Verfahren und Vorrichtung zum Spannen von Bahnen
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum im wesentlichen gleichmässigen Spannen einer sich bewegenden Materialbahn über deren ganze Breite, um ein Flattern der Bahn im wesentlichen zu beseitigen und eine einstellbare Bahnspannvorrichtung zur Durchführung des Verfahren.
Insbesondere kann durch die Erfindung eine ungespannte Kante an breiten Bahnen sich bewegenden Flachmaterials, wie beispielsweise Papierbahnen, besei liegt werden, so dass sich ein zwischen zwei im Abstand voneinander angeordneten Walzen nicht abgestützter Abschnitt des Materials in einer gleichmässigen Ebene bewegt, ohne dass irgendein Teil der nicht abgestützten Bahn ein Flattern oder Schlagen zeigt. Auch kann ein solches Ergebnis erzielt werden, ohne das Material, selbst warm es eine feine Oberfläche hat, wie beispielsweise Papier, in irgendeiner Weise zu beschädigen.
Bei Ider Herstellung von Flachmaterial, wie Papier, ist es allgemein üblich, das Material in Form einer durchgeh, erkden Bahn herzustellen, die verschiedene Breiten haben kann, und anschliessend diese Bahn zu behandeln, um dem Material die e gewünschten Eigen- schaften zu geben. Nach der Behandlung muss die fertige Bahn oft auf Fehler verschiedener Art geprüft werden, bevor sie zum Versand verpackt oder zu Rollen gewikkelt wind.
Es ist bekannt, dass es bei Ider Herstellung und anschliessenden Behandlung von Bahnmaterial, wie Papier, häufig vorkommen kann, dass nach der Fertigbearbeitung, aber vor der Prüfung und/oder dem Aufwickeln zu Rollen, eine beträchtliche Spannungsschwankung über die Bahnlänge vorhanden ist, wobei beispielsweise die Mittelabschnitte ganz stramm sind, während die Randabschnitte ganz ungespannt sind. Dies kann insbesondere bei sehr breiten Bahnen festgestellt werden, sowie bei Bahnen, die im Stadium ihrer Fertigstellung über eine sogenannte Mount-Hope-Walze gelaufen sind; das ist eine Walze, deren Drehachse gekrümmt ist.
Auf Grund dieser ungleichmässigen Spannung in der Bahn neigen Teile derselben dazu, zwischen den Walzen in der Fertigbearbeitungs- und Prüfvorrichtung zu flattern, und bei bestimmten Ausführungsformen von Flachmate- rialprtifvorrichtungen ist dieses Flattern ein Nachteil, indem m es gelegentlich zu falschen Angaben über das Vorhandensein von Fehlern in der zu prüfenden Bahn führt. Auch erschwert die ungleichmässige Spannung ein einwandfreies Aufwickeln der Bahn. Es kommt auch vor, dass nur eine Materialkante ungespannt ist und flattern, doch auch dies kann oft nicht toleriert werden.
Wenn also eine auf Fehler zu prüfende Bahn Flachmaterial nicht abgestützt zwischen zwei aufeinanderfolgende Walzen der Prüfvorrichtung hindurchläuft, sollte die Spannung der Bahn über ihre Länge innerhalb bestimmter, für die Prüfvorrichtung zulässiger Grenzen vorzugsweise ziemlich gleichmässig sein, so dass die Bahn während der Prüfung in einer festliegenden Ebene läuft.
Es besteht also ein Bedarf an einer zweckmässig aufgebauten einfachen und zuverlässigen Bahnspannvorrichtung, die die Bahn genügend spannt, um ein durch eine ungleichmässige Spannung in der Bahn verursachtes Flattern zu beseitigen oder auf ein zulässiges Mass zu beschränken. Selbstverständlich darf eine solche Vorrichtung die ständig laufende Bahn, deren Spannung sie steuert, in keiner Weise beschädigen.
Zum Spannen von sich bewegenden Bahnen ist es bekannt, die Bahn über zwei parallel im Abstand voneinander angeordnete Walzen zu führen, zwischen denen eine Einrichtung mit einer teilweise umschlossenen Luftkammer und einem Gebläse angeordnet ist, wodurch die sich bewegende Bahn mit Luft unter niedrigem Druck beaufschlagt werden kann. Doch liegt ein Nachteil der bekannten Bahnspannvorrichtung darin, dass der Druck über die Länge der Bahn nicht in angemessener Weise geregelt werden kann, weil die Seiten der L ; Luftkammer in einigem Abstand von den Kanten der sich bewegenden Materialbahn gehalten werden müssen.
Dieser Abstand gestattet den Austritt von Luft an den Kanten der Bahn, wodurch an diesen Kanten ein erheblicher Druckverlust verursacht wird, der eine zu verlässige Kontrolle des auf einer schlafen Bahnkante beruhenden Kantenflatterns verhindert. Selbstverständlich besteht bei einer breiten Bahn die Neigung, sich beim Lauf zu dem einen oder andern Walzenende hin zu verschieben, und aus diesem Grunde müssen die Seitenbleche der Luftkammer weiter als normalerweise ausreichend wäre von den Kanten der Materialbahn entfernt sein, um zu gewährleisten, dass die Bahn nicht beschädigt wird.
