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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Führen einer laufenden
Bahn, insbesondere einer Papierbahn, mit zwei Rollenpaaren, deren Rollen in der
Gegend der Bahnränder frei drehbar gelagert und zum Einklemmen der Bahnränder gegeneinanderdrückbar
sind, wobei mindestens ein Rollenpaar um eine senkrecht zur Bahnebene verlaufende
Achse (Schwenkachse) schwenkbar ist und die Schwenkachse bahnaufwärts gegenüber
den Rollendrehachsen versetzt ist und wobei die Rollen in gegenüber der Bahnlaufrichtung
nach außen verschwenkter Stellung die Bahnränder nach auswärts ziehen.
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Eine derartige Vorrichtung ist bekannt (deutsche Patentschrift 851795).
Hierbei sollen die Bahnkanten auf einer bestimmten Spur geführt und auf eine Nadel-
oder Kluppenkette geführt werden. Diese bekannte Vorrichtung dient ausschließlich
zum Verarbeiten von Geweben, die beim Überführen auf die Ketten durch diese um ein
beträchtliches Maß bleibend in Querrichtung gedehnt und dabei in Längsrichtung entsprechend
verkürzt werden. Vor dem Überführen der Bahn auf die Ketten läuft diese an ihren
Rändern zwischen zwei Paaren von schwenkbaren Rollen hindurch, die durch Federn
gegeneinanderdrückbar sind. In ihrer nach außen verschwenkten Stellung ziehen diese
Rollen die Bahnränder so nach außen, daß diese auf die Ketten gelangen.
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Hierbei ist lediglich die Schwenkstellung der Rollen von Bedeutung,
denn diese bestimmt die Laufrichtung der Bahnränder. Die Schwenkstellung der Rollen
wird dadurch eingestellt, daß der Bahnrand durch eine Fotozelle abgetastet wird.
Je nach dem Abtastergebnis wird ein Drehmagnet mehr oder weniger stark gespeist,
der die Rollen mehr oder weniger in die gewünschte Laufrichtung auslenkt. Der Drehkraft
des Magneten wirkt eine Feder entgegen, die naturgemäß eine veränderliche Kraft
liefert, die von dem Schwenkwinkel abhängig ist. Die insgesamt auf die schwenkbaren
Rollen wirkenden Kräfte sind also nicht konstant und zudem abhängig vom Schwenkwinkel.
In jeder Stellung liegt ein Kräftegleichgewicht zwischen der Kraft des Drehmagneten
und derjenigen der Feder vor, das die Rollenstellung unabhängig von den in der Bahn
wirkenden Kräften bestimmt und, sofern keine Querverschiebung der Bahn eintritt,
die Rollen praktisch starr in ihrer Schwenkstellung hält. Die bekannte Vorrichtung
arbeitet also vollständig unabhängig von der Bahnquerspannung, und auch die Einstellung
der Rollen in ihre jeweilige Schwenkstellung erfolgt ohne Berücksichtigung der Bahnquerspannung.
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Bei Rotationsdruckpressen mit Paaren von Druckzylindern oder Zylindern
anderer Art, die nacheinander beide Flächen der Bahn zur Erzielung von Vielfarbendrucken
bearbeiten, verläuft die Bahn gewöhnlich zwischen zwei aufeinanderfolgenden Zylinderpaaren
ohne Unterstützung, denn jede Berührung der Bahn unmittelbar nach dem Aufbringen
von Drucken auf ihre beiden Flächen würde zu einem Verschmieren oder Auslaufen der
Farbe führen. Bei derartigen Druckpressen berühren die Druckzylinderpaare die Bahnen
nur in einer Geraden; die Bahn umschlingt die Zylinder also auch nicht teilweise.
Die Zylinder können daher nicht eine Querschrumpfung oder eine Bildung von Längsfalten
in den ohne Unterstützung laufenden Teilen der Bahn verhindern, weil die Bearbeitungszylinder
keine Querkraft auf die Bahn ausüben können, worunter im folgenden eine Kraft ver-
standen
werden soll, die die beiden Bahnränder auseinanderzieht. Durch die Druckzylinder
kann also die Querspannung der laufenden Bahn nicht beeinflußt werden. Bei zu großer
Querspannung können außerdem Querdehnungen in der Bahn auftreten.
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Demgemäß liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine bestimmte
gewünschte Bahnquerspannung aufrechtzuerhalten, ohne daß Querdehnungen oder -schrumpfungen
oder Längsfalten eintreten und auch ohne daß die Längsspannung der Bahn wesentlich
beeinflußt wird.
