WO2018149520A1 - Drehrahmenkonstruktion für bahnlaufsteuervorrichtungen - Google Patents
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Definitions
- the invention relates to a rotary frame construction for web guiding devices, comprising a support frame and a rotary frame parallel thereto, which carries an inlet roller and an outlet roller for the web to be controlled and is pivotally supported by a bearing on the support frame.
- the web is threaded through the revolving frame construction so that it is deflected by 90 ° at the infeed roller and at the outfeed roller in each case.
- the rotating frame carrying the infeed roller and the outfeed roller is pivoted relative to the support frame so that the infeed and outfeed rollers assume a different orientation and redirect the web back in the desired direction ,
- the infeed roller and the outfeed roller are arranged with parallel axes in a plane parallel to the rotating frame, but offset from the plane of the rotating frame so that the rollers are freely rotatable.
- the rotating frame and the support frame are approximately congruent are formed and are also arranged in mutually offset planes so that they can be pivoted relative to each other.
- the rotary frame construction thus has a three-layer structure.
- the point of rotation about which the pivoting frame is pivoted relative to the support frame should ideally lie in the middle of the incoming track so that the pivot axis is perpendicular to the plane of the pivotal frame and tangential to the outer apex of the entry roller.
- a virtual pivot bearing has the advantage that the ideal position for the pivot axis can be realized without having any mechanical axle or bearing elements that would collide with the incoming track.
- the bearing structure must be stable enough to withstand the force caused by the web tension, which tends to pull the pivot frame off the support frame.
- the bearing must also absorb the weight of the revolving frame and the infeed and outfeed rollers, which in this case acts at right angles to the effective direction of the web tension.
- the bearing would therefore have to be rigid in two mutually perpendicular directions and still allow a smooth rotation of the rotating frame. This is difficult to achieve with conventional virtual pivot bearings.
- the object of the invention is to provide a rotary frame construction which can be used more versatile.
- Another advantage is that, for example, in horizontal installation, the overall height of the entire frame construction is significantly reduced, thereby gaining additional design freedom in the installation of the rotary frame construction in a machine.
- the bearing has a virtual fulcrum, and the two frames are nested in height or, more generally, in the direction perpendicular to the frame plane, thereby significantly increasing the distance between these two frames in the direction normal to the frame plane Principle down to zero, can reduce.
- This has the advantage that when mounted vertically, the weight of the rotating frame on a much shorter lever arm acts on the bearing and thus the stability requirements can be met with a bearing with virtual pivot. Since the rotating frame surrounds the supporting frame at a distance, it is still possible to pivot the rotating frame relative to the supporting frame without causing a collision between the two frames.
- the support frame is completely received in the direction perpendicular to the frame plane in the height range occupied by the rotating frame, so that the two frames lie practically in a common plane.
- the axes of the inlet roller and the outlet roller lie in this common plane of the two frames, so that the entire frame construction practically single layer and is formed substantially symmetrically to its median plane.
- a camera is attached to the support frame, preferably on the frame leg, which lies on the side of the inlet roller and parallel to this, which is directed to the outgoing web, thus allowing, in the course of web guiding the lateral position of to control leaking track.
- the virtual fulcrum bearing formed between the support frame and the pivotal frame preferably has a sheet metal frame member oriented in parallel to the frame plane, having a circular arcuate edge, for example laser-machined, centered on the virtual fulcrum and a support surface or gage for a guide plate forms, which has the shape of a cylinder jacket segment and rests against the arcuate edge and thereby in turn is precisely centered on the virtual fulcrum.
- This guide plate can be arranged either on the support frame or on the rotating frame.
- the respective other frame then has one or preferably a plurality of feeler rollers which roll on the guide plate and thus control the relative pivoting of the two frames about the virtual pivot point.
- the frame part, which has the arcuate edge, at the same time can form a track for other roles that define the relative position of the support frame and rotating frame in the direction perpendicular to the frame plane. In this way, a smooth and stable pivot bearing can be achieved.
- Fig. 1 is a side view of a frame construction according to the invention
- FIG. 2 shows the frame construction according to FIG. 1 in a view from above;
- FIG. 3 shows the frame construction according to FIG. 1 together with a running material web in U-threading
- FIG. 6 shows the frame construction according to FIG. 1 with vertical installation with C-threading
- Fig. 7 is a sectional view of essential parts of a warehouse with virtual
- Fig. 8 is an illustration of a bearing according to a modified embodiment.
- a frame construction 10 is shown in a side view, which has a support frame 12 and a rotating frame 14 which surrounds the support frame 12.
- an inlet roller 16 and an outlet roller 18 are mounted for a material web, not shown here.
- the axes of rotation of the inlet roller 16 and the outlet roller 18 are parallel to each other and lie in a median plane of the revolving frame 14.
- the top and bottom vertices of the inlet roller 16 and the outlet roller 18 define a height range H inside which both the support frame 12 and the revolving frame 14 are accommodated are.
