Vorrichtung zum Positionieren von linear geführten Maschinenelementen

Abstract

 Vorrichtung zum Positionieren von mehreren einen Funktionsträger führenden Schlitten (2), die an einer sich quer zur Bahnlaufrichtung erstreckenden Führung (4) bewegbar gelagert sind, mit einer Transporteinrichtung zum Verstellen der Schlitten (2) an der Führung (4) und mit Mitteln zum Arretieren der Schlitten (2) an der Führung (4), wobei parallel zur Führung (4) ein Stahlband (5) angeordnet ist und jeder Schlitten (2) einen Elektromagneten (9) und eine zugehörige Ankerplatte (10) aufweist, zwischen denen das Stahlband geführt ist und die durch Magnetkraft gegeneinander bewegbar sind, um den Schlitten (2) an dem Stahlband festzuklemmen.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Positionieren von mehreren einen Funktionsträger führenden Schlitten, die an einer sich quer zur Bahnlaufrichtung erstreckenden Führung bewegbar gelagert sind, mit einer Transporteinrichtung zum Verstellen der Schlitten an der Führung und mit Mitteln zum Arretieren der Schlitten an der Führung.

[0002] Derartige Vorrichtungen werden zum Beispiel zum Aufteilen von laufenden Materialbahnen wie Kunststoffolien oder Papierbahnen in Einzelbahnen als Längsschneidevorrichtungen eingesetzt, wobei die Vorrichtungen eine Reihe von Kreismessern enthalten. Die Kreismesser sind an Schlitten gelagert, die quer zur Laufrichtung der Bahn verstellt werden können, um verschiedene Schnittbreiten einzustellen. Die Schlitten mit den Messern müssen nach dem Verstellen über eine Haltebremse an ihrer neuen Position festgesetzt werden.

[0003] Aus der EP 433 583 B1 ist eine gattungsgemäße Längsschneidevorrichtung bekannt, bei der die Schlitten an einer sich quer zur Bahnlaufrichtung erstreckenden Führung verstellbar gelagert sind. Ein umlaufendes Band dient als Transporteinrichtung zum Verstellen der Schlitten, wobei jeder Schlitten eine Kolben-Zylinder-Einheit zum Ankuppeln an das Band aufweist. Zum Arretieren eines Schlittens an der Führung dient ein pneumatisch betätigter Klemmkolben.

[0004] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Längsschneidevorrichtung der gattungsgemäßen Art konstruktiv zu vereinfachen, indem weitgehend mechanisch bewegte Teile und aufwendige Steuerungen vermieden werden.

[0005] Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß parallel zur Führung ein Stahlband angeordnet ist und jeder Schlitten einen Elektromagneten und eine zugehörige Ankerplatte aufweist, zwischen denen das Stahlband geführt ist und die durch Magnetkraft gegeneinander bewegbar sind, um den Schlitten an dem Stahlband festzuklemmen.

[0006] Durch das Einklemmen des Stahlbandes zwischen dem Elektromagneten und der Ankerplatte ergeben sich zwei Reibflächen, die eine ausreichend große Haftkraft erzeugen, um einen Schlitten ohne jeglichen Versatz durch den Bremsvorgang an der gewünschten, stufenlos einstellbaren Position zu arretieren und zu halten. Zur Energieversorgung können preiswerte, flexible Spiralkabel verwendet werden, deren Dehnbarkeit für den Verstellbereich eines Schlittens ausreicht.

[0007] Bei der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung gemäß Patentanspruch 2 erfolgt die Verstellung der Schlitten motorisch. Als Antriebseinrichtung für die Verstellung dient ein antreibbares, umlaufendes Stahlband. Jeder Schlitten enthält einen weiteren Elektromagneten mit einer zugehörigen Ankerplatte, zwischen denen ein Trum des Stahlbandes verläuft. Beim Einschalten des Elektromagneten wird das Stahlband zwischen diesem und der zugehörigen Ankerplatte eingeklemmt, so daß der Schlitten an das bewegbare Stahlband angekuppelt ist.

[0008] In der Zeichnung ist ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt, das nachfolgend näher beschrieben wird.

Figur 1

zeigt die Vorderansicht auf eine Vorrichtung zum Positionieren von Schlitten quer zur Laufrichtung der Materialbahnen mit teilweise geschnittenen Schlitten.

Figur 2

zeigt den Schnitt durch eine Vorrichtung zum Positionieren quer zur Laufrichtung der Materialbahnen mit doppel-T-förmig profiliertem Träger.

Figur 3

zeigt einen Schnitt durch eine Vorrichtung zum Positionieren quer zur Bahnlaufrichtung mit C-förmig profiliertem Träger.

