DE3735202A1 - Verfahren und vorrichtung zur positionserfassung der kanten von sich bewegenden bahnen - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zur positionserfassung der kanten von sich bewegenden bahnen

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DE3735202A1
DE3735202A1 DE19873735202 DE3735202A DE3735202A1 DE 3735202 A1 DE3735202 A1 DE 3735202A1 DE 19873735202 DE19873735202 DE 19873735202 DE 3735202 A DE3735202 A DE 3735202A DE 3735202 A1 DE3735202 A1 DE 3735202A1
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    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65H—HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL, e.g. SHEETS, WEBS, CABLES
    • B65H23/00—Registering, tensioning, smoothing or guiding webs
    • B65H23/02—Registering, tensioning, smoothing or guiding webs transversely
    • B65H23/0204—Sensing transverse register of web
    • B65H23/0216—Sensing transverse register of web with an element utilising photoelectric effect

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Positionserfassung der Kanten von sich bewegenden Bahnen, wie Papierbahnen, Trockenfilzen, Sieben, Textilien, Folien u. dgl., bei dem ein Lichtsignal einer Lichtschranke aus einem im Bereich der Bahnkante angeordneten Signalauslaß in Richtung der Bahnkante ausgesandt und das reflektierte oder nicht-reflektierte Lichtsignal von einem Signaleingang empfangen wird und von der Lichtschranke in ein Ein/Aus-Signal umgesetzt wird, wobei das Ein/Aus-Signal als Anzeige und als Steuergröße der Position der Bahnkante verwendet wird.
Bei der Verwendung von umlaufenden Maschinen aller Art, bei denen bahnförmige Materialien bewegt werden, ist es unverzichtbar, die Bahnkanten bezüglich des Geradelaufs der Bahn zu überwachen, damit Beschädigungen entweder der Maschine oder der Bahn selbst vermieden werden. Beispiele hierfür sind Papierbahnen, Trockenfilze in Papier­ maschinen, Siebe, Textilien, Folien u. dgl. Grundsätzlich Gleiches gilt für die Messung von Bunddurchmessern an Auf- und Abwicklern und Haspeln, wobei bei sämtlichen Gebieten dieser Art die für die Ist-Wert-Erfassung bei der Messung erforderlichen Maßnahmen berührungslos erfolgen sollen, da selbst geringste Anlegekräfte für das Meßobjekt schädigend sind.
In vielen Fällen wird jedoch in der Praxis beispielsweise bei den Sieben und Trockenfilzen von Papiermaschinen mit mechanischen Tastern gearbeitet, welche bei Berührung mit der Bandkante eine elektronische oder pneumatische Regelung beeinflussen. Bei dieser weit verbreiteten Verfahrensweise kann es leicht zu einer Schädigung des Meßguts durch Reibung an den Bahnkanten, insbesondere bei schnellaufenden Maschinen kommen.
Bei einem bekannten Verfahren der eingangs genannten Art wird zwar der Ist-Wert optisch und ohne Berührung des Meßmaterials erfaßt, wobei jedoch hier zwei Lichtschranken verwendet werden, welche eine Nachführeinrichtung über Kolben steuern. Der Nachteil dieser bekannten Verfahrensweise besteht darin, daß zur Erfassung einer Bahnkante bereits zwei Lichtschranken erforderlich sind, zwischen denen der Soll-Wert für die Position der Bahnkante liegt. Folglich ist auch die Positionserfassung der Bahnkante vergleichsweise ungenau. Diese Art der Ist-Wert-Erfassung der Bahnkante bedingt darüber hinaus eine über Magnetventile gepulste Nachführeinrichtung, welche vergleichsweise komplex aufgebaut ist. Bei diesem bekannten Verfahren wird der Soll-Wert dadurch ermittelt, daß die Bedingung erfüllt sein muß, daß eine Lichtschranke bedeckt ist, während die andere frei liegt. Durch diese Bedingung ergeben sich selbstverständlich auch Anfahrprobleme, da diese ebenfalls erfüllt ist, wenn die Bahnkante von außen angefahren wird.
Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens vorzuschlagen, bei welchem eine kontinuierlich berührungslos und optisch arbeitende Ist-Wert-Erfassung möglich ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß im wesentlichen dadurch gelöst, daß die Positionserfassung der Bahnkante kontinuierlich durchgeführt wird, indem der Signalausgang gemeinsam mit dem Signaleingang umlaufend und ständig auf einer die Bahnkante jeweils zweimal schneidenden Bahn bewegt werden und daß aus den bei jedem Umlauf gewonnenen Ein/Aussignalen die jeweilige Position der Bahnkante ermittelt wird.
Es ist offensichtlich, daß durch diese Verfahrensweise eine ununterbrochene Überwachung der Position der Bahnkante möglich ist, welche vollständig berührungslos erfolgt. Durch diese kontinuierliche Ist-Wert-Erfassung der Bahnkante ist es möglich, die Regelstrecke mit herkömmlichen Regeln aufzubauen. Gleichzeitig ist es z. B. auch möglich, eine berührungslose Messung von Bunddurchmessern bei Auf- und Abwicklern durchzuführen, so daß in einfacher Weise eine Wegeregelung für den Kantensensor erzielbar ist.
Weiterhin ist es von Vorteil, daß lediglich mit einer Lichtschranke gearbeitet werden kann und, wie weiter unten noch im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung näher erläutert wird, eine ausgesprochen robuste Konstruktion möglich ist.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform nach der Erfindung werden der Signalausgang und der Signaleingang auf einer Kreisbahn bewegt, welche die Bahnkante schneidet.
Im einzelnen kann es bei abgewandelten Ausführungsformen auch vorteilhaft sein, die Kreisbahn zunächst in eine die Bahnkante schneidende lineare Bahn umzuwandeln.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren werden aus den beiden Schnittpunkten der Kreisbahn mit der Bahnkante der Schnittwinkel ermittelt und daraus die Kreisabschnittshöhe als Anzeige der Bahnkantenposition berechnet.
Der Schnittwinkel kann bevorzugt durch Integration und Mittelwertbildung einer von der Lichtschranke im Tastverhältnis geschalteten Gleichspannung gemessen werden.
Alternativ kann der Schnittwinkel auch durch Ermittlung der Zeitspanne zwischen den beiden Ein/Aus-Signalen gemessen werden.
Bei der Ausführungsform nach der Erfindung, bei welcher der Kreisbahn zunächst in eine die Bahnkante schneidende lineare Bahn umgewandelt wird, erfolgt die Erfassung der Position der Bahnkante dadurch, daß der von dem Band bedeckte Teil und/oder der von dem Band unbedeckte Teil der linearen Bewegungsbahn erfaßt wird.
Bei einer Vorrichtung zur Durchführung des oben beschriebenen Verfahrens mit einer Lichtschranke und mit der Lichtschranke über Glasfaserbündel verbundenen Signalauslaß und Signaleinlaß im Bereich der Bahnkante wird die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe dadurch gelöst, daß ein Antrieb vorgesehen ist, welcher den Signalausgang und den Signaleingang entlang einer Bewegungsbahn bewegt, welche die Bahnkante mindestens zweimal schneidet und daß eine Auswerteeinrichtung für die kontinuierlich im Takt erzeugten Ein/Aus-Signale der Lichtschranke vorgesehen ist.
Es ist offensichtlich, daß mittels einer Vorrichtung eine ausgesprochen genaue Messung der Schnittpunkte der Bewegungsbahn mit der Bahnkante möglich ist. Darüber hinaus kann die Vorrichtung ausgesprochen robust aufgebaut werden und in Abhängigkeit von den verwendeten Glasfasern und dem Antrieb ausgesprochen temperaturbeständig sein.
Bevorzugt ist der Antrieb als Drehantrieb, insbesondere als Elektromotor, Pneumatik- oder Hydraulikmotor oder als über eine biegsame Welle getriebenes Getriebe ausgebildet.
Eine besonders bevorzugte Ausführungsform kann dadurch geschaffen werden, daß der Drehantrieb eine durchgehende Hohlwelle aufweist, durch welche das mit dem Sender und dem Empfänger der Lichtschranke verbundene Glasfaserbündel geführt ist, und daß auf der Antriebswelle des Motors ein Abtastarm befestigt ist, durch welchen das Glasfaserbündel hindurchgeführt ist. Bei dieser Anordnung wird in einfachster Weise durch die kontinierliche Drehbewegung des Antriebs die Kreisbahn erzeugt. Diese Ausführungsform bietet den weiteren Vorteil, daß eine einfache Meßbereichsanpassung durch Änderung des Radius des Abtastarmes durchgeführt werden kann. Da, wie bereits oben erwähnt, lediglich das Tastverhältnis zwischen den Ein/Aus-Signalen verarbeitet wird, ist die Messung darüber hinaus drehzahlunabhängig. Bei der Ausbildung als Drehantrieb ist ein ausgesprochen robuster Aufbau mit wenig bewegten Teilen gewährleistet.
