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Einrichtung zur Regelung der Lage eines beispielsweise durch eine
Besäumeinrichtung laufenden Bandes Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Regeln
der Lage eines beispielsweise durch eine Besäumeinrichtung laufenden, insbesondere
gewalzten und mit starken Breitenschwankungen behafteten Metallbandes, mit der die
Bandmitte auf einer vorgegebenen Spur führbar ist und die eine an einen Haspel angreifende
Einrichtung zum Verstellen der Bandseitenlage aufweist, deren Bewegung von der Impulsdifferenz
eines beiderseits des Bandes angreifenden, auf eine zur vorgegebenen Spur asymmetrische
Beaufschlagung ansprechenden sowie durch ein seinerseits fühlergesteuertes Nachführsystem
entsprechend den Bandbreitenschwankungen quer zurBandlaufrichtung verstellbaren
Fühlerpaares steuerbar ist.
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Einrichtungen dieser Art sind bekannt. So ist es z. B. in Einrichtungen,
die zum Beschneiden von gewalzten Blechen dienen, bekannt, daß der Schneidvorrichtung
zuzuführende Band derart zu steuern, daß etwa die Bandmitte auf einer vorgegebenen
Spur geführt ist. In einer bekannten Anordnung dieser Art sind zu beiden Seiten
des der Schneidvorrichtung zugeführten Bandes Kontaktbleche angeordnet, die über
elektrische Schalter immer dann eine Verstellung der Bandlage quer zur Bandrichtung
bewirken, wenn eines der Bleche infolge einer plötzlichen Veränderung der Bandkantenlage
berührt und um eine Achse gekippt wird. Werden in Anordnungen dieser Art durch eine
plötzliche Verbreiterung des Bandes beide Kontaktbleche bewegt, so erfolgt keine
Bewegung der die Bandlage beeinflussenden Stellmittel, so daß bei einem symmetrischen
Band, welches gleichmäßig schmäler und breiter wird, eine Steuerung der Bandlage
nach der Bandmitte erfolgt. Anordnungen dieser Art haben jedoch den Nachteil, daß
bei unsymmetrischen Bändern eine bestimmte Spur des in seiner Lage geregelten Bandes
- wie häufig erwünscht - nicht einzuhalten ist.
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Es ist auch bereits eine Anordnung bekanntgeworden, die von diesen
Einschränkungen frei ist. Dabei sind beiderseits der Bandkanten z. B. pneumatisch
wirkende Kantenfühler angeordnet, die stets die jeweilige Bandkantenlage erfühlen
und ein dieser Lage entsprechendes Meßsignal erzeugen. Beide Meßsignale sind einem
Verhältnisregler zugeführt, der ein Stellsignal erzeugte, das dem Verhältnis bzw.
der Differenz beider Meßsignale proportional ist und das zur Verstellung des Ablauffiaspels
des Bandes dient. Anordnungen dieser grundsätzlichen Bauart, die übrigens auch in
der mechanischen Version einer Differentialbauweise bekannt sind, stellen an die
Funktionsweise der Bandkantenfühler immer dann unverhältnismäßig hohe Ansprüche,
wenn das in seiner Lage zu regelnde Band größeren Breitenschwankungen unterworfen
ist, da es dann nur schwer möglich ist, die Fühler derart auszubilden, daß das durch
sie erzeugte Signal über die gesamte Schwankungsbreite des Bandes stets der Bandkantenschwankung
proportional ist.
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Es ist schließlich bekannt, die Bandkanten z. B. durch elektropneumatische
Fühler, die beiderseits des laufenden Bandes angeordnet sind, abzutasten, wobei
die Anordnung so getroffen ist, daß eine Änderung der Bandbreite eine Änderung des
jeweiligen Fühlerabstandes zur Folge hat. Im Falle des Verlaufens des zu führenden
Bandes geben die beiden Stellungsfühler Signale, die die Stellvorrichtung der Ablaufhaspel
der Einrichtung so lange beaufschlagen, bis das Band wieder in seine Mttenlage gebracht
ist. Wenngleich inAnordnungen dieserArt die vorgesehenen Bandkantenfühler einen
veränderlichen und anpaßbaren Abstand voneinander aufweisen, so enthält diese Art
der Regelung dennoch nicht genügend Freiheitsgrade; denn eine Verstellung des einen
Fühlers bewirkt, vermöge eines besonderen Getriebes, auch eine Verstellung des anderen
Fühlers. Unsymmetrische Breitenschwankungen des in seiner Seitenlage zu regelnden
Bandes bewirken deshalb eine Verstellung beider Fühler, so daß die Stellung der
Fühler nicht unmittlebar repräsentativ für die zu regelnde Stellung der Ablaufhaspel
ist.
