DE2502569B2 - Bandzugregelvorrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Bandzugregelvorrichtung mit einer an der Koppel eines in der Nullstellung trapezförmigen Gelenkvierecks gelagerten Tänzerwalze, wobei die Tänzerwalze über eine Regeleinrichtung auf einen oder mehrere Bandörderantrieb(e) wirkt.

Die Verwendung von Pendel- oder Tänzerwalzen zur Bandzug- und Geschwindigkeitsregelung beim Durchlauf eines Bandes durch eine Bearbeitungsanlage, wobei dann durch die Pendel- oder Tänzerwalzen die verschiedenen Antriebe des Bandes geregelt werden, ist bekannt. Prinzipiell unterscheidet man rotatorische Systeme, die überwiegend als Pendelwalzen ausgeführt sind und translatorische Systeme, bei denen überwiegend geradlinige Führungen angewendet werden.

In der DE-OS 17 74 689 wird eine kombinierte Bandlauf- und Bandzugregeleinrichtung gezeigt, bei der eine Bandsteuerrolle, die die Bandschlinge bildet, in einer Ebene als Pendelwalze wirkt und in der senkrecht dazu stehenden Ebene mittels eines Gelenkvierecks die Funktion einer Bandlenkvorrichtung übernimmt. Als Bandzugregelvorrichtung wird die Bandsteuerrolle auf einer Kreisbahn um den Anlenkpunkt auf der Basis geführt.

In der DE-AS 19 38 814 ist eine Spannungsprüfrolle beschrieben, die an einer endlosen Kette geradlinig geführt wird. Die translatorische Bewegung der Rolle wird in eine pneumatische Regelgröße umgewandelt, so daß bei einer bestimmten Stellung der Rolle eine zugeordnete Wirkung auf zwei Bremsen ausgeübt wird.

Die beschriebenen Vorrichtungen weisen unter anderem folgende Nachteile auf:

Bei der rotatorischen Pendelwalze ändert sich der Bandzug, wenn dieser zum Teil oder ausschließlich durch das Gewicht des Systems erzeugt wird. Zur Speicherung größerer Bandlängen im Regelbereich werden lange Pendelarme benötigt. Die Zuordnung von gespeicherter Bandlänge zur Winkelstellung des Armes ist nicht direkt proportional.

Bei der translatorischen Vorrichtung sind Geradführungen erforderlich, die meistens mit mehr Reibung behaftet sind als rotatorische Vorrichtungen. Die dadurch entstehenden Bandzugschwankungen bei einer Bewegungsumkehr des Systems machen diese Vorrichtung für Veredelungsanlagen, in denen das Arbeitsergebnis von der Konstanz des Bandzuges abhängt, oft unbrauchbar.

Bei beiden Vorrichtungen ist es nicht möglich, mittels einer in horizontaler Linie verlaufenden Bandeinzugsvorrichtung, das Band durch die Bandzugregeleinrichtung hindurchzuführen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Bandzugregeleinrichtung zu finden, welche die obengenannten Nachteile vermeidet und auch zur Bandzugregulierung bei Verwendung zugempfindlichen Materials eingesetzt werden kann.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß die Tänzerwalze in der Bewegungsebene und senkrecht zur Bewegungsrichtung der Koppel auf der geradlinigen Verlängerung ihrer Gelenkpunkte gelagert ist, wobei die an den Schwingen angelenkte Koppel mit diesen jeweils einen rechten Winkel bildet und wobei die Geometrie des Gelenkvierecks derart ausgelegt ist, daß bei einer Bewegung des Gelenkvierecks im Regelbereich die Tänzerwalze im wesentlichen geradlinig beweglich ist.

