DE2906027A1

DE2906027A1 - Daempf- und ausgleichsvorrichtung fuer in einem band wirkende zugkraefte

Info

Publication number: DE2906027A1
Application number: DE19792906027
Authority: DE
Inventors: Giampiero Giusti
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1978-10-09
Filing date: 1979-02-16
Publication date: 1980-04-10
Also published as: GB2031388B; FR2438615B1; GB2031388A; IT7809609A0; US4221318A; CA1105432A; FR2438615A1; IT1103650B

Description

B e s c h r e i b u η g s e i η 1 e i t u η g

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum selbsttätigen Dämpfen und Kompensieren der auf den Werkstoff eines bruchgefährdeten Bandes einwirkenden Zugkraft, das während seiner Mitnahme einer starken Beschleunigung unterliegt.

Es ist bekannt, daß z.B. jedesmal, wenn man mit dem Abwickeln eines Bandes von einer ruhenden Spule beginnt, der auf das Band durch eine geeignete Maschine aufgebrachten Zugkraft eine beachtliche Trägheitskraft durch die Masse der Spule entgegenwirkt. Unter diesen Umständen ist der Werkstoff des Bandes übermäßigen Zugspannungen ausgesetzt, die leicht den Grenzwert der Festigkeit des Werkstoffes überschreiten können, wodurch Risse oder Brüche verursacht werden.

Diese Unannehmlichkeit erlangt insbesondere beachtenswerte Bedeutung jedesmal, wenn mittels einer automatischen Spleißmaschine der Vorgang des Ersetzens eines Bandes, in dem ein Riß aufgetreten ist und das von einer Spule abgewickelt wird, durch ein zweites Band, das in Ruhestellung und bereits für diesen Zweck vorbereitet mit dem anderen Band zusammengefügt wird, das gleichzeitig abgeschnitten wird, durchgeführt werden muß.

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In diesen Fällen, wenn man die Vorwärtsgeschwindigkeit des Bandes nicht ausreichend reduziert, wodurch, offensichtlich eine Verminderung der gesamten Produktionsleistung eintritt, würden mit großer Leichtigkeit, besonders bei hohen Vorwärtsgeschwindigkeiten des Bandes (das fortlaufend einer Fertigungsstraße zugeführt wird) Spannungen oder Zugbeanspruchungen entstehen derart, daß die Zerreißgrenze des Werkstoffes überschritten und das Reißen des Bandes verursacht wird, mit der Folge, daß eine Unterbrechung der gesamten Fertigungsstraße eintritt.

Das Ziel der vorliegenden Erfindung besteht in der Schaffung einer Vorrichtung zum Dämpfen und Kompensieren dieser Kombinationswirkung der Zugkraft und der Gegenkraft auf das Band, so daß die in dem Werkstoff des stark beschleunigten Bandes erzeugten Spannungen auf tragbare Werte, d.h. auf Werte, die unterhalb der Zerreißgrenze des Werkstoffes liegen, verringert werden.

Die Vorrichtung nach der Erfindung wird auf einen Abschnitt des Bandes zwischen dem Startpunkt des mitgenommenen Bandes (z.B. eine Spule, die auf einem Spulenhalter abgewickelt wird) und dem Punkt, an dem die Zugwirkung aufgebracht wird, (z.B. durch eine geeignete Maschine oder eine Antriebsrolle) angewandt und ist dadurch gekennzeichnet, daß sie im wesentlichen aufweist:

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a) Ablenkungsmittel in der Form von Führungsrollen für das Band, die entlang einer geeignet festgelegten Richtung auf Führungsitiitteln gleiten; und

