DE1574352A1 - Vorrichtung zum Zentrieren bewegter Streifen oder Bahnen - Google Patents
Vorrichtung zum Zentrieren bewegter Streifen oder BahnenInfo
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Description
legexemplar
Patentanwalt
6 Frankfurt am Main
Auf dem MDhlborg 16
Telefon 60 20 70
Me/Ti P0 j 44? Frankfurt/Main
3«. Febr, 1967
Vorrichtung zum Zentrieren bewegter Streifen oder Bahnen
Diese Erfindung bezieht eich auf eine Vorrichtung
zum Zentrieren bewegter Streifen oder Bahnen» Insbesondere
bezieht sich die Erfindung auf eine verbesserte Vorrichtung zum Einrichten bewegter Streifen oder
Bahnen, die eine exakte Arbeitsweise an sich bekannter Goräte zum Behandeln von bewegten Streifen oder Bahnen
sicherstellt e
Eine Vielzahl technischer und gewerblicher Anwendungen
«Ich erfordert, daß die Mittellinie eines/bewegenden Streifens
einer sich bewegenden Bahn an einem bestimmten Ort innerhalb einer vorher bestimmten Ebene «i»justiert
wird und zwar an mehreren Stellen entlang des Bewegung·-
weges eines Streifens oder der Bahn·
Variationen in der Streifen- bzw. Bahndicke haben zur
Folge, daß eine Reihe bisher bekannter Kanten-Führung«-
vorrichtungen bei derartigen Anwendungen unbrauchbar war, und die Verwendung einer "Mittelführung11 im
Gegensatz zu einer Kanten-Führung benötigte*
Eine Anzahl von Vorrichtungen zur Mittelführung sind
bekannt· Sine übliche Art einer Mittelführvorrichtung verwendet an jeder Kante des Streifens oder der Bahn
einen Kantenfühler· Der erste Kantenfühler steuert ein Servo-oder Folgegerät, so daß der erste Kantenfühler
eine erste Bewegung des Streifens abfühlt· Der Kantenfühler stellt ebenfalls den zweiten Kantenfühler um einen
gleichen Betrag in entgegengesetzter Richtung ein· Das Ausgangssignal des zweiten Kantenfühlers steuert eine
Steuerwalze oder eine Führungswalze, die den Streifen oder die Bahn ausrichtet. (US-Patentschrift 3 024 955)
Es ist bekannt, daß die Fühler in derartigen Vorrichtungen fotoelektrisch, pneumatisch, mechanisch oder gar
magnetisch,je nach Anwendung,arbeiten» Bs kann auch eine
große Zahl von Servo-Mechanismen verwendet werden, so
beispielsweise hydraulische oder elektrische Servo-Mechanismen. In vielen Anwendungen der Kantenführvorrichtungen werden häufig hydraulische Serva-Mechaaisaen
bevgt«
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Die Gesamtgenauigkeit und die Freiheit von Abweichungen
solcher Vorrichtungen hängen ab von den genauen Beziehungen des Abstände* syrischen den beiden Kantenfühlern
und des Abstandes zwischen jedem Kantenfühler und der theoretischen Mittellinie oder von der Lagef in welcher
die endgültige Ausrichtung der Streifenmittellinie gewünscht wird. Wenn eine gegebene Bewegung des ersten
Fühlers eine gegensätzliche Bewegung des zweiten Fühlers hervorruft« die in ihren Betrag nicht exakt der ersten
Bewegung entspricht« so verlSAt die Hittellinie des
Streifens oder der Bahn die gewünschte Linie«und die Mittellinie wandert aus·
In bekannten Vorrichtungen wurde manchmal eine mechanische Zwischenverbindung zwischen den beiden Fühlern geschaffen,
bei der entweder ein Seilzug, ein Zahntrieb oder eine Hebelanordnung Verwendung fanden·
Diese Vorrichtungen waren jedoch unerwünscht« weil sie die Bewegungsfreiheit der Fühler einschränkten und dadurch die zulässigen Veränderungen in der Streifenweite
begrenzten. Daüber hinaus verursachten Reibung, Lose
und Seilzugversetzung sowie ähnliche Unzulänglichkeiten weitere Probleme·
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wurde ein hydraulisches Zwischenglied verwendet« bei dem die inneren und äußeren Enden eines ersten hydraulischen
Zylinderst der den ersten Fühler einstelltet hydraulisch
jeweils mit den Süßeren und inneren Enden eines »reiten
Zylinders verbunden waren« der den zweiten Fühler einstellte· Da das hydraulische Medium im wesentlichen
inkrompressabel ist« bewegt sich der Kolben eines Zylinders im wesentlichen um die gleiche Distanz, wenn
auch entgegengesetzt, wie derjenige im anderen Zylinder·
Jedoch gestattet eine Leckage des hydraulischen Mediums entweder an jedem Kolben oder an der Kolbenstangen- .
