EP3177554A1 - Bahnführungsvorrichtung und vorrichtung zum verarbeiten einer materialbahn - Google Patents

Bahnführungsvorrichtung und vorrichtung zum verarbeiten einer materialbahn

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EP3177554A1
EP3177554A1 EP15747405.7A EP15747405A EP3177554A1 EP 3177554 A1 EP3177554 A1 EP 3177554A1 EP 15747405 A EP15747405 A EP 15747405A EP 3177554 A1 EP3177554 A1 EP 3177554A1
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EP
European Patent Office
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web
axis
guiding device
web guiding
fixing element
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EP15747405.7A
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Leonhard Kurz Stiftung and Co KG
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Publication of EP3177554B1 publication Critical patent/EP3177554B1/de
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    • B65H—HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL, e.g. SHEETS, WEBS, CABLES
    • B65H23/00—Registering, tensioning, smoothing or guiding webs
    • B65H23/02—Registering, tensioning, smoothing or guiding webs transversely
    • B65H23/032—Controlling transverse register of web
    • B65H23/038—Controlling transverse register of web by rollers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41F—PRINTING MACHINES OR PRESSES
    • B41F21/00—Devices for conveying sheets through printing apparatus or machines
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65H—HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL, e.g. SHEETS, WEBS, CABLES
    • B65H23/00—Registering, tensioning, smoothing or guiding webs
    • B65H23/04—Registering, tensioning, smoothing or guiding webs longitudinally
    • B65H23/16—Registering, tensioning, smoothing or guiding webs longitudinally by weighted or spring-pressed movable bars or rollers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B65H—HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL, e.g. SHEETS, WEBS, CABLES
    • B65H23/00—Registering, tensioning, smoothing or guiding webs
    • B65H23/04—Registering, tensioning, smoothing or guiding webs longitudinally
    • B65H23/26—Registering, tensioning, smoothing or guiding webs longitudinally by transverse stationary or adjustable bars or rollers

Definitions

  • the invention relates to a web guiding device for guiding a
  • Material web in particular a film web
  • a device for processing a material web in particular a film web.
  • the material webs are usually provided on coils, for example
  • Unwinding processing fed via pulleys to the processing position and sometimes rewound.
  • an asymmetric, ie oblique insertion of a material web may also be desirable, for example, to guarantee that an edge region of the material web is under high
  • Material tension - and thus smooth - is to enable in particular a reliable reading of registration marks or the like.
  • the object of the present invention is therefore to provide a web guiding device and a device for processing a material web, by means of which an oblique intake of a material web can be corrected in a simple, cost-effective and reliable manner. This object is achieved by a web guiding device having the features of patent claim 1 and by an apparatus for processing a material web having the features of patent claim 13.
  • Such a web guiding device for guiding a material web comprises a first and a second web
  • Frame element which: are pivotally attached to a first axis in respective first end regions,
  • Fixing element is connected to the first axis.
  • symmetrical web tension of the web i. is designed for not obliquely or asymmetrically incoming material webs, by the second axis and the fixing element is a point of attack for asymmetrically acting forces, as they may arise when obliquely pulling a web of material created.
  • Under axes are understood to mean components that have a
  • Axes may be round in cross-section but also shaped differently, where appropriate, the cross-sectional profile may vary over the longitudinal extent of an axis.
  • Web guide role formed frame around the fixing element.
  • the web guide roller is deflected in the direction of stronger traction. This relieves the side of the material web which is under greater tension and compensates for the asymmetry created by the oblique intake.
  • the web thus leaves the web guide roller straight and with balanced tension.
  • no external control so no external sensor and / or actuator is necessary, but the necessary forces to correct the web run are provided solely by the tension of the material web available.
  • the desired twisting of the web guiding device can already be achieved if the frame elements and / or the second axle are designed to be flexible.
  • the necessary flexibility can be achieved by suitable choice of material and by adjusting the material thickness as a function of tensile forces occurring in a specific processing machine.
  • the frame elements and / or the second axis can be made of one or more elastomeric materials in one piece or in several parts. It is also possible to form only a part of the frame elements and / or the second axis of an elastomeric material, which part then provides the necessary flexibility. For example, only the joints between the frame members and the second axis and / or the joints between the frame members and the web guide roll may be made of an elastomeric or partially elastomeric material Be formed bearing element.
  • the second axis is formed of an elastomeric and therefore twistable material and / or the second axis of twisted or stranded sub-elements of elastomeric and / or non-elastomeric materials is formed.
  • the elasticity of the elastomeric material and / or the proportion of elastomeric materials on the overall construct of the second axis determines their overall Verwind tone and thus allows the adjustment of the flexibility of the web guiding device according to the invention.
