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Einrichtung zur Einwirkung auf ein
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bahnförmiges Gut Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung
der dem Oberbegriff des Anspruchs 1 entsprechenden Art.
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Eine derartige Einrichtung ist aus der US-PS 3 463 701 bekannt. Das
gemeinsame Antriebsglied besteht hierbei aus einer entlang den Verstellspindeln
geführten drehbaren Welle, auf der für jede Verstellspindel ein Kegelrad sitzt,
welches mit Hilfe einer jeder Verstellspindel zugeordneten, durch einen Magneten
betätigbaren Schaltgabel in Eingriff mit einem mit der Spindelmutter verbundenen
Gegen-Kegelrad bringbar ist.
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Eine derartige Konstruktion ist für die Praxis zu auZwending, da
sie eine der Zahl der Verstellspindeln entsprechende Zahl von verlagerbaren Kegelrädern
mit ent sprechend starken Verlagerungsantrieben benötigt. Außerd besteht immer das
große Risiko, daß die Kegelradtriebe n richtig zum Eingriff kommen, sondern Zahn
auf Zahn stößt Ein mangelhafter Fingriff ist von außen nur schwer feststellbar bzw.
erfordert besondere überwachungseinrichtun
Er führt dazu, daß die
Verstellung des betreffenden Verstellgliedes ungenau wird.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung der dem
Oberbegriff des Anspruchs 1 entsprechenden Art so auszugestalten, daß der zeitweise
Antrieb der einzelnen Verstellspindeln mit weniger Aufwand und größerer Sicherheit
möglich ist.
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Diese Aufgabe wird durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 angegebenen
Merkmale gelöst.
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Eingriffsprobleme beim eigentlichen Bewegungsantrie treten hierbei
nicht mehr auf, da die die Drehung der Spindeln bewerkstelligenden Zahnräder mit
der verzahnten Stange dauernd in Eingriff bleiben. Zwar besteht auch bei der Erfindung
noch ein Eingriffsproblem, doch läßt sich die Kupplung eines umlaufenden Zahnrades
mit einem gleichachsic drehbaren Glied wie der Spindelmutter leichter bewerkstelligen
als der Eingriff zweier Zahnräder.
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Die "verzahnte Stange kann eine in ihrer Längsrichtung verschiebbare,
undrehbare Zahnstange (Anspruch 2) oder eine in Längsrichtung feststehende, drehbare
Gewindestange (Anspruch 3) sein, die nach Art einer Schnecke in einer Art eines
Schneckenrades funktionierendes Zahnrad eingreift.
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Anspruch 4 gibt eine bevorzugte Ausführungsform einer Kuppeleinrichtung
wieder, die ein präzises Einkuppel unter allen Bedingungen und eine schlupffreie
Mitnahme der Spindelmutter über den gewünschten Winkelbetrag ermöglicht Eine Kuppeleinrichtung
dieser Art ist an einer im Hinblick auf den Antrieb der den Verstellspindeln entsprechenden
Glieder anders ausgebildeten Anordnung für sich genommen aus der DE-OS 26 54 602
bekannt.
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Anspruch 5 gibt eine konstruktiv vorteilhafte Ausführungsform an,
die eine günstige Anbringung der Annäherungsfühler und des Kuppelbolzens mit ausreichendem
Abstand von der Drehachse ermöglicht.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt.
Sie zeigt eine Einrichtung zur Verstellung der den Auslaßspalt eines Stoffauflaufs
in einer Papiermaschine begrenzenden Lippe in Gestalt einer schmalen, sich über
die Breite der zu erzeugenden Papierbahn erstreckenden und zur Veränderung des Auslaßspalts
in gewissen Grenzen hochkant verformbaren Stahl- -leiste.
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Fig. 1 zeigt eine Ansicht der Einrichtung zur Verstellung der Lippe
des Stoffauflaufs in Laufrichtung der Papierbahn gesehen; Fig. 2 zeigt einen Vertikalschnitt
nach der Linie II-II in Fig. 1; Fig. 3 zeigt einen Horizontalschnitt nach der Linie
111-111 in Fig. 2; Fig. 4 zeigt einen Vertikalschnitt nach der Linie IV-IV in Fig.
1; Fig. 5 zeigt einen Horizontalschnitt nach der Linie V-V in Fig. 4.
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Die in Fig. 1 als Ganzes mit loo bezeichnete Einrichtung ist Teil
eines sogenannten Stoffauflaufs und -stw1ert die am Auslaßspalt des Stoffauflaufs
auf die Brustwalze bzw. das Sieb abgegebene Stoffmenge. Von der Stoffmenge pro Flächeneinheit
hängt die Dicke der gebildeten Papierbahn ab. Diese Dicke muß über die Bahnbreite
sehr genau eingehalten werden, weil sie sonst Unzuträglichkeiten bei der Weiterbearbeitung
des Papiersergeben, beispielsweise nichtzylindrische Wickel, ungleichmäßige Spannungen
in der Bahn, schlechter Bahnlauf u.dgl.. Wenn die Papierbahn, was durch geeignete
Meßvorrichtungen festgestellt werden kann, an einer Stelle quer zur Bahn zu dick
ist; muß die in diesem Bereich aufgegebene Stoffmenge etwas reduziert werden.
