DE4131760C2 - Verfahren und Vorrichtung zum Regeln der Bahnzugkraft einer Textilbahn - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren nach dem Oberbegriff von Anspruch 1 sowie eine zur Durchführung des Verfahrens geeignete Vorrichtung gemäß Anspruch 3.

Um eine Warenbahn bearbeiten oder auch nur auf einen Wickel nehmen zu können, muß die in einem Vorratsbehälter befindliche Ware ausgebreitet und durch die Vor­ richtung ausgerichtet geführt werden. Zum faltenfreien Ausbreiten dienen Ausstreif­ walzen, aber auch Führungs- und Breitstreckenwalzen, wenn es darum geht, beim Ausbreiten die Warenbahn in einer bestimmten Richtung zu führen, bzw. ihre Lauf­ richtung zu korrigieren. Die auf der Breitstreckwalze ausgebreitete Warenbahn zieht sich im Weiterlauf wieder in eine schmalere Lage zurück, wenn sie nicht nach dem Verlassen der Breitstreckwalze von einer Fixierwalze aufgenommen und in ihrer Breitenlage stabilisiert wird. Inwieweit sich die Warenbahn wieder zusam­ menzieht oder sogar seitlich überdehnt wird, ist insbesondere bei sehr empfindlicher und weitmaschiger Ware von der Zugkraft abhängig, mit der die Warenbahn über die Breitstreckwalze zur Fixierwalze für den Durchlauf gezogen wird. Die Drehung der Führungs- und Breitstreckwalze wird ausschließlich durch die Haftung der darüber­ laufenden Warenbahn erzeugt, die dabei entsprechend ihrer faltigen Lage und Lauf­ richtung mehr oder weniger von der Führungs- und Breitstreckwalze durch seitliches Verschwenken geglättet und korrigiert wird. Hierbei treten ständig unterschiedliche Zugkräfte in der Warenbahn auf, die zu erheblichen Spannungen in dem Gewebe füh­ ren. Die Folge ist eine völlig verzogene Gewebebahn und ein entsprechender Bahn­ wickel, was sich auch auf die weitere Be- und Verarbeitung der Warenbahn sehr nachteilig auswirkt.

Es ist zwar aus der DE 39 10 548 C1 ein Bahnlaufregler bekannt, der die Spannkraft ei­ ner laufenden Warenbahn in Laufrichtung mißt und mittels eines Regelkreises auf ei­ nen vorgegebenen Sollwert regelt, jedoch wirkt die Regelung auf eine Bremseinrich­ tung einer von der Warenbahn umschlungenen Walze. Der Aussteuerbereich der Re­ gelung ist in diesem Fall einseitig begrenzt. Ist die Zugspannung selbst bei verschwin­ dender Bremskraft noch zu hoch, was vor allem beim Anfahren dieser Vorrichtung aus dem Stillstand vorkommt, so kann die Regelung diese Abweichung nicht mehr korrigieren, was bei empfindlichen Warenbahnen zu Problemen führt. Eine Zugspan­ nungsregelung im Bereich sehr kleiner Spannungen ist mit dieser Vorrichtung nicht durchführbar.

Ein für einen Bahnzugregler bedeutsames Bauteil ist eine Kraftmeßwalze, die die Spannkraft der Warenbahn in ein für die Regelung verwertbares Signal umwandelt. Diese Kraftmeßwalze ist auf Kraftmeßdosen gelagert, die eine bestimmte Komponen­ te der Lagerkräfte messen. Eine bevorzugte Ausführungsform dieser Kraftmeßwalze ist in der ASEAZeitschrift 1977, H. 3. S. 57 bis 62 beschrieben.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art dahingehend zu verbessern, daß es auch zum Regeln kleinster Zugspannungen geeig­ net ist und gleichzeitig ein Ausbreiten der Warenbahn gestattet, und ferner eine Vor­ richtung dafür zu schaffen.

Die gestellte Aufgabe wird mit den im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 bzw. 3 angegebenen Merkmalen gelöst.

