DE2638455C3

DE2638455C3 - Vorrichtung zum berührungslosen Erfassen von Breitenabweichungen einer durchlaufenden flachen Materialbahn von ihrer Sollbreite quer zur Bewegungsrichtung

Info

Publication number: DE2638455C3
Application number: DE2638455A
Authority: DE
Inventors: Larry Howard Cartersville Ga. Loy (V.St.A.)
Original assignee: Union Carbide Corp
Current assignee: Union Carbide Corp
Priority date: 1975-08-27
Filing date: 1976-08-26
Publication date: 1979-08-02
Also published as: US3992107A; BE845560A; DK387076A; SE7609462L; DE2638455A1; DE2638455B2; CA1046604A; NL7609511A; JPS5229368A; ZA765138B; FR2322357A1; AU1719576A

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum be-

rührungslosen Erfassen von Breitenabweichungen einer durchlaufenden flachen Materialbahn von ihrer Sollbreite quer zur Bewegungsrichtung, wobei oberhalb der beiden Seitenkanten des strahlungsundurchlässigen Bandes jeweils eine Strahlungsquelle an- geordnet ist und die vom Band nicht abgeschattete

Strahlung von unterhalb des Bandes angeordneten Strahlungsdetektoi en zur Erzeugung entsprechender Meß- oder Steuerungsimpulse empfangen wird. Eine derartige Vorrichtung ist durch die DE-PS

968338 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-

>5 oder Steuerimpulse dazu verwendet, die Materialbahn auf den Laufrollen 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 Vor-

]o richtung 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

S-) 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 abge f!achtes Rohr, welches bequem zusammengerollt wer den 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, weiche 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 entspre- ;,o chende Korrekturimpulse zur Ausregeiung fehlerhafter Breitenabweichungen in jeder Untergrößen- und Obergrößenrichtung durch die Fertigungsmaschine der Materialbahn zu erzeugen.

Die Lösung dieser Aufgabe gelingt gemäß der Erb5 findung durch die Vereinigung folgender Merkmale: a) ein erstes Paar von Strahlungsdetektoren, deren einzelne Detektoren jeweils an den Außenkanten der Materialbahn in einem Abstand vonein-

3 4

ander angeordnet sind, der kleiner ist als die wird, wenn es ungehindert durchtreten kann, auf die

s Sollbreite der Bahn; Fotozellen 9, 10 fallen.

b) ein zweites Paar von Strahlungsdetektoren, de- Die Fotozellen sind fest an einer gemeinsamen

ren einzelne Detektoren ebenfalls jeweils an den Tragstange 18 befestigt und die Abstände sind so be-

;' Außenkanten der Materialbahn, jedoch in einem 5 messen, daß die Entfernung von dem Mittelpunkt

:; Abstand voneinander angeordnet sind, der grö- zwischen den linksseitigen Fotozellen 7, 8 zu dem

; Ber ist als die Sollbreite der Bahn; Mittelpunkt zwischen den rechtsseitigen Fotozellen 9,

c) eine Trageinrichtung zur Befestigung und !ine- 10 gleich ist (Sollbreite). Die Fotozellen 8, 10 sind aren Ausrichtung der vier Strahlungsdetektoren daher so angeordnet, daß ihr Abstand kleiner als die unterhalb und quer zur Bewegungsrichtung der ι ο Sollbreite der Bahn ist, wogegen die Zellen 7, 9 so Materialbahn, sowie eine Schwir.gbewegungs- angeordnet sind, daß ihr Abstand größer als die Solieinrichtung zum Hin- und Herbewegen der breite der Bahn ist.

