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Eine weitere Grundlage der Bahnführung besteht darin, daß eine laufende
Bahn, die in Reibung mit einer zylindrischen Rolle steht, versuchen wird, sich seitwärts
in einer solchen Richtung zu bewegen, daß die gesamte Spannung in der Bahn anwächst.
Wenn somit die Rolle schräg gestellt wird in einer Richtung, in der die Spannung
auf einer Seite der Rolle die auf der anderen Seite übersteigt, wird die Bahn versuchen,
sich gegen das Ende der Rolle zu bewegen, welches die Spannung in der Bahn erhöht.
Dieses letztere Prinzip findet bei den bekannten Bohrrollen
und
konischen Obersetzungsrädern Anwendung. Während dieser Gesichtspunkt beim Zentrieren
von Förderbändern od. ä. manchmal nützlich ist, ist er nicht immer von allgemeiner
Nützlichkeit bei der Führung von Bahnen, die ungleichmäßig gestreckt oder sogar
gezerrt sind, wenn ungleichmäßige Spannungen aufgebracht werden.
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Es ist bereits bekannt, die Führungsrolle so anzuordnen, daß sie
auf einem bogenförmigen Weg bezüglich des Laufweges der Bahn bewegbar ist. Zu diesem
Zweck wird die Führungsrolle bei einer bekannten Anordnung an den Enden langer schwenkbarer
Stützarme gelagert, so daß die von den Schwenkarmen geführte Rolle um eine Achse
senkrecht zur Bahnebene verschwenkbar ist. Da die Krümmung der bogenförmigen Bahn
verhältnismäßig klein sein muß, werden relativ lange Stützarme verwendet. Auf Grund
der Hebelwirkung, die den auf die Führungsrolle wirkenden Druck um ein Vielfaches
verstärkt auf das oder die Lager überträgt, treten bei dieser Ausführung erhebliche
Lagerprobleme auf. Geringstes Spiel im Lager bedeutet bereits erhebliche Führungsungenauigkeiten.
Außerdem ist diese Konstruktion wegen der notwendigerweise langen Schwenkarme sehr
raumaufwendig.
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Eine andere bekannte Führungseinrichtung vermeidet die Nachteile
langer Stützarme zur Führung der Führungsrolle auf einer bogenförmigen Bahn dadurch,
daß die Führungsrolle oder die Führungsrollen beidseitig auf getrennten Schlitten
gelagert sind, die ihrerseits auf schräg zur Materialbahnbewegungsrichtung angeordneten
geraden Schienen verschiebbar sind. Da die Schlitten auf geraden Schienen geführt
sind, ist auf diese Weise eine Verschwenkung der Führungsrolle auf einer quasi bogenförmigen
Bahn möglich. Allerdings treten beim Verschwenken der Führungsrolle relative Drehbewegungen
zwischen der Führungsrolle und den Schlitten auf. Die Führungsrolle muß daher drehbar
auf dem Schlitten angeordnet sein, und die Schlitten dürfen außerdem nicht starr
miteinander verbunden sein. Dies hat ein unvermeidliches Lagerspiel und damit verbundene
Führungsungenauigkeiten zur Folge.
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Es ist bereits vorgeschlagen worden, bei einer Führungseinrichtung
mit mindestens einer die Bahn berührenden Führungsrolle, diese in einem starren
Gestell zu lagern, das sich an Schwenkarmen kreisbogenförmig um eine zur Materialebene
senkrechte Achse verschwenken läßt. Die Schwenkarme übernehmen bei diesem Vorschlag
lediglich die Führung auf dem Kreisbogen, während der von der Materialbahn auf die
Führungsrolle wirkende Druck auf gerade Schienen übertragen wird, auf denen sich
der starre Rahmen mittels Rollen bewegt. Bei diesem Vorschlag sind die Lagerprobleme
zwar weitestgehend ausgeschaltet, was jedoch nur mit einer sehr aufwendigen Konstruktion
erreicht wird.
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Es ist daher die Aufgabe der Erfindung mit einer baulich einfachen
Konstruktion eine exaktere Bahnführung zu erreichen, als dies mit den bekannten
Konstruktionen möglich ist.
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Die Aufgabe der Erfindung wird dadurch gelöst, daß bei einer Führungsvorrichtung
für laufende Materialbahnen mit mindestens einer die Bahn berührenden Führungsrolle,
welche in einem Gestell drehbar gelagert ist, das seinerseits an einem stationären
Rahmen quer zur Bahnlaufrichtung auf Schienen
verschiebbar und derart verschwenkbar
geführt ist, daß sich die Führungsrolle bei einer Querverschiebung winklig zur Querrichtung
der Bahn einstellt, das Gestell oder der Rahmen kreisbogenförmig angeordnete Schienen
oder Schienenabschnitte trägt, längs welchem an der anderen dieser beiden Einrichtungen
(Rahmen oder Gestell) angeordnete Führungselemente relativ verschiebbar geführt
sind, und daß die kreisbogenförmig angeordneten Schienen einen gemeinsamen Krümmungsmittelpunkt
haben.
