EP0479992B1 - Warenbahnführer mit proportionalsteuerung des walzendrucks - Google Patents

Warenbahnführer mit proportionalsteuerung des walzendrucks Download PDF

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EP0479992B1
EP0479992B1 EP91907813A EP91907813A EP0479992B1 EP 0479992 B1 EP0479992 B1 EP 0479992B1 EP 91907813 A EP91907813 A EP 91907813A EP 91907813 A EP91907813 A EP 91907813A EP 0479992 B1 EP0479992 B1 EP 0479992B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
material web
roll
force
web
control
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
EP91907813A
Other languages
English (en)
French (fr)
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EP0479992A1 (de
Inventor
Herbert Oberstaller
Wolfgang Krauth
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Erhardt and Leimer GmbH
Original Assignee
Erhardt and Leimer GmbH
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Filing date
Publication date
Application filed by Erhardt and Leimer GmbH filed Critical Erhardt and Leimer GmbH
Publication of EP0479992A1 publication Critical patent/EP0479992A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP0479992B1 publication Critical patent/EP0479992B1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65HHANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL, e.g. SHEETS, WEBS, CABLES
    • B65H23/00Registering, tensioning, smoothing or guiding webs
    • B65H23/02Registering, tensioning, smoothing or guiding webs transversely
    • B65H23/032Controlling transverse register of web
    • B65H23/038Controlling transverse register of web by rollers

Definitions

  • the invention relates to a device of the type specified in the preamble of claim 1 and a method according to the preamble of claim 13.
  • the guiding effect is based on the clamping force between the control roller and the counter-roller, which, because of the inclined position, generates a web offset correction force acting transversely to the web running direction.
  • Signals generated when the edge positions are scanned control the force transmitter for the control roller. If the scanned edge moves outwards, the clamping force is reduced until it is completely eliminated and the control roller lifts off. On the other hand, if the edge strives inwards, the control roller is pressed against the counter roller with full clamping force.
  • the opposite web guide works accordingly.
  • the web tends to jump or flutter because the clamping force is often lost.
  • an undesirable pressure marking is created in the edge area.
  • the clamping force is inserted and released, the web is pulled apart and then left to its own devices and becomes narrower, which makes edge scanning difficult. It is not possible to keep the web at a constant width. Rather, when the web guide is opened, the web runs out sideways, so that it has to be stopped and first threaded again for a new start.
  • the invention has for its object to provide a device and a method of the type mentioned with which a gentle, jump and flutter-free guiding and holding a running web is made possible, and with which one standing web can be kept wide.
  • the device is also expediently designed such that in a limit case of the web offset when the roll engagement length limit is undershot for a web guide, the clamping force on the opposite web guide is completely eliminated in order to make it easier for a web guide to correct the web offset.
  • the undesirable pressure markings are nevertheless omitted, because when the clamping force is reinstated, it is gradually increased and there is no sudden pressing of the rollers. If the length limit is reached, at which the rollers of this web guide are only partially engaged with the web, then under certain circumstances even the full clamping force may no longer be sufficient to overcome the counter-pull of the other web guide, which acts with minimal clamping force. As soon as the clamping force on the opposite and fully engaged web guide is released, the slight intervention of one web guide with full clamping force is usually sufficient to correct the web offset.
  • the force transducer it is easily possible for the force transducer to be adjustable between a minimum and a maximum force value, or in several predetermined steps, until a roller guide length limit value is reached for a web guide. With continuous adjustment, the cross elasticity of the web is optimally used. If, on the other hand, adjustments are made in several predetermined stages, this means a simplification of the control technology with a reliable web offset correction.
  • the embodiment according to claim 8 is expedient because a broadband proportional sensor has a large active proportional range and generates clear signals that can be converted into unique control signals for the force transmitters.
  • a closed control loop is achieved via the web.
  • Proportional magnets are inexpensively available with exactly known and constant characteristics. They are reliable and can be precisely adjusted. Such proportional magnets are characterized in that the magnetic force generated is directly proportional to the current applied, so that the proportional magnet fulfills the function of a spring adjustable in its spring hardness without changing the characteristic curve. Proportional magnets can be easily Control via a current regulator.
  • the window comparator monitors the position of the web for the proportional control of the two proportional magnets.
  • the first timing element is used to switch off the current regulator of the proportional magnet, in whose web guide there is still full engagement when the roller engagement length limit value is reached in the other web guide.
  • the timer is activated as soon as the window comparator detects this critical web offset. If the web offset remains for the period of time set on the first timing element, the current controller is switched off in order to enable the web guide to make the correction with the lesser roller intervention.
  • the embodiment according to claim 12 is advantageous because the components provided here help to avoid damage to the web or the device. If, despite the currentless current regulator, the web guide who works with little intervention is not able to correct the web offset, for which the first timer provides him with time, then the second timer actuates a warning signal after the set time has elapsed, which indicates an error to the machine operator or even a switch that stops the web.
  • the force transmitter used is a pneumatic diaphragm cylinder with an actuating force for the control roller proportional to the compressed air supply or a prestressed spring element which is adjustable in the prestress.
  • Pneumatic diaphragm cylinders which are particularly useful in potentially explosive atmospheres or on wet material webs, can be adjusted very sensitively by modulating the application pressure or using an inflow or outflow regulator. Although a change in the characteristic curve can hardly be avoided with a spring element when the pretension is changed, it is nevertheless a continuous adjustment of the clamping force is achieved in a simple manner, for example by means of a spindle or lever drive which adjusts the spring preload.