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Diese gegenüber der erwähnten bekannten Vorrichtung neue Aufgabe
wird, ausgehend von der bekannten Vorrichtung, erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß
zum selbsttätigen Einhalten einer bestimmten Bahnquerspannung eine eine konstante
Kraft (Querkraft) erzeugende Vorrichtung vorgesehen ist, die so mit dem schwenkbaren
Rollenpaar gekoppelt ist, daß sie auf dieses ein Drehmoment ausübt, das unabhängig
von dem Schwenkwinkel ist.
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Diese konstante Kraft kann beispielsweise durch ein Druckmittel erzeugt
werden. Da die Kraft konstant ist, ist auch das von ihr ausgeübte Drehmoment konstant
und damit unabhängig von der Schwenkstellung der Rollen. Diesem auf die Rollen ausgeübten
Drehmoment wirkt infolge des Eingriffs der Rollen mit der Bahn die Bahnquerspannung
entgegen.
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Je größer also die konstante Kraft und das entsprechende Drehmoment
sind, desto größer ist die Bahnquerspannung. Wenn die von der Bahnquerspannung herrührende
Kraft nicht vorhanden wäre, würden die Rollen unter dem Einfluß der konstanten Querkraft
ganz nach außen geschwenkt. Wegen der durch die Bahnquerspannung erzeugten Gegenkraft
stellen sich aber die schwenkbaren Rollen selbsttätig in eine Gleichgewichtslage
ein, in der eine bestimmte gewünschte Bahnquerspannung in der laufenden Bahn aufrechterhalten
wird. Die Bahnquerspannung wirkt also bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung selbst
zu ihrer Einregulierung mit, indem sie eine Gegenkraft auf die Rollen ausübt, die
im Gleichgewicht mit der Querkraft steht.
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Solange keine Querkraft auf das schwenkbare Rollenpaar einwirkt,
solange also nicht eine bestimmte Bahnquerspannung eingehalten wird, nehmen die
Rollen infolge ihrer schwenkbaren Lagerung selbsttätig eine Stellung ein, in der
sie dem Bahnlauf den geringsten Widerstand entgegensetzen, d. h., die Rollen werden
durch die laufende Bahn in eine Stellung gezogen, in der die Rollendrehachsen praktisch
quer zur Bahnlaufrichtung liegen. Die sich hierbei einstellende Lage der Rollen
ist dabei davon abhängig, wo die Schwenkachse in Richtung quer zur Bahn angeordnet
ist. Wenn nun die Querkraft zur Wirkung kommt, um die Bahn quer zu spannen, schwenken
die Rollen unter dem Einfluß der Querkraft nach außen, bis sich ein Gleichgewicht
zwischen dem durch die Querkraft erzeugten Drehmoment und dem durch die Bahnquerspannung
erzeugten Gegendrehmoment einstellt. Hierbei bieten aber die Rollen der laufenden
Bahn einen größeren Widerstand als vorher, so daß sie von der Bahn wieder nach innen
zurückgezogen werden. Dabei tritt zwischen der Bahn und den Berührungslinien der
Rollen mit der Bahn ein geringer Schlupf quer zur Bahn ein, der aber praktisch unbedeutend
ist, da die Auslenkung unter der Querkraft auch nur sehr gering ist. Die Stellung,
in die die Rollen zurückschwenken, wird dabei nicht
genau der Stellung
entsprechen, in der die Rollen ohne Einwirkung der Querkraft laufen. Vielmehr werden
die Rollen gegenüber dieser Stellung etwas nach außen verschwenkt bleiben, so daß
sie in dieser neuen Stellung selbsttätig eine Gleichgewichtslage einnehmen und die
Querspannung aufrechterhalten.
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Da sich die Querspannung der ankommenden Bahn geringfügig ändern kann,
die Querkraft aber konstant bleibt, werden die Rollen während des Betriebs geringfügig
um diese Gleichgewichtslage pendeln oder vibrieren. Dies ist aber im praktischen
Betrieb nicht sichtbar, da die Schwenkbewegungen außerordentlich klein sind.
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Gegenüber der oben erläuterten bekannten Vorrichtung soll also bei
der Erfindung nicht eine bestimmte Stellung der schwenkbaren Rollen erreicht werden,
um die Bahnränder auf einer bestimmten Spur zu führen, sondern es soll die Bahnquerspannung
konstant gehalten werden, wobei die jeweilige Stellung der Rollen unwesentlich ist.
Zum Einhalten der Bahnquerspannung braucht auch nicht darauf geachtet zu werden,
ob die Bahnränder auf einer bestimmten Spur laufen. Mit der Erfindung kann eine
bestimmte Bahnquerspannung auch dann eingehalten werden, wenn die Bahn sich gegenüber
der Laufrichtung nach links oder rechts verschiebt. Zusätzlich zur Regelung der
Bahnquerspannung kann man aber bei einer Weiterbildung der Erfindung gleichzeitig
auch ein bestimmtes Querregister, also eine genaue Lage der Bahn quer zu ihrer Fortbewegungsrichtung,
einhalten und wenigstens eine Bahnkante oder die Bahnmitte auf einer bestimmten
Spur führen.