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Mit der erfindungsgemäßen Anordnung wird eine exakte Führung entlang
eines Kreisbogens ermöglicht. Da die Schienen, auf denen die Führungselemente geführt
werden, einen gemeinsamen Krümmungsmittelpunkt haben, treten zwischen den Führungselementen
und dem Rahmen oder dem Gestell keine Relativbewegungen auf, so daß eine starre
Verbindung vorgesehen werden kann. Lagerspiel sowie die damit verbundenen Ungenauigkeiten
werden vermieden. Da Schwenkarme weder zur Führung noch zur Lagerung benötigt werden,
ist diese Konstruktion außerdem außerordentlich platzsparend.
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Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung liegt der Krümmungsmittelpunkt
der kreisförmig gebogenen Schienen in der die Führungsrolle etwa in der Mitte schneidenden
zu ihrer Achse senkrechten Längsebene.
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Dadurch ergibt sich eine symmetrische Anordnung, so daß Abweichungen
nach beiden Richtungen gleichermaßen ausgeglichen werden können.
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Bei einer weiteren Ausgestaltung weist jedes Führungselement einen
Halter für eine Anzahl mit den kreisbogenförmig angeordneten Schienen zusammenwirkender
Lamellen auf. Für die Führung der Führungselemente auf den Schienen eignen sich
Lamellenpakete besonders gut, da sich mit ihnen sehr leichtgängige aber dennoch
stabile und genaue Lagerungen herstellen lassen.
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Gemäß einer anderen Ausgestaltung der Erfindung weist jeder Halter
zwei längs der Schiene im Abstand liegende Schenkel auf, zwischen denen die Lamellen
aufgenommen und gehaltert sind. Hierdurch wird eine besonders einfache Anordnung
geschaffen, um die Lamellen zu einem festen Paket zusammenzufassen.
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Eine andere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch
gekennzeichnet, daß die Schenkel Öffnungen für die Schienen aufweisen, daß der Öffnungsquerschnitt
größer als der Schienenquerschnitt ist und daß die Öffnungsränder durch die mit
den Schienen zusammenwirkenden Lamellen von den Schienen im Abstand gehalten werden.
Auf diese Weise wird gewährleistet, daß die Schienen lediglich Kontakt zu den Lamellen,
nicht aber zu den Öffnungsrändern der Schenkel haben, was eine Metallauf-Metall-Reibung
zur Folge hätte.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung weisen die Lamellen
alle denselben Öffnungsquerschnitt zur engen Aufnahme der jeweiligen Schiene auf,
und die Lamellen eines in einem Halter befestigten Lamellenpaketes sind relativ
zueinander entsprechend der Krümmung der Schiene versetzt angeordnet. Da die Lamellen
in Schenkeln gehalten sind und an ihrem äußeren Umfang nicht geführt werden, kann
durch Versetzen der einzelnen Lamellen gegeneinander auf einfachste Weise ein der
Krümmung der Schiene entsprechender Durchgang durch das Lamellenpaket erzeugt werden.
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Ferner ist vorteilhaft, daß mindestens einige der Lamellen aus verschleißfestem
Material und/oder mindestens einige Lamellen aus einem Material mit guten Schmiereigenschaften
vorgesehen sind. Dadurch lassen sich die Lagereigenschaften verbessern und weitestgehend
wartungsfreie Lager schaffen.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung bestehen mindestens
einige der Lamellen aus Kunststoff. Mit Kunststofflamellen läßt sich sowohl ein
günstiger Reibwert als auch eine billige Lamellenherstellung erzielen.
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Bei einer anderen vorteilhaften Ausgestaltung ist zumindest ein Teil
der Lamellen mit einem Gleitmittel, beispielsweise Molybdändisulfid-Pulver, Graphit
u. dgl., imprägniert. Durch Schmier- oder Gleitmittelzusätze können die Eigenschaften
des Lamellenlagers weiter verbessert werden, so daß die Führungseinrichtung keiner
Wartung bedarf.
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Die Erfindung wird an Hand eines Ausführungsbeispiels in der folgenden
Beschreibung erläutert.