  • the method variant according to claim 15 is also advantageous because the two proportional magnets generate their magnetic forces in strict dependence on the position of the web in the scanning area.
  • the current supply that is preferably specified is intended for a customary size of a web guide. With a considerable change in the size and the actuation mechanism, the range of suitable current application changes.
  • the method variant according to claim 16 is particularly advantageous because the guiding and spreading of the web is carried out with a high degree of security against damage. No edge area is completely released within a normal web offset area. The clamping force on the other web guide is released after a predetermined first period of time only after falling below the roller engagement in one web guide in order to increase the corrective effect. If the web offset is still not corrected, a warning signal is generated after a further second period of time or the web is stopped to avoid serious damage.
  • a device V for guiding and spreading a web B running in the direction of an arrow 8 consists of two web guides W1 and W2, which act on the edge areas K1 and K2.
  • the two web guides W1, W2 are at an angle ⁇ obliquely against the right angle to the web direction 8.
  • For each web guide W1, W2 includes a control device S1, S2, which are conveniently combined in a common control device R, which also contains an amplifier A.
  • a window comparator F is provided in the control unit R, which is connected to the current regulator SR 1, SR 2.
  • Each current controller SR1, SR2 can be switched off via a first, preferably adjustable, timer Z1, which can be activated by the window comparator F.
  • a warning signal generator G With a second timer Z2, which is connected to the window comparator F like the first timer Z1, a warning signal generator G can be actuated, or a main switch (not shown) for the web run can be activated.
  • Each web guide W1, W2 has ( Figures 2 and 3) a lower control roller 1 and an approximately parallel upper counter-roller 2.
  • the rollers 1, 2 include the respective edge area K1, K2 of the web B between them.
  • a scanning device 4 is arranged in the web running direction 8 behind the rollers 1, 2.
  • the control roller 1 is movably mounted on a power transmitter 3 relative to the counter roller 2. Both rollers 1, 2 are either freely rotatable or can be driven to rotate by means of an auxiliary drive (not shown) at the speed of the web B.
  • Each force generator 3 of a control roller 1 is continuously adjustable in such a way that the clamping force between the two rollers 1, 2 can be continuously changed without releasing the web.
  • a proportional magnet 14 is connected via a line 5 to the control device S1 or S2, as well as the scanning devices 4 via lines 6.
  • a line 7 links the two control devices S1, S2. In the direction of travel behind the web guides W1, W2, the web B is guided over a deflection roller 9.
  • both web guides W 1, W 2 apply a clamping force to their edge regions K 1 K 2.
  • the web B is spread out. If the material web B runs to the right in the running direction 8 in FIG. 1, for example, the scanning device 4 generates a signal corresponding to the edge position.
  • the force generator 3 is adjusted to a lower force value, so that, thanks to the clamping force in the web guide W2, the web B is pulled to the other side and the web run is thus corrected again. With a course in the opposite direction, these processes take place in reverse.
  • the clamping forces in both edge areas K1 K2 can be changed synchronously in opposite directions.
  • a proportional magnet 14 is provided according to FIGS. 1, 2 and 3, the magnetic force of which changes continuously in proportion to the current intensity controlled by the current regulator SR 1 or SR 2.
  • a pneumatic diaphragm cylinder could also be provided, the actuating force of which can be changed directly for the control roller 1 in proportion to the pressurization.
  • a spring element e.g. to use a coil spring, the preload of which is changed continuously and gradually or continuously. Electric motors or similar proportionally adjustable power transmitters could also be used.
  • the two rollers 1, 2 are mounted approximately parallel to one another in a holder 13.
  • the control roller 1, which must be adjustable, is seated on a support part 12 on which the force generator 3 acts.
  • the scanning device 4 is a broadband proportional sensor with a lower part 10 and an upper part 16, which are also fastened to the holder 13.
  • a safety device 11 is attached in the web running direction in front of the rollers 1, 2 .
  • the bracket 13 can be fixed by means of a support 15 in the desired inclined position (angle ⁇ ) relative to the track on a frame, not shown.
  • the control device can be attached directly to one of the two web guide or integrated and connected to the other web guide via appropriate cable connections.
  • the window comparator F is used for proportional control of the proportional magnets 14 of the two web guides W1 and W2 via the current regulator SR1, SR2. If a normal web offset occurs, in which the rollers 1, 2 of the web guide are at least up to 60 or 70% of their length L in engagement with the edge area, the clamping force is never completely eliminated at a web guide, but the clamping forces are correspondingly changed proportionally to the web position. However, if there is a web offset in which a roller engagement length limit Q ( Figure 3) is reached, ie that the rollers 1, 2 of this web guide W1, W2 are only 60 or 70% engaged, there is a risk that this web guide W1, W2 with reduced roller engagement even with maximum magnetic current (approx.
  • the window comparator F determines this critical offset by means of the signals from the scanning devices 4. He activates the first timer Z1. Within the time period set by the first timer Z 1, it is awaited whether a correction of the web offset occurs. If this is the case, the timer Z 1 is switched off again. On the other hand, if this is not the case, then the timing element Z 1 switches off the current regulator SR 1 or SR 2 of the proportional magnet 14 after the time period has elapsed, with the rollers 1, 2 being fully engaged.
  • the clamping force is completely removed there, if necessary, the control roller 1 is lifted off completely.
