DE2335294B2

DE2335294B2 - Verfahren zum Steuern der Wickelspannung von Bändern bei deren Aufwickeln auf Rollen

Info

Publication number: DE2335294B2
Application number: DE2335294A
Authority: DE
Inventors: Hiroshi Iyo-Mishima Ehime Kataoka (Japan)
Original assignee: KATAOKA MACHINE PRODUCT Co Ltd IYO-MISHIMA EHIME (JAPAN)
Current assignee: KATAOKA MACHINE PRODUCT Co Ltd IYO-MISHIMA EHIME (JAPAN)
Priority date: 1972-07-17
Filing date: 1973-07-11
Publication date: 1978-03-23
Also published as: NL7309936A; NO142434B; ATA631673A; JPS5232035B2; DE2335294A1; AU5808873A; AT328855B; IT1000033B; CA965069A; FR2192968B1; DD110239A5; NL174639B; BE802448A; JPS4928752A; FR2192968A1; GB1429565A; SU1333226A3; NO142434C; CS216203B2; NL174639C

Description

35

wobei

K min

**/ll,7.V

Radius der aufgewickelten Rolle,
Radius der Anfangswindung,
Radius der Abschlußwindung bzw. maximaler Radius der aufgewickelten Rolle,
Spannungswert zu Beginn des Wickeins, Wert der Spannungsabnahme, ausgedrückt durch (Fo-Fi)ZF₀, wobei Fi die Spannung bei maximalem Wickelradius bezeichnet, und

irgendeine positive rationale Zahl, ausgenommen 1.

2. Verfahren nach Anspruch I₁ dadurch gekennzeichnet, daß der Wert der Spannung (F) aus dem erfaßten Wert des Wickelradius (R) und den Einstellkoeffizienten des Spannungswertes (Fo) und des Spannungsgradienten (ß) analog berechnet und hiermit das Wickeldrehmoment (τ) gesteuert wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Wert der Spannung (F) aus dem erfaßten Wert des Wickelradius (R) und den Einstellkoeffizienten des Spannungswertes (F₀) und des Spannungsgradienten (ß) digital berechnet und hiermit das Wickeldrehmoment (τ) gesteuert wird.

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Steuern der Wickelspannung von Bändern bei deren Aufwickeln zu Rollen, bei welchem der Wickelradius

65 der Rollen erfaßt wird und die Wickelachsen der Rollen durch Aufbringen eines ermittelten Wickeldrehmoments durch die Antriebe angetrieben werden, wobei das Wickeldrehmoment, der Wickelradius und der Wert der Spannung derart zueinander in bezug gesetzt werden, daß sich wenigstens eine lineare Abhängigkeil zwischen Spannung und Wickelradius ergibt, wobei die lineare Abnahme der Spannung und der Anfangswert der Spannung über Einstelikoeffizienten des Spannungsgradienten und des Spannungswertes einstellbar sind.

Ein derartiges Verfahren ist durch die DT-OS 20 57 492 bekanntgeworden, wobei insbesondere die Einstellung einer linearen Abhängigkeit zwischen Spannung und Wickelradius bekanntgeworden ist.

Häufig fand beim Steuern der Wickelspannung beim Wickeln kontinuierlicher Bänder und dergleichen ein Steuerverfahren mit hyperbolischer Dämpfung Verwendung, wobei mit konstanter Wickelspannung gewickelt wurde. Eine Vielzahl von Wickelvorrichtungen ist auf der Basis einer derartigen Technik gebaut worden. Ein Beispiel hierfür ist die Vorrichtung nach der US-PS 25 39 540, bei welcher das Spannungsverhalten durch ein mechanisches Programm erreicht wird.

Beim Aufwickeln eines Papierbandes, Kunststoffilms, Gewebes oder dergleichen auf eine Spule oder einen Kern mittels eines Mittelaniriebssystems besteht ein weiteres, bisher angewendetes Verfahren darin, daß zum Wickeln ein Differentialmechanismus vorgesehen ist, der z. B. aus einem Hydraulikkreis oder einem Getriebe besteht, um das Antriebsverhältnis zwischen einer Berührungsrolle und einer gewickelten Rolle einzustellen.

In diesem Falle wird aufgrund der Prinzipien solcher Differentialmechanismen ein unzureichendes Wickeldrehmoment aufgrund einer umgekehrt proportionalen Verringerung eines zugeführten Drehmoments erzeugt, wie es beim Ansteigen des Wickelradius auftritt, insbesondere bei einer Steigerung der Wickelbelastung. Dies ist bei der praktischen Anwendung ziemlich widersinnig. Daher wird eine Bremse mit der Berührungsrolle gekuppelt, und das an der Berührungsrolle zugeführte Drehmoment wird von Fall zu Fall gesteuert. Auf diese Weise kann das Wickeln arbeitsintensiv durchgeführt werden.

