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Luftgesteuerte Naßsetzmaschine Die Erfindung bezieht sich auf eine
luftgesteuerte Naßsetzmaschine, die mindestens einen unterhalb des Setzsiebes angeordneten
Hohlkörper mit durch Änderung des Innendruckes veränderbarem Volumen aufweist.
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Bei einer bekannten Naßsetzmaschine dieser Art ist ein etwa schlauchförmiger
Hohlkörper aus elastischem Werkstoff vorgesehen, der in seinem drucklosen Zustand
über zwei mit Abstand übereinander angeordneten Rohren liegt, die als Verbindungsleitung
zu einer Steuerkammer für den Einlaß von Druckluft und deren Auslaß dienen. Der
Hohlkörper ist von einem im Querschnitt ellipsenförmigen starren Mantelrohr umgeben,
gegen dessen Innenwand sich der Hohlkörper unter dem Einfluß der in dessen Innenraum
eingeblasenen Druckluft anlegt. Dadurch findet eine Wasserverdrängung in dem Setzfaß
statt, in dem der Hohlkörper, die Rohre und das Mantelrohr unterhalb des Setzsiebes
angeordnet sind. Die der Volumenänderung des Hohlkörpers und damit der Wasserverdrängung
im Setzfaß entsprechenden Setzhübe werden hierbei durch in der Steuerkammer angeordnete
Ventile gesteuert, die von einer Nokkenwelle betätigt werden, die ihrerseits durch
einen Motor mit veränderlicher Geschwindigkeit angetrieben wird. Durch diese Steuerung
wird der Innenraum des Hohlkörpers abwechselnd über ein Einlaßventil mit einem Druckluft
enthaltenden Druckkessel und über ein Auslaßventil und ein nachgeschaltetes Drosselventil
mit einem in der Atmosphäre ausmündenden Auslaß verbunden. Nachteilig an dieser
bekannten Naßsetzmaschine ist insbesondere, daß die mittels des Hohlkörpers erzielbare
Wasserverdrängung durch das umgebende Mantelrohr begrenzt ist, während die aus den
Ventilen und deren Antrieb bestehende Steuerung für den im Innenraum des Hohlkörpers
herrschenden Druck von dem jeweils vorhandenen Maß der Volumenänderung des Hohlkörpers
unabhängig ist, so daß je nach dem Widerstand, den die Vorgänge auf dem Setzsieb
entsprechenden Volumenänderungen entgegensetzen, damit gerechnet werden muß, daß
entweder noch Druckluft in den Innenraum des Hohlkörpers eingeblasen wird, wenn
die maximal mögliche Volumenänderung des Hohlkörpers bereits erreicht ist, oder
bereits- keine Druckluft mehr in den Innenraum des Hohlkörpers eingeblasen wird,
obwohl die erforderliche Volumenänderung des Hohlkörpers noch nicht erreicht ist.
Dies führt im einen Fall zu einer Verlustzeit, weil das Einströmen weiterer Druckluft
in den Innenraum des Hohlkörpers nach Erreichen der maximalen Volumenänderung wirkungslos
bleibt, während im anderen Fall die mögliche Volumenänderung nicht voll ausgenutzt
wird.
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Aufgabe der Erfindung ist es, diese Nachteile zu vermeiden. Bei einer
Naßsetzmaschine der eingangs genannten Art besteht die Erfindung demgemäß darin,
daß der Hohlkörper mit Änderungen einer Länge desselben begrenzenden Endschaltern
versehen ist, die mit Mitteln zur Änderung des Innendruckes in Verbindung stehen:
Als durch Endschalter begrenzte Länge des Hohlkörpers kann dabei eine in beliebiger
Richtung liegende Abmessung des Hohlkörpers, die sich unter dem Einfluß des Innendruckes
verändert, verwendet werden. Bei einem zylindrischen Hohlkörper kann es sich somit
beispielsweise um einen Durchmesser desselben oder um dessen axiale Länge handeln,
während bei einem Hohlkörper, der aus einem Faltenbalg und zwei Endscheiben besteht,
zweckmäßigerweise der Abstand der beiden Endscheiben als maßgebende Länge zu verwenden
ist. Durch die Einwirkung der Endschalter auf Mittel zur Änderung des Innendruckes
des Hohlkörpers wird dabei erreicht, daß die Steuerung immer dann betätigt wird,
wenn bei der Vergrößerung und der Verringerung des Volumens des Hohlkörpers gerade
die betreffende Endlage erreicht ist, die durch die betreffende Länge bestimmt ist.
Somit können weder Verlustzeiten noch eine verfrühte Unterbrechung des Einblasens
der Druckluft auftreten.
