DE3829786A1 - Fuehrungsvorrichtung fuer eine laufende materialbahn - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Führungsvorrichtung der im Gattungsbegriff des Pa­ tentanspruchs 1 angegebenen Art.

Bei einer aus der Praxis bekannten Führungsvorrichtung dieser Art sind die bei­ den Oberflächen an zwei zueinander parallelen aber beabstandeten Rollen ange­ ordnet, die in einem gemeinsamen Lagerrahmen drehbar gelagert sind. Der La­ gerrahmen ist parallel zum Bahnabschnitt zwischen den Rollen um eine vertikal darzustellende Achse verdrehbar, um die die beiden Rollen teilweise umschlin­ gende Bahn beim Verlaufen aus der Sollaufrichtung zurückzuführen. Für eine einwandfreie Korrektur ist es erforderlich, daß die Rollen möglichst großflä­ chig mit der Bahn Kontakt haben, folglich mit einem relativ großen Oberflä­ chenbereich von der Warenbahn umschlungen werden und daß die Rollen in Bahnlaufrichtung einen verhältnismäßig großen gegenseitigen Abstand haben, da­ mit die korrigierende Kraft mit einem günstigen Hebelarm in der Bahn zum Wirken kommt. Andererseits steht für die Führungsvorrichtung vielfach wenig Raum in der Anlage zur Verfügung. Der bauliche Aufwand für die Lagerung der Rollen und die Lagerung des Rahmens sowie dessen Antrieb und Führung ist groß. Zudem benötigt die bekannte Bahnvorrichtung verhältnismäßig viel Platz, in der die Bahn verarbeitenden Anlage. Die zugeordneten Komponenten wie Antrieb, Lagerung, Kantenfühlvorrichtung und dgl., liegen frei und ungeschützt, so daß sie von herumfliegenden Verunreinigungen verschmutzt und in ihrer Le­ bendauer oder Funktionstüchtigkeit beeinträchtigt werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Führungsvorrichtung der ein­ gangs genannten Art zu schaffen, die baulich einfach ist, mit wenig Einbau­ raum auskommt und mit geringem Aufwand sich befestigen läßt.

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

Bei dieser Ausbildung hat die Warenbahn die Möglichkeit, die Walze großflächig über 180° zu umfassen, so daß die Korrekturkräfte günstig auf die Warenbahn wirken, denn der gesamte Abschnitt der Bahn, der auf dem Walzenmantel auf­ liegt, wird zum Korrigieren mit der Korrekturkraft beaufschlagt, so daß lokale Überbeanspruchungen ausbleiben und auch empfindliche und dünne Bahnen ohne Faltenbildung oder Zerrungen sicher geführt werden können.

Durch die fliegende Lagerung der Walze sind keine außenliegende Lagerelemen­ te vorhanden, sondern alle gegen Verstaubung und Verschmutzung empfindlichen Komponenten sind im Inneren der Walze geborgen. Entsprechend wenig Platz benötigt die Führungsvorrichtung in der die Bahn weiterverarbeitenden Anlage. Günstig ist auch das leichte Auflegen der Bahn, weil zu der Walze zumindest von einer Seite ungehinderter Zutritt möglich ist. Durch die seitliche Öffnung der Walze gelangt man leicht an die innere Anlenkung, falls Reparaturen oder Einstelländerungen notwendig sein sollten. Es ist auch die Abnahme der Walze dadurch vereinfacht. Der Zugang für alle eingreifenden Teile ist sehr günstig.

