DE3704677A1 - Verfahren und vorrichtung zum kantenrichtigen einfuehren einer materialbahn in eine verarbeitungsmaschine - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum kantenrichtigen Einfüh­ ren einer Materialbahn in eine Verarbeitungsmaschine, wobei die Mate­ rialbahn von einem Wickel unter Spannungsschwankungen über eine schwenkbar gelagerte Ausgleichswalze zu einer Einlaufwalze der Verar­ beitungsmaschine geführt wird.

Im Rahmen eines derartigen Verfahrens wird die Bahn von einem Wickel abgezogen, der unvermeidbare Ungleichmäßigkeiten und Unrund­ heiten aufweist, so daß in der ablaufenden Bahn Spannungsschwankungen und Längenänderungen auftreten. Zum Ausgleich dieser Ungleichmäßigkei­ ten wird die Bahn über eine im wesentlichen in einem Winkel von 180° umschlungene Ausgleichswalze geführt. Von der Ausgleichswalze wird die Bahn zu einer Einlaufwalze der Verarbeitungsmaschine geführt. Über die Ausgleichswalze werden die genannten Längenänderungen von dem einlaufenden Bahnabschnitt auf den ablaufenden Bahnabschnitt nach dem Prinzip des Flaschenzuges halbiert. Zum Ausgleich dieser Schwan­ kungen muß die Ausgleichswalze nicht nur quer zu ihrer Achse ver­ schwenkt, sondern auch in Umfangsrichtung beschleunigt oder verzögert werden, damit der Schwankungsbetrag rutschfrei zum ablaufenden Bahnab­ schnitt nachgeliefert werden kann. Infolge der hohen trägen Masse der Ausgleichswalze sind die notwendigen Drehzahländerungen der Aus­ gleichswalze nicht möglich, so daß die Materialbahn auf dem Umfang der Ausgleichswalze rutscht. Dieses führt zu Beeinträchtigungen der Materialbahn.

Eine Kantensteuerung ist nur möglich, wenn die Bahn gleichmäßig läuft und die Schwankungen bereits ausgeglichen sind. Infolgedessen muß die Bahn innerhalb der Verarbeitungsmaschine über eine gesonderte Abtaststrecke zwischen zwei Umlenkwalzen geführt werden. Dieses bedeu­ tet eine Verlängerung der Bahnführung und eine zusätzliche Umlenkwal­ ze innerhalb der Verarbeitungsmaschine. Dieses fällt insbesondere bei großen Verarbeitungsbreiten bis zu 10 m oder mehr außerordentlich stark ins Gewicht.

Aufgabe der Erfindung ist eine solche Ausbildung eines Zufuhrver­ fahrens, daß die Kantensteuerung im Einlaufbereich zu der Verarbei­ tungsmaschine möglich ist.

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß die Ausgleichswalze im wesentlichen in einem Winkel von 90° umschlungen wird, daß die ablaufende Bahn im wesentlichen parallel zum Pendelhe­ bel der Ausgleichswalze geführt wird, daß ein an sich bekannter Bahn­ kantenabtaster zwischen der Ausgleichswalze und der Einlaufwalze in orthogonaler Richtung zu der Materialbahn beweglich an dem Gestell der Verarbeitungsmaschine geführt ist und daß die Bewegung des Bahn­ kantenabtasters mit der Bewegung der Ausgleichswalze gekoppelt ist.

Die Erfindung unterscheidet sich insofern vom Stand der Technik, als die Längenänderungen der Materialbahn infolge der Umschlingung der Ausgleichswalze von 90° nicht in den ablaufenden Bahnabschnitt übertragen werden. Die Ausgleichswalze bewegt sich nur senkrecht zu ihrer Achse. Drehbeschleunigungen sind nicht erforderlich. Die Pen­ delbewegung gleicht Längenänderungen vollständig aus, da der ablaufen­ de Bahnabschnitt mit der Pendelbewegung schwingt. Ferner erfolgt die Kantensteuerung der Bahn auf dem ablaufenden Bahnabschnitt im Bereich der Einlaufstrecke zwischen der Ausgleichswalze und der Einlaufwalze, so daß im Anschluß an die Einlaufwalze nicht nur ein beruhigter Bahn­ lauf, sondern auch eine genaue Kantenführung sichergestellt ist. Da­ mit können die Verarbeitungsvorrichtungen bereits unmittelbar im An­ schluß an die Einlaufwalze der Verarbeitungsmaschine angeordnet wer­ den. Die Bahn ist immer in der Mitte des Spaltes der Gabel des Bahn­ kantenabtasters geführt, so daß eine genaue Erfassung der Bahnkante auch bei transparenten und/oder dünnen Bahnen möglich.