Demzufolge ist eine während des Wickeins auf das Band wirkende Spannung an sich kein Faktor, der direkt gehandhabt wird. Dieses führt zu dem erheblichen Nachteil in der bekannten Technik, daß menschliche Arbeit erforderlich ist, welche auf der Beobachtung durch eine Bedienungsperson beruht, z. B. dem Sehen des Zustandes der aufgewickelten Rolle oder des sich bewegenden Bandes und Berühren der Walze oder des Bandes von Hand.

Bei einem vergleichsweise genaueren bekannten Verfahren wird eine Vorrichtung, in der Steuersignale und Ausgangsdrehmomente direkt proportional oder ungefähr direkt proportional sind, mit einem Antrieb zum Zuführen des Wickeldrehmoments gekuppelt, ein Signal des Ansteigens des Wickelradius direkt als Steuersignal für den Antrieb abgeleitet und der Bereich des Signals vorher mechanisch festgelegt, wodurch das Wickeln unter einer theoretisch fixierten Spannung oder mit einem zuvor eingestellten Spannungsgradienten durchgeführt wird. In diesem Fall kann das Einstellen der Spannungswerte leicht durch eine Einstellvorrichtung, z. B. einen veränderlichen Widerstand, gesteuert werden, welcher an einem außerhalb

angeordneten Steuerpult oder dergleichen vorgesehen ist. Jedoch können der Spannungsgradient oder die Spannungsabnahme zwischen der Anfangs- und der Abschlußwindung, welche die wichtigsten beim Wickeln dieser Art sind, nicht anders als durch Ändern der mechanischen Verbindung an dem den Wickelradius erfassenden Teil geändert werden. Außerdem wird das Detektorsignal des Radius direkt als Steuersignal für die Drehmomentsteuerung des Antriebs verwendet, so daß der während des Wickeins auf das Band einwirkende Spannungv.vert selbst nachteiligerweise keinen handzuhabenden Faktor darstellt.

Bei Anwendung der bekannten Technik beispielsweise auf einem Streifenwickler müssen dem Antrieb zugeordnete Einrichtungen und die Einrichtungen zum Erfassen des Radius und Erzeugen des Befehlssignals, z. B. ein veränderlicher Widerstand, welcher in seiner Abmessung und Kapazität vergleichsweise groß ist, an einem Abschnitt eines Wickelarms befestigt werden. Dies führt zu den weiteren Nachteilen, daß der Aufbau dieses Abschnitts umfangreich wird, und daß die Arbeitsbedingungen für die Unterhaltung und Wartung usw. stark verschlechtert werden. Weil der Wickelarm andererseits so leicht wie möglich sein muß, um den Berührungsdruck der gewickelten Rolle fein einstellen zu können, ist dieses Verfahren schwierig allgemein anzuwenden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum einfachen und universellen Steuern der Wickelspannung zu schaffen, bei welchem die Spannung mit anwachsendem Radius der aufgewickelten Rolle stetig nach einer nichtlinearen Funktion geändert wird, um eine Rolle mit guter Wicklung aufgrund der gleichförmigen Steifigkeit innerer und äußerer Wickellagen oder entsprechend gesteuertem Wickelanzug für jede darübergelegte Lage zu erhalten.

Diese Aufgabe wird mit einem Verfahren der eingangs beschriebenen Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Wickelradius ständig direkt abgetastet wird, daß der Wert der Spannung auf der Basis einer einzuführenden theoretischen Gleichung aus Einstellkoeffizienten des Spannungswertes bei Wickelbeginn und des beabsichtigten Spannungsgradienten, sowie aus dem Anfangswickelradius und aus dem Endwickelradius berechnet wird, indem das den Wickelradius darstellende abgetastete Signal Rechnerkreisen zugeführt wird, daß der Wert des Wickeldrehmoments durch Multiplizieren dieses berechneten Wertes der Spannung und des Wickelradius abgeleitet wird, und daß die theoretische Gleichung zur Berechnung des Wertes der Spannung lautet:

wobei
R

Radius der aufgewickelten Rolle,
Radius der Anfangswindung,
Radius der Abschlußwindung bzw. maximaler Radius der aufgewickelten Rolle,
Spannungswert zu Beginn des Wickeins,
Wert der Spannungsabnahme, ausgedrückt durch (Fo- Fi)/Fo, wobei Fi die Spannung bei maximalem Wickelradius bezeichnet, und
irgendeine positive rationale Zahl, ausgenommen I.