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Dies ist Aufgabe der Einrichtung 1OO. Sie umfaßt eine sogenannte
Lippe 1 in Gestalt einer schmalen Stahlleiste, die sich quer über die zu bildende
Papierbahn erstreckt und den Auslaßspalt des Stoffauflaufs nach oben abschließt.
Die normale Einstellung der Lippe 1 ist so, daß die untere Kante 2 horizontal und
gerade verläuft. Die Lippe 1 ist jedoch nicht so formsteif, daß sie nicht hochkant
ein wenig verformt werden könnte, um die Höhe der austretenden Stoffschicht zu regulieren.
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Die untere Kante 2 der Lippe 1 verläuft dann nicht mehr gerade sondern
in einer zur Bahn senkrecht stehenden Ebene in einer sehr leichten Kurve.
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Die Lippe 1 wird in Bahnrichtung, d.h. gemäß Fig. 1 senkrecht zur
Zeichenebene durch geeignete, nicht dargestellte Stützkonstruktionen abgestützt.
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Zur Steuerung der Lippe 1 umfaßt die Einrichtung 100 Verstellspindeln
3 bzw. 3', die an einem quer über die Bahn reichenden, auf Stützen 4 abgestützten
Quergurt 5 angeordnet sind, der einen Untergut in Form eines horizontalen Rechteckprofils
6 und einen parallel mit geringem Abstand darüber angeordneten eben solchen Obergurt
7 umfaßt. In dem Untergurt 6 sind Lagerbuchsen 8 angeordnet, in denen die Verstellspindeln
3 senkrecht zur Bahn beweglich sind. An den unteren Enden sind die Verstellspindeln
3, 3' parallel zur Lippe 1 quergeschlitzt, so daß sie Gabeln bilden, in die Ansätze
1' der Lippe 1 eingreifen können und denen sie durch Querbolzen 9 festgelegt sind.
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Die äußeren Verstellspindeln 3' sind über Schraubbolzen lo von Hand
verstellbar und dienen der Herstellun der horizontalen Grundjustierung der Lippe
1. Der Verlauf der Kante 2 der Lippe 1 im einzelnen jedoch wird
durch
die Verstellspindeln 3 bestimmt, die in von den an der gebildeten Bahn gemessenen
Dickenprofil automatisch verstellbar sind.
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In dem Ausführungsbeispiel sind nur drei Verstellspindeln 3 wiedergegeben.
Diese Zahl ist jedoch keines- i wegs bindend, sondern kann sich je nach der Breite
der Bahn und sonstigen Anforderungen auch erhöhen.
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Jeder der Verstellspindeln 3 ist ein als Ganzes mit 11 bezeichneter
Antrieb (Fig. 2) zugeordnet, der jeweils in einem Antriebsgehäuse 12 untergebracht
ist, welches auf der Oberseite des Obergurtes 7 befestigt ist und in welche die
Verstellspindeln 3 von unten hineinragen.
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Alle Antriebe 11 der Verstellspindeln 3 besitzen ein gemeinsames
Antriebsglied in Gestalt einer parallel zu der Lippe 1 verlaufenden Zahnstange 20,
die durch sätmliche Antriebsgehäuse 12 hindurchführt und von einem hydraulischen
Zylinder 13 in ihrer Längsrichtung verschiebbar ist, der an einem Befestigungswinkel
14 auf der Oberseite des Obergurtes 7 an dessen gemäß Fig. 1 linkem Ende angebracht
ist. Auf der den hydraulischen Zylindern 13 zugewandten Seite durchgreift die Zahnstange
20 einen an der dortigen Wandung des gemäß Fig. 1 linken Antriebsgehäuses 12 angebrachten
Rohrstutzen 15, an welchem ein Gummibalg 16 angebracht ist, der auf der dem hydraulischen
Zylinder 13 zugewandten Seite von einem an dem Befestigungswinkel 14 angebrachten
Flansch 17 getragen wird. Auf der gemäß Fig. 1 rechten Seite tritt die Zahnstange
20 durch einen Rohrstutzen 18 aus, an dem ein Balg 19 befestigt ist, dessen äußeres
Ende auf dem freien Ende der Zahnstange 20 befestigt ist. Die Zahnstange 20 kann
einen Hub von größenordnungsmäßig 200 mm ausführen und ist dabei durch die Bälge
16, 19 vor Verschmutzung geschützt.
