DE3736696A1

DE3736696A1 - Verfahren zur regelung des anpressdruckes zwischen einer kontaktwalze und einer von dieser angetriebenen wickelrolle

Info

Publication number: DE3736696A1
Application number: DE19873736696
Authority: DE
Inventors: Werner Dipl Ing Dr Feistkorn; Gerd Dipl Ing Dr Klinge; Fritz Ing Grad Achelpohl; Klaus-Peter Dipl Ing Voss
Original assignee: Windmoeller and Hoelscher KG
Current assignee: Windmoeller and Hoelscher KG
Priority date: 1987-03-09
Filing date: 1987-10-29
Publication date: 1988-09-29
Also published as: DE3736696C2; IT1220420B; IT8804810A0; CH673834A5

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Regelung des Anpreß druckes zwischen einer im Maschinengestell gelagerten und mit einem Antrieb versehenen Kontaktwalze und einer sich durch Auf wickeln einer Folienbahn auf einer Wickelwelle oder einem Kern bildenden Wickelrolle, die zwischen zwei zueinander parallelen, im Maschinengestell schwenkbar gelagerten Tragarmen drehbar gelagert und zu ihrem Antrieb und zum Wickeln mit im wesent lichen gleicher Bahnspannung gegen die Kontaktwalze angedrückt ist, wobei der Anpreßdruck durch einen Schwenkantrieb als Stell glied eingestellt wird, der von einem Regler gesteuert wird, der die Stellsignale aus dem jeweiligen Gewicht der Wickelrolle und dem Neigungswinkel der Tragarme gegenüber der Vertikalen entspre chenden Eingangsgrößen und durch Vergleich mit einem Sollwert bildet, der einem gewünschten Andruck entspricht.

Aus der DE-PS 33 35 713 ist ein Regelverfahren dieser Art bekannt, bei dem der Regler die sich aus dem Gewicht der Wickel rolle ergebende Kraftkomponente, die auf der Verbindungslinie der Mittellinien der Wickelrolle und der Kontaktwalze wirkt, aus den Meßsignalen eines Kraftfühlers für die Messung der in Längs richtung der Tragarme liegenden Komponenten der von der Wickel rolle ausgeübten Kräfte an den Halterungen der Wickelaufnahme und eines Winkelfühlers errechnet, der die Schwenkwinkelstellung der Tragarme abtastet. Dieses bekannte Verfahren gestattet nur eine relativ grobe Bestimmung der sich aus dem Gewicht der Wic kelrolle ergebenden und auf die Kontaktwalze wirkenden Kraftkom ponente, weil sich wegen der kleinen Schwenkwinkel der Tragarme diese Schwenkwinkel durch einen Winkelfühler nur verhältnismäßig ungenau bestimmen lassen.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Verfahren der eingangs angegebenen Art dadurch zu verbessern, daß die sich aus der Gewichtskraft der Wickelrolle ergebende und in Richtung der Kontaktwalze wirkende Kraftkomponente genauer bestimmt wird.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe bei einem Verfahren der gat tungsgemäßen Art dadurch gelöst, daß die Winkelgeschwindigkeit der Wickelwelle oder -rolle und die Geschwindigkeit der aufzu wickelnden Bahn gemessen und diese Meßwerte als Parameter zur Ermittlung des Neigungswinkels in den Regler eingegeben werden. Aus einem Vergleich der Winkelgeschwindigkeit der Wickelrolle während des Wickelns und der jeweiligen Geschwindigkeit der aufgewickelten Folienbahn läßt sich mit großer Genauigkeit der jeweilige Umfang der Wickelrolle bestimmen. Aus dem Umfang läßt sich in einfacher und genauer Weise der jeweilige Radius der Wickelrolle errechnen, so daß der Neigungswinkel der Tragarme aus der Länge der Tragarme, dem Durchmesser der Kontaktwalze, dem jeweiligen Durchmesser der Wickelrolle und dem bekannten Abstand des Schwenkpunktes der Tragarme zu der Mittellinie der Kontaktwalze mit großer Genauigkeit bestimmt werden kann. Bei bekanntem Gewicht der Wickelrolle läßt sich sodann aus dem Neigungswinkel der Tragarme die in Richtung der Kontaktwalze wirkende Gewichtskomponente errechnen.

