DE1574292C3 - Vorrichtung zum Abtasten der Lage der Seitenkante eines sich bewegenden Materialbandes - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Abtasten der Lage der Seitenkante eines sich bewegenden Materialbandes in bezug auf einen gegebenen Bezugspunkt oder eine gegebene Bezugslinie, mit einem leitenden Detektorglied, das einen Abschnitt besitzt, welcher parallel zur Bewegungsebene des Materialbandes in Abstand von diesem und benachbart zu dessen einer Kante angeordnet ist, wobei ein Bereich des Abschnitts das Materialband kontinuierlich überlappt und das Detektorglied mit dem Band einen Teil eines Kondensators bildet, welcher mit einer Abtastschaltung verbunden ist.

Nach der DE-PS 9 59 038 ist ein Verfahren zur Verhinderung des seitlichen Verlaufens von Metallbändern oder dergleichen vorgesehen, bei dem die Bänder beim Auf- oder Umspulen in das Feld eines Kondensators einer Abtasteinrichtung eintauchen und dieses Feld beim Verlaufen aus der Soll-Lage beeinflussen.

Um die Abweichung des Bandes aus der Soll-Lage anzuzeigen, ist eine Anzeigevorrichtung vorgesehen, oder es ist eine Regeleinrichtung vorgesehen, die das Band in die Soll-Lage zurückführt. Zur Steuerung der Regeleinrichtung oder der Anzeigevorrichtung dient eine Brückenschaltung, die den genannten Kondensator enthält, dessen Kapazität durch das sich bewegende Band bestimmt wird. Verläßt das Band die Soll-Lage, so wird das Brückengleichgewicht gestört und die Regeleinrichtung bzw. die Anzeigevorrichtung betätigt.

Diese Vorrichtung arbeitet bei der Anzeige oder bei der Regelung nur mit geringer Empfindlichkeit.
Aus der US-PS 30 90 534 ist es ferner bekannt, die Lage eines fortlaufenden Bandes in Seitenrichtungen dadurch abzutasten und zu steuern, daß die zwei Seitenkanten des Bandes mittels Fotozellen abgetastet werden, die Steuerimpulse an eine Ausgleichsvorrichtung abgeben, die ihrerseits ein Ventil einer hydraulisehen Steueranlage steuert, durch das die Soll-Lage des Bandes wieder hergestellt wird, wenn das Band diese Lage verlassen hat.
Auch diese Vorrichtung arbeitet nur mit geringer

Empfindlichkeit, zumal das Ansprechen der Fotozellen mehr oder weniger behindert wird, wenn diese mit Staub bedeckt werden.

Die Erfindung bezweckt, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art so auszubilden, daß sie mit besonders hoher Empfindlichkeit arbeitet und dabei einen einfachen und wirtschaftlichen Aufbau besitzt.

Diese Aufgabe der Erfindung wird dadurch gelöst, daß die Kapazität des mittels eines Detektorglieds gebildeten Kondensators dem überlappenden Bereich proportional ist, daß daß Detektorglied mit einem elektrischen Stromkreis verbunden ist und mit diesem einen Schwingkreis bildet, und daß ein Signalausgang vorgesehen ist, durch den von dem Schwingkreis ein Signal abnehmbar ist, das die Abweichung des sich bewegenden Bandes vom gegebenen Bezugspunkt anzeigt.

Das kapazitive Schaltungselement ist somit mit einem induktiven Kreis verbunden, so daß ein Schwingkreis geschaffen wird, der auf eine bestimmte Resonanz eingestellt ist.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird das Ausgangssignal dieses Kreises in die Steuerwindungen zweier bistabiler magnetischer Verstärker eingespeist. Diese Verstärker steuern ein hydraulisches System, das mittels einer Steuerwalze die erforderliche Korrektur auf den Materialstreifen ausübt. Die Tätigkeit der Steuerwalze wird mittels eines geeigneten Rückführungselementes abgefühlt, das zwei weitere Steuerwindungen in den bistabilen magnetischen Verstärkern speist, wobei das Rückführungssignal dem Ausgangssignal des Schwingkreises entgegenwirkt, um auf diese Weise das Pendeln möglichst gering zu halten.

Bei einer weiteren Ausführungsform sind Schaltungsglieder vorgesehen, die nach Maßgabe des Ausgangssignals des Schwingkreises Steuerorgane betätigen. Ferner sind bei dieser Ausführungsform weitere Schaltungseinrichtungen vorgesehen, die bei Betrieb der Steuerorgane mit einer Vorspannung versehen werden, die einen Stromkreis, der einen der gewünschten Position des Bandes kennzeichnenden Abgleichspunkt besitzt, auf diesen Abgleichspunkt zurückführt.

Bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung .ind je zwei Detektorglieder auf jeder Seite des Vlaterialbandes angeordnet, es sind ferner zwei ibgestimmte Schwingkreise vorgesehen, mittels deren \usgangssignale ein Differentialsignal erzeugt wird, das ler Ablenkung des Materialstreifens von der einzuhalenden Mittellinie proportional ist. Die Detektorglieder )der -platten sind symmetrisch zu der einhaltenden viittellinie angeordnet, und die Phasenbeziehung der ichwingkreise ist so eingestellt, daß bei richtiger Lage ler Materialbahn ein Nullsignal erzeugt wird. Diese Kusführungsform ermöglicht ein genaueres Einstellen ler Lage der Materialbahn, da beide Kanten abgetastet )zw. abgeführt werden und die Ausgangssignale der )etektorglieder zur Erzeugung eines Differentialsignals lerangezogen werden. Außerdem ist es nicht notwenlig, wenn Material verschiedener Breiten auf derselben (ewegungslinie bewegt wird, die Detektorglieder imzustellen bzw. neu einzustellen, vorausgesetzt, daß lie Detektorglieder oder -platten so lang sind, daß die eitlichen Verschiebungen der Materialbahn innerhalb ies durch die Länge der Detektorplatten festgelegten iereichs liegen.

Im folgenden sind Ausführungsbeispiele der Erfinung anhand der Zeichnungen näher erläutert, und zwar zeigt

F i g. 1 einen schematischen Schaltplan des in der Erfindung verwendeten Grundkreises;

Fi g. 2 einen schematischen Schaltplan einer anderen erfindungsgemäß verwendeten Ausführungsform des in F i g. 1 dargestellten Kreises;

Fig.3 eine typische Resonanzkurve für die in den F i g. 1 und 2 dargestellten Kreise, in der ein typischer Betriebsbereich eingezeichnet ist;

ίο Fig.4 ein teilweise schematischer Schaltplan eines erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiels der Kantenabtast- bzw. -fühleinrichtung und des Steuerkreises für den Materialstreifen; und
F i g. 5 verschiedene Ausführungsformen der Kantenfühl- bzw. -abtasteinrichtungen für dielektrische Materialstreifen.

In F i g. 1 ist ein Grundkreis gezeigt, bei dem von dem Prinzip Gebrauch gemacht wird, den kapazitiven Blindwiderstand in einem parallelen kapazitiv-induktiven Kreis, der fast auf Resonanz abgestimmt ist, zu verändern. Die Primärwicklung 12 eines Transformators 10 ist an eine Wechselspannungsquelle 14 angeschlossen. Die Sekundärwicklung 16 wird von der Primärwicklung 12 erregt und besitzt einen gewissen induktiven Blindwiderstand und einen inneren Scheinwiderstand. Ein Kondensator C ist parallel zur Sekundärwicklung 16 vorgesehen, und wenn dieser so eingestellt ist, daß der kapazitive Blindwiderstand dem induktiven Blindwiderstand gleich ist, herrscht Resonanz und die Spannung zwischen den Anschlußklemmen X und Y der Sekundärspule erreicht einen maximalen Wert. Das entspricht der Linie A in der Resonanzkurve (Fig.3). Wenn die Kapazität des Kondensators C erhöht wird, verringert sich der kapazitive Blindwiderstand und daher auch der Scheinwiderstand. Dadurch wird die Energiequelle belastet, was auf die Sekundärspule 16 des Transformators 10 zurückwirkt, so daß die Spannung zwischen X und K geringer wird. Die Sekundärspule 16 wird bei M abgegriffen, so daß eine niedrige Scheinwiderstand-Ausgangsleistung an einem Teil der Sekundärspule 16 zwischen den Klemmen Y und M abgegriffen werden kann und somit der relativ große Scheinwiderstand, der zwischen den Anschlußklemmen X und Y der Sekundärspule 16 liegt, nicht belastet wird.

In den folgenden Ausführungen tritt noch klarer hervor, daß es erwünscht ist, die Sekundär- oder abgestimmte Seite des Transformators 10 nicht zu belasten. Jede zusätzliche Belastung eines abgestimmten Kreises verbreitet den Resonanzpunkt, wobei die Amplitude der an dem Kreis auftretenden Spannung verringert wird. Deshalb wäre zur Erzeugung eines brauchbaren Ausgangssignals eine größere Änderung der Kapazität des Kondensators Cerforderlich. Folglich wir die Empfindlichkeit des abgestimmten Kreises dadurch beträchtlich erhöht, daß die Sekundärspule nicht belastet wird, und sehr kleine Änderungen der Kapazität rufen feststellbare Änderungen des Ausgangssignals hervor.

