DE2213819A1

DE2213819A1 - Vorrichtung zum Nacheinstellen und Steuern des Abstands zwischen den Mittelpunkten eines Paars voneinander beabstandeter Lagerblöcke

Info

Publication number: DE2213819A1
Application number: DE19722213819
Authority: DE
Inventors: John Francis; Shern Daniel Robert; Cincinnati Ohio Benson (V.St.A.)
Original assignee: Procter and Gamble Co
Current assignee: Procter and Gamble Co
Priority date: 1971-03-29
Filing date: 1972-03-22
Publication date: 1972-10-12
Also published as: FI55563B; NL7204202A; IT952420B; NO130957B; FR2131692A5; US3684332A; GB1370182A; FI55563C; CA952955A; NO130957C; JPS5613213B1; SE380963B; CH538150A; AU444091B2; AU4048272A; ES401025A1; BE781382A; AT324252B

Description

PATENTANWALT DR. HANS-GUNTHER EGGERT,.DIPLOMCHEMIKER

5 Köln 51* Oberländer Ufer 9o .

21. März 1972. Eg/Me

The Procter & Gamble Company Cincinnati, Ohio, U.S.A.

Vorrichtung zum Nacheinstellen und Steuern des Abstands zwischen den Mittelpunkten eines Paars voneinander beabstandeter Lagerblöcke

Es sind schon, viele Vorrichtungen zum Steuern oder Einstellen des Abstands zwischen den Mittelpunkten zweier Lagerblocke bekannt. Solche Vorrichtungen werden insbesondere verwendet,, um den Abstand zwischen paarweise zusammenwirkenden Walzen, beispielsweise in Walzmühlen oder Faltapparaten oder die Auswalzrollen einer Teigverarbeitungsmaschine usw., zu kontrollieren. Mit diesen bekannten Vorrichtungen kann durch das Ueberwachen und Nacheinstellen des Abstands zwischen den Lagerblöcken der Walzspalt zwischen einem Paar zusammenwirkender Walzen während des- Betriebs dieser Walzen in begrenztem Masse nacheingestellt werden.

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. Die bekannten Vorrichtungen sind gewöhnlich als hydraulische oder mechanische Vorrichtungen ausgebildet. Ein typisches
Beispiel für die Verwendung eines Hydrauliksystems zum Verändern des Abstands zwischen Lagerblöcken und den darin geführten Walzen ist in dem USA Patent 2'610'801 beschrieben. Die
Verwendung einer mechanischen Verbindung, zum Nachjustieren eines oder beider seitlicher Enden einer bewegbaren Rolle ist
in dem USA Patent 2*735'732 gezeigt und die Verwendung von
Handkurbeln für praktisch den gleichen Zweck ist in dem USA
Patent I¹943*142 offenbart. In jeder dieser früheren Publikationen ist die Vorrichtung zum Steuern der Bewegung der Lagerblöcke als hydraulische oder mechanische Vorrichtung ausgebildet. Es ist bekannt, dass Vorrichtungen dieser Art Nachteile aufweisen, insbesondere wenn extrem kleine Nacheinstellungen erforderlich sind, beispielsweise beim Justieren des Spalts
zwischen einem Paar mit hoher Geschwindigkeit laufender Walzrollen, wie sie zum Auswalzen eines essbaren Teigs verwendet werden.

Es ist das Ziel der vorliegenden Erfindung, die beschriebenen Nachteile zu beheben und eine Vorrichtung anzugeben, mit der der Abstand der Mittelpunkte zweier Lagerblöcke fein eingestellt v/erden kann. Weiter soll diese Vorrichtung eine genaue Steuerung der Verschiebung einer Walzrolle gegen eine starke Kraft oder Last und während des Betriebs dieser Walzrolle ermöglichen. Schliesslich soll die neue Vorrichtung keine Hysterese und kein Spiel aufweisen und soll einfach an eine automatische Steuerung anschliessbar sein.

