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Die Erfindung betrifft eine Führungsvorrichtung der im Oberbegriff
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des Patentanspruchs 1 angegebenen Art.
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Bei einer aus der DE-AS 1 084 226 bekannten Führungsvorrichtung ist
der Schwenkhebel einarmig ausgebildet, an dem die Steuerwalzenachse ir der Mitte
zwischen dem freien Ende des Schwenkhebels und seiner Schwenkachse im T.ragkörper
fliegend angreift. Am freien Ende des Schwenkhebels, das ein Folgeglied trägt, greift
ein Stellglied an, mit dem die Schwenkbewegung; des Schwenkhebels und damit die
Bewegung der Steuerwalze in einer Richtung gesteuert wird, während in der Gegenrichtung
eine Feder wirksam ist, die am anderen Ende der Steuerwalzenachse angreift. Bei
dieser Ausbildung ist eine feinfühlige Regulierung des Anpreßdruckes zwischen den
beiden Walzen schwierig, da die vom Stellglied am Schwenkhebel erteilte Bewegung
durch den kürzeren Hebelarm der Lagerung der Steuerwalzenachse verkleinert wird,
während die vom Stellglied aufgebrachte Stellkraft vergrößert wird. Unzweckmäßig
ist ferner, daß der Mechanismus zum Steuern und auch der Schwenkhebel verhältnismäßig
groß bauen. Sie stellen eine beträchtliche Masse dar, die bei den im Betrieb unvermeidlichen
Vibrationen ungewollte Kraftimpulse für die Steuerwalze erzeugen. Ein weiterer,
gravierender Nachteil liegt darin, daß die Steuerwalze mit dem Schwenkhebel zwar
drehbar, jedoch starr verbunden ist, so daß sie bei Inhomogenitäten in der Warenbahn,
wie Nähten, Falten, Knoten oder dgl. beim Durchlauf einer sclchen Stelle durch den
Walzenspalt über die gesamte Länge zum Abheben vor1 der Gegendruckwalze gezwungen
wird und nur mit einer gewissen Trägheit in die vorher eingestellte Lage zurückkehrt,
so daß über diesen Zeitraum die Steuerwirkung nachläßt oder verfälscht wird.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Führungsvorrichtung
der eingangs genannten Art zu schaffen, die baulich einfach und vor allem kompakt
ist, aus wenigen Teilen besteht und eine sehr feinfühlige und zuverlässige Warenbahnführung
zuläßt, selbst wenn Warenbahnen mit Inhomogenitäten verarbeitet werden.
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Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden
Teil des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.
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Bei dieser Ausbildung ergibt sich sowohl ein außerordentlich kompakter
Aufbau für den Mechanismus zur Steuerung der Steuerwalze, da das Stellglied unmittelbar
dort am Schwenkhebel angreift, wo auch die Achse der Steuerwalze gelagert ist, als
auch eine sehr feinfühlige Steuerung der Steuerwalzenbewegung, weil an diesem Angriffspunkt
weder eine Über- noch eine Untersetzung der Bewegung oder der Kraft des Stellgliedes
auftritt. Vielmehr kann das Stellglied mit seinem Hub und seiner Kraft genau auf
die Arbeitsbedingungen der Steuerwalze eingestellt werden, ohne daß die Einwirkung
verschiedener Hebelarme oder Übersetzungen oder Schrägstellungen des Stellhebels
zu berücksichtigen wären. Dies ist auch wichtig, weil Ausweichbewegungen der Steuerwalze
auf das Stellglied und damit auf den Stellantrieb wirken, d.h. ohne daß auch hier
eine ungünstige Über- oder Untersetzung eintritt. Das feinfühlige und zuverlässige
Steuern der Führungsvorrichtung wird dadurch erheblich verbessert, daß die Steuerwalze
um die Ausgleichsschwenkstelle zusätzlich eine von der Bewegung des Schwenkhebels
unabhängige, eigene Schwenkbewegung auszuführen vermag, wenn Inhomogenitäten der
Warenbahn den Walzenspalt passieren müssen. Die Steuerwalze verläßt dann ihre Parallelität
in bezug auf die Gegendruckwalze und läßt die Inhomogenitäten passieren, ohne daß
der klemmende Griff der beiden Walzen an der Warenbahn verlorengeht.
