УСТРОЙСТВО РЕГУЛИРОВАНИЯ ДВИЖЕНИЯ ЛЕНТЫ, В ЧАСТНОСТИ УСТРОЙСТВА ДЛЯ ФОРМОВКИ И ОХЛАЖДЕНИЯ
DEVICE TO CONTROL BELT MOVEMENT, IN PARTICULAR, IN DEVICE FOR FORMING AND COOLING

Изобретение относится к устройству регулирования движения ленты согласно ограничительной части пункта 1 формулы изобретения и, в частности, к устройству регулирования движения бесконечной ленты, направляемой по меньшей мере одним цилиндрическим валом и натягиваемой с его помощью.
Кроме того, изобретение относится к устройству для формовки и охлаждения, как оно описано в DE 10328905 A1, снабженному устройством регулирования движения ленты.
На фиг. 6 изображено известное из уровня техники устройство для формовки и охлаждения, описанное, например, в DE 10328905 A1. Устройство содержит две расположенные на расстоянии друг от друга бесконечные ленты 2, обращающиеся вокруг верхнего вала 10 и нижнего вала 11. Промежуток между лентами заполняется текучей, расплавленной массой пищевого продукта 12 (плавленого сыра), охлаждаемого в ленту 14. Охлаждение осуществляется путем нанесения охлаждающей жидкости 13 на сторону ленты 2, противоположную ленте 14 массы пищевого продукта.
Такие бесконечные обращающиеся ленты предварительно натягиваются разными способами, причем несколько разное предварительное натяжение с обеих сторон лент и в результате чего перекос вала могут привести к тому, что лента пройдет сбоку вала, повредится при этом повредит другие компоненты. Поэтому движение ленты необходимо регулировать.
Уровень техники представляет с помощью DE 19647763 С2 устройство управления движением бесконечной лены по прямой. При этом вал посредством упругих элементов предварительно натягивается с обеих сторон. На одном конце опоры вала предусмотрен блок «поршень-цилиндр», который может создавать дополнительную силу, действующую для центровки ленты на валу и для регулирования движения ленты в направлении предварительного натяжения пружины. Приведение в действие блока «поршень-цилиндр», действующего с одной стороны аддитивно или субтрактивно относительно силы натяжения пружины, осуществляется с помощью двух боковых сканирующих головок, сканирующих положение ленты (в настоящее время используются бесконтактные инициаторы).
DD 203507 С2 представляет аналогичное устройство для стабилизации бесконечной стальной ленты, в котором лента посредством устройств предварительного натяжения пружин, действующих на опоры вала сбоку, предварительно натягивается неодинаково и потому стремится отклониться в одном направлении. Такое движение ленты обнаруживается с помощью датчика. Посредством исполнительного элемента создается сила, аддитивная относительно предварительного натяжения пружины.
Кроме того, уровень техники представляет блоки «поршень-цилиндр» (DE 20210624 U1), действующие на опоры вала с обеих сторон. Аналогичное устройство известно ранее из DE 10106206 A1. Такие конструкции представлены также в патентном описании DE-PS 1250228 и BE 536431.
Ранее известные устройства в отношении их регулирования являются дорогостоящими и лишь условно точными. В случае блоков «поршень-цилиндр» дифференцированное создание силы невозможно или возможно только ценой значительных затрат на оборудование, создание аддитивных сил в отношении пружин предварительного натяжения также является технически затратным, а надежным не при всех условиях эксплуатации.
В основу изобретения положена задача создания устройства регулирования движения ленты, а также устройства для формовки и охлаждения вышеуказанного типа, обеспечивающих надежное регулирование движения ленты при простой конструкции и простой, безотказной пригодности.
Согласно изобретению задача решается с помощью совокупности признаков независимых пунктов формулы изобретения, соответствующие зависимые пункты формулы изобретения содержат другие предпочтительные варианты выполнения изобретения.