packung jedes Zylinders den beiden Kolben sich um unterschiedliche Strecken von der ursprünglichen M.ittellinie
aus asu bewegen, was in der Vorrichtung Fehler !Hervorruft·
Es gibt kein Mittel, so sorgfältig es auch hergestellt
oder entworfen sein mag, das dynamisch die Art dei* Zylinder, die erforderlich i#t» abdichtet ohne daß nicht
durch Verschleiß und/oder durch Alterung eine Leckage eintritt· Wennra derartige Vorrichtungen, die hydraulische
Zylinder verwenden« in Folge Leckage aus einem einjuetierten Zustand abweichen, können weite Bereiche eines
Streifens oder einer Bahn verderben· Daher konnten derartige Mittelführungs-Vorrlehtungen in einzelnen Fällen
infofge ihrer Abweichung nicht verwendet werden·
Bei xan£rei@h@i£ Azwesiduagen ist ®« nicht möglich, daß die
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Abweichung der Vorrichtung wiederholt von einer Bedienungsperson
geprüft wirdο
Daher liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe
zugrunde, eine einfache und preiswerte Vorrichtung zum leichten Abfühlen eines Maschinenfehlers infolge
von Leckage zu schaffen, mit der zugleich automatisch
die Vorrichtung durch Kompensation der Leckage korrigiert werden kanne
Im einzelnen sollte mit der Erfindung eine Vorrichtung geschaffen werden, mit der automatisch die relative Abweichung
zwischen gegenüberliegenden Fühlern einer Mittellinien-Streifen-Führungavorrichtung
abgefühlt und korrigiert werden konnte« die von einer hydraulischen
Leckage des Zylinders herrührte -
Ss wurde gefunden, daß sich diese Aufgabe in einfacher
WkLse lösen läßt durch zwei Kantenfühler, die relativ
zu den Kanten des Streifens s>$&£r der Bahn beweglieh
angeordnet sind, einen ersten Servo-Mechanianras, der
nur auf einen ersten der Kantenfühler anspricht und
diesen bewegt um Veränderungen der ersten Kante de» Streifens oder der Bahn zu folgen» der gleichseitig i2~u
zweiten Kantenfühler um einen gMehen Betrag« jedoch in. entgegengesetzter Sichtung, auslenkt und der zwei hydraulisch
β Stoßheber enthält t die hydraulisch in Heilte ge-
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schaltet sind und deren bewegliche Teile mechanisch
einen speziellen Kantanfühler einzustellen vermögen,
eine Einrichtung, die die Beträge der entgegengesetzten
Auslenkungen der Kantenfühler miteinander vergleicht, eine Einrichtung, die nach Maßgabe dieses Vergleiches
das Volumen der hydraulischen Flüssigkeit in der hydraulischen Serienschaltung der Stoßheber jedesmal dann
verändert, trenn die Differenz zwischen den Beträgen
der entgegengesetzten Auelenkungen der Kantenfühler einet vorher festgelegten Wert überschreitet und einen
zweiten Servo-Mechanismus, der nur auf das Signal des
zweiten Kantenfühlers anspricht,und der die zweite
Kante des Streifens oder der Bahn steuert, um den zweiten Kantenfühler nachzuführen·
Die Erfindung läßt sich leicht auf bekannte Arten Von
Steuervorrichtungen zum Vervielfältigen von Streifen oder Bahnen anwenden, in denen zwei hydraulische Mo tore
sich gleichzeitig in derselben Richtung beweg»^oVorrichtungen, die mehrere Streifen ν übereinander führen um
Beachichtungen herzustellen, sind ein typisches Beispiel
für die Anwendung der Erfindung.