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Vorteilhafterweise ist die Naßsetzmaschine nach der Erfindung derart
ausgebildet, daß mehrere wahlweise einschaltbare Endschalter für mindestens eine
Begrenzung der Änderung der Länge vorgesehen
sind. Dies hat den
Zweck, die Steuerung auf unterschiedliche Volumenänderungen und damit unterschiedliche
Setzhübe einzustellen.
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Bei der Naßsetzmaschine nach der Erfindung kann zur Begrenzung der
Änderungen der Länge zusätzlich mindestens ein elastischer Anschlag vorgesehen sein,
der sowohl als Sicherung gegen Zerstörung des Hohlkörpers bei Ausfall der Steuerung
als auch im normalen Betrieb zur Aufnahme der kinetischen Energie der bewegten Teile
des Hohlkörpers, z. B. einer Endscheibe eines faltenbalgförmigen Hohlkörpers, dient.
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Sofern der Hohlkörper ein ausreichendes Volumen aufweist, ist es zweckmäßig,
die Endschalter und/oder den Anschlag im Innenraum des Hohlkörpers anzuordnen. Hierdurch
werden übertragungsglieder, die die Änderungen der Länge nach außen übertragen und
die durch die im Setzfaß bebefindliche Flüssigkeit, gegebenenfalls auch durch das
Setzbett geführt werden müßten, vermieden. Durch diese Maßnahme und dadurch, daß
kontaktlose Endschalter mit einem elektrischen oder magnetischen Feld oder einem
Strahlengang vorgesehen werden, Iäßt sich die Masse der bewegten Teile und damit
die Trägheit der Steuerung entscheidend vermindern. Der Anwendung kontaktloser Endschalter
kommt hierbei wegen deren Unempfindlichkeit und Trägheitslosigkeit entscheidende
Bedeutung zu.
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Bei der Naßsetzmaschine nach der Erfindung dienen als Mittel zur Änderung
des Innendruckes in an sich bekannter Weise Ein- und Auslaßventile, die den Innenraum
des Hohlkörpers mit Über- und/oder Unterdruck beaufschlagen. Die Ventile sollen
dabei zweckmäßigerweise schnellschaltend und mit geringer Masse ausgelegt sein,
wobei ein Servoantrieb der Ventile erforderlich sein kann. Ein solcher Servoantrieb
kann beispielsweise aus Magnetventilen, auf die die Endschalter einwirken, und durch
die Magnetventile gesteuerten preßluftbetätigten Membranventilen als Ein- und Auslaßventilen
bestehen.
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Die Betätigung der Ventile unter der Einwirkung der Endschalter erfolgt
zweckmäßigerweise derart, daß der die Änderung der Länge nach oben begrenzende Endschalter
das Einlaßventil schließt und dabei über ein einstellbares Verzögerungsglied das
Auslaßventil öffnet, während der die Änderung der Länge nach unten begrenzende Endschalter
das Auslaßventil schließt und dabei das Einlaßventil öffnet. Für die Verbindung
der Ventile bestehen dabei die Möglichkeiten, daß entweder das Einlaßventil mit
einer überdruckquelle oder das Auslaßventil mit einer Unterdruckquelle oder schließlich
nebeneinander das Einlaßventil mit einer überdruckquelle und das Auslaßventil mit
einer Unterdruckquelle verbunden sind. Diese Steuerung bezweckt, ein den tatsächlichen
Bedürfnissen des Setzvorganges entsprechendes Setzhubdiagramm zu erzielen. Hierbei
kommt dem Verzögerungsglied insofern eine besondere Bedeutung zu, als hierdurch
das Rückströmen der Flüssigkeit bei angehobenem Setzgut während einer kurzen Zeit
verhindert wird, während derer sich das Setzgut lockern kann. Bei der Naßsetzmaschine
nach der Erfindung ermöglicht die geringe Trägheit der Steuerung ein schlagartiges
öffnen des Einlaßventils in dem richtigen Zeitpunkt, so daß eine rasche Volumenänderung
des Hohlkörpers und damit ein stoßartiges Anheben des Setzgutes erzielt wird. Durch
Steuerung des überdruckes kann hierbei die Geschwindigkeit der Vergrößerung der
Länge des Hohlkörpers und damit die Geschwindigkeit des Anhebens des Setzgutes verändert
werden. Damit wird gleichzeitig die Anzahl der Setzhübe je Zeiteinheit gesteuert.
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Bei einer Naßsetzmaschine nach der Erfindung, bei der nur das Einlaßventil
mit einer überdruckquelle verbunden ist, während das Auslaßventil auf die Atmosphäre
arbeitet, kann an dem Hohlkörper eine die Verringerung der Länge unterstützende
Feder angreifen.
