DE1252999B

DE1252999B - Vorrichtung zur Unterdrueckung schwankender Querbewegungen eines in Laengsrichtung bewegten, unter Spannung stehenden Bandes

Info

Publication number: DE1252999B
Application number: DEP37830A
Authority: DE
Inventors: Stephen Earl Amos
Original assignee: EI Du Pont de Nemours and Co
Current assignee: EIDP Inc
Priority date: 1964-10-08
Filing date: 1965-10-08
Publication date: 1967-10-26
Also published as: DE1960944U; NL6512998A; GB1068800A; US3309037A; LU49575A1

Description

Vorrichtung zur Unterdrückung schwankender Querbewegungen eines in Längsrichtung bewegten, unter Spannung stehenden Bandes Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung, insbesondere zur Verwendung an einer Umspulvorrichtung zum kantenbündigen Aufwickeln von Bändern, um einen gleichmäßigen und glatten Wickel zu erzielen.
Die bekannten Umspulvorrichtungen, bei denen schwankende Querbewegungen eines Bandes ausgeglichen werden sollen, verwenden meist eine Spule mit ein oder zwei Flanschen, damit Ober- und Unterseite des Wickels möglichst gleichmäßig und glatt werden, zum kantenbündigen Aufwickeln. Die Spule wird meist mit konstanter Drehzahl angetrieben.
Diese Umspulvorrichtungen sind jedoch nicht in der Lage, die zur Erzielung eines wirklich glatten Wickels notwendige Querverschiebung des unregelmäßig von der Abwickelspule ablaufenden Bandes zu bewirken.
Dies gilt insbesondere dann, wenn dünne Kunststoffbänder od. dgl. umgespult werden sollen. Die Kantenpressung wäre dabei auch besonders hoch, insbesondere dann, wenn das Band zur Erzielung eines festen Wickels unter hoher Spannung läuft. Bei bestimmten, insbesondere beschichteten Bändern kann die hohe Kantenpressung zum zumindest teilweisen Ablösen von Beschichtungen, insbesondere von Magnetbeschichtungen, führen. Um diesen Nachteil zu verhindern, wird die Umspulgeschwindigkeit häufig sehr niedrig gewählt, was an sich unwirtschaftlich ist.
Es ist zur Erzielung kantengenauer Bunde beim Aufhaspeln von Stahlbändern u. dgl. bekannt, die von ungleichen Kantenlängen des Bandes herrührenden schwankenden Querbewegungen durch eine zwischen zwei äußeren Führungsrollen angeordnete dritte Rolle, um die das Band herumläuft, dadurch zu unterdrücken, daß die Enden der Achse der dritte Rolle in je einer Gleitführung derart gelagert sind, daß die Rolle sich gegenüber den ortsfesten Rollen unter Federspannung etwas schief stellen und die Kanten unterschiedlich stark spannen kann. Diese Anordnung ist zum Unterdrücken von Bandquerschwankungen nicht geeignet, wenn das Band mit sehr hoher Geschwindigkeit durch die Einrichtung läuft, was im Sinn kurzer Arbeitszeiten stets angestrebt wird. Es liegt im wesentlichen daran, daß die bekannte Einrichtung bewegliche Teile zum Ausgleich der Bandquerschwankungen vorsieht. Bei hohen Bandgeschwindigkeiten kann ferner das sich aus der dritten, beweglichen Rolle und den diese anspannenden Federn zusammensetzende schwingungsfähige System in Schwingungen geraten und zu Bandlängsschwingungen führen, was einen einwandfreien Ausgleich der Bandquerschwankungen nicht zuläßt.
Außerdem läßt die bekannte Einrichtung auf Grund der Trägheit der dritten Rolle und der ihr zugeordneten Federn nur eine begrenzte Arbeitsgeschwindigkeit zu. Schließlich ist die bekannte Einrichtung auch konstruktiv aufwendig, da die den Ausgleich der Bandquerschwankungen bewirkende dritte Rolle auf beiden Seiten gegen eine Vorspannung verschieblich gelagert sein muß.
Es ist auch bereits bekannt, zur Verhinderung der Querbewegung einer einer Druckmaschine zulaufenden Papierbahn diese über zwei ortsfeste, im Abstand voneinander angeordnete Bandführungen mit parallelen, vom Band teilweise umschlungenen Bandführungen zu leiten, zwischen denen zwei weitere parallele Führungen angeordnet sind, deren Führungsflächen einen Bandführungsspalt bilden, der aus der durch die Bandführungen definierten Ebene um die Mittellinie der gewünschten Lage des Bandes um wenige Grad herausgedreht ist. Die Wirkung dieser Vorrichtung ist unzureichend, wenn mit sehr hohen Arbeitsgeschwindigkeiten und schmalen Bändern gearbeitet werden soll, da dann die zur Ausrichtung von den Führungen auf die Kanten ausgeübten unterschiedlichen Anspannkräfte nicht genügen.
Aufgabe der Erfindung ist die Verbesserung dieser Vorrichtung zur Unterdrückung der Querbewegung eines in Längsrichtung bewegten, unter Spannung stehenden Bandes, das auch bei hohen Arbeitsgeschwindigkeiten und schmalen Bändern, wie beispielsweise Tonbändern, ein genaues kantenbündiges Aufwickeln gestattet. Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird bei der zuletzt genannten Vorrichtung, bei der das Band zwischen zwei ortsfesten, im Abstand voneinander angeordneten Randführungen mit parallelen, vom Band teilweise umschlungenen Bandführungsflächen mittels zwischen diesen angeordneten zwei weiteren parallelen Führungen, deren Führungsflächen einen Bandführungsspalt bilden, der aus der durch die Bandführungen definierten Ebene um die Mittellinie der gewünschten Lage des Bandes herausgedreht ist, dadurch gelöst, daß erfindungsgemäß der durch die Führungen gebildete Bandführungsspalt senkrecht zu der durch die beiden Bandführungen definierten Führungsebene steht. Gerade bei einer Schwenkung des Bandes um 900 zwischen den parallelen Bandführungen läßt sich eine besonders wirksame Unterdrückung der Bandquerschwankungen erzielen.