DE3943050A1 - Vorrichtung zur steuerung des anstellwinkels einer schaberklinge - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Steuerung des Anstellwinkels einer Schaberklinge gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Beispielsweise in Rakelstreicheinrichtungen wird die Menge der Streichmasse, die auf die Papierbahn aufgebracht wird, durch Verstellen der Belastung der Rakelklinge gesteuert. Jedoch verursachen Veränderungen im Maß der Klingenbelastung auch eine Veränderung im Anstellwinkel der Klinge, die die Klingensteuerung erschwert.

Die vorliegende Erfindung ist zwar zur Steuerung der Rakelklinge in einer Streichmaschine besonders geeignet, sie betrifft jedoch allgemein die Steuerung von Schaberklingen, weswegen im folgenden nur von Schaberklingen und bezüglich der Einrichtungen, in denen sie verwendet werden, allgemein von Applikatoren gesprochen wird.

In Schabereinheiten gemäß dem Stand der Technik wird, falls erforderlich, die Klingenposition manuell verstellt. Ausgleichssysteme für den Klingenneigungswinkel sind ebenfalls bekannt. Die finnische Patentanmeldung 8 44 035 offenbart eine Vorrichtung, in der zwei synchron wirkende Hubelemente verwendet werden, um das Maß der Klingenbelastung einzustellen. Die finnische Patentanmeldung 7 93 164 offenbart eine Vorrichtung, in der die Belastungssteuerung durch Verstellen der Form der Klinge bewirkt wird, wählend der Klingentragbalken ortsfest ist. In diesem Fall ist in dem Klingentragbalken ein kompliziertes Steuerungssystem für die Verstellung der Klingensteifigkeit eingebracht. In einem System, das in der finnischen Patentanmeldung 2 20 374 beschrieben ist, ist eine Belastungssteuerung durch Drehung des Klingenrahmens um eine Welle verwirklicht, so daß eine Verformung der Klingenform und gleichzeitiges Ändern der Gegenwirkung der Klinge während des Aufrechterhaltens eines konstanten Klingeneinstellwinkels verursacht wird.

Eine manuelle Klingensteuerung nach herkömmlichen technologischen Verfahren ist langsam und ungeeignet, alle Belastungsbedingungen zu erfüllen, die sich bei unerwünschten Abweichungen in der Menge der Streichmasse, die aufgebracht wird, ergeben. Ausgleichssysteme für Schaberklingenneigungswinkelabweichungen gemäß dem Stand der Technik sind kompliziert im Aufbau, hoch in den Kosten und neigen dazu, auszufallen. Auch die Steuergenauigkeit ist meistens unzuverlässig.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist darauf gerichtet, die Nachteile, die beim vorbeschriebenen technologischen Stand der Technik auftreten, zu beseitigen und eine völlig neue Art der Vorrichtung zum Steuern des Anstellwinkels einer Schaberklinge zu erzielen.

Die Erfindung ist gerichtet auf die Gestaltung einer schwenkbar ausgebildeten Ausführung des Tragbalkens der Schaberklinge, die über ein Hebelsystem gegen die Klingenzuführeinstellanordnung anliegt, so daß die Drehung des Balkens den Balkenkopf zur Papierbahn bewegt, so daß sich die Klingenbelastung vergrößert, während der Winkel, der durch die Klingenspitze und eine Tangente, die zum Berührungspunkt der Spitze gezogen wird eingeschlossen ist, in einer gewünschten Art und Weise konstant gehalten und gesteuert wird.

Darüber hinaus ist die erfindungsgemäße Vorrichtung gekennzeichnet durch die Merkmale des Anspruches 1.

Die Erfindung bringt eine Reihe von Vorteilen hervor.

Die Klingenneigungswinkelsteuervorrichtung bewirkt mittels einer offensichtlichen Verstellung (Drehung des Balkens) des Anstellwinkels eine Änderung der Klingenbelastung, während der tatsächliche Spitzenwinkel konstant bleibt, so daß bei der Streichmaschine eine Vereinfachung der Einstellung der Streichmassenapplikation und zusätzlich eine bessere Qualität der Beschichtung bei den Aufbringverhältnissen erreicht wird.

Die Erfindung wird zunächst mittels Ausführungsbeispielen, wie sie in den zugehörigen Zeichnungen gezeigt sind, beschrieben.