- FIG. 2 shows the support frame 12 and the pivotal frame 14 and shows that both frames have a rectangular ground plan shape and the legs of the support frame 12 are at a distance from the legs of the pivotal frame 14.
- the inlet and outlet rollers are indicated here only by dash-dotted lines.
- the bearing 20 defines a virtual pivot point A ', which corresponds to the position of the axis A in Fig. 1, and has two symmetrically arranged bearing assemblies 22 on the side of the outlet roller 18 and two also symmetrically arranged to each other auxiliary bearing assemblies 24 on the side of the inlet roller 16th on.
- Each of the bearing assemblies 22 has on the sides of the rotating frame 14, a bearing plate 26 which is oriented parallel to the frame plane and extending between the angles of an angle to each other connected legs of the rotary frame 14.
- This bearing plate 26 forms an arcuate support contour for a vertically oriented guide plate 28, which has the shape of a cylinder jacket segment and lies on a circular arc 30 which is centered on the virtual pivot point A '.
- each bearing assembly 22 On the side of the support frame 12, each bearing assembly 22 has a bracket 32 which carries a set of feeler rollers 34 and a set of idlers 36.
- the sensing rollers 34 roll on opposite sides of the guide plate 28 on this guide plate.
- the sensing rollers 34 of both bearing assemblies 22 together thus cause positive guidance of the pivotal frame 14 relative to the support frame 12, which allows only one degree of freedom of movement in the plane defined by the frame, namely a rotation about the virtual pivot point A '.
- the carrying rollers 36 roll on the top and the underside of each bearing plate 26 and thus define the vertical position of the rotating frame 14 relative to the support frame 12 fixed.
- the auxiliary bearing assemblies 24 each have a bearing plate 38 on the sides of the rotating frame 14 and a bracket 40 with support rollers 42 on the side of the support frame 12.
- the support rollers 42 roll on the top and bottom of the bearing plate 38 and are oriented so that they move on the bearing plate 28 tangentially to a circular line 44 which is centered on the virtual pivot point A '. In this way, the forces acting at right angles to the frame plane on the rotating frame 14 forces are uniformly received by the support rollers 36 and 42 at all four corners.
- a drive 46 is further shown, which is held on the parallel to the outlet roller 18 extending legs of the support frame 12 and engages an inwardly projecting nose 48 of the rotary frame.
- the drive 46 performs a linear movement in the direction parallel to the axis of the spout 18, and is pivotally connected to the nose 48 so that it drives the rotating frame 14 to rotate about the virtual pivot point A '.
- the arrangement shown here ensures that the drive 46 is accommodated compactly within the rotary frame 14, but engages over a maximum lever arm on the rotating frame 14.
- Fig. 3 shows the rotary frame construction 10 in a horizontal installation situation together with a material web 50 which runs in a so-called U-threading from above on the inlet roller 16, is deflected at this by 90 ° and then at the bottom of the rotating frame 14 to the outlet roller 18th runs where it is again deflected by 90 ° and then leaves the rotating frame construction upwards.
- the frame structure 10 is installed in the reverse position, as shown in Fig. 4. Since the frame structure 10 is formed substantially symmetrically to its median plane (which passes through the axes of rotation of the inlet and outlet rollers), the installation of the frame structure in the opposite positions, as shown in Figs. 3 and 4, requires no special adaptations Environment in the machine.
- a camera 52 is attached to the leg of the support frame 12, the side of the inlet roller 16 and runs parallel to this, the field of view 54 is directed slightly obliquely upwards on the portion of the web 50, which leaves the outlet roller 18 and whose lateral position can thus be controlled by a pivoting of the rotary frame 14.
- the camera 52 may, for. B. detect the edges of the web 50 and thus provide the data needed for a web guiding.
- Fig. 5 shows a frame construction 10 'according to a slightly modified embodiment, which differs from the embodiment according to FIGS.
- the support rollers 36 and 42 need only absorb the forces caused by the tension of the material web 50, while the weight of the inlet and outlet rollers 16, 18 and the rotating frame 14 is received by the sensing rollers 34, where the rotating frame as it " hung up "is. Since these feeler rollers are located very close to the center plane of the entire frame construction, virtually no torques need to be absorbed by the touch rollers.
- the touch rollers 34 are based on the short guide plate 28 on the bearing plate 26, which is vertically oriented here and thus has a very high deformation stiffness in the direction of force.
- Fig. 7 shows an enlarged section through one of the bearing assemblies 22 in horizontal installation.
- the bearing plate 26, which forms a track for the support rollers 36, is shown here in section. However, one also recognizes a part of the circular arc-shaped edge 26a of this sheet.
- the bearing plate 26 has a circular arc-shaped slot 58, the inner edge forms a contact surface and template for the guide plate 28.
- This inner edge of the slot 58 is made by laser machining with high precision and centered exactly on the virtual pivot point A, so that even the cylinder jacket segment formed by the guide plate 28 is exactly centered on the virtual pivot point when the guide plate 28 fed to the edge of the Slot 58 snuggles.