Die im wesentlichen geradlinige Bewegung der Tänzerwalze ergibt sich dadurch, daß bei paralleler Stellung der ungleich langen Schwingen, die die Nullstellung im Regelbereich darstellen, der Momentanpol der Koppel im Unendlichen liegt und beim Durchfahren dieser Stellung von + oo nach — <» springt.

jo Vom Verhältnis der Schwingenlängen zueinander wird die Lage des Punktes auf der Koppel bestimmt, der als Mittelpunkt einer Tänzerwalze eine im wesentlichen geradlinige Bewegung ausführt. Dabei gilt: Je mehr sich das Verhältnis der Schwingenlängen zueinander der Zahl 1 nähert, desto weiter wird der Mittelpunkt der Walze auf der geradlinigen Verlängerung der Koppel vom Gelenkviereck weg verschoben. Die Verlängerung der Koppel erfolgt stets durch geradlinige Verbindung der Koppelgelenkpunkte über den Gelenkpunkt der längeren Schwinge hinaus. Das Gelenkviereck kann als Doppelschwinge ausgebildet sein.

Die Bandzugregelfunktion wird dadurch erreicht, daß in an sich bekannter Weise die Tänzerwalze eine Bandschlaufe zwischen zwei ortsfesten Walzen zieht und sich zwischen dem Bandzug und der von der Bandzugregeleinrichtung ausgeübten Kraft ein Gleichgewicht einstellt. Die Bandschlaufe dient dabei als Bandspeicher, der in der Nullstellung der Bandzugregelvorrichtung vorzugsweise zu 50% gefüllt ist. Bei Bandlängen- und Bandgeschwindigkeitsänderungen bewegt sich die Tänzerwalze aus ihrer Nullstellung, wirkt dabei über eine Regeleinrichtung auf einen oder mehrere Bandförderantriebe derart und solange ein, bis sie sich wieder in der Nullstellung befindet. Hierdurch ist erreicht, daß der Bandzug praktisch konstant gehalten wird.

In an sich bekannter Weise wird die Schwenkbewegung einer Schwinge mittels eines Drehwinkelgebers an einem Gelenkpunkt an der Basis erfaßt. Hierzu kann ein Drehpotentiometer verwendet werden, so daß jeder Winkelstellung ein elektrischer Spannungsabfall zugeordnet ist. Zur Erlangung einer besseren Auflösung des Meßwertes kann diesem Drehwinkelgeber noch ein mechanisches Übersetzungsgetriebe vorgeschaltet sein.

b5 Ebenso sind aber auch induktive, kapazitive, pneumatische, hydraulische oder mechanische, auf ein Verstellgetriebe wirkende Drehwinkelgeber denkbar. Der Drehwinkelgeber wirkt auf den Regler eines Bandför-

derantriebes.

Durch die Anwendung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ergeben sich folgende Vorteile:

Das Band kann in die Bearbeitungsanlage mittels einer Bandeinziehvorrichtung durch die Bandzugregeleinrichtung hindurch eingezogen werden, da zur Führung der Tänzerwalze ein Gelenkviereck dient und das Gelenkviereck mit der auf der verlängerten Koppel angeordneten Tänzerwalze auf eine Seite der Bahn der Bandeinziehvorrichtung geschwenkt werden kann. Der Verlauf der Bandeinziehvorrichtung wird nicht durch Führungssysteme behindert. Nach erfolgtem Bandeinzug taucht die Tänzerwalze zwischen zwei Leitwalzen ein und zieht eine Bandschleife, deren Längenänderung die Tänzerwalze bewegt und damit auf den Drehwinkelgeber wirkt

Ein weiterer Vorteil ergibt sich daraus, daß die Reibung in den Drehgelenken durch Wälzlagerungen in bekannter Weise klein gehalten werden kar.n.

Das dynamische Verhalten des rotatorischen Systems ist günstiger als das des translatorischen Systems, wobei die erfindungsgemäße Vorrichtung in ihrem Bewegungsablauf alle Vorteile einer geradlinig translatorischen Tänzerwalze aufweist. Dies beruht darauf, daß die Massenkräfte der Schwingen nur zum Teil als dynamische Belastung in den Bandzug eingehen. Weiterhin ergeben sich durch die Konzeption der erfindungsgemäßen Vorrichtung erhebliche konstruktive Vorteile: Zur Entlastung der auf den Bahnzug wirkenden Gewichtskraft des Systems kann in an sich bekannter Weise sehr einfach ein reibungsarmer Membranzylinder an einer Schwinge angelenkt werden. Dadurch können Bandzüge in der Nähe der Nullgrenze gefahren werden.

