(57)【要約】  本発明は、少なくとも１つの円筒形状のローラー（１）上を走行する無端状のベルト（２）の駆動制御装置に係る発明であり、ローラー（１）の各々は、その周囲にベルト（２）が巻かれる張架ローラーとして設計されており、  ベルト（２）に張力を加えるために、少なくとも１つの円筒形状のローラー（１）の両側面には、ベルト（２）をローラー（１）の中央に配置させるために均等に作用するように設計された複数の弾性部材（３）により負荷がかけられており、ベルト（２）に隣接する領域には、位置測定装置（２０）が設けられており、ローラー（１）の少なくとも一方の側面には、空圧式のピストン−シリンダー装置（４）により作動される調整部材（５）が配置されており、前記調整部材（５）は、複数の弾性部材（３）の少なくとも一つによる負荷力を増強するか又は減殺する力を加えるように設計されている。
2013517194.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１つの円筒形状のローラー（１）上を走行する無端状のベルト（２）の駆動制御装置であって、
少なくとも１つのローラー（１）の各々は、その周囲にベルト（２）が巻かれる張架ローラーとして設計されており、
ベルト（２）に張力を加えるために、少なくとも１つの円筒形状のローラー（１）の両側部には、ベルト（２）をローラー（１）の中央に配置させるために均等に作用するように設計された複数の弾性部材（３）により負荷がかけられており、
ベルト（２）に隣接する領域には、位置測定装置（２０）が設けられており、
ローラー（１）の少なくとも一方の側部には、空圧式のピストン−シリンダー装置（４）により作動される調整部材（５）が配置されており、
前記調整部材（５）は、複数の弾性部材（３）の少なくとも一つによる負荷力を増強するか又は軽減する力を加えるように設計されていることを特徴とする。
【請求項２】
調整部材（５）は、一方の端部領域（６）において枢動可能に支持されており、もう一方の端部領域（７）においてピストン−シリンダー装置（４）に連結されており、中央部領域において弾性部材（３）に連結されている第２種てこの形態を有することを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項３】
調整部材（５）は、２つの弾性部材（３）を結合する結合部材の形態を有しており、その中央部領域はピストン−シリンダー装置（４）に連結されていることを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項４】
弾性部材（３）は円板バネを有することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の装置。
【請求項５】
位置測定装置（２０）はベルトの片側のみに設けられていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載の装置。
【請求項６】
少なくとも１つの誘導センサー（１８，１９）が設けられていることを特徴とする請求項５に記載の装置。
【請求項７】
ローラー（１）の幅はベルト（２）の幅よりも小さくされることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１つに記載の装置。
【請求項８】
ベルト（２）の幅方向に張り出したオーバーハング領域（９）は位置測定装置（２０）により検出可能であることを特徴とする請求項７に記載の装置。
【請求項９】
複数のセンサー（１８，１９）が設けられていることを特徴とする請求項６〜８のいずれか１つに記載の装置。
【請求項１０】
流動性を有する溶融された食品であるプロセスチーズの成形・冷却装置であって、
互いに並行に配置されており、互いに逆方向に走行する２つの冷却ベルト（２）を有し、
２つの冷却ベルト（２）は、それぞれ上部ローラー（１０）及び下部ローラー（１１）により張架されており、食品の連続するストリップを成形するために互いに離間されており、
請求項１〜９のいずれか１つに記載のベルト駆動制御装置を備えていることを特徴とする装置。
【請求項１１】