Es ist daher ein weiterer Gegenstand der Erfindung«
eine Vorrichtung zum automatischen Abfühlen und korrigieren der relativen Abweichung zwischen zwei hydraulischen
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Motoratellungen zu schaffen in jeder Anordnung, in der
zwei hydraulische Motore in Reihe geschaltet sind und
durch den Fluß einer inkotnpressiblen Flüssigkeit angetrieben werden·
Weitere Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausfuhrungsbeispiels t die sich auf die Zeichnung beziehtf
in der ein SchaItschema einer bevorzugten Ausführungeform
der Erfindung dargestellt wist·
In der Figur ist ein Streifen oder eine Bnhn 10 aus
beliebigem Material zwichen zwei Kantenfüalera 12 und -14 dargestellt· In einer beispielsweise^ ÄatyQKiÄsmg dor
Erfindung kann der Streifen 10 eine Breite von atwa
90 cm bis 120 cm aufweisen·
Sin Ansgangssignal vom linken Kantenfühler 12 wird über
eine Leitung 16 an einen Servo-Vorstärker 18 angelegtt
der als Strahlrohrverstärker ausgebildet sein kann und
der ein Differential« Druck-Ausganssignal auf den
Leitungen 20 und 22 erzeugt· Der Kantenfühler 12 kannA
in Abhängigkeit von unterschiedlichen Anwendungen der Erfindung, entweder fotoelektrisch bzw« pneumatisch arbeiten
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oder einen mechanischen Fühler zum Abfühlen einer
Abweichung aufweisen·
Es soll angenommen werden, daß in der dargestellten Anordnung der Kantenfühler 12 einen pneumatischen
Strahlrohrverstärker 18 mit pneutischen Bingangssignalen
versorgt· Strahlrohrverstärker* die auf mechanische Auslenkungen oder Kräfte bzw· auf elektrische Signale
ansprechen, sind ebenfalls bekannt·
Im dargestellten Ausfürhungsbeispiel sind die Ausgänge
des Strahlrohrverstärkers 18 an zwei hydraulische Stoßheber angeschlossen, die hydraulisch in Reihe geschaltet
sind·
Ein Signal in einer Richtung vom Fühler 12 erzeugt ein
Ausgangssignala durch welches der Druck in der Leitung
20 gegenüber demjenigen in der Leitung 22 ansteigt« so
daß sich der Kolben 24 in Zylinder 26 nach links
bewegt· Gleichseitig wird Flüssigkeit vom Zylinder 26
über die Leitung 28 zur linken Seite des Kolbens 30 im
Zylinder 32 befördert· Zugleich wird weiterhin Flüssigkeit
vom Zylinder 32 abgegeben, so daß sich der Kolben 30 nach
rechts bewegt·
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das in der Leitung 22 einen höheren Druck als in der Leitung 20 verursacht, wird den Kolben 30 nach
linkst und den Kolben 2k nach rechts bewegen« In jedem
Fall ist es absolut notwendig, daß sich die beiden Kolben exakt um den gleichen Betrag in entgegengesetzten
Richtungen bewegen, wenn die Mittellinie des Streifens oder der Bahn 10 richtig ausgerichtet sein solle
Der Figur läßt sich entnehmen, daß der Kolben 30 mechanisch mit dem Kantenfühler Ik verbunden ist· Sein
Ausgangssignal wird über eine Leitung 3k einem Servo-Mechanismus
zugeführt, der die Streifen-Ausrichtvorrichtung
antreibtο Diese an sich bekannte Vorrichtung ist
lediglich in Form eines Kästchens dargestellt· Sie kann
eine herkömmliche Streifen-Ausrichtrolle oder Steuerwalze
enthalten«
Der Strahlrohrverstärker ld kann bei vielen Anwendungen
der Erfindung durch an sich bekannte Steuerventile oder Servo·»Ventile ersetzt werden, die im imiatBtliehen
die gleiche Funktion erfüllen und das Abfühlsignal
verstärken und gegenhenenfalle übertragene Der Servo-Mechanismus
für die Streifen-Auerichtvorrichtuas oder
