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GEBIET DER
ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Variieren
der Positionierung der Rollen, d.h. der Querbewegung der Rollen
in einem Rollenstand für
Flächenprodukte,
wie z.B. Flächenkörper, große Platten
oder Ähnliches.
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HINTERGRUND
DER ERFINDUNG
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Im
Stand der Technik besteht ein nicht zufriedenstellend gelöstes Problem
darin, daß die
Zugsektoren nicht in kongruenter Weise in Übereinstimmung mit entsprechenden
Punkten zusammen mit den Zugsektoren der Bremsklötze verlagert werden, wenn
die Achsen einander entsprechend bleiben.
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Die
JP-A-57-195 513 offenbart eine Vorrichtung zum Ausführen einer
Querbewegung von Rollen in sanfter Weise durch das Vorsehen von
Bremsklotz-Halteeinrichtungen an beiden Seiten der Rollen-Bremsklötze entlang
einer Rollrichtung sowie durch Kippen der beiden Kippstücke der
Einrichtungen in entgegengesetzten Richtungen jeweils um gleiche
Beträge,
indem die exzentrischen Stifte zum Kipp- bzw. Schwenkzentrum gemacht
werden.
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Insbesondere
werden zwei Hebeeinrichtungen jeweils in entgegengesetzten Richtungen
um gleiche Beträge
betätigt.
Auf der Seite einer ersten Hebeeinrichtung wird die Bewegung von
letzterer durch einen Gleitblock, ein Verbindungselement, einen
Hebel und eine Drehwelle auf einen entsprechenden exzentrischen
Stift übertragen;
auf der Seite einer zweiten Hebeeinrichtung wird deren Bewegung in
der gleichen Weise auf einen weiteren entsprechenden, exzentrischen
Stift übertragen.
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Somit
werden die beiden exzentrischen Stifte jeweils um gleiche Beträge in entgegengesetzten Richtungen
rotationsmäßig bewegt,
um Kippstücke jeweils
um gleiche Beträge
in entgegengesetzten Richtungen zu bewegen. Entgegen den Bewegungen
der artiger Kippstücke
auf einer Betätigungsseite bewegen
sich Kippstücke
auf einer Antriebsseite gegenläufig
zu der Betätigungsseite
sowie in der entgegengesetzten Richtung jeweils um den gleichen
Betrag, damit die Rollenachse eine horizontale imaginäre Linie
quert, die die Rollrichtung rechtwinklig schneidet. Diese bekannte
Vorrichtung ist aufgrund der Verwendung von Exzentereinrichtungen
kompliziert und aufwendig.
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KURZBESCHREIBUNG
DER ERFINDUNG
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Die
Erfindung zielt ab auf die Lösung
des geschilderten Problems sowie die Schaffung von weiteren Vorteilen.
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Mit
dem Erfindungsgedanken der vorliegenden Erfindung sind die Verlagerungen
der Zugsektoren für
entsprechende Punkte mit denen der Bremsklötze (gleiche Rotationsachse)
kongruent. Die Wirkung der Kurvenbewegungseinrichtung der Rollen, und
zwar sowohl nach innen als auch nach außen, auf die Seitenbereiche
der Bremsklötze
wird für
jeden beliebigen Wert unabhängig
von dem Querbewegungswinkel α in
der gleichen Position ausgeübt.
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Auf
diese Weise findet keine relative Gleitbewegung zwischen den eine
Kurvenbewegung ausführenden
Rollen und den Bremsklötzen
während
einer Bewegung statt, die durch eine Schwankung in dem Querbewegungswinkel α bedingt
ist. Dies ermöglicht
auch ein Halten der Biegebelastung auf sehr hohen Werten während dieser
Bewegung. Wie aus den 2a und 2b ersichtlich
ist, bleibt trotz der Schwankung bei dem Querbewegungswinkel α die relative
Position der eine Kurvenbewegung ausführenden Rollen in bezug auf
den Bremsklotz gleich. Jede Kurvenbewegungsrolle unterliegt somit
keinen durch Reibung verursachten Druckbelastungen senkrecht zu
ihrer Achse; auf diese Weise lassen sich folgende Vorteile erzielen:
- – ein
hohes Kurvenbewegungsausmaß während Schwankungen
bei dem Querbewegungswinkel α;
- – eine
höhere
Zuverlässigkeit
des Mechanismus der Kurvenbewegungsrollen insgesamt;
- – kürzere Kurvenbewegungsrollen
mit geringerer Masse in Vertikalrichtung, da es nicht notwendig ist,
eine lange "Führung" zum Aufnehmen des Drehmoments
zu haben, das erzeugt wird durch μFbending·b
(bending = Kurvenbewegung) (vgl. 3), da das
Drehmoment Null beträgt,
weil der Wert μFbending gleich Null ist, wenn keine Bewegung
zwischen dem Bremsklotz und den Kurvenbewegungsrollen stattfindet.
