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Vorrichtung zur Seitensteuerung von
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laufenden Materialbahnen Bei der Herstellung von thermoplastischen
Kunststoffolien ergibt sich das Problem, daß in der Folie geradlinig verlaufende
Dickenschwankungen nicht auszuschließen sind. Selbst bei einer äußerst geringen
Dickenschwankung von z.B. 1 /um addiert sich diese fehlerhafte Dickenschwankung
ungünstig bei dem Aufwickeln der Kunststoffolie. Es wird ein Wickel erhalten, in
dem einzelne Bereiche einen größeren Durchmesser haben als andere Bereiche.
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Hierdurch wird die Kunststoffolie einer Spannung ausgesetzt, so daß
sie bein anschheßenden Abwickeln zwecks Zuführung zur Weiterverarbeitung hicht mehr
flachliegt. Diese Kunststoffolie ist für viele Anwendungszwecke daher ungeeignet.
Besonders bei den äußerst dünnen Trägerfolien für Beschichtungen ist ein Flachliegen
der Kunststoffolie aber zwingend notwendig.
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Es ist bereits vorgeschlagen worden, entweder die Extrusionsdüse bzw.
das letzte Kalanderwalzenpaar oder den Wickler chan-'gieren, d.h. quer zur Bahnlaufricntung
bewegen zu lassen. Etwaige in der Folie auftretende Dickenfehler werden nun in einem
bestimmten Breitenbereich verteilt. Die abgewickelte Folie ist von einer größeren
Güte in Bezug auf die Ebenheit.
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Das changierende Bewegen von einer Extrusionsdüse oder einer Wickelvorrichtung
ist verständlicherweise technisch aufwendig.
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Weiter sind Eantensteuervorrichtungen zur Mittelführung einer laufenden
Materialbahn bekannte Diese den Verlauf der Materialbahn zurückstellenden Vorrichtungen
arbeiten mit einem schrägverstellbaren Walzenpaar, das von der Materialbahn umschlungen
wird. Bei dieser bekannten Steuerung wird bei einem Verlauf der Materialbahn immer
eine Zugkraft auf die Materialbahn durch die Schrägstellung des Walzenpaares und
des somit entstehenden
Schlupfes zwischen Walzenoberfläche und Materialbahn
ausgeübt.
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Daher wird bei diesen bekannten Mittel- oder Geradeauslaufsteuerungen
die Materialbahn einseitig verspannt. Für empfindliche Folien ist außerdem eine
derartige Seitensteuerung nur in einem geringen Auslenkungsbereich möglich. Die
erzielbare Seitenversetzung des Materialbahnlaufes ist äußerst gering.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Bewirken
einer gesteuerten Seitenbewegung einer laufenden Materialbahn zu schaffen, die sich
durch einen geringen technischen Aufwand und ein spannungsloses Ablenken der Materialbann
aus der Bahnlaufrichtung auszeichnet. Es soll darüber hinaus eine hin- und hergehende
Seitenbewegung der Materialbahn möglich sein.
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Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Kennzeichen des Anspruchs
1 aufgezeigten Merkmale gelöst.
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Soll eine Auslenkung der Materialbahn erreiclit werden, so wird durch
die kombinierte Schwenk-Kippbewegung der Führungsrollenachsen und der Seitenscheiben
der Führungsrollen ein spannungsfreier Versatz der Materialbahn aus der Laufrichtung
erzielt.
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Dabei ist der Verschwenkwinkel der Führungsrollenachsen in der zu
den Bahnebenen der ankommenden und ablaufenden Materialbahn parallelen Ebene gleich
dem Kippwinkel der Seitenscheiben der Führungsrollen, wobei die Seitenscheiben aber
weiterhin parallel zur Materialbahn verbleiben. Die Antriebsdrehachsen der Seitenscheiben
machen also die Verschwenkbewegung der Führung rollenachsen nicht mit. Die Seitenscheiben
werden entgegengesetzt zueinander in Bahnlängsrichtung verschoben und um ihre in
Bahnlängsrichtung liegende Nittelachse verkippt. Die Antriebsdrehachsen der Seitenscheiben
bleiben immer senkrecht zur Laufrichtung der Materialbahn.