  • the second timer Z2 is then activated.
  • the window comparator F monitors over the period of the second timer Z2 whether the web B is corrected properly and then turns off the second timer Z2 in the positive case and the previously switched off current regulator SR1, SR2 back to the minimum current value (150 mA). If there is no correction of the web offset, then after the time period of the second timer Z2 has elapsed, the signal generator G is actuated to warn the machine operator or the main switch is actuated in order to stop the web B and to prevent further damage.
  • the complete removal of the clamping force on both web guides W1, W2 can also be arbitrarily set for threading the web B when starting up or after a shutdown. In normal operation with normal web offset, the procedure described at the beginning is used.
  • the device is designed so that it serves to guide the center of the web B and has two web guides W1, W2.
  • W1, W2 web guides
  • the control roller 1 is pivotally mounted on its support part 12, so that it is able to apply exactly parallel to the counter roller 2.
  • this mounting of the control roller 1 it is achieved that when the clamping force is increased, it is initially highest near the free edge and lower towards the center.

Landscapes

  • Registering, Tensioning, Guiding Webs, And Rollers Therefor (AREA)

Abstract

Bei einer Vorrichtung zum Führen und Breithalten einer Warenbahn mit wenigstens einem schräg zur Warenbahnlaufrichtung angeordneten Warenbahnführer, der eine drehbare Steuerwalze (1) und eine zu dieser in etwas parallele, drehbare Gegenwalze (2) aufweist, der einen Kantenbereich (K1, K2) zwischen sich aufnimmt, die ferner einen an der Steuerwalze angreifenden Kraftgeber (3) zum Anpressen der Steuerwalze an die Gegenwalze, eine der Kantenposition proportionalen Korrektursignale erzeugende Abtastvorrichtung und eine von den Korrektursignalen beeinflußbare Steuervorrichtung zum Verstellen des Kraftgebers aufweist, um einen Bahnversatz zu korrigieren, ist der Kraftgeber (3) bis zu einer für eine Bahnversatzkorrektur gerade noch zulässigen Walzeneingriff-Längengrenzwert (Q) unter Variieren der Klemmkraft ohne vollständiges Abheben der Steuerwalze kontinuierlich verstellbar. Erst ab Unterschreiten des Längengrenzwertes (Q) ist der Kraftgeber (3) bis zu einer Aufhebung der Klemmkraft verstellbar.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung der im Oberbegriff des Patentanspruches 1 angegebenen Art sowie ein Verfahren gemäß Oberbegriff von Anspruch 13.
  • 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 erzeugt. 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 Flattern, 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 permanentes Breithalten der Warenbahn ist nicht möglich. Vielmehr läuft beim Öffnen des Warenbahnführers die Warenbahn seitlich aus, so daß sie angehalten und für den neuerlichen 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 flatterfreies 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 Anspruch 13 gelöst.
  • Bei dieser Ausbildung der Vorrichtung und mit der Anwendung des Verfahrens wird praktisch bis zum Erreichen des für eine Bahnversatz-Korrektur noch zulässigen Walzeneingriff-Längengrenzwertes bei einem Warenbahnführer 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 jeweils wirkende Klemmkraft wird bei der Bahnführung kontinuierlich so moduliert, wie es zur Korrektur eines Bahnversatzes gerade erforderlich ist. Da die Klemmkraft kontinuierlich verändert wird, unterbleiben Druckmarkierungen durch die Walzen. Ein Flattern oder Schlagen der Warenbahn ist ausgeschlossen. Auch die Abtastung der Kantenpositionen gestaltet sich einfacher, weil die Bahn zu keiner Zeit sich selbst überlassen wird. Eine Pendeltendenz beim Regeln unterbleibt. Ein Verlust der Warenbahn, auch im Stillstand, wird praktisch dadurch verhindert. Die Warenbahn wird schonend und mit ruhigem Lauf geführt. Diese schonende und trotzdem feinfühlig modulierbare Behandlung der Bahn erfolgt innerhalb eines Bahnversatzbereiches, bei dem sichergestellt ist, daß der Bahnversatz auch tatsächlich noch korrigiert wird.
  • Gemäß Anspruch 2 ist die Vorrichtung jedoch ferner zweckmäßigerweise so ausgebildet, daß in einem Grenzfall des Bahnversatzes bei Unterschreiten des Walzeneingriff-Längengrenzwertes bei einem Warenbahnführer die Klemmkraft beim gegenüberliegenden Warenbahnführer gänzlich aufgehoben wird, um es dem einen Warenbahnführer leichter zu machen, den Bahnversatz zu korrigieren. Die unerwünschten Druckmarkierungen unterbleiben aber trotzdem, weil bei Wiedereinsetzen der Klemmkraft diese allmählich erhöht wird und kein schlagartiges Anpressen der Walzen erfolgt. Ist nämlich der Längengrenzwert erreicht, bei dem die Walzen dieses Warenbahnführers nur mehr zum Teil in Eingriff mit der Warenbahn stehen, dann reicht unter Umständen selbst die volle Klemmkraft nicht mehr aus, den Gegenzug des anderen mit minimaler Klemmkraft angreifenden Warenbahnführers zu überwinden. Sobald die Klemmkraft aber beim gegenüberliegenden und in vollem Eingriff stehenden Warenbahnführer aufgehoben ist, reicht der geringe Eingriff des einen Warenbahnführers bei voller Klemmkraft zumeist aus, den Bahnversatz zu korrigieren.