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Die
Antriebseinrichtungen sind beide auf der Seite der Bedienungsperson
und auf der Steuerungsseite an den Außenflächen der Gehäuse vorgesehen,
so daß keine
Masse an den Außenseiten
der Gehäuse
vorhanden ist; eine solche Masse würde den Zugang zu dem Zwischenstandbereich
kompliziert machen, und zwar insbesondere im Fall einer Tandem-Positionierung
mit zwei oder mehr Ständen.
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Der
Multiplizierungseffekt des Übertragungselements
ermöglicht
ein Variieren des Querbewegungswinkels unter Last bei begrenzten
Abmessungen der Antriebseinrichtungen.
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Der
reversible Kinematismus verhindert ein Blockieren der Bewegung im
Fall einer Fehlfunktion der Linien-Umsetzeinrichtungen oder des
Steuersystems, das ein geometrisches Modell des Kinematismus verarbeitet,
um die positionsmäßigen Referenzwerte
an die Betätigungseinrichtung
zu liefern, bei der es sich um eine elektrische, elektromechanische oder
hydraulische Betätigungseinrichtung
handeln kann. Der reversible Kinematismus ermöglicht das Verhindern eines
Blockierens des Mechanismus sowie von sich daraus ergebenden anomalen Überlastungen
zwischen den verschiedenen Elementen des Mechanismus.
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Die
Reibungslast auf die kinematische Kette hat eine ausschaltende Wirkung
auf jegliche mögliche
Vibrationen, die ohne diese Reibung auch in der horizontalen Ebene
auftreten könnten,
und zwar bedingt durch die mit den Bremsklötzen verbundenen Rollen.
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Der
unabhängige
Antrieb der vier Sektoren, wobei sich zwei auf der Seite der Bedienungsperson und
zwei auf der Seite des Motors befinden, ermöglicht die Ausführung der
Rollenänderung
mit angemessenen Spiel zwischen Bremsklotz und Stand-Gehäuse.
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Erfindungsgemäß sind die
beiden Bremsklötze
derart ausgebildet, daß sie
in der Querbewegungsebene mit zwei plus zwei Zugsektoren zusammenwirken.
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Die
genannten zwei plus zwei Zugsektoren befinden sich stromaufwärts bzw.
stromabwärts
von dem betreffenden Bremsklotz.
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Jeder
Zugsektor bewegt sich in linearer Weise und ist mittels eines Übertragungselements
mit einer im wesentlichen linearen Antriebs- und Fördereinrichtung
verbunden. Gemäß einer
Variante bewegt sich der Zugsektor längs einer Kurve.
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Die
Verlagerungsachse der Antriebseinrichtungen ist im wesentlichen
parallel zu der Nennachse der Rolle.
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Gemäß einer
Modifizierung ist die Verlagerungsachse in bezug auf die Nennachse
unter einem Winkel angeordnet.
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Gemäß einer
weiteren Modifizierung bestimmt der Vorschub der Antriebseinrichtungen
eine Trajektorie mit einer linear gekrümmten Bahn.
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Erfindungsgemäß handelt
es sich bei dem Übertragungselement
um ein Verbindungsstrebenelement.
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Die
Achse des Verbindungsstrebenelements ist in der Querbewegungsebene
in bezug auf die Nennachse der Rolle geneigt.
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KURZBESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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Diese
und weitere Eigenschaften der Erfindung werden anhand der nachfolgenden
Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform, die als nicht einschränkendes
Beispiel zu verstehen ist, unter Bezugnahme auf die Begleitzeichnungen
verdeutlicht; in den Zeichnungen zeigen:
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1 eine
teilweise im Schnitt dargestellte Draufsicht auf die erfindungsgemäße Vorrichtung zum
Variieren der Positionierung der Rollen;
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2a und 2b schematische
Darstellungen von zwei verschiedenen Arbeitspositionen der Vorrichtung
in 1;
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3 eine
schematische Darstellung eines ersten Details der Vorrichtung der 1;
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4 eine
schematische Darstellung eines zweiten vergrößerten Details der 1;
und
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5 eine
Schnittdarstellung entlang der Linie A-A der 1.
