DE3843781A1

DE3843781A1 - Device for controlling the transverse position of a running web, especially a paper web

Info

Publication number: DE3843781A1
Application number: DE19883843781
Authority: DE
Inventors: Hans-Dieter Dr Straeter
Original assignee: Battelle Institut eV
Current assignee: Battelle Institut eV
Priority date: 1988-12-24
Filing date: 1988-12-24
Publication date: 1990-07-05
Also published as: DE3843781C2

Abstract

A description is given of a device for controlling the transverse position of a running web, having a light source arranged on one side of the web, whose light is partially shadowed by the web and partially received by a single light guide in such a way that the light energy received by the light guide is a measure of the instantaneous transverse position of the web. Compared with known devices, the invention is especially characterised by simplicity of construction and high measuring accuracy, even in contaminated atmospheres such as can occur, especially in paper webs.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Regelung der Breitenlage einer laufenden Bahn, insbesondere einer Papierbahn, mit einer stationären Lichtquelle, die im Bereich einer der Kanten der Bahn über deren Oberseite oder unter deren Unterseite angeordnet ist und deren Lichtstrahlen von der Bahn teilweise abgeschirmt werden und teilweise auf eine stationäre Lichtleiteranordnung fallen, die an der anderen Seite der Bahn angeordnet ist und die das auf sie auftreffende Licht zu einer Aus werteeinheit leitet, deren Ausgangssignale ein Maß für die momentane Breitenlage der Bahn sind derart, daß die momentane Abschattung der Lichtleiteranordnung ein Maß für die momentane Breitenlage der Bahn ist.The invention relates to a device for regulating Width of a running web, especially one Paper web, with a stationary light source, which in the Area of one of the edges of the web over its top or is arranged under the bottom and the Light rays from the web are partially shielded and partly on a stationary light guide arrangement fall, which is arranged on the other side of the web and the light that strikes them is turned off value unit, whose output signals are a measure of the current latitude of the web are such that the momentary shading of the light guide arrangement a measure for the current latitude of the web.

Eine derartige Vorrichtung beschreibt die DE-OS 24 39 318. Die Lichtleiteranordnung ist dort als eine Reihe von einzelnen, konstruktiv voneinander getrennten Lichtleitern ausgebildet, die sich quer zur Transport richtung der Bahn erstreckt. Diese bekannte Vorrichtung ist aber, bedingt durch die große Anzahl der gesonderten Lichtleiter, die ja jeweils gesondert ummantelt sein müssen, im Materialeinsatz verhältnismäßig teuer. Das dort alternativ genannte Aufspleißen eines geordneten Lichtleiters ist sehr arbeitsintensiv, mit einem hohen Ausschuß verbunden und erfordert den Einsatz eines teuren, geordneten Lichtleiterbündels.Such a device describes the DE-OS 24 39 318. The light guide arrangement is there as one Series of individual, structurally separate Optical fibers are formed that are transverse to the transport extends in the direction of the train. This known device is, however, due to the large number of separate Light guides, which are each covered separately have to be relatively expensive to use. The there alternatively called splicing an ordered Optical fiber is very labor intensive, with a high Committee and requires the use of a expensive, orderly fiber optic bundle.

Außerdem ist dort jedem Lichtleiter ein eigener Detektor zugeordnet. Im Einzelfall können dies 100 und mehr Detektoren sein, wodurch der Montageaufwand abermals erhöht wird. Weiterhin ergeben sich hohe Verkabelungs kosten und auch eine geringe Betriebssicherheit. In addition, each light guide has its own detector there assigned. In individual cases, this can be 100 and more Be detectors, which means that the assembly effort again is increased. Furthermore, there are high cabling cost and also low operational reliability.

Zum Regeln der Breitenlage von laufenden Bahnen sind auch Zeilenkameras im Einsatz. Deren Elektronik ist aber nicht für alle Umgebungsbedingungen geeignet, ins besondere nicht für eine verschmutzte Atmosphäre, wie sie in der Papierindustrie bei laufenden Papierbahnen vorkommt. Außerdem ist diese Technik ebenfalls verhalt nismäßig teuer.To regulate the latitude of running webs Line scan cameras are also used. Their electronics is but not suitable for all environmental conditions, ins special not for a polluted atmosphere like them in the paper industry with paper webs running occurs. In addition, this technique is also behavioral reasonably expensive.

