DE4012488C2 - Vorrichtung und Verfahren zum Führen und Breithalten einer Warenbahn - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung der im Oberbegriff des Patentanspruches 1 angegebenen Art sowie ein Verfahren gemäß Oberbegriff von Anspruch 10.

Bei einer aus der DE-OS 33 36 742 bekannten Warenbahn-Führungsvorrichtung mit schräg zur Bahn liegenden Steuer- und Gegenwalzen beruht der Führungseffekt auf der Klemmkraft zwischen der Steuerwalze und der Gegenwalze, die wegen der Schräglage eine quer zur Bahnlaufrichtung wirkende Bahnversatz-Korrekturkraft er­ zeugt. Beim Abtasten der Kantenpositionen erzeugte Signale steuern den Kraftgeber für die Steuerwalze. Bewegt sich die abgetastete Kante nach außen, so wird die Klemmkraft reduziert, bis sie vollständig aufgehoben ist und die Steuerwalze abhebt. Strebt die Kante hingegen nach innen, wird die Steuerwalze mit voller Klemmkraft gegen die Gegenwalze gepreßt. Der gegenüberliegende Warenbahnführer arbeitet entsprechend. Bei dieser Arbeitsweise neigt die Warenbahn zum Springen oder Flat­ tern, weil die Klemmkraft häufig aussetzt. Beim Einsetzen der Klemmkraft entsteht eine unerwünschte Druckmarkierung im Kantenbereich. Ferner wird beim Einsetzen und Aussetzen der Klemmkraft die Warenbahn auseinandergezogen und dann wieder sich selbst überlassen und schmaler, was die Kantenabtastung erschwert. Ein perma­ nentes Breithalten der Warenbahn ist nicht möglich. Vielmehr läuft beim Öffnen des Warenbahnführers die Warenbahn seitlich aus, so daß sie angehalten und für den neu­ erlichen Anlauf erst wieder eingefädelt werden muß.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung und ein Verfahren der eingangs genannten Art anzugeben, mit denen ein schonendes, sprung- und flatterfrei­ es Führen und Breithalten einer laufenden Warenbahn ermöglicht wird, und mit denen auch eine stehende Warenbahn breitgehalten werden kann.

Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den im kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 angegebenen Merkmalen bzw. mit den Verfahrensschritten gemäß An­ spruch 10 gelöst.

Mit dieser Ausbildung der Vorrichtung und dem angewandten Verfahren wird prak­ tisch kein Kantenbereich mehr vollständig freigegeben. Es bleibt stets eine minimale Klemmkraft im Kantenbereich aufrechterhalten, so daß mit zwei Warenbahnführern die Warenbahn auch im Stillstand in ihrer Breite gespannt bleibt. Die Klemmkraft wird bei der Bahnführung so moduliert, wie es zur Korrektur eines Bahnversatzes gerade erforderlich ist, und zwar durch eine kontinuierliche Veränderung der Klemmkraft zwischen den Walzen in einem vorgegebenen Grenzbereich. Die untere Grenze der Klemmkraft verhindert ein Abheben der Walze. Dadurch unterbleiben Schlagmarkie­ rungen durch die Walzen. Der obere Grenzwert der Klemmkraft verhindert Beschädi­ gungen der Warenbahn infolge übermäßig starkem Andrücken der Walzen. Durch die stufenlose Verstellung der Klemmkraft wird die Querelastizität der Warenbahn opti­ mal genutzt. Ein Flattern oder Schlagen der Warenbahn ist ausgeschlossen, weil die Veränderung der Klemmkraft nicht schlagartig, sondern kontinuierlich zwischen zwei Grenzwerten erfolgt. Auch die Abtastung der Kantenpositionen gestaltet sich einfa­ cher, da die Warenbahn in Querrichtung keinen kurzzeitigen periodischen Dehnungen ausgesetzt ist. Die Regelung beim Führen und Breithalten zeigt keine spürbare Pendel­ tendenz. Ein Entspannen der Warenbahn, auch beim Stillstand, ist praktisch nicht mehr möglich. Die Warenbahn wird schonend und mit ruhigem Lauf geführt. Krasse Breitenänderungen unterbleiben.

