DE3607233A1 - Fuehrungs- und ausbreitvorrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung der im Gattungsbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art.

Bei bekannten Vorrichtungen dieser Art ist die Ausbreitstation der Führungsstation in Bahnlaufrichtung vorgesetzt. Bei dieser Anord­ nung ergibt sich bei Bahnlaufgeschwindigkeiten von 100 m/min und mehr ein Aufschaukeleffekt in der Führungsstation, der höhere Bahn­ laufgeschwindigkeiten verhindert. Dies beruht vermutlich darauf, daß beim Verlaufen der Warenbahn, der auf der Verlaufseite liegen­ de Kantenbereich der Warenbahn in der Ausbreitstation sehr stark festgehalten wird, weil die auf der Verlaufseite liegende Warenbahn­ kante durch die seitlich verlagernde und verschwenkende Führungs­ station einer starken Dehnung unterzogen wird. Außerdem beeinflus­ sen die Ausbreitwalzen die Korrektur einer bereits seitlich verlau­ fenden Warenbahn nur negativ, denn die Ausbreitwalzen sind mittig neutral und verlaufen mit der Oberflächenstruktur jeweils gegenläu­ fig zum Walzenende. Dadurch wird die verlaufende Warenbahn von dieser Ausbreitwalzen-Hälfte großflächiger erfaßt und noch weiter in die falsche Richtung gezogen. Die Warenbahn folgt dem Korrek­ turimpuls der Führungsstation nur sehr widerwillig und zögernd, so daß die Führungsstation übersteuern muß. Zudem wird der Kanten­ bereich an der der Verlaufseite gegenüberliegenden Seite und in Bahnlaufrichtung hinter der Führungsstation ebenfalls stark gedehnt, was eine der Korrekturrichtung entgegengesetzt gerichtete Kraft in der Führungsstation erzeugt, die die korrigierende Wirkung ver­ schlechtert. Ferner ist die der Verlaufseite gegenüberliegende Kante in der Ausbreitstation locker gehalten, so daß hier die Ausbreitwal­ zen keine nennenswerte Zugkraft in Korrkturrichtung auszuüben vermögen. Nachdem die Führungsstation zum Korrigieren übersteuern muß, hat sie, sobald die Warenbahn in der zu korrigierenden Rich­ tung folgt, sogleich wieder gegenzusteuern, wobei der vorerwähnte Effekt in umgekehrter Richtung auftritt, so daß sich die Korrektu­ ren insgesamt aufschaukeln und die Führungsstation bzw. der Wal­ zenregler außer Kontrolle gerät und schwingt. Dies kommt bei Bahn­ laufgeschwindigkeiten von 100 m/min besonders zur Auswirkung, so daß keine höheren Bahnlaufgeschwindigkeiten gefahren werden kön­ nen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der ein­ gangs genannten Art zu schaffen, mit der auch bei hohen Bahnlauf­ geschwindigkeiten eine einwandfreie Bahnführung und Ausbreitung durchführbar ist.

Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im kennzeich­ nenden Teil des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Bei dieser Ausbildung hat sich überraschend gezeigt, daß bei hohen Bahnlaufgeschwindigkeiten, z. B. von 150 bis 250 m/min, der bisher nicht in den Griff zu bekommende Aufschaukeleffekt unterbleibt und die Bahn einwandfrei geführt und dabei ausgebreitet wird. Dies be­ ruht darauf, daß die Warenbahn einen freien Zulauf zur Führungs­ station hat und die vorhandene Fehlergröße des seitlichen Verlaufs ungehindert vom Walzenregler bzw. von der Führungsstation korri­ giert werden kann. Somit braucht die Führungsstation nicht mehr zu übersteuern, denn die Korrekturimpulse der Führungsstation können beim Verlaufen der Warenbahn unmittelbar in die Warenbahn einge­ leitet werden. Der der Verlaufseite der Warenbahn gegenüberliegen­ de Kantenbereich wird zwischen der Führungsstation und der Aus­ breitstation gedehnt, was zur Folge hat, daß die Ausbreitstation aufgrund der einseitig höheren Bahnspannung eine zusätzliche Kor­ rekturkraft in Richtung der gewünschten Korrektur auf die Waren­ bahn ausübt. Hingegen ist der an der Verlaufseite liegende Kanten­ bereich zwischen der Führungsstation und der Ausbreitstation ver­ hältnismäßig locker, so daß die Ausbreitstation der Korrekturbewe­ gung in der Korrekturrichtung einen geringen Widerstand entgegen­ setzt. Der Korrekturimpuls der Führungsstation wird auch deshalb unmittelbar in die verlaufende Warenbahn eingeleitet, weil diese auf dem üblicherweise vorhandenen, langen Vorlauf nicht mehr seitlich abgestützt ist, sondern unmittelbar durch die versetzte und ge­ schwenkte Führungsstation in Richtung auf die Sollaufrichtung zu­ rückgeführt wird, ehe sie die Ausbreitstation erreicht. In Versuchen konnten mit dieser neuen Anordnung Bahnlaufgeschwindigkeiten bis zu 300 m/min klaglos gefahren werden.

Ein zweckmäßige Ausführungsform geht aus Anspruch 2 hervor. Bei dieser Lage der Fühleinrichtung wird diese über die tatsächliche Kantenposition außerordentlich genau informiert, weil sie nicht nur die Korrekturwirkung der Führungsstation, sondern auch die Aus­ breitwirkung der Ausbreitstation in ihrer Auswirkung auf den Bahn­ lauf abtastet. Die Ausbreitstation hat durch das feste Erfassen der Warenbahn auf Schwankungen des Bahnlaufes eine dämpfende Wir­ kung, die dem Regelverhalten der Vorrichtung positiv zugute kommt. Die Führungsstation braucht zum Korrigieren nicht zu übersteuern, vor allem nicht mehr gegenzusteuern, sondern wird aus ihrer Kor­ rekturstellung bereits allmählich zurückgenommen, wenn an der Fühleinrichtung das Rückführen der Bahn in Richtung zur Sollauf­ richtung spürbar ist.

Alternativ dazu ist auch eine Ausführungsform zweckmäßig, wie sie aus Anspruch 3 hervorgeht. Bei dieser Ausführungsvariante wird die Fühleinrichtung sehr genau über die Reaktion der Warenbahn auf die Korrekturbewegung der Führungsstation informiert, so daß die Führungsstation genau der sich der Sollaufrichtung nähernden Wa­ renbahn nachgeführt werden kann. Es ergibt sich zudem ein wün­ schenswert größerer Abstand zwischen der Führungsstation und der Ausbreitstation, der eine Rückwirkung der Ausbreitwirkung der Aus­ breitstation auf das Arbeiten der Führungsstation minimiert. Positiv kommt ferner zum Tragen, daß sich etwaige Umfaltungen im Kanten­ bereich, die erst in der Ausbreitstation beseitigt werden, nicht ne­ gativ auf das Regelverhalten auswirken, da die Fühleinrichtung so nahe vor der Ausbreitstation steht, daß sie über das Zurückfalten der Umfaltungen schon informiert wird und dies bei der Signalab­ gabe für die Korrekturbewegung der Führungsstation berücksichtigen kann.

Als positiver Effekt der Anordnung ergibt sich dabei, daß die Fühl­ einrichtung ohne den bisher üblichen, oftmals verhältnismäßig brei­ ten Toleranzbereich ausgelegt sein kann, innerhalb dessen bisher kein Regelsignal an die Führungsstation erging. Da die Fühleinrich­ tung nach Wegfall des Toleranzbereiches sehr feinfühlig auf jegliche Bahnverlaufsbewegungen anspricht, erfolgt das Korrigieren des Bahn­ laufes bereits unmittelbar bei Beginn einer Verlaufskomponente.