Die lineare Abhängigkeit zwischen Spannung und

Wickeldurchmesser wird von dem erfindungsgemäßen Verfahren nicht erfaßt. Für θ = 0 ergibt sich F = const., für 0<Θ< 1 ergibt sich eine konkave und für Θ> 1 eine korvexe Form der Abhängigkeitskurve.

Es wird ein in Übereinstimmung mit der Gleichung programmierter Rechnerkreis hergestellt. Wenn der Wickelradius /? als Eingangssignal in diesen eingegeben wird, gibt er den Wert der Spannung F unter ίο charakteristischen Bedingungen zahlenmäßig an, die am eingegebenen willkürlichen Wickelradius eingestellt ist und erzeugt ein Ausgangssignal, das auf der Basis dieser Gleichung behandelt ist. Beim zweiten Schritt wird der zahlenmäßige Wert der Spannung Fmit dem Wickelradius R multipliziert, um das gewünschte Wickeldrehmoment T als Ergebnis von F · R abzuleiten. Eine Vorrichtung zum Steuern des Drehmoments, z. B. eine Kupplung oder ein Motor, wird auf der Basis des Wertes des gewünschten Wickeldrehmoments r gesteuert.
Zweckmäßig wird der Wert der Spannung aus dem erfaßten Wert des Wickelradius und den Einstellkoeffizienten des Spannungswertes und des Spannungsgradienten analog oder digital berechnet und hiermit das Wickeldrehmoment gesteuert.

Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren wird die Spannung so gesteuert, daß sie stetig auf der Basis einer vorbestimmten Verhältnisgleichung — nämlich auf der Basis einer Gleichung, in welcher der Exponent Θ eines Quotienten irgendeine positive rationale Zahl, ausgenommen 1 sein kann, also nichtlinear — abnimmt, durch die Verwendung einer unabhängig von den Maschinengleichungen eingeführten theoretischen Gleichung mit einem Exponenten Θ, der eben ungleich 1 sein soll, gelöst. Beim Aufwickeln sehr schlüpfriger Bänder oder dünner Kunststoffilme hat gerade dieser hohe Freiheitsgrad und die Möglichkeit, eine nichtlineare Spannungskennlinie einzustellen, zu Ergebnissen geführt, deren Güte bisher nicht erreicht worden ist.

Die Erfindung ist im folgenden an Hand von Ausführungsbeispielen und unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher beschrieben. In der Zeichnung zeigt

F i g. 1 eine Grundschaltung der Steuereinrichtung,

F i g. 2 ein Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiels, bei welchem das Steuersystem auf ein Analogsteuersystern angewandt wird,

F i g. 3 ein Blockschaltbild eines Ausführungsbeispicls. bei welchem ein Hybrid-Digital- und Analog-Steuersystem angewandt wird,

Fig.4 ein Diagramm, das das Verhältnis von so Wickelspannung zu Wickelradius darstellt,

Fig. 5 ein Diagramm, das das Verhältnis von Wickeldrehmoment zu Wickelradius darstellt,

Fig. 6A, 6B und 6C Spannungs-Wickelradius-Diagramme, wobei der Spannungsabnahmewert als Parameter gewählt ist,

F i g. 7 eine Seitenansicht einer Wickelvorrichtung,

Fig. 8 und 9 eine Seitenansicht bzw. eine Draufsicht einer Wickelvorrichtung, die zum Wickeln mittels einer gemeinsamen Welle angetrieben wird,
bo Fig. 10 einen vergrößerten Schnitt entlang der Linien X-X der F i g. 8 und

Fig. 11 eine Seitenansicht einer Wickelvorrichtung mi' getrenntem Antriebssystem.

Fig. 1 stellt eine Grundschaltung des Wickelspannung-Steuersystems dar, Fig. 2 ein Blockschaltbild eines Beispiels, bei welchem die Erfindung auf ein Analog-Steuersystem angewandt wird, und Fig. 3 eine Schaltung eines Beispiels, in welchem ein Hybrid-Digi-

Uli- und Analog-Steuersystem verwendet wird.

In Fig. 1 werden ein gewünschter Spannungswert F₁₁ und ein gewünschter Spannungsabnahmewert β in eine Stclleinhcit 10 eingegeben. Der Spannungswert wird durch ein Drehmomentstellsignal als ausgangserzeugendc Vcrglcichssteuercinheit 11 mil einem Signal der Wickelradiuserfassung verglichen. Das Ausgangssignal wird über eine Verstärkereinheit 12 und einen Drehantrieb 13 zu einer Wickelrolle 14 geleitet, um das Drehmoment der Wickelrolle 14 zu steuern. Ein Wickelradius an der Wickelrolle 14 wird durch eine Detektoreinheil 15 erfaßt und zur Vergleichssteuereinheit 11 zurückgeleitet. Das von der Vergleichssteuereinheit 11 abgeleitete Signal zeigt den Spannungswert F bei jedem Wickelradius R an, während ein von der Verstärkereinheit 12 abgeleitetes Signal ein Wickeldrehmoment Tunter denselben Bedingungen anzeigt.