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Durch diese erfindungsgemäße Ausbildung der Vorrichtung zur Seitensteuerung
der Materialbahn wird erreicht, daß die Materialbahn
ständig auf
einem kreisförmigen Umfang der Führungsrollen ablaufen kann. Eine Seitenverspannung
während der Rollenumschlingung ist nicht mehr vorhanden, da es zu keinem Schlupf
zwischen Rollenoberfläche und Materialbahn kommt.
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Es ist möglich, die Verstellbewegungen der Rollenkörper und ihrer
Seitenscheiben in einem über mindestens zwei Festdrehpunkte parallelförmig verschwenkbaren
Stellrahmen zu erreichen.
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Eine weitere vorteilhafte Ausbildung der erfindungsgemäßen Rollenverstellung
wird durch die Merkmale des Unteranspruchs 2 gekennzeichnet.
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Aufgrund der diagonalen Verstellung der Rollenkörper der 'ührungsrollen
ist ein Längenausgleich des Rollenmantels notwendig. Eine vorteilhafte Möglichkeit
der Längenänderung der Nantelfläche kennzeichnet der Unteranspruch 3. Die Längenkompensation
kann aber auch durch ueberlänge aufweisende, kreisförmig angeordnete Stäbe gemäß
Anspruch 4 erfolgen.
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Im Unteranspruch 5 wird eine vorteilhafte Ausbildung der die Verschwenkung
der Führungsrollenachsen und die Verkippung der Seitenscheiben ermöglichenden Lagerungen
gekennzeichnet. Die Seitenscheiben werden in einem Lagergehäuse drehbar gehalten.
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Das Lagergehäuse wird nun in Bahnrichtung längs verschoben und dabei
gleichzeitig um eine zur Bahnrichtung parallele Drehachse gekippt. Die Seitenscheiben
machen die Längsbewegung und die Kippbewegung zwangsläufig mit.
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Eine zwangsläufige Verknüpfung der gleichzeitigen Längs- ulid Kippbewegung
wird durch die im Unteranspruch 6 gekennzeichnete vorteilhafte Ausgestaltung ir
Bührungsrollenlagerungen offenbart.
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Anhand der Zeichnung wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung in
teilweise schematischer Darstellung nachstehend näher erläutert. Auf die Darstellung
von nicht zum Verständnis der Erfindung
beitragenden Einrichtungen
wurde dabei verzichtet.
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Fig. 1 bis 3 zeigen ein von einer laufenden Materialbahn umschlungenes
Führungsrollenpaar in vereinfachter, schematischer Darstellung in drei Ansichten.
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Fig. 4 zeigt ein Ausführungsbeispiel für den Verschwenk- und Kippmechanismus
einer Führungsrolle. Auf die Darstellung der zweiten Führungsrolle wurde dabei verzichtet.
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Die Fig. 1 stellt eine Seitenansicht eines schräg zur Laufrichtung
einer Materialbahn 5 verstellten Führungsrollenpaares 6, 7 dar. Die Mantelfläche
jeder Führungsrolle 6 bzw. 7-ist aus kreisförmig angeordneten elastischen Stäben
8 zusammengesetzt.
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Die Enden dieser elastischen Stäbe 8 sind mit kreisförmiger.
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Seitenscheiben 9 bis 12 der Führungsrollen 6 und 7 fest verbunden.
Die Materialbahn 5 läuft auf den Umfang der ersten Führungsrolle 6 auf, umschlingt
diese um ungefähr 90° und wird dann auf die unter der ersten Führungsrolle 6 etwas
in Bahnlaufrichtung versetzt angeordnete, zweite Führungsrolle 7 geführt.
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Nach einer gleichen Umscnlingungsstrecke wie auf der ersten Führungsrolle
6 wird die Materialbahn 5 von der zweiten Führungsrolle 7 abgenommen und einer hier
nicht dargestellten Aufwickelvorrichtung zugeführt.
