DE3910991A1 - Verfahren zum anwickeln von baendern in haspelanlagen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung von durch druckmittelbetätigbaren Zylindern verlagerbarer Andruckrolle beim Anwickeln von Bändern in Haspelanlagen, wobei der Bandanfang des einlaufenden Bandes beim Umlauf um den Ha­ speldorn erfaßt und verfolgt und seine jeweilige Position zur Positionierung der Andruckrollen verwertet wird, und die Andruckrollen jeweils vor dem Einlaufen des Bandanfangs sowie vor Beginn der nächsten Windungslage derart angehoben werden, daß der zwischen Andruckrolle und Haspeldorn gebil­ dete Spalt die Stärke des bereits eingelaufenen Bandes um ein die Banddicke übersteigendes Maß überschreitet, sowie die Andruckrolle nach Passieren des Bandanfangs jeweils aus dieser Position gegen den Haspeldorn in Wirkstellung abge­ senkt wird.

Eine derartige Steuervorrichtung ist zum Beispiel durch die DE-PS 33 18 031 bekanntgeworden. Nach dieser Druckschrift wird beim Aufwickeln von Bändern auf Bandhaspel der Bandan­ fang mittels Andruckrollen an den Bandhaspel angedrückt, um Beschädigungen am Band und an der Andruckrollen möglichst klein zu halten, werden die Andruckrollen vor dem Durchgang einer vom Bandanfang bewirkten Stufe auf einen Wert größer als das n-fache der Banddicke beabstandet, wobei n der An­ zahl der im Bereich der jeweiligen Andruckrolle bereits auf dem Haspeldorn aufgebrachten Lagen des zu wickelnden Bandes entspricht. Nach Durchgang der vom Bandanfang bewirkten Stufe wird die jeweilige Andruckrolle auf Andruck umgeschal­ tet. Dieses Steuerverfahren ist unter der Bezeichnung "Step- Control" bekanntgeworden.

Es wurde festgestellt, daß sich durch Step-Control beim Wickeln von Bändern mit einer ca. 6mm übersteigenden Dicke befriedigende Wickelergebnisse erreichen lassen. Beim Wickeln dünner Bänder kann Step-Control jedoch nicht mehr überzeugen. Die auf Andruck umgeschalteten Andruckrollen pressen das dünne Band in die beim Spreizen des Haspeldorns zwischen den Segmenten des Bandhaspels entstehenden Vertie­ fungen, wodurch das Band ungewünschte Markierungen erhält. Große Teile des Bandanfangs werden dadurch Ausschuß. Hinzu kommt, daß die Andruckrollen bei jedem Absinken in die Ver­ tiefungen zwischen den einzelnen Segmenten stark belastet werden, wodurch ein großer Verschleiß der Andruckrollen und erhebliche Lärmbelästigungen zu verzeichnen sind. Durch die unruhige Lage der Andruckrollen auf dem Haspel werden zudem die Anstellvorrichtungen für die Andruckrollen über Gebühr beansprucht.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bestehende Verfah­ ren zur Steuerung von durch druckmittelbetätigbaren Zylin­ dern verlagerbarer Andruckrolle beim Anwickeln von Bändern in Haspelanlagen dahingehend zu verbessern, daß auch bei Wickeln von Bändern geringer Dicke die obengenannten Nach­ teile nicht auftreten.

Die Lösung dieser Aufgabe wird dadurch erreicht, daß der zwischen Andruckrolle und Haspeldorn in Wirkstellung gebil­ dete Spalt mindestens auf das n-fache der Banddicke einge­ stellt wird, daß vorzugsweise ab Beginn der zweiten Lage durch Spreizen des Haspeldorns eine schlupffreie Anlage des Bandes am Haspeldorn herbeigeführt wird, wobei die Andruck­ rollen während der Spreizbewegung des Haspeldorns um das Maß der radialen Bewegung der Haspelsegmente vom Dorn beabstan­ det werden.

