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Belastungse inrichtung Die Erfindung betrifft eine Belastungseinrichtung
für eine zwischen zwei Walzen oder Rollen geführte laufende Bahn aus flexiblem llaterial
mittels einer zwischen diesen Walzen angeordneter und die Bahn aus ihrer geradlinigen
Verbindung zwischen diesen Walzen ablenkenden Walze als BelastungB-element.
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Außer dem auch als Tänzerwalze oder Pendelwalze bezeichneten Belastungselement
gehören noch Mittel zur Lagerung, Nhrung und Be- oder Entlastung der Lagerungen
der Walze sowie gelegentlich Mittel zur Regelung der Be- oder Entlastung der Walze
in Abhängigkeit von ihrer räumlichen Lage bzw. ihrer Ablenkung durch die Bahn zu
einer Belastungseinrichtung.
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-Die Mittel zur Belastung oder Entlastung der Lagerungen der Walze
können sowohl an beiden Lagerungen der Walze als auch zentral und über Gestänge,
Ketten und dgl. auf beide Lage rungen wirkend angeordnet sein. In allen Fällen muß
eine einz wandfreie Parallelführung beider Lagerungen der Walze gewährleistet sein,
damit sich die Walze bei ungleicher Bahnspannung über die Bahnbreite nicht schief
stellen und die Bahn nach der Seite ablenken kann. Diese Parallelführung wird durch
Kettenparallelführungen und Gestängeführungen gewährleistet Diese haben selbst eine
beträchtliche Masse, da sie äußerst stabil ausgeführt sein müssen, das Gewicht der
Masse muß darüber hinaus durch Gegengewichte od.dgl, kompensiert werden, damit die
Walze nicht zusätzlich belastet wird. Die Parallelführung und ihr Massenausgleich
haben ein großes Trägheitemoment und in der Parallelführung sind oft beträchtliche
Reibungskräfte zu überwinden, beides fübrt zu unerwünscht träger und verzögerter
Beweg der Walze in und gegen-die Belastungsrichtung und zu großer Toleranzen in
der Bahnspannungsregelung.
Den Bestrebungen, die Walze so träägheit
und aaseeart wie nur möglich zu gostalten, um moglichst geringe nge Bahnspannungen
bei großer Ablenkempfindlichkeit dcr Walze einstellen zu können, setzen die genannten
Eigenschaften der Parallelführungs schnell eine unerwünschte Grenze.
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Mit der Erfindung soll nun die Aufgabe gelöst werden, die Parallelführungseinrichtungen
der herkömmlichen Art vollkommen einzusparen, ohne daß eine unzulässige Schrägstellung
der Walze auftreten kann, selbst dann nicht, wenn die Walze durch die Bahn vollkommen
einseitig belastet Wird Diese Aufgabe wird durch eine Belastungeinrichtung init
beiderseite belastbarer Lagerung der Walze gelöst, bei der erfindungsgexiiäß Jede
unabhängig von der anderen in und gegen die Belastungsrichtung bewegbare Lagerung
der Walze getrennt sowohl von der Bahn in der einen Richtung als auch von einer
einstellbaren Belastungskraft in der anderen Richtung belastbar ist und wenigstens
an einer Lagerung der Walze Mittel vorgesehen sind, die bei beginnender Schrägstellung
der Walze infolge ungleicbmäßiger Belastung der Walse durch die Bahn ein Regelsignal
geben, welches über eine oder mehrere Regeleinrichtungen die an den Lagerungen der
Walze angreifenden Belastungskräfte der Belastung der Walze durch die Bahn an.
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passen.
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Im Allgemeinen steht die Forderung, daß die mittlere Bahnspannung
konstant zu halten ist, daß also die Summe der Belastungskräfte konstant bleibt.
Diese Forderung läßt sich leicht dadurch erfüllen, daß erfindungsgemäß Kittel zur
Summierung und Konstanthaltung der Summe der Belastungskräfte an den Lagerungen
vorgesehen werden, beispielsweise ein sogenannter kraftvergleichender Verstärker
bekannter Art.