  • Such spherical bearings allow a pivoting movement of the web guide roller or the second axis about the respective bearing point and thus allow the distortion of the device, without unnecessary material stresses are introduced into this. This increases the life of such
  • the joint bearings are further designed as a ball bearing.
  • all necessary degrees of freedom are provided with a simple and stable construction of the bearing.
  • the second axis is arranged between the first axis and the web guide roller.
  • the arrangement of the second axis between the other two transverse elements of the device is in cooperation with the fixing element of the desired
  • the second axis is located closer to the first axis than to the web-guiding roller.
  • the fixing element is arranged to be movable on the first axis in the axial direction.
  • Web guide roller and the fixing element are present.
  • the fixing element can be fixed to the first axis by means of a locking element, so that a desired
  • the fixing element is in an operating position of
  • Frame element set on the first axis In this way, the complete compensation of asymmetrical tensile forces described above can be accomplished, so that the material web leaves the web guide roller free of transverse stresses.
  • a central position is meant the distances between the fixing element and the frame elements do not differ by more than 20%, preferably not more than 10%.
  • the fixing element on the second axis is preferred
  • the fixing element is mounted by means of a bearing sleeve on the second axis.
  • a certain sliding of the fixing element is made possible, without leading to tilting or the like.
  • an inner diameter of the bearing sleeve by 5% to 20%, preferably from 10% to 12%, greater than an outer diameter of the second axis.
  • Locking element is adjustable. As a result, it can be influenced how quickly the twisting of the device follows a changed force distribution on the web guide roller, so that possibly occurring vibrations or oscillations of the device can be damped or completely avoided
  • Web guiding device due to asymmetrical tensile forces. Further, it is advantageous if the web guide device is arranged so that the web guide roller of the web guiding device in a
  • Web guide roller is arranged perpendicular to a conveying direction of the material web and in the conveying plane of the material web. In this state, no undesired forces are introduced into the material web by the web guiding device.
  • the device is preferably designed as an embossing device, in particular a hot stamping device, and / or as a printing device.
  • embossing device in particular a hot stamping device
  • printing device a printing device
  • Fig. 1 is a perspective view of a rolling device for a
  • Fig. 2 The unwinding device of Figure 1 in side view.
  • Fig. 3 is a front view of the web guiding device of
  • Unwinding device according to FIG. 1; 4 shows a side view of the web guiding device according to FIG. 3 with symmetrical web feed;
  • FIG. 5 shows a side view of the web guiding device according to FIG. 3 with left-sided asymmetrical web feed
  • Fig. 6 is a side view of the web guiding device according to FIG. 3 in the case of the asymmetric web feeder on the right side.
  • Figures 1 and 2 show the responsible for the web provision part of a device 1 for processing a material web 2.
  • the material web 2 is provided on a spool 21 which is received on a roll 1 1 of the device 1.
  • a plurality of deflection rollers 12, which are arranged fixed to the frame and rotatable on a frame 13 of the device 1 the unwound material web 2 is fed to the processing.
  • Processing device such as a printing or embossing station, is not shown in the figures.
  • the device 1 comprises a
  • Web guiding device 3. This comprises two frame elements 31, 32, which are attached with their respective end portions 31 1, 321 pivotally mounted on a first axis 33.
  • the axis 33 is attached to an end portion 331 on the frame 13 of the device 1 and not rotatable itself.
  • the frame elements 31, 32 are connected to one another via a web guide roller 34, over which the material web 2 is guided during operation of the device 1.
  • a further axis 35 also connects the frame members 31, 32 and extends parallel to the axis 33 and the web guide roller 34. Both the axis 35 and the web guide roller 34 are hinged to the frame members 31, 32 with ball bearings 36. The axis 35 and the web guide roller 34 can thus not only rotate about their respective extension axes, but are also tiltable relative to the frame members 31, 32.
  • the axis 35 is also connected by means of a fixing element 37 with the axis 33.
  • the fixing element 37 consists of two halves 371, 372, which can be fixed by means of screws 373 and 374 against each other and the respective receptacles 375, 376 for the axes 33, 35 have.
  • the axis 35 is received with a sliding sleeve 38 in the fixing member 37, the inner diameter is preferably greater by 5% to 20%, more preferably by 10% to 12% greater than the outer diameter of the shaft 35.
  • 376 and according to the tightening force of the screws 373, 374 can thus also be determined how firmly the fixing element 37 sits on the axes 33, 35.
  • the fixing member 37 can be moved on the axes 33, 35.
  • the figures show the fixing element 37 in a lateral position.
