DE2948290A1

DE2948290A1 - Vorrichtung zum umlenken einer bewegten materialbahn

Info

Publication number: DE2948290A1
Application number: DE19792948290
Authority: DE
Inventors: Wilfried Dabringhaus; Karl 5090 Leverkusen Voss
Original assignee: Agfa Gevaert AG
Current assignee: Agfa Gevaert AG
Priority date: 1979-11-30
Filing date: 1979-11-30
Publication date: 1981-06-04
Also published as: JPS56127538A; EP0029961A2; US4343422A; EP0029961A3

Description

AGFA-GEVAERT

AKTIENGESELLSCHAFT 5090 Leverkusen, Bayerwerk

Patentabteilung HRS/kl-c

2 9. NOV. 19?9

Vorrichtung zum Umlenken einer bewegten Materialbahn

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Umlenken einer in ihrer Längsrichtung bewegten Materialbahn mit mechanischen Mitteln sowohl in eine senkrecht zu den Flächen der Bahn liegenden Ebene als auch in eine in der Fläche der Bahn liegenden Ebene.

Bei der Bewegung einer Bahn in Richtung ihrer Längsachse können für die Richtungsänderung in eine senkrecht zu den Flächen der Bahn liegenden Ebene einfachste mechanische Elemente, z.B. Umlenkrollen, angewendet werden. Bei der Umlenkrolle läuft die Bahn im rechten Winkel zur Rollenachse auf und läuft nach Erreichen des gewünschten Umlenkwinkels ebenfalls im rechten Winkel zur Rollenachse von der Rolle ab. Die Geschwindigkeitsvektoren der Bahnpunkte von Bahn und Mantelfläche der Rolle sind identisch und somit findet keine Relativbewegung zwischen Rolle und Bahn statt. Die Geschwindigkeiten der Bahnpunkte entsprechen der Umfangsgeschwindigkeit, eine Geschwindigkeitskomponente in Richtung der Umlenkachse existiert nicht.

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Ein Umlenken der Bahn in einer in den Flächen der Bahn liegenden Ebene ist mittels einer einfachen Umlenkrolle nicht möglich, da beim schrägen Laufen der Bahn über die Umlenkrolle die Geschwindigkeitsvektoren der Rollen-Mantelfläche und der Bahn nicht übereinstimmen. Während die Bahnpunkte der Mantelfläche reine Umfangsgeschwindigkeit aufweisen, weist die Geschwindigkeit der Bahn eine Komponente in Umfangsrichtung als auch in Axialrichtung auf. Um eine Relativbewegung zwischen Bahn und Mantelfläche zu vermeiden, müßte die Umlenkrolle sich mit einer Umfangsgeschwindigkeit drehen, die der Umfangsgeschwindigkeitskomponente der Bahn entspricht und dabei gleichzeitig in ihrer Längsachse mit der Geschwindigkeit der Axialkomponente der Bahngeschwindigkeit bewegt werden, was eine unendlich breite Umlenkrolle bedingen würde.

Aus einer Vielzahl von Patentschriften und Patentanmeldungen sind Umlenkeinrichtungen für Bahnen bekannt, bei welchen die Bahnumlenkung um ein mit einer großen Zahl von Bohrungen versehenes Rohr durchgeführt wird und wobei aus den Bohrungen Luft ausströmt und die Bahn auf dem entstehenden Luftkissen zwischen Bahn und Rohr umgeleitet wird.

In der DE-AS 1 264 200 ist eine Vorrichtung zum Wenden eines Bandes beschrieben, in welcher das Band über einen eine konvexe Fläche aufweisenden Körper zur Bildung einer gewundenen Bahn geleitet und mittels Druck-

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luft von der Fläche abgehalten wird. In der amerikanischen Patentschrift US-PS 3 679 116 wird eine Bahn um 90° oder 180° in ihrer Ebene umgeleitet, wobei die Bahn um ein, unter einem Winkel von 45° zur Laufrichtung der Bahn, stehendes Rohr geführt wird. Das Rohr ist mit einer Vielzahl von Bohrungen versehen, aus welchen Druckluft zur Bildung eines Luftkissens zwischen Bahn und Rohr austritt.

Diese Luftkissenumlenkelemente sind zwar sehr einfach und preiswert in der Herstellung, haben aber auch erhebliche Nachteile. Außer einem erheblichen Verbrauch von Druckluft und somit Energie zu deren Erzeugung, entstehen an den Bahnkanten durch seitliches Austreten der Luft mit hoher Geschwindigkeit aus einem relativ engen Spalt niedrige Drücke, so daß die Bahn an das Luftkissenelement angezogen wird und dieses berühren kann und wieder abgestoßen wird, also zu flattern beginnt. Durch das Flattern kann die Bahnkante beschädigt werden oder es kann Abrieb entstehen.

Für exakt laufende Bahnen wurde dieser Effekt (BernoiiÜ-Effekt) durch verschiedene Maßnahmen kompensiert.