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Aus der in Fig. 2 gezeigten Draufsicht auf das puhrungsrollenpaar
6, 7 ist der erzielte Seitenversätz der Materialbahn 5 gut erkennbar. Die Mittelachsen
14, 15 der Führungsrollen 6, 7 liegen jeweils schräg zur Bahnlaufrichtung in einer
parallelen Ebene zur ankommenden bzw. weglaufenden Materialbahn 5. Die Seitenscheiben
9 bis 12 verbleiben trotz der um die Scheibenmittelachsen 13 gekippten Stellung
parallel zur Materialbahn 5. Dieses wird besonders aus der Darstellung nach der
Fig. 3 ersichtlich. Die Fig. 3 stellt eine Ansicht des Führungsrollen
paares
6, 7 aus der Materiallaufrichtung dar.
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Die in Fig. 4 gezeigte Führungsrolle 6 weist zwei Seitenscheiben 9
und 10 auf, zwischen denen die die Mantelfläche der ItEhrungsrolle 6 bildenden,
kreisförmig angeordneten, elastischen Stäbe 8 angeordnet sind. Die Enden der elastischen
Stäbe 8 sind in den Seitenscheiben 9 und 10 eingespannt. Jede Seitenscheibe 9 bzw.
10 hat einen zentrischen Drehzapfen 16, 17, über den sie mittels Radialwälzlager
18, 19 in jeweils einer Bohrung 21, 22 eines Lagergehäuses 0\24 drehbar angeordnet
sind. Die rechte Seitenscheibe 10 ist über einen Antriebszapfen 25 von einem hier
nicht gezeigten Motor drehbar.
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Jedes Lagergehäuse 23, 24 weist zwei gegenüberliegende Führungszapfen
26 bis 29 auf, die senkrecht zur Drehachse der Seitenscheiben 9, 10 auf gegenüberliegenden
Seiten des Lagergehäuses fluchtend angeordnet sind. Über diese Führungszapfen 26
bis 29 ist das jeweilige Lagergehäuse 23, 24 in zwei Festlagern 31, 32 bzw. 33,
34 kippbar angeordnet. Das eine Festlager 31 bzw. 33 weist eine kurvenförmige Ausnehmung
35 bzw. 36 auf, in die ein Führungsnocken 37 bzv. 38 des Führungszapfens 26 bzw.
2ü eingreift. Die kurvenförmigen Äusnehmungen 35, 36 der nebeneinanderliegenden
Festlager 31, 33 sind spiegelbildlich zueinander ausgebildet.
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Die Enden der FLihrungezapfen 26, 28 sind über Kugelgelenke 41, 42
und einen eich um einen Festdrehpunkt 43 bewegenden, längenveränderlichen Hebel
44-initeinander verbunden. Über einen von einem Motor 45 angetriebenen Eurbeltrieb
46 wird auf die Piihrungszapfen 26, 28 eine sich ständig umkehrende Längsverschiebebewegung
aufgebracht. Dadurch wird das eine Lagergehäuse 23 in einer Richtung längsverschoben
und das andere Lagergehäuse 24 in der entgegengesetzten Längsrichtung. Aufgrund
der spiegelbildlichen Ausführung der kurvenförmigen Ausnehmungen 35, 36 werden die
Lagergehäuse 23, 24 dabei gleichzeitig in derselben Richtung um ihre La'ngsachsen
39, 40 gekippt. Die Seitenscheiben
9, 10 sind in ihren Antriebsdrehachsen
miteinand7er über eine verschwenkbare Teleskopstangenverbindung 47 verbunden, die
die Führungsrollenachse 14 darstellt. Es wird eine schraubenförmige Bewegung der
Lagergehäuse 24 und damit aucn der Seitenscheiben 9 und 10 erzwungen.
