DE1499011B2

DE1499011B2 - DEVICE FOR REGULATED CONTINUOUS MOVEMENT OF A TRAIL OF MATERIAL

Info

Publication number: DE1499011B2
Application number: DE1966C0040734
Authority: DE
Inventors: Peter de Peterborough Ontario Hertef Eastcott (Kanada)
Original assignee: Canadian General Electric Co Ltd
Current assignee: General Electric Canada Co
Priority date: 1965-11-18
Filing date: 1966-11-18
Publication date: 1977-04-07
Also published as: FI53044C; FI53044B; GB1163007A; SE319354B; DE1499011A1

Description

Es ist bekannt, daß bei der Verarbeitung von Materialien, wie Papier od. dgl., die Zugspannung in der sich bewegenden Materialbahn sorgfältig gesteuert werden muß. Bei den durch die Fortschritte der Verarbeitungstechnik gegebenen hohen Bandgeschwindigkeiten muß die Zugspannung in der Bahn besonders genau gesteuert werden.It is known that when processing materials such as paper or the like., The tensile stress in the moving web must be carefully controlled. With the progress of the Processing technology given high belt speeds, the tensile stress in the web must be particularly can be precisely controlled.

Die Verarbeitung von bandförmigem Material, das auf Rollen gespeichert ist, macht besondere Schwierigkeiten, wenn sie diskontinuierlich verläuft, da aufgrund des Trägheitsmomentes einer vollen Materialrolle auf das Bandmaterial ein unzulässig großer Zug beim Anfahren ausgeübt werden kann. Es ist daher üblich geworden, zwischen dem Bearbeitungsplatz und dem Bandwickel im Laufweg des Bandes einen U-förmigen, frei durchhängenden Abschnitt auszubilden, der eine gewisse Bandreserve bildet und dafür sorgt, daß trotz schnellem Nachziehen des Bandes in der Verarbeitungsstation die hohen Inertialkräfte des Bandwickels nicht störend in Erscheinung treten. Ein solches System zeigt beispielsweise die US-PS 29 00 143 für die Verarbeitung von Metallbändern. Das Metallband hängt dabei auf dem Weg von einer Vorratsrolle zu einer Stanze in einem Zwischenabschnitt U-förmig frei in einen Schacht durch, in welchem Sensoren angebracht sind, die dafür sorgen, daß die im Schacht hängende Bandschleife gewisse maximale und minimale Längen nicht über- bzw. unterschreitet.The processing of strip-shaped material that is stored on rolls creates particular difficulties, if it is discontinuous, because of the moment of inertia of a full roll of material the tape material an impermissibly large pull can be exerted when starting up. It is therefore common become, between the processing station and the tape roll in the path of the tape a U-shaped, to form freely sagging section, which forms a certain band reserve and ensures that despite rapid tightening of the tape in the processing station does not affect the high inertial forces of the tape roll appear disturbing. Such a system is shown, for example, in US Pat. No. 2,900,143 for processing of metal straps. The metal band hangs in on the way from a supply roll to a punch an intermediate section U-shaped freely through a shaft in which sensors are attached, the for it ensure that the belt loop hanging in the shaft does not exceed certain maximum and minimum lengths. or falls below.

In ähnlicher Weise verfährt man auch in der modernen Magnetband-Speichertechnik. Hier werden verhältnismäßig dünne Bänder zwischen Spulen hin und her gespult, wobei die Spulen sehr schnell anlaufen.A similar procedure is used in modern magnetic tape storage technology. Be here relatively thin tapes wound back and forth between coils, the coils starting up very quickly.

ίο Hierbei könnte es zu einer übermäßigen mechanischen Beanspruchung des Magnetbandmaterials kommen, wenn es beim Anfahren einem zu großen Zug ausgesetzt wird. Aus diesem Grunde sieht man zwischen den Spulen einen Schacht vor, in dem sich eine Bandreserveschleife ausbildet. Da aufgrund des geringen Eigengewichts der Magnetbänder nicht sichergestellt ist, daß das Band ausreichend schnell in den Schacht hineinfällt, ist der Schacht an eine Unterdruckquelle angeschlossen. Elektrooptische Einrichtungen sorgen dafür, daß die Schleife im Schacht stets eine vorbestimmte Länge hat. Derartige Systeme sind in der US-PS 28 77 012, der US-PS 32 03 635 und der DT-AS 11 58 570 beschrieben. Die Länge der durchhängenden Bandschleife hat bei bewegtem Band zwar einen gewissen Aussagegehalt bezüglich der im Band herrschenden Spannung, wollte man aber die Länge der Bandschleife zum Zwecke einer Regelung der Bandspannung heranziehen, würde man zu keiner stabilen Betriebsweise kommen, weil sich der Radius im unteren Umkehrbereich der U-förmigen Bahn bei laufendem Band fortwährend ändert, womit auch trotz gleichbleibender Schleifenlänge ständig unterschiedliche Eintauchtiefen der Schleife in den Schacht registriert werden, die zu unnötigen Regeleinflüssen führen.ίο This could lead to excessive mechanical The magnetic tape material is stressed when there is too much tension when starting is exposed. For this reason, a shaft is provided between the coils in which there is a Tape reserve loop trains. Not guaranteed due to the low weight of the magnetic tapes is that the tape falls sufficiently quickly into the chute, the chute is connected to a vacuum source connected. Electro-optical devices ensure that the loop in the shaft always has one has a predetermined length. Such systems are in US-PS 28 77 012, US-PS 32 03 635 and DT-AS 11 58 570. The length of the sagging belt loop has a length when the belt is moving A certain amount of information regarding the tension in the tape, but one wanted the length of the Using a belt loop for the purpose of regulating the belt tension would not result in a stable one Operating mode come because the radius is in the lower reversal area of the U-shaped train while running The tape changes continuously, which means that even though the loop length remains the same, the immersion depths are always different of the loop in the shaft, which lead to unnecessary control influences.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum geregelten fortlaufenden Bewegen einer Materialbahn aus biegsamem, lichtreflektierendem Material, wie z. B. Papier, zwischen einer Transporteinrichtung und einer Bremseinrichtung in einer durch den Einfluß eines Luftdruckunterschiedes gebildeten Schleife unter Verwendung einer Lichtquelle und eines Lichtempfängers als Meßglieder zum Konstanthalten der Schleifenlänge durch entsprechende Regelung der auf die Bahn einwirkenden Antriebs- bzw. Bremskräfte anzugeben, die eine stabile Betriebsweise bei der Regelung der Bahnspannung ermöglicht.The invention is based on the object of a device for controlled continuous movement a web of flexible, light-reflecting material, such as. B. paper, between a Transport device and a braking device in one by the influence of an air pressure difference formed loop using a light source and a light receiver as measuring elements for Keeping the loop length constant by regulating the drive forces acting on the web accordingly. or to indicate braking forces that enable stable operation when regulating the web tension.