- the guide plate 28 is welded to the underside of the bearing plate 26 with the bearing plate
- the deviations of the guide plate 28 of the perfect cylinder shape, such as due to thermal distortion minimized.
- Fig. 8 shows a variant in which on the underside of the guide plate 28, a mounting plate 60 is attached, which also has a centered on the virtual pivot slot 62. In this case, however, it is the outer edge of the slot 62 that is precisely centered on the fulcrum so that the guide plate 28 can be clamped between the edges of the slots 58 and 62 and then welded to the mounting plate 60, for example. Since no welding takes place in this case on the part of the guide plate 28 which bears against the edge of the slot 58, a distortion of the guide plate 28 is largely avoided.
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Abstract
Drehrahmenkonstruktion für Bahnlaufsteuervorrichtungen mit einem Tragrahmen (12) und einem dazu parallelen Drehrahmen (14), der eine Einlaufrolle (16) und eine Auslaufrolle (18) für eine zu steuernde Bahn trägt und durch ein Lager (20) schwenkbar an dem Tragrahmen (12) gehalten ist, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest die innerhalb des Grundrisses des zwischen der Einlaufrolle (16) und der Auslaufrolle (18) verlaufenden Abschnittes der Bahn liegenden Teile des Drehrahmens (14) und des Tragrahmens (12) in der Richtung senkrecht zur Rahmenebene vollständig innerhalb eines Höhenbereiches (H) liegen, der entweder durch die Scheitel der Einlaufrolle (16) oder durch die Scheitel der Auslaufrolle (18) oder, wenn beide Rollen auf gleicher Höhe liegen und den gleichen Durchmesser haben, durch die Scheitel beider Rollen begrenzt wird.
Description
DREHRAHMENKONSTRUKTION FÜR BAHNLAUFSTEUERVORRICHTUNGEN
Die Erfindung betrifft eine Drehrahmenkonstruktion für Bahnlaufsteuervorrichtungen, mit einem Tragrahmen und einem dazu parallelen Drehrahmen, der eine Einlaufrolle und eine Auslaufrolle für die zu steuernde Bahn trägt und durch ein Lager schwenkbar an dem Tragrahmen gehalten ist.
Bei der Bearbeitung von laufenden Materialbahnen, beispielsweise in Rotationsdruckmaschinen, ist es generell erforderlich, den Bahnlauf zu steuern oder zu regeln, damit ein Auswandern der Bahn in der Richtung quer zur Laufrichtung verhindert wird. Zu diesem Zweck wird die Bahn so durch die Drehrahmenkonstruktion gefädelt, dass sie an der Einlaufrolle und an der Auslaufrolle jeweils um 90° umgelenkt wird. Wenn die Laufrichtung von der gewünschten Richtung abweicht, so wird der Drehrahmen, der die Einlaufrolle und die Auslaufrolle trägt, relativ zu dem Tragrahmen so verschwenkt, dass die Einlauf- und Auslaufrollen eine andere Orientierung einnehmen und die Bahn wie- der in die gewünschte Richtung zurücklenken.
Bei einer herkömmlichen Drehrahmenkonstruktion sind die Einlaufrolle und die Auslaufrolle mit parallelen Achsen in einer zu dem Drehrahmen parallelen Ebene angeordnet, die jedoch gegenüber der Ebene des Drehrahmens so weit versetzt ist, dass die Rol- len frei drehbar sind. Der Drehrahmen und der Tragrahmen sind annähernd kongruent
ausgebildet und sind ebenfalls in zueinander versetzten Ebenen angeordnet, so dass sie relativ zueinander verschwenkt werden können. Insgesamt hat die Drehrahmenkonstruktion somit einen dreilagigen Aufbau. Der Drehpunkt, um den der Drehrahmen relativ zum Tragrahmen verschwenkt wird, sollte im Idealfall in der Mitte der einlaufenden Bahn liegen, so dass die Schwenkachse rechtwinklig zur Ebene des Drehrahmens und tangential zum äußeren Scheitel der Ein- laufrolle verläuft. So lässt sich erreichen, dass bei Verschwenken des Drehrahmens die einlaufende Bahn praktisch ortsfest bleibt, während sich die auslaufende Bahn in der gewünschten Richtung verlagert.
Ein Lager mit virtuellem Drehpunkt hat den Vorteil, dass die ideale Position für die Schwenkachse realisiert werden kann, ohne dass sich an dieser Stelle irgendwelche mechanischen Achsen- oder Lagerelemente befinden, die mit der einlaufenden Bahn kollidieren würden. Die Lagerkonstruktion muss dabei so stabil sein, dass sie der durch den Bahnzug verursachten Kraft Stand hält, die die Tendenz hat, den Drehrahmen vom Tragrahmen abzuziehen.