Eine zweckmäßige Ausführungsform geht aus Anspruch 2 hervor. Bei dieser Ausbil­ dung ergibt sich eine sehr saubere Bahnführung mit kontinuierlicher Breithaltung, weil die Klemmkraft in einem Kantenbereich umgekehrt verändert wird wie im anderen Kantenbereich.

Alternativ ist es auch möglich, gemäß Anspruch 3 die Klemmkraft an einer Seite nicht synchron sondern asynchron zur Änderung der Klemmkraft an der anderen Seite ge­ gensinnig zu verstellen. Damit wird ein zu rascher Korrektureffekt unterdrückt.

Alternativ kann es gemäß Anspruch 4 aber auch zweckmäßig sein, nur einen der bei­ den Kraftgeber kontinuierlich zu verstellen, während der andere die gerade vorliegen­ de Klemmkraft aufrechterhält.

Vorteilhaft ist ferner die Ausführungsform gemäß Anspruch 5, weil ein Breitband- Proportional-Fühler einen großen Proportionalbereich besitzt und deutliche Signale zu erzeugen in der Lage ist, die zu eindeutigen Stellsignalen für den Kraftgeber umwan­ delbar sind.

Bei der Ausführungsform gemäß Anspruch 6 wird ein über die Bahn geschlossener Regelkreis geschaffen.

Von besonderem Vorteil ist die Ausführungsform gemäß Anspruch 7. Proportional­ magneten sind mit exakt bekannten und gleichbleibenden Charakteristika preisgünstig erhältlich. Sie sind funktionssicher und präzise einjustierbar. Ein Proportionalmagnet zeichnet sich dadurch aus, daß die von ihm erzeugte Magnetkraft direkt der Strombe­ aufschlagung proportional ist. Der Proportionalmagnet erfüllt damit die Funktion ei­ ner in ihrer Federhärte ohne Veränderung der Kennlinie verstellbaren Feder.

Alternativ dazu ist auch die Ausführungsform gemäß Anspruch 8 zweckmäßig, insbe­ sondere in explosionsgefährdeter Umgebung. Pneumatische Membranzylinder lassen sich durch Modulieren des Beaufschlagungsdrucks oder mittels eines Zulauf- oder Ablaufreglers sehr feinfühlig verstellen.

Eine einfache mechanische Ausführungsform geht ferner aus Anspruch 9 hervor. Ob­ wohl sich bei einem Federelement bei Veränderung der Vorspannung eine Verände­ rung der Kennlinie kaum vermeiden läßt, wird die gewünschte kontinuierliche Verstel­ lung der Klemmkraft auf einfache Weise erreicht.

Bei dem in Anspruch 10 als vorteilhaft hervorgehobenen Verfahren wird eine wün­ schenswerte Proportionalität zwischen der Position der Kanten und der in jedem Kantenbereich wirksamen Klemmkraft erreicht. Die Bahn wird zu keiner Zeit voll­ ständig freigegeben, sondern wird - selbst bei Stillstand - in Querrichtung gespannt. Wird die Bahn durch Steigern der Klemmkraft an einer Seite zu dieser Seite gezogen, dann bewirkt die an der gegenüberliegenden Seite weiterhin wirksame Klemmkraft einen Rückhalteeffekt, der die Korrekturbewegung der Bahn dämpft und für eine kontinuierliche Breithaltung sorgt.

Geringe Spannungsschwankungen in Querrichtung werden bei der Verfahrensvariante gemäß Anspruch 11 erreicht, weil die Klemmkraft an einem Kantenbereich umgekehrt proportional zur Klemmkraft am anderen Kantenbereich verändert wird.