b) Mittel, die eine Dämpfwirkung haben, die auf die Ablenkungsmittel angewandt werden und einstellbar sind, um auf das Band einen konstanten Gegendruck auszuüben derart, daß er immer geringer ist als derjenige, der den Rißbruch des Bandes verursachen würde, und die somit den Ablenkungsmitteln erlauben, in diese Richtung zu gleiten, wobei sie sich im Verhältnis zu den von dem stark beschleunigten Band auf sie ausgeübten Stoß von einer extremen Stellung, die bei einer gleichbleibenden Geschwindigkeit der Bewegung des Bandes stabil ist, der normalen Ablenkung seiner Bewegungsbahn entspricht und geeignet ist, das Speichern oder Aufvorratlegen des Bandes durchzuführen, in eine andere extreme Stellung, die einer Bewegungsbahn des Bandes entspricht, die sich einer geradlinigen annähert, die von dem Startpunkt des mitgenommenen Bandes auf den Punkt, an dem die Zugwirkung ausgeübt wird, gerichtet ist, fortschreitend rückwärts bewegen.

Ein solcher fortschreitender Dämpfungsvorgang, der in der oben genannten Art und Weise ausgeübt wird, hat somit die Wirkung der Kompensation und Aufnahme des starken Stoßes, der auf die Ablenkungsmittel durch das Band ausgeübt wird.

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wenn das Band stark beschleunigt und einer schnellen und kräftigen Zugwirkung ausgesetzt wird; in der Tat geben die gleitbaren Ablenkungsmittel bei ihrer Rückwärtsbewegung alles oder einen Teil von der oben genannten Aufspeicherung oder dem Vorrat des Bandes ab, wodurch sie somit oberhalb der vorliegenden Vorrichtung eine Anpassung des Bandes an die notwendige Geschwindigkeitsänderung über einen längeren Zeitraum ermöglichen, so daß der Überschuß der Zugspannungen, der den Bruch des Bandes durch Zerreißen verursacht hätte, aufgenommen werden kann.

Diese automatische Vorrichtung vermindert somit sehr stark die Gefahr, daß das stark beschleunigte Band während seiner Bewegung bricht, und insbesondere wird ihre Wirkung verstärkt, wenn ein solches Band automatisch mit einem anderen Band, das sich mit hoher Geschwindigkeit bewegt, zusammengefügt werden muß. Ein solcher Vorgang des Zusammenfügens findet z.B. bei einer Fertigungsstraße für Wellpappe zwischen zwei Papierbändern statt, von denen das eine von einer Spule abgewickelt wird, und das andere zum Zusammenfügen angehalten wird; das angehaltene Band erfährt eine starke und schnelle Zugbeanspruchung in dem Moment, in dem die entsprechende Spule gestartet wird. In diesem Fall wird durch die Anwendung der vorliegenden Erfindung auf das letztgenannte Band ermöglicht, daß dieser automatische Vorgang des Zusammenfügens sogar bei voller und hoher Geschwindigkeit

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des Bandes durchgeführt werden kann, ohne daß Brüche oder Risse des Bandwerkstoffes entstehen.

Dies eröffnet offensichtlich die Möglichkeit, die Leistung einer automatischen Spleißmaschine beachtlich zu erhöhen, mit sich daraus ergebenden und offensichtlichen Vorteilen aus der Sicht der gesamten betriebsmäßigen und fertigungsmäßigen Leistung in einer Fertigungsstraße, z.B. einer solchen für Wellpappe.

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F i g u r _n e η b e s σ h r e i b u η g

Zum besseren Verständnis der vorliegenden Erfindung und um zu zeigen, wie dieselbe in der Praxis ausgeführt werden kann, wird nun im folgenden eine detaillierte Beschreibung einer ihrer beispielhaften Ausführungsformen unter besonderer Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung angegeben, in der die einzige Figur eine schematische Seitenansicht eines Zufuhrungssystems einer Fertigungsstraße, z.B. einer solchen für Wellpappe, mit der Anwendung der Vorrichtung gemäß der Erfindung zeigt.

Es wird Bezug genommen auf diese Figur. Die Vorrichtung nach der Erfindung ist bei der Anwendung auf zwei Bänder 1 und 2 dargestellt, deren Spulen von einem Spulenhalter getragen werden. Wenn eines der beiden Bänder von der zugehörigen Spule mit einer bestimmten Geschwindigkeit abgewickelt wird, befindet sich die andere im Stillstand in der Spleißstellung.