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Die Wirkungsweise der vorstehend besonriebenen Anordnung ist wie folgt:
Die laufende Materialbahn 5 soll in einer vorbestimmten Wickelbreite A changierend
auf einen Wickler aufgewickelt werden. Die dabei von der Materialbahn 5 zu bestreichende
Wickelbreite A ist größer als die Breite der Materialbahn 5. Die erforderliche seitliche
Auslenkung der Materialbahn 5 wird über die Einstellung des Eurbeltriebes 46 festgelegt.
Die Geschwindigkeit der während des Betriebes kontinuierlich erfolgenden Versetzbewegung
der Materialbahn 5 wird über die Geschwindigkeit des Notores 45 des Eurbeltriebes
46 bestimmt. Die lauf ende Materialbahn 5 läuft in jeder Verstellung des Führungsrollenpaares
6, 7 auf einem kreisförmigem Umfang um die erste Führungsrolle 6 und anschließend
ebenfalls auf einer Kreisbahn um die zweite Führungsrolle 7.
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Die in diesem beschriebenen Ausführungsbeispiel realisierte Steuerung
des Betrages des Seitenversatzes der Materialbahn kann auch durch andere Mittel
als über einen Kurbeltrieb erfolgen.
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Denkbar sind an sich bekannte Kantenabtastvorrichtungen, wie z.B.
Fotozellen u.ä. Die Umkehrbewegung kann durch eine z.B.
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elektronische Steuervorrichtung bewirkt werden.
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Obwohl das Ausführungsbeispiel für das changierende Aufwickeln einer
Naterialbann beschrieben wurde, ist die Erfindung auch für eine Geradeauslaufsteuerung
einer Materialbahn geeignet. Dabei wird bei einem Verlauf der Materialbahn aus einer
festgelegten Laufbahn dieser Verlauf abgetastet und einer elektronischen oder elektromechanischen
Steuervorrichtung angezeigt. Diese Steuervorrichtung bewirkt dann die in dem voratehenden
Ausführungsbeispiel
beschriebene gleichzeitige Schwenk- und Kippbewegung
des Führungsrollenpaares und ihrer Seitenscheiben, bis der durch den Verlauf eingetretene
Seitenversatz der Materialbalin wieder eliminiert ist. Der wesentliche Vorteil hierbei
ist in dem spannungslosen Versetzen der Materialbann zu sehen. Dieses spannungslose
Versetzen der Materialbahn ist für alle Bahnmaterialien 'vorteilhaft. Neben dem
schon erwähnten Anwendungsgebiet für Kunststoffolien wird es als vorteilhaft angesehen,
daß bei dem Steuern des Geradeauslaufes von Papierbahnen die Knittergefahr der einen
Papierbahnseite wegfällt.
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BEZUGS ZEIOHENLI STE 5 = Materialbahn 6 = Führungsrolle 7 = Führungsrolle
8 = Stäbe 9 = Seitenscheibe 10 = Seitenscheibe 11 = Seitenscheibe 12 = Seitenscheibe
13 = Mittelachsen für Seitenscheiben 14 = Achse, Führungsrolle 15 = Achse, Führungsrolle
16 = Drehzapfen 17 = Drehzapfen 18 = Radialwälzlager 19 = Radialwälziager 21 = Bohrung,
Lagergehäuse 22 = Bohrung, Lagergehäuse 23 = Lagergehäuse 24 = lagergehäuse 25 =
Antriebszapfen 26 = Führungszapfen 27 = Führungszapfen 28 = Führungszapfen 29 =
Führungszapfen 31 ^ Festlager 32 = Festlager 33 = Festlager 34 = Festlager 35 =
kurvenförmige Ausnehmung 36 = kurvenförmige Ausnehmung 37 = Führungsnocken 38 =
Führungsnocken
39 -- Längsachse, Lagergehäuse 40 w Längsachse,
Lagergehäuse 41 12 Kugelgelenke 42 = Kugelgelenke 43 = Festdrehpunkt 44 S Hebel,
längenveränderlich 45 = Motor 46 = Kurbeltrieb 47 = Teleskopstangenverbindung
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