Тем самым согласно изобретению в отношении устройства регулирования движения ленты предусмотрено, чтобы регулировочный элемент был выполнен для создания силы, аддитивно или субтрактивно действующей относительно силы предварительного натяжения по меньшей мере одного из упругих элементов. Таким образом, для регулирования движения ленты и центровки ленты относительно вала можно вполне направленно изменять предварительное натяжение бесконечной ленты с одной стороны. При этом собственное натяжение ленты создается с помощью упругих элементов, выполненных, предпочтительно, в виде пакетов тарельчатых пружин. Такая конструкция изготавливается просто и с оптимальными затратами и простым способом адаптируется к соответствующим условиям эксплуатации. В частности, устройство предварительного натяжения при замене бесконечной ленты можно монтировать и юстировать быстро и просто.
Таким образом, согласно изобретению с помощью регулировочного элемента создается аддитивная или субтрактивная сила предварительного натяжения, способствующая силе упругих элементов или противодействующая ей. Поскольку такая лента обычно перемещается медленно (например, 1-12 м/мин), при неодинаковом натяжении ленты получается постепенный увод. При этом лента в отношении увода обнаруживает относительно большой гистерезис. Вследствие этого согласно изобретению для регулирования движения ленты особенно благоприятно, чтобы относительно силы предварительного напряжения аддитивно или субтрактивно могла создаваться дополнительная сила. Эта сила, например, в течение небольшого промежутка времени, например 10-15 мин, может быть достаточно большой, чтобы инициировать движение ленты. В этом случае более продолжительная коррекция силы предварительного напряжения может происходить при создании меньшей силы. Так, например, согласно изобретению с помощью блока «поршень-цилиндр» в течение небольшого промежутка времени порядка 10-15 мин силу можно получить за счет создания гидравлического давления или за счет пневматики порядка 1,5 бар, в то время как долгосрочная коррекция силы предварительного напряжения требует, например, лишь давления порядка 0,1 бар.
Благодаря предусмотренной согласно изобретению возможности создания относительно силы предварительного напряжения аддитивной или субтрактивной дополнительной силы и ее поддержанию независимо от пути даже на протяжении длительного времени можно, например, простым способом регулировать и корректировать разницу температур обращающейся вращающейся ленты и различия в движении ленты, вызванные различным линейным расширением. Нижний вал, который, например, вследствие теплового расширения ленты, может изменять свою длину, оказывается тем самым под воздействием дополнительной силы, так что увод ленты в результате изменения температуры корректируется. При этом дополнительная сила, создаваемая блоком «поршень-цилиндр», остается постоянной, не зависящей от иного положения оси вала, которое может изменяться, например, в результате упомянутого теплового расширения или различных монтажных регулировок. Таким образом, дополнительная сила, создаваемая блоком «поршень-цилиндр», не зависит от пути предварительного натяжения ленты.
В предпочтительном варианте выполнения изобретения предусмотрено, чтобы регулировочный элемент был выполнен в виде одностороннего рычага, одна концевая область которого установлена с возможностью поворота, а с другой концевой областью или со средней областью которого соединен блок «поршень-цилиндр» или упругий элемент предварительного натяжения.
Для создания простого устройства измерения положения бесконечной ленты согласно изобретению благоприятно, чтобы устройство измерения положения бесконечной ленты было установлено на ленте только с одной стороны. При этом оно содержит по меньшей мере один датчик индуктивного действия. Особенно благоприятно, чтобы вал имел меньшую ширину, чем лента. Благодаря этому получается участок ленты, выступающий сбоку, который согласно изобретению регистрируется устройством измерения положения. Если согласно изобретению используются два индуктивных датчика, то они могут быть установлены сбоку со смещением. Таким образом, один из датчиков определяет правильно выступающую часть ленты, в то время как другой датчик обнаруживает нежелательный увод ленты вбок. Если бы лента отклонилась в другом направлении, то оба датчика выдали бы измененные выходные величины. Таким образом, регулирование движения ленты согласно изобретению можно реализовать очень просто с незначительными конструктивными затратами.