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Eine zweckmäßige Ausführungsform der Erfindung geht aus Anspruch 2
hervor. Dies trägt zur kompakten Bauweise bei. Der Schwenkhebel selbst braucht nur
eine Länge zu besitzen, bei der die einwandfreie Parallelführung der Steuerwalze
gewährleistet ist.
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Ein weit;rres, wichtiges Merkmal ist in Anspruch 3 enthalten. Zwischen
dem Stellglied und der Steuerwalzenachse tritt dabei keine Hub- oder Kraftuiber-
oder -untersetzung auf. Die Bewegungen des Stellgliedes werden linear auf die Steuerwalze
übertragen, wie auch
die Steuerwalzen a usweichsbewegungen auf das
Stellglied. Der Stellantrieb kann optimal die jeweils notwendige Klemmung der Warenbahn
zwischen den Walzen steuern, ohne daß Fremdeinflüsse wirksam werden könnten. Auch
Vibrationsbewegungen führen zu keiner Verfälschung der Steuerwalzenbewegung.
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Ein weiteres, zweckmäßiges Ausführungsbeispiel der Erfindung geht
aus Anspruch 4 hervor. Mit derartigen Stellantrieben können auch kleinste Stellbewegungen
sehr feinfühlig und reproduzierbar bewirkt werden. Der Betätigungsstößel braucht
nur kurz zu sein; er überträgt die Stellbewegung praktisch verlustfrei und ist andererseits
gegen übermäßigen Gegendruck gesichert.
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Ein weiteres, besonders wichtiges Merkmal ist in Anspruch 5 enthalten.
Dieses elastische Element ist nicht nur in der Lage, Schwingungen ailgemeiner Art
abzudämpfen, sondern es garantiert auch ein verschleiß freies und lautloses Arbeiten
des Steuermechanismus.
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Das garantiert über einen sehr langen Zeitraum ein präzises Steuern
der Steuerwalze bei Inhomogenitäten in der Warenbahndicke.
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Speziell ein vor gespanntes Gummi- oder Kunststofflager arbeitet mit
einer sehr progressiven Linie, was bedeutet, daß nach einer anfänglichen und wirksamen
Dämpfung einer schlagartigen Relativbewegung zwischen dem Stellglied und dem Schwenkhebel
das Lager sich soweiL verhärtet, daß eine schwingungsfreie Bewegungsübertragung
gewährleistet ist und zwar in beiden Richtungen, ohne daß sich mit der Zeit Vertiefungen
einarbeiten. Das elastische Element könnte auch im Stel oder um die Lagerung der
Steuerwalzenachse angeordnet sein, vor allem dann, wenn der Stößel mit dem Schwenkhebel
verbunden ist. Wenn hingegen der Stößel nur gegen den Schwenkhebel anliegt, ist
es besonders zweckmäßig, das elastische Element in diesem Anlagebereich unterzubringen.
Da das elastische Element in den Schwenkhebel eingebettet ist, wird auch hier kein
Bauraum vergeudet, was dem kompakten Aufbau des llKlechanismus zugute kommt.
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Ein weiterer und zweckmäl3iger Gedanke ist in Anspruch 6 enthalten.
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Bei dieser Lage der Feder werden Biegebelastungen für den Stellhebel
vermieden.
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Da beim Arbeiten einer derartigen Führungsvorrichtung perrjjanent
Verunreinigungen. Staub, Fäden und ggfs. Flüssigkeitspartikel auftreten, die bei
bekannten Führungsvorrichtungen eine häufige Heinigung oder Wartung erfordern, ist
auch das Merkmal von Anspruch 7 wichtig. Bei dieser Ausbildung können derartige
Verunreinigungen den Mechanismus zur Steuerung der Steuerwalzenbewegung nicht schä
dlich beeinflussen, da dieser eine geschlossene, kompakte Baueinheit ist, zu deren
Unterbringung neben der Warenbahnkante zudem nur wenig Platz benötigt wird. Dabei
ist das Gehäuse trotz seiner kleinen, kompakten Bauweise iin Inneren so geräumig,
daß die elektrische Leitungsführung aller elektrischen Komponenten innerhalb des
Gehäuses durchgeführt werden kann, Zur Steuerung kann ein Kantenfühler direkt am
Gehäuse angebracht werden.