Bei vertikalem Einbau der Rahmenkonstruktion in eine Maschine muss das Lager je- doch auch die Gewichtskraft des Drehrahmens und der Einlauf- und Auslaufrollen aufnehmen, die in diesem Fall rechtwinklig zur Wirkrichtung des Bahnzuges wirkt. Das Lager müsste deshalb in zwei zueinander rechtwinkligen Richtungen starr sein und dennoch ein leichtgängige Drehung des Drehrahmens ermöglichen. Dies ist bei herkömmlichen Lagern mit virtuellem Drehpunkt nur schwer zu verwirklichen.
Aus diesem Grund wird bei Drehrahmenkonstruktionen für vertikalen Einbau zumeist mit einem Festlager gearbeitet, um das der Drehrahmen relativ zum Tragrahmen schwenkbar ist und dass den Drehrahmen in jeder Richtung in der Rahmenebene sicher in Position hält. Da dieses Festlager jedoch der einlaufenden Bahn im Wege wäre, muss es etwas versetzt zur idealen Position der Schwenkachse angeordnet sein.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Drehrahmenkonstruktion zu schaffen, die sich vielseitiger einsetzen lässt. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass zumindest die innerhalb des Grundrisses des zwischen der Einlaufrolle und der Auslaufrolle verlaufenden Abschnittes der Bahn liegenden Teile des Drehrahmens und des Tragrahmens in der Richtung senkrecht zur Rahmenebene vollständig innerhalb eines Höhenbereiches liegen, der entweder durch die Scheitel der Einlaufrolle oder durch die Scheitel der Auslaufrolle oder, wenn beide Rollen auf gleicher Höhe liegen und den gleichen Durchmesser haben, durch die Scheitel beider Rollen begrenzt wird.
Erfindungsgemäß sind somit der Drehrahmen und der Tragrahmen - oder zumindest diejenigen Teile dieser Rahmen, die in der Richtung senkrecht zur Rahmenebene gesehen mit dem Grundriss der Bahn überlappen - vollständig in dem Raum untergebracht, der durch die Scheitel der Einlauf- und Auslaufrollen definiert wird. Bei horizontalem Einbau der Rahmen bedeutet dies, dass zumindest eine der Einlauf- und Auslaufrollen die beiden Rahmen sowohl nach oben als auch nach unten überragt. Diese Konstruktion ermöglicht es, ein und dieselbe Einbaukonfiguration für unterschiedliche Fädelungen der laufenden Bahn zu verwenden. Beispielsweise lässt sich bei identischem Einbau der Drehrahmenkonstruktion in die Maschine wahlweise eine U- Fädelung erreichen, bei der die einlaufende Bahn von oben einläuft und die auslaufende Bahn wieder nach oben ausläuft, oder auch eine umgekehrte U-Fädelung, bei der die einlaufende Bahn von untern einläuft und die auslaufende Bahn nach unten ausläuft. In beiden Fällen stößt weder der Tragrahmen noch der Drehrahmen an der laufenden Bahn an.
Selbst eine sogenannte Z-Fädelung, bei der die einlaufende Bahn von oben einläuft und die auslaufende Bahn nach unten ausläuft oder umgekehrt, lässt sich mit einer geringfü-
gigen Modifikation verwirklichen. Diese Modifikation besteht darin, dass für die Lagerung einer der beiden Rollen zusätzliche Lagerkonsolen angebracht werden, mit denen die Position der Drehachse dieser Rolle in der Richtung senkrecht zur Rahmenebene versetzt wird.
Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass beispielsweise bei horizontalem Einbau die Bauhöhe der gesamten Rahmenkonstruktion deutlich verringert ist, wodurch man zusätzliche konstruktive Freiheit beim Einbau der Drehrahmenkonstruktion in eine Maschine gewinnt.
Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
In einer vorteilhaften Ausführungsform hat das Lager einen virtuellen Drehpunkt, und die beiden Rahmen sind in der Höhe oder, allgemeiner, in der Richtung senkrecht zur Rahmenebene gleichsam ineinander geschachtelt, wodurch sich der Abstand zwischen diesen beiden Rahmen in der Richtung senkrecht zur Rahmenebene beträchtlich, im Prinzip bis auf null, verringern lässt. Das hat den Vorteil, dass bei vertikalem Einbau die Gewichtskraft des Drehrahmens über einen wesentlich kürzeren Hebelarm auf das Lager wirkt und somit die Stabilitätsanforderungen auch mit einem Lager mit virtuellem Drehpunkt erfüllt werden können. Da der Drehrahmen den Tragrahmen mit Abstand umgibt, ist es dennoch möglich, den Drehrahmen relativ zu dem Tragrahmen zu ver- schwenken, ohne dass es zu einer Kollision zwischen den beiden Rahmen kommt.