Die erfindungsgemässe Vorrichtung ist zum Feineinstellen und Steuern des Abstands der Mittelpunkte eines Paars in aeeigneter Weise gelagerter und voneinander beabstandeter Lagerblökke, von denen mindestens einer verschiebbar angeordnet ist,
vorgesehen. Die Vorrichtuno enthält ein Abstandsstück, das
zwischen den Lagerblöcken angeordnet ist und dessen Abmessun-

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gen in Abhängigkeit von Aenderungen seiner gesamten thermisehen Energie - veränderbar sind. Auf die Lagerblöcke und das zwischen diesen angeordnete Abstandsstück wird durch geeignete Mittel eine Federkraft ausgeübt, welche bei einer bevorzugten Ausführungsform eine Druckkraft ist, die von einer Winde ausgeübt wird. Das Abstandsstück weist vorzugsweise eine im Inneren angeordnete Einrichtung auf, z. B. ein eingelassenes Heizelement oder einen inneren Durchflusskanal für ein wärmendes oder kühlendes Fluid, oder eine Kombination dieser Einrichtungen, um.die gesamte thermische Energie des Abstandsstücks zu verändern und als Folge davon auch dessen Lange zwi-,sehen den Lagerblöcken. Diese Längenveränderung bewirkt dann eine entsprechende Aenderung des Abstands zwischen den in den Lagerblöcken geführten drehenden Walzen. Vorzugsweise sind' entsprechende Fühl- und Steuerkreise vorgesehen, welche die mit dem Abstandsstück zusammenwirkende thermische Einrichtung steuert.

Die Erfindung soll nun mit Hilfe der Figuren an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden.

Fig. 1 zeigt eine perspektivische Ansicht einer bevorzugten Ausführungsform der neuen Vorrichtung mit einem Paar Walzrollen, die auf einem Chassis angeordnet sind und mit Mitteln, um den Abstand zwischen den Mittelpunkten von Lagerblöcken nacheinzustellen, sowie ein Blockschema des elektrischen Steuerkreises.

Fig. 2 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Abstandsstücks, das zwischen einem Paar Lagerblöcken angeordnet werden kann und zeigt insbesondere, wie ein elektrisches Heizelement in dieses eingesetzt werden kann.

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Die neue Vorrichtung kann insbesondere zum Steuern des Abstands der Mittelpunkte eines Paars Walzrollen, welche kontinuierlich einen essbaren Teig auswalzen, verwendet werden. Solche Walzrollen können beispielsweise verwendet werden, um einen essbaren Kartoffelteig auszuwalzen, der kontinuierlich in eine Einrichtung zur Herstellung von Chips, beispielsweise von Kartoffelchips, geliefert wird. Eine solche Einrichtung ist in dem USA Patent 3'520'248 beschrieben. Es versteht sich, dass die neue Vorrichtung ausser für diese typische und bevorzugte Verwendung auch auf anderen Gebieten, überall wo eine genaue Steuerung des Abstands zwischen einem Paar Lagerblöcken erforderlich ist, eingesetzt werden kann.

In Figur 1 ist ein Paar zusammenwirkender Walzrollen 10 und 11 gezeigt, die an ihrem einen seitlichen Ende in den Lagerblöcken 12 bzw. 13 und an ihrem anderen seitlichen Ende in den Lagerblöcken 14 bzw. 15 gelagert sind. Weiter sind (nicht gezeigte) Antriebseinrichtungen vorgesehen, um die Walzrollen 10 und 11 kontinuierlich und mit einer vorgegebenen Geschwindigkeit anzutreiben. Die an jedem seitlichen Ende der Auswalzrollen 10 und 11 vorstehenden Achsen sind mit geeigneten Lagern versehen, die frei in den Lagerblöcken 12, 13, 14 und 15 rotieren, wie das jedem Fachmann bekannt ist.

Zum Tragen der Lagerblöcke 12, 13, 14 und 15 ist ein Chassis vorgesehen. Dieses besteht aus den Winkelträgern 16 und 17/ den Führungsschienen 18 und 19 und den Querträgern 20 und 21, die alle durch bekannte Mittel miteinander verbunden sind. Vorzugsweise sind in den Winkelträgern 16 und 17 Führungsnuten 22 bzw, 23 vorgesehen und die Lacrerblöcke 12, 13, 14 und 15 v/eisen (nicht gezeigte) Federn auf, die in diese Nuten eingreifen, um eine Bewegung der Lagerblöcke in axialer Richtung zu verhindern. Entsprechend sind in den Führungsschienen 18 und 19 weitere Führungsnuten 24 bzw. 25 eingearbeitet, die mit nach oben gerichteten (nicht gezeigten) Federn der Lagerblöcke 12, 13, 14 und 15 zusammenwirken. Es versteht sich, dass die Nuten 22, 23, 24

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und 25 die Befestigung der Lagerblöcke 12 und 14 und eine gleichzeitige individuelle seitliche Verschiebung ermöglichen. Obwohl die Lagerblöcke 13 und 15 vorzugsweise am abgewinkelten Teil der Winkelträger 16 und 17 anliegen, können sie, wenn das erwünscht ist, aber auch so eingebaut werden, dass sie seitlich verschoben werden können.