  • the frame elements 31, 32 can pivot about the axis 33 and move relative to their axis Fig. 4 shown balance position are deflected.
  • the axis 35 and the web guide roller 34 can follow this movement and thereby tilted due to their storage by means of the ball bearings 36 obliquely to the axis 33 and thus also obliquely to the original web guide plane.
  • the web guide roller 34 can follow the asymmetrical forces caused by an obliquely inserted material web 3.
  • the web guide roller 34 is thereby further deflected until the on their End regions acting forces are the same again, so no more moment is transferred to the fixing member 37.
  • the faster-running side edge of the material web 2 is braked and accelerates the slower-running side edge of the material web 2.
  • Material web 2 is thus corrected and the material web 2 runs evenly through the device 1.
  • the web guide roller 34 returns to the neutral position shown in FIG. 4 and remains in this, as long as the web 2 continues to run straight.

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Bahnführungsvorrichtung (3) zum Führen einer Materialbahn (2), insbesondere einer Folienbahn, mit einem ersten und einem zweiten Rahmenelement (31, 32), welche - in jeweiligen ersten Endbereichen (311, 321) schwenkbar an einer ersten Achse (33) angelagert sind, - in jeweiligen zweiten Endbereichen (321, 322) über eine drehbar gelagerte Bahnführungsrolle (34) verbunden sind und - über eine zweite Achse (35) verbunden sind, welche mittels eines Fixierungselements (37) mit der ersten Achse (33) verbunden ist.

Description

Bahnführungsvorrichtung und Vorrichtung zum Verarbeiten einer
Materialbahn
Die Erfindung betrifft eine Bahnführungsvorrichtung zum Führen einer
Materialbahn, insbesondere einer Folienbahn, sowie eine Vorrichtung zum Verarbeiten einer Materialbahn, insbesondere einer Folienbahn.
Beim Verarbeiten von Materialbahnen, wie beispielsweise Folienbahnen oder Papierbahnen, in Prägevorrichtung, Druckvorrichtungen oder dergleichen werden die Materialbahnen in der Regel auf Spulen bereitgestellt, zur
Verarbeitung abgespult, über Umlenkrollen der Verarbeitungsposition zugeführt und manchmal anschließend wieder aufgewickelt.
Wird die Materialbahn beim Bereitstellen einer neuen Spule schräg bzw.
unsymmetrisch eingezogen, wirken dabei unterschiedliche Zugkräfte auf gegenüberliegende Randbereiche der Materialbahn, was zu einem Knicken, Auffalten oder Reißen der Materialbahn führen kann. In manchen Fällen kann ein asymmetrischer, also schräger Einzug einer Materialbahn jedoch auch wünschenswert sein, beispielsweise um zu garantieren, dass ein Randbereich der Materialbahn unter hoher
Materialspannung - und damit glatt - liegt, um insbesondere ein zuverlässiges Ablesen von Passermarken oder dergleichen zu ermöglichen.
Unabhängig davon, ob ein asymmetrischer Einzug der Materialbahn gezielt oder unerwünscht erfolgt, ist es notwendig, eine solche Asymmetrie so früh wie möglich wieder zu korrigieren, um die oben genannten Defekte zu vermeiden.
Es ist bekannt, zum Ausgleich eines schrägen Einzugs Bahnführungsrollen mit integriertem Differenzialgetriebe zu verwenden. Auch eine Detektion eines schrägen Einzugs und eine aktive Korrektur der Bahnführung durch aktive Stellmittel, beispielsweise pneumatische, hydraulische oder elektrische
Stellzylinder oder dergleichen, sind bekannt. Solche Vorrichtungen sind jedoch aufwändig, teuer in der Anschaffung und anfällig für Störungen.
Zum Ausgleich symmetrischer Bahnspannungen, wie sie auch bei geradem Einzug der Bahn, beispielsweise aufgrund einer Unrundheit der Spule auftreten können, sind ferner so genannte Tänzer bekannt. Diese schwingen unter wechselnder Zugspannung der Bahn senkrecht zu deren Erstreckungsrichtung und gleichen damit die Zugspannung wieder aus. Zum Ausgleich eines schrägen Einzugs sind sie jedoch nicht geeignet. Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Bahnführungsvorrichtung sowie eine Vorrichtung zum Verarbeiten einer Materialbahn bereitzustellen, durch die ein schräger Einzug einer Materialbahn auf einfache, kostengünstige und zuverlässige Weise korrigierbar ist. Diese Aufgabe wird durch eine Bahnführungsvorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 sowie durch eine Vorrichtung zum Verarbeiten einer Materialbahn mit den Merkmalen des Patentanspruchs 13 gelöst.