  • Bei der Ausführungsform gemäß Anspruch 3 ergibt sich eine sehr saubere Bahnkorrektur mit kontinuierlicher Breithaltewirkung, weil die Klemmkraft in einem Kantenbereich umgekehrt verändert wird wie im anderen Kantenbereich, sofern die Warenbahn nicht bis zum Grenzbereich versetzt ist.
  • Alternativ ist es auch möglich, gemäß Anspruch 4 die Klemmkraft an einer Seite asynchron zur Änderung der Klemmkraft an der anderen Seite und gegensinnig zu verstellen. Damit wird ein zu rascher Korrektureffekt und eine Pendelneigung unterdrückt.
  • Alternativ ist es gemäß Anspruch 5 zweckmäßig, nur einen der beiden Kraftgeber kontinuierlich zu verstellen, während der andere die gerade vorliegende Klemmkraft aufrechterhält oder - bei einer Unterschreitung des Längengrenzwertes - keine Klemmkraft aufbringt.
  • Besonders zweckmäßig ist die Ausführungsform gemäß Anspruch 6, die zwei Warenbahnführer aufweist. Das Unterschreiten des Walzeneingriff-Längengrenzwerts läßt sich einfach durch die Abtastvorrichtungen feststellen. Die Steuervorrichtungen reagieren und verstellen den Kraftgeber gegen Null, bei dessen Warenbahnführer nach wie vor der volle Eingriff besteht. Der andere Warenbahnführer korrigiert den Bahnversatz allein.
  • Es ist ohne weiteres möglich, daß der Kraftgeber bis zum Erreichen des noch zulässigen Walzeneingriff-Längengrenzwerts bei einem Warenbahnführer zwischen einem Minimal- und einem Maximalkraftwert stufenlos oder in mehreren vorbestimmten Stufen verstellbar ist. Bei einer stufenlosen Verstellung wird die Querelastizität der Warenbahn optimal ausgenutzt. Wird hingegen in mehreren vorbestimmten Stufen verstellt, dann bedeutet dies eine steuerungstechnische Vereinfachung bei trotzdem zuverlässiger Bahnversatzkorrektur.
  • Günstig ist es ferner, gemäß Anspruch 7 vorzugehen. Innerhalb eines Eingriffsbereiches von 100 % bis 60 % oder 70 % reicht die von den Walzen erzeugte Korrekturkraft noch zum Beseitigen des Bahnversatzes aus. Darüberhinaus ist es unter Umständen schwierig, den Bahnversatz noch zu korrigieren, wenn der andere Bahnführer auch nur mit minimaler Klemmkraft arbeitet. Allerdings können die Eingriffsbereiche auch verändert werden, wenn ein andersgriffiger Walzenbelag gewählt wird oder die Warenbeschaffenheit anders ist oder gar die Winkelstellung der Walzen anders ausgerichtet ist.
  • Die Ausführungsform gemäß Anspruch 8 ist zweckmäßig, weil ein Breitband-Proportionalfühler einen großen aktiven Proportionalbereich besitzt und deutliche Signale erzeugt, die zu eindeutigen Stellsignalen für die Kraftgeber umwandelbar sind.
  • Bei der Ausführungsform gemäß Anspruch 9 wird ein über die Warenbahn geschlossener Regelkreis erreicht.
  • Von besonderem Vorteil ist die Ausführungsform gemäß Anspruch 10. Proportionalmagneten sind mit exakt bekannten und gleichbleibenden Charakteristika preisgünstig erhältlich. Sie sind funktionssicher und präzise einjustierbar. Solche Proportionalmagneten zeichnen sich dadurch aus, daß die erzeugte Magnetkraft direkt der Strombeaufschlagung proportional ist, so daß der Proportionalmagnet die Funktion einer in ihrer Federhärte ohne Veränderung der Kennlinie verstellbaren Feder erfüllt. Proportionalmagneten lassen sich einfach über einen Stromregler ansteuern.
  • Eine besonders zweckmäßige Ausführungsform geht weiterhin aus Anspruch 11 hervor. Der Fensterkomparator überwacht die Lage der Warenbahn für die Proportionalansteuerung der beiden Proportionalmagneten. Das erste Zeitglied dient zum Abschalten des Stromreglers des Proportionalmagneten, in dessen Warenbahnführer bei Erreichen des Walzeneingriff-Längengrenzwertes im anderen Warenbahnführer noch voller Eingriff besteht. Das Zeitglied wird aktiviert, sobald der Fensterkomparator diesen ggfs. kritischen Bahnversatz feststellt. Bleibt der Bahnversatz über die am ersten Zeitglied eingestellte Zeitdauer erhalten, dann wird der Stromregler abgeschaltet, um dem Warenbahnführer mit dem geringeren Walzeneingriff die Korrektur zu ermöglichen.
  • Weiterhin ist die Ausführungsform gemäß Anspruch 12 vorteilhaft, weil die hierbei vorgesehenen Komponenten einen Schaden für die Warenbahn bzw. die Vorrichtung vermeiden helfen. Ist nämlich trotz stromlosem Stromregler der mit geringem Eingriff arbeitende Warenbahnführer nicht in der Lage, den Bahnversatz zu korrigieren, wozu ihm das erste Zeitglied Zeit zur Verfügung stellt, dann betätigt das zweite Zeitglied nach Verstreichen der eingestellten Zeitdauer ein Warnsignal, das dem Maschinenführer einen Fehler anzeigt oder sogar einen Schalter, mit dem die Warenbahn stillgesetzt wird.