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Aus montage- und wartungstechnischen Gründen ist auch die Ausführungslorm
von Anspruch 8 zweckmi3ig.
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.42in weiterer, zweckmäßiger Gesichtspunkt geht aus Anspruch 9 hervor.
Zur Verstellung des Hubes des Schwenkhebels und damit der jeweiligen Größe des Walzenspaltes
braucht der Mechanismus nicht geöffnet zu werden, sondern es kann am freiliegenden
Ende des Stellantriebs der Hub begrenzt werden. Die federnde Auslegung der Hubbegrenzung
hat den Vorteil, daß bei unvorhersehbaren Dickenabweichungen der t(ahn der bis auf
das elastische Element an sich starre Mechanismus nachgeben kann, ohne daß seine
einzelnen Komponenten besc*;ädigt werden Beim Passieren vqn Inhomogenitäten soll
die Steuerwalze Eigenbewegungen1ausführen, die die Klemmung der Waren bahn im Walzenspalt
nicht beeinträchtigen dürfen. Dies wird besonders einfach gemäß Anspruch 10 erreicht.
Da üblicherweise Warenbahnen im Führungsbereich vertikal verlaufen, ist die Steuerwalze
bei dieser Anordnung der Ausgleichsschwenkstelle praktisch ausbalanciert und kann
ohne den Einfluß der Schwerkraft jeweils so verschwenken, wie es eine gerade durchgehende
Inhomogenität erfordert. An der Stelle der Verdickung
wird die
Walze weiter abheben, ohne auf der übrigen Länge die Warenbahn außer Griff zu lassen.
Für Warenbahnen, bei denen vermehrt im unmittelbaren Kantenbereich inhomogene Stellen
auftreten, kann die Ausgleichsgelenkstelle auch weiter zum freien Ende der Steuerwalze
hin verlegt werden.
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Eine weitere, zweckmäßige Ausführungsform der Erfindung geht aus Anspruch
11 hervor. Bei dieser Ausbildung läßt sich die Ausgleichsschwenkstelle montagetechnisch
einfach unterbringen. Auch die Drehlagerung der Steuerwalze ist einfach. Die Steuerwalze
mit der Drehlagerung und dem außenlie gen den Teil der Steuerwalzenachse kann eine
vorfertigbare Baueinheit bilden, die mit der anderen Baueinheit, nämlich dem innenliegenden
Steuerwalzenachsen teil mit dem Mechanismus leicht verbunden werden kann.
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Da gerade bei schnell laufenden Warenbahnen die Ausgleichsgelenkstelle
verhältnismäßig hohen Belastungen unterworfen wird, ist die Ausführungsform von
Anspruch 12 zweckmäßig. Bei dieser Ausbildung wird die Ausgleichsgelenkstelle bei
allen Belastungen entlastet, die nicht zu einem Verschwenken der Steuerwalze führen
sollen. Zwischen den Gleitflächen liegen verhältnismäßig große. Flächenbereiche
zur Abstützung vor. Zudem tritt in diesen Bereichen eine çelbstreinigung ein, was
der Standzeit der Steuerwalze zugute kommt.
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Herstellungstechnisch ist auch eine Ausführungsform zweckmäßig, die
aus Anspruch 13 hervorgeht.
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Damit ein unzweckmäßig großes Schlackern der Steuerwalze unterbunden
wird, bei dem durch das freie Ende der Steuerwalze die Warein bahn beschädigt werden
könnte, ist auch das Merkmal von Anspruch 14 wichtig. Der gesamte Schwenkwinkel
der Steuerwalze läßt sich so vorherbestimmen, daß die Ausgleichsbewegungen nicht
größer ausfallen als es den stärksten vorkommenden Inhomogenitäten entspricht.
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Schließlich sind auch die Merkmale von Anspruch 15 von besonderer
Bedeutung.
