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Vorrichtung zum Ausgleichen der Querverschiebungen des Randes einer
von einer Rolle ablaufenden Folie, insbesondere für Druckmaschinen Bei zahlreichen
Anwendungen von zu Rollen oder Spulen großer Länge gewickelten Folien, beispielsweise
beim kontinuierliehen Druck oder bei der Herstellung von Beuteln oder anderen Behältern
mit Hilfe von Folien, wie z. B. solchen aus regenerierter Cellulose, ist es erforderlich,
zu gewährleisten. daß der Abwickelvorgang in solcher Weise vor sich geht, daß der
Rand der ablaufenden Folie genau geführt wird.
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Es ist eine Vorrichtung zum Ausgleichen der Querverschiebung des
Randes einer von einer Rolle ablaufenden Papierbahn bekannt, bei welcher der Rand
der Papierbahn zwischen einem Detektor hindurchläuft, der einen auf der einen Seite
des Randes der Papierbahn angeordneten Kasten aufweist, welcher zwei Lampen enthält,
die in Abhängigkeit von der Rewegung der Papierbahn intermittierend ein- und ausgeschaltet
werden und bei ihrer Beleuchtung Licht durch infolge der Querverschiebung der Bahn
freigelegte Schlitze hindurch auf eine auf der anderen Seite des Randes der Papierbahn
angeordnete photoelektrische Zelle fallen lassen, die dann auf eine Einrichtung
zum Verschieben der Papierbahn zwecks Ausgleichs der Ouerverschiebungen einwirkt.
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Es ist ferner eine Vorrichtung zum seitlichen Steuern einer Stoffbahn
mit Hilfe lichtempfindlicher Zellen bekannt, bei der die Kante der Stoffbahn zwischen
einer Lichtquelle und einer die Kantenlage beeinflussenden lichtempfindlichen Zelle
läuft und den Strahlengang je nach ihrer Lage unterbricht oder freigibt, wobei diese
Vorrichtung so ausgebildet ist, daß beim Steuern von sehr weitmaschigen oder dünnfädigen
Geweben oder stark lichtdurchlässigen Bahnen der der Neigungswinkel zwischen Abtastl..ichtstrablen
und Stoffbahn so klein eingestellt ist, daß die beim Verlaufen in den Lichtweg zwischen
Lichtquelle und lichtempfindlicher Zelle gelangende Stoffbahn eine zur Auslösung
des Regel impulses hinreichende Beschattung der lichtempfindlichen Zelle hervorruft.
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Andere bekannte Vorrichtungen zum Ausgleich der Querverschiebungen
des Randes einer von einer Rolle ablaufenden Folie enthalten ein optisches System,
das auf den Rand der Folie im Verlauf ihrer Abwicklung einen schmalen Lichtfleck
wirft. Eine Querverschiebung des Folienrandes hat die Wirkung, daß der durch die
Folie zerstreute oder reflektierte Lichtfluß und der Lichtfluß, welcher unter die
Folie gelangt, geändert werden. Eine mit einem Verstärker verbundene photoelektrische
Zelle nutzt diese Änderungen des Lichtflusses aus, um eine mechanische Vorrichtung
zu steuern, welche die Folienrolle selbsttätig in dem betreffenden Sinn verschiebt,
um den Rand der Folie in die Lage zurückzuführen, welche mit Bezug auf den von dem
optischen System erzeugten Lichtfleck erforderlich ist.
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Diese Vorrichtungen, welche im Falle von lichtundurchlässigen oder
gefärbten transparenten Folien oder von stark glänzenden Folien mit nichtverformtem
steifen Rand leicht anwendbar sind, sind dagegen schwierig anwendbar bei dünnen
transparenten Folien, wie z. B. solchen aus regenerierter Cellulose, die eine Dicke
von 0,02 bis 0,05 mm haben und deren häufig wellenförmig verlaufender Rand sich
weniger gut für die Benutzung einer optischen Vorrichtung eignet, welche mit Reflexion
sichtbaren Lichtes arbeitet.