Dabei zeigen die zugehörigen Zeichnungen in:

Fig. 1 eine teilweise längsgeschnittene Seitenansicht eines Streichmassenapplikators, der eine Anstellwinkelsteuervorrichtung gemäß der Erfindung benutzt;

Fig. 2 eine teilweise längsgeschnittene Seitenansicht, die die Wirkungsweise der Schaberklingeneinheit des Applikators nach Fig. 1 verdeutlicht;

Fig. 3 eine Graphik über die Abhängigkeit des Schaberklingenspitzenwinkels bei der Drehung und Belastung des Klingenbalkens; und

Fig. 4 eine Seitenansicht einer alternativen erfindungsgemäßen Ausführung.

Gemäß Fig. 1 wird der Rahmen der Schaberklingeneinheit im Streichmassenapplikator durch hebelähnliche Trägerblöcke 2 eines Balkens 7 gebildet, der schwenkbar auf einem Sockelteil an beiden Seiten des Applikationsgerätes durch Lagerpunkte 1 angebracht ist. Die Trägerblöcke 2 werden in ihre Arbeitsstellungen mittels Hubbetätigungselement 21 angehoben. Der Schaberklingentragbalken 7, der eine Schaberklinge 12 trägt, ist zwischen den Trägerblöcken 2 und schwenkbar auf ihren oberen Teilen nahe einer Gegenwalze 13 an einem Lagerpunkt 8 angeordnet. Korrespondierend dazu ist die Gegenwalze 13 schwenkbar am oberen Teil des Rahmens 6 des Applikators angeordnet. Unter der Gegenwalze 13 ist in Verbindung mit einer Streichmassenwanne 15 eine Applikatorwalze 14 vorgesehen. Die Trägerblöcke 2 des Klingenbalkens sind um einen Lagerpunkt 1 mittels eines Lastaufbringungsstößels 32 bewegbar, der sich an eine Trägerstütze 5 anlehnt. Der Lastaufbringungsstößel 32 weist eine Stößelstange 25 auf und ist darüber hinaus mit einem Spindeltrieb verbunden. Am anderen Ende des Spindeltriebes 3 ist ein Führungsteil 33 befestigt, das eine vertikale Führungsnut 31 aufweist. Weiterhin befindet sich am Ende des Führungsteils 33 ein Anlagestab 34. Die Stäbe 25 und 34 werden als Widerlager zum Anlegen des Lastaufbringungsstößels 32 verwendet, der horizontal zum Trägerblock 3 bewegbar ist. Der Lastaufbringungsstößel 32 lehnt sich mit seiner Führungsnut 31 an eine Führungswalze 24 und dadurch indirekt an den Trägerblock 2. Die Führungswalzen 24 sind nämlich exzentrisch zu den Walzenlagern von ihren Mittelpunkten zu den beiden Enden einer Achse 28 vorgesehen. Die Außenfläche der Achse 28 wirkt wie eine Lagerfläche zwischen der Achse 28 und dem Trägerblock 2. Mit Hilfe des Spindeltriebes 3 kann die Grundregulierung des spitzen Winkels mit diesem Aufbau durchgeführt werden. Die Drehung der Achse 28 korrespondiert im Verhältnis 1:1 mit der Drehung des Klingentragbalkens 7 um den Punkt 8. Die Drehbewegung wird durch die Hebel 23 und 30 ausgeführt, so daß der Hebel 23 schwenkbar an seinem ersten Ende mit dem oberen Teil des Tragbalkens 7 an einem Lagerpunkt 26 und schwenkbar an seinem anderen Ende mit einem Hebel 30 an einem Lagerpunkt 27 angeordnet ist. Andererseits ist der Hebel 30 an der Achse 28 befestigt, wobei der andere Lagerpunkt des Hebels 30 der Lagermittelpunkt 29 der Achse 28 ist. Die Lagerpunkte 29, 27 und 26 der Hebel bilden mit dem Lagerpunkt 8 des Tragbalkens ein Parallelogramm, wobei eine Rotationsbeziehung im Verhältnis 1:1 erreicht wird.

Der Lagerpunkt 8 des Klingenbalkens 7 ist nahe der Spitze der Schaberklinge 12 angeordnet. Verbunden an einem Lagerpunkt 10 mit dem unteren Teil des Klingenbalkens 7 ist ein anderer Spindeltrieb 11, der schwenkbar an seinem unteren Ende mit einem Lagerpunkt 1 des Trägerblocks 2 des Klingenbalkens ist. Mit Hilfe des zweiten Spindeltriebes 11 ist der Klingenbalken 7 um seinen Lagerpunkt 8 drehbar, so daß eine dem Uhrzeigersinn entgegengesetzte Drehung des Klingenbalkens 7 (für den in der Figur dargestellten Fall) dazu neigt, den Anstellwinkel der Klinge zu vergrößern, aber da sich die Achse 28, die durch die Hebel 30 und 23 gesteuert wird, entgegengesetzt dem Uhrzeigersinn dreht und dabei die Führungswalze 24 den Trägerblock 2 und gleichzeitig den Klingenbalken 7 mit seiner Klinge 12 näher an die Gegenwalze 13 führt, wird dennoch ein konstanter Anstellwinkel der Klinge aufrechterhalten.