Zur Ermittlung der Winkelgeschwindigkeit der Wickelwelle kann beispielsweise die Zeit gemessen werden, die die Wickelrolle für eine oder mehrere Umdrehungen benötigt. Die Bahngeschwindigkeit läßt sich dann beispielsweise durch Messung der Bahnlänge ermit teln, die während dieser Zeit die Meßstelle durchlaufen hat.

Bei dem bekannten Verfahren können sich auch bei der Messung der in Längsrichtung der Tragarme wirkenden Komponente des Gewichts der Wickelrolle Fehler ergeben, beispielsweise aufgrund dynami scher Einflüsse, wie Unwuchten und Vibrationen. Nach einer erfin derischen Weiterentwicklung ist daher vorgesehen, daß die Brei te, Dicke und jeweils aufgewickelte Länge der Folienbahn gemes sen und die Meßwerte als Parameter zur Ermittlung des jeweiligen Gewichtes der Wickelrolle in den Regler eingegeben werden. Die Breite und Dicke der aufzuwickelnden Folienbahn kann ständig ge messen oder aber auch zu Beginn des Aufwickelvorgangs bestimmt oder gemessen und in den Regler eingegeben werden. Die jeweils aufgewickelte Länge läßt sich durch bekannte Meßeinrichtungen mit großer Genauigkeit erfassen, so daß sich bei bekanntem spe zifischen Gewicht der aufzuwickelnden Folienbahn das jeweilige Gewicht der Wickelrolle sehr genau bestimmen läßt.

Das jeweilige Gewicht der Wickelrolle läßt sich nach einer anderen Ausführungsform auch durch Masse-Durchsatzmessungen bestimmen.

Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren wird somit der jeweilige Istwert der in Richtung der Kontaktwalze wirkenden Gewichtskom ponente der Wickelrolle mit großer Genauigkeit bestimmt, so daß sich aus einem Sollwert-Istwert-Vergleich der Anpreßdruck zwi schen der Wickelrolle und der Kontaktwalze durch entsprechende Beaufschlagung des Schwenkantriebes in der gewünschten Weise einstellen läßt.

Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen Verfahrens werden nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert. In dieser zeigt

Fig. 1 eine Vorrichtung zum Aufwickeln von Folienbahnen, bei der der jeweilige Schwenkwinkel der die Wickelrolle tragenden Tragarme durch Messung der Drehzahl der Wickelwelle und der Geschwindigkeit der aufgewickelten Folienbahn ermittelt wird, und

Fig. 2 eine Vorrichtung zum Aufwickeln von Folienbahnen, bei der zusätzlich das jeweilige Gewicht der Wickelrolle aus der aufgewickelten Bahnlänge errechnet wird oder aufgrund von Durchsatz messungen ermittelt wird.

Bei der Vorrichtung nach Fig. 1 sind die paarweise vorgesehenen Schwenkarme 1 in bekannter und daher nicht näher beschriebener Weise um die Achse 2 schwenkbar im Maschinengestell gelagert. An den oberen Enden der durch die Schwenkarme 1 gebildeten Gabel ist in bekannter Weise in einem Lager die Wickelwelle 3 frei drehbar gelagert. Die Schwenkarme 1 sind in ihrem Bereich zwi schen der Schwenklagerung 2 und dem Lager für die Wickelwelle 3 im Punkt 4 an die Kolbenstange 5 eines Druckmittelzylinders 6 angelenkt, der seinerseits im Punkt 7 gelenkig im Maschinen gestell gelagert ist. Weiterhin ist im Maschinengestell die durch den Riemen 8 angetriebene Kontaktwalze 9 gelagert. Die Folienbahn 10 wird auf der Wickelwelle 3 zu der Wickelrolle 12 aufgewickelt und wird der sich bildenden Wickelrolle 12 über die Umlenkwalze 11 und die Kontaktwalze 9 zugeführt.

Die in Längsrichtung der Tragarme 1 wirkende Komponente der Gewichtskraft der Wickelrolle 12 wird durch den Kraftaufnehmer 13 gemessen. Weiterhin ist zur Ermittlung der Winkelgeschwindig keit oder der Drehzahl der Wickelwelle der Drehzahlmesser 14 vorgesehen. Die Geschwindigkeit der aufzuwickelnden Folienbahn läßt sich aus der Drehzahl der Kontaktwalze oder einen an deren Umfang angestellten Aufnehmer 15 ermitteln. Die gemessenen Werte der Geschwindigkeit der Bahn, der in Richtung der Tragarme wir kenden Komponente der Gewichtskraft der Wickelrolle und der Win kelgeschwindigkeit oder Drehzahl werden über die Leitungen 16, 17, 18 als analoge oder digitale elektrische Signale dem Regler 19 zugeführt, der dann ein Ausgangssignal bildet, das über das Ventil 20 den Hydraulikzylinder 6 entsprechend mit Druckmittel beaufschlagt.