ベルト（２）は鉛直方向に走行し、ローラー（１）は下部の張架ローラーとして設計されていることを特徴とする請求項１０に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、請求項１の序文に係るベルト駆動制御装置に関し、特に、少なくとも１つの円筒形状のローラー上をガイドされ、それによる張力を受ける無端ベルト用のベルト駆動制御装置に関する。
【０００２】
さらに、本発明は、本発明に係るベルト駆動制御装置が装備された、例えば、ドイツ特許出願公開第１０３２８９０５号明細書（ＤＥ  １０３  ２８  ９０５  Ａ１）に記載された形式の成形・冷却装置に関する。
【背景技術】
【０００３】
図６は、例えば、ドイツ特許出願公開第１０３２８９０５号明細書（ＤＥ  １０３  ２８  ９０５  Ａ１）に記載された公知の成形・冷却装置の一例を示している。同装置は、互いに離間され、上部ローラー１０及び下部ローラー１１上を走行する２つの無端ベルトを有する。流動性を有する、溶融された食品１２（プロセスチーズ）がベルト間に流し込まれ、そこで冷却されることによりストリップ１４を形成する。ベルト２のストリップ１４から見て反対側の表面に冷却液（１３）を加えることにより冷却が行われる。
【０００４】
このような無端状の走行ベルトには様々な方法で張力が加えられるが、ベルトの両側部にかかる負荷がわずかに異なることからローラーが傾いてしまい、それによりベルトがローラーを幅方向に移動させて他の部材に損傷を与えてしまうことがある。そのため、ベルト駆動を調整する必要が生じる。
【０００５】
ドイツ特許第１９６４７７６３号明細書（ＤＥ  １９６  ４７  ７６３  Ｃ２）として知られる従来技術は、無端ベルトの直線運動を制御するための装置を示している。ローラーの両側部には弾性部材により負荷がかけられる。ローラーの一方の軸受部には、ベルトをローラーの中央に配置するとともにベルト駆動を制御するために、バネ荷重と同一の方向に作用する付加的な力を加えることができるピストン−シリンダー装置が設けられている。バネ荷重を増強するか又は軽減するように一側部に作用するピストン−シリンダー装置の動作は、ベルトの位置を検出するための幅方向に配置された２つのフィンガー状のセンサーを用いて実行される（現在は非接触式のイニシエーターが用いられている）。
【０００６】
ドイツ特許第２０３５０７号明細書（ＤＤ  ２０３  ５０７  Ｃ２）は無端状のスチール製ベルトを安定化するための同様の装置を示しているが、同装置はローラーの軸受部において幅方向に作用するバネ荷重装置を用いるため、ベルトの張力が不均一になり、ベルトが一方向に離脱しやすくなる。このようなベルトの動きはセンサーを用いて検出される。そして、アクチュエーターによりバネ荷重に対する付加的な力が加えられる。
【０００７】
さらに、ドイツ実用新案第２０２１０６２４号明細書（ＤＥ  ２０２  １０  ６２４  Ｕ１）の従来技術は、ローラーの両側部の軸受に作用するピストン−シリンダー装置を示している。同様の装置がドイツ特許出願公開第１０１０６２０６号明細書（ＤＥ  １０１  ０６  ２０６  Ａ１）に記載されている。ドイツ特許第１２５０２２８号明細書（ＤＥ−ＰＳ  １  ２５０  ２２８）及びベルギー特許第５３６４３１号明細書（ＢＥ  ５３６  ４３１）は同じ種類の設計を示している。
【０００８】
公知の装置はフィードバック制御に手間がかかり、一定の条件下でのみ高精度を達成する。ピストン−シリンダー装置において、力の大きさを可変にすることは実現不可能であるか、又は技術的に複雑な方法を用いた場合のみ実現可能であり、バネ荷重に対する付加的な力を加えることは技術的に複雑であるため、全ての運転条件下で許容されるとは限らない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明により対処すべき課題は、シンプルな設計を有し、かつ、使い方がシンプルであるため操作上の信頼性が高く、確実なベルト駆動制御を実現する上述した種類のベルト駆動制御装置、及び成形・冷却装置を創出することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
この問題は本発明の独立請求項に係る構成の組み合わせより解決される。それらに関連する従属請求項は本発明のさらに有利な実施形態を示している。
【００１１】