In einer spezielleren Ausführungsform ist der Tragrahmen in der Richtung senkrecht zur Rahmenebene vollständig in dem vom Drehrahmen eingenommenen Höhenbereich aufgenommen, so dass die beiden Rahmen praktisch in einer gemeinsamen Ebene liegen. Vorzugsweise liegen auch die Achsen der Einlaufrolle und der Auslaufrolle in dieser gemeinsamen Ebene der beiden Rahmen, so dass die gesamte Rahmenkonstruktion
praktisch einlagig und im wesentlichen symmetrisch zu ihrer Mittelebene ausgebildet ist. Das hat den Vorteil, dass die Hebelarme zwischen den Einlauf- und Auslaufrollen einerseits und dem Lager andererseits sowie auch die Hebelarme zwischen diesen Rollen und dem Schwenkantrieb für den Drehrahmen extrem verkürzt oder nahezu voll- ständig eliminiert werden können.
In einer Ausführungsform ist an dem Tragrahmen, vorzugsweise an dem Rahmenschenkel, der auf der Seite der Einlaufrolle liegt und parallel zu dieser verläuft, eine Kamera angebracht, die auf die auslaufende Bahn gerichtet ist und es so ermöglicht, im Zuge einer Bahnlaufregelung die laterale Position der auslaufenden Bahn zu kontrollieren.
Das zwischen dem Tragrahmen und dem Drehrahmen gebildete Lager mit virtuellem Drehpunkt weist vorzugsweise ein parallel zur Rahmenebene orientiertes Rahmenteil aus Blech auf, das eine beispielsweise durch Laserbearbeitung hergestellte kreisbogenförmig verlaufende Kante hat, die auf den virtuellen Drehpunkt zentriert ist und eine Stützfläche oder Lehre für ein Führungsblech bildet, das die Form eines Zylindermantelsegments hat und an der kreisbogenförmig verlaufenden Kante anliegt und dadurch seinerseits präzise auf den virtuellen Drehpunkt zentriert wird. Dieses Führungsblech kann entweder am Tragrahmen oder am Drehrahmen angeordnet sein. Der jeweilige andere Rahmen weist dann eine oder vorzugsweise mehrere Tastrollen auf, die an dem Führungsblech abrollen und so die relative Verschwenkung der beiden Rahmen um den virtuellen Drehpunkt steuern. Das Rahmenteil, das die kreisbogenförmig verlaufende Kante aufweist, kann zugleich eine Laufbahn für weitere Rollen bilden, die die relative Position von Tragrahmen und Drehrahmen in der Richtung senkrecht zur Rahmenebene festlegen. Auf diese Weise lässt sich eine leichtgängige und zugleich stabile Schwenklagerung erreichen.
Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert.
Es zeigen:
Fig. 1 eine Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Rahmenkonstruktion;
Fig. 2 die Rahmenkonstruktion nach Fig. 1 in einer Ansicht von oben;
Fig. 3 die Rahmenkonstruktion nach Fig. 1 zusammen mit einer laufenden Materialbahn in U-Fädelung;
Fig. 4 ein Beispiel für eine Einbausituation mit umgekehrter U-Fädelung;
Fig. 5 ein Ausführungsbeispiel mit Z-Fädelung;
Fig. 6 die Rahmenkonstruktion nach Fig. 1 bei vertikalem Einbau mit C- Fädelung;
Fig. 7 eine Schnittdarstellung wesentlicher Teile eines Lagers mit virtuellem
Drehpunkt; und
Fig. 8 eine Darstellung eines Lagers gemäß einer abgewandelten Ausführungsform.
In Fig. 1 ist in einer Seitenansicht eine Rahmenkonstruktion 10 gezeigt, die einen Tragrahmen 12 und einen Drehrahmen 14 aufweist, der den Tragrahmen 12 umgibt. An entgegengesetzten Enden des Drehrahmens 14 sind eine Einlaufrolle 16 und eine Auslaufrolle 18 für eine hier nicht gezeigte Materialbahn gelagert. Die Drehachsen der Einlaufrolle 16 und der Auslaufrolle 18 verlaufen parallel zueinander und liegen in einer Mittelebene des Drehrahmens 14. Die oberen und unteren Scheitel der Einlaufrolle 16 und der Auslaufrolle 18 definieren einen Höhenbereich H, innerhalb dessen sowohl der Tragrahmen 12 als auch der Drehrahmen 14 untergebracht sind.
Mit Hilfe eines Lagers 20 mit virtuellem Drehpunkt ist der Drehrahmen 14 so an dem Tragrahmen 12 gehalten, dass er um eine Schwenkachse A schwenkbar ist, die senkrecht zur Rahmenebene und tangential zum äußeren Scheitel der Einlaufrolle 16 ver- läuft.
Fig. 2 zeigt den Tragrahmen 12 und den Drehrahmen 14 und lässt erkennen, dass beide Rahmen eine rechteckige Grundrissform haben und die Schenkel des Tragrahmens 12 in Abstand zu den Schenkeln des Drehrahmens 14 verlaufen. Die Einlauf- und Auslaufrollen sind hier nur strichpunktiert angedeutet.
Das Lager 20 definiert einen virtuellen Drehpunkt A', der der Position der Achse A in Fig. 1 entspricht, und weist zwei symmetrisch zueinander angeordnete Lagerbaugruppen 22 auf der Seite der Auslaufrolle 18 sowie zwei ebenfalls symmetrisch zueinander angeordnete Hilfslagerbaugruppen 24 auf der Seite der Einlaufrolle 16 auf.