Die bereits erwähnte Verschmutzung bedeutet u.a. durch Gewichtsvergrößerung eine
latente Gefahr für die Funktionstüchtigkeit der Steuerwalze. Bei der gewählten Ausbildung
werden die Verunreinigungen jedoch durch die ßurchgangsöffnungen in den Nabenteilen
abgeführt und können sich nicht im Inneren der Steuerwalze ansammeln und deren Funktion
und insbesondere auch die Funktion der Ausgleichsschwenkstelle beeinträchtigen.
Gerade in Verbindung mit dem bereits erwähnten Selbstreinigungseffekt im Bereich
der Aus gleich ss<=h wenks telle haben die dort stets losgelösten Verunreinigungen
einen freien Weg zum Verlassen der Steuerwalze, so daß diese über lange Standzeiten
wartungsfrei und mit gleichbleibender Zuverlässigkeit arbeitet.
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Anhand der Zeichnungen wird eine Ausführungsform der Erfindung nachstehend
erläutert.
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Es zeigen Fig. 1 eine schematische Draufsicht - Warenbahnlaufrichtung
-auf eine Führungsvorrichtung, Fig. 2 einen Schnitt durch den Tragkörper der Führungsvorrichtung
von Fig. 1 in schematischer Darstellung, Fig. 3 die Schnittdarstellung von Fig.
2 in einem vergrößerten Maßstab und im Detail, Fig. 4 einen Schnitt durch einen
Teil der Steuerwalze der Führungsvorrichtung von Fig. 1 im Detail und Fig. 5 einen
Querschnitt durch die Steuerwalze im Bereich der Ausgleichsschwenkstelle.
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Aus den Figuren 1 und 2 ist eine Führungsvorrichtung 1 zum Führen
und Breithalten einer laufenden Warenbahn 2 erkennbar, die in üblicher und nicht
dargestellter Weise schräg zur Warenbahnlaufrichtung derart anstellbar ist, daß
die zwischen einer drehbar gelagerten, festen Gegendruckwalze 3 und einer zu dieser
parallelen und senkrecht zur Warenbahnebene verstellbaren Steuerwalze 4 einklemmbar
und
in Richtung zu einem Tragkörper 5 hin mit einer Korrekturkraft beaufschlagbar ist,
wenn die Anpressung zwischen den beiden Walzen 3 und 4 verstärkt wird. Dies ist
ein übliches Prinzip zur harenbahnführung und Breithaltung. I)ie Führungsvorrichtung
1 ist dabei einem Warenbahnrandbereich zugeordnet. Eine gleichartige und ebenfalls
schräg angestellte Führungsvorrichtung liegt der Führungsvorrichtung 1 am anderen
Warenbahnrandbereich gegen über.
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Die beiden Führungsvorrichtungen arbeiten in bekannter Weise zusamen
und werden über nicht dargestellte Fühlelemente, die direkt am Tragkörper 5 angeflaischt
sein können, angesteuert, die beill Verlaufen der i>arenbahn ? aus einer Sollaufrichtung
die Steuerwalzen 4 der beiden Führungsvorrichtungen wechselweise so verstellen,
daß die Klemmung zwischen den Walzen 3 und 4 an der Seite verstärkt wird, zu der
die Warenbahn 2 hingezogen werden soll, während sie an der gegenüberliegenden Seite
abgeschwächt oder aufgehoben wird.
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Die Gegendruckwalze 3 ist am Tragkörper 5 auf einer Achse 6 drehbar
und fliegend gelagert. Sie wird demzufolge von der laufenden Warenbahn 2 zur Drehung
angetrieben. Denkbar wäre auch, am Tragkörper 5 einen Antrieb 8 und ein Getriebe
9 fstrichliert angedeutet) anzubringen und die Achse 6 der Gegendruckwalze 3 zur
Drehung anzutreiben.
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Die Steuerwalze 4 ist über ihre Achse 7 ebenfalls fliegend im Tragkörper
5 gelagert, und zwar an einem Schwenkhebel 16, der im Trag-KörperS (Fig. 2) um eine
feste Achse 29 mit einem Lagerauge 17 schwenkbar ist. An dem dem Lagerauge 17 abgewandten
Ende des Schwenkhebels 16 weist dieser eine Lagerung 14 für die Steuerwalzenachse
7 auf. Aufgrund des parallel zur Warenbahnebene schwenkenden Hebels 16 können sowohl
kurze als auch lange walzen eingesetzt werden. Lange Walzen kommen zum Einsatz bei
Verwendung von Breithandfühlern .