In der in Fig. 1 gezeigten Ausführung wird eine gerade geformte Führungsnut 31 verwendet, es können jedoch auch krummlinige Nuten verwendet werden. In dem vorangezeigten Fall beträgt der Durchmesser der Führungswalze 24 etwa 80 mm und die Verschiebung vom Lagermittelpunkt der Achse 28 etwa 20 mm. Der Abstand ebenso wie das Übertragungsverhältnis der Hebelanordnung kann variiert werden, um mit der Länge der Schaberklinge 12 und dem angewendeten Trägerverfahren übereinzustimmen.

Gemäß den Fig. 2 und 3 korrespondiert jede stufenlos verstellbare Einstellung des ersten Hubbetätigungselementes 3 mit einem bestimmten Drehwinkel α B des Balkens 7 um den Lagerpunkt 8, an dessen Winkel der Kontakt zwischen der Spitze der Schaberklinge 12 und der Gegenwalze 13 (mit einer Belastung s =< 0) gebildet wird. Der Wert des Klingenneigungswinkels α T wird durch die Berührung der Spitze der Klinge 12 mit der Oberfläche der Walze 13 bestimmt. Nachdem eine Berührung herbeigeführt ist (mit einer Belastung s =< 0), ergibt eine Vergrößerung des Drehwinkels des Balkens 7 um den Punkt 8 eine gleichmäßige Vergrößerung des Wertes der Belastung s, während der Betrag des spitzen Berührungswinkels α T konstant bleibt. Die Steuerung des Grades der Belastung während des Betriebes wird durch Drehen des Balkens 7 um dessen Lagerpunkt 8 mit Hilfe eines zweiten Betätigungselementes 11 bewirkt. Während des Betriebes wird das erste Betätigungselement 3 nicht benutzt. In der Ausführung wird die Belastung s als Abstand des Lagerpunktes 8 des Klingenbalkens 7 zum Rahmen 6 des Applikators definiert, so daß der Nullabstand als diejenige Position definiert ist, wo die Klinge 12 nicht beabstandet ist und die Spitze der Klinge 12 gerade in Berührung mit der Gegenwalze 13 kommt.

Fig. 4 ist eine Querschnittsansicht entlang der Maschinenmittellinie. Gemäß der Figur ist an beiden Trägerblöcken 43 eine Kurbelwelle 41 mit Lagern vorgesehen, um die Klinge 48 zu verstellen. Die Kurbelwelle 41 ist mit Hilfe einer Übertragungsvorrichtung bewegbar, die mit der in Fig. 1 übereinstimmt. Zusätzlich kann die Position des Hebelparallelogramms durch einen Kolben 50 mit verstellbarer Länge gesteuert werden. Der Kolben 50 ist schwenkbar zwischen dem Klingentragbalken 40 und einer Scheibe 49, die mit Lagern am Trägerblock 43 an einem Punkt angebracht ist, wo eine Einheit mit der Spitze der Klinge 48 gebildet wird. Die Welle 41 ist mit Lagern am Trägerblock 43 angebracht, wobei sich die Übertragungsvorrichtung zwischen dem Trägerblock und dem Klingentragbalken 40 befindet. Sowohl das Kurbelteil 42 als auch die Verbindungsstange 45 befinden sich im Inneren des Trägerblocks 43. Die Länge der Welle 41 in Richtung des Klingentragbalkens beträgt etwa 400 mm.

Die Verbindungsstange 45, die schwenkbar zum exzentrischen Kurbelteil 42 der Welle 41 ist, überträgt die Bewegung des Kurbelteils 42, die durch die Drehung der Welle 41 verursacht wird, zum Rahmen 44 über einen Lagerpunkt 47 am rahmennahen Ende der Stange 45. Die Grundeinstellung des Winkels des Trägerblocks 43 ebenso wie der Spitzenwinkel können durch einen Spindeltrieb 46 ausgeführt werden, der mit dem Lagerpunkt 47, der sich an der Rahmenseite der Stange 45 befindet, verbunden ist, wobei die Kombination des Spindeltriebes 46 und der Stange 45 als erstes Übertragungsmittel wirkt.

