DE2329758A1 - Verfahren und einrichtung zur regelung des dickenprofils eines kalandrierten bandmaterials - Google Patents
Verfahren und einrichtung zur regelung des dickenprofils eines kalandrierten bandmaterialsInfo
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Description
Patentanwälte Dipl.-Ing. R Weickmann,
DiPL.-InG. H. WEICKMArtN, DlPL.-PHfS. Dr. K. FlNCKE
Dipl.-Ing. F. A.Weickmann, Dipl.-Chem. B. Hubek
8 MÜNCHEN 86, DEN
INDUSTRIAL NUCLEONICS CORPORATION <98392i/22>
650 Ackermann Road,
Coluinbus, Ohio 43202, Y.St.A.
Coluinbus, Ohio 43202, Y.St.A.
Verfahren und Einrichtung zur Regelung des Dickenprofils eines
kalandrierten Bandmaterials
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Regelung des Dickenprofils eines kalandrierten, in seiner Längsrichtung
transportierten, mehrschichtigen Bandmaterial bei der Reifenherstellung,
wobei das Bandmaterial je eine vorzugsweise aus Gummi bestehende erste und zv;eite Schicht und eine zwischen diesen
liegende Einlage umfaßt, sowie auf eine Einrichtung zur
Durchführung dieses Verfahrens.
Bei der Regelung kann es sich um eine Handregelung oder eine automatische Regelung handeln. Das Bandmaterial soll hierbei
eine gewünschte Gesamtdicke, einen gewünschten Querschnitt hinsichtlich der Lage der Einlage bezüglich der beiden äußeren
Schichten und ein gewünschtes Dickenprofil aufweisen.
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U /
Beim Kalandrieren von Bandmaterial für die Reifenherstellung
ist die genaueste Regelung der Eigenschaften des Bandmaterials
von großer Wichtigkeit. Daß die bei der herstellung des Bandmaterials eingehaltenen Toleranzen innerhalb enger Grenzen
liegen »ist einerseits wichtig für die Qualität des Endprodukts,
nämlich für das Aussehen, den Gleichlauf, die Sicherheit und die Lebensdauer des Reifens. Zum anderen dient die Einhaltung
dieser Grenzen einem möglichst geringen Herstellungsaufvjand,
um den Aufwand an Rohmaterial, den Anteil von erzeugtem Ausschuß und unproduktive Maschineniaufzeit und unproduktiven
Arbeitsaufwand möglichst geringzuhalten..
Bei einem bekannten Herstellungsverfahren für Reifen wird eine
Einlage, die eine Schicht aus Textil-^ietall- oder Kunststoffmaterial
umfaßt, zwischen zwei Guimnischichten eingeführt und
mit diesen mittels einander gegenüberstehender Kalanderwalzen unter Druck zu einem mehrschichtigen Bandmaterial vereinigt.
Die beiden äußeren Gummischichten haben üblicherweise gleiche
Dicken, obwohl dies nicht in allen Anwendungsfällen der Fall ist. Die Lage der Einlage innerhalb des erzeugten Bandmaterials
muß aus den vorgenannten Gründen der Qualität und des Herstellungsaufwands in engen Grenzen geregelt werden. Daß eine solche
Lage der Einlage tatsächlich erreicht wird, kann dadurch gefördert werden, daß die Dicken der erzeugten Gummischichten
oberhalb und unterhalb der Einlage bereits bei Herstellung möglichst
konstant gehalten werden. Zusätzlich zu der genauen Regelung der Lage der Einlage innerhalb der Gummischichten ist es
ebenfalls wichtig, daß die Gesamtdicke des kalandrierten Bandmaterials so genau wie möglich einem vorgegebenen Sollwert entspricht.
Dies ist soi^ohl im Hinblick auf die Weiterverwendung
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bei der Herstellung des Reifens erforderlich, bei dem im allgemeinen eine konstante Gesamtdicke des Bandmaterials
Voraussetzung ist, als auch im Hinblick auf die Qualität des Endprodukts, da ein Reifen mit zu geringem Gummigehalt
ein nicht zufriedenstellendes Verhalten bei der Benutzung zeigt, während ein Reifen mit zu großem Gummigehalt aufgrund
inn%erer Reibung beim Gebrauch unzulässig hohen Erwärmungen
unterworfen sein kann.
Schließlich ist es erforderlich, daß das Bandmaterial über
seine Breite ein vorgegebenes Dickenprofil, und zwar iia
allgemeinen eine gleichmäßige Dicke aufv.'eist. Die Herstellung
von gummiertem Bandmaterial mit gleichmäßigen Dickenprofil ist erforderlich, damit der hieraus hergestellte Reifen bestimmte
Qualitätsvorschriften erreicht. Gleichzeitig wird hierdurch der Herstellungsaufwand möglichst gering gehalten.
Bei der Bezeichnung der Gummimengeη,die auf beiden Seiten der
Einlage des 3andmaterials vorgesehen sind, werden die Bezeichnungen "Dicke" und "Gewicht" unterschiedslos benutzt, da bei
bekannter Dichte oder bekanntem spezifischem Gewicht des Gummimaterials dessen Dicke leicht aufgrund einer Messung der Ilasse
oder des Gewichts je Flächeneinheit berechnet werden kann. Aus Einfachheitsgründen wird in der folgenden Beschreibung
lediglich die Bezeichung "Dicke" benutzt, wobei jedoch ausdrücklich betont sein soll, daß statt dessen andere Größen
genessen werden können.
Es ist bekannt, bei der Reifenherstellung die Gesantdicke des
rrummibe schicht et en Bandmaterials zu messen, das die Kalcinderwalzen
verläßt, und erforderlichenfalls durch Verstellung des Kalanders eine Regelung :nit einer entsprechenden Rückführung
verzunehmen. Dei einer Regeleinrichtung dieser Art ist in Band-
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lauf richtung hinter de;.i Kalander ein hin- und hei1, ehenc'er
iießkopf arifecrcnet, der ein der Mittleren Gesarvtaicke des
kalandrieren C<jr;d:.'.aterials entsprechendes Aus^; an.js si-ncl
erzeugt, das als Istvrertsignal für die Fc-alun;; dient. Die
Ist-Ges£:.rtdicke wird .η-it einer Soll-Gesa-utcicke ver-liehen,
und das erhaltene Re ~ele.bweichun.3s signal wird auf zwei getrennte
Reeler aufgeteilt, von denen einer die Dicke der
unteren Schicht und der andere die Dicke der oberen Schicht regelt. liierdurch kann zwar die Cesarütdicke des kalandrierten
Bandmaterial mit outer Cenau'ij3:eit konstant "ehalten
werden, jedoch schwankt hierbei die La^e der Einleite zwischen
der unteren und oberen Schicht unter bestimmten Detriebsbedin^xingen
in großen Grenzen.
Bei anderen bekannten Regeleinrichtungen wird sowohl die
La^e der Einlage innerhalb des Bandraaterials als auch die
Gesantdicke des Bandnateiials ^ere^elt. Bei einer derartigen,
aus der US-PS 2 750 986 bekannten Einrichtung werden vier Betastrahlen-Meßvorrichtungen verwendet, die die Dicke aufgrund
des von dem gemessenen Material durchgelassenen Strahlun^santeils
ermitteln. Zwei dieser i'Ießvorrichtun~cn messen
die Dicke der unteren Schicht, während die beiden anderen Heizvorrichtungen die Gesantdicke messen, nachdem das Bandmaterial
den zwei Gerüste aufweisenden Kalander verlassen hat. Die Meßvor^richtungen für die Dicke der Unterschicht bilden
einen Teil einer Regelschleife, die die Dicke der Unterschicht durch Verstellung der von der Unterschicht durchlaufenen
Kalanderwalzen regeln. In entsprechender V/eise bilden die Gesamtdicken-Heßvorrichtungen
einen Teil einer Regelschleife, die zur Regelung der Gesantdicke eine Verstellung der von der
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B/Mj
Oberschicht durchlaufenen Kalanderwalzen bewirkt. Die jeder:.
Kalanderwalzenpaar zugeordneten beiden I-ießvori^ichtungen bewirken
eine Verstellung des Abstands der Kalanderwalzen, je nachdem, ob die gemessene Dicke unterhalb oder oberhalb cer
gewünschten vierte liegt. Ein Kachteil dieser Einrichtung
liegt darin, daß die zur Messung der Dielte verwendeten I.'eßvorrichtungen
jeweils nur einen Meßort erfassen. Da sie ortsfest engeordnet sind, können sie Änderungen des Profils des
Materials in Querrichtung zwischen den beiden Rändern nicht erfassen. Ueiter sind die Meßv einrichtungen in relativ große;.:
Abstand von den Kalanderwalzen angeordnet, wodurch eine relative lange Transportverzögerungszeit zwischen aufeinanderfolgenden
Regeleingriffen vergeht.
Eine andere bekannte, bei einen Z-Kalander verwendete Regeleinrichtung
verwendet drei jeweils einen einzelnen Heßort erfassende Dickenneßvorrichtungen an jeden der beiden VJalzer.-paare
für die Unter- und die Oberschicht. Diese Meßvorrichtunjen
nessen somit die Dicke der Unterschicht und der Oberschicht. Ueiter ist eine hin- und hergehende Betastrahlen-Meßvorrichtung
in Bandlaufrichtung hinter dem Kalander angeordnet, mittels deren die Gesamtdicke gemessen wird. Die ortsfesten Ileßvorrichtunjen
vergleichen die gemessenen Dickenwerte der Unterschicht bzw. Oberschicht mit entsprechenden Sollwerten, worauf
die Dicke der Unterschicht und der Oberschicht jeweils getrennt geregelt wird. Die bewegliche Heßvorrichtung mißt Abweichungen
der Gesaratdicke von einer So 11-Gesamt dicke und ändert die Sollwerte für die Regelung der Dicke der Unter- und Oberschicht
gleichsinnig derart, daß die Soll-Gesamtdicke des Band~aterials
erreicht wird. Obwohl hierbei die Nachteile der vorgenannten Einrichtung vermieden v/erden, erfordert diese Einrichtung eine
große Anzahl von ortsfesten Heizvorrichtungen und damit einen großen Herstellungs- und v/artungsaufwand, '.leiter erfordert die
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Auswertung der 'leßsignc.le der insgesamt sieben Heilvorrichtung^..::
einen grof.&n schaltun-stechnischen Aufwand.
Bei einer anderen bekannten Regeleinrichtung, die ebenfalls
bei einen Z-Xalander verwendet v;ird, sind ortsfeste ϊίαΓ.νοΓ-richtungcn
einer VJaI ze desjenigen i.'alzem. aars geganülierstehcnc.
angeordnet, das von der Unterschicht durchlaufen wird. Diese Heizvorrichtungen messen die Dicke der Unterschicht, worauf eine
Regelung beuü-lich einer Solldickc dor Unterschicht mittels
einer Regelschleife erfolgt, die auf einen Stellantrieb einwirkt,
der den gejenseitigen Abstand des von der Unterschicht durchl^ufenen
Walzenpaares verstellt. V/eiter ist hierbei eine hin- und
hergehende !leitvorrichtung für die Gesar.vtdicke in ürndlaufricjitun^
hinter dem Kalender angeordnet, und aufgrund des Mciier^ebnisses
erfolgt eine Regelung der Gesar.itdicke bezüglich einer·
Soll-Gesajntdicke, inden die Dicke der Oberschicht unabhc*nr;ir:
von derjenigen der Unterschicht ^ere^elt wird. Obv/ohl bei dieser
Hinrichtung liinsichtlich der Kejelun^ der Dicke der Unterschicht
keine Transportzeitverzö^erun^en auftreten, sind hierbei Überschv/ingvorgän^
im Re^elablauf nur schvjier1!^; zu vermeiden, da
beide Rej.elselileifen bei Dickenänderungen der Unterschicht i;;i
Sinne eines Ausgleichs v;irksa;n vierden, wobei erschwerend hinzukommt,
daß diese Regelvor^lnge zeitlich verzögert zu^einander
ablaufen. .
Bei einer anderen, aus der US-PS 3 405 267 bekannten Regeleinrichtung
werden beiderseits des den Kalander verlassenden Ilaterialstreifens
angeordnete Meßvorrichtungen verwencet, die in
dein Bandmaterial reflektierte Strahlung auswerten. Die Ausganrrssignale
der lieüvorriclitungen bilden ein Iiaß für die relative .
Dickenvertexlung zwischen Oberschicht und Unterschicnt, und die
ließsignale können als Ausgangsuerte für eine Regelung des Kalande.
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BAD ORiGiNA'
BAD ORiGiNA'
verwendet' v;erden.
Bei der Herstellung beschichteten Bandmaterials ist es
auch bekannt, auf beiden Seiten der Beschichtungsvorricntung
jeweils eine hin- und hergehende Keßverrichtung anzuordnen
und das Ergebnis der Messung der Dicke, des Bandmaterials
vor der Beschichtung von dem Ergebnis der Gesar.tdickenmessung
in selben L^n^sabschnitt des Materials nach
der Beschichtung zu subtrahieren. Hierbei kann eine Verzögerungsvorrichtung
verwendet v/erden, die von einer die Transportgeschv/indigkeit
des Candmaterials messenden Vorrichtung
gesteuert ist und die den Abtastvorgang der stromab der Beschichtungsvorrichtung
angeordneten Heftvorrichtung bezüglich des Abt a st vor gangs der stromauf der Beschichtung.svorrichtung
angeordneten ileßvorrichtung so verzögert, daß jeweils derselbe
Abschnitt des Materials vor und nach der Beschichtung hinsichtlich seiner Dicke gemessen wird. Derartige Regeleinrichtungen
sind beispielsv/eise aus der US-PS 3 ±90 251 und
3 378 676 bekannt.
Bei der Herstellung von Bandmaterial für die Reifenherstellung ergeben sich jedoch gegenüber allgemeinen Beschichtungsverfahren
besondere Anforderungen. Bei der Herstellung des Band-Materials aus Unterschicht, Einlage und Oberschicht v.'ird die
Unterschicht unmittelbar vor ihrer Verbindung mit der Oberschicht hergestellt. Dabei treten im allgemeinen rüiufi;-e Veränderungen
der Dicke der Unterschicht auf, da diese beispielsweise von der Temperatur, der Zusammensetzung der verwendeten
Cumininischung und anderen Störgrößen abhängt. Demgegenüber wird
bei anderen Beschichtungsvorfangen neist ein Substrat von relativkonstanten
Abmessungen vorgefertigt. Bei der Regelung des Dickenprofils des Dandmaterials bei der Reifenherstellung ist dengegen-
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über eine höhere Regelgeschwindigkeit erforderlich, als
diese bei Verwendung der üblichen hin- und hergehend bewegten Meßvorrichtungen erreicht werden kann. Auch andere Überlegungen
lassen die Verwendung einer hin- und hergehenden Heftvorrichtung zur Messung der Dicke der Unterschicht bei einen Verfahren der
eingangs^ genannten Art bei Verwendung der meisten Arten von
Kalandern unannehmbar erscheinen. Es nuß nämlich berücksichtigt werden, daß der zur Verfügung stehende Raum in der Umgebung
der Kalanderwalzen meist sehr beengt ist, daß Ungleichmäßigkeit
en entlang der Walzenoberfläche das Meßergebnis beeinflussen,
daß im allgemeinen keine vorgefertigten, typisierter. HeL-vorrichtungen
verwendet werden können und daß die Anbringung und Ausrichtung der Heßvorrichtungen unter den gegebenen Bedingungen
schwierig ist.j| Bei einer anderen bekannten Regeleinrichtung für einen Kalander wird eine hin- und hergehende
Strahlun-s-Dicken:r\eßvorrichtung zur üessun;; der Cesajwtdicke
des erzeugten Materials verwendet, die gemessene Dicke wird mit einem Sollwert verglichen, und eine Regelung erfolgt unter
Verstellung entsprechender Stellantriebe für die UaIzen, die
hierbei in eine mehr oder weniger zueinander gekreuzte Stellung eingestellt werden oder von denen eine mehr oder weniger durchgebogen
wird, so daß sich das Profil entsprechend ändert. Derartige Einrichtungen sind aus der US-PS 3 005 22 5 und der US-PS
3 5 99 28"3 bekannt.
Aus der US-PS 3 610 897 ist eine weitere Einrichtung zur Regelung eines Kalanders bekannt, bei der Abweichungen des Dickenprofils
in Querrichtung mittels einer hin- und hergehenden Heßvorrichtung sowie mehreren ortsfesten Heizvorrichtungen gemessen
werden, die hinter den Kalander angeordnet sind, i-'nderungeii der
i.'eßer, ebnisse werden durch .'uiderunr; von Zonen—Sollwerten be-
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rücksicht igt, die jeweils der Soll-Gesaratdicke in einer
von rchreren über die Breite des Dandr.iaterials verteilten
Zonen entsprechen. Auch werden hierbei die Dicken der Unter- und Oberschicht geregelt, un: die Gesau.tdicke auf .
eir.3-.: entsprechenden Sollv/ert zu halten.
Pegeieinrichtun^cn der vorgenannten Arten haben zv;ar acn
Vorteil, daß hierbei sowohl das Dickenprofil als auch die
wittlere Dicke geregelt werden könne::, jedoch ist es hier- .
bei nicht uüglich, die relativen Dicken der verschiedenen
iiaterialschichten innerhalb des erzeugten mehrschichtigen
Bancmaterials zu regeln.
