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Die
Erfindung bezieht sich auf mindestens zwei zu einer Warenbahnsteuerung
gekoppelten Umlenkvorrichtungen für trockene und nasse
Warenbahnen, die durch die Kombination von schwenkbaren Umlenkstangen
oder -walzen für die ungebundene Bahnführung in
Verbindung mit schwenkbaren Leitwalzen für die gebundene
Bahnführung sich ergänzend die bahnlauftechnischen
Vorteile des jeweiligen Prinzips nutzbar macht und die jeweiligen
Nachteile bei der Steuerung laufender Warenbahnen gegenseitig aufhebt.
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Aus
der
DE 197 51 417
C1 ist eine Bahnlaufsteueranlage, insbesondere für
nasse textile Warenbahnen, mit mindestens zwei Umlenkstangen bekannt.
Um eine Verminderung der auf die Warenbahn einwirkenden Zugspannungen
zu erreichen, ist mindestens eine Umlenkstange als drehbar gelagerte Steuerwalze
ausgebildet und in Laufrichtung der Warenbahn mit einer Umfangsgeschwindigkeit
drehangetrieben, die größer als die Laufgeschwindigkeit
der Warenbahn ist. Es hat sich bei derartigen Bahnlaufsteueranlagen
gezeigt, dass es durch das ungebundene Gleiten der textilen Warenbahn über
eine Umlenkstange oder -walze mit zunehmender Elastizität des
textilen Materials zu unerwünschtem seitlichem Versatz
der Warenbahn kommen kann, was die Steuergenauigkeit beeinträchtigen
kann. Dieser Effekt kann verstärkt im Nassbereich auftreten,
wobei unter diesen Betriebsbedingungen auf einen voreilenden motorischen
Drehantrieb alter Umlenkwalzen nicht verzichtet werden kann.
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Der
Erfindung liegt von daher die Aufgabe zugrunde, eine Bahnlauf-Steueranlage,
bestehend aus mindestens zwei verschwenkbaren Umlenkvorrichtungen
für den Trocken- und Nassbereich im Hinblick auf ein exaktes
Steuerverhalten bei gleichzeitiger weitestgehender Reduzierung der
auf die Warenbahn einwirkenden Zugspannungen zu erhalten.
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Zur
Lösung dieser Aufgabe sieht die Erfindung die Verwendung
von mindestens zwei zur Laufrichtung der Warenbahn verschwenkbaren
Umlenkvorrichtungen vor. Die Umlenkvorrichtung besteht jeweils aus
einer Umlenkstange, deren Längsachse, soll die Laufrichtung
der darüber geführten und umgelenkten Warenbahn
nicht geändert werden, zu der Laufrichtung der Warenbahn
in einem Winkel von 90° steht. Der Umlenkstange ist je
eine Leitwalze im Auflaufbereich vorgeordnet und eine Leitwalze
im Ablaufbereich nachgeordnet. Beide Leitwalzen stehen zur Längsachse
der laufenden Warenbahn in einem Winkel von 90°. Durch
diese Anordnung der Leitwalzen umläuft die Warenbahn die
Umlenkstange nicht im Umschlingungswinkel von 180°, sondern
sie wird breit abgespreizt. Entsprechend gering ist nur noch die
Andruckkraft, die von der Warenbahn auf die Umlenkstange wirksam
wird, die erforderlichen Zugkräfte in der Warenbahn zur Überwindung
der Gleitreibung werden so gering, dass im Normalfall auf eine Ausgestaltung
der Umlenkstange als drehangetriebene mit Voreilung laufende und
damit Gleitreibung erzeugende Umlenkwalze verzichtet werden kann. Der
Großteil der in der Umlenkvorrichtung durch die Zugspannung
der Warenbahn wirksam werdenden Reaktionskräfte wird durch
die beiden Leitwalzen aufgenommen ohne zusätzliche Zugspannungen
in der Warenbahn zu erzeugen. Für die zum Steuern einer
Warenbahn erforderliche zweite Umlenkvorrichtung gilt dasselbe.