  • Es ist vorteilhaft, wenn der verwendete Kraftgeber ein pneumatischer Membranzylinder mit einer der Druckluftbeaufschlagung proportionalen Betätigungskraft für die Steuerwalze oder ein vorgespanntes und in der Vorspannung verstellbares Federelement ist. Pneumatische Membranzylinder, die insbesondere in explosionsgefährdeter Umgebung oder bei nassen Warenbahnen zweckmäßig sind, lassen sich durch Modulieren des Beaufschlagungsdrucks oder mittels eines Zulauf- oder Ablaufreglers sehr feinfühlig verstellen. Obwohl sich bei einem Federelement bei Veränderung der Vorspannung eine Veränderung der Kennlinie kaum vermeiden läßt, wird trotzdem eine kontinuierliche Verstellung der Klemmkraft auf einfache Weise, z.B. mittels eines die Federvorspannung verstellenden Spindel- oder Hebeltriebs, erreicht.
  • Bei dem in Anspruch 13 hervorgehobenen Verfahren wird eine wünschenswerte Proportionalität zwischen den Positionen der Kantenbereiche und den in den Kantenbereichen wirksamen Klemmkräften erreicht. Die Bahn wird bei normalem Versatz zu keiner Zeit vollständig 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, ggfs. aber verringerte, Klemmkraft einen Rückhalteeffekt, der die Korrekturbewegung der Bahn dämpft und für die Breithaltung sorgt. Erst wenn bei einem Kantenbereich der Walzeneingriff so gering wird, daß ein ordnungsgemäßes Korrigieren fraglich wird, wird der gegenüberliegende Kantenbereich vollständig freigegeben, um den mit verringertem Walzeneingriff arbeitenden Warenbahnführer die Korrektur zu erleichtern. Beim Wiedereinsetzen der zuvor ausgesetzten Klemmkraft wird die Klemmkraft allmählich erhöht, um unerwünschte Druckmarkierungen zu vermeiden. Sehr geringe Spannungsschwankungen in Querrichtung der Warenbahn werden bei einer Verfahrensvarianten mit Sicherheit erreicht, wenn die Klemmkraft an einem Kantenbereich bis zum Erreichen des Walzeneingriff-Längengrenzwertes bei einem Warenbahnführer umgekehrt proportional zur Klemmkraft am anderen Kantenbereich verändert wird.
  • Alternativ kann es auch zweckmäßig sein, gemäß Anspruch 14 die Klemmkraft in einem Kantenbereich stärker zu verändern als im anderen Kantenbereich. Damit wird zwar eine Spannungsänderung in Querrichtung vorgenommen. Im Hinblick auf einen ruhigen Bahnlauf und eine feinfühlige Korrektur kann diese Verfahrensvariante jedoch vorteilhaft sein. Es wäre auch vorteilhaft, insbesondere bei einem geringen Versatz und vollem Eingriff beider Warenbahnführer, die Klemmkraft an einem Kantenbereich auf einen festen Wert zu halten und am anderen Kantenbereich zu verändern.
  • Vorteilhaft ist ferner die Verfahrensvariante gemäß Anspruch 15. weil die beiden Proportionalmagneten ihre Magnetkräfte in strikter Abhängigkeit von der Position der Warenbahn im Abtastbereich erzeugen. Die bevorzugt angegebene Strombeaufschlagung ist für eine übliche Baugröße eines Warenbahnführers gedacht. Mit erheblicher Veränderung der Baugröße und der Betätigungsmechanik verändert sich auch der Bereich der geeigneten Strombeaufschlagung.
  • Die Verfahrensvariante gemäß Anspruch 16 ist besonders vorteilhaft, weil das Führen und Breithalten der Bahn mit hoher Sicherheit gegen Schäden durchgeführt wird. Innerhalb eines normalen Bahnversatzbereiches wird kein Kantenbereich vollständig freigegeben. Erst nach Unterschreiten des Walzeneingriffs bei einem Warenbahnführer wird nach einer vorbestimmten ersten Zeitdauer die Klemmkraft beim anderen Warenbahnführer aufgehoben, um die Korrekturwirkung zu verstärken. Tritt trotzdem keine Korrektur des Bahnversatzes ein, dann wird nach einer weiteren zweiten Zeitdauer ein Warnsignal erzeugt oder die Warenbahn stillgesetzt, um gravierende Schäden zu vermeiden.
  • Anhand der Zeichnung wird eine Ausführungsform der Vorrichtung sowie das erfindungsgemäße Verfahren beschrieben.
  • Es zeigen:
  • Figur 1
    eine schematische Draufsicht auf eine Vorrichtung zum Führen und Ausbreiten einer Warenbahn und
    Figur 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 beaufschlagen. Die beiden Warenbahnführer W₁, W₂ sind unter einem Winkel α schräg gegen den rechten Winkel zur Warenbahnlaufrichtung 8 angestellt. Zu jedem Warenbahnführer W₁, W₂ gehört eine Steuervorrichtung S₁, S₂, die zweckmäßig in einem gemeinsamen Regelgerät R zusammengefaßt sind, das auch einen Verstärker A enthält. Ferner ist im Regelgerät R ein Fensterkomparator F vorgesehen, der an Stromregler SR₁, SR₂ angeschlossen ist. Jeder Stromregler SR₁, SR₂ ist über ein erstes, vorzugsweise einstellbares, Zeitglied Z₁ abschaltbar, das vom Fensterkomparator F aktivierbar ist. Mit einem zweiten Zeitglied Z₂, das wie das erste Zeitglied Z₁ an den Fensterkomparator F angeschlossen ist, ist ein Warnsignalgeber G betätigbar, bzw. ein nicht dargestellter Hauptschalter für den Warenbahnlauf aktivierbar.