Die Zuordnung der Winkelstellung der längeren Schwinge zur gespeicherten Bandlänge ist in größerem Maße proportional als bei einfachen Pendelwalzen.

In an sich bekannter Weise kann an einer Schwinge, z. B. an der der Tänzerwalze benachbarten Schwinge, ein Schubglied angelenkt sein. Das Schubglied kann dabei als pneumatisch oder hydraulisch beaufschlagter Zylinder ausgebildet sein. Er dient zum Einstellen des Sollbandzuges und gegebenenfalls zum Herausschwenken der Tänzerwalze aus dem Regelbereich.

Es hat sich als besonders günstig erwiesen, die Tänzerwalze zwischen den Koppeln zweier kongruenter Gelenkvierecke anzuordnen. Die beiden Gelenkvierecke können dabei zusätzlich starr miteinander verbunden werden.

Zweckmäßig wird die Regelwirkung des Drehwinkelgebers während der Einziehstellung des Gelenkvierecks ausgeschaltet und selbsttätig beim Eintauchen zwischen die Leitwalzen eingeschaltet.

In einer weiteren Ausführungsform wird die Bandeinziehvorrichtung verriegelt, solange sich die Tänzerwalze auf der Regelseite der Bahn der Bandeinziehvorrichtung befindet. In einer besonderen Ausführungsform wird die Tänzerwalze beim schnellen Absinken der Bandspannung, z. ß. beim Bandriß, durch Stoßdämpfer aufgefangen. Dabei kann man vorsehen, daß die Tänzerwalze nach dem Auftreffen auf die Stoßdämpfer durch einen dabei automatisch eingeschalteten Schwenkantrieb aus dem Regelbereich herausgeschwenkt wird.

Man kann den Schwenkantrieb zum Herausschwenken aus dem Regelbereich im Regeibereich solange mechanisch entkoppeln, bis er durch Auftreffen der Tänzerwalze auf die Stoßdämpfer automatisch eingeschaltet wird.

In einer besonderen Ausführungsform wird in an sich bekannter Weise die Kraft, die mit dem Bandzug im Gleichgewicht steht, durch das Gewicht des Systems, hauptsächlich dem der Tänzerwalze, ausgeübt. Es ist natürlich auch möglich, die Gewichtskraft, die den Bandzug erzeugt, in an sich bekannter Weise durch einen Drehantrieb zu beeinflussen, der belastende oder entlastende Wirkung haben kann. Dabei soll dieser

ίο Drehantrieb nur im Regelbereich eingreifen.

Zur weiteren Erläuterung der Erfindung ist in den Abbildungen 1 und 2 die erfindungsgemäße Vorrichtung schematisch dargestellt Dabei zeigt Abb. 1 eine Ansicht senkrecht zur Bandlaufrichtung. A b b. 2 zeigt die Anordnung der Vorrichtung in räumlicher Darstellung.

Die lange Schwinge 1 und die kurze Schwinge 2 sind in den Drehpunkten 3 und 4 mit einem Freiheitsgrad an der Basis des Viergelenkgetriebes, z. B. einem Masehi-

2i) nenrahmen, gelagert. Jn den Gelenkpunkten 5 und 6 ist die Koppel 7 angelenkt. Auf der verlängerten Koppel 7 ist die Tänzerwalze 9 im Lager 8 drehbar gelagert. Wegen der Zwangsläufigkeit des gesamten Viergelenkgetriebes, bestehend aus den Schwingen 1 und 2 sowie