Wird ein Steuervorgang erforderlich, so werden die Umlenkstangen
der Umlenkvorrichtungen aus der 90°-Stellung ihrer Achsen
zu der Längsachse der Warenbahn, entsprechend parallel zueinander
verschwenkt, gleichzeitig werden die beiden jeweils vor und hinter
der zugehörigen Umlenkstange angeordneten Leitwalzen so
verschwenkt, dass der Winkel ihrer Drehachse der darüber
geführten Warenbahn immer 90° beträgt.
Da die Warenbahn bei dieser sogenannten gebundenen Warenführung
immer diesen 90°-Winkel zu ihrer Leitwalze beibehält
und die jeweils zwei Leitwalzen entsprechend dem gewünschten
Bahnverlauf zusammen mit der Umlenkstange verschwenkt werden, ist
ein exaktes Steuern möglich und etwaige Ungenauigkeiten
in dem Bahnlauf durch die ungebundene Warenführung beim
flachen Gleiten der Warenbahn über die Umlenkstange werden
unterbunden. Es ist mit dieser Erfindung ein im höchsten
Maße zielgenaues und materialschonendes Steuern einer Warenbahn
möglich, da während des Steuern keinerlei Quer-
und Diagonalkräfte erzeugt werden, was bei allen anderen
dem Stand der Technik entsprechenden Steuerungssystemen prinzipbedingt
nicht gegeben ist.
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Will
man jegliche durch Gleitreibung entstehenden Zugkräfte
beim Durchlaufen der Warenbahn durch die Steueranlage ausschließen,
so kann man die Umlenkstangen durch gegenüber der Warenbahn mit
erhöhter Umfangsgeschwindigkeit laufende drehangetriebene
Umlenkwalzen ersetzen, die durch die erzeugte Gleitreibung zusätzlichen
Vortrieb auf die Warenbahn erzeugen. Ein weiterer Vorteil der Erfindung
liegt darin, dass keine Vorlauf- und Nachlaufstrecke zum Ausgleich
beim Steuern entstandener Schräglaufwinkel benötigt
wird, da das erfindungsgemäße Steuerungssystem
keinerlei Querkräfte aufbaut, was es zum Einbau in Nassabteile
verfahrenstechnischer Anlagen mit beengten Platzverhältnissen prädestiniert.
Die Erfindung ist nachfolgend anhand zweier in den Zeichnungen prinzipiell
dargestellter Ausführungsbeispiele von Umlenkvorrichtungen
zur Steuerungen von Warenbahnen näher erläutert.
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Es
zeigen:
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1 die
Seitenansicht auf die erste Ausführungsform einer Warenbahnsteuerung
mit zwei Umlenkvorrichtungen in einem Trägerrahmen.
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2 Die
Draufsicht auf 1 bei senkrecht zur Warenbahn
stehenden Steuerwalzen.
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3 Die
Seitenansicht auf die erste Ausführungsform gemäß 1 bei
verschwenkten Steuerwalzen in verschwenktem Trägerrahmen.
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4 Die
Draufsicht auf 3 bei verschwenktem Trägerrahmen.
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5 Die
Draufsicht auf die zweite Ausführungsform als Einbauversion
mit rechtsseitigem Pendellager und linksseitigem auf die Koppelstange
wirkenden Stellantrieb.
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Die
in der 1 und 2 dargestellte Ausführungsform
zeigt zwei zu einer Warenbahnsteuerung in einen verschwenkbaren
Trägerrahmen 12 zusammengefasste Umlenkvorrichtungen.