Erfindung
Eine der Erfindung zugrundeliegende Teilaufgabe besteht
darin, sowohl die Gesamtdicke als auch dia Zusammensetzung des Querschnitts eines für die Reifenherstellung verwendeten
Bar.dmaterials unter Verwendung einer möglichst geringen Anzahl
von Meßvcrrichtungan zu regeln. Eine weitere Teilaufgabe '
besteht darin, daß bei der» Regelung der Unterschicht praktisch keine Transportzeitverzögerungen zwischen den aufeinanderfolgenden
Regeleingriffen auftreten sollen. Gemäß einer weiteren TEilaufgabe sollen im Falle einer Regelung der Dicke und des
Dickenprofils in Querrichtungen beide Kegelungen unabhängig
voneinander durchführbar sein. Schließlich seilen Änderungen dar Dicke in Längsrichtung des Bandmaterials mit größerer Regelgeschwindigkeit
und mit einer geringeren Zeitdauer zwischen. aufeinanderfolgenden Regeleingriffen regelbar sein als Veränderungen
des Dickenprofils in Querrichtung.
Die die vorgenannten Teilaufgaben umfaßende, der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird gemäß der Erfindung bei einem
Verfahren c-?.r eingangs j-.-r.annten /..?t ■.■.ic.v.rch golöit. di:L -die
3 ο π a y] ·· ο α s"
COPV
"10" 2379758
Dicke der ersten Schicht vor ihrer Verbindung nit der Einlage
-und der zweiten Schicht gemessen wird, daß aufgrund dieser Messung eine Istdicke der ersten Schicht bestimmt wird, daß
in Abhängigkeit von der Istdicke der ersten Schicht die Dicke der ersten Schicht bezüglich einer Solldicke der ersten Schicht
geregelt wird» daß'die Gesamtdicke des Bandmaterials nach der
Verbindung der beiden Schichten mit der Einlage gemessen wird,
daß aufgrund dieser Messung eine Ist-Gesantcickc- bestimmt v.-ircJ
und daß in Abhängigkeit von der Ist-Gesar.vtdicke die Gesanvtdicke
geregelt wird.
Eine Einrichtung zur Durchführung .-!es Verfahrens irrt in üblicher
V/eise derart ausgebildet» daß die erste Schicht ein ihre Dicke
veränderndes erstes Stellglied und die zweite Sehi.vut ein ihx e
Dicke veränderndes zweites Brei Ig] iec". dur::n i.äuf r 5 robei die Vor
stellung der Stellglieder euren Steile π tr.." nLe e;.',:r;t und -/or:.'
eine Einlage zwischen die beiden Schienten ein;;■■:-7- r^l; und \ ir
diesen an einer Verbindungsbrelle ;:.u einer meiir-oci.:'. chti^er. I;r~r:-
material verbunden wird. Gemäß der Erfindung ist diese Einr.i'-- -
tung zur Durchführung des Verfahrens cleiwr c ausgebildet, dal;-
eine die Dicke der ersten Schicht nie?; sende-; wr.a ο ir entsprechendem
Heßsignal erzeugende erste rief;·-vorrichtung strcr.rut der Verbin
dungsstelle angeordnet ist, daß eine Vai^.Jeich:;-or.richtun 5 ei·;
aus dem Meßsignal der ersten l'eßvorrichtuv .· gewrnnrnes, der
Dicke der ersten Schicht eritr.p^echendüs
der Solldicke der ersten Schier1' ontrr^rc
vergleicht und ein der Dicke Oer -utßi
Regelabweichungssignal er;-.eur;t, c-;";. ·:ι-
hängigkeit von deu der Dicke <■'.;:.r ο .r ·τ.
Regelabweichungss.ignal eii^ StoVLs: c^r f
erzeugt, daß eine die Gesa-tdi'^'e ■">■-■■ Y'.c.
uijö ein entsprechender lief τ.» ..;.■:.! :..?■■ ■■ ■ c
tv;ert- | .·:..-..-al | r.it e: |
:." Tl O i2- :'Λν | ro] iwe | |
lieh·; | e r :. spr | eciiei r |
-; te-? | .'-."■, "' rr | in /Ui- |
lic; 51 | ed ^ r ' .' | |
T - .. > ; ζ' ■""> |
tel.'- ■ |
stromab der Verbindungsstelle angeordnet ist, daß eine Signalverarbeitungsvorrichtung in Abhängigkeit von den
Heßsignalen der ersten und der zweiten Meßvorrichtung ein Ausgangssignal erzeugt, das der zur.! Erreichen einer
Soll-Cesaintdicke erforderlichen Dickenverstellung der
zv/eiten Schicht entspricht, und daß ein zweiter Regler in Abhängigkeit von der.; Ausgangssignal der Signalverarbe.\tungsvorrichtung
ein Stellsignal für die Steuerung des zweiten Stellglieds erzeugt.
Bei dem Verfahren und der Einrichtung gemäß der Erfindung ist eine genaue und schnelle Regelung bei der Kalandrierung
hinsichtlich der gewünschten Dicke der im folgenden als Unterschicht bezeichneten ersten Schicht, der Gesamtdicke
und der Lage der Einlage bezüglich der Unterschicht und der im folgenden als Oberschicht bezeichneten zweiten Schicht
Möglich. Vielter ist es hierbei müglich, die Dickenmessung der Unterschicht und die Messung der Gesamtdicke zeitlich so zu
al:
koordinieren, daß die Meßergebnisse jeweils demselben Längsabschnitt
des ßandmaterials gewonnen sind. Hierdurch wird ein genaues Maß dafür erhalten, um Vielehen Betrag die Dicke der
Oberschicht verändert werden muß, um die Gesamtdicke des Banduaterials
auf der gewünschten Soll-Gesamtdicke zu halten. Weiter kann bei dem Verfahren und der Einrichtung ein gewünschtes
Profil der Gesamtdicke erhalten werden.
Zur Durchführung des Verfahrens gemäß der Erfindung sind im
Gegensatz zu den bekannten Verfahren nur wenige iießvorrichtungen
erforderlich, um die Gesamtdicke bezüglich einer ScIl-Gesamtdicke
und die Stellung der Einlage innerhalb des kalanarierten
Bandmaterials zu regeln. Hierdurch ergibt sich ein nur geringer Herstellungs- und YJ artungs aufwand. Ein doppelter-
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Regeleingriff bezüglich der Dicke der Unterschicht wird vermieden, da die Regelschleifen für die Regelung der Dicke
der Unterschicht und für die Regelung der Gesamtdicke so verbunden sind, daß die der Dicke der Unterschicht entsprechende
Regelabweichung nicht in die Regelung der Gesamtdicke eingeht. .
Eine Ausführungsform geht von der Verwendung eines Kalanders
mit vier'Walzen aus. Hierbei ist eine ortsfeste Heftvorrichtung einer Walze des unteren Walzenpaars gegenüberstehend angeord-
* net und erzeugt ein der'Dicke der Unterschicht entsprechendes
Heßsignal, während diese über die Walze läuft, bevor sie die Vereinigungsstelle mit der Einlage und der Oberschicht erreicht.
Eine hin- und hergehend verfahrbare Dickenmeßvorrichtung ist
stromab des Kalanders angeordnet und erzeugt ein der Gesamtdicke des mehrschichtigen Bandmaterials entsprechendes Meßsignal.
Die lleßsignale werden unmittelbar als Istwertsignale verwendet und einem Differenzrechner zugeführt, der die Istdicke der Unterschicht
von einer Solldicke der Unterschicht subtrahiert, wodurch eine der Dicke der Unterschicht entsprechende Regelabweichung
gewonnen wird. Die Ist-Gesamtdicke wird von einer S oll-Ge samt dicke mittels eines weiteren Differqnarechners subtrahiert,
wodurch sich das der Gesamtdicke entsprechende Regelabweichungssignal ergibt. Die der Dicke der Unterschicht entsprechende
Regelabweichung wird von der der Gesamtdicke entsprechenden Regelabweichung mittels eines weiteren Differenzrechners
subtrahiert, wodurch ein der Dicke der Oberschicht entsprechendes Regelabweichungssignal erhalten wird. Unzulässige
Dickenabweichun^en werden automatisch durch Regler ausgeglichen, die die Dicken der Unter- und Oberschicht regeln. Der Rej-ler für
die Dicke der Unterschicht verstellt in Abhängigkeit von der der Dicke der Unterschicht entsprechenden Regelabweichung Stellantriebe
für das untere Kalanderwalzenpaar, wodurch die der Dicke
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der Unterschicht entsprechender Regelabweichung abgeglichen
v;ird. Der Reeler für die Dicke der Oberschicht verstellt in Ablu\r.~i;;;keit von der errechneten, der Dicks der Oberschicht
entsprechenden Refelabweichun;; Stellantriebe, die
das obere ICalanderwalzenpaar so verstellen, da/, auch die
der Dicke der Oberschicht entsprechende Regelabweichung zu
Null gerächt v/ird. hierbei können sichtbare Anzeigen oder
Darstellungen der Dicke der Unterschicht und der Pesar.itdicke
für eine Bedienungsperson vor^cseiien sein.
Bei einen v;eiteren Ausführunjsbeispiel werden die verschiedenen
IstT.?crte der Dicke der Unterschicht und dar Gesarrtdicke
nittels eines Diff erenzreclxners verglichen, wodurch ein Si,~nsl
erzeugt wird, das der Dicke der Oberschicht zuzüglich der
Dicke der Einlage entspricht. Dieses Signal wird rcit einem
Sollwert verglichen, der der Surarr.e der Dicken der Oberschicht
und der Einlage entspricht, wodurch ein der Dicke der Oberschicht
entsprechendes Regelabweichungsignal erzeugt wird.
Ein Rejler für die Dicke der Oberschicht bewirkt in Abhängigkeit
von der der Oberschicht entsprechenden Regelabweichung
die Verstellung von Stellantrieben, die an dem oberen Kalanderwalzenpaar
vorgesehen sind, wodurch die Suiiune der Dicken der
Oberschicht und dez1 Einlage dem entsprechenden Sollwert angeblichen
wird. Ein Reeler für ^ie Dicke der Unterschicht regelt
diese in Abhängigkeit vcn der der Unterschicht entsprechenden
Regelabweichung. Auch hierbei können wieder sichtbare Darstellungen
oder Anzeigen der Dicke der Unterschicht und der
Gesar.tdicke vorgesehen sein. Die Surj-.e der Sollcicken Jer Unterschicht
und der Oberschicht ist praktisch gleich der SoIl-Gesar.itdic.ke.
uzi eine: anderen Aucfi'hrun.^sbcispiel werden cie vci. cer οι^ΐε-fest
c_-"i_cordneter: I.'e.Cvcrrichtun": und vcn der Lewc-licr.en ..>'.-
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Q0PV
BAD ORIGINAL
vorrichtung erzeugten L'eßsignale in Sinne der bildur.j ein·-;;
zeitlichen i-;ittelv:erts durch eins Clättungsvorrichtung ^eglMttet.
Dabei ist eine die Wirksamkeit der ließvcrriciitur. u:.
koordinierende Vorrichtung vorgesehen, die in Abhängigkeit
von dem Ausgan.;:ssignal einer Geschwindigkeitsi.veßvcrrichtu.i^
gesteuert ist, die die Drehzahl der Kalanderv/alzen nißt.
Die Kooroinierungsvorrichtung steuert die Wirkung der GlJ-'.ttungsvcrrichtungen
und die Hin- und Herbewegungen der bev;e;;-lichen
Heßvorrichtung derart, daß die erhaltenen Istwertsijnale
bezüglich der Dicke der Unterschicht una der Gesantüie..-von
zumindest annähernd demselben in Längsrichtung des Band-Materials
gemessenen Abschnitt stammen. Auch hierbei ist v;ieo:.
ein Regler für die Dicke der Unterschicht vorgesehen, der· dii-;;<
bezüglich einer Solldicke der Unterschicht in Abhängigkeit ve einer der Dicke der Unterschicht entsprechenden Regelabweic~..ui.
regelt. Dieser Regelung wird jedoch ein Istwert der Dicke der Unterschicht zu gründe ge legt, der durch eine von der vor.Tenc.ri.;;:
Glättung unabhängige Glättung erhalten wird und der jeweils zu Zeitpunkten geliefert wird, die von denjenigen Zeitpunkten erweichen,
an denen Mittelwerte der Dicke der Unterschicht bei dem koordinierten Meßablauf erzeugt werden. Die Dicke der Unterschicht
wird so stets praktisch auf dem entsprechenden Soll wert gehalten.
3ei einem weiteren Ausführungsbeispiel unfaßt die erste iieuvci—
richtung zwei Meßköpfe, die einer der Walzen des unteren Y.e.lz?.:
paares gegenüberstehend angeordnet sind und die jeweils ein der
Dicke der Unterschicht entsprechendes Heßsignal erzeugen, uäi.r
die Unterschicht vor dem Erreichen der Vereinigungsstelle i'Ler
die V/alze geführt wird. Ein I'eßkopf ist nahe einem Ende der
Kalanderwalze ortsfest angeordnet, während der andere Ile^kc; Γ
zwischen dem gegenüberliegenden Ende der Walze und deren I.ittc
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COPV
BAD ORIGINAL
BAD ORIGINAL
beweglich ist. Eine verfahrbare Dickenraeßvorrichtung ist
stromab des Kalanders angeordnet und erzeugt ein der Gesamtdicke des mehrschichtigen Bandmaterials entsprechendes Heßsignal.
Die Dickcnmeßsignale v/erden jeweils im Sinne einer zeitlichen Mittelwertbildung durch eine Glättungsvorrichtung
geglättet.
Weiter ist bei dem Ausführungsbeispiel eine automatische Regelung in der V/eise möglich, daß in Längsrichtung des Bandmaterials auftretende Änderungen der Dicken der Unterschicht
und der Oberschicht unabhängig voneinander ausgeglichen v/erden. Die in Längsrichtung des Bandmaterials wirksamen Regler, die
auf das untere und obere Paar von Kalanderwalzen einwirken, halten die Unterschicht und die Oberschicht und damit das gesamte
Bandmaterial jeweils auf bestimmten Solldicken und bewirken
darüberhinaus, daß die Einlage eine vorgegebene Lage
zwischen Unterschicht und Oberschicht einnimmt. Zur Regelung der Dicke der Unterschicht sind senkrecht zur Achsrichtung der
Walzen wirkende Stellantriebe vorgesehen, die an den beiden Enden einer Walze des unteren Walzenpaares angreifen und denen
ein Stellsignal von einem Regler für die Dicke der Unterschicht zugeführt wird. Als für die Regelung verwendeter Istwert der
Dicke der Unterschicht dient hierbei der Hittelwert der Dicke der Unterschicht, der durch iiittelwertbildunn; der einzelnen
ileßsignale erhalten wird, die an den drei verschiedenen iießorten
entlang der Unterschicht erhalten werden. Der Istwert der Dicke der Unterschicht wird von einer Sclldicke der Unterschicht subtrahiert,
wodurch eine entsprechende den Regler für die Dicke der Unterschicht zugeführte Regelabweichung erhalten wird. Für
die Regelung der Dicke der Oberschicht wird ein Regelabweichungssignal dadurch erhalten, daß die der Dicke der Unterschicht entsprechende
Regelabweichung von derjenigen Regelabweichung suLtra-
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COPY
hiert wird, die durch Vergleich aes als Ist-Gesa^tdicke
verwendeten Mittelwerts des der Gesai.itdicke entsprechenden
Heßsignals r;:it einer Soll-Gesaj.itdicke erhalten wird. Koordinierte
Messungen der Dicke der Unterschicht und der CesaiT.tdicke werden hierbei zumindest annähernd von demselben
Abschnitt des Bandnaterials gewonnen, wie dies bereits oben beschrieben wurde. Die der Dicke der Oberschicht entsprechend';.
Regelabweichung wird zur Verstellung der an beiden L'nden eine:·.·
Walze des oberen Walzenpfars angreifenden Stellantriebe verwendet.
Die beiden Paare von Stellantrieben für das untere und obere VJalzenpaar werden hierbei jeweils gleichsinnig derart
verstellt, daß an beiden Enden der verstellten Vialze eine
Verstellung um denselben Betrag erfolgt.
Zusätzlich kann eine Regelung des Dickenprofils in Querrichtung
des Bandnaterials erfolgen. Hierbei erfolgt die Regelun^ des Dickenprofils der Unter- und der Oberschicht getrennt
voneinander. Die Regelung des Dickenprofils in Querrichtung
hat den Zweck, dem Bandmaterial ein gewünschtes Dickenprofil in Querrichtung zu geben, beispielsweise ein ebenes Profil.
Zur Regelung des Dickenprofils müssen ebenfalls entsprechende Stellvorrichtungen vorgesehen sein. Beispielsweise können die
Achsen der Kalanderwalzen schräg zueinander gestellt werden oder eine der Kalanderwalzen kann jeweils mehr oder weniger
durchgebogen v/erden. Es ist so möglich, zusätzlich zu einer gleichmäßigen Verstellung der Dicke über die gesamte Breite
auch eine Verstellung des Dickenprofils vorzunehmen, wobei beide Verstellungen gleichzeitig erfolgen können.
Die Regelung des Dickenprofils in Querrichtung ist grundsj.tzl.'.c.
für die Unterschicht und die Oberschicht von gleicher Art. Der hauptsächliche Unterschied besteht darin, wie die Istprofile de:
309881/045?