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Es zeigt Fig. 1 eine graphische Seitenansicht eines Bahnführungsapparates
mit den Merkmalen der vorliegenden Erfindung, Fig. 2 eine abgebrochene Draufsicht
der Bahnführungsrollenanordnung, bei der Teile abgebrochen sind, um Konstruktionsdetails
zu verdeutlichen und bei der das Steuersystem schematisch gezeigt ist, F i g. 3
eine abgebrochene Seitenansicht der Bahnführungsrollenvorrichtung in einem größeren
Maßstab als bei Fig. 2 und mit abgebrochenen Teilen, um Konstruktionsteile zu illustrieren,
Fig. 4 eine Endansicht der Bahnführungsrollenvorrichtung in dem gleichen Maßstab
wie Fig.3, Fig. 5 eine abgebrochene Seitenansicht entlang der Linie 5-5 in Fig.
2, wobei der Unterstützungsapparat in einem vergrößerten Maßstab dargestellt ist,
Fig. 6 eine abgebrochene Teilansicht entlang der Linie 6-6 in Fig. 5, F i g. 7 eine
quer abgebrochene Teilansicht entlang der Linie 7-7 der F i g. 5, Fig. 8 eine Enddraufsicht,
die eine modifizierte Bahnführungsrollvorrichtung darstellt, und F i g. 9 eine Enddraufsicht,
die eine alternative Anordnung zum Aufwickeln der Bahn durch die Fülhrungsrollenanordnung
der F i g. 8 darstellt.
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Gemäß Fig. 1 schließt die Führungsvorrichtung eine oder mehrere Führungsrollen
10 ein, die drehbar mittels Lagerstellen 15 an ihren Seiten gehalten werden. Um
eine seitlich wirkende Kraft auf die Bahn W ausüben zu können, muß die Führungsrolle
10 reibend mit der Bahn W verbunden sein. Dies wird dadurch erreicht, daß die Führungsrolle
10 gegen eine durch die angrenzenden feststehenden Führungsrollen 11 und 12 festgelegte
Ebene versetzt ist, so daß die Bahn W, die in der durch den Fall (Fig. 1) dargestellten
Richtung läuft, einer Richtungsänderung unterzogen wird, wenn sie von der Vorrolle
11 über die Führungsrolle 10 zur Nachrolle 12 läuft. Die Bahn W liegt dadurch unter
einer gewissen Spannung auf der Führungsrolle 10 auf.
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Die in Fig. 1 dargestellte Anordnung verwendet lediglich eine Führungsrolle
10, jedoch sind in den Fig. 8 und 9 auch Beispiele für die Verwendung von zwei Führungsrollen
gezeigt. In dem in F i g. 8 gezeigten Beispiel ist die Bahn einem Richtungswechsel
von nahezu 1800 unterzogen und wird einem
ersten Richtungswechsel von 900 beim Passieren
der Rolle 10a und einem zweiten Richtungswechsel von 900 beim Passieren der Rolle
10b unterzogen. In der in F i g. 9 gezeigten Form sind Doppelrollen nahezu in der
Ebene der hereinlaufenden und herauslaufenden Bahn W angeordnet, und die Bahn bleibt
während des Durchlaufens über eine der Rollen, wie z. B. 10a, und dann unter der
anderen der Rollen, z. B. 10 b, in reibendem Kontakt mit den Rollen.
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Um eine Zerstörung, wie z. B. nicht gleichmäßig gestreckter oder
sogar gezerrter Bahnen infolge der Bewegung der Führungsrolle, zu vermeiden, ist
die Führungsrichtung so angeordnet, daß die Spannung in der Bahn, wenn diese über
die Führungsrolle 10 läuft, im wesentlichen während der Bewegung der Führungsrolle
10 quer zu dem Laufweg der Bahn W konstant bleibt.
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Die Lagerstellen 15 für die Rolle 10 sind auf einem bewegbaren Gestell
16 montiert, das durch eine Führungseinrichtung 17 mit einem festen Rahmen 18 verbunden
ist. Das bewegliche Gestell 16 weist ein kanalförmiges Glied 21 auf, das sich über
die Länge der Führungsrolle 10 erstreckt und an dem die Lagerstellen 15 befestigt
sind. Die Lagerstellen 15 stehen in fester Beziehung und in axialer Ausrichtung
mit dem bewegbaren Gestell 16. Der feststehende Rahmen 18 erstreckt sich ebenfalls
über die Länge der Rollen 10 und hat, wie gezeigt, auch im allgemeinen die Form
eines Kanalgliedes 22. Der Rahmen 18 kann in irgendeiner geeigneten Weise auf dem
Maschinengestell angeordnet werden und z. B. mittels Klammern 24 und Füßen 25 auf
ein Rahmenteil 26 der Maschine montiert werden.