Eine derartige Bahnführungsvorrichtung zum Führen einer Materialbahn, insbesondere einer Folienbahn, umfasst ein erstes und ein zweites
Rahmenelement, welche: - in jeweiligen ersten Endbereichen schwenkbar an einer ersten Achse angelagert sind,
in jeweiligen zweiten Endbereichen über eine drehbar gelagerte
Bahnführungsrolle verbunden sind und
über eine zweite Achse verbunden sind, welche mittels eines
Fixierungselements mit der ersten Achse verbunden ist.
Im Vergleich zu einem üblichen Tänzer, der lediglich zum Ausgleich
symmetrischer Bahnspannungen der Materialbahn, d.h. für nicht schräg bzw. unsymmetrisch einlaufende Materialbahnen ausgelegt ist, wird durch die zweite Achse und das Fixierungselement ein Angriffspunkt für asymmetrisch wirkende Kräfte, wie sie beim schrägen Einzug einer Materialbahn entstehen können, geschaffen. Unter Achsen werden dabei Bauteile verstanden, die eine
Rotationsbewegung anderer Bauteile stützen können. Achsen können im Querschnitt rund aber auch anders geformt sein, wobei gegebenenfalls das Querschnittsprofil auch über die Längserstreckung einer Achse variieren kann.
Wirkt auf die einer Seitenkante der Materialbahn zugewandte Seite der
Bahnführungsrolle einer stärkere Zugkraft als auf die gegenüberliegende Seite, so entsteht ein Moment um das Fixierungselement. Dies führt zu einer
Verwindung des aus den Achsen, den Rahmenelementen und der
Bahnführungsrolle gebildeten Rahmens um das Fixierungselement. Hierdurch wird die Bahnführungsrolle in die Richtung der stärkeren Zugkraft ausgelenkt. Damit wird die unter stärkerer Zugspannung stehende Seite der Materialbahn entlastet und die durch den schrägen Einzug entstandene Asymmetrie ausgeglichen.
Die Materialbahn verlässt die Bahnführungsrolle damit gerade und mit ausgeglichener Zugspannung. Hierzu ist keine externe Steuerung, also kein externes Sensor- und/oder Stellglied notwendig, sondern die nötigen Kräfte zur Korrektur des Bahnlaufes werden allein von der Zugspannung der Materialbahn zur Verfügung gestellt. Die erwünschte Verwindung der Bahnführungsvorrichtung kann bereits erreicht werden, wenn die Rahmenelemente und/oder die zweite Achse flexibel ausgelegt sind. Die notwendige Flexibilität kann durch geeignete Materialwahl und durch Einstellung der Materialstärke in Abhängigkeit von in einer konkreten Verarbeitungsmaschine auftretenden Zugkräften erfolgen.
Beispielsweise können die Rahmenelemente und/oder die zweite Achse dafür aus einem oder mehreren elastomeren Werkstoffen einstückig oder mehrteilig ausgebildet sein. Es ist auch möglich, nur einen Teil der Rahmenelemente und/oder der zweiten Achse aus einem elastomeren Werkstoff auszubilden, welcher Teil dann die notwendige Flexibilität bereitstellt. Beispielsweise können nur die Verbindungsstellen zwischen den Rahmenelementen und der zweiten Achse und/oder die die Verbindungsstellen zwischen den Rahmenelementen und der Bahnführungsrolle aus einem elastomeren oder teilelastomeren Lagerelement ausgebildet sein. Ebenso ist es möglich, dass nur die zweite Achse aus einem elastomeren und damit in sich verwindbaren Werkstoff ausgebildet ist und/oder die zweite Achse aus verdrillten oder verseilten Teilelementen aus elastomeren und/oder nicht-elastomeren Werkstoffen ausgebildet ist. Die Elastizität des elastomeren Werkstoffs und/oder der Anteil der elastomeren Werkstoffe am Gesamtkonstrukt der zweiten Achse bestimmt dabei deren insgesamte Verwindbarkeit und erlaubt damit die Einstellung der Flexibilität der erfindungsgemäßen Bahnführungsvorrichtung. Es ist alternativ jedoch zweckmäßig, wenn die Bahnführungsrolle und/oder die zweite Achse mittels Gelenklagern an den Rahmenelementen angelagert sind.
Solche Gelenklager erlauben eine Schwenkbewegung der Bahnführungsrolle bzw. der zweiten Achse um den jeweiligen Lagerpunkt und ermöglichen damit die Verwindung der Vorrichtung, ohne dass unnötige Materialspannungen in diese eingebracht werden. Dies erhöht die Lebensdauer einer solchen
Vorrichtung.