Dieser zusätzlich erforderliche Sicherheitsabstand kommt noch erschwerend zu den Hauptnachteilen dieser bekannten Vorrichtung hinzu, weil es dadurch noch schwieriger wird, an den Randkanten der Bahn einen angemessenen Luftdruck aufrechtzuerhalten und so das Kantenflattern unter Kontrolle zu bekommen.
Auch ist ohne weiteres klar, dass Idiese bekannte Vorrichtung wegen der Verluste einen beträchtlichen Luftverbrauch hat. Deshalb müssen grosse Gebläse eingesetzt werden, die natürlich nicht in der Lage sind, sehr hohe Drücke zu entwickeln, ja, unter bestimmten Bedingungen noch nicht einmal den Druck der erforderlich ist, um die Schlaffheit soweit zu beseitigen, dass ein Flattern an andern Stellen als an den Kanten vermieden wird.
Zur Regulierung, der Spannung in einer sich bewegenden Materialbahn ist es auch bekannt, das Material mittels eines aufblasbaren Schlauches zwischen eine feste Stange und mehrere getrennte halbkreisförmige Schuhe, die in Richtung auf die feste Stange elastisch vorgespannt sind, zu klemmen. Dabei kann die Klemmwirkung durch Einstellen des Luftdrucks in dem Schlauch gesteuert werden. Doch verbieten zahlreiche Gründe die Verwendung einer derartig ausgebildeten Vorrichtung bei vielen Arten von Flachmaterial, wie beispielsweise feinen Papiersorten, die eine Prüfung durch die oben erwähnte Vorrichtung erforderlich machen. Erstens wird das durch diese Vorrichtung hindurchlaufende Papier durch die Klemmwirkung und die daraus sich ergebende Reibung häufig in einem solchen Grade beschädigt, dass es für den Kunden nicht mehr annehmbar ist.
Ferner reisst das Material, was zu Verlustzeiten für die Bahnfördervorrichtung führt, während es wieder eingelegt wird. Auch besteht ein weiterer Nachteil der bekannten Vorrichtung in der Verwendung mehrerer Schuhe, die das Material und insbesondere seine Oberfläche, wenn es sich um eine feine Oberfläche handelt, ebenfalls beschädigen, und zwar wegen der unterbrochenen Bahn anlagafläche dieser Schuhe. Eine derartige Anordnung ist demnach nicht brauchbar. Tatsächlich scheint es auch fast unmöglich, mit dieser bekannten Vorrichtung, die konstruiert wurde, um einen Bruch in einer harte Stücke enthaltenden Bahn zu vermeiden, das Flattern der Bahnkante in einem nicht unterstützten Bahnabschnitt unter Kontrolle zu bekommen.
Es ist demnach eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Spannen von Bahnen und insbesondere breiten Bahnen zu schaffen, urn die Spannung über die Länge der Bahn auszugleichen und so ein Flattern wenigstens in zulässigen Grenzen zu halten oder ganz zu beseitigen, und um andere Probleme zu lösen, die sich aus Schwankungen in dér Querspannung ergeben und die, wie sich herausgestellt hat, in unerwünschter Weise Prüfvorrichtungen der oben besprochenen Art beeinflussen.
Dabei soll ein Verfahren und eine Vorrichtung geschaffen werden, die es gestatten, eine ungespannte Kante bei einer sich schnell bewegenden Materialbahn zu beseitigen, so dass ein nicht abgestützter Abschnitt der Bahn ; zwischen zwei Walzen in einer gleichmässigen Ebene läuft, ohne dass ein Teil der nicht ab ; gestützten Bahn, insbesondere an den ; Kanten, ein Flattern oder Schlagen zeigt.
Dlas Verfahren nach der Erfindung löst diese Aufgabe dadurch, dass ein länglicher Schuh mit einer durchgehend glatten und biegsamen Bahnanlagefläche, der sich von vor der einen Bahnkante bis hinter ; die andere Bahnkante über die Breite der Bahn erstreckt, mit einem nicht unterstützten Abschnitt der Bahn in Berührung gebracht wird, auf den Schuh über ein Druckmittel Druck aufgebracht wird, der die Bahnanlagefläche gegen die Materialbahn, drückt, und der Druck auf den Schuh aufrechterhalten wird.
Ferner schafft die Erfindung eine einstellbare Bahnspannvorrichtung mit veränderlicher Krümmung zum Spannen sich bewegender Materialbahnen, die gekennzeichnet ist durch eine Stützkonstruktion, einen mit einer durchgeliend glatten und biegsamen Bahnanlagefläche versehenen Schuh, Mittel zur Beèstigung des Schuhs an der Stützkonstruktion, wobei der Schuh auf eine mit seiner Bahn ;
anlagefläche in Berührung stehende Bahn hinr und von ihr fortbewegbar ist, und Druckmittel, die mit ider Stützkonstruktion und dem Schuh zusammen- arbeiten und einen veränderlichen Druck auf den Schuh ausüben, in der Weise, dass die Bahnanlagefläche auf die mit ihr in Berührung stehende Bahn einen Druck ausübt.