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ES ist bereits vorgeschlagen worden, Bahnspannungsregeleinrichtungen
nicht, wie bislang üblich, auf konstante Bahnspanmag,
sondern auf
konstante Bahndehnung regeln zu lassen.
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Auch die Dehnungseigenschaften einer Bahn können über die Bahnbreite
hinweg sehr unterschiedlich Bein, beispielsweise bei sogenannten Randrollen. Um
gleiche Dehnung der Bahn über ihre Breite hinweg zu erreichen, muß die Bahnbelastung
so hoch gewählt werden, daß die gewünschte Babndehnung gorade erreicht wird, Dies
ist mit der erfindungsgemäßen Bolastungseinrichtung besondern leicht dadurch möglich,
daß die Kittel zur Regel.
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signalgabe auf die Abweichung der Stellung der Walzenlagerung innerhalb
dea Maschinengestolls ansprechend angeordnet sind, so daß die Belastungskräfte die
Bahn auf gleiche Dehnung belasten.
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Eine derartige erfindungsgemäße Belastungseinrichtung paßt völlig
autonatisch und ohne irgendwelche Einrichtungen zur Parallelführungs der Laferungen
die dem Bahnzug entgegenwirkende Belastung der Lagerung dem Bahnzug an, so daß die
Walze stets in horizontaler Lage rotiert. Bei gleic'bmäßiger Bahnspannung über die
gesamte Bahnbreite sind die Belastungskräfte an beiden Lagerungen der Walze gleich.
steigt die Bahnspannung an der rechten Walzenlagerung, dann muß sie an der linken
Walzenlagerung sinken, da die mittlere Bahnspannung konstant bliebt. Bei rechts
ansteigender Babnspannung wird die Walzenlagorun rechts angehoben, da die Bahnspannung
größer wird als die ihr entgegenwirkende Belastungskraft, entsprechend sitzt die
linke Walzenlagerung, da ihre Belastungskraft die Spannung der linken Bahnseite
übertrifft. Durch die geringste Abweichung der Walzenachse von der Horizontalen
wird ein Regeletgnal gegeben, welches bewirkt, daß die Belastungskraft an der angehobenen
Walzenlagerung erhöht und an der abgesunkenen Walzenlagerung entsprechend vermindert
wird, so daß die Summe der Belastungskräfte und damit die mittlere Bahnspannung
konstant bleibt und die Walzenachse wieder in ihre horizontale Lage zurückgeführt
wird.
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Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anband der Zeichnungen
näher erläutert. Es zeigen Fig.1 eine schematische Ansicht eines Ausführungsbeispiels,
gesehen in Bahnlaufrichtung; Fig. 2 ein schematischer Schnitt durch die linke Lagerung
der in Fig.1 dargestellten Walze, stark voroßert; Fig. 3 eine Seitenansicht der
rechten Lagerung der Walze der Fig.1 und Fig. 4 ein anderes Ausführungsbeispeil
der Er£indng in einer Ansicht ähnlich Fig.1.
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In der Belastungseinrichtung nach Fig.1 und Fig.4 ist eine aus einen
relativ dünnwandigen Rohrstück bestehende Walze 1 mit einem rechten Walzenzapfen
2 und einem linken Walze zapfen 3 versehen, die in Walzenlagern 4 und 5 nach Art
von Pendelkugellagern gehalten sind. Die Walzenlager 4 und 5 sind, wie anhand der
Fig.3 erläutert, in Lagerkörper 6 eingepreßt, die durch den Zug einer Bahn 11 leicht
gegen Rollager 8 bewegt werden, die vertikal in einem Maschinengestell 7 an geordnet
sind Fest am Maschinengestell 7 ist ein rechter Pneuinatikzylinder 9 und ein linker
Pneumatikzylinder 10 befestigt, deren rechter Kolben 12 beziehungsweise linker Kolben
13 an dem zugehörigen Lagerkörper 6 befestigt ist. Kolben und Zylinder können über
eine übliche Rollmembran miteinander verbunden sein, um eine leichte Bewegbarkeit
zueinander zu gewährleisten.
