DE3308746A1

DE3308746A1 - Verfahren und anodnung zur fuehrung von bandfoermigen materialbahnen

Info

Publication number: DE3308746A1
Application number: DE19833308746
Authority: DE
Inventors: Hermann Ing.(grad.) 5226 Reichshof Klein
Original assignee: ELMEG Elektro Mechanik GmbH
Current assignee: ELMEG Elektro Mechanik GmbH
Priority date: 1983-03-11
Filing date: 1983-03-11
Publication date: 1984-09-20
Also published as: DE3308746C2

Description

Verfahren und Anordnung zur Führung von bandförmigen Material-
bahnen Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur kanten- oder mittengenauen Führung von bandförmigen Materialbahnen, die über Rollen laufen und von einem mittels eines Reglers verstellbaren Stellglied geführt werden, wobei die Materialbahn in ihrem kantennahen Bereich mittels eines aus einer Senderdüse und einer Empfängerdüse bestehenden Fühlers pneumatisch abgetastet wird.
Bei pneumohydraulischen Regeleinrichtungen zur kanten- oder mittengenauen Führung von Materialbahnen wird ein pneumatischer Bahnkantenfühler verwendet, der im wesentlichen aus zwei übereinander angeordneten Düsen besteht, nämlich der Senderdüse und der Empfängerdüse, die im kantennahen Bereich der Materialbahn angeordnet sind.
Der Empfängerdruck ändert sich in Abhängigkeit von der Position der Materialbahn und beaufschlagt einen Membranantrieb, der wiederum einen dem Empfängerdruck proportionalen Flüssigkeitsstrom zu einem StPllQlied leitet, das in der Regel als Steuerrolle cder eine verstellbare Haspel ausgebildet ist. Solche Regeleinrichtungen sind beispielsweise in der US-PS 3 244 340, der DT-PS 15 74 638 und der DE-OS 27 30 733 beschrieben Bei den pneumohydraulischen Regeleinrichtungen wird also die-bei änderung der Lage der Materialbahn verursachte Druckänderung direkt über einen Membranantrieb zur Verstellung des hydraulischen Ventils verwendet, dessen nachgeschalteter Stelizylinder dann das eigentliche Stellglied verstellt. Häufig reicht jedoch die hydraulische Verstärkung nicht aus, um die Ansprechempfindlichkeit der Regeleinrichtung den technischen Erfordernissen entsprechend einstellen zu können. In diesen Fällen kann die Ansprechempfindlichkeit nur dadurch erhöht werden, daß der Empfängerdruck durch Vergrößerung des Senderdrucks verstärkt wird. Bei dünnen Materialbahnen findet dann jedoch ein unerwünschtes Verwehen der Materialbahn statt. Zur Vermeidung dieses Nachteils ist es bekannt, anstelle eines pneumatischen Bandkantenfühlers einen optischen Bandkantenfühler zu verwenden, der aus einer photoelektrischen Einrichtung besteht. Da die Bahnkantenfühler aufgrund besonderer Gegebenheiten der Anlage häufig einer starken Verschmutzung ausgesetzt sind, führt ein sich bildender Schmutzbelag auf der Optik zu einer Intensitätsänderung des Lichtstrahls und damit zu einer Fehlmessung.
Es ergibt sich dann der Nachteil, daß die Optik häufig gesäubert werden muß. Ein weiterer Nachteil ist darin zu sehen, daß die optoelektrischen Bahnkantenfühler der unterschiedlichen Transparenz des Materials der Materialbahn durch einen Abgleich angepaßt werden müssen. Das führt zu verkürzten Standzeiten der Anlage.
Aus der DE-AS 1 004 131 ist ferner eine Vorrichtung zur selbständigen Steuerung der Führung von Materialbahnen mittels eines Saugluftstromes bekannt, wobei der Druck über einen Impulsgeber in ein elektrisches Signal umgewandelt wird. Diese bekannte Anordnung hat jedoch den Nachteil, daß nur eine Dreipunkt-Regelung, und zwär beschränkt auf eine kantengenaue Führung, möglich ist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur kanten-und mittengenauen Führung von bandförmigen Material bahnen anzugeben, das ohne Verwehen der Bahn wartungsfrei arbeitet, unabhängig von der Transparenz des Materials der Materialbahn ist und eine stetige Regelung ermöglicht.
Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß der in die Empfängerdüse eintretende Luftstrom in eine Druckmeßdose geleitet und proportional zu seinem Druck in ein elektrisches Signal umgewandelt wird, aus dem ein Signal zur Verstellung des Stellgliedes ableitbar ist.
Die Druckänderung wird auf der Empfängerseite mittels einer Druckmeßdose in ein elektrisches Signal umgeformt. Derartige Druckmeßdosen sind bekannt und sprechen auch auf kleine Drucke an, so daß auf der Senderseite der Druck des Luftstroms so klein Qehalten werden kann, daß auch bei dünnen Materialbahnen keine Verwehungen stattfinden. Selbst ein relativ kleines elektrisches Ausgangssignal kann entsprechend verstärkt und dann mittels eines elektrischen Antriebs, beispielsweise eines Elektromotors, direkt zur Verstellung des Stellglieds verwendet werden, wobei die Regelung stetig und druckproportional erfolgt. Das Verfahren arbeitet absolut wartungsfrei und ist unabhängig von der Transparenz des Materials der Materialbahnen. Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß durch einfache elektrische Umschaltung die gewünschte Abtastung gewählt werden kann, nämlich ob nur der linke oder rechte Fühler zur Kantenregelung oder gleichzeitig beide Fühler unter Differenzbildung der beiden Bandkanten zur Mittenregelung herangezogen werden.