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Mit einer weiteren bekannten Vorrichtung (USA.-Patentschrift 3 028
062) soll nur das Querregister eingehalten werden. Zu diesem Zweck sind zwar auch
schwenkbare Rollen in der Nähe der Bahnränder vorgesehen. Die Schwenkung erfolgt
durch Verstellen einer Kolben-Zylinder-Einheit. Außerdem sollen die Rollen gleichzeitig
quer zur Bahnrichtung verschiebbar sein, wofür eine zweite Kolben-Zylinder-Einheit
vorgesehen ist. Die Steuerung erfolgt über an den Bahnrändern angeordnete Fühler.
Diese Vorrichtung ist also anders ausgebildet als die erfindungsgemäße Vorrichtung
und löst zudem eine andere Aufgabe.
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Das gleiche gilt für eine weitere bekannte Vorrichtung (deutsche
Auslegeschrift 1061279), bei der die gegenüber der Laufrichtung stark schräg gestellten
Rollen zum Verhindern eines Zurückbleibens der Randzonen gegenüber dem übrigen Teil
der Warenbahn zusätzlich angetrieben werden.
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Es sind auch schon zum Entfernen von Bahnlängsfalten Rollen bekannt,
die auf einer gekrümmten ortsfesten Welle drehbar angeordnet und mit einem gemeinsamen
Gummischlauch überzogen sind, der eine ununterbrochene Berührungsfläche mit der
Bahn bildet. Da der Schlauch die Bahn jedoch über ihre ganze Breite berührt, kann
diese Anordnung nicht für frisch bedruckte Bahnen verwendet werden.
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Außerdem bietet dieser Rollenschlauch einen erheblichen Drehwiderstand,
der sich aus der großen Lagerzahl und der Hysteresewirkung beim Biegen des Gummischlauches
ergibt. Die hierzu erforderliche Energie muß von der Bahn übertragen werden, wodurch
sich aber die Bahnlängsspannung beim Vorbeilaufen an dem Rollenschlauch ändert.
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Weiter hat man auch bereits Saugkästen verwen-
det, die eine die Bahn
stützende Fläche aufweisen, in der schräg verlaufende schmale Schlitze vorgesehen
sind. Durch diese hindurch wirkt ein Sog auf die Bahn, der diese zur Entfernung
von Falten in Querrichtung zu spannen sucht. Durch diese Vorrichtung wird jedoch
der Bahnbewegung ein verhältnismäßig hoher Reibungswiderstand entgegengesetzt. Außerdem
kann hierdurch die Querspannung der Bahn nicht mit der erforderlichen Genauigkeit
eingehalten werden.
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In Weiterbildung der Erfindung kann die Größe der Querkraft, die
auf das schwenkbare Rollenpaar einwirkt, einstellbar sein. In der eingestellten
Größe wird die Querkraft dann konstant gehalten. Damit ist es möglich, verschiedene
Bahnquerspannungen zu erzeugen und einzuhalten, die jeweils von der Größe der eingestellten
Querkraft abhängig sind.
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Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist zur Erzeugung
der Querkraft ein Arbeitszylinder (Querkraftzylinder) vorgesehen, der bei Beschickung
mit Druckmittel das Rollenpaar um seine Schwenkachse bahnauswärts zu schwenken sucht,
wobei die Größe der Querkraft und damit der Bahnquerspannung durch einen Druckregler
einstellbar ist. Die Querkraft bleibt daher unabhängig von den Schwenkbewegungen
der Rollenpaare unverändert.
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Vorzugsweise wird auch zum Gegeneinanderdrücken der beiden Rollen
jedes Rollenpaares je ein Arbeitszylinder (Anpreßzylinder) verwendet, wobei zum
Einstellen der Anpreßkraft hier ebenfalls ein Druckregler vorgesehen sein kann.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann dem oder jedem schwenkbaren
Rollenpaar ein Schalter zugeordnet sein, der bei übermäßiger Schwenkbewegung anspricht
und durch Betätigung von Magnetventilen die Querkraft- und Anpreßzylinder unwirksam
macht. Die Rollenpaare werden daher dann nicht übermäßig weit auswärts geschwenkt,
wenn z. B. ein Längsriß in der Bahn auftritt oder aus einem sonstigen außergewöhnlichen
Grund eine übermäßig große seitliche Auslenkung der Bahn auftritt. Die Bearbeitungsmaschine
kann dann stillgesetzt und der Fehler behoben werden.