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Jede Verstellspindel umfaßt oberhalb des Zapfems 10 einen damit verschraubten
und durch die Mutter 21 gekonterten, d.h. undrehbar mit dem Zapfen 10 verbundenen
Gewindekopf 22, der in eine Spindelmutter 23 eingt, die einen äußeren Radialflansch
24 aufweist und cs=--zwischen Axiallagern 25, 26 im Gehäuse 12 in der aus Fig. 2
ersichtlichen Weise drehbar jedoch axial unverlagerbar gelagert ist. Durch Drehung
der Spindelmu@@er 23 wird die Verstellspindel 3 senkrecht zur Bahn ihrer Längsrichtung
verlagert.
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Auf der Oberseite der Spindelmutter 23 ist mittels Schrauben 27 eine
Antriebsscheibe 28 befestigt, dl- am äußeren Umfang eine Verzahnung 29 trägt und
außerdem auf der Oberseite auf einem Teilkreis gleichmäßig verte@@t drei versenkte
Mitnahmelochungen 30 aufweist. Sch'-~--lich ist in der Antriebsscheibe 28 noch eine
achsparallele Justierlochung 31 außerhalb des Teilkreises der Lo@h@nger 30 angebracht.
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Die Antriebsscheibe 28 trägt einen zentralen, r.ach oben vorstehenden
Lagerzapfen 32, auf welchem über ein Kugellager 33 ein Antriebszahnrad 34 drehbar
gelac -= ist. Das Antriebszahnrad 34 ist als Stirnrad ausgebildet und greift in
die Verzahnung 35 der Zahnstange 2c ~--.
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Das Antrieb-szahnrad 34 trägt auf dem Teilkreis der Lochungen 30
achsparallele Bohrungen, in denen --ai Kuppel zapfen 36 in ihrer Längsrichtung verschiebbar
gelagert sind, die an ihrer Oberseite durch eine Druckplatte 37 miteinander verbunden
sind. Zwischen der -uck platte 37 und dem Antriebszahnrad 34 sind an jeden F@ppe
zapfen 36 diese umgebende Schraubendruckfedern 39 angeordnet. Gegen die Oberseite
der Druckplatte 37 wir über ein Axialkugellager 38 die Kolbenstange 40 eines pneumatischen
Kurzhubzylinders 41. Bei Betätigung das
Kurzhubzylinders 41 wird
die Druckplatte 37 mit dem Kuppelzapfen 36 gemäß Fig. 2 nach unten verlagert und
greifen die Kuppelzapfen 36 mit ihren konisch angepsitzten untercn Enden bei richtiger
Stellung der Antriebsscheibe 28 in die Lochungen 30 derselben ein. Dadurch wird
die durch die Bewegung der Zahnstange erzeugte Drehung des Antriebszahnrades 34
auf die Antriebsscheibe 28 und damit die Verstellspindel 3 übertragen.
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Um nun die richtige Stellung des Antriebszahnrades 34 relativ zur
Antriebsscheibe 28 herauszufinden, die den Eingriff der Kuppel zapfen 36 ermöglicht,
ist ein Annäherungsfühler 42 vorgesehen, der auf den gleichen Teilkreis, wie die
Lochung 31 in der Antriebsscheibe 28 in einer achsparallelen Bohrung des Antriebszahnrades
34 sitzt. Der Annäherungsfühler 42 gibt ein elektrisches Signal ab, wenn er sich
über der Lochung 31 befindet und sich die elektrischen Verhältnisse dementsprechend
gegenüber allen anderen Stellungen über der Antriebsscheibe 28 ändern. Wenn dieses
Signal vorliegt, wird bei Bedarf der Kurzhubzylinder 41 betätigt, um Antriebszahnrad
34 und Antriebsscheibe 28 miteinander zu koppeln.
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Das in Fig. 1 auf der rechten Seite dargestellte Gehäuse 12' beherbergt
keinen Antrieb sondern eine Anordnung, die der Vervollständigung des Steuerkreises
dient. Die dortige Spindel 3' wird ja über den Zapfen lo' fest eingestellt und bedarf
keines Antriebes. Das Innere des Gehäuses 12' ist aus den Fig. 4 und 5 ersichtlich.
Es ist darin eine zu der in Fig. 1 rechten Verstellspindel 3' achsgleiche, jedoch
mit der Verstellspindel 3' nicht verbundene Welle 50 drehbar gelagert, welche ein
in die Zahnstange 20 eingreifendes Zahnrad
trägt. Am oberen Ende
ist die Welle 50 mit einem auf dem Gehäuse 12' angeordneten Drehmelder 52 drehverbunden
Das Zahnrad 51 weist zwei in dem Ausführungsbeispiel unten einem Winkel von 73,50
auf dem gleichen Teilkreis angeordnete Lochungen 53 auf, die mit zwei in einem entspreci
enden Abstand an einem über dem Zahnrad 51 angeordneten Träge 54 angebrachten Annäherungsfühlern
55 zur Deckung bringbar sind.