Die Kraftmeßwalze ist in Kraftmeßdosen gelagert. Die über die Kraftmeßwalze lau­ fende und umgelenkte Warenbahn übt auf diese eine Kraft aus, die von der Zugspan­ nung der Warenbahn und vom Umschlingungswinkel der Kraftmeßwalze abhängt. Diese Kraft wird von der Kraftmeßdose in ein elektrisches Signal umgewandelt und als Ist-Wert über eine Regeleinrichtung auf den Antrieb der Führungs- und Breitstreckwalze weitergegeben. Dieser Antrieb beschleu­ nigt oder verzögert den Weiterlauf auf der Breitstreckwalze und bietet somit einen kontinuierlichen Bahnzug, wodurch die Ausbreitung selbst bei sehr empfindlichen Geweben ausgewogen und ohne Verspannungen erfolgt. Insbesondere bei stärkerer Führungsregelung, also bei größeren seitlichen Zug- und Verschiebekräften, verstär­ ken sich auch die Bahnzugkräfte, was schließlich durch eine Beschleunigung des An­ triebs der Breitstreckwalze ausgeglichen wird. Die Praxis hat gezeigt, daß bei glattem Geradelauf der Warenbahn die Bahnzugkraft sich sogar vermindert. Die aus der Kraftmeßdose abgegebenen Regelsignale reduzieren in dem Fall den Antrieb der Breitstreckwalze, so daß durch diese Regelung eine gleichmäßige Bahnzugkraft zwi­ schen der Führungs- und Breitstreckwalze und der Kraftmeßwalze gegeben ist und Verspannungen in der Warenbahn vermieden werden.

Eine vorteilhafte Verfahrensvariante und Verfeinerung der Steuerung geht aus An­ spruch 2 hervor. Da die Gesamtzugkraft, mit der die Warenbahn durch die Vorrich­ tung gezogen wird, eine gewisse Bedeutung bei den schwankenden Bahnzugkräften zwischen der Breitstreckwalze und der Kraftmeßwalze hat, werden diese Werte von dem nachgeordneten Antrieb über einen Tachogenerator abgenommen und in der Re­ geleinrichtung zu den von der Kraftmeßwalze ermittelten Werten in Relation gesetzt. Diese Verknüpfung gibt eine besonders feinfühlige Abstimmung der Regelsignale für den Antrieb der Breitstreckwalze. Darüber hinaus ist als Variante gedacht, die Re­ geleinrichtung mit Sollwert-Vorgaben zu beaufschlagen, um die Bahnzugkraft auf einem vorbestimmten Wert zu halten. Durch diese Kombination kann jede beliebige Ware, ob sie robust oder sehr empfindsam im Gewebe ausgelegt ist, in recht vorteil­ hafter und einfacher Weise unter gleichmäßiger und der Ware angepaßter Spannung in ihrer Lage fixiert werden, damit eine weitere problemlose Bearbeitung erfolgen kann.

Zum Durchführen des Verfahrens eignet sich eine Vorrichtung, wie sie aus Anspruch 3 hervorgeht. Durch die Verwendung von Kraftmeßdosen bei der Lagerung der Kraftmeßwalze können die Zugkräfte gemessen werden, mit denen die Warenbahn über die Kraftmeßwalze gezogen wird. Es können sowohl ein als auch beide Achsla­ ger der Kraftmeßwalze mit Kraftmeßdosen versehen sein. Dies wird von der jeweili­ gen gewünschten Meßgenauigkeit abhängen. Die in den Kraftmeßdosen ermittelten Werte werden über eine Regeleinrichtung an einen Antrieb für die Führungs- und Breitstreckwalze gegeben, woraufhin die Führungs- und Breitstreckwalze in ihrer Drehung entsprechend beschleunigt, gedrosselt oder kontinuierlich gehalten wird. Die von der Kraftmeßwalze abgenommenen Meßwerte bestimmen die Drehgeschwindig­ keit der Führungs- und Breitstreckwalze und gleichen dadurch die Bahnzugkraft zwi­ schen der Breitstreckwalze und der Kraftmeßwalze auf einen konstanten Wert aus. Sobald die Bahnzugkraft weitgehend gleichmäßig auf die ausgebreitete Warenbahn wirkt, treten auch keine Verspannungen in dem Gewebe auf, was insbesondere für empfindsame und dünne oder weitmaschige Ware vorteilhaft ist.

Es hat sich als sehr vorteilhaft erwiesen, die Vorrichtung entsprechend Anspruch 4 auszubilden. Der Elektromotor läßt sich am leichtesten in seiner Drehzahl steuern und darüber hinaus ist er sowohl in seiner Größe als auch in seinem Gewicht bestens ge­ eignet, so daß er direkt auf der Walzenachse angeflanscht werden kann. Wenn man die Steuerung noch feinfühliger gestalten will, so wird man ein Getriebe zwischen dem Elektromotor und der Walzenachse vorsehen. Es wäre allerdings auch nicht ausge­ schlossen, anstelle eines Elektromotors einen anderen feinfühligen Antrieb zu wählen, der ebenfalls auf Beschleunigung und Drosselung über Steuerwerte anspricht. Hierbei ist beispielsweise auch an einen Hydraulikmotor gedacht.

