-
Die Erfindung betrifft eine einordnung zum Aufwickeln von Bahnen,
die aus siner bahnenverarbeitender oder - bearbeitenden Einrichtung kommen, mit
einer vorgegebenen Bahnspannung unter Verwendung einer Tänzerwalze.
-
Es ist allgemein bekannt, mit Hilfe einer Tänzerwalze Geschwindigkeitsdifferenzen,
die zwischen dem Einlauf in die Tänzerwazergchleife und dem Auslauf aus dieser auftreten
und die eine Bewegung der Tänzerwalze innerhalb der Schlei -ie bewirken, in Abrollungen
zu messen. Die Bewegung der Tänzerwalze bewirkt über eine Regeleinrichtung eine
Ändezung der Geschwindigkeitsverhältnisse zwiscen dem Einlauf und dem auslauf im
Sinne einer gleichung der Geachwindigketten. Die Bahnspannung wird durch die Masse
der Tänzerwalze beziehungsweise durch die Belastung der Bahnschleife durch die Tänzerwalze
bestimmt.
-
Regelungstechnisch ist es äußerst schwierig und aufwendig, am Einlauf
auftretende Geschwindigkeitsschwankungen mit geringen Bahnspannungsschwankungen
bis zum Rollenantrieb beziehungsweise bis zur Rolle selbst auszuresgeln. Die Tänzerwalze
zeigt regelungstechnisch ein Integralverhalten, die Rolle zeigt ein Proportionalverhalten
mit einer so großen Verzögerung, daß sie praktisch ebenfalls zu eine Intergralglied
wird. Die Schaltung zweier Integralglieder in Reihe führt zu einem unbeherrschbar
instabilen Verhalten des Regelkreises, daher ist eine Regelung in dieser einfachen
Form nicht möglich.
-
Ein stabiles Regelverhalten und eine definierte Bahnspannung wird
erreicht, wenn die Tänzerwalze masselos gemacht und die Bewegungsgeschwindigkeit
der Tänzerwalze gemessen wird. In diesem Falle nimmt die Tänzerwalze ein proportionalintegrales
Regelverhalten an, ebenso wenn beispielsweise
mittels zweier Tachogeneratoren
die Geschwindigkeit der Bahn vor dem Einlauf und hinter dem bualauf gemessen und
das so gewonnene proportionale Hilfssignal in den Regelkreis eingespeist wird. Die
Bahnspannung wird in diesem Fall durch eine beispielsweise pneumatische Belastung
der Tänzerwalze erreicht.
-
Nachteilig ist bei diesen Anordnungen, daß Einrichtungen zur elektrischen
oder pneumatischen Messung vorgesehen werden müssen und daß weiter ein Leistungsverstärker
und ein Transmitter für den Antrieb erforderlich sind. Trotz des hohen Lufwendes
ist der Regelbereich kleiner als erwünscht ist.
-
Mit der Erfindung wird bezweckt, die geschilderten Nachteile zu beseitigen
und den erforderlichen aufwand zu verringern.
-
Durch die Erfindung muß die Aufgabe gelöst werden, der Tänzerwalze
mit geringstem Aufwand ein proportionales Regelverhalten zu erteilen und dabei die
Masse der Tanzerwalze als Vergleichswert für die Bahnspannung beizubehalten.
-
Diese Rufgabe wird in einer Anordnung zum aufwickeln von Bahnen mit
vorgegebener Bahnspannung, die durch die Belang der Bahn mit einer Tänzerwalze erzeugt
wird, die in einer von der Bahn gebildeten k3chleife bewegber angeordnet ist und
deren Bewegung zur Begelung der Aufwickelgeschwindigkeit aus genutzt wird, erfindungsgemäß
dadurch gelöst, daß eine Einzugswalze vor der mit der Tänzerwalze belasteten Schleife
der Bahn angeordnet ist, die asynchron zur durch ein Luftabquetschwalz ermittelten
Umfangsgeschwindigkeit der Rolle antreibbar ist0
Eine besonders
vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung, die die Anordnung weiter erheblich vereinfacht,
ist dadurch möglich, daß die Babn um die Luftabquetschwalze an deren der Rolle gegenüberliegenden
beize derart geführt ist, daß diese die Funktion der Einzugswalze mit übernimmt.
-
selbst für sogenannte Tragiwalzenaufrollungen läßt sich die Erfindung
mit besonderem Vorteil dadurch nutzen, daß die Einzugswalze und die Luftabquetschwalze
als Tragwalzen für die Rolle dienen.
-
Anhand der Zeichnungen werden drei usNhrungsbeispiele der Erfindung
näher erläutert. Es zeigen schematisch Fig. 1 eine Aufwickelanordnung mit Einzugswalze
und LuStabquetschwalze sowie einem Antrieb für den Rollenkern Fig. 2 eine Aufwickelanordnung
ohne Einzugswalze, Fig. 3 eine Tragwalzen-Aufwickelanordnung.
