einem Pendellager 218
verschieblich gelagert, und das andere Ende 219 der Welle 217 ist in oder an dem
Stein 214 gelenkig angeordnet, welcher in zwei zueinander senkrechten Richtungen
verschieblich ist, und zwar mittels der vom Motor 209 angetriebenen Spindel 208
und der vom Motor 205 angetriebenen Spindel 207. Der Stein 214 trägt einen starren
Ausleger220, an dem nach unten (senkrecht in die Zeichenebene der Fig. 4 hinein)
abgehend eine Pendelgabel 221 sitzt, deren Maul 222 mit etwas Spiel die hier stegartige
Steuerkurve 223 von oben umgreift. An der Pendelgabei 221 sitzen links und rechts
auf Isolierstücken 224, 225 Kontaktstücke 226, 227, welche elektrische Zu- bzw.
Ableitungen 228, 229 besitzen. Diese Kontaktstücke 226, 227 arbeiten zusammen mit
Gegenkontakten 230, 231, die aber fest gegenüber dem Ausleger 220 angeordnet sind,
dessen Bewegungen also mitmachen. Die Gegenkontakte 230, 231 besitzen elektrische
Zu- bzw. Ableitungen 232, 233. Die genannten Zu- und Ableitungen 228, 229, 232,
233 führen zu einem Relais 234, das insbesondere den umsteuerbaren Elektromotor
209 kommandiert. Bei gegenseitiger Berührung der Kontakte226, 230 oder 227, 231
dreht der Motor 209 nach links oder rechts, so daß sich eine axiale Verschiebung
der Steuerwalze 206 ergibt. Das Spiel zwischen den Kontakten 226 und 230 bzw. 227
und 231 ist vorzugsweise gering, so daß die Kontaktgabel 221 der Steuerkurve 223
ohne nennenswerte Abweichungen folgt.
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Der erste Steuervorgang ist bei dieser Ausführung die Pendelbewegung
(Schrägstellung) der Steuerwalze 206, gesteuert vom Fühler 202 mit den Bereichen
211, 212, 213 (entsprechend 11, 12, 13 der in Fig. 2 schon beschriebenen Ausführungsform).
Die Steuerung erfolgt über ein Relais 235 od. dgl., so daß der umsteuerbare Elektromotor
205 die Gewindespindel 207 entsprechend dreht und somit den Stein 244 gemäß der
Darstellung der Fig. 4 nach unten oder oben verschiebt. Die weitere Folge ist dann
eine entsprechende Bewegung des Auslegers220 mit zeitlich folgender entsprechender
Kontaktgabe zwischen den Kontakten 226, 230 bzw. 227, 231, da die Pendelgabel 221
einen entsprechenden seitlichen Ausschlag machen kann, wie
aus Fig. 5 hervorgeht.
Hierdurch erfolgt ein Nachsteuern über 234 und 209 im Sinne einer seitlichen oder
axialen Verschiebung der Steuerwalze 206 so lange, bis die (gegebenenfalls gefedert
in Mittellage gehaltene) Pendelgabel 221 wieder die Mittellage hat, in welcher beide
Kontaktpaare 226, 230 und 227, 231 geöffnet sind, wobei dann kein Steuervorgang
über 234 und 209 mehr erfolgt.
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Natürlich ist es auch möglich, die Motoren 205, 209 od. dgl. bzw.
die Relais 234, 235 od. dgl. zu vertauschen; man wird aber im allgemeinen vorziehen,
als erste Bewegung die Pendelbewegung einzuleiten und entsprechend die axiale Verschiebebewegung
nach Maßgabe der durch die Kurve 223 gegebenen Abhängigkeit mit gegebenenfalls (z.
B. im Relais) einstellbarer Nacheilung nachzusteuern.
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Die Speisestromleitungen und andere an sich vorhandene Teile sind
der Ubersichtlichkeit halber in der Zeichnung nicht dargestellt.
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PATENTANSPRVCHE 1. Seitensteuerung für laufende Bahnen, insbesondere
Gewebebahnen, mittels einer über die ganze Breite der Bahn reichenden Steuerwalze,
welche eine kombinierte Schwenk- und axiale Verschiebebewegung ausführt, dadurch
gekennzeichnet, daß die Schwenk- und die Verschiebebewegung der Steuerwalze derart
miteinander gekoppelt sind, daß bei einem größeren Schrägstellungswinkel der Steuerwalze
die durch die Verschiebebewegung bewirkten Verschwenkwinkel kleiner sind als bei
kleinerem Schrägstellungswinkel.