DE1574418B1 - Fuehrungsvorrichtung fuer laufende Materialbahnen - Google Patents

Fuehrungsvorrichtung fuer laufende Materialbahnen

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DE1574418B1 DE19671574418D DE1574418DA DE1574418B1 DE 1574418 B1 DE1574418 B1 DE 1574418B1 DE 19671574418 D DE19671574418 D DE 19671574418D DE 1574418D A DE1574418D A DE 1574418DA DE 1574418 B1 DE1574418 B1 DE 1574418B1
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ROCKFORD SERVO CORP
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Description

  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • Dadurch ergibt sich eine symmetrische Anordnung, so daß Abweichungen nach beiden Richtungen gleichermaßen ausgeglichen werden können.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • Die Erfindung wird an Hand eines Ausführungsbeispiels in der folgenden Beschreibung erläutert.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.

Claims (9)

  1. Patentansprüche: 1. Führungsvorrichtung für laufende Materialbahnen mit mindestens einer die Bahn berühren den 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, dadurch gekennzeichn e t, daß das Gestell (16) oder der Rahmen (18) kreisbogenförmig angeordnete Schienen (31, 32) oder Schienenabschnitte trägt, längs welchen an der anderen dieser beiden Einrichtungen (Rahmen 18 oder Gestell 16) angeordnete Führungselemente (37) relativ verschiebbar geführt sind, und daß die kreisbogenförmig angeordneten Schienen (31, 32) einen gemeinsamen Krümmungsmittelpunkt (C) haben.
  2. 2. Führungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Krümmungsmittelpunkt (C) der kreisförmig gebogenen Schienen (31, 32) in der die Führungsrolle (10) etwa in der Mitte schneidenden, zu ihrer Achse senkrechten Längsebene liegt.
  3. 3. Führungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Führungselement (37) einen Halter (38) für eine Anzahl mit den kreisbogenförmig angeordneten Schienen zusammenwirkender Lamellen (L) auf weist.
  4. 4. Führungsvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Halter zwei längs der Schiene (31 bzw. 32) im Abstand liegende Schenkel (41) aufweist, zwischen denen die Lamellen (L) aufgenommen und gehaltert sind.
  5. 5. Führungsvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Schenkel (41) Öffnungen für die Schienen aufweisen, daß der Öffnungsquerschnitt größer als der Schienenquerschnitt ist und daß die Öffnungsränder durch die mit den Schienen zusammenwirkenden Lamellen (L) von den Schienen im Abstand gehalten werden.
  6. 6. Führungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Lamellen (L) alle denselben Öffnungsquerschnitt zur engen Aufnahme der jeweiligen Schiene (31 bzw. 32) aufweisen und daß die Lamellen (L) eines in einem Halter (41) befestigten Lamellenpaketes relativ zueinander entsprechend der Krümmung der Schiene versetzt angeordnet sind.
  7. 7. Führungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens einige der Lamellen (L) aus verschleißfestem Material und/oder mindestens einige Lamellen (L) aus einem Material mit guten Schmiereigenschaften vorgesehen sind.
  8. 8. Führungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens einige der Lamellen aus Kunststoff bestehen.
  9. 9. Führungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest ein Teil der Lamellen mit einem Gleit- mittel, beispielsweise Molybdändisulfld-Pulver, Graphit u. dgl., imprägniert ist.
    Die Erfindung betrifft eine 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.
    Bei Maschinen, die an einer laufenden Bahn arbeiten, ist es häufig notwendig, ein seitliches Festlegen der Bahn an einer oder mehreren zwischen den Enden der Bahn angebrachten Aufuahmestellen zu bewirken.
    Zu diesem Zweck ist es bekannt, eine Rolle quer zu einer Bahn und in Reibungseingriff mit dieser anzuordnen. Tritt eine seitliche Abweichung der Materialbahn von ihrer Sollage auf, so kann diese durch eine Axialverschiebung der Rolle in der Richtung, die in der Abweichung entgegengesetzt ist, korrigiert werden. Hierdurch ist eine schnelle Korrektur der Bahnabweichung von dem gewünschten Laufweg möglich. Wenn jedoch die Kräfte, die die anfängliche Abweichung der Bahn verursacht haben, fortbestehen, so erfordert dies eine weitere Axialverschiebung der Korrekturrolle. Es ist klar, daß die Bewegung der zylindrischen Rolle in ihrer Axialrichtung quer zur Materialbahn eine ständige Korrektur der Bahnabweichungen nicht gewährleisten kann, da, wenn die Rolle dauernd in einer Richtung bewegt wird, bald ein Punkt erreicht sein wird, wo sie nicht mehr in ausreichender Berührung mit der Materialbahn ist.
    Es ist auch bekannt, daß eine flache oder nahezu flache, laufende Bahn, die über Reibung mit einer zylindrischen Rolle gekuppelt ist, versuchen wird, sich rechtwinklig zur Achse der rotierenden Rolle zu bewegen. Wenn die Achse der zylindrischen Rolle, bezogen auf den Weg der laufenden Bahn, abgewinkelt ist, wird die Bahn versuchen, sich gegen das Ende der Rolle zu bewegen, das zuerst von der laufenden Bahn berührt wird. Diese Tendenz der Bahn, sich gegen das Ende einer geneigten Rolle zu bewegen, bleibt so lange bestehen, wie die Bahn über die Rolle läuft, und wird erst durch einen Schlupf zwischen Bahn und Rolle begrenzt. Die laufende Bahn wird so lange versuchen sich gegen das Ende der geneigten Rolle zu bewegen, bis die anderen Kräfte, welche auf die Bahn einwirken, ausreichen, um den Zug zwischen der Bahn und der Rolle zu überdecken und einen Schlupf zwischen der Bahn und der Rolle zu bewirken.
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