In den Zeichnungen sind einige bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung, die insbesondere zur Verwendung in Verbindung mit einer Flachmaterialprüfvor- richtung bekannter Ausführung geeignet sind, dargestellt und werden im folgenden näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Ansicht, die eine Art zeigt, in der die Bahnspannvorrichtung gemäss der Erfindung zusammen mit einer Flachmaterialprüfvorrichtung bekannter Ausführung verwendet werden kann;
Fig. 2 eine detaillierte Seitenansicht der Bahnspann vorrichtung g nach Fig. 1, wobei einige Teile aufgebrochen sind;
Fig. 3 eine Endansicht der Vorrichtung nach Fig. 2;
Fig. 4 einen Schnitt nach der Linie 4-4 der Fig. 2;
Fig. 5 eine perspektivische Ansicht eines bei der Bahnspannvorrichtung der Fig. 2 verwendeten Schuhs;
Fig. 6 eine perspektivische Ansicht einer andern Ausführungsform des Schuhs für die Bahnspannvor richtung der Fig. 2 und
Fig. 7 eine Endansicht der Vorrichtung der Fig. 2, mit dem Schuh nach Fig. 6.
Die in Fig. 1 allgemein mit 1 bezeichnete Bahnspannvorrichtung ist zwischen zwei im Abstand voneinander angeordneten Walzen 6 und 7 angeordnet und in Kontakt mit einer in Richtung des Pfeils 4 unter der Walze 6 und über die Walze sich bewegenden Bahn 3 eines Flachmaterials. Die Walzen 6 und 7 sind vor der all, gemein mit 9 bezeichneten Flachmaterialprüfvorrich tung angeordnet, die in ; den kanadischen Patentschrif- ten 608 103, 636 717, 637 535 und 638 763 beschrieben ist. Hinter der Prüfvorrichtung 9 läuft die Bahn 3 über eine Walze 10 sowie unter einer Walze 11 hindurch und dann normalerweise auf eine Aufwickelwalze.
Gewöhnlich wind die Bahnspannvorrichtung so an dem nicht dargestellten Rahmengestell der Flachmate rialprüfvorrichtung angebracht, dass sie, wenn nicht in andern Richtungen, so doch wenigstens im wesentlichen senkrecht zur Bewegangsbahn der Bahn 3 von Hand einstellbar ist. Eine derartige einstellbare Anbringung kann von beliebiger Art sein und hängt von der besonderen Ausfi, der Vorrichtung ab, an der die Bahnspannvorrichtung anzubringen ist.
Wie aus Fig. 2 bis einschliesslich 5 ersichtlich ist, weist die Bahnspannvortichtung 1 eine e Tragkonstruk- tion in Form eines länglichen U-förmigen, Gehäuses 15 mit offenem Boden und drei eingepassten, in Querrichtung sich erstreckerriderv Trennplatten 16, die mittels Schrauben 17 an indem Gehäuse 15 befestigt sind, auf.
Zusammen mit zwei gleich ausgebildeten Endplatten 18 wird das Gehäuse 15 von den Trennplatben 16 in vier Kammern 19 mit offenem Boden von im wesentlichen gleicher Länge unterteilt. Die Endplatten 18 sind mittels Schrauben 20 an den jeweiligen Enden des Gehäuses 15 befestigt.
Zwei sich gegenüberliegende Halteleisten 22 sind, wie Fig. 3 zeigt, mittels Schrauben 23 über idie gesamte Länge des Gehäuses 15 an dessen untere Innenkanten befestigt.
In jeder der Kammern 19 ist eine Druckauskleidung 25 vorgesehen, die durch eine Rohrleitung 26 auf jeden gewünschten Druck aufgeblasen und auf diesem gehalten werden kann. Bei dieser Ausführungsform ist der Rohrstutzen 26 ein Autoreifen-Ventilgehäuse, aus dem das Ventil entfernt ist. Der Rohtstutzen 26 geht durch die obere Wand des Gehäuses 15 hindurch und ist in üblicher Weise mittels einer Mutter 27 an dieser befestigt. Die Druckauskieidung kann zweckmässig aus Schlauchabschnitten gebildet sein.
Wie insbesondere aus Fig. 2 und 4 ersichtlich ist, ist in jeder der Kammern 19 auch ein U-förmiger innerer Schuh 30 angeordnet, wider nur eine etwas geringere Länge hat als die jeweilige Kammer, in der er ange ordnet ist. Normalerweise wird der innere Schuh 30 aus Folienmaterial, wie beispielsweise Nylon, gebildet, das flexibel ist und sich mit der geringstmöglichen Reibung gegen die Teile der Vorrichtung bewegt, mit denen es während des Betriebs der Vorrichtung in Berührung kommt.
Dieser Schuh ist in erster Linie vorgesehen, um die Reibung verschiedener Vorrichtungsteile an den Auskleidungen 25 zu vermindern; denn wenn diese Reibung stark ist, kann sie zu einem vorzeitigen Bruch der Auskleidungen 25 und damit zu einem Versagen der Spannvorrichtung führen.