本発明に係るベルト駆動制御装置には、負荷力を増強するか又は軽減する力を加えるように設計される少なくとも１つの弾性部材が設けられている。よって、本発明によると、無端ベルトを制御するとともに無端ベルトをローラーの中央に配置するために、無端ベルトの一側部にかかる荷重を高度に目標化された手法で変更することができる。実際にベルトにかかる荷重は、望ましくは円板バネの組立体として設計される弾性部材により加えられる。このような設計は簡易に且つ低コストで製造することができるとともに、様々な運転条件に適用することができる。より具体的に、無端ベルトの交換時における荷重装置の取り付け及び調整を迅速に且つ容易に行うことができる。
【００１２】
本発明によると、弾性部材の力を増強するか又は軽減するように作用する負荷力が調整部材により加えられる。通常、この種類のベルトはゆっくりと走行するので（例えば、１〜１２ｍ／分）、ベルトの張力が不均一である場合のドリフト速度は小さい。よって、ドリフト運動に対するベルトのヒステレシスは比較的大きい。そこで、本発明に係るベルト駆動制御により、負荷力を増強するか又は軽減するように作用する力を加えることが好ましい。その力は、例えば、ベルトの動作を開始させるために１０〜１５分程度の短時間に加えられる比較的大きな力である。その後、比較的小さい力を用いて長期間の負荷力の補正を行うことができる。本発明によると、ピストン−シリンダー装置を用いて１．５ｂａｒの水圧又は空気圧を加えることにより、例えば１０〜１５分の短時間の力を発生させることができ、長期間の負荷力の補正に必要な圧力が例えば０．１ｂａｒ程度になる。
【００１３】
本発明によると、負荷力を増強するか又は軽減するように付加的な力を加えることができ、それをベルトの移動とは無関係に長期間にわたり保持することができるので、例えば、無端状の走行ベルトの温度の差、及び線膨張率の違いによるベルト駆動上の差異を相殺し補正することが可能になる。下部ローラーの位置は、例えば、ベルトの熱膨張により変動する可能性があるが、このローラーに付加的な力が加えられるので、温度変化により引き起こされるベルトのドリフト運動が補正される。この付加的な力はピストン−シリンダー装置により加えられ、その大きさは、例えば、上記の熱膨張や取付け条件の差異等により変動しうるローラーの回転軸の位置とは無関係に同一の値となる。よって、ピストン−シリンダー装置により加えられる付加的な力はベルトの張力方向の移動距離には依存しない。
【００１４】
本発明の有利な実施形態において、調整部材は、一方の端部領域が枢動可能に支持され、もう一方の端部領域及び中央部領域がピストン−シリンダー装置及び弾性を有する負荷部材にそれぞれ連結された第２種てこの形態をなす。
【００１５】
本発明に係る無端ベルト用のシンプルな位置測定装置を提供するために、その位置測定装置はベルトの片側のみに配置されることが好ましい。位置測定装置は少なくとも１つの電磁誘導式のセンサーを有する。ローラーの幅はベルトの幅よりも小さくされることが特に好ましい。本発明によると、ベルトの幅方向に張り出したオーバーハング領域を位置測定装置により検出可能である。少なくとも１つの誘導センサーとして、例えば、２つの誘導センサーが用いられる場合、それらのセンサーは幅方向にずらした位置に配置される。この場合、一方のセンサーが通常のオーバーハング部分を検出し、もう一方のセンサーが幅方向の不要なドリフト運動を検出する。ベルトが反対の方向に移動すると、両センサーの出力値が変化することになる。このように、本発明は構造的にシンプルな手法によるベルト駆動制御を実現する。
【００１６】
本発明の実施に当たり、特に好ましい実施形態による各センサーは、中央に配置されたベルトの端部からの距離が１５ｍｍになるように配置される。例えば、第１のセンサーはベルトの外側１５ｍｍの位置に配置され、第２のセンサーはベルトの内側１５ｍｍの位置に配置される。ベルト端部が２つのセンサーの間にある限り、制御動作が実行されることはない。第１のセンサーがベルト端部に覆われた場合、又は第２のセンサーがベルト端部に覆われなくなった場合、いずれか一方向への制御動作が実行されることになる。例えば、第１のセンサーがベルトの変位に反応した場合は、ピストン−シリンダー装置により圧縮力、すなわち、付加的な荷重が加えられる。また、第２のセンサーである内側のセンサーが反応した場合は、引張力が加えられ、円板バネの組立体による負荷が軽減される。