Trageinrichtung mit den Strahlungsdetektoren Die Tragstange 18 ist drehbar an einer Basis 19

; quer zu den Außenkanten der Materialbahn; befestigt, damit sie sich frei, abwechselnd hin und her,

d) eine mit dem ersten Paar von Strahlungsdetekto- 15 quer ab zur Breite der Bahn 2 bewegen kann, und ren in Reihe verbundene Untergrößensteuerung zwar mit einem genügenden Abstand, um es den inzum Erzeugen eines Signals, wenn beide Strah- nen- und außenseitigen Fotozellenpaaren zu ermöglilungsdetektoren bei ihrer Hin- und Herbewe- chen, die Bahnkanten während einer jeden Schwenkgung Strahlung von der Strahlungsquelle emp- bewegung zu überfahren. Ein Ende der Tragstange fangen und eine mit den beiden parallelgeschal- 20 18 ist mit einer Kurbelarm-Mitnehmerscheibe 13 verteten Strahlungsdetektoren des zweiten Paares bunden, die an einer Welle eines Antriebsmotors 11 von Strahlungsdetektoren verbundene Obergrö- befestigt ist, um so die Drehbewegung in eine lineare ßensteuerung zum Erzeugen eines Signals, wenn Reversierbewegung umzusetzen.

gleichzeitig beide Strahlungsdetektoren keine Die Signalausgänge des innenseitigen Paares der

Strahlung von der Strahlungsquelle empfangen; 25 Fotozellen 8,10 sind untereinander in Reihe verbun-

e) ein Untergrößen-Impulsausdehner zum Erzeu- den und mit einer Fotozellenverstärker-Untergrögen eines Betätigungssignals für ein Luftzufuhr- ßensteuerung 21 durch einen Stromkreis 40 verbunventil od. dgl. der Bahnfertigungsmaschine in den. Die Signalausgänge des außenseitigen Paares der Abhängigkeit von der Untergrößenabweichung Fotozellen 7, 9 sind untereinander parallel und mit der Bahn von der Sollbreite, sowie ein Oberj*rö- jo einer Fotozellenverstärker-Obergrößensteuerung 23 ßen-Impulsausdehnerzum Erzeugen eines Beta- durch einen Stromkreis 41 verbunden.
tigungssignals für ein Luftauslaßventil od. dgl. Der Stromkreis 46 ist zwischen dem Ausgang der der Bahnfertigungsmaschine in Abhängigkeit Untergrößensteuerung 21 und einer Signaldarstellvon Obergrößenabweichung der Bahn von der stufe 25 vorgesehen; ein weiterer Stromkreis 47 ist Sollbreite. j-, zwischen dem Ausgang der Obergrößensteuerung 23

Durch die Erfindung ist es somit möglich, Abwei- und der Signaldarstellstufe 25 vorgesehen. Ferngechungen in der Materialbahnbreite unabhängig von steuerte Trenneinrichtungen 32, 33, deren Funktioihrer Lage quer zu den Laufrollen zu erfassen und nen später beschrieben werden, sind jeweils in den durch einen entsprechenden Eingriff in die Ferti- Stromkreisen 46 und 47 vorgesehen. Von der Signalgungsmaschine auszugleichen; eine seitliche Ausrich- 40 darstellstufe 25 geht ein Stromkreis 48 zu einem Untung der Bahn quer zu den Laufrollen ist damit nicht tergrößen-Impulsdehner 27, und ein weiterer Stromnotwendig, kreis 49 geht von der Signaldarstellstufe 25 zu einem

Weiterbildende Merkmale, Vorteile und Anwen- Obergrößen-Impulsdehner 29.

dungsmöglichkeiten der Erfindung ergeben sich aus Der Untergrößen-Impulsdehner 27 ist mit einem der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten 45 Luftzufuhrventil 35 verbunden; der Obergrößen-Im-Ausführungsbeispiels, das in den Fig. 1 bis 3 «large- pulsdehner 29 ist mit einem Luftauslaßventil 37 verstellt ist. Es zeigt bunden, welches in einer Hauptluftleitung 55 an-

Fi g. 1 eine schematische Darstellung der Gesamt- geordnet ist, in welcher die Aufblaseluft durch einen

vorrichtung nach der Erfindung, Durchgang in der Extruderdüse 61 zu dem aufgebla-

Fig. 2 ein Taktdiagramm, das die gegenseitige zeit- 50 senen Rohrmaterial 63 gelangt. Die Impulsdehner 27,

liehe Lage von bestimmten Taktsignalen zeigt, 29 sind ferner durch Stromkreise 52, 53 mit einem