Diese Aufgabe wird durch die im Patentanspruch 1 angegebene Erfindung gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche. This object is achieved by the invention specified in claim 1. Advantageous configurations of the invention are the subject of the subclaims.

Bei der Erfindung wird demnach nicht die Länge einer unter dem Einfluß eines Druckunterschiedes ausgebildeten Schleife abgetastet, sondern deren Krümmungsradius. Die Schleife ist dabei so kurz, daß es zu Schwingungen der vorgenannten Art innerhalb der Schleife nicht kommen kann, so daß ein stabiles Meßergebnis erzielt wird. Entsprechend stabil ist auch der Regelvorgang. Durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen wird auch der erforderliche Platzbedarf sehr gering, da die Materialbahn aus ihrem geraden Lauf nur unwesentlich abgelenkt wird.In the invention, therefore, the length of a formed under the influence of a pressure difference is not Loop scanned, but its radius of curvature. The loop is so short that it becomes too Vibrations of the aforementioned type cannot occur within the loop, so that a stable Measurement result is achieved. The control process is correspondingly stable. By the invention Measures, the space required is very low, since the material web from its straight run is only slightly distracted.

Im Gegensatz zu den vorbeschriebenen Einrichtungen, wo lediglich festgestellt werden konnte, ob eine vorbestimmte Lichtschranke unterbrochen oder frei ist und danach die Bremskraft erniedrigt bzw. erhöht wurde, wird bei der Erfindung durch die Reflexion eines im spitzen Winkel auf die konvex gewölbte Seite der Schleife auftreffenden Lichtstrahls und die Messung desIn contrast to the facilities described above, where it was only possible to determine whether a predetermined light barrier is interrupted or free and then the braking force is reduced or increased was, is in the invention by the reflection of an acute angle on the convex side of the Loop of the incident light beam and the measurement of the

unter einem vorbestimmten Winkel reflektierten Lichts eine fortlaufende genaue Messung der Zugspannung erreicht, die wegen der Verwendung einer nicht voll zum Halbkreis ausgebildeten Schleife in dem Bandmaterial ein direktes Maß für die Zugspannung in der Bahn ist. Auf diese Weise wird eine unmittelbar verwendbare Regelgröße erhalten. Es ist eine sehr genaue und schnelle Steuerung der Zugspannung möglich.a continuous accurate measurement of tensile stress at a predetermined angle of reflected light achieved because of the use of a not fully formed into a semicircle loop in the tape material is a direct measure of the tension in the web. This way it becomes an immediately usable one Get controlled variable. A very precise and rapid control of the tension is possible.

Die Erfindung soll nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert werden. Es zeigtThe invention will be explained in more detail below with reference to the drawings. It shows

Fig. 1 eine Anlage zur Steuerung der Zugspannung einer Materialbahn mit einer vergrößerten Querschnittsdarstellung der Einrichtung zum Messen der Zugspannung; die übrigen Bestandteile der Anlage sind nur schematisch dargestellt,1 shows a system for controlling the tensile stress of a material web with an enlarged cross-sectional view the means for measuring the tensile stress; the remaining components of the system are only shown schematically,

F i g. 2 einen Blick in den Hohlraum des Schleifenbildners undF i g. 2 a view into the cavity of the loop former and

Fig.3 eine freie Schleife in schematischer Darstellung, wobei die begrenzte Schleife als ein Bogen des halbkreisförmigen Endes der freien Schleife dargestellt ist,3 a free loop in a schematic representation, the constrained loop being represented as an arc of the semicircular end of the free loop is,

Fig.4 und 5 weitere Ausführungsformen der Einrichtung zum Messen der Zugspannung,4 and 5 further embodiments of the device for measuring the tensile stress,

Fig.6 eine Anlage unter Verwendung von Rollen anstelle von ortsfesten Führungsflächen bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung.6 shows a system using rollers instead of stationary guide surfaces in the device according to the invention.