Das erste Übertragungsmittel 3 gemäß Fig. 1 kann alternativ am Rahmen 6 seitlich über eine starre Übertragungsstange mit einem Lastaufbringungsstößel angeordnet sein, der mit dem Trägerblock 2 verbunden ist.

Die Funktion der Hebel 23, 30 kann beispielsweise mit Hilfe von Riemenscheiben und Riemen oder alternativ dazu mittels eines programmierbaren Logiksteuergerätes, das am ersten Betätigungselement 3 vorgesehen ist, ausgeführt werden, so daß die Steuerung des Betätigungselementes variabel gemacht wird, um durch eine mathematische Funktion bestimmt zu werden, die die Position des zweiten Betätigungselementes 11 betrifft. In dieser Ausführung können Absolutpositionssensoren zum Steuern des Abstandes des oberen Endes des Trägerblocks 2 vom Rahmen 6 und ein Winkelsensor zum Steuern des Winkels des Klingenbalkens benutzt werden. Alternativ dazu können die Extensionen der Spindeltriebe 3 und 11 durch Positionssensoren gesteuert werden.

Claims (6)

1. Vorrichtung zum Steuern des Anstellwinkels einer Schaberklinge (12) mit

• - zwei Trägerblöcken (2), die schwenkbar auf einem Sockelteil angeordnet sind,
• - einem schwenkbar an oberen Teilen der Trägerblöcke (2) befestigten Schaberklingentragbalken (7), an welchem eine Schaberklinge (12) befestigt ist,
• - wenigstens einem Teil eines ersten Betätigungselementes (3, 45), mit dem die Trägerblöcke (2) um ihre Lagerpunkte (1) bewegbar sind, um die Position der Schaberklinge (12) einstellen zu können, und
• - einem zweiten Betätigungselement (11), mit dem der Schaberklingentragbalken (7) drehbar um dessen Lagerpunkt ist, um den Anstellwinkel und den Grad der Belastung der Schaberklinge (12) einstellen zu können, dadurch gekennzeichnet, daß
• - zwischen den Trägerblöcken (2), beabstandet von den Lagerpunkten (8) des Klingentragbalkens (7) eine Achse (28, 41) schwenkbar angeordnet ist, die angeordnet ist, um über eine Übertragungsvorrichtung im wesentlichen im gleichen Weg wie der Klingentragbalken (7) gedreht werden zu können,
• - wenigstens ein exzentrisch zur Achse (28, 42) angeordnetes Führungselement (24, 42) vorgesehen ist, und
• - das erste Betätigungselement (3, 45) angeordnet ist, um gegen das Führungselement (24, 42) anzuliegen, wodurch die Exzentrizität des Führungselementes (24, 42) die Drehung der Trägerblöcke um die Lagerpunkte (1) verursacht, wenn der Klingentragbalken (7) um den Lagerpunkt (8) mit Hilfe des zweiten Betätigungselementes (11) gedreht wird.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Übertragungseinrichtung zwei Hebel aufweist, von denen ein erster Hebel (23) mit seinem ersten Ende in einem Lagerpunkt (26) an den oberen Teil des Klingentragbalkens (7) und mit seinem anderen Ende in einem Lagerpunkt (27) an ein erstes Ende des zweiten Hebels angelenkt ist, welcher an seinem anderen Ende an einer Achse (28) befestigt ist, wodurch der zweite Lagerpunkt des zweiten Hebels den Lagermittelpunkt (29) der Achse (28) bildet.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Betätigungselement (3) ein Lastaufbringungsstößel (32) ist, der horizontal zum Trägerblock (2) mit Lagern befestigt ist, und einen Spindeltrieb (3) und ein Führungsteil (33) aufweist, das an dem Spindeltrieb (3) befestigt ist und eine Führungsnut (31) aufweist, in die ein am Trägerblock (2) befestigter Führungszapfen (34) eingreift, der die Drehung des Trägerblocks (2) bewirkt.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsnut (31) nicht abweichend ist.

5. Vorrichtung nach irgendeinem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagermittelpunkte (26, 27, 28, 8) der Hebelanordnung (30, 23) die Ecken eines Parallelogramms bilden, wobei das Übertragungsverhältnis der Hebelanordnung 1:1 beträgt.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Betätigungselemente (3, 11) Spindeltriebe sind.