本発明では、例えば、０．５〜２ｂａｒの圧力を利用するピストン−シリンダー装置により、はっきりとした付加的な力が急激に加えられる。このような急激な動作が好ましく、ベルト駆動のヒステリシスを克服するために必須とされる。続いて、付加的な力の大きさが、例えば、毎分０．１〜０．２ｂａｒずつ線形的に増加させられる。このプロセスはベルトが中央部の駆動領域に復帰し、それにより当該センサーが覆われた状態を脱するまで続けられる。それが達成され、当該センサーが覆われた状態を脱すると、全ての力（急激に加えられた成分、及び線形的に増加した成分）が解除される。制御動作が実行される前に加えられていた力と比較すると、わずかな力の増加分が補正のための成分として残存するにすぎず、それはピストン−シリンダー装置による、例えば、０．１〜０．２ｂａｒの圧力である。本発明に係る制御動作は、駆動ベルトが中央部から外れることのないように、ベルトの張力が残存する成分により補正されるまで必要に応じた頻度で実行される。
【００１７】
本発明によると、ローラーの片側のみを支持する調整部材を提供することができる。他方、本発明に係る調整部材を両側に有するローラーの軸受領域を設計することもできる。
【００１８】
ピストン−シリンダー装置からなる空気圧式の作動装置は、調整部材に対する付加的な力を調整可能な方法で加えるために、例えば、圧力制御用の比例弁を有する。
【００１９】
以下、典型的な実施形態及び図面を参照することにより本発明について説明する。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明に係るベルト駆動制御装置の第１実施形態を示す概略側面図である。
【図２】図１に示された配置を示す簡略化された斜視図である。
【図３】図１及び図２に係る配置を示す側面図である。
【図４】センサーを有する位置測定装置を示す簡略化された概略図である。
【図５】本発明の他の実施形態を示す斜視図である。
【図６】本発明に係るベルト駆動制御装置が設けられた従来の成形・冷却装置を示す概略側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下の説明において、同一の部材には同一の符号が付されている。
【００２２】
各図は軸受装置１６内に回転可能に支持されるジャーナル１５を両側部に有するローラー１を示している。このローラーは、回転する無端ベルト２に張力を加えるために、弾性部材３により、詳細には図示されていないフレームに対して支持されている。このような設計については、例えば、図６に関連して説明したような従来技術を参照されたい。
【００２３】
さらに、図１〜３は、てこの形態をなす調整部材５を示している。調整部材５は、一方の端部領域６において軸受ブロック部１７に対して枢動可能に支持されており、中央部領域８において軸受装置１６に連結されている。調整部材５のもう一方の端部領域７は、空気圧により作動されるピストン−シリンダー装置４に接続されている。ピストン−シリンダー装置４におけるシリンダーの変位に伴う加力により、調整部材５（てこ）に圧縮力又は引張力を加えることができる。その結果、弾性部材３（円板バネ）の圧縮力を増強するか又は軽減する力が発生する。この方法によると、ベルトの張力を幅方向に沿って変化させることができ、正確なベルト駆動を実現することができる。
【００２４】
図２は、さらに、ローラー１の幅をベルト２の幅よりも小さくすることにより、少なくとも１つのセンサーにより検出可能な、幅方向に張り出したオーバーハング領域９が形成されることを示している。
【００２５】
図４は、ベルト２の一部を示す概略側面図である。特に、同図にはオーバーハング領域９が示されている。距離Ｘで離間された２つのセンサー１８，１９を有する位置測定装置２０は、幅方向に張り出したオーバーハング端部領域９に設けられている。図中にはベルト２の望ましい位置が示されており、この位置にあるベルト２はローラー１の中央に配置された状態で、すなわち、ローラー１に対して中央揃えされた状態でローラー１上を走行する。図４中の２つの矢印により、ベルト２の好ましくない幅方向の運動が描写されている。図４に描写されているように、片方のセンサー（センサー１９）は幅方向に張り出したオーバーハング領域９に配置されており、もう片方のセンサー１８は、ベルト２に隣接して位置決めされている。