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Besonders vorteilhaft ist es, wenn dabei jedes Magnetventil im Schließzustand
eine Öffnung zum Abströmen des Druckmittels aus dem abgeschalteten Arbeitszylinder
freigibt und jeder Arbeitszylinder eine auf den Arbeitskolben in Gegenrichtung des
Druckmittels wirkende Feder aufweist. Nach dem Abschalten werden hierdurch selbsttätig
die Rollen jedes Paares auseinanderbewegt und beide Rollenpaare gegeneinander nach
innen geschwenkt. Die Magnetventile öffnen dabei wieder, und die Vorrichtung tritt
selbsttätig wieder in Funktion. Vorübergehende Fehler, wie stellenweise ausgerissene
Bahnränder oder übermäßige Seitenabweichungen der Bahn, setzen die Vorrichtung demnach
nur kurzzeitig außer Betrieb.
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Soll außer der Querspannung gleichzeitig auch das Querregister aufrechterhalten
werden, so läßt sich dies in weiterer Ausgestaltung der Erfindung dadurch erreichen,
daß nur das eine Rollenpaar an einem Bahnrand die Bahnquerspannung aufrechterhält,
daß zur Aufrechterhaltung des Querregisters des anderen Bahnrandes an dem diesem
Rand zugeordneten Rollenpaar an Stelle einer eine konstante Querkraft erzeugenden
Vorrichtung ein Stellmotor zur Querverschiebung
des Randes um einen
bestimmten Betrag vorgesehen ist und daß diesem anderen Bahnrand ein Abtaster zugeordnet
ist, der auf Querverschiebungen dieses Randes oder einer längs des Randes vorgesehenen
Registerlinie anspricht und den Stellmotor zur Ausführung einer entsprechenden Korrekturverschiebung
des Bahnrandes steuert.
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Hierdurch wird das Querregister des einen Bahnrandes eingehalten.
Die an dem anderen Bahnrand arbeitende Vorrichtung ist in der zuvor beschriebenen
Art ausgebildet und hält die vorbestimmte Bahnquerspannung aufrecht. Der auf das
eine Rollenpaar einwirkende Stellmotor übt im Gegensatz zu dem vorher beschriebenen
Querkraftzylinder keine konstante Kraft aus, sondern er ruft durch eine vom Abtaster
gesteuerte Stellbewegung eine Querverschiebung des registergesteuerten Bahnrandes
von genau angegebenem Ausmaß hervor. Durch die geringe Schrägstellung des Rollenpaares
läuft wiederum der gesteuerte Bahnrand nach außen oder innen, bis der Registerfehler
behoben ist. Der Abtaster steuert während dieses Vorganges über den Stellmotor das
zugehörige Rollenpaar wieder in seine Normalstellung zurück.
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Soll nicht der eine Bahnrand, sondern die Bahnmitte im Querregister
gehalten werden, so kann beiden Bahnrändern je ein Abtaster zugeordnet werden, die
beide den Stellmotor des einen Rollenpaares steuern. Dieses Rollenpaar verschiebt
dann den ihm zugeordneten Bahnrand und damit auch die Bahnmitte quer zur Bahnlängsrichtung,
während das andere Rollenpaar in der zuvor beschriebenen Weise für die Aufrechterhaltung
der Bahnquerspannung sorgt.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung sind im folgenden an Hand der
Zeichnung beschrieben.
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F i g. 1 ist eine Draufsicht auf eine erfindungsgemäße Vorrichtung
zur Einhaltung der Bahnquerspannung; F i g. 2 ist eine teilweise geschnittene Seitenansicht
der Rollenpaare dieser Vorrichtung und ihrer Steuermittel; Fig. 3 ist eine Draufsicht
auf eine andere erfindungsgemäße Vorrichtung, die zur Aufrechterhaltung der Bahnquerspannung
und des Querregisters dient.
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Durch die Vorrichtung 10 in F i g. 1 soll eine bestimmte Querspannung
in einer laufenden Bahn W aufrechterhalten werden. Der in F i g. 1 gezeigte Teil
der Bahn W kann, wie gezeigt, horizontal, aber auch lotrecht oder schräg laufen,
und zwar zwischen Stationen, an denen die Bahn bearbeitet wird, z. B. durch Druckzylinderpaare,
welche Farbdrucke auf eine oder beide Seiten der Bahn, wie in einer Vielfarbendruckpresse,
aufbringen.
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Die Vorrichtung 10 enthält zwei Einheiten 11 A und 11 B, welche in
der Nähe der gegenüberliegenden Längskanten der Bahn auf einer Tragstange 12 angeordnet
sind. Diese erstreckt sich quer über die Bahn, und ihre gegenüberliegenden Enden
sind in seitlichen Rahmen 13 der zugehörigen Druckpresse oder eines anderen Bearbeitungsgerätes
starr befestigt.