In F i g. 2 ist eine abgewandelte Ausführungsform des in F i g. 1 dargestellten grundlegenden Kreises dargestellt, bei der ein Transformator 18 zwei Sekundärspulen 24 und 26 besitzt. Es sind zwei im wesentlichen identische Sekundärkreise vorgesehen, so daß auf diese Weise ein Differenzsignal ableitbar ist, das der Ablenkung des streifen- bzw. bandförmigen Materials von der einzuhaltenden Mittellinie proportional ist. Wie ersichtlich, wird die Primärwicklung 20 des Transforma-

tors 18 durch eine geeignete Wechselspannungsquelle 22 erregt. Zur Unterscheidung sind die Elemente jedes der beiden Sekundärkreise mit dem Index 1 bzw. 2 bezeichnet. Die Anschlußklemmen für die Sekundärwicklung 24 des ersten Sekundärkreises sind mit X\ und Y\ bezeichnet und in entsprechender Weise sind die Anschlußklemmen der Sekundärwicklung 26 des zweiten Sekundärkreises mit X₂ und Y₂ bezeichnet. Die Anschlußklemmen Y\ und X2 der Sekundärspulen sind im Punkt 28 miteinander verbunden und in geeigneter Weise geerdet. Jede der übrigen Anschlußklemmen X\ und X2 ist mit je einer leitenden Detektorplatte 32 bzw. 34 verbunden, was im folgenden näher erläutert wird. Die leitenden Detektorplatten 32 und 34 sind symmetrisch zu derjenigen Mittellinie angeordnet, die das leitende streifen- bzw. bandförmige Material 30 bei seiner Bewegung einhalten soll. Die leitenden Detektorplatten 32 und 34 besitzen im allgemeinen dieselbe Größe, Gestalt und Form und sind im allgemeinen parallel und nahe der Bewegungsebene des sich bewegenden leitenden streifen- bzw. bandförmigen Materials 30 angeordnet. Die Detektorplatten sind in der Nähe der beiden einander gegenüberliegenden Kanten bzw. Seiten des streifen- bzw. bandförmigen Materials angeordnet. Das Material 30 ist in geeigneter Weise geerdet, was gewöhnlich durch die Rollen der Anlage erreicht wird. Wie sich aus vorstehenden Ausführungen ergibt, dient das leitende streifen- bzw. bandförmige Material 30 als die zweite Platte eines Kondensators, der von den Detektorplatten 32 bzw. 34 und dem streifen- bzw. bandförmigen Material selbst gebildet wird. Die Kapazität zwischen dem streifen- bzw. bandförmigen Material und den Platten ist in Strichlinien eingezeichnet und mit Q bzw. C₂ bezeichnet.

Weil die Kapazität eines gegebenen Kondensators in direkter Beziehung zu der Fläche der Detektorplatte steht, die von dem streifen- bzw. bandförmigen Material bedeckt wird, und ferner der Entfernung zwischen der Detektorplatte und dem leitenden streifen- bzw. bandförmigen Material ungekehrt proportional ist, ist die Kapazität der von dem streifen- bzw. bandförmigen Material bedeckten Fläche der Detektorplatte direkt proportional, wenn die Entfernung zwischen der Detektorplatte und dem leitenden streifen- bzw. bandförmigen Material einigermaßen konstant gehalten wird. Wenn sich nun das sich bewegende leitende streifen- bzw. bandförmige Material in seitlicher Richtung verschiebt, ändert sich das Verhältnis der Kapazitäten der Kondensatoren Ci und C2 in Beziehung zueinander. Die Detektorplatten 32 und 34 sind so angeordnet, daß die Kapazitäten der Kondensatoren Q und C2 im wesentlichen gleich sind, wenn der leitende Materialstreifen 30 der einzuhaltenden Mittellinie folgt. Jede der beiden Sekundärwicklungen 24 und 26 ist mit je einer Sekundärklemme M\ und M2 versehen, so daß zwischen M\ und Erde und in gleicher Weise zwischen M₂ und Erde ein Ausgangssignal abgegriffen werden kann. Mit der Klemme M₁ der Sekundärwicklung 24 und der Erde ist eine Diode Di, ein Widerstand R\ und ein Kondensator C3 in Reihe geschaltet; die Erde hat im wesentlichen das gleiche Potential wie der leitende Materialstreifen 30. In gleicher Weise sind mit der Klemme M2 der Sekundärspule 26 eine Diode D2 und ein Widerstand R₂ in Reihe geschaltet, dessen andere Klemme zwischen dem Widerstand Ri und der Kapazität Ci verbunden ist. Parallel zum Kondensator Cj wird an den Ausgangsklemmen A und B ein Signal abgegriffen, wie weiter unten erläutert wird.