Vorzugsweise sind ferner die Gelenklager als Gelenk-Kugellager ausgebildet. Damit werden bei einfachem und stabilem Aufbau der Lager alle notwendigen Freiheitsgrade bereitgestellt.
Es ist weiter vorteilhaft, wenn die zweite Achse zwischen der ersten Achse und der Bahnführungsrolle angeordnet ist. Durch die Anordnung der zweiten Achse zwischen den beiden anderen querverlaufenden Elementen der Vorrichtung wird im Zusammenwirken mit dem Fixierungselement der gewünschte
Kraftangriffspunkt geschaffen. Dabei ist es insbesondere zweckmäßig, wenn ein Verhältnis zwischen dem Abstand der zweiten Achse zur ersten Achse und dem Abstand der zweiten Achse zur Bahnführungsrolle von 1 :3 bis 1 :10, bevorzugt 1 :4 bis 1 :7, besonders bevorzugt von 1 :5 bis 1 :6, beträgt.
Vorzugsweise ist die zweite Achse näher zu der ersten Achse angeordnet als zu der Bahnführungsrolle.
Es ist ferner vorteilhaft, wenn das Fixierungselement an der ersten Achse in Achsrichtung beweglich angeordnet ist. Der oben beschriebene
Zugkraftausgleich erfolgt insbesondere bei mittiger Positionierung des
Fixierungselements bezüglich der ersten und der zweiten Achse symmetrisch.
Wird das Fixierungselement aus der Mittenlage verschoben, so kann, falls gewünscht, eine definierte Asymmetrie der Zugkräfte auf die
gegenüberliegenden Seiten der Folienbahn eingestellt werden, da in diesem
Fall unterschiedliche Hebelwege zwischen den gegenüberliegenden Seiten der
Bahnführungsrolle und dem Fixierungselement vorliegen.
Dabei ist es zweckmäßig, wenn das Fixierungselement an der ersten Achse mittels eines Feststellelements festlegbar ist, so dass eine gewünschte
Einstellung des Fixierungselements gesichert werden kann.
Bevorzugt wird das Fixierungselement in einer Betriebsstellung der
Bahnführungsvorrichtung mittig zwischen dem ersten und dem zweiten
Rahmenelement an der ersten Achse festgelegt. Auf diese Weise kann der eingangs beschriebene vollständige Ausgleich asymmetrischer Zugkräfte bewerkstelligt werden, so dass die Materialbahn die Bahnführungsrolle frei von Querspannungen verlässt. Unter einer mittigen Position wird dabei verstanden, dass die Abstände zwischen dem Fixierungselement und den Rahmenelementen sich um nicht mehr als 20 %, bevorzugt um nicht mehr als 10 % unterscheiden. Bevorzugt ist weiterhin das Fixierungselement an der zweiten Achse
schwimmend gelagert. Auch dies erleichtert das gewünschte Verwinden der Vorrichtung, ohne dass deren Materialien übermäßig beansprucht werden.
Dabei ist es insbesondere zweckmäßig, wenn das Fixierungselement mittels einer Lagerhülse an der zweiten Achse gelagert ist. So wird ein gewisses Gleiten des Fixierungselements ermöglicht, ohne dass es zu Verkantungen oder dergleichen kommt.
Vorzugsweise ist ein Innendurchmesser der Lagerhülse um 5 % bis 20 %, bevorzugt von 10 % bis 12 %, größer als ein Außendurchmesser der zweiten Achse. Damit kann der Bewegungsspielraum der Lagerhülse und damit die Leichtigkeit der Verwindung der Vorrichtung eingestellt werden.
Es ist dabei ferner zweckmäßig, wenn ein Gleitwiderstand zwischen dem Fixierungselement und der zweiten Achse mittels eines weiteren
Feststellelements einstellbar ist. Dadurch kann beeinflusst werden, wie schnell die Verwindung der Vorrichtung einer geänderten Kraftverteilung an der Bahnführungsrolle folgt, so dass gegebenenfalls auftretende Vibrationen oder Schwingungen der Vorrichtung gedämpft oder ganz vermieden werden können
Bei einer Vorrichtung zum Verarbeiten einer Materialbahn mittels einer
Bahnführungsvorrichtung der beschriebenen Art ist es zweckmäßig, wenn die erste Achse der Bahnführungsvorrichtung gestellfest an der Vorrichtung festgelegt ist. Dies ermöglicht die erwünschte Relativbewegung der
Bahnführungsrolle zur Materialbahn bei einer Verwindung der
Bahnführungsvorrichtung aufgrund asymmetrischer Zugkräfte. Ferner ist es vorteilhaft, wenn die Bahnführungsvorrichtung so angeordnet ist, dass die Bahnführungsrolle der Bahnführungsvorrichtung in einem
Ruhezustand und/oder bei symmetrischer Kraftbeaufschlagung der
Bahnführungsrolle senkrecht zu einer Förderrichtung der Materialbahn und in der Förderebene der Materialbahn angeordnet ist. In diesem Zustand werden damit von der Bahnführungsvorrichtung keine unerwünschten Kräfte in die Materialbahn eingebracht.
