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Vorrichtung zum selbsttätigen Geradeführen eines sich bewegenden Bandes
Bei vielen Arbeitsvorgängen, bei denen Bandmaterial gehandhabt wird, muß sich das
Band oder die Bahn über beträchtliche Strecken bewegen, bevor es schließlich wieder
aufgerollt oder auf eine andere Weise verwendet wird. Während seiner Wanderung können
ein oder mehrere mechanische Arbeitsvorgänge an dem Band stattflnden. Beispielsweise
kann ein Druck- oder ein Schlitzvorgang in einer erheblichen Entfernung von der
Ablaufrolle ausgeführt werden. Es ist daher unerläßlich, daß das sich bewegende
Band an oder nahe den Arbeitsstellen in seiner Bewegung richtig geführt wird. In
denjenigen Fällen, in denen der Arbeitsvorgang an dem Band an einer von der Ablaufrolle
entferntliegenden Stelle stattfindet, kann die Lage des Bandes an der Arbeitsstelle
durch das übliche seitliche Verschieben der Ablaufrolle nicht genau gesteuert werden.
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Bei Arbeitsvorgängen, bei denen ein Band gezwungen ist, sich über
eine lange Strecke zu bewegen, sind verschiedene Faktoren vorhanden, welche bewirken
können, daß das Band von einer vollkommen geradlinigen Bewegung abweicht. Ein Lockern
oder Losewerden des gespannten Bandes kann bewirken, daß es sich seitlich verschiebt.
Eine solche Lockerung oder ein Losewerden kann durch eine Lagerahnutzung an den
Wellen der das Band tragenden Walzen oder durch eine Streckung des Bandmaterials
verursacht sein. Eine geringfügige Veränderung in der Dicke des Bandes an einer
Seite seiner Längsmittellinie kann bewirken, daß das Band in Richtung zu der dickeren
oder fester gespannten Seite des Bandes kriecht.
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Um eine gute Geradeführung des Bandes zu erhalten, ist es bekannt,
Kompensationsvorrichtungen zu verwenden, die eine Rolle oder Walze aufweisen, welche
eine Abweichung dej Bandes von der richtigen Lage durch eine entsprechende Schrägstellung,
d. h. eine entsprechende Schwenkbewegung, ausgleichen soll. Die die Schwenkbewegung
bewirkende Kraft wird dabei von dem Band selbst, und zwar durch seine Abweichung
von der richtigen mittleren Lage hervorgerufen. Eine derartige Vorrichtung ist jedoch
nicht empfindlich genug, und die Korrekturbewegungen erfolgen nicht allmählich sondern
plötzlich bzw. ruckartig. Zufolge dieser ruckartigen Versetzung des Bandes ergibt
sich eine Diskontinuität in seiner Bewegung, die zu Fehlern bei der Be- oder Verarbeitung
führen kan.n Um diese Nachteile zu überwinden, ist es bekannt, eine Vorrichtung
zum selbsttätigen Geradeführen eines sich bewegenden Bandes mit einer Walze zu
versehen,
über die das Band mit Reibung läuft, und die so abgestützt ist, daß sie eine Verschiebungsbewegung
längs ihrer Achse und gleichzeitig eine Schwenkbewegung in bezug auf die Wanderrichtung
des Bandes ausführen kann, wobei der Walze diese Bewegungen durch eine Stellvorrichtung
erteilt werden, die unter der Herrschaft einer Steuervorrichtung steht, die ihrerseits
durch eine die Bandkante abtastende Fühlervorrichtung in der einen oder anderen
Richtung wirksam gemacht wird, wenn die Fühlervorrichtung eine Abweichung des Bandes
von seiner geraden Bahn nach der einen oder anderen Seite feststellt.
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Die Erfindung bezieht sich auf eine derartige Vorrichtung. Bei einer
bekannten Vorrichtung dieser Art ist die Walze mittels Lenker derart getragen, daß
die Walzenenden sich während der Verschiebungs-und Schwenkbewegung auf einer Kreisbogenbahn
bewegen. Somit ist jede Verschiebungsbewegung von einer verhältnismäßig großen Schwenkbewegung
begleitet. Dies ist jedoch nachteilig, weil dadurch die Lage des Bandes nicht feinfühlig
genug und im wesentlichen nur ruckartig gesteuert werden kann.
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Diese Nachteile können überwunden werden, indem die Walzenenden während
der Verschiebungs-und Schwenkbewegung geradlinig geführt werden, weil dann die Rückführung
des Bandes in die richtige Lage im wesentlichen durch die Verschiebungsbewegung
der Walze erfolgt und deren Schwenkbewegung nur dazu dient, das Band in der korrigierten
Lage zu halten und ein Zurücklaufen in die abweichende Lage zu verhindern.
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Eine Vorrichtung zum selbsttätigen Geradeführen eines sich bewegenden
Bandes, bei welcher beabsichtigt ist, die Walzenenden während der Verschiebungs-und
Schwenkbewegung
an zur Bewegungsbahn des Bandes schräg angeordneten;' jedoch geradlinigen Nockenilächen
entlangzuführen ist bekannt. Dabei wird zur Bewegung der Walze ihr Mittelpunkt,
der gleichzeitig der Schwenkpunkt ist, auf einer im rechten Winkel zur Bewegungsbahn
des-Ban-d-es verlaufenden geraden Linie !voschoben-,f Diese Ausführung weist jedoch
Mängel auf,.weil der Mittel- und Schwenkpunkt der Walze seine Lage in der Längsrichtung
der Bewegungsbahn des Bandes.ruchtsändern kann.
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Ein Zweck der Erfindung besteht daher darin, die Nachteile der bekannten
Vorrichtungen zu vermeiden und eine Vorrichtung der genannten Art zum selbsttätigen
Geradeführen eines sich bewegenden Bandes zu schaffen, mit welcher eine Abweichung
des Bandes -von der- richtigen Lage auf einfache und wirksame Weise allmählich und
kontinuierlich korrigiert werden kann.
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Gemäß der Erfindung wird dies dadurch erreicht, daß die Walze an
ihren Enden von zu beiden Seiten des Bandes angeordneten Lagerkörpern abgestützt
ist, die jeweils auf geradlinig bewegten Schlitten schwenkbar gelagert sind, welche
ihrerseits jeweils auf in schräger Lage zur Bewegungsrichtung des Bandes feststellbaren
Trägern verschiebbar sind, und daß die Stellvorrichtung eine drehbar, aber nicht
längs verschiebbar gelagerte Gewindespindel auf weist, die mit dem einen Schlitten
im Schraubeingriff steht und die von der Steuervorrichtung in der einen oder anderen
Richtung gedreht - wird, wenn die Fühlervorrichtung bei der Feststellung einer Abweichung
des Bandes von seiner geraden Bewegungsbahn auf die Steuervorrichtung einen entsprechenden
Betätigungsimpuls überträgt.
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Bei einer Ausführungsform der Erfindung haben die in schräger Lage
zur Wanderrichtung des Bandes feststellbaren Träger die Form von Platten, die par
allel zueinander verlaufende Führungsstangen tragen, auf denen die Schlitten verschiebbar
gelagert sind, wobei die mit dem einen Schlitten im Schraubeingriff stehende Gewindespindel
in einem Querstück der Trägerplatte drehbar, aber nicht längs verschiebbar ist und
an ihrem über das Querstück vorstehenden freien Ende eine Antriebsscheibe trägt,
die über einen Riemen od. dgl. mit einer auf einer Ausgangswelle der Steuervorrichtung
sitzenden Scheibe verbunden ist.
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Von den Lagerkörpern kann vorzugsweise eine zweite Walze abgestützt
sein, die parallel zur Walze verläuft, aber in einem größeren Abstand von den Trägern
als die Walze liegt, wobei das Band zunächst über der oberen Walze und dann unter
der unteren Walze mit Reibung entlangläuft.
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In den Zeichnungen ist die Erfindung beispielsweise zur Darstellung
gebracht.
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Fig. 1 ist eine schaubildliche Ansicht der Trageinrichtung für die
Walzenwelle, wobei ein sich be; wegendes Band in gestrichelten Linien dargestellt
ist; Fig. 2 ist eine Draufsicht, in der die ausgezogenen Linien die Walzen in Längsrichtung
nach dem rechten Ende ihrer zulässigen Bewegung verschoben wiedergeben, und die
gestrichelten Linien die Walzen so darstellen, wie sie erscheinen würden, wenn sie
sich am linken Ende dieser Bewegung befänden; F i g. 3 ist eine Draufsicht, welche
die Walzen in ihrer Zwischenstellung wiedergibt, wobei die gestrichelten Linien
die mögliche Veränderung der.Lage
der:rie .:Verschwenkungtsteuernden Führungsmittel
wiedergeben; Fig. 4 ist ein senkrechter Schnitt nach der Linie 4-4 der Fig. 2; Fig.5
isf ein Teilschnitt nach der Linie 5-5 der Fig.2.
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In den Zeichnung bezeichnet das Bezugszeichen A insgesamt einen Rahmen
bzw. ein Gestell, das Führungs- oder Vorschubwalzen trägt. Das Bezugszeichen B bezeichnet
eine Tragvorrichtung für ein Ende des Gestells A. Das Bezugszeichen C bezeichnet
insgesamt eine kombinierte Trag- und Bewegungseinrichtung für das andere Ende des
Gestells A, während D eine sich bewegende Bahn, Lage, ein Band od. dgl. andeutet,
welches während seiner Bewegung durch die Vorrichtung gemäß der Erfindung geführt
wird.
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Das die Walzen tragende Gestell A besteht im wesentlichen aus zwei
im wesentlichen identischen L-förmigen Lagerarmen 1, 2 (Fig. 1), welche senkrechte
Pfostenteile3, 4 enthalten, die sich von waagerechten Lagerteilen 5, 6 nach oben
erstrecken. Die beiden Lager 5 und 6 sind mit -mittleren Verbreiterungen oder Ansätzen
7 bzw. 8 versehen, die in senkrechter Richtung durchbohrt sind, um Schwenkzapfen,
die später beschrieben werden, aufzunehmen.
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Die vorderen Endteile der Lager 5, 6 sind mit in waagerechter Ausrichtung
liegenden Bohrungen versehen, welche. die gegenüberliegenden Enden einer waagerecht
angeordneten Walzenwelle 9 aufnehmen und halten, auf welcher eine zylindrische Führungswalze
10 drehbar angeordnet ist.
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Die oberen Endteile der beiden senkrechten Pfosten 3, 4 sind mit
in waagerechter Ausrichtung liegenden Bohrungen versehen, welche die gegenüberliegenden
Enden einer Walzenwelle 11 aufnehmen und halten, auf welcher eine zylindrische Führungswalze
12 drehbar angeordnet ist. Die Walzenwellen 9 und 11 werden durch geeignete Muttern
13, 14 in fester Lage gehalten (F i g. 2). Die Walzen 10 und e2 werden gegen Längsbewegung
auf den Wellen 9 und 11 durch zweckentsprechende Stellbunde 15 bzw; 16 gehalten.
Das Band D wird über die Walze 12 und unter die Walze 11 geführt und wird, während
es sich an den Walzen entlangbewegt, theoretisch straff gehalten. Das Band wandert
in der oben beschriebenen Weise über die Walzen 10 und 11, um zwischen den Walzen
und dem Band eine »Reibung« aufrechtzuerhalten. Der Ausdruck »Reibung« wird in der
Technik dahingehend verstanden, daß das Band die Walze veranlaßt, sich zu drehen.
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Der linke Lagerarm 1 wird von der Trageinrichtung B Blbewegbar abgestützt,
welche im wesentlichen aus einer mit flachem Boden versehenen Sockelplatte 20 besteht,
die nach oben vorstehende Eckenansätze 21-22-und 23-24 hat. Die beiden Ansätze 21-22
sind mit in waagerechter Ausrichtung-liegenden Bohrungen versehen, welche das linke
bzw. rechte Ende einer feststehenden Führungsstange 25 aufnehmen, und die beiden
Ansätze 23-24 sind in entsprechender Weise mit Bohrungen versehen, welche die Enden
einer entsprechenden Führungsstange 36 -aufnehmen,. die parallel zur Stange 25 liegt.
Die Platte 20 kann in einem zweckentsprechenden (nicht dargestellten) Fundament
durch einen senkrechten Zapfen 36 verankert werden, und ihr Lagerwinkel- knnn ausgewählt
werden.
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Auf den beiden Stangen 25 und 26 ist èin-in.svaa gerechte Richtung
angeordneter Balken oder Nachlaufteil 27 verschiebbar angeordnet, dessen vorderes
und hinteres Ende durchbohrt ist,- um die Führungsstangen aúfzunehmen. Der Nachlaufteil
27 ist zwischein seinen Enden mit - einer senkrecht nach oben stellenden Spindel
28 ausgerüstet (Fig. 1), welche durch die -senkrechte Bohrung in der Ansatzverbreiterüng
7 des Lagers 5 hindurchgeht, und die Spindel 28 ragt oberhalb des Ansatzes 7 genügend
weit vor, um eine ringförmige Abnutzungsplatte 29; eine Mutter 30 und eine Verriegelungsmutter
31 aufzunehmen.
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Der Ansatz bzw. die Nabe 7- ist so ausgebildet, daß das Lager 5 sich
um die Spindel 28 zu dem gleichen Zeitpunkt verschwenken kann, zu welchem der Nachlaufteil
27 sich längs der beiden Führungsstangen 25, 26 bewegt.
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Der rechte Lagerarmaufbau 2 des Gestells A wird auf ähnliche Weise
durch die kombinierte Trag- und Bewegungseinrichtung C abgestützt, die im wesentlichen
aus einer mit ebenem Boden versehenen Sockelplatte 40 entsprechend der Sockelplatte
20 der Einrichtung B besteht. Die Sockelplatte 40 hat nach oben stehende Eckenansätze
41-42 und 4344, und die Ansätze jedes Paares sind mit in waagerechter Ausrichtung
liegenden Bohrungen versehen, welche die gegenüberliegenden Enden zweier paralleler,
waagerechten Führungsstangen 45 und 46 aufnehmen. Die Führungsstangen 45 und 46
sind in ihrer Ausführung und Anordnung den Führungsstangen 25 und 26 der Einrichtung
B ähnlich und stützen die seitlich durchbohrten Enden eines waagerechten Balkens
oder Nachlaufteiles 47 für eine Gleitbewegung ab. Der Nachlaufteil 47 hat eine in
der Mitte angeordnete, nach oben stehende Spindel 48, welche sich nach oben durch
die senkrechte Bohrung in der Nabe oder dem Flansch 8 des Lagers 6 des L-förmigen
Lagerarmes 2 des Gestells A erstreckt. Die Spindel 48 trägt das Lager 6 verschwenkbar
und ragt genügend weit über das Lager vor, um eine ringförmige Abnutzungsplatte
49, eine Mutter 59 und eine Verriegelungsmutter 51 aufzunehmen.
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Der Nachlaufteil 47 der Einrichtung C entspricht dem Nachlaufteil
27 der Einrichtung B, mit der Ausnahme, daß der Nachlaufteil 47 eine zentral angeordnete
waagerechte Bohrung (Fig. 4) aufweist, welche zur Aufnahme des Gewindes 52 einer
Gewindewelle 53 mit Gewinde versehen ist.
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Das rechte Ende der Sockelplatte 40 ist mit einer waagerechten Endplatte
54 ausgebildet, welche durch geeignete Zapfen 55 fest an Ort und Stelle gehalten
wird. Die Endplatte 54 ist in der Mitte durchbohrt, um ein Lager für den gewindefreien
Teil der Gewindewelle 53 zu bilden, und die Welle 53 wird gegen eine Längsbewegung
mit Bezug auf die Endplatte 54 durch einen zweckentsprechenden Steilbund 56 gehalten.
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Die Gewindewelle 53 erstreckt sich über die Endplatte 54 hinaus,
und ihr äußeres Ende ist mit einer zweckentsprechenden Antriebsscheibe 57 versehen,
welche in nachstehend beschriebener Weise durch einen endlosen Riemen 58 in jeder
Richtung drehbar angetrieben werden kann.
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-Wie am besten in F 1 g. 4 dargestellt, ist die senkrechte Spindel
48 des Nachlaufteils 47 in reibungslosen Kugellagern 59, 60 gelagert, und die Lager
59, 60 wirken außerdem als Drucklager, um das
Gewicht des Gestells A zu tragen. Das
Lager 5 des Lagerarmes 1 ist - mit entsprechenden -reibungslosen (nicht dargestellten)
Lagern ausgerüstet, Wie am besten in F 1 g. 5 dargestellt, ist die Endplatte 54
mit einem zweckentsprechenden reibungslosen Lager 61L ausgebildet, um die Gewindewelle
53 richtig zu- -lagern. Die Sockelplatte 40 der Einrichtung -C kann auf einem Fundament
62 durch einen Bolzen 63 (F i g. 4) in ausgewählten Stellungen fest verankert werden.
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Bei der Anbringung der beiden Einrichtungen B und - C auf ihren Fundamenten
werden die beiden Walzen 10 rad 12 zunächst mit ihrer Achse im rechten Winkel zu
der beabsichtigten Bewegungsbahn des Bandes D angeordnet. Die Gewindewelle 53 wird
dann gedreht, - um die beiden Nachlaufteile 27 und 47 auf einen etwa gleichen Abstand
zu den Enden ihrer bezüglichen Grundplatte zu bringen.
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Diese Stellung der Nachlaufteile 27 und 47 ist in Fig. 3 in ausgezogenen
Linien dargestellt. Die Einrichtungen B und C werden dann auf ihren Fundamenten
in einem vorbestimmten und gleichen.stumpfen Winkel mit Bezug auf die Längsachse
der Walzenwellen 9 und 11L angeordnet. Die mögliche Veränderung dieses Lagenwinkels
ist durch die gestrichelten Linien in Fig. 3 dargestellt. Wenn die beiden Grundplatten
20 und 40 sich in der richtigen Lage befinden, werden die Zapfen 36 bzw. 63 fest
angezogen, um sie dementsprechend zu halten.
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Wenn die Walzentrageinrichtung auf diese Weise installiert worden
ist, das straffe Band D quer über die Walzen 10 und 1L2 wandert und die Fühlereinrichtung
70 die Drehrichtung der Antriebsscheibe 57 steuert, befindet sich die Einrichtung
in richtigem Arbeitszustand. Die »:Fühlereinrichtung« 70, die in Fig. 1 schematisch
dargestellt ist, entspricht der Ausführung, wie sie in der eine selbsttätige Bandführungsvorrichtung
betreffenden USA.-Patentschrift 2546 062 aufgezeigt ist. Aus F 1 g. 1 ist ersichtlich,
daß das Band D mit einem Fühler oder einem Abfühlteil 80 zusammenarbeitet, das nahe
oder längs der Seitenkante des Bandes D angeordnet ist und seinerseits durch eine
Leitung 82 mit einer Energieeinrichtung 84 verbunden ist, die eine mit verschiedener
Geschwindigkeit drehbare Welle 86 enthält, auf welcher eine feste Riemenscheibe
88 angeordnet ist, um welche der endlose Riemen 58 gelegt ist. Es ist ersichtlich,
daß Unregelmäßigkeiten in der Bewegung des Bandes D durch den Fühlerteil 80 festgestellt
werden und eine Betätigung der Energieeinrichtung verursachen, welche ihrerseits
die Drehung der Antriebsscheibe 88 entweder nach links oder rechts richtet, durch
die wiederum die Riemenscheibe 57 und die Welle 53 entsprechend gedreht werden.
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Es ist ersichtlich, daß die Fühlereinrichtung 70 nicht auf den Aufbau
gemäß dem vorgenannten Patent begrenzt ist; jede zweckentsprechende Fühlereinrichtung,
welche Unregelmäßigkeiten an dem Band abfühlt und die Drehbewegung der Welle 53
steuert, ist ausreichend. Die Einzelheiten der Energie- oder Abfühleinrichtung bilden
keinen Teil der vorliegenden Erfindung.
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Arbeitsweise Eine Drehbewegung der Scheibe 57 und der Gewindewelle
53 in Uhrzeigerrichtung (wie durch den Pfeil in F i g. 1 angedeutet) wirkt dahin,
die beiden Nachlaufteile 27 und 47 nach rechts zu bewegen,
möglicherweise
in die Stellungen, welche in den Fig. 1 und 2 in ausgezogenen Linien dargestellt
sind. Diese Wanderbewegung der Nachlaufteile wirkt nicht nur darin, die beiden Walzen
10 und 12 nach rechts zu bewegen, sondern wirkt weiter dahin, ihre rechten Enden
78 rückwärts und ihre linken Enden 79 nach vorn zu verschwenken oder zu verkanten
(zum Zwecke der Elarstellung sind die Bezugszeichen 78 und 79 nur auf Walze 12 dargestellt).
Diese gleichzeitige Längsbewegung der Walzenwelle und axiale Verschiebungsbewegung
der Walzenwelle wirken dahin, die Bewegungsbahn des Bandes schneller und genauer
zu korrigieren oder zu ändern, als es durch eine Längsbewegung der Walzenwelle allein
durchzuführen möglich sein würde, und infolgedessen wird eine Überkorrektur bei
jeder durch die Fühlereinrichtung 70 hervorgerufenen Korrekturhewegung reduziert.
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Eine kleine Bewegung der Gewindewelle 53 bewirkt eine beträchtliche
Anderung der Bewegungsbahn des Bandes, und infolgedessen besteht nur wenig oder
gar keine Gefahr, daß das Gewinde der Gewindewelle völlig abgenutzt wird.
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Es wird darauf hingewiesen, daß eine einzige Führungswalze und Walzenwelle
zwischen den Lagern 5 und 6 angeordnet sein könnte, und, wenn die Anordnung so getroffen
wäre, würde die oben beschriebene Walzenverschiebungseinrichtung diese Walze bewegen,
welche ihrerseits die Bewegungsbahn des Bandes ändern würde. Es werden jedoch vorzugsweise
zwei oder mehr Führungswalzen verwendet.
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Die oben beschriebene und in den Zeichnungen dargestellte Ausführungsform
der Erfindung zeigt ein Hubgewinde 52 als Mittel zum Verschieben des Nachlaufteils
47. In Fällen, in denen eine schnellere Bewegung des Nachlaufteils gewünscht wird,
könnte der Nachlaufteil durch andere zweckentsprechende Antriebseinrichtungen betätigt
werden, z. B. durch Kolbeneinrichtungen oder durch andere durch ein Arbeitsmittel
betätigte Einrichtungen (nicht dargestellt).
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Aus vorstehender Ausführung ist ersichtlich, daß die Erfindung eine
Führungsvorrichtung zum Verschieben verschiedener Arten von Material in Bahnen-
oder Bandform, z. B. Webstoff, Papier, Kunststoff u. dgl., nach einem eine Verschwenkung
oder Verkantung der Walzen vorsehenden Verfahren zum genauen Anordnen des sich bewegenden
Bandmaterials schafft. Die Erfindung ist insbesondere dort anwendbar, wo eine genaue
Führung wegen des Abstandes oder anderer Faktoren nicht durch Führen von der Abwickelwelle
oder Abwickelwalze erreicht werden kann. Die mit einer Verschwenkung oder Verkantung
der Walzen arbeitende Vorrichtung verschiebt das sich bewegende Band selbsttätig
in die richtige Lage durch ihre seitliche Bewegung und ein gleichzeitiges leichtes
Verkanten der Walzen, welches jedweder Neigung des sich bewegenden Bandes nach rechts
oder links von einer gegebenen Richtung abzuweichen, entgegenwirkt. Es ist ersichtlich,
daß die Vorrichtung nicht auf eine Walze beschränkt ist, sondern eine Mehrzahl von
Walzen enthalten kann. Die Verschwenkungs- oder Verkantungsbewegung ist eine kombinierte,
gleichzeitige Verschiebungs- und Schwenkbewegung der Walzen, welche die Ausrichtung
des sich bewegenden Bandes selbsttätig regelt. Es können verschiedene Arten von
Bandführungsaufgaben
durch die mit Verschwenkung oder Verkantung der Walzen arbeitende Vorrichtung ausgeführt
werden, indem eine einzige Walze verwendet werden kann, wenn das Band sich im rechten
Winkel wendet oder bei einer Richtungsänderung von 1800 an einem sich bewegenden
Band.
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Weiterhin können mehrere Sätze von Verkantungs-Führungswalzenpaaren
bei einem Aufwickelvorgang benutzt werden, beispielsweise bei einer Druckerpresse,
bei welcher ein sich von der Maschinenrolle bewegendes Band durch einen Satz von
Verkantungswalzen in der richtigen Lage in die Presse geführt wird und ein oder
mehrere Verkantungswalzensätze für nachfolgende Arbeitsvorgänge nach der Presse
und vor dem Wiederaufwickeln des Bandes benutzt werden.