-
Eine Bahn 1 wird durch ein Druckwerk 2, über eine Umlenkrolle 3, eine
Einzugswalze 4, unter einer Tänzerwalze 5 hindurch über eine weitere Umlenkrolle
6 hinweg auf eine Rolle 9 geführt und auf diese aufgewickelt. Eine Luftabquetschwalze
8 drückt die Bahn fest gegen die Rolle 9, so daß eine feste Wicklung ohne Lufteinschlüsse
entsteht, wird vom Umfang der Rolle 9 angetrieben und treibt selbst einen Tachogenerator
10 an.
-
Die Üpannung des Tachogeneratore 10 wird in einem Verstärker 11 verstärkt,
der einen Antriebsmotor 12 speist der wiederum die Einzugswalze 4 proportional zur
Umfangsgeschwindigkeit der Rolle le 9 antreibt. Die Rolle 9 wird kernangetrieben
durch den Antriebsmotor 13, dessen eine Feldwicklung 14 über ein von der
Tänzerwalze
5 beeinflußten Stellglied 15, beispielsweise einen Regelwiderstand, an Spannung
gelegt ist und dessen zweite Peldwicklung 17 von einem Verstärker 16 gespeist wird,
dem ein vorn Lqerdruck der Umlenkrolle 3 ebhängigel Eingangssignal zugeführt wird.
-
Die regelungstechnische Wirkungsweise dieser Anordnung ist folgende
: Die Bahnspannung ist durch die Masse der in der Schleife 7 hängenden Tänzerwalze
5 gegeben, sie sei mit qt bezeichnet. Die Geschwindigkeiten, mit der die Bahn 1
einmal durch die Einzugswalze 4 und zum anderen durch die Rolle 9 beziehungsweise
die Luftabquetschwalze 8 gefördert wird1 stimmen völlig miteinander und mit der
Fördergeschwindigkeit der Bahn 1 durch das Druckwerk 2 überein. Die Spannung der
Bahn 1 und damit auch ihre Dehnung zwischen dem Druckwerk 2 und der Einzugswalze
4, nachfolgend mit qd bezeichnet, entsprechen qt, der Verstärker 16 erhält ein bestimmtes,
vom bahnspannungsabhängigen Lagerdruck der Umlenkt rolle 3 abhängiges Eingangssignal.
Die Tänzerwalze 5 gibt über das Stellglied 15 eine bestimmte Spannung an das Feld
14 des Antriebsmotors 13. Das Regelsystem der Aufwickelanordnung befindet sich im
Gleichgewicht.
-
Es seien zwei wesentliche Störungen des Bahnspannungsgleichgewichtes
betrachtet. Der Schnellstop der Druckmaschine, bei dem qt plötzlich und stark ansteigt
und eine abrupte Beschleunigung der Druckmaschine, bei der qd plötzlich und stark
absinkt.
-
Schnellstop: qd steigt stark an. Das der Bahnspannung proportionale,
dem Verstärker 16 zugeführte Signal steigt im gleichen Maße und beeinflußt das Feld
17 des Motors 13 sofort im Sinie einer Bremsung der Rolle. Mit dem Ansteigen von
qd steigt auch die Dehnung der Bahn 1 im Bereich vom Druckwerk 2 bis zur Einzugswalze
4, die nunmehr eine übermäßig gedehnte Bahn in der gleichen Länge in die Schleife
7
fördert, wie sie als normal gedehnte Bahn auf die Rolle 9 alifgewickelt
wird . In der schleife 7 zieht sich die geförderte Bahnlänge zusammen, da in ihr
die Bahnspannung qt< qd herrscht und zieht die Tänzerwalze 5 nach oben. Die dadurch
bewirkte Verstellung des Stellgliedes 15 wirkt auf das Peld 14 des Motors 13 ebenfalls
im Sinne einer Verringerung der Aufwickelgeschwindigkeit ein.
-
Die Regelfurttion der Tänzerwalze 5 zeigt das übliche integrale Regelverhalten,
Jedoch mit sehr flachem Anstieg, da die Tänzerwalze 5 nicht wie üblich durch Geschwindigkeitsdifferenzen
der Bahngeschwindigkeit schnell und stark bevogt wird, sondern langsam und nur um
einen geringen Betrag durch den Dehnungsausgleich. Die durch die Masse der Tänzerwalze
5 gegebene Bahnspannung qt ist konstant, nennenswerte Massenbeschleunigungs- oder
- verzögerungskräfte können an der Tänzerwalze 5 nicht auftreten, da ihre Bewegung
sehr langsam erfolgt. Die Regelung ist äußerst stabil.
-
Starke Beschleunigung : qd fällt stark ab. Das Proportionalsignal
von Lagerdruck der Umlenkwalze 3 über den Verstärker 16 am Feld 17 des Motors 13
wirkt sofort ii Sinne einer Beschleunigung der Rolle 9. Die GVerringerung von qd
bewirkt eine Verringerung der Dehnung der Bahn 1 vor der Einsugswalze 4. Der in
die Schleife 7 geförderte Bahnabschnitt wird nachträglich gedehnt. De qt > qd,
die Tänserwalse 5 senkt sich und beeinflußt über das Stallglied 15 das blO 14 des
Motors 13 ebenfalls ii Sinne einer Beschleuningung der Aufwicklung.
