PatentDe  


Dokumentenidentifikation DE19647763C2 26.10.2000
Titel Einrichtung zur Steuerung des Geradlaufes eines endlosen Bandes
Anmelder Santrade Ltd., Luzern, CH
Erfinder Froeschke, Reinhard, 71384 Weinstadt, DE
Vertreter Patentanwälte Wilhelm & Dauster, 70174 Stuttgart
DE-Anmeldedatum 19.11.1996
DE-Aktenzeichen 19647763
Offenlegungstag 20.05.1998
Veröffentlichungstag der Patenterteilung 26.10.2000
Veröffentlichungstag im Patentblatt 26.10.2000
IPC-Hauptklasse B65H 23/032

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Steuerung des Geradlaufes eines um mindestens eine Umlenk- und Spannwalze geführten endlosen Bandes, insbesondere für einen mit einem perforierten Band ausgerüsteten Tropfenformer, bei dem Schmelze durch die Bandöffnungen tropfenförmig nach unten auf ein parallel zum Band laufendes Kühlband abgegeben wird.

Es ist bekannt (EP 0 134 994 B1), Granulat aus Schmelzen dadurch zu gewinnen, dass man das Untertrum eines endlosen perforierten Bandes an einem mit Schmelze gefüllten und mit einer Auslauföffnung in Form eines am Untertrum anliegenden Schlitzes versehenen Behälters vorbeizuführen. Die Schmelze tritt dabei jedesmal, wenn eine Reihe von Perforierungen in dem Band mit dem Schlitz in den Behälter korrespondiert, in Tropfenform nach unten aus und fällt auf ein darunter geführtes Kühlband aus Stahl. Die so auf dem Kühlband aufgenommenen Tropfen erstarren in Tablettenform und können dann in einfacher Weise staubfrei weiterverarbeitet werden.

Bei der bekannten Einrichtung kann es vorkommen, daß das perforierte Band auf den Umlenkwalzen nicht ausreichend gerade geführt ist, sondern nach der einen oder anderen Seite verläuft, so daß dadurch die nach unten fallenden Tropfen nicht mehr ausgerichtet sind und unter Umständen, bei einer sehr starken seitlichen Abweichung, die Perforationen auch nicht mehr mit dem Schlitz des Schmelzenbehälters in Berührung kommen.

Zur Geradführung endloser Bänder ist es bekannt (DE-AS 12 50 228), die Achse einer Umlenkwalze für ein Band auf beiden Seiten mit hydraulischen Zylindern zu beaufschlagen, die über eine Steuerschaltung beim Ablaufen des Bandes dafür sorgen, daß die Umlenkwalze etwas aus ihrer Lage so verschwenkt wird, daß das Band wieder in die alte gewünschte Lage zurückläuft. Dabei ist vorgesehen, daß man mit einer Lichtschranke eine Kante des laufenden Bandes überwacht und beim Abweichen der Position des Bandes über die Steuerschaltung die hydraulischen Zylinder so beaufschlagt, daß jeweils die Bandseite, nach der das Band abzulaufen beginnt, mehr gestrafft wird als die andere.

Solche, mit relativ aufwendigen hydraulischen Schaltungen und mit empfindlichen Lichtschranken arbeitende Geradlaufsteuerungen sind für den relativ rauhen Betrieb eines Bandtropfenformers nicht geeignet. Hier muß je nach den zu verarbeitenden Schmelzen unter erhöhten Temperaturen gearbeitet werden, und es kann auch wegen der Verarbeitung von aushärtenden Schmelzen eine Verschmutzung durch Schmelzereste nicht vollkommen ausgeschlossen werden. Überwachungseinrichtungen der geschilderten Art eignen sich daher nicht zur Steuerung des Geradlaufes.

Gleiches gilt für andere Steuervorrichtungen bekannter Art, wie sie in der DE 34 39 456 A1 beschrieben sind, wo Mikroschalter jeweils den Bandkanten zur Überwachung des Geradlaufes zugeordnet sind. Diese Mikroschalter sind über eine Steuerschaltung mit einem Hubzylinder verbunden, der auf eine Seite der Achse der Umlenkwalze wirkt und abhängig von den Impulsen der Mikroschalter über die Steuerschaltung zur entsprechenden Beeinflussung der Umlenkwalze veranlaßt wird.

