DE4400389C1

DE4400389C1 - Verfahren und Vorrichtung zum Führen und Breithalten einer Warenbahn

Info

Publication number: DE4400389C1
Application number: DE4400389A
Authority: DE
Inventors: Alois Groeninger; Werner Geyer; Hans Seibold
Original assignee: Erhardt and Leimer GmbH
Current assignee: Erhardt and Leimer GmbH
Priority date: 1994-01-08
Filing date: 1994-01-08
Publication date: 1995-05-11
Anticipated expiration: 2014-01-09
Also published as: US5575414A; BR9500037A; EP0663362A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebe nen Art sowie eine Vorrichtung gemäß Oberbegriff von Anspruch 5.

Aus der Praxis sind verschiedene Vorrichtungen zum Ausbreiten und Führen einer lau fenden Warenbahn bekannt. Bei einer aus der DE-OS 41 26 489 bekannten Vorrichtung erzeugen Druckelemente wie schräg zur Laufrichtung der Warenbahn gestellte Bänder oder Schnüre, die die Warenbahn gegen eine von ihr umschlungene Walze drücken, in der Warenbahn zu deren Kanten gerichtete Kräfte, die diese ausbreiten. Zusätzlich wird vor geschlagen, die von der Warenbahn umschlungene Walze als herkömmliche Ausbreitwal ze auszubilden. Die Führung der Warenbahn, also die Regelung ihrer Position, erfolgt dabei durch Variieren der Anpreßkräfte der Bänder an den beiden Kantenbereichen der Warenbahn mittels eines Kraftgebers. Dieser Vorrichtung haftet der Nachteil an, daß be reits sehr geringe Erhöhungen der Anpreßkräfte ein Übersteuern des Regelsystems auslö sen. Dies führt zu einer sehr instabilen oder aber, bei entsprechender Reglerdimensionie rung, einer sehr trägen Regelung. Auf jeden Fall ist das mit einer derartigen Vorrichtung erzielte Regelergebnis unbefriedigend.

Aus der US-PS 5 067 646 ist eine weitere Ausbreit- und Führungsvorrichtung bekannt, deren Druckelemente vollständig von der Ausbreitwalze abgehoben werden. Stellt ein Kantenfühler einen Verlauf der Warenbahn zu einer Kante hin fest, so werden die Drucke lemente des gegenüberliegenden Kantenbereichs auf die Warenbahn aufgesetzt, wobei zur Schonung der Warenbahn dieses Aufsetzen sehr sanft erfolgt. Diese Zwei-Punkt- Regelung hat jedoch den Nachteil, daß sie erst beim Auftreten eines relativ großen Ver laufs der Warenbahn aktiv wird. Eine stabile und feinfühlige Regelung ist dadurch nicht gewährleistet.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung der ein gangs erwähnten Art zu schaffen, die ein wirksames Ausbreiten auch von empfindlichen Warenbahnen bei einer schnellen, stabilen und feinfühligen Regelung der Position ihrer Kanten erlaubt.

Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den im kennzeichnenden Teil des Pa tentanspruchs 1 angegebenen Verfahrensschritten oder den Merkmalen gemäß Anspruch 5 gelöst.

Bei dem Verfahren gemäß Anspruch 1 beeinflußt der Regler die Lage der Warenbahn durch Abstandsänderung der Andruckelemente von der Aus breitwalze, um sie möglichst nahe einem eingegebenen Sollwert zu regeln. Dieses Verfah ren verhält sich besonders günstig gegenüber der nachteiligen, weitgehend trägen bzw. instabilen Einflußnahme über die Anpreßkraft aufgrund der großen Phasenverschiebung der Regelstrecke. Neben einer Verbesserung des Regelergebnisses wird auch das Auffin den der optimalen Parameter des Reglers vereinfacht, da die Regelstrecke in diesem Fall eine geringere Phasenverschiebung aufweist. Hierdurch reduziert sich die Schwingnei gung des Reglers, so daß ein schlagartiges Anpressen der Andruckelemente wirksam vermieden wird und die Warenbahn keine störenden Druckstellen bekommt.

Besonders vorteilhaft ist der Verfahrensschritt gemäß Anspruch 2, da hierbei die Waren bahn einer nahezu konstanten Ausbreitkraft ausgesetzt wird, was insbesondere bei hoch empfindlichen oder sehr elastischen Warenbahnen von Bedeutung ist.

Alternativ kann es auch zweckmäßig sein, gemäß Anspruch 3 den Abstand der An druckelemente in einem Kantenbereich stärker zu verändern als am anderen Kantenbe reich. Damit wird zwar eine Spannungsänderung der Warenbahn in Querrichtung vorge nommen, im Hinblick auf einen sauberen und ruhigen Lauf der Warenbahn kann diese Verfahrensvariante jedoch vorteilhaft sein.