Wenn der Bahnkantenabtaster unkritisch für die Erfassung der Bahnkante ausgebildet ist, so ist nach einer nebengeordneten Form der Erfindung vorgesehen, daß die Ausgleichswalze im wesentlichen in einem Winkel von 90° umschlungen wird, daß die ablaufende Bahn im wesentli­ chen parallel zum Pendelhebel der Ausgleichswalze geführt wird und daß die Bewegung der Bahn innerhalb der Gabel eines stationären Bahn­ kantenabtasters erfolgt. Hier ergeben sich wesentliche Vereinfachun­ gen für die Auslegung des Bahnkantenabtasters.

Eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens mit einer quer zur Wickelachse verfahrbaren Abrollvorrichtung für den Wickel, mit einer an einem Pendelarm gelagerten, unter einem Winkel von 90° um­ schlungenen Ausgleichswalze ist dadurch gekennzeichnet, daß der Bahn­ kantenabtaster an einem an dem Gestell der Verarbeitungsmaschine schwenkbaren Pendel hängt und daß die Pendel der Ausgleichswalze und des Bahnkantenabtasters miteinander gekoppelt sind.

Durch diese Ausbildung wird sichergestellt, daß sich der Bahnkan­ tenabtaster in einer festen Ebene in bezug auf die Verarbeitungsma­ schine bewegt und trotzdem bewegungskonform mit der Abrollung gekop­ pelt ist und Bewegungen der Ausgleichwalze folgt.

Eine hohe kinematische Genauigkeit wird dadurch erreicht, daß die Schwenkachsen der Pendelarme und die Gelenkachsen der Koppelvor­ richtung ein Parallelogramm bilden.

Eine besonders genaue Führung des Bahnkantenabtasters erreicht man dadurch, daß die Schwenkachsen der Pendelarme und die Achse der Einlaufwalze in einer Ebene liegen. Dadurch wird Bahnkantenabtaster immer auf dem ablaufenden Bahnabschnitt gehalten.

Zur genauen Führung des Bahnkantenabtasters ist vorgesehen, daß der Pendelarm des Bahnkantenabtasters eine Parallelführung aufweist.

Die Koppelvorrichtung läßt einen Bewegungsausgleich dadurch zu, daß die Koppelvorrichtung als gelenkige Koppelvorrichtung ausgebildet ist.

Eine Ausführungsform der Koppelvorrichtung ist dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Koppelvorrichtung ein Kugelgelenk enthält.

Eine spielfreie Führung der Koppelvorrichtung ist dadurch sicher­ gestellt, daß die Koppelvorrichtung aus zwei parallel zur Pendelachse gegeneinander verschiebbaren Abschnitten besteht.

Eine genaue Führung bei Querverschiebungen ist dadurch sicherge­ stellt, daß die Koppelvorrichtung an der Gelenkachse oder an der Ge­ lenkachse mit einer axialen Verschiebevorrichtung in Querrichtung der laufenden Bahn ausgestattet ist.

Ausführungsformen der Erfindung werden im folgenden unter Bezug­ nahme auf die Zeichnungen erläutert, in denen darstellt

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Abrollung und des Ein­ laufteils einer Verarbeitungsmaschine und

Fig. 2 eine weitere Ausführungsform der Erfindung.

Fig. 1 zeigt eine Abrollvorrichtung 1 zur Aufnahme eines Wickels 2, von dem eine Bahn 3 abläuft und abgerollt wird. Die Abrollvorrich­ tung 1 ist mit Hilfe von Rollen 4, 5 auf Schienen 6, 7 quer zur Bahn­ laufrichtung verfahrbar. Eine Rolle 5 mit der zugehörigen Schiene 6 ist für eine Spurführung ausgebildet. Die Antriebsvorrichtung für die Querverstellung der Abrollvorrichtung 1 ist nicht dargestellt. Es kann sich um eine pneumatische, hydraulische, elektrische oder andere Antriebsvorrichtung handeln.

An einem Träger 8 der Abrollvorrichtung 1 ist auf einer Schwenk­ achse 9 ein Pendelarm 10 schwenkbar gelagert, an dessen Ende eine Ausgleichswalze 11 sitzt. Diese Pendellagerung ist an beiden Enden der Ausgleichswalze 11 vorhanden. Die Bewegung des Pendelarms 10 ist durch einen Dämpfungszylinder 12 gedämpft. Spannungsschwankungen und Längenschwankungen der ablaufenden Bahn 3 werden durch Bewegungen des Pendelarms 10 ausgeglichen.

