DE2638455B2 - Vorrichtung zum berührungslosen Erfassen von Breitenabweichungen einer durchlaufenden flachen Materialbahn von ihrer Sollbreite quer zur Bewegungsrichtung - Google Patents

Vorrichtung zum berührungslosen Erfassen von Breitenabweichungen einer durchlaufenden flachen Materialbahn von ihrer Sollbreite quer zur Bewegungsrichtung

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Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum berührungslosen Erfassen von Breitenabweichungen einer durchlaufenden flachen Materialbahn von ihrer Sollbreite quer zur Bewegungsrichtung, wobei oberhalb der beiden Seitenkanten des strahlungsundurchlässigen Bandes jeweils eine Strahlungsquelle angeordnet ist und die vom Band nicht abgeschattete Strahlung von unterhalb des Bandes angeordneten Strahlungsdetektoren zur Erzeugung entsprechender Meß- oder Steuerungsimpulse empfangen wird.
Eine derartige Vorrichtung ist durch die DE-PS 968 338 bekanntgeworden. Diese Vorrichtungen dienen dazu, eine durchlaufende Materialbahn quer zur Bewegungsrichtung zu führen, d. h. seitlich auszurichten; sie werden daher auch als Seitenkantensteuerungen bezeichnet. Zu diesem Zweck werden die Meß- oder Steuerimpulse dazu verwendet, die Materialbahn auf den Lauf rollen seitlich hin und her zu verschieben, bis die zentrische Sollage erreicht ist. Breitenabweichungen können daher mit Nachteil nur in bezug auf diese Bahn-Sollage erfaßt werden. Die bekannte Vorrichtung ist daher nicht in der Lage, bei einer in einer Fertigungsmaschine erzeugten Materialbahn Abweichungen in ihrer Breite unabhängig von ihrer Lage quer zu den Laufrollen zu erfassen sowie durch eine entsprechende Änderung in der Fertigungsmaschine auszugleichen. Diese Problematik ergibt sich z. B. bei der Herstellung von Kunststoffoliensäckchen, Hülsen und Bogen für die Verpackungsindustrie. Dabei wird in einer Fertigungsmaschine ein thermoplastisches Material bei einer Temperatur, die höher ist als ihr Erweichungspunkt, extrudiert, mit Luft zu einer Blase aufgeblasen, auf eine Temperatur unterhalb des Erstarrungspunktes des thermoplastischen Materials abgekühlt, zwischen Rollen zusammengedrückt, um die Luft zu entfernen und weggenommen wie ein abgeflachtes Rohr, welches bequem zusammengerollt werden kann für die weitere Bearbeitung oder für eine andere Verwendung bei der Produktion, Die Breite eines solchen bahnförmigen Rohrmaterials ist festgelegt durch die Peripherie der Blase, welche ihrerseits wiederum bestimmt ist durch das Luftvolumen innerhalb der Blase. Somit kann über das Luftvolumen innerhalb der Blase die Breite des bahnförmigen Filmrohrmaterials in der Fertigungsmaschine gesteuert werden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der genannten Art zu schaffen, mit welcher Breitenabweichungen einer laufenden Materialbahn von ihrer Sollbreite kontinuierlich überwacht und sehr genau erfaßt werden können, um entsprechende Korrekturimpulse zur Ausregelung fehlerhafter Breitenabweichungen in jeder Untergrößen- und Obergrößenrichtung durch die Fertigungsmaschine der Materialbahn zu erzeugen.