In der US-PS 3 567 093 wurde die Umlenkoberfläche in Kammern mit Seitenplatten aufgeteilt. Die britische Patentschrift GB-PS 1 30 7 69 5 löst dieses Problem durch Einblasen der Druckluft in tangentialer Richtung auf beiden Seiten sowohl am Bahneinlauf, als auch am Bahn-

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auslauf der Umlenkeinrichtung. Bei seitlichem Verlaufen der Bahn durch Störungen im vorhergehenden oder nachfolgendem Bahnlauf sind aber auch diese Maßnahmen wirkungslos. Auch bei leicht flügeligen Bahnen entstehen Störungen durch Flattern der Bahnen. Bei Einrissen in der Bahnkante bricht der Druck im Luftkissen zusammen. Der Luftstrom dieser pneumatischen Umlenkeinrichtungen muß sehr gleichmäßig sein und die gleichmäßige Luftverteilung über die Bahnbreite, sowie die Korrektur des Bahnlaufes bei Störungen ist trotz einer großen Zahl von Patentanmeldungen auch heute noch nicht sicher gelöst.

Zur Umlenkung der Bahn in ihrer Ebene sind auch mechanische Umlenkvorrichtungen bekannt, die sich vor allem dadurch auszeichnen, daß sie keine Energie in Form von Druckluft benötigen. Unempfindliche Bahnen, zum Beispiel Papierbahnen, werden zur Umlenkung über ein schräg gestelltes Rohr gezogen. Die axiale Geschwindigkeitskomponente wird durch Rutschen der Bahnfläche auf dem Rohr ausgeglichen, wobei ein Scheuern und Verkratzen der Bahnfläche und Staub durch Abrieb entsteht.

In der US-PS 3 368 729 werden zur Umlenkung der Bahn auf einer schräg gestellten Traverse Rollen angebracht, die so gestellt sind, daß auch die axiale Geschwindigkeitskomponente der Bahn aufgenommen werden kann. Die Bahnumlenkung um 90° erfolgt in 2 Umlenkschritten von je 45°. Da die Geschwindigkeit der Bahn-

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punkte der Rollen mit der der Bahnpunkte nicht übereinstimmt, tritt eine Relativbewegung zwischen den Rollen und der Bahn auf, wodurch Reibung entsteht. Diese Vorrichtung ist wegen der Zahl und Form der Rollen, die sich in die Bahn ein- und durchdrücken und wegen einer Verkratzung oder Verschrammung der Bahnrückseite für empfindliche Bahnen daher ebenfalls nicht geeignet.

In der DE-AS 2 032 06 5 wird eine Wendevorrichtung für flexible Bahnen beschrieben, wobei als Grundidee die Aufteilung der Bahngeschwindigkeit in eine Umfangsund eine Axialkomponente erfolgt. Für empfindliche Bahnen (Folien, Filmbahnen) wird der Abstand der Rollen aus konstruktiven Gründen zu hoch, so daß auch bei dieser Vorrichtung eine zu hohe spezifische Belastung der Bahnfläche entsteht.

Der dargestellte enge Rollenabstand kann in der Praxis nicht ausgeführt werden, da für die Lagerung der Rollen auf einer gekrümmten Achse Montagemöglichkeiten vorhanden sein müßten und eine freie Lagerung der RoI-len eine Abstützung erfordert, wenn übliche Bahnspannungen auftreten. Durch die radiale Anordnung der Rollen treten beim schrägen Ablaufen der Bahn über die Rollen Geschwindigkeitsdifferenzen zwischen der Bahn und den Rollen auf. Werden, wie vorgeschlagen, flexible schlauchartige Hohlkörper verwendet, die sich um eine

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gekrümmte Achse drehen, ist die Außenseite immer breiter als die Innenseite, so daß bei jeder Umdrehung eine Dehnung und eine Pressung in Längsrichtung erfolgt. So ist ebenfalls eine Relativbewegung zwischen Drehkörper und Bahn vorhanden, wodurch Reibung entsteht. Für dünne Bahnen mit empfindlichen Oberflächen ist diese Vorrichtung daher ebenfalls nicht verwendbar.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Umlenkvorrichtung für Materialbahnen zu finden, die auch Bahnen mit sehr empfindlichen Oberflächen ohne Beschädigung der begossenen Seite und/oder der Rückseite in jede gewünschte Richtung umlenken kann und die zuverlässig, energiesparend und in weiten Grenzen wartungsfrei arbeitet.

Diese Aufgabe wurde erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß als Trägerelement für die Bahn während der Umlenkung ein endloser Flachriemen vorgesehen ist, auf den die Bahn vor der Umlenkung mit gleicher Geschwindigkeit aufläuft und den die Bahn nach der Umlenkung verläßt und daß zylindrische Walzen und rohrförmige und/ oder rohrsegmentförmige Umlenkkörper mit Trägerrollen am Umfang angeordnet sind, die den endlosen Flachriemen zur Umlenkung der Bahn führen und den Flachriemen anschließend zur Auflaufstelle der Bahn auf den Flachriemen zurückführen.

Für den Fachmann war es überraschend, daß mit dieser

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Vorrichtung eine breite Materialbahn, selbst mit z.B. hochempfindlichen photographischen Emulsionen, ohne jede Beschädigung der Oberfläche in beliebiger Weise umgelenkt werden kann. Die Bahn läuft auf den Flachriemen mit gleicher Geschwindigkeit auf und liegt während des gesamten Umlenkvorganges satt ohne irgendwelche Relativbewegungen auf der Riemenoberfläche auf. Der Riemen wird normalerweise durch die umschlingende Bahn angetrieben. Die gesamte Vorrichtung ist praktisch wartungsfrei und zuverlässig in ihrer Funktion. Zusätzliche Energie in Mengen, wie sie bei einer Luftkissenumlenkung benötigt wird, ist nicht erforderlich.

