Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Positionieren von mehreren einen Funktionsträger
führenden Schlitten, die an einer sich quer zur Bahnlaufrichtung erstreckenden
Führung bewegbar gelagert sind, mit einer Transporteinrichtung zum Verstellen der
Schlitten an der Führung und mit Mitteln zum Arretieren der Schlitten an der Führung.
Derartige Vorrichtungen werden zum Beispiel zum Aufteilen von laufenden Materialbahnen
wie Kunststoffolien oder Papierbahnen in Einzelbahnen als Längsschneidevorrichtungen
eingesetzt, wobei die Vorrichtungen eine Reihe von Kreismessern enthalten. Die
Kreismesser sind an Schlitten gelagert, die quer zur Laufrichtung der Bahn verstellt
werden können, um verschiedene Schnittbreiten einzustellen. Die Schlitten mit den
Messern müssen nach dem Verstellen über eine Haltebremse an ihrer neuen Position
festgesetzt werden.
Aus der EP 433 583 B1 ist eine gattungsgemäße Längsschneidevorrichtung bekannt, bei
der die Schlitten an einer sich quer zur Bahnlaufrichtung erstreckenden Führung
verstellbar gelagert sind. Ein umlaufendes Band dient als Transporteinrichtung zum
Verstellen der Schlitten, wobei jeder Schlitten eine Kolben-Zylinder-Einheit zum
Ankuppeln an das Band aufweist. Zum Arretieren eines Schlittens an der Führung dient
ein pneumatisch betätigter Klemmkolben.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Längsschneidevorrichtung der gattungsgemäßen
Art konstruktiv zu vereinfachen, indem weitgehend mechanisch bewegte Teile
und aufwendige Steuerungen vermieden werden.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß parallel zur Führung ein Stahlband angeordnet
ist und jeder Schlitten einen Elektromagneten und eine zugehörige Ankerplatte aufweist,
zwischen denen das Stahlband geführt ist und die durch Magnetkraft gegeneinander
bewegbar sind, um den Schlitten an dem Stahlband festzuklemmen.
Durch das Einklemmen des Stahlbandes zwischen dem Elektromagneten und der
Ankerplatte ergeben sich zwei Reibflächen, die eine ausreichend große Haftkraft
erzeugen, um einen Schlitten ohne jeglichen Versatz durch den Bremsvorgang an der
gewünschten, stufenlos einstellbaren Position zu arretieren und zu halten. Zur Energieversorgung
können preiswerte, flexible Spiralkabel verwendet werden, deren Dehnbarkeit
für den Verstellbereich eines Schlittens ausreicht.
Bei der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung gemäß Patentanspruch 2 erfolgt die
Verstellung der Schlitten motorisch. Als Antriebseinrichtung für die Verstellung dient ein
antreibbares, umlaufendes Stahlband. Jeder Schlitten enthält einen weiteren Elektromagneten
mit einer zugehörigen Ankerplatte, zwischen denen ein Trum des Stahlbandes
verläuft. Beim Einschalten des Elektromagneten wird das Stahlband zwischen diesem
und der zugehörigen Ankerplatte eingeklemmt, so daß der Schlitten an das bewegbare
Stahlband angekuppelt ist.
In der Zeichnung ist ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt, das
nachfolgend näher beschrieben wird.
- Figur 1
- zeigt die Vorderansicht auf eine Vorrichtung zum Positionieren von Schlitten
quer zur Laufrichtung der Materialbahnen mit teilweise geschnittenen Schlitten.
- Figur 2
- zeigt den Schnitt durch eine Vorrichtung zum Positionieren quer zur
Laufrichtung der Materialbahnen mit doppel-T-förmig profiliertem Träger.
- Figur 3
- zeigt einen Schnitt durch eine Vorrichtung zum Positionieren quer zur
Bahnlaufrichtung mit C-förmig profiliertem Träger.
In dem nachträglich beschriebenen Ausführungsbeispiel wird die Vorrichtung zum
Positionieren nach der Erfindung anhand einer Vorrichtung zum Positionieren von
Längsschneidemessern für Materialbahnen aufgezeigt. Mit Hilfe der Längsschneidemesser
werden die Materialbahnen, die zum Beispiel aus Kunststoff, Papier oder Aluminium
bestehen können, in Einzelbahnen aufgeteilt, die anschließend zu Wickelrollen aufgewikkelt
werden.