Weiterbildungen der Erfindung sowie eine Einrichtung und Anordnung zur Durchführung des Verfahrens gemäß der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.
Das Wesen der Erfindung soll anhand der Figuren näher erläutert werden.
Es zeigen: Fig. 1 die Anordnung eines Fühlers mit Druckmeßdose zur Durchführung des Verfahrens gemäß der Erfindung und Fig. 2 eine Einrichtung zur mittengenauen Regeleung nach dem Verfahren gemäß der Erfindung.
In den Figuren sind gleiche Teile mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
In Fig. 1 verläuft die Materialbahn 1 senkrecht zur Zeichenebene.
Der Fühler 2 besteht aus der Senderdüse 3 und der Empfängerdüse 4.
Die Senderdüse 3 bläst einen Luftstrahl in Richtung des Pfeiles 5 auf die Empfängerdüse 4. Je nach Lage der Materialbahn 1 wird der Luftstrahl mehr oder weniger abgedeckt, so daß in der Empfängerdüse ein lageabhängiger Druck entsteht. Der in die Empfängerdüse eintretende Luftstrom wird direkt in die mit der Empfängerdüse verbundene Druckmeßdose 6 geleitet und dort in ein druckproportionales elektrisches Signal umgewandelt. Die Druckmeßdose 6 ist üblicherweise elektrisch derart ausg(rüstet, daß sie an ihrem elektrischen Ausgang eine Gleichspannung abgibt, die dem auf die Druckmeßdose einwirke;'den Druck proportional ist.
In Fig. 2 wird die t'aterialbahn 1 zur mittengenauen Führung an beiden Kanten jeweils mittels eines Fühlers 2, 2' abgetastet.
Von den Empföngerdüsen 4, 4' wird der Luftstrom jeweils einer Druckmeßdose 6, 6' zugeführt. In Fig. 2 sind die leitungen zur Weiterleitung des luftstromes gestrichelt und die elektrischen Verbindungswegc ausgezogen dargestellt. Ein von einem Motor 7 anyetriebelles Cehläse 8 erzeugt den Luftstrom für die Senderdüsen 3, 3'. Die beiden Druckmeßdosen 6, 6' werden von einem Druck beaufschlagt, der von der Position der Materialbahn abhängt. Zur Reinhaltung der Fmp,angerdüsen 4, 4' wird in bekannter Weise über die Drossel 9, 9' ein kleiner Luftstrom entgegengesetzt der Richtung des Meßluftstromes geführt.
Wie bereits erwähnt, geben die beiden Druckmeßdosen an ihrem elektrischen Ausgang ein druckproportionales Gleichspannungssigral ab. Das Ausgangssignal der Druckmeßdosen wird auf den dreistufigen, zweipoligen Umschalter 10 geführt, wobei zwischen der Druckmeßdose 6 und dem Umscha]ter 10 ein invertierender Operationsverstärker 11 geschaltet ist. Das an den feststehenden Kontakten des Umschalters 10 anstehende elektrische Signal wird über zwei Widerstände R1 und R2 additiv auf den Eingang eines weiteren Operationsverstärkers 12 gegeben. Die Verstärkung des Operationsverstärkers 12 ist über den Rückkopplungswiderstand 13 einstellbar. Das Ausgangssignal des Operatiotsverstärkers 12 wird dann in dem Leistungsverstärker 14 noctwals verstärkt, dessen Ausgangssignal dann einen Rotor 15 baufschlagt, der z. B. über einen Spindelantrieb eine Steuerrolle verstellt, welche die Bahn seitlich in ihrer tage verändert. Anstelle des Motors kann auch ein elektrohydraulischer Antrieb mit einem elektrisch betätigbaren Servoventil und einem nachgeschalteten Stellzylinder eingesetzt werden. Der Nullpunkt der Regeleinrichtung wird über den Widerstand 13 eingestellt. Fine Abweichung von dem in bekannter Weise vorgegabenen Nollpunkt stellt sich dann entweder als positives oder degatives Signal dar, das jeweils den Drehsinn des Motors Uestimmt.
Der Umschalter 10 weist drei Stufen auf. In der Stufe I erfolgt die Regelung nur aufgrund eiiier Abtastung der rechten Bandkante mittels des Führlers 2'. In der Stellung III wird die linke Bandkante mittels des Fühlers 2 abgetastet und das Ausgangssignal der Druckmeßdose h zur Regelung herangezogen. Damit der Regelsinn beim Ums@halten von dem Fühler 2' auf den f Fühler 2 erhalten bleibt, wird das Ausgangssignal der Druckmeßdnse 6 mittels des Sperationsverstärkers 11 invertiert. In der Stellung II werden die beiden Fühler 2 und 2' gleichzeitig für eine mittengenaue Führung der Materialbahn herangezogen. Damit an dem Eingang des Summierverstärkers 12 die Regelabweichung als Differenz der beiden Ausgangssignale der Druckmeßdose 6, 6' auftritt, wird für diesen Fall eines der boiden Signale invertiert.
Die Widerstände R3 und R4 dienen zur Anpassung an die doppelte Regelungssteilheit gegenüber den Stufen I und III.
- L e e r s e i t e-