Dabei hat es sich bewährt, daß der gebildete Spalt in Wickelrichtung in Bandeinlaufrichtung von Andruckrolle zu Andruckrolle abnimmt und daß der jeweilige Sollwert der zwischen den Andruckrollen und dem Haspeldorn gebildeten Spalte so bemessen ist, daß die Andruckrollen einlaufendes Band umzulenken vermögen, jedoch keine radial gerichteten Kräfte gegen die Oberfläche des Haspeldorns bewirken.

Werden die Andruckrollen auf diese Weise in Wirkstellung gebracht, so ist sichergestellt, daß der Spalt zwischen den jeweiligen Andruckrollen und dem Haspeldorn genau auf die Banddicke bzw. geringfügig größer als die Banddicke einge­ stellt ist. Die Andruckrollen, die hier nur noch als Füh­ rungsrollen eingesetzt werden, bewegen das Band zwar mög­ lichst nahe an den Haspeldorn heran, können es jedoch nicht mehr in die Vertiefungen zwischen den einzelnen Segmenten drücken. Das Band erhält dadurch keine Markierungen. Durch die Spreizbewegung des Haspeldorns wird ein schnelles, schlupffreies Anliegen des Bandes am Haspeldorn erreicht.

Alternativ kann die obengenannte Aufgabe auch dadurch gelöst werden, daß für die in Bandeinlaufrichtung letzte Andruck­ rolle eine Wirkstellung vorgesehen wird, welche das n-fache der Banddicke geringfügig unterschreitet, daß für die in Bandeinlaufrichtug vorletzte Andruckrolle eine Wirkstellung vorgesehen wird, die größer/gleich dem n-fachen der Band­ dicke ist, daß für die in Bandeinlaufrichtung vor den beiden letzten Andruckrollen angeordneten Andruckrollen Wirkstel­ lungen vorgesehen sind, die das n-fache der Banddicke um einen Zuschlag überschreiten, daß der Zuschlag entgegenge­ setzt der Bandeinlaufrichtung von Andruckrolle zu Andruck­ rolle steigt, und daß vorzugsweise ab Beginn der zweiten Lage durch Spreizen des Haspeldorns eine schlupffreie Anlage des Bandes am Haspeldorn herbeigeführt wird, wobei die An­ druckrollen während der Spreizbewegung des Haspeldorns um das Maß der radialen Bewegung der Haspelsegmente vom Dorn beabstandet werden.

Durch diese vorgegebenen Wirkstellungen der Andruckrollen wird erreicht, daß nur noch eine Andruckrolle das Band mit minimaler Kraft gegen den Haspeldorn drückt, und daß die übrigen in Wirkstellung gebrachten Andruckrollen einen Ein­ lauftrichter bilden, der das Band möglichst nahe an den Haspeldorn heranführt und anlegt.

Von Vorteil ist, wenn die Höhe der Position vor Einlaufen des Bandanfangs bzw. vor Beginn der nächsten Wicklungslage in Einlaufrichtung des Bandes von Andruckrolle zu Andruck­ rolle abnimmt. Dadurch wird schon beim Einlaufen des Bandes ein Einlauftrichter gebildet, durch den das Band optimal an den Haspeldorn herangeführt wird. Das Inwirkstellungbringen der Andruckrollen verengt diesen Trichter noch weiter.

Vorteilhaft ist, daß die Andruckrollen positionsgeregelt in abgehobene Position und kraftgeregelt in Wirkstellung ge­ bracht werden. Dabei ist es angebracht, wenn der Kraftregel­ kreis vorzugsweise proportional geregelt ist, wenn die Kraft-Sollwertvorgabe der Bandführungskraft entspricht und wenn bei Erreichen der vorgegebenen Bandführungskraft der Istwert des Positionsregelkreises als Basiswert gesetzt wird, auf den der nächste Sprung in die angehobene Position als neuer Gesamt-Sollwert aufaddiert wird.

