GEBIET DER ERFINDUNG
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.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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.
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.
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.
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
derartiger 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.
KURZBESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Die Erfindung zielt ab auf die Lösung des geschilderten Problems sowie
die Schaffung von weiteren Vorteilen.
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 &agr; in der gleichen
Position ausgeübt.
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 &agr; 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 &agr; 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
&agr;;
- – 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 &mgr;Fbending·b (bending = Kurvenbewegung)
(vgl. 3), da das Drehmoment Null beträgt, weil der
Wert &mgr;Fbending gleich Null ist, wenn keine Bewegung zwischen dem
Bremsklotz und den Kurvenbewegungsrollen stattfindet.
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.
Der Multiplizierungseffekt des Übertragungselements ermöglicht ein
Variieren des Querbewegungswinkels unter Last bei begrenzten Abmessungen der Antriebseinrichtungen.
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.
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.
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.
Erfindungsgemäß sind die beiden Bremsklötze derart ausgebildet, daß
sie in der Querbewegungsebene mit zwei plus zwei Zugsektoren zusammenwirken.
Die genannten zwei plus zwei Zugsektoren befinden sich stromaufwärts
bzw. stromabwärts von dem betreffenden Bremsklotz.
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.
Die Verlagerungsachse der Antriebseinrichtungen ist im wesentlichen
parallel zu der Nennachse der Rolle.
Gemäß einer Modifizierung ist die Verlagerungsachse in bezug auf die
Nennachse unter einem Winkel angeordnet.
Gemäß einer weiteren Modifizierung bestimmt der Vorschub der Antriebseinrichtungen
eine Trajektorie mit einer linear gekrümmten Bahn.
Erfindungsgemäß handelt es sich bei dem Übertragungselement um ein
Verbindungsstrebenelement.
Die Achse des Verbindungsstrebenelements ist in der Querbewegungsebene
in bezug auf die Nennachse der Rolle geneigt.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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:
1 eine teilweise im Schnitt dargestellte
Draufsicht auf die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Variieren der Positionierung
der Rollen;
2a und 2b
schematische Darstellungen von zwei verschiedenen Arbeitspositionen der Vorrichtung
in 1;
3 eine schematische Darstellung eines
ersten Details der Vorrichtung der 1;
4 eine schematische Darstellung eines
zweiten vergrößerten Details der 1; und
5 eine Schnittdarstellung entlang der
Linie A-A der 1.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG EINES BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELS
Unter Bezugnahme auf die Zeichnungen wird im folgenden eine praktische
Ausführungsform des Erfindungsgedankens als nicht einschränkendes Beispiel beschrieben.
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.
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.
An dem Bremsklotz 11 sind auf beiden Seiten der Querbewegungsebene
zwei Zugsektoren 14a und 14b vorgesehen.
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.
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.
Jede Hebeeinrichtung 18a, 18b ist mit einer Positionsumsetzeinrichtung
19a und 19b verbunden.
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.
Erfindungsgemäß ist auch der Bremsklotz 11 oder ein anderer
Teil der Bremsklotz-Rollen-Anordnung mit einer Positionsumsetzeinrichtung
20 ausgestattet.
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.
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.
Die beiden Hebel 22 sind im vorliegenden Fall in bezug auf
die Senkrechte zu der Nennachse der Rolle 10 um einen Winkel &bgr; (vgl.
4) geneigt, der zwischen etwa 10° und 45° und
vorteilhafterweise zwischen etwa 15° und 30° liegt.
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.
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.
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.
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.
Die winkelmäßige Position jedes Hebels 22 ist derart vorgesehen,
daß an der Betätigungseinrichtung ein Axialdruck F1sin&bgr; (vgl.
4) von mehr als &mgr;F1cos&bgr; sowie mit
einem derartigen Wert entsteht, daß dieser von dem System detektiert wird, das die
Betätigungseinrichtung steuert. Das heißt: F1sin&bgr; > &mgr;F1cos&bgr;
oder tg&bgr; > &mgr;, mit einem derartigen Spielraum, daß die restliche Kraft an
der Betätigungseinrichtung (F1sin&bgr; – &mgr;F1cos&bgr;)
Werte hat, die von der Betätigungseinrichtung erfaßt werden können (d.h. um die
Betätigungseinrichtung zum Nachgeben zu bringen).
Sonst besteht eine Gefahr eines "Brechens" des Hebels 22
oder von anderen Elementen der kinematischen Kette, wie den Stiften oder anderen
Teilen.
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.
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.