Fig. 3 ein Schaltbild, welches schematisch die elek- Zeitverzögerungskreis 31 verbunden, dessen Ausgang

trische Steuerung für eine Ausführungsform einer wiederum auf die ferngesteuerten Trenneinrichtungen

Vorrichtung gemäß der Erfindung zeigt. 32,33, jeweils durch Stromkreise 70 bzw. 71 rückge-

Die Fig. 1 zeigt eine Ausführungsform der Vor- 55 führt ist.

richtung gemäß der Erfindung mit einer Abtastkom- Die Amplitude der Reversierbewegung der Fotobination, die allgemein mit 1 bezeichnet wird, für eine zellen ist so bestimmt, daß die Fotozellenpaare jederdurchlaufende flache Materialbahn 2, weiche im zeit vollständig unterhalb der Kanten der Bahn und Schnitt dargestellt ist. Die Abtastkombination 1 ent- dann wieder vollständig frei liegen. Der Zwischenhält vier Fotoempfänger 7,8, 9,10 als Strahlungsde- 60 raum zwischen den Fotozellenpaaren 7, 8 und 9, 10 tektoren mit einem ersten Paar 8, 10, welches inner- ist, wie bereits oben erwähnt, so eingestellt, daß die halb der Kanten der Bahn 2 und einem zweiten Breite während des Arbeitsablaufes immer gleich ist Paar 7, 9, welches außerhalb der Kanten der Bahn 2 (Sollbreite).

angeordnet sind. Es sind Lichtquellen 3, 5 vorgese- Beim Start der Reversierbewegung sei angenom-

hen, die angrenzend an die Fotozellen fest montiert _b5 men, daß sich die Zellen zunächst, ausgehend von ei-

sind, so daß Licht, welches von der Lichtquelle 3 aus- ner korrekten Bahnbreite von links nach rechts bewe-

gesendet wird, auf die Fotozellen 7, 8 trifft (wenn es gen; es gelangt dann zu beiden Zellen 7 und 8 Licht

nicht versperrt wird); Licht von der Lichtquelle 5 von der Lichtquelle i, 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 5 kommt, direkt ausgesetzt ist, währenddessen beide Zellen 7 und 8 von 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 Relais 101 betätigt wird, welches einen Kontakt 101' auf der 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 genügend lange ansteht, um eine Korrektur zu gewährleisten; dies wird erreicht durch Verzögerung der automati-

¹" sehen Öffnung des Kontaktes 101, nachdem die Spule des Relais 101 energielos geworden ist.

In den Zeilen A und B des Taktdiagramms dei Fi g. 2 ist die Zeitverzögerungsperiode (entsprechend Relais 101) dargestellt; sie ist von genügender Dauer,

ι 5 um das Auftreten eines zusätzlichen Fehiersignalimpulscs nach dem ersten Impuls, von welchem die Impulsverzögerung 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 auf recht-

2^r> erhalten 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 entwedei

ein Untergrößen-Fehlersignalimpuls ausgeblendei oder durch den geschlossenen Kontakt 93" zu dei Spule des Relais 105 auf der Linie 219 übertrager oder ein Obergrößen-Fehlersignalimpuls ausgeblendet oder durch den geschlossenen Kontakt 92" zu dei

4» Spule des Relais 107 auf der Linie 221 übertrager wird, die Kontakte 105' und 105" des Relais 105 odei die Kontakte 107' und 107" des Relais 107 geschlossen. Ein Untergrößensignal bewirkt somit die Betätigung der Spule des Relais 111 in der Linie 227 dei 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- odei

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 wie derum die Spule des Relais 109 in dem Pendelunter drückungsstromkreis mit Energie versieht, um der Kontakt 109' in der Linie 213 zu öffnen und die Kontaktanordnung 92', 93' für eine vorherbestimmte Zei ausreichend abzuschalten, die genügt, um es derr Korrektursignal zu ermöglichen, einen merklicher Effekt an der überwachten Breite der Bahn zu bewirken.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

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) zum 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, 5) 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 ! oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß den Impulsdehnern (27,29) ein Schaltkreis (109) zugeorduet ist, der Pendelung in der Betätigung unterdrückt.