Die Lösung dieser Aufgabe gelingt gemäß der Erfindung durch die Vereinigung folgender Merkmale: a) ein erstes Paar von Strahlungsdetektoren, deren einzelne Detektoren jeweils an den Außenkanten der Materialbahn in einem Abstand vonein-
ander angeordnet sind, der kleiner ist als die Sollbreite der Bahn;
b) ein zweites Paar von Strahlungsdetektoren, deren einzelne Detektoren ebenfalls jeweils an den Außenkanten der Materialbahn, jedoch in einem Abstand voneinander angeordflet sind, der größer ist als die Sollbreite der Bahn;
c) eine Trageinrichtung zur Befestigung und linearen Ausrichtung der vier Strahlungsdetektoren unterhalb und quer zur Bewegungsrichtung der Matenalbahn, sowie eine Schwingbewegungseinrichtung zum Hin- und Herbewegen der Trageinrichtung mit den Strahlungsdetektoren quer zu den Außenkanten der Materialbahn;
d) eine mit dem ersten Paar von Strahlungsdetektoren in Reihe verbundene Untergrößensteuerung zum Erzeugen eines Signals, wenn beide Strahlungsdetektoren bei ihrer Hin- und Herbewegung Strahlung von der Strahlungsquelle empfangen und eine mit den beiden parallelgeschalteten Strahlungsdetektoren des zweiten Paares von Strahlungsdetektoren verbundene Obergrößensteuerung zum Erzeugen eines Signals, wenn gleichzeitig beide Strahlungsdetektoren keine Strahlung von der Strahlungsquelle empfangen;
e) ein Untergrößen-Impulsausdehner zum Erzeugen eines Betätigungssignals für ein Luftzufuhrventil od. dgl. der Bahnfertigungsmaschine in Abhängigkeit von der Untergrößenabweichung der Bahn von der Sollbreite, sowie ein Obergrößen-Impulsausdehnerzum Erzeugen eines B-Jtätigungssignals für ein Luftauslaßventil od. dgl. der Bahnfertigungsmaschine in Abhängigkeit von Obergrößenabweichung der Bahn von der Sollbreite.
Durch die Erfindung ist es somit möglich, Abweichungen in der Materialbahnbreite unabhängig von ihrer Lage quer zu den Laufrollen zu erfassen und durch einen entsprechenden Eingriff in die Fertigungsmaschine auszugleichen; eine seitliche Ausrichtung der Bahn quer zu den Laufrollen ist damit nicht notwendig.
Weiterbildende Merkmale, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels, das in den Fig. 1 bis 3 dargestellt ist. Es zeigt
Fig. 1 eine schematische Darstellung der Gesamtvorrichtung nach der Erfindung,
Fig. 2 ein Taktdiagramm, das die gegenseitige zeitliche Lage von bestimmten Taktsignalen zeigt,
Fig. 3 ein Schaltbild, welches schematisch die elektrische Steuerung für eine Ausführungsform einer Vorrichtung gemäß der Erfindung zeigt.
Die Fig. 1 zeigt eine Ausführungsform der Vorrichtung gemäß der Erfindung mit einer Abtastkombination, die allgemein mit 1 bezeichnet wird, für eine durchlaufende flache Materialbahn 2, welche im Schnitt dargestellt ist. Die Abtastkombination 1 enthält vier Fotoempfänger 7, 8, 9,10 als Strahlungsdetektoren mit einem ersten Paar 8, 10, welches innerhalb der Kanten der Bahn 2 und einem zweiten Paar 7, 9, welches außerhalb der Kanten der Bahn 2 angeordnet sind. Es sind Lichtquellen 3, S vorgesehen, die angrenzend an die Fotozellen fest montiert sind, so daß Licht, welches von der Lichtquelle 3 ausgesendet wird, auf die Fotozellen 7, 8 trifft (wenn es nicht versperrt wird); Licnt von der Lichtquelle 5 wird, wenn es ungehindert durchtreten kann, auf die Fotozellen 9, 10 fallen.
Die Fotozellen sind fest an einer gemeinsamen Tragstange 18 befestigt und die Abstände sind so bemessen, daß die Entfernung von dem Mittelpunkt zwischen den linksseitigen Fotozellen 7, 8 zu dem Mittelpunkt zwischen den rechtsseitigen Fotozellen 9, 10 gleich ist (Sollbreite). Die Fotozellen 8, 10 sind daher so angeordnet, daß ihr Abstand kleiner als die
ίο Sollbreite der Bahn ist, wogegen die Zellen 7, 9 so angeordnet sind, daß ihr Abstand größer als die Sollbreite der Bahn ist.
Die Tragstange 18 ist drehbar an einer Basis 19 befestigt, damit sie sich frei, abwechselnd hin und her, quer ab zur Breite der Bahn 2 bewegen kann, und zwar mit einem genügenden Abstand, um es den innen- und außenseitigen Fotozellenpaaren zu ermöglichen, die Bahnkanten während einer jeden Schwenkbewegung zu überfahren. Ein Ende der Tragstange 18 ist mit einer Kurbelarm-Mitnehmerscheibe 13 verbunden, die an einer Welle eines Antriebsmotors 11 befestigt ist, um so die Drehbewegung in eine lineare Reversierbewegung umzusetzen.
Die Signalausgänge des innenseitigen Paares der Fotozellen 8,10 sind untereinander in Reihe verbunden und mit einer Fotozellenverstärker-Untergrößensteuerung 21 durch einen Stromkreis 40 verbunden. Die Signalausgänge des außenseitigen Paares der Fotozellen 7, 9 sind untereinander parallel und mit
in einer Fotozellenverstärker-Obergrößensteuerung 23 durch einen Stromkreis 41 verbunden.