Der Wechselstrom der beiden parallelen kapazitiv-induktiven Kreise wird mittels der betreffenden Dioden D₁ und D₂ gleichgerichtet, und der Strom wird mittels der Strombegrenzungswiderstände Rt bzw. R2 begrenzt. An der Ausgangsklemme B, an der die Widerstände R\ und R₂ elektrisch verbunden sind, werden die Halbwellen der gleichgerichteten Spannungen summiert, wobei man wegen der Polarität (Richtung) der Dioden D\ und D₂, die gegeneinander geschaltet sind, eine Differenzspannung erhält. Wie ersichtlich, wirkt der Kondensator C3 als Glättungskondensator, d. h. er filtert das resultierende Differnzsignal, so daß man im wesentlichen eine Gleichspannung erhält. Die andere Ausgangsklemme A ist an das andere Ende des Kondensators Ci und an Erde angeschlossen. Folglich kann die an den Ausgangsklemmen A und B abgegriffene Spannung entweder positiv oder negativ sein und ihre Größe ist kennzeichnend für die Abweichung des Materialstreifens.

Somit stellt der vorstehend beschriebene Kreis einen Differenzspannungsdetektor dar, dessen Ausgangssignal am Kondensator Cz abgegriffen wird. Der Spannungsdifferenzdetektor ist so angeordnet, daß, wenn die Wechselspannungen zwischen Mi und Erde und M₂ und Erde gleich sind, an dem Kondensator C₃ keine Gleichspannung feststellbar ist und die beiden Sekundärkreise sich folglich in einem Nullspannungs-Ausgangs-Gleichgewichtspunkt befinden. Wenn diese Wechselspannungen sich voneinander unterscheiden, tritt am Kondensator Cz eine Gleichspannung auf. Die Polarität dieser Gleichspannung kennzeichnet, in welche Richtung der Materialstreifen von der einzuhaltenden Bewegungsmittellinie abweicht. Die Größe der Gleichspannung ist näherungsweise ein Maß für die Größe der Abweichung des Materialstreifens von der einzuhaltenden Bewegungsmittellinie.

In F i g. 4 ist eine vollständige Anordnung gezeigt, in der der in F i g. 2 gezeigte Kreis verwendet wird. Das leitende streifen- bzw. bandförmige Material 30 bewegt sich über und in Berührung mit einer Steuerwalze 36, die eine Achse 38 besitzt, welche an einem Ende einen Schwenkpunkt 40 besitzt. Die Bewegungsrichtung des Materialstreifens wird dadurch geändert, daß die Steuerwalze 36 um den Schwenkpunkt 40 gedreht bzw. verschwenkt wird. Diese Bewegung wird mittels eines doppelt wirkenden hydraulischen Zylinders 42 bewirkt, der mittels mechanischer Glieder mit dem freien Ende der Achse 38 verbunden ist. Die Arbeitsweise der Steuerwalze 36 wird weiter unten im einzelnen erläutert. Sehr nahe an und parallel zu dem sich bewegenden leitenden Materialstreifen 30 sind symmetrisch zu der einzuhaltenden Mittellinie zwei im allgemeinen trapezförmige leitende Detektorplatten 32 und 34 angeordnet. Wie weiter oben erläutert, stellt jede der beiden Detektorplatten 32 und 34 eine Platte eines Kondensators dar, dessen andere Platte von dem leitenden Materialstreifen 30 gebildet wird, der über die maschinelle Einrichtung in geeigneter Weise geerdet ist.