In der Figur ist die Anwendung der vorliegenden Vorrichtung auf zwei Bänder 1 und 2 mit zwei verschiedenen Ausführuhgsarten des Abwickeins von der zugehörigen Spule gezeigt.

Der Werkstoff der beiden Bänder 1 und 2 kann Papier, Tuch, Zinn» oder Aluminiumfolie, Plastik oder ein anderes Material

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sein, das infolge einer Zugbeanspruchung dem Bruch ausgesetzt ist.

Die Vorrichtung nach der Erfindung besteht aus:

ä) einer Führungsrolle 5 für das Band 1 oder 2, die an ihren beiden Seitenenden an Schultern 6 gelagert ist, die auf Führungen oder Schienen oder anderen Führungsmitteln, die mit 7 angegeben sind, gleitbar sind; und

b) Dämpfungsmitteln, die auf jede der beiden Seiten der Rolle 5 angewandt werden und aus in Reihe fluchtend angeordneten elastischen Mitteln bestehen, z.B. einer Druckfeder 8, deren eines Ende sich an einem an der Schulter 6 befestigten Block 8' abstützt und die einer festen pneumatischen Zylindereinrichtung 9 vorgeschaltet ist, die eine Gleitstange 9" hat, an deren Kopf sich das andere Ende der Feder 8 abstützt.

Diese Federmittel 8 haben die Aufgabe, der Bewegung der Führungsrolle 5 entgegenzuwirken und sie zu kompensieren, gegen die das Band während seiner Bewegung aufgrund der kleinen Schwankungen, denen es unterworfen ist, drückt, um in dem Band eine möglichst gleichmäßige Spannungsverteilung sicherzustellen und Spannungsspitzen auszuschalten.

Die pneumatische Zylindereinrichtung 9, die auf einen höheren Wert als die Feder 8 eingestellt ist, hat andererseits

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die Aufgabe (nachdem die Feder 8 fast vollständig zusammengedrückt ist), den eventuellen Überschuß der Spannungen, die in dem Werkstoff des Bandes erzeugt werden können, zu dämpfen, zu kompensieren und somit aufzunehmen, der wahrscheinlich einen Bruch oder Riß desselben verursacht jedesmal, wenn das Band starken Beschleunigungen unterworfen ist, wobei sie insbesondere ihre Aufgabe dann erfüllt, wenn das Band aus dem Stillstand angefahren wird, das das Anlaufen der zugehörigen Spule mit sich bringt, deren beachtenswerte Trägheit eine entsprechende Widerstandskraft erzeugt, die der Zugkraft, die von einer der oberen Antriebsrollen 10 der automatischen Spleißmaschine 4 über die entsprechende Einführungsrolle 11 erzeugt wird, entgegenwirkt.

Dieser pneumatische Zylinder 9 wirkt dem Stoß entgegen, den das beschleunigte Band 1 oder 2 auf die Führungsrolle 5 überträgt, wobei er auf dieses Band an derselben Rolle 5 einen festgelegten Druck, der durch vorausgehendes Kalibrieren der Vorrichtung eingestellt worden ist, ausübt, so daß der entstehende Gegendruck immer konstant und geringer als der ist, der den Bruch des Bandes durch Reißen verursachen würde. Wenn die Bewegungsrichtung der Führungsrolle 5 und damit die Neigung der Führungen oder Schienen 7, die im Falle des Bandes 1 auf der rechten Seite der Figur nahezu lotrecht zu der normalen Bewegungsrichtung des Bandes (dargestellt durch die gestrichelte Linie 12) ist, auf geeignete