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Bei einer Naßsetzmaschine nach der Erfindung, bei der nur das Auslaßventil
mit einer Unterdruckquelle verbunden ist, während das Einlaßventil mit der Atmosphäre
in Verbindung steht, muß an dem Hohlkörper eine die Vergrößerung der Länge des Hohlkörpers
bewirkende Feder angreifen, die die den Setzhub ergebende Vergrößerung des Volumens
des Hohlkörpers bewirkt; diese Feder wird bei der Verringerung des Volumens des
Hohlkörpers durch den über das Auslaßventil einwirkenden Unterdruck gespannt.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel einer Naßsetzmaschine
nach der Erfindung in einem Vertikalschnitt dargestellt.
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In dem Setzfaß 1 ist unterhalb des Setzgutträgers 2 ein Hohlkörper
angeordnet, der aus einem Faltenbalg 3, einer oberen Endscheibe
4 und einer unteren Endscheibe 5 besteht. Mit der unteren Endscheibe
5
ist der Hohlkörper auf einem kastenförmigen Träger 6 befestigt, der sich
quer durch das Setzfaß 1 erstreckt. Im Innern des Hohlkörpers sind zwei U-förmige
Bügel 7 und 8 angeordnet, wobei der obere Bügel 7 an der oberen Endscheibe
4 und der untere Bügel 8 an der unteren Endscheibe 5 befestigt ist.
Die beiden U-förmigen Bügel 7 und 8 greifen ineinander, wobei an dem oberen
Bügel 7 auf der Oberseite des unteren Schenkels ein elastischer Anschlag
9 befestigt ist, der in der Endlage gegen die Unterseite des oberen Schenkels
des unteren Bügels 8
anschlägt. Außerdem ist im Innern des Hohlkörpers eine
Zugfeder 10 angeordnet, deren oberes Ende an der oberen Endscheibe
4 und deren unteres Ende an der unteren Endscheibe 5 befestigt ist.
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An dem unteren Bügel 8 ist im Bereich des oberen Endes ein
oberer Endschalter 11 befestigt, während im Bereich des unteren Endes des unteren
Bügels 8
die unteren Endschalter 12 und 13 übereinander angeordnet sind. Die
Endschalter 11, 12, 13 sind kontaktlos ausgebildet und werden durch den unteren
Schenkel des oberen Bügels 7 beeinflußt. Bei dieser Anordnung begrenzen die
Endschalter 11, 12, 13 die Änderungen der Länge des Hohlkörpers in vertikaler Richtung
zwischen den Endscheiben 4 und 5.
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Der Innenraum des Hohlkörpers steht mit dem Innenraum des kastenförmigen
Trägers 6 in Verbindung. Am einen Ende des kastenförmigen Trägers 6 ist außerhalb
des Setzfasses 1 das Einlaßventil 14 angeordnet, während sich am anderen
Ende des kastenförmigen Trägers 6 das Auslaßventil 15 befindet. Das
Einlaßventil 14 ist mit dem DruckkesseI16 verbunden, an dem außerdem ein
regelbares überdruckventil 17 angeschlossen ist. Das Füllen des Druckkessels 16
erfolgt über einen in der Zeichnung nicht dargestellten Anschluß. Der Auslaß des
Auslaßventils 15 mündet in der Atmosphäre aus.
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Der obere Endschalter 11 ist mit dem Funktionsglied
18 elektrisch verbunden, das das Einlaßventil
14 im Schließsinn
betätigt. Außerdem ist der obere Endschalter 11 mit dem einstellbaren Verzögerungsglied
19 elektrisch verbunden, das über das Funktionsglied 20 das Auslaßventil 15 mit
einstellbarer Verzögerung im Öffnungssinn betätigt. Die unteren Endschalter 12 und
13 sind elektrisch mit dem Schaltglied 21 verbunden, das ein wahlweises Einschalten
der beiden unteren Endschalter 12 und 13 je nach der gewünschten Höhe des Setzhubes
ermöglicht. Das Schaltglied 21 beeinflußt über das Funktionsglied 22 das Auslaßventil
15 im Schließsinn und über das Funktionsglied 23 das Einlaßventil 14 im öffnungssinn.
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Bei Anordnung mehrerer Hohlkörper unter einem Setzbett quer zur Durchlaufrichtung
des Setzgutes nebeneinander, ist es ausreichend, nur einen Hohlkörper mit Endschaltern
usw. zu versehen und damit auch die übrigen zu demselben Setzbett gehörigen Hohlkörper
zu steuern. Bei Setzmaschinen mit mehreren Setzbetten in Durchlaufrichtung des Setzgutes
hintereinander kann unter jedem Setzbett ein Hohlkörper mit Endschaltern usw. ausgestattet
sein, falls eine unterschiedliche Steuerung der verschiedenen Setzbetten erforderlich
ist.
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Die Naßsetzmaschine nach der Erfindung kann anstatt mit Luft auch
mit anderen Gasen, z. B. mit Inertgasen, betrieben werden.