die Steuerwalz« kann ebenfalle in einer beliebigen Aauführungsforni vorgesehen «ein·
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it der Kolben 30 inaner um den gleichen, aber entgegengesetzten
Betrag ausgelenkt wird, wie der Kolben 24, und damit die beiden Kolben 24 und 30 immer exakt
in der gleichen Entfernung von der Bezugsmittellinie verbleiben, ist es notwendig, daß das Gesamtvolumen der
Flüssigkeit in beiden Zylindern links vom Kolben 24 und 30, sowie in der Leitung 28, die die beiden Zylinder
miteinander verbindet! konstant bleibte DIeses Volumen
wird als kritisches Volumen bezeichnet» Eine Leckage von Flüssigkeit um jeden Kolben herum, oder eine Leckage
von Flüssigkeit in jedem Kolben gegenüber Atmosphärendruck rufto wie sich der Figur entnehmen läßt, eine
relative Bewegung zwischen den beiden Kanteasrfühlera 12
und 14 hervor, die nicht gegensätzlich gleich ist» Dadurch$
wird ein Fehler in der Ausrichtung hervorgerufen, die
der Streifen oder die Bahn gegenüber einer Mittellinie einnimmt·
Um eine derartige Abweichung xnfolge Leckage in der Anordnung abzufohlen und zu korrigieren, sind erfindungsgemäß
mechanische Mittel zwischen, beiden Kantenfühlern
12, 14 und den Kolben angeordnet, die die Entfernung
zwischen beiden messen· Außerdem sind Schalter vorgesehen
VQ jedesmal' dann, wenn der Abstand zwischen den beiden
Abfühlem und den Kolben eine Abweichung aufweist« jeweils
•inen entsprechenden Strosdcrels su erregen· Zudem ent-
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hält die Erfindung eine Einrichtung» die in Abhängigkeit von den beiden Stromkreisen arbeitets um das kritische Flüi-siikeitsvolumen konstant zu halteno
Wie sich der Figur entnehmen läßt ist ein Gehäuse
36 mechanisch mit dem Kolben 24 verbunden und kann von diesem eingestellt werden· Das Gehäuse 36 enthält ein
Paar gegensätzlich betätigter elektrischer Grenzkontakte 38 und 40v einen Schwenkarm 42 und eine Feder 44, die
sowohl als i\vack-«ils auch als Zugfeder arbeiten kann·
Wahrend der normalen Arbeitsweise der Vorrichtung liegt
der Schwenkarm 42 auebalanciert anriechen den Schaltern
38 und 40. Beide Schalter bleiben offen« In arr ¥'.--rar
sind;der besseren Klarheit we&t>njdie KoutaL*,-s 48 >^<: ~-0
der beiden Schalter außerhalb des Gehäuse· $6 dargestellte
Die Feder 44 wijcd verwendet, um im Seil 52 eine Spanmsaxg
aufrecht asu erhalten· Das Seil 52 ist Über eine gehäusefeste Rollo 51 an die Stange des Kolbens 30 angeschlossene
Es wird nun angononien, daH eine ßeötisieru&g der Streifenbreite den Kantenfiililer 12=vlran?.aßt4 sich ua wenige
Zentimeter stach rechte zu bewegeno Die Figur läßt erkennen« daß eine aolehe Bewegung des Kantenfühlers 12
den Kolben 24 und das Gehäuse 36 um einen entsprechenden
Betrag bawegt· Venn non der Kolben 30 in entgegengesetste
Richtung um einen exakt entaprechenden Betras wie der
BAD ORlGfNAt 00 9 821/0810
157A352
Kolben 24 bewegt wird, so wird dem Seil 52 und dem
Schwenkarm 42 gestattet, sich nach rechts zu bewegen und zwar um genau den richtigen Betragt um beide Schalter
48, 52 offen zu halten·
Wenn eich hingegen beide Kolben 24, 30 nicht genau um den
gleichen Betrag in entgegengesetzter Richtung bewegen und mit ungleichen Entfernungen von der Bezugamittellinie anhalten, so wird der eine oder der andere Schalter
48 bzw· 52 plötzlich geschlossen· Der Figur laßt sich
entnehmen, daß in den Stromkreisen« die von den Schaltern 48 bzw· 50 gesteuert werden, Hagnetventile 5^ bzw· 56