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Jede der Einheiten 11 A und 11 B enthält zwei Rollen 14 und 15, die
von oben und unten gegen die Bahn drücken und an ihr abrollen (Fig. 2). Dabei greifen
die Rollenpaare in der Nähe der Längskanten der Bahn an. Die Rollen 14, 15 sind
auf Wälzlagern 16 frei drehbar, die von Achsschenkeln 17 getragen werden. Diese
Achsschenkel 17 sitzen an Hebeln 18
und 19. Die Hebel 18 und 19 sind auf Zapfen 20
und 21 schwenkbar gelagert, die vom oberen und unteren Ende je einer Tragwelle 22
radial vorspringen. Die Tragwelle 22 verläuft rechtwinklig zur Ebene der Bahn W,
in der dargestellten Anordnung also vertikal. Zwischen den Bolzen 20 und 21 ist
die Tragwelle 22 drehbar in einem Gehäuse 24 gelagert, welches auf der Tragstange
12 starr befestigt ist. Somit sind die Rollenl4 und 15 durch Schwenkung der Hebel
18 und 19 um die Zapfen 20 und 21 gegeneinander beweglich. Ferner sind die Rollenl4
und 15 gemeinsam um ihre durch die Tragwelle 22 gebildete Schwenkachse bewegbar.
Da die Drehachsen der Rollen 14, 15 gegenüber der Tragwelle 22 in Richtung der Bahn
W versetzt sind, führt eine Schwenkung der Rollen 14, 15 um die Welle 22 zu einer
Querbewegung und einer proportionalen geringen Winkeländerung der Rollen.
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Um die Rollen 14 und 15 in schlupffreiem Eingriff mit der Bahn zu
halten, enthält jede der Einheiten 11 A und 11 B eine Kolben-Zylinder-Einheit 26,
28, die zwischen den den Rollen 14, 15 abgewandten Enden der Hebel 18, 19 gelenkig
angebracht ist. In dem Zylinder 26 ist eine Schraubendruckfeder 31 angeordnet, die
bestrebt ist, die Kolbenstange 29 einzuziehen und die Rollen 14 und 15 auseinanderzuschwenken,
also von der Bahn abzuheben. Eine Leitung 32 führt unterhalb des Kolbens 28 in den
Zylinder 26 und speist diesen mit einem Druckmittel, z. B. Druckluft. Dieses wirkt
der Feder 31 entgegen und ist bestrebt, über die Hebel 18 und 19 die Rollen 14 und
15 gegeneinander und gegen die Bahnflächen zu drücken.
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Werden die Rollen 14, 15 jeder der Einheiten 11 A und 11 B in schlupffreiem
Eingriff mit den Bahnflächen gehalten, so suchen die Rollen normalerweise der Bahn
zu folgen, wobei ihre Rotationsebenen parallel zur Bewegungsrichtung der Bahn verlaufen,
so daß sie der Bewegung der Bahn den geringsten Widerstand entgegensetzen. Werden
die Rollen 14 und 15 in Querrichtung gegenüber ihrer Normallage um die Tragwelle
22 verschwenkt, so wird der Bahnbewegung ein vergrößerter Widerstand entgegengesetzt.
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Hierdurch wird eine entsprechende Kraft auf die Rollen ausgeübt. Die
quer zur Bahn gerichtete Komponente dieser Kraft sucht die Rollen in ihre Normallage
nach F i g. 1 zurückzuschwenken.
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Werden die Rollen 14, 15 beider Einheiten durch äußere Kräfte quer
zur Bahn auseinandergedrückt, so wird die Bahn in Querrichtung gespannt. Zu diesem
Zweck enthält jede der Einheiten 11 A und 11 B weiterhin einen Zylinder 33 (Fig.
1), der bei 34 an einem gehäusefesten Arm 35 schwenkbar befestigt ist und einen
Kolben 36 mit einer Kolbenstange 37 enthält. Diese ist bei 38 mit einem Arm 39 schwenkbar
verbunden, welcher an dem unteren Ende der Tragwelle 22 radial befestigt ist. Eine
Schraubendruckfeder 40 in dem Zylinder 33 sucht die Tragwelle 22 zu schwenken und
die Rollen 14 und 15 beider Einheiten gegen die Mitte der Bahn W zu bewegen. Über
eine Leitung 41 wird dem Zylinder 33 ein Druckmittel zugeführt, das der Feder 40
entgegenwirkt und die Rollen 14 und 15 nach außen zu schwenken sucht. Hierdurch
wird auf die Bahn die gewünschte Querspannung ausgeübt.