2") der Koppel 7, kann die Tänzerwalze nur auf der im Regelbereich 11 wesentlich geradlinigen Koppelkurve 12 bewegt werden. Das in seiner Zugkraft und Laufgeschwindigkeit zu regelnde Band 10 wird über die Antriebswalzen 13 und 14 sowie 15 und 16 mit einer

so vorgegebenen Sollgeschwindigkeit geführt. Über die Umlenkwalzen 17 und 18 wird das Band 10 um die Tänzerwalze 9 herumgeführt. Die gesamte Tänzervorrichtung erzeugt durch ihr Eigengewicht ein rechtsdrehendes Moment um den Drehpunkt 3, dem eine resultierende Kraft aus den beiden Bandzugkomponenten zwischen der Umlenkwalze 17 und der Tänzerwalze 9 sowie der Umlenkwalze 18 und der Tänzerwalze 9 entgegenwirkt. In der Ruhelage des Systems stehen beide Kräfte im Gleichgewicht.

w Ändert sich die Länge des Bandes 10 zwischen den Antriebswalzen 13,14 und 15,16 der Förderantriebe, so ändert sich auch die Lage der Tänzerwalze 9.

Jeder Lageänderung der Tänzerwalze 9 ist eine Drehbewegung der Schwinge 1 um den Drehpunkt 3

« zugeordnet. Diese Drehwinkeländerung wird von einem Übersetzungsgetriebe 19 auf einen Drehwinkelgeber 20 übertragen. Am Drehwinkelgeber 20 ist jeder Winkelstellung ein bestimmter elektrischer Spannungsabfall zugeordnet, der einen Drehzahlregler 21 beeinflußt. Der

so Drehzahlregler regelt den Antrieb 22, der auf die Antriebswalzen 15 und 16 wirkt.

Die Zugkraft des Bandes 10, die durch das rechtsdrehende Lastmoment des Systems um den Drehpunkt 3 erzeugt wird, kann durch den Zylinder 23 in ihrem Grundwert bleibend verändert werden. Der als Drehantrieb wirkende Zylinder 23 kann den Grundwert des Bandzuges erhöhen, wenn er ein rechfsdrehendes Moment um den Drehpunkt 3 auf das System bringt; er kann den Grundwert des Bandzuges vermindern, wenn

bo er ein linksdrehendes Moment um den Drehpunkt 3 auf das System bringt, und er kann die Tänzei walze vom Bandzug freimachen und in eine obere Endposition 24 schwenken, wenn das linksdrehende Entlastungsmoment größer wird als das rechtsdrehende Lastmoment.

b> Die obere Endposition 24 stellt gleichzeitig die Bandeinzugstellung dar, in der das Band 10 mittels einer Einziehvorrichtung 25 in die Maschine eingezogen werden kann.

Abb.2. stellt eine perspektivische Ansicht der A b b. 1 dar.

Die Vorrichtung ist aus zwei in kongruenter Stellung befindlichen Gelenkvierecken aufgebaut. Demnach sind die Schwingen 1 und 2 und die Koppel 7 zweifach vorhanden. Die Tänzerwalze 9 ist in den Lagern 8 zwischen den Koppeln 7 gelagert.

Die in jeder Lage der Tänzerwal: Stellung der beiden Gelenkvierecke w Verbindungswelle 26 erzwungen, die in ten 3 gelagert ist und an der die Schwin sind. Der Zylinder wirkt über die Schwi gesamte System.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Bandzugregelvorrichtung mit einer an der Koppel eines in der Nullstellung trapezförmigen Geienkvierecks gelagerten Tänzerwalze, wobei die Tänzerwalze über eine Regeleinrichtung auf einen oder mehrere Bandförderantrieb(e) wirkt, dadurch gekennzeichnet, daß die Tänzerwalze in der Bewegungsebene und senkrecht zur Bewegungsrichtung der Koppel auf der geradlinigen Verlängerung ihrer Gelenkpunkte gelagert ist, wobei die an den Schwingen angelenkte Koppel mit diesen jeweils einen rechten Winkel bildet und wobei die Geometrie des Gelenkvierecks derart ausgelegt ist, daß bei einer Bewegung des Gelenkvierecks im Regelbereich die Tänzerwalze im wesentlichen geradlinig beweglich ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch I₁ dadurch gekennzeichnet, daß die Tänzerwalze zwischen den Koppeln zweier kongruenter GeJenkvierecke angeordnet ist.