DE2218882A1

DE2218882A1 - DEVICE FOR CONTINUOUS CONTROL OF THE TENSION OF A TAPE TO BE PULLED OFF A REEL

Info

Publication number: DE2218882A1
Application number: DE19722218882
Authority: DE
Inventors: Josef Ing Grad Wagels
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1972-04-19
Filing date: 1972-04-19
Publication date: 1973-10-31

Description

Bezeichnung: Vorrichtung zum kontinuierlichen Steuern der Zugspannung eines von einem Wickel abzuziehenden Bandes Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum kontinuierlichen Steuern der Zugspannung eines von einem Wickel abzuziehenden Bandes, mit einem Istgrössen- und einem Sollgrössenstellglied, deren der Zugspannüngentsprechende elektrische Ausgangswerte in eine Vergleichseinrichtung eingespeist werden, deren Ausgang auf ein Betätigungsglied für eine Bremse des Wickels einwirkte Ein immer wiederkehren des Problem bei abzuwickelider Ware stellt die infolge des sich ändernden Wickeldurchmessers verändernd Zugspannung des abzuwickelnden Bandes daro Es gibt eine grosse Anzahl unterschiedlicher Vorrichtungen, mit denen eine gleichmassige Zugspannung oder eine gleichförmige Abzugsgeschwindigkeit erzielt werden soll. Diese bekannten Vorrichtungen lassen sich jedoch nicht überall anwenden und haben teilweise auch beträchtliche mängel0 Bekannt ist eine Vorrichtung (BEAR), bei der das ablaufende Band mechanisch mittels eines pneumatischen Nadelventils und einer hiermit verbundenen Membransteuerunq abgetastet wird. Diese Steuerung erfolgt jedoch nicht kontinuierlich und entspricht einer Schwarz-Weiss-Steuerung. Designation: Device for the continuous control of the tensile stress a tape to be withdrawn from a roll The invention relates to a device for continuously controlling the tension of a material to be withdrawn from a roll Band, with an actual size and a target size control element, whose corresponding to the tensile stress electrical output values are fed into a comparison device whose An output on an actuator for a brake of the reel always acted recurrence of the problem with the goods to be processed is the result of the changing The winding diameter changes the tension of the tape to be unwound a large number of different devices with which a uniform Tensile stress or a uniform take-off speed is to be achieved. These However, known devices can not be used everywhere and have some There are also considerable deficiencies. A device (BEAR) is known in which the running Belt mechanically by means of a pneumatic needle valve and one connected to it Membrane control is scanned. These However, control takes place not continuous and corresponds to a black and white control.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zu schaffen, die aur einfache, vnrzugsweise elektrische Weise und ohne grossen Aufwand in der Lage ist die Zugspannung im Band kon tinuierlich zu überwashen und fsinfühlig zi steuern.The invention is based on the object of creating a device the very simple, preferably electrical way and without great effort in the The tension in the belt is to be monitored continuously and sensitively zi steer.

Die gestellte Aufgabe wird dadurch gelöst, dass das Istgrössen telglied eine quar zur Laufrichtung des Bandes an diesem angreif fende Druckdose umfasst, die über ein Druckmittel unmittelbar auf einen Kolben einwirkt, der zugleich Teil eines mit der Vergleicheeinrichtung verbundenen Potentiometers (Regelwiderstandes) ist.The problem posed is achieved in that the actual variable is tel link comprises a pressure cell which acts on the belt in relation to the running direction of the belt, which acts directly on a piston via a pressure medium, which is also part a potentiometer connected to the comparator (control resistor) is.

Bei dieser Ausführungsform wird der vom Istgrössenstellglied et haltene elektrische Spannungswert mit der Ausgangsspannung eines an eine Sollspannung angelegten Potentiometers verglinhenffl dessen Ausgangsspannung ein masts zur die gewünschte Zugspannung bzw. das am Wickel angreifende Drehmoment ist. Ergibt sich dabei eine DiFw ferenzspannungp so wird hiermit ein Stellmotor eines auf die Bremse des Wickels einwirkenden Betätigungsgliedes, z,80 eines Ventiles betätigt, bis die Istgrösse der SollgrÈsse gleich ist.In this embodiment, the et held by the actual variable actuator electrical voltage value with the output voltage of a voltage applied to a target voltage Potentiometer verglinhenffl whose output voltage a masts to the desired Tensile stress or the torque acting on the winding. This results in a DiFw ferenzspannungp is a servomotor on the brake of the roll acting actuator, z, 80 of a valve operated until the actual size the setpoint is the same.

