DE4126143C2 - Bandpresse mit regelbarer Spannung ihres Druckbandes - Google Patents
Bandpresse mit regelbarer Spannung ihres DruckbandesInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Bandpresse zum kontinuierlichen
Glätten oder Prägen der Oberfläche von Boden- und Wandbelägen
mit einem Maschinengestell, an welchem eine beheizte Zentral
walze und dieser benachbart zwei Umlenkwalzen drehbar gelagert
sind, welche ein endloses Druckband mit großem Umschlingungs
winkel um die beheizte Zentralwalze führen, wobei das Druckband
weiter durch eine drehbar im Gestell gelagerte Spannwalze
geführt ist, die in Lagerböcken gelagert ist, welche zur Verän
derung der Spannung des Druckbandes über kraftgetriebene
Antriebseinheiten im Gestell verschieblich gelagert sind und
wenigstens eine der Walzen drehangetrieben ist.
Bei solchen Bandpressen wird die zu bearbeitende Materialbahn
zwischen der Zentralwalze und dem Druckband hindurchgeführt,
wobei die Spannung mit der die zu behandelnde Bahn vom Druck
band gegen die Zentralwalze gedrückt wird, mit Hilfe der Spann
walze eingestellt wird. Um eine gleichmäßige Flächenqualität in
der zu behandelnden Bahn zu erreichen, muß die Druckverteilung
über die Bahnfläche und dementsprechend auch über die Breite
des Druckbandes möglichst gleichmäßig sein. Bei den bekannten,
für diesen Einsatzzweck bestimmten Bandpressen (US-PS 2 442
443) wird die Bandspannung durch Beaufschlagung von an ver
schieblich im Maschinengestell gelagerten Lagerböcken für eine
Spannrolle angreifenden hydraulischen Kolben-Zylinder-Einheiten
mit einem Hydraulikmedium erzeugt, wobei die Höhe der Bandspan
nung durch Veränderung des Drucks im Hydraulikmedium steuerbar
ist. Da die hydraulischen Zylinder in aller Regel von einer
gemeinsamen Druckquelle mit dem Druckmittel beaufschlagt wer
den, ist eine individuelle Regelung der beiden gegenüberliegen
den Seiten der Spannwalze durch differenzierte, d. h. erforder
lichenfalls auch unterschiedliche Druckbeaufschlagung von
Hydraulikzylindern nicht angegeben. Aus fertigungstechnischen
Gründen ist bei den Druckbändern aber auch mit ungleichmäßigen
Dehnungen aufgrund unterschiedlichen Materialgefüges zu rech
nen, so daß es vorkommen kann, daß eine Seite des Druckbands
bereits über einen bestimmten Schwellenwert hinaus gespannt
ist, während die andere Seite noch locker ist. Diese ungleich
mäßige Druckbandspannung würde zu einer ungleichmäßigen Druck
verteilung auf das zu behandelnde Belagmaterial führen.
Der Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zugrunde, eine
Bandpresse der hier in Frage stehenden Art zur Verfügung zu
stellen, welche den Aufbau einer bisher unerreicht gleichmäßi
gen Spannungsverteilung im Druckband und damit eine verbesserte
Flächenqualität in dem behandelten Material ermöglicht.