Andere bevorzugte Einsatzmöglichkeiten an Verarbeitungsmaschinen für bahnförmige
Materialien sind zum Beispiel:
- das Scannen von Materialbahnen,
- das Positionieren einzelner Elemente von segmentierten Kontaktwalzen an der
Wickelrolle. Kontaktwalzen liegen unmittelbar an der Wickelrolle an und dienen dazu
beim Aufwickeln das Einwickeln von Luft in die Wickelrollen zu verhindern. Da die
Maschinen zum Verarbeiten (z. B. Wickeln, Schneiden, Beschichten) von bahnförmigen
Materialien flexibel auf unterschiedliche Breiten einstellbar sind müssen auch die
Kontakt- oder Andrückwalzen auf unterschiedliche Breiten einstellbar sein. Dazu
werden segmentierte Kontaktwalzen eingesetzt. Zur automatischen Einstellung,
Positionierung und Fixierung der Segmente dient dann die erfindungsgemäße Vorrichtung
zum Positionierung der Schlitten, die in diesem Fall die Kontaktwalzensegmente
führen.
In Figur 1 ist die Vorderansicht auf eine Längsschneideeinrichtung 1 dargestellt. Die
Längsschneideeinrichtung 1 besteht aus den Schlitten 2 auf denen jeweils ein Funktionsträger
3 montiert ist, in diesem Beispiel ein Kreismesser. Die Schlitten 2 sind dabei an
Linearführungen 4 befestigt, so dass die Schlitten 2 über die gesamte Bahnbreite
verfahren werden können. Zum Verfahren der Schlitten 2 dient das Förderband 5, das
sich in ein aktives Trum 6 und ein passiver Trum 7 aufteilt und das über einen nicht
dargestellten Motor und Umlenkrollen 8 angetrieben wird. An jedem Schlitten 2 sind
Klemmeinrichtungen in Form von Elektromagneten 9 mit Ankerplatten 10 angeordnet, die
das aktive Trum 6 zwischen sich festklemmen. Zusätzlich ist an jedem Schlitten 2 ein
weiterer Elektromagnet 11 mit einer Ankerplatte 12 befestigt, der die Schlitten 2 auf
einem Halteband 13 fixiert. Zur weiteren Stabilisierung sind an jeder Seite 14, 15 des
Trägers 16 und außerhalb des Verfahrweges der Schlitten 2 mindestens jeweils eine
weitere Einrichtung zum Klemmen 17, 18 angeordnet.
Der Träger 16 reicht über die gesamte Bahnbreite und ist profiliert ausgeführt, bevorzugt
als Doppel-T-Profil oder als ein U-Profil. Es können aber auch andere Profilformen
eingesetzt werden, die eine ausreichende Steifigkeit über die gesamte Bahnbreite
gewährleisten. Ein Vorteil des Doppel-T-Trägers 16, wie in Figur 2 dargestellt, ist der, daß
das aktive Trum 6 und das Halteband 13 in das Innere des Profils des Trägers 16
integriert werden. Gleichzeitig bietet der Doppel-T-Träger 16 eine ausreichende
Montagefläche für die Führungen 4.
In Figur 2 ist ein Querschnitt durch die in Figur 1 dargestellte Längsschneideeinrichtung 1
an der Schnittlinie II-II dargestellt. Der Funktionsträger 3 ist an einem Schlitten 2 montiert,
der wiederum über Linearführungen 4 mit dem Träger 16 verbunden ist. Im Inneren 19
des Profils des Trägers 16 ist das gespannte Halteband 13 und das Förderband 5
angeordnet. Das Förderband 5 teilt sich dabei in ein aktives Trum 6 und ein passives
Trum 7 auf. Ausgehend vom Schlitten 2 reicht jeweils eine Halterung 20, 21 in das Innere
19 des Profils des Trägers 16. An jedem Halter 20, 21 ist jeweils ein Elektromagnet 9, 11
mit einer darzugehörigen bewegbaren Ankerplatte 10, 12 befestigt. Um die Elektromagnete
9, 11 mit Strom zu versorgen, werden Spiralkabel 22 eingesetzt. Dabei stellt die
Stromversorgung mittels eines Spiralkabels 22 lediglich eine Variante dar, es ist ebenso
vorstellbar, alternative Stromversorgungen wie beispielsweise Schleifkontakte zu
verwenden. Die Stromversorgung ist über einen Haltearm 23 am Träger 16 befestigt.
Das aktive Trüm 6 wird zwischen dem Elektromagneten 9 und der Ankerplatte 10 geführt.
Die dargestellte Position zeigt den aktiven Elektromagneten 11, der die Ankerplatte 12
auf das aktive Trum 6 zieht, so daß der Schlitten 2 an das aktive Trum 6 angekuppelt ist.
Der im Bereich des Haltebandes 13 angeordnete Elektromagnet 11 ist ebenfalls aktiv und
zieht die Ankerplatte 12 auf das Halteband 13. Das passive Trum 7 wird über Stützblöcke
24 gegen Durchhängen gesichert.