Unterschicht und der Oberschicht bestimmt werden. Das Istdickenprofil
der Unterschicht wird dadurch erhalten, daß eine Kurve den einzelnen Istdicken der·- Unterschicht angepaßt
wird, die beispielsweise mittels drei iießkopfen an drei
verschiedenen I-ießorten an der Unterschicht gewonnen sind,
wobei diese Meßwerte wiederum zunächst im Sinne einer zeitlichen
iiittelwertbildung geglättet werden sind, hierzu wird
das Bandmaterial in drei sich in Langs richtung- erstreckende
Teilstreifen oder Zonen unterteilt, die gleiche breiten haben können und die vorzugsweise aneinander angrenzen, sich jedoch
auch überlappen können. Die Anpassung der Kurve an die Istwerte Kann .mittels eines Rechners erfolgeru Die erhaltene Istprofilhurve
wird dann für jede der drei Zonen getrennt ausgewertet, wobei durch Integration innerhalb der Grenzen der Zone ein
mittlerer* Istwert der Dicke der Unterschicht innerhalb der Zone
gewonnen wird. Diese mittleren Istwerte für di.e einzelnen Zonen
werden jeweils für sich mit einem Sol"! wer'; verglichen» Im Falle
eines gewünschten ebenenj Irofils wird als Sollwert ein Istwert
der Dicke der Unterschicht verwendet, der durch räumliche iiittel-.-^rcLildung
über die gesamte Breite der Unterschicht und durch
zeitliche iiittelwertbildung in Längs rieh c.ung gewonnen ist. Die ;;ich für die einzelnen Zonen ergebenden Regelabweichungen werden
:':/i Falle aines gewünschten ebenenJFrofils einem ein/igen Frof.ilrct>.lör
zügel ührt, der eine Verstellung der Profil-Stellglieder
f:":r- nie Unterschicht bewirkt, so daß das gewünschte Profil erhalten
wird.
Jie: Regelung des Dickenprofils der· Oberschicht erfolgt in Abhängig
; e: ■'■: voa der jeweiliger; Dicke der Oberschicht Lt einer Zone ent-.".
^r-.'iciier.den Regelabweichungen. Diese vierden in Ahhdngiokeit von
e.;r ΓΊζ i^Tcnz zv/is eher, dca entr-ipreche:·: en xegelrbv/eicliungen der
'v-santdicke und den entsprechender' Pc ol.-bweiohiingerj der Untcr-
30938 1/04&?
schicht ermittelt. Die Regelabweichungen der Gesamtdicke bezüglich der einzelnen Zonen v/erden ermittelt, indem das
gesamte Dickenprof il, das von der bewegten iießvorrichtung
geliefert wird, in drei Zonen unterteilt wird, die mit den drei Zonen der Unterschicht übereinstimmen, indem einzelne
Mittelwerte der Gesamtdicke in jeder Zone gebildet werden und indem diese im Falle eines gewünschten flachen Profils
mit dem über die E>reite des Uandmaterials gemittelten und
in Längsrichtung des Bandmaterials zeitlich gemittelten Mittelwert der Gesamtdicke verglichen werden. Die zuvor
ermittelten Regelabweichungen der Dicke dor Unterschicht in den einzelnen Zonen v/erden für jede Zone getrennt von
den jeweiligen Regelabweichungen der Cesamtdicke subtrahiert}
wodurch sich die Regelabweichungen dex^ Dicke für jede
Zone der Oberschicht ergeben. Diese werden dem Regler für a-as
Profil der Oberschicht zugeführt, der eine Verstellung der Profil-Stellantriebe bewirkt, die der Oberschicht zugeordnet
sind, so daß die Oberschicht mit dem gewünschten, insbesondere flachen Profil hergestellt v/ird.
Bei den beschriebenen Ausführungsbeispiel wird die Dicke der
Unterschicht und die Gesamtdicke des mehrschichtigen Bandmaterials jeweils getrennt bezüglich eines entsprechenden Sollwerts
geregelt, wahrend zusätzlich unabhängig hiervon die Dickenprofile der Unterschicht und des Bandmattrials bezüglich
entsprechender Sollprofile regelbar sind. ?>ei eine;:, gewünschten
flachen Profil mit gleichbleibender Dicke über dia gesamte
breite wird als Sollprofil der üittelwert der Dicke bzw. Gesamtdicke
über die gesamte Breite verwendet.
Bei einigen /iusführungsbeispielen wird mittels einer mindert.:r;;
einen !'emkopf umfassenden He.''vorrichtung. dae r)id:ze der Unterschicht
gemessen, bevor diese mit der Einlage und der Obcrscic;
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2379758
vereinigt wird, hierdurch kann die Dicke der Unterschicht
praktisch verzögerungsfrei bezüglich dez1 Solldicke der
Unterschicht geregelt werden, da praktisch keine Trensportverzöger>ungszeit
zwischen den MsLort, an der. die Heilvorrichtung
angeordnet ist, und dem Stellort für die Dicke der Unterschicht
auftritt. Gegebenenfalls wird bei Verwendung des Reclmers, der eine den Istwerten angepaßte Istprofilkurve
errechnet, u'.it wenigen ließköpfen ein sehr genauer Istprofilvcrlauf
erreicht.
Durch die Anordnung mindestens einer i leitvorrichtung, hier
einer hin- und hergehend bewegten Heilvorrichtung, stromab der Kalanderwalzen kann die Gesamtdicke des erzeugten mehrschichtigen
Bandmaterial, die sich aus der Dicke der Unterschicht,
der Dicke der Einlage und der Dicke der Oberschicht zusammensetzt, an einen Heßort gemessen werden, an dem sie
mit guter Annäherung ihren Endwert erreicht hat. iiei einigen
der bekannten Einrichtungen ist dies dagegen aufgrund der unterschiedlichen Uirkung der Kalanderwalzen und wegen der
Änderungen der Dicke der Einlage nicht der Fall. Da zur Regelung der Gesarntdicke und zur Regelung des Dickenprofils
der Unterschicht und des Dickenprofils der Oberschicht Dicken-Messungen
an dev Unterschicht und ai der.i Bandmaterial jeweils
in zumindest annähernd demselben Längsabschnitt des Materials
vorgenomnen werden, sind Auswirkungen von Dickenänderungen in Laufrichtung des ilaterials als Fehlerquelle bei der entsprechenden
Signalverarbeitung ausgeschlossen.
V/eitere Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen angegeben.
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Die Erfindung sowie weitere Ausgestaltungen werden im
folgenden anhand der Zeichnungen näher erläutert.
Kurzbeschreibun^ der Zeichnungen
Es zeigen:
Es zeigen:
Fig. 1 In teils perspektivischer und teils schematischer
Darstellung eine Kalandriereinrichtung für Bandmaterial zur Reifenherstellung mit einer Regeleinrichtung
gemäß der Erfindung;
Fig. 2 in ähnlicher Darstellung wie Fig. 1 eine v/eitere Kalandriereinrichtung mit einer Regeleinrichtung
gemäß der Erfindung;
Fig. 3 in ähnlicher Darstellung wie Fig. 1 eine weitere Kalandriereinrichtung für Bandmaterial mit einer
weiteren Ausführungsform einer Regeleinrichtung gemäß der Erfindung;
Fig. 4 in ähnlicher Darstellung wie Fig. 1 eine weitere
Kalandriereinrichtung für Bandmaterial mit einer anderen Ausführungsform einer Regeleinrichtung
gemäß der Erfindung;
Fig. 5 als Schaubild die Lage der Koordinierten Messungen innerhalb desselben Abschnitts des Bandmaterials
> die bei den Regeleinrichtungen gemäß Fig. 3 oder 4 mittels der feststehenden und beweglichen Meßvorrichtungen
durchgeführt werden;
Fig. 6 mit den Teilfiguren Fig. 6A und GB eine weitere Kalandriereinrichtung für Bandmaterial mit einer
309881 /0457
weiteren Ausf ührungsf orm einer Regeleinrichtung ger.üß
der Erfindung;
Fig. 7 ein Schaubild der koordinierten 'lessungen, die bei
der Regeleinrichtung gemäß Fig. 6 mittels zwei jeweils einen Heßort erfassender ileßköpfe und einer hin- und
hergehend bewegten Heßvorrichtung jeweils an demselben Längsabschnitt des Bandmaterials vorgenommen werden.
In- Fig. 1 ist ein Kalander mit vier Kalanderwalzen 1 bis 4
dargestellt. Ein oberes Paar von Kalanderwalzen 1, 2 ist an seiner Zuführungsseite mit einem Gummivorrat 6 beaufschlagt.
Hieraus wird eine Gummi-Oberschicht 8 praktisch kontinuierlich erzeugt, die auf der Ausgangsseite der Walzen 1, 2 erscheint.
Ein entsprechendes Paar von unteren Kalanderwalzen 3, 4 ist ebenfalls auf seiner Zufuhrseite mit einem Gummiverrat 7 beaufschlagt
und erzeugt eine Unterschicht 9. Oberschicht 8 und Unterschicht 9 v/erden zusammen mit einer als Einlage 5 dienenden
Schicht au einen mehrschichtigen Bandmaterial 10 für die Reifanherstellung
verbunden, indem diese Schichten durch die einander gegenüberstehenden Kalandrierwalzen 2, 3 unter Druck hindurchgeführt
werden. Nicht' gezeigte Stellantriebe wie Schraubspindel In
oder hydraulische Elemente an beiden Enden jeweils mindestens einer r,.'<"lze des unteren und oberen V'alzenpaares können verstellt
werden, um den Abstand der '„'alzenl, 2 bzw. 3S 4 zu versteller.
und hierdurch die Dicke der Oberschicht 3 bzw. der Unterschicht zu vergrößern oder zu verringern.
309881/045?
* Dickenmeßvorrichtun^en
Eine ortsfeste, einen Heßort erfassende Strahlungsreflekticns-Keßvorrichtung
12 ist einer der Walzen 2 oder 3 gegcnübercte/.;-..
angeordnet und r;ißt die Dicke der über diese VJclzc 1^u:cri'jh
Schicht 8 bzw.. 9 , bevor diese mit der Einlage 5 und der an (."ere;.
Schicht 9 bzw. 8 vereinigt wire. Vorzugsweise ist die ,X:jvorrdchtun,;;
12 wie bei derr. Ausführun.jsbeispiel der unteren '..'alu-J
3 des das Bandmaterial 10 erzeugenden Walzenpaares 2,3 gegenüberstehend
angeordnet und mißt die gegenv/c'.rti^e örtliche L'ic;h_
der Unterschicht 9. Die ließvorrichtung 12 ist in Querrichtung
entlang der Walze 3 so angeordnet, daß sie in Längsrichtung c^-
Unterschicht 9 und damit in Längsrichtung des Bandmaterial^ 10
und in dessen Lauf- oder Transportrichtung auftretende i-L
der Dicke der Unterschicht 9 erfaßt und daß das ileßer^ebnis
repräsenfiv für die ^esa^te Breite der Unterschicht 9 ist. Der
beste Meßcrt kann experimentell bestir.rat werden. Die weßvcrric:.-tung
12 muß nicht notwendig aufgrund der Strahlunssreflektion
arbeiten, sondern kann von jeder Bauart sein, die geeignet ist, die Dicke eines über eine Walze geführten Haterialstrexfens zu
messen.
In Bandlaufrichtung hinter den das Bandmaterial 10 erzeugenden
Walzen 2, 3 ist eine die Gesamtdicke des Bandmaterial 10 Hesse;;:.
Meßvorrichtung 13 vorgesehen. Sie arbeitet derart, daß die Gesaiatdicke
aufgrund eines von dem Bandmaterial 10 durchgelassenci.
Strahlungsanteils testimmt wird. Die Meßvorrichtung 13 besteht
aus einer Strahlungsquelle 16, die auf oberen Führungsschienen 17, 18 quer zur Längsrichtung des Bandmaterials 10 verfahrbar
ist, und aus einem Strahlungsdetektor 14, der auf unteren·Führung:
schienen 19, 20 quer verfahrbar ist. Die Quelle 15 und der Detektiv
werden mittels eines Motors 22 hin- und hergehend angetrieben,
309881/0457
CO°V
BAD ORiGiNAL
BAD ORiGiNAL
wobei die. Kraftübertragung mittels einer nicht gezeigten Antriebskette erfolgt, die sich zwischen den Ständern 24,
25 auf beiden Seiten des Bandmaterials 10 erstreckt.
Die bewegliche Messvorrichtung 13 muß nicht notv;endig die
^css-T'.te Breite des Bcnrr.aterials 10 überstreichen. Vorzugsweise
.ist dies jedoch der Fall, um ein möglichst ausccgckräftiges
Meßergebnis zu erhalten, das von einem möglichst großen Bereich des Dar.dmaterials gewonnen ist.
Das Verfahren der Meßvorrichtung 13 erfolgt in Abhängigkeit vcn einem vorgegebenen Programm, dessen Beginn willkürlich
ausgelöst werden kann. Ein möglichst breites Überstreichen,
des Bandmaterials 10 ist auch für solche Fälle vorteilhaft, in denen die momentanen Dickenmeßwerte zu einem Mittelwert
verarbeitet werden, damit dieser möglichst genau der mittleren Gesamtdicke des Bandmaterials 10 entspricht. Anstelle der
gezeigten Meßvorrichtung, die aufgrund der Strahlendurchlässigkeit arbeiten, können auch andere Ausführungsfcrmen Verwendung
finden.
Die jeweiligen momentanen Vierte der Dicke der Unterschicht und der Gesamtdicke können einer Bedienungsperson durch
Dicken-Anzeigegeräte 31» 33 angezeigt v/erden, die von üblicher Art sind und beispielsweise als Streifenschreiber, skalierte
Anzeigegeräte oder eine Analog-Digital-Umwandlung vornehmende Anzeigegeräte ausgebildet sein können. Die Anzeigegeräte können
weiter auch so ausgebildet sein, daß sie die momentanen Dickenwerte im Sinne einer zeitlichen Hittelwertbildung glätten, oder
sie können die momentanen Dickenwerte periodisch abtasten. Die Anzeigegeräte 31, 3 3 geben eine verläßliche Realzeit-Cberwacnungsmöglichkeit
für die Regelwirkung der mit der Kalandriereinrichtung verbundenen Regeleinrichtung.
309881/0 46? COPY
Gemäß Fig. 1 wird das dem momentanen Meßwert entsprechende,
von der ortsfesten. lötvorrichtung 12 erzeugte ileßsignal der
Dicke der Unterschicht mittels eines Vergleichsglieds in
Gestalt eines Differenzrechners 42 mit einer vorgegebenen
Solldicke der Unterschicht verglichen, wodurch die der Dicke der Unterschicht entsprechende Regelabweichung e berechnet
wird. Ein Dickenre.-ler 38 für die Unterschicht bev/irkt in
Abhängigkeit von der der Unterschicht entsprechenden Regelabweichung e eine -Verstellung der Walzen 3, 4 entsprechend
der gestrichelten Wirkungslinie 42, wodurch die Dicke der
Unterschicht 9 derart vergrößert oder verringert v;ird, daß
die der Dicke der Unterschicht entsprechende Regelabweichung e
praktisch zu Null wird. Inwieweit dies erreicht wird, hängt von der Trägheit der verwendeten Geräte, von Totbereichen und
anderen die Regelgenauigkeit beeinflussenden Faktoren ab.
Die Regelgeschwindigkeit der Regelung der Dicke der Unterschicht
hängt ab von der Zeit, die zur Berechnung der erforderlichen Verstellung der Walze 4 und zu der Ausführung dieser Verstellung
erforderlich ist, sowie von der Transportverzögerungszeit zwischen dem Meßort der ortsfesten Meßvorrichtung 12 und dem
Stellort. Da die Berechnung der Regelabweichung und die bei der Verstellung auftretenden Zeitverzögerungen unter normalen Arbeitsbedingungen
kurz sind und da auch die Transportverzögerungszeit sehr klein ist, kann die Dicke der Unterschicht 9 mit großer Regelgeschwindigkeit
oder großer Regelfrequenz praktisch verzögerung.*; frei der Solldicke der Unterschicht 9 angeglichen werden.
Zur Regelung der Gesamtdicke bezüglich einer Soll-Gesarntdicke wird
das momentane Meßsignal der Gesamtdicke, das von der Heilvorrichtung 13 geliefert wird, in einem Differenzrechner 40 mit der SoIl-
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Gesarntdicke verglichen j wodurch eine der Gesamtdicke entsprechende
Regelabweichung e berechnet wird. Das von dem Differenzrechner 12 gelieferte, die der Dicke der Unterschicht
entsprechende Regelabweichung e darstellendes Signal wird mit dem die der Gesamtdicke entsprechenden Regelabweichung
e darstellenden Signal mittels eines Differenzrechners 30 verglichen, der ein eine der Dicke der Oberschicht entsprechende
Regelabweichung eo darstellendes Signal erzeugt.
Ein Dickenregler 36 für die Oberschicht bewirkt in Abhängigkeit von der der Dicke der Oberschicht entsprechenden Regelabweichung
eQ eine Verstellung des gegenseitigen Abstands der
Walzen 1, 2, wie dies durch eine gestrichelte Wirkungslinie
UO angedeutet ist. Die Verstellung erfolgt im Sinne einer
Verringerung der der Dicke der Oberschicht entsprechenden Regelabweichung e0 auf Null.
Neben einer Regelung der Gesamtdicke wird auch erreicht, daß die Einlage 5 eine relativ konstante Lage bezüglich der Unterschicht
9 und der Oberschicht 8 einnimmt, da die Dicke der Unterschicht 9 praktisch konstant gehüaten wird, während die
Dicke der Oberschicht 8 nur in dem Maß veränderlich ist, wie Dickenänderungen der Einlage 5, Temperaturänderungen oder
andere Störgrößen zu Änderungen der Gesamtdicke führen.