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Wie Fig. 1 zeigt, ist zur Steuerung der Zylinder 26 und 33 beider
Einheiten eine von einer Druckluftquelle ausgehende Hauptleitung 42 mit einem
Strömungssteuerventil
43 vorgesehen. Die Hauptleitung 42 verzweigt sich in Leitungen 44 und 45.
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Diese verzweigen sich ihrerseits in die zu den Zylindern 26 führenden
Leitungen 32 sowie in die Leitungen 41, welche zu den Zylindern 33 führen. In die
Leitung 44 sind ein Druckregler 46, ein Druckmeßgerät47, ein elektromagnetisch betätigbares
Ventil 48 und ein druckempfindlicher Schalter 49 eingeschaltet. In gleicher Weise
sind ein Druckregler 50, ein Druckmeßgerät 51 und ein Magnetventil 52 in die Leitung
45 eingeschaltet. Die Druckregler 46 und 50 und die Druckmesser 47 und 51 dienen
zur unabhängigen Einstellung des in den Zylindern 26 bzw. 33 wirksamen Luftdruckes.
Damit läßt sich einerseits der Druck zwischen den Rollen 14 und 15 und andererseits
die Größe der von den Rollen auf die Bahn ausgeübten quergerichteten Kräfte unabhängig
einstellen.
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Das Steuersystem für die Betätigung der Zylinder 26 und 33 enthält
ferner eine elektrische Schaltung, welche von den Netzleitern53 ausgeht und einen
Ausschalter 54 sowie zwei Endschalter 55 enthält, die alle in Reihe mit dem Magnetventil
48 geschaltet sind. Das Ventil 48 wird nur dann erregt und läßt nur dann Druckmittel
zu den Zylindern 26 strömen, wenn alle Schalter 54 und 55 gleichzeitig geschlossen
sind. Die Erregerspule des Ventils 52 liegt in Reihe mit den Schaltern 54 und 55
und mit dem druckempfindlichen Schalter 49, welcher nur in Abhängigkeit von einem
vorbestimmten Druck in der Leitung 44 geschlossen wird.
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Die Endschalter 55 sind jeweils auf den Gehäusen 24 der Einheiten
11 A und 11 B angeordnet und wirken mit Nocken 56 zusammen, welche auf der Tragwelle
22 befestigt sind. Die Nocken 56 halten die Endschalter nur so lange in ihrer geschlossenen
Stellung, wie die Rollen 14 und 15 sich in einem zulässigen Bewegungsbereich außerhalb
ihrer gezeigten Normallage befinden. Bewegt sich eines der Rollenpaare über den
zulässigen Bewegungsbereich hinaus, z. B. infolge eines Längsrisses der Bahn, so
öffnet der Nocken 56 den zugehörigen Endschalter 55, wodurch der elektrische Kreis
für die Erregung der Ventile 48 und 52 unterbrochen wird. Diese kehren ihre Durchlaßrichtung
um, und der Druck in den Zylindern 26 und 33 wird verringert. Bei fehlendem Druck
in den Zylindern 26 und 33 wirken die Federn 31 und 40 auf die Kolben 28 und 36
und bewegen die Rollen 14 und 15 jedes Paares auseinander, heben sie also von der
Bahn ab, und bewegen beide Rollenpaare seitlich gegeneinander, wodurch die Querspannung
schnell abnimmt.
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Die beschriebene Einrichtung arbeitet in folgender Weise: Die Vorrichtung
10 wird durch Schließen des Schalters 54 in Gang gesetzt, wodurch das Magnetventil
48 über die Endschalter 55 erregt wird. Bis der Druck in der Leitung 44 auf einen
geeigneten Wert zum Andrücken der Rollen 14 und 15 in schlupffreien Kontakt mit
der Bahn W ansteigt, bleibt der Schalter 49 offen. Er schließt erst bei festem Andrücken
der Rollen an die Bahn. Dann wird das Magnetventil 52 erregt, und Druckluft strömt
zu den Zylindern 33 zum Querspannen der Bahn.
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Der Druckregler46 ist anfänglich so eingestellt, daß der in den Zylindern
26 wirkende Luftdruck ausreicht, um die Rollenpaare 14 und 15 fest in nicht rutschendem
rollendem Kontakt mit beiden Oberflächen der Bahn zu halten.
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Der Druckregler 50 ist anfänglich so eingestellt, daß der in den
Zylindern 33 wirkende Luftdruck, welcher die Rollenpaare seitlich auseinanderdrängt,
Querkräfte an den Linien der rollenden Berührung mit der bewegten Bahn erzeugt,
welche gleich der in der Bahn aufrechtzuerhaltenden Querspannung sind.