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Die Erfindung, welche diese Schwierigkeiten behebt, ist auf ungefärbte
oder gefärbte transparente Folien anwendbar, welche eine Lichtdoppelbrechung zeigen,
wie z. B. Folien aus regenerierter Cellulose, Polyäthylen, Polyvinylchlorid usw.
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Die Erfindung beruht auf dem an sich bekannten Umstand, daß, wenn
in einen Polarisationsapparat, der so eingestellt ist, daß er das einfallende Licht
auslöscht, eine dünne doppelbrechende Folie unter einem gewissen Winkel eingeführt
wird, am Ausgang des Analysators eine Aufhellung herbeigeführt wird. Die Intensität
der auf diese Weise bewirkten Aufhellung des Lichtes ändert sich entsprechend dem
Bruchteil des Lichtflusses, welcher durch die zwischen Analysator und Polarisator
eingeführte Folie abgefangen wird, und diese Lichtänderung kann dazu ausgenutzt
werden, eine Vorrichtung von der Art zu steuern, wie sie vorstehend genannt ist.
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Die Vorrichtung gemäß der Erfindung besteht aus einer Lichtquelle,
einer Polari sationsvorrichtung, zwischen deren Polarisator und Analysator der Folienrand
gefiihrt ist, ferner als einer photoelektrischen Zelle, welche auf die durch das
mehr oder weniger starke Eintreten des Folienrandes in das polarisierte Lichtbündel
senkrecht zu dessen Achse bewirkten Änderungen des aus dem Analysator austretenden
Lichtflusses anspricht, und einem elektronischen, elektromechanischen oder anderen
Relais, welches durch die Impulse der pbotoelektriscben Zelle betätigbar ist und
welches die das Ausgleichen der Querverschiebungen des Folienrandes bewirkenden
axialen Verschiebungen der ablaufenden Folienrolle steuert.
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Die Erfindung wird nachstehend an Hand der Zeichnung beispielsweise
näher erläutert.
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Fig. 1 ist eine schematische Darstellung einer Ausführungsform einer
Vorrichtung gemäß der Erfindung; Fig. 2 veranschaulicht eine abgeänderte Ausführungsform;
Fig. 3 stellt eine weitere Ausführungsform dar.
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In Fig. 1 ist mit 1 eine Niederspannungslampe bezeichnet, deren wendelförmiger
Glühdraht einem Objektiv 2 ein leuchtendes Rechteck von kleinen Abmessungen. z.
B. von 5-1 mm, darbietet. Das Objektiv 2 erzeugt ein Bild des Glühfadens bei 3 durch
Reflexion des aus dem Objektiv austretenden Lichtbündels an einem schwarzen Glasspiegel
4. Das Lichtbündel fällt auf einen zweiten schwarzen Glasspiegel 5. Die beiden Spiegel
sind derart angeordnet, daß sie einen Polarisationsapparat bilden, der unter dem
Winkel arbeitet, welcher eine maximale Wirkung liefert, d. h. unter Einfallswinkeln
in der Nähe von 550, und daher löscht der Spiegel 5 das auf ihn auffallende polarisierte
Lichtbündel praktisch aus, so daß der Spiegel 5 nur eine sehr geringe Lichtmenge
auf die Elektrode einer photoelektrischen Zelle 6 fallen läßt. Dabei ist vorausgesetzt,
daß sich nichts in dem Weg des Strahlenbündels zwischen den beiden schwarzen Spiegeln
befindet. Wenn jedoch in das Bild 3 des Glühfadens eine dünne doppelbrechende Folie
7 senkrecht zu der Achse des polarisierten Lichtbündels und in solcher Lage eingeführt
wird, daß ihr parallel zur Herstellungsachse verlaufender Rand einen Winkel von
ungefahr 450 mit den Einfallsebenen bildet, dann wird das von dem Spiegel 5 kommende
Licht aufgehellt und die Photozelle 6 beleuchtet, so daß diese auf die Apparatur
zur automatischen Steuerung des Folienrandes in Abhängigkeit von dem mehr oder weniger
großen Abfangen des Bildes 3 des Glühfadens durch die Folie einwirkt.