Da die der Dicke der Unterschicht entsprechenden Regelabweichungen
eu durch die Regelschleife für die Dicke der Unterschicht
schnell und genau ausgeglichen werden, wird die der Dicke der Unterschicht entsprechende Regelabweichung eu als
Faktor bei der Berechnung derjenigen Verstellung eliminiert , die hinsichtlich der Dicke der Oberschicht erforderlich ist,
um die Gesamtdicke auf dem entsprechenden Sollwert zu halten. Hierdurch wird eine doppelte Verstellung der Dicke der Unterschicht
Und die entsprechende Neigung zu einem Oberschwingverhalten der Regeleinrichtung vermieden. Weiter ist die An-
309881/CKS?
zahl der zur Aufrechterhaltung eines bestimmten Querschnittsverhältnisses
und einer bestimmten Gesamtdicke erforderliche Aufwand an Meßvorrichtungen so gering wie möglich, so daß ein
entsprechend geringer Herstellungs- und Wartungsaufwand erzielt
Wird.
In Fig. 2 ist eine weitere Ausführungsform einer Regeleinrichtung gemäß der Erfindung gezeigt, die bei der gleichen Kalandriereinrichtung
wie in Fig. 1 gezeigt verwendet ist und die teilweise mit der Regeleinrichtung gemäß Fig. 1 übereinstimmt. Gleiche Teile
sind mit gleichen Bezugszeichen wie in Fig. 1 bezeichnet.
Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2 wird eine der Dicke der Oberschicht entsprechende Regelabweichung zur Regelung der Dicke
der Oberschicht nicht als Differenz zwischen der der Gesamtdicke entsprechenden Regelabweichung und der der Unterschicht entsprechenden
Regelabweichung berechnet. Statt dessen wird die Summe der Dicken der Oberschicht 8 und der Einlage 5 bezüglich eines Sollwerts
geregelt, der so gewählt ist, daß seine Summe mit der Soli-
dicke der Unterschicht 9 der Soll-Gesamtdicke gleicht. Hierzu wird das von der ortsfesten Meßvorrichtung 12 gelieferte, der
Dicke der Unterschicht entsprechende Meßsignal mit dem von der Meßvorrichtung 13 gelieferten, der Gesamtdicke entsprechenden
Meßsignal mittels eines Differenzrechners 46 verglichen, wodurch ein dem Istwert der Summe der Dicken der Oberschicht 8 und der
Einlage 5 entsprechendes Signal erzeugt wird. Dieses Istwertsignal
wird mittels eines Differenzrechners 46 mit einem Sollwert
verglichen, der der Differenz zwischen der Soll-Gesamtdicke und der Solldicke der Unterschicht und damit dem Sollwert der Summe
der Dicken der Einlage 5 und der Oberschicht 8 entspricht. Hierdurch wird eine der Dicke der Oberschicht entsprechende Regelabweichung
eö berechnet. Der Dickenregler 36 bewirkt dann, wie beschrieben,
in Abhängigkeit von der der Dicke der Oberschicht ent-
309881/CK57
sprechenden Regelabweichung e eine Verstellung der Walze 1.
Abänderungen der in Fig. 1 und 2 gezeigten Ausführungsbeispiele sind selbstverständlich möglich. Beispielsweise können
die von den Meßvorrichtungen 12, 13 gelieferten Meßsignale vor ihrer Verwertung als Istwertsignale für die Regelung zunächst
im Sinne einer zeitlichen Mittelwertbildung geglättet werden. Hierdurch wird ein genaueres und aussagekräftigeres
Istwertsignal erzeugt. Beispielsweise kann das von der ortsfesten Meßvorrichtung 12 gelieferte Meßsignal während einer
vorgegebenen Zeitdauer gemittelt werden, die mit derjenigen Zeitdauer zusammenfällt, in der die Meßvorrichtung 13 das
Bandmaterial 10 einmal oder mehrmals von Rand zu Rand überfährt. Das von der beweglichen Meßvorrichtung 13 gelieferte
Meßsignal kann in gleicher Weise vor seiner Verwertung als Istwertsignal im Sinne einer zeitlichen Mittelwertbildung
geglättet werden, beispielsweise ebenfalls jeweils während einer Zeitdauer, die einem ein- oder mehrmaligen Überfahren
des Bandmaterials 10 entspricht.
Weiter kann eine nicht gezeigte Verzögerungsvorrichtung verhanden sein, die die Regelwirkung des Dickenreglers 36 periodisch
gegenüber dem vorangehenden Regeleingriff um eine Zeit verzögert, die der Transportzeitverzögerung zwischen dem
Stellort, dem Kalander, und dem Meßort, dem Ort der Meßvorrichtung 13, gleich ist.
Bei den Ausführungsbeispielen gemäß Fig. 1 und 2 werden die an den beiden Enden der Walzen 1, H vorgesehenen Stellantriebe
jeweils mit demselben Stellsignal beaufschlagt und daher um gleiche Beträge verstellt. Die Dickenregler 36, 38 können jedoch
auch jeweils unterschiedliche Stellsignale für die beiden
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einer der Walzen 1, 4 zugeordneten Stellantriebe erzeugen,
um Ungleichmäßigkeiten der Walzencberflachen oder des Verhaltens derbstellantriebe auszugleichen.
Die beschriebene Glättung im Sinne einer Mittelwertbildung, das Vergleichen von Vierten zur Differenzbildung und die Verzögerung
aufeinander folgender Regeleingriffe durch den Dickenregler 36 können mittels eines einzigen, vorzugsweise
für eine digitale V/irkungsweise ausgebildeten Rechners erfolgen.
Zeitliche Koordinierung der Messungen
Anhand der Fig. 3 bis 5 seien im folgenden weitere Aus;führungen
von Regeleinrichtungen gemäß der Erfindung erläutert, die bei der gleichen Kalandriereinrichtung wie in Fig. 1 und 2 Verwendung
finden. Gleiche Teile sind mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet. Bei den in Fig. 3 und 4 gezeigten Regeleinrichtungen
werden Dickenmessungen an der Unterschicht 9 und an dem Bandmaterial 10 jeweils demselben Abschnitt des Bandmaterials 10
gewonnen. Im übrigen könnte die Regeleinrichtung mit der in Fig. 1 oder 2 dargestellten übereinstimmen. Bei den Ausführungsbeispielen
werden jedoch zusätzlich die von den Meßvorrichtungen 12, 13 gelieferten Meßsignale von Glättungsschaltungen 144, 145,
146 im Sinne einer zeitlichen Mittelwertbildung geglättet und erst danach als Istwertsignale für die Regelung verwendet.
Bei der Regeleinrichtung in Fig. 3 wird die von der Glättungsschaltung
145 gelieferte Istdicke der Unterschicht 9 nach dem Schließen eines Schalters 172 einem Differenzrechner 147 zugeführt.
Die Betätigung des Schalters 17 2 und die jeweilige Rück-
309881/0467
stellung der Glättungsschaltung 145 erfolgt durch Steuersignale,
die über Steuerleitungen 155, 157 von einem Programmgeber 150 gegeben werden. Im Differenzrechner IH7 wird die Istdicke der
Unter1:;chicht mit einer Solldicke der Unterschicht verglichen,
wodurch die der Unterschicht entsprechende Regelabweichung e
berechnet wird. In- Abhängigkeit von dieser bewirkt der Dicksnregler
138 für die Unterschicht über die gestrichelt dargestellte Wirkungslinie 14 8 eine gegenseitige Verstellung der Walzen 3,
Dieser Regeleingriff erfolgt erst nach dein Schließen eines Schalters
14 3, der von dem Programmgeber 150 über eine Steuerleitung 158 gesteuert ist. Durch den Regeleingriff wird die der Dicke
der Unterschicht 9 entsprechende Regelabweichung praktisch zu Null gemacht. Wie anhand der Ausführungsbej spiele gemäß Fig.
und 2 erläutert wurde, kann die Regelung der Dicke der Unterschicht 9 mit großer Regelgeschwindigkeit oder in kurzen zeitlichen
Abständen sowie mit großer Genauigkeit erfolgen.
Zur Regelung der Gesamtdicke des mehrschichtigen Bandmaterials 10 bezüglich einer vorgegebenen Soll-Gesamtdicke erfolgt eine
Berechnung in Abhängigkeit von der durch Mittelwertbildung aus dem Meßsignal mittels der Glättungsschaltung 144 gewonnenen
Istdicke der Unterschicht 9 und in Abhängigkeit von der durch Mittelwertbildung mittels der Glättungsschaltung 146 gewonnenen
Ist-Gesamtdicke. Hierbei wird ein Regelsignal erzeugt, das derjenigen Dickenänderung der Oberschicht 8 entspricht, die vorgenommen
werden muß, damit die Gesamtdicke den entsprechenden Sollwert aufweist. Hierbei wird angenommen, daß Komponenten der
Regelabweichung der Gesamtdicke, die auf Regelabweichungen der Dicke der Unterschicht 9 zurückzuführen sind, durch die die
Dicke der Unterschicht 9 regelnde Regelschleife kompensiert werden.
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Damit die jeweilige Istdicke der Unterschicht und die jeweilige
Ist-Gesamtdicke,in Abhängigkeit von denen die Regelung der Dicke der Oberschicht 8 erfolgt, im selben Abschnitt des Bandmaterials 10 gewonnen sind, koordiniert der Programmgeber ISO
die Wirksamkeit der Meßvorrichtungen 12, 13 und der Glättungsschaltungen
IHU, 146 zeitlich. Hierzu verzögert der Prograirjugeber
150 den Beginn der Verfahrbewegung der beweglichen -Heilvorrichtung
13 und die zugeordnete Mittelwertbildung durch die der Meßvorrichtung 13 nachgeschaltete Glättungsschaltung
146, bis das vordere Ende desjenigen Abschnitts den Ort der
Meßvorrichtung 13 erreicht, iridem zuvor die Dicke der Unterschicht
9 von der Meßvorrichtung 12 gemessen wurde, wobei das Meßsignal während einer vorgegebenen Zeit von der Glättungsschaltung
144 geglättet wurde. Der Programmgeber 150 beendet die Aufnahme des von der Meßvorrichtung 12 erzeugten Meßsignals
derart, daß das hintere Ende des Abschnitts der Unterschicht 9, der von der Meßvorrichtung 12 hinsichtlich seiner Dicke gemessen
wurde, den Meßort der Meßvorrichtung 13 genau dann erreicht, wenn die Keßvorrichtung 13 ihre Bewegung quer über die Breite
des Bandmaterials 10 beendet hat. Da so die aus dem Meßsignal gewonnene Istdicke der Unterschicht 9 im gleichen Abschnitt des
Bandmaterials wie dessen Gesamtdicke gemessen ist, haben in Bandlaufrichtung auftretende Dickenänderungen die gleichen Auswirkungen
auf beide Meßvorgänge.
Die koordinierten Messungen mittels der ortsfesten Meßvorrichtung 12 und der beweglichen Meßvorrichtung 13 werden im folgenden anhand
von Fig. 3 und Fig. 5 erläutert. Der Programmgeber 150 ist im wesentlichen ein Zeitgeber- und Schaltgerät, das drei Aufgaben
erfüllt. Erstens steuert der Programmgeber 150 die hin- und hergehende Bewegung der beweglichen Meßvorrichtung 13 über
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die Leitungen 151, 152, von denen die eine die seitliche
Stellung der Meßvorrichtung 13 bezüglich des Bandinaterials 10 zum Programmgeber 150 meldet, während die andere die Querbewegungen
der Meßvorrichtung 13 steuert. Zweitens steuert der Programmgeber 150 die voneinander unabhängige Gewinnung
von Istwerten aufgrund der von den Meßvorrichtungen 12, 13 erzeugten Meßsignale und deren periodische Weiterverarbeitung
über Schalter 171, 17 2, 17 3, die über Steuerleitungen 154,
155, 159 gesteuert sind. Schließlich steuert der Programmgeber
150 die Wirkung der Glättungsschaltungen 14 4, 14 5, 146, die
den Meßvorrichtungen 12, 13 nachgeschaltet sind, über Steuerleitungen 156, 157, 160. Geeignete Ausführungsformen für den
Programmgeber 150 sind bekannt, sowohl als Einzelgerät als auch als Teil eines digitalen Rechners.
Eine Drehzahlmeßvorrichtung 1Ί9 meldet dem Programmgeber 150
die Walzendrehzahl, aus der die Transportverzögerungszeit aufgrund des bekannten Abstands zwischen dem Meßort der Meßvoi—
richtung 12 und dem Meßort der Meßvorrichtung 13 in Bandlaufrichtung berechnet werden kann. Entsprechende Vorrichtungen
sind aus der bereits genannten US-PS 3 190 261 bekannt.
Zu Beginn der koordinierten Messungen löst der Programmgeber 150, der zuvor die Glättungsschaltung 144 zurückgestellt hat,
über den Steuerleiter 156 eine Mittelwertbildung durch die Glättungsschaltung 144 zu einem Zeitpunkt t^ aus. Von diesem
Zeitpunkt an wird das von der Meßvorrichtung 12 gelieferte Meßsignal über einen Längsabschnitt der Unterschicht 9 im Sinne
einer Mittelwertbildung geglättet und gespeichert (vergl. Fig.5)
Die Glättungsschaltung 144 nimmt gewissermaßen eine Abtastung des Meßsignals während einer vorgegebenen Zeitdauer vor. Diese
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Abtastung und die Mittelwertbildung werren von den Pro;;raT.i,igeber
150 zu einem Zeitpunkt t- beendet, der dem hinteren Ende E~ des-gemessenen Abschnitts entspricht. Wenn das vordere
Ende E.. den Meßort der beweglichen Meßvorrichtung 13 erreicht,
löst der Programmgeber j 50, der zuvor die Glättungsschaltung
146 zurückgestellt hat, das Verfahren der Meßvorrichtung 13 in
Querrichtung unter konstanter Fahrgeschwindigkeit aus und lor; ί
weiter die Mittelwertbildung mittels der Glilttungsschaltung
aus, v;odurch eine Ist-Gesamtdicke erhalten wird, die dein Weg
der Meßvorrichtung 13 schräg über zumindest einen Teil der Breite
des Bandmaterial 10 entspricht. Diese Auslösungen erfolgen
zu einem Zeitpunkt t„, der sich von dein Zeitpunkt" t.. um eine
Zeitdauer unterscheidet} die gleich der Transpcrtverzögerungszeit
zwischen den Keßorten der Meßvorrichtungen 12, 13 ist. Zup. Zeitpunkt t^ wird von dein Programmgeber 150 die. Mittelwertbildung
mittels der Glättungsschaltung 146 beendet, und dieser Vorgang stinunt zeitlich überein mit der Ankunft des hinteren Endes
E« des bereits von der feststehenden Meßvorrichtung 12 gemessenen
Abschnitts am Meßort der beweglichen Meßvorrichtung 13. Die Zeitdauer (t^ - ty) gibt diejenige Zeit an, die die Meßvorrichturg
13 benötigt, um das Bandmaterial 10 oder einen Teil von diesem zu überqueren, und die Zeitdauer ist gleich der Zeitdauer
(tg - t^), während deren durch Mittelwertbildung der Meßwerte die
Istdicke der Unterschicht 9 gewonnen wird.
Nach dem Ablauf der koordinierten Messungen schließt der Programmgeber
150 über den Steuerleiter 154 den Schalter 171 und über den Steuerleiter 159 den Schalter 17 3, um die Istwerte
der Dicke der Unterschicht 9 und der Gesamtdicke, die von den Glättungsschaltungen 144, 146 gespeichert wurden,
Differenzrechnsrn 140, 142 zuzuführen. Danach'werden die Glättungsschaltungen
144, 146 von dem Programmgeber 150 wieder zurückgestellt. Die Differenzrechner 14O5 14 2 sind Teil eines
30^88 1/UAb 7
? 3 ? 9 7 5 8
Regelkreises, nit II.i If ο denken die Ger^ntdicko dec ikiml·-
inaterials 10 bezüglich eines vorgegebenen Sollwerts geregelt
wird.
Die gewonnenen Istwerte der Dicke der Unterschicht 9 und der Cesamtdicke werden einer Bedienungsperson mitteln Anzeigevorrichtungen
131, 133 angezeigt, die den Anzeigevorrichtungen 31, 33 in Fig. 1 und 2 entsprechen.
Anhand von Fig. 3 soll jetzt die Regelschleife für die Rcgolung
der Gesamtdicke bezüglich einer Soll-Gosaj.itdicke näher erl'iutert
werden.
Die. dem Differenzrechner I112 zugeführte Istdicke der Unterschicht
wird mit der Solldicke der Unterschicht verglichen. Hierdurch wird ein der Dicke der Unterschicht entsprechendes Regelabweichungssignal
e1 erzeugt. Die Regelabweichung c' unterscheidet
sich von der Regelabweichung e dadurch, daß ihr eine andere Istdicke der Unterschicht zugrundegelegt ist, nämlich die mittels
der Glättungsschaltung 144 gewonnene Istdicke anstelle der mittels
der Glättungsschaltung 145 gemessenen Istdicke. Diese Istworte unterscheiden sich hinsichtlich der Häufigkeit der zu ihrer Ermittlung
durchgeführten Abtastungen und hinsichtlich des Zeitpunkts dieser Abtastungen.
der Dem Differenzrechner 130 wird außer der Dicke der Unterschicht
entsprechenden Regelabweichung e' eine der Gesamtdicke entsprechende
Regelabweichung e zugeführt, die mittels eines Differenzrechners 174 aus der Differenz der von der Glättungsschaltung
14 6 gelieferten Ist-Gesamtdicke und der Soll-Gesanitdicke errechnet
ist. Der Differenzrechner 130 erzeugt ein Ausgangssignal, das der der Dicke der Oberschicht entsprechenden Regelabweichung
e und damit der Differenz zwischen der Regelabweichung e der
0 9 8 8 1/045?