Der in den Fig. 1,2 und 3 mit unterbrochenen Linien dargestellte Block ist eine automatische Spannungssteuereinheit, die als automatische Steuereinrichtung für die mechanische Einstellung ausgelegt ist, die eine Änderung der Wickelbreite des Bandes begleitet. Gewöhnlich ist die Spannungsgröße beim Aufwickeln als eine der Aufnahmebreite proportionale Bedingung gegeben. So ist das Einstellen der Spannungsgröße, das nicht von Hand durch den Bedienungsmann, sondern durch ein automatisches Steuersignal durchgeführt wird, sehr vorteilhaft, weil die Arbeit verringert und die Automation gefördert werden.

Mit der vorliegenden Erfindung wird das Wickeldrchmoment derart gesteuert, daß das Delektorsignal des Radius der Wickelrolle einer Berechnung nach einer theoretischen Gleichung unterworfen wird, und daß der so erhaltene Spannungswert mit dem voreingestellten Spannungswert verglichen wird.

Als theoretische Gleichung wird dabei die folgende Gleichung angenommen:

wobei
R

K min R,„;n

Radius der Wickelrolle (mm),
Radius der Anfangswindung (mm),
Radius der Abschlußwindung oder maximaler Radius der Wickelrolle (mm),
Spannungswert der Anfangswindung (kg/ cm),

(F{,— F\)/Fo; (hier bezeichnet Fi einen Spannungswert beim maximalen Wickelradius). Dies ist der Koeffizient des Spannungsabnahmewertes zwischen der Anfangswindung und der Abschlußwindung, und
jede positive rationale Zahl, ausgenommen 1.

Die charakteristische Kurve des Verhältnisses zwischen dem Wickelradius und der zu steuernden Spannung auf der Basis der theoretischen Gleichung ist in F i g. 4 dargestellt, und die Spannung nimmt vom Wert Fu zum Wert Fj stetig in dem Bereich von dem Radius der Anfangswindung /?„„„ bis zum Radius der Abschliißwindung /?,».,< ab.

Ein Blockschaltbild einer Analog-Rcchcnschnltung zum Berechnen der Wickelspannung Fans dem Signal eines jeden Wickclradiiis R unter Verwendung der obigen theoretischen Gleichung ist in F i g. 2 dargestellt. Wenn ein Rechenteil und ein Vcrgleichssleticrtcil digitiert werden, weist eine Rechenschaltung einer Aufbau auf, wie er durch die Schallung in Fig. 3 gegeben ist. Bei deisen Schaltungen ist das von dei letzten Stufe abgegebene Signal das Drehmomentsteuersignal FxR=T.

Bei der in Fig. 2 dargestellten Analog-Rechenschallung stellt ein vom Teil A abgeleitetes Signal der Spannungswert Fbci irgendeinem Wickelradius R dar während ein vom Teil B abgeleitetes Signal das untei

ίο der gleichen Bedingung vorhandene Wickeldrehmoment Tbezeichnet. Es wurde experimentell nachgeprüft daß der Spannungswert Fund das Wickeldrehmonent 7 als charakteristische Kurve gegenüber dem Radius R ir F i g. 6A bzw. in F i g. 5 gegeben sind.

Die charakteristischen Kurven der Fig. 6A entsprechen einem Fall, in welchem in der theoretischer Gleichung Θ = 1 ist, der Koeffizient β ein Parameter isi und der Wickelradius R veränderlich und wobei die Wickelspannung F so gesteuert wird, daß sie stetig linear abnimmt. Die Eigenschaften in Fig. 6B wurder angenommen, um eine gekrümmte Änderung be Θ = '/2 zu erzielen, während die Eigenschaften ir Fig. 6C angenommen wurden, um gekrümmte Änderungen bei θ = 2 zu erzielen. Bei dem Beispiel dei Analog-Betätigungsschaltung der Fig. 2 wird im folgenden die Vergleichssteuerung des voreingestellter Wickeldrehmoments τ und des tatsächlichen Drehmo mems τ' beschrieben. Bei diesem Ausführungsbeispie wird das Ausgangssignal der elektrischen Verstärker einheit als Rückkopplungssignal verwendet. Die; Verfahren ist jedoch nicht erwünscht, weil es nicht wie der tatsächliche Drehmomentwert gehandhabt wird Dies kann jedoch durch Erfassen des tatsächlich vorr Drehantrieb erzeugten Drehmoments durch eine elektrische Umwandlungseinrichtung und Rückkopp lung des erfaßten Signals überwunden werden, wa; jedoch außerhalb der Erfindung liegt.