Die Bahn 3 wird von der Ausgleichswalze 11 über eine Einlauf­ strecke 32 zu einer Einlaufwalze 13 einer Verarbeitungsmaschine 14 geführt. Von dieser Verarbeitungsmaschine 14 ist nur der Einlaufteil dargestellt. Die Einlaufwalze 13 ist auf einer Achse 21 in einem Trä­ ger 15 des Gestells 16 der Verarbeitungsmaschine drehbar gelagert. Die Bahn 31 läuft im wesentlichen beruhigt und mit konstanter Span­ nung von der Einlaufwalze 13 in die Verarbeitungsmaschine ein. Da die Bahnlänge in der Einlaufstrecke 32 zwischen der Ausgleichswalze 11 und der Einlaufwalze 13 bei Bewegungen des Pendelsarms 9 in erster Näherung konstant bleibt, können sich Schwankungen der Bahn und des Wickels 2 auf die Bahn 31 in der Verarbeitungsmaschine kaum noch aus­ wirken. Bereits in dieser Einlaufstrecke ist eine weitgehende Beruhi­ gung des Bahnlaufs gesichert.

Zur Kantensteuerung der Bahn ist ein Bahnkantenabtaster 17 vorge­ sehen, der optisch, pneumatisch oder in anderer Weise die Bahnkante erfaßt. Der Bahnkantenabtaster 17 ist an einem um eine Schwenkachse 22 schwenkbaren Pendelarm 18 am Träger 15 der Verarbeitungsmaschine 14 pendelnd aufgehängt. Da der Bahnkantenabtaster 17 an dem Gestell der Verarbeitungsmaschine 14 geführt ist, ermöglicht diese Anordnung eine Kantensteuerung der einlaufenden Warenbahn in der Einlaufstrecke 32. Diese Anordnung liefert auch bei dünnen und/oder transparenten Bahnen das gewünschte Ergebnis, weil die Bahn immer in der Mitte des Spaltes der Gabel des Bahnkantenabtasters verläuft. Es ist dann eine empfindliche Erfassung der Bahnkante möglich.

Wenn die Bahnführung innerhalb der Gabel unkritisch ist, kann man den Bahnkantenabtaster auch stationär anordnen. Man erreicht auch dann eine genaue Bahnausrichtung.

Damit der Bahnkantenabtaster 17 den Bewegungen des Pendelarms 10 folgen kann, ist eine Koppelvorrichtung 20 zwischen einer Gelenkachse 33 des Pendelarms 10 und einer Gelenkachse 34 des Pendelarms 18 vorge­ sehen, so daß der Pendelarm 18 den Bewegungen des Pendelarms 10 syn­ chron folgt. Die Schwenkachse 9 des Pendelarms 10, die Achse 21 der Einlaufwalze 13 und die Schwenkachse 22 des Pendelarms 16 liegen in einer Ebene, so daß dadurch sichergestellt ist, daß die Pendelarme 10 und 18 sowohl zueinander als auch zu dem Bahnabschnitt zwischen der Ausgleichsspalte 11 und der Einlaufwalze 13 parallel geführt sind. Außerdem bilden die Schwenkachsen 9 und 22 sowie die Gelenkachsen 33 und 34 ein Parallelgramm. Die Gelenkachse 22 liegt auf einer Mantel­ linie der Einlaufwalze 13. Dadurch erreicht man eine hohe kinemati­ sche Genauigkeit. Dieses ist für einen ruhigen Bahnlauf und für eine genaue Bahnführung sehr wichtig. Infolgedessen läuft die Bahn immer in der erforderlichen Abtaststellung durch den Bahnkantenabtaster 17 hindurch. Normalerweise greifen zwei gabelförmige Schenkel des Bahn­ kantenabtasters 17 über die Bahnkante, die immer orthogonal zur Bahn verschoben werden, so daß die Bahn zentral durch den Spalt des Bahn­ kantenabtasters hindurchläuft.

Fig. 2 zeigt eine weitere Ausführungsform der Erfindung. Dort ist der die Schwenkachse 221 für den Pendelarm 181 verlegt. Ein wei­ terer Pendelarm 19 sorgt für eine Parallelführung. Im übrigen ent­ spricht die Kinematik der zuvor beschriebenen Ausführungsform.