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Die Führungsrolle 10 ist auf einem gebogenen Weg quer zum Laufweg
der Bahn W bewegbar. Der Krümmungsradius dieses Weges bestimmt den Wert der Schrägstellung
der Rolle 10 für jede Einheit der Rollenaxialbewegung. Der Krümmungsradius hängt
von verschiedenen Faktoren, wie z. B. der Bahnbreite, der Flexibilität der Bahn,
dem Reibungskoeffizienten zwischen der Bahn W und der Führungsrolle 10, den Wert
und der Gleichmäßigkeit der Spannung in der Bahn W sowie der Bahngeschwindigkeit,
ab und wird von Fall zu Fall bestimmt werden müssen. Allgemein hat sich herausgestellt,
daß vorzugsweise ein Krümmungsradius von zwei- bis achtmal der Breite der von der
Rolle 10 zu führenden Bahn W zu verwenden ist. Dennoch kann es in einigen Anwendungsfällen,
insbesondere bei hohen Bahngeschwindigkeiten vorteilhaft sein, kleinere Krümmungsradien,
z. B. in der Größenordnung einer halben Breite der Bahn, zu verwenden. Die Führungsrollen
haben eine Gesamtlänge, die um einen Wert etwas größer als die gesamte Querbewegung
der Führungsrollen relativ zu den Bahnen während der Führung derselben größer ist
als die maximale Breite der von den Rollen geführten Bahnen. In dem in Fig. 2 gezeigten
Beispiel ist die Führungseinrichtung 17 für die Unterstützung der Lagerrolle für
eine Bewegung um einen Krümmungsmittelpunkt 6 angebracht, welcher seitlich von den
Führungsrollen in einem Abstand, der im wesentlichen gleich der doppelten Länge
der Führungsrollen ist, versetzt ist, und wobei das Bogenzentrum in einer Ebene
angebracht ist, die senkrecht zu den Führungsrollen im wesentlichen in der Mitte
zwischen ihren Enden angeordnet ist, wenn die Führungsrollen in ihrer in F i g.
2 gezeigten Mittelstellung sind.
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Die Führungseinrichtung 17 schließt bogenförmige Führungsschienen31,
32 und Führungselemente 37 ein. Die Führungsschienen können entweder am Gestell
16 oder am Rahmen 18 angebracht sein, während die Führungselemente37 gerade am anderen
der beiden Teile befestigt sind. Wenigstens ein, vorzugsweise zwei oder mehrere
gebogene Führungsschienen 31 und 32 sind angrenzend an jedes Ende des Gestells 16
vorgesehen, um eine stabile Unterstützung für das bewegbare Gestell 16 auf dem stationären
Rahmen 18 zu gewährleisten. Die Schienen sind im Ausführungsbeispiel mittels Abstandshaltern
35 und Schrauben 36 am Rahmen 18 befestigt. Die Schienen 31 und 32 bilden an jedem
Ende des Rahmens 18 Kreisbögen mit inneren und äußeren Flächen 31 a, 31b und 32
a, 32 b, die ein gemeinsames Zentrum C aufweisen. Die Schienen 31 sind in einem
Abstand radial nach außen von den Schienen 32 angeordnet, und die Schienen 32 haben
dementsprechend einen kleineren Krümmungsradius als die Schienen 31. Der Krümmungsradius
ist um den Wert, der gleich der Differenz der radialen Abstände vom Krümmungsmittelpunkt
C ist, kleiner. Die Schienen 31 und 32 sind vorzugsweise mit polygonalem Querschnitt,
wie z. B. dem in F i g. 7 dargestellten quadratischen Querschnitt mit oberen und
unteren Flächen 31 d und 31 e, die parallel zueinander angeordnet sind, ausgebildet.
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Die Schienen 31 und 32 sind so lang, daß der Abstand zwischen den
Abstandshaltern35 mindestens gleich der gewünschten Querbewegung der Führungsrolle
10 ist. Sie sind vorzugsweise angrenzend an die Enden des Gestells 16 und des Rahmen
18 montiert, um longitudinale Stabilität zu gewährleisten.
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Unter Verlust einiger Stabilität können die Führungseinrichtungen
natürlich auch enger an das Zentrum des Gestells heranbewegt werden und bei schmalen
Bahnen in der Nähe des Zentrums unter Umständen zusammenfallen.
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Die Führungselemente 37 sind in dem dargestellten Ausführungsbeispiel
an dem kanalförmigen Glied 21 des bewegbaren Gestells 16 befestigt. Sie sind insbesondere
für die Benutzung bei gebogenen Schienen geeignet und so konstruiert, daß eine Anpassung
an Schienen verschiedener Krümmungsradien möglich ist. Wie am besten aus den Fig.