Die elektrischen Einrichtungen enthalten eine Wechselspannungsquelle 44, einen Hochfrequenztransformator 46, zwei magnetische Verstärker 48 und 50, eine Gleichspannungsquelle 52 und ein geeignetes hydraulisches System, das nach Maßgabe der Abweichung des Materialstreifens von der einzuhaltenden Bewegungslinie betätigt wird. Im einzelnen ist die Wechselspannungsquelle 44 ein 250-kHz-OsziIlator, der die erforderliche Erregung für die Primärwicklung 45 des Transfor-

mators 46 liefert. Der sekundärseitige Kreis ist mit dem Kreis in F i g. 2 identisch und dessen Teile tragen die gleichen Bezugszeichen, so daß nicht weiters darauf eingegangen werden muß. In den Kreis sind zwei Trimmkondensatoren 47 und 49 zusätzlich eingefügt worden und je einer der beiden Kondensatoren ist parallel zu demjenigen Kondensator, der von den Detektorplatten 32 bzw. 34 gebildet wird. Die Kapazität der Leiter zwischen X\ und Xi und den Detektorplatten 32 und 34 muß möglichst klein gehalten oder es muß auf andere Weise entsprechend Vorsorge getroffen werden. Mittels der Trimmkondensatoren 47 und 49 wird ein Anfangsbetriebspunkt auf der Resonanzkurve der F i g. 3 festgelegt, wenn der leitende Materialstreifen 30 nicht vorhanden ist. Die Einführung des Materialstreifens 30 verschiebt den Betriebspunkt in eine Lage in dem mittels der Linien B und C eingezeichneten Betriebsbereich, der, wie aus F i g. 3 ersichtlich, ein im wesentlichen linear verlaufender Kurvenabschnitt ist. Dadurch, daß man in diesem Bereich der Kurve arbeitet, wird die Steuerung bzw. Regulierung insofern vereinfacht, als das Ausgangssignal des Spannungsdifferenzdetektors eine angenähert lineare Funktion der Abweichung des Materialstreifens von der vorgegebenen Mittellinie ist.

Das Ausgangssignal des Spannungsdifferenzdetektors wird am Kondensator C3, und zwar an den Punkten A und B abgegriffen und in die in Reihe liegenden Steuerwicklungen 54 und 56 der magnetischen Verstärker 48 bzw. 50 eingespeist. Aus Gründen der Übersichtlichtkeit sind von den magnetischen Verstärkern 48 und 50 nur die Steuerwicklungen dargestellt, und die relative Polarität der Verbindung ist mit einem Plus-Zeichen bzw. mit einem Minus-Zeichen dargestellt. Die magnetischen Verstärker 48 und 50 sind bistabile Einheiten und befinden sich entweder im »Ein«- oder im »Aus«-Zustand. Die Steuerwicklungen 54 und 56 sind gegeneinander geschaltet, (wie durch die Polaritätssymbole angedeutet ist) so daß sich in irgendeinem Zeitpunkt immer nur einer der beiden magnetischen Verstärker in der »Ein«-Stellung befindet. Das hat zur Folge, daß immer nur ein magnetischer Verstärker, z. B. der Verstärker 48, für die Bewegung der Steuerwalze 36 in einer gegebenen Richtung verantwortlich ist, während der andere magnetische Verstärker, im Beispiel der magnetische Verstärker 50, für die Bewegung der Steuerwalze 36 in der anderen Richtung zuständig ist.

Eine Empfindlichkeitssteuerung bzw. ein Potentiometer 58, dessen Widerstand zur Begrenzung der Größe des zu den Steuerwicklungen fließenden Stroms verändert werden kann, ist mit dem Ausgang des Spannungsdifferenzdetektors in Reihe und in Gegenschaltung zu den Wicklungen 54 und 56 vorgesehen. Die Steuerwicklungen 54 und 56 sind miteinander, in Gegenschaltung verbunden, so daß die eine Steuerwicklung auf ein positives Signal und die andere Steuerwicklung auf ein negatives Signal anspricht.