F i g. 1 zeigt eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Steuerung bzw. Regelung der Zugspannung in einer Bahn 10 aus einem biegsamen Material, beispielsweise Papier. Die Bahn wird von einer Rolle 11 abgezogen und bewegt sich mit hoher Geschwindigkeit in der Richtung 12 über eine Vorrichtung 13 zum Messen der Zugspannung. In der Einrichtung 13 wird ein Signal erzeugt, das der Zugspannung in der Materialbahn entspricht. Dieses Signal wird über ein Koaxialkabel 14 an einen Verstärker 15 abgegeben, in dem das Signal verstärkt wird, um dann über Leiter 16 einem Regler 17 zugeführt zu werden, der die auf die Rolle 11 ausgeübte Bremskraft in Abhängigkeit von der Größe des Signals steuert. Die Bremsung der Rolle 11 erfolgt im dargestellten Ausführungsbeispiel mit Hilfe eines von dem Regler beaufschlagten Druckmittelzylinders 20, einer verschiebbaren Bremsbacke 19, die von dem Kolben des Zylinders betätigt wird, und einer Bremstrommel 18, die mit der Rolle drehfest verbunden ist und an der die Bremsbacke angreift. Die Einrichtung 13 besteht im wesentlichen aus einem Sockel 21, der auf einem Fundament angeordnet ist und eine ebene, horizontale Grundplatte trägt, auf der ein direkt über dem Sockel angeordneter Führungstisch 23 und in Abstand links von diesem eine Stützvorrichtung 24 montiert sind. Der Führungstisch besitzt eine Wand 25, die sich von der Grundplatte vertikal aufwärts erstreckt und dann bei 26 nach rechts gekrümmt ist. Die Stützvorrichtung 24 weist eine ähnliche Wand 27 auf, die in Abstand links von der Wand 25 angeordnet ist und sich ebenfalls von der Grundplatte aufwärts erstreckt, aber nur bis zu einer niedrigeren Stelle 28, an der sie im wesentlichen rechtwinklig nach links abgewinkelt ist, um sich danach bei 29 abwärts zu krümmen. An beiden Enden des Führungstisches und der Stützvorrichtung ist in der Nähe der Enden der von den Wänden 25 und 27 und der Platte 22 begrenzten Rinne je eine Endwand angeordnet. Eine dieser Endwände ist bei 30 gezeigt. Die Endwände können einfache Einsätze sein, die in der Rinne an den Enden der Schleife aufliegen und verstellbar sind, so daß die Vorrichtung für verschieden breite Materialbahnen verwendet werden kann. Die Endwände sind so niedrig, daß sich die Schleife frei über ihnen bewegen kann und von ihnen nicht behindert wird. Infolgedessen sind Breitenschwankungen und seitliche Bewegungen möglich. Die Endwände und die Rinne bilden zusammen einen oben offenen Kasten, der quer zu der Materialbahn 10 angeordnet ist und einen Hohlraum 31 ergibt.F i g. 1 shows an embodiment of a device according to the invention for controlling or regulating the Tension in a web 10 made of a flexible material such as paper. The train is operated by a Roll 11 is withdrawn and moves at high speed in the direction 12 over a Device 13 for measuring the tensile stress. In the device 13, a signal is generated that the Corresponds to tensile stress in the material web. This signal is via a coaxial cable 14 to a Amplifier 15 output, in which the signal is amplified, and then fed to a controller 17 via conductor 16 the braking force exerted on the roller 11 as a function of the magnitude of the signal controls. The braking of the roller 11 takes place in the illustrated embodiment with the help of one of the regulator acted upon by the pressure medium cylinder 20, a displaceable brake shoe 19, which is of the Piston of the cylinder is actuated, and a brake drum 18, which rotatably connected to the roller and on which the brake shoe engages. The device 13 consists essentially of a base 21 on is arranged on a foundation and carries a flat, horizontal base plate on which a directly above Guide table 23 arranged on the base and, at a distance to the left of this, a support device 24 are mounted. The guide table has a wall 25 which extends vertically upward from the base plate and then at 26 is curved to the right. The support device 24 has a similar wall 27, which is arranged at a distance to the left of the wall 25 and also extends upwards from the base plate, but only up to a lower point 28 at which it is angled essentially at right angles to the left, to then curve downwards at 29. At both ends of the guide table and the support device is one end wall each in the vicinity of the ends of the channel bounded by the walls 25 and 27 and the plate 22 arranged. One of these end walls is shown at 30. The end walls can be simple inserts that are in the Groove rest on the ends of the loop and are adjustable, so that the device for different wide webs of material can be used. The end walls are so low that the loop freely spans can move them and is not hindered by them. As a result, there are fluctuations in width and lateral movements possible. The end walls and the channel together form an open-topped box, the is arranged transversely to the material web 10 and results in a cavity 31.

Die Materialbahn 10 kann frei über die Stützvorrichtung 24 und den Führungstisch 23 gezogen werden, wobei sich eine flache Schleife bildet, die bei 32 bzw. 33 angedeutet ist und dadurch entsteht, daß die Materialbahn durch einen relativ schwachen Unterdruck im Kasten in den Hohlraum 31 gezogen wird. Der Unterdruck kann in beliebiger, bekannter Weise erzeugt werden, beispielsweise mit Hilfe von Saugventilatoren, die an beiden Enden des Kastens angeordnet sind und deren Saugseite mit dem Hohlraum 31 in Verbindung steht. Einer dieser Ventilatoren ist bei 84 angedeutet. Die Endwände 30 sind möglichst nahe an den Rändern der Materialbahn angeordnet, damit an den Enden der Schleife möglichst wenig Luft in den Kasten hineingesaugt wird. Die gekrümmten Flächen 29 und 26 führen die Materialbahn in die Schleife hinein und aus ihr heraus und halten die Materialbahn zwischen den Endwänden des Kastens in der richtigen Lage.The material web 10 can be pulled freely over the support device 24 and the guide table 23, whereby a flat loop is formed, which is indicated at 32 or 33 and is created by the fact that the web of material is drawn into the cavity 31 by a relatively weak negative pressure in the box. Of the Negative pressure can be generated in any known way, for example with the help of suction fans, which are arranged at both ends of the box and their suction side with the cavity 31 in connection stands. One of these fans is indicated at 84. The end walls 30 are as close as possible to the edges the web of material arranged so that as little air as possible is sucked into the box at the ends of the loop will. The curved surfaces 29 and 26 guide the web of material in and out of the loop out and hold the web of material between the end walls of the box in the correct position.