Jede der Lagerbaugruppen 22 weist auf Seiten des Drehrahmens 14 ein Lagerblech 26 auf, das parallel zur Rahmenebene orientiert ist und sich zwischen den an einer Ecke winklig miteinander verbundenen Schenkeln des Drehrahmens 14 erstreckt. Dieses La- gerblech 26 bildet eine kreisbogenförmige Stützkontur für ein vertikal orientiertes Führungsblech 28, das die Form eines Zylindermantelsegments hat und auf einem Kreisbogen 30 liegt, der auf dem virtuellen Drehpunkt A' zentriert ist.
Auf Seiten des Tragrahmens 12 weist jede Lagerbaugruppe 22 eine Konsole 32 auf, die einen Satz vom Tastrollen 34 sowie einen Satz von Tragrollen 36 trägt. Die Tastrollen 34 rollen auf entgegengesetzten Seiten des Führungsbleches 28 an diesem Führungsblech ab. Die Tastrollen 34 beider Lagerbaugruppen 22 gemeinsam bewirken somit eine Zwangsführung des Drehrahmens 14 relativ zu dem Tragrahmen 12, die in der durch die Rahmen definierten Ebene nur einen Freiheitsgrad der Bewegung zulässt, nämlich eine Drehung um den virtuellen Drehpunkt A'. Die Tragrollen 36 rollen an der Oberseite und
der Unterseite jedes Lagerbleches 26 ab und legen so die vertikale Position des Drehrahmens 14 relativ zum Tragrahmen 12 fest.
Die Hilfslagerbaugruppen 24 weisen jeweils auf Seiten des Drehrahmens 14 ein Lager- blech 38 und auf Seiten des Tragrahmens 12 eine Konsole 40 mit Tragrollen 42 auf. Die Tragrollen 42 rollen auf der Oberseite und der Unterseite des Lagerbleches 38 ab und sind so orientiert, dass sie sich auf dem Lagerblech 28 tangential zu einer Kreislinie 44 bewegen, die auf den virtuellen Drehpunkt A' zentriert ist. Auf diese Weise werden die rechtwinklig zur Rahmenebene auf den Drehrahmen 14 wirkenden Kräfte an allen vier Ecken gleichmäßig durch die Tragrollen 36 und 42 aufgenommen.
In Fig. 2 ist weiterhin ein Antrieb 46 gezeigt, der an dem parallel zur Auslaufrolle 18 verlaufenden Schenkel des Tragrahmens 12 gehalten ist und an einer nach innen vorspringenden Nase 48 des Drehrahmens angreift. Der Antrieb 46 führt eine lineare Bewegung in der Richtung parallel zur Achse der Auslaufrolle 18 aus, und ist gelenkig mit der Nase 48 verbunden, so dass er den Drehrahmen 14 zu einer Drehung um den virtuellen Drehpunkt A' antreibt. Die hier gezeigte Anordnung stellt sicher, dass der Antrieb 46 kompakt innerhalb des Drehrahmens 14 untergebracht ist, jedoch über einen größtmöglichen Hebelarm am Drehrahmen 14 angreift.
Fig. 3 zeigt die Drehrahmenkonstruktion 10 in einer horizontalen Einbausituation zusammen mit einer Materialbahn 50, die in einer sogenannten U-Fädelung von oben auf die Einlaufrolle 16 läuft, an dieser um 90° umgelenkt wird um dann an der Unterseite des Drehrahmens 14 zur Auslaufrolle 18 verläuft, wo sie erneut um 90° umgelenkt wird und dann die Drehrahmenkonstruktion nach oben verlässt.
Da der Tragrahmen 12 und die Komponenten des Lagers 20 nicht weiter nach oben ragen als die höchsten Punkte des Drehrahmens 14 und die oberen und unteren Scheitel der Einlauf- und Auslaufrollen, ließe sich mit derselben Einbaustellung der Rahmen- konstruktion 10 auch eine umgekehrte U-Fädelung realisieren, bei der die Materialbahn
50 von unten einläuft und nach unten wieder ausläuft und zwischen den Einlauf- und Auslaufrollen 16, 18 längs der Oberseite des Drehrahmens 14 verläuft.
Eine andere Möglichkeit, eine umgekehrte U-Fädelung zu realisieren, besteht darin, dass die Rahmenkonstruktion 10 in umgekehrter Stellung eingebaut wird, wie in Fig. 4 gezeigt ist. Da die Rahmenkonstruktion 10 im wesentlichen symmetrisch zu ihrer Mittelebene (die durch die Drehachsen der Einlauf- und Auslaufrollen geht) ausgebildet ist, erfordert der Einbau der Rahmenkonstruktion in den entgegengesetzten Stellungen, wie sie in Fig. 3 und 4 gezeigt sind, keine besondere Anpassungen des Umfelds in der Maschine.