Gemäß einer speziellen Ausführungsform kann statt des Flachriemens ein Flachriemen verwendet werden, der an seiner Unterseite mit einer Vielzahl von Keilnuten versehen ist, ein Vielkeilflachriemen. Hierzu werden die zylindrischen Rollen mit Außenprofilen versehen, die den Nuten des Keilriemens angepaßt sind. Ebenso sind die Umlenkelemente am Umfang mit Rollen versehen, die am Umfang ein den Keilnuten angepaßtes Profil besitzen.

Durch diesen Vielkeilflachriemen wird der Trageriemen zwangsgeführt, so daß eine Steuerung oder Regelung des Riemenlaufes nicht erforderlich ist.

Die Vorrichtung zeichnet sich dadurch aus, daß die mechanischen Mittel zur Umlenkung des Riemens und so-

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mit der darauf geführten Bahn für Umlenkwinkel von QC = 90° aus zylindrischen Walzen und für ümlenkwin- · kel Oi- φ 90° aus -ohrförmigen oder rohrsegraentförmigen Umlenkkörpern bestehen, an deren Umfang Tragerollen angeordnet sind.

Läuft der Trageriemen senkrecht auf eine Walze auf und ab (^ = 90°), so können für die Vorrichtung normale zylindrische Walzen verwendet werden oder für Vielkeilnutriemen zylindrische Walzen, die auf ihren Umfang mit dem entsprechenden Profil versehen sind. Bei einem Auflauf des Trageriemens unter einem Winkel rf- φ 90° werden rohrförmige Körper als Umlenkelemente verwendet, auf deren Umfang zumindest in dem Bereich, in welchem der Trageriemen abläuft, eine Vielzahl von Tragerollen angeordnet sind. Ist nur eine Umschlingung des rohrförmigen Körpers von 90° oder 180° erforderlich, so genügt statt des rohrförmigen Körpers ein Rohrsegment, so daß sich in das Rohrsegment ein weiteres Rohrsegment für den Rücklauf des Trageriemens anordnen läßt, und die Vorrichtung raumsparend ausgeführt werden kann.

Eine besonders gute Führung des Trageriemens läßt sich dadurch erreichen, daß Trägerrollen auf den rohr- oder rohrsegmentförmigen Umlenkkörper vorgesehen sind, die eine ellipsenförimige Krümmung der Tragefläche mit den Ellipsenhauptachsen a = und b = r besitzen, wo-

COS (Xm" *

bei r der Radius des jeweiligen Umlenkkörpers und^der

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— Js —

Auflaufwinkel des Trageriemens auf den Umlenkkörper ist.

Werden die Tragerollen in dieser Form ausgestaltet, so wird ein idealer Ablauf des Trageriemens auf dem Umfang des Umlenkelementes erreicht. Die Geschwindigkeit der Bahnpunkte stimmen mit den Geschwindigkeiten der Trageflächen der Tragerollen stets überein.

Eine preiswertere und einfache Herstellung der Tragerollen wird dadurch erreicht, daß die Tragerollen eine Tragefläche besitzen, die mit einem mittleren Radius den ellipsenformigen Tragerollen angenähert sind. Durch die Wahl der Breite der Tragerollen kann der entstehende Geschwindigkeitsfehler zwischen Bahn und Rollen leicht unter 1 % gehalten werden, so daß sich der Fehler in der Praxis nicht auswirkt.

Eine von dem Auflaufwinkel χ des Trageriemens und der Bahn unabhängige Vorrichtung zur Umlenkung von Bahnen wird dadurch erhalten, daß die rohr- oder rohrsegmentförmigen Umlenkkörper auf ihren Umfangen mit Kugelkäfigen und darin befindlichen drehbar gelagerten Kugeln versehen sind, auf denen der endlose Flachriemen zur Umlenkung abrollt und daß der Flachriemen so beschaffen ist und die Zahl der Kugeln so gewählt wird, daß bei der Umlenkung keine Verformung des Flachriemens an der Oberfläche erfolgt und der Flachriemen den Umlenkkörper nicht berührt.

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Ein besonders leichter Trageriemenlauf zur Umlenkung einer Bahn kann dadurch erhalten werden, daß der rohr- oder rohrsegmentförmige Umlenkkörper als Druckgefäß ausgebildet ist und einen Anschluß für Preßluft besitzt und daß die Kugelkäfige Bohrungen zum Innenraum des Druckgefäßes besitzen, wobei die Kugeln in den Kugelkäfigen den Innenraum abschließen und bei Auflaufen des Trageriemens auf die Kugeln sich in den Kugelkäfigen auf einem Luftpolster drehen.

Besonders vorteilhaft ist eine Ausführungsform der Vorrichtung bei welcher eine der zylindrischen Umlenkwalzen der Umlenkvorrichtung mit einem Antrieb zum Antrieb des Riemens und somit der Bahn vorgesehen ist. Durch diese Anordnung sind sonstige gesonderte Antriebe für die Bahn nicht erforderlich.

Treten durch äußere Einflüsse Störungen im Lauf des Trageriemens auf, die ein Abweichen des Trageriemens von seiner vorgeschriebenen Bahn verursachen, so ist es möglich, daß zur Korrektur, Regelung und Steuerung des Tragriemenlaufes auf der Umlenkvorrichtung Mittel vorgesehen sind, die ein horizontales Verdrehen der Achse der zylindrischen Umlenkrollen um den Mittelpunkt der Rollen ermöglichen.