Bevorzugt ist dabei die Vorrichtung als Prägevorrichtung, insbesondere Heißprägevorrichtung, und/oder als Druckvorrichtung ausgebildet. Die beschriebenen Prinzipien sind jedoch auf alle Arten von Vorrichtungen anwendbar, bei denen Materialbahnen verarbeitet werden.
Die Erfindung wird nun anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen
Fig. 1 Eine perspektivische Ansicht einer Abrollvorrichtung für eine
Materialbahn mit einem Ausführungsbeispiel einer Bahnführungsvorrichtung zum Ausgleich eines schrägen
Bahneinzugs;
Fig. 2 Die Abrollvorrichtung nach Fig. 1 in Seitenansicht;
Fig. 3 Eine Vorderansicht der Bahnführungsvorrichtung der
Abrollvorrichtung gemäß Fig. 1 ; Fig. 4 Eine Seitenansicht der Bahnführungsvorrichtung gemäß Fig. 3 bei symmetrischem Bahneinzug;
Fig. 5 Eine Seitenansicht der Bahnführungsvorrichtung gemäß Fig. 3 bei linksseitig asymmetrischem Bahneinzug; Fig. 6 Eine Seitenansicht der Bahnführungsvorrichtung gemäß Fig. 3 bei rechtsseitig asymmetrischem Bahneinzug.
Die Figuren 1 und 2 zeigen den für die Bahnbereitstellung zuständigen Teil einer Vorrichtung 1 zum Verarbeiten einer Materialbahn 2. Die Materialbahn 2 wird auf einer Spule 21 bereitgestellt, die auf einer Rolle 1 1 der Vorrichtung 1 aufgenommen wird. Über eine Mehrzahl von Umlenkrollen 12, die gestellfest und drehbar an einem Rahmen 13 der Vorrichtung 1 angeordnet sind, wird die abgespulte Materialbahn 2 der Verarbeitung zugeführt. Die eigentliche
Verarbeitungseinrichtung, beispielsweise eine Druck- oder Prägestation, ist in den Figuren nicht dargestellt.
Wird beim Einlegen einer neuen Spule 21 die Materialbahn schräg eingeführt, so resultieren beim Einziehen der Materialbahn 2 unterschiedliche Zugkräfte an deren gegenüberliegenden Seiten 22, 23. Dies kann zu Bahnrissen führen, die einen Stillstand der Vorrichtung 1 notwendig machen.
Um dies zu verhindern, umfasst die Vorrichtung 1 eine
Bahnführungsvorrichtung 3. Diese umfasst zwei Rahmenelemente 31 , 32, die mit ihren jeweiligen Endbereichen 31 1 , 321 schwenkbar an einer ersten Achse 33 angelagert sind. Die Achse 33 ist mit einem Endbereich 331 am Rahmen 13 der Vorrichtung 1 befestigt und selbst nicht drehbar. An den gegenüberliegenden Endbereichen 312, 322 sind die Rahmenelemente 31 , 32 über eine Bahnführungsrolle 34 miteinander verbunden, über die im Betrieb der Vorrichtung 1 die Materialbahn 2 geführt wird. Eine weitere Achse 35 verbindet ebenfalls die Rahmenelemente 31 , 32 und verläuft parallel zur Achse 33 und zur Bahnführungsrolle 34. Sowohl die Achse 35 als auch die Bahnführungsrolle 34 sind mit Gelenkkugellagern 36 an den Rahmenelementen 31 , 32 angelenkt. Die Achse 35 und die Bahnführungsrolle 34 können somit nicht nur um ihre jeweiligen Erstreckungsachsen rotieren, sondern sind auch gegenüber den Rahmenelementen 31 , 32 verkippbar.
Die Achse 35 ist zudem mittels eines Fixierelements 37 mit der Achse 33 verbunden. Das Fixierelement 37 besteht aus zwei Hälften 371 , 372, die mittels Schrauben 373 und 374 gegeneinander fixiert werden können und die jeweilige Aufnahmen 375, 376 für die Achsen 33, 35 aufweisen. Die Achse 35 ist dabei mit einer gleitenden Hülse 38 im Fixierelement 37 aufgenommen, deren Innendurchmesser bevorzugt um 5 % bis 20 %, besonders bevorzugt um 10 % bis 12 % größer ist als der Außendurchmesser der Achse 35. Je nach Spiel der Aufnahmen 375, 376 und nach Anzugskraft der Schrauben 373, 374 kann damit auch festgelegt werden, wie fest das Fixierelement 37 auf den Achsen 33, 35 sitzt.