Eine vorteilhafte Ausführungsform geht aus Anspruch 2 hervor. Diese zentrale Anlenkung des Stellantriebs ermöglicht die kompakte und geschützte Bauweise der Führungsvorrichtung. Ferner bietet die Befestigung am Tragarm eine ge­ schlossene Baueinheit, die bei Reparaturfällen schnell vollständig ausgewechselt werden kann. Ferner können die Kräfteübertragungsmittel mit dem günstigsten Hebelarm an die zu verschwenkende Walze angreifen, ohne daß sie für den Wa­ renlauf hinderlich sind. Die Bahnlaufebene liegt in der Auflaufstelle, bei der die Warenbahn auf die Walze aufläuft. Somit wird erreicht, daß der zulaufende Bahnteil beim Schrägstellen der Walze in der neutralen Zone ankommt und kaum ausgelenkt wird, der ablaufende Bahnteil dafür eine größere Ausschwen­ kung erfährt, wodurch die Korrektur wirkungsvoller vollzogen wird.

Es hat sich als sehr vorteilhaft erwiesen, die Ausführung gemäß der Merkmale des Anspruchs 3 zu gestalten. Man erreicht dadurch eine besonders gute und feste Abstützung bei größter Raumfreiheit. Die Warenbahn läßt sich dadurch ganz frei ohne Behinderung über die Walze führen und die im Walzeninneren untergebrachten Teile und Gelenke liegen völlig geschützt, obwohl eine feste Verbindung zwischen dem Walzenaußenmantel und dem Drehlager gegeben ist.

Mit der Ausstattung gemäß Anspruch 4 ergibt sich eine sehr vorteilhafte Ver­ schwenkung der Walze, wobei vor allem der Schwenkradius groß sein kann.

Eine weitere Verbesserung des Verschwenkens wird mit den Merkmalen des An­ spruchs 5 erreicht. Das Viergelenk gestattet, den Schwenkpunkt direkt in die Ebene der auflaufenden Warenbahn zu legen, also zu einem gedachten Punkt, so daß die Ware in der neutralen Zone auf die Walze auflaufen kann und im stark seitenkorrigierten Bereich den Walzenmantel verläßt. Die dabei verwende­ ten Anlenkarme sind kostengünstige Teile.

Eine alternative Ausführungsform, bei der die Schwenkachse konkret näher im auflaufenden Walzenmantelbereich liegt, geht aus Anspruch 6 hervor. Bei die­ ser Ausführung reicht ein Bolzen für das Schwenklager aus, um trotzdem die Korrekturkraft stärker in dem ablaufenden Bahnteil zur Wirkung kommen zu lassen als im zulaufenden.

Sehr vorteilhaft wird die Ausführung mit den Merkmalen des Anspruchs 7, denn diese Führungsvorrichtung wird dadurch noch kompakter und schützt die Fühl­ vorrichtung gegen Verschmutzung und andere äußere Einflüsse. Außerdem er­ gibt sich eine gute Lösung für die Befestigung, die wegen der laufenden Bahn schwierig ist. Dabei läßt sich die Fühlvorrichtung durch die Seitenöffnung der Walze schnell auswechseln. Ferner belastet die Ausführungsform mit den ge­ nannten Merkmalen den äußerlich beengten Raum nicht zusätzlich.

Eine weitere, besonders wichtige Ausführungsform geht aus Anspruch 8 hervor. Bei dieser Ausbildung ist auch der Fühler im Inneren der Walze gegen Verun­ reinigungen geborgen und nimmt keinen eng bemessenen Platz außerhalb der Walze ein. Die Bahn wird vom Inneren der Walze nach außen überwacht. Die vom Fühler erzeugten Signale werden an den ebenfalls im Walzeninneren an­ geordneten Antrieb zum Schrägstellen der Walze übertragen. Die schlitzförmi­ ge Öffnung schließt Korrekturfehler aus.