Fig. 5 zeigt insbesondere eine Ausführungsform eines durch biegsamen äussern Schuhs 31, der einen Teil der BahnspaIDnvorrichtunig 1 bildet. Der äussere Schuh 31 ist aus einem geeigneten Blech hergestellt und mit nach oben gebogenen Seiten 32 versehen, die, um ein Durchbiegen des Schuhs 31 zu gestatten, über ihre gesamte Länge mit Einschnitten versehen sind, so dass mehrere in gleichen Abständen voneinander liegende, einem umgekehrten Schlüsselloch ähnliche Schlitze 33 entstehen, zwischen, denen Zungen 34 liegen.
Die freien Enden der Zungen 34 sind nach aussen gebogen, und bilden Lippen 35, die, wie aus Fig. 3 und 4 hervorgeht, auf den Halteleisten 22 liegen, um die Auswärtsbewe gunig des Schuhs 31 zu begrenzen, wenn dieser in das Gehäuse 15 eingebaut ist. Das Einsetzen des Schuhs 31 erfolgt, indem dieser von einem Ende her in das Gehäuse einjgeschoben und in die aus Fig. 2 und 3 ersichtliche Lage gebracht wird.
Die Enden der nach oben gebogenen Seiten 32 weisen keine Einschnitte auf, und wenn der Schuh in das Gehäuse eingesetzt ist, stehen Idiese Enden über die entsprechenden Endplatten 18 des Gehäuses 15 vor.
Das Herausgleiten des Schuhs 31 aus seiner Lage wird durch zwei Halbob, ü ; gel 38 verhindert, von denen jeweils einer an jedem Ende des Schuhs 31 angeklemmt ist, wie aus Fig. 3 ersichtlich ist. Die Haltebügel 38 werden normalerweise aus einem elastischen Material, wie beispielsweise dünnem Federstahl, hergestellt.
Zur Herstellung des äussern Schuhs 31, der leicht durchbiegsam sein und der Abnutzung durch das auf ihm entlanglaufende Flachmaterial widerstehen muss, haben sich einige Blechsorten als besonders vorteilhaft erwiesen, wie beispielsweise ein Phosphorbronzemateriai von etwa 0,48 mm Dicke. Ferner ist als Blech zur Herstellung des Schuhs auch Beryllium-Kupfer, Stahl oder jedes andere im wesentlichen biegsame und feste Federmaterial geeignet.
Als Alternative oder zusätzlich zu dem in Fig. 5 gdargestellten Schuh 31 kann der Schuh 41 Ider Fig. 6 verwendet werden. Wie aus Fig. 6 ersichtlich ist, kann der abgeänderte Schuh 41, ebenso wie der Schuh 31, mit Schlitzen 33 und Zungen 34 versehen sein, die aber nur an einer hochgebogenen Seite 32 des Schuhs ange- ordnet sind.
Auf ider Seite, die der mit den Schlitzen 33 und Zungen 34 versehenen Seite 32 gegenüberliegt, ist der Schuh 41 etwa halbkreisförmig gekrümmt, wie aus den Fig. 6 und 7 ersichtlich ist, und der der Seite 32 gegenüberliegende Seitenrand ist mit über seine Länge verteilten Löchern 42 versehen, die zur Befestigung am Gehäuse 15 dienen, wie Fig. 7 zeigt. Die Seite 32 liegt in der gleichen Weise wie bei dem Schuh 31 an der Halteleiste 22. Bei dieser Anordnung läuft das Flachs material, wie in Fig. 7 gesehen, von links nach rechts über den Schuh.
Diese besondere Schuhausbildung erfordert nur eine einzige Halteleiste 22 und keine Haltebügel 38, so dass der Schuh 41 die gleiche Länge wie das Gehäuse 15 haben kann. Auch kann der abgeänderte Schuh 41 leicht ausgewechselt werden, wenn dies infolge Ider Abnutzung durch Reibung durch das schnelllaufende Flachmaterial notwendig werden sollte.
Wenn der Schuh 41 zusätzlich zum Schuh 31 verwendet wird, kann er in seiner einfachsten Form aus einem dünnen Metallblech (beispielsweise 0,075 mm starkes Beilagenblech) bestehen und am Schuh 31 durch biegsame Gummi- oder Kunststoffstreifen befestigt sein, oder aber durch Federklammern, die nur an der nicht mit der Ma Materialbahn in Berührung kommenden, dem U-förmigen Gehäuse zugekehrten Seite des Schuhs 41 angebracht werden.
Der über dem Schuh 31 angeordnete Schutzschuh 41 wird hauptsächlich verwendet, um die Abnutzung des Hauptschuhs 31 zu verhindern, der teuer in der Herstellung ist. Die Verwendung eines abdeckenden Schuhs 41 er, moglicht es auch, den Schuh 31 aus einzelnen Abschnitten herzustellen, was oftmals eine weitere Einsparung mit sich bringt, denn je länger der Schuh 31 ist, desto teurer ist oft seine Herstellung im Vergleich mit einer Anzahl kürzer Schuhe.
Bei jeder der beiden offenbarten Schutzanordnungen sind die Schuhe 31 bzw. 41 in begrenztem Masse auf die Bodenöffnung des s Gehäuses 15 hin und von dieser weg bewegbar. Die grösste Auswärtsbewegung des Schuhs 31 ist in Fig. 3, die den Schuh 31 in seiner normalen Arbeitsstellung zeigt, in gestrichelten, Linien 45 dargestellt. Mit anderen Worten, die Schuhe 31 und/oder 41 sind in bezug auf die Öffnung im Boden des Gehäuses 15 begrenzt freibewaglich gelagert.