Bei einem vorgegebenen Unterdruck im Kasten ist die Krümmung der Schleife eine Funktion der Zugspannung der Materialbahn. Wenn man daher den Unterdruck in entsprechendem Ausmaß konstant hält, kann ein Signal, welches in Abhängigkeit von der Krümmung der Schleife gewonnen wird, zur Steuerung der auf die Rolle 11 ausgeübten Bremskraft verwendet werden. In der in den F i g. 1 und 2 gezeigten Ausführungsform der Erfindung wird hierzu ein Lichtbündel 34 von einer Lichtquelle 35 unter einem spitzen Winkel auf die untere Fläche der Schleife gerichtet. Ein Teil dieses Lichtes wird von der Bahn in der Schleife abwärts auf eine Lichtempfangsvorrichtung 36 reflektiert, die unter der reflektierenden Fläche angeordnet ist. Die reflektierte Lichtmenge ist von der Krümmung oder Tiefe der Schleife abhängig. Je tiefer die Schleife ist, desto weniger Licht fällt auf den Lichtempfänger 36. Die Lichtquelle 36 ist isoliert von dem Lichtempfänger 36 in einem an sich lichtundurchlässigen Kasten 39 angeordnet, der durch eine lichtundurchlässige Zwischenwand 41 in eine Lampenzelle 37 und eine Empfängerzelle 38 geteilt ist. Dieser Kasten besitzt eine durchsichtige Abdeckung 40, die in etwa tangential zur Schleife geneigt ist, so daß das Licht aus der Zelle 37 austreten und in die Zelle 38 reflektiert werden kann. Die Zelle 38 kann mit einer Innenfläche versehen sein, die das in die Zelle 38 eintretende Licht auf den Lichtempfänger 36 reflektiert. Dieser kann beispielsweise aus einer Gruppe von hintereinandergeschalteten Photoelementen bestehen, die auf die Beleuchtungsstärke, die in der Zelle 38 wirksam ist, ansprechen und an das Kabel 14 angeschlossen sind. Die Abdeckung 40 des Kastens 39 kann beispielsweise aus einer Glasscheibe bestehen. Gemäß den F i g. 1 und 2 bildet der Kasten 39 eine gesonderte Einheit, die in der Mitte des Saugkastens auf der Grundplatte 22 angeordnet ist. Die Größe des Kastens 39 ist von der Größe der Lichtquelle und des Lichtempfängers abhängig. Im allgemeinen ist der Kasten 39 klein genug, um gut in den in der Rinne unter der Schleife vorhandenen Raum zu passen, wie es in F i g. 1 gezeigt ist. In einigen Konstruktionsbeispielen hatte der KastenFor a given vacuum in the box, the curvature of the loop is a function of the Tensile stress of the material web. If one therefore keeps the negative pressure constant to a corresponding extent, a signal, which is obtained as a function of the curvature of the loop, can be used for the control the braking force exerted on the roller 11 can be used. In the FIG. 1 and 2 shown Embodiment of the invention is this a light beam 34 from a light source 35 under a acute angle directed towards the lower surface of the loop. Part of this light is from the web in down the loop onto a light receiving device 36 located below the reflective surface is arranged. The amount of light reflected depends on the curvature or depth of the loop. The deeper the loop, the less light falls on the light receiver 36. The light source 36 is isolated from the light receiver 36 arranged in a per se opaque box 39, which is by a opaque partition 41 is divided into a lamp cell 37 and a receiver cell 38. This Box has a transparent cover 40 which is inclined approximately tangentially to the loop, so that the light emerge from the cell 37 and can be reflected into the cell 38. The cell 38 can have an interior surface be provided, which reflects the light entering the cell 38 onto the light receiver 36. This can for example, consist of a group of photo elements connected in series, which are based on the Illuminance, which is effective in the cell 38, address and are connected to the cable 14. the Cover 40 of box 39 can for example consist of a pane of glass. According to FIGS. 1 and 2 the box 39 forms a separate unit, which is in the middle of the suction box on the base plate 22 is arranged. The size of the box 39 depends on the size of the light source and the light receiver addicted. In general, the box 39 is small enough to fit snugly in the gutter under the loop existing space to fit as shown in FIG. 1 is shown. In some construction examples the box had

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39 in der Längsrichtung der Rinne eine Abmessung von 30—60 cm. Der Kasten 39 ist so niedrig ausgebildet, daß er nicht von der Schleife berührt wird.39 in the longitudinal direction of the gutter a dimension of 30-60 cm. The box 39 is so low that it is not touched by the loop.