Ein weiterer, wichtiger Gedanke ist ferner in Anspruch 9 enthalten. Mit diesen Längsschlitzen, die mit einer durchscheinenden Schutzschicht ausgeführt sein können, wird beim Lauf der Walze die Bahn bei jeder Umdrehung mehrfach ab­ getastet. Eine Bahnverlaufsbewegung wird sofort festgestellt. Zusätzlich ist hierbei der Vorteil gegeben, daß mit dem Passieren der Öffnungen der Fühler Signale erhält, die der Bahnlaufgeschwindigkeit direkt proportional sind. Es kann auf diese Weise einfach, beispielsweise mittels einer logischen Schaltung oder eines Mikroprozessors, die jeweilige Bahnlaufgeschwindigkeit bei der Bahn­ laufkorrektur mitberücksichtigt werden, z. B. derart, daß die Empfindlichkeit der Bahnlaufkorrektur mit zunehmender Geschwindigkeit zurückgenommen wird oder umgekehrt.

Als Alternative wäre eine Vorrichtung gemäß Anspruch 10 vorteilhaft. Ein durchsichtiges Material beispielsweise aus Kunststoff oder Glas ließe ständig jeden Einblick ins Innere zu, aber auch die optischen Fühler hätten jeden Aus­ blick nach außen, obwohl sie gegen äußere Einflüsse vollständig geschützt wä­ ren.

Zweckmäßig sind ferner die Merkmale von Anspruch 11, da ein Breitbandfühler über einen sehr breiten Fühlbereich verfügt und stets der Verlaufbewegung pro­ portionale Signale für den Antrieb erzeugt. Die Lichtquelle, die durch die Schlitze den Fühler beaufschlagt, liegt außerhalb, was den Vorteil hat, daß sie beim Betrieb der Anlage ständig gereinigt werden kann.

Ein weiterer, wichtiger Gedanke geht aus Anspruch 12 hervor. In dieser ver­ blockten Mittellage ist die Walze stabil gehalten, so daß die Bahn leicht aufge­ legt werden kann. Wird die Bahn angehalten, so sucht sich der Antrieb diese Mittellage auf und verharrt in dieser, bis die Bahn wieder zu laufen beginnt. Dadurch werden unnötige Spannungen in der Bahn vermieden.

Anhand der Zeichnungen werden Ausführungsformen der Erfindung beispielhaft erläutert. Es zeigt

Fig. 1 schematisch den Materialbahnlauf durch die Führungsvorrichtung,

Fig. 2 eine schematische Schnittdarstellung der Walze der Führungsvorrich­ tung mit Lagerung und Steuerung,

Fig. 3 eine andere Lagerung der horizontal geschnittenen Walze,

Fig. 4 eine weitere Ausführungsform der Lagerung und Steuerung der Wal­ ze.

In Fig. 1 ist schematisch dargestellt, wie die Materialbahn 2 am zweckmäßig­ sten über die Führungsvorrichtung 1 zu führen ist. Sie läuft in Richtung eines Pfeiles 3 über eine vorgelagerte Umlenkwalze 4 und dann zur Walze 5 der Füh­ rungsvorrichtung 1. Um guten Haftkontakt mit der Walze 5 für eine feinfühlige Korrektur zu bekommen, umläuft die Materialbahn 2 den Walzenmantel 6 in einer U-förmigen Schlaufe, so daß sie annähernd 180° auf dem Walzenmantel 6 aufliegt. Die Bahn 2 wird über eine nachgeordnete Umlenkwalze 7 weiterge­ führt. Der von der vorgelagerten Umlenkwalze 4 auf den Walzenmantel 6 zu­ laufende Bahnteil ist mit Z und der vom Walzenmantel 6 zur nachgeordneten Umlenkwalze 7 ablaufende Bahnteil mit A bezeichnet. Die Bahnteile Z und A laufen annähernd parallel zueinander. Die Ebene des zulaufenden Bahnteils Z ist strichpunktiert verlängert und gibt die Schwenkachse 8 an, um die sich die Walze 5 für die Laufkorrektur der Ware 2 verschwenken soll. Wie die Walze 5 gelagert und gehalten ist und verschwenkt wird, geht aus den übrigen Figuren hervor.