Bei Verwendung der Bahnspannvorrichtung gemäss der Erfindung wird die Vorrichtung, wie in Fig. 1 schematisch dargestellt, angebracht, wobei Ider Schuh, ob es sich nun um den Schuh 31 und/oder den Schuh 41 handelt, im wesentlichen wie in Fig. 3 angeordnet ist. Der mit der Materialbahn in Berührung stehende Schuh sollte sich stets quer über idie Bahn und über deren Kanten hinaus erstrecken. Durch die einzelnen Stutzen 26 wird dann genügend Druckluft in jeder der Auskleidungen 25 eingeführt, um das Flattern der Materialbahn auf ein zulässiges Mass zu beschränken, ohne die Bahn zu beschädigen.
Wenn beispielsweise die Spannung in den Randabschnitten der unter der Walze 6 durchlaufenden Bahn geringer als in den Mittelabschnitten der Bahn ist, dann benötigen die Endauskleidungen 25 einen etwas höheren Luftdruck als die mittleren Auskleidun- gen 25. Nachdem die Auskleidungen einmal den richtigen Arbeitsdruck für eine bestimmte Materialbahn haben, arbeitet die Bahnspannvorrichtung normalerweise ständig in der erforderlichen Weise, ld. h. sie ebnet die Bahn und sorgt für deren richtige Querspannung, und zwar ohne weitere Wartung, da die Biegsamkeit des Schuhs 31 und/oder 41 zusammen mit der des in neren Schuhs 30 und der Elastizität der aufgeblasenen Auskleidungen 25 automatisch irgendwelche geringen Abweichungen in der Bahuspannung ausgleicht.
Somit flattert die unter der Materialprüfvorrichtung 9 hindurchlaufende Bahn überhaupt nicht oder nur in einem zulässigen Masse.
Die Bahnspannvorrichtung gemäss der Erfindung kann dahingehend abgeändert werden, dass die Trennplatten 16 entfernt und die vier in Fig. 1 bis 5 dargestell- ten Auskleidungen durch eine einzige Auskleidung mit nur einer Zuleitung ersetzt werden. Die vier inneren Schuhe 30 könnten ebenfalls durch einen einzigen langen inneren Schuh ersetzt werden, der zur Gewährleistung der Biegsamkeit von geschlitzter Ausführung ist.
Durch Aufblasen einer derartigen Auskleidung auf einen geeigneten Druck können Schwankungen, in der Bahnlockerheit über ihre Länge und sogar an ihren Kanten in ganz annehmbarer Weise ausgeglichen werden.
Auch kann auf die Schuhe 31 und/oder 41 durch andere Mittel als die Auskleidungen 25 ein veränderlicher Druck ausgeübt werden. Beispielsweise könnten die Auskleidungen durch mit Metall oder einem andern festen Material hinterlegte mechanisch verstellbare Schaumgummi- oder Kunststoffkissen ersetzt werden, wobei die Kissen mechanisch und auf Grund ihrer Elastizität beweglich sind, um einen geeigneten Druck auf die Schuhe auszuüben.
Da bestimmte Ausführungsformen von Bahnprüfvorrichtungen ferner von selbst ein Flattern feststellen können, ist es ganz praktisch, solche Vorrichtungen so abzuändern, dass sie den Druck der Auskleidungen 25 oder der Kissen Ider Bahnspannvorrichtung automatisch verändern, um jedes Flattern zu kompensieren, das sich auf Grund einer Veränderung in der Bahnspannung während der Prüfung ergeben kann. In dieser Weise ist es möglich, jede gewünschte gleichmässige Bahnspannung über die gesamte Bahnbreite ohne manuelle Regulierung des Luftdrucks in ider Auskleidung automatisch beizubehalten.
Beispielsweise kann das In, forma- tionssignal, das dem Bahuflattern proportional ist und in Abschnitte des Prüfkopfes (der in einigen der erwähnten kanadischen Patentschriften offenbarten Ausführung) erzeugt wird, die Abschnitten der Bahnspannvorrichtung mit anpassungsfähiger Krümmung entsprechen, für jeden Krümmungsstreifenabschnitt ein Dreiwegeventil durch einen elektromechanischen Wandler (von denen in der Technik verschiedene Arten bekannt sind) betätigen, wodurch die Auskleidung 25 oder das Kissen so eingestellt wird, dass eine Beseitigung des Bahilatterns erfolgt.
Ein solches Dreiwegeventil ist mit einem Einbaus zweckmässig an eine Druckquelle und mit einem zweiten Einlass an die Auskleidung 25 angeschlossen, während ihr dritter Einlass in die Aussenluft mündet.
Selbstverständlich sind auch verschiedene andere Anordnungen möglich, um das von der Prüfvorrichtung empfangene Informationssignal automatisch in eine mechanische Bewegung zur Druckregulierung der Auskleidungen 25 bzw. der Kissen oder anderer geeigneter Druckmittel umzuwandeln.