Eine weitere vorteilhafte Möglichkeit besteht darin, daß zur Korrektur, Regelung und Steuerung des Trageriemenlaufes auf der Umlenkvorrichtung Mittel vorge-

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-JW-

sehen sind, die ein achsenparalleles Versetzen der Umlenkachse der Umlenkkörper und damit eine Änderung des Umschlingungswinkels auf den Umlenkkörpern gestatten.

In einer raumsparenden Ausführungsform der Umlenkvorrichtung sind die Umlenkkörper zur Rückführung des Trageriemens innerhalb des Umlenkkörper für Riemen und Bahn angeordnet. In einer anderen möglichen Ausführungsform der Vorrichtung sind die Umlenkkörper zur Rückführung des Trageriemens vor den Umlenkkörpern zur Umlenkung des Riemens und der Bahn angeordnet .

Weitere Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten sind in folgender Beschreibung in Verbindung mit beiliegenden Zeichnungen zu ersehen. Es zeigen

Figur 1

Ein Umlenkelement für eine Bahnumlenkung um 90° in der Ebene der Bahn in Draufsicht.

Figur 2

Das Umlenkelement der Figur 1 im Schnitt A-A als schematisch dargestellte Seitenansicht.

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ORIGINAL INSPECTED

Figur 3

Eine andere Ausführungsform des Umlenkelementes der Figur 1 als schematisch dargestellte Seitensansicht.

Figur 4

Ein Umlenkelement für eine Bahnumlenkung um 180° in der Ebene der Bahn in Draufsicht.

Figur 5

Ein ümlenkelement zum seitlichen Versetzen einer Bahn um den Abstand A in Draufsicht.

Figur 6 Einen rohrförmigen Umlenkkörper. Figur 7

Die Riementragerollen des rohrförmigen Umlenkkörpers in elliptischer Form.

Figur 8 Eine vereinfachte Form der Riementragerollen.

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Figur 9

Einen rohrsegmentförmigen Umlenkkörper mit Kugeln zum Tragen des Riemens.

Figur 10

Einen rohrsegmentförmigen mit Luftdruck beaufschlagten Umlenkkörper mit Kugeln zum Tragen des Riemens.

Figur 11

Ein vergrößerter Ausschnitt der Wandung des druckbeaufschlagten Umlenkkörpers mit Kugeln.

Die Figur 1 zeigt als Ausführungsbeispiel das Hauptmerkmal des Umlenkelementes, den Trageriemen 2 der die Bahn 1 zur Umlenkung über den eigentlichen Umlenkkörper 4 trägt und durch die übrigen Umlenkkörper 6, 7, 8, 10, 3 endlos zurückgeführt wird. Die Anordnung und die geometrischen Abmessungen aller Umlenkkörper sind so gewählt, daß ein zwangsfreier Riemenlauf gewährleistet ist. Dies heißt, daß alle Bahnpunkte des Trageriemens 2 gleiche Geschwindigkeit parallel zur Längsachse des Trageriemens 2 während des gesamten Durchlaufes durch die Umlenkvorrichtung aufweisen.

Der endlose Trageriemen läuft über eine zylindrische Umlenkwalze 3 zur Aufnahme der Bahn 1 unter dem Win-

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kel <?6 in die Umlenkeinrichtung ein. Die Bahn 1 wird unter dem gleichen Winkel <£s zugeführt, z. B. (wie in Figur 1 dargestellt) beträgt der Einlauf winkel q[/ -45°. Am Umlenkelement 4, einem halbrohrförmigen Tragekörper für eine Vielzahl von Rollen 11, 12 oder Kugeln 9 läuft die Bahn 1 auf einen Trageriemen 2 auf, wird auf diesem liegend umgelenkt und verläßt den Trageriemen 2 auf der Rückseite des Umlenkkörpers 4. Die Bahn ist gewendet, das heißt ihre Oberseite ist nun Unterseite und die Bahn wurde in ihrer Ebene um 2 d/ = 90° in ihrer Laufrichtung umgelenkt.

Der Trageriemen läuft rechtwinklig über eine zweite zylindrische Umlenkwalze 6 auf einen rohrsegmentförmigen Umlenkkörper 7, über einen rohrförmigen Umlenkkörper 8, dann über einen rohrsegmentförmigen Umlenkkörper zurück zum zylindrischen Umlenkköprer 3.

Die Figur 2 zeigt die Umlenkeinrichtung der Figur 1 in einem Schnitt A-A durch die Symmetrieachse der Umlenkeinrichtung. Die Bahn 1 läuft im Punkt P auf den Trageriemen 2 auf und verläßt ihn im Punkt R. Alle Bahnpunkte der Bahn 1 beschreiben zwischen P und R einen Winkel 3 und erfahren eine Verschiebung nach vorne auf den Betrachter zu, deren Größe von dem Durchmesser des rohrsegmentförmigen Umlenkkörpers 4 und dem Einlaufwinkel ^C abhängt. Würde OC =90° betragen, so würden die Punkte P und R in der Zeichenebene der Figur 2 liegen und es könnte die Umlenkung der Bahn über eine normale zylindrische Walze erfolgen.

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Um defniierte Auf- und Ablaufpunkte der Bahn 1 auf den Trageriemen 2 zu erhalten, kann der Ümschlingungswinkel des Trageriemens 2 auf dem rohrsegmentförmigen Umlenkkörper 4 um 2 ß größer gewählt werden als der Ümschlingungswinkel γ der Bahn 1 und wird somit Qr = _f + 2 ß. Der Trageriemen 2 läuft dann in Figur 2 in einem Punkt S auf den Umlenkkörper 4 auf und in einem Punkt A vom Trageriemen 2 ab. Der Riemen 2 und die Bahn 1 laufen im gleichen Winkel &C über den Umlenkkörper 4, so daß die Geschwindigkeitsvektoren ihrer Bahnpunkte während der Umlenkung identisch sind und keine Verschiebungen zwischen Bahn 1 und Riemen 2 auftreten, die zu Beschädigungen wie Kratzer, Scheuerstellen, Falten oder dergleichen führen könnten.