Eine weitere, wichtige Ausführung geht aus Anspruch 5 hervor. Mit der Zuordnung eines Sollwertgebers an die Regeleinrichtung wird dem Drehantrieb für die Führungs- und Breitstreckwalze ein Sollwert vorgegeben, dem der bei der Bahnzugmessung er­ mittelte Wert möglichst nahe kommen soll. Darauf wird das Antriebs- oder Ab­ bremsmoment für die Breitstreckwalze bestimmt.

In der Praxis hat es sich ferner als vorteilhaft erwiesen, die Merkmale von Anspruch 6 einzusetzen. Die miteinander durch elektrische Schaltverbindungen verknüpften Ele­ mente geben dem Antriebsmotor der Breitstreckwalze eine genaue Laufgeschwindig­ keit, um die Bahnzugkraft in der Warenbahn ausgewogen und gleichmäßig zu halten. Insbesondere das Einbinden der Warenbahnzugvorrichtung in die ermittelten Meßwer­ te geben genaue Steuerimpulse auf den Motorantrieb für die Breitstreckwalze, um konstante Verhältnisse im Warenlauf zu bekommen. Unerwünschte Verspannungen werden vermieden und definierte Verhältnisse in der Ware sind gewährleistet.

Schließlich ist auch das Merkmal von Anspruch 7 von besonderer Bedeutung. Diese Vorrichtung läßt sich als Baueinheit nicht nur einfach und günstig in die Warenbahn- Bearbeitungsstraße unterbringen, sondern sie läßt sich auch sehr schnell auswechseln, falls irgendwelche Reparaturen erforderlich sind, so daß die notwendigen Ausfallzei­ ten der gesamten Bearbeitungsstraße auf ein unbedeutendes Maß reduziert werden.

Anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels einer Vorrichtung wird auch das erfindungsgemäße Verfahren nachstehend erläutert.

Die Fig. 1 zeigt eine schematische Seitenansicht der Vorrichtung.

Die Warenbahn 2 wird beispielsweise aus einem Behälter 1 entnommen und über eine Ausstreifwalzeneinheit 3 in ihre Bahnbreite ausgebreitet. Von dort wird die Waren­ bahn 2 einer Führungs- und Breitstreckwalze 4, die auch als Segmentregelwalze be­ zeichnet wird, zugeführt. Auf dieser Breitstreckwalze 4 wird die Warenbahn 2 fal­ tenfrei ausgebreitet und zusätzlich durch seitliches Verschwenken der gesamten Breitstreckwalze 4 in die vorbestimmte Richtung geführt. Dieses seitliche Verschwen­ ken erfolgt mittels eines Stellmotors 5, der von der Führungs- und Breitstreckwalze 4 nachgeordneten Fühlern 6 die Randkante der Warenbahn 2 auf ihre Lage abtastet und über einen Stellengeber 7 den Stellmotor 5 beaufschlagt. Damit die auf der Führungs- und Breitstreckwalze 4 faltenfrei ausgebreitete Warenbahn 2 ihre ausgebreitete Lage beibehält und sich nicht seitlich zusammenzieht, ist der Führungs- und Breitstreckwalze 4 unmittelbar eine Kraftmeßwalze 8 nachgeordnet. Diese Kraftmeßwalze 8 ist mit ihren Achsen in Kraftmeßdosen 9 gelagert, die bevorzugt an beiden Achsenenden vorgesehen sind. Die Warenbahn 2 wird über die Führungs- und Breitstreckwalze 4 zur Kraftmeßwalze 8, mit der die Bahnzugkraft gemessen wird, gezogen. Von der Kraftmeßwalze 8, die von der Warenbahn 2 um mindestens 90° umschlungen wird, führt die Warenbahn 2 zu einer nachgeordneten Warenbahnzugvorrichtung 10 weiter. An der Warenbahnzugvorrichtung 10 ist ein Tachogenerator 11 vorgesehen, mit dem die Bahngeschwindigkeit gemessen werden kann.

Die an der Kraftmeßwalze 8 auftretenden resultierenden Zug- und Druckkräfte, die von der herumlaufenden und auf Zug stehenden Warenbahn 2 hervorgerufen werden, werden von den Kraftmeßdosen 9 als Ist-Werte abgenommen und einer Regeleinrich­ tung 12 zugeleitet, der Regelsignale über eine Leitung 13 an einen Antrieb 14 für die Führungs- und Breitstreckwalze 4 weitergibt. Dieser Antrieb 14 ist ein Elektromotor mit angeflanschtem Getriebe 19, der an die Achse 15 der Führungs- und Breitstreck­ walze 4 angesetzt ist und direkt auf diese wirkt. Der Regeleinrichtung 12 ist ein Soll­ wertgeber 16 beigeordnet, über den die gewünschte Zugkraft der Warenbahn einge­ geben werden kann. Außerdem steht die Regeleinrichtung 12 mit dem Tachogenerator 11 über eine Leitung 17 in elektrischer Schaltverbindung, so daß in den von der Re­ geleinrichtung 12 über die Leitung 13 auf den Antrieb bzw. Motor 14 gegebenen Re­ gelsignalen die Bahnlaufgeschwindigkeit aus der Warenbahnzugvorrichtung 10 mitbe­ rücksichtigt wird. Dem Stellengeber 7 ist ein Regelgerät 18 zugeschaltet, mit dem die Empfindlichkeit des Fühlers 6 für die Steuerung des Stellmotors 5 eingestellt werden kann.