Zwischen den Lagerblöcken 12 und 13 ist ein Abstandsstück und zwischen den Lagerblöcken 14 und 15 ein entsprechendes Abstandsstück 27 angeordnet. Diese Abstandsstücke 26 und 27 sind vorzugsweise aus einem thrmisch dehnbaren bzw, zusammenziehbaren Material hergestellt. Dies ermöglicht, die Abmessungen und insbesondere die Länge des AbstandsStücks zwischen den benachbarten Paaren der Lagerblöcke 12 13, bzw. 14, 15 direkt proportional zur Aenderung der gesamten thermischen Energie des Abstandsstücks zu verändern. Diese physikalische Eigenschaft ist eine inhärente Eigenschaft der meisten metallischen Materialien. Es war gefunden worden, dass Aluminium für die Ausführung der vorliegenden Erfindung ein besonders geeignetes Material ist. Bei der Verwendung von Aluminium für die Abstandsstücke 26 und 27 bewirkt eine Temperaturänderung von etwa 10 C eine Aenderung der Länge L (Fig. 2) um etwa 0,025 mm, wenn L etwa 150 mm lang ist.

Die Lagerblöcke und Abstandsstücke werden durch geeignete Mittel, welche eine in Querrichtung zur Achse der Walzrollen ver- ■ laufende Druckkraft ausüben und während der Ausdehnung und dem Zusammenziehen der Abstandsstücke 26 und 27 als Feder wirken, zusammengehalten. Diese Druckkraft wird darum im folgenden auch als federnde Druckkraft bezeichnet. In Figur 1 ist eine Gewindestange 28 gezeigt, die für diese Funktion auf der einen Seite, und eine entsprechende Gewindestange 29, die für die gleiche Funktion auf der anderen Seite der Vorrichtung vorgesehen ist. Es war gefunden worden, dass für die praktische An-

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Wendung eine von jeder der beiden Gewindestangen 28 und 29 auf · die Abstandsstücke 26 bzw. 27 ausgeübte anfängliche Druckkraft

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von etwa 70 kg/cm besonders gut geeignet ist. Eine Kraft in dieser Grössenordnung hält die Lagerblöcke in zufriedenstellender Weise in der gegenseitigen Zuordnung und ermöglicht darüberhinaus Aenderungen des Abstands ihrer Mittelpunkte infolge der Expansion oder Kontraktion eines der Abstandsstücke 26 oder 27.

Die Figur 2 zeigt Einzelheiten des Abstandsstücks 26, wobei sich versteht/ dass das Abstandsstück 27 einen praktisch gleichartigen Aufbau aufweist. Bei der in Figur 2 gezeigten bevorzugten Ausfuhrungsform ist in das Abstandsstück 26 eine elektrische Heizpatrone 30 eingelassen und mit FIiIfe einer in den oberen Teil des Abstandsstücks 26 eingeschraubten Schraubenmutter 31 befestigt. Für die praktische Verwendung war eine Heizpatrone, die von der Watlow Electric Manufacturing Company unter der Typenbezeichnung "J8A84" hergestellt wird, als geeignet gefunden worden. Aus der Heizpatrone 30 stehen Leitungsdrähte 32 und 33 vor. An den Seiten des Abstandsstücks 26 sind vorzugsweise isolierende Zwischenlagen 34 angeordnet, um die Ableitung von V7ärme aus dem Abstandsstück 26 in andere Bauteile der Lagerblöcke und des Chassis so klein wie möglich zu halten. Es ist auch möglich, Distanzscheiben 35 zu verwenden, um einen gewünschten Abstand zwischen den Lagerblöcken beim ursprünglichen Zusammensetzen der Vorrichtung genau einzustellen. Das Abstandsstück 27 v/eist ebenfalls eine elektrische Heizpatrone 36 und thermisch isolierende Zwischenlagen 37 und, sofern erforderlich, auch Distanzscheiben auf, die denen, die im Zusammenhang mit dem Abstandsstück 26 beschrieben wurden, entsprechen.