Bei dieser Ausführungsform ist es bevorzugt, daß am freien Ende des Abtastarms der Signalausgang und der Signaleingang vorgesehen sind, deren Lichtaustrittsfläche senkrecht zur Antriebsachse liegt.
Im einzelnen kann die Erfindung dadurch weitergebildet werden, daß das Glasfaserbündel auf der Eingangsseite des Antriebs in einem Gehäuseteil in einer ortsfesten Hälfte einer optischen Drehkupplung gehalten ist und daß das anschließende Ende der Hohlwelle mit einer drehbaren Kupplungshälfte der optischen Drehkupplung versehen ist, welche das zu dem Signaleingang bzw. Signalausgang führende Glasfaserbündel hält.
Bei dieser Ausführungsform ist es bevorzugt, daß das Glasfaserbündel die Sendefasern und die Empfangsfasern konzentrisch zueinander enthält, da hier eine besonders einfache und robuste Führung der Signalleitung erzielt wird.
In vorteilhafter Weise ist die Auswerteinrichtung nach der Erfindung derart ausgebildet, daß sie den Schnittwinkel aus den Ein/Aus-Signalen durch Integration und Mittelwertbildung einer von der Lichtschranke im Tastverhältnis geschalteten Gleichspannung erfaßt.
Alternativ ist es möglich, die Auswerteeinrichtung derart auszugestalten, daß die Positionserfassung durch Zeitermittlung der Ein/Aus-Intervalle beim Schnitt mit der Bahnkante erfolgt.
Eine in besonders vorteilhafter Weise abgewandelte Ausführungsform nach der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß das Glasfaserbündel des Abtastarms mit dem Sender der Lichtschranke verbunden ist, daß entlang der Kreisbahn des Signalausgangs die Enden von Verbindungsglasfaserbündeln angeordnet sind, welche einen Sendeverteilerkreis bilden und daß die anderen Enden der Verbindungsglasfaserbündel in einer linearen Sendeleiste zusammengefaßt sind, welche senkrecht zur Bahnkante verläuft.
Hierbei ist es vorteilhaft, daß der Empfänger der Lichtschranke über ein Glasfaserbündel mit einer Empfängerleiste verbunden ist, in der die freien Enden der Glasfasern linear nebeneinander liegen.
Bevorzugt ist es ferner, daß die Empfängerleiste parallel zur Sendeleiste angeordnet ist und beide die Bahnkante im rechten Winkel schneiden.
Weitere vorteilhafte Einzelheiten der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben bzw. ergeben sich aus der folgenden Beschreibung, in welcher die Erfindung anhand von in den Zeichnungen beispielhaft veranschaulichten Ausführungsformen näher erläutert wird. Es zeigt
Fig. 1 eine seitliche, teilweise geschnittene Ansicht einer ersten Ausführungsform der Vorrichtung nach der Erfindung;
Fig. 2 eine Schnittansicht längs der Linie II-II von Fig. 1;
Fig. 3 eine Prinzipskizze zur Erläuterung der Arbeitsweise der Vorrichtung gemäß Fig. 1;
Fig. 4 eine Prinzipskizze einer Schaltung in der Auswerteinrichtung zur Ermittlung der Position der Bahnkante;
Fig. 5 eine seitliche, teilweise geschnittene Ansicht einer weiteren Ausführungsform nach der Erfindung;
Fig. 6 eine Prinzipskizze des Sendeverteilkreises bei der Ausführungsform gemäß Fig. 5 in Richtung des Pfeils VI;
Fig. 7 eine Prinzipskizze der Zusammenhänge zwischen Sendeverteilerkreis und der linearen Sendempfangsleiste bei der Ausführungsform gemäß Fig. 5;
Fig. 8 eine Skizze zur Erläuterung der Betriebsweise der Ausführungsform gemäß Fig. 5 und
Fig. 9 eine Prinzipskizze, welche ein weiteres Anwendungsbeispiel für die erfindungsgemäßen Vorrich­ tungen zeigt.