Werden die Schrauben 373, 374 gelockert, so kann das Fixierelement 37 auf den Achsen 33, 35 verschoben werden. Die Figuren zeigen das Fixierelement 37 in einer seitlichen Position. Im Betrieb der Vorrichtung 1 ist es zweckmäßig, das Fixierelement 37 mittig auf den Achsen 33, 35 zu positionieren, so dass die jeweiligen Abstände des Fixierelements zu den Rahmenelementen 31 , 32 im Wesentlichen gleich sind und bevorzugt nicht mehr als 20 %, besonders bevorzugt um nicht mehr als 10 % voneinander abweichen. So wird die gewünschte symmetrische Ausrichtung der Bahnführungsrolle 34 zur
Materialbahn 2 sichergestellt.
Wird die Materialbahn 2 schräg in die Vorrichtung 1 eingelegt, so sind die Zugkräfte, die auf die Materialbahn 2 einwirken, nicht symmetrisch. Zugkraft und Bahngeschwindigkeit unterscheiden sich daher für die beiden Seiten 22, 23 der Materialbahn.
Sobald die Materialbahn 2 über die Bahnführungsrolle 34 geführt wird, wirken damit auch unterschiedliche Kräfte auf die gegenüberliegenden Seiten der Bahnführungsrolle 34. Die Rahmenelemente und die zweite Achse können nun als Hebel wirken, die diese Kräfte auf das Fixierungselement 37 übertragen. Hieraus resultiert ein Drehmoment um das Fixierungselement 37.
Da die erste Achse 33 mit dem Endbereich 331 gestellfest montiert ist, kommt es dadurch zu keiner Bewegung der Achse 33 selbst. Wie in den Figuren 5 und 6 ersichtlich, können jedoch die Rahmenelemente 31 , 32 um die Achse 33 schwenken und relativ zu ihrer in Fig. 4 gezeigten Gleichgewichtsposition ausgelenkt werden. Die Achse 35 und die Bahnführungsrolle 34 können dieser Bewegung folgen und aufgrund ihrer Lagerung mittels der Gelenkkugellager 36 dadurch schräg zur Achse 33 und somit auch schräg zur ursprünglichen Bahnführungsebene gekippt werden.
Mit anderen Worten kann also die Bahnführungsrolle 34 den durch eine schräg eingelegte Materialbahn 3 verursachten asymmetrischen Kräften folgen. Die Bahnführungsrolle 34 wird dabei solange weiter ausgelenkt, bis die auf ihre Endbereiche einwirkenden Kräfte wieder gleich sind, also kein Moment mehr auf das Fixierelement 37 übertragen wird. Hierdurch wird die schneller laufende Seitenkante der Materialbahn 2 abgebremst und die langsamer laufende Seitenkante der Materialbahn 2 beschleunigt. Der schräge Einzug der
Materialbahn 2 wird somit korrigiert und die Materialbahn 2 läuft gleichmäßig durch die Vorrichtung 1 . Im Zuge dieser Korrektur kehrt die Bahnführungsrolle 34 wieder in die Fig. 4 gezeigte neutrale Position zurück und verbleibt in dieser, solange die Materialbahn 2 weiter gerade läuft.
Insgesamt kann so eine einfache Korrektur eines schrägen Bahneinzugs erzielt werden, die keinerlei aktive Stell- oder Sensoreinrichtungen benötigt. Die Vorrichtung ist damit besonders kostengünstig und ausfallsicher.
Bezugszeichenliste
1 Vorrichtung
1 1 Rolle
12 Umlenkrolle
13 Rahmen
2 Materialbahn
21 Spule
22 Seitenkante
23 Seitenkante
3 Bahnführungsvorrichtung
31 Rahmenelement
31 1 Endbereich
312 Endbereich
32 Rahmenelement
321 Endbereich
322 Endbereich
33 erste Achse
331 Endbereich
34 Bahnführungsrolle
35 zweite Achse
36 Gelenkkugellager
37 Fixierelement
371 Hälfte
372 Hälfte
373 Schraube
374 Schraube
375 Aufnahme Aufnahme Hülse

Claims

A n s p r ü c h e
Bahnführungsvorrichtung (3) zum Führen einer Materialbahn (2), insbesondere einer Folienbahn, mit einem ersten und einem zweiten Rahmenelement (31 , 32), welche
- in jeweiligen ersten Endbereichen (31 1 , 321 ) schwenkbar an einer ersten Achse (33) angelagert sind,
- in jeweiligen zweiten Endbereichen (321 , 322) über eine drehbar gelagerte Bahnführungsrolle (34) verbunden sind und
- über eine zweite Achse (35) verbunden sind, welche mittels eines Fixierungselements (37) mit der ersten Achse (33) verbunden ist.