Nachdem die Bahn (1) den Trageriemen 2 im Punkt R verlassen hat, läuft der Trageriemen (wie in Figur 1 gezeigt) über eine zylindrische Umlenkwalze 6 und einen Umlenkkörper 7 im Punkt T auf den im äußeren Umlenkkörper 4 liegenden inneren Umlenkkörper 7 unter dem Winkel cL auf. Nach Durchlaufen des UmschlingungswinkeIs O auf dem Umlenkkörper 7 verläßt der Trageriemen 3 diesen im Punkt B und trifft im Punkt D auf den Umlenkkörper 10 auf und verläßt diesen nach einer kurzen Umschlingung im Punkt C, um auf die zylindrische Umlenkwalze 3 zu gelangen.

In Figur 3 ist die zylindrische Umlenkwalze gemäß einer besonderen Ausführungsform durch zwei oder mehrere Um-

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lenkwalzen 3¹ und 3" (3"¹) ersetzt, wobei der Trageriemen vom Punkt C des Umlenkelementes 10 rechtwinklig auf die erste der zylindrischen Omlenkwalzen 3' auflaufen muß. Beim rechtwinkligen Auflaufen de« Tragerieroens 2 auf die Umlenkwalzen 3, 3', 3" ist die Geschwindigkeit in Richtung der Achse der Umlenkwalze gleich Null, sodaß normale zylindrische Walzenkörper verwendet werden können.

Der Ersatz der zylindrischen Umlenkwalze 3 durch 2 oder mehrere Umlenkwalzen 3', 3".., erlaubt eine Verwendung von Walzen mit einem kleineren Durchmesser statt einer Walze mit einem großen Durchmesser. Außerdem können die Umlenkwalzen 3', 3" dazu verwendet werden, eine Spannvorrichtung für den endlosen Trageriemen einzurichten, wobei eine der Walzen 3', 3" pralle! zur Riemenlaufebene verschoben wird (siehe Pfeil bei 3" Figur 3).

Diese Einrichtung gibt sinngemäß auch für andere Umlenkvorrichtungen, bei welchen die Bahn um 180° oder parallel zu ihrer Laufrichtung oder auch in anderer Weise umgeleitet wird, wie beispielsweise in den Figuren 4 und 5 dargestellt.

Die Figur 4 zeigt eine Umlenkeinrichtung, bei welcher die Bahn 1 in ihrer Ebene um 180° umgelenkt wird. Der Trageriemen 2 verläßt die zylindrische Umlenkwalze 13 und die Bahn 1 läuft am Umlenkkörper 14 auf den Riemen 2 auf, wird auf dem Riemen 2 liegend zweimal auf den

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Umlenkkörper 14 und 15 um 90° umgelenkt und verläßt den Trageriemen 2 nach der Umlenkung auf dem Umlenkkörper 15. Der Trageriemen 2 wird von einer zylindrischen Umlenkwalze 16 zum Umlenkkörper 17 und über weiteren Umlenkkörper 18, 19, 20 zur zylindrischen Umlenkwalze 13 zurückgeführt. Diese Vorrichtung ist geeignet, um eine Bahn von einer Abrollung durch zwei nebeneinanderliegende Behandlungsstrecken hin und zurückzuführen, so daß zum Beispiel die Aufrollung für die Bahn 1 neben der Abrollung liegen kann. Natürlich können auch mehrere dieser Vorrichtungen für beliebig oftes Umlenken der Bahn 1 verwendet werden.

In Figur 5 ist eine Umlenkvorrichtung dargestellt, in welcher die Bahn 1 um einen Abstand A von der Laufrichtung versetzt weitergeleitet wird. Der Trageriemen 2 verlMßt die zylindrische Umlenkwalze 23 und trifft unter einem Winkel ού auf einen Umlenkkörper 24 auf. Die Bahn 1 läuft auf den Trageriemen 2 auf und wird auf diesem um 360° umgeleitet und gleichzeitig parallel um den Abstand A zu der bisherigen Laufrichtung versetzt, wenn sie den Trageriemen 2 verläßt. Der Trageriemen verläßt nach einer weiteren 180° Umschlingung einen Umlenkkörper 24 und wird zur zylindrischen Umlenkwalze 26 geführt, umgelenkt und über einen vor einem Umlenkkörper 24 liegenden Umlenkkörper 27 nach mehrmaliger Umschlingung zur Umlenkwalze 23 zurückgeführt.

Die Anordnung des Umlenkkörpers 27 vor dem Umlenkkör-

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per 24 kann natürlich auch bei den vorher beschriebenen Anordnungen nach Figur 1, 3 und 4 verwendet werden, wenn hierfür ein Bedarf besteht. In Figur 1, 3 und 4 liegt der RückfÜhrumlenkkörper für den Trager leinen 2 innerhalb des Umlenkkörpers für Trageriemen 2 und Bahn 1/ wodurch diese Anordnung einen geringeren Platzbedarf aufweist.