Der Stromkreis 46 ist zwischen dem Ausgang der Untergrößensteuerung 21 und einer Signaldarstellstufe 25 vorgesehen; ein weiterer Stromkreis 47 ist
Γι zwischen dem Ausgang der Obergrößensteuerung 23 und der Signaldarstellstufe 25 vorgesehen. Ferngesteuerte Trenneinrichtungen 32, 33, deren Funktionen später beschrieben werden, sind jeweils in den Stromkreisen 46 und 47 vorgesehen. Von der Signaldarstellstufe 25 geht ein Stromkreis 48 zu einem Untergrößen-Impulsdehner 27, und ein weiterer Stromkreis 49 geht von der Signaldarstellstufe 25 zu einem Obergrößen-Impulsdehner 29.
Der Untergrößen-Impulsdehner 27 ist mit einem
4) Luftzufuhrventil 35 verbunden; der Obergrößen-Impulsdehner 29 ist mit einem Luftauslaßventil 37 verbunden, welches in einer Hauptluftleitung 55 angeordnet ist, in welcher die Aufblaseluft durch einen Durchgang in der Extruderdüse 61 zu dem aufgeblasenen Rohrmaterial 63 gelangt. Die Impulsdehner 27, 29 sind ferner durch Stromkreise 52, 53 mit einem Zeitverzögerungskreis 31 verbunden, dessen Ausgang wiederum auf die ferngesteuerten Trenneinrichtungen 32, 33, jeweils durch Stromkreise 70 bzw. 71 rückgeführt ist.
Die Amplitude der Reversierbewegung der Fotozellen ist so bestimmt, daß die Fotozellenpaare jederzeit vollständig unterhalb der Kanten der Bahn und dann wieder vollständig frei liegen. Der Zwischen-
bo raum zwischen den Fotozellenpaaren 7, 8 und 9, 10 ist, wie bereits oben erwähnt, so eingestellt, daß die Breite während des Arbeitsablaufes immer gleich ist (Sollbreite).
Beim Start der Reversierbewegung sei angenom-
b5 men, daß sich die Zellen zunächst, ausgehend von einer korrekten Bahnbreite von links nach rechts bewegen; es gelangt dann zu beiden Zellen 7 und 8 Licht von der Lichtquelle 3, währenddessen die Zellen 9
und 10 Licht, welches von der Lichtquelle 5 ausgesendet wird, nicht empfangen können, da sie dann durch die rechte Kante der Bahn 2 abgedeckt sind. Bei der Fortsetzung der Reversierbewegung von links nach rechts gelangt dann die Fotozelle 9 in das Licht, während gleichzeitig die Fotozelle 8 unter der linken Kante der Bahn aus dem Licht heraustritt. Beim Abschluß dieser Schwenkbewegung ist die Fotozelle 10, der Fotozelle 9 folgend, in das Licht bei der rechten Kante eingetreten, und die Fotozelle 7 gelangt, der Fotozelle 8 folgend, unter die linke Kante der Bahn 2, wodurch das Zellenpaar 9, 10 an der rechten Kante nun dem Licht, das von der Lichtquelle S kommt, direkt ausgesetzt ist, währenddessen beide Zellen 7 und 8 vor. dem Licht der Lichtquelle 3 durch die linke Kante der Bahn abgeblockt sind. Darauf erfolgt eine umgekehrte Bewegung von rechts nach links..
Die Fig. 3 der Zeichnung zeigt die innenseitigen Fotozellen 8, 10, die in Reihe mit einer Spule eines Relais 81, welches in dem Untergrößendetektor 21 enthalten ist, liegt, wobei die Reihenschaltung von einer Versorgungsquelle gespeist wird. Der Kontaktgeber 81' des Relais 81 ist normalerweise geöffnet, wobei geöffnet bedeutet, daß die Spule energielos ist. Wenn die normale Bahnbreite konstant gehalten wird, wird eine der beiden Fotozellen 8, 10 immer durch eine Bahnkante vom Licht abgeschnitten, und die Spule des Relais 81 bleibt energielos, d. h. der Relaiskontaktgeber 81' bleibt geöffnet. Wenn die Bahnbreite durch irgendeinen Umstand kleiner als normal wird, fällt Licht auf beide Fotozellen 8 und 10 und bewirkt die gleichzeitige Schließung der Fotozellenkontakte, wodurch die Spule des Relais 81 betätigt und der Kontaktgeber 81' des Relais 81 geschlossen wird.