Die in den Zeichnungen in den Fig. 1 bis 4 erläuterte Ausführungsform der Vorrichtung nach der Erfindung weist eine allgemein mit 1 bezeichnete Infrarot-Reflektionsschranke auf, in welcher ein Sender 2 und ein Empfänger 3 enthalten sind. Die Reflektionsschranke 1 ist mit einer allgemein mit 4 bezeichneten Auswerteeinheit verbunden.
Ein Glasfaserkabel 5, welches, wie in Fig. 2 veranschaulicht, Sendeglasfasern 6 und Empfängerglasfasern 7 enthält, ist mit einem Antrieb 8 verbunden, über welchen ein Abtastarm 9 drehangetrieben ist.
Beim veranschaulichten Ausführungsbeispiel ist der Antrieb 8 als Elektromotor 10 ausgebildet. Anstelle des Elektromotors 10 können als Antrieb 8 auch Luftmotoren, Hydraulikmotoren oder über biegsame Welle angetriebene Getriebe verwendet werden.
Wie in Fig. 1 gezeigt, ist der Elektromotor 10 mit einer Hohlwelle 11 versehen, durch welche das Glasfaserbündel 5 hindurchgeführt ist.
Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 ist hierbei das Glasfaserbündel 5 auf der Eingangsseite des Antriebs 8 bzw. Elektromotors 10 in einem Gehäuseteil 12 des Motors in der ortsfesten Hälfte (Weibchen) 13 einer optischen Drehkupplung 14 gehalten. Das gegenüberliegende Ende 15 des Glasfaserbündels 5 ist in einer drehbaren Hälfte 16 der Drehkupplung 14 gehalten, welche in dem der ortsfesten Hälfte 13 gegenüberliegenden Ende 17 der Hohlwelle 11 befestigt ist.
Das durch die Hohlwelle 11 weiterführende Glasfaserbündel 5 ist durch den Abtastarm 9 hindurch zu einer Öffnung 18 am freien Ende des Abtastarms 9 geführt, in welcher der durch die Pfeile in Fig. 1 symbolisierte Signalausgang 19 und Signaleingang 20 angeordnet sind. Wie gezeigt, ist die Anordnung hierbei derart getroffen, daß die Lichtaustrittsfläche 21 am freien Ende des Abtastarms 9 senkrecht zu der durch die Hohlwelle 11 gebildeten Antriebsachse des Abtastarms 9 liegt.
In Fig. 1 ist mit 22 noch die zu überwachende Bahn bezeichnet, von der die Position der Kante 23 festgestellt werden soll.
Die in Fig. 1 veranschaulichte Ausführungsform wird unter Bezugnahme auf die Fig. 3 und 4 hinsichtlich ihrer Funktion im folgenden näher erläutert.
Durch den Antrieb 8 werden der Signalausgang 19 und der Signaleingang 20 am Abtastarm 9 über der Bahn 22 auf einer Kreisbahn 26 bewegt, wobei, wie in Fig. 3 veranschaulicht, zwei Schnittpunkte 24, 25 mit der Bahnkante 23 bestehen. Der Radius r der Kreisbahn 26 entspricht dem Abstand zwischen der Mittelachse der Hohlwelle 11 und der Mittelachse der Lichtaustrittsöffnung 21. Wenn die Kreisbahn 26 an einem der Punkte 24, 25, von der Bahnkante 23 geschnitten wird, so wird das reflektierte Licht über die Empfängerfasern 7 des Glasfaserbündels 5 dem Empfänger 3 der Lichtschranke 1 zugeführt.
Durch Auswertung des Zustandswechsels an den Schnittpunkten 24, 25 erzeugt die Lichtschranke 1 ein Ein/Aus-Signal, aus welchem in der Auswerteinrichtung 4 der Schnittwinkel α ermittelt und daraus die Kreisabschnittshöhe h errechnet wird.
Die Winkelmessung kann im einfachsten Fall durch Integration und Mittelwertbildung einer von der Lichtschranke 1 im Taktverhältnis geschalteten Gleichspannung erfolgen, wozu beispielsweise die in Fig. 4 veranschaulichte einfache Schaltung Verwendung finden kann. Hierbei stellt die Spannung an dem veranschaulichten Kondensator ein Maß für den Winkel dar. In Fig. 4 ist mit 27 der Kontakt der Lichtschranke 1 bezeichnet.