Ausgehend von einer Bandpresse der eingangs erwähnten Art wird
diese Aufgabe erfindungsgemäß gelöst durch die Merkmale des
Anspruchs 1. Erfindungsgemäß werden
die Stellbewegungen der beiden Positionierantriebe so genau
gesteuert, daß ein gleichmäßiges Spannungsprofil über die
Gesamtbreite des Druckbandes erhalten wird. Während des Span
nens des Druckbandes ändert sich die Hubbewegung der beiden
Hubspindeln relativ deutlich, so daß sich entsprechend deut
liche Meßsignale (Weglängenänderungen) ableiten und in genaue
Stellbefehle an den beiden Antrieben umsetzen lassen. Nach dem
Straffen des Druckbandes ist die Weglängenänderung relativ
gering, jedoch die Kraftänderung (Druck- oder Zugkräfte an den
beiden Hubspindeln) relativ deutlich. Dementsprechend stark
sind auch die Kraftdifferenzen bei Fehlabgleich der über die
beiden Positionierantriebe in die Spannwalze eingeführten
Kräfte. Die erfindungsgemäß vorgesehene zweistufige und
differenzierte Möglichkeit der Verstellung der Spannwalze an
den gegenüberliegenden Enden erlaubt also die angestrebte
gleichmäßige Druckverteilung vom Druckband auf das bahnförmige
Bandmaterial und führt somit zu entsprechend hochwertigen
Arbeitsergebnissen, wobei beim Abgleich der Kräfte über die
Positionierantriebe unter ungünstigen Umständen auftretende
Schieflagen der Spannwalze und ein hieraus resultierendes
Schieflaufen des Druckbandes durch die in Abhängigkeit von
Weglängendifferenz angesteuerte Band-Steuerwalze ausgeglichen
wird.
Die Ausbildung der für die beschriebenen Regelfunktionen vorge
sehenen Regelanordnung ist relativ unkritisch. Die Regelanord
nung, welche die Regelabweichung zwischen Spannungs-Sollwert im
Druckband und Spannungs-Istwert (abgeleitet aus den über die
Positionierantriebe in die Spannwalze eingeführten Gesamtkräf
ten) ist relativ unkritisch und kann im Prinzip bekannte Ausfüh
rung sein. Beide Positionierantriebe können parallel zueinander
gesteuert und zum Ausgleich einer relativen Regelabweichung
gleichzeitig korrigiert werden. Alternativ kann aber auch einer
der beiden Positionierantriebe als Führungsantrieb geschaltet
sein, dem der andere Positionierantrieb nachgesteuert bzw. -
geregelt wird.
Die beiden Hubspindeln wirken dabei in erfindungsgemäßer Ausge
staltung zweckmäßig auf je einen Spannwalzen-Lagerbock, wobei
jeder Lagerbock kulissenartig in gestellfesten Führungen
geführt ist und zwischen Lagerbock und Führung Mittel zur
Spielaufhebung vorgesehen sind, die in bevorzugter Weiterbil
dung der Erfindung Federn aufweisen, welche mit einer etwa
rechtwinklig zur Hubachse und zur Spannwalzen-Drehachse gerich
teten Federkraft auf jeden Lagerbock einwirken.
Besonders exakte Stellgrößenänderungen lassen sich in Weiter
bildung der Erfindung dadurch erreichen, daß jeder Positionier
antrieb einen magnetisch erregten Drehstrom-Positionier-
Antriebsmotor, ein Untersetzungsgetriebe, eine Bremse und einen
Impulsgeber aufweist. Jede Hubspindel läuft vorzugsweise in
einem Ölbad.
Zwischen jeder Hubspindel und dem Stützlager der Spannwalze ist
vorzugsweise eine Überlastsicherung zur Begrenzung der vom
Positionierantrieb auf die Spannwalze übertragenen Kräfte ein
gebaut. Diese Überlastsicherung kann wenigstens ein Federpaket
aufweisen, dessen Federkraft auf die maximale Spannkraft bezo
gen ist und das bei Überschreiten der Federkraft einen vorgege
benen Entspannungsweg freigibt. Alternativ oder zusätzlich kann
zur Überlastsicherung aber auch wenigstens eine Sollbruchstelle
vorgesehen sein, an der eine Druckentlastung stattfindet.
Im folgenden wird die Erfindung anhand eines in der Zeich
nung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. In der
Zeichnung zeigen:
Fig. 1 eine vereinfachte Seitenansicht auf eine Bandpresse,
an der die Erfindung realisiert ist; und
Fig. 2 eine Seitenansicht auf die wesentlichen Komponenten
der Druckband-Regelungsanordnung.
