DE1652474A1 - Verfahren und Anordnung zum Konstanthalten der Dicke des Auftrages auf laufende Bahnen bei Beschichtungsvorrichtungen mit Walzenauftrag - Google Patents

Description

WINDMÖLLER & HöüSCHER lengerich,i.W,, den 26. -Juli 1967

M/TB 1619 Müller/Ib

Verfahren und Anordnung zum Konstanthalten der Dicke des Auf-, träges auf laufende Bahnen bei Beschichtungsvorrichtungen mit Walzenauftrag

Die vorliegende Erfindung richtet sich auf ein Verfahren und auf eine Anordnung zum Konstanthalten der Dicke des Auftrages auf laufende Bahnen bei Beschichtungsvorrichtungen mit Walzenauftrag, wobei zu dem als Führungsantrieb arbeitenden Bahnantrieb der als Folgeantrieb arbeitende Walzenantrieb in einem vorgegebenen Drehzahlverhältnis geführt wird»

Mit derartigen Beschichtungsvorrichtungen werden in der Regel Papierbahnen, gegebenenfalls auch Folienbahnen, mit Schmelzen aus Bitumen, Bitumen-Kunststoffgemischen, Wachsen, Wachs-Kunststoff gemischen oder dgl. beschichtet. Diese beschichteten Papiere oder Folien werden als Sperrschichten für die verschiedensten. Zwecke eingesetzt. Wegen der gestiegenen Ansprüche ist bei dem Beschichtungsvorgang für eine exakt gleichbleibende Auftragsdicke zur Gewährleistung einer gleichmäßigen Wasserdampfdichte zu sorgen. Diese Forderungen erfüllen die bekannten Beschichtungsvorrichtungen nicht in ausreichendem Maße.

Es ist bekannt, den Bahnantrieb mit dem Auftragswalzenantrieb mechanisch oder elektrisch zu koppeln, so daß dieser in Abhängigkeit vom Bahnantrieb als Hauptantrieb geführt wird. Dieses starre Antriebsverhältnis gewährleistet aber nur für einen gewissen Bereich der Arbeitsgeschwindigkeit eine genügend gleichmäßige Auftragsdicke. ·

Nach der Erfindung kann die Auftragsdicke dadurch konstant gehalten werden, daß die Feinregelung durch Verändern der Auftragsmenge erfolgt. Dadurch wird erreicht, daß beim Anfahren und Anhalten der Vorrichtung wegen der bekannten Ausbildung . *in Abhängigkeit von der gemessenen Auftragsdicke

009887/0333

des Walzenantriebes als Folgeantrieb des Bahnantriebes eine schnelle Grobanpassung an die Solldicke stattfindet, so daß die Feinregelung in der erfindungsgemäßen Weise nur in einem kleinen Bereich, bezogen auf die Gesamtdicke, zu erfolgen braucht und deshalb eine sehr schnelle Feinanpassung an die Solldicke garantiert ist.

Unter "Auftragsdicke" im Sinne der Erfindung ist fur den allgemeinsten Fall auch nur die Dicke der aufgetragenen Schicht zu verstehen, obwohl in die vorgenommene Messung die Dicke der Trägerbahn mit eingeht. Im allgemeinen sind deren Dickenschwankungen im Vergleich zur Auftragsdicke vernachlässigbar und ihre Dicke als konstant anzusehen, so dajß dieser Dickenwert der Trägerbahn für die Messung der Auftragsdicke als Nullwert vorgegeben werden kann.

Gemäß einer Durchführungsform des Verfahrens wird die Auftragsdicke durch Verändern der Spaltbreite zwischen Auftragswalze und Bahn konstant gehalten.

Fach einer alternativen Durchführungsform wird die Auftragsdicke durch Verändern der Drehzahl der Auftragswalze konstant gehalten, d. h., das vorgegebene Drehzahlverhältnia zwischen Bahnantrieb und Walzenantrieb wird korrigiert. Die Dicke der beschichteten Bahn wird vorzugsweise so kurz wie möglich hinter der Auftragsstelle gemessen.