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Der rechte Pneumatikzylinder 9 ist mit einem rechten Xagnetventil
14 (Fig.1 und Fig.4) über eine Pneumatikleitung 16 und der linke Pneumatikzylinder
10 über eine Pneumatikleitung 17 mit einem linken Magnetventil 15 verbunden. Den
Magnetventilen 14 und 15 wird Druckluft durch eine Arbeitsdruckleitung 18 zugeführt,
deren Druck von der Einstellung einer
Belastungseinstelleinrichtung
19 abhängt, deren Bau und Funktion weiter unten erläutert wird. Die elektrische
Spannung zur Betätigung der Magnete der Magnetventile 14 und 15 wird durch einen
Spannungsanschluß 20 zugeführt.
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Die Betätigung der Magnetventile 14 und 15 in Abhängigkeit von den
auftretenden Abweichungen der Lange der Walze 1 von der Horizontalen wird anhand
der Fig.2 erläutert. In den rohrartigen linken Walzenzapfen 3 sind, voneinander
und von Masse isoliert, eine innere Kontkatscheibe 21 und eine äußere Kontaktscheibe
22 eingeführt. Der Walzenzapfen 3 liegt über das linke Walzenlager 5 und zusäzlich
über einen Massekontakt 23 auf Erdpotential. Durch ein am Lagerkörper 6 befestigtes
Kontaktgehäuse 25 sind die elektrischen Anschlüsse abgedeckt, Zwischen den Kontaktscheiben
21 und 22 rollt im Inneren des Walzenzapfons 3 eine Kontaktkugel 245; die sich bei
absolut horizontaler Lage des Walzenzapfens 3 in einer flachen Kugelnut 26 bewegt,
die sie bei der geringsten Abweicbaflg des Walzenzapfens 3 vorn der Horizontalen
verläßt, gegen die Jeweils untere der beiden Kontaktscheiben 21 oder 22 stößt und
dadurch die entsprechende Kontaktscheibe kurzzeitig an Erdpotential legt. Über allgemein
bekannte und daher nicht dargestellte Halte- und Abfallverzögerungsglieder wird
der elektrische Impuls Je einem Magneten der Magnet ventile 14 und 15 derart zugeführt,
daß über die beiden Schieber der Magnetventile 14 und 15 der mit dem größeren Luftvolumen
gefüllte Pneumatikzylinder, im dargestellten Beispiel der Pneumatikzylinder 9, etwas
entlüftet, der andere dagegen kurzzeitig an die Arbeitsdruckleitung 18 gelegt wird,
Dies bßt zur Folge, daß die Belastungakraft am tiefer liegenden Walzenzapfen, im
Beispiel am Walzenzapfen 3, vermindert, am höher liegenden Walzenzapfen 2 dagegen
erhöht wird, so daß die Walze 1 unter Beibehaltung ihrer mittleren Höhenlage in
ihre horizontale Lage zurückgeschwenkt wird, bis die Kontaktkugel 24 wieder in ihrer
Kugelnut 26 rollt Es versteht sich von selbst, daß die Regelsignalgabe durch
ein
Kontaktscheiben - Kontaktkugelsystem nach Fig. 2 nur ein mögliches Beispiel darstellt.
Ähnlich enpfindlich regieren Quecksilber- Kippumschalter mit kontaktfreier Rubelage
auf Abweichungen der Walze t von ihrer horizontalen Lage, ebenso kann ein Regelsignal
von unterschiedlichen Volumen der beiden Pneumatikzylinder 9 und 10 abgeleitet werden.
wesentlich ist dabei Jedoch, daß zu berücksichtigen ißt, daß die Walze 1 trotz absolut
horizontaler Lage unterschiedliche Höhenlagen einnehmen kann. Regelsignalgeber für
Winkelabweichungen müssen demzufolge die Höhenlage des bzw. der Lagerkörper 6 einnehmen
und von der Walze 1 bzw. den Walzenzapfen 2 und/oder 3 direkt beeinflußt werden,
während übliche und nicht Gegenatand der Erfindung bildende in Abhängigkelt von
der Höhenlage der Walze betätigte Regelsignalgeber, beispielsweise zur Bahnspannungsregelung,
zweckmäßig am Maschinengestell 7 zu be festigen und von der Stellung des Lagerkörpers
6 au beeinflussen sind.