Таким образом, при практической реализации изобретения в особенно благоприятном варианте выполнения предусмотрено, чтобы датчики были установлены, соответственно, с интервалом 15 мм относительно среднего положения кромки ленты. Таким образом, первый датчик установлен, например, на 15 мм за пределами ленты, второй датчик - на 15 мм в пределах ленты. Пока кромка ленты находится в пределах обоих этих датчиков, никакого управляющего воздействия не происходит. Управляющее воздействие в одном или другом направлении происходит только тогда, когда первый датчик испытывает нагрузку от кромки ленты или когда второй датчик освобождается от нагрузки от кромки ленты. Если первый срабатывает, например, на смещение ленты, то сила давления, т.е. дополнительное предварительное натяжение, создается посредством блока «поршень-цилиндр». Если срабатывает второй, внутренний датчик, создается сила растяжения, благодаря которой предварительное натяжение ленты, например с помощью пакета тарельчатых пружин, уменьшается. Посредством блока «поршень-цилиндр» согласно изобретению скачкообразно создается явная дополнительная сила, например, посредством давления порядка 0,5-2 бар. Этот скачок предпочтителен и необходим для преодоления существующего гистерезиса в движении ленты. Затем дополнительная сила в этом случае продолжает увеличиваться, например, линейно, например, на 0,1-0,2 бар в минуту. Этот процесс продолжается до тех пор, пока лента не вернется обратно в свой средний диапазон движения, так что соответствующий датчик больше не сработает. Как только это состояние достигнуто и соответствующий датчик больше не срабатывает, вся сила (скачкообразная и линейно возрастающая составляющие) аннулируется. В качестве коррекционной составляющей, исходя из силы, имевшей место до управляющего воздействия, остается лишь незначительное увеличение силы, например, в результате давления со стороны блока «поршень-цилиндр» между 0,1 и 0,2 бар. Такое управляющее воздействие происходит до тех пор, пока остающиеся коррекционные составляющие не выровняют натяжение ленты настолько, чтобы никакого дальнейшего увода ленты не происходило.
Согласно изобретению регулировочный элемент можно предусмотреть на опоре вала только с одной стороны. Однако с регулировочным элементом согласно изобретению можно выполнить также оба опорных участка вала.
Пневматическое управление блоком «поршень-цилиндр» включает, например, пропорциональные регулирующие клапаны с тем, чтобы аддитивно или субтрактивно воздействовать на регулировочный элемент необходимой регулируемой дополнительной силой.
Ниже изобретение описывается на примерах выполнения со ссылкой на чертежи. При этом
фиг. 1 изображает схематично вид сбоку первого примера выполнения устройства регулирования движения ленты согласно изобретению,
фиг. 2 - упрощенный вид устройства на фиг. 1 в перспективе,
фиг. 3 - вид сбоку устройства согласно фиг. 1 и 2,
фиг. 4 - схематично упрощенный вид устройства измерения положения с датчиками,
фиг. 5 - другой пример выполнения изобретения в перспективе и
фиг. 6 - схематично вид сбоку известного из уровня техники устройства для формовки и охлаждения с устройством регулирования движения ленты согласно изобретению.
В последующем описании одинаковые элементы обозначены одинаковыми позициями.
На фигурах изображен вал 1, который с обеих сторон содержит опорные цапфы 15, установленные в опорном устройстве 16 с возможностью вращения. Последнее для натяжения обращающейся бесконечной ленты 2 посредством упругих элементов 3 опирается на не показанную в отдельности станину машины. В отношении конструкции делается, например, ссылка на уровень техники, описанный в связи с фиг. 6.
Кроме того, на фиг. 1-3 изображен регулировочный элемент 5, выполненный в виде рычага. Регулировочный элемент 5 установлен в концевой области 6 на опорном кронштейне 17 с возможностью поворота. Другая концевая область 7 регулировочного элемента 5 соединена с блоком 4 «поршень-цилиндр», приводимым в действие пневматически. Таким образом, благодаря созданию силы в результате перемещения цилиндра блока 4 «поршень-цилиндр» на регулировочный элемент 3 (рычаг) можно воздействовать силами давления или растяжения. Отсюда возникает аддитивная или субтрактивная сила относительно силы давления упругих элементов 3 (тарельчатых пружин). Таким образом, натяжение ленты можно изменять по бокам и реализовывать точное движение ленты.
Кроме того, на фиг. 2 показано, что благодаря меньшей ширине вала 1 по сравнению с шириной ленты 2 появляется участок 9 ленты 2, выступающий сбоку, который регистрируется по меньшей мере одним датчиком.