Bahnführungsvorrichtung (3) nach Anspruch 1 ,
dad u rch geken nzeich net,
dass die Bahnführungsrolle (34) und/oder die zweite Achse (35) mittels Gelenklagern (36) an den Rahmenelementen (31 , 32) angelagert sind. 3. Bahnführungsvorrichtung (3) nach Anspruch 2,
dad u rch geken nzeich net,
dass die Gelenklager (36) als Gelenk-Kugellager ausgebildet sind. Bahnführungsvorrichtung (3) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dad u rch geken nzeich net,
dass die zweite Achse (35) zwischen der ersten Achse (33) und Bahnführungsrolle (34) angeordnet ist.
5. Bahnführungsvorrichtung (3) nach Anspruch 4,
dad u rch geken nzeich net,
dass ein Verhältnis zwischen dem Abstand der zweiten Achse (35) zur ersten Achse (33) und dem Abstand der zweiten Achse (35) zur
Bahnführungsrolle (34) von 1 :3 bis 1 :10, bevorzugt von 1 :4 bis 1 :7, besonders bevorzugt von 1 :5 bis 1 :6 beträgt.
Bahnführungsvorrichtung (3) nach einem der vorhergehenden
Ansprüche,
dad u rch geken nzeich net,
dass das Fixierungselement (37) an der ersten Achse (33) in
Achsrichtung beweglich angeordnet ist.
Bahnführungsvorrichtung (3) nach Anspruch 6,
dad u rch geken nzeich net,
dass das Fixierungselement (37) an der ersten Achse (33) mittels eines Feststellelements (374) festlegbar ist. 8. Bahnführungsvorrichtung (3) nach Anspruch 7,
dad u rch geken nzeich net,
dass das Fixierungselement (37) in einer Betriebsstellung der Bahnführungsvorrichtung (3) mittig zwischen dem ersten (31 ) und dem zweiten Rahmenelement (32) an der ersten Achse (33) festgelegt ist.
Bahnführungsvorrichtung (3) nach einem der vorhergehenden
Ansprüche,
dad u rch geken nzeich net,
dass das Fixierungselement (37) an der zweiten Achse (35)
schwimmend gelagert ist. 10. Bahnführungsvorrichtung (3) nach Anspruch 9,
dad u rch geken nzeich net,
dass das Fixierungselement (37) mittels einer Lagerhülse (38) an der zweiten Achse (35) gelagert ist.
Bahnführungsvorrichtung (3) nach Anspruch 10,
dad u rch geken nzeich net,
dass ein Innendurchmesser der Lagerhülse (38) um 5 % bis 20 %, bevorzugt von 10 % bis 12 %, größer ist als ein Außendurchmesser der zweiten Achse (35).
Bahnführungsvorrichtung (3) nach einem der Ansprüche 9 bis 1 1 , dad u rch geken nzeich net,
dass ein Gleitwiderstand zwischen dem Fixierungselement (37) und der zweiten Achse (35) mittels eines weiteren Feststellelements (373) einstellbar ist. Vornchtung (1 ) zum Verarbeiten einer Materialbahn (2), insbesondere einer Folienbahn, mit einer Bahnführungsvorrichtung (3) nach einem der Ansprüche 1 bis 12.
Vorrichtung (1 ) nach Anspruch 13,
dad u rch geken nzeich net,
dass die erste Achse (33) der Bahnführungsvorrichtung (3) gestellfest an der Vorrichtung (1 ) festgelegt ist.
Vorrichtung (1 ) nach Anspruch 13 oder 14,
dad u rch geken nzeich net,
dass die Bahnführungsvorrichtung (3) so angeordnet ist, dass die Bahnführungsrolle (34) der Bahnführungsvorrichtung (3) in einem Ruhezustand und/oder bei symmetrischer Kraftbeaufschlagung der Bahnführungsrolle (34) senkrecht zu einer Förderrichtung der
Materialbahn (2) und in der Förderebene der Materialbahn (2) angeordnet ist.
Vorrichtung (1 ) nach einem der Ansprüche 13 bis 15,
dad u rch geken nzeich net,
dass die Vorrichtung (1 ) als Prägevorrichtung, insbesondere
Heißprägevorrichtung, und/oder als Druckvorrichtung ausgebildet
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