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Die Belastungseinstelleinrichtung 19 der Fig ist ein üblicher kraftvergleichender
Verstärker, der gewissermaßen als Rechner eingesetzt ist und gewährleistet, daß
die Summe der Belastungskräfte, die auf die Kolben 12 und 13 ausgeübt werden, konstant
bleibt. Auf einen einermigen, in einem Gehäuse 32 gelagerten Hebel 27 wirken zwei
Druckdosen 28 und 29 ein, deren Ilbptessungen so gewählt sind, daß sie bei gleichen
Luftdrücken gleiche Drehmomente auf den Hebel 27 ausüben. Die Druckdose 28 steht
mit der Pneumatikleitung 17 und die Druckdose 29 mit der Pneumatikleitung 16 in
Verbindung.
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Eine Druckfeder 30 wirkt den Drehmomenten der Drucklosen 28 und 29
entgegen auf den Hebel 27 ein, durch eine Einstellschraube 31, die im Gehäuse 32
eingeschraubt ist ann die Federkraft eingestellt werden. Das freie Ende des Hebels
27 ist ale Prallplatte ausgebildet, die einer Ausströmdüse 33 gegonüberliegt. Die
Druckluft wird über einen Druckluftanschluß 34 gedrosselt sowohl der Ausströmdüse
33 als auch der Arbeitdruckleitung 18 zugeführt. r Der Luftdruck in der Arbeitsdruckleitung
18 wird abhängig von der Lag der Prallfläche
des Hebels 27 geregelt,
er steigt umso wehr, je näher die Prallfläche der Ausströmdüse 33 liegt. Mit der
Einstell schraube 31 kann die gewünschte Bahnapannung oingestellt werden, die als
Summe der Belastungskräfte auf den Kolben 12 und 13 durch diese Einrichtung konstant
gehalten wird0 Es ist bereits vorgeschlagen worden, in Rollendruckmaschinen nicht
mehr die Bahnspannung, sondern die Bahndehnung durch eine von der Höhenlage einer
Tänzerwalzo abhängige Regelung konstant zu halten. Eine fur diesen Zweck geeignete
Einrichtung, die zugleich von der Erfindung Gebrauch macht, wird als Ausführungsbeispiel
anhand der Fig.4 erläutert. Diese Einrichtung unterscheidet sich von der anhand
der Fig.1 beschriebenen 13inrichtung nur durch eine andere Ausbildung und Befestigung
der Mittel zur Regelimpulsgabe sowie durch zwei getrennte Magnetventile für Jede
Walzenseite.
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An der linken Walzenseite befindet sich ein Magnetauslaßventil 35
und ein Magneteinlaßventil 37, an der rechten Seite entsprechend ein Magnetauslaßventil
36 und ein Magneteinlaßventil 38. Sämtliche Magnetventile sind bei elektrisch erregtem
Magnoten geschlossen und bei stromlosem Magneten geöffnet. Die Magnetventile 35
und 37 sind über eine Pneumatikleitun 17 mit dem Pneumatikzylinder 10 und die Magnetventile
36 und 38 über die Pneumatikleitung 16 mit dem Pneunatikzylinder 9 verbunden. Die
Magneteinlaßventile 37 und 38 sind mit einen Druckluftanschluß 39 verbunden, durch
den die nicht geregelte Druckluft mit einen Druck zugeführt wird, der db maximal
zulässige Bahnspannung zu erreichen gestattet.