Die in Fig. 1 dargestellten Kom
ponenten einer Bandpresse sind im Prinzip bekannt. Sie sind an einem
gemeinsamen Maschinengestell 7 montiert. Das Druckband 1 um
schlingt mit jeweils großen Umschlingungswinkeln die freilau
fende Umlenkwalze 4, die beheizte Zentralwalze 2, die angetrie
bene Umlenkwalze 3 und läuft über eine verstellbare Bandsteuer
walze 8 und die Spannwalze 5 zurück zur Umlenkwalze 4. Die Be
lagbahn 6 läuft etwa im Spalt zwischen den Walzen 4 und 2 auf
das Druckband 1 auf und folgt, angedrückt durch das Druckband
1, einem wesentlichen Teil des Umfangs der Zentralwalze 2. Der
Auslauf des gewalzten Produkts befindet sich jenseits der ange
triebenen Umlenkwalze 3.
Die Spannwalze 5 ist an beiden Stirnseiten in Hauptlagern
11 drehbar gelagert. Jedes Lager 11 ist in einem Lagerbock 12
gehaltert, der in einer gestellfesten Führung 13 entlang einer
Hubachse 14 im wesentlichen rechtwinklig zur Drehachse der
Spannwalze 5 beweglich geführt ist. Die Lage und der Bewegungs
hub des Lagers 11 werden von einem Positionierantrieb 15 be
stimmt, der an einem gestellfesten Widerlager angreift und über
ein bei der Erfindung als Hubspindel 16 ausgebildetes Stell
glied den Lagerbock 12 an einem Ende der Spannwalze 5 kulissen
artig bewegen kann.
Das Hauptlager 11 und die übrigen der Verstellung der Wal
zen 5 dienenden Komponenten sind auf der in der Zeichnung un
sichtbaren analogen Seite entsprechend. Es gibt also einen wei
teren Positionierantrieb 15, der über eine Hubspindel 16, einen
Lagerbock 12 und ein Hauptlager 11 auf das gegenüberliegende
Ende der Welle der Spannwalze 5 einwirkt und dessen Lage be
stimmt.
In der Teildarstellung gemäß Fig. 2 ist nur derjenige Teil
des Maschinengestells 7 dargestellt, der die Druckband-Spann-
Vorrichtung trägt.
Jeder Positionierantrieb 15 ist in dem beschriebenen Aus
führungsbeispiel ein permanentmagnetisch erregter Drehstrom-Po
sitionierantriebsmotor mit angebauter Bremse und angebautem Im
pulsgeber. An die Motor-Abtriebswelle schließt sich ein Über
tragungszug an, bestehend aus einem Untersetzungsgetriebe und
der in Richtung der Hubachse 14 (Doppelpfeil A) sehr exakt und
kontinuierlich verstellbaren Hubspindel 16. Die Hubspindel 16
hat ein in einem Ölbad laufendes Hubspindelelement. Die Hub
spindel 16 greift über eine Druckmeßdose 20 am Lagerbock 12 an.
Zwischen Druckmeßdose 20 und Hauptlager 11 ist eine Federanord
nung 21 mit zwei in Reihe geschalteten Federpaketen eingebaut.
Die Federkraft der Federanordnung 21 ist nur wenig höher einge
stellt als die zum Spannen des Druckbands 1 von der Spindel 16
maximal auf das Hauptlager 11 zu übertragende Spannkraft. Die
Federanordnung 21 dient als Überlastsicherung und gibt bei
Überschreiten ihrer voreingestellten Federkraft den zwischen
den beiden in Reihe geschalteten Federpaketen verfügbaren Weg
sprungartig frei. Bei eventuellen Verdickungen des zu behan
delnden Bahnmaterials (Bahn 6 in Fig. 1) oder Einschlüssen
kleiner Fremdkörper zwischen Walzen und Druckband 1 nimmt die
Druckbandspannung kurzfristig und sprungartig zu, und derartige
Überdrücke können durch die Federanordnung 21 zur Vermeidung
von Beschädigungen der gesamten Spannvorrichtung im Rahmen des
zwischen den Federn verfügbaren Weges aufgefangen werden.
Reicht der freigegebene Weg zwischen den Federpaketen zum Aus
gleich des Überdrucks im Übertragungszug (16, 20, 21, 12) nicht
aus, so werden bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel zwei
Sollbruchstellen 22 aktiviert, die zwischen dem Maschinenge
stell 7 und dem Übertragungszug angeordnet sind.