Für besonders hohe Ansprüche, z. B. bei Trägerbahnen, deren Dickenschwankungen so stark sind, daß sie die gemessene Dicke der beschichteten Bahn im Verhältnis zur Dicke des Auftrags wesentlich verfälschen, wird gemäß der Erfindung vorzugsweise vorgeschlagen, die Dicke der unbeschichteten Bahn laufend zu messen und diesen Meßwert vom Meßwert bezüglich der Gesamtdicke der beschichteten Bahn zu subtrahieren und den sich ergebenden Differenzwert als Hegelgröße zu verwenden.

Bei besonders breiten Bahnen wird die Auftragsdicke vorzugsweise an mehreren Stellen der Bahnbreite gemessen und die mittlere

- 3 009887/0333

BAD ORIGINAL

Schichtdicke ermittelt.

Pur höchste Ansprache an die Auftragsdickengenauigkeit wäre es auch denkbar, mindestens an zwei, etwa in den Randdritteln gelegenen Stellen die Auftragsdicke zu ermitteln und die Auftragswalze in Abhängigkeit von den gemessenen Werten derart zu verstellen, dai erforderlichenfalls ein konischer Spalt entsteht, so daü über die Bahnbreite eine gleiche oder wenigstens annähernd gleiche Auftragsdicke gewährleistet ist.

Fur das Verfahren läßt sich gemäß der Erfindung sowohl eine Proportional- als auch eine Integralregelung anwenden. Als besonders vorteilhaft hat sich die Anwendung einer Proportional-Integral-Regelung.erwiesen.

Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens bieten sich raenrere vorteilhafte Anordnungen an, bei denen in. an sich bekannter ".V'eise fur den Folgeantrieb-eine vom Pwihrungsantrieb vorgegebene Hilfsgleichspannung an einem Potentiometer abgreifbar ist. Eine lieser Anordnungen zeichnet sich dadurch aus, daß in der Bahnfuhrung hinter der Auftragswalze ein Dickenmeisgerät angeordnet ist, das über einen Wandler mit dem Antrieb einer Verstelleinrichtung für die Auftragswalze -gekoppelt ist. Als Dickenmessgerät findet vorzugsweise ein, berührungsfreies Meßgerät,, beispielweise ein radioaktiver Strahler, Anwendung. Über den Wandler wird der Meßwert mit dem Sollwert verglichen und bei entsprechender Abweichung davon wird der Antrieb der Verstelleinrichtung fur die Auftragswalze, gegebenenfalls unter Zwischenschaltung eines Verstärkers und Impulsgebers, betätigt. Diese Verstelleinrichtung kann beispielsweise als Schlittenführung für die gesamte Auftragestation ausgebildet sein oder die Lagerungen der Auftragswalze sind verschiebbar oder schwenkbar ausgebildete Als Äquivalent kann auch die G-egenwalse verstellbar ssluo Ba die Verstelleinrichtung nur ganz geringe Änderungen der Spaltbreite zu bewirken hat, ist es zum Erzielen eia©r hohen Genauigkeit zweckmäßig, ein geeignetes übersetzungsverhältnis zu wählen.

009 887/033 3

ORIGINAL

Bei einer alternativen Ausführung der Anordnung ist in der Bahnführung hinter der Auftragswalze ein Dickenmeßgerät angeordnet, das über einen Wandler mit der Folgeregelungsschaltung gekoppelt ist. Dadurch wird das vorgegebene Drehzahlverhältnis zwischen FuhrungsantrJeb und Folgeantrieb verändert, so daß die Auftragsdicke durch Änderung der Auftragsmenge über die Drehzahl der Auftragswalze konstant gehalten wird.