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Weise festgelegt worden, ist, bewegt sich die Führungsrolle fortschreitend nach rückwärts, wobei sie entlang dieser Richtung im Verhältnis zu dem Stoß, den sie von dem stark beschleunigten Band erhält, aus einer Extremstellung (angedeutet ungefähr mit dem Pfeil 13), die der auf das Band während seiner Bewegung mit nahezu konstanter Geschwindigkeit, oder im Ruhezustand ausgeübten Ablenkung entspricht, in eine Endstellung 14 gleitet, die einem Verlauf des Bandes entspricht, der sich dem geradlinigen Verlauf zwischen dem Punkt, an dem die Spule beginnt sich abzuwickeln, und demjenigen, wo die Zuglast ausgeübt wird, annähert. Die oben genannte Ablenkung wurde günstigerweise vorgenommen, um eine Anhäufung oder einen Vorrat des Bandes (in der Figur klar zu erkennen) anzulegen, so daß bei ihrer Rückwärtsbewegung die Rolle 5 alles oder einen Teil von dem aufgespeicherten Band abgibt und somit eine Anpassung des Bandes oberhalb der Vorrichtung an die erforderliche Geschwindigkeitsänderung über einen längeren Zeitraum ermöglicht. Eine solche Anpassung bewirkt folglich eine vollständige Aufnahme des Überschusses der in dem Werkstoff des Bandes erzeugten Zugspannungen, der sonst dessen Bruch durch Reißen verursacht hätte.

Schließlich hat die fortschreitende Dämpfung, die von der Vorrichtung auf das Band in der beschriebenen Art und Weise ausgeübt wird, die Gesamtwirkung, daß der Stoß, den die Führungsrolle 5 von dem stark beschleunigten Band erhält,

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kompensiert und aufgenommen wird, wodurch die Wahrscheinlichkeit, daß dasselbe bricht, auf ein Minimum reduziert wird, und eine Gleichmäßigkeit in der Zufuhr des Bandes auch bei hohen Geschwindigkeiten ermöglicht wird, mit beachtlichen Vorteilen aus der Sicht der Produktionsleistung bei einer Fertigungsstraße, insbesondere bei einer solchen für Wellpappe.

Ein weiteres wichtiges Merkmal der Vorrichtung nach der Erfindung besteht darin, daß sie "ausgeglichen" werden kann, d.h. innerlich ausgeglichen werden kann: wenn die Führungsrolle 5 bis in die Endstellung 14 zurückgefahren worden ist, läßt die Vorrichtung die Rolle langsam in die Stellung 13 des Speicherns und des normalen Betriebsablaufes zurückkehren, wobei die Vorrichtung einen konstanten Druck aufrechterhält, eventuellen Spannungsänderungen In dem Band folgt und sie dämpft. Wenn die Spule einmal angelaufen ist, kann sie aufgrund ihrer Trägheit zu schnell laufen, und die Rolle 5 muß sich dann durch Gleiten entlang der festgelegten Richtung mit einer Geschwindigkeit selbstätig bewegen, die angemessen ist, um die Spannungen in dem Band konstant zu halten.

Dieses Ausgleichen wird durch übliche Ventilmittel ausgeführt, die so arbeiten, daß, wenn der Kolben der Stange 9' in seinem Zylinder 9 gegen dessen rechtes Ende bewegt wird (bei Betrachtung z.B. des linken Teiles der Figur), in der

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Kammer auf der linken Seite des Kolbens in dem Zylinder 9 kein Vakuum erzeugt wird, sondern ein festgelegter Druck (der natürlich niedriger ist als der ebenso festgelegte Druck, der in der Kammer auf der rechten Seite des Kolbens in dem Zylinder 9 aufrechterhalten wird) fortwährend beibehalten wird.

Die Dämpfungsvorrichtung gemäß der Erfindung bietet somit den Vorteil einer hohen Anpassungsfähigkeit und Flexibilität des Betriebes, da, wie erwähnt, sie entsprechend den mechanischen Eigenschaften des Werkstoffes des Bandes mittels einer geeigneten Kalibrierung der pneumatischen Zylindereinrichtung 9 einstellbar und ausgeglichen ist.

Die Vorrichtung ermöglicht ebenso ein fortlaufendes automatisches Korrigieren der Schwankungen des Bandes während dessen Bewegung und damit ein Ausschalten von Spannungsspitzen in dem Band mit dem Endergebnis einer besseren Qualität des entstandenen Produktes und eines geringeren Abfalles desselben.