Für die Genauigkeit der Walzenverstellung und -einstellung
ist es wichtig, daß das unvermeidbare Spiel in den parallelen
Führungen 13 der beiden Lagerböcke 12 aufgehoben und jeder La
gerbock verkantungsfrei zur Hubachse 14 parallel geführt ist.
Zu diesem Zweck ist zwischen den Führungen und Lagerböcken bei
dem beschriebenen Beispiel eine Federanordnung vorgesehen, wel
che den Lagerbock quer zur Hubachse 14 und zur Drehachse der
Spannwalze 5 vorspannt.
An jedem Lagerbock 12 ist ein Mitnehmer 24 angeordnet, des
sen Stellung von dem Meßfühler eines digitalen elektronischen
Wegmeßsystems 25 abgetastet wird. Wie oben gesagt, ist jedem
Positionierantrieb 15 ein eigenes Druckmeßsystem und Wegmeßsy
stem zugeordnet, so daß die Position der beiden Spannwalzen
hauptlager 11 durch jeweils ein Wegmeßsystem 25 und die auf das
Hauptlager an den beiden Spannwalzenenden von den Antrieben
übertragenen Kräfte über separate Druckmeßdosen 20 unabhängig
voneinander erfaßt werden.
Bei Beginn eines Arbeitszyklus wird zunächst mit Hilfe ei
nes in der Zeichnung nicht dargestellten Digitalschalters ein
gewünschter Banddruck vorgewählt. Dieser Banddruck entspricht
dem zu erreichenden und aufrechtzuerhaltenden Spannungssollwert
im Druckband. Nach Start der Spannwalzenverstellanordnung ver
schieben die beiden Positionierantriebe 15 über die Hubspindel
16 die beiden Hauptlager 11 der Spannwalze 5 in Richtung
"spannen" des Pfeils A. Diese Verschiebebewegung erfolgt durch
beide Antriebe und die nahezu toleranzlosen Übertragungskompo
nenten sehr genau synchron und wird mit Hilfe der beiden Weg
meßsysteme 25 laufend überwacht; bei Wegdifferenzen wird ein
erstes Regelsignal erzeugt, welches die Positions- und Wegdif
ferenzen auf beiden Seiten der Drehachse der Spannwalze 5 auf
Null zu bringen sucht. Während dieser ersten Regelungsphase ist
die Spannwalze 5 praktisch unbelastet, da das Band 1 noch nicht
gespannt bzw. noch nicht gedehnt ist. Ist die Bandlose aufge
nommen und das Druckband gedehnt, baut sich in den Druckmeßdo
sen 20 ein Druck auf, während die weitere Wegänderung gering
ist. Ein elektronischer Vergleich findet statt, und bei Errei
chen eines zweiten einstellbaren Kraftschwellenwertes in der
Druckmeßdose 20 wird das Regelsystem auf Kraft- bzw. Druckrege
lung umgeschaltet. Bei weiterem Druckaufbau werden die Drücke
auf beiden Seiten der Spannwalze 5 von den beiden Druckmeßdosen
20 laufend überwacht, mit dem vorgegebenen Drucksollwert ver
glichen und zu einem zweiten Regelsignal verarbeitet. Dieses
druckabhängige zweite Regelsignal dient zum Abgleich der Drücke
in beiden Druckmeßdosen während die Spannung im Druckband bzw.
dessen Druck auf den vorgegebenen Sollwert geregelt wird.
Dieses kombinierte Weg- und Kraftmeßsystem gewährleistet eine
genau achsparallele Verstellung der Spannwalze 5 und eine
gleichmäßige Spannungsverteilung im Druckband 1 und damit eine
gleichmäßige Druckverteilung auf das zu behandelnde Bahn- bzw.
Belagmaterial 6.
Bei starken Dehnungsunterschieden und zeitweiser Entlastung
einer Seite des Druckbandes schaltet das Regelungssystem auf
der gedehnten Seite des Druckbandes automatisch auf Weglängen
regelung um. Die an den auf der gedehnten Seite des Bandes vor
gesehenen Lagerbock angeschlossene Hubspindel 16 wird betätigt,
bis sich der Druck im zugehörigen Druckmeßsystem 20 aufbaut.