Das im Lichtempfänger 36 erzeugte elektrische Signal ist sehr schwach und wird daher in einem üblichen Verstärker 15 mit hohem Verstärkungsfaktor verstärkt. Das verstärkte Signal wird dann in einem Regler 17 zur Steuerung herangezogen. Der Regler 17 kann eine hydraulische oder pneumatische Einrichtung sein, in der ein relativ schwaches elektrisches Signal zur Steuerung eines relativ hohen Strömungsmitteldruckes im Zylinder 20 herangezogen werden kann. Für diesen Zweck brauchbare Regler sind bekannt. Anstelle der Bestandteile 17—20 kann man zum Bremsen der Rolle 11 selbstverständlich beispielsweise auch eine elektrodynamische Einrichtung verwenden, deren Ausgang durch das von dem Verstärker 15 abgegebene Signal gesteuert wird. Derartige Einrichtungen sind ebenfalls bekanntThe electrical signal generated in the light receiver 36 is very weak and is therefore in one usual amplifier 15 amplified with a high gain factor. The amplified signal is then in one Controller 17 used for control. The controller 17 can be a hydraulic or pneumatic device in which a relatively weak electrical signal to control a relatively high fluid pressure in the cylinder 20 can be used. Controllers which can be used for this purpose are known. Instead of Components 17-20 can of course also be electrodynamic, for example, for braking the roller 11 Use device, the output of which by the signal output by the amplifier 15 is controlled. Such devices are also known

Die Anlage wird so geregelt, daß die Zugspannung in der Materialbahn 10 angemessen konstant bleibt. Bei einem Anstieg der Zugspannung über den Sollwert verkürzt sich die Schleife beispielsweise aus der Stellung 32 in die Stellung 33, so daß mehr Licht auf die Photoelemente fällt Das stärkere Signal bewirkt dann über den Regler, daß der Arbeitsmitteldruck im Zylinder 20 und damit die auf die Rolle 11 wirkende Bremskraft herabgesetzt werden. Bei abnehmender Zugspannung in der Materialbahn wird die Schleife kürzer und das auf die Photoelemente fallende Licht schwächer, so daß in entsprechender Weise die Bremskraft vergrößert wird.The system is controlled so that the tensile stress in the material web 10 remains reasonably constant. at if the tensile stress rises above the nominal value, the loop is shortened, for example out of the position 32 in the position 33, so that more light falls on the photo elements. The stronger signal then causes Via the controller, that the working medium pressure in the cylinder 20 and thus the braking force acting on the roller 11 be reduced. When the tension in the material web decreases, the loop becomes shorter and that on the light falling on the photo elements is weaker, so that the braking force is increased in a corresponding manner.

Wie bereits ausgeführt wurde, ist bei einer freien Schleife die Zugspannung in der Materialbahn von der Breite oder dem Durchmesser der Schleife und dem zum Aufrechterhalten der Schleife dienenden Luftdruck abhängig. Wenn diese Schleife breit ist, hat der Luftdruck einen niedrigen Wert und umgekehrt. Da die Schleife einem einheitlichen Luftdruck ausgesetzt ist, nimmt sie die Form desjenigen Kreisbogens an, welcher der kürzesten Schleife entspricht. Das heißt, daß jede begrenzte Schleife als ein Teil einer freien Schleife angesehen werden kann. Infogledessen kann ein relativ kleiner Bogen einer breiten, freien Schleife unter demselben, niedrigen Luftdruck gehalten werden, wie er für eine freie Schleife derselben Krümmung erforderlich ist Eine begrenzte Schleife ist zwar nicht wie die freie Schleife zur Speicherung eines großen Stückes der Materialbahn geeignet Die begrenzte Schleife braucht aber nur klein zu sein, und sie kann unter einem niedrigen Luftdruck gehalten werden. Diese beiden Vorteile sind in einer Reihe von Anlagen zum Transportieren und Bearbeiten von Materialbahnen sehr wesentlich.As has already been stated, the tensile stress in the material web is of the order of magnitude in the case of a free loop The width or diameter of the loop and the air pressure used to maintain the loop addicted. When this loop is wide, the air pressure is low and vice versa. Since the Loop is subjected to uniform air pressure, it takes the shape of the arc of a circle, which corresponds to the shortest loop. That is, each bounded loop can be considered part of a free loop can be viewed. There can be a relatively small bow underneath a wide, free loop the same low air pressure as required for a free loop of the same curvature A limited loop is not like the free loop for storing a large chunk of the Material web suitable The limited loop only needs to be small, and it can be used under one low air pressure. Both of these benefits are common to a number of systems Transporting and processing material webs is very important.

Die mit Hilfe einer begrenzten Schleife in der Materialbahn sich ergebende Zugspannung kann anhand der F i g. 3 bestimmt werden. In dieser Figur ist mit 42 das halbkreisförmige Ende einer freien Schleife bezeichnet, die den Radius R und parallele Schenkel 43, 44 hat Die hier zu betrachtende, begrenzte Schleife wird durch den Bogen 45 dargestellt, der bei H und G durch Flächen begrenzt ist, wie sie in F i g. 1 mit 26 und 29 bezeichnet sind. In der freien Schleife kann die Zugspannung in der Materialbahn wie folgt ausgedrückt werden:The tensile stress resulting from a limited loop in the material web can be illustrated in FIGS. 3 can be determined. In this figure, the semicircular end of a free loop is designated by 42, which has the radius R and parallel legs 43, 44. The limited loop to be considered here is represented by the arc 45, which is limited at H and G by surfaces, such as they in Fig. 1 with 26 and 29 are designated. In the free loop, the tensile stress in the material web can be expressed as follows:

T= k- PD =k■P2R.T = k-PD = k ■ P2R.

DabeiistIs there

P der die Schleife haltende Unterdruck P is the negative pressure holding the loop

D die Breite der Schleife D is the width of the loop

R der Radius der Schleife R is the radius of the loop

T die Zugspannung in der Materialbahn und T is the tensile stress in the material web and

K eine Konstante. Not a constant.