  • Jeder Warenbahnführer W₁, W₂ weist (Figuren 2 und 3) eine untere Steuerwalze 1 und eine dazu annähernd parallele obere Gegenwalze 2 auf. Die Walzen 1, 2 schließen den jeweiligen Kantenbereich K₁, K₂ der Warenbahn 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 an einem Kraftgeber 3 gelagert. Beide Walzen 1, 2 sind entweder frei drehbar oder mittels eines nicht dargestellten Zusatzantriebs mit der Geschwindigkeit der Warenbahn B zur Drehung antreibbar. Jeder Kraftgeber 3 einer Steuerwalze 1 ist kontinuierlich derart verstellbar, daß die Klemmkraft zwischen den beiden Walzen 1, 2 - ohne die Bahn freizugeben - kontinuierlich veränderbar ist. Der Kraftgeber 3, z.B. ein Proportionalmagnet 14, ist über eine Leitung 5 mit der Steuervorrichtung S₁ bzw. S₂ verbunden, wie auch die Abtastvorrichtungen 4 über Leitungen 6. Eine Leitung 7 verknüpft die beiden Steuervorrichtungen S₁, S₂. In Laufrichtung hinter den Warenbahnführern W₁, W₂ wird die Warenbahn B über eine Umlenkwalze 9 geführt.
  • Bei laufender Warenbahn B beaufschlagen beide Warenbahnführer W₁, W₂ ihre Kantenbereiche K₁ K₂ mit einer Klemmkraft. Die Warenbahn B wird ausgebreitet. Verläuft die Warenbahn B beispielsweise in Figur 1 in Laufrichtung 8 nach rechts, so erzeugt die Abtastvorrichtung 4 ein der Kantenposition entsprechendes Signal. Der Kraftgeber 3 wird auf einen niedrigeren Kraftwert verstellt, so daß dank der Klemmkraft im Warenbahnführer W₂ die Warenbahn B zur anderen Seite gezogen und damit der Bahnlauf wieder korrigiert wird. Bei einem Verlauf in der umgekehrten Richtung laufen diese Vorgänge umgekehrt ab. Die Klemmkräfte in beiden Kantenbereichen K₁ K₂ können synchron gegensinnig verändert werden. Es ist aber auch denkbar, die eine Klemmkraft auf andere Weise zu verändern wie die andere Klemmkraft oder überhaupt nur eine Klemmkraft zu verändern. Wichtig ist in jedem Fall, daß zu jeder Zeit eine Klemmkraft auf einen Kantenbereich K₁, K₂ aufgebracht wird. Die Klemmkräfte können auch bei stillstehender Warenbahn B noch aufrechterhalten werden, um die Warenbahn gespannt zu halten.
  • Als Kraftgeber 3 ist gemäß den Figuren 1, 2 und 3 ein Proportionalmagnet 14 vorgesehen, dessen Magnetkraft sich proportional zur vom Stromregler SR₁ oder SR₂ gesteuerten Stromstärke kontinuierlich 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 Schraubenfeder zu verwenden, deren Vorspannung kontinuierlich und stufenweise oder stufenlos verändert wird. Auch Elektromotoren oder ähnliche proportional verstellbare Kraftgeber könnten benutzt werden.
  • Gemäß den Figuren 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 Abtastvorrichtung 4 ist in der gezeigten Ausführungsform ein Breitband-Proportional-Fühler mit einem Unterteil 10 und einem Oberteil 16, die ebenfalls an der Halterung 13 befestigt sind. In Bahnlaufrichtung vor den Walzen 1, 2 ist eine Sicherungseinrichtung 11 angebracht. Die Halterung 13 ist mittels eines Supports 15 in der gewünschten Schrägstellung (Winkel 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 anderen Warenbahnführer verbunden werden.