Für die Beschichtung von Bahnen, deren Dicke stark schwankt und nicht als ausreichend konstant vorausgesetzt werden kann und wobei das Verhältnis von Bahndicke und Auftragsdicke ungünstig liegt, sind beide Anordnungen in vorteilhafter Weise durch ein zweites, in der Bahnführung vor der Auftragswalze angeordnetes Dickenmeßgerät ergänzt, mit dem die Dicke der unbeschichteten Bahn gemessen wird und das ebenfalls mit dem Wandler verbunden ist. In diesem wird der Meßwert der Dicke der unbeschichteten Bahn von derjenigen der beschichteten Bahn subtrahiert, so daß für den Regelvorgeng die wirkliche Auftragsdicke vorgegeben 'ist.

Es versteht sich, daß die verwendeten Dickenmeßgeräte für sehr exakte Messungen auf die Dichte des Bahnmaterials bzw. die dichte des Beschichtungsmaterials nicht ansprechen dürfen» da diese über die Zeit kaum dauernd konstant zu halten sind*

Bei sehr breiten Bahnen sind vorzugsweise mehrere Dickenmeßgeräte über die Bahnbreite angeordnet, deren Meßwerte summiert werden. Der Mittelwert dient dann fur den Regelvorgang.. Bei ,,. der Anordnung, bei der die Auftragswalze mit einer Verstelleinrichtung zum Verändern der Spaltbreite ausgestattet ist, ist die Auftragswalze vorzugsweise schräg zur Gegenwalze einstellbar, so daß ein konischer oder keilförmiger Spalt entsteht» Auf diese Weise können z. B. durch unterschiedliche. Viskositäten des Beschichtungsmaterials über die länge .des Vorratsbehälters bedingte Auftragsmengenschwankungen ausgeglichen werden.

Für die Anordnungen eignen sich für die eigentliche Regelung sowohl eine Proportional- als auch eine Integral-Regelschaltung

009887/0333 - 5 -

sowie auch eine .froportional-Integral-Regelsehaltung,

Anhand einer Zeichnung sei nun Verfahren und Anordnungen an einer Besehiehtungsmaschine in zwei Ausführungsbeispielen schematisch erläutert und zwar zeigen;

I¹Ig* 1 eine Anordnung mit Verstelleinrichtung für die Auftragswalze,

Fig. 2 eine Anordnung mit Eingriff in die Folgeregelungssehaltung und ·

Fig. 3 eine Proportional-Integral-tLegelschaltung.

In Fig. 1 läuft von der Rolle 1 die Bahn I über die Führungswalze t> unter dem Zug der Bahnvorzugseinrichtung 4 ab, die von dem Hauptantrieb 5 betätigt wird. Das Dickenmeßgerät 6 mißt die Dicke der unbesehiehteten Bahn 2, die dann über eine weitere Führungswalze 3 gleitet, bevor sie die G-egenwalze 7 umschlingt, wo sie von der Auftragswalze 8 einseitig beschichtet wird. Diese taucht in das in der Vorratswanne 9 befindliche flüssige Beschiahtun. smaterial Tu ein und wird von dem Walzenantrieb 11 angetrieben, der als Folgeantrieb über die schematisch angedeutete Regelschaltung 12 in einem bestimmten Drehzahlverhältnis in Abhängigkeit von dem als Führungsantrieb ausgebildeten Hauptantrieb 5 geführt wird. Fach dem Beschichten läuft die Bahn über weitere Führungswalzen 3 und passiert dabei ein weiteres Dickenmeßgerät 13, welches die Gesamtdicke der beschichteten Bahn 2 mißt, die schließlich in der Aufwickelstation 14 aufgerollt wird. Die beiden gemessenen Werte werden in den Wandler 15 eingespeist, der über dem Verstärker 16 den mit dem Ritzel 17 versehenen Antrieb 18 der als Schlittenführung ausgebildeten und die Zahnstange 19 aufweisenden Verstelleinrichtung 20/cTie gesamte Auftragestation 21, entsprechend den empfangenen Impulsen betätigt.