Alternativ kann es auch zweckmäßig sein, die Klemmkraft gemäß Anspruch 12 an einem Kantenbereich stärker zu verändern als die Klemmkraft am anderen Kantenbe­ reich. Damit wird zwar eine Spannungsänderung in Querrichtung vorgenommen. Im Hinblick auf ein sprung- und flatterarmes Verhalten und einen sauberen ruhigen Lauf der Bahn kann diese Verfahrensvariante jedoch vorteilhaft sein.

Bei einer weiteren, alternativen Verfahrensvariante gemäß Anspruch 13 wird die Klemmkraft nur in einem Kantenbereich verändert, während im anderen Kantenbe­ reich eine bestimmte Klemmkraft aufrechterhalten wird.

Anhand der Zeichnung wird eine Ausführungsform der Vorrichtung sowie das erfin­ dungsgemäße Verfahren beschrieben.

Es zeigen

Fig. 1 eine schematische Draufsicht auf eine Vorrichtung zum Führen und Ausbreiten einer Warenbahn und

Fig. 2 und 3 eine konkrete Ausführungsform eines Warenbahnführers in zwei einander zugeordneten Ansichten.

Eine Vorrichtung V zum Führen und Ausbreiten einer in Richtung eines Pfeiles 8 laufenden Bahn B besteht aus zwei Warenbahnführern W₁ und W₂, die die Kantenbereiche K₁ und K₂ der Bahn B beaufschlagen. Die beiden Warenbahn­ führer W₁, W₂ sind unter einem Winkel schräg gegen die Bahn angestellt. Zu jedem Warenbahnführer W₁, W₂ gehört eine Steuervorrichtung S₁, S₂, die ggfs. in einem gemeinsamen Regelgerät R zusammengefaßt sind, das auch einen Ver­ stärker A enthält.

Jeder Warenbahnführer W₁ bzw. W₂ weist (Fig. 2 und 3) eine untere Steu­ erwalze 1 und eine dazu annähernd parallele obere Gegenwalze 2 auf. Die bei­ den Walzen 1, 2 schließen den Randbereich K₁, K₂ der Bahn B zwischen sich ein. Eine Abtastvorrichtung 4 ist in Bahnlaufrichtung 8 hinter den Walzen 1, 2 angeordnet. Die Steuerwalze 1 ist relativ zur Gegenwalze 2 beweglich. Beide Walzen 1, 2 sind entweder frei drehbar oder mittels eines nicht dargestellten Zusatzantriebes mit der Geschwindigkeit der Bahn zur Drehung antreibbar. An der Steuerwalze 1 bzw. an deren Halterung greift ein Kraftgeber 3 an, der kontinuierlich derart verstellbar ist, daß die Klemmkraft zwischen den beiden Walzen 1, 2 - ohne die Bahn im Betrieb jemals freizugeben - kontinuierlich veränderbar ist. Der Kraftgeber 3 ist über eine Leitung 5 mit der Steuervor­ richtung S₁ bzw. S₂ verbunden, wie auch die Abtastvorrichtungen 4 über Lei­ tungen 6. Eine Leitung 7 verknüpft die beiden Steuervorrichtungen S₁, S₂ in der Praxis sind die beiden Steuervorrichtungen in einem Regelgerät R verei­ nigt, das auch einen Signalverstärker A enthält. In Laufrichtung 8 hinter den Warenbahnführern W₁, W₂ wird die Bahn B über eine Umlenkwalze 9 geführt.

Bei laufender Bahn beaufschlagen beide Warenbahnführer W₁, W₂ ihre Kanten­ bereiche mit einer Klemmkraft. Die Bahn B wird ausgebreitet. Verläuft die Bahn B beispielsweise in Fig. 1 in Laufrichtung 8 nach rechts, so erzeugt die Abtastvorrichtung 4 ein der Kantenposition entsprechendes Signal. Der Kraft­ geber 3 wird auf einen niedrigeren Kraftwert verstellt, so daß dank der Klemmkraft im Warenbahnführer W₂ die Bahn B zur anderen Seite gezogen und damit der Bahnlauf wieder korrigiert wird. Bei einem Verlauf in der umgekehr­ ten Richtung laufen diese Vorgänge umgekehrt ab. Die Klemmkräfte in beiden Kantenbereichen können synchron gegensinnig verändert werden. Es ist aber auch denkbar, die eine Klemmkraft auf andere Weise zu verändern wie die an­ dere Klemmkraft oder überhaupt nur eine Klemmkraft zu verändern. Wichtig ist in jedem Fall, daß zu keiner Zeit keine Klemmkraft auf einen Kantenbe­ reich aufgebracht wird. Die Klemmkräfte können auch bei stillstehender Bahn noch aufrechterhalten werden, um die Bahn gespannt zu halten.

Als Kraftgeber 3 ist gemäß den Fig. 2 und 3 ein Proportionalmagnet 14 vorgesehen, dessen Magnetkraft sich proportional zur Stromstärke kontinuier­ lich verändert. Anstelle eines Proportionalmagneten 14 könnte aber auch ein Pneumatik-Membranzylinder vorgesehen sein, dessen Betätigungskraft für die Steuerwalze 1 direkt der Druckbeaufschlagung proportional veränderbar ist. Denkbar ist es ferner, als Kraftgeber 3 ein Federelement, z. B. eine Schrauben­ feder zu verwenden, deren Vorspannung kontinuierlich und stufenweise oder stufenlos verändert wird. Auch Elektromotoren oder ähnliche proportional ver­ stellbare Kraftgeber könnten benutzt werden.

Gemäß den Fig. 2 und 3 sind die beiden Walzen 1, 2 zueinander annähernd parallel in einer Halterung 13 gelagert. Die Steuerwalze 1, die verstellbar sein muß, sitzt an einem Stützteil 12, an dem der Kraftgeber 3 angreift. Die Ab­ tastvorrichtung 4 ist in der gezeigten Ausführungsform ein Breitband-Propor­ tional-Fühler mit einem Unterteil 10 und einem Oberteil 16, die ebenfalls an der Halterung 13 befestigt sind. In Fig. 3 ist der Proportionalbereich P der Abtastvorrichtung 4 für den Kantenbereich K₂ angedeutet. In Bahnlaufrichtung vor den Walzen 1, 2 ist eine Sicherungseinrichtung 11 angebracht. Die Halte­ rung 13 ist mittels eines Supports 15 in der gewünschten Schrägstellung (Win­ kel α) relativ zur Bahn an einem nicht dargestellten Rahmen festlegbar. Das Regelgerät kann an einem der beiden Warenbahnführer unmittelbar angebracht oder eingegliedert sein und über entsprechende Kabelverbindungen mit dem an­ deren Warenbahnführer verbunden werden.

In Fig. 1 ist die Vorrichtung so ausgebildet, daß sie zur Mittenführung der Warenbahn dient und zwei Warenbahnführer aufweist.

Um das Einführen bzw. Herausnehmen der Bahn zu erleichtern, kann eine me­ chanische Hilfe oder eine elektrische Schaltposition vorgesehen sein, in der die Steuerwalze 1 vollständig von der Gegenwalze 2 abgehoben wird. Dies ent­ spricht aber nicht den normalen Betriebsstellungen. Ferner ist es zweckmäßig, wenn die Steuerwalze 1 an ihrem Träger 12 schwenkbar gelagert ist, so daß sie sich jeweils exakt parallel an die Gegenwalze 2 anzulegen vermag. Außerdem wird mit dieser Lagerung der Steuerwalze 1 erreicht, daß beim Erhöhen der Klemmkraft diese zunächst nahe der freien Kante am höchsten und zur Mitte hin geringer ist.