Dadurch wird erreicht, daß auch bei Auftreten von Mehrfach­ faltungen des Bandes nach Erreichen der vorgegebenen Band­ führungskraft keine zusätzlichen Andruckkräfte auf das Band und damit auf den Haspeldorn ausgeübt werden. Der Istwert des Positionsregelkreises wird bei jedem neu eingestellten Spalt zwischen Andruckrolle und Haspeldorn sobald der Kraftsollwert und der Kraftistwert jeweils gleich ist als Basiswert gesetzt, auf den der nächste Sprung jeweils aufad­ diert wird. so daß auch bei Mehrfachfaltungen die Sprunghöhe der Andruckrollen, die auf die Andruckrolle folgen, welche die erste Mehrfachfaltung passiert hat, wieder auf den vor­ gegebenen bandeigenen Sollwert abgehoben werden kann.

Um die Beschädigung des Bandes und der Andruckrollen sowie deren Anstellvorrichtungen zu verhindern, besteht auch die Möglichkeit, zumindest die in Bandeinlaufrichtung letzte Andruckrolle positions- und dieser Regelung unterlagert kraftgeregelt anzustellen. Dadurch lassen sich minimale Andruckkräfte realisieren, die eine Beschädigung des Bandes sowie der Haspeleinrichtungen verhindert.

Es hat sich bewährt, daß die Position des Bandanfangs mit­ tels eines Bandverfolgungssystems laufend bestimmt wird, daß das Bandverfolgungssystem durch einen Beschleunigungsgeber und/oder eine Kraftmeßdose am Ausgangstreiber der dem Haspel vorgelagerten Walzlinie bzw. durch einen den Bandanfang berührungslos erfassenden Schalter gestartet wird, daß das Bandverfolgungssystem über an den Andruckrollen angeordneten Beschleunigungsgebern und/oder Kraftmessern vom einlaufenden Band synchronisiert wird und daß die Position des Bandanfan­ ges aus der Umfangsgeschwindigkeit der Treiberrolle aus der Banddicke sowie den geometrischen Abmessungen der Haspelan­ lage errechnet wird.

Nachahmenswert ist, daß der Haspeldorn positionsgeregelt gespreizt wird und daß dem Positionsregelkreis das Maß für die radiale Beabstandung der Andruckrollen vom Haspeldorn entnommen wird.

Dadurch läßt sich das genaue Maß für die radiale Beabstan­ dung der Andruckrollen ermitteln, so daß die Andruckrollen auch während der Spreizbewegung des Dorns keine Kräfte bzw. genau die vorgegebenen Kräfte auf den Haspeldorn ausüben.

Hinzu kommt, daß Coils mit genau bestimmbarem Innendurchmes­ ser gewickelt werden können.

Sollten Fehler im Bandverfolgungssystem vorliegen, bzw. Mehrfachfaltungen des Bandes vorkommen, so kann es sich auch empfehlen, daß in Abhängigkeit vom Überschreiten vorgegebe­ ner Schwellwerte der an den Andruckrollen durch die Kraft­ messer gemessenen, vom Band bewirkten Kräfte alle Andruck­ rollen entsprechend weit zum Haspeldorn beabstandet werden, und daß beim weiteren Überschreiten des oder der Schwell­ werte die Andruckrollen vollständig vom Haspeldorn abge­ schwenkt werden. Dadurch können Beschädigungen der Haspel­ einrichtung und des Bandes möglichst klein gehalten werden.

Ein in der Figur dargestelltes Ausführungsbeispiel, an dem die erfindungsgemäße Steuerung erläutert werden soll, wird nachstehend näher beschrieben.

Die Figur zeigt einen offen dargestellten Treiber 1, dem in Bandlaufrichtung eine nicht gezeigte Führung für das Band 2 nachgeordnet ist. Ebenfalls in Bandlaufrichtung hinter dem Treiber 1 ist ein berührungslos arbeitender Schalter 3, z.B. eine Lichtschranke oder ein Düse-Prallplatte-System angeord­ net. Dem Haspeldorn 4 sind Andruckrollen 5, 6, 7 und 8 zuge­ ordnet. Die Andruckrollen 5, 6, 7, 8 sind über Hydraulikzy­ linder 9 9′, 9′′, 9′′′ in abgehobene Position bzw. in Wirk­ stellung bringbar. Die Hydraulikzylinder 9, 9′, 9′′, 9′′′ besitzen Kraftmesser 10, 10′, 10′′, 10′′′und Positionsgeber 11, 11′, 11′′, 11′′′.