In FIg, 2 läuft von der Rolle 22 die Bahn 23 über die Führungs-■ walze 24 in die vom Hauptantrieb 25 angetriebene Bahnvorzugseinrichtung 2$, Ihre Dicke wird mit dem Dickenmeßgerät 27 ge-

009887/0333 -⁶ -

*^: ' ©AD ORIGINAL

messen bevor sie über die (regenwalze 28 läuft, wo sie von der Auftragswalze 29 beschichtet wird, die in das in der Vorratswanne 30 befindliche Beschichtungsmaterial 31 eintaucht. Die Auftragswalze 29 wird von dem Antrieb 32 betätigt. Bevor die beschichtete -&ahn 23 in der Aufwickelstation 33 aufgerollt wird, wird ihre Gesamtdicke mit dem Dickenmeßgerät 34 gemessen, und zwar möglichst kurz hinter der Auftragswalze 29» um die Hegelstrecke klein zu halten. Im Wandler 35 wird der Meßwert der Dicke der unbeschichteten Bahn von demjenigen der Dicke der beschichteten Bahn subtrahiert und der ermittelte Schichtdickenwert umgewandelt und über einen Verstärker 36 in die Polgeregelschaltung 37 eingereist, wodurch das vorgegebene Drehzahlverhäüfcnis zwischen dem Hauptantrieb 25 als Führungsantrieb und dem Walzenantrieb 32 als Folgeantrieb korrigiert wird, um die Auftragsdicke konstant zu halten.

Die Anordnungen gemäß den Figuren 1 und 2 sind an der einfachsten Beschichtungsmaschine erläutert worden, wobei auch deren Ausführung nur soweit dargestellt und erläutert worden ist, wie zum Verständnis der Erfindung erforderlich ist. Die Erfindung läßt sich sinngemäß auf alle an sich bekannten Beschichtungsmaschinen, die mit Walzenauftrag arbeiten, anwenden.

In Fig. 3 ist eine Proportional-Integral-ßegelschaltung dargestellt. Dabei gibt der obere ^i-eil der Figur die Proportionalschaltung wieder, während der untere Teil aus der Integralschaltung besteht.

Beim Proportionalanteil gelangen die gemessenen Dickenwerte der unbeschichteten bzw. beschichteten Bahn von den Dickenmeßgeräten 38 und 39 in den Wandler 40, der die wirkliche Auftragsdicke ermittelt und diesen Wert in eine Gleichspannung wandelt. Dieser wird in das Potentiometer 41 eingespeist. Das Potentiometer 41 a ist an die Vergleichsspannungsquelle 42 angelegt, über den Schalter 43 wird die Regelspannung je nach ihrem Vorzeichen entweder dem Magnetverstärker 44 oder dem Magnetverstärker 45 zugeführt. Über die Gleichrichter 46 bzw.

009887/0 333

wird die Proportional-Regelspannung dem als Magnetverstärker ausgebildeten Leistungsverstärker 48 zugeführt und dadurch die Drehzahl des Walzenantriebsmotors 49 "beeinflußt. Mit 50 ist ein weiterer Gleichrichter bezeichnet.

Beim Integralanteil wird die der Auftragsdicke entsprechende Gleichspannung in derselben Weise ermittelt. Der Sehalter 51 führt den Integralanteil der flegelspannung zu der Kippstufe Sie besteht beispielsweise aus zwei gegensinnig gepolten Relais, einer Transistor- oder Thyratronkippstufe oder einer Röhrengegentaktstufe. Über die Kontakte der Kippstufe 53 wird die Integral-^gelspannung dem Servomotor 54 zugeführt, der die am Potentiometer bb abgegriffene Spannung gemäß der gemessenen Dicke korrigiert. Diese vom Potentiometer 55 abgegriffene Spannung (J wird dem Leistungsverstärker 48 zugeführt. Als Spannung dient die Führungsspannung vom Hauptantrieb bei gesteuertem Antrieb oder die Differenzspannung zwischen der Tachöspännung des Pührungsantriebes und des Folgeantriebes oder die Differenzspannung zwischen der Ankerspannung des Hauptantriebes und der Tachospannung des Polgeantriebes. Pur die Verhältniseinsteliung der Drehzahlen zwischen Führungs- und Polgeantrieb ist der Drucktaster 5&Adas Handrad 5? vorgesehen.