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Am, nicht dargestellten Maschinengestell befestigt und durch Lagerkörper
6 gemäß Fig. 3 betätigt ist links ein Kontaksatz 40 und rechts ein Kontaktsatz 44
angeordnet. Die Mittelkontakte 41 und 45 der Kontaktsätze 40 und 44 sind an einen
Pol des Spannungsanschlusses 20 geführt. Die jeweils oben liegenden Kontakte 42
und 46 mit der Funktion "Belasten-2, die bei abgehobenen Kontakten eingeleitet wird,
sind mit ihren zugehörigen Magneteinlaßventilen
37 bzw. 38 elektrisch
verbunden, sinngemäß sind die jeweils unten liegenden analog arbeitenden Kontakte
43 bzw.47 mit der Funktion "Entlasten" elektrisch mit ihrem zugehörigen Magnetauslaßventil
35 bzw. 36 verbunden.
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Wenn sich die Walze 1 mit genau horizontal liegender Achse umlaufend
in einer bestimmten Höhenlage befindet, dann unterliegt die die Walze 1 umschlingende
nicht dargestellte Bahn unter Einwirkung der jeweils von der Kolben 12 und 13 auf
die Walze 1 ausgeübten Belastungskräfte einer bestimmten, vorab gebenen DebmLng.
In Fig.4 ist ein Regelfall dargestellt, bei dem zwar die mittlere Dehnung der Bahn
aufrecht erhalton ist, jedoch die Dehnungseigenschaften der Bahn über die Bahnbreite
hinweg unterschiedlich sind. Links wird die Bahn bei der vorw liegenden Belastungskraft
zu stark, rechts jedoch zu wenig gedehnt, so daß die Walze 1 beginnt, sich achsial
zu neigen, sie wandert links nach unten und rechts nach oben. Links wird die Verbindung
zwischen dem Mittelkontakt 41 und dem Kontakt 43 "Entlasten" geöffnet, der Magnet
des Magnetauslaßventils 35 wird stromlos, das Ventil öffnet und die Druckluft im
Pneumatikzylinder 10 entspannt sich durch das Magnotauslaßventil 35 hindurch solange
ins Freie, bis sich die Kontakte 41 und~43 wieder geschlossen haben, wodurch dieser
Vorgang abgeschlossen ist.
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buf der rechten Seite der Walze 1 reicht die Belastung nicht aus,
um die gewünschte Dehnung der Bahn zu erreichen, daher geht dort der Walzenzapfen
2 nach oben. Dadurch wird der Kontakt 46 "Belasten" vom Mittelkontakt 45 abgehoben,
das Magneteinlaßventil 38 öffnet und aus dem Druckluftanschluß 39 strömt Druckluft
in den Pfleumatikzylinder 9,'bis die Belastung groß genug ißt, um den Walzenzapfen
2 wieder in die Normallage zu führen, in der das Magneteinlaßventil 38 wieder erregt
und da-Sat geschlossen ist. Es versteht sich von selbst, daß statt der in Normallage
der Walze geschlossenen Kontakte auch offene Kontakte verwendet werden können, die
bei Abweichungen geschlossen
werden und ihr zugehöriges Magnetventil
bei erregtem Magneten öffnen.
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Es versteht sich weiter von selgst, daß die Belastungseinrichtung
nach Fig.4 nicht nur eine Schrägst;ellung der -Walze 1 auzugleichen in der Lage
ist, sondern auch eine Parallelbewegung der Walze nach unten, weil die Belastung
für die Dehnbarbeit der Bahn zu hoch ißt; oder nach oben, weil die gegebene Belastun
nicht; mehr zu einer ausreichenden Dehnung der Bahn führt, Im erstgenannten Fall
wird die Belastung in der beschreibenen Weise beiderseitig herabgesetzt, im letztgenannten
Fall erhöht.
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Schließlich versteht sich von selbst daß die Belastung der Walze auf
beiden Seiten nicht in durch pneumatische Einrichtungen bewirkt werden kann. Die
Erfindung umfaßt alle Mittel zur Belastung und Belastungsänderung, sofern sie mit
Einrichtungen zusammenwirken, die auf eine Schräglage dar Walze ansprechen und sofern
sie geeignet; sind, auf beiden Walzenseiten unterschiedliche Belast;ungskräfte zu
erzeugen.