На фиг. 4 схематически изображен вид сбоку подобласти ленты 2. При этом, в частности, виден выступающий участок 9. Краевому участку 9, выступающему сбоку, выделено устройство 20 измерения длины, содержащее два датчика 18, 19, установленные с интервалом Х друг от друга. Положение ленты 2 представляет собой желательное положение ленты 2, при котором она вращается посредине или по центру вала 1. Нежелательное направление движения ленты 2 вбок показано на фиг.4 обеими стрелками. Из изображения на фиг. 4 следует, что один из датчиков (датчик 19) находится над выступающим боковым участком 9, в то время как другой датчик 18 позиционирован рядом с лентой 2. Таким образом, датчики 28 и 19 подают разные сигналы. Если теперь движение ленты смещается на фиг. 4 влево, то оба датчика 18 и 19 попадают в область выступающего бокового участка 9 ленты 2 и подают, соответственно, одинаковые сигналы, поскольку оба относятся к ленте 2. Таким образом, устройство управления/регулирования может обнаружить, в каком направлении произошел увод ленты. Если, судя по ситуации, изображенной на фиг. 4, движение ленты, напротив, происходит вправо, то оба датчика подадут одинаковый сигнал, свидетельствующий о том, что оба датчика больше не находятся на участке ленты 2. Тем самым, этот сигнал показывает устройству управления/регулирования, что лента согласно изображению на фиг. 4 ушла вправо. Благодаря этому очень простому варианту выполнения устройства 20 измерения положения согласно изобретению возможно надежное регулирование движения ленты.
На фиг. 5 изображен другой пример выполнения устройства регулирования движения ленты согласно изобретению. В примере выполнения, изображенном на фиг. 5, по обе стороны вала 1 установлены, соответственно, два упругих элемента 3, выполненных, предпочтительно, в виде тарельчатых пружин или пакетов тарельчатых пружин. Тем самым силы предварительного напряжения упругих элементов 3 для натяжения ленты 2 равномерно передаются на опорное устройство 16. Кроме того, на фиг. 5 показано, что в средней области регулировочного элемента 5, выполненного наподобие ярма, на нем установлен блок 4 «поршень-цилиндр». Последний выполнен по аналогии с блоком 4 «поршень-цилиндр», описанным в первом примере выполнения, так что он может создавать силу, аддитивную или субтрактивную относительно силы предварительного напряжения упругих элементов 3, а благодаря этому возможно регулирование движения ленты согласно изобретению.
Кроме того, на фиг. 5 показано, что в области упругих элементов 3, а также блока 4 «поршень-цилиндр» для предварительной регулировки и квотирования предусмотрены гаечные устройства.
Оба упругих элемента (пакета тарельчатых пружин) 3 опираются на поперечину 22, соединенную с опорным устройством 16. Через поперечину 22 пропущен болт 23, подвижный относительно поперечины 22 и закрепленный на общей опорной плите 24. Таким образом, через болты 23 и гайки 25, навинченные на их верхнюю часть, можно создавать силы давления на поперечину 22 для предварительного натяжения ленты 2.
На фиг. 5 показано, что блок 4 «поршень-цилиндр» с помощью стоек 26 опирается на регулировочный элемент 5. Не показанный поршень двойного действия блока 4 «поршень-цилиндр» поршневым штоком 27 соединен с зажимным/стяжным болтом 21, который, в свою очередь, закреплен на опорном устройстве 16. Таким образом, блок 4 «поршень-цилиндр» может передавать на опорное устройство 16 силы, аддитивные или субтрактивные относительно сил предварительного напряжения упругих элементов 3.
ПЕРЕЧЕНЬ ПОЗИЦИЙ
1 вал
2 лента
3 упругий элемент
4 блок «поршень-цилиндр»
5 регулировочный элемент/рычаг
6, 7 концевая область
8 средняя область
9 боковой выступающий участок
10 верхний вал
11 нижний вал
12 масса пищевого продукта/плавленый сыр
13 охлаждающая жидкость
14 лента массы пищевого продукта
15 опорная цапфа
16 опорное устройство
17 опорный кронштейн
18, 19 датчик
20 устройство измерения положения
21 зажимный/стяжной болт
22 поперечина
23 болт
24 опорная плита
25 гайка
26 стойка
27 поршневой шток