-
Die Stabilität des Regelverhaltens dieser Anordnung wird noch dadurch
günstig beeinflußt, daß sich Beschleunigungen oder Verzögerungen der Rolle 9 bei
etwa auftretendem Schlupf der Luftabquetschwalze 8 auf dieser uber die nicht angetriebene
Umlenkrolle 6 auf die Tänzerwalse 5 über die Geschwindigkeit direkt auswirken.
-
Der noch vorhandene Nachteil dieser Anordnung, der noch verhaltnismäßig
hohe Aufwand, ist beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 vermieden. nie Bahn 1 wird
aus dem Druckwerk 2 heraus um eine Umlenkwalze 3 über eine Luftabquetschwalze 8,
eine Umlenkwalze 18, unter einer Tänzerwalze 5 hindurch, über Je eine Umlenkwalze
6 und 19 und unter der Luftabquetschwalze 8 hindurch auf eine Rolle 9 geführt, die
wie im vorhergehenden Ausführungsbeispiel von einem Motor 13 mit einem Feld 14,
welches in Lbhängigkeit von der Stellung der Tänzerwalze 5 durch ein Stellglied
15 geregelt wird, angetrieben wird. Hier wird das Proportionalsignal qd unmittelbar
über die Luftabquetschwalze 8 auf die Rolle 9 übertragen und die Funktion der Einzugswalze
4 des vorhergehenden Ausführungsbeispiels wird hier direkt von der Luftabquetschwalze
8 übernommen.
-
Der Tachogenerator 10, die Verstärker 11 und 16 sowie der Antriebsmotor
12 mit der Einzugswalze 4 werden also eingespart. Durch Änderung des Verhältnisses
qd s qt hervorgerufene Dehnungsänderungen wirken sich ebenso auf die Tänzerwalze
5 und die Regelung 8U5, wie bereits anhand des vorhergehenden Ausführungsbeispiels
beschrieben wurde.
-
Es verstcht sich von selbst, daß bei den beschriebenen Aus führungsbeispielen
die Bahn 1 nicht nur von einem Druckwerk 2 der Auordnung zum Aufwickaln zugeführt
werden kann, sondern von jeder beliebigen Einrichtung, in der eise Bahn hergestellt,
bearbeitet, verarbeitet oder auch nur @@gewickelt wird.
-
Es versteht sich weiter von selbst, daß der Kernantrieb der Rolle
9 nur als Beispiel angeführt wurde, die Relle kann vielmchr auch am Umfang, sogar
direkt über die gegen -über dsa Rollenkernlager radial terschieb- oder schwenkbar
gelagerte Luftabquetschwalze 8 angetrieben werden. Es ist
weiter
möglich, in Jeder bekannten Weise ein rollendurchmesserabhängiges Zusatzsignal zu
erzeugen, mit dem die Antriebsdrehzahl des Kernantrieb es' oder des Umfang santriebes
und/oder die Bahnspannung durch Beeinflu'aung der Belastungskraft der Tänzerwalze
5 beliebig veränderbar gehalten werden können.
-
Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 wird die Bahn 1 vom Druckwerk
2 direkt auf die Einzugswalze 4 unter der Tänzerwalze 5 hindurch auf die Luftabquetschwalze
8 und von dort auf die Rolle 9 geführt. Die Einzugswalze 4 und die Luftabquetschwalze
8 tragen und drehen die Holle 9 in der bei Tragwalzenaufrollungen bekannten Weise
und werden mit übereinstimmender Umfangsgeschwindigkeit von einem Antriebsmotor
20 mit über ein stellglied 15 in Abhängigkeit von der Stellung der Tänzerwalze 5
geregeltem Feld 21 angetrieben.
-
Auch diese Aufwickelanordnung wird nach dem bereits erläuterten Prinzip
geregelt das Proportionalsignal qd wirkt unmittelbar auf die Rollengeschwindigkeit
ein, das Integralsignal qt verstellt über die Bahndehnung das Stellglied 15 und
beeinflußt damit die Erregung des Feldes 21 des Motors 20.
-
Im Prinzip ist es nicht erforderlich, die als Tragwalzen dienende
Luftabquetschwalze 8 und die Einzugswalze 4 gemeinsam anzutreiben. Bei frei laufender
Rolle 9 genügt an sich der antrieb der Einzugswalze 4 allein, da zwischen Rolle
9 und Luftabquetschwalze 8 kein Schlupf auftreten kann. Es ist auch möglich, nur
die Rolle 9 durch einen geregelten Antrieb anzutreiben und die Einzugswalze 4 und
die Luftabquetschwalze 8 als Tragwalzen frei mitlaufen zu lassen, ohne den Erfindungagedanken
zu verlassen, da die UmSangsgeschwindiglçeiten der Einzugswalze 4, der Luftabquetschwalze
8 und der Rolle 9 übereinstimmen müssen.