Zum Schließen der Steuerschleife besitzt jeder der beiden magnetischen Verstärker 48 und 50 je eine von zwei weiteren gegeneinander geschalteten Steuerwicklungen 60 und 62, die mit einem Rückkoppelungs- bzw. Rückführungs-Eichungs-Steuerpotentiometer 64 in Reihe und an einer Gleichstrombrücke liegen, die von dem Potentiometer 66 für die Lage der Materialstreifensteuerwalze und von dem Rückkoppelungs- bzw. Rückführungs-Nullstellungs-Potentiometer 68 gebildet wird. Die Brücke wird mittels einer geeigneten Gleichstromquelle 52 gespeist. Das mit der Materialstreifensteuerwalze zusammenwirkende Potentiometer 66 ist an den Klemmen Z\ und Z2 an die Gleichstromquelle 52 angeschlossen. Das Rückkoppelungs- bzw. Rückführungs-Nullstellungs-Potentiometer 68 ist in gleicher Weise mit dem mit der Materialstreifenführungswalze zusammenwirkenden Potentionmeter 66 parallel geschaltet. Der Gleitkontakt des Potentiometers 66 für die Stellung der Steuerwalze steht mit dem beweglichen Ende der Achse 38 der Steuerwalze 36 in mechanischer Wirkverbindung. Die Gleitkontakte der Potentiometer 66 und 68 liegen in Reihe mit dem Rückkopplungs- bzw. Rückführungs-Eichungs-Steuerpotentiometer 64 sowie mit den Steuerwicklungen 60 und 62 der magnetischen Verstärker 48 und 50. Der Mittelabgriff des Potentiometers 68 ist so eingestellt, daß durch die Steuerwicklungen 60 und 62 kein Strom fließt (Nullstrom-Einstellung), wobei der Mittelabgriff des mit der Materialstreifensteuerwalze zusammenwirkenden Potentiometers 66 nach Maßgabe einer Mittellage bzw. Mittelstellung der Materialstreifensteuerwalze 36 eingestellt ist. Die Richtung eines in den Steuerwicklungen 60 und 62 fließenden, nicht abgeglichenen Stromes kennzeichnet somit die Bewegungsrichtung der Steuerwalze 36, und die Amplitude des Stromes kennzeichnet den Betrag, um den die Steuerwalze 36 bewegt worden ist. Die Phase dieses von der Steuerwalze 36 über das Potentiometer 66 für die Steuerwalzenstellung kommende Signal wird so eingestellt, daß dieses Signal dem Signal des Spannungsdifferenzdetektors entgegengerichtet ist und wird so geeicht, daß die Bewegung der Steuerwalze 36 gerade so groß ist, daß der Spurfehler berichtigt wird.

In den magnetischen Verstärkern 48 und 50 kann je eine dritte Steuerwicklung 70 zusammen mit einem vorbelasteten Empfindlichkeitssteuerungswiderstand 74 zu der Gleichspannungsquelle 52 verwendet werden, um für die magnetischen Verstärker einen Anfangs-Vorbelastungspunkt in der »Aus«-Richtung herzustellen, so daß sichergestellt ist, daß die magnetischen Verstärker 48 und 50 bei einem zusammengesetzten Nullsignal unter Berücksichtigung aller Steuerwicklungen in ihre »Aus«-Stellung gehen. Die Steuerwicklungen 70 und 72 können auch dazu dienen, einen unwirksamen Bereich einzustellen, der in bestimmten Fällen erwünscht sein kann. Die von den magnetischen Verstärkern benötigte Leistung wird aus einer Wechselstromquelle von 115 V entnommen. Die besonderen in dieser Ausführungsform der Erfindung benutzten magnetischen Verstärker besitzen einen mittels Halbleiter gesteuerten Gleichrichterausgang mit einer Leistung, die dazu ausreicht, die Magnetspulen eines unter Federwirkung stehenden hydraulischen Vierwegeventils 76 mit geschlossenem Mittelpunkt zu erregen. Das Ventil 76 läßt öl aus der Zuführungsleitung 78 in eine von zwei zu dem hydraulischen Zylinder 42 führenden Leitungen, und zwar entweder in die Leitung 80 oder in die Leitung 82 einströmen, während das öl in der anderen zu dem hydraulischen Zylinder führenden Leitung über das

Ventil 76 in die ölrückführungsleitung 84 zurückströmt. Wenn keiner der beiden magnetischen Verstärker sich in seiner »Ein«-Stellung befindet, sind alle Ölleitungen geschlossen und der hydraulische Zylinder 42 ist deshalb in seiner Stellung verriegelt. Der hydraulische Zylinder 42 ermöglicht die Steuerbewegung der Steuerwalze 36 um den Schwenkpunkt 40. Somit ergibt sich, daß mit dem vorstehend erläuterten System in einer sehr kleinen Zeitspanne die Abweichung des Materialstrei-

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fens 30 festgestellt und die Richtung des Streifens 30 in der richtigen Richtung gesteuert bzw. geregelt werden kann.

Wenn das System zum ersten Mal eingestellt wird, werden die Detektorplatten 32 und 34 zunächst von Hand auf die Mittellinie der Einrichtung ausgerichtet. Zur Feineinstellung werden die einzelnen Bauteile des Kreises entsprechend eingestellt, wobei sich der Abgriff des Steuerwalzenstellungs-Rückkopplungs- bzw. Rückführungs-Potentiometers in seiner Mittelstellung befindet.

Zur Erleichterung der Erstjustierung, der Wartung oder der Störungsbeseitigung kann ein zweipoliger Schalter 61 (wie in F i g. 4 gezeigt) zum öffnen der sich in »Aus«-Stellung befindenden Steuerwicklung und der Gegenkopplungs-Wicklungskreise vorgesehen sein, um auf diese Weise den primären Detektorkreis schnell überprüfen und einstellen zu können.