Eine andere Lösung der gestellten Aufgabe bestoht darin dass das Istgrössenstellglied aus zwei Gleichstrom-Drehzahlwandlern ( Tachoduktoren ) gebildet istp von denen der eine auf der Iftolle des Wickels, der andere au? der Welle einer Abzugrolle sitzt und dass die Ausgangsleitungen der beiden Drehzahlwandler mit einem Abgleichglisd verbunden sind, dessen Ausgangsleitung als Istwsrtleiting in die Vergleichseinrichtung mündet und eine Spannung nach der Formel liefort : mobei U1 und U2 Messspannungen der Tachoduktoren sind.Another solution to the problem posed consists in the fact that the actual variable control element is formed from two direct current speed converters (tachoductors), one of which is on the Iftolle of the reel, the other on the other. the shaft of a take-off roller and that the output lines of the two speed converters are connected to an adjustment device, the output line of which flows into the comparison device as an actual line and provides a voltage according to the formula: where U1 and U2 are measuring voltages of the tacho generators.

Hierbei ergibt sich die Istgrösse aus eimer Berechnung der Span nungswerte zweisr Gleichstrom - Drehzahlwandler. Die ermittelte Messpannung Uist uird, wie bei der oben erwähnten Vorrichtung mit einer eingegebenen Sollspannung verglichen, wobei bei auftretenden Spannungsdifferenzen ein Betätigungsglied fürß die Bremse über einen Stellmator betätigt wird.The actual size results from a bucket calculation of the voltage values two-way direct current speed converter. The measured voltage Uist determined is how compared with an entered nominal voltage in the above-mentioned device, an actuator for the brake when voltage differences occur is actuated via an actuator.

Um eine automatische Einstellung des Bandzuges in Abhängigkeit vom Drehmument am Wickel in Abhängigkeit vom Wickeldurchmesser zu erzielen, ist es vorteilhaft wand das mit der Vergleichseinrichtung verbundene Betätigungsglied mit dem Sollgrössenstellglied geber verbunden ist. Damit ist das Sollgrössenetellglied zugleich ein Regelglied und stellt sich aur die jeweils er?orderlichen Werte ein Narhstehend ist die Erfindung an Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen : Fig. 1 eine Ausführungsform mit direkter Zugspannungsmessung Fig. 2 eine Ausführungsform mit indirekter Zugspannungsmessung.In order to have an automatic adjustment of the belt tension depending on the It is advantageous to achieve torque on the roll as a function of the roll diameter walled the actuator connected to the comparison device with the setpoint actuator encoder is connected. The setpoint variable element is thus at the same time a control element and is based on the values required in each case. The invention is related explained in more detail using exemplary embodiments with reference to the drawing. They show: Fig. 1 an embodiment with direct tensile stress measurement; FIG. 2 an embodiment with indirect tension measurement.

In beiden Figuren sicd gleichartiye Elemente mit gleichen Bezugs zeichen versehen.Identical elements with the same reference symbols are used in both figures Mistake.

Die in Fig, 1 dargestellte Anordnung zeigt einen Wickel 1 aur einer Trommel 2, die au einer Welle 3 sitzt0 Das abzumickelnde Band 4 wird über Rollen 5, Sf 7 geführt, von denen die mittlere Rolle 6 als bewegliche Spannrolle ausgebildet; ist und auf dem beweglichen Teil 8 einer Druckdose 9 abgestützt ist , Die Art der Abstützung ist schematisch durch einen Pfeil P' dargestellt, der zugleich die Querkompomente der Zugspannkraft P darstellt.The arrangement shown in Fig, 1 shows a winding 1 aur Drum 2, which sits on a shaft 3 0 The tape 4 to be unwound is rolled over 5, Sf 7 out, of which the middle roller 6 is designed as a movable tension roller; is and is supported on the movable part 8 of a pressure cell 9, The type of Support is shown schematically by an arrow P ', which at the same time represents the transverse components represents the tensile force P.

Die Druckdose 9 ist mit einem Druckmittel 10 gefüllt, z080 mit Öl. Im Innern der Druckdose 9 ist ein Zylinder 11 angeordnet, in dem ein Tauc@kolben 12 geführt und auf ainer Druckfeder 13 abgestützt ist Die Kolbenstamge 14 des Tauckolbens 12 ist zugleich das betuegliche Abgriffglied eines Regeiwiderstandes (Potentiometera) 15 dar bzeO ist mit diesem starr verbunden.The pressure cell 9 is filled with a pressure medium 10, z080 with oil. Inside the pressure cell 9, a cylinder 11 is arranged in which a Tauc @ piston The piston rod 14 of the dew piston is guided and supported on a compression spring 13 12 is also the common tapping element of a control resistor (potentiometer) 15 the bzeO is rigidly connected to this.