Ein weiterer, diesbezüglich ebenfalls wichtiger Gedanke ist in An­ spruch 4 enthalten. Bei Stillstand der Warenbahn würde nämlich die Führungsstation zunehmend mehr und mehr versetzt bzw. verschwenkt werden, was eine Gefahr für die stillstehende Warenbahn bedeuten könnte. Dadurch, daß entweder die Fühleinrichtung abschaltbar ist oder die signalübertragende Verbindung unterbrochen werden kann, unterbleibt dieser für die Warenbahn unter Umständen nachteilige Effekt.

Eine baulich einfache und funktionssichere Ausführungsform geht weiterhin aus Anspruch 5 hervor. Mit den drei Führungswalzen wird die Warenbahn einerseits sehr sicher und andererseits schonend ge­ halten, so daß die Korrekturbewegungen der Führungsstation unmit­ telbar auf die Warenbahn übertragen werden.

Zweckmäßig ist ferner die Ausführungsform von Anspruch 6, weil die beiden Ausbreitwalzen eine erwünscht kräftige Ausbreitwirkung auf die Warenbahn ausüben.

Alternativ dazu ist auch eine Ausführungsform zweckmäßig, wie sie aus Anspruch 7 hervorgeht, und bei der das Ausbreiten im wesent­ lichen in den Kantenbereichen der Warenbahn erfolgt.

Anhand der Zeichnung werden nachstehend Ausführungsformen des Erfindungsgegenstandes erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine Seitenansicht einer Waren-Führungs- und Aus­ breitvorrichtung,

Fig. 2 eine Draufsicht der Vorrichtung von Fig. 1 und

Fig. 3 eine schematische Draufsicht entsprechend der von Fig. 2 beim Arbeiten der Vorrichtung.

Aus den Fig. 1 und 2 ist eine Vorrichtung 1 zum Führen und Ausbreiten einer laufenden Warenbahn 2 entnehmbar. Die Warenbahn 2 läuft in Richtung eines Pfeiles 3. In der Vorrichtung 1 ist eine Führungsstation 4 und eine in Warenbahnlaufrichtung 3 dahinter­ liegende Ausbreitstation 5 vorgesehen. Zumindest eine Kante K 1, K 2 der Warenbahn 2 wird durch eine Fühleinrichtung 6 bzw. 6 a abge­ tastet. Die Fühleinrichtung 6 ist entweder in Warenbahnlaufrichtung 3 hinter der Ausbreitstation 5 oder (Fühleinrichtung 6 a) zwischen der Führungsstation 4 und der Ausbreitstation 5 angeordnet. Von der Ausbreitstation 5 läuft die Warenbahn 2 dann um eine Fixier­ walze 7. Die Sollaufrichtung S der Warenbahn 2 ist in Fig. 2 strich­ punktiert angedeutet.

In der Führungsstation 4 ist ein rahmenartiger Träger 8 vorgese­ hen, der drei zueinander parallele Führungswalzen 9 drehbar la­ gert. Der Träger 8 ist in nicht dargestellten Führungen seitlich versetzbar und gegenüber der Warenbahnlaufrichtung 3 schrägstell­ bar angeordnet. Über Lenker 10, die in Schwenkachsen 11 drehbar gelagert sind, läßt sich der Träger 8 nach beiden Seiten ausschwen­ ken und versetzen (beispielsweise aus Fig. 3 erkennbar).

An den Lenkern 10, die beispielsweise über eine Querverbindung 13 miteinander verbunden sind, greifen Antriebselemente 12 an, die über eine Leitung 14 mit einer Steuervorrichtung 15 verbunden sind. Von der Steuervorrichtung 15 führt eine weitere Leitung 16 zur Fühl­ einrichtung 6 oder 6 a, um von dieser mit etwaigen Bahnverlaufsbe­ wegungen entsprechenden Signalen versorgt zu werden und damit das Versetzen und Verschwenken des Trägers 8 steuern zu können.