Zusammenfassend kann festgestellt werden, dass die vorliegende Erfindung eine einfache und doch zuverlässige Bahnspannvorrichtung mit veränderlicher Krüm muag schafft, die insbesondere zur Verwendung für die Steuerung der Spannung von auf Fehler zu prüfen den Materialbahnen, aber auch zur Regulierung und Einstellung der Bahnspannunig für andere Zwecke, beispielsweise zur Gewährleistung eines einwandfreien Aufwickelns einer Bahn auf Kalander, Wickelwalzen, Papiermaschinen usw., wie sie in einer Papierfabrik verwendet werden.
Method and device for tensioning webs
The invention relates to a method and a device for substantially uniform tensioning of a moving material web over its entire width in order to substantially eliminate fluttering of the web and an adjustable web tensioning device for carrying out the method.
In particular, the invention enables an unstressed edge to be located on wide webs of moving flat material, such as paper webs, so that a section of the material not supported between two spaced rollers moves in a uniform plane without any part of the unsupported web exhibits fluttering or beating. Such a result can also be achieved without damaging the material in any way, even if it has a fine surface, such as paper.
When producing flat material, such as paper, it is common practice to produce the material in the form of a continuous sheet, which can have various widths, and then to treat this sheet in order to give the material the desired properties. After treatment, the finished web often has to be checked for defects of various kinds before it is packed for shipping or wound into rolls.
It is known that in the manufacture and subsequent treatment of web material such as paper, it can often happen that after finishing, but before testing and / or winding into rolls, there is a considerable tension fluctuation over the web length, for example the middle sections are very tight, while the edge sections are completely untensioned. This can be seen in particular in the case of very wide webs, as well as webs that have run over a so-called Mount Hope roller in the stage of their completion; this is a roller whose axis of rotation is curved.
Because of this uneven tension in the web, parts of the same tend to flutter between the rollers in the finishing and testing device, and in certain embodiments of flat material testing devices, this fluttering is a disadvantage in that it occasionally leads to incorrect information about the presence of Errors in the path to be tested. The uneven tension also makes it difficult to wind the web properly. It also happens that only one edge of the material is loose and flutters, but this too often cannot be tolerated.
So if a web of flat material to be tested for defects runs unsupported between two successive rollers of the test device, the tension of the web should preferably be fairly even over its length within certain limits permissible for the test device, so that the web runs in a fixed position during the test Level runs.
There is therefore a need for a suitably constructed, simple and reliable web tensioning device which tensions the web sufficiently to eliminate flutter caused by an uneven tension in the web or to limit it to a permissible level. It goes without saying that such a device must in no way damage the continuously running web whose tension it controls.
For tensioning moving webs, it is known to guide the web over two parallel spaced apart rollers, between which a device with a partially enclosed air chamber and a fan is arranged, whereby the moving web is supplied with air under low pressure can. However, a disadvantage of the known web tensioning device is that the pressure cannot be adequately regulated over the length of the web because the sides of the L; Air chambers must be kept some distance from the edges of the moving web.
This spacing allows air to exit at the edges of the web, causing a significant pressure loss at those edges which prevents reliable control of the edge flutter due to a sleeping web edge. Of course, with a wide web, there is a tendency to shift to one end or the other of the roll while running, and for this reason the side plates of the air chamber must be further away from the edges of the web than would normally be sufficient to ensure that the Railway is not damaged.
This additionally required safety distance aggravates the main disadvantages of this known device because it makes it even more difficult to maintain an adequate air pressure at the marginal edges of the web and thus to get the edge flutter under control.
It is also immediately clear that this known device has a considerable air consumption because of the losses. Therefore, large blowers have to be used, which of course are not able to develop very high pressures, yes, under certain conditions not even the pressure that is necessary to eliminate the slackness to such an extent that fluttering in places other than the edges are avoided.
To regulate the tension in a moving web of material, it is also known to clamp the material by means of an inflatable tube between a fixed rod and several separate semicircular shoes which are elastically biased towards the fixed rod. The clamping effect can be controlled by adjusting the air pressure in the hose. However, there are numerous reasons forbidding the use of such a device with many types of sheet material, such as fine papers, which require testing by the above-mentioned device. First, the paper running through this device is often damaged to such an extent by the clamping action and the resulting friction that it is no longer acceptable to the customer.
Furthermore, the material tears, which leads to lost time for the web conveyor device while it is being inserted again. Another disadvantage of the known device is the use of several shoes, which also damage the material and in particular its surface, if it is a fine surface, because of the interrupted web bearing surface of these shoes. Such an arrangement is therefore not useful. In fact, it also seems almost impossible with this known device, which has been designed to avoid a break in a web containing hard pieces, to control the flutter of the web edge in an unsupported web section.
It is therefore an object of the present invention to provide a method and a device for tensioning webs, and in particular wide webs, in order to equalize the tension over the length of the web and thus to keep fluttering within permissible limits or to eliminate it entirely to solve other problems arising from variations in transverse stress which have been found to undesirably affect test devices of the type discussed above.
The aim is to create a method and a device which make it possible to eliminate an untensioned edge in a rapidly moving material web, so that an unsupported section of the web; runs between two rollers in a uniform plane without part of the not from; supported track, especially on the; Shows edges, flapping or hitting.