liegen,, die die Verbindungsleitung 28 entweder mit einer
Druckversorgung, bzw0 mit einem FlüssigkeitenVfluß irr .·-
binden·
Durch das plötzliche Schließen eines der Schalter 48 „
50 wird nun plötzlich eines der beiden Magnetventile
54 bzw« 56 erregt·
Der Figur läßt sich weiter entnehmen, daß die verbindung der Rolle 51 und dec Seiles 52 zum Schwenkarm 42 alge»
braisch die Auslenkung des Kolbens 24 und diejenige des Kolbens 30 summiert, um eine Auslenkung des Armes
42 (relativ zum Gehäuse 36 und den Schaltkontakten) zu veranlassen, die der Differenz zwischen den Auslenkungen
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der beiden Kolben entspricht·
Wird beispielsweise angenommen, daß Flüssigkeit aus der Dichtung an der linken Seite des Zylinders 32 herausleckt«
so bewegen sich der Kolben 3° und der Kantenfühler 14 etwas nach linksο Die sich daraufhin ergebende Lockerung
im Seilzug 52 gestattet dem Schwenkarm 42 sich im Gegenuhrzeigersinn zu drehen« wodurch Schalter 40 bzw· 50
geschlossen wird» so daß sich das Magnetventil 56 erragt·
Die Erregung des Magnetventile 56 gestattet Flüssigkeit
aus dem Druckvorratsystem in die Leitung 28 überzutreten und die Flüssigkeit nachzufüllen« die durch die genannte
Dichtung herausgeleckt war· Die in die Leitung 28 gelangte Flüssigkeit verlagert den Kolven 30 und den Kantenfuhler
14 nach rechts« wodurch das Seil 52 gestrafft und der Schwenkarm 42 in seine Mittellage zurückgeführt wird·
Hierdurch wird das Magnetventil 56 geschlossen sobald
sich das System wieder im Balancezustand* bärfindet·
Es wird jetzt angenommen« daß Flüssigkeit zwischen Kolben 30 und Zylinder 32 hindurchtritt und so eine Bewegung des
Kolbens 30 nach rechts gestattet· Hierdurch wird über
den Seilzug 52 der Schwenkarm 42 verschwenkt« der Schalter
38 bzw. 48 geschlossen« das Magnetventil 54 erregt und
Flüssigkeit von der linken Seite des Zylinders 32 abgeführt,
bis sich die Vorrichtung wieder im ausbalancierten Zustand befindet·
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In der Praxis ist es leicht)die Schalter 38 und 40 bzw· 48 und 50 so anzuordnen, daß sie schon bei
sehr geringer Auslenkung des Schwenkarmes 42 von seiner Mittellage schließen, so daß die Abweichung oder Unbalance der Vorrichtung so geringfügig eingestellt werden
kann, daß einel/100 bis 1/10 mm Abweichung leicht abgefühlt und korrigiert werden können·
Wie bereits oben erwähnt, kann die Erfindung leicht
sowohl bei allen Anordnungen, so an verschiedenen Steuervorrichtungen bei der Streifenbeschichtung, in denen
zwei in Reihe geschaltete hydraulische Motoren gleichzeitig und gleichsinnig arbeiten, als auch bei den zuvor
beschriebenen Anordnungen verwendet werden, in denen die
Motoren in entgegengesetzten Richtungen arbeitend
Wenn darüber hinaus die Rolle 51 und das Seil 52 aus einer
Anordnung nach Figur 1 fortgedacht werden, und die Schaltelemente 32 und 36 jeweils fest mit den Kolbenstangen
der Kolben 24 und 30 verbunden werden, kann die Anordnung
in einer ähnlichen Art, wie beschrieben, arbeiten um einen festen Abstand zwischen zwei Kolben einzuhalten·
009821/0610
Claims (1)