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Die Aufhellung des Lidhtes durch die Folie erfolgt auf Grund einer
chromatischen Polarisationserscheinung, welche sich aus der Doppelbrechung ergibt,
die durch innere Spannungen der Folie erzeugt wird. Für die üblichen Foliendicken
ist das am Ausgang des Analysators gesammelte Licht weiß wie das einfallende Licht.
Für Folien größerer Dicke. beispielsweise für Bahnen, die durch Zusammenkleben von
zwei oder mehreren Einzelfolien erhalten werden, ist das austretende Licht gefärbt,
jedoch bleibt die Vorrichtung anwendbar, wenn eine Photozelle verwendet wird, welche
für die Komplementärfarbe der erhaltenen Farbe empfindlich ist.
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Das von den beiden schwarzen Glas spiegeln gebildete Polarisationssystem
kann auch durch zwei Nicolsche Prismen oder durch zwei Blätter. die aus Polarisationsfolie
bestehen, ersetzt werden.
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In Fig. 2 ist ein Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung dargestellt,
bei welcher als Polarisator und
als Analysator Blätter aus Polarisationsfolie benutzt
werden.
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Von dem wendelförmigen Glühdraht8 einer Niederspannungslampe, der
sich senkrecht zur Zeichenebene erstreckt, wird ein Bild mittels einer Sammellinse
9 auf einem Spalt 10 erzeugt, unter welchem der zu führende Rand 11 der sich abwickelnden
Folie senkrecht zur Zeichenebene entlang läuft.
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Mit 12 und 13 sind zwei aus Polarisationsfolie bestehende Blätter
bezeichnet, bei welchen die Streckrichtungen der gereckten Folien unter einem Winkel
von 900 mit Bezug aufeinander verlaufen. Der Rand 11 der Folie wandert längs der
Halbierenden dieses rechten Winkels. Hinter dem Analysatorblatt 13 ist eine Photozelle
14 ansgeordnet. Wenn der Rand 11 der Folie, wie in Fig. 2 gesehen. sich nach links
verschiebt, d. h. den Spalt frei legt, wird die Photozelle 14 nicht beleuchtet.
weil das Licht durch das Analysatorblatt 13 ausgelöscht wird. Wenn dagegen der Folienrand
11 sich nach rechts verschiebt, geht das aus dem Polarisatorblatt 12 austretende
polarisierte Licht durch die Folie hindurch und trifft auf das Analysatorblatt 13
welches jetzt das Licht ohne Aus löschung austreten läßt. so daß die Photozelle
14 beleuchtet wird.
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Falls die beschriebenen Vorrichtungen für lichtundurchlässige Folien
verwendet werden sollen, genügt es, den einen oder die beiden schwarzen Glasspiegel
bei der Ausführungsform gemäß Fig. 1 durch Metall spiegel zu ersetzen oder das eine
oder die beiden Blätter 12, 13 bei der Ausführungsform gemäß Fig. 2 wegzulassen.
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Die elektronische und die mechanische Vorrichtung, welche auf die
eingangs genannten automatischen Geräte anwendbar sind. können in der nachstehenden
Weise verwirklicht werden. Der Träger für die abzuwickelnde Folienrolle wird mit
einem mechanischen Organ versehen, welches den Träger in Richtung seiner Achse verschieben
kann und welches durch eine aus einem Schneckenrad und einer Schnecke bestehende
Einrichtung betätigt wird. Die Schnecke wird von einem Dreiphasenmotor getragen,
der in der einen oder anderen Richtung auf Grund einer Vorrichtung umlaufen kann,
welche die Stromzufuhr an zwei der Klemmen des Motors umzukehren gestattet. Diese
Umkehrvorrichtung wird durch ein Relais gesteuert, das an die Anode einer einzigen
Verstärkerröhre angeschlossen ist. welche derart eingestellt ist, daß sie einen
Strom liefert, der beispielsweise zwischen 2 und 10 mA schwankt, je nachdem, ob
die Photozelle verdunkelt oder beleuchtet wird. Wenn das Relais auf 6 mA eingeregelt
ist, läßt es, wenn es nicht erregt ist, den Motor in der einen Richtung umlaufen,
während es den Motor in der entgegengesetzten Richtung umlaufen läßt, wenn es erregt
ist. so daß der Träger für die Folienrolle kontinuierlich eine Wechselverschiebung
von geringer Amplitude um die genaue theoretische Stellung ausführt. Wenn die Führung
der Folie in unmittelbarer Nähe der abzuwickelnden Rolle ausgeführt werden soll,
ist diese Wechselverschiebung an der Verwendutlgsstelle der Folie unbedeutend, weil
sie sich bis an diese Stelle mit einer Verzögerung üiberträgt, welche von einer
beträchtlichen Verminderung der Schwingungsamplitude begleitet ist.