Wenn die Warenbahn 2 über die Führungs- und Breitstreckwalze 4 läuft und ausge­ breitet wird und zusätzlich in ihre vorbestimmte Lage verschwenkt wird, was die nachgeordneten Fühler 6 hervorrufen, so treten durch die verschiedenen Zugkräfte erhebliche und unterschiedliche Spannungen in der Warenbahn 2 auf, wodurch sich diese in der Gewebestruktur, insbesondere wenn diese weitmaschig ist, verzieht. Um dies zu verhindern, muß die Bahnzugkraft hinter der Führungs- und Breitstreckwalze 4 weitgehend konstant und ausgeglichen gehalten werden, bis die Warenbahn auf der Kraftmeßwalze 8 in ihrer Lage stabilisiert ist. Dieser Ausgleich wird durch den An­ trieb 14 an der Führungs- und Breitstreckwalze 4 hervorgerufen, der die ankommende Warenbahn 2 durch erhöhte Drehung schneller der Kraftmeßwalze 8 zuführt oder durch Drehzahlverminderung den Bahnzug erhöht. Diese einfache Ausführung gestat­ tet es, sehr diffizile und empfindsame Gewebe in gewünschter Weise auszubreiten und ungewünschte Verspannungen von der Ware fernzuhalten.

Die Führungs- und Breitstreckwalze 4 mit dem Drehantrieb 14 und die nachgeordnete Kraftmeßwalze 8 sowie die Regeleinrichtung 12 und die zugehörigen Schaltteile mit ihren elektrischen Leitverbindungen sind eine Baueinheit, was in der Zeichnung mit der strichlierten Linie 20 dokumentiert ist. Diese Baueinheit wird auf einer nicht dar­ gestellten Konsole gehalten, die an der Gesamtvorrichtung angeflanscht ist und sich in einfacher Weise in die Verarbeitungsstraße der Gewebebahn einfügen oder heraus­ nehmen läßt.

Claims (7)

1. Verfahren zum Regeln der Bahnzugkraft einer über mehrere hintereinander ange­ ordnete Walzen geführten Warenbahn durch Messung ihrer Spannkraft mittels einer Kraftmeßwalze und Weitergabe dieser Meßwerte an eine Regeleinrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß die von der Regeleinrichtung abgegebenen Ausgangssignale auf einen Antrieb einer vorgeordneten Führungs- und Breitstreckwalze wirken.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Regeleinrichtung von einem Tachogenerator einer der Kraftmeßwalze nachgeordneten Warenbahnzugvor­ richtung die Drehzahlwerte eingegeben bekommt, diese in Relation zu den gemesse­ nen Zug-/Druckkraftwerten setzt und in Kombination mit einem Sollwertgeber Regel­ signale an den Antrieb der Führungs- und Breitstreckwalze gibt.

3. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 oder 2, mit einer auf mindestens einer Kraftmeßdose (9) gelagerten Kraftmeßwalze (8) und einer von den Korrektursignalen der Kraftmeßdose (9) beeinflußten Regeleinrichtung (12), da­ durch gekennzeichnet, daß die Regeleinrichtung (12) mit einem Drehantrieb (14) einer vorgeordneten Führungs- und Breitstreckwalze (4) in Wirkverbindung steht und der Kraftmeßwalze (8) eine Warenbahnzugvorrichtung (10) zum Transport der Waren­ bahn (2) nachgeordnet ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Drehantrieb (14) ein regelbarer Elektromotor ist, der über ein Getriebe (19) an der Führungs- und Breitstreckwalzenachse (15) angreift.

5. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Regelein­ richtung (12) ein Sollwertgeber (16) zugeordnet ist.

6. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeich­ net, daß die Regeleinrichtung (12) mit der Kraftmeßdose (9), dem Drehantrieb (14), dem Sollwertgeber (16) und der Warenbahnzugvorrichtung (10) in elektrischer, Schaltverbindung steht.

7. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeich­ net, daß die Führungs- und Breitstreckwalze (4) mit dem Drehantrieb (14), die nach­ geordnete Kraftmeßwalze (8) und die Regeleinrichtung (12) eine Baueinheit bilden.