Der Regeiwiderstand 15 ist an eine Normelspannung u angeschlossen und liefert an seinem Ausgang 16 eine Istspannung Uistg die in eine Vergleichseinrichtung 17 eingespeist wirdO Der zweite Eingang der Vergleichseinrichtung 17 ist mit dem Aus gang 18 eines weiteren Po tentiometers 19 verbunden, das ebenfalls an eine Normalspannung angeschlossen ist. Der Ausgang dieses Potentiometers liefert eine Sollspannung Usoll° Die Einrichtung, bestehend aus der Spannrolle 6, der Druckdose 9 und dem Regeiwiderstand 15 ist als Istgrössenstellglied 20 nu bezeichnen, während das Potantiomster 19 ein Sollgrössenstellgliad darstellt.The regulating resistor 15 is connected to a standard voltage u and supplies an actual voltage Uistg at its output 16 to a comparison device 17 is fed in O The second input of the comparison device 17 is connected to the From gear 18 of a further Po tentiometer 19 connected, which is also connected to a normal voltage connected. The output of this potentiometer supplies a nominal voltage Usoll ° The device, consisting of the tension roller 6, the pressure cell 9 and the rain resistance 15 is designated as the actual variable actuator 20, while the potentiometer 19 is a Represents the set-point variable.

Der Ausgang 21 der Vergleichseinrichtung 17 übermittelt eine Steuerspannung an einen Stellmotor 22, der über ein Betätigingsg@ied 23, z.B. ein pneumatisches Ventil oder einen Spannungsgabet oder dergl. auf eine nicht dargestellte Bremse fü@ den Wickel@ solange einwirkt wie eine Differenz zwischen den Ist- und dew Sollgrässe vorliegt Fig 2 zeigt eine abgewandelte Au@führungsform. Das vom Wickel 1 bzw. durch ablaufende Band 4 wird von zwei gegenläufigen Rollen 24,25 mit eine Zugkraft P abgezogen, Auf dec. Weile einer der beiden Rollen.The output 21 of the comparison device 17 transmits a control voltage to a servomotor 22, which is operated via an actuator 23, e.g. a pneumatic Valve or a voltage output or the like. On a brake, not shown fü @ the winding @ acts as long as a difference between the actual and dew nominal size present Fig. 2 shows a modified embodiment. That from winding 1 or through running tape 4 is pulled off by two counter-rotating rollers 24,25 with a tensile force P, On dec. While one of the two roles.

z.B. 25 sitz ein Gleichstrom-Drehzahlwandler 26, auch Tachoduktor genannt der die gemessene Drehzahl in oie elektrische Spannung U1 wandelt und diese über die Leitung 27 in einen als Abgleich glied 28 bezeichneten Rechner einführt.E.g. 25 there is a direct current speed converter 26, also a tachometer called which converts the measured speed into the electrical voltage U1 and this via the line 27 in a computer designated as an adjustment member 28 introduces.

Auf der Welle 3 des Wickels 1 sitzt ein rweiter Tachoduktor 29 dessen Ausgangsspannung U2 über eine Leitung 30 in das Abgleichglied 28 eingefühtt wird. Dieses ist so singestellt, dase es die Aufgabe zu lösen vermag, wobei Unonst eine konstante gegebene Netzspannung oder Bezugsspannung darstellt. Die Ausgänge des Abgleichgliedes 28 können, wie Fig. 2 zeigt, an einen Regelwiderstand 31 angeschlossen sein, dessen Ausgang die an die Vergleichseinrichtung 17 zu liefernde Istspannung Uist abgibt. Der Regelwiderstand 31 dient lediglich zur Auswahl eines bestimmtem Spannungsbereiches als Übersetzungsglied und ist nicht, unbedingt erforderlich. Er könnte ebensugut auch in die Leitung 16 der FigO l eingeschaltet ein Wie in Fig. 1 ist die Vergleichsoinrichtung 17 mit sinem Sollgrössenstellgliad 19 in Form eines Potontiometers verbunden.On the shaft 3 of the reel 1 there is a further tachometer 29, the output voltage U2 of which is fed into the balancing element 28 via a line 30. This is so singular that it is the task able to solve, where Unother is a constant given mains voltage or reference voltage. The outputs of the balancing element 28 can, as FIG. 2 shows, be connected to a control resistor 31, the output of which emits the actual voltage Uist to be supplied to the comparison device 17. The variable resistor 31 is only used to select a specific voltage range as a step-up element and is not absolutely necessary. As in FIG. 1, the comparison device 17 is connected to its setpoint variable regulator 19 in the form of a potentiometer.