Bei der Ausführungsform der Führungsvorrichtung 1 - wie in Fig. 2 dargestellt - ist eine an einer Seite 9 offene Walze 5 vorgesehen, deren andere Seite 10 durch einen Walzenboden 11 verschlossen ist. Vom Walzenboden 11 steht kon­ zentrisch zum Walzenmantel 6 ein Dorn bzw. eine Welle 12 ins Innere der Wal­ ze 5, die deckungsgleich mit der Drehachse 13 der Walze 5 ist und als Lager­ teil 14 des Drehlagers 15 dient. Das ergänzende Lagerteil 16 ist als umfassen­ de Lagerschale ausgebildet, an dessen seitliche Enden Anlenkungsaugen 17, 18 vorgesehen sind.

Die Walze 5 ist in Fig. 2 in einem Horizontalschnitt gezeigt, wobei man den zulaufenden Bahnteil Z der Materialbahn 2 in Blickrichtung auf die Walze 5 auflaufen und den ablaufenden Bahnteil A entgegen der Blickrichtung von der Walze 5 ablaufen sieht.

Von einer Konsole 19 greift ein stationärer Tragarm 20 exzentrisch zur Dreh­ achse 13 durch die einseitige Öffnung in das Innere der Walze 5. Am freien Ende des Tragarms 20 ist das Schwenklager 45 als Viergelenk vorgesehen, das zwei Anlenkungspunkte 21, 22 im Abstand aufweist, von denen sich angelenkte Arme 23, 24 zu den Anlenkungsaugen 17, 18 am Drehlager 15 als schwenkbare Verbindungsteile erstrecken. Die angelenkten Arme 23, 24 stehen vom Drehla­ ger 15 zum Tragarm 20 in einem derartigen Winkel, daß bei mittig ausgerich­ teter Walze 5 die jeweils strichpunktiert dargestellten Verlängerungen 25, 26 der angelenkten Arme 23, 24 sich auf dem Walzenmantel 6 in der Mitte der Walze 5 im Punkt 27 treffen. Durch das Legen des Schwenkpunkts 27 auf den Walzenmantel 6 in die Zulaufebene der Bahn 2 wird die beste und feinfühligste Korrektur mit der Walze 5 erreicht. Die auflaufende Bahn 2 erfährt keine Ver­ zerrungen, gleichgültig in welcher Richtung die Walze 5 steht. Der ablaufende Teil der Warenbahn 2 von der Walze 5 ist je nach Schwenkstellung erheblich versetzt und ruft dadurch die gewünschte Korrektur hervor.

Die Schwenkbewegung der Walze 5 ist mit dem Pfeil 28 gekennzeichnet und sie wird durch den am Tragarm 20 befestigten Stellantrieb 30 hervorgerufen, der am Anlenkungsauge 18 mitangreift. Gesteuert wird dieser Stellantrieb durch eine Kantenfühlvorrichtung 29, die im Inneren der Walze 5 untergebracht sein kann und durch Schlitze im Walzenmantel 6 die Lage der Warenbahnkante ab­ tastet, worauf noch genauer eingegangen wird.

In Fig. 3 ist eine andere Ausführungsvariante der Vorrichtung dargestellt. Die Walze 5 ist zwar genauso wie in Fig. 2 ausgebildet, denn sie ist auf der einen Seite 9 offen und auf der anderen Seite 10 durch einen Walzenboden 11 ver­ schlossen. Die Welle 12, die sich vom Walzenboden 11 längs der Drehachse 13 ins Innere der Walze 5 erstreckt, dient wiederum dem Drehlager 15. Der we­ sentliche Unterschied zu der Ausführung gemäß Fig. 2 wird durch den exzen­ trisch zur Drehachse 13 in das Innere der Walze 5 reichenden Tragarm 20 er­ reicht, von dem die angelenkten Arme 23, 24 derart an dem Tragarm 20 in den Anlenkaugen 17, 18 und andererseits an den Anlenkpunkten 21, 22 des Drehla­ gers 15 schwenkbar befestigt sind, daß bei Mittenstellung der Walze 5 die als strichpunktierte Verlängerungen 25, 26 sich auf dem Walzenmantel 6 bei dem zulaufenden Bahnteil Z im Punkt 27 schneiden. Am Stützarm 20 ist ein Stell­ antrieb 30 angelenkt, der mit seinem freien Arm am Anlenkpunkt 22 des Dreh­ lagers 15 angreift und wenn die strichpunktiert dargestellte Kantenfühlvorrich­ tung 29 Befehle gibt, schwenkt dieser Stellantrieb 30 die Walze 5 in die mit Doppelpfeil 28 gekennzeichnete Richtung auf die eine oder andere Seite.