Im folgenden wird die Funktion der erfindungsgemäßen Steu­ erung beschrieben. Alle für die Berechnung der Position des Bandanfangs notwendigen, haspelsystemeigenen Abmessungen sind im Rechner des nicht dargestellten Bandverfolgungssy­ stems abgelegt. Lediglich die Banddicke des zu wickelnden Bandes 2 wird in den Rechner eingegeben.

Sobald das Band 2 den Schalter 3 passiert hat, wird der Treiber 1 zu gestellt und der Rechner, und damit die laufen­ de Berechnung der Position des Bandanfangs gestartet. Die Andruckrollen 5, 6, 7, 8 sind auf ihre in der Figur gezeigte Position eingestellt, bei der der Spalt zwischen den jewei­ ligen Andruckrollen 5, 6, 7, 8 und dem Haspeldorn 4 um einen im Rechner abgelegten Betrag größer als die Banddicke ist, wobei der Spalt in Bandlaufrichtung von Andruckrolle zu Andruckrolle abnimmt und für die Andruckrolle 5 bspw. 2,5 mal der Banddicke entspricht. Aus der Umfangsgeschwindigkeit der Treiberrollen läßt sich die Bandgeschwindigkeit ableiten.

Trifft der Bandanfang auf die nicht gezeigte Umlenkschale von Rolle 5, so wird der über den Kraftmesser 10 ermittelte Kraftimpuls zur Synchronisation der errechneten und der tatsächlichen Position des Bandanfangs benutzt. Über diese Umlenkschale wird der Bandanfang zur Andruckrolle 6 hin gebogen. Entsprechend wird der Bandanfang weiterhin zur Rolle 7 und zur Rolle 8 gebogen. Hat der Bandanfang entspre­ chend der im Bandverfolgungssystem errechneten Position die Andruckrolle 8 passiert, so wird die Andruckrolle 5 mittels des Zylinders 9 für die zweite Wicklungslage positionsge­ regelt in Position gelt in Wirkstellung gebracht. Gleich­ zeitig werden die Andruckrollen 6, 7, 8 kraftgeregelt in Wirkstellung gebracht. Dabei nehmen die Kraftsollwerte in Bandeinlaufrichtung von Andruckrolle zu Andruckrolle zu, wobei die Kraftsollwerte jedoch nie so eingestellt werden, daß Anpreßkräfte auf den Haspeldorn 4 wirken.

Sobald die vom Bandanfang bewirkte Stufe die Andruckrolle 5 passiert hat, wird diese in Wirkstellung gebracht. Diese Wirkstellung überschreitet das Maß der zweifachen Dicke des Bandes 2 um den im Rechner abgelegten Zuschlag.

Nachdem die Stufe die Andruckrolle 5 passiert hat, wird der Haspeldorn 4 über einen Positionsregelkreis 12 gespreizt.

Entsprechend abgehoben und wieder in Wirkstellung gebracht werden die Andruckrollen 6, 7 und 8 beim Aufwickeln der zweiten Windung. Dabei wird die Wirkstellung sowie die abge­ hobene Position der Andruckrollen 5, 6, 7, 8 jeweils um das Maß, welches der Haspeldorn, während die zweite Windung gespreizt wird, korrigiert.

Sollte es während des Anwickelns zu Fehlern in der Berech­ nung des Bandanfangs kommen, die bewirken, daß der Bandan­ fang bzw. ein durch diesen bewirkten Stufe auf eine nicht in abgehobene Position gebrachte Andruckrolle 5, 6, 7, 8 stößt, so wird in einem der Kraftmesser 10, 10′, 10′′, 10′′′ eine Kraftspitze gemessen. Überschreitet diese Kraftspitze vorge­ gebene Schwellwerte, so werden die Andruckrollen in Abhän­ gigkeit der Höhe des überschrittenen Schwellwertes vom Has­ peldorn beabstandet. Wird an der in Wickelrichtung nächsten Andruckrolle abermals eine Kraftspitze gemessen, so werden die Andruckrollen 5, 6, 7, 8 vollständig vom Haspeldorn abgeschwenkt.