Die beiden im Trägerrahmen 12 nicht drehbar 19 angeordneten Umlenkstangen 1 und 5 liegen
parallel und im Abstand zueinander. Der Umlenkstange 1 sind
die beiden Leitwalzen 2 und 3 zugeordnet, der
Umlenkstange 5 sind die beiden Leitwalzen 4 und 6 zugeordnet. Die
Leitwalzen 2 und 3 sind drehbar gelagert und können
um ihre mittig angeordneten Schwenkachsen 8 und 9 verschwenkt
werden, um zu der Längsachse der in diesen Abschnitt von
ihr geführten Warenbahn immer im Winkel von 90° zu
stehen. Für die Leitwalzen 4 und 6 gilt
dasselbe wie für die Leitwalzen 2 und 3,
sie sind drehbar gelagert und verschwenkbar um die Schwenkachsen 10 und 11.
Der Trägerrahmen 12 ist um die Achse 7 verschwenkbar.
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Die
in 2 dargestellte Draufsicht zeigt die Schwenkachsen 7, 8, 9, 10 und 11 die
senkrecht zur Zeichnungsebene stehen. Die Schwenkachse 7 des Trägerrahmens 12 hat
einen konstruktiv vorgegebenen festen Abstand zu den Achsen 8, 9.
Der Abstand der Schwenkachsen 10, 11 zur Längsachse
der Umlenkstange 5 ist konstruktiv festgelegt und entspricht dem
Abstand der Schwenkachsen 8, 9 zu Schwenkachse 7.
Die Leitwalzen 2, 3 wie die Leitwalzen 4 und 6 sind
parallel zueinander angeordnet. Die Schwenkbewegung des Trägerrahmens 12 mit
den fest angebrachten Umlenkstangen 1, 5 erfolgt
synchron nach den Regeln der Getriebelehre zu den Schwenkbewegungen
der Leitwalzen 2, 3 und 4, 6.
Die Laufrichtung der Warenbahn 16 durch die Umlenkvorrichtungen entspricht
den Richtungspfeilen 14, 17. Im Automatikbetrieb
als Warenbahn-Steuerung erfolgt der Abgleich von Ist- und Solllage
der Warenbahn 16 durch optischen den Sensor 13.
Die Schwenkachse 7 des Trägerrahmens 12 muss
nicht wie in den 1–4 dargestellt
durch die Längsachse 21 der Umlenkstange 1 gehen,
sie kann je nach Einsatzfall und bahnlauftechnischen Rahmenbedingungen an
einer anderen Stelle auf der Längsmittelachse 26 des
Trägerrahmens 12 liegen. Die Darstellung in 1, 2 zeigt,
dass die Mittellinie des Trägerrahmens 26 mit
der Mittellinie der Warenbahn zusammenfällt, d. h. die
Ist-Lage der Warenbahn entspricht der Soll-Lage, die Verschwenkung
des Trägerrahmens 12, der Winkel 23,
beträgt 0°.
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3 und 4 zeigt
eine Betriebssituation der zu einer Warenbahn-Steuerung in einem
gemeinsamen Trägerrahmen 12 zusammengefassten
zwei Umlenkvorrichtungen, bei der die Längsachse 27 der in
das Steuerungssystem einlaufenden Warenbahn 16 nicht mit
der aus dem Steuerungssystem herauslaufenden Längsachse 27 der
Warenbahn 16 zur Deckung kommt. Die durch die Schwenkachse 7 des Trägerrahmens 12 verlaufende
Längsachse 27 der auslaufenden Warenbahn, die
in diesem Fall identisch ist mit der Längsachse 25 des
Steuerungssystems zeigt an, dass die außermittige Lage
der einlaufenden Warenbahn 16 während des Durchlaufs durch
die beiden verschwenkten Umlenkungsvorrichtungen im Auslauf in die
gewünschte Mittenlage 25, 26, 27 gesteuert
worden ist.