Der Träger 16 weist einen weiteren inneren Bereich 25 auf, in dem ein Wegmeßsystem
26 zur Bestimmung der Positionen der Funktionsträger angeordnet ist. Hierbei können
natürlich beliebige Wegmeßsysteme 26 auf induktiver, magnetischer oder optoelektronischer
Basis verwendet werden. Das Wegmeßsystem 26 ist über den Schlitten 2 mit dem
Funktionskörper 3 verbunden.
Der Funktionsträger 3 dient bevorzugt als Werkzeughalter. Hieran können Werkzeuge
wie beispielsweise Schneidmesser (Kreismesser, Topfmesser), Blas- oder Absaugdüsen
oder auch Beobachtungskameras, Detektoren oder vergleichbare elektrische oder
mechanische Elemente montiert werden. In den inneren Bereich 25 des Trägers 16
können gleichzeitig weitere individuelle und mitfahrende Funktionen wie Schalter oder
mechanische Stelleinrichtungen zum manuellen Eingriff in die Positionierbewegung
integriert sein.
Den Querschnitt eines C-förmig ausgebildeten Trägers 27 zeigt Figur 3. Der Aufbau
entspricht im Wesentlichen der zuvor beschriebenen Längsschneideeinrichtung 1. Dabei
kann das Wegmeßsystem hier ebenfalls in den inneren Bereich 28, zum Beispiel als
induktives System, eingebaut werden.
Zum Verfahren des Schlittens 2 wird die Ankerplatte 12 des Elektromagneten 11 vom
Halteband 13 gelöst. Der Elektromagnet 9, der im Bereich des aktiven Trums 6 wird
aktiviert und die Ankerplatte 10 auf das aktive Trum 6 herabgezogen, so daß das aktive
Trum 6 eingeklemmt wird und an den Schlitten 2 angekuppelt ist. Nun werden über einen
nicht dargestellten Antrieb die Umlenkrollen 8 angetrieben und der Schlitten 2 wird
verfahren. Es ist somit möglich, jede beliebige Zwischenposition mit den Schlitten 2
anzufahren.
Während des Einsatzes der Werkzeuge oder elektrischen Elemente werden sowohl das
aktive Trum 6 wie auch das Halteband 13 von den Elektromagneten 9, 11 und den
zugehörigen Ankerplatten 10, 12 gehalten. Zusätzlich wird das aktive Trum 6 an jeder
Seite 14, 15 des Trägers 16, 27 und außerhalb des Verstellbereichs der Schlitten 2
separat festgeklemmt. Als Klemmeinrichtungen 17, 18 können ebenfalls Elektromagnete
mit Ankerplatten verwendet werden, es können aber auch pneumatische Klemmen oder
Federdruckbremsen eingesetzt werden. Natürlich können auch beliebige andere
Einrichtungen zum Klemmen eines Förderbandes 5 eingesetzt werden. Als Förderband 5
und Halteband 13 werden vorzugsweise dünne Stahlbänder eingesetzt. Dabei kann das
umlaufende Förderband 5 wie auch das gespannte Stahlband 13 mit einer Haftschicht,
insbesondere mit einer Haftschicht aus Silikon, versehen werden.
Um einer Positonsänderung der Schlitten 2 durch Temperaturschwankungen entgegenzuwirken,
wird das Förderband 5 vorzugsweise aus einem Werkstoff mit einer sehr
geringen Wärmedehnung gefertigt. Als Werkstoffe werden hierbei zum Beispiel Ni-Stähle
mit geringen Anteilen an Mangan, sogenannte Invar-Stähle, eingesetzt. Als Invar-Stähle
werden Stähle bezeichnet, die sich unter Wärmeausdehnung praktisch nicht ausdehnen.
Temperaturschwankungen können umgebungsbedingt aber auch betriebsbedingt sein.
Insbesondere eine längere Beschaltung der Elektromagnete kann zu einer lokalen
Erwärmung des Förderbandes 5 oder auch des Haltebandes 13 führen. Damit diese
lokale Erwärmung keine Ausdehnung der Bänder 5, 13 und somit eine Positionsverschiebung
der Schlitten 2 hervorruft, werden bevorzugt dehnungsarme Werkstoffe verwendet.
Die beschriebenen Funktionsweisen beziehen sich natürlich ebenfalls auf die Möglichkeit
mehrere Schlitten (2) gleichzeitig zu verfahren. So können Schlitten (2) paarweise oder in
Gruppen verfahren werden, was beispielsweise während des Einrichtens der Maschine
notwendig wird.