~3H-
? 3? 97 58
Gesamtdicke und der der1 Dicke der Unterschicht entsprechenden
Regelabweichung e' ist. Ein Didxnrcglar 13G für die Oberschicht
bewirkt in Abhängigkeit von der der Dicke dar Oberschicht
entsprechenden . Fegelabv/eichung e eine Verstellung
des gegenseitigen Abstands der l.V.lzen 1, 2 χγλ Sinne der gestrichelt
angedeuteten VJirkungs linie IHO, Hierbei werden
periodisch von dem Programmierer über die Stcucrleitung IGl
durch Schließen des Schalters 141 Regele j.n;,riffe durchgeführt,
wodurch die Dicke dar Oberschicht 8 go verändert wird, daß die Regelabweichung kompensiert wird.
In Fig. 4 ist ein weiteres Ausiührungsbeispiel einer Regeleinrichtung
gemäß der Erfindung gezeigt, die bei der gleichen Kalandriereinrichtung wie in den Fig. 1 bis 3 verwendet ist
und die mit dem Ausi'ührungsbeispiel gemäß Fig. 3 teilweise
übereinstimmt. Gleiche Teile sind mit gleichen Bezugczeiche.n
bezeichnet.
Während bei dem Ausführungcbeicpiel gemäß Fig. 3 die der Oberschicht
entsprechende Regelabweichung als Differenz zwischen der Regelabweichung der Gesamtdicke und der der Dicke der Unterschicht
entsprechenden Regelabweichung gewonnen wurde, wird bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 4 die Summe der Dicken
der Oberschicht 8 und der Einlage 5 bezüglich eines entsprechenden Soiwertes geregelt, der so gewühlt ist, daß seine Summe
mit der Solldicke der Unterschicht die Soll-Gesamtdicke ergibt.
Die durch koordinierte Messungen erhaltenen Istwerte der Dicke
der Unterschicht und der Gesamtdicke werden durch das Schlichen der Schalter 171, 173 dem Differenzrechner 132 vorgegeben, der
durch Vergleich dieser Istwerte ein der Summe der Istdicken der
Oberschicht und der Einlage entsprechendes Signal erzeugt. Dieses wird in einem Differenzrechner 17 6 mit einem Signal verglichen,
das der Summe der Solldicken der Oberschicht und dor
3098 8 1 /-CU 5 7
~35" 7 379758
Einlage entspricht. Diese Sui'.mc der Sulldicken der Oberschicht
und der Einlage ist zuvor als Differenz zwischen dor· SoIl-Gesantdi
c] e und der Solldicke öcy^ Unterschicht mittels eines weiter'f.n,
nicht [',ezoigten Differenzrechnors "Derechnet worden.
DUr1CIi die Differenzbildung ic Differenzrechner IHG v.;ird eine
der Dicke dc?·^ Obers el"·ic]it entsprechende Regelabweichung e
j ο
berechnet, die dem Dickenregler 13G für die Oberschicht zugeführt
wird. Dieser entspricht dem Dickcnrcgler' 136 in Fig. 3.
Abwandlungen der in Fig. 3 und 4 dargestellten Au si ührungsf οϊ··:.οη
sind selbstverständlich möglich. Beispielsweise muß die bewegliche
Heßvorrichtung 13 nicht notwendigerweise die gesamte Breite des Bandmaterials 10 überstreichen, sondern das Verfahren euerer
lleßvorrichtung 13 kann auf einen Teil der Breite beschränkt
bleiben. Weiter kann die Heßvorrichtung 13 während einer von der Glättungsschaltung 146 zur Bildung der Ist-Gesamtdicke abgetasteten
Messung eine oder mehrere Richtungsrncr^ungen ausführe:
um eine möglichst repräsentative Verteilung der ließstellen über den Abschnitt des Bandmaterials 10 zu erreichen. Hierbei sind
dann die End ze it punkte tg und tj, entsprechend zu ändern, so caS>
eine genügende Zeitdauer zur Durchführung der Messung zur Verfügung steht. Auch kann die ortsfeste Meßvorrichtung zur Messung
der Dicke der Unterschicht 9 mehrere, jeweils einem Meßort zugeordnete Meßköpfe aufweisen, um ein noch aussagekräftigeres MeIlergebnis
als bei der Verwendung eines einzigen Heßkopfes zu erhalten.
Auch kann bei den Ausführungsbeispielen gemäß Fig. 3 und 1J5 wie
bereits hinsichtlich der Ausführungsbeispiele genieß Fig. 1 und
erwähnt, ein vorzugsweise digitaler Rechner die Funktionen vieler Teile der Regeleinrichtung übernehmen, wobei hierdurch auch der*
?3?9758
Abtastvorgang el ex· Glättungsschaltung 14 4 so verzögert werden
kann, daß zwischen aufeinanderfolgenden Regeleingriffen jeweils
eine der Transport zeit zwischen dem Kalander und dem Meßort der beweglichen Meßvorrichtung 13 vergeht. Auch können, wie bereits
anhand von Fig. 1 und 2 bemerkt, für die Stellantriebe der Walzen
1, H unterschiedliche Stellsignale erzeugt werden, die Unregelmäßigkeiten
der Walzenoberfläche oder verschiedenes Verhalten
der Stellantriebe berücksichtigen.
Zusätzliche Regelung des Dickenprofils in Querrichtung
In den Fig. 6A, 6B und 7 sind eine weitere Ausführungsform e±ier
Regeleinrichtung gemäß der Erfindung und deren Wirkung dargestellt,
wobei wieder von der selben Kalandriereinrichtung wie in den vorhergehenden Figuren ausgegangen wird. Gleiche Bezugszeichen bezeichnen
wiederum gleiche Teile wie in den übrigen Figuren. Bei dem weiteren Ausführungsbeispiel werden zusätzlich zur Dicke der
Unterschicht und zur Gesamtdicke des Bandmaterials auch das Dickenprofil der Unterschicht und dasjenige des Bandmaterials in Querrichtung
zur Lauf- oder Längsrichtung des Bandes geregelt. Dabei ist bei dem Ausführungsbeispiel zunächst einfachheitshalber angenommen,
daß das Dickenprofil in Querrichtung flach sein soll, d.h. daß die Dicke an allen Orten über die gesamte Breite den gleichen
Wert haben soll.
Zusätzlich zu den bereits anhand der Fig. 1 beschriebenen Stellantrieben,
die zur Verstellung der gesamten Dicke der Unterschicht 9 bzvj. der Oberschicht 8 jeweils gleichsinnig verstellbar sind,
sind weitere Stellantriebe jeweils an einem Ende der Walzen I5H
vorgesehen, um eine einseitige Dickenverstellung vornehmen zu können. Vorzugsweise sind zur Veränderung des Dickenprofils in Querrichtung
Stellantriebe vorgesehen, die entweder eine Schrägstellung der Achsen jeweils eines Paares von Walzen 1, 2 bzw. 3, 4 bewirken
309881/045?
7329758
oder die eine der Walzen 1, 4 durchbiegen, wodurch die Dicke
in der Mitte der Schicht gegenüber den Dicken an den Rändern verändert werden kann. Bei dem Aueführungsbeispiel sind Stellantriebe
verwendet, die eine kreuzweise Verstellung der Walzenachsen bewirken.
Zur Messung der Dicke einer der Schichten 8, 9 ist eine Dickenmeßvorrichtung
vorgesehen, die zur Messung an mindestens zwei Meßorten quer zur Laufrichtung ausgebildet ist und hierzu zwei
Meßköpfe 211, 212 aufweist, die in gleicher Weise wie die als einziger Meßkopf ausgebildete Meßvorrichtung 12 in Fig. 1 bis
k ausgebildet sein können. Die Meßköpfe 211, 212 sind bei dein
Ausführungsbeispiel der Walze 3 gegenüberstehend angeordnet,
über die die Unterschicht 9 vor ihrer Verbindung mit der Einlage 5 und der Oberschicht 8 läuft. Der Meßkopf 211 ist nahe
einem Ende der Walze 3 ortsfest angebracht, während der Meßkopf 212 zwischen zwei Meßorten B, C verstellbar ist, von denen
einer in der Mitte und einer an dem dem Heßort A gegenüberliegenden Ende der Walze 3 liegt. Anstelle des verstellbaren Meßkopfes
212 können auch zwei ortsfeste Meßköpfe an den Meßorten B und C vorgesehen sein. Die Meßköpfe 211, 212 arbeiten zwar
vorzugsweise durch Messung der reflektierten Strahlung, können jedoch auch von anderen bekannten Bauarten sein.
Die hin- und hergehend verfahrbare Meßvorrichtung 13 wurde bereits
anhand von Fig. 1 beschrieben. Während einer einzigen Verfahr^bewegung quer zum Bandmaterial 10 v/erden die momentanen
Meßwerte der Gesamtdicke entlang des auf dem Bandmaterial 10 beschriebenen VJeges jeweils über eine kurze Wegstrecke gemittelt,
und die Mittelwerte der Gesamtdicke für jede der kurzen Wegstrecke!
309881/045 7
wird in einen Einzelprofil-Speichsr 231 gespeichert.
Während einer vorgegebenen Anzahl von Verfahrbewegungen der
Meßvorrichtung 13 quer zum Bandmaterial 10 werden die jeweiligen momentanen Heßwerte der von der Heßvorrichtung 13 gemessenen
Gesamtdicke jeweils über die Länge der Vielzahl von kurzen Wegstrecken gemittelt, wobei diese kurzen Wegstrecken wiederum
Teile des Meßpfades auf dem Bandmaterial 10 bilden. Die jeweiligen
Mittelwerte der Gcsamtdicke für jede der kurzen Wegstrecken werden in der Reihenfolge ihrer ERmittlung jeweils getrennt in
einem Summenprofil-Speicher 2 30 gespeichert, wobei mehrere aufeinanderfolgende
Mittelwerte der Gesamtdicke, die von derselben Wegstrecke stammen, summiert werden. Diese Heßwertver-arbeitung
ist in der US-PS 3 552 203 näher beschrieben. Die den kurzen Wegstrecken entsprechenden Mittelwerte der Gesamtdicke, die in
dem Summenprofil-Speicher 2 30 gespeichert sind, repräsentieren
im wesentlichen die Komponenten des Profils der Gesamtdicke :In
Querrichtung, das mittels der Hebevorrichtung 13 bei deren Verfahrbewegungen
gewonnen wurde, wobei der Heßpfad auf dem Bandmaterial 10 aufgrund der Bewegung der Messvorrichtung 13 und aufgrund
der Bewegung des Bandmaterials 10 in dessen Laufrichtung schräg zur Quer- und Längsrichtung des Bandmaterials verläuft,
wie dies in Fig. 7 angedeutet ist. Die Anzahl der gewählten kurzen
Wegstrecken soll so gewählt sein, daß ein aussagekräftiges Meßwerteprofil für das Bandmaterial 10 bezüglich der Gesaratdicke
erhalten wird. Beispielsweise ist es bei. einer Breite des Bandmaterials 10 von 152 cm günstig, zwanzig Wegabschnitte von jeweils
7,6 cm zu verwenden.
Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 6A und 6B erfolgt wie bei
den anhand der Fig. 1 bis 5 beschriebenen Ausführungsbeispielen
eine Regelung, die im wesentlichen in Bandlaufriehtung auftretend?
309881/045?
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Dickenabweichungen in der Weise kompensiert, daß die Dicke über die gesamte Bandbreite gleichmäßig verhindert wird. Diese
Dickenregelung in Bandlaufrichtung ist unabhängig von der Regelung des Dickenprofils in Querrichtung, die weiter unten
beschrieben wird.
Zur Regelung der Dicke der Unterschicht 9 in Laufrichtung ist der Dickenregler 270 vorgesehen. Diesem wird eine der Dicke ',
der Unterschicht entsprechende Regelabweichung e zugeführt,
und er bewirkt eine gleichsinnige Verstellung der an beiden Luden der Walze 4 angreifenden Stellantriebe. Die der Dicke
der Unterschicht entsprechende Regelabweichung e wird berechnet, indem ein Differenzrechner 279 die durch Mittelwertbildung gewonnene
Istdicke der Unterschicht mit der Solldicke der Unterschicht vergleicht.
Zur Gewinnung der Istdicke der Unterschicht v/erden die an den drei Meßorten A, B, C entlang der Walze 3 gewonnenen Meßsignale
einzeln mittels Glättungsschaltungen 275, 276, 277 im Sinne einer zeitlichen Mittelwertbildung geglättet. Die Glättungsschaltung
275 ist dem Meßkopf 211 nachgeschaltet. Die Glättungsvorrichtungen
276, 277 werden abwechselnd je nach dem erfaßten Meßort dem Meßkopf 212 nachgeschaltet. Die abwechselnde Anschaltung wird von
einem Programmgeber 300 in der Weise gesteuert, daß in der dem Meßort B entsprechenden Stellung des Meßkopfs 212 dieser über
einen Schalter 301 mit der Glättungsschaltung 26 7 verbunden wird und daß der Meßkopf 212 bei Stellung entsprechend dem Meßort C
über den Schalter 302 mit der Glättungsschaltung 27 7 verbunden wird. Bei geschlossenem Schalter 301 ist der Schalter 302 geöffnet
und umgekehrt. Einfachheitshalber ist die Übertragung einer Vielzahl von Steuersignalen von dem Programmgeber 300 zu
verschiedenen Elementen der Regeleinrichtung durch eine einzige
3 ü Ü ö 8 1 / LU b 7
gestrichelte Wirkungslinie 350 anrcdeutet, der eine größere
Anzahl von Steuerleitungen entspricht. Die den einzelnen Meßorten A, B, C entsprechenden Mittelwerte der Meßsignale
werden über einen vom Programmgeber 300 gesteuerten Schalter 291 einer v/eiteren Glättungsschaltung 274 zugeführt. Der
Schalter 291 wird vor jedem Regeleingriff während einer fest vorgegebenen Zeitdauer geschlossen. Das von der Glättungsschaltung
274 erzeugte, der Dicke der Unterschicht entsprechende Istwertsignal ist somit aus den Meßsignalcn sowohl durch zeitliche
Mittelviertbildung als auch durch räumliche Mittelwertbildung bezüglich der Querrichtung der Unterschicht 9 gewonnen.
Die Glättungsschaltungen 275, 276, 277 v/erden von dem Programmgeber
300 bei Begj?inn jedes Regeleingriffs zur Regelung der
Dicke der Unterschicht 9 in Laufrichtung zurückgestellt.
Wenn sich der Meßkopf 212 am Meßort B in der Mitte der VJalze
3 befindet, kann das der augenblicklichen Dicke der Unterschicht 9 am Meßort C entsprechende Meßsignal aufgrund einer Häherungsrechnung
künstlich erzeugt werden, um einen kontinuierlichen Verlauf des Meßsignals bezüglich des Meßortes C zu erhalten.
Ein angenähertes Meßsignal für den Meßort C kann beispielsweise dadurch erhalten werden, daß die Veränderung der Meßwerte der
Dicke der Unterschicht am Meßort C, die in zeitlichen Abständen bei am Meßort C befindlichem Meßkopf 212 erhalten wird, in ihrem
Verlauf gegenüber dem von dem Meßkopf 211 erzeugten Meßsignal bezüglich des Meßorts A beobachtet wird und indem bei außerhalb
des Meßorts C befindlichem Meßkopf 212 entsprechend der Tendenz dieser Veränderung gegenüber dem dem Meßort A entsprechenden
Meßsignal ein künstlicher Meßwert für den Meßort C erzeugt wird.
3 0 9 8 8 ι / U 4 b V
-Ml-
Der Dickenregler 270 erzeugt Meßsignale Bg' zur gleichsinniger;
Verstellung der Stellantriebe an beiden Enden der V.'al ze 4 jedesmal
dann, wenn der Programmgeber 300 einen Schaltor 28Ί
schließt. Die Zeit zwischen aufeinanderfolgenden Rogeleingr:! ffcn
zur Regelung der Dicke der Unterschicht in Laufrichtung iat
gleich einer vorgegebenen ZEitdauer zuzüglich derjenigen Zeil,
die '/,UT Errechnung des Stellsignals und zur Durchführung dar
Verstellung erforderlich ist. Wichtig ist dabei, doL· die Kec:olin
der Dicke der Unterschicht 9 mit großer Rcgelgeschv/.indigkeit und
in kurzen Zeitabständen bezüglich der Solldicke der Unterschicht 9 erfolgen kann, da nur eine geringe Transportzeitverzögerun/;
zwischen den Meßorten A, B, C und dem Stellort besteht.