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Es können offensichtlich auch irgendwelche andere mechanische, hydraulische
und elektronische Mittel bekannter Art verwendet werden, um die Anzeigen auszunutzen,
welche von der durch polarisiertes Licht gesteuerten optischen Vorrichtung gemäß
der Erfindung geliefert werden.
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Es ist auch möglich, das polarisierte Licht und die Erscheinungen
auf Grund der Doppelbrechung der zu führenden Folie unter anderen Bedingungen auszunutzen.
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Wenn man den Analysator, anstatt ihn mit Bezug auf den Polarisator
auf Lichtauslöschung einzustellen, um 900 dreht, wodurch bei Abwesenheit der Folie
seine Wirkung aufgehoben und das auf den Analysator fallende Licht ohne Ausloschung
durchgelassen wird, dann wird bei Zwischenschaltung der Folie eine andersartige
Erscheinung erhalten. Die Folie verdunkelt den aus dem Analysator austretenden Lichtfluß
erheblich oder erteilt ihm eine Färbung, die einer beträchtlichen Verminderung der
durchgelassenen Lichtenergie entspricht.
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Diese Erscheinung kann unter den gleichen Bedingungen wie bei den
oben erläuterten Anordnungen ausgenutzt werden, wobei jedoch der Umstand zu berücksichtigen
ist. daß bei dem oben beschriebenen Reispiel, l)ei welchem zwei Polarisationsfolienblätter
unter einem rechten Winkel gekreuzt sind, der Eintritt des Randes der zu führenden
Folie in den Spalt der Führungsrinne bewirkt, daß Licht auf die Photozelle fällt,
während in dem vorstehend genannten Fall der Verwendung von zwei nicht gekreuzten
Polarisationsfolienblättern der Eintritt der Folie in den Spalt eine Schwächung
des auf die Photozelle fallenden Lidhtfiusses bewirkt.
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Durch Anwendung von zweckentsprechend gewählten gefärbten Filtern
kann der Kontrast zwischen der Beleuchtung der Photozelle bei Abwesenheit der Folie
und der Beleuchtung nach dem Einführen der Folie zwischen den Polarisator und den
Analysator verstärkt werden, und andererseits kann eine photoelektrische Zelle oder
eine Zelle mit Sperrschicht gewählt werden, die besonders auf die Differenz zwischen
den so erhaltenen Lichtflüssen anspricht.
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Es sei bemerkt, daß die oben für den Polarisator, den Analysator
und die Folie angegebenen Orientierungen nicht als absolut aufzufassen sind. Sie
gestatten zwar die Erzielung einer maximalen Wirkung, jedoch die Ergebnisse auch
noch bei einer gewissen Abweichung von diesen Orientierungen zufriedenstellen.
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Die verschiedenen vorstehend beschriebenen Vorrichtungen sind nicht
nur auf ungefärbte, sondern auch auf gefärbte doppelbrechende Folien anwendbar.
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Für die oben an Hand von Fig. 2 beschriebene Ausführungsform der
Erfindung kann eine vereinfachte Beleuchtungseinrichtung verwendet werden, wie sie
beispielsweise in Fig. 3 wiedergegeben ist.