5 bis 7 zu sehen, weist das Führungselement 37 einen Halter 38 auf, der mittels
einer Schraube 39 od. ä. an dem kanalförmigen Glied 21 befestigt ist. Der Halter
38 weist im Abstand befindliche Schenkel 41 auf, die sich entlang gegenüberliegender
Seiten der inneren und äußeren Oberflächen der Führungsschiene erstrecken, angrenzend
an jedes Ende des Halters 38.
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Wie in Fig. 6 gezeigt, sind Sdie Schenkel 41 in einem seitlichen Abstand
etwas größer als die radiale Breite der Schienen angeordnet, um die Schiene lose
aufzunehmen. Zur Halterung auf den Schienen ist eine Mehrzahl von Lamellen L vorgesehen,
die die Schiene in öffnungen42 gleitend aufnehmen. Die Lamellen werden an dem Halter
z. B. mittels Bolzen 43 befestigt, welche sich durch Öffnungen44 und 45 in den Lamellen
und Öffnungen 46 in den Schenkeln 41 des Halters 38 erstrecken.
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Wie man aus F i g. 6 sieht, sind die Lamellen vorzugsweise konform
zu den gebogenen Oberflächen der Schienen 31, 32 angeordnet. Dies kann durch Montieren
der Lamellen in die Halter 38 erreicht werden, während die Lamellen auf einer gebogenen
Schiene
aufgereiht sind. Dabei werden Löcher 44, 45 in die Lamellen gebohrt, die mit den
Öffnungen 46 in den Schenkeln 41 ausgerichtet sind. Dann werden die Bolzen43 hineingefügt.
Alternativ können die Löcher 44 und 45 in ähnlicher Weise beim Herstellen der Öffnungen42
durch Stanzen gebildet werden. Um der Krümmung der Schienen zu entsprechen, können
ein oder mehrere hinzugefügte Lamellenteile geformt werden, in welche die Löcher
44 und 45 so von einer Seite von den in F i g. 7 gezeigten Stellungen abgesetzt
sind, daß, wenn die Lamellen mit ihren Löchern 45 und 44 fluchtend angeordnet sind,
die Öffnungen 42, wie in F i g. 6 gezeigt, gestaffelt sind.
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Die Gesamtlänge des Lamellenpaketes soll einen Lagerbereich bilden,
der etwas größer ist als für die Unterstützung der Führungsrollen anordnung notwendig.
Verschiedene Lamellen, wie in Fig. 5 bei L1 bis L 6 gezeigt, können dann aus einem
Material mit guten verschleißfesten Eigenschaften bestehen, wärend die anderen Lamellen
aus einem davon unterschiedlichen Material mit guten Schmiereigenschaften ausgebildet
sind. Um kleinere Toleranzen zu kompensieren und um einen bündigen Gleitsitz zwischen
den Führungselementen 37 und den Schienen 31, 32 zu sichern, werden die Lamellen
vorzugsweise aus Plastikmaterial hergestellt. Zum Beispiel wurde es als vorteilhaft
herausgefunden, einige der Lamellen L 1 bis L 6 aus Nylon vorzugsweise mit einem
Gleitmittel, wie z. B. Molybdändisulfidpulver, Graphit od. ä. zu imprägnieren. Die
anderen Lamellen werden z. B. aus Polytetrafluoräthylen hergestellt, welches einen
niedrigen Gleitreibungskoeffizienten hat und die Schienen 31, 32 schmiert.
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Verschiedene Mechanismen können vorgesehen sein, um das bewegbare
Gestell 16 relativ zu dem feststehenden Rahmen 18 entlang dem oben beschriebenen,
gebogenen Weg zu schieben. In dem dargestellten Beispiel ist für diesen Zweck eine
flüssigkeits- oder gasbetätigte Kolbenanordnung 51 mit einem Zylinder 52, einem
Kolben 53 und einer nach außen herausragenden Kolbenstange 54 vorgesehen.
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Die Kolbenanordnung 51 ist zwischen den kanalförmigen Gliedern 22
und 21 zwischen den Enden der Führungsrolle 10 montiert, um eine kompakte Bauweise
zu erreichen. Da sich das bewegbare Gestell 16 auf einem bogenförmigen Weg relativ
zu dem stationären Rahmen 18 bewegt, ist die Kolbenanordnung 51 mit dem Gestell
und dem Rahmen in einer Weise verbunden, daß eine relative Bewegung zwischen ihnen
erreicht wird. Wie dargestellt, ist der Zylinder 52 über ein Gelenk 55 mit einem
an dem stationären Rahmen befestigten Winkel 56 montiert, und der Bügel 54 ist in
ähnlicher Weise wie bei einem Gelenk 58 mit einem Winkel 59 auf dem bewegbaren Gestell
16 befestigt.