Die Erfindung vermeidet diese Nachteile. Ihr liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung mit den eingangs ge nannten Merkmalen vorzuschlagen, mit der eine Regelung der Breitenlage der laufenden Bahn mit hoher Meßgenauig keit, auch in verschmutzter Atmosphäre, auf konstruktiv einfache Weise kostengünstig möglich ist.The invention avoids these disadvantages. You are the one Task based on a device with the ge to propose named features with which a regulation the width of the running web with high measurement accuracy speed, even in a dirty atmosphere, on constructive simple way is inexpensive.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist die Erfindung dadurch ge kennzeichnet, daß die Lichtleiteranordnung als ein einziger, eingangsseitig länglich geformter Lichtleiter ausgebildet ist, an dessen Ausgang eine Fotodiode ange schlossen ist, deren Ausgangssignale der Auswerteeinheit zuführbar sind.To achieve this object, the invention is ge indicates that the light guide arrangement as a the only light guide that is elongated on the input side is formed, at the output of a photodiode is closed, the output signals of the evaluation unit are feedable.

Man kommt somit mit einem einzigen Lichtleiter aus, dessen Eingang so geformt ist, daß er Licht aus dem Kantenbereich aufnehmen kann, wodurch sich die Meßsignale ergeben, die der Regelung für die Breitenlage der laufenden Warenbahn zugeleitet werden. Es erübrigt sich also die Vielzahl der einzelnen Lichtleiter, wie beim geschilderten Stand der Technik, weil man mit einem einzigen, entsprechend geformten Lichtleiter auskommt. Auch ist nur eine einzige Fotodiode notwendig, die an den Ausgang des Lichtleiters angeschlossen ist und deren Ausgangssignale der Auswerteeinheit zugeführt werden. You can get by with a single light guide, whose entrance is shaped in such a way that it emits light from the Edge area can record, resulting in the measurement signals result from the regulation for the latitude of the be fed to the running web. There is no need So the multitude of individual light guides, as with described prior art, because one with a single, appropriately shaped light guide. Also, only a single photodiode is required, which on the Output of the light guide is connected and their Output signals of the evaluation unit are supplied.

Eine wichtige Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung vorgesehen ist, mit der ein Teil des von der Lichtquelle ausgesendeten Lichtkegels, der nicht für die Lageregelung der Bahn verwendet wird, periodisch abgeschattet werden kann. Dieser oszillierende Anteil kann elektronisch herausge filtert werden und damit ist bekannt, welche Ausgangs spannung der Fotodiode einem bestimmten Prozentsatz der Gesamt-Lichtintensität entspricht. Dieser Prozentsatz beträgt beispielsweise 20%, wenn eine entsprechende Prozentzahl des Lichtkegels, der nicht zur Lagebe stimmung benutzt wird, periodisch abgeschattet wird. Durch diese Maßnahmen können auf einfache Weise Ver schmutzungen von Lampe und Lichtleiter meßtechnisch erfaßt und berücksichtigt werden. Wenn bekannt ist, welche Ausgangsspannung der Fotodiode dem betreffenden Prozentsatz der Gesamt-Lichtintensität entspricht, so läßt sich daraus elektronisch die zu erwartende Hellig keit ohne die laufende Bahn ableiten, d.h. das Gerat läßt sich im Betrieb kalibrieren.This is an important embodiment of the invention characterized in that a device is provided with which a part of that emitted by the light source Cone of light, not for the position control of the web is used, can be shaded periodically. This oscillating portion can be electronically extracted are filtered and thus it is known which output voltage of the photodiode a certain percentage of the Total light intensity corresponds. That percentage is, for example, 20% if a corresponding one Percentage of the light cone that is not related to the situation mood is used, is shaded periodically. Through these measures, Ver Soiling of lamp and light guide by measurement be recorded and taken into account. If it is known what output voltage of the photodiode the particular Percentage of the total light intensity corresponds to so the expected brightness can be electronically determined derive speed without the running web, i.e. the device can be calibrated during operation.

Diese Einrichtung ist beispielsweise ein auf Drehung ange triebenes Flügelrad oder ein hin und her schwingendes Blech.This device is, for example, a rotation driven impeller or a swinging back and forth Sheet.

Die Erfindung wird im folgenden anhand eines Ausführungs beispiels näher erläutert, aus dem sich weitere wichtige Merkmale ergeben. Die Figur zeigt schematisch eine An sicht der erfindungsgemäßen Vorrichtung in ihrem Zusammen wirken mit einer der Kanten einer laufenden Bahn.The invention is based on an embodiment example explained in more detail, from which other important Characteristics. The figure shows a schematic view of the device according to the invention in their entirety act with one of the edges of a running web.

Die Bahn ist bei Pos. 1 angedeutet. Sie läuft in einer Richtung senkrecht zur Papierebene. Gemessen bzw. geregelt soll die Breitenlage der Bahn 1, d.h. die Lage in Richtung des Doppelpfeiles 2.The track is indicated at item 1 . It runs in a direction perpendicular to the paper plane. The width of the web 1 , ie the position in the direction of the double arrow 2 , is to be measured or regulated.