In dem in Fig. 3 und 4 gezeigten Beispiel ist an dem Schenkel des Tragrahmens 12, der Seite der Einlaufrolle 16 und parallel zu dieser verläuft, eine Kamera 52 befestigt, deren Blickfeld 54 leicht schräg nach oben auf den Abschnitt der Materialbahn 50 gerichtet ist, der die Auslaufrolle 18 verlässt und dessen laterale Position somit durch eine Ver- schwenkung des Drehrahmens 14 kontrolliert werden kann. Die Kamera 52 kann z. B. die Kanten der Materialbahn 50 erfassen und so die für eine Bahnlaufregelung benötigten Daten liefern. Fig. 5 zeigt eine Rahmenkonstruktion 10' gemäß einer leicht abgewandelten Ausführungsform, die sich von der Ausführungsform nach Fig. 1 bis 4 nur dadurch unterscheidet, dass die Einlaufrolle 16 nicht unmittelbar am Drehrahmen 14 gelagert ist, sondern zwischen zwei Lagerkonsolen 56, die an den Drehrahmen 14 angebaut sind und es erlauben, die Drehachse der Einlaufrolle 16 um einen Rollendurchmesser nach oben zu verlagern, so dass eine sogenannte Z-Fädelung ermöglicht wird, bei der die Materialbahn 50 Z-förmig durch die Rahmenkonstruktion 10' verläuft. In dieser Ausführungsform wird der Höhenbereich H, der den Tragrahmen 12 und den Drehrahmen 14 vollständig enthält, nur durch die oberen und unteren Scheitel der Auslaufrolle 18 definiert.
Fig. 6 zeigt die Rahmenkonstruktion 10 und die Materialbahn 50 bei vertikalem Einbau mit C-Fädelung. Die Tragrollen 36 und 42 brauchen hier nur die Kräfte aufzunehmen, die durch die Zugspannung der Materialbahn 50 verursacht werden, während die Gewichtskraft der Einlauf- und Auslaufrollen 16, 18 und des Drehrahmens 14 durch die Tastrollen 34 aufgenommen wird, an denen der Drehrahmen gleichsam "aufgehängt" ist. Da diese Tastrollen sehr nahe an der Mittelebene der gesamten Rahmenkonstruktion liegen, brauchen von den Tastrollen praktisch keine Drehmomente aufgenommen zu werden. Außerdem stützen sich die Tastrollen 34 über das kurze Führungsblech 28 auf dem Lagerblech 26 ab, das hier vertikal orientiert ist und somit in Kraftrichtung eine sehr hohe Verformungssteifigkeit hat.
Fig. 7 zeigt einen vergrößerten Schnitt durch eine der Lagerbaugruppen 22 bei horizontalem Einbau. Das Lagerblech 26, das eine Laufbahn für die Tragrollen 36 bildet, ist hier im Schnitt dargestellt. Man erkennt jedoch auch einen Teil des kreisbogenförmig verlaufenden Randes 26a dieses Bleches. In Abstand zu dem Rand 26a weist das Lagerblech 26 einen kreisbogenförmig verlaufenden Schlitz 58 auf, dessen innerer Rand eine Anlagefläche und Schablone für das Führungsblech 28 bildet. Dieser innere Rand des Schlitzes 58 ist durch Laserbearbeitung mit hoher Präzision hergestellt und exakt auf den virtuellen Drehpunkt A zentriert, so dass auch das durch das Führungsblech 28 gebildete Zylindermantelsegment exakt auf den virtuellen Drehpunkt zentriert ist, wenn sich das Führungsblech 28 satt an den Rand des Schlitzes 58 anschmiegt. Im gezeigten Beispiel ist das Führungsblech 28 an der Unterseite des Lagerbleches 26 mit dem Lagerblech verschweißt So werden die Abweichungen des Führungsbleches 28 von der perfekten Zylinderform, etwa aufgrund von thermischem Verzug, minimiert.
Zur Befestigung des Führungsbleches 28 kann auch jede andere Befestigungstechnik eingesetzt werden, die ein sauberes Anschmiegen des Führungsbleches an den Rand des Schlitzes 58 ermöglicht, beispielsweise eine Klemmbefestigung.
Fig. 8 zeigt eine Variante, bei der an der Unterseite des Führungsbleches 28 ein Befestigungsblech 60 angebracht ist, das ebenfalls einen auf den virtuellen Drehpunkt zentrierten Schlitz 62 aufweist. In diesem Fall ist es jedoch der äußere Rand des Schlitzes 62, der präzise auf den Drehpunkt zentriert ist, so dass das Führungsblech 28 klemmend zwischen den Rändern der Schlitze 58 und 62 gehalten und dann beispielsweise mit dem Befestigungsblech 60 verschweißt werden kann. Da in diesem Fall keine Schweißung an dem Teil des Führungsbleches 28 erfolgt, der am Rand des Schlitzes 58 anliegt, wird ein Verzug des Führungsbleches 28 weitgehend vermieden.