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Unmittelbar im Bereich der Lagerung 14 bzw. unmittelbar benachbart-
dazu greift am Schwenkhebel 16 ein Stellglied 18 eines Stellantriebs 15 an, der
ein Elektromagnet, ein Elektromotor mit einem etriebe, ein Pneumatik- oder ilydraulikzylinder,
ein Federspeicher oder Membranzylinder sein kann. Der Stellantrieb 15 ist an dem
als
geschlossenes Gehäuse ausgebildeten Tragkörper 5 lösbar angeflanscht.
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Das Stellglied 18 liegt am Schwenkhebel 16 über ein elastisches Element
20 an. Dem Stellglied 18 annähernd gegenüber ist eine Druckfeder 19 vorgesehen,
die zwischen der Innenseite des Tragkörpers 5 und der Rückseite des Schwenkhebels
16 liegt und den Schwenkhebel entgegen der durch das Stellglied 18 auszuüben den
Kraft belastet. Die Feder 29 drückt auf diese Weise über den Schwenkhebel 16 die
Steuerwalze 4 von der Gegendruckwalze 3 weg, so daß bei diesem Ausführungsbeispiel
die Warenbahn 2 von den Walzen 3 und 4 nicht erfaßt wird, wenn der Stellantrieb
15 unbetätigt ist. Durch die Bewegung des Stellgliedes 18 wird dem Schwenkhebel
16 eine Schwenkbewegung um die Achse 50 aufgezwungen, durch welche die Steuerwalzenachse
7 eine Bewegung in Richtung eines Doppelpfeiles 13 aus der in Fig. 1 gezeigten Lage
auszuführen vermag. Dabei bleibt die Steuerwalze 4 exakt parallel zur Gegendruckwalze
3 ausgerichtet.
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Innerhalb der Steuerwalze 4 ist eine Ausgleichsschwenkstelle 10 vorgesehen,
die sich annähernd im Schwerpunktbereich der Steuerwalze 4 befindet. Um diese Ausgleichsschwenkstelle
10 kann die Steuerwalze 4 (wie bei 12 strichpunktiert angedeutet) zusätzliche eigene
Schwenkbewegungen ausführen, da die Schwenkachse 11 der Ausgleichsschwenkstelle
10 parallel zur Warenbahnlaufrichtung und senkrecht zur Achse 50 des Schwenkhebels
16 liegt. Durch die Bewegung des Schwenkhebels 16 wird das Erfassen der Warenbahn
2 gesteuert, während die Schwenkbewegung der Steuerwalze 4 um die Ausgleichsschwenkstelle
10 das ungehinderte Durchgehen von Verdickungen oder dünneren Bereichen der Warenbahn
2 gestattet, ohne daß der klemmende Griff an der Warenbahn 2 verlorengeht.
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In Fig. 3 ist der Aufbau des Tragkörpers 5 mit seinen innenliegenden
Komponenten im Detail erkennbar. Der Tragkörper 5 ist als kastenförmiges Gehäuse
ausgebildet, das durch einen Deckel 21 verschlossen wird. Für die Bewegung der Steuerwalzenachse
7 ist eine Durchgangsöffnung in einer Seitenwand des Gehäuses vorgesehen,
die
zweckmäßigerweise durch eine elastische Abdeckung 30 so verschlossen ist, daß Verunreinigungen
nicht ins Gehäuseinnere eindringen, aber trotzdem die Steuerwalzenachse 7 ihre Arbeitsbewegung
ausführen kann. Im Deckel 21 ist ein Sitz 22 ausgebildet, an dem der Stellantrieb
15, bei dieser Ausführungsform ein Elektromagnet, angeflanscht ist. Vom nicht dargestellten
Anker des Elektromagneten führt ein Stößel 23 in eine Öffnung des Deckels 21 und
ist mit dem Stellglied 18, hier einem Stößel verschraubt, der einen pilzförmisen
Kopf mit einer gerundeten Oberfläche aufweist.