Da die Abrollvorrichtung 1 in Querrichtung verfahren wird, läßt die Koppelvorrichtung 20 solche Verschiebungen und Verwindungen zwi­ schen den Pendelarmen 10 und 18 zu. Da diese Verstellbewegungen der Abrollvorrichtung 1 normalerweise klein sind, genügt es im allgemei­ nen, die Koppelvorrichtung gelenkig mit den Pendelarmen 10 und 18 zu verbinden. Falls diese Bewegungsmöglichkeit nicht ausreicht oder eine noch genauere Führung erwünscht ist, sieht die Erfindung vor, daß die Koppelvorrichtung aus zwei parallel zur Pendelachse gegeneinander ver­ schiebbaren Abschnitten besteht, so daß der genannte Ausgleich bei Be­ wegungen für die Kantensteuerung möglich ist. Eine große Verschiebbar­ keit wird dadurch erreicht, daß die Koppelvorrichtung 20 an der Ge­ lenkachse 33 oder an der Gelenkachse 34 mit einer axialen Verschiebe­ vorrichtung in Querrichtung der laufenden Bahn ausgestattet ist.

Claims (11)

1. Verfahren zum kantenrichtigen Einführen einer Materialbahn in eine Verarbeitungsmaschine, wobei die Materialbahn von einem Wickel unter Spannungsschwankungen über eine schwenkbar gelagerte Ausgleichs­ walze zu einer Einlaufwalze der Verarbeitungsmaschine geführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgleichswalze im wesentlichen in einem Winkel von 90° umschlungen wird, daß die ablaufende Bahn im we­ sentlichen parallel zum Pendelhebel der Ausgleichswalze geführt wird, daß ein an sich bekannter Bahnkantenabtaster zwischen der Ausgleichs­ walze und der Einlaufwalze in orthogonaler Richtung zu der Material­ bahn beweglich an dem Gestell der Verarbeitungsmaschine geführt ist und daß die Bewegung des Bahnkantenabtasters mit der Bewegung der Ausgleichswalze gekoppelt ist.

2. Verfahren zum kantenrichtigen Einführen einer Materialbahn in eine Verarbeitungsmaschine, wobei die Materialbahn von einem Wickel unter Spannungsschwankungen über eine schwenkbar gelagerte Ausgleichs­ walze zu einer Einlaufwalze der Verarbeitungsmaschine geführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgleichswalze im wesentlichen in einem Winkel von 90° umschlungen wird, daß die ablaufende Bahn im we­ sentlichen parallel zum Pendelhebel der Ausgleichswalze geführt wird und daß die Bewegung der Bahn innerhalb der Gabel eines stationären Bahnkantenabtasters erfolgt.

3. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, mit einer quer zur Wickelachse verfahrbaren Abrollvorrichtung für den Wickel, mit einer an einem Pendelarm gelagerten, unter einem Winkel von 90° umschlungenen Ausgleichswalze, dadurch gekennzeichnet, daß der Bahnkantenabtaster (17) an einem an dem Gestell (16) der Verarbei­ tungsmaschine (14) schwenkbaren Pendelarm (18) hängt und daß die Pen­ delarme (10, 18) der Ausgleichswalze (11) und des Bahnkantenabtasters (17) miteinander gekoppelt sind.

4. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 2, mit einer quer zur Wickelachse verfahrbaren Abrollvorrichtung für den Wickel, mit einer an einem Pendelarm gelagerten, und einem Winkel von 90° umschlungenen Ausgleichswalze, dadurch gekennzeichnet, daß der Bahnkantenabtaster (17) stationär in dem Gestell (16) der Verar­ beitungsmaschine (14) angeordnet ist und daß die Pendelarme (10, 18) der Ausgleichswalze (11) derart bemessen sind, daß die Bahn innerhalb des Spaltes des Bahnkantenabtasters verläuft.

5. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwenkachsen (9, 22) der Pendelarme (10, 18) und die Achse (21) der Einlaufwalze (13) in einer Ebene liegen.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwenkachsen (9, 22) der Pendelarme (10, 18) und die Gelenkachsen (33, 34) der Koppelvorrichtung (20) ein Parallelogramm bilden.

7. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Pendelarm (18) des Bahnkantenabtasters (17) eine Parallelfüh­ rung (19) aufweist.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Koppelvorrichtung (20) als gelenkige Koppelvorrich­ tung ausgebildet ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Koppelvorrichtung (20) ein Kugelgelenk enthält.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 9, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Koppelvorrichtung (20) auf zwei parallel zur Pendel­ achse gegeneinander verschiebbaren Abschnitten besteht.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 9, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Koppelvorrichtung (20) an der Gelenkachse (33) oder an der Gelenkachse (34) mit einer axialen Verschiebevorrichtung in Querrichtung der laufenden Bahn ausgestattet ist.