Fig. 7 zeigt eine Seite einer Wickelvorrichtung, be welcher das erfindungsgemäße System angewandt wird Bei der Vorrichtung werden miteinander ein Mittelan trieb und ein Reibungsantrieb verwendet. Eine feste Konsole 18 ist mit einer Achse 20 zum Lagern eine: Endes eines Schwenkarms 19 versehen. Eine Einrich tung 21 zum Erfassen des Schwenkwinkels de; Schwenkanns 19 ist neben der Achse 20 angeordnet. Ar der Rückseite des Schwenkarms 19 ist ein Pneumatikzy linder 22 zum Polstern zwischen dem Schwenkarm Ii und der Konsole 18 angeordnet. Eine Wickelachse 23 is am vorderen Ende des Schwenkarms vorgesehen

so während ein Drehantrieb 24 im wesentlichen in dei Mitte des Schwenkarms angeordnet ist. Eine Transmis sion 25 erstreckt sich zwischen der Wickelachse 23 unc dem Drehantrieb 24, eine andere Transmission 2( zwischen dem Drehantrieb 24 und der Achse 20 unc eine dritte Transmission 27, z. B. ein Kettentrieb zwischen der Achse 20 und der Einrichtung 21 zun Erfassen des Schwenkwinkels.

In Fig. 7 ist ein Verlauf dargestellt, bei welchem eit Band 30 auf eine auf der Wickelachse 23 befestigt«

bo Spule 29 mittels einer Berührungsrolle 28 zu einer Rollt 31 aufgewickelt wird. Das Band 31 wird durch dk Wirkung des Reibantriebes der Berührungsrolle 28 une des auf die Wickelachse 23 ausgeübten Antriebsdreh momentcs aufgewickelt, wobei das Drehmoment durcl

ω den Drehantrieb 24 gesteuert wird. Der Schwenkarm 15 schwenkt um die als Drehpunkt dienende Achse 20 während er infolge des Anwachsens des Radius dei Wickelrolle den Druckkontakt zwischen der Beruh

rungsrolle 28 und der aufgewickelten Rolle 31 durch den Pneumatikzylinder 22 auf einem angemessenen und konstanten leichten Druck hält. Der Pneumatikzylinder kann auch eine hydraulische Einrichtung oder dergleichen sein.

Demzufolge bildet die Berührungsrollc 28 ein wichtiges Teil, das das Band 30 glatt zu einer Lage gerade vor der aufwickelnden Rolle 31 führt, weil sie Lufteinschlüsse vermeidet.

Die als Drehpunkt dienende Achse 20 ist eine Antriebsachse und überträgt über die Transmission 26 eine Antriebskraft auf die Eingangsseite des Antriebs 24. Das Anwachsen des Wickelradius kann durch eine Winkelverschicbung des Schwenkarms 19 ersetzi werden. Ein Signal eines erfaßten Wertes, das dem Betrag der Steigerung des Wickelradius entspricht, kann daher derart geschaffen werden, daß der Schwenkarm 19 mit dem elektrischen Signalumsetzer oder Detektor 21, z. B. einem hochpräzisen Potentiometer zum Ableiten sehr kleiner Signale, durch die Transmission 27 verbunden ist, welche vergleichsweise fein ist und ein genaues Übersetzungsverhältnis aufweist.

Im Falle der Folgesteuerung des Drehantriebs durch das Drehmomentstellsignal muß der Drehantrieb eine solche Charakteristik haben, daß die Stellsignale und Ausgangsdrehmomente direkt oder ungefähr direkt proportional sind. Zum Beispiel werden ein Gleichstrommotor oder eine elektromagnetische Pulverkupplung verwendet.

Bei Verwendung einer Kupplung dieser Art kann ein Drehmomentmotor oder ein nicht dargestellter Gleichstrommotor direkt gesteuert werden.

Wie zuvor festgestellt wurde, zeigt F i g. 1 die Grundschaltung des auf dem erfaßten Wert des Wickelradius beruhenden Steuersystems. Nach dem Steuersystem, das nur das Signal /?des Wickelradius des erfaßten Wertes des Wickelrollenradius verwendet, wird die Differenz zwischen dem Wert der aus der theoretischen Gleichung berechneten Wickelspannung und der entsprechende, durch die Stelleinheit zuvor eingegebene und in der Vergleichssteuereinrichtung gespeicherte Spannungswert als Steuersignal erzeugt. Das Steuersignal wird durch die Wirkung der Verstärkereinheit zu einem elektrischen Signal verstärkt, wie es zum Betätigen des Drehantriebs 24 notwendig ist. Die Drehmomentsteuerung des Drehantriebs 24 erfolgt durch das elektrische Signal, um die Wickelachse 23 anzutreiben.