Liste der Bezugszeichen

1 Treiber
2 Band
3 Schalter
4 Haspeldorn
5 Andruckrolle
6 Andruckrolle
7 Andruckrolle
8 Andruckrolle
9, 9′, 9′′, 9′′′ Hydraulikzylinder
10, 10′, 10′′, 10′′′ Kraftmesser
11, 11′, 11′′, 11′′′ Positionsgeber
12 Positionsregelkreis

Claims (12)

1. Verfahren zur Steuerung von druckmittelbetätigbaren Zy­ lindern verlagerbarer Andruckrolle beim Anwickeln von Bändern in Haspelanlagen, wobei der Bandanfang des ein­ laufenden Bandes beim Umlauf um den Haspeldorn erfaßt und verfolgt und seine jeweilige Position zur Positio­ nierung der Andruckrollen verwertet wird, und die An­ druckrollen jeweils vor dem Einlaufen des Bandanfangs sowie vor Beginn der nächsten Wicklungslage derart ange­ hoben werden, daß der zwischen Andruckrolle und Haspel­ dorn gebildete Spalt die Stärke des bereits eingelaufenen Bandes um ein die Banddicke übersteigendes Maß über­ schreitet, sowie die Andruckrolle nach Passieren des Bandanfangs jeweils aus dieser Position gegen den Haspel­ dorn in Wirkstellung abgesenkt wird, dadurch gekennzeichnet,
daß der zwischen Andruckrolle (5, 6, 7, 8) und Haspeldorn (4) in Wirkstellung gebildete Spalt mindestens auf das n-fache der Banddicke eingestellt wird, wobei n der An­ zahl der im Bereich der jeweiligen Andruckrolle bereits auf den Haspeldorn aufgebrachten Lagen des zu wickelnden Bandes entspricht,
daß vorzugsweise ab Beginn der zweiten Lage durch Sprei­ zen des Haspeldorns (4) eine schlupffreie Anlage des Bandes (2) am Haspeldorn (4) herbeigeführt wird, wobei die Andruckrollen (5, 6, 7, 8) während der Spreizbewegung des Haspeldorns (4) um das Maß der radialen Bewegung der Haspelsegmente von Haspeldorn (4) beanstandet werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der gebildete Spalt in Wirkstellung in Bandeinlauf­ richtung von Andruckrolle zu Andruckrolle abnimmt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der jeweilige Sollwert der zwischen den Andruckrollen (5, 6, 7, 8) und dem Haspeldorn (4) gebildeten Spalte so bemessen ist, daß die Andruckrollen (5, 6, 7, 8) einlau­ fendes Band (2) umzulenken vermögen, jedoch keine radial gerichteten Kräfte gegen die Oberfläche des Haspeldorns (4) bewirken.

4. Verfahren zur Steuerung von durch Druckmittel betätig­ baren Zylindern verlagerbarer Andruckrolle beim Anwickeln von Bändern in Haspelanlagen, wobei der Bandanfang des einlaufenden Bandes beim Umlauf um den Haspeldorn erfaßt und verfolgt und seine jeweilige Position zur Positio­ nierung der Andruckrollen verwertet wird, und die An­ druckrollen jeweils vor dem Einlaufen des Bandanfangs sowie vor Beginn der nächsten Windung derart angehoben werden, daß der jeweils zwischen Andruckrolle und Haspel­ dorn gebildete Spalt die Stärke des bereits eingelaufenen Bandes um ein die Banddicke übersteigendes Maß über­ schreitet, sowie die Andruckrolle nach Passieren des Bandanfanges jeweils aus dieser Position gegen den Has­ peldorn in Wirkstellung abgesenkt wird, dadurch gekennzeichnet,
daß für die in Bandeinlaufrichtung letzte Andruckrolle (8) eine Wirkstellung vorgesehen wird, welche das n-fache der Banddicke geringfügig unterschreitet,
daß für die in Bandeinlaufrichtung vorletzte Andruckrolle (7) eine Wirkstellung vorgesehen wird, die größer/gleich der n-fachen der Banddicke ist,
daß für die in Bandeinlaufrichtung vor den beiden letzten Andruckrollen (8, 7) angeordneten Andruckrollen (6, 5) Wirkstellungen vorgesehen sind, die das n-fache der Band­ dicke um einen Zuschlag überschreiten,
daß der Zuschlag entgegengesetzt der Bandeinlaufrichtung von Andruckrolle (6) zu Andruckrolle (5) steigt,
und daß vorzugsweise ab Beginn der zweiten Lage durch Spreizen des Haspeldorns (4) eine schlupffreie Anlage des Bandes (2) am Haspeldorn (4) herbeigeführt wird, wobei die Andruckrollen (5, 6, 7, 8) während der Spreizbewegung des Haspeldorns (4) um das Maß der radialen Bewegung der Haspelsegmente vom Haspeldorn (4) beabstandet werden.

5. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Höhe der Positionen vor Einlaufen des Bandan­ fangs bzw. vor Beginn der nächsten Wicklungslage in Ein­ laufrichtung des Bandes (2) von Andruckrolle zu Andruck­ rolle abnimmt.

6. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet daß die Andruckrollen (5, 6, 7, 8) vor Einlauf des Band­ anfangs bzw. vor Beginn der nächsten Wicklungslage gleich hoch positioniert werden.

7. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Andruckrollen (5, 6, 7, 8) positionsgeregelt in abgehobene Position und kraftgeregelt in Wirkstellung gebracht werden.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet,
daß der Kraftregelkreis vorzugsweise proportional gere­ gelt ist,
daß die Kraft-Sollwertvorgabe der Bandführungskraft ent­ spricht und
daß bei Erreichen der vorgegebenen Bandführungskraft der Istwert des Positionsregelkreises als Basiswert gesetzt wird, auf den der nächste Sprung in die abgehobene Posi­ tion als neuer Gesamt-Sollwert aufaddiert wird.

9. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Andruckrollen (5, 6, 7, 8) positionsgeregelt in Wirkstellung gebracht werden, wobei mindestens die in Bandeinlaufrichtung letzte Andruckrolle (8) positions-und kraftgeregelt angestellt wird.

10. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 9 dadurch gekennzeichnet,
daß die Position des Bandanfangs mittels eines Bandver­ folgungssystems laufend bestimmt wird,
daß das Bandverfolgungssystem durch einen Beschleuni­ gungsgeber und/oder eine Kraftmeßdose am Ausgangstreiber der dem Haspel vorgelagerten Walzlinie bzw. durch einen den Bandanfang berührungslos erfassenden Schalter (3) gestartet wird,
daß das Bandverfolgungssystem über an den Andruckrollen (5, 6, 7, 8) angeordneten Beschleunigungsgeber und/oder Kraftmesser (10, 10′, 10′′, 10′′′) vom einlaufenden Band (2) synchronisiert wird, und
daß die Position des Bandanfangs aus der Umfangsgeschwin­ digkeit der Treiberrolle (1), aus der Banddicke sowie den geometrischen Abmessungen der Haspelanlage errechnet wird.

11. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Haspeldorn (4) positionsgeregelt gespreizt wird und daß dem Positionsregelkreis (12) das Maß für die radiale Beabstandung der Andruckrollen (5, 6, 7, 8) vom Haspeldorn (4) entnommen wird.

12. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß in Abhängigkeit vom Überschreiten vorgegebener Schwellwerte der an den Andruckrollen (5, 6, 7, 8) über die Kraftmesser (10, 10′, 10′′, 10′′′) gemessenen, vom Band (2) bewirkten Kräfte alle Andruckrollen (5, 6, 7, 8) entsprechend weit vom Haspeldorn (4) beabstandet werden, und daß beim weiteren Überschreiten des bzw. der Schwell­ werte die Andruckrollen (5, 6, 7, 8) vollständig vom Haspeldorn (4) abgeschwenkt werden.