  • Der Fensterkomparator F dient zur Proportionalansteuerung der Proportionalmagneten 14 der beiden Warenbahnführer W₁ und W₂ über die Stromregler SR₁, SR₂. Tritt ein normaler Bahnversatz auf, bei dem die Walzen 1, 2 des Warenbahnführers mindestens bis zu 60 oder 70 % ihrer Länge L in Eingriff mit dem Kantenbereich stehen, wird zu keiner Zeit die Klemmkraft bei einem Warenbahnführer gänzlich aufgehoben, sondern es werden die Klemmkräfte entsprechend proportional der Warenbahnlage verändert. Kommt es jedoch zu einem Bahnversatz, bei dem ein Walzeneingriff-Längengrenzwert Q (Figur 3) erreicht wird, d.h. daß die Walzen 1, 2 dieses Warenbahnführers W₁, W₂ nur noch zu 60 bzw. 70 % im Eingriff sind, besteht die Gefahr, daß dieser Warenbahnführer W₁, W₂ mit verringertem Walzeneingriff selbst bei maximalem Magnetstrom (ca. 500 mA) keine ausreichende Korrekturkraft mehr zu erzeugen vermag, weil der andere Warenbahnführer W₂, W₁ selbst mit minimalem Magnetstrom (ca. 150 mA) aber maximalem Walzeneingriff zu stark zieht. Diesen kritischen Versatz stellt der Fensterkomparator F mittels der Signale der Abtastvorrichtungen 4 fest. Er aktiviert das erste Zeitglied Z₁. Innerhalb der durch das erste Zeitglied Z₁ eingestellten Zeitdauer wird abgewartet, ob eine Korrektur des Bahnversatzes eintritt. Ist dies der Fall, dann wird das Zeitglied Z₁ wieder abgeschaltet. Ist dies hingegen nicht der Fall, dann schaltet das Zeitglied Z₁ nach Verstreichen der Zeitdauer den Stromregler SR₁ oder SR₂ des Proportionalmagneten 14 ab, bei dessen Walzen 1, 2 der volle Eingriff herrscht. Die Klemmkraft wird dort gänzlich aufgehoben, ggfs. wird die Steuerwalze 1 vollständig abgehoben. Gleichzeitig wird dann das zweite Zeitglied Z₂ aktiviert. Der Fensterkomparator F überwacht über die Zeitdauer des zweiten Zeitgliedes Z₂, ob die Warenbahn B ordnungsgemäß korrigiert wird und stellt im positiven Fall dann das zweite Zeitglied Z₂ ab und den vorher abgeschalteten Stromregler SR₁, SR₂ wieder auf den minimalen Stromwert (150 mA). Tritt keine Korrektur des Bahnversatzes ein, dann wird nach Ablauf der Zeitdauer des zweiten Zeitgliedes Z₂ der Signalgeber G betätigt, um den Maschinenführer zu warnen bzw. wird der Hauptschalter betätigt, um die Warenbahn B anzuhalten und weitere Schäden zu vermeiden. Die vollständige Aufhebung der Klemmkraft an beiden Warenbahnführern W₁, W₂ läßt sich auch zum Einfädeln der Warenbahn B bei Betriebsaufnahme oder nach einer Betriebsstillsetzung willkürlich einstellen. Im normalen Betrieb bei normalem Bahnversatz wird nach dem eingangs beschriebenen Verfahren gearbeitet.
  • In Figur 1 ist die Vorrichtung zwar so ausgebildet, daß sie zur Mittenführung der Warenbahn B dient und zwei Warenbahnführer W₁, W₂ aufweist. Es sind jedoch auch Einsatzfälle denkbar, wo nur ein Warenbahnführer in einem Kantenbereich vorgesehen ist. Ferner ist es zweckmäßig, wenn die Steuerwalze 1 an ihrem Stützteil 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 (16)

  1. Vorrichtung zum Führen und Breithalten einer Warenbahn (B), mit einer der Kantenposition proportionale Korrektursignale erzeugenden Abtastvorrichtung (4), mit einer von den Korrektursignalen beeinflußten einen Bahnversatz korrigierenden Steuervorrichtung (S₁, S₂) und mit wenigstens einem schräg zur Warenbahnlaufrichtung (8) angeordneten Warenbahnführer (W₁, W₂), der eine drehbare Steuerwalze (1) und eine zu dieser in etwa parallele, drehbare Gegenwalze (2) aufweist, die einen Kantenbereich der Warenbahn (B) zwischen sich aufnehmen, und mit einem an der Steuerwalze (1) angreifenden Kraftgeber (3) zum Anpressen der Steuerwalze (1) an die Gegenwalze (2), dadurch gekennzeichnet, daß der Kraftgeber (3) wenigstens bis zu einem für eine Bahnversatz-Korrektur noch zulässigen Walzeneingriff-Längengrenzwert (Q), d.h. das Verhältnis zwischen dem Teil der Walzenlänge, der im Eingriff mit dem Kantenbereich steht, und der gesamten Walzenlänge (L), bei dessen Unterschreitung der Kraftgeber (3) keine ausreichende Korrekturkraft mehr erzeugen kann, ohne vollständiges Abheben kontinuierlich verstellbar ist, und daß der Kraftgeber (3) über einen, bei Unterschreitung des zulässigen Walzeneingriff-Längengrenzwertes (Q) die Klemmkraft an einem Kantenbereich (K₁, K₂) aufhebenden Fensterkomperator (F) mit der Steuervorrichtung (S₁, S₂) in Wirkverbindung steht.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der bis zum Walzeneingriff-Längengrenzwert (Q) kontinuierlich verstellbare Kraftgeber (3) ausschließlich ab Unterschreiten des Walzeneingriff-Längengrenzwertes (Q) bis zu einer Aufhebung der Klemmkraft verstellbar ist.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei an beiden Kantenbereichen ein Warenbahnführer angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuervorrichtungen (S₁, S₂) für beide Kraftgeber (3) derart verknüpft sind, daß die beiden Kraftgeber (3) bis zum noch zulässigen Walzeneingriff-Längengrenzwert (Q) bei einem Warenbahnführer (W₁ oder W₂) synchron gegensinnig verstellbar sind.
  4. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei an beiden Kantenbereichen ein Warenbahnführer angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuervorrichtungen (S₁, S₂) für beide Kraftgeber (3) derart verknüpft sind, daß die beiden Kraftgeber (3) bis zum zulässigen Walzeneingriff-Längengrenzwert (Q) bei einem Warenbahnführer (W₁, W₂) asynchron gegensinnig verstellbar sind.