[0009] In dem nachträglich beschriebenen Ausführungsbeispiel wird die Vorrichtung zum Positionieren nach der Erfindung anhand einer Vorrichtung zum Positionieren von Längsschneidemessern für Materialbahnen aufgezeigt. Mit Hilfe der Längsschneidemesser werden die Materialbahnen, die zum Beispiel aus Kunststoff, Papier oder Aluminium bestehen können, in Einzelbahnen aufgeteilt, die anschließend zu Wickelrollen aufgewikkelt werden.

[0010] Andere bevorzugte Einsatzmöglichkeiten an Verarbeitungsmaschinen für bahnförmige Materialien sind zum Beispiel:

• das Scannen von Materialbahnen,
• das Positionieren einzelner Elemente von segmentierten Kontaktwalzen an der Wickelrolle. Kontaktwalzen liegen unmittelbar an der Wickelrolle an und dienen dazu beim Aufwickeln das Einwickeln von Luft in die Wickelrollen zu verhindern. Da die Maschinen zum Verarbeiten (z. B. Wickeln, Schneiden, Beschichten) von bahnförmigen Materialien flexibel auf unterschiedliche Breiten einstellbar sind müssen auch die Kontakt- oder Andrückwalzen auf unterschiedliche Breiten einstellbar sein. Dazu werden segmentierte Kontaktwalzen eingesetzt. Zur automatischen Einstellung, Positionierung und Fixierung der Segmente dient dann die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Positionierung der Schlitten, die in diesem Fall die Kontaktwalzensegmente führen.

[0011] In Figur 1 ist die Vorderansicht auf eine Längsschneideeinrichtung 1 dargestellt. Die Längsschneideeinrichtung 1 besteht aus den Schlitten 2 auf denen jeweils ein Funktionsträger 3 montiert ist, in diesem Beispiel ein Kreismesser. Die Schlitten 2 sind dabei an Linearführungen 4 befestigt, so dass die Schlitten 2 über die gesamte Bahnbreite verfahren werden können. Zum Verfahren der Schlitten 2 dient das Förderband 5, das sich in ein aktives Trum 6 und ein passiver Trum 7 aufteilt und das über einen nicht dargestellten Motor und Umlenkrollen 8 angetrieben wird. An jedem Schlitten 2 sind Klemmeinrichtungen in Form von Elektromagneten 9 mit Ankerplatten 10 angeordnet, die das aktive Trum 6 zwischen sich festklemmen. Zusätzlich ist an jedem Schlitten 2 ein weiterer Elektromagnet 11 mit einer Ankerplatte 12 befestigt, der die Schlitten 2 auf einem Halteband 13 fixiert. Zur weiteren Stabilisierung sind an jeder Seite 14, 15 des Trägers 16 und außerhalb des Verfahrweges der Schlitten 2 mindestens jeweils eine weitere Einrichtung zum Klemmen 17, 18 angeordnet.

[0012] Der Träger 16 reicht über die gesamte Bahnbreite und ist profiliert ausgeführt, bevorzugt als Doppel-T-Profil oder als ein U-Profil. Es können aber auch andere Profilformen eingesetzt werden, die eine ausreichende Steifigkeit über die gesamte Bahnbreite gewährleisten. Ein Vorteil des Doppel-T-Trägers 16, wie in Figur 2 dargestellt, ist der, daß das aktive Trum 6 und das Halteband 13 in das Innere des Profils des Trägers 16 integriert werden. Gleichzeitig bietet der Doppel-T-Träger 16 eine ausreichende Montagefläche für die Führungen 4.

[0013] In Figur 2 ist ein Querschnitt durch die in Figur 1 dargestellte Längsschneideeinrichtung 1 an der Schnittlinie II-II dargestellt. Der Funktionsträger 3 ist an einem Schlitten 2 montiert, der wiederum über Linearführungen 4 mit dem Träger 16 verbunden ist. Im Inneren 19 des Profils des Trägers 16 ist das gespannte Halteband 13 und das Förderband 5 angeordnet. Das Förderband 5 teilt sich dabei in ein aktives Trum 6 und ein passives Trum 7 auf. Ausgehend vom Schlitten 2 reicht jeweils eine Halterung 20, 21 in das Innere 19 des Profils des Trägers 16. An jedem Halter 20, 21 ist jeweils ein Elektromagnet 9, 11 mit einer darzugehörigen bewegbaren Ankerplatte 10, 12 befestigt. Um die Elektromagnete 9, 11 mit Strom zu versorgen, werden Spiralkabel 22 eingesetzt. Dabei stellt die Stromversorgung mittels eines Spiralkabels 22 lediglich eine Variante dar, es ist ebenso vorstellbar, alternative Stromversorgungen wie beispielsweise Schleifkontakte zu verwenden. Die Stromversorgung ist über einen Haltearm 23 am Träger 16 befestigt.