Alternativ hierzu kann die Winkelmessung durch Zeitermittlung der Ein/Aus-Intervalle erfolgen, wobei in Fig. 3 mit
Z E = Zeit EIN (bedeckt),
Z A = Zeit AUS (frei),
bezeichnet ist, so daß sich der Winkel wie folgt berechnen läßt:
oder
Mit dem gemäß der ersten Alternative gemessenen oder dem nach oben stehenden Formeln berechneten Schnittwinkel α wird in der Auswerteeinheit 4 anschließend die Kreisabschnittshöhe h errechnet, wobei
h = Abschnittshöhe,
r = Radius des vom Abtastarm 9 beschriebenen Kreises,
α = Schnittwinkel,
und zwar nach folgenden Formeln:
Bei der in Fig. 5 bis 7 veranschaulichten alternativen Ausführungsform einer Vorrichtung nach der Erfindung wird das durch Bewegung auf einer Kreisbahn erzeugte Signal zunächst in eine lineare Bewegungsbahn umgesetzt.
Wie veranschaulicht, ist hierbei das durch den Abtastarm 9 über die optische Drehkupplung 14 geführte Glasfaserbündel mit dem Sender 2 der Lichtschranke 1 verbunden. Der Abtastarm 9 läuft hierbei in einem Gehäuseteil 28, in welchem der Kreisbahn 26 der Lichtaustrittsöffnung 21 gegenüberliegend die Enden von Glasfaserbündeln 30 angeordnet sind, welche einen Sendeverteilerkreis 31 bilden.
Die anderen Enden 32 der Verbindungsglasfaserbündel 30 sind in einer linearen Sendeleiste 33 zusammengefaßt, welche, wie in Fig. 5 veranschaulicht, senkrecht zur Bahnkante 23 liegt.
Der Empfänger 3 der Lichtschranke 1 ist über das die Empfangsfasern 7 enthaltene Glasfaserbündel 5′ mit einer ebenfalls linearen Empfängerleiste 34 verbunden, in welcher die freien Enden der Empfangsfasern in linearer Anordnung zusammengefaßt sind, wobei die Empfängerleiste 34 parallel zur Senderleiste 33 angeordnet ist.
Bei der durch den Antrieb 8 erzeugten Drehbewegung des Abtastarms 9 tritt das Licht in die Enden 29 der Sendefasern 6 des Verbindungsglasfserbündels 30 ein und tritt in der Sendeleiste 33 in linearer Anordnung jeweils entsprechend der angesprochenen Glasfaser auf.
Die Empfängerleiste 34 sammelt das reflektierte Licht der Sendeleiste entsprechend der Position der Bahnkante 23 und leitet das reflektierte Licht über das Glasfaserbündel 5′ dem Empfänger 3 der Lichtschranke 1 zu.
Im einzelnen wird, wie beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1, das aus der Lichtschranke 1 austretende Infrarot-Licht über das Glasfaserbündel 5 zu der Lichtaustrittsöffnung 21 des Abtastarms geleitet. Bei drehendem Antrieb 8 tritt das austretende Licht aus der Lichtauslaßöffnung 21 in Drehrichtung nacheinander in die gegenüberstehenden Glasfasern des Sendeverteilerkreises 31 ein und bei weiterdrehender Bewegung als Linearbewegung an der Sendeleiste 33 aus.
Befindet sich unter der Sendeleiste 33 ein reflektionsfähiger Gegenstand, wie beispielsweise die Bahn 22 mit der Bahnkante 23, so wird das reflektierte Licht über die Empfängerleiste 34 der Empfangsoptik der Lichtschranke 1 zugeführt und von dieser verwertet. Der Zustandswechsel Reflektion oder Nichtreflektion wird von der Lichtschranke 1 in Ein/Aus-Signale umgesetzt.
Das Tastverhältnis der Ausgangssignale der Lichtschranke 1 stimmt mit dem von dem Abtastarm 9 überstrichenen Bogen am Sendeverteilerkreis 31 proportional überein.
In Fig. 7 sind zur besseren Klarheit die einzelnen Glasfasern durchnumeriert veranschaulicht, wobei in der veranschaulichten Stellung die Sende- und Empfangsbereiche 1 bis 7 frei sind, während die Sende- und Empfangsbereiche 8 bis 26 durch die Bahn überdeckt sind, so daß die Bahnkante 23 zwischen 7 und 8 liegt.