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4 zeigt
deutlich die herausragende Steuerungseigenschaft der Vorrichtung
bei geringster mechanischer Belastung der Warenbahn, da durch gezieltes
Verschwenken der Leitwalzen jederzeit der für eine optimale
querspannungsfreie gebundene Warenführung erforderliche
Rechte Winkel 24 zwischen Leitwalzen 2, 3, 4, 6 und
Warenbahn 16 eingehalten werden kann Der Einfluss der Gleitreibung
auf die Zugspannung durch die Übergabe der Warenbahn von
den Leitwalzen 3 und 6 auf die Umlenkstange 1 bzw. 5 und
wieder zurück auf die Leitwalzen 2 bzw. 4 kann
noch weiter reduziert werden, indem durch die Vergrößerung
des Abstandes zwischen den Leitwalzen 2 und 3 bzw. 4 und 6 der
Umschichtungswinkel der Warenbahn 16 um die Umlenkstangen 1 und 6 noch
weiter verkleinert wird und der Druck der Warenbahn 16 geringer
wird. Die Notwendigkeit des Einsatzes einer drehangetriebenen voreilenden
Umlenkwalze ent6fällt.
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In
der zweiten Ausführungsform in 5 sind ebenfalls
zwei Umlenkvorrichtungen zu einer Steuerung für Warenbahnen 46 kombiniert.
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Zwei
Umlenkstangen 27 und 29 sind rechts in Pendellagern 28 gehalten,
verbunden durch eine Koppelstange 31. Die Umlenkstangen 27, 29 sind
parallel zueinander, im Abstand zueinander und in vertikal übereinander
liegenden Ebenen angeordnet, hierin und in der Zuordnung von jeweils
zwei verschwenkbaren Leitwalzen 32 und 33 zu 29, 34 und 35 zu 27 entsprechen
sie in der Anordnung zueinander der Ausführung in 1.
Beide Leitwalzenpaare 32, 33 und 34, 35 sind
um die in der Draufsicht 5 senkrecht stehenden Drehachsen 36 und 37 verschwenkbar.
Der Abstand der Drehachse 36 zur Längsachse der
Umlenkstange 29 bleibt wie auch der Abstand der Drehachse 37 zur
Längsachse der Umlenkstange 27 bei allen Steuerbewegungen
konstant.
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Werden
beide Umlenkvorrichtungen durch die Ansteuerung der sie verbindenden
Koppelstange in den Pendellagern 28 parallelogrammartig
verschwenkt, folgen die zwei Leitwalzenpaare 32, 33 und 34, 35 um
die Drehachsen 36, 37 schwenkend ihren zugehörigen
Umlenkstangen 29 und 27 derart, dass die durch
sie geführte Warenbahn stets in einem Rechten Winkel 42, 43, 44, 45 zur
Walze abläuft.
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Auch
diese Ausführung besitzt die gleichen materialschonenden
querspannungsfreien Steuerungseigenschaften wie die Ausführung
in 1–4.
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Schließlich
sind bei beiden Warenbahnsteuerungen gemäß 1–4 und 5 optische Sensoren 13,
z. B. Lichtschranken, zur Steuerung der jeweils zwei Umlenkvorrichtungen
im Bereich der Kanten der Warenbahn 16, 46 angeordnet,
die auf ein elektrisches Stellglied mit einem Regelkreis zur Regelung
der Warenbahnsteuerung einwirken.
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- 1,
5
- Umlenkstange
- 2,
3, 4, 6
- Leitwalze
- 7,
8, 9, 10, 11
- Schwenkachse
- 12
- Trägerrahmen
- 13
- Sensor
- 14,
17
- Laufrichtungspfeil
- 16,
46
- Warenbahn
- 19
- Befestigung
- 20,
21
- Umlenkstange
- 23
- Schwenkungswinkel
- 24
- Rechter
Winkel
- 25
- Längsachse
unverschwenkter Rahmen
- 26
- Längsachse
verschwenkter Rahmen
- 27,
29
- Umlenkstange
- 28
- Pendellager
- 30
- Gelenklager
Koppelstange
- 31
- Koppelstange
- 32,
33, 34, 35
- Leitwalze
- 36,
37
- Drehachse
- 38
- Mittellinie
- 39
- Mittellinie
Umlenkstange
- 40
- Mittellinie
horizontal
- 41
- Verschwenkungswinkel
Umlenkstange
- 42
- Rechter
Winkel
- 43
- Warenbahn
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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