Regelung der Dicke der Oberschicht in Laufrichtung
Die Regelung der Dicke der Oberschicht 8 in Laufrichtung, also gleichsinnig und gleichzeitig über die gesamte Breite der Oberschicht
8, erfolgt mittels eines Dickenreglers 280, der Stellsignale für die an beiden Enden der V/al ze 1 vorgesehenen, nicht
gezeigten Schraubspindel- Stellantriebe in Abhängigkeit von einer der Dicke der Oberschicht entsprechenden Regelabweichung
e erzeugt. Diese wird mittels eines Differenzrechners 28 3 als Differenz zwischen einer der Gesamtdicke entsprechenden
Regelabweichung e und einer der Dicke der Unterricht entsprechenden
Regelabweichung e1 berechnet. Die der Gesaratdicke
entsprechende Regelabweichung e wird mittels eines Differenz-
rechners 282 als Differenz zwischen der Soll-Gesamtdicke und
der Ist-Gesamtdicke berechnet, wobei die Ist-Gesamtdicke sowohl durch zeitliche als auch durch räumliche Mittelwertbildung über
die Breite des Bandmaterials 10 gewonnen ist. Die der Dicke der Unterschicht entsprechende Regelabweichung e' ist mittels eines
Differenzrechners 2 88 als Differenz zwischen der Solldicke der Unterschicht und der Istdicke der Unterschicht berechnet, wobei
309881/0Ab?
die Istdicke in grundsätzlich gleicher Weise wie die mittels
der- Glättungsschaltung 274 erhaltene Istdicke, jedoch bei
zeitlich verschiedener Abtastung mittels einer Glüttungsschaltung
29M- erhalten ist.
Die der Gesamtdicke entsprechende Regelabweichung e und die
der Dicke der Unterschicht entsprechende Regelabweichung e1
sind aufgrund koordinierter Messungen der Gesamtdicke und der
Dicke der Unterschicht 9 an jeweils zumindest ^nnöhernd dem-·
selben Abschnitt des Bandmaterials 10 in der bereits anhand
der Fig. 3 bis 5 beschriebenen Weise erhalten. Hierzu enthält der Programmgeber 300 einen Zeitgeber, der die Abtastung der
Dickenmeßwerte für die Unterschicht 9 durch Glättungsschaltungen
285, 286, 287 zeitlich mit dem Meßvorgang bei der Verfahrbewefjung
der Meßvorrichtung 13 koordiniert. Die Koordinierung erfolgt durch eine Steuerung entsprechend den gestrichelten Wirkungslinien
350, 252 in der V/eise, daß mit der Verfahrbewegung der
MEßv or richtung 13 quer zu;n Bandmaterial 10 und mit der Erzeugung eines der Gesamtdicke des Bandmaterials 10 entsprechenden Heßsignals
zu einem Zeitpunkt begonnen wird, der um die Transportzeitverzögerung
zwischen den Meßorten A, B, C und dem Meßort der Meßvorrichtung 13 gegenüber dem Zeitpunkt verzögert ist,
zu dem der Beginn der Abtastung mittels der Glättungsschaltungen 285, 286, 287 erfolgt. Dies ist in Fig. 7 dargestellt. Die Abtastung
durch die Glättungsschaltungen 285, 286, 287 wird zu einem Zeitpunkt beendet, der vor der Beendigung der Verfahrbewegung
der Meßvorrichtung 13 liegt, bei der derselbe Längsabschnitt des Bandmaterials 10 hinsichtlich seiner Gesamtdicke
gemessen wird. Um die koordinierten, gemittelten Meßwerte der Dicke der Unterschicht sowie dev Gesamtdicke, die in den Glättungsschaltungen
285, 286, 287 bzw. in dem Einzelprofil-Speicher 231 gespeichert sind, auszulesen, schließt der Programmgeber
309881/045?
den Schalter 281 und den Schalter 24 3. Hierdurch werden die in den Glättungsschaltungen 285, 286, 287 gemittelten und
gespeicherten Istwerte der Glättungsschaltung 294 zugeführt, die dos der Dicke der Unterschicht entsprechende Istwertsignal
für die Regelung der Dicke der Oberschicht 8 erzeugt, während gleichzeitig die Mittelwerte der bei einer einzigen überquerun^
des B an dr.. at er i a Is 10 gewonnenen Meßwerte, die im Eir.zelprof il-Speicher
231 gespeichert sind, einer ihren Mittelwert bildenden Glättungsschaltung 242 zugeführt werden. Selbstverständlich
trögt das Ausgangssignal der Mittelwertschu.ltung 2PC oder 287
nicht zu dem von der Glättungsschaltung 294 gebildeten Mittelwert bei, falls der Meßkopf 212 nicht mit der Glättungsschaltung
286 bzw. 287 verbunden ist. Der Einzelprofil-Speichor 2 31 wird
von dem Programmgeber 300 vor der Gewinnung der nächsten koordinierten Meßwertfolge zurückgestellt.
Die Glättungsschaltung 242 erzeugt an ihrem Ausgang ein der Ist-Gesamtdicke
proportionales Signal, das dem Differenzrechner 282
zugeführt wird. Dieses Signal ist somit durch zeitliche Mittelwertbildung innerhalb jeweils eines kurzen Wegabschnitts und durch
räumliche Mittelwertbildung über die Breite des Bandmaterials bei einer Oberquerung des Bandmaterials 10 durch die Meßvorrichtung
13 gewonnen.
Der Dickenreg'ler 280 für die Oberschicht erzeugt Stellsignale IU'
für eine gleichsinnige Verstellung der der oberen Walze 1 zugeordneten Stellantriebe. Die Stellsignale werden den Stellantrieben
zugeführt, sobald ein von dem Programmgeber 300 gesteuerter Schalter 289 geschlossen wird. Der Abstand zwischen aufeinanderfolgenden
Regeleingriffen zur Regelung der Dicke der Oberschicht 8 gleichi
derzeit, die für eine Verfahrbewegung der Meßvorrichtung 13 erforderlich
ist, zuzüglich der Zeit, die zur Ausführung der Berechnungen und der Durchführung der Verstellung der Walze 1 benötigt
wird, zuzüglich der Transportverzögerungrzeit. Gewünschtenfalls
3 U 9 ö 8 Ί / U 4 S 7
-UU-
7 3 7 9 7 5 8
kann die Ist-Gc-üaintdicke auch jeweils nach i.:cl:r als einer
Verfahrbewegung der Meßvorrichtung 13 cder überquerung dos
Bandmaterial?; 10 gewonnen werden.
Regelung den Pinkermrofi].s in Oucrrichrung
Durch die Regelung des Dickenprofils in Querrichtung sollen
Abweichungen der ■ Unterschicht 9 und de:.^ Oberschicht C von
einem gewünschten Profilverlauf, beispielsweise von einem
gleichmäßig flachen Profilverlauf, ausgeglichen werden. Abweichungen
des Profilverlaufs von einer, gewünschten flachen
Profilverlauf können darin bestehen, dd-ß die lutte des Banomaterials
10 gegenüber den Rändern verstärkt oder geschwächt ist und daß die Dicke des Bandmaterials 10 von einem Hand
zum anderen hin zunimmt. Als Stellglieder für die Profilregolung
in Querrichtung werden die Walzen 1 und U verwendet, denen entsprechende Schraubspindelantrlobe zur derartigen
Verstellung zugeordnet sind, daß ihre Achsen eine zu den Achsen der übrigen Walzen 2, 3 mehr oder· weniger schräg stehende
Richtung einnehmen können. Hierdurch werden Veränderungen des Profils der Oberschicht 8 und der Unterschicht 9 erzielt.
Um Abweichungen des Profils in Querrichtung von einem gleichbleibend
flachen Profilverlauf zu ermitteln und auszuregeln, ist das Bandmaterial in drei gedachte Zonen a, b, c unterteilt,
wie in Fig. 6B und in Fig. 7 dargestellt ist. Jeder der Meßort-;
A, B, C, der von den Meßköpfen 211, 212 erfaßt werden kann, liegt innerhalb einer dieser Zonen a, b, c. Die Regelung des
Profils in Querrichtung hat bei dem Ausführungsbeispiel das
Ziel, sowohl hinsichtlich der Unterschicht 9 als auch hinsichtlich der Oberschicht 8 als auch hinsichtlich des Bandmaterials
10 die jeweilige mittlere Dicke in den Zonen a, b, c dem Mittel-
3 ü 9 b b i / Ü 4 D 7
COPY
COPY
-HS-
7379758
wort dieser Dicke über d:ie Cesiir.tbrocite als Sollwert anzupassen.
Hierzu werden der jeweiligen Dicke entsprechende
Regelabweichungen für jede Zone gebildet, indem die i:.\ Sinne
einer seitlichen Mittelwertbildung geglätteten lief wert o; für
jede Zone mit den für die Gesantbreite ermittelten Mittelwert
verglichen werden, wobei die Regelabwci.chungea für die Regelung
des Dickenprofils in Querrichtung bezüglich der Unterschicht
getrennt von der Regelabweichung für die Regelung des Dickenprofils
der Gesamtdicke gebildet wird. Es wix^d also einerseits
der Mittelwert der Dicke über die Gesamtbreite bezüglich eines
Sollwerts geregelt, und andererseits wird zusätzlich eine Regelung des Dickenprofils vorgenommen.
Regelung des Dickenprofils der Unterschicht in Ouerrichtrng
Zur Regelung des Dickenprofils der Unterschicht 9 wird rechnerisch
ein Istdickenprofil anhand von drei aus den den Heßorten A» B, C
entsprechenden Meßwerten durch zeitliche Mittelwertbildung erhaltenen Istwerten in der Weise gebildet, daß diese Istwerte rechnerisch
durch eine Istprofilkurve, verbunden werden. Die Berechnung
erfolgt mittels eines Istprofil-Kurvenrechners 290. Der Berechnung wird eine mathematische Kurvenforin zugrundegelegt, die geeignet
ist, den Istwerteverlauf mit guter Annäherung wiederzugeben. Geeignete
Gleichungen werden aufgrund der Regressionsanalyse gefunden. Bei drei vorhandenen Istwerten ist die Profilkurve vorzugsweise
von der Form
y = Ax2 + Bx +C,
wobei gemäß den in Fig. 6A eingezeichneten Koordinaten die unabhängige
Variable χ den Abstand eines Ortes auf dem Bandmaterial
10 von dessen Mittellinie, die abhängige Variable y die der. Ort
zugeordnete Istdicke und A, B, C Konstanten bezeichnen. Die drei
309881/0457
COPY
COPY
-Ί6-
?3?9758
Konstanten A, B, C können für jeden Setz von drei bekannten
Istdicken bestimmt werfen» Dadurch sind für diesen Satz von
bekannten Istdicken entsprechend der Profilkurvengleichung
auch für alle anderen Orte χ in Querrichtung des Bandmaterial^;
10 die zugehörigen Istdicken y bekannt, so daß sich ein kontinuierliches
Istprofil ergibt.
Die Istprofilkurve wird dann ritteis eines Integrators 295
in zeitlich gesteuerter Folge oder mittels mehrerer Integratoren gleichzeitig jeweils zwischen Grenzwerten der Variablen χ integriert,
die den Orten der Grenzen der Zonen a, b, c entsprechen. Hierdurch ergibt sich jeweils ein sowohl zeitlich als auch rundlich
in Querrichtung gemittclter Dicken-Mittelwert y , y,, y
für jede der Zonen a, b, c. V.'eiter wird aufgrund der Istprofilkurve
durch Integration zwischen denjenigen Grenzwerten der Variablen x, die den Rändern des Bandmaterial 10 entsprechen, oder aber«
wie in Fig. 6A dargestellt, durch Mittelwertbildung aus den den einzelnen Zonen a, b, c entsprechenden Dicken-i'ittelwerten y , y, ,
y mittels der Glättungsschaltung 290, eine mittlere Gesamtdicke
bezüglich der gesamten Breite des Bandrnaterials 10 gewonnen. Von dieser mittleren Gesantdicke der Unterschicht 9 werden die mittels
des Integrators 295 erhaltenen mittleren Dicken der Unterschicht in den einzelnen Zonen a, b, c in einem Differenzrechner 297 einze:
subtrahiert. Hierdurch werden der Dicke der Unterschicht in den einzelnen Zonen a, b, c entsprechende Regelabvjeichungen e , e , ,
e berechnet.
uc
uc
Die der Dicke der Unterschicht in den einzelnen Zonen a, b, c entsprechenden Regelabweichungen e , e , , e werden einem
Regler 310 für das Dickenprofil der Unterschicht in Querrichtung zugeführt. Ein derartiger Regler ist als solcher aus der US-PS
3 599 288 bekannt. Der Regler 310 erzeugt Stellsignale
309881/lMbV
?3?9758
Bcp9 iür die £;leichsinnige Verstellung von Schraubspindel-Vcrstellantricben
an beiden Enden der1 Walze H und ein Stellsignal
Bj. für die Achsen-Schr "^verstellung car Walze 1I gegenüber
der Walze 3. Die Stellsignale werden hierbei so berechnet, daß die Signale IL^. und ΚςΓ)9 die Auswirkung der; Steil 3 signal:;
Bj. auf die initiiere Dicke der Unterschicht 1J kompensieren, so
daß die Dicke der Unterschicht 9 in Laufrichtung ausschließlich
durch den Regler 270 geregelt wird. Die Verstellung öcv der
Walze U zugeordneten Verstellantriebc erfolgt erst, wenn ein vom Programmgeber 300 gesteuerter Schalter 309 geschlossen wird.
Um dem Rechner 290 die erforderlichen Dickenistwerte der Unterschicht
in den Zonen a, b, c zu liefern, sind den Keßköpfen 211,
212 Glättungsschaltungen 271, 272, 27 3 nacIigeGchaltel, die jeweils
während eines koordinierten Meßvorgangs, in dem die Heftvorrichtung
13 das Bandmaterial 10 mehrmals überquert, einen zeitlichen Mittelwert der den ließorten A, 15, C zugeordneten Keß·-
signale bilden. Bei dem Ausf ührungsbeisp:" e] erfolgt die Abtastung
der Meßwerte der Dicke der Unterschicht 9 während einer Zeitdauer,
in der die Meßvorrichtung 13 das Bandmaterial 10 achtmal überquert«
Während der letzten beiden Überquerungen befindet sich der Meßkopf 212 in der dem Meßort B entsprechenden Stellung.
Die Meßwertabtastung mittels der Glättungsschaltungen 271, 272, 27 3 erfolgt zeitlich koordiniert mit der Abtastung der kurzen
Wegstrecken bei den Verfahrbewegungen der Keßvorrichtungen 13 und der Speicherung der Mittelwerte dieser Meßwerte im Speicher
2 30 in ähnlicher Weise, wie dies oben hinsichtlich der koordinierten Messungen der Istdicke der Unterschicht 9 und der Gesarvtdicke
zur Regelung der Dicke der Oberschicht 8 beschrieben vrurtie.
Hierzu umfaßt der Programmgeber 300 einen Zeitgeber, der die Betätigung des Schalters 292 mit den Verfahrbewegungen der Heßvor-
3 0 a b « I / U 4 b 7
7 3 79 7.S δ
richtung 13 in der Weise koordiniert, daß die Clclttungsschaltungen
271, 272, 27 3 ließwerte der Dicke dei· Unterschicut
9 auf praktisch demselben Abschnitt des Bandinaterials 10 abtasten,
an dew danach mittels der Heftvorrichtung 13 Messunken
hinsichtlich der Gesamtdicke vorteilciuir.cn v/erden.
Bei der Beendigung der letzten Überquerung, die; jeweils für
einen Profilregelvorgcng ausgewertet v:ird, werden die einzelnen,
den Zonen a, b, c zugeordneten, als Irrtdicken für die Regelung
verwendeten geglätteten Mittelv;erte durch Schließen des Schalters
291 dem Rechner 290 zugeführt. Der Schalter 291 ist vom Progr-cirj;:· ■
geber 300 gesteuert.
Die Anzahl von Übcrquerungen des Bandinaterials 10 durch die Heßvorrichtung
13 zwischen aufeinanderfolgenden Regeleingriffen zur
Profilregelung· kann dein jeweiligen Anv:endungsfall angepaßt werden.
Je nach Haterialeigenschaften des Bandinaterials IO können beispielsweise
weniger Überquerungen verwendet werden. In allen Füllen ist jedoch die Häufigkeit der Regeleingriffe zur Regelung des
Dickenprofils in Querrichtung wesentlich geringer als diejenige der Regeleingriffe zur Regelung der Dicke in Laufrichtung über
die gesamte Breite des Bandinaterials 10.
Regelung des Gesarat-Dickenprofils in Querrichtung
Die Regelung des Gesamt-Dickenprofils in Querrichtung erfolgt«
durch eine Regelung des Dickenprofils der Oberschicht 8 in Querrichtung
unter Verstellung der Walze 1 mittel£s der zugeordneten Stellantriebe, und zwar werden bei einer Verstellung sowohl die
an beiden Enden der Walze 1 vorgesehenen Schraubspindel-Stellantriebe, die die Dicke der Oberschicht 0 gleichmäßig verstellen,
als auch diejenigen Stellantriebe betätigt, mittels derer eine von der Parallelstellung abweichende Achsenstellung der Walzen 1,
3Ü9Ö8 i /UAb /
2 zueinander einstellbar ist. Die entsprechenden Stellsignale
werden in Abhängigkeit von den Dicken der einzelnen Zonen a, b,
c entsprechenden Regelabweichungen erzeugt, die ihrerseits berechnet
werden, inde;,; die der Dicke der Unterschicht 9 in den
einzelnen Zonen entsprechenden Regelabweichungen von den der Gesamtdicke
entsprechenden Regelabweichungen für die einzelnen Zonen subtrahiert werden. Die der Gesaj./Ldicke in den einzelnen
Zonen entsprechenden Regelabweichungen werden in der im folgenden
beschriebenen Weise erhalten.