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In der dem Stößel 18 zugewandten Vorderseite des Schwenkhebels 16
ist eine topfförmige Vertiefung 25 vorgesehen, in der das elastische Element 20,
vorzugsweise ein vorgespannter Kunststoff- oder Gummikörper, eingebracht ist. An
der der Vertiefung 25 gegenüberliegenden Rückseite des Schwenkhebels 16 ist ein
Sitz 26 für die als Druck feder ausgebildete Feder 19 vorgesehen, die sich mit ihrem
anderen Ende bis in eine Vertiefung 27 im Gehäuse erstreckt. Seitlich ragt vom Tragkörper
5 eine Konsole 28 weg, mit der der Tragkörper 5 an einem Stellsupport (nicht dargestellt)
befestigt ist.
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Am freien Ende des Stellantriebs 15 ist das andere Ende des Stößels
23 erkennbar, das dort auf einen Hubanschlag 33 in Form eines in einer Hutmutter
31 verschiebbaren Bolzens ausgerichtet ist. Die Hutmutter 3* sitzt in einen Abschlußdeckel
29 verschraubbar und enthält eine weitere Druckfeder 32. Wenn der Stößel 18 durch
eine von der Steuerwalzenachse 7 auf den Schwenkhebel 16 iibertragene Kraft zurückgestoßen
wird, gelingt er am Anschlag 33 zur Anlage, der normalerweise das mögliche Ende
des Hubes vom Schwenkhebel 16 unter der Kraft der Feder 19 bedeutet. Wenn diese
Kraft jedoch zu groß wird, gibt die Feder 32 zur Vermeidung von Schäden nach.
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Der Hub bzw. der Bereich, in dem die Steuer walze 7 mit der größten
Anpressung wirksam ist, läßt sich durch Verschrauben der Hutmutter 31 mit ihrem
Gewinde 34 verstellen.
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Aus Fig. 4 ist erkennbar, daß die Steuerwalzenachse 7, 43 zweigeteilt
ist und aus einem innenliegenden Teil 7 und einem außenliegenden
Teil
43 besteht. Der Teil 7 trägt einen aufgesteckten Kopf 35 (siehe auch Fig. 5), der
mit einem Sicherungsstift 36 festgelegt ist.
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Der Kopf 35 besitzt an seinem freien Ende zwei einander parallele
Abflachungen 37 und wird von einer senkrecht zu den Abflachungen 37 verlaufenden
Bohrung 38 durchsetzt, in der ein die Gelenkachse 11 bilden der Schwenkzapfen mittels
einer Madenschraube 40 festgelegt ist. Der Kopf 35 greift in einen verdickten Kopf
42 ein, der dem äußeren Teil 43 angehört und einen durchgehenden Schlitz mit zueinander
parallelen Gleitflächen 41 aufweist, die die Abflachungen 37 des Kopfes 35 mit einer
leichten Gleitpassung zwischen sich einschließen.
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Auf dem äußeren Teil 43 der Steuerwalzenachse sind im Abstand Wälzlager
44 angeordnet, die ein Achsrohr 46 drehbar lagern, das nach außen ragende Nahen
teile 47 besitzt, auf denen ein zylindrischer Älantel 49 der Steuerwalze 4 aufgepreßt
ist. In den Nabenteilen 47 sind axiale Durchgangsöffnungen 48 ausgespart, die zurn
Abführen von in das Innere des Mantels 49 eingedrungenen Verunreinigungen dienen.
Das außenliegende Ende des Achsrohres 46 ist durch einen Deckel 45 verschlossen.
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Aus Fig. 5 ist erkennbar, daß der die Gelenkachse 11 bildende Zapfen
in der Bohrung durch den Kopf 42 steckt. Infolge der aneinanderlie gen den Flächen
3? und 41 wird der Drehzapfen gegen unzweckmäßige Biege- oder Verkantbelastungen
geschützt und übernimmt nur die Aufgabe der Schwenklagerung des äußeren Teils 43
in Relation zurn inneren Teil 7. Ferner sind aus Fig. 5 die im Nabenteil 47 in Umfangsrichtung
verteilten, drei großen Aussparungen 48 erkennbar, die nicht nur zur Gewichtserleichterung
beitragen, sondern vor allern das Abführen von Verunreinigungen gewährleisten.
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