Mit dem über die Ein/Aus-Signale der Lichtschranke 1 gewonnenen Tastverhältnis läßt sich die Lage der Bahnkante 23 wie folgt ermitteln.
Hierbei ist:
U = Umfang des Sendeverteilerkreises 31;
t E = Zeit, Lichtschranke bedeckt;
t A = Weg, Lichtschranke frei;
S E = Weg, Lichtschranke bedeckt;
S A = Weg, Lichtschranke frei.
Die Lage dieser Größen sind bezüglich des Sendeverteilerkreises 31 in Fig. 8 gezeigt.
Unter diesen Voraussetzungen gilt dann:
Im einfachsten Fall kann daher in der Auswerteeinheit 4 der Weg durch Integration und Mittelwertbildung einer von der Lichtschranke 1 im Tastverhältnis geschalteten Gleichspannung ermittelt werden, wozu beispielsweise ebenfalls die in Fig. 4 gezeigte Schaltung verwendet werden kann, wobei die Spannung am Kondensator dem Weg direkt proportional ist.
In Fig. 9 ist noch schematisch ein weiterer Anwendungsfall veranschaulicht, bei dem sich mit den oben beschriebenen Ausführungsformen berührungslos Bunddurchmesser an Auf- und Abwicklern überwachen lassen, wobei die Skizze gemäß Fig. 9 noch den grundsätzlichen Regelkreis zeigt.
In Fig. 9 bezeichnet a den Abstand zu einem Festpunkt, r den Radius des Winkels, x₁ einen Weg 1, welcher als Meßwert beispielsweise durch einen mechanischen Geber ermittelt wird und x₂ einen Weg 2, welcher als Meßwert von einem Geber gewonnen wird, der einer der Ausführungsformen nach der Erfindung entsprechen kann.
In Fig. 8 ist mit 35 der mechanische Geber und mit 26 der optische Geber nach der Erfindung bezeichnet, wobei noch ein Kolben 37 und ein Regler 38 vorgesehen ist. Der Regler 38 ist ein Wegregler für den Meßwertgeber 36, welcher hierdurch bei einer 50%-Stellung, d. h. bei einer Mittelstellung, gehalten wird.
Auf diese Weise läßt sich der Radius r durch die Formel
r = a - (x₁ + x₂)
festlegen. Eine derartige Meßanordnung mit Wegeregelung bietet den Vorteil, daß das Meßgut überfahren werden kann und daß die Nachfahrbewegungen kompensiert werden, da eine Änderung des Wegs x₁ bei bedecktem Fühler des optischen Gebers 36 eine gegenteilige Änderung von x₂ erzeugt.
Es wurde obenstehend die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen grundsätzlich erläutert, wobei dem Fachmann Änderungen und Abänderungen offensichtlich sind, ohne vom Grundgedanken der Erfindung abzuweichen, wie er unter anderem auch in den Verfahrensansprüchen zum Ausdruck kommt.
Sämtliche aus der Beschreibung, den Ansprüchen und Zeichnungen hervorgehenden Merkmale und Vorteile der Erfindung, einschließlich konstruktiver Einzelheiten und räumlicher Anordnungen, können sowohl für sich als auch in beliebiger Kombination erfindungswesentlich sein.

Claims (19)

1. Verfahren zur Positionierung der Kanten von sich bewegenden Bahnen, wie Papierbahnen, Trockenfilzen, Sieben, Textilien, Folien u. dgl., bei dem ein Lichtsignal einer Lichtschranke aus einem im Bereich der Bahnkante angeordneten Signalauslaß in Richtung der Bahnkante ausgesandt und das reflektierte oder nicht-reflektierte Lichtsignal von einem Signaleingang empfangen wird und von der Lichtschranke in ein Ein/Aus-Signal umgesetzt wird, wobei das Ein/Aus-Signal als Anzeige und als Steuergröße der Position der Bahnkante verwendet wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Positionserfassung kontinuierlich durchgeführt wird, indem der Signalausgang gemeinsam mit dem Signaleingang umlaufend und ständig auf einer die Bahnkante jeweils zweimal schneidenden Bahn bewegt werden, und daß aus den bei jedem Umlauf des Signals gewonnenen Ein/Aus-Signalen die jeweilige Position der Bahnkante ermittelt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Signalausgang und der Signalausgang auf einer Kreisbahn bewegt werden.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kreisbahn die Bahnkante schneidet.