Mittelwerte der Gesamtdicke für die einzelnen Zonen werden gebildet,
indem die im Summenprofilspeicher 2 30 gespeicherten,
jeweils der Summe mehrerer gleichartiger, über einen kur.".en Wegabschnitt
gemittelter Meßwerte entsprechenden V.'erte der Gesor.tdicke,die
eine treppenförmige Profilkurve bilden, dem Integrator
2 35 zugeführt werden, sobald am Ende eines koordinierten iießvorgangs
für die Dickenprofilregelung in Querrichtung die letzte Überquerung des Bandmaterials 10 durch die Meßvorrichtung 13
stattgefunden hat. Der Integrator 2 35 bildet einen Mittelwert dieser Profilkurve jeweils zwischen Grenzwerten, die den Rändern
der Zonen a, b, c entsprechen. Hieraus v/erden mittlere Dicken-
^ga' ^gb' ^gc für die einzelnen Zonen a, b, c gewonnen.
Von diesen Werten wird mittels einer Mittelwertschaltung 240
der gemeinsame Mittelwert gebildet, der somit einem zeitlichen und bezüglich der Querrichtung räumlichen Mittelwert der Gesamtdicke
in demjenigen Abschnitt des Bandmaterial 10 entspricht',
an dem die koordinierten Messungen für die Profildickenregelung vorgenommen sind. Das Ausgangssignal der Mittelwertschaltung
könnte statt- dessen auch dadurch erhalten werden, daß der Integrator 235 zusätzlich die ihm zugeführte Profilkurve zwischen
Grenzwerten integriert, die den Rändern des Bandrr.aterials 10
entsprechen. Die der Gesamtdicke in den einzelnen Zonen entspre-
309881/04 5,7
COPY
COPY
~50~ 7329758
chenden Mittelwerte y _t, yo, . y werden mit te Ig verschiedener
Stufen eines Differenzrechners 250 einzeln von dem der Gesaratdicke über die geeinte Breite des BanddaterialG entsprechenden,
von der nittclv.'ertcchaltung 2';0 erzeugten Mittelwert subtrahiert,
wodurch die der Gesagtdicke in den einzelnen Zonen entsprechen;.en
Regelabweichungen c , e , , e erhalten werden. Diese werden
in den einzelnen Stufen eines v.'eiteren Differcn.v.rechners 255 rit
den der Dicke der Unterschicht in den einzelnen Zonen entsprechenden
Regelabweichungen e , e , , e verglichen, die von den
Uä UO UC
Differenzrechner 2 97 berechnet sind. Hierdurch werden der Dicke
der Oberschicht in den einzelnen Zonen entsprechende Regelabweichungen e . e , , e berechnet, die als Regelabweichungen
oa ob' oc ' ° '·'
des Istdickenprofils von dem Solldickenprofil aufgefaßt werden
können und die dem Profilregler 320 für das Dickenprofil der Oberschicht in Querrichtung zugeführt werden. Dieser erzeugt
Stellsignale T„fi1 , T„..„ für die gleichsinnige Verstellung der
Schraubspinckil-Stellantriebe der V/alze 1 und ein Stellsignal
Tj. zur Steuerung eines Stellantriebs der V/alze 1 derart, daß
deren Achse schräg zu derjenigen der V/alze 2 verlauft. Ein Regeleingriff
erfolgt jeweils dann, wenn ein von dein Programmgeber 300
gesteuerter Schalter 329 geschlossen wird.
Bei dein Ausführungsbeispiel erfolgt die Regelung der Dicke der
Oberschicht 8 und die Regelung des Dickenprofils der Oberschicht
8 in Querrichtung jeweils in Abhängigkeit von Regelabweichungen, die als Differenz zwischen der Gesamtdicke entsprechenden Regelabweichungen
und der Dicke der Unterschicht entsprechenden Regelabweichungen gewonnen sind. Statt dessen ist es ebenfalls möglich,
wie an der Abwandlung des Ausführungsbeispiels gemäß Fig. 2 gemäß
demjenigen gemäß Fig. 1 und an der Abwandlung des Ausführungsbei- spiels gemäß Fig. 4 gegenüber demjenigen gemäß Fig. 3 gezeigt,
die Berechnung dadurch vorzunehmen, daß jeweils ein der Suirj:.e der
309881/0457
ORIGINAL INSPECTED
ORIGINAL INSPECTED
Dicken der Einlage 5 und der Oberschicht 8 entsprechenden
Istwertsignal gebildet wird, das der Differenz; zwischen Gesai.itd.icke
und Dicke der Unterschicht 9 entspricht, und daß dieses Istwertsignal mit einerr: Sollwert verglichen wird, dor der Sum.ie
der Dicken der Jlinlage 5 und der Oberschicht 8 entspricht. In
entsprechender Weise kann die Regelung des Dickenprofils der
Oberschicht 8 in Querrichtung in Abhängigkeit von eine;;; für jede Zone a, b, c einzeln durchgeführten Vergleich erfolgen, bei
dem die Differenz zwischen einem Mittelwert der Su.rrcie der Dicken
der Oberschicht 8 und der Einlage 5 und einem Kitto.i.rert der
Dicken dieser Schichten bezüglich der Gesamtbreite gebildet wird.
Andere Abwandlungen des Ausf ührungsbeispicls gemäß Fig. 6 A, 6 B
und Fig. 7 sind ebenfalls möglich So kann wiederum ein einziger
digitaler Rechner* sämtliche Mittelwertbildungen, die Koordinierung
dor Messungen, die programmierte Steuerung, die Integration,die
Differenzbildung, die Speicherung von Profilkurven, die Regelung
in Laufrichtung und die Regelung des Dickenprofils in Querrichtung,
die Berechnungen des Rechner 290 und andere erforderliche Funktionen
ausführen. Die jeweils einen Meßort erfassenden Meßköpfe 211, 212 können in Fällen, in denen eine weniger schnelle Regelung
genügt, durch eine hin- und hergehend verfahrbare Meßvorrichtung nach Art der Meßvorrichtung 13 ersetzt werden. Andererseits kann
auch die Heßvorrichtung 13 durch eine Meßvorrichtung ersetzt werden,
die mittels mehrerer Meßköpfe mehrere einzelne Meßorte erfaßt, wobei einer1 dieser Meßköpfe feststehend angeordnet sein kann.
Hierdurch kann eine höhere Regelgeschwindigkeit für1 die Gesamtdicke des Bandmaterials 10 und für die Regelung des Dickeiiprofils in
Querrichtung erreicht werden. Dabei kann die Auswertung der Meßsignale der einzelnen Meßköpfe in entsprechender V/eise erfolgen,
v;i c: dies in Fig. 6A für die von den Meßköpfen 211, 212 erzeugten
Meßsignale beschrieben ist, soweit diese durch die Glättungsschal-
3 U 9 b B "1 / U 4 S 7
tunken 271, 272, 2 7 3, den Rechner 2 90, den Integrator 2 9 5
und die Glüttungsschaltung 29G ausgewertet v;erden. V.'eiter kann
eine Dickcnprof'ilregelung auch bezüglich eines Sollprofils erfolgen,
das von einem gleichmäßigen flachen Verlauf abweicht, indem für die einzelnen Zonen a, b, c anstelle des iiit telv/cri::
der Dicke der Unterschicht 9 bzw. anstelle des Mittelwerts der
Gesamtdicke bezüglich der gesagten Breite jeweils ein dieser'
Zone zugeordneter Sollwert vorgegeben wird.
Bei nur geringfügiger Abwandlung der dargestellten Ausfuhrurigsformen
kann die Regeleinrichtung gemäß der I/rfindung auch bei
Kalandriereinrichtungen verwendet v/erden, die nicht wie dargestellt
ein einziges Gerüst mit vier Walzen, sondern beispielsweise
zwei Gerüste mit jeweils drei Walzen aufweisen. In diesem Fall kann anstelle der jeweils einen He£ort erfassenden Meßhöy.fe
eine hin- und hergehend verfahrene Dickenmeßvorrichtung verwendet
werden, die die Summe der Dicken der Unterschicht und der Einlage, die bereits vereinigt sind, vor deren Vereinigungsstelle
mit der Oberschicht mißt.
V/eitere Abwandlungen können bei sämtlichen dargestellten Ausführung:.
formen vorgenommen werden. Beispielsweise können die Solldicken der
Unterschicht und der Oberschicht verschieden sein. Weiter müssen die
verschiedenen verwendeten Sollwerte nicht notwendigerweise fest vorgegeben sein, sondern können als Führungswerte in Abhängigkeit von
den Betriebsbedingungen als veränderliche Größen bestimmt werden. So können die Sollwerte in Abhängigkeit von der statistischen Varianz
der zugeordneten Meß- oder Istwerte verändert werden, indem diese Varianz berechnet wird und indem der Sollwert umsomehr einem
fest vorgegebenen Grenzwert angenähert wird, je geringer die Varian;;
ist, während umgekehrt bei sich vergrößernder Varianz der Abstand zwischen Grenzwert und Sollwert vergrößert wird.
3U9881/CUS7
Claims (3)
1. Verfahren zur Regelung des Dickenprofils eines kalandrierten,
~~^ in seiner Längsrichtung transportierten, mehrschichtigen 3andiiuiterials
bei der Reifenherstellung, wobei das Bandmaterial je eine vorzugsweise aus Gummi bestehende erste und zweite Schicht
und eine zwischen diesen liegende Einlage umfaßt, dadurch gekennzeichnet,
daß die Dicke der ersten Schicht vor ihrer Verbindung mit der Einlage und der zweiten Schicht gemessen wird, daß aufgrund
dieser Messung eine Istdicke der ersten Schicht bestimmt wird, daß in Abhängigkeit von der Istdicke der ersten Schicht die
Dicke der ersten Schicht bezüglich einer Solldieke der ersten Schicht geregelt wird, daß die Gesamtdicke des Bandmaterials nach
der Verbindung der beiden Schichten und der Einlage gemessen wird, daß aufgrund dieser Messung eine Ist-Gesaiitdicke bestimmt wird
und daß in Abhängigkeit von der Ist-Gesamtdicke die Gesamtdicke geregelt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß durch Vergleich
der Istdicke der ersten Schicht mit der Solldieke der ersten Schicht eine zur Regelung der Dicke der ersten Schicht verwendete
Regelabweichung der Dicke der ersten Schicht gebildet wird.
3098'8 1/0457
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder ?, dadurch gekennzeichnet, d::r.
durch Vergleich der 1 Gt-Gcsamtdi ehe mit einer Soll-Gej-aratdick^
eine zur Regelung der Gesoiatdicke verv?endete Regelabweichung
der GEsamtdicke gebildet wird.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß durch
Vergleich der Intdicko der ersten Schicht mit der' Rege] abweichun
der Gesamtdicke eine Regelabweichung der Dicke der zweiten Schic.
gebildet wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet,
daß die Regelung der Gesamtdicke durch Regelung eier Dicke
der zweiten Schicht in Abhängigkeit von einer Regelabweichung
der Dicke der zweiten Schicht erfolgt.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet,
daß durch V Er gleich der I ctd icke dex1 ersten Schicht mit der
Ist-Gesamtdicke die Summe der Istdicken der Einlage und der zieiterjSchicht
berechnet wird und daß die Regelung der Gesamtoieke dadurch erfolgt, daß in Abhängigkeit von der berechneten Summe
der Ist-dicken der Einlage und der zweiten Schicht die Summe der
Dicken der Einlage und der zweiten Schicht bezüglich eines Sollwerts geregelt wird, der gleich der Differenz zwischen einer
Soll-Gesamtdicke und der Solldicke der ersten Schicht ist.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet,
daß die Istdicke der ersten Schicht aus der gemessenen Dicke der ersten Schicht durch zeitliche Hittelwertbildung gewonnen
wird.
8. Verfahren nach einem der1 Ansprüche i bis 7, dadurch gekennzeichnet,
daß die Dicke der ersten Schicht an mehreren , über die Breite der ersten Schicht verteilten Heßorten gemessen wird.
309881/LUS?
7 .Ί 7 R 7 FS 8
9. Ve?;·X ehren ncch Anspruch 8, dadurch gekenn/.ro.chnet, caii
in Abhängigkeit von den gemessenen Dicken der ersten Schicht ein als Istdicke der ersten Schicht verwendeter räumlicher
Mittelwert dar Dicke der ersten Schicht gebildet wird.
10. Verfahren nacii Anspruch 9, dadurch ^ekenn^ni chnet, daß
aus den an den verschiedenen Hei.orten gemessenen Dielten
der ersten Schicht jeweils ein zeitlicher Mittelwert gebildet wird und daß aus diesen zeitlichen Mittelwerten
durch weitere Mittelwertbildung der als Istoicko der ersten
Schicht verwendete Mittelwert der Dicke der1 ersten Schicht
gebildet wird.
11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die
Bildung der zeitlichen Mittelwerte aus den an den verschiedenen
Meßorten gewonnen Dicken der ersten Schicht jeweils während einer vorgegebenen Zeitdauer erfolgt.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet,
daß die Gesamtdicke des Bandmaterials an mehreren, übei"1 die Breite des Bandmaterials verteilten Meßorten gemessen
wird.
13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß in Abhängigkeit von den gemessenen Gesamtdicken ein als Ist-Gesamtdicke
verwendeter räumlicher Mittelwert der Gesamtdicken des Bandmaterials gebildet wird.
IH. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dcÄ aus
den an den verschiedenen Meßorten gemessenen Gesamtdicken jeweils ein zeitlicher Mittelwert gebildet wird und daß aus
diesen zeitlichen Mittelwerten der als Ist-Gesamtdicke verwendete Mittelwert der Gesamtdicke gebildet wird.
3ObHb
15. A/criahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet» daß
die Bildung der zeitlichen Mittelwerte au π den an verschiedenen
Meßorten gcriessenen Gesamtuicken jev.'cils wäJirend
einer vorgegebenen Zeitdauer erfolgt.
16. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet,
daß die Regelung durch in zeitlichen Abständen
vorgenommene P.ogcleingriffe erfolgt.
17. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Regelung der Dicke der ersten Schicht in kürzeren zeitlichen
Abständen als die Regelung der Dicke der zweiten Schicht erfolgt.
18. Verfahren nach Anspruch 5, 10 und 15 oder nach Anspruch 5 und 17, dadurch gekennzeichnet, daß aus den an den verschiedenen
Meßorten gemessenen Dicken der ersten Schicht jeweils ein zusätzlicher zeitlicher Mittelwert während einer Zeitdauer
gebildet wird, die zumindest annähernd derjenigen vorgegebenen Zeitdauer gleicht, während deren die Bildung der
zeitlichen Mittelwerte aus den gemessenen Gesamtdicken erfolgt,
daß aus diesen zusätzlichen zeitlichen Mittelwerten durch Mittelwertbildung ein zusätzlicher Wert der Istdicke
der ersten Schicht gebildet wird, daß die Bildung der zeitlichen Mittelwert aus den an verschiedenen Meßorten gemessenen
Gesamtdicken während einer vorgegebenen Zeitdauer jeweils dann begonnen wird, wenn nach den Beginn der Bildung
der zeitlichen Mittelwerte aus an verschiedenen Meßorten gemessenen Dicken der ersten Schicht eine VErzögerungszeit
abgelaufen ist, die der Transportzeit des Bandmaterials zwischen den Meßorten der Dicke der ersten Schicht und den
Meßorten der Gesamtdicke gleicht, so daß die zu einem gegebenen Zeitpunkt bestimmten Werte der· Istdicke der ersten
Schicht und der Ist-Gesamtdicke zumindest annähernd für denselben Abschnitt des Bandmaterials gelten, und daß durch
3 ü 9 8 8 1 / IU b 7
Differenzbildung zwischen der Ist-Gesaintdicke und dem
zusätzlichen Wert der Istdicke der ersten Schicht die Istdicke der zweiten Schicht bestimmt wird.
19. Verfahren nach Anspruch 8 und 12 zur REgelung des Dickenprofils
in Querrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich die Dicke einer mittleren Zone der ersten Schicht
gegenüber deren Randzonen bezüglich eines entsprechenden Sollwertes, vorzugsweise eines Mittelwerts der Dicke der
ersten Schicht, und die Dicke des mittleren Teilstreifens
des Bandüiaterials gegenüber dessen Randstreifen bezüglich
eines Sollwertes, vorzugsweise eines Mittelwerts der Gesantflicke des Bandmaterials geregelt werden.
20. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der als Istdicke der1 ersten Schicht verwendete ilittelwert gebildet
wird, indem jeweils die zum gegebenen Zeitpunkt vorliegende Folge der den verschiedenen ließorten zugeordneten
zeitlichen Mittelwerte durch eine Profilkurve angenähert wird, und daß der arithmetische Mittelwert dieser Profilkurve
über vorzugsweise die gesamte Breite des Bandmaterials berechnet wird.
21. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, wobei die erste Schicht ein ihre Dicke veränderndes erstes
Stellglied und die zweite Schicht ein ihre Dicke veränderndes zweites Stellglied durchläuft, wobei die Verstellung der
Stellglieder durch Stellantriebe erfolgt und wobei eine Einlage zwischen die beiden Schichten eingeführt und mit diesen
an einer Verbindungsstelle zu einem mehrschichtigen Bandmaterial verbunden wird, dadurch gekennzeichnet, daß eine
309881/0467
2379758
die Dicke der ersten Schicht (G) r.ensende und ein entsprechendes
Meßsignal erzeugende erste Heftvorrichtung
(12; 211, 212) stre-mauf der Verbindungsstelle angeordnet
ist, daß eine Vergleichsvorrichtung (U2; 14 7; 288) ein aus dein Heß sign al der ersten Heßvorrichtung gewonnenes, der
Dicke der ersten Schicht entsprechendes Istwertsignal mit
einem der Solldicke der ersten Schicht entsprechenden Sollwert signal vergleicht und ein der Dicke der ersten Schicht
entsprechendes REgelabweichungssignaKe ) erzeugt, daß ein
erster Regler (38; 138; 270) in Abhängigkeit von dem der Dicke der ersten Schicht entsprechenden Regelabweichungssignal
ein Stellsignal für das erste Stellglied (4) erzeugt, daß eine die Gesamtdicke des Bandmaterials (lo) messende
und ein entsprechendes Heßsignal erzeugende zweite Heßvorrichtung (13) stror.ab der Verbindungsstelle angeordnet ist,
daß eine Signalverarbeitungsvorrichtung in Abhängigkeit von den Heßsignalen der ersten und der zweiten Meßvorrichtung
ein Ausgangssignal erzeugt, das der zum Erreichen einer Soll-Gesamtdicke
erforderlichen Dickenverstellung der zweiten Schicht (8) entspricht und daß ein zweiter Regler (38; 136;
280) in Abhängigkeit von dem Ausgangssignal der Signalverarbeitungsvorrichtung ein Stellsignal für die Steuerung des
zweiten Stellglieds (1) erzeugt.
22. Einrichtung nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Heßvorrichtung (13) ortsfest angeordnet ist-und
einen Meßort erfaßt (Fig. 1 bis 4).
23. Einrichtung nach Anspruch 21 oder 22, dadurch gekennzeichnet, daß die Signalverarbeitungsvorrichtung eine Vergleichsvorrichtung
(50; 174; 282) umfaßt, die ein aus dem Heßsignal der zweiten Meßvorrichtung (13) gev;onnenes, der Ist-Gesümtdicke
entsprechendes Istwertsignal mit einem der Soll-Gesamtdicke entsprechenden Sollwertsignal vergleicht und ein der
30988 1/0457
£3 ?? ?9758
Gesarntdicke entsprechendes Regelabv/eichungssignal (e )
erzeugt (Fig. 1, 3, 6A).
24. Einrichtung nach einem der Ansprüche. 21· bis 2 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Signalverarbeitungsvorrichtung
eine VErgleichsvorrichtung (30; 130; 283) umfaßt, die
ein der Dicke der ersten Schicht (9) entsprechendes l'ogelabwcichungssignal
(e ; e1; e1 ) mit einen der Gesamtdicke
entsprechenden Rcgelabweichungssignal (er) vergleicht und
das einer Regelabweichung (e ) der Dicke der zweiten Schicht (8) entsprechende Ausgangssignale erzeugt (Fig. 1, 3, 6A).
25. Einrichtung nach Anspruch 21 oder 22, dadurch gekennzeichnet, daß die Signalverarbeitungsvorrichtung eine VErgleichsvorrichtung
(M4; 132) umfaßt, die ein aus dem lleßsignal der
zweiten Meßvorrichtung (13) gewonnenes, der Ist-Gesamtdicke entsprechendes Istwertsignal mit dem der Istdicke der ersten
Schicht (9) entsprechenden Istwertsignal vergleicht und ein der Summe der Istdicken der Einlage (5) und der zweiten
Schicht(8^entsprechendes Istwert signal (e ) als Ausgangssignal
erzeugt und daß der zweite Regler (36; 136) der Regelung der Summe der Dicken der Einlage und der zweiten
Schicht bezüglich eines Sollwerts dient, der der Differenz zwischen der Soll-Gesamtdicke und der Solldicke der ersten
Schicht (9) gleicht (Fig. 2, 4).
26. Einrichtung nach einem der Ansprüche 21 bis 25, dadurch gekennzeichnet,
daß die zweite Meßvorrichtung (13) über zumindest annähernd die gesamte Breite des Bandmaterials (10)
hin- und hergehend verfahrbar angeordnet ist, so daß das der Gesamtdicke entsprechende Istwertsignal einem über die
Breite des Bandmaterials räumlich gemittelten und über die Länge des Bandmaterials zeitlich gemittelten Mittelwert der
gemessenen Gesaratdicke entspricht (Fig. 1 bis 4, 6B).
309881/lMS?
27. Einrichtung nach einem der Ansprüche 21 bis 26, dadurch
gekennzeichnet, daß der ersten Heilvorrichtung (12; 211,
212) mindestens eine das erzeugte Meßsigrial im Sinne einer
zeitlichen Mitte lv:ertbildung glättende Clüttungsvorrichi.Uiig
(144, VM \ 285, 286, 287, 294; 275, 276, 277, 291; 271, 272,
273) nachgeschaltct ist (Fig. 3, 4, CA).
28. Einrichtung nach einem der Ansprüche 21 bis 27, dadurch
gekennzeichnet, daß der zweiten Meß ν Errichtung (13) eine
das erzeugte Meßsignal im Sinne einer zeitlichen Mittelwertbildung glättende Glättungsvorri chtung (-146; 230, 231)
nachgeschaltet ist.
29. Einrichtung nach Anspruch 2 7 und 28, dadurch gekennzeichnet,
daß ein Programmgeber (150; 300) die Wirksamkeit der Meßvorrichtungen
(12, 13; 211, 212, 13) und Glättungsvorrichtungen (14 4, 14C; 285, 286, 287, 294, 231, 242) in zeitlicher
Folge derart steuert, daß eine der ersten Meßvorrichtun[· (12; 211, 212) nachgeschaltete und ein zusätzliches, der Ιεΐ-dicke
der ersten Schicht (9) entsprechendes Istwertsignal erzeugende Glättungsvorrichtung (14 4; 185, 186, 18 7, 294)
das erzeugte Meßsignal im Sinne einer Mittelwertbildung über· eine vorgegebenen Zeitdauer glättet und daß die Erzeugung
des der Istdicke der zweiten Schicht (8) entsprechenden Istwertsignals
um eine Verzögerungszeit verzögert erfolgt, die so groß bemessen ist, daß die der Istdicke der ersten Schicht
und der Ist-Gesaiatdicke entsprechenden Istwertsignale zumindestens
annähernd für denselben Abschnitt des Bandmaterial^ (10) gelten, sowie daß der Signalverarbeitungsvorrichtung
zur Regelung der Gesamtdicke anstelle des der Istdicke der ersten Schicht entsprechenden Istwertsignals (von Glättungs-
3Ü9881/CUS7
schaltung 145; 27M) das zusätzliche, der Istdicke der
ersten Schicht entsprechende Istwertsignal (von Glättungcschaltung
14U; 294) zugeführt ist (Fig. 3, 4, 6Λ).
30. Einrichtung nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, daß
die vorgegebene Zeitdauer bei der Glättung zumindest annähernd
gleich derjenigen Zeitdauer ist, in der die zv:eite
Meßvorrichtung (13) einen vorgegebenen Abschnitt des Bandmaterials (10) überfährt.
31. Einrichtung nach Anspruch 30, dadurch gekennzeichnet, daß die Erzeugung des der Istdicke der zweiten Schicht (8)
entsprechenden Istwertsignals dadurch verzögert erfolgt, daß das Überfahren des vorgegebenen Abschnitts des Bandmaterials (10) gegenüber dem Wirksamrr.achen der ersten Meßvorrichtung
(12; 211, 212) verzögert erfolgt.
32. Einrichtung nach einem der Ansprüche 29 bis 31, dadurch gekennzeichnet, daß die Erzeugung des der Istdicke der
zweiten Schicht (8) entsprechenden Istwertsignals dadurch verzögert erfolgt, daß das Wirksammachen der entsprechenden
Glättungsvorrichtung (146; 2 31, 242) verzögert erfolgt (Fig. 3, 4, 6B).
33. Einrichtung nach 27 und einem der Ansprüche 29 bis 32, dadurch gekennzeichnet, daß der ersten Meßvorrichtung (12;
211, 212) zwei Glättungsschaltungen (145, 144; 275, 276, 277, 274, 285, 286, 287, 294) nachgeschlatet sind, von denen
die eine das Meßsignal im Sinne einer Mittelviertbildung jeweils über kurze Zeitabschnitte glättet und das zur Regelung
der Dicke der ersten Schicht (9) verwendete, der Istdicke der ersten Schicht entsprechende Istwertsignal erzeugt und
von denen die zweite das Meßsignal im Sinne einer Mittelwertbildung
jeweils über die längere, vorgegebene Zeitdauer glättet und das der Signalverarbeitungsvorrichtung zugeführte
309881/045 7
zusätzliche, der Istdicke der ersten Schicht entspreche:;-..;:-
Istwertsignal erzeugt.
34. Einrichtung nach einen der Ansprüche 21 bis 33, dadurch
gekennzeichnet, daß das erste und das zweite Stellglied
jeweils ein Paar von zusammenwirkenden, in ihrem gegenseitigen
Abstand verstellbaren Kalanderwalzen (3, 4j 1,2)
; ist, die die erste bzw. die zweite Schicht (9; 8) formen
(Fig. 1 bis 4, 6A).
35. Einrichtung nach Anspruch 34, dadurch gekennzeichnet, ör.I.
jedes Paar von Kalanderwalzen (3, 4; 1,2) an gegenüberliegenden
Enden.einer Walze (4j 1) angreifende Stellantriebe
aufweist.
36. Einrichtung nach Anspruch 34 oder 35, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungsstelle zwischen zwei benachbarten Kalanderwalzen
(2, 3) liegt.
37. Einrichtung nach Anspruch 36, dadurch gekennzeichnet, daß die erste lleßvorrichtung (12; 211, 212) einer der benachbarten
Kalanderwalzen (2, 3) gegenüberstehend angeordnet ist.
38. Einrichtung nach einem der Ansprüche 21 bis 37, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Heßvorrichtungi211, 212) zur
Dickenmessung an mehreren über die Breite der ersten Schicht (9) verteilten MeßortenCA, B, C) ausgebildet ist, daß in
Abhängigkeit von den den verschiedenen Meßorten entsprecher.. : Heßsignalen der ersteinJMeßvorrichtung ein dem Dickenprofil
der ersten Schicht entsprechendes Istwerteprofil erzeugter ist, daß das Dickenprofil der ersten Schicht unter Vervrendung
eines Stellglieds (4) regelbar ist, daß die zweite Me.-vorrichtung
(13) zur Dickenrr.essung an mehreren über die
309881/045 7
OPY
ORfGiNAL
4 7329758
Breite des Eandmateri.uls (10,) verteilten Meßorten ausgebildet
ist, daß in Abhängigkeit von den den verschiedenen
Meßorten entsprechenden Hcf.-signalen der zweiten
Messvorrichtung ein dem Dickenprofil den Bandmatcrials
entsprechendes Istwerteprofil (mittels Su:-.mciiprofilspeicher
230) erzcugbar ist und daß das Dickenproi.il der zweiten
Schicht (8) unter Verwendung eines Stellglieds(1) regelbar
ist (Fig. GA, GB).
39. Einrichtung nach Anspruch 38, dadurch gekennzeichnet, daß
die Regelung des Dickenprofils der ersten Schicht (9)
durch Regelung der Dicke in der Mitte der ersten Schicht gegenüber mindestens einem Rand der ersten Schicht und
die Regelung des Dickenprofils der zweiten Schicht (8)
durch Regelung der Dicke in der Mitte der zweiten Schicht gegenüber mindestens einem Rand der zweiten Schicht erfolgt.
40. Einrichtung nach Anspruch 39, dadurch gekennzeichnet, daß
die REgelung des Dickenprofils der ersten Schicht (9) bezüglich eines Mittelwerts der Dicke der ersten Schicht
und die Regelung des Dickenprofils der zweiten Schicht (8) bezüglich eines Mittelwerts der Dicke der zweiten Schicht
erfolgt.
41. Einrichtung nach Anspruch 34 und 35 und einem der Ansprüche 38 bis 40, dadurch gekennzeichnet, daß die einem Stellglied
(1, 4) zugeordneten Stellantriebe bei der Regelung der Dicke über die gesamte Breite gleichsinnig verstellbar sind
und daß das Stellglied zusätzlich mittels mindestens eines Stellantriebs bei der REgelung des Dickenprofils verwendbar
ist.
COPV
42. Einrichtung nach einem der Ansprüche 38 bis 4 1, dadurch
gekennzeichnet, daß die erctc Meßvorrichtung mindestens
zv/ei Meßkopfe (211, 212) aufweist, die jeweils einen
von drei i'ber die Breite der ersten Schicht verteilten Meßorten (A, B, C) erfassen, die jeweils innerhalb eier
sich in Längsrichtung der ersten Schicht (9) erstreckenden Zone (a, b, c) liegen.
43. Einrichtung nach Anspruch 27 und 42, dadurch gekennzeichnet,
daß die der ersten Meßvorrichtung (211, 212) nachgeschaltete
Glättungsvorrichtung drei Glättungsschaltungen (275, 27G,
277; 285, 286, 287; 271, 272, 273) umfaßt, die jeweils einem
Meßkopf (211,' 212) nachgeschaltet sind und ein geglättetes, zur Gewinnung eines Istwerteprofils verwendbares Istwertsignal
erzeugen.
44. Einrichtung nach Anspruch 2 6 und einem der Anspräche 38 bis 43, dadurch gekennzeichnet, daß eine der zweiten Meßvorrichtung(13)
nachgeschaltete Glättungsvorrichtung (230, 235, 240) jeweils das einem Meßort zugeordnete Meßsignal glättet,
diese geglätteten Meßsignale überlagert und hierdurch ein der mittleren Gesamtdicke des Bandmaterials (10) entsprechendes
Mittelviertsignal erzeugt, das einem über die Breite des Bandmaterials räumlich gemittelten und in Längsrichtung des
Bandmaterials zeitlich gemittelten Mittelwerts der gemessenen Gesamtdicke entspricht.
45. Einrichtung nach Anspruch 43, dadurch gekennzeichnet, daß ein Rechner (290) den der Dicke der ersten Schicht (9) entsprechenden,
als geglättete Meßsignale erhaltenen Istwert-
309881/(Hb 7
7329758
Signalen aufgrund einer Regressionsgleichung eine Profilwcrtckurve,
vorzugsweise eine Parabel mit 5ji der Mitte der ersten Schicht liegendern Scheitel, anpaßt, auf der die
jeweiligen Istwerte der Dicke der ersten Schicht liegen, die angenähert das Dickenprofil der ersten Schicht in
deren Querrichtung darstellt und die als Istwerteprofil
verwendbar ist.
46. Einrichtung nach Anspruch 45, gekennzeichnet durch einen
das Istv.'erteprofil jevjeils zwischen den in Längsrichtung
verlaufenden Grenzen der Zonen (a, b, c) intej/grierendtoi
Integrator (295), der den mittleren Dicken der ersten Schicht (9) in den einzelnen Zonen entsprechende Mittelwertsignale
erzeugt, eine Vergleichsvorrichtung (297), die diese Hittelwertsignale einzeln mit der Dicke der
ersten Schicht in den Zonen entsprechenden Sollwerten (Mittelwert der Dicke der ersten Schicht bezüglich der
Gesamtbreite) vergleicht und einen Profilregler (310), der in Abhängigkeit von den hierdurch erhaltenen Pvegelabweichungssignalen
(e , e , , e ) das Dickenprofil der ersten Schicht regelt.
17. Einrichtung nach einem der Ansprüche 38 bis 46, dadurch
gekennzeichnet, daß ein Programmgeber (300) die Meßvorrichtungen (211, 212; 13) und Glättungsschaltungen (271,
272, 27 3; 2 30, 2 35) in zeitlicher Folge derart steuert, daß das Istwerteprofil der Dicke der ersten Schicht (9)
und ein Istwerteprofil der Gesamtdicke zumindest annähernd
für denselben Abschnitt des Bandnaterials (10) gelten.
48. Einrichtung nach Anspruch 47, dadurch gekennzeichnet, daß
ein das Dickenprofil der zweiten Schicht (8) in Querrichtung regelnder REgler (320) mit den einzelnen Zonen
3 0 9 8 8 1 / (H 5 7
7379758
(a, b, c) entsprechenden Regelabweichungen (e , e , , e ]
der Dicken der zweiten Schicht beaufschlagt ist, die als Differenzen zwischen den einzelnen Zonen entsprechenden
Regelabweichungen (e .,, e , , eo ) der Cssarntdicke und den
einzelnen Zonen entsprechenden Rege] aln/eiciiun^enCe , e .,.
e ) der Dicke der ersten Schicht (9) nittelc einer Vergleichsvorrichtung (255) erhalten r.ind.
309881/045 7
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US6152720A (en) * | 1997-09-27 | 2000-11-28 | Roehm Gmbh Chemische Fabrik | Device for stable widthwise regulation of bulb angle in extrusion of sheets of heat-sensitive plastics through a calender opening formed by intake rollers |
US6482339B1 (en) | 1997-09-27 | 2002-11-19 | Roehm Gmbh & Co. Kg | Process for stable widthwise regulation of bulb angle in extrusion of sheets of heat-sensitive plastics through a calender opening formed by intake rollers |
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GB1439807A (en) | 1976-06-16 |
AU5679773A (en) | 1974-12-12 |
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IT985450B (it) | 1974-11-30 |
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