In der fixierten Ausbreitstation 5 sind in Tragelementen 17 zwei zu­ einander parallele Ausbreitwalzen 19 gelagert, die über einen eige­ nen Antrieb 20 in zum Warenbahnlauf entgegengerichtete Drehbewe­ gung versetzbar sind. Die Tragelemente 17 können ggfs. um eine Achse 18 oder eine Ausbreitwalze 19 um die andere verschwenkt werden, um die Umschlingung der S-förmig zwischen den Ausbreit­ walzen 19 durchlaufenden Warenbahn 2 zu verändern. Die Ausbreit­ walzen 19 tragen zweckmäßigerweise an ihrer Oberfläche eine Struk­ turierung 21, die jeweils von der Mitte der Walze nach außen läuft, mit der sie die ausbreitende Wirkung auf die Warenbahn 2 ausüben.

Die Vorrichtung 1 ist üblicherweise vertikal eingebaut, weil die Wa­ renbahn 2 in diesem Bereich nicht durchhängen soll und deshalb von oben nach unten geführt wird. Die gesamte Raumhöhe H sollte mindestens 4,5 m betragen, um möglichst eine freie Vorlaufstrecke V von ca. 3 m zu haben. Durch den freien Warenbahnzulauf kann die Fehlergröße des seitlichen Versatzes von der Sollaufrichtung S ungehindert vom Walzenregler bzw. der Führungsstation 4 korrigiert werden. Die Führungsstation 4 mit den drei Walzen benötigt eine Länge F von ca. 0,45 m, die Ausbreitstation 5 mit den beiden ge­ geneinander parallel verschwenkbaren und den Umschlingungswinkel veränderbaren Ausstreifwalzen benötigt eine Länge A von ca. 0,15 m und aufgrund eines bevorzugten Nachlaufs N von ca. 0,2 bis 0,3 m verbleibt ein Zwischenabstand Z zwischen der Führungsstation 4 und der Ausbreitstation von ca. 0,3 m.

Anhand von Fig. 3 wird die Funktion der Vorrichtung 1 der Fig. 1 und 2 beim Verlaufen der Warenbahn 2 in Richtung eines Pfeiles 22 in Fig. 3 nach links erläutert. Bei dieser Verlaufbewegung in Rich­ tung des Pfeiles 22 verlagert sich die linke Kante K 1 wie auch die rechte Kante K 2 nach links. Die Fühleinrichtung 6 a stellt den Verlauf der Warenbahn 2 fest und steuert eine Versetz- und Verschwenkbewe­ gung des Trägers 8 ein, durch die die Warenbahn 2 wieder in die Sollaufrichtung S zurückgeführt werden soll. Es ist der Träger 8 nach rechts verlagert und entgegengesetzt dem Uhrzeigersinn ver­ dreht. Durch diese Bewegung des Trägers 8 wird die Kante K 1 - wie durch Pfeile 23 angedeutet - unter Zugspannung geraten, so daß durch die verstärkte Anpressung an die Regel- oder Führungswalzen 9 im Träger 8 der Korrekturimpuls unmittelbar in die Warenbahn 2 eingeleitet wird. Die größere Kantenspannung im linken Kantenbe­ reich vor den Regel- bzw. Führungswalzen 9 begünstigt die Funk­ tion der Führungsstation 19. Gleichzeitig wird auch die Kante K 2 zwischen der Führungsstation 4 und der Ausbreitstation 5 zunehmend gedehnt (Pfeile 25), so daß die Ausbreitwalzen 19 in der Ausbreit­ station 5 aufgrund dieser Kantenspannung an der rechten Seite ei­ nen zusätzlichen Korrekturimpuls in Richtung eines Pfeiles 26 auf die Warenbahn 2 ausüben, der die Korrekturwirkung der Führungs­ station 4 (angedeutet durch einen Pfeil 24) unterstützt. Die Waren­ bahn 2 wird zunehmend in Richtung auf die Sollaufrichtung S hin verlagert. Sollten beispielsweise im Bereich der Kante K 1 Umfaltun­ gen 27 vorliegen, so werden diese in der Ausbreitstation 5 beseitigt. Das Zurückschlagen der Umfaltungen wirkt sich aber rückwirkend auf die Fühleinrichtung 6 a aus, so daß diese bereits eine Lage der korrigierten Kante K 1 mitgeteilt bekommt, die angenähert der Lage der Kante K 1 nach Verlassen der Ausbreitstation 5 entspricht, so daß die Korrekturwirkung sehr feinfühlig und exakt zum Tragen kommt, weil die Fühleinrichtung 6 a das Rückführen der Versetz- und Verschwenkbewegung der Führungsstation 4 bereits veranlassen kann, wenn sie feststellt, daß die Warenbahn sich wieder auf die Sollaufbahn zuzubewegen beginnt. Ein Übersteuern der Führungssta­ tion 4 ist genausowenig notwendig wie ein Gegensteuern, so daß sich ein sehr stetiges und feinfühliges Regelverhalten ergibt, das auch Bahnlaufgeschwindigkeiten bis zu 300 m/min zuläßt.