そのため、センサー１８，１９は、異なる信号を出力することになる。ここで、駆動ベルトが図４の左方向に移動した場合、両センサー１８，１９がベルト２のオーバーハング端部領域９に進入し、両センサーがベルト２に配置されるため同一の信号を発信する。これにより、フィードバック制御部／制御装置は、ベルト２がドリフト運動した方法を検出することができる。これと比較して、ベルト２が図４に示された位置から右方向に移動した場合、両センサーは同一の信号を発信することになるが、それは両センサーがもはやベルト２内には存在しないことを意味する。すなわち、この信号はベルト２が図４の描写に基づく右方向に移動したことを制御装置／フィードバック制御部に対して通知する。本発明に係る位置測定装置２０の非常にシンプルな設計により、信頼性の高いベルト駆動制御が実現される。
【００２６】
図５は、本発明に係るベルト駆動制御の他の実施形態を示している。図５に示された実施形態によると、望ましくは円板バネ又は円板バネの組立体として設計される２つの弾性部材３が各ローラー１の両側に配置される。２つの弾性部材３は、互いに調整部材５により接続されている。これにより弾性部材３の負荷力が軸受装置１６に均等に伝達され、ベルト２に張力を与える。さらに、図５は、ヨーク状に設計された調整部材５の中央部領域にピストン−シリンダー装置４が支持されることを示している。このピストン−シリンダー装置４は、第１実施形態に関連して説明されたピストン−シリンダー装置４と同様に設計されるため、弾性部材３の負荷力を増強するか又は軽減するように作用する力を加えることができ、それにより本発明に係るベルト駆動制御が実現される。
【００２７】
さらに、図５は、事前の設定及び調整を可能にするボルト−ナット組立体が弾性部材３及びピストン−シリンダー装置４の近傍に設けられることを示している。
【００２８】
２つの弾性部材３（円板バネの組立体）は、軸受装置１６に連結された共通の横部材２２に力を加える。一対のボルト２３は横部材２２を貫通しており、横部材２２に対して移動可能であるとともに、共通の支持プレート２４に固定されている。よって、ボルト２３及びその上部に螺合されたナット２５により横部材２２に対して圧縮力を加えることで、ベルト２に張力を与えることができる。
【００２９】
図５は、ピストン−シリンダー装置４が支柱２６により調整部材５に対して支持されることを示している。２方向に移動するピストン−シリンダー装置４の不図示のピストンは、軸受装置１６に固定されている引張−圧縮ボルト２１にピストンロッド２７を介して連結されている。これによりピストン−シリンダー装置４は、弾性部材３の負荷力を増強するか又は軽減するように作用する力を軸受装置１６に加えることができる。
【符号の説明】
【００３０】
１      ローラー、
２      ベルト、
３      弾性部材、
４      ピストン−シリンダー装置、
５      調整部材／てこ、
６      端部領域、
７      端部領域、
８      中央部領域、
９      オーバーハング領域、
１０    上部ローラー、
１１    下部ローラー、
１２    食品／プロセスチーズ、
１３    冷却液、
１４    食品のストリップ、
１５    ジャーナル、
１６    軸受装置、
１７    軸受ブロック部、
１８    センサー、
１９    センサー、
２０    位置測定装置、
２１    引張−圧縮ボルト、
２２    横部材、
２３    ボルト、
２４    支持プレート、
２５    ナット、
２６    支柱、
２７    ピストンロッド。
【図１】
2013517194.tif 000003
【図２】
2013517194.tif 000004
【図３】
2013517194.tif 000005
【図４】
2013517194.tif 000006
【図５】
2013517194.tif 000007
【図６】
2013517194.tif 000008
【国際調査報告】
2013517194.tif 000009
2013517194.tif 000010
2013517194.tif 000011
2013517194.tif 000012
2013517194.tif 000013
2013517194.tif 000014