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Ein geeigneter Mechanismus zur Betätigung der Kolbenanordnung 51
schließt einen durch einen Arm 62 auf einer Stange 63 montierten Kantenfühler 61
ein. Der Arm 62 ist entlang der Stange 63 gleitbar und in justierter Stellung z.
B. durch eine Befestigungsschraube 64 arretierbar. In bekannter Weise ist der Kantenfühler
61 justierbar auf dem Arm 62 montiert, beispielsweise mittels einer Justierschraube
65, um ein feines Justieren der Fühlerstellung zu ermöglichen.
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Der dargestellte Kantenfühler beruht auf dem Vakuumprinzip und schließt
eine Öffnung 67 in einem
Bahnträgerglied 68 ein, wobei die Öffnung
durch ein Vakuumrohr69 mit einem Servomechanismus zum Betätigen der Kolbenanordnung
51 verbunden ist.
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Wie in Fig. 2 gezeigt, besteht der Servomechanismus aus einer hydraulischen
Pumpe 71, die durch einen Motor 72 angetrieben wird und Flüssigkeit oder Gas von
einem Reservoir 73 durch ein Sieb 74 und ein Filter 75 zu einem Umschaltventil 76
pumpt.
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Ein Entlastungsventil 77 ist an dem Auslaß der Pumpe vorgesehen, um
den Aufbau eines Überdrucks in dem System zu verhindern. Das Ventil 76 ist, wie
dargestellt, von dem Vierwegumschalttyp mit einer zentral geschlossenen Stellung
und beinhaltet Einlaß- und Rücklaufdurchlässe 76 a und 76 b und Kontrolldurchlässe
76c und 76 d. Die Kontrolldurchlässe sind mit Leitung 77a und 77b zum Zylinder 52
angrenzend an die gegenüberliegenden Enden verbunden. Das Ventil ist von der zentral
geschlossenen Stellung in eine Stellung bewegbar, die das eine Ende des Zylinders
durch die Leitung 77 a mit dem Flüssigkeitsdruck beaufschlagt, und in eine zweite
Stellung bewegbar, die das andere Ende des Zylinders durch die andere Leitung 77
b mit dem Flüssigkeits- oder Gasdruck beaufschlagt. Das Ventil 76 wird normalerweise
durch eine Feder 81 in einer Flußstellung gehalten und wird zu seiner anderen Flußstellung
durch einen Vakuumapparat 82 bewegt.
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Ein Signalerzeuger, gewöhnlich in der Form einer konstanten Vakuumpumpapparatur
85, die durch den elektrischen Motor 72 angetrieben wird, ist mit seiner Vakuumleitung
86 mit dem Vakuumapparat 82 verbunden, und eine Vakuumkontrolleitung 88 ist auch
mit dem Vakuumapparat verbunden. Wenn die Kontrolleitung 88 auf Atmosphärendruck
liegt, kann kein Vakuum in dem Apparat 82 aufgebaut werden. Unter diesen Bedingungen
bewegt eine Feder 81 das Ventil 76 in eine Flußstellung, nämlich in die rechte,
wie in F i g. 2 zu sehen ist.
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Wenn die Vakuumkontrolleitung 88 ganz oder teilweise geschlossen
ist, baut sich in dem Apparat 82 ein Vakuum auf und bewegt das Ventilglied gegen
die Vorspannung der Feder 81 und nach links, wie in F i g. 2 dargestellt ist, durch
die mittlere geschlossene Stellung, und zu der anderen Flußstellung. Die Kontrolleitung
88 kann direkt mit dem Vakuumkontrolldurchlaß 67 in dem Abtaster verbunden sein.
Es ist jedoch auch ein bei 91 dargestelltes Zentrierventil vorzugsweise anzuwenden
und ein selektiv arbeitendes Ventil 92 für das selektive Verbinden der Kontrolleitung
88 mit entweder dem Zentrierventil 91 oder dem Abtaster 61 vorzusehen.
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Das Zentrierventil 91 soll automatisch die Rolle während des Anlaufens
der Maschine zentrieren können und besteht aus einem gewöhnlich in der Form eines
Rohres 92 montierten Ventilkörpers, der z. B. durch das Gelenk 93 auf dem Rahmen
18 montiert ist. Das Rohr hat einen axialen Durchgang 94 und einen seitlichen Auslaß
95, der den axialen Durchgang zu der Atmosphäre hin entlüftet.