- Me/Ti P, j. kk7 Prankfurt/Main3. Febr. 1967PatentansprücheVorrichtung zum Zentrieren bewegter Streifen oder Bahnen gekennzeichnet durchzwei Kantonfühler (12- Ik) t die relativ zu den Kanten des Streifens oder der Bahn (10) beweglich angeordnet sind, einen ersten Servomechanismus (18, 20, 22, 26„ 20, 32), der nur auf einen ersten (12) der Kantenfühler (12,14) anspricht und diesen bewegt, um Veränderungen der ersten Kante des Streifens oder der Bahn (10) zu folgen, der gleichzeitig din zweiten Kantenfühler (14) um einen gleichen Betrag, jedoch in entgegengesetzter Richtung auslenkt, und der zwei hydraulische Stoßheber (2k, 26} 30, 32) enthält, die hydraulisch in Reihe geschaltet sind, und deren bewegte Teile mechanisch einen speziellen Kantenfühler (12, Ik) einzustellen vermögen, eine Einrichtung, die die Beträge der entgegengesetzten Auslenkung en der Kantenfühler (12, Ik) miteinander vergleicht, eine Einrichtung, die nach Maßgabe dieses Vergleiches has Volumen der hydraulischen Flüssigkeit in der hydraulischen Serienschaltung der Stoßheber (24, 26; 30, 32}009821/OfIOjedesmal dann verändert, wenn die Differenz zwischen den Beträgen der entgegengesetzten Auslenkungen der Kantenfühler (12, 14) einen vorher festgelegten Wert überschreitet und einen zweiten Servo-Mechanismus, der nur auf das Signal des zweiten Kantenfühlers (l4) anspricht und der die zweite Kante des Streifens oder der Bahn (10) steuert, um den zweiten Kantenfühler (14) nachzuführen·2, Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,daß die Einrichtung zum Vergleich der entgegengesetzten Auslenkungen der Kantenfühler (12, 14) elektrische Schalter (48, 50) enthält, die auf die Auslenkung der Kantenfühler (12, 14) ansprechen, und daß die Einrichtung zum Verändern des Flüssigkeitsvolumens elektrisch steuer-Bare Ventile (54, 56) enthält, die an die elektrischen Schalter (48, 50) angeschlossen sind·3· Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet,daß eines (56) der elektrisch- steuerbaren Ventile (54,56) an «in· hydraulische Druckversorgung und das andere elektrisch steuerbare Ventil i5k) an einen hydraulischen Auslaß angeschlossen ist·009821 /0610Vorrichtung zum Steuern bewegter Streifen oder Bahnen gekennzeichnet durcheinen Servo-Mechanisnrus mit zwei hydraulischen Stoßhebern, (24, 26 J 30, 32), von denen jeder einen Zylinder (26, 32) und einen Kolben (24, 30) enthält und deren Zylinder (26, 32) hydraulisch in Reihe geschaltet sind« eine Einrichtung, die mechanisch an die Kolben (24,30) der Stoßheber angeschlossen ist, und die die Bewegungen der Kolben (24, 30) miteinander vergleicht und eine Einrichtung, die nach Maßgabe dieses Vergleiches das Volumen der hydraulischen Flüssigkeit in der Reihenschaltung der beiden Kolben (26, 32) jedesmal dann verändert, wenn die Differenz zwischen den Beträgen der entgegengesetzten Auslenkungen der Kolben (24, 30) einen vorher festgelegten Wert überschreit et οVorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet,daß die Einrichtung zum Vergleich der Bewegungen der Kolben (24, 30) elektrische Schalter (48, 50) enthält, die nach Maßgabe der Auslenkung der Kolben (24, 30) schalten, und daß die Einrichtung zum Verändern des Flüssigkeitsvolumens elektrisch steuerbarο Ventil*^!56) enthält, die an die elektrischen Schalter (48, 50) angeschlossen sind·009821/06106. Vorrichtung nach den Ansprüchen k und 5 t dadurch gekennzeichnet!daß eines (56) der elektrisch steuerbaren Ventile 56) an eine hydraulische Druckversorgung( und das andere elektrisch steuerbare Ventil (5^) an einen hydraulischen Auslaß angeschlossen ist·009821/0610
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