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung kommt ohne bewegliche Teile aus und läßt daher außerordentlich hohe Bandgeschwindigkeiten zu. Der Bandschwankungsausgleich ist wirksamer, da mit höheren Anspannungen des Bandes durch das Wenden des Bandes um 900 gearbeitet werden kann.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung hat sich insbesondere zur Anordnung zwischen einer Bandabgabeeinrichtung und einer teilweise vom Band umschlungenen Antriebsrolle, die durch Reibungsschluß eine Aufwickelrolle antreibt, zum Umspulen und kantenbündigen Aufwickeln bewährt, da die Zulaufgeschwindigkeit des Bandes zur Aufwickelrolle beim Umspulvorgang konstant bleibt und während des ganzen Umspulvorgangs mit höchstmöglicher Aufwickelgeschwindigkeit gearbeitet werden kann.
Es ist an sich bekannt, zur Verminderung der Reibung von Bandführungsflächen diese gasdurchlässig auszubilden. Auf diese Weise kann das geführte Band durch entsprechenden Gasaustritt von der Bandführungsfläche leicht abgehoben und der Reibungskoeffizient vermindert werden. Zur Verminderung der Randbeanspruchung des Bandes stellt es deshalb eine vorteilhafte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung dar, daß jede Bandführungsfläche gasdurchlässig und jede Bandführung und jede gegenüber diesen um 900 gedrehte Führung mit einer Druckgasquelle verbunden ist. Für dieses Merkmal wird Schutz nur im Rahmen eines Unteranspruchs begehrt.
Die Erfindung ist an Hand von Figuren an einem vorteilhaften Ausführungsbeispiel erläutert. Es zeigt Fig. 1 in perspektivischer Ansicht die zum Teil durchgebrochene Platine mit einer erfindungsgemäß ausgestalteten Umspulvorrichtung, Fig.2 einen Ausschnitt der Umspulvorrichtung, der die Wirkungsweise der Vorrichtung zur Unterdrückung schwankender Querbewegungen verdeutlicht, und F i g. 3 eine Bandschneide- und Aufwickelvorrichtung, der eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Unterdrückung schwankender Querbewegungen vorgeschaltet ist.
F i g. 1 zeigt die Umspulvorrichtung, bei der das Band 10 von einer Vorratsspule 11 auf eine mit Reibschluß von der Antriebsrolle 13 angetriebene Aufwickelspule 12 umgespult werden kann. Auf dem Weg von der Abwickel- zur Aufwickelspule läuft das Band 10 um zwei Bandführungen 14 und 15, deren Bandführungsfläche gasdurchlässig ausgebildet ist.
Die Führungsflächen stehen parallel zu den Achsen der Spulen 11 und 12. Die Bandführungen sind an eine Druckgasquelle über Leitungen 35 angeschlossen. Die Gasaustrittsgeschwindigkeit aus der Oberfläche der Bandführungen wird mittels des Nadelventils 36 gerade so gewählt, daß das Band mit kleinem Abstand von der Bandführungsfläche geführt ist. Die Bandführungen sind mittels sehr niederohmiger Verbindungsleitungen 17 an eine Erdungsschiene 16 angeschlossen, um statische Aufladungen des Bandes auf einem vernachlässigbar niedrigen Wert zu halten.
Zwischen den Bandführungen 14 und 15 sind zwei weitere parallele Führungen 18 a und 18 b angeordnet, deren Führungsfläche einen Bandführungsspalt A-A einschließen, der aus der durch die Bandführungen definierten Ebene um die Mittellinie 37 der gewünschten Lage des Bandes um 900 herausgedreht ist. Auch diese Führungen 18 sind aus einem porösen Material hergestellt und über die Leitungen 35 an die Druckgasquelle angeschlossen, um Gas aus der Führungsfläche austreten lassen zu können. Im allgemeinen sind die Führungen noch mit einem gasdurchlässigen Nylonband überzogen. Die Verwendung eines Nylonsamtes, durch den das Gas, normalerweise Luft, austritt, ermöglicht eine wirkungsvolle Staubabnahme vom Band, ohne daß gleichzeitig Verschleißwirkungen auftreten. Die beiden Führungen 18 a und 18 b sind etwas auseinandergerückt angeordnet, damit das Band 10 frei zwischen ihnen durchlaufen kann, ohne sie näher zu umschlingen. Dadurch ist auch ein bequemer Betrieb ohne unnötige Einstellungen der Führungen möglich. Die Führungen 18 a sind gegenüber den Führungen 18 b in Bandlaufrichtung leicht versetzt angeordnet. Durch den größeren Abstand zwischen den beiden Führungen 18 a und 18 b ist deren Bandwendefunktion zur Unterdrückung der schwankenden Querbewegungen des Bandes nicht gestört.
Die Umlenkbandführung 15 wendet das Band hinter den Führungen 18 wieder in seine ursprüngliche Lage. Danach läuft es um zwei weitere Bandführungenl9 und 20 auf die Antriebsrollel3, die das Band teilweise umschlingt, und von dort auf die Aufwickelspule 12. Die Antriebsrolle 13 ist ortsfest und die Aufwickelrolle 12 in geraden Führungen 32 und 33 verschieblich angeordnet. Die an der Achse der Aufwickelspule 12 angreifenden Federn 29 drücken die Aufwickelrolle bzw. den Wickel gegen die Antriebsrolle 13. Durch den weggebrochenen Ausschnitt 30 in der Platine 28 erkennt man den Antriebsmotor 31 der Aufwickelspule 12.