Die in Figur 1 gezeigte Anordnung ist für eine Umlenkung der Bahn bis zu 90° geeignet, die der Figur 4 für eine Umlenkung bis zu 180° und die der Figur 5 bis zu 360°. Die erfindungsgemäßen Umlenkvorrichtungen können je nach Anordnung und Ausführung der ümlenkkörper und -walzen eine parallel zu ihrer Längsachse laufende Bahn um jeden beliebigen Winkel in einer in den Flächen der Bahn parallel liegenden Ebene umlenken.

über die zylindrischen Umlenkwalzen 3, 3', 3ⁿ, 6, 13, 16, 23, 26 läuft der Tragriemen 2 im rechten Winkel (^C- 90°) zur Umlenkachse. Damit ist die Geschwindigkeit in Richtung der Achse gleich Null und es können daher zylindrische Drehkörper als Umlenkelement verwendet werden.

über die in den Figuren dargestellten übrigen Umlenkkörper läuft der Riemen 2 in einem Winkel OC ψ 90°, so daß die Riemengeschwindigkeit neben der Umfangskomponente eine Axialkomponente besitzt. Die Umlenkkörper 4, 7, 8, 10, 14, 15, 17, 18, 19, 20, 24, 27 be-

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stehen deshalb aus Umlenkkörper auf denen eine Vielzahl von Tragerollen 11, 12 oder Tragekugeln 9 montiert sind. Bei Verwendung von Tragerollen 11, 12 sind die Achsen der Tragerollen 11, 12 senkrecht zur Riemenlaufrichtung L angeordnet. Eine derartige Anordnung zeigt Figur 6. Auf dem Umfang des Umlenkkörpers sind eine Vielzahl von Rollen 11, 12 mit elliptischen oder angenähert elliptischen Laufflächen 21, 22 angeordnet, deren Achsen senkrecht zur Laufrichtung des Bandes 2 stehen und die eine Breite b, besitzen, die so gewählt wird, daß mögliche herstellungsbedingte Fehler so klein sind, daß sie nicht den Ablauf des Riemens 2 auf den Rollen 11, 12 beeinflussen. Die Rollen sind auf dem Umfang eines rohrsegment- oder rohrförmigen Umlenkkörpers montiert. Unter rohrförmigen oder rchrsegmentförmigen Umlenkkörper wird verstanden, daß der Umlenkkörper auch aus einem Segment eines Rohres z.B. aus einem halben Rohr bestehen kann, soweit nur der halbe Umfang eines Rohres für die Umlenkung benötigt wird. Vorteilhaft werden die Rollen 11, 12 auch nur an den Stellen und dem Bereich auf dem Umfang des Umlenkkörpers montiert, an welchen der Riemen läuft.

In Figur 7 ist eine einzelne Tragerolle 11 auf dem Umfang des rohrförmigen Umlenkkörpers 4 dargestellt. Die Achse der Rolle steht senkrecht zur Laufrichtung L des Riemens 2 über dem Umlenkkörper 4. Der Riemen 2 läuft mit einem Winkelcv über den Umlenkkörper 4.

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Schneidet man eine solche Rieroenlenkung senkrecht zur Riemenlaufrichtung (Fig. 7, Schnitt BB), so erhält man eine Ellipse mit den Hauptachsen et» ——— und

COS

b =» r. Hierbei ist r der Radius des jeweiligen rohr- oder rohr segment f or migen Umlenkkörpers 4 und ρς, der Auflaufwinkel des Riemens 2 auf den Umlenkkörper 4. Die Oberfläche 21 der Tragerollen 11 muß die Krümmung einer Ellipse besitzen, wenn sie mit der Krümmung des idealen Riemens 2 und somit mit der Bahn 1 übereinstimmen soll. Da dies aber in der Praxis Fertigungsprobleme und somit Kosten verursacht, können die Tragerollen 12 entsprechend der Figur 8 auch mit einem mittleren Krümmungsradius r„ ausgeführt werden, weil der auftretende Fehler bei nicht zu breiten Rollen sehr klein ist. Hierbei treten tei einer balligen Trageflä

che 22 der Rollen 12 über

lie Rollenbreite b Ge-

schwindigkeitsdifferenzen fyuf, die zu einer Relativbewegung zwischen Rollenmantelfläche 22 und Riemen 2 führen. Um diese Geschwindigkeitsdifferenz klein zu

2Q halten, ist die Breite b <fler Tragercllen 12 eingeschränkt. Die Abweichungen der Geschwindigkeit zwischen Rollenmitte C und -rand kann jedoch leicht unter 1 % gehalten werden, s© daß dieser Fehler, wie Versuche gezeigt haben, in der Praxis sehr klein und ohne Einfluß ist.

Eine von dem Auflaufwinkel Cu unabhängige Konstruktion des rohrsegment- oder rohrförmigen Umlenkkörpers 28 zeigt die Figur 9. Statt der Tragerollen 11, 12 sind

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auf dem Umfang des Umlenkkörpers eine Vielzahl von Kugelkäfigen 29 mit darin frei drehbaren Kugeln 9 angeordnet. Die Kugeln 9 drehen sich in Laufrichtung des Riemens 2, so daß der Riemen, auf den Kugeln 9 rollend, umgelenkt wird und hierbei sowohl die Umfangskompcnente als auch die axiale Komponente der Riemenbewegung ohne Rutschen des Riemens 2 auf dem rohrförmigen Umlenkkörper 28 berücksichtigt wird. Hierbei ist die Zahl der Kugelkäfige 29 mit Kugeln 9 und die Steifigkeit des Riemens 2 so zu bemessen, daß der Riemen 2 nicht mit dem Umlenkkörper 28 in Berührung kommt, sondern von den Kugeln 9 getragen wird und an seiner Oberfläche bei der Auflage der umzulenkenden Bahn 1 keine Unebenheiten zeigt.