Die außenseitigen Fotozellen 7, 9 sind parallel verbunden und liegen zwischen der Versorgungsquelle in Reihe mit einer Spule eines Relais 80, welches in einem Obergrößendetektor 23 enthalten ist. Der Kontaktgeber 80' des Relais 80 ist normalerweise geschlossen, d. h. die Spule ist energielos. Wenn die normale Bahnbreite konstant gehalten wird, wird auf eine der beiden Fotozellen 7, 9 immer Licht auftreffen, während die andere vollständig oder nur teilweise vom Licht abgeschnitten ist. Das Offenhalten von mindestens einem der Kontakte der Fotozellen 7, 9 läßt die Spule in dem Relais 80 erregt und den Relaiskontaktgeber 80' geöffnet. Wenn die Bahnbreite durch irgendeinen Umstand größer als die Sollbreite wird, wird das Licht von beiden Fotozellen 7 und 9 blockiert und gleichzeitig bewirkt, daß der Fotozellenkontakt geöffnet, die Spule des Relais 80 energielos gemacht und der Kontaktgeber 80' des Relais 80 geschlossen wird.
Wenn eine Unter- oder eine Obergröße auftritt, bewirkt dies das Schließen des Relaiskontaktgebers 81', Linie 207 oder des Relaiskontaktgebers 80', Linie 211 in Fig. 3. Die Spule eines Impulsrelais 93 oder eines Impulsrelais 92 wird an die Versorgungsquelle angeschlossen, bewirkt das Schließen eines der beiden Impulsrelaiskontaktgeber 92' bzw. 93', Linie 213 bzw.
215 in Fig. 3. Dies bewirkt wiederum, daß ein Relaii 101 betätigt wird, welches einen Kontakt 101' auf dei Linie 217 in Fig. 3 zeitlich definiert schließt, um die Spule eines Relais 103 zu beaufschlagen und den ge· > schlossenen Kontakt 103' in Linie 219 zu öffnen. Die Schließzeit des Kontaktes 101' wird dazu verwendet um sicherzustellen, daß das Fehlersignal genügenc lange ansteht, um eine Korrektur zu gewährleisten dies wird erreicht durch Verzögerung der automati sehen öffnung des Kontaktes 101, nachdem die Spuli des Relais 101 energielos geworden ist.
In den Zeilen A und B des Taktdiagramms de Fig. 2 ist die Zeitverzögerungsperiode (entsprechend Relais 101) dargestellt; sie ist von genügender Dauer
ir: urn das Auftreten eines zusätzlichen Fehlersignaiim pulses nach dem ersten Impuls, von welchem die Im pulsverzögerung ausgelöst worden ist, zu ermöglichen Wenn der zweite Impuls nicht auftritt, bleibt das Relais 101 lange genug energielos, um so seinem zeitlich
-° gesteuerten Kontakt 101' zu ermöglichen, sich wiedei zu öffnen, wodurch die Spule des Relais 103 energielos wird und es seinem Kontaktgeber 103' möglich ist, sich ebenfalls zu öffnen. Wenn dagegen ein zweites Fehlersignal erscheint, wird die Zeitperiode aufrechterhalten und ermöglicht einem weiterhin auftretender Impuls, d. h. einem dritten Fehlersignalimpuls ir Folge zu einem Impulsausdehner oder einer Signalübertragungsverzögerungsspule 105 oder 107 durch einen der Kontakte 93" oder 92" auf den Linien 219,
jo 221 der Fig. 3 zu gelangen. Die Kontakte 93" und 92" werden, wie obenerwähnt, jeweils bei der Beaufschlagung der Spulen der Relais 93 und 92 geschlossen.
Demgemäß werden abhängig davon, ob entweder ein Untergrößen-Fehlersignalimpuls ausgeblendet oder durch den geschlossenen Kontakt 93" zu der Spule des Relais 105 auf der Linie 219 übertragen oder ein Obergrößen-Fehlersignalimpuls ausgeblendet oder durch den geschlossenen Kontakt 92" zu der Spule des Relais 107 auf der Linie 221 übertragen wird, die Kontakte 105' und 105" des Relais 105 oder die Kontakte 107' und 107" des Relais 107 geschlossen. Ein Untergrößensignal bewirkt somit die Betätigung der Spule des Relais 111 in der Linie 227 der Fig. 3, welche das Luftzufuhrventil 35 beaufschlagt, während ein Obergrößensignal die Spule des Relais 113 in der Linie 229 der Fig. 3, welche das Luftauslaßventil 37 beaufschlagt, betätigt.