Claims (7)

1. Vorrichtung zum Führen und Ausbreiten einer laufenden Waren­ bahn, mit einer Ausbreitwalzen enthaltenden Ausbreitstation zum Ausbreiten der Warenbahn quer zur Laufrichtung, mit einer Füh­ rungswalzen enthaltenden Führungsstation zum Führen der Waren­ bahn in einer Sollaufbahn und mit wenigstens einer der Führungs­ station in Bahnlaufrichtung nachgeordneten Kanten-Fühleinrichtung, die mit Antriebselementen der Führungsstation in signalübertragen­ der Verbindung steht, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausbreitsta­ tion (5) in Bahnlaufrichtung (3) hinter der Führungsstation (4) an­ geordnet ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Fühleinrichtung (6) in Bahnlaufrichtung (3) hinter der Ausbreitsta­ tion (5) angeordnet ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Fühleinrichtung (6 a) in Bahnlaufrichtung (3) zwischen der Führungs­ station (4) und der Ausbreitstation (5) angeordnet ist.

4. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeich­ net, daß die Fühleinrichtung (6, 6 a) bei Stillstand der Warenbahn (2) abschaltbar ist bzw. daß die signalübertragende Verbindung zwischen der Fühleinrichtung (6, 6 a) und den Antriebselementen (12) der Führungsstation (4) bei Stillstand der Warenbahn (2) unterbrech­ bar ist.

5. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 4, da­ durch gekennzeichnet, daß die Führungsstation (4) in einem Träger (8) drei zueinander parallele, von der Warenbahn (2) abwechselnd umschlungene Führungswalzen (9) enthält, daß der Träger (8) rela­ tiv zur Bahnlaufrichtung (3) nach beiden Seiten schrägstellbar ist und daß die Verstellelemente (12) der Führungsstation (4) am Trä­ ger (8) angreifen.

6. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 5, da­ durch gekennzeichnet, daß die Ausbreitstation (5) zwei parallele, von der Warenbahn (2) S-förmig umschlungene, selbständig angetrie­ bene Ausbreitwalzen (19) enthält.

7. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 5, da­ durch gekennzeichnet, daß an jedem Kantenbereich der Warenbahn (2) fingerförmige Ausbreitwalzen-Paare in Tragelementen angeordnet sind, und daß ggfs. die Tragelemente zur Veränderung der Umschlin­ gung der Ausbreitwalzen-Paare um quer zur Bahnlaufrichtung lie­ gende Achsen verschwenkbar sind.