[0014] Das aktive Trüm 6 wird zwischen dem Elektromagneten 9 und der Ankerplatte 10 geführt. Die dargestellte Position zeigt den aktiven Elektromagneten 11, der die Ankerplatte 12 auf das aktive Trum 6 zieht, so daß der Schlitten 2 an das aktive Trum 6 angekuppelt ist. Der im Bereich des Haltebandes 13 angeordnete Elektromagnet 11 ist ebenfalls aktiv und zieht die Ankerplatte 12 auf das Halteband 13. Das passive Trum 7 wird über Stützblöcke 24 gegen Durchhängen gesichert.

[0015] Der Träger 16 weist einen weiteren inneren Bereich 25 auf, in dem ein Wegmeßsystem 26 zur Bestimmung der Positionen der Funktionsträger angeordnet ist. Hierbei können natürlich beliebige Wegmeßsysteme 26 auf induktiver, magnetischer oder optoelektronischer Basis verwendet werden. Das Wegmeßsystem 26 ist über den Schlitten 2 mit dem Funktionskörper 3 verbunden.

[0016] Der Funktionsträger 3 dient bevorzugt als Werkzeughalter. Hieran können Werkzeuge wie beispielsweise Schneidmesser (Kreismesser, Topfmesser), Blas- oder Absaugdüsen oder auch Beobachtungskameras, Detektoren oder vergleichbare elektrische oder mechanische Elemente montiert werden. In den inneren Bereich 25 des Trägers 16 können gleichzeitig weitere individuelle und mitfahrende Funktionen wie Schalter oder mechanische Stelleinrichtungen zum manuellen Eingriff in die Positionierbewegung integriert sein.

[0017] Den Querschnitt eines C-förmig ausgebildeten Trägers 27 zeigt Figur 3. Der Aufbau entspricht im Wesentlichen der zuvor beschriebenen Längsschneideeinrichtung 1. Dabei kann das Wegmeßsystem hier ebenfalls in den inneren Bereich 28, zum Beispiel als induktives System, eingebaut werden.

[0018] Zum Verfahren des Schlittens 2 wird die Ankerplatte 12 des Elektromagneten 11 vom Halteband 13 gelöst. Der Elektromagnet 9, der im Bereich des aktiven Trums 6 wird aktiviert und die Ankerplatte 10 auf das aktive Trum 6 herabgezogen, so daß das aktive Trum 6 eingeklemmt wird und an den Schlitten 2 angekuppelt ist. Nun werden über einen nicht dargestellten Antrieb die Umlenkrollen 8 angetrieben und der Schlitten 2 wird verfahren. Es ist somit möglich, jede beliebige Zwischenposition mit den Schlitten 2 anzufahren.

[0019] Während des Einsatzes der Werkzeuge oder elektrischen Elemente werden sowohl das aktive Trum 6 wie auch das Halteband 13 von den Elektromagneten 9, 11 und den zugehörigen Ankerplatten 10, 12 gehalten. Zusätzlich wird das aktive Trum 6 an jeder Seite 14, 15 des Trägers 16, 27 und außerhalb des Verstellbereichs der Schlitten 2 separat festgeklemmt. Als Klemmeinrichtungen 17, 18 können ebenfalls Elektromagnete mit Ankerplatten verwendet werden, es können aber auch pneumatische Klemmen oder Federdruckbremsen eingesetzt werden. Natürlich können auch beliebige andere Einrichtungen zum Klemmen eines Förderbandes 5 eingesetzt werden. Als Förderband 5 und Halteband 13 werden vorzugsweise dünne Stahlbänder eingesetzt. Dabei kann das umlaufende Förderband 5 wie auch das gespannte Stahlband 13 mit einer Haftschicht, insbesondere mit einer Haftschicht aus Silikon, versehen werden.