Alternativ hierzu ist auch der Verfahrensschritt gemäß Anspruch 4 sehr vorteilhaft, bei dem der Abstand der Andruckelemente von der Ausbreitwalze an nur einem Kantenbe reich verändert wird und am anderen Kantenbereich konstant gehalten wird. Dieses Ver fahren ist aufgrund des einfacheren Aufbaus kostengünstiger, wird wegen der stärkeren Seitenkräfte im wesentlichen für feste Warenbahnen zur Anwendung kommen.

Die Vorrichtung nach Anspruch 5 hat sich zur Durchführung des Verfahrens als beson ders günstig herausgestellt. Bei dieser Ausbildung werden anstelle der bisher bekannten Kraftgeber Positioniervorrichtungen für die Andruckelemente eingesetzt. Diese stellen den Abstand der Andruckelemente von der Ausbreitwalze entsprechend dem Ausgangs signal der Regeleinrichtung ein. Durch die Rückführung eines der Position der Andrucke lemente proportionalen Signals besitzt die Regelstrecke eine geringere Phasenverschie bung. Dies erlaubt wiederum die Schleifenverstärkung der Regeleinrichtung insbesondere bei höheren Frequenzen zu vergrößern. Hieraus ergibt sich ein besonders stabiles Regel verhalten mit sehr kurzer Ansprechzeit. Dabei ist es nur erforderlich, die Position der Andruckelemente mittels eines Weggebers zu erfassen, und dieses Signal der Regelein richtung zuzuführen. Die Regeleinrichtung vergleicht die Signale einer Abtastvorrichtung der Warenbahnkante unter Berücksichtigung der Position der Andruckelemente mit ei nem konstant gehaltenen Sollwert und ermittelt auf diese Weise ein Korrektursignal, das verstärkt dem Stellglied der Positioniereinrichtung zugeführt wird. Dieser Aufbau ist ei nerseits sehr einfach aber in bezug auf die Wirkung sehr vorteilhaft, so daß verschiedene Regelmöglichkeiten gegeben sind. Es kann für jeden Warenbahnkantenbereich eine Ab tastvorrichtung mit eigener Regeleinrichtung vorgesehen sein oder aber nur eine Ab tastvorrichtung an einer Kante und eine Regeleinrichtung. Es können auch zwei Ab tastvorrichtungen zum Aufbau einer Warenbahnmittenregelung verknüpft werden, die auf eine gemeinsame Regeleinrichtung einwirken. Vorzugsweise werden die Abtastvorrich tungen der Warenbahnkanten möglichst nahe der Ausbreitwalze nachgeordnet, um die Regelung nicht unnötig träger zu machen.

Besonders günstig ist die Ausführungsform gemäß Anspruch 6, weil durch die mechani sche Kopplung aller Andruckelemente eines Kantenbereichs auf einem Tragelement, das als Welle oder Rahmen ausgebildet sein kann, nur ein bzw. zwei Stellglieder für die Vor richtung erforderlich sind. Haben dabei alle Andruckelemente eines Kantenbereichs den gleichen Abstand von der Abreitwalze, so wirkt normal zur Laufrichtung der Warenbahn überall die gleiche Spannkraft. Dies ist vor allem bei weitmaschigen Warenbahnen vor teilhaft. Nimmt der Abstand der Andruckelemente von der Ausbreitwalze mit zunehmen der Entfernung von der korrespondierenden Kante der Warenbahn zu, so nehmen die Querkräfte der Warenbahn zu den Kanten hin zu. Dies führt zu einer besonders günstigen Ausbreitung einer elastischen Warenbahn. Die Andruckelemente können auch gleichmä ßig über die Ausbreitwalze verteilt sein, um eine optimale Ausbreitwirkung zu erzielen. In diesem Falle reichen die beiden Kantenbereiche bis nahe an die Mittellinie der Warenbahn heran.

Zweckmäßig ist die Ausführungsform nach Anspruch 7, weil durch die synchrone gegen sinnige Verstellung der Andruckelemente an den beiden Kantenbereichen eine konstante Breithaltung der Warenbahn erfolgt. Ein weiterer Vorteil dieser Ausführungsform be gründet sich in der verstärkten Dynamik, mit der Störungen korrigiert werden, da sich hierdurch die resultierende auf die Warenbahn wirkende Führungskraft verdoppelt.

Eine günstige Realisierung synchron gegensinnig verstellbarer Andruckelemente besteht in einer mechanischen Verkopplung der Andruckelemente an den beiden Warenbahnkantenbereichen gemäß Anspruch 8. Hierbei ergibt sich der besondere Vorteil, daß nur ein Stellglied für beide Warenbahnkantenbereiche erforderlich ist. Diese Ausführung läßt sich daher besonders preisgünstig realisieren, ohne auf die zuvor genannten Vorteile zu verzichten.