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Ein Ventilglied 96 ist für die Bewegung in dem Rohr zur Kontrolle
des durch den Auslaß 95 fließenden Stromes montiert. Das Ventilglied hat gewöhnlich
die Form eines durch ein Gelenk 98 mit dem Gestell 16 für die Bewegung mit diesem
verbundenen Bügels.
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Das Ventil 92 ist von dem flreiwegetyp und hat einen Auslaß 92 a,
der mit der Vakuumkontrollleitung 88 verbunden ist, einen zweiten Auslaß 92 b,
der
mit dem zu dem Abtaster führenden Rohr 69 verbunden ist, und einen dritten Auslaß
92 c, der durch eine Leitung 101 mit dem Zentrierventil 91 verbunden ist. Wenn das
Dreiwegeventil in der gezeigten Stellung ist, verbindet es das Zentrierventil mit
der Vakuumkontrolleitung 88, und das Zentrierventil ist so angeordnet, daß, wenn
die Rolle in ihrer Mittelposition ist, wie in ausgezogenen Linien in F i g. 2 dargestellt
ist, das Ventilglied 96 nahezu mittig quer zu dem Auslaß 95 angeordnet ist.
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Wenn die Führungsrolle nach links von der in Fig. 2 dargestellten
Mittelstellung verschoben wird, wird der Auslaß 95 geöffnet, und die Feder 81 wird
dann das hydraulische Kontrollventil 76 in eine Position bewegen, die den Kontrollauslaß
76d mit dem Druck aus der hydraulischen Pumpe 71 beaufschlagt und dadurch die Führungsrolle
10 nach rechts bewegt. Wenn die Führungsrolle 10 rechts von der Zentralstellung
liegt, wird der Auslaß95 in dem Zentrierventil geschlossen sein, und der Vakuumapparat
wird das hydraulische Ventil 76 in eine zweite Flußstellung bewegen, die den Kontrollauslaß
76 c mit dem Druck der Flüssigkeit beaufschlagt, wodurch die Rolle nach links bewegt
wird.
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In seiner Mittelstellung schließt das Ventil den Auslaß 95 teilweise,
so daß das Vakuum in dem Apparat 82 das Ventil in seine in F i g. 2 dargestellte
Mittelstellung bewegen kann. Das Dreiwegeventil 92 kann selektiv in eine andere
Stellung bewegt werden, die die Vakuumkontrolleitung 88 nur mit dem Abtastauslaß
67 verbindet. Wenn das Ventil 92 in dieser zuletzt erwähnten Stellung ist, wird
die Bewegung der Rolle nur durch den Abtaster 61 kontrolliert. Wenn der Auslaß 67
in dem Abtaster unbedeckt ist, wird bewirkt, daß die Führungsrolle 10 in einer Richtung
bewegt wird, und wenn der Abtastauslaß vollständig bedeckt ist, wird bewirkt, daß
die Führungsrolle sich in die andere Richtung bewegt. Wenn die Kante der laufenden
Bahn die Öffnung 67 halb abdeckt, wird das Kontrollventil in seine in Fig. 2 dargestellte
Mittelposition bewegt und unterbricht dadurch die Bewegung der Führungsrolle 10
und hält sie in der bewegten Stellung.
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Es versteht sich, daß der Rollenunterstützungsmechanismus die Rolle
gegen die Bewegung auf einem Bogen mit einem großen Radius unterstützt und daß die
Rolle von einer Mittelposition, in welcher sie im wesentlichen bezüglich der laufenden
Bahn zentriert ist und sich senkrecht zu dem Laufweg der Bahn erstreckt, wahlweise
rechts oder links von der Mittelposition bewegt wird. Sobald die Führungsrolle 11
axial in eine Richtung bewegt wird, wie z. B. nach links (rechts) von der Zentralstellung,
wird sie gleichzeitig in eine solche Richtung abgebogen, daß die die Führungsrolle
10 unter einem rechten Winkel verlassende Bahn W auch nach links (rechts) geführt
wird. In der Praxis ist gewöhnlich nur eine relativ kurze axiale Rollenbewegung
erforderlich, um die Abweichung der Bahn von dem gewünschten Laufweg zu korrigieren.
Bei einigen Bahnmaterialien, solchen, die sich z. B. nicht merklich strecken, ist
nur ein relativ kleiner Rollenlauf in der Größenordnung von 1,25 bis 2,5 cm notwendig.