Zur Steuerung des Geradlaufes des Filzbandes in Papiermaschinen ist es aber auch bekannt (US-PS 2 635 475), einer Bandkante einen mechanischen Abtaster in der Form eines Gleitschuhes zuzuordnen, der auf einen federbelasteten schwenkbaren Hebel wirkt. Dieser, durch Federkraft gegen die Bandkante gedrückte Hebel, steht wiederum mit einem konischen Ventilverschluß in Verbindung, der je nach der Lage des Hebels eine Abblasöffnung an einem entsprechenden Ventilsitz freigibt, der am Ende einer von einer Preßluftzuführleitung abzweigenden Druckleitung sitzt. Die Preßluftzuführleitung ihrerseits führt zu einem mit einer Membran versehenden Stellzylinder, der unter Zuhilfenahme von Abstützfedern eine Seite der Achse einer Führungswalze für ein Band anheben kann, deren andere Achsenseite entsprechend schwenkbar gelagert ist. Der Abtasthebel, der abhängig von der Lage der Bandkante ist, bestimmt nun durch Öffnen oder Schließen des ihm zugeordneten Ventilsitzes den Druck in einem an die Membran angrenzenden Raum und damit die Anhebekraft für die Führungsrollenachse. Bei dieser bekannten Einrichtung steht der Stellantrieb ständig unter dem Druck von Preßluft, der lediglich durch Abblasen erniedrigt werden kann. Diese Einrichtung weist daher einen relativ hohen Druckluftverbrauch auf. Sie ist auch wegen der Verwendung von Federkräften, die nachlassen können, zu ungenau, um die Führung eines perforierten Bandes für einen Tropfenformer übernehmen zu können. Ein gewisser Nachteil ist auch, daß nur eine Bandkante überwacht werden kann.

Der Erfindung, die von einer Einrichtung der eben erwähnten Art ausgeht, liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Bandsteuerung mechanischer Art vorzuschlagen, die genau ist und auch die Überwachung beider Bandkanten erlaubt.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird eine Einrichtung mit allen Merkmalen des Anspruches 1 vorgeschlagen.

Diese Einrichtung gewährleistet einen einwandfreien Geradlauf des Bandes an beiden Kanten. Sie ist einfach und für den rauhen Betrieb eines Tropfenformers geeignet, bei dem mit aushärtenden Schmelzen und relativ hohen Temperaturen gearbeitet werden muß.

In Weiterbildung der Erfindung kann als Ventil eine von dem Abtastfinger betätigte Steuerplatte vorgesehen sein, die einen Verschluß zum Durchlaß von Druckluft betätigt. Die Steuerplatte kann dabei an einer Abdichtmembran anliegen, so dass eine Abdichtung des Steuermittels erreicht wird. Oberhalb der Abdichtmembran kann in Weiterbildung der Erfindung ein Ventilverschluß in einem druckluftbeaufschlagten Raum vorgesehen sein, wobei der Ventilverschluß durch die Bewegung der Steuerplatte zu einer Auslaßleitung hin öffnet.

Der Ventilverschluß kann federbelastet und an einem Kolben angebracht sein, der auf der von der Steuerplatte abgewandten Seite der Membran anliegt. Bei einer solchen Ausführungsform kann der Tastfinger koaxial zum Kolben verlaufen. Es ist aber auch möglich, ihn senkrecht zu dem Kolben verlaufen zu lassen. In beiden Fällen kann der Abtastfinger die zur Steuerung notwendige Kolbenbewegung erzeugen.

In Weiterbildung der Erfindung kann der Ventilverschluß eine mit Dichtungsringen versehene Platte sein, die mit einem Sitz zusammenarbeitet. Der Ventilverschluß kann aber auch aus einer mit einem Dichtring und einem Sitz zusammenwirkenden Kugel bestehen, die auf einem an der Membran anliegenden Kolbenstück aufliegt.