Zusammenfassend kann gesagt werden, eine stark reduzierte Wahrscheinlichkeit eines Bruches des Bandes auch bei beträchtlichen Geschwindigkeitsänderungen desselben und insbesondere im Falle des Anlaufens aus dem Ruhestand mit

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sehr hohen Geschwindigkeiten führt immer zu einer höheren Produktionsleistung, höheren Betriebssicherheit, höheren Qualität des Endproduktes, geringeren Abfalls und einer geringeren Anzahl von Unterbrechungen der Fertigungsstraße.

Selbstverständlich können die Dämpfungsmittel der oben beschriebenen Vorrichtung neben dem pneumatischen Zylinder 9 auch aus einem Öldruckzylinder oder einem Federsystem oder einem anderen einstellbaren System, das geeignet ist, einstellbaren und allmählichen Gegendruck auszuüben, bestehen.

Natürlich können zahllose andere Varianten an der illustrierten, beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung vorgenommen werden, ohne daß von deren Prinzip abgewichen werden muß; es ist klar, daß all diese Varianten in den Bereich der Erfindung fallen.

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Anmelder; Giampiero Giusti, 52 Via Barbantini I 55100 Lucca, Italien

Titel; Dämpf- und Ausgleichsvorrichtung für in einem Band wirkende Zugkräfte

Patentansprüche

1. Automatische Vorrichtung zum Dämpfen und Kompensieren der Zugkraft, die auf den Werkstoff eines Bandes, das bei seiner Mitnahme einer starken Beschleunigung unterworfen ist, einwirkt, die auf einen Abschnitt des Bandes zwischen dem Startpunkt des mitgenommenen Bandes und dem Punkt, an dem die Zugkraft aufgebracht wird, angewandt wird und die dadurch gekennzeichnet ist, daß sie im wesentlichen aufweist: Ablenkungsmittel für das Band, die auf Führungsmitteln entlang einer festgelegten Richtung gleitbar sind; und Dämpfungsmittel, die unter der Einwirkung der Ablenkungsmittel auf sie dem auf die Ablenkungsmittel durch das stark beschleunigte Band versetzten Stoß entgegenwirken, indem sie auf die Ablenkungsmittel einen konstanten Gegendruck ausüben, der durch Einstellung der Dämpfungsmittel festgelegt ist, damit er immer niedriger als die Zerreißgrenze des Werkstoffes des Bandes ist; die Dämpfungsmittel erlauben somit den Ablenkungsmitteln in dieser ge-

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nannten Richtung zu gleiten, wobei sie im Verhältnis zu dem von dem Band ausgehenden Stoß von einer Extremstellung, die der Ablenkung, die dem Verlauf des Bandes während seiner normalen Vorwärtsbewegung aufgezwungen ist, entspricht, in eine nachfolgende Extremstellung, die einem Verlauf des Bandes entspricht, der sich einem geradlinigen Verlauf annähert, fortschreitend zurückfahren, wobei diese Ablenkung eine Anhäufung des Bandes erzeugt, die von den Ablenkungsmitteln während ihrer Gleitbewegung wieder abgegeben wird.

2. Vorrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bandablenkungsmittel aus einer Führungsrolle bestehen, die an ihren beiden seitlichen Enden an zwei Schultern gelagert ist, die an diesen Führungsmitteln gleitbar sind.

3. Vorrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dämpfungsmittel starke Dämpfungsmittel sind, die aus einem pneumatischen Zylinder oder ähnlichem bestehen, der kalibriert sein kann und ausgeglichen ist, d.h. innerlich ausgeglichen ist, damit die Ablenkungsmittel, wenn sie einmal in die zweite extreme Stellung zurückgefahren worden sind, langsam in ihre Anfangsextremstellung zurückkehren können, wobei sie laufend einen konstanten Druck erhalten.

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Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet weiterhin durch Federdämpfungsmittel oder ähnliches, die auf diese Ablenkungsmittel einwirken und geeignet sind, fortlaufend und automatisch die Spannungen in dem Bandwerkstoff während der normalen Vorwärtsbewegung des Bandes auszugleichen.

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