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