-8-0 0 9 8 8 7/0333 · BAD ORIGINAL

Claims (1)

1. ■.-■.- 8 -

   Patentansprüche

   1". Verfahren zum Konstanthalten der Dicke des Auftrages auf laufende Bahnen bei Beschichtungsvorrichtungen mit Walzenauftrag, wobei zu dem als Führungsantrieb arbeitenden Bahnantrieb der als Folgeantrieb arbeitende Walzenantrieb in einem vorgegebenen Drehzahlverhältnis geführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Feinregelung durch Verändern der Auftragsmenge in Abhängigkeit von der gemessenen Auftragsdicke erfolgt.

   2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Auftragsdicke durch Verändern der Spaltbreite zwischen Auftragswalze und Bahn konstant gehalten wird.

   ■$.- Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Auftragsdicke durch Verändern der Drehzahl der Auftragswalze konstant gehalten wird.

   4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Di-oke der beschichteten Bahn kurz hinter der Auftragsstelle gemessen wird.

   5. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke der unbeschichteten Bahn laufend gemessen wird und dieser MeBwertrwztiglich der Gesamtdicke der beschichteten Bahn subtrahiert wird.

   6. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dai* die Dicke des Auftrages über die Breite der Bahn an mehreren Stellen gemessen wird und die mittlere Schichtdicke ermittelt wird.

   7· Verfahren nach den Ansprüchen T bis b, dadurch gekennzeichnet, daß die Auftragsdiclce an mindestens zwei Stellen der Bahnbreite gemessen und die Spaltbreite zwischen Auftragswalze und Bahn erforderlichiralls konisch eingestellt wird.

   009887/0333 . BAD ORIGiNAL

   8. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß eine Proportional-Regelung angewendet wird.

   9. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß eine Integral-Regelung angewendet wird.

   10. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 6, gekennzeichnet durch die Anwendung einer Proportional-Integral-Regelung.

   Anordnung zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 und 2, wobei für den Folgeantrieb eine vom Führungsantrieb vorgegebene H*33flB Gleichspannung an einem Potentiometer abgreifbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß in der Bahnführung _Λ hinter der Auftragswalze (8) ein Dickenmeßgerät (.13) angeord- " net ist, das über einen Wandler (15) mit dem Antrieb (18) einer Verstelleinrichtung (20)für die Auftragswalze (8) gekoppelt ist. .

   12. Anordnung zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 und 3, wobei für den Folgeantrieb eine vom Führungsantrieb vorgegebene MiiX8Gleichs;-'¥>nnung art einem Potentiometer abgreifbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß in der Bahnführung hinter der Auftragswalze (29) ein Dickenmeßgerät (34) angeordnet ist, das über einen Wandler (35) mit der Folgeregelungsschaltung (37) gekoppelt ist.

   13· Anordnung nach den Ansprüchen 11 und 12, dadurch gekennzeichnet, daß in der Bahnführüng vor der Auftragswalze (8, 29) ein zweites Dickenmeßgerät (6, 27) angeordnet ist, das mit dem Wandler (15, 35) verbunden ist.

   14. Anordnung nach den Ansprüchen 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Dickenmeßgeräte (6, 35 bzw. 13, 34) über die Breite der Bahn (2, 23) angeordnet sind.

   15. Anordnung nach den Ansprüchen TI, 12 und 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Auftragswalze (8, 29) schräg zur Gegenwalze (7, 28) einstellbar ist.

   - 10 009887/0333

   - ΊΟ -

   1b. Anordnung nach den Ansprüchen Ί1 bis Ib gekennzeichnet durch eine Proportionalregelschaltung.

   17. Anordnung nach den Ansprüchen i1 bis 15 gekennzeichnet durch eine Integralregelschaltung.

   lö. Anordnung nach den Ansprüchen Ί1 bis ι ί?-gekennzeichnet durch eine Proportional-Integral-Regelschaltung.

   009887/0333 BAD ORIGINAL

   Leers e i t e