In Fig. 4 ist eine weitere Ausführung der Führungsvorrichtung dargestellt, bei der der Tragarm 20, der an der Konsole 19 befestigt ist, ins Innere der Walze 5 und weitgehend an den Innenteil des Walzenmantels 6 reicht. Die Walze 5 ist auf einem Drehlager 15 drehbar gehalten, das auf der mit der Drehachse 13 fluchtenden Welle 12 sitzt, welche am einseitigen Walzenboden 11 befestigt ist. Das Drehlager 15 weist mittig einen senkrecht stehenden, starr befestigten Arm 31 auf, der am Ende des in die Walze 5 greifenden Tragarms 20 im Punkt 32 angelenkt ist. Hierbei wird versucht, den Anlenkpunkt 32 so weit wie mög­ lich an den Walzenmantel 6 im Bereich, wo die Materialbahn 2 aufläuft, zu legen. Starr im Winkel zum Arm 31 ist ein Verlängerungsstück 33 vorgesehen, an dessen Ende ein Lichtsender 34, ggfs. mit Reflexempfänger 35 vorgesehen ist oder zu dem außerhalb der Walze 5 ein Empfängerteil 36 vorgesehen ist. Die Walze 5 ist auf ihrem Umfang in dem Bereich des Lichtsenders und -emp­ fängers mehrfach mit Öffnungen in Form von Schlitzen 37 durchsetzt, so daß die über den Walzenmantel 6 laufende Warenbahn 2 an ihrer Randkante 38 er­ faßt werden kann. Sobald die Kantenfühlvorrichtung 29, die aus Lichtsender 34, Reflexempfänger 35 oder Empfängerteil 36 besteht, ein Verlaufen der Waren­ bahn registriert, gibt sie Signale an den Stellantrieb 30, der einerseits am Trag­ arm 20 gelenkig befestigt ist und andererseits am Drehlager 15 im Anlenkpunkt 39 angreift. Dieser Stellantrieb 30 schwenkt die Walze 5 in Richtung des Pfei­ les 28 entweder zur einen oder anderen Seite, um die Materialbahn 2 wieder in die richtige Lage auszurichten. Mit der Unterbringung des Lichtsenders 34 und ggfs. des Reflexempfängers 35 (Reflexionsprinzip) im Inneren der Walze 5 wer­ den Einflüsse von störenden Komponenten wie Verschmutzung und Beschädigung von außen vermieden, ganz abgesehen davon, daß auch noch erheblich Platz gespart wird. Der Stellantrieb 30 ist in einer Mittelstellung M verblockt, die er bei Stillstand der Walze 5 auch selbsttätig aufsucht.

Es wären auch noch andere Ausführungsformen denkbar, bei der beispielsweise die Drehachse des Drehlagers etwas aus dem Lager hervorsteht und dort mit radial zum Walzenmantel sich erstreckenden Stegen verbunden ist oder vom äußeren Drehlager die Stege zum Walzenmantel verlaufen und die Drehachse des Drehlagers am Tragarm befestigt ist, der dann gelenkig ausgeführt ist.