In der dem Bogen 45 zugeordneten geometrischen Figur sind ///und /Gdie entgegengesetzten Längsseiten eines Rechteckes mit der Länge χ und der Breite y. ///und /G sind die entgegengesetzten Schmalseiten des Rechtecks. Die Sehne ζ des Bogens entspricht der Länge der Diagonalen HG des Rechtecks. Die Linie KL ist eine Mittelsenkrechte von dem Mittelpunkt des Halbkreises 42 auf die Diagonale HG. In dem Dreieck KLGisX In the geometric figure assigned to arc 45, /// and / G are the opposite long sides of a rectangle with length χ and width y. /// and / G are the opposite narrow sides of the rectangle. The chord ζ of the arch corresponds to the length of the diagonal HG of the rectangle. The line KL is a perpendicular perpendicular from the center of the semicircle 42 to the diagonal HG. In the triangle KLGisX

R = R =

2 cos θ 2 cos θ

wegenbecause

cos θ = — cos θ = -

2y.2y.

wegenbecause

Durch Einsetzen der Gleichung (2) für R in die Gleichung (1) erhält man den folgenden Ausdruck für die ZugspannungSubstituting equation (2) for R into equation (1), the following expression for tensile stress is obtained

T =T =

Wie dieser Ausdruck erkennen läßt, kann die begrenzte Schleife zum Messen der Zugspannung verwendet werden.As this expression indicates, the finite loop can be used to measure tension be used.

Die freie Schleife bewirkt ein Konstanthalten der Zugspannung in der Materialbahn und eine Speicherung eines Stückes der Materialbahn. Die begrenzte Schleife dient vor allem zum Messen der Zugspannung, kann aber bei Schwankungen der Zugspannung nur sehr kleine Mengen der Materialbahn speichern. Beim Messen der Zugspannung hat jedoch die begrenzte Schleife den Vorteil, daß sie klein ist und nur einen geringen Unterdruck erfordert, so daß der Schleifenbildner relativ klein sein kann. Dies ist besonders in solchen Anlagen zum Transportieren und Bearbeiten von Materialbahnen wichtig, bei denen die Maschinen nahe beieinander angeordnet werden müssen.The free loop keeps the tension in the material web constant and stores it a piece of the web of material. The main purpose of the limited loop is to measure the tensile stress that can be but only store very small amounts of the material web in the event of fluctuations in tensile stress. At the Measuring tension, however, the finite loop has the advantage of being small and only one requires little negative pressure so that the looper can be relatively small. This is especially in such systems for transporting and processing material webs are important in which the machines must be placed close together.

Eine andere Ausführungsform des Schleifenbildners ist in F i g. 4 gezeigt Diese Ausführungsform unterscheidet sich von der nach F i g. 1 durch die Lichtquelle und den Lichtempfänger. Ein Führungstisch 46, eine Stützvorrichtung 47, eine Grundplatte 48 und zwei Endwände 49 begrenzen einen Hohlraum 50, in den eine begrenzte Schleife 51 der Materialbahn 10 durch Unterdruck im Hohlraum hineingezogen wird. Der Unterdruck kann beispielsweise mit Hilfe von Absaugleitungen 52 an beiden Enden des Hohlraumes erzeugtAnother embodiment of the loop builder is shown in FIG. 4, this embodiment differs differs from that according to FIG. 1 by the light source and the light receiver. A guide table 46, one Support device 47, a base plate 48 and two end walls 49 delimit a cavity 50 into which one limited loop 51 of the material web 10 is drawn into the cavity by negative pressure. Of the Underpressure can be generated at both ends of the cavity, for example with the aid of suction lines 52

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werden. Die sich in der Richtung 12 vorwärtsbewegende Materialbahn gleitet frei über die gekrümmten Flächen 53,54 der Stützvorrichtung 47 und des Führungstisches 46 und hängt unter Bildung einer flachen Querschleife in den Hohlraum durch. Wie in F i g. 1 sind die Endwände unmittelbar unter der Schleife in der Nähe ihrer Ränder angeordnet, so daß durch die Zwischenräume zwischen diesen Wänden und der Materialbahn nur eine begrenzte Luftmenge in den Hohlraum gelangen kann.will. The web of material advancing in direction 12 slides freely over the curved surfaces 53,54 of the support device 47 and the guide table 46 and hangs in through the cavity. As in Fig. 1 are the end walls just below the loop near its edges arranged so that only one through the spaces between these walls and the web of material limited amount of air can get into the cavity.

In der Ausführungsform nach F i g. 4 ist die Lichtquelle 55 in dem Führungstisch angeordnet und gegenüber dem Außenlicht isoliert Die Lichtquelle gibt ein Lichtbündel 57 durch ein durchsichtiges Fenster 56 in dem den Hohlraum begrenzenden Teil des Führungstisches in den Hohlraum ab. Dieses Lichtbündel ist vorzugsweise ein Parallelstrahlenbündel und trifft auf der unteren Fläche der Schleife 51 unter einem spitzen Winkel zu dieser Fläche auf, so daß ein Teil des Lichtes abwärts auf den Lichtempfänger 58 reflektiert wird, der am Boden einer Kammer 59 angeordnet ist, die bis auf ihre durchsichtige Abdeckung 60 lichtundurchlässig ist. Wie in F i g. 1 können die Lichtquelle und der Lichtempfänger in der Mitte der Materialbahn angeordnet sein, wobei die Lichtquelle auf dem Führungstisch 46 und der Lichtempfänger neben der Stützvorrichtung 47 auf der Grundplatte befestigt sind. Der Lichtempfänger 58 kann wie beim vorigen Ausführungsbeispiel aus Photoelementen bestehen, die so geschaltet sind, daß sie optimal auf die im Innern der lichtundurchlässigen Kammer auftretende Beleuchtungsstärke ansprechen. Der Lichtempfänger ist an das Kabel 14 angeschlossen.In the embodiment according to FIG. 4, the light source 55 is arranged in the guide table and opposite isolated from outside light. The light source emits a light beam 57 through a transparent window 56 in the part of the guide table delimiting the cavity into the cavity. This bundle of light is preferably a parallel beam and hits the lower surface of the loop 51 under a pointed Angle to this surface, so that part of the light is reflected down onto the light receiver 58, the is arranged at the bottom of a chamber 59, which is opaque except for its transparent cover 60. As in Fig. 1, the light source and the light receiver can be arranged in the middle of the material web with the light source on the guide table 46 and the light receiver next to the support device 47 are attached to the base plate. The light receiver 58 can, as in the previous embodiment, from Photo elements exist, which are switched so that they optimally on the inside of the opaque Address the illuminance that occurs in the chamber. The light receiver is connected to the cable 14.