Claims

Verfahren und Anordnung zur Führung von bandförmigen Materialbahnen r Patentansprüche 1. Verfahren zur kanten- oder mittengenauen Führung von bandförmigen Materialbahnen, die über Rollen laufen und von einem mittels eines Reglers verstellbaren Stellglied geführt werden, wobei die Materialbahn in ihrem kantennahen Bereich mittels eines aus einer Senderdüse und einer Empfängerdüse bestehenden Fühlers pneumatisch abgetastet wird, dadurch gekennzeichnet, daß der in die Empfängerdüse (4; 4') eintretende Luftstrom (5) in eine Druckmeßdose (6; 6') geleitet und proportional zu seinem Druck in ein elektrisches Signal umgewandelt wird, aus dem ein Signal zur Verstellung des Stellgliedes ableitbar ist.
2. Verfahren nach -Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Luftstrom (5) einerseits so schwach eingestellt wird, daß die Bahn (1) nicht verweht und daß das druckproportionale Signal so verstärkt wird, daß die Ansprechempfindlichkeit des Reglers nur mit elektrischen Mitteln an die Regelstrecke angepaßt werden kann.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Führen'der Bahn (1) nach der linken oder rechten Bahnkante oder die Differenzabweichung der beiden Bahnkanten durch elektrische Umschaltung erfolgt.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstellung des Stellglieds mittels eines Elektromotors (15) erfolgt.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t daß die Verstellung des Sellglieds über ein elektrisch angetriebenes Servoventil und einen Stellzylinder erfolgt.
6. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß für jede Kante der Materialbahn 1 jeweils ein Fühler (2, 2') vorgesehen ist, daß die Empfangsdüse (4, 4') jedes Fühlers mit einer ein druckproportionales elektrisches Signal abgebenden Druckmeßdose (6, 6') verbunden ist und daß die Ausgangssignale der Druckmeßdosen zur kanten- oder mittengenauen Regelung eines elektrisch betätigbaren Stellgliedes weiterverarbeitet werden.
7. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgang der einen Druckmeßdose (6) mit einer invertierenden Einrichtung (11) verbunden ist, daß der Ausgang der invertierenden Einrichtung mit den schaltbaren Kontakten eines zweipoligen, dreistufigen Umschalters (10) verbunden ist, daß die beiden festen Kontakte des Umschalters(lO)über Widerstände R1, R2 mit dem Eingang eines Summierverstärkers (12) verbunden sind, dessen Ausgangssignal nach Verstärkung in einem Leistungsverstärker (14) zum Antrieb eines elektrisch betätigbaren Stellgliedes dient.
8. Einrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die drei Stufen I, II, III des Umschalters (10) die Einstellung von drei Regel abläufen gestatten, wobei I der Ausgang der Druckmeßdose (6') mit dem Eingang des Operationsverstärkers (12) verbunden ist; II der Ausgang der Druckmeßdose (6) und der Ausgang der inventierenden Einrichtung (11) mit dem Eingang des Operationsverstärkers (12) verbunden ist; III der Ausgang der invertierenden Einrichtung (11) mit dem Eingang des Operationsverstärkers (12) verbunden ist.
9. Einrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die invertierende Einrichtung ein invertierender Operationsverstärker (11) ist.
10. Fühler zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 6 mit einer Sendedüse, der eine Empfangsdüse gegenübersteht, dadurch gekennzeichnet, daß die Empfängerdüse (4; 4') mit einer ein elektrisches Signal abgebenden Druckmeßdose (6; 6') verbunden ist.
11. Fühler nach Anspruch 10, d a d u r c h g e k .e n n z e i c h n e t daß die Empfängerdüse (4; 4') mittels eines Rohres mit der Druckmeßdose (6; 6') verbunden ist.
12. Fühler nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckmeßdose (6; 6') und die Empfängerdüse (4; 4') auf der gleichen Seite der Materialbahn (1) angeordnet sind.