The method according to the invention solves this problem in that an elongated shoe with a continuously smooth and flexible web contact surface, which extends from in front of one web edge to behind; the other edge of the web extends across the width of the web, is brought into contact with an unsupported portion of the web, pressure is applied to the shoe via a pressure medium which presses the web abutment surface against the web of material, and the pressure on the shoe is maintained.
Furthermore, the invention provides an adjustable web tensioning device with variable curvature for tensioning moving material webs, which is characterized by a support structure, a shoe provided with a continuously smooth and flexible web contact surface, means for attaching the shoe to the support structure, the shoe on one with its Train ;
The web that is in contact with the contact surface can be moved back and forth, and pressure means that work together with the support structure and the shoe and exert a variable pressure on the shoe in such a way that the web contact surface joins the web in contact with it Pressure.
In the drawings, some preferred embodiments of the invention, which are particularly suitable for use in connection with a flat material testing device of known design, are shown and are explained in more detail below. Show it:
Fig. 1 is a schematic view showing a manner in which the web tensioning device according to the invention can be used in conjunction with a sheet material inspection device of known design;
Figure 2 is a detailed side view of the web tensioning device g of Figure 1, with some parts broken away;
Figure 3 is an end view of the device of Figure 2;
FIG. 4 shows a section along the line 4-4 of FIG. 2;
Fig. 5 is a perspective view of a shoe used in the web tensioning device of Fig. 2;
Fig. 6 is a perspective view of another embodiment of the shoe for the Bahnspannvor direction of FIGS. 2 and
FIG. 7 is an end view of the device of FIG. 2, with the shoe of FIG. 6.
The web tensioning device, generally designated 1 in FIG. 1, is arranged between two spaced apart rollers 6 and 7 and in contact with a web 3 of a flat material moving in the direction of arrow 4 below roller 6 and over the roller. The rollers 6 and 7 are arranged in front of the all, commonly designated 9 Flachmaterialprüfvorrich device, which in; Canadian Patents 608,103, 636,717, 637,535 and 638,763. Behind the testing device 9, the web 3 runs over a roller 10 and under a roller 11 and then normally onto a take-up roller.
Usually the web tensioning device is attached to the frame, not shown, of the Flachmate rialprüfvorrichtung that it can be adjusted by hand, if not in other directions, at least essentially perpendicular to the path of movement of the web 3. Such an adjustable attachment can be of any type and depends on the particular design of the device to which the web tensioning device is to be attached.
As can be seen from Fig. 2 up to and including 5, the web tensioning device 1 has a supporting structure in the form of an elongated U-shaped housing 15 with an open bottom and three fitted, transversely extending dividing plates 16 which are attached by means of screws 17 Housing 15 are attached to.
Together with two identically designed end plates 18, the housing 15 is divided by the separating plates 16 into four chambers 19 with an open bottom of essentially the same length. The end plates 18 are attached to the respective ends of the housing 15 by means of screws 20.
As FIG. 3 shows, two opposing retaining strips 22 are fastened by means of screws 23 over the entire length of the housing 15 to its lower inner edges.
A pressure liner 25 is provided in each of the chambers 19 and can be inflated to and maintained at any desired pressure through a pipeline 26. In this embodiment, the socket 26 is an automobile tire valve housing from which the valve is removed. The raw socket 26 passes through the upper wall of the housing 15 and is fastened to the latter in the usual manner by means of a nut 27. The pressure lining can expediently be formed from hose sections.
As can be seen in particular from Fig. 2 and 4, a U-shaped inner shoe 30 is arranged in each of the chambers 19, but only has a slightly shorter length than the respective chamber in which it is arranged. Typically, the inner shoe 30 will be formed from a sheet material, such as nylon, which is flexible and moves with the least possible friction against the parts of the device that it comes into contact with during operation of the device.
This shoe is primarily intended to reduce the friction of various parts of the device on the linings 25; if this friction is strong, it can lead to premature breakage of the linings 25 and thus to failure of the tensioning device.
In particular, FIG. 5 shows an embodiment of a flexible outer shoe 31 which forms part of the web pad device 1. The outer shoe 31 is made of a suitable sheet metal and is provided with upwardly curved sides 32 which, in order to allow a deflection of the shoe 31, are provided with incisions over their entire length so that several equidistant from one another, one inverted Keyhole-like slots 33 arise between which tongues 34 are located.
The free ends of the tongues 34 are bent outwards and form lips 35 which, as can be seen from FIGS. 3 and 4, lie on the retaining strips 22 in order to limit the outward movement of the shoe 31 when it is installed in the housing 15 is. The shoe 31 is inserted by pushing it into the housing from one end and bringing it into the position shown in FIGS. 2 and 3.
The ends of the upturned sides 32 are not indented, and when the shoe is inserted into the housing, these ends protrude from the corresponding end plates 18 of the housing 15.
The sliding out of the shoe 31 from its position is through two half ob, ü; gel 38, one of which is clamped at each end of the shoe 31, as can be seen from FIG. The support brackets 38 are typically made of a resilient material such as thin spring steel.
For the production of the outer shoe 31, which must be slightly pliable and withstand the wear and tear caused by the flat material running along it, some types of sheet metal have proven to be particularly advantageous, such as a phosphor bronze material approximately 0.48 mm thick. Furthermore, beryllium copper, steel or any other essentially flexible and solid spring material is also suitable as sheet metal for the production of the shoe.