Weiter ist zur individuellen Stromversorgung der Heizpatronen und dadurch bewirkbaren Aenderung des Abstands der Mittelpunkte zwischen den Walzrollen je ein geeigneter elektrischer Steuerkreis vorgesehen. Für bestimmte Zwecke kann auch nur ein Steuer-

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kreis zum gleichzeitigen Steuern beider Abstandsstücke 26 und 27 verwendet werden. Vorzugsweise werden jedoch zwei individuelle Steuerkreise verwendet, weil damit die Steuerung des Abstands und das Nacheinsteilen der Parallelität der Rollen ermöglicht wird. .

Im folgenden soll die Steuereinrichtung für die Stromzuführung zur Heizpatrone 30, die in dem Abstandsstück 26 angeordnet ist, beschrieben v/erden. Dabei versteht sich, dass für die in dem Abstandsstück 27 eingelassene Heizpatrone 36 ein gleichartiger Steuerkreis verwendet wird.

An den Walzrollen 10 und 11 anliegend sind Abstandsfühler 38 bzw. 39 befestigt, welche die relative Position jeder Walzrolle feststellen und dadurch indirekt den Spalt zwischen den Rollen "lesen". Geeignete Abstandsfühler werden von der Bentlev Nevada Corporation unter der Bezeichnung Modell "310-L36" und Modell "3115" verkauft. Die Ausgangssignale der Abstandsfühler 38 und

39 werden an einen gewöhnlichen Signalentzerrer und Verstärker

40 weitergeleitet. Auch solche Entzerrer und Verstärker sind handelsüblich und können beispielsweise unter der Bezeichnung "19-301Λ" von der Bell & Howell bezogen werden.

Das Ausgangssignal des Entzerr- und Verstärkerkreises 40 wird dann an einen Steuerkreis 41 weitergeleitet. Als Steuerkreis kann beispielsweise das Modell "944 RD 14110(12)B" der Taylor Instrument Companies verwendet v/erden, das zum Steuern des Ab-' stands zwischen den WaIzrollen 10 und 11 auf einen bestimmten Punkt einstellbar ist. Für den Fall, dass der Abstand von dem gewünschten und voreingestellten Punkt abweicht, korrigiert dieser Steuerkreis das Ausgangssignal, das an den SCR-Leistungsregler 42 geleitet wird. Ein geeigneter Regler ist beispielsweise das Modell "313-104" der Robicon Corporation. Die Korrektur des Äusgangssignals des Steuerkreises bewirkt, dass der Regler 42 die der elektrischen Heizpatrone 30 zugeleitete elektrische Leistung entsprechend regelt.

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Das Abstandsstück 26 verliert kontinuierlich thermische Energie, sowohl durch Konvektion und Strahlung in den umgebenden Raum als auch durch Wärmeleitung durch die thermisch isolierenden Swischenlagen in die benachbarten Lagerblöcke 12 und und das Chassis der Walzrollen, von wo aus die Wärme ebenfalls in den umgebenden Raum abgestrahlt wird. Die Geschwindigkeit, mit der die thermische Energie verloren geht, kann durch die Auswahl einer geeigneten Kombination der Dicke, der Fläche und des Materials für die thermischen Zwischenlagen 34 beeinflusst werden. -

Die gesamte thermische Energie des Abstandsstücks 26 wird dadurch bestimmt, ob mehr Energie durch die Heizpatrone 30 zugeführt wird als auf dem oben beschriebenen Wege verloren geht. oder umgekehrt. Die Veränderung der gesamten thermischen Energie des AbstandsStücks 26 bewirkt eine entsprechende Aenderung der Länge L und damit des Abstands zwischen den Lagerblocken und 13. Die Aenderung des Abstands zwischen den Mittelpunkten der Lagerblöcke 12 und 13 erfolgt gegen den Widerstand der Gewindestange 28, weil, wie oben beschrieben wurde, die letztere eine federnde Druckkraft ausübt, die durch die Ausdehnung des AbstandsStücks 26 überwunden wird. Wie jeder Fachmann versteht, ermöglicht die Vorrichtung,auf die beschriebene Weise einen vorgegebenen konstanten Abstand zwischen den Walzrollen einzuhalten.