Bei mehr federnden und streckbaren Materialien ist eine etwas größere Bewegung der
Führungsrolle notwendig, aber im allgemeinen nicht mehr als 15 cm. Wenn der I I(rümmungsradius
des Bogens, auf dem die Führungsrolle 10 bewegt wird, im Vergleich
zu
der Rollenlänge groß ist, ist klar, daß der effektive Bogen, durch den die Rolle
aus ihrer Mittelposition zu entweder extremen linken oder rechten Stellungen bewegt
wird, relativ klein ist, etwa von der Größenordnung von 1,5 oder 20. Wie man aus
Fig. 2 sehen kann, schiebt sich das Führungsrollenzentrum während der Bewegung von
einer extremen Lage in die andere nicht wesentlich in eine Richtung parallel zu
dem Laufweg der Bahn. Der Winkel der Führungsrolle 10 wechselt wie die Führungsrolle
sich von der Zentralposition um einen Wert entsprechend der Tangente an die Winkelbewegung
der Führungsrolle um den Krümmungsmittelpunkt C herausbewegt. Bei sehr kleinen Winkelbewegungen
z. B. von der Größenordnung von 1,5 bis 20 maximal, ist die Tangentenfunktion im
wesentlichen linear proportional zu der Winkelverschiebung, und die Neigung der
Führungsrolle ist deshalb nahezu linear proportional zu der Longitudinalbewegung
der Rolle aus der Mittelposition heraus. Somit sind die durch die Neigung der Führungsrolle
hervorgerufenen Korrekturwerte proportional der Longitudinalbewegung der Führungsrolle.
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Bei der Bahnführung ist es sehr erwünscht, das nicht gleichmäßige
Spannen der Bahn während der Bahnführungstätigkeit zu vermeiden, nicht nur um das
Strecken oder sogar Zerreißen der dünnen Bögen zu verhindern, sondern um auch die
Anwendung einer Spannung auf eine oder die andere Seite des dünnen Bogens zu vermeiden,
der, wie weiter oben beschrieben, versuchen wird, die Bahn in eine Richtung zu bewegen,
welche die Spannung in der Bahn anwachsen läßt. Aus Fig. 1 wird klarer, daß die
Spannung in der Bahn W während der Bewegung der Führungsrolle 10 konstant bleiben
wird, wenn der Abstand a-o-b konstant bleibt, d. h., wenn die Länge der Bahn zwischen
dem Punkt a, wo er die Vorrolle 11 verläßt, und dem Punkt b, wo er sich um die Nachrolle
12 zu wickeln beginnt, sich nicht während der Bewegung der Führungsrolle verändert.
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Mit anderen Worten, die Bewegung der Rolle oder
irgendeines Punktes
auf der Rolle in eine Richtung parallel zu dem Laufweg der Bahn, sollte entlang
einer bei c in Fig. 1 dargestellten gebogenen Linie liegen, welche den geometrischen
Ort der Punkte bildet, bei denen die Summe der Abstände von a-o-b konstant bleibt.
Wenn die Rollen 10, 11 und 12 einen vernachlässigbar kleinen Durchmesser haben,
bildet dieser geometrische Ort der Punkte eine Ellipse, deren Brennpunkte die Punkte
a und b darstellen, wo die Bahn jeweils die Vorrolle 11 verläßt und sich um die
Nachrolle 12 zu wickeln beginnt. Die Durchmesser der verschiedenen Rollen sind jedoch
nicht vernachlässigbar und die Kurve c unterscheidet sich von einer wahren Ellipse
infolge der Veränderung des Umwickelns auf die Vor- und Nachrollen, die das Verschieben
der Punkte a und b, sobald die Führungsrolle 10 bewegt wird, bewirken.
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Der Rollenunterstützungsmechanismus der vorliegenden Erfindung unterstützt
die Führungsrolle 10 gegen die Bewegung in einer Ebene. Um die Veränderung in der
Spannung der Bahn, während die Rolle schräggestellt wird, klein zu halten, ist die
Bewegungsebene der Führungsrolle vorzugsweise parallel zu einer Tangente t an die
Kurve c, wenn die Rolle in ihrer Mittelposition ist, angeordnet. Die Kurve c kann
leicht auf graphische Weise erhalten werden, wenn die Stellungen und Durchmesser
der Vor- und Nachrollen bekannt sind, indem nur Scheiben auf einem Brett von einer
Größe und in einer entsprechend der Führungsrolle und den Vor-und Nachrollen angeordneten
Lage montiert werden; indem ein unausdehnbares Element in der gleichen Art, wie
die Bahn über die Rollen läuft, übergezogen wird, und indem dann die Scheibe entsprechend
der Führungsrolle 10 in einer Weise verschoben wird, daß der Abstand a-o-b konstant
bleibt. Die Ebene der Bewegung des Unterstützungsmechanismus kann dann graphisch
so bestimmt werden, daß sie parallel zu der Tangente an diese Kurve zu liegen kommt,
wenn die Rolle sich in ihrer Mittelposition befindet.