[0020] Um einer Positonsänderung der Schlitten 2 durch Temperaturschwankungen entgegenzuwirken, wird das Förderband 5 vorzugsweise aus einem Werkstoff mit einer sehr geringen Wärmedehnung gefertigt. Als Werkstoffe werden hierbei zum Beispiel Ni-Stähle mit geringen Anteilen an Mangan, sogenannte Invar-Stähle, eingesetzt. Als Invar-Stähle werden Stähle bezeichnet, die sich unter Wärmeausdehnung praktisch nicht ausdehnen. Temperaturschwankungen können umgebungsbedingt aber auch betriebsbedingt sein. Insbesondere eine längere Beschaltung der Elektromagnete kann zu einer lokalen Erwärmung des Förderbandes 5 oder auch des Haltebandes 13 führen. Damit diese lokale Erwärmung keine Ausdehnung der Bänder 5, 13 und somit eine Positionsverschiebung der Schlitten 2 hervorruft, werden bevorzugt dehnungsarme Werkstoffe verwendet.

[0021] Die beschriebenen Funktionsweisen beziehen sich natürlich ebenfalls auf die Möglichkeit mehrere Schlitten (2) gleichzeitig zu verfahren. So können Schlitten (2) paarweise oder in Gruppen verfahren werden, was beispielsweise während des Einrichtens der Maschine notwendig wird.

Ansprüche

1. Vorrichtung zum Positionieren von mehreren einen Funktionsträger (3) führenden Schlitten (2), die an einer sich quer zur Bahnlaufrichtung erstreckenden Führung (4) bewegbar gelagert sind, mit einer Transporteinrichtung zum Verstellen der Schlitten (2) an der Führung (4) und mit Mitteln zum Arretieren der Schlitten (2) an der Führung (4), dadurch gekennzeichnet, daß parallel zur Führung (4) ein Stahlband (5) angeordnet ist und jeder Schlitten (2) einen Elektromagneten (9) und eine zugehörige Ankerplatte (10) aufweist, zwischen denen das Stahlband geführt ist und die durch Magnetkraft gegeneinander bewegbar sind, um den Schlitten (2) an dem Stahlband (5) festzuklemmen.

2. Vorrichtung zum Positionieren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Stahlband (5, 6, 7) umlaufend und elektrisch angetrieben ist.

3. Vorrichtung zum Positionieren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß parallel zur Führung (4) mindestens ein weiteres gespanntes Stahlband (13) angeordnet ist und jeder Schlitten (2) mindestens einen weiteren Elektromagneten (11) und eine zugehörige Ankerplatte (12) aufweist, zwischen denen das gespannte Stahlband (13) geführt ist und die durch Magnetkraft gegeneinander bewegbar sind, um den Schlitten (2) an dem gespannten Stahlband (13) festzuklemmen.

4. Vorrichtung zum Positionieren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das umlaufende (5, 6, 7) und das gespannte (13) Stahlband mit einer Haftschicht, insbesondere mit einer Haftschicht aus Silikon, versehen sind.

5. Vorrichtung zum Positionieren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das umlaufende (5, 6, 7) und das gespannte (13) Stahlband aus einem wärmedehnungsarmen Werkstoff gefertigt ist.

6. Vorrichtung zum Positionieren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungen (4) an einem profilierten Träger (16, 27), insbesondere einem Stahlträger, befestigt sind und das gespannte (13) und das umlaufende (5, 6, 7) Stahlband im Inneren (19) des Profils des Trägers (16, 27) angeordnet sind.

7. Vorrichtung zum Positionieren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger (16) ein Doppel-T-Träger ist und dass auf der den Stahlbändern (5, 6, 7, 13) entgegengesetzt angeordneten Seite im Inneren (25) des Profils ein die Position des Schlittens (2) bestimmendes Wegmeßsystem (26) angeordnet ist.

8. Vorrichtung zum Positionieren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß an jeder Seite (14, 15) des Trägers (16, 27) und außerhalb des Verstellbereichs der Schlitten (2) mindestens jeweils eine Einrichtung (17, 18) zum Klemmen des umlaufenden Stahlbandes (5, 6, 7) angeordnet ist, wobei das Klemmen mittels magnetischer, pneumatischer oder mittels Federkraft erfolgt.

9. Längsschneideeinrichtung für Materialbahnen mit mehreren ein Kreismesser führenden Schlitten (2), die an einer sich quer zur Bahnlaufrichtung erstreckenden Führung (4) bewegbar gelagert sind, mit einer Transporteinrichtung zum Verstellen der Schlitten (2) an der Führung (4) und mit Mitteln zum Arretieren der Schlitten (2) an der Führung (4), dadurch gekennzeichnet, daß parallel zur Führung (4) ein Stahlband (5) angeordnet ist und jeder Schlitten (2) einen Elektromagneten (9) und eine zugehörige Ankerplatte (10) aufweist, zwischen denen das Stahlband geführt ist und die durch Magnetkraft gegeneinander bewegbar sind, um den Schlitten (2) an dem Stahlband (5) festzuklemmen.

Zeichnung