Claims
1. Drehrahmenkonstruktion für Bahnlaufsteuervorrichtungen mit einem Tragrahmen (12) und einem dazu parallelen Drehrahmen (14), der eine Einlaufrolle (16) und eine Auslaufrolle (18) für eine zu steuernde Bahn (50) trägt und durch ein Lager (20) schwenkbar an dem Tragrahmen (12) gehalten ist, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest die innerhalb des Grundrisses des zwischen der Einlaufrolle (16) und der Auslaufrolle (18) verlaufenden Abschnittes der Bahn (50) liegenden Teile des Drehrahmens (14) und des Tragrahmens (12) in der Richtung senkrecht zur Rahmenebene vollständig innerhalb eines Höhenbereiches (H) liegen, der entweder durch die Scheitel der Einlaufrolle (16) oder durch die Scheitel der Auslaufrolle (18) oder, wenn beide Rollen auf gleicher Höhe liegen und den gleichen Durchmesser haben, durch die Scheitel beider Rollen begrenzt wird.
2. Drehrahmenkonstruktion nach Anspruch 1, bei der das Lager (20) einen virtuellen Drehpunkt (Α') hat und der Tragrahmen (12) und der Drehrahmen (14) einander in der Richtung senkrecht zur Rahmenebene überlappen und der Drehrahmen (14) den Tragrahmen (12) mit Abstand umgibt.
3. Drehrahmenkonstruktion nach Anspruch 2, bei der sich der Drehrahmen (14) in der Richtung senkrecht zur Rahmenebene über einen gewissen Höhenbereich erstreckt und der Tragrahmen (12) vollständig innerhalb dieses Höhenbereiches liegt.
4. Drehrahmenkonstruktion nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei der eine der Einlauf- und Auslaufrollen (16, 18) unmittelbar an einem Ende des Drehrahmens (14) gelagert ist und mit ihren Scheiteln in der Richtung senkrecht zur Rahmenebene den Drehrahmen (14) auf beiden Seiten überragt, während die andere dieser Rollen durch Lagerkonsolen (56) an dem Drehrahmen (14) gehalten und in der Richtung senkrecht zur Rahmenebene gegenüber dem Drehrahmen (14) versetzt ist.
5. Drehrahmenkonstruktion nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei der das Lager (20) ein parallel zur Rahmenebene orientiertes Lagerblech (26, 38) an einem der Trag- und Drehrahmen und eine Konsole (32, 40) an dem anderen Rahmen aufweist, und die Konsole Tragrollen (36, 42) trägt, die an dem Lagerblech (26, 38) abrollen.
6. Drehrahmenkonstruktion nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei der das Lager (20) ein als Zylindermantelsegment geformtes, auf den virtuellen Drehpunkt (Α') zentriertes Führungsblech (28) an einem der Dreh- und Tragrahmen und mindestens eine Tastrolle (34) an dem anderen dieser Rahmen aufweist und die Tastrolle (34) eine rechtwinklig zur Rahmenebene verlaufende Drehachse hat und an dem Führungsblech (28) abrollt.
7. Drehrahmenkonstruktion nach den Ansprüchen 5 und 6, bei der die Lager- und Führungsbleche (26, 28) am Drehrahmen und die Konsolen (32, 40), die Tastrollen (34) und die Tragrollen (36, 42) am Tragrahmen angeordnet sind.
8. Drehrahmenkonstruktion nach Anspruch 7, bei der Führungsbleche (28) und zugehörige Tastrollen (34) an Ecken des Tragrahmens (12) und des Drehrahmens (14) angeordnet sind, die auf der der Einlaufrolle (16) entgegengesetzten Seite liegen.
9. Drehrahmenkonstruktion nach Anspruch 8, bei der Lagerbleche (38) und Tragrollen (42) an den Ecken des Tragrahmens (12) und des Drehrahmens (14) angeordnet sind, die auf der Seite der Einlaufrolle (16) liegen, wobei diese Tragrollen (42) tangential zu einem Kreisbogen (44) angeordnet sind, der auf den virtuellen Drehpunkt (Α') zentriert ist.
10. Drehrahmenkonstruktion nach einem der Ansprüche 6 bis 9, bei der ein parallel zur Rahmenebene verlaufendes Blech (26) eine kreisbogenförmig verlaufende, auf den virtuellen Drehpunkt (Α') zentrierte Kante aufweist, an welche sich das Führungsblech (28) anschmiegt.
11. Drehrahmenkonstruktion nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei der der Tragrahmen (12) und der Drehrahmen (14) eine rechteckige Grundrissform haben und der Schwenkbereich des Drehrahmens eine Winkelstellung einschließt, in der die Schenkel des Tragrahmens (12) parallel in Abstand zu den Schenkeln des Drehrahmens ( 14) verlaufen.
12. Drehrahmenkonstruktion nach Anspruch 11, bei der das Lager (20) Lagerbaugruppen (22, 24) an allen vier Ecken des inneren der beiden Rahmen (12, 14) aufweist.
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