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Es ist deshalb auch bereits in einer proportional wirkenden Regelungseinrichtung
vorgeschlagen worden, die an den beiden Bandkanten angeordneten
Bandkantenfähler
unabhängig voneinander der jeweifigen Bandkante nachzuführen und beide Fühler über
ein Hebelsystem miteinander zu verbinden, so daß beispielsweise die Verstellung
der Mitte eines mit beiden Fühlern zusammenwirkenden Schwinghebelsystems zur Verstellung
der Seitenlage des Ablaufhaspels der Einrichtung ausnutzbar ist. In Anordnungen
dieser Ausbildung ist man von den oben erläuterten einschränkenden Bedingungen weitgehend
frei, so daß auch bei starken und unsymmetrischen Bandbreitenschwankungen eine Führung
des jeweihgen Bandes auf einer vorgegebenen Spur möglich ist. Die Anordnung ist
jedoch insofern unvorteilhaft, als die Spur des zu führenden Bandes unmittelbar
durch die mechanischeAusbildung des Schwinghebelsystenis gegeben ist, wobei die
Anordnung so getroffen sein muß, daß die Mittenlage des Schwinghebelsystems bei
unsymmetrischen Bandbreitenschwankungen unabhängig von der Bandbreite eingehalten
wird und lediglich asymmetrische Bandlagenänderungen eine Auslenkung des Schwinghebelsystems
herbeiführen.
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Zur Beseitigung der in diesem Zusammenhang auftretenden Schwierigkeiten
wird der vorliegenden Erfindung entsprechend eine Einrichtung der eingangs erwähnten
Art vorgeschlagen, die sich dadurch kennzeichnet, daß das Nachführsystem ein zweites
beiderseits des Bandes angreifendes Fühlerpaar aufweist, durch dessen Impulssumme
das Fühlerstellmittel des Nachführsystems entsprechend den Bandbreitenschwankungen,
nicht aber den Spurabweichungen des Bandes steuerbar ist, wobei diese Stellmittel
eine zur vorgegebenen Spur symmetrische Verstellung des zweiten und des mit diesem
verbundenen ersten Fühlerpaares bewirkt.
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Bei Einrichtungen nach der Erfindung sind zwei Fühlerpaare vorgesehen,
von denen eines symmetrische Bandbreitenabweichungen feststellt und das andere zur
Ermittlung der asymmetrischen Bandbreitenabweichungen herangezogen wird. Eine derartige
Ausbildung erlaubt es, die Spur des zu führenden Bandes unabhängig von der Ausbildung
etwa vorgesehener mechanischer Hebelsysteme gesondert zu justieren.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel einer Einrichtung nach
der Erfindung schematisch dargestellt. In der Figur bezeichnet 1 ein z. B.
starken unsymmetrischen Breitenschwankungen unterworfenes Metallband, das einer
Vorrichtung zum Beschneiden oder Besäumen seiner Ränder zuläuft. Das Band
1 wird von einem Ablaufhaspel 2 abgewickelt. Der Ablaufhaspel ist mit dem
Band quer zur Laufrichtung des Bandes durch einen Stellmotor 3
verstellbar.
An den Rändern des Bandes 1 befinden sich vier Bandlagenfühler
a, b sowie a' und b'. Sie sind in derFigur schematisch angedeutet
und arbeiten z. B. nach dem Prinzip der Luftstrahlabschneidung, wobei
je nach Lage der Bandberandung am Ausgang der Fühler ein pneumatisches Signal
in Form eines Luftdrucks ausgesteuert ist, der zu Meßzwecken verwendbar ist.