Einen besonders leichten Lauf zeigt der Riemen 2 auf Kugeln 9, wenn die Kugeln 9 in ihren Kugelkäfigen auf einem Luftpolster abrollen. In Figur 10 ist eine Umlenkeinrichtung dargestellt, bei der der rohrförmige Umlenkkörper aus einem Druckgefäß 33 besteht, welches zum Beispiel mit Preßluft beaufschlagt wird. Die Kugelkäfige 29 sind durch Bohrungen 32 (Figur 11) mit dem Druckgefäß 33 verbunden. Die Kugeln 9 dichten normalerweise das Druckgefäß 33 nach außen ab. Wird ein Riemen 2 über die Kugeln 9 geführt, so werden die Kugeln 9 nach innen gegen den Druck im Druckgefäß 33 gedrückt und rundum mit Druckluft 30 umspült, so daß sich die Kugeln 9 mit geringer Reibung auf einem Luftpolster drehen können und den Riemen 2 und

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die aufliegende Bahn 1 in einem beliebigen Auflaufwinkel oL umlenken. Die Umlenkkörper 28, 33 können hierzu auf ihren gesamten Umfangen oder auch nur im Bereich des umlaufenden Bandes und eventueller Toleranzbreite für den Bahnlauf mit Kugeln 9 ausgerüstet sein.

Wenn die Bahn 1 auf dem Riemen 2 unter Einfluß äußerer Störungen geringfügig auswandert, kann die Umlenkvorrichtung mit Einrichtungen versehen werden, um den Riemenlauf zu steuern oder vollautomatisch zu regeln. Eine Möglichkeit besteht in der horizontalen Verdrehung der Achse einer der zylindrischen Umlenkwalzen 3, 3¹, 3", 13, 23, so daß ein seitlichen Gegenwandern des Riemens 2 auf der zylindrischen Walze solange bewirkt wird, bis der Auflaufwinkel des Riemens 2 auf diese Walze vom rechten Winkel zur Achse nicht mehr abweicht. Derartige Regelungen und Steuerungen sind aus der Technik der Riementriebe hinreichend bekannt, so daß sich eine ausführlichere Beschreibung der Regeleinrichtung oder der Steuerung erübrigt. Eine derartige Verdrehung ist durch einen Doppelpfeil an der Walze 3 der Figur 1 dargestellt.

Eine weitere Möglichkeit der Steuerung oder Regelung des Riemenlaufes besteht in dem achsenparallelen Versetzen der Umlenkachse der Umlenkkörper 10, 20, 27 und damit eine Änderung des Auflaufwinkels öC auf die Umlenkkörper von 8, 19, 24 auf 10, 20, 27. Eine derartige Verschiebung des Umlenkkörpers ist zum Beispiel am Umlenkkörper 10 Figur 1 oder am Umlenkkörper 20 Fi-

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gur 4 durch Doppelpfeile dargestellt.

Wie in Figur 1 dargestellt, kann jede der Umlenkvorrichtungen auch zum Antrieb und Transport der umzulenkenden Bahn verwendet werden, so daß sich ein bescnderes Antriebselement erübrigt.

In Figur 1 ist die zylindrische Umlenkrolle 6 über eine Achse mit einem Motor 5, wie zum Beispiel mit einem Elektromotor mit Getriebe und Kupplung, verbunden, der den endlosen Riemen 2 und somit die Bahn 1 antreibt. Dies ist natürlich bei allen Umlenkeinrichtungen möglich, so z.B. kann in Figur 4 die Walze 16 und in Figur 5 die Walze 26 ir.it einem Antrieb versehen sein.

Bisher wurden Umlenkeinrichtungen für Bahnen 1 beschrieben bei denen die Bahn 1 auf einen flachen Riemen 2 aufläuft und· auf diesen: umgelenkt wird. Statt eines flachen Riemens 2 kann auch ein an seiner Oberfläche flacher Riemen 34 verwendet werden, der an seiner Unterseite eine Vielzahl von Nuten 35 besitzt und Vielkeilflachriemen 34 genannt wird (Figur 12). Hierzu sind die zylindrischen Umlenkwalzen 39 mit erhabenen Profilen versehen, die in die Nuten 35 des Vielkeilriemens 34 passen. Die Umlenkkörper 37 sind auf ihrem Umfang mit einer Vielzahl von Rollen 38 versehen, die am Umfang ebenfalls mit dem in die Nuten 35 des Vielkeilflachriemens 34 passende Profil 36 versehen sind. Ein derartiger Vielkeilflachriemen 34 benötigt keine Regelung, da er durch

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seine Zwangsführung nicht von der vorgegebenen Spur abweicht. Die Vielkeilflachriemen 34 sind wegen der Zwangsführung höherem Verschleiß unterworfen, und teurer in der Herstellung. Für die zylindrischen Umlenkwalzen 39 sind bei der Verwendung des Vielkeilflachriemens 34 ebenfalls aufwendigere Drehkörper der ümlenkwalzen 39 erforderlich. Der Antrieb der Umlenkeinrichtung läßt sich dagegen durch die größere Kraftübertragungsmöglichkeit der Umlenkwalzen 39 besser durchführen.