Eine besonders günstige Ausbildung dieser Vorrichtung ergibt sich aus Anspruch 9. Sind auf jeder Warenbahnseite mehr als ein Andruckelement vorhanden, so werden diese mit einem Tragelement wie z. B. einem Rahmen zusammengefaßt. Die Bewegung des Stellglieds wird mit einem mittig drehbar gelagerten Verbindungsstück in eine gegensinnige Drehbewegung seiner Arme umgewandelt. Das Stellglied kann dabei über eine Schubstange an einem dieser Arme oder an einem dritten Arm des Verbindungsstücks gelenkig angreifen. Alternativ kann auch ein eine Drehbewegung erzeugendes Stellglied direkt oder über ein Getriebe das drehbare Verbindungsstück an seiner Drehachse antreiben. Die Andruckelemente werden von den Armen des Drehteils gegensinnig verschoben oder geschwenkt und gewährleisten dadurch auf jeder Seite der Warenbahn den gewünschten Abstand der Andruckelemente von der Ausbreitwalze und damit eine weiche, kontinuierliche Ausrichtung der laufenden Warenbahn.

Günstig ist die Weiterbildung dieser Vorrichtung gemäß Anspruch 10. Hierbei sind die Andruckelemente drehbar gelagert und besitzen jeweils einen Ausleger. Die zu übertragende Kraft wirkt sich nur auf die gewünschte Verstellung aus. Verklemmende Seitenkräfte sind durch die gelenkig ausgeführten Anlenkstangen ausgeschlossen. Diese Ausführungsform ist besonders günstig, weil mit geringem Aufwand und einfachen Teilen aus der Bewegung eines Stellglieds eine gegensinnige Drehbewegung an den Andruckelementen der beiden Warenbahnkantenbereiche erzeugt wird, so daß der Kostenvorteil durch die Verwendung eines einzigen Stellglieds zum Tragen kommt.

Eine besonders vorteilhafte Realisierung der Andruckelemente als umlaufende Endlosbänder oder Schnüre ergibt sich aus Anspruch 11. Stehen diese schräg zur Laufrichtung der Warenbahn und sind sie zu den Kanten hin gerichtet, so erzeugen diese Bänder selbst zu den Kanten hin gerichtete Kraftkomponenten, die einen Ausbreiteffekt bewirken. Vor allem erreicht man mit ihnen je nach Abstand von der Ausbreitwalze eine unterschiedliche flächenhafte Erfassung, wodurch die Korrekturwirkung noch erhöht wird.

Alternativ ist es auch möglich, gemäß Anspruch 12 die Andruckelemente an einem Kantenbereich kontinuierlich zu verstellen, während die Position am anderen Kantenbereich unverändert bleibt. Hierbei treten jedoch unterschiedliche auf die Warenbahn wirkende Ausbreitkräfte auf. Die Realisierung ist in diesem Fall besonders einfach.

Eine besonders schonende Behandlung der Warenbahn ist bei der Ausführungsform gemäß Anspruch 13 gegeben. Durch die stufenlose Verstellung der Andruckelemente werden bei geeigneter Reglerdimensionierung störende Druckmarkierungen der Warenbahn beim Aufsetzen der Andruckelemente vermieden.

Alternativ hierzu ist es aber auch zweckmäßig, gemäß Anspruch 14 die Positioniervorrichtung der Andruckelemente in mehreren vorbestimmten Stufen zu verstellen, besonders wenn die Schrittweite zwischen benachbarten Stufen hinreichend klein ist. Diese Ausführungsform vereinfacht insbesondere die Anwendung digitaler Mittel zur Realisierung der Regelung.

Die Ausführungsform des Reglers nach Anspruch 15 ist besonders vorteilhaft. Hierbei wird das Signal des Warenbahnkantenfühlers in der Regelschleife mit dem Signal des Weggebers, der die Position der Andruckelemente mißt, rückkoppelnd verknüpft. Das hieraus entstehende Signal, ein korrigierter Ist-Wert, wird mit dem konstanten Sollwert verglichen und dem Regler als Eingangssignal zugeführt. Das Ausgangssignal des Reglers wird verstärkt und wirkt auf ein oder mehrere Stellglieder ein, die die Position der Andruckelemente bestimmen. Da in dieser Ausführungsform nur eine Regelschleife pro Regelkreis vorhanden ist, ergibt sich ein kostengünstiger und einfach in Betrieb zu setzender Aufbau des Gesamtsystems.

Alternativ hierzu kann die Positionsregelung gemäß Anspruch 16 als eigenständiger Regler ausgeführt werden, der die Position der Andruckelemente mittels eines Weggebers als Ist-Wert mit dem Sollwert vergleicht und hieraus ein Korrektursignal des Stellgliedes erzeugt. Das Ausgangssignal der die Position der Warenbahn regelnden Regeleinrichtung wird hierbei direkt an den Sollwerteingang des Positionsreglers geführt. Der besondere Vorteil dieser Ausführungsform besteht in der Möglichkeit, das zeitliche Verhalten der Regeleinrichtung zur Führung der Warenbahn unabhängig von der Positionsregeleinrichtung einstellen zu können. Da im allgemeinen die Regelung die Lage der Warenbahn träger ist als die Positionsregelung der Andruckelemente, können bei optimaler Einstellung der Regelparameter Störungen, die nur die Position der Andruckelemente betreffen, wie z. B. eine lokale Verdickung der