Claims (13)

1. Vorrichtung zum Führen und Breithalten einer Warenbahn (B), mit mindestens einer der Kantenposition proportionale Korrektursignale erzeugenden Abtastvorrich­ tung (4), und mit an beiden Kantenbereichen (K₁, K₂) vorgesehenen schräg zur Wa­ renbahnlaufrichtung (8) angeordneten Warenbahnführern (W₁, W₂), die eine drehbare Steuerwalze (1) und eine zu dieser in etwa parallele, drehbare Gegenwalze (2) aufwei­ sen, die einen Kantenbereich der Warenbahn (B) zwischen sich aufnehmen, und mit einem Kraftgeber (3) aneinandergepreßt werden, wobei der Kraftgeber (3) zwischen einem minimalen und einem maximalen Kraftwert ohne vollständiges Abheben der Steuerwalze (l) kontinuierlich verstellbar ist und mit einer von den Korrektursignalen beeinflußten einen Bahnversatz korrigierenden Steuervorrichtung (S₁, S₂) in Wirk­ verbindung steht.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuervorrichtun­ gen (S₁, S₂) für beide Kraftgeber (3) derart verknüpft sind, daß die beiden Kraftgeber (3) synchron gegensinnig verstellbar sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuervorrichtun­ gen (S₁, S₂) für beide Kraftgeber (3) derart verknüpft sind, daß die beiden Kraftgeber (3) asynchron gegensinnig verstellbar sind.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuervorrichtun­ gen (S₁, S₂) für beide Kraftgeber (3) derart verknüpft sind, daß nur jeweils einer der beiden Kraftgeber (3) verstellbar ist.

5. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeich­ net, daß die Abtastvorrichtung (4) einen Breitband-Proportional-Fühler (10, 16) auf­ weist, und daß in der Steuervorrichtung (S₁, S₂) ein Verstärker (A) vorgesehen ist.

6. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeich­ net, daß die verknüpften Steuervorrichtungen (S₁, S₂) in einem Regelgerät (R) zu­ sammengefaßt sind, an das die Abtastvorrichtungen (4) und die Kraftgeber (3) ange­ schlossen sind.

7. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeich­ net, daß der Kraftgeber (3) ein Proportionalmagnet (14) mit einer einer Strombeauf­ schlagung durch die Steuervorrichtung (S₁, S₂) proportionalen Magnetkraft ist.

8. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeich­ net, daß der Kraftgeber (3) ein pneumatischer Membranzylinder mit einer einer Druckbeaufschlagung durch die Steuervorrichtung (S₁, S₂) proportionalen Betäti­ gungskraft für die Steuerwalze (1) ist.

9. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeich­ net, daß der Kraftgeber ein vorgespanntes und in seiner Vorspannung verstellbares Federelement ist.

10. Verfahren zum Führen und Ausbreiten einer laufenden Warenbahn mit an beiden Kantenbereichen schräg zur Warenbahn angeordneten Warenbahnführern, in denen jeweils eine Steuerwalze unter Einklemmen eines Kantenbereichs gegen eine Gegen­ walze angedrückt wird, durch Regelung der Position der Kanten der Warenbahn unter Modulation der auf die Warenbahn wirkenden Klemmkraft, dadurch gekennzeichnet, daß die Klemmkraft an jedem Kantenbereich durch Modulieren des Beaufschlagungs­ drucks der Steuerwalze ohne vollständige Freigabe der Warenbahn zwischen einem minimalen und einem maximalen Kraftwert variiert wird.

11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Klemmkraft an einem Kantenbereich umgekehrt proportional zur Klemmkraft am anderen Kantenbe­ reich verändert wird.

12. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Klemmkraft an einem Kantenbereich stärker verändert wird als die Klemmkraft am anderen Kanten­ bereich.

13. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Klemmkraft an einem Kantenbereich auf einem festen Wert gehalten und die Klemmkraft am anderen Kantenbereich verändert wird.