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Claims

Patentansprüche

1. Vorrichtung zum Umlenken einer in ihrer Längsrichtung bewegten Materialbahn mit mechanischen Mitteln sowohl in eine senkrecht zu den Flächen der Bahn liegenden Ebene als auch in eine in der Fläche der Bahn liegenden Ebene, dadurch gekennzeichnet, daß als Trägerelement für die Bahn (1) während der Umlenkung ein endloser Flachriemen (2) vorgesehen ist, auf den die Bahn (1) vor der Umlenkung aufläuft und den die Bahn (1) nach der Umlenkung verläßt und daß zylindrische Walzen (3, 3¹, 3", 6, 13, 16, 23, 26) und rohrsegment- und/oder rohrförmige Umlenkkörper (4, 8, 7, 10, 14, 15, 17, 18, 19, 20, 24, 27) mit Trägerrollen (11, 12) am Umfang angeordnet sind, dia den endlosen Flachriemen (2) zur Umlenkung der Bahn

(1) führen und den Flachriemen (2) anschließend zur Auflaufstelle der Bahn (1) auf den Flachriemen (2) zurückführen.

2. Vorrichtung zum Umlenken einer Bahn nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß statt eines Flachriemens

(2) als Trägerelement für die Bahn (1) ein Vielkeilflachriemen (34) verwendet wird, der an seiner Unterseite mit einer Vielzahl von Keilnuten (35) versehen ist und daß Umlenkwalzen (39) und Umlenkelemente (37) verwendet werden, deren Außenprofil (36) den Keilnuten (35) des Vielkeilriemens (34) angepaßt sind.

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3. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die mechanischen Mittel zur Umlenkung des Riemens (2) und der darauf geführten Bahn (1) für Umlenkwinkel pL = 90° aus zylindrischen Walzen (3, 3', 3", 6, 13, 16, 23, 26) und für Umlenkwinkel cC t 90° ^aus rohr- oder rohrsegmentförmigen Umlenkkörpern (4, 7, 8, 10, 14, 15, 18, 19, 20, 24, 27) bestehen, an deren Umfangen Tragerrollen (11, 12) angeordnet sind.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß Tragerollen (11) auf den rohr- oder rohrsegmentförmigen Umlenkkörpern vorgesehen sind, die eine ellipsenförmige Krümmung der Tragefläche (21) mit den Ellipsenhauptachsen a =~z ; und b»r

COS (^c, besitzen, wobei r der Radius des jeweiligen Umlenkkörpers und p(_ der Auflaufwinkel des Trageriemens (2) auf den jeweiligen Umlenkkörper ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß Tragerollen (12) auf den rohr- oder rohrsegmentförmigen Umlenkkörpern vorgesehen sind, die eine Tragefläche (22) für den Trageriemen (2) besitzen, deren Krümmung mit einem mittleren Radius der der ellipsenförmigen Tragerollen (11) angenähert ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

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daß die rohr- oder rohrsegmentförmigen Umlenkkörper (28) auf ihren Umfangen mit Kugelkäfigen (29) und darin befindlichen drehbar gelagerten Kugeln (9) versehen sind, auf denen der endlose Flachriemen (2) zur Umlenkung abrollt und daß der Flachriemen (2) so beschaffen ist und die Zahl der Kugeln (9) so gewählt wird, daß bei der Umlenkung keine Verformung des Flachriemens (2) an der Oberfläche erfolgt und der Flachriemen (2) den Umlenkkörper (28) nicht berührt.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der rohr- oder rohrsegraentförmige Umlenkkörper (33) als Druckgefäß ausgebildet ist und einen Anschluß (31) für Preßluft (30) besitzt und daß die Kugelkäfige (29) Bohrungen (32) zum Innenraum des Druckgefäßes besitzen, wobei die Kugeln (9) in den Kugelkäfigen (29) den Innenraum abschließen und bei Auflaufen des Trageriemens (2) auf die Kugeln (9) sich in den Kugelkäfigen (29) auf einem Luftpolster drehen.

8. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß eine der zylindrischen Umlenkwalzen (3, 3', 3", 6, 13, 16, 23, 26) der Umlenkvorrichtung mit einem Antrieb (5) zum Antrieb des Riemens (2) und somit der Bahn (1) versehen ist.

9. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 3 bis 8,

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dadurch gekennzeichnet, daß zur Korrektur, Regelung und Steuerung des Tragriemenlaufes auf der Umlenkvorrichtung Mittel vorgesehen sind/ die ein horizontales Verdrehen der Achse der zylindrischen Umlenkrollen (3, 3·, 3", 13, 23) um den Mittelpunkt der Rollen ermöglichen.

10. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 3 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß zur Korrektur, Regelung und Steuerung des Trageriemenlaufes auf der Umlenkvorrichtung Mittel vorgesehen sind, die ein achsenparalleles Versetzen der Umlenkachse der Umlenkkörper (10, 20) und damit einer Änderung des Ümschlingungswinkels auf den Umlenkkörper (10, 20 und 8, 19) gestatten.

11. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Umlenkkörper (8, 18, 19) zur Rückführung des Trageriemens (2) innerhalb der Umlenkkörper (4, 14, 15) für Riemen (2) und Bahn (1) angeordnet sind.

12. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Umlenkkörper (8, 18, 19, 27) zur Rückführung des Trageriemens (2) vor den Umlenkkörpern (4, 14, 15, 24) zur Umlenkung des Riemens (2) und der Bahn (1) angeordnet sind.

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