Die auf den Lichtempfänger 58 fallende Lichtmenge ist von der Länge der Schleife 51 abhängig. Bei einer kurzen Schleife fällt auf den Lichtempfänger mehr Licht als bei einer langen Schleife. Die Stärke des von den Photoelementen erzeugten elektrischen Signals ist daher von der Krümmung der Schleife abhängig.The amount of light falling on the light receiver 58 depends on the length of the loop 51. At a With a short loop, more light falls on the light receiver than with a long loop. The strength of the The electrical signal generated by photo elements is therefore dependent on the curvature of the loop.

Eine dritte Ausführungsform des Schleifenbildners ist in Fig.5 gezeigt Hier ist eine Stützvorrichtung 61 vorgesehen, sowie ein Führungstisch 62 mit einer ebenen Platte, die sich von der Basis der Stützvorrichtung nach rechts bis zu einem gekrümmten hinteren Randteil 63 erstreckt Die rechte Wand der Stützvorrichtung und die ebene obere Fläche des Führungstisches begrenzen eine quer zu der Materialbahn 10 angeordnete, rechtwinklige Rinne 64, in die eine Schleife 65 der Materialbahn hineingezogen wird, wenn sich die Materialbahn in der Richtung des Pfeiles 12 über die Stützvorrichtung 61 und den Führungstisch bewegt. Die Schleife 65 in der Materialbahn wird unter der Wirkung eines Luftdruckunterschiedes gehalten. Vorzugsweise wird ein Unterdruck angewandt, wobei aus der Rinne 64 durch Absaugrohre 86, die in dem Führungstisch in der Nähe der beiden Enden der Rinne angeordnet sind, Luft abgesaugt wird. Die Enden der Rinne sind gegen ein Einströmen von Luft durch zwei in der Rinne sitzende, nicht dargestellte Endwände geschützt, über denen sich die Ränder der Materialbahn frei bewegen können. Die Endwände und die Evakuierungseinrichtung haben dieselbe Funktion wie die entsprechenden anhand der F i g. 1 und 4 beschriebenen Einrichtungen.A third embodiment of the loop former is shown in FIG. 5. Here is a support device 61 and a guide table 62 with a flat plate extending from the base of the support device extends to the right to a curved rear edge portion 63. The right wall of the support device and the planar upper surface of the guide table delimits a direction transverse to the material web 10 arranged, right-angled channel 64, into which a loop 65 of the material web is drawn when the The web of material is moved in the direction of arrow 12 over the support device 61 and the guide table. the Loop 65 in the web of material is held under the action of a difference in air pressure. Preferably a negative pressure is applied, from the channel 64 through suction pipes 86, which in the guide table in the Located near the two ends of the gutter, air is sucked out. The ends of the gutter are against one Inflow of air protected by two seated in the channel, not shown end walls, over which the edges of the material web can move freely. Have the end walls and evacuation facility the same function as the corresponding one based on FIG. 1 and 4 described facilities.

Im Innern der Stützvorrichtung 61 ist in der Nähe der Mitte der Materialbahn eine Lichtquelle 66 angeordnet, die ein Lichtbündel 68 durch ein durchsichtiges FensterInside the support device 61, a light source 66 is arranged near the center of the material web, which a bundle of light 68 through a transparent window

69 in der die Rinne begrenzenden Wand der Stützvorrichtung im wesentlichen in der Bewegungsrichtung der Materialbahn aussendet. Das Licht trifft etwas rechts von dem Fenster 69 auf die untere Fläche der Schleife auf. Ein Teil des Lichtes wird von der unteren Fläche der Schleife abwärts in eine Kammer 70 reflektiert, die sich in der Mitte der Materialbahn von dem Führungstisch abwärts erstreckt. Die Kammer 70 wird von einem lichtundurchlässigen Gehäuse mit einer69 in the wall of the support device delimiting the channel, essentially in the direction of movement the material web sends out. The light strikes the lower surface somewhat to the right of the window 69 the loop on. Some of the light is from the lower surface of the loop down into a chamber 70 which extends downward from the guide table in the center of the web of material. Chamber 70 is enclosed in an opaque housing with a

ίο durchsichtigen Abdeckung 71, die mit der Führungsfläche des Führungstisches bündig ist, gebildet. Die Kammer 70 enthält einen Lichtempfänger 72, der auf die in dem Gehäuse auftretende Beleuchtungsstärke anspricht. In dieser Ausführungsform deckt die über den Führungstisch wandernde Materialbahn gleichzeitig einen Teil des Fensters 71 ab. Die Größe der abgedeckten Fensterfläche ist von der Krümmung der Schleife abhängig. Je größer der Krümmungsradius, desto kleiner ist die abgedeckte Fensterfläche und umgekehrt. Da die Beleuchtungsstärke in der Kammerίο transparent cover 71 which is flush with the guide surface of the guide table is formed. the Chamber 70 contains a light receiver 72 which is responsive to the illuminance occurring in the housing. In this embodiment, the material web moving over the guide table covers at the same time part of the window 71. The size of the covered window area depends on the curvature of the Loop dependent. The larger the radius of curvature, the smaller the covered window area and vice versa. Because the illuminance in the chamber

70 von der Schleifenkrümmung abhängig ist, entspricht das von dem Lichtempfänger 72 abgegebene Signal der Zugspannung der Materialbahn, weil die Zugspannung und die Krümmung voneinander abhängig sind. In dieser Ausführungsform dient die Schleife sowohl als Lichtreflektor als auch als Lichtblende vor der Kammer 70.70 is dependent on the curvature of the loop, the signal emitted by the light receiver 72 corresponds to Tensile stress of the material web, because the tensile stress and the curvature are interdependent. In In this embodiment, the loop serves both as a light reflector and as a light screen in front of the Chamber 70.