4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kreisbahn in eine die Bahnkante schneidende lineare Bahn umgewandelt wird.
5. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß aus den beiden Schnittpunkten der Kreisbahn mit der Bahnkante der Schnittwinkel ermittelt und daraus die Kreisabschnittshöhe als Anzeige der Bahnkantenposition berechnet wird.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Schnittwinkel durch Integration und Mittelwertbildung einer von der Lichtschranke im Tastverhältnis geschalteten Gleichspannung gemessen wird.
7. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Schnittwinkel durch Ermittlung der Zeit zwischen den beiden Ein/Aus-Signalen gemessen wird.
8. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Position der Bahnkante durch Erfassung des von dem Band bedeckten Teils und/oder des von dem Band unbedeckten Teils der linearen Bewegungsbahn bestimmt wird.
9. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens mit einer Lichtschranke und mit der Lichtschranke über Glasfaserbündel verbundenen Signalauslaß und Signaleinlaß im Bereich der Bahnkante, dadurch gekennzeichnet, daß ein kontinuierlicher Antrieb (8) vorgesehen ist, welcher den Signalausgang (19) und den Signaleingang (20) entlang einer Bewegungsbahn bewegt, welche die Bahnkante (23) mindestens zweimal schneidet.
10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Antrieb (8) als Drehantrieb, insbesondere als Elektromotor (10), Pneumatik- oder Hydraulikmotor oder als über eine biegsame Welle getriebenes Getriebe ausgebildet ist.
11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Antrieb (8) eine durchgehende Hohlwelle (11) aufweist, durch welche das mit dem Sender (2) und dem Empfänger (3) der Lichtschranke (1) verbundene Glasfaserbündel (5) geführt ist, und daß auf der Antriebswelle (11) des Antriebs (8) ein Abtastarm (9) befestigt ist, durch welchen das Glasfaserbündel (5) hindurchgeführt ist.
12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß am freien Ende des Abtastarms (9) ein Signalausgang (19) und ein Signaleingang (20) vorgesehen ist, deren Lichtaustrittsfläche (21) senkrecht zur Antriebsachse (11) steht.
13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Glasfaserbündel (5) auf der Eingangsseite des Antriebs (8) in einem Gehäuseteil (12) in einer ortsfesten Hälfte (13) einer optischen Drehkupplung (14) gehalten ist, und daß das anschließende Ende (17) der Hohlwelle (11) mit einer drehbaren Kupplungshälfte (16) der optischen Drehkupplung (14) versehen ist, welche das zu dem Signaleingang (20) und dem Singalausgang (19) führende Glasfaserbündel (5) hält.
14. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Glasfaserbündel (5) die Sendefasern (6) und die Empfangsfasern (7) konzentrisch zueinander angeordnet enthält.
15. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswerteinrichtung (4) den Schnittwinkel ( α ) aus den Ein/Aus-Signalen durch Integration und Mittelwertbildung der von der Lichtschranke (1) im Tastverhältnis geschalteten Gleichspannung bestimmt.
16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswerteinrichtung (4) die Position der Bahnkante (23) durch Zeitermittlung der Ein/Aus-Intervalle beim Schnitt mit der Bahnkante (23) bestimmt.
17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Glasfaserbündel (5) des Abtastarms (9) mit dem Sender (2) der Lichtschranke (1) verbunden ist, daß entlang der Kreisbahn (26) des Signalausgangs (19) die Enden (29) von Verbindungsfaserbündeln (30) angeordnet sind, welche einen Sendeverteilerkreis (31) bilden, und daß die anderen Enden (32) des Verbindungsfaserbündels (30) in einer linearen Sendeleiste (33) zusammengefaßt sind, welche senkrecht zur Bahnkante (23) verläuft.
18. Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß der Empfänger (3) der Lichtschranke (1) über ein Glasfaserbündel (5′) mit einer Empfängerleiste (34) verbunden ist, in der die freien Enden der Glasfasern linear nebeneinander liegen.
19. Vorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Empfängerleiste (34) parallel zur Sendeleiste (33) angeordnet ist und die Bahnkante im rechten Winkel schneidet.
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