  5. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei an beiden Kantenbereichen ein Warenbahnführer vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuervorrichtungen (S₁, S₂) für beide Kraftgeber (3) derart verknüpft sind, daß bis zum Erreichen des zulässigen Walzeneingriff-Längengrenzwerts (Q) bei einem Warenbahnführer (W₁, W₂) nur jeweils einer der beiden Kraftgeber (3) kontinuierlich verstellbar ist.
  6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, wobei an beiden Kantenbereichen ein Warenbahnführer vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuervorrichtungen (S₁, S₂) für beide Kraftgeber (3) derart miteinander verknüpft sind, daß ab Unterschreiten des Walzeneingriff-Längengrenzwerts (Q) bei einem Warenbahnführer (W₁, W₂) der Kraftgeber (3) für die Steuerwalze (1) des gegenüberliegenden Warenbahnführers (W₂, W₁) bis zum vollständigen Aufheben der Klemmkraft, ggfs. bis zum Abheben der Steuerwalze (1) von der Warenbahn (B), verstellbar ist.
  7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Walzeneingriff-Längengrenzwert (Q) bei etwa 60 bis 70 % der von der Warenbahn noch überdeckten Walzenlänge (L) liegt.
  8. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abtastvorrichtung (4) einen Breitband-Proportional-Fühler (10, 16) aufweist, und daß in der Steuervorrichtung (S₁, S₂) ein Verstärker (A) vorgesehen ist.
  9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die verknüpften Steuervorrichtungen (S₁, S₂) in einem Regelgerät (R) zusammengefaßt sind, an das die Abtastvorrichtungen (4) und die Kraftgeber (3) angeschlossen sind.
  10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Kraftgeber (3) ein Proportionalmagnet (14) mit einer der Strombeaufschlagung proportionalen Magnetkraft ist, und daß in der Steuervorrichtung (S₁, S₂) ein verstellbarer Stromregler (SR₁, SR₂) für die Strombeaufschlagung vorgesehen ist.
  11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Stromregler (SR₁, SR₂) des Proportionalmagneten (14) über einen Fensterkomparator (F) zur Überwachung der Kantenlage und wenigstens ein erstes Zeitglied (Z₁) abschaltbar ist, sobald eine durch den Walzeneingriff-Längengrenzwert (Q) repräsentierte unzulässige Abweichung der Warenbahn (B) aus der Mittellage über eine durch das erste Zeitglied (Z₁) einstellbare Zeitdauer festgestellt wird.
  12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß parallel zum ersten Zeitglied (Z₁) ein zweites, auf eine Verlängerung der Zeitdauer des ersten Zeitgliedes (Z₁) oder auf eine längere Zeitdauer eingestelltes Zeitglied (Z₂) vorgesehen ist, mit dem ein Warnsignalgeber (G) oder ein Bahnlaufabschalter betätigbar ist, sobald nach Abschalten des Stromreglers die unzulässige Abweichung der Warenbahn (B) aufrechterhalten bleibt.
  13. Verfahren zum Führen und Ausbreiten einer laufenden Warenbahn mit an beiden Kantenbereichen schräg zur Warenbahn angeordneten Warenbahnfühern, in denen jeweils eine Steuerwalze unter Einklemmen eines Kantenbereichs gegen eine Gegenwalze angedruckt 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 wenigstens bis zu einem für eine Bahnversatz-Korrektur gerade noch zulässigen Walzeneingriff-Längengrenzwert Q, d.h. das Verhältnis zwischen dem Teil der Walzenlänge, der im Eingriff mit dem Kantenbereich steht, und der gesamten Walzenlänge (L), bei dessen Unterschreitung der Kraftgeber keine ausreichende Korrekturkraft mehr erzeugen kann, um den Bahnversatz zu korrigieren, durch Modulieren des Beaufschlagungsdrucks der Steuerwalze ohne vollständige Freigabe der Warenbahn variiert wird, und daß die Klemmkraft ab Unterschreiten des Walzeneingriff-Längengrenzwerts Q bei einem Kantenbereich (K₁, K₂) im gegenüberliegenden Kantenbereich (K₂, K₁) vollständig aufgehoben wird.
  14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Klemmkraft an einem Kantenbereich (K₁, K₂) stärker verändert wird als die Klemmkraft am anderen Kantenbereich (K₂, K₁).
  15. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, daß beide Kraftgeber (3) Proportionalmagneten (14) mit in Abhängigkeit von der Strombeaufschlagung veränderbarer Magnetkraft sind, und daß die Strombeaufschlagung der Proportionalmagneten (14) über Stromregler bis zum Erreichen eines gerade noch zulässigen Walzeneingriff-Längengrenzwerts (Q) in Abhängigkeit von den Positionen der Kanten in den Abtastvorrichtungen, vorzugsweise zwischen 500 mA und 150 mA, moduliert wird.
  16. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß bei Erreichen des Walzeneingriff-Längengrenzwerts (Q) bei einem Warenbahnführer (W₁, W₂) die Strombeaufschlagung des Proportionalmagneten (14) des anderen Warenbahnführers (W₂, W₁) nach einer vorbestimmten ersten Zeitdauer abgeschaltet wird, und daß nach Abschalten der Strombeaufschlagung nach einer zweiten vorbestimmten Zeitdauer ein Warnsignal erzeugt oder die Warenbahn (B) stillgesetzt wird, falls ein unzulässiger Bahnversatz aufrechterhalten bleibt.
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