Danach erfolgt die Umschaltung auf Druckregelung. Die Spann
walze 5 wird bei dieser Verstellung schiefgesetzt. Über die
Wegmeßsysteme 25 wird die Wegdifferenz gemessen. Die schiefge
stellte Walze hat einen Schieflauf des Druckbandes 1 zur Folge,
der mit Hilfe der in Fig. 1 gezeigten Bandsteuerwalze 8 kom
pensiert werden kann. Zu diesem Zweck ist die Bandsteuerwalze 8
so an das Wegmeßsystem 25 angebunden, daß die Kompensation mit
Hilfe der Bandsteuerwalze in Abhängigkeit von dem aus den Weg
meßsystemen 25, 25 aufgrund der Weglängendifferenz ermittelten
Schrägstellungsfehler vorgenommen wird.
Claims (8)
1. Bandpresse zum kontinuierlichen Glätten oder Prägen der
Oberfläche von Boden- und Wandbelägen mit einem Maschinenge
stell, an welchem eine beheizte Zentralwalze und dieser benach
bart zwei Umlenkwalzen drehbar gelagert sind, welche ein end
loses Druckband mit großem Umschlingungswinkel um die beheizte
Zentralwalze führen, wobei das Druckband weiter durch eine
drehbar im Gestell gelagerte Spannwalze geführt ist, die in
Lagerböcken gelagert ist, welche zur Veränderung der Spannung
des Druckbandes über kraftgetriebene Antriebseinheiten im Ge
stell verschieblich gelagert sind, wobei wenigstens eine der
Walzen drehangetrieben ist,
dadurch gekennzeichnet,
daß jeder Lagerbock (12) der Spannwalze (5) an einer Hubspindel (16) abgestützt ist, deren Hubachsen (14) parallel zueinander und im wesentlichen radial zur Spannwalzen-Achse verlaufen;
daß die Hubspindeln von unabhängig betätigbaren elektrischen Positionier-Antriebsmotoren (15) angetrieben sind;
daß ein erster Regelkreis mit zwei Meßgeräten (25) zur se paraten Erfassung der von den beiden Hubspindeln übertragenen Weglängen und einem mit den Weglängen-Meßwerten beaufschlagten Regler zur Entwicklung eines ersten Regelsignals in Abhängig keit von der Weglängendifferenz vorgesehen ist, wobei das erste Regelsignal zur Stellgrößenkorrektur wenigstens eines der Posi tionier-Antriebsmotoren in einer ersten Verstellphase aktivier bar ist;
daß ein zweiter Regelkreis mit zwei Kraftmeßgeräten (20) zur separaten Erfassung der über die beiden Hubspindeln (16) auf die Spannwalze (5) übertragenen Kräfte und einem mit den Kraft meßwerten beaufschlagten Regler zur Entwicklung eines zweiten Regelsignals in Abhängigkeit von der Kraftdifferenz vorgesehen ist, wobei das zweite Regelsignal in einer an die erste Spann walzenverstellphase anschließenden Phase zur Stellgrößenkorrek tur wenigstens eines der Positionierantriebsmotoren (15) akti vierbar ist;
daß eine Umschalteinrichtung zur Phasenumschaltung mit den Kraftmeßgeräten (20) gekoppelt ist und kraftabhängig vom ersten auf das zweite Regelsignal umschaltet; und
daß eine Bandsteuerwalze (8) mit dem Druckband (1) in Wirkver bindung steht, die zur Korrektur eines Schieflaufs der Spannwalze (5) vorgesehen und in Abhängigkeit von der Weglängendifferenz steuerbar ist.