Mit Hilfe des Aufnehmers 14 wird die Zeit für eine bestimmte Anzahl von Umdrehungen der Wickelwelle 3 gemessen. Während die ser Zeit wird mit einer Wegmeßeinrichtung 15 die Länge der auf gewickelten Bahn bestimmt. Aus den gemessenen Werten läßt sich der Umfang der Wickelrolle errechnen. Ein Rechner des Reglers 19 bestimmt aus diesen Größen den Winkel der Schwenkarme 1 und das Gewicht der Wickelrolle 12, woraus sodann die Anpreßkraft errechnet wird. Die Abweichung dieser Kraft von einer für den jeweiligen Durchmesser der Wickelrolle bzw. Winkel der Tragarme vorgegebenen Kraft wird dann über das Hydraulikventil 20 durch den Hydraulikzylinder 6 kompensiert.

Der Aufnehmer 14 kann ein Drehzahlmesser und der Aufnehmer 15 ein Geschwindigkeitsmesser sein.

Die Ausführungsform nach Fig. 2 unterscheidet sich von der nach Fig. 1 im wesentlichen dadurch, daß die Tragarme 1 nicht mehr mit einer Kraftmeßeinrichtung, sondern nur noch mit einem Dreh zahlmesser 21 versehen sind. Zusätzlich sind Einrichtungen 22, 23 zur Erfassung der Folienbreite vorgesehen. Ein Gerät 24 mißt den Massedurchsatz.

Mit Hilfe der Aufnehmer für die Gesamtfolienbreite 22 und/oder der Aufnehmer für die durch Trennmesser unterteilten Folienbreiten 23 und der Einrichtung zur Bestimmung des Massedurchsatzes 24 wird das jeweilige Gewicht des Wickels 12 für jeden beliebigen Zeitpunkt errechnet.

Der jeweilige Durchmesser der Wickelrolle 12 und aus diesem der jeweilige Schwenkwinkel der Tragarme 1 werden in gleicher Weise wie anhand der Fig. 1 beschrieben ermittelt. Der Rechner des Reglers 19 ermittelt aus den gemessenen Werten für den jeweili gen Durchmesser der Wickelrolle oder den jeweiligen Schwenkwin kel der Tragarme 1 die Differenz der Anpreßkraft zu dem Sollwert des Anpreßdruckes und der Regler 19 beaufschlagt über das Ventil 20 entsprechend den Hydraulikzylinder 19.

Claims

1. Verfahren zur Regelung des Anpreßdruckes zwischen einer im Maschinengestell gelagerten und mit einem Antrieb versehenen Kontaktwalze und einer sich durch Aufwickeln einer Folienbahn auf einer Wickelwelle oder einem Kern bildenden Wickelrolle, die zwischen zwei zueinander parallelen, im Maschinengestell schwenkbar gelagerten Tragarmen drehbar gelagert und zu ihrem Antrieb und zum Wickeln mit im wesentlichen gleicher Bahnspannung gegen die Kontaktwalze angedrückt ist, wobei der Anpreßdruck durch einen Schwenkantrieb als Stellglied eingestellt wird, der von einem Regler gesteuert wird, der die Stell signale aus dem jeweiligen Gewicht der Wickelrolle und dem Neigungswinkel der Tragarme gegenüber der Vertikalen entsprechenden Eingangsgrößen und durch Vergleich mit einem Sollwert bildet, der einem gewünschten Andruck entspricht, dadurch gekennzeichnet, daß die Winkelgeschwindigkeit oder Drehzahl der Wickelwel le oder -rolle und die Geschwindigkeit der aufzuwickelnden Bahn gemessen und die Meßwerte als Parameter zur Ermitt lung des Neigungswinkels in den Regler eingegeben werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Breite, Dicke und jeweils aufgewickelte Länge der Folien bahn gemessen und die Meßwerte als Parameter zur Ermitt lung des jeweiligen Gewichtes der Wickelrolle in den Regler eingegeben werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Ermittlung des jeweiligen Gewichts der Wickelrolle der Durchsatz gemessen wird.