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AUSFÜHRLICHE
BESCHREIBUNG EINES BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELS
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Unter
Bezugnahme auf die Zeichnungen wird im folgenden eine praktische
Ausführungsform des
Erfindungsgedankens als nicht einschränkendes Beispiel beschrieben.
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1 zeigt
eine Draufsicht von oben auf ein Endteil der eine Rollbewegung ausführenden
Rolle 10, bei der es sich um eine Arbeitsrolle oder eine
zwischengeordnete Rolle handeln kann, zusammen mit dem zugehörigen Bremsklotz 11.
Das andere Endteil der Rolle 10 ist im wesentlichen als
Spiegelbild hiervon ausgebildet.
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Das
Endteil arbeitet mit dem Gehäuse 12 des
Rollenstands zusammen, der eine zwischengeordnete Aufnahmeeinrichtung 13,
in der der Bremsklotz 11 untergebracht ist, in vertikaler
Anordnung aufweist.
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An
dem Bremsklotz 11 sind auf beiden Seiten der Querbewegungsebene
zwei Zugsektoren 14a und 14b vorgesehen.
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Die
Zugsektoren 14a und 14b wirken in dem vorliegenden
Fall mit einer Sitzeinrichtung 15 in dem Gehäuse 12 zusammen
und sind mit zylindrischen Antireibungs-Gleitflächen 16 versehen,
deren Radien r ihr Zentrum an einem Punkt C haben, der auf der Rotationsachse
Y der Rolle 10 liegt und in Übereinstimmung mit der Mittellinie
von dieser angeordnet ist.
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Auf
jeder Seite des Bremsklotzes 11 sowie koordiniert mit dem
jeweiligen Zugsektor 14a, 14b ist eine Antriebseinrichtung 17a und 17b vorhanden,
die im vorliegenden Fall mit einer Betätigungseinrichtung verbunden
ist, die aus einer Hydraulikzylinder-Hebeeinrichtung 18a und 18b besteht.
Bei den Hebeeinrichtungen 18a, 18b kann es sich
auch um einen elektrischen Typ oder einen elektromechanischen Typ
handeln.
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Jede
Hebeeinrichtung 18a, 18b ist mit einer Positionsumsetzeinrichtung 19a und 19b verbunden.
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Jedem
Bremsklotz 11 können
vorteilhafterweise vier Kurvenbewegungsrollen 30 zugeordnet sein;
diese können
mit beliebigen herkömmlichen Einrichtungen
betätigt
werden, beispielsweise mittels Hebeeinrichtungen 31, die
in den Zugsektoren 14a und 14b angeordnet sind
(vgl. 5). Bei den Hebeeinrichtungen 31 kann
es sich um einfach wirkende (vom Typ nach innen oder nach außen oder
vom Typ nach innen und nach außen)
oder um doppelt wirkende mit einem Hammerkopf handeln.
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Erfindungsgemäß ist auch
der Bremsklotz 11 oder ein anderer Teil der Bremsklotz-Rollen-Anordnung
mit einer Positionsumsetzeinrichtung 20 ausgestattet.
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Die
verschiedenen Umsetzeinrichtungen 19a, 19b und 20,
die in Relation zu den beiden Bremsklötzen 11 der Gehäuse 12 vorgesehen
sind, sind mit einer Verarbeitungseinheit 21 verbunden,
die mittels Elektroventilen 32 oder ähnlichen Einrichtungen die
Position der Hebeeinrichtungen 18a, 18b und somit
der Antriebseinrichtungen 17a, 17b regelt.
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Die
Antriebseinrichtungen 17a, 17b sind mit dem jeweiligen
Zugsektor 14a, 14b durch zwei Hebel 22 verbunden,
die in Anschlägen 23 und 24 eine Schwenk-
bzw. Oszillationsbewegung ausführen.
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Die
beiden Hebel 22 sind im vorliegenden Fall in bezug auf
die Senkrechte zu der Nennachse der Rolle 10 um einen Winkel β (vgl. 4)
geneigt, der zwischen etwa 10° und
45° und
vorteilhafterweise zwischen etwa 15° und 30° liegt.