Claims (12)

1. Führungsvorrichtung für eine laufende Materialbahn, wie Papier, Folie, Tex­ til od. dgl., die eine schwenkbar gelagerte Walze aufweist, über die die Mate­ rialbahn umlenkend geführt ist und die an wenigstens einer Randkante von ei­ ner Kantenfühlvorrichtung abgetastet und bei Verlaufsbewegung aus der Sollauf­ richtung durch Schrägstellen der Walze zurückgeführt wird, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Walze (5) vorzugsweise einseitig offen ausgebildet und von einem in ihr Inneres fassenden Tragarm (20) gehalten ist und ihre Lagerung mit Schwenk- (45) und Drehlager (15) und der von der Kantenfühlvorrichtung (29) gesteuerte Stellantrieb (30) im Inneren der Walze (5) untergebracht sind.

2. Führungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß am Trag­ arm (20) der Stellantrieb (30) angreift und mit dem Drehlager (15) zu dessen Schwenkbewegung um die in der Bahnlaufebene liegende Schwenkachse (8) ge­ koppelt ist.

3. Führungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Drehlager (15) entweder von vom Walzenmantel (6) radial nach innen ge­ richteten Stegen oder von einem vom verschlossenen Walzenboden (11) nach innen in die Walze (6) konzentrisch auskragender Dorn oder Welle (12) gehalten ist.

4. Führungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Schwenklager (45) die Befestigung des Drehlagers (15) am Tragarm (20) bil­ det.

5. Führungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Schwenklager (45) ein Viergelenk bildet, das von zwei im Abstand am ex­ zentrisch zur Drehachse (13) in die Walze (6) greifenden Tragarm (20) ange­ lenkten Armen (23, 24) gebildet ist, welche am Drehlager (15) in einem derar­ tigen Abstand angelenkt sind, daß ihre jeweilige gedachte Verlängerung (25, 26) sich auf dem Außenmantel der Walze (5) treffen.

6. Führungsvorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß am Drehlager (15) ein annähernd senkrecht zu den Bahn­ teilen (A, Z) gerichteter Arm (31) angebracht ist, der am exzentrisch zur Dreh­ achse (13) der Walze (5) endenden Tragarm (20) über einen die Schwenkachse (8) definierten Anlenkpunkt (32) schwenkbar gelagert ist.

7. Führungsvorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Kantenfühlvorrichtung (29) im Inneren der Walze (5) angeordnet ist.

8. Führungsvorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Walzenmantel (6) im Randbereich vorzugsweise unter der laufenden Kante (38) der Bahn (2) wenigstens eine in Richtung der Drehach­ se (13) gerichtete schlitzförmige Öffnung (37) aufweist, und daß die Kantenfühl­ vorrichtung (29) wenigstens einen Fühler im Inneren der Walze (5) umfaßt, der stationär angeordnet ist und die Kantenlage der Bahn (2) durch die Öffnung (37) überwacht.

9. Führungsvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß in Um­ fangsrichtung des Walzenmantels (6) mehrere Öffnungen (37) vorzugsweise in Form gleichmäßig verteilter Längsschlitze vorgesehen sind, die bei der Walzen­ drehung die Kantenfühlvorrichtung (29) passieren.

10. Führungsvorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Walzenmantel im wesentlichen aus transparentem Ma­ terial besteht.

11. Führungsvorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 10, da­ durch gekennzeichnet, daß die Kantenfühlvorrichtung (29) einen optischen Breit­ bandfühler enthält, der mit dem Stellantrieb (30) in signalübertragender Ver­ bindung steht und ggfs. von außerhalb der Walze (5) mit Licht beaufschlagt wird.

12. Führungsvorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 11, da­ durch gekennzeichnet, daß der Stellantrieb (30) aus einer verblockten Mittella­ ge nach beiden Richtungen betätigbar ist, und daß in der Mittellage des Stell­ antriebs (30) die Drehachse (13) der Walze (5) - bezogen auf ihre Schwenkebene um den Drehpunkt (27, 32, 44) - senkrecht zur Sollaufrichtung (S) der Bahn (2) steht.