Die Erfindung ist in der Zeichnung anhand von Ausführungsbeispielen gezeigt und wird im folgenden erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische perspektivische Darstellung eines Bandtropfenformers, der mit einer erfindungsgemäßen Einrichtung zur Steuerung des Geradlaufes des Bandes versehen ist,

Fig. 2 eine schematische Darstellung des Steuerkreises der Einrichtung nach Fig. 1 mit zwei als pneumatische Ventile ausgebildeten Steuergliedern,

Fig. 3 den um 90° im Gegenuhrzeigersinn gegenüber der Lage der Steuerglieder nach Fig. 2 gedrehten Schnitt durch eine erste Variante eines Steuergliedes ähnlich der in Fig. 2 gezeigten Art, und

Fig. 4 eine weitere Variante eines pneumatischen Steuergliedes.

In der Fig. 1 ist schematisch ein Bandtropfenformer mit einer Einrichrung nach der Erfindung gezeigt, der ein endlos umlaufendes Band 1 aufweist, das mit einer Vielzahl von Öffnungen 2 perforiert ist und um Umlenkwalzen 3 geführt ist, von denen nur eine gezeigt ist. Unterhalb des in Richtung der Pfeile 4 umlaufenden Bandes 1 ist ein in der gleichen Richtung 6 wie das untere Trum 1b des Bandes 1 laufendes Transportband 5, beispielsweise in der Form eines Kühlbandes aus Stahl, angeordnet, das vorzugsweise auch mit der gleichen Geschwindigkeit läuft wie das Band 1. Auf dem Untertrum 1b sitzt, wie schematisch und gestrichelt angedeutet ist, ein rohrförmiger Behälter 7 auf, der an der mit dem Untertrum 1b in Berührung kommenden Seite mit einem nicht gezeigten, über die Breite des Bandes 1 durchgehenden Schlitz versehen ist. Der Behälter wird in der aus der EP 0 134 994 B1 bekannten Weise mit einer Schmelze versorgt, die beim Vorbeilaufen der Öffnungen 2 an dem Schlitz des Behälters in Tropfenform im Sinn der Pfeile 8 nach unten auf das Band 5 fällt und dort zu Pastillen 9 erstarrt. Diese Arbeitsweise eines sogenannten Bandtropfenformers ist im Prinzip bekannt. Damit das Band 1 stets ausreichend straff geführt ist, wird die Umlenkwalze 3 durch einstellbare Zugfedern oder pneumatische Zylinder 10 und 10a beaufschlagt, die an beiden Seiten der Umlenkwalze 3 an deren Drehachse 11 angreifen und für die notwendige Bandspannung sorgen. Beim Ausführungsbeispiel übt die Zugfeder 10a eine größere Zugkraft als die Zugfeder 10 aus, so daß eine leichte Schrägstellung der Achse 11 der Umlenkwalze 3 eintritt, die zunächst ein Ablaufen des Bandes 1 nach links, d. h. zur Seite der in Fig. 1 nicht gezeigten Zugfeder 10 hin bewirkt.

Beim Ausführungsbeispiel greift an dieser Seite der beidseitig von der Umlenkwalze 3 abstehenden Achse 11 zusätzlich eine Kolbenstange 12 eines pneumatisch betätigbaren Zylinders 13 an, mit dessen Hilfe es möglich ist, die Umlenkwalze 3 im Sinn des Pfeiles 14 zusätzlich zu der Kraft der Feder 10 nach außen zu ziehen, so daß die Achse 11 eine geringe, entgegengesetzt zu der Ausgangsstellung liegende Schrägstellung zu der Bandlaufrichtung 4 erhält. Der Zylinder 13 steht über eine Drucksteuerleitung 16 mit einem Steuerglied in der Form eines Steuerventils 18 und über eine weitere Druckleitung 15 mit einem weiteren Steuerventil 17 in Verbindung, denen Druckluft in eine Steuerkammer im Sinn des Pfeiles 19 zugeführt wird. Beide Steuerventile sind, wie im einzelnen Fig. 2 zu entnehmen ist, mit Abtastfingern 20 und 21 versehen, die an ihrem unteren freien Ende mit winkelförmigen Anlageleisten 22 versehen sind, an die sich die Außenkanten 23 des Bandes 1 anlegen können.