Da das am Wickel angreifende Drehmoment mit ahnehmendem Wickeldurchmesser abhimmt, ist es zwackmässig, diesen Verhältnissen auch bei der Vorgabe der Sollgrösse Rechnung zu tragen0 As diesem Grunde ist bei der Ausführung nach Fig. 2 eine Rückkopplung 32 zwischen dom bemeglichen Glied 33 des Potentiorsleters 19 und dem Stellmotor 22 bzw. dem Betätigungsgliad 23 oder der Welle 3 vorge sehen, bo dasa ds Sollgrössenstellglied zugleich zum Regelglied wird. Diese Ausführung lässt sich selbstverständlich auch auf die Ausführung nach Fig 1 übertragen.Since the torque acting on the roll increases with the roll diameter decreases, it is imperative to keep these conditions in mind when specifying the target size To be taken into account As for this reason, feedback is required in the embodiment according to FIG. 2 32 between dom dimensioned member 33 of the potentiometer 19 and the servomotor 22 or the actuator 23 or the shaft 3, bo dasa ds setpoint actuator at the same time becomes a control element. This version can of course also be used transferred to the embodiment according to FIG.

Solange die- Vergleichseinrichtung 17 eine Steuerspannung an den Stellmotor ?2 abgibt, wirkt dieser auf das Betätigungsglied 23 sin,das aus einem pneumatischen oder hydrawlischen Regelventil zur Betätigung der Bremse oder einem elektrischen Steuerglied für aine alektromagnetische Bremse bestehen kann. Gleichzeitig betätigt der stellmotor 22, das Betätigungsglied 23 oder, über ge eignete Einrichtungen auch die Walle 3 das bewegliche Glied 33 des Potentiometers 19 solange bis der Abgleichzustand erreicht istc Auf diese Weise kann die Vorrichtung ständig dem Wickeldurchmesser angepasst werden. Die Auswahl der Regelstauerung liegt im Belieben des Fachmannes. *) z.B. Fliehkraftregler Die Ausführung nach Fig. 2 hat den besonderen Vorteil, dass hierbei das abzuwickeldde Gut überhaupt nicht von der iflesseinrichtung be rührt wird. Dies ist insbesundere bei solchen Artikeln von Wichtigkeit, die möglichst wenig berührt werden sollen.As long as the comparison device 17 applies a control voltage to the servomotor ? 2 emits, this acts on the actuator 23 sin, which consists of a pneumatic or hydraulic control valve to operate the brake or an electrical one Control element for aine electromagnetic brake can exist. Operated at the same time the servomotor 22, the actuator 23 or, via ge suitable facilities too the wall 3 the movable member 33 of the potentiometer 19 until the balance state In this way the device can constantly change the winding diameter be adjusted. The choice of control stowage is at the discretion of the person skilled in the art. *) e.g. centrifugal governor The version according to Fig. 2 has the particular advantage, that the goods to be processed are not at all from the ifless device stirs will. This is especially important for such articles should be touched little.

Das Istgrössenstellglied kann anstelle der Tachoduktoren auch aus Impulsgebern bestehen, deren Ausgangswerte in einen Impuls-Spannungswandler eingespeist und verglichen werden. Es ist auch möglich, wtatt der erzeugten Spannungserte U1 und U2 unmittelbar die Drehzahlen n1 und n2 zu messen und zu vergleichen und die Messergebnisse elektrisch umzumandeln.The actual variable actuator can also be used instead of the tacho modulators Pulse generators exist, the output values of which are fed into a pulse-to-voltage converter and be compared. It is also possible to use wtatt of the generated voltage values U1 and U2 directly measure and compare the speeds n1 and n2 and the To convert measurement results electrically.

Claims

P A T E N T A N S P R Ü C H

1. Device for the continuous control of the tension of a tape to be withdrawn from a reel with an actual variable and a setpoint actuator, whose electrical output values corresponding to the tensile stress are fed into a comparison device, the output of which acts on an actuator for a brake of the reel (2G) comprises a pressure cell (9) which acts transversely to the direction of travel of the belt (4) and which directly exerts a pressure medium (10) on it. a piston (12) acts9 which is also part of a potentiometer (control resistor) (15) connected to the comparison device t 1.7) Tension-corresponding electrical output bet is fed into a comparison device, the output of which acts on an actuator for a brake of the reel the Einp (29) aur the shaft (3) of the reel (1) p the other out? the shaft of a Pbzugrolle (25) sits and that the output lines (30,27) of the two speed converters (06,29) are connected to a balancing element (28), the output line (16) opens out as an actual value line in the comparison device (17) and a Voltage according to the formula yields: where U1 and U

2 measuring voltages of the tacho modulators (26,29)

3. Device according to Claim 1 or 2, d a d u r c h e k e n n z e 1 c h n e to that in de actual size line (16) a potentiometer (31) is switched on for the comparison device (17)

4th Device according to one of claims 1 to 3, that is to say, g e k e n n z e i c h n e t9 that the setpoint control element (19) eus a grounded variable resistor (Potentiometer).

So device according to one of claims 1 to 4, d a du r c g e k It is indicated that the actuating element connected to the comparison device (17) (23) is connected to the nominal size actuator (33)