Die Fig. 8 bis 10 zeigen eine Wickelvorrichtung mit einem Streifenschneider, bei welcher das Wickeldrehmomeni über eine gemeinsame Achse aufgebracht wird.

Fig.8 ist eine Seitenansicht, während Fig.9 eine Draufsicht ist. Ein von einem Abwickelabschnitt zugeführtes Band 30 wird über eine Führungsrolle 43 zu einer Glattwalze 44 geleitet, und seine Falten werden durch die Glättwirkung der Glattwalze 44 geglättet. Es wird weiter über eine Zuführwalze 45 zu einer geschlitzten Trommel 46 und einem Ledermesser 47 geführt und wird fortlaufend durch die Schneidwirkung der zusammengehörigen Teile 46 und 47 in vorbestimmte schmalere Bünder 41, 42 usw. geschnitten. Die geschnittenen Bänder werden zu Rollen 51, 52, 53 und 54 aufgewickelt, die mit Berührungsrollen 48, 49 in Kontakt gehalten weiden. Die Rollen 51, 52, 53 und 54 sind auf Wickelachsen 59, 61, 61a und 75 gelagert, die kreuzweise an den vorderen Enden von Schwenkarmen 57a, 57b und 58a, 586 vorgesehen sind. Diese Schwenkarme dienen zum Schwenken um die als Drehpunkt dienenden Achsen 55, 56 und folgen dem Anstieg der Wickelradien. Das heißt, beim vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die RoIIeSl auf der Wickelachsc 56 durch die Schwenkarme 57,·; und 57b auf beiden Seiten gelagert.

Die anderen Rollen sind ähnlich gelagert. Wenn das schmalere Band der aufzuwickelnden Rolle eine verhältnismäßig geringe Breite aufweist, kann das

ίο Auswechseln einer Rolle durch Verwendung eines Aufbaus erleichtert werden, bei welchem, wie bei der Rolle 52, die Wickelachse 61 lediglich durch einen einseitigen Arm 60 gelagert wird.

Die Berührungsrollen 48, ·19 und die entsprechenden Rollen 51 usw. können normalerweise durch Einstellen der Arbeitskräfte von Steuereinrichtungen, zum Beispiel Druckluftzylindern 62, in erreichendem Druckkontakt gehalten werden. Diese sind unabhängig für die entsprechenden Schwenkarme 57a usw. vorgesehen.

Der übrige zugehörige Aufbau zwischen den Schwenkarmen 57a usw. und den Wickelachsen 59 usw. ist ebenso wie er zum Beispiel in F i g. 10 dargestellt ist.

In F i g. 10 ist die Wickelachse 59 zur Aufnahme der Rolle 51 an ihren beiden Enden durch die Schwenkarme 57a und 57b gelagert. Auf der Seite des Schwenkarms 57a sind zur Drehmomentsteuerung gehörige Einrichtungen und zur Erfassung des Radius gehörige Einrichtungen vorgesehen. Die als Drehpunkt dienende Achse 55 der Schwenknrme 57a, 576 dient auch als Antriebsachse zum Zuführen des Wickeldrehmoments. Ein dazwischenliegender Transrp.issionsring 64 wird über einen Ziehkeilaufbau 63 gedreht. Über ein Ende des Ringes 64 erstreckt sich die Transmission 66, welche das Drehmoment auf die Eingangsseite eines Antriebs 65 überträgt. Ferner ist der Schwenkarm 57a, der über die Lager 67,67 am äußeren Umfang des dazwischenliegenden Transmissionsrings 64 frei drehen kann, auf einem festen Auflager 68 gelagert. Der Schwenkarm 57a kann Anstiegen des Wickelradius folgen. Das durch den Antrieb 65 gesteuerte Drehmoment wird der Wickelachse 59 über eine Transmission 69, z. B. einen Riemen, zugeführt. Der Teil mit dem Detektor für den Wickelradius ist so aufgebaut, daß die Winkelverschiebung des Schwenkarms 57 über eine Verbindungseinrichtung 70, z. B. eine relativ feine Kette mit sehr genauem Übersetzungsverhältnis an einen elektrischen Signalumsetzer 71, z. B. ein Potentiometer, gekuppelt ist.

Im übrigen hat die Seite des Schwenkarms 57b einen der Seite des Schwenkarms 57a ähnlichen Aufbau und trägt das andere Ende der Wickeiachse 59, so daß die Achse sich frei drehen kann. Sie weist jedoch keine der sich auf die Drehmomentsteuerung oder die Erfassung des Radius beziehenden Einrichtungen auf.