Selbstverständlich kann die besondere Kantenfühlbzw, -abtasteinrichtung entweder nur an einer oder auch an beiden Begrenzungskanten vorgesehen sein und in jedem Fall als kapazitives Element in irgendeinem elektrischen Kreis angeordnet werden, der als Charakteristik ein Ausgangssignal hat, welches der Kapazität der überdeckenden Fläche der Detektorplatte bzw. der Detektorplatten der Kantenfühl- bzw. -abtasteinrichtung proportional ist.

In F i g. 5 ist eine Reihe von verschieden ausgebildeten bzw. geformten Kantenabtast- bzw. -fühleinrichtungen gezeigt, die als Detektorplatten 32 und 34 angewendet werden können, je nach Abhängigkeit von verschiedenen Faktoren, wie z. B. unregelmäßige Kanten, ungleichartiger Bewegung des leitenden Materialstreifens bzw. -bandes oder dieelektrische Eigenschaften des Materials. Die Detektorplatten 86 z. B. sind im wesentlichen rechteckig ausgebildet und werden im allgemeinen symmetrisch zu der Bewegungsmittellinie sowie im Abstand von und parallel zu dem leitenden Materialstreifen angeordnet Zur Erzielung einer hohen Empfindlichkeit bei breitem Material kann die Form der Platten geändert werden, und es können z. B. Detektorplatten 88 verwendet werden, die im allgemeinen trapezförmig sind. Die trapezförmige Ausbildung der Platten bewirkt eine wesentlich größere Kapazitätserhöhung bei einer gegebenen Einheit einer seitlichen Bewegung des leitenden Materialstreifens 30. Diese Kapazitätserhöhung tritt bei der Detektorplatte 88 in Richtung der seitlichen Bewegung auf. Folglich ist auch das Ungleichgewicht größer, so daß die Empfindlichkeit größer ist.

In vielen Fällen kann der leitende Materialstreifen 30 wellenförmig verlaufende Kanten besitzen, so daß sich die Entfernung zwischen der Detektorplatte und dem leitenden Materialstreifen 30 ständig ändert. Um die

ίο ständigen Änderungen der Kapazität auszugleichen bzw. aufzuheben, können Platten verwendet werden, die so geformt sind wie die Detektorplatten 90, welche im allgemeinen U-förmig ausgebildet sind. Bei diesen Platten ist ein Schenkel des U parallel zu und unterhalb des leitenden Materialstreifens 30 und der andere Schenkel des U parallel zu und oberhalb des leitenden Materialstreifens 30 angeordnet. Das hat zur Folge, daß sich die Kapazität zwischen dem Materialstreifen 30 an dem oberen U-Schenkel umgekehrt und gegenläufig zu der Kapazität zwischen dem leitenden Materialstreifen

30 und dem unteren Schenkel ändert. Im Endergebnis werden die Änderungen der Kapazität ausgeglichen und man erhält einen Durchschnittswert.

Insofern als die Kapazität des Kondensators auch der relativen Dielektrizitätskonstante des zwischen den Platten befindlichen Mediums direkt proportional ist, kann die Erfindung auch als Kantenfühl- bzw. -Abtasteinrichtung für dielektrische Materialien verwendet werden. Eine für diesen Zweck geeignete Ausführungsform der Erfindung ist in F i g. 5 dargestellt Bei dieser Ausführungsform passiert das dielektrische Material 92 eine gemeinsame leitende Platte 94 und zwei Kantenfühl- bzw. -Abtast-Detektorplatten 96 und 98. In diesem Ausführungsbeispiel ist die Platte 94 ein Bestandteil des weiter oben beschriebenen Kreises. Bewegt sich nun das streifen- bzw. bandförmige dielektrische Material 92 in seitlicher Richtung zwischen den Platten, dann erhöht sich die Kapazität auf der einen Platte und erniedrigt sich auf der anderen Platte nach Maßgabe der Bewegungsrichtung. Dieses Differenzsignal ergibt das gewünschte Ausgangssignal zur Steuerung der geeigneten elektrischen Schaltung, welche die notwendige Korrektursteuerwirkung für den Materialstreifen erzeugt