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Erfindungsgemäß bewegen
sich die Zugsektoren 14a, 14b und die zugewandt
gegenüberliegenden,
zugehörigen
Bremsklötze 11 der
gleichen Rolle 10 in Kreisbögen, deren Zentrum sich an
dem Punkt C befindet.
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Die
Querbewegung der Rolle 10 erfolgt mittels vier Zugsektoren 14a, 14b,
und zwar je zwei pro Bremsklotz 11 (wobei in 1 nur
zwei dargestellt sind), die bei ihrer bogenförmigen Verlagerung von den
zylindrischen Führungen 16 geführt sind,
die konzentrisch zu der durch den Punkt C hindurchgehenden Rotationsachse
und rechtwinklig zu der Achse Y sind. Die Verlagerungen der vier
Sektoren 14a, 14b erfolgen antisymmetrisch und
zu zweit, mit entgegengesetztem Vorzeichen an den beiden Bremsklötzen 11 und
um den gleichen Betrag.
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Im
vorliegenden Fall ist jeder Bremsklotz 18a, 18b parallel
zu der Rotationsachse Y der Rolle 10 angeordnet. Jede Hebeeinrichtung 18a, 18b ist dazu
ausgelegt, die entsprechende Antriebseinrichtung 17a, 17b axial
zu verlagern, die aus einem Zapfen oder Stift besteht, der an dem
Gehäuse 12 prismenförmig geführt ist.
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Jeder
Hebel 22, der an dem Stift 17a, 17b und
an dem Sektor 14a, 14b gelenkig angebracht ist, ist
bei Änderung
seiner winkelmäßigen Auslegung
in der Lage, den Sektor in einem Kreisbogen zu verlagern. Die Querbewegung
der Rolle 10 um die Nennachse Y mit dem Zentrum an dem
Punkt C erhält man
durch Koordinieren der Betätigung
der vier Hebeeinrichtungen 18a, 18b, die durch
die jeweiligen Umsetzeinrichtungen 19a, 19b positionsmäßig gesteuert
werden.
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Die
winkelmäßige Position
jedes Hebels 22 ist derart vorgesehen, daß an der
Betätigungseinrichtung
ein Axialdruck F1sinβ (vgl. 4) von mehr
als μF1cosβ sowie
mit einem derartigen Wert entsteht, daß dieser von dem System detektiert
wird, das die Betätigungseinrichtung
steuert. Das heißt:
F1sinβ > μF1cosβ oder tgβ > μ, mit einem derartigen Spielraum,
daß die
restliche Kraft an der Betätigungseinrichtung
(F1sinβ – μF1cosβ)
Werte hat, die von der Betätigungseinrichtung
erfaßt
werden können
(d.h. um die Betätigungseinrichtung
zum Nachgeben zu bringen).
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Sonst
besteht eine Gefahr eines "Brechens" des Hebels 22 oder
von anderen Elementen der kinematischen Kette, wie den Stiften oder
anderen Teilen.
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Aufgrund
der Tatsache, daß die
Zugsektoren 14a und 14b sich entlang von Kreisbögen bewegen und
dabei ihr Zentrum an dem Punkt C haben, und daß sich die Bremsklötze 11 ebenfalls
in Kreisbögen bewegen
und ihr Zentrum an dem Punkt C haben, kommt es niemals zu einer
Verschiebebewegung der die Kurvenbewegung ausführenden Rollen 30 in
bezug auf die Bremsklötze 11,
so daß sich
die eingangs erläuterten
Vorteil ergeben. Auf diese Weise kann die Rolle 10 eine
Querbewegung ausführen,
während die
Kurvenbewegungskräfte
aufgebracht bleiben; daher ist es nicht notwendig, die Kurvenbewegungskräfte vor
der Querbewegung der Rolle 10 auf Null zu reduzieren, unabhängig davon,
ob es sich nun um eine Arbeitsrolle oder um eine zwischengeordnete Rolle
handelt.
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Es
versteht sich, daß bei
der vorstehend beschriebenen Vorrichtung im Umfang der Erfindung Änderungen
oder Hinzufügungen
vorgenommen werden können.
Es versteht sich auch, daß die
Beschreibung zwar auf ein bestimmtes Beispiel Bezug nimmt, jedoch
ein Fachmann sicher in der Lage ist, viele andere äquivalente
Anwendungen der vorstehend beschriebenen Vorrichtung zu erzielen.