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Wird die Querspannung in der Bahn größer oder kleiner als die aufrechtzuerhaltende
Spannung, so werden die Rollen aus ihrer Normallage einwärts oder auswärts geschwenkt,
bis Gleichgewicht zwischen der Querspannung und den von dem eingestellten Luftdruck
in den Zylindern 33 herrührenden Querkräften hergestellt ist. Wie vorher beschrieben,
werden jedoch durch eine solche Schwenkung quergerichtete Rückstellkräfte erzeugt,
die allmählich die Rollen in ihre Normallage zurückschwenken.
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Da die Rollen 14 und 15 die Bahn nur in der Nähe ihrer Längskanten
erfassen, hält die Vorrichtung 10 eine vorbestimmte Querspannung in der Bahn aufrecht
und unterstützt die Bahn zwischen verschiedenen Arbeitsstationen, ohne daß die aufgebrachten
Drucke verwischt oder verschmiert werden oder in anderer Weise die Bearbeitung der
Bahn gestört wird.
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Weiterhin bieten die Rollen 14 und 15, die durch rollenden Kontakt
mit der Bahn frei drehbar sind und normalerweise Spurlagen einnehmen, in denen ihre
Rotationsebenen parallel zur Bewegungsrichtung der Bahn verlaufen, der Bewegung
der Bahn einen nur unbedeutenden Widerstand und beeinflussen deshalb nicht wesentlich
die Längsspannung der Bahn. Da die Rollen 14 und 15 fest in nicht rutschendem rollendem
Kontakt mit der Bahn gehalten werden, werden die aufgebrachten Querkräfte für die
Erzielung der gewünschten Bahnquerspannung unmittelbar auf die Bahn übertragen,
so daß die Querspannung sehr genau aufrechterhalten und gesteuert werden kann, zum
Unterschied zu den bekannten Einrichtungen, in denen ein Reibungskontakt zwischen
der Bahn und den an dieser gleitenden Rollen besteht. Die Reibungskräfte sind aber
schwer zu steuern, und die erzielte Bahnquerspannung ändert sich mit Reibungsänderungen
auf Grund von Änderungen in der Stärke oder Oberfläche der Bahn.
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Um ein Ausbeulen der Bahn gegen die Kanten der Rollen 14 und 15 während
der Rückstellung der Rollen in ihre Normallagen im Anschluß an eine Querverlagerung
zu vermeiden, kann von dem freien Ende jeder Achse 17 ein Führungsschuh 57 (F i
g. 1.) herabhängen, welcher von der zugehörigen Rolle 14 oder 15 nach innen in die
Nähe der Bahn, und zwar nahe der Berührungslinie der Rollen mit der Bahn, vorspringt.
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Besteht die Bahn W aus empfindlichem Material ohne innere Elastizität
oder mit nur geringer Elastizität, z. B. aus leichten Geweben, Seidenpapier od.
dgl., so kann man eine Leitwalze 58 vorsehen.
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Ihre Enden sind in den Seitenrahmen 13 drehbar gelagert. Die Walze
wird von der Bahn teilweise umschlungen, nachdem sie durch die Rollen 14 und 15
hindurchgelaufen ist. Die Walze 58 verhindert, daß sich in empfindlichen Bahnen
wieder Falten bilden, nachdem sie durch die Rollen 14 und 15 entfernt worden sind.
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Fig. 3 zeigt eine Vorrichtung 10' zum Aufrechterhalten der Querspannung
und des Querregisters nach der Erfindung. Diese Vorrichtung gleicht größtenteils
der schon beschriebenen. Die Einheit 11 B dieser Vorrichtung kann derjenigen der
beschriebenen
Vorrichtung 10 gleichen. Dagegen ist hier die Einheit
11 A der beschriebenen Vorrichtung durch eine Einheit 11' A ersetzt, in der ein
umkehrbarer elektrischer Korrekturmotor 59 vorgesehen ist.
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Er ist am Gehäuse 24 angebracht und übernimmt die Aufgabe des druckbetätigten
Zylinders 33. Die Welle des Motors 59 ist über ein Kardangelenk 60 mit einer Einstellschraube
61 verbunden, die eine Mutter 62 trägt. Diese ist an dem Rollentraghebel 18 angebracht.
Durch eine Drehung der Welle des Motors 59 wird zwangläufig das zugehörige Rollenpaar
14, 15 um die Welle 22 geschwenkt.
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Da das Rollenpaar 14, 15 der Einheit 11'A schlupffrei an der Bahn
W angreift, wird durch eine den Rollen vom Motor 59 erteilte Querverstellung eine
entsprechende Querverschiebung der benachbarten Bahnkante erzielt, während die andere
Einheit 11 B weiterhin eine nachgiebige Querkraft auf die gegenüberliegende Längskante
der Bahn, und zwar von der Einheitll'A fort, ausübt. Hierdurch wird die gewünschte
Querspannung in der Bahn aufrechterhalten.