Hierzu ist eine Lichtquelle 3 über der Bahn in deren Kantenbereich angeordnet, deren Lichtkegel bei Pos. 4 angedeutet ist. Die rechte Kante 5 der Bahn 1 schattet den Lichtkegel 4 teilweise ab. Der nicht abgeschattete Teil des Lichtkegels gelangt an einen einzigen, eingangsseitig länglich geformten Lichtleiter 6, an dessen Ausgang 7 eine einzige Fotodiode 8 angeschlossen ist. Deren Aus gangssignale gelangen über eine Leitung 9 an eine - zeichnerisch nicht dargestellte - Auswerteeinheit der Regelschaltung.For this purpose, a light source 3 is arranged above the web in its edge region, the light cone of which is indicated at item 4 . The right edge 5 of the web 1 partially shades the light cone 4 . The unshadowed part of the light cone arrives at a single light guide 6 which is elongated on the input side, to the output 7 of which a single photodiode 8 is connected. Their output signals pass via line 9 to an evaluation unit of the control circuit (not shown in the drawing).

Über ein Flügelrad 10 oder über ein anderes Bauteil, welches den Lichtkegel periodisch abschattet, kann das Gerät auch im Betrieb kalibriert werden, wobei auch Ver schmutzungen der Lampe und des Lichtleiters berücksichtigt werden. Das Flügelrad ist hierzu in einem derartigen Teil des Lichtkegels 4 angeordnet, der nicht zur Lagebe stimmung der Bahn benutzt wird, d.h. der sich außerhalb des von der Kante 5 getroffenen Lichtstrahls befindet. Das Flügelrad schattet periodisch einen bestimmten Anteil der Gesamtintensität des auf den Lichtleiter 6 auftreffen den Lichtes ab und dadurch läßt sich, wie vorstehend be schrieben, das Gerät auch im Betrieb kalibrieren. Dies ist insbesondere wichtig, wenn die erfindungsgemäße Vorrichtung in staubiger Atmosphäre eingesetzt wird, wie dies bei auf Walzen geführten Papierbahnen der Fall ist.Using an impeller 10 or another component that periodically shadows the light cone, the device can also be calibrated during operation, with contamination of the lamp and the light guide also being taken into account. For this purpose, the impeller is arranged in such a part of the light cone 4 , which is not used for the position determination of the path, ie which is located outside the light beam struck by the edge 5 . The impeller periodically shadows a certain proportion of the total intensity of the light guide 6 impinging on the light and, as described above, the device can also be calibrated during operation. This is particularly important if the device according to the invention is used in a dusty atmosphere, as is the case with paper webs guided on rollers.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung läßt sich daher ins besondere bei ungünstigen Umweltbedingungen einsetzen, beispielsweise bei einer Luftfeuchtigkeit nahe 100%, Temperaturen um 120°C und Papierstaub. The device according to the invention can therefore be ins use especially in unfavorable environmental conditions, for example at a humidity close to 100%, Temperatures around 120 ° C and paper dust.

Die Vorteile der erfindungsgemäßen Vorrichtung bestehen insbesondere darin, daß durch den Einsatz eines einzigen Lichtleiters das Gerät sehr preisgünstig hergestellt werden kann. Auch in verschmutzter Atmosphäre zeichnet es sich durch eine hohe Meßgenauigkeit aus. Ohne Betriebs unterbrechungen ist eine automatische Kalibrierung möglich. Die Auswerteelektronik kann außerhalb belastender Umwelt bedingungen angebracht werden, beispielsweise außerhalb eines Ofens. Schließlich ist auch keine teure Zeilenkamera erforderlich.The advantages of the device according to the invention exist especially in that by using a single Light guide the device manufactured very inexpensively can be. Draws even in a dirty atmosphere it is characterized by high measuring accuracy. Without operating interruptions, automatic calibration is possible. The evaluation electronics can operate outside of a polluting environment conditions, for example outside of an oven. After all, it's not an expensive line scan camera either required.

Claims

1. Device for regulating the width of a running web, in particular a paper web, with a stationary light source which is arranged in the region of one of the edges of the web above or below the underside thereof and the light beams of which are partially shielded and partially on the web a stationary light guide arrangement, which is arranged on the other side of the web and which directs the light striking it to an evaluation unit, the output signals of which are a measure of the instantaneous width of the web are such that the current shading of the light guide arrangement is a measure of the current width of the web is characterized in that the light guide arrangement is designed as a single light guide ( 6 ) which is elongated on the input side, to the output of which a photodiode ( 8 ) is connected, the output signals of which can be fed to the evaluation unit.

2. Device according to claim 1, characterized in that a device ( 10 ) is provided with which part of the light cone ( 4 ) emitted by the light source ( 3 ), which is not used for the position control of the web ( 1 ), can be shaded periodically.

3. Apparatus according to claim 2, characterized in that the device is designed as an impeller driven for rotation ( 10 ) or as a back and forth oscillating plate.