Die ortsfesten Führungsflächen der Stützvorrichtung 61 und/oder des Führungstisches können gemäß F i g. 6 durch eine Rolle ersetzt werden. In dieser Figur sind beide Flächen durch Rollen ersetzt. Die Achsen der Rollen 73 und 74 sind quer zur Materialbahn und in Abstand voneinander angeordnet, so daß unter der Wirkung eines Luftdruckunterschiedes in der Bahn eine Schleife 75 ausgebildet wird. Vorzugsweise wird zu diesem Zweck unter der Materialbahn zwischen den Rollen ein Unterdruck erzeugt. Wenn zum Aufrechterhalten der Schleife in der Materialbahn ein Unterdruck dient, bestehen die Begrenzungen des die Schleife aufnehmenden Hohlraumes aus den Rollen 73 und 74, einem Boden 76 und zwei Endwänden 80 in Form von Einsätzen, die an den Rändern der Materialbahn auf der Bodenwand aufliegen, so daß die Schleife zwischen ihnen frei hindurchtreten kann. Durch zwei Absaugrohre 77 wird Luft aus dem Hohlraum abgesaugt und dadurch der erforderliche Unterdruck erzeugt.The stationary guide surfaces of the support device 61 and / or of the guide table can according to FIG. 6th be replaced by a role. In this figure, both surfaces are replaced by rollers. The axes of the Rollers 73 and 74 are arranged transversely to the web of material and at a distance from one another, so that under the Effect of a difference in air pressure in the web a loop 75 is formed. Preferably too for this purpose a negative pressure is generated under the material web between the rollers. When to maintain The loop in the web of material is used to create a negative pressure, the limitations of the loop exist receiving cavity from the rollers 73 and 74, a bottom 76 and two end walls 80 in the form of Inserts that rest on the edges of the web of material on the bottom wall, so that the loop between can pass them freely. Air is sucked out of the cavity through two suction pipes 77 and this creates the required negative pressure.

Vorzugsweise wird die Schleife in der Materialbahn mit Hilfe eines Unterdruckes gebildet Man kann zu diesem Zweck jedoch auch oder zusätzlich Druckluft verwenden. Um alle drei Möglichkeiten zu erfassen, wird allgemein von der »Einwirkung eines Luftdruckunterschiedes« gesprochen. Die Druckluft kann bei Verwendung von ortsfesten Führungsflächen oder Rollen etwa in der Weise zur Bildung der Schleife herangezogen werden, wie es bei der Anordnung nach F i g. 6 gestrichelt angedeutet ist Eine solche Einrichtung besteht beispielsweise im wesentlichen aus einer Haube 78, die über der Materialbahn und dem zur Aufnahme der Schleife dienenden Hohlraum angeordnet ist, so daß der im Innern der Haube herrschende Überdruck der Luft die Materialbahn zwischen den Rollen zu einer Schleife durchdrückt. Die Haube ist hierzu mit einem oder mehreren Lufteinlaßrohren 79 versehen.The loop is preferably formed in the material web with the aid of a negative pressure however, also or additionally use compressed air for this purpose. To capture all three possibilities, it is generally spoken of the "effect of a difference in air pressure". The compressed air can at Use of stationary guide surfaces or rollers in the same way as to form the loop can be used, as is the case with the arrangement according to FIG. 6 is indicated by dashed lines such a device consists, for example, essentially of a hood 78, which is over the material web and the for Receiving the loop serving cavity is arranged so that the prevailing inside the hood Overpressure of the air pushes the material web through into a loop between the rollers. The hood is provided with one or more air inlet pipes 79 for this purpose.

Hierzu 3 BIaU ZeichnuimenFor this purpose 3 BIaU drawings

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Claims

14 99 Oil claims:

1. Device for controlled continuous movement of a material web made of flexible, light reflective material, such as. B. paper, between a transport device and a Braking device in a loop formed by the influence of a difference in air pressure Use of a light source and a light receiver as measuring elements to keep the constant Loop length through appropriate control of the drive or train acting on the web. Braking forces, characterized by the air pressure difference on such a constant low value suction or compressed air supply device (84, 77, 79) that the loop (32, 33, 51, 65) formed in an arc limited to less than a semicircle and is held, the curvature of which changes with the tension in the web (10) and by a at an acute angle to the loop (32, 33, 51, 65) a light beam (34, 57, 68) on the curved Surface of the loop (32, 33, 51, 65) throwing light source (35, 55, 66) and one in the way of the reflected light located, activated by the light electrical receiving or converter device (36,58,72) to create a with the changes in the curvature of the loop and thus proportional to the voltage in the web changing electrical actual value signal.

2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the activatable by the light Receiving or converter device from a group of an electrical actual value signal from the it is made of light-sensitive elements (36,58,72) which generate light.

3. Apparatus according to claim 1 or 2, characterized by an amplifier (15) for the from Light generated electrical signal and a control device (17) connected to the amplifier (15).