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Der Motor 59 wird vorzugsweise durch eine fotoelektrische Steuereinrichtung
gespeist. Diese enthält einen fotoelektrischen Abtastkopf 63, der so angebracht
ist, daß eine in ihm angeordnete Lichtquelle ein Lichtbündel gegen die zugehörige
Längskante der Bahn richtet oder gegen eine Registerlinie, die längs dieser Kante
vorgedruckt ist. Der Abtastkopf ist zwischen der Einheit 11' A und Druckzylindern
64 oder einer anderen Bearbeitungsvorrichtung angeordnet, in die die Bahn mit ihrer
einen Kante querregistergleich einlaufen muß.
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Der Abtastkopf 63 ist quer zur Bahn wie folgt angeordnet: Läuft die
Bahn querregistergleich, so ist das Lichtbündel quer zu seiner Fortpflanzungsrichtung
durch die Längskante der Bahn oder durch die aufgedruckte Registerlinie genau halbiert.
Hierdurch wird bei vorhandenem Querregister die normale Intensität des Lichtes gegeben,
das von der Bahn gegen eine fotoelektrische Zelle reflektiert wird, die sich im
Abtastkopf 63 befindet. Jede Abweichung der Längskante der Bahn vom Querregister
verurs acht eine Intensitätsschwankung des reflektierten Lichts. Hierdurch ändert
sich die von der Fotozelle erzeugte Spannung.
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Die von der Fotozelle erzeugte Spannung wird über Leiter 65 einem
Registersteuergerät 66 zugeführt.
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Dies kann ein handelsübliches Gerät sein, das im wesentlichen eine
Schaltung mit einer Wheatstone-Brücke enthält. Die Brücke ist abgeglichen, wenn
die Stärke des elektrischen Signals des Abtastkopfes 63 dem richtigen Querregister
der Bahn entspricht. Jede Änderung der Stärke des elektrischen Signals stört das
Brückengleichgewicht und erzeugt ein Fehlersignal, das durch einen üblichen Verstärker
im Steuergerät 66 verstärkt und dem Querregister-Korrekturmotor 59 über Leiter 67
zugeführt wird. Von dem Motor wird die Schraube 61 gedreht und verstellt die zugehörigen
Rollen 14, 15 entsprechend, wodurch das genaue Querregister dieser Bahnkante wieder
hergestellt wird.
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Die hierbei auftretende kleine Winkelversetzung der Rollen wird durch
die Sperrwirkung von Schraube 61 und Mutter 62 aufrechterhalten. Die Motorwelle
kann also durch Kräfte, die auf die Rollen 14, 15 einwirken, nicht gedreht werden.
Durch die Winkelverstellung der Rollen werden außerdem Kräfte auf
die Bahn ausgeübt,
die deren Bewegungsrichtung in Richtung auf Parallelität mit den Rotationsebenen
der Rollen der Einheit 11' A ändern. Es wird also die Fortbewegungsrichtung der
Bahn geändert und der Querregisterfehler beseitigt.
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Die Einheit 11' A hält an der einen Bahnkante das genaue Querregister
ein, während die Einheit 11 B an der anderen Bahnkante die Querspannung aufrechterhält,
und zwar trotz der Verstellbewegungen der Einheit 11' A in Querrichtung.
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Soll an Stelle einer Bahnkante die Längsmittellinie der Bahn im Querregister
gehalten werden, so kann die Vorrichtung 10' mit einem zweiten Abtastkopf 63' versehen
werden, der über Leiter 65' ebenfalls mit dem Registersteuergerät 66 verbunden ist
und an der anderen Bahnkante angeordnet ist. Das genaue Querregister ist bei dieser
Anordnung dann erreicht, wenn beide Köpfe 63 und 63' gleiche Lichtstärken erhalten.
Durch Abweichungen von diesem Zustand wird das Gleichgewicht der Brücke gestört
und der Korrekturmotor 59 in Tätigkeit gesetzt.
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Werden die erfindungsgemäßen Vorrichtungen, z. B. nach Fig. 3, auch
zur Querregistersteuerung verwendet, so sollte möglichst eine erhebliche Bahnlänge
ohne Unterstützung zwischen der Quersteuervorrichtung und der darauffolgenden Bearbeitungsvorrichtung
verlaufen, damit genügend Raum zur Ausführung der Querkorrekturen vorhanden ist.
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Werden die erfindungsgemäßen Vorrichtungen, z. B. nach F i g. 1, dagegen
nur zum Aufrechterhalten einer gewünschten Bahnquerspannung verwendet, so können
die Rollenpaare 14, 15 die Bahn in deren Längsrichtung an einer beliebigen Stelle
erfassen, sogar nahe der Bearbeitungsvorrichtung.