Die Verwendung entweder der Untergrößen- oder
so Obergrößenimpulsausdehner oder Signalübertragungsrelais 105,107 bewirkt, wie weiter oben erwähnt worden ist, das Schließen eines der Relaiskontakte 105', 107' (Linien 223, 225 in Fig. 3), welche wiederum die Spule des Relais 109 in dem Pendelunterdriickungsstromkreis mit Energie versieht, um den Kontakt 109' in der Linie 213 zu öffnen und die Kontaktanordnung 92', 93' für eine vorherbestimmte Zeit ausreichend abzuschalten, die genügt, um es dem Korrektursignal zu ermöglichen, einen merklichen Effekt an der überwachten Breite der Bahn zu bewirken.
Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:
1. Vorrichtung zum berührungslosen Erfassen von Breitenabweichungen einer durchlaufenden flachen Materialbahn von ihrer Sollbreite quer zur Bewegungsrichtung, wobei oberhalb der beiden Seitenkanten des strahlungsundurchlässigen Bandes jeweils eine Strahlungsquelle angeordnet ist und die vom Band nicht abgeschattete Strahlung von unterhalb des Bandes angeordneten Strahlungsdetektoren zur Erzeugung entsprechender Meß- oder Steuerungsimpulse empfangen wird, gekennzeichnet durch die Vereinigung folgender Merkmale
a) ein erstes Paar von Strahlungsdetektoren (8, 10), deren einzelne Detektoren (8 bzw. 10) jeweils an den Außenkanten der Materialbahn (2) in einem Abstand voneinander angeordnet sind, der kleiner ist als die Sollbreite der Bahn (2);
b) ein zweites Paar von Strahlungsdetektoren (7,9), deren einzelne Detektoren (7 bzw. 9) ebenfalls jeweils an den Außenkanten der Materialbahn (2), jedoch in einem Abstand voneinander angeordnet sind, der größer ist als die Sollbreite der Bahn (2);
c) eine Trageinrichtung (18, 19) zur Befestigung und linearen Ausrichtung der vier Strahlungsdetektoren (7, 8, 9,10) unterhalb und quer zur Bewegungsrichtung der Materialbahn sowie eine Schwingbewegungseinrichtung (11, 13, 15) zum Hin- und Herbewegen der Trageinrichtung (18, 19) mit den Strahlungsdetektoren (7, 8, 9, 10) quer zu den Außenkanten der Materialbahn (2);
d) eine mit dem ersten Paar von Strahlungsdetektoren (8,10) in Reihe verbundene Untergrößensteuerung (21) aim Erzeugen eines Signals, wenn beide Strahlungsdetektoren (8, 10) bei ihrer Hin- und Herbewegung Strahlung von der Strahlungsquelle (3,5) empfangen und eine mit den beiden parallelgeschalteten Strahlungsdetektoren (7,9) des zweiten Paares von Strahlungsdetektoren verbundene Obergrößensteuerung (23) zum Erzeugen eines Signals, wenn gleichzeitig beide Strahlungsdetektoren (7, 9) keine Strahlung von der Strahlungsquelle (3, S) empfangen;
e) ein Untergrößen-Impulsausdehner (27) zum Erzeugen eines Betätigungssignals für ein Luftzufuhrventil (35) od. dgl. der Bahnfertigungsmaschine in Abhängigkeit von der Untergrößenabweichung der Bahn (2) von der Sollbreite sowie ein Obergrößen-Impulsausdehner (29) zum Erzeugen eines Betätigungssignals für ein Luftauslaßventil (37) od. dgl. der Bahnfertigungsmaschine in Abhängigkeit von der Obergrößenabweichung der Bahn (2) von der Sollbreite.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwingbewegungseinrichtung eine von einem Motor (11) angetriebene Scheibe (13) aufweist, an der mit einem Ende ein Kurbelarm (15) angelenkt ist, dessen anderes Ende an der Trageinrichtung (18, 19) angelenkt ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß den Impulsdehnern (27, 29) ein Schaltkreis (109) zugeordnet ist, der Pendelung in der Betätigung unterdrückt.
DE2638455A 1975-08-27 1976-08-26 Vorrichtung zum berührungslosen Erfassen von Breitenabweichungen einer durchlaufenden flachen Materialbahn von ihrer Sollbreite quer zur Bewegungsrichtung Expired DE2638455C3 (de)

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