As an alternative or in addition to the shoe 31 shown in FIG. 5 g, the shoe 41 from FIG. 6 can be used. As can be seen from FIG. 6, the modified shoe 41, like the shoe 31, can be provided with slots 33 and tongues 34, but these are only arranged on an upturned side 32 of the shoe.
On the side opposite the side 32 provided with the slots 33 and tongues 34, the shoe 41 is approximately semicircularly curved, as can be seen from FIGS. 6 and 7, and the side edge opposite the side 32 is distributed over its length Holes 42 are provided which are used for attachment to the housing 15, as FIG. 7 shows. The side 32 lies in the same way as in the case of the shoe 31 on the retaining strip 22. In this arrangement, the flax material, as seen in FIG. 7, runs from left to right over the shoe.
This particular shoe construction requires only a single retaining strip 22 and no retaining bracket 38, so that the shoe 41 can have the same length as the housing 15. The modified shoe 41 can also be easily exchanged if this should become necessary due to wear and tear caused by the high-speed flat material.
If the shoe 41 is used in addition to the shoe 31, it can in its simplest form consist of a thin sheet of metal (for example 0.075 mm thick shim) and be attached to the shoe 31 by flexible rubber or plastic strips, or by spring clips that only attach to the side of the shoe 41 facing the U-shaped housing that does not come into contact with the material web.
The protective shoe 41 placed over the shoe 31 is mainly used to prevent the wear of the main shoe 31, which is expensive to manufacture. The use of a covering shoe 41 also makes it possible to manufacture the shoe 31 from individual sections, which often results in further savings, because the longer the shoe 31 is, the more expensive its manufacture is often compared to a number of shorter shoes .
In each of the two protective arrangements disclosed, the shoes 31 and 41 are movable to a limited extent towards and away from the bottom opening of the housing 15. The greatest outward movement of the shoe 31 is shown in broken lines 45 in FIG. 3, which shows the shoe 31 in its normal working position. In other words, the shoes 31 and / or 41 are mounted freely movable to a limited extent with respect to the opening in the bottom of the housing 15.
When using the web tensioning device according to the invention, the device is attached as shown schematically in FIG. 1, with the shoe, whether it is the shoe 31 and / or the shoe 41, being arranged essentially as in FIG . The shoe that is in contact with the material web should always extend across the web and over its edges. Sufficient compressed air is then introduced into each of the linings 25 through the individual nozzles 26 in order to limit the fluttering of the web of material to a permissible level without damaging the web.
If, for example, the tension in the edge sections of the web running under the roller 6 is lower than in the middle sections of the web, then the end linings 25 require a slightly higher air pressure than the middle linings 25. After the linings have once the correct working pressure for a certain Have material web, the web tensioning device normally works continuously in the required manner, ld. H. it levels the web and ensures its correct transverse tension, without further maintenance, since the flexibility of the shoe 31 and / or 41 together with that of the inner shoe 30 and the elasticity of the inflated linings 25 automatically compensates for any slight deviations in the web tension .
Thus, the path passing under the material testing device 9 does not flutter at all or only to a permissible extent.
The web tensioning device according to the invention can be modified in such a way that the separating plates 16 are removed and the four linings shown in FIGS. 1 to 5 are replaced by a single lining with only one supply line. The four inner shoes 30 could also be replaced by a single long inner shoe which is of a slotted design to ensure flexibility.
By inflating such a liner to an appropriate pressure, fluctuations in web slackness along its length and even at its edges can be quite reasonably balanced.
A variable pressure can also be exerted on the shoes 31 and / or 41 by means other than the linings 25. For example, the linings could be replaced by mechanically adjustable foam rubber or plastic cushions backed with metal or some other solid material, the cushions being movable mechanically and due to their elasticity in order to exert a suitable pressure on the shoes.
Furthermore, since certain embodiments of web testing devices can automatically detect flutter, it is very practical to modify such devices so that they automatically change the pressure of the liners 25 or the pads of the web tensioning device to compensate for any flutter that occurs due to a change in the web tension during the test. In this way it is possible to automatically maintain any desired uniform web tension over the entire web width without manual regulation of the air pressure in the liner.
For example, the information signal, which is proportional to the web flutter and is generated in sections of the test head (the embodiment disclosed in some of the aforementioned Canadian patents) that correspond to sections of the web tensioning device with adjustable curvature, for each curvature strip section a three-way valve by an electromechanical Activate transducers (several types of which are known in the art) which adjust the liner 25 or cushion to eliminate the flutter.
Such a three-way valve is expediently connected with an installation to a pressure source and with a second inlet to the lining 25, while its third inlet opens into the outside air.
Of course, various other arrangements are also possible in order to automatically convert the information signal received by the test device into a mechanical movement for regulating the pressure of the linings 25 or the cushions or other suitable pressure means.
In summary, it can be stated that the present invention provides a simple and yet reliable web tensioning device with variable curvature, which is particularly useful for controlling the tension of the webs of material to be checked for defects, but also for regulating and adjusting the web tension for other purposes, for example, to ensure the correct winding of a web on calenders, winding rollers, paper machines, etc., such as are used in a paper mill.