Die Abtastfinger 20 und 21 setzen sich jeweils durch den Innenraum einer hohlen Schraube 26 in das Innere des Gehäuses der Steuerventile 17 bzw. 18 fort und sind an ihrem inneren Ende fest mit einer Steuerplatte 24 verbunden. Diese Steuerplatte 24 liegt an einer elastischen Membran 27 an, die den im Sinn der Pfeile 19 mit Druckmittel beaufschlagten Raum 25 von dem Innenraum der Schraube 26 trennt. Auf der von der Steuerplatte 24 abgewandten Seite der Membran 27 liegt ein Kolben 28 mit einem Ventilteller 29 an, der mit einem Dichtring 30 mit einem Ventilsitz 31 innerhalb der Steuerkammer 25 zusammenwirkt. Der Ventilteller 29 ist durch eine Druckfeder 33 beaufschlagt, die innerhalb der Steuerkammer 25 durch einen Deckel 32 gehalten wird, der das Gehäuse der Steuerventile 17 bzw. 18 abschließt.

Mit Hilfe der Schraube 26 kann jeweils der Schaltpunkt eingestellt werden. Die Steuerplatte 24 liegt zu diesem Zweck auf dem oberen Rand der hohlen Schraube 26 auf.

Die Funktionsweise der neuen Einrichtung ist folgende:

Wenn das Band 1, das möglichst gleichmäßig unter dem Behälter 7 hindurchgeführt werden soll, dazu neigt, von der Umlenkwalze 3 in der einen oder anderen Richtung seitlich herunterzulaufen, so daß es seine Geradführung verliert, dann läuft es mit seiner jeweiligen Außenkante 23 an die Führungsleiste 22 entweder des Abtastfingers 20 oder des Abtastfingers 21 an.

Es sei nun angenommen, das Band läuft in der Fig. 1 mit seiner linken Kante 23 an der Leiste 22 des Abtastfingers 21 an, dann wird dieser Abtastfinger im Uhrzeigersinn ausgelenkt und mit ihm die Steuerplatte 24 ebenfalls im Uhrzeigersinn verschwenkt. Die Steuerplatte 24 liegt dann mit ihrer rechten Seite auf der Oberkante 26a der hohlen Schraube 26 auf und hebt sich mit ihrer linken Seite von dieser Oberkante ab. Dabei drückt sie gegen die Membran 27 und gegen den Kolben 28, der deshalb die Ventilplatte 29 gegen die Wirkung der Rückstellfeder 33 anhebt, so daß Druckluft aus der Kammer 25 in die unterhalb des Ventilsitzes 31 liegende Ventilkammer 34 und von dort über die Austrittsöffnung 35 in die Steuerleitung 16 gelangen kann. Über die Steuerleitung 16 wird dann der Raum 36 oberhalb des Kolbens 37 in dem pneumatischen Zylinder 13 mit Druck beaufschlagt, so daß über die Kolbenstange 12 eine Zugkraft auf die Achse 11 der Umlenkwalze 3 auf der in Bandlaufrichtung linken Seite ausgeübt wird. Die Achse 11 wird daher leicht schräg gestellt. Es hat sich gezeigt, daß eine solche Auslenkung der Umlenkwalze 3 ausreicht, um das Band 1 wieder zurück zu seiner ursprünglichen Laufmitte zu führen, so daß ein seitliches Ablaufen über ein gewisses Maß hinaus sicher verhindert werden kann. Läuft das Band 1 nun an der anderen Seite an, dann wird das Steuerglied 17 über seinen Abtastfinger 20 in der gleichen Weise betätigt, wie vorher beim Anlaufen des Bandes 1 an der Leiste 22 das Steuerglied 18. In diesem Fall aber wirkt das Steuerglied 17 nur zur Entlüftung seines Steuerraumes 25 und dadurch zur Entlüftung auch des Steuergliedes 18 und des von ihm beaufschlagten Zylinders 13. Auf die Achse 11 wird keine zusätzliche Zugkraft mehr ausgeübt und die Umlenkrolle 3 wird nunmehr durch die größere Kraft der Zugfeder 10a in der anderen Richtung leicht schräg gestellt. Das Band 1 läuft nach links aus, bis es wieder gegen die Leiste 22 des Abtastfingers 21 läuft. Der Steuervorgang wird erneut ausgelöst. Die Erfindung ermöglicht es so, auf relativ einfache Weise den Geradlauf des Bandes 1 zu steuern. Natürlich wäre es auch möglich, die gezeigte Anordnung zu verdoppeln, also auch der mit dem zur Entlüftung dienenden Steuerglied 17 versehenen Seite ein druckmittelbeaufschlagtes Stellglied analog zum Stellglied 18 und einen pneumatischen Zylinder analog zum Zylinder 13 zuzuordnen, wobei die andere Bandseite dann einen Entlüftungszylinder zugeordnet bekäme. Die Zugfedern 10 und 10a könnten dann gleich ausgebildet sein.