Beim Antrieb wird zunächst ein festes Drehmoment von der als Drehpunkt dienenden Achse 55, welches die Antriebsachse ist, auf den dazwischenliegenden Transmissionsring 64 übertragen und fortlaufend über die Transmission 66 der Eingangsscitc des Antriebs 65 zugeführt. Anschließend wird ein Signal des Wickelradius durch den elektrischen Signalumsetzer 71 erfaßt, die vorhergehende auf dem Signal beruhende Spannungsvergleichssteuerung wird durchgeführt, um ein Signal zum Steuern des Antriebes zu erzeugen und der Antrieb wird gesteuert. Dann wird ein entsprechendes Antriebsdrehmoment an der Ausgangsscitc des Antreibs erzeugt und auf die Wickelachsc 59 durch die Transmission 69 übertragen. Dies führt dazu, daß die Rolle 51 das

schmalere Band 41 unter entsprechendem Antriebsdrehmoment aufwickelt, insbesondere unter einer entsprechenden Wickelspannung.

In Fig. 9 sind die Bezugszahlen 73 und 74 Schwenkarme bezeichnet, die eine Wickelachse 75 für die Rolle 54 zum Aufwickeln des Bandes mit größerer Breite tragen.

Wie oben beschrieben wurde, wird die Spannung elektronisch durch zwei Werte, den Spannlingswert und den Spannungsabnahmewert, gesteuert.

Daneben ist es möglich, die Spannung und das Drehmoment direkt anzuzeigen und die Spannungssteuerung als einfache Verstellung vorzunehmen. Daher wird die Arbeitsgemeinschaft sehr gut, und die Spannungssteuerung während des Laufes wird vereinheitlicht und wird außerordentlich genau und einfach.

Fig. 9 zeigt den Fall, bei welchem eine breite Platte oder ein Band in mehrere schmale Streifen geteilt wird. Bei diesen Verhältnissen ist es erfindungsgemäß möglich, unabhängige Spannungssteuersysteme für die entsprechenden Rollen vorzusehen. Dies führt jedoch zu vermehrter Ausrüstung und erhöhten Kosten mit Steigerung der Anzahl von Aufnahmerollen, und in gleicher Weise wird auch die Wartung i-omplizierter. In einem solchen Fall ist es ratsam, ein Mehrfachsteuersystem zu verwenden, das für die einzelnen Rollen gemeinsam verwendet wird. Solch ein Mehrfachsteuer-Sjstem kann vergleichsweise leicht aufgebaut werden, indem in der Wirtschaft verfügbare oder bekannte elektronische Schaltkreise, z. B. Mehrfachdruckrollen und Halteeinrichtungen, verwendet werden.

Dieses Mehrfachsteuersystem kann natürlich entweder das Analog- oder Digitalverfahren anwenden.

Fig. 11 ist eine Seitenansicht, welche ein Ausführungsbeispiel darstellt, bei welchem die Erfindung auf eine Wickelvorrichtung mit Streifenschneider und getrenntem Antrieb angewandt wird.

Wie in der Figur dargestellt ist, trägt eine feste Konsole 78 eine Achse SO zum Lagern eines Endes eines Schwenkarms 79.

Neben der Achse 80 ist ein Detektor 81 zum Erfassen des Schwenkwinkels des Schwenkarms 79 angebracht. Ein Pneumatikzylinder 82 ist zum Abfedern zwischen dem Schwenkarm 79 und der Konsole 78 an der Rückseite des Schwenkarms 79 angeordnet, während eine Wickelachse 83 am vorderen Ende des Schwenkarms 79 vorgesehen ist. Vor dem Schwenkarm 79 ist ein Antrieb 84 angeordnet. Ein Getriebe 86 ist zwischen der Wickelachse 83 und einer Zwischenachse 85 vorgesehen, während eine Transmission sich zwischen der Zwischenachse 85 und der Achse 80 erstreckt. Eine andere Transmission erstreckt sich zwischen der Achse 88 des Antriebs 84 und der Achse 80. Die dritte Transmission 92 erstreckt sich zwischen der Achse 88 des Antriebs 84 und einer Welle 91 eines Motors 90 und außerdem erstreck; sich eine Transmission 93, z. B. eine Kette, zwischen der Achse 80 und dem Detektor 81.

In Fig. 11 ist dargestellt, wie nach dem Schneiden eines Bandes 30 in Streifen, jeder geschnittene Streifen auf der Wickclachsc 83 durch eine Bcrührungsrolle 95 zu einer Rolle 94 aufgewickelt wird.