Der Abstand zwischen den Lagerblöcken 14 und 15 wird auf die gleiche Weise durch das Abstandsstück 27 gesteuert, indem dessen elektrische Heizpatrone 36 durch einen gleichartigen Stromkreis, wie er oben für die Heizpatrone 30 beschrieben wurde, mit Strom versorgt wird. Der Spalt zwischen den Walzrollen 10 und 11, an dem dem Abstandsstück 27 benachbarten Ende, wird durch Abstandsfühler 4 3 und 4 4 bestimmt, welche den Spaltabstand "lesen" und ein entsprechendes Ausgangssignal an einen Signalentzerr- und Verstärkerkreis weiterleiten.

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Obwohl die vorliegende Erfindung an einer bevorzugten Ausführungsform beschrieben wurde, versteht sich, dass viele Aenderungen möglich sind. Beispielsweise kann die Einrichtung zum Heizen der Abstandsstücke 26 und 27. vielerlei Formen aufweisen und es können auch mehrere Heizpatronen.in jedes Abstandsstück 26 und 27 eingelassen werden. Weiter können Grosse und Form der Ab stand s stücke geändert werden, um diese an eine bestimmte Verwendung anzupassen und auch das Material der Abstandsstücke kann geändert werden, wenn Aluminium aus irgendeinem Grunde nicht besonders gut geeignet ist.

Zum Bestimmen des Abstands zwischen den Rollen können auch an- . dere Einrichtungen als Abstandsfühler verwendet werden· Beispielsweise kann der Leistungsregler durch ein Gerät zum Messen der Dicke oder einer anderen Eigenschaft des durch die Walzrollen 10 und 11 bearbeiteten Materials gesteuert werden.

Obwohl in der obigen Beschreibung der Abstand zwischen den Mittelpunkten der Lagerblöcke ausschliesslich durch Erwärmen nacheingestellt oder verändert wurde, versteht sich, dass dafür auch Kühleinrichtungen verwendet werden können. Es ist auch möglich, Heiz- und Kühlelemente in die Abstandsstücke 26 und 27 einzubauen, sofern dies besonders vorteilhaft ist. Es ist weiter möglich, die neue Vorrichtung so aufzubauen, dass die Abstandsstücke 26 und 27 nicht unter Druck, sondern unter Zugspannung gesetzt werden, indem beispielsweise auf jeden der Lagerblöcke eine nach aussen gerichtete Federspannung einwirkt und die entsprechenden Abstandsstücke unter einer statischen Zugspannung stehen.

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Claims

Patentansprüche

f 1.J Vorrichtung zum Nacheinstellen und Steuern des Abstands
^-"^ zwischen den Mittelpunkten eines Paars voneinander beabstandeter Lagerblöcke, von denen mindestens einer gleitbar gelagert ist, gekennzeichnet durch

(a) ein Abstandsstück (26), das zwischen den Lagerblöcken (12, 13) angeordnet ist und dessen Abmessungen in Abhängigkeit von den Aenderungen seiner gesamten thermischen Energie veränderlich sind,

(b) eine erste'Einrichtung (28), um eine Federkraft auf
die Lagerblöcke und das zwischen diesen angeordnete
Abstandsstück einwirken zu lassen und

(c) eine zweite Einrichtung (30, 38, 39, 40, 41, 42) zum Verändern der gesamten thermischen Energie in dem Abstandsstück, um. dessen Länge zwischen den Lagerblökken und dadurch den Abstand zwischen den Lagerblöcken in engen Grenzen zu verändern.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Federkraft eine Druckkraft ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Einrichtung zum Verändern der gesamten thermischen Energie in dem Abstandsstück eine eingelassene elektrische Heizpatrone (30) enthält,
4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ° eine thermisch isolierende Zwischenlage (34) zwischen den

oo Abstandsstück (26) und jedem der Lagerblöcke (12, 13) anis> geordnet ist.

^
5. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Einrichtung zum Verändern der gesamten thermischen Energie in dem Abstandsstück eine eingelassene elektrische Heizpatrone (30) enthält.
6. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine thermisch isolierende Zwischenlage (34) zwischen dem Abstandsstück (26) und jedem der Lagerblöcke (12, 13) angeordnet ist.
7. Vorrichtung nach Anspruch 3', dadurch gekennzeichnet, dass eine thermisch isolierende Zwischenlage (34) zwischen dem Abstandsstück (26) und jedem der Lagerblöcke (12, 13) angeordnet ist. " ·
8. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet., dass eine thermisch isolierende Zwischenlage (34) zwischen dem Abstandsstück (26) und jedem der Lagerblöcke (12, 13) angeordnet ist.

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