DE1126491B - Einrichtung zur Dehnungsregelung bei Papiermaschinen - Google Patents

Description

• Einrichtung zur Dehnungsregelung bei Papiermaschinen Die Fertigung endloser Papierbahnen mit modernen Papiermaschinen stellt besondere Ansprüche an die Antriebsglieder und deren Regelung. So ist es z. B. erforderlich, zum Vermeiden des Faltigwerdens des Papiers dieses unter einer gewissen Längszugspannung durch die Naßpartie und die Trockenpartie der Papiermaschine zu führen. Diese Längszugspannung wird üblicherweise durch einen kleinen Unterschied in den Umfangsgeschwindigkeiten zweier benachbarter angetriebener Walzen bewerkstelligt.
• Bis jetzt überläßt man es dem Maschinenführer, die einzelnen Geschwindigkeitsverhältnisse zwischen benachbarten Antriebsgruppen so einzustellen, daß das Papier faltenfrei am Ende aufgerollt werden kann und daß dabei die sich auf Grund der unterschiedlichen Spannungsbeanspruchung ergebenden Eigenschaften des Papiers in Längs- und Querrichtung in einem erträglichen Verhältnis zueinander stehen. Derartige, für die Weiterbearbeitung und den Verwendungszweck wichtige Eigenschaften sind die Reißlänge, die Bruchdehnung und die Biegesteifigkeit und hängen in entscheidendem Maße von der Dehnung ab, die das Papier im Laufe der Fertigung erfahren hat.
• In der Trockenpartie kann man durch Beeinflussung des Geschwindigkeitsverhältnisses über Papierspannungsfühler zu einem technologisch befriedigenden Betrieb kommen. In der Naßpartie dagegen ist man auf die Regelung des Drehzahlverhältnisses aufeinanderfolgender Gruppen mit Sollwerteinstellung von Hand angewiesen. Auch bei Konstanz dieses Verhältnisses sieht man häufig die Abnahmestelle des Papiers an den Walzen der Naßpartie unter dem Einfluß von Ungleichmäßigkeiten in der halbflüssigen und sich allmählich verfestigenden Papiermasse auf und ab wandern. Die Dehnung ist also unterschiedlich. Es liegt auf der Hand, daß bei dieser Methode der Beeinflussung des Drehzahlverhältnisses das mögliche Optimum bezüglich der Papierqualität nicht erreicht werden kann.
• Es ist daher Aufgabe der Erfindung, das Verhältnis der Umfangsgeschwindigkeiten aufeinanderfolgender Gruppen von der tatsächlich auftretenden Dehnung abhängig zu machen. Sie besteht bei einer Einrichtung zur Regelung der Dehnung darin, daß Mittel vorgesehen sind, welche an mindestens einer Antriebsgruppe in an sich bekannter Weise Farbmarken in gleichem Abstand auf die Papierbahn bringen, wobei die Änderung des Abstandes unmittelbar vor Passieren einer der nächsten Antriebsgruppen von an sich bekannten Meßeinrichtungen erfaßt und als Maß für die jeweils vorhandene Dehnung (Istwert) in einem Regelkreis verarbeitet wird, der das Drehzahlverhältnis der Antriebsgruppen im Sinne der Konstanthaltung einer vorgeschriebenen Dehnung beeinflußt. Der Sollwert der Dehnung kann den jeweiligen Betriebsbedingungen und vor allem der gewünschten Güte des Papiers entsprechend verändert werden. Er läßt sich ferner von Antriebsgruppe zu Antriebsgruppe verschieden wählen.
• Der Regelkreis kann gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung in der Weise eingesetzt werden, daß er der bei Papiermaschinen üblichen Gleichlaufregelung der Antriebswalzen als Feinregelung überlagert wird. Damit wird es ohne weiteres möglich, das ursprüngliche Verfahren zur Steuerung des Zuges bei den herkömmlichen Papiermaschinen durch eine echte Regelung auf konstante Dehnung zu ersetzen.
• Die Erfindung sei an Hand des nachfolgend beschriebenen Ausführungsbeispiels näher veranschaulicht.
• Fig. 1 soll schematisch einen Teil der Naßpartie einer Papiermaschine darstellen. Die Papierbahn 12 wird von den Antriebsgruppen 1, 2 und 3 in Pfeilrichtung bewegt. An der Papierbahn sei eine Vorrichtung 7 angebracht, die es erlaubt, Farbmarken in gleichem Abstand auf die Papierbahn 12 zu bringen. Diese Vorrichtung kann z. B. in bekannter Weise aus einem von der Papierbahn angetriebenen Zahnrad bestehen, dessen Zähne stets mit Farbe benetzt sind. Eine Meßeinrichtung 8 unmittelbar vor der nächsten Antriebsgruppe 2 gestattet es, den nun vorhandenen Abstand der vorher aufgebrachten Farbmarken festzustellen und auszuwerten. Dies kann dadurch geschehen, daß durch fotoelektrische Impulse der Abstand der Farbmarken abgetastet und mit dem ursprünglichen Abstand verglichen wird, wie es z. B. bei der Registerregelung von Tiefdruckrotationsmaschinen bekannt ist. Am Ausgang der Meßeinrichtung 8 wird daher ein Signal E bereitgestellt, das der Dehnung entspricht, welche die Papierbahn 12 auf dem Weg zwischen der Antriebsgruppe 1 und der Antriebsgruppe 2 tatsächlich erfahren hat. Genau die gleiche Anordnung läßt sich sinngemäß auch zwischen den Antriebsgruppen 2 und 3, zwischen den Antriebsgruppen 3 und der ihr folgendes usf., verwenden.
• Im Blockschaltbild der Fig. 2 soll dargestellt werden, wie der so erhaltene Dehnungswert a zur Drehzahlbeeinflussung verwendet werden kann. Wiederum sei nur der Fall in Betracht gezogen, daß die Dehnung zwischen den Arbeitsgruppen 1 und 2 geregelt werden soll. Der Ausgang des Dehnungsreglers 11 sei noch nicht angeschlossen, so daß die Drehzahlregler 9 und 10 zunächst einen Gleichlauf von den zugehörigen Motoren 4 und 5 der Antriebsgruppen 1 und 2 auf Grund des ihnen gemeinsam vorgegebenen Drehzahlsollwertes n * bewirken. Verbindet man jetzt den Ausgang des vorzugsweise als integral wirkenden Regler ausgeführten Dehnungsreglers 11 mit dem Eingang des Drehzahlreglers 10 unter Beachtung der angegebenen Wirkungsrichtung, so wird die Drehzahl des Motors 5 größer als die des Motors 4, und die Dehnung wächst. Dieser Vorgang dauert so lange an, bis der Dehnungsistwert - den vorgebbaren Dehnungssollwert s * erreicht hat. Er läßt sich gegebenenfalls beschleunigen, indem man das Ausgangssignal des Dehnungsreglers 11 außerdem mit entgegengesetzter Wirkungsrichtung noch auf den Eingang des Drehzahlreglers 9 wirken läßt, wie dies durch die gestrichelte Verbindung in der Fig. 2 angedeutet ist, wodurch der Sollwert des Drehzahlreglers 9 gleichzeitig erniedrigt wird. Die Eingänge der Drehzahlregler 9 und 10 werden dann vom Dehnungsregler 11 im Gegentakt beeinflußt. Wird der Dehnungsistwert größer als der Dehnungssollwert, so kehren sich die eben beschriebenen Vorgänge in analoger Weise um.
• Statt der Dehnung E kann natürlich gleicherweise eine von ihr abgeleitete oder sie bewirkende Größe für den Istwert des Dehnungsreglers 11 herangezogen werden, so z. B. eine Spannung, die dem sich unmittelbar vor der Antriebsgruppe 2 einstellenden Abstand der Farbmarken proportional ist.
• Sämtliche Maßnahmen der Regelungstechnik, die einer dynamischen Stabilisierung des Regelvorganges dienen, wie Rückführungen oder andere, den Frequenzgang der Regelung beeinflussende Korrekturglieder, lassen sich mit ihren bekannten Vorteilen bei der Erfindung anwenden.