Die Anordnungen der Wickelvorrichtungen sind, wie dargestellt ist, symmetrisch mit der dazwischen gelagerten Berührungsrolle 95 angeordnet. Die ausgezogenen Linien der linken Anordnung zeigen die Lage zu Beginn des Wickeins an, während die gestrichelten Linien die Lage am Schluß des Wickeins darstellen. Das kontinuierlich zugeführte Band 30 läuft über eine Führungsrolle 96. Nachdem die Falten oder Runzeln des Bandes durch die Glättwirkung einer Glattwalze beseitigt sind, wird es auf einer Schlitztrommel 98 durch die Wirkung eines Ledermessers 99 in breite Streifen vorbestimmter breite geschnitten. Die geschnittenen Streifen werden über eine Zuführrolle 100 mit der Berührungsrolle 95 in Kontakt gebracht und entsprechend auf Spulen der Wickelachsen verteilt und aufgewickelt, die mit der Vorder- ".nd Rückseite der Berührungsrolle in Kontakt stehen.
Die Glättwalze 97, die Schlitztrommel 98, die Zuführrolle 100 und die Berührungsrolle 95 sind miteinander verbunden und werden entsprechend durch einen nicht dargestellten drehzahlveränderlichen Motor angetrieben.

Jede Wickelachse 83 wird in dem System mit getrennten Antrieben über dem Motor 90 und die Transmissionen 92,89,87 und 86 angetrieben.

Weil das durch die Rollen nach der Glattwalze 97 nach außen geführte Band 30 in Form des Buchstabens 5 geführt wird, werden Reibkräfte aufgrund der Um-

jo schlingungswinkei des Bandes erzeugt. So wird eine ungleichförmige Zuführung an der Seite der Führungsrolle 96 durch die Gruppe dieser Rollen gesteuert, um das Wickeln des Mittelantriebs leicht zu gestalten, wenn er die Spannungssteuerung verwendet.

Um normalerweise einen angemessenen konstanten leichten Druck zwischen der Berührungsrolle 95 und jeder Wickelrolle 94 ausüben zu können, ist der Pneumatikzylinder (oder Hydraulikzylinder) 83 vorgesehen. Daraus ergibt sich, daß der Einfluß des Oberflächenantriebs aufgrund der Berührung zwischen der Berührungsrolle 95 und der Rolle 94 gelöst, um den Mittelantrieb der Wickelachse 83 wirksamer zu gestalten.

Die Erfassung des Wickelradius wird so ausgeführt, daß eine Winkelverschiebung des Schwenkarms 79 aufgrund einer Schwenkung auf den Detektor 81, z. B. ein Potentiometer, über die Transmission 93 übertragen wird. Ein im Detektor erhaltenes Signal wird zur Vergleichssteuereinrichtung 11 der in Fig. I gezeigten

so Grundschaltung zurückgeleiiet. Ein durch die Vergleichssteuereinheit 11 erzeugtes Steuersignal wird zum Drehantrieb 84 in F i g. 11 übertragen.

Bei der Anwendung der vorliegenden Erfindung ist es notwendig, das Kompensieren mechanischer Verluste und von Trägheit zu berücks^;chtigcn, welche durch die Entwurfsbedingungen der Vorrichtung bestimmt sind. Es können natürlich herkömmliche Korrekturmittel abhängig von solchen Bedingungen angewendet werden.

Hierzu 9 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Steuern der Wickelspannung von Bändern bei deren Aufwickeln zu Rollen, bei welchem der Wickelradius der Rollen erfaßt wird und die Wickelachsen der Rollen durch Aufbringen eines ermittelten Wickeldrehmoments durch die Antriebe angetrieben werden, wobei das Wickeldrehmoment, der Wickelradius und der Wert der Spannung derart zueinander in bezug gesetzt werden, daß sich wenigstens eine lineare Abhängigkeit zwischen Spannung und Wickelradius ergibt, wobei die lineare Abnahme der Spannung und der Anfangswert der Spannung über Einstellkoeffizienten des Spannungsgradienten und des Spannungswertes einstellbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Wickelradius (R) ständig direkt abgetastet wird, daß der Wert der Spannung (F) auf der Basis einer einzuführenden theoretischen Gleichung aus Einstellkoeffizienten des Spannungswertes (Fo) bei Wickelbeginn und des beabsichtigten Spannungsgradienten (ß), sowie aus dem Anfangswickelradius (Rmin) und aus dem Endwickelradius (Umax) berechnet wird, indem das den Wickelradius (R) darstellende abgetastete Signal Rechnerkreisen zugeführt wird, daß der Wert des Wickeldrehmoments (τ) durch Multiplizieren dieses berechneten Wertes der Spannung (F) und des Wickelradius (R) abgeleitet wird, und daß die theoretische Gleichung jo zur Berechnung des Wertes der Spannung (F)lautet: