DE2633999A1

DE2633999A1 - Verfahren und vorrichtung zur regelung des zuges einer materialbahn bei einer wickeleinrichtung

Info

Publication number: DE2633999A1
Application number: DE19762633999
Authority: DE
Inventors: Lothar Besmehn; Heinz Diehl; Dieter Ing Grad Gaiser; Egon Nicklas; Willy Dipl Ing Dr Sanner; Heinz Dipl Ing Stritzinger
Original assignee: BASF SE
Current assignee: BASF SE
Priority date: 1976-07-29
Filing date: 1976-07-29
Publication date: 1978-02-09
Also published as: DE2633999C2

Description

Verfahren und Vorrichtung zur Regelung des Zuges einer Material-
bahn bei einer Wickeleinrichtung Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Regelung des Materialzugs bei einer Wickeleinrichtung, bei der eine Materialbahn von einem Abwickelkörper zu einem Aufwickelkörper unter Zwischenschalten einer Tänzerwalzenanordnung läuft und bei der nur der Aufwickelkörper angetrieben wird und der Abwickelkörper gebremst werden kann.
Bekannte Wickeleinrichtungen der eingangs beschriebenen Art arbeiten mit einer Tänzerwalze, über die das aufzuwickelnde Material im Verlauf zwischen der Ab- und Aufwickelseite geführt ist und mit der beispielsweise der Materialzug gemessen werden kann. Dazu ist die Tänzerwalze an einem festen Punkt angelenkt, wobei der. Anlenkarm mit einem Meßumformer verbunden ist. Der Meßumformer, der die Bewegung des Anlenkarms in eine pneumatische oder hydraulische oder in elektrische Meßgröße umwandelt, wirkt mittels dieser auf eine Bremseinrichtung am Abwickelkörper und hält damit den Materialzug während des gesamten Wickelvorgangs konstant. Dadurch steigt am Aufwickelkörper mit zunehmendem Wickeldurchmesser das Drehmoment linear an. Diese Wickelcharakteristik ist insbesondere bei sehr dünnen Folienbahnen unerwünscht, da im Wickel Spannungszonen auftreten, die zu Deformationen der Folienbahn, wie Strahlenbildung und Prägungen, führen können.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zu entwickeln, mit denen das Drehmoment an der Aufwickelseite während des gesamten Wickelvorgangs meßbar und regelbar ist.
Diese Aufgabe wurde durch die Erfindung gelöst, wie sie in den Patentansprüchen gekennzeichnet ist.
Durch die ständige Messung des Drehmoments an der Aufwickelseite und fortlaufende Regelung während des gesamten Wickelvorgangs kann das Drehmoment beispielsweise exakt konstant gehalten werden, so daß der Materialzug mit fortschreitendem Wickeldurchmesser ständig geringer wird. Auf diese Weise können qualitätsmindernde Langzeiteffekte im Wickel vermieden und lagerfähige Wickel hergestellt werden. Die Mittel zur Durchführung der Drehmomentregelung sind einfach und bedürfen keiner Wartung. Zu diesen Vorteilen kommt hinzu, daß die Güte der Regelung völlig unabhängig ist vom Betriebsverhalten des Antriebs an der Aufwickelseite.
Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung in Verbindung mit den Zeichnungen, die schematisch ein Ausführungsbeispiel wiedergeben.
Figur 1 zeigt eine schematische Darstellung der Drehmomentregelung an der Wickeleinrichtung Figur 2 zeigt den Verlauf des Materialzugs Z und des Drehmoments M an der Aufwickelseite in Abhängigkeit vom Wickelradius R.
Nach dem Hauptmerkmal der Erfindung wird das Produkt aus dem Radius des Wickels 1 (Fig. 1) und dem Materialzug der Materialbahn 2, das Drehmoment des Wickels 1 auf dem Aufwickelkörper 3 also, entsprechend einem Sollwertverlauf geregelt, beispielsweise konstant gehalten. Dazu sind die Meßgrößen "Wickelradius" und Materialzug zu erfassen und zu multiplizieren.
Zur Messung des Wickelradius des Wickels 1 dient eine drehbar gelagerte Rolle 5 als Abtastelement, die an der Wickeloberfläche anliegt und die über einen Hebel 4 an einem Fixpunkt 6 angelenkt ist. Zur Ubertragung der jeweiligen Stellung des Hebels Lt, der ein bestimmter Wickelradius entspricht, ist der Hebel 4 mit einem Meßumformer 7 verbunden, an dessen Ausgang die entsprechende Meßgröße in Form einer pneumatischen, hydraulischen oder elektrischen Hilfskraft erhalten werden kann.
Zwischen dem Abwickelkörper 8 und dem Aufwickelkörper 3 ist eine Tänzerwalze 9 angeordnet, über die die Materialbahn 2 geführt ist und über die der Materialzug erfaßt wird. Dazu steht der an einem Fixpunkt 10 angelenkte Hebel 11 der Tänzerwalze 9 mit einem Meßumformer 12 in Verbindung. Die Ausgänge der Meßumformer 7 und 12 sind an die Eingänge eines Multipliziergeräts 13 angeschlossen. Der Ausgangswert des Multipliziergeräts 13 stellt den Istwert für einen Regler 14 dar, in dem dieser Istwert mit dem an einem Sollwertgeber 15 einstellbaren Sollwert verglichen wird. Der Ausgang des Reglers 14 wirkt auf die Bremseinrichtung 16 des Abwickelkörpers 8, so daß über den Materialzug das Drehmoment des Wickels 1 an der Aufwickelseite beeinflußt wird.
Nimmt während des Wickelvorgangs das Drehmoment des Wickels 1 auf dem Aufwickelkörper 3 beispielsweise durch den zunehmenden Wickelradius zu, so wird dadurch im Regler 14 eine Soll-Istwert-Abweichung verursacht. Die dieser Differenz entsprechende Stellgröße am Reglerausgang bewirkt eine Verringerung der Bremskraft an der Bremseinrichtung 16 und damit eine Verminderung des Materialzugs derart, daß die Zunahme des Wickelradius R (Fig. 2), zum Beispiel bei konstant zu haltendem Drehmoment, kompensiert wird und das Produkt aus Materialzug und Radius wieder dem Sollwert entspricht. Fig. 2 zeigt den Verlauf des Materialzugs Z bei konstant gehaltenem Drehmoment M während des Wickelvorgangs bei einer auf diese Weise geregelten Wickeleinrichtung in Abhängigkeit vom Wickelradius R.
In gewissen Fällen kann es zweckmäßig sein, das Drehmoment des Wickels 1 mit zunehmendem Radius abnehmen und den Material zug stärker abfallen zu lassen als bei der Konstantregelung des Drehmoments (Fig. 2, gestrichelte Darstellung). Dies wird dadurch erreicht, daß der Sollwert in Abhängigkeit vom Wickelradius durch den Meßumformer 7' während des Wickelvorgangs kontinuierlich verändert wird.
Die'Wickeleinrichtung selbst ist in bekannter Weise aufgebaut. Für den Antrieb des Aufwickelkörpers 3 wird gewöhnlich ein Gleichstromnebenschlußmotor 18 verwendet, dessen Drehzahl während des Wickelvorgangs durch eine eigene Regelung, die nicht Gegenstand vorliegender Erfindung ist, nahezu konstant bleibt. Als Bremseinrichtung 16 dient beispielsweise eine auf der Welle des Abwickelkörpers 8 angeordnete Scheibenbremse, deren Bremsbacken 19 vom Ausgang des Reglers 14 mit der jeweils verwendeten Hilfskraft betätigt werden.
Die Einrichtungen zum Messen, Multiplizieren und Regeln sind handelsübliche Geräte, die mit pneumatischer, hydraulischer oder elektrischer Hilfskraft arbeiten. Die Wahl der Geräte richtet sich nach dem jeweiligen Anwendungsfall. So wird man bei Wickeleinrichtungen, die in den Ex-Schutzvorschriften unterliegenden Räumen aufgestellt sind, auf pneumatisch arbeitende Geräte zurückgreifen.
Regler mit hydraulischem Ausgang sind vorteilhaft für große Bremskräfte. Eine Einrichtung der beschriebenen Art aus elektrisch betriebenen Geräten haben Vorteile, wenn bei großen Anlagen auch große Entfernungen überbrückt werden müssen.
Versuche im technischen Maßstab haben gezeigt, daß mit der der Erfindung zugrundeliegenden Regelung einer Wickeleinrichtung beim Umspulen selbst dünner Folienbahnen von 4 /um und weniger Wickel hergestellt werden können, die über einen längeren Zeitraum lagerfähig sind.

Claims

Patentansprüche (½.eraren zur zur zur Regelung des Materialzuges bei einer Wickeleinrichtung, bei der eine Materialbahn von einem Abwickelkörper zu einem Aufwickelkörper unter Zwischenschalten einer Tänzerwalzenanordnung läuft, dadurch gekennzeichnet, daß der Materialzug zwischen dem Ab- und Aufwickelkörper (8 und 3) und der Radius (R) des Wickels (1) auf dem Aufwickelkörper (3) ständig gemessen, die beiden Meßgrößen multipliziert werden und das Produkt auf den Eingang eines Reglers (14) gegeben wird, der entsprechend einem Soll-Ist-Wert-Vergleich die Bremskraft einer Bremseinrichtung (16) am Abwickelkörper (8) beeinflußt, so daß man für das durch das Produkt der beiden Meßgrößen gegebene Drehmoment des Wickels (1) auf dem Aufwickelkörper (3) einen dem Sollwert entsprechenden Verlauf erhält.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein während des Wickelvorgangs fester Sollwert vorgegeben wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Sollwert während des Wickelvorgangs in Abhängigkeit von der Anderung des Radius (R) des Wickels (1) verstellt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßgrößen mittels Meßumformer (7, 12) in pneumatische, hydraulische oder elektrische Hilfskräfte umgewandelt und diese HilSskräfte über einen Regler zur Betätigung der Bremseinrichtung (16) des Abwickelkörpers (8) gemäß Anspruch 1 weiterverarbeitet werden.
5. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, mit einem antreibbaren Aufwickelkörper und einem bremsbaren Abwickelkörper sowie mit einer Tänzerwalzenanordnung dazwischen, dadurch gekennzeichnet, daß die Achse (17) der Tänzerwalze (9) mit einem ersten Meßumformer (12) und ein am Umfang des aufwickelseitigen Wickels (1) anliegendeglpbtastelement (5) mit einem zweiten Meßumformer (7) gekoppelt ist, die Ausgänge der beiden Meßumformer (7, 12) mit den Eingängen eines Multipliziergeräts (13) verbunden sind, dessen Ausgang auf den Ist-Wert-Eingang eines an einen Sollwertgeber (15) angeschlossenen Reglers (14) geschaltet ist, und der Reglerausgang mit der Bremseinrichtung (16) des Abwickelkörpers (8) verbunden ist.