Zum Umspulen und zum Ausgleich der Bandschwankungen muß das Band in Längsrichtung unter Spannung stehen. Um dieses zu bewirken und um eine stetige Kontrolle über die Vorratsspule 11 zu halten und ein Weiterlaufen beim Anhalten der Umspulvorrichtung zu verhindern, ist eine auf die Achse der Vorratsspule 11 wirkende, mittels eines Druckluftventils 26 einstellbare Luftdruckbremse 22 vorgesehen, deren Bremsschuh 23 gegen die zylindrische Nabe 24 wirkt. Der Druck im Bremszylinder 25 läßt sich am Druckmesser 27 ablesen.
Die Wirkungsweise der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Unterdrückung von Bandquerbewegungen oder eines Auf- und Ablaufens in senkrechter Richtung erkennt man am besten aus F i g. 2. Durch die Bandführungen 14 und 15 ist eine vertikale Laufebene für das Band festgelegt. Zwischen diesen beiden Bandführungen bilden die beiden Führungen 18 a und 18 b einen Bandführungsspalt A-A für das Band. Dieser Spalt steht im rechten Winkel zur durch die beiden Bandführungen 14 und 15 gebildeten Ebene. Wenn die Mittellinie45 des Bandführungsspaltes A-A die gewünschte Mittellinie 37 schneidet, kann das Band nach beiden Seiten hin gleich weite Ausgleichsbewegungen machen. Läuft das Band 10 so, daß dessen Mittellinie mit der gewünschten Mittellinie 37 übereinstimmt, dann sind die Bandkantenabschnitte38 und 39 gleich lang. In diesem Fall erfolgt keine Bandverschiebung parallel zu den Bandführungen 14 und 15, während das Band durch die Führungen 18 a und 18 b durchläuft. Bewegt sich dagegen das Band auf Grund unregelmäßiger Lagerung auf der Vorratsspule 11 auf der Bandführung 14 nach oben, dann wird der vom Bandkantenabschnitt 39 zurückzulegende Weg größer als der vom Bandkantenabschnitt 39. Der längere Weg bewirkt eine höhere Bandkantenanspannung im Bandkantenabschnitt 39, die eine Verschiebung des Bandes auf der Bandführung 14 nach unten zur Folge hat, um die Symmetrie des Bandes 10 bezüglich der gewünschten Mittellinie 37 und der des Spaltes A -A und das Gleichgewicht der Bandkantenanspannungen in den Abschnitten 38 und 39 wiederherzustellen. Es ist daher erforderlich, daß das Band 10 frei und unbehindert senkrechte Bewegungen auf der Führungsfläche der Bandführung 14 ausführen können muß, damit es den Bandanspannungskräften folgen und damit die Ausrichtung bewirken kann. Die Flansche der Bandführungen 15, 19 und 20 in Fig. 1 sollen außergewöhnliche Vertikalbewegungen des aus dem Bandführungsspalt A-A austretenden Bandes verhindern.
Die Bandführung 15, die das BandlO wieder in seine Ursprungsebene zurückdreht, bewirkt ferner eine weitere Unterdrückung der Querbewegung des Bandes, wenn diese nach Durchlaufen der Bandführung 14 und Führungen 18 noch nicht ganz beseitigt ist. Die Bandverschiebung wurde als Folge der ungleichen Bandkantenanspannung auf Grund der ungleichen Länge der Bandkantenabschnitte 38 und 39 erläutert, die eine Aufundabausgleichsbewegung des Bandes parallel zur Bandführung 14 zur Folge hat.
Man kann sich die Ausgleichsverschiebung des Bandes zur Unterdrückung einer Querbewegung auch als zwischen der Bandführung 14 und den Führungen 18 sowie den Führungen 18 und der Bandführung 15 aufgeteilt denken. In diesem Fall wäre dann die Hälfte der auszugleichenden Querbewegung des Bandes durch die erste Drehung des Bandes und die zweite, noch verbliebene Hälfte durch die Rückdrehung durch die Bandführung 15 ausgeglichen.
Hieraus ist ersichtlich, daß die Bandwendung nicht auf eine einzige Wendestation beschränkt zu bleiben braucht, sondern notfalls so oft wie zu einer einwandfreien Unterdrückung der Querbewegungen des Bandes nötig wiederholt werden kann.
In Fig. 1 haben alle Bandführungen außer der Bandführung 14 seitliche Flansche, während in F i g. 2 keine der Führungen solche aufweist. Im allgemeinen hat man freie Wahl, nach den Führungen 18 a und 18 b die weiteren Bandführungen mit Flanschen auszustatten. Wird mit sehr hohen Umspulgeschwindigkeiten gearbeitet, so sind sie im allgemeinen vorteilhaft. Der Flanschabstand auf den Bandführungen oder Spulen soll so groß sein, daß auch größere Querbewegungen des Bandes ohne Berührung der Flansche möglich sind; die Flansche dienen nur dazu, daß ein außergewöhnlich hohes Auf- und Ablaufen des Bandes verhindert wird, sollte dies einmal bei Störungen auftreten.
Fig. 3 zeigt schematisch die Anwendung der erfindungsgemäßen Vorrichtung bei einer Band-Schneide- und Aufwickelvorrichtung für die einzelnen Bandstreifen. Beim dargestellten Anwendungsbeispiel wird das Band 10 in vier schmale Bänder aufgeteilt, die auf vier Aufwickelrollen 40, 41, 42 und 43 aufgewickelt werden, die gegen den Umfang der Antriebsrolle 13 angedrückt werden. Das Aufschneiden erfolgt mittels der drei parallelen Messer, von denen das Messer 44 in F i g. 3 ersichtlich ist. Die Schneidkanten dieser Messer liegen direkt an der mit gasdurchlässigen Flanschen zur Verhinderung des Verlaufens des Bandes während des Schneidens ausgestatteten Bandführung 20 an.