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In funktioneller Hinsicht arbeiten die vier Bandlagenfühler paarweise
zusammen. Es bilden die Fühler b und b' ein erstes Fühlerpaar,
während die Fühler a und a' ein zweites Fühlerpaar bilden. Das zweite Fühlerpaar
dient zur Erzeugung eines Stellsignals für den Motor 5, der einem Regler
A unterstellt ist. Der Motor 5 dient zur mechanischen Nachsteuerung
des ersten Fühlerpaares zu den Kanten des Bandes, wozu dieses Fühlerpaar mechanisch
über ein Gestänge 6
mit dem Motor in Verbindung steht. Die von den zweiten
Fühlern a und a' ausgesteuerten Luftdrücke werden (in hier nicht näher dargestellter
Weise) bei » + « summiert und dem Druckmeßwerk 4 eines Strahlrohrreglers
A zugeführt. Der vom Meßwerk 4 erfühlte Luftdruck wird dem schwenkbar gelaggerten
Strahlrohr des Reglers als Kraft zugeführt und wirkt dort gegen die Kraft einer
Sollwertfeder, so daß je
nach Größe der dem Regler A zugeführten Impulssumme
der Stellmotor 5 entweder in die eine oder die andere seiner beiden Laufrichtungen
verstellt wird.
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Die ersten Fühler b und b' arbeiten auf das Differenzdruckmeßwerk
7 eines zweiten Strahlrohrreglers B, der den Motor 3 verstellt.
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Infolge des beschriebenen Aufbaus ergibt sich ein Wechselspiel zwischen
der Verstellung des Motors 5
und der des Motors 3, wobei der getrennte
Aufbau der beiden Regelkreise auch eine Spurhaltung des Bandes 1 dann erlaubt,
wenn das Band 1 starken unsymmetrischen Bandbreitenschwankungen unterliegt.
Verbreitert oder verschmälert sich das Band 1
beispielsweise symmetrisch,
so werden die Bandlagenfähler a und a' über den Stellmotor 5 die Fühler
b
und b' den Bandkantenmitten symmetrisch nachführen, ohne daß der Motor
3 des Reglers B bewegt wird. Eine asymmetrische Bandbreitenschwankung hingegen
wird auch über den Regler B den Stellmotor 3 über die ersten Fühler
b und b' betätigen, wodurch wieder das Gleichgewicht in beiden Regelkreisen
und die Sollmittenlage des Bandes herbeigefährt wird.
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Bei konstanter Bandbreite und Verlaufen des Bandes spricht der Regler
A nicht an, weil die Gleichgewichtsbedingung erhalten, d. h. die Summe
der von den beiden zweiten Fühlem a, a' erzeugten Meßwerte konstant bleibt.
Der Regler B hingegen ist im Gleichgewicht, wenn von den beiden Düsen
b und b' gleiche Drücke angesteuert werden, d. h. also, wenn
beide Düsen gleichmäßig'abgedeckt sind.
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Wie in der Zeichnung schematisch angedeutet, sind sowohl der Fühler
a und der Fühler b als auch der Fühler a' und der Fühler b' jeweils
starr miteinander verbunden; die Abstandsänderung zwischen a, b
und
a', b' wird mit den beschriebenen mechanischen Mitteln bewirkt.
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Es sei aber darauf hingewiesen, daß die Verwirklichung des Erfindungsgedankens
nicht an diese Konstruktionsmerkmale gebunden ist. So läßt sich die Abstandsänderung
a, b und a', b' auch anders als durch mechanische Mittel
(beispielsweise durch ein sogenanntes hydraulisches Gestänge) erreichen. Ebenso
kann man die starre Verbindung zwischen a und b bzw. a' und b' aufheben
und statt dessen jeden Fühler durch besondere Mittel nach Maßgabe der Regelgrößen
nachführen.
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Da in den Regelkeisen entweder die Summe oder die Differenz der von
den Bandlagenfühlem ausgesteuerten Impulse als Meßgrößen aufgeschaltet werden müssen,
eignen sich als Fühler besonders derartige Abtastorgane, deren Ausgangssignal proportional
oder reziproportional dem Abstand des Fühlers von der Bandkante ist.
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Die beschriebene Anordnung eignet sich besonders zur Führung von Bändern,
die bei einem Umwickelvorgang beiderseits besäumt oder gerade geschnitten werden
sollen.
Im übrigen sei noch bemerkt, daß an Stelle der im Ausführungsbeispiel
benutzten pneumatischen Bandkantenfühler selbstverständlich auch fotoelckfrische
Fühler oder Fühler anderer Ausbildung benutzbar sind.