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Anordnung zur Korrektur des seitlichen Verlaufens von Warenbahnen
Zur günstigsten Ausnutzung einer vorgegebenen Warenbreite, etwa beim Beschichten
von Kunststofffolien oder beim Bedrucken von Textil- oder Papierbahnen, wird bekanntlich
der Lauf einer Warenbahnkante durch ein Meßgerät erfaßt. Das Meßgerät beeinflußt
ein Stellglied, welches die Einrichtung zur Korrektur des Verlaufens steuert. Die
Warenbahn soll dadurch, und zwar unabhängig von der Größe der ankommenden seitlichen
Versetzung, der Weiterverarbeitung ohne seitliche Verschiebung zugeführt werden.
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Es sind zahlreiche Einrichtungen zur Korrektur des seitlichen Verlaufens
bekannt, z.B. über oder unter der Warenbahn schwenkbar angeordnete Walzenpaare,
schräg an den Randzonen lose ablaufende bzw. angetriebene, kleine Walzenpaare oder
über die ganze Breite reichende Walzenpaare, die durch kurvenförmige Kulissen schräg
gestellt und verschoben werden.
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Es ist weiterhin eine Vorrichtung mit vier Walzen bekannt, von denen
zwei Walzen in festen Lagern in einem festen Rahmen gelagert sind, während die beiden
anderen Walzen bei Schräglauf der Bahn einseitig und schief verschoben werden können.
Da die Bahn dadurch gesenkt wird, entstehen in ihr große Spannungen, die ihren Größtwert
an der einen Außenkante erreichen und die Bahn dementsprechend ungleichmäßig beanspruchen.
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Mit den bekannten Einrichtungen lassen sich, sofern es sich um empfindliche
Waren oder dünne Folien handelt, nur in einem kleinen Verlaufbereich Beträge der
seitlichen Versetzung korrigieren, da bei schrägem Lauf der Warenbahn in dieser
Spannungen auftreten, die beim Überschreiten bestimmter Grenzen zur Faltenbildung
führen. Hierdurch wird die Qualität der Enderzeugnisse herabgesetzt oder das Zwischenprodukt
für die Weiterverarbeitung unbrauchbar gemacht.
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Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, die genannten Schwierigkeiten
bei den bekannten Vorrichtungen zu beseitigen und eine Anordnung zur Korrektur des
seitlichen Verlaufens von Warenbahnen zu entwickeln, bei welcher ein an der genannten
Anordnung angreifender Stellmotor von der Warenbahnkante so gesteuert wird, daß
die Warenbahnkante beim Ausgang aus der Anordnung dauernd auf einer Sollspur abläuft,
ohne daß durch zu hohe Spannungen bzw. die dadurch ausgelösten Falten Störungen
oder Schäden in der Bahn auftreten.
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Bei dieser Anordnung zur Steuerung der Warenbahnkante sollten die
Spannungen auch bei hohen Bahngeschwindigkeiten und bei breiten Bahnen, wie
sie in
zunehmendem Maße zur Erhöhung der Produktion verwendet werden, nur geringfügig erhöht
werden. Hierbei sollten die Spannungen über den Querschnitt der Bahn gleichmäßig
verteilt sein.
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Diese Anordnung besteht aus einem im Rahmen gelagerten Walzenpaar
mit parallelen Achsen, wobei der Rahmen um eine senkrecht auf der Ebene durch beide
Walzenachsen stehenden Drehachse schwenkbar angeordnet ist und die Warenbahn unter
einem Winkel a zwischen 60 und 1200, vorzugsweise 900, zur Ebene durch die Walzen
achsen der ersten Walze zugeführt und von der zweiten Walze unter dem gleichen Winkel
a abgeführt wird und ist dadurch gekennzeichnet, daß die Drehachse des Rahmens in
Höhe der ersten Walze angeordnet ist.
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Die erfindungsgemäße Anordnung ermöglicht in Verbindung mit einer
Regeleinrichtung, bei einem vielfach größeren Verlauf als bei den bekannten Vorrichtungen
die Warenbahn ohne Faltenbildung auf die gewünschte Spur zurückzuführen. An dem
Rahmen kann ein Stellmotor angreifen, welcher in an sich bekannter Weise durch die
Warenbahnkante gesteuert wird. Eine besonders genaue Korrektur des Laufes der Warenbahn
wird erreicht, wenn die Vorrichtung zur Abtastung der Warenbahnkante auf oder in
der Nähe der zweiten Walze angebracht wird, über welche die Warenbahn vom Rahmen
abläuft.
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Es hat sich weiter als zweckmäßig gezeigt, den schwenkbaren Rahmen
auf mehrere, vorzugsweise vier Federstäbe abzustützen. Damit kann jegliches Verkanten
des Rahmens bei einer Schwenkbewegung vermieden und die Reibung praktisch beseitigt
werden.
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Eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Anordnung zeigt beispielsweise
F i g. 1.
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Zwei lose Walzen 1 und 2 sind in einem Rahmen 3 so gelagert, daß
ihre Achse einander parallel sind.
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Der Rahmen 3 kann um eine Achse 4 geschwenkt werden. Die Achse 4 steht
senkrecht auf einer durch die Achsen der beiden Walzen 1 und 2 gelegten Ebene und
ist in Höhe der Walze 1 angeordnet.
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Die Warenbahn 5 läuft über eine Hilfswalze 6 auf die Walze 1 auf,
von dieser zur Walze 2 und über diese vom Rahmen ab zu einer Hilfswalze 7. Die Walzen
6 und 7 sind so angeordnet, daß die Warenbahn zwischen den Walzen 6 und 1 bzw. zwischen
2 und 7 mit der Rahmenebene bzw. der Ebene, die durch die beiden Achsen der Walzen
1 und 2 verläuft, einen Winkel os zwischen 60 und 1200, vorzugsweise von etwa 900
bildet.
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Der Rahmen wird um die Achse 4 mittels eines Stellmotors 8 geschwenkt.
Es können sowohl pneumatische, hydraulische wie elektrische Motoren verwendet werden.
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Die Abtastung der Warenbahnkante erfolgt mit dem Fühler 9 eines Meßumformers
10, welcher innerhalb eines definierten Meßbereiches ein verhältnisgleiches Ausgangssignal
abgibt, mit dem der Stellmotor 8 gesteuert wird. Fühler 9, Meßumformer 10 und Stellmotor
8 bilden mit dem verstellbaren Rahmen 3 und der Warenbahn einen geschlossenen Regelkreis,
dessen Sollwert durch die Stellung des Fühlers 9 gegeben ist.
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Die Warenbahnkante wird mit dem Fühler 9 abgetastet, und zwar zweckmäßig
auf der Walze 2 oder in deren Nähe. Bei dünnen und sehr empfindlichen Folien hat
sich die berührungslose Abtastung der Warenbahnkante dem mechanischen Abgriff gegenüber
als überlegen gezeigt. Sie kann mittels Vakuum vorgenommen werden, wobei die Warenbahnkante
Bohrungen mehr oder weniger abdeckt. Verwendet man zur kräftefreien Abtastung Druckluft,
so wird bei der Messung ein Luftstrahl abgeschnitten. Bei elektrischer Messung wird
eine Fotozelle verwendet.
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Bei dem in Fig. 1 gezeichneten Abgriff wird beispielsweise ein Luftstrahl
zwischen einer Ausström-und einer Auffangdüse von der Warenbahnkante mehr oder weniger
abgedeckt, wodurch der Druck in der Auffangdüse sich entsprechend ändert. Dieser
Druck wird imMeßumformerlO druck- und leistungsmäßig verstärkt, bevor von ihm der
Stellmotor 8 beeinflußt wird. Die Hubrichtung des Stellmotors 8 ist dabei der Veriaufrichtung
der Warenbahn entgegengerichtet.
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Bei einer Schwenkbewegung des Rahmens darf sich dieser nicht verkanten,
d. h. die Achsen der Walzen 1 und 2 müssen genau senkrecht zur Richtung der Drehachse
bleiben. Da die alleinige Führung in der Achse 4 nicht ausreicht, um diese Forderung
beim Schwenken des Rahmens sicherzustellen, wird der Rahmen 3 zweckmäßig durch mehrere,
vorzugsweise vier Federstäbe 11 abgestützt.
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Die Wirkungsweise der Anordnung soll schematisch an Hand von F i
g. 2 bis 4 erläutert werden. Bei der in F i g. 2 gezeichneten Lage des Rahmens 3
ist angenommen, daß die Warenbahn ohne Verlauf ankommt. Sie läuft dann in der Mitte
der Walze 1 auf und von Walze 2 in der Mitte nach hinten ab, wobei die Kante 12
die Walze 2 auf der Sollspur 13 verläßt.
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Da die Kante 12 auf der Sollspur durch den Fühler 9 geht, wird kein
Stellimpuls für den Stellmotor 8 hervorgerufen.
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In F i g. 3 wird angenommen, daß die Warenbahn um den Betrag 14 seitlich
verlaufend ankomme und die Regelung außer Betrieb sei. Da die Warenbahn auf die
folgenden Walzen praktisch senkrecht aufläuft und die Walzen 1 und 2 parallel zueinander
stehen, tritt die seitliche Verschiebung um den Betrag 14 auf der Walze 1 in gleicher
Größe auch auf der Walze 2 auf. Die Kante 12 liegt also um den gleichen Betrag neben
der Sollspur 13, solange sich die Stellung des Rahmens 3 nicht ändert.
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Das Stellglied 8 dreht nun auf Grund des Stellimpulses vom Fühler
9, welcher die Kante 12 abtastet, den Rahmen 3 so weit, daß die Kante 12 auf der
Walze 2 wieder mit der Sollspur 13 zusammenfällt (Fig. 4). Wird der Betrag 14, um
den die ankommende Warenbahn verlaufen ist, größer oder kleiner oder wandert die
ankommende Warenbahn in die entgegengesetzte seitliche Richtung aus, so wird durch
den Fühler 9 in Verbindung mit dem Stellmotor 8 der Rahmen stets so weit geschwenkt,
daß die ablaufende Kante 12 auf der Walze 2 auf der Sollspur 13 bleibt.
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Es hat sich gezeigt, daß bei Verwendung der erfindungsgemäßen Anordnung
zwischen den Walzen 1 und 2 keine mechanische Beanspruchung der Warenbahn auftritt,
die zu einer Faltenbildung führen kann.
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Zu- und ablaufseitig können infolge der geringen Verschränkung, die
sich aus dem Schwenkwinkel des Rahmens 3 ergibt, nur unbedeutende Spannungen entstehen.
Die Verschränkung kann durch geeignete Wahl der Zu- und Ablauflängen und des Abstandes
der Walzen 1 und 2 auch bei starkem Verlauf der Warenbahn stets so klein gehalten
werden, daß keine Falten gebildet werden.