dadurch gekennzeichnet,
daß jeder Lagerbock (12) der Spannwalze (5) an einer Hubspindel (16) abgestützt ist, deren Hubachsen (14) parallel zueinander und im wesentlichen radial zur Spannwalzen-Achse verlaufen;
daß die Hubspindeln von unabhängig betätigbaren elektrischen Positionier-Antriebsmotoren (15) angetrieben sind;
daß ein erster Regelkreis mit zwei Meßgeräten (25) zur se paraten Erfassung der von den beiden Hubspindeln übertragenen Weglängen und einem mit den Weglängen-Meßwerten beaufschlagten Regler zur Entwicklung eines ersten Regelsignals in Abhängig keit von der Weglängendifferenz vorgesehen ist, wobei das erste Regelsignal zur Stellgrößenkorrektur wenigstens eines der Posi tionier-Antriebsmotoren in einer ersten Verstellphase aktivier bar ist;
daß ein zweiter Regelkreis mit zwei Kraftmeßgeräten (20) zur separaten Erfassung der über die beiden Hubspindeln (16) auf die Spannwalze (5) übertragenen Kräfte und einem mit den Kraft meßwerten beaufschlagten Regler zur Entwicklung eines zweiten Regelsignals in Abhängigkeit von der Kraftdifferenz vorgesehen ist, wobei das zweite Regelsignal in einer an die erste Spann walzenverstellphase anschließenden Phase zur Stellgrößenkorrek tur wenigstens eines der Positionierantriebsmotoren (15) akti vierbar ist;
daß eine Umschalteinrichtung zur Phasenumschaltung mit den Kraftmeßgeräten (20) gekoppelt ist und kraftabhängig vom ersten auf das zweite Regelsignal umschaltet; und
daß eine Bandsteuerwalze (8) mit dem Druckband (1) in Wirkver bindung steht, die zur Korrektur eines Schieflaufs der Spannwalze (5) vorgesehen und in Abhängigkeit von der Weglängendifferenz steuerbar ist.
2. Bandpresse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß je
der Lagerbock kulissenartig in gestellfesten Führungen (13)
geführt ist und daß zwischen Lagerbock und Führung Mittel zur
Spielaufhebung vorgesehen sind.
3. Bandpresse nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die
Spielaufhebungsmittel Federn aufweisen, die mit einer etwa
rechtwinklig zur Hubachse (14) und zur Spannwalzendrehachse
gerichteten Federkraft auf jeden Lagerbock (12) einwirken.
4. Bandpresse nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekenn
zeichnet, daß jeder Positionierantrieb (15) einen magnetisch
erregten Drehstrom-Positionierantriebsmotor, ein Untersetzungs
getriebe, eine Bremse und einen Impulsgeber aufweist.
5. Bandpresse nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekenn
zeichnet, daß jede Hubspindel (16) in einem Ölbad läuft.
6. Bandpresse nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekenn
zeichnet, daß zwischen jeder Hubspindel (16) und dem zugehöri
gen Stützlager (11) der Spannwalze (5) eine Überlastsicherung
(21) zur Begrenzung der vom Positionierantrieb (15) auf die
Spannwalze übertragenen Kräfte eingebaut ist.
7. Bandpresse nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die
Überlastsicherung wenigstens ein Federpaket (21) aufweist, des
sen Federkraft auf die maximale Spannkraft bezogen ist und das
bei Überschreiten der Federkraft einen vorgegebenen Entspan
nungsweg freigibt.
8. Bandpresse nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet,
daß zur Überlastsicherung wenigstens eine Sollbruchstelle (22)
vorgesehen ist.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19914126143 DE4126143C2 (de) | 1991-08-07 | 1991-08-07 | Bandpresse mit regelbarer Spannung ihres Druckbandes |
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE19914126143 DE4126143C2 (de) | 1991-08-07 | 1991-08-07 | Bandpresse mit regelbarer Spannung ihres Druckbandes |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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DE4126143A1 DE4126143A1 (de) | 1993-02-11 |
DE4126143C2 true DE4126143C2 (de) | 1994-07-07 |
Family
ID=6437867
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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DE19914126143 Expired - Fee Related DE4126143C2 (de) | 1991-08-07 | 1991-08-07 | Bandpresse mit regelbarer Spannung ihres Druckbandes |
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OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
D2 | Grant after examination | ||
8363 | Opposition against the patent | ||
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Owner name: KLEINEWEFERS KUNSTSTOFFANLAGEN GMBH, 47803 KREFELD |
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