Die Fig. 3 zeigt eine Abwandlung eines Steuerventiles ähnlich dem Ventil 17. Dort ist allerdings ein Ventil 38 gezeigt, bei dem der Abtastfinger 39 gleichzeitig auch die Austrittsöffnung zur Entlüftung im Sinn des Pfeiles 16a bildet. Der Abtastfinger 39 ist zu diesem Zweck als ein Rohr ausgebildet, das in die Kammer 40 mündet, welche der Kammer 34 bei der Ausführungsform nach Fig. 2 entspricht. Diese Ventilkammer 40 ist nach außen über eine elastische Membran 41 abgedichtet, durch die der rohrförmige Abtastfinger 39 hindurchgeführt ist. Der Abtastfinger 39 liegt mit seinem linken Ende unmittelbar an der Unterseite des Steuerkolbens 42 an, der, wie auch bei der vorher schon geschilderten Ausführungsform mit einer Ventilplatte 43 verbunden ist, die mit einem den Ventilsitz bildenden Dichtring 44 zusammenarbeitet. Diese Ventilplatte 43 wird durch eine Druckfeder 45 beaufschlagt, die in der von dem Deckel 47 abgeschlossenen Eingangskammer 46 angeordnet ist. Die Eingangskammer 46 wird im Sinn des Pfeiles 19 mit Druckmittel beaufschlagt.

Wird hier der Abtastfinger 39 im Uhrzeigersinn verschwenkt, so wird der Kolben 42 angehoben und Druckluft kann in die Kammer 40 eintreten. Von dort aus kann sie durch das offene Rohr des Abtastfingers 39 im Sinn des Pfeiles 16a austreten und zur Entlüftung dienen. Aus Reinigungsgründen kann die Entlüftung auch im rechten Winkel zu der Achse des Abtastfingers 39 erfolgen.

Die Fig. 4 zeigt eine Abwandlung insofern, als hier der Abtastfinger 21' in der gleichen Weise wie in Fig. 2 durch eine hohle Schraube 26' geführt und an seinem Ende mit einer Steuerplatte 24' versehen ist, die auch hier an einer Membran 27' anliegt. Unterschiedlich ist hier jedoch, daß die vom Deckel 32' in der Eingangskammer 25' gehaltene Druckfeder 33' auf eine Kugel 49 wirkt, die mit einem Ventilsitz 50 in der Form eines Ringes zusammenarbeitet. Die Kugel 49 liegt auf einem Kolben 51 auf, der wiederum an der Membran 27' anliegt. Die Funktion dieses Steuerventils 52 ist daher weitgehend ähnlich zu jenen der Ventile 17 und 18 nach Fig. 2.

Es ist natürlich auch möglich, die Lage der jeweiligen Seitenkanten 23 des Bandes 1 auf andere Weise zu überwachen, beispielsweise durch Lichtschranken oder durch induktiv oder kapazitiv wirkende Sensoren. Bei dem relativ rauhen Betrieb eines Bandtropfenformers, der je nach der zu verarbeitenden Schmelze unter erhöhten Temperaturen arbeiten muß und wegen der Verarbeitung von aushärtenden Schmelzen auch einer Verschmutzung durch Schmelzereste unterliegen kann, die laufend entfernt werden müssen, haben sich mechanische Abtastfinger, wie sie in den Figuren gezeigt und vorstehend beschrieben worden sind, als die geeignetsten Sensoren erwiesen. Sie sind relativ unanfällig. Ihre Steuergenauigkeit reicht aus, um den Bandlauf in dem gewünschten Umfang steuern zu können.