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Abtasten der Lage der Seitenkante eines sich bewegenden Materialbandes in bezug auf einen gegebenen Bezugspunkt oder eine gegebene Bezugslinie, mit einem leitenden Detektorglied, das einen Abschnitt besitzt, welcher parallel zur Bewegungsebene des Materialbandes in Abstand von diesem und benachbart zu dessen einer Kante angeordnet ist, wobei ein Bereich des Abschnitts das Materialband kontinuierlich überlappt und das Detektorglied mit dem Band einen Teil eines Kondensators bildet, welcher mit einer Abtastschaltung verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Kapazität des mittels eines Detektorglieds (32, 34, 86, 88, 90, 94, 96, 98) gebildeten Kondensators dem überlappenden Bereich proportional ist, daß das Detektorglied mit einem elektrischen Stromkreis verbunden ist und mit diesem einen Schwingkreis (24, 26) bildet, und daß ein Signalausgang (Cz, A, B) vorgesehen ist, durch den von dem Schwingkreis (24, 26) ein Signal abnehmbar ist, das die Abweichung des sich bewegenden Bandes (30 bzw. 92) vom gegebenen Bezugspunkt oder der gegebenen Bezugslinie anzeigt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Schaltungsglieder (44, 46, 48, 50, 52) vorgesehen sind, die auf das Ausgangssignal eines Stromkreises (26, 45, 46) ansprechen, der einen die gewünschte Stellung des Bandes (30) kennzeichnenden Abgleichspunkt besitzt, und Steuerorgane (42, 78,80,82, 84) betätigen, und daß Schaltungseinrichtungen (60, 62, 68) mit dem Stromkreis (26, 45, 46) verbunden sind und bei Betrieb der Steuerorgane (42, 78, 80, 82, 84) mit einer Vorspannung versehen werden, die den Stromkreis (26, 45, 46) auf den Abgleichspunkt zurückführt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, zum Abtasten eines sich entlang einer vorgegebenen Bahnmittellinie bewegenden Bandes und zur Aufrechterhaltung dieser Bandbahn, dadurch gekennzeichnet, daß ein abgestimmter erster Stromkreis (22, 20, 18, 24) und ein abgestimmter zweiter Stromkreis (22, 20, 18, 26) vorgesehen sind, die zusammen mit dem sich bewegenden Band (30,92) je ein veränderliches kapazitives Schaltungselement (Q, C₂) besitzen, das die Ausgangsspannung des zugehörigen Stromkreises entlang dessen Betriebskennlinie verschiebt, daß der erste und der zweite Stromkreis (22, 20, 18, 24 und 22, 20, 18, 26) mit je einer leitenden Detektorplatte (32, 34, 96, 98) verbunden ist, von denen die eine an der einen, und die andere an der anderen Seite der Mittellinie liegt, daß elektrische Verbindungsorgane (X\, X₂ und Y\, Y₂) die Ausgangsleitungen des ersten bzw. des zweiten abgestimmten Stromkreises in Gegeneinanderschaltung verbinden, daß Schaltungselemente (Di, R\ und D2, R₂, C3) vorgesehen sind, die ein Differentialsignal liefern, welches die Größe und die Richtung eines Ungleichgewichts darstellt, und daß Schaltglieder (48, 50) vorgesehen sind, die auf die Richtung und die Größe des Differentialsignals ansprechen.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3 zum Abtasten eines sich entlang einer vorgegebenen Bahnmittellinie bewegenden Bandes aus leitfähigem Material, dadurch gekennzeichnet, daß je eine leitende

Detektorplatte (32, 34) zusammen mit dem sich bewegenden leitfähigen Band (30) je ein veränderliches kapazitives Schaltungselement (Q, C₂) bilden.

5. Vorrichtung nach Anspruch 3 zum Abtasten eines sich entlang einer vorgegebenen Mittellinie bewegenden Materialbandes, das dielektrische Eigenschaften besitzt, dadurch gekennzeichnet, daß zwei leitfähige Detektorplatten (96,98) parallel und in Abstand voneinander so angeordnet sind, daß das Materialband (92) mindestens zwischen einer der Detektorplatten (96, 98) und der Platte (94) hindurchläuft, und daß die Detektorplatten (96, 98) mit der Platte (94) einen Kondensator bilden.

6. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltungselemente (Di, R\ und D₂, R₂, C3) Dioden (D\ und D₂) enthalten, die ein gleichgerichtetes Differentialsignal erzeugen, das die Ungleichheit zwischen den Ausgangssignalen des ersten und des zweiten abgestimmten Stromkreises (22, 20,18, 24 und 22, 20, 18, 26) angibt, daß die beiden Schaltglieder (48,50) abwechselnd je nach der Polarität des Differentialsignals ansprechen und über ein hydraulisches Ventil (76) eine Steuerwalze (36) betätigen.