Claims (5)

1. PATENTANSPRÜCHE: 1. Einrichtung zur Regelung der Dehnung insbesondere in Naßpartien von Papiermaschinen, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel vorgesehen sind, welche an mindestens einer Antriebsgruppe in an sich bekannter Weise Farbmarken in gleichem Abstand auf die Papierbahn bringen wobei die Änderung dieses Abstandes unmittelbar vor Passieren einer der nächsten Antriebsgruppen von an sich bekannten Meßeinrichtungen erfaßt und als Maß für die jeweils vorhandene Dehnung (Istwert) in einem Regelkreis verarbeitet wird, der das Drehzahlverhältnis der Antriebsgruppen im Sinne der Konstanthaltung einer vorgeschriebenen Dehnung beeinflußt.
2. 2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der vorgeschriebene Dehnungssollwert veränderbar ist und insbesondere von Antriebsgruppe zu Antriebsgruppe eine unterschiedliche Größe besitzt.
3. 3. Einrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Regelkreis in überlagerndem Sinne das Drehzahlverhältnis der Antriebsgruppen beein$ußt.
4. 4. Einrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der die Dehnung regelnde Regelkreis ein integrales Verhalten besitzt.
5. 5. Einrichtung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der die Dehnung regelnde Regelkreis die Sollwerte zweier aufeinanderfolgender Drehzahlregelkreise gegensinnig beeinflußt.