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Die Einrichtung 100 wird von einem nicht dargestellten Rechner gesteuert
und funktioniert wie folgt: Es sei angenommen, daß die über die Breite der Bahn
verteilten Meßeinrichtungen festgestellt haben, daß die Bahn in dem Bereich, der
in seiner Lage der Lage einer der Verstellspindeln 3, beispielweise der mittleren
entspricht, zu dünn ist. Die entsprechenden Meßsignale werc dem nicht wiedergegebenen
Rechner zugeleitet, der darauf hin die Zahnstange 20 in Bewegung setzt. Dabei werden
die Antriebszahnräder aller drei Antriebe 11 gleichzeit: gedreht. Der Rechner ist
jedoch nur für Signale von dem mittleren Antrieb 12 aktiviert. Er nimmt also nur
das Signal des zu dem mittleren Antrieb 11 gehörenden Annäherungsfühlers 42 an.
Dieses Signal tritt auf, wenn sich der Annäherungsfühler 42 über der Lochung 31
der zugehörigen Antriebsscheibe 28 befindet, die irgendeine beliebige Drehstellung
einnimmt, die von der vorherigen Einstellung der betreffenden Verstellspindel 3
verbliebe ist.
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Wenn das Signal des Annäherungsfühlers 42 erscheint und anzeigt,
daß die Kuppelzapfen 36 mit den Lochungen 30 der Anricbsscheibe 28 fluchten, gibt
der Rechner das Signal für die Betätigung des Kurzhubzylin 41, worauf die Druckp1atte
37 mit dem Kuppelzapfen 36 sinkt und diese in die Lochungen 30 eingreifen, Um dad
das Antriebszahnrad 34 mit der Antriebsscheibe 28 und
dann mit
der Spindelmuttel 23 zu koppeln. Jede weitere Bewegung der Zahnstange 20 iiberträgt
sich also unmittelbar auf die Verstellspindel 3 und verlagert dicse in ihrer Längsrichtung,
so daß die Lippe 1 entsprechend t verformt wird, da ja die benachbarten Verstellspindeln
sie im Bereich ihrer Angriffspunkte festhalten.
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Die Zahnstange 20 überträgt ihre Bewegung auf das Zahnrad 51 in dem
in Fig. 1 rechten Gehäuse 12' und damit auf den digitalen Drehwinkelgeber 52. Dieser
ist mit den nicht wiedergegebenen Rechner verbunden. In dem Moment, in welchem der
Annäherungsfühler 42 des mittleren Antriebs 11 sein Signal abgibt und die Kopplung
des Antriebszahnrades 34 und der Antriebs scheibe 28 bewirkt wird, bedeutet einen
bestimmten, dem Rechner eingegebenen Winkelwert, der den Anfangswert darstellt,
von welchem an die zum Ausgleich des Dicken.f ehlers im Bereich der mittleren Verstellspindel
3 erforderliche Korrektur gezählt wird. Der Rechner verschiebt also von diesem Anfangswert
an die Zahnstange 20 um einen solchen Betrag, daß die mittlere Verstellspindel 3,
die ja als einzige der Verstellspindeln mitgenommen wird, die Lippe 1 in die zur>7prrektur
erforderliche Form gebracht hat. Die erforderlichen Beträge hängen von der Konstruktion
und den Dimensionen des Stoffauflaufes und der Steigung des Gewindes der Verstellspindel
3 ab und sind maschineneigene Werte, die- vorher bestimmt und dem Rechner eingegeben
worden sind.
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Nach Zurücklegung- der erforderlichen Korrekturstrecke der Verstellspindel
3 gibt der Rechner das Signal zum Entkoppeln des Antriebszahnrades 34 und der Antriebsscheibe
28 durch Einfahren des Kurzhubzylinders 41. Die Verstellspindel bleibt von da an
in der nunmehr eingenommenen Stellung stehen, auch wenn benachbarte Verstellspindeln
betätigt werden, weil das Spindelgewinde selbsthemmend ist.
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Es folgt dann ein erneuter Meßzyklus, bei welchem in der vorbeschriebenen
Weise je nach Ausfall der Messur wieder die gleiche oder eine andere Verstellspindel
3 vs stellt werden.
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Die mit dem Zahnrad 51 (Fig. 4) zusammenwirkenden Annäherungsfühler
55 dienen der Ermittlung der Nullstellung, die in Fig. 1 sichtbaren Meßuhren 56
der optischen Kontrolle der Ausrichtung der Lippe 1. Der Rechner und der Drehwinkelgeber
52 arbeiten vorzugsweis digital.