Anspruch[de]
  1. 1. Einrichtung zur Steuerung des Geradlaufes eines um mindestens eine Umlenk- und Spannwalze (3) geführten endlosen Bandes (1), insbesondere für einen mit einem perforierten Band ausgerüsteten Tropfenformer, bei dem Schmelze durch die Bandöffnungen (2) tropfenförmig nach unten auf ein parallel zum Band (1) laufendes Kühlband (5) abgegeben wird, wobei an den Enden der Drehachse (11) der Umlenk- und Spannwalze (3) Zugkräfte angreifen, und der Umlenkwalze (3) ein an einem Ende ihrer Drehachse (11) angreifendes Stellglied (13) zugeordnet ist, das eine Zugkraft auf diese Seite der Umlenkwalze (3) ausübt, wenn durch einen Sensor (21, 21', 39) ein seitliches Abdriften der zugeordneten Bandkante festgestellt worden ist, wobei der Sensor ein mechanischer Abtastfinger (21, 21', 39) ist, der an einer Bandkante (23) anliegt und ein Steuerventil (18, 52) zur Beeinflussung eines als Stellglied dienenden pneumatischen Stellzylinders (13) betätigt, und dass an der von dem Stellzylinder (13) abgewandten Kante des Bandes (1) ein weiterer Abtastfinger (20) eines zweiten Steuerventiles (17) angeordnet ist, das bei Abdriften der zugeordneten Bandkante zur Entlüftung des ersten Steuerventiles (18) und des von ihm beaufschlagten Stellzylinders (13) dient.
  2. 2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuerventil (17, 18, 52) jeweils eine von dem Abtastfinger (20, 21, 21') betätigte Steuerplatte (24, 24') aufweist, die einen Ventilverschluß (29, 49) zum Durchlaß von Druckluft (19) betätigt.
  3. 3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerplatte (24, 24') an einer Abdichtmembran (27, 27') anliegt.
  4. 4. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass oberhalb der Abdichtmembran (27, 27') ein Kolben (28, 51) eines Ventilverschlusses (29, 49) anliegt, wobei der Ventilverschluß (29, 49) in einer Druckkammer (25, 25') angeordnet ist und durch Bewegung der Steuerplatte (24, 24') eine Öffnung der Druckkammer (25, 25') zu einem Auslaßraum (34, 34') hin öffnet.
  5. 5. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilverschluß (29, 49) federbelastet ist und von einem Kolben (28, 51) beaufschlagt ist, der auf der von der Steuerplatte (24, 24') abgewandten Seite der Abdichtmembran (27, 27') anliegt.
  6. 6. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Abtastfinger (20, 21, 21') koaxial zu den Kolben (28, 51) angeordnet und durch eine hohle, zur Einstellung des Schaltpunktes dienende Schraube (26, 26') geführt sind, auf deren oberen Rand (26a) die Steuerplatte (24, 24') aufliegt.
  7. 7. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Abtastfinger (39) senkrecht zu der Achse des Kolbens (42) verlaufen.
  8. 8. Einrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilverschluß eine mit einem Dichtring (30, 44) zusammenwirkende Ventilplatte (29, 43) ist.
  9. 9. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilverschluß aus einer mit einem Dichtring (50) und einem Sitz zusammenwirkenden Kugel (49) besteht, die auf einem an der Membran (27') anliegenden Kolbenstück (51) aufliegt.






IPC
A Täglicher Lebensbedarf
B Arbeitsverfahren; Transportieren
C Chemie; Hüttenwesen
D Textilien; Papier
E Bauwesen; Erdbohren; Bergbau
F Maschinenbau; Beleuchtung; Heizung; Waffen; Sprengen
G Physik
H Elektrotechnik

Anmelder
Datum

Patentrecherche

Patent Zeichnungen (PDF)

Copyright © 2008 Patent-De Alle Rechte vorbehalten. eMail: info@patent-de.com