Claims

Patentansprüche: 1. Vorrichtung zur Unterdrückung schwankender Querbewegungen eines in Längsrichtung bewegten, unter Spannung stehenden Bandes, insbesondere zur Anordnung zwischen einer Bandabgabeeinrichtung und einer teilweise vom Band umschlungenen Antriebsrolle, die durch Reibungsschluß eine Aufwickelrolle antreibt, bei welcher das Band zwischen zwei ortsfesten, im Abstand voneinander angeordneten Bandführungen mit parallelen, vom Band teilweise umschlungenen Bandführungsflächen mittels zwischen diesen angeordneten zwei weiteren parallelen Führungen, deren Führungsflächen einen Bandführungsspalt bilden, aus der durch die Bandführungen definierten Ebene um die Mittellinie der gewünschten Lage des Bandes herausgedreht wird, d a d u r c h gekennzeichnet, daß der durch die Führungen (18 a, 18 b) gebildete Bandführungsspalt (A-A) senkrecht zu der durch die beiden Bandführungen (14, 15) definierten Führungsebene steht.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede Bandführungsfläche in an sich bekannter Weise gasdurchlässig und jede Bandführung(14, 15) und jede Führung (18 a, 18 b) mit einer Druckgasquelle verbunden ist.

In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 885 085; deutsche Auslegeschriften Nr. 1 004 577, 1 144 987; USA.-Patentschrift Nr. 2 366 331.