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In Fig. 3 ist mit 15 eine Niederspannungslampe mit einem einige Watt
aufnehmenden Glühfaden 16 bezeichnet, der stark zusammengedrängt und exzentrisch
in bezug auf den Lampenkolhen angeordnet ist, was gestattet. den Lichtausgangspunkt
ziemlich nahe an das Fenster der die Folie führende Rinne zu bringen.
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Mit 17 ist eine Glasplatte bezeichnet, welche infrarote Strahlen stark
absorbiert, aber für den sichtbaren Teil des Spektrums durchlässig ist. Mit 18 und
19 sind zwei Polarisationsfolienblätter bezeichnet, während mit 20 die Folie bezeichnet
ist, deren Rand.21 unter dem Fenster 22 entlang läuft. auf welches das polarisierte
Licht fällt. Die photoelektrische Zelle ist mit 23 bezeichnet.
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Die Lampe 15 weist einen schwarzen Mattlacküberzug auf (in Fig. 3
durch eine Doppellinie angedeutet), in dem eine Offnung 15' ausgespart ist, welche
die das Fenster 22 beleuchtendlenLichtstrahlen durchtreten läßt.
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Diese Vorrichtung kann wahlweise mit zwei um 900 gekreuzten Polarisationsfolienblättern
zur Herbeiführung der Lichtauslöschung oder so verwendet werden, daß einfach das
eine der Blätter gegenüber dem anderen um 900 verdreht wird.
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Es ist bereits oben erwähnt worden, daß es empfehlenswert ist, die
optische Führung des Folienbandes in einem kleinen Abstand von der Abwickelstelle
durchzuführen. Dies setzt voraus, daß die Abwickelachse der Folienrolle genau mit
der ursprünglichen Aufwickelachse dieser Folie zusammenfällt. In der Praxis wird
jedoch die Folie meist auf einen Dorn oder ein entfernbares Rohr aufgewickelt, und
es kommt häufig vor, daß die ursprüngliche Aufwickelachse und die neue Abwickelachse
einen kleinen Winkel miteinander bilden, was zur Wirkung hat, daß bei jeder Umdrehung
der abzuwickefnden Rolle eine periodische Querverschiebung des Folienrandes hervorgerufen
wird. Bei der laufenden Korrektur einer periodischen Abweichung dieser Art besteht
die Gefahr, daß Schwingungseffekte hervorgerufen werden, welche schädlicher sind
als die Abweichung selbst. Dabei ist zu berücksichtigen, daß in der Praxis die Folie
sich auf eine Führungswalze abwickelt, bevor sie dem Druck- oder Verarbeitungsvorgang
unterworfen wird, und es ist bekannt, daß diese periodischen Abweichungen sich in
verringertem Maße auf diese Führungswalze übertragen.
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In diesem Fall besteht daher ein Luteresse dafür, die optische Rollenführung
in der Nähe der Führungswalze und sogar jenseits davon statt in der Nähe des Abwickelpunktes
auszuführen.
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PATENTANSPROCHE: 1. Vorrichtung zum Ausgleichen der Querverschiebungen
des Randes einer von einer Rolle ablaufenden Folie, die aus einem durchsichtigen
oder durchscheinenden, gefärbten oder ungefärbten, eine Licht doppelbrechung bewirkenden
Material besteht, insbesondere für Druckmaschinen, gekennzeichnet durch eine Lichtquelle
(1, 8, 15), eine Polarisationsvorrichtung, zwischen deren Polarisator (4, 12, 18)
und Analysator (5,13,19) der Folienrand geführt ist, eine photoelektrische Zelle
(6, 14, 23), welche auf die durch das mehr oder weniger starke Eintreten des Folienrandes
in das polarisierte Lichtbündel senkrecht zu dessen Achse bewirkten Änderungen des
aus dem Analysator (5, 13, 19) austretenden Lichtflusses anspricht, und ein elektronisches,
elektromechanisches oder anderes Relais, welches durch die Impulse der photoelektrischen
Zelle betätigbar ist und welches die das Ausgleichen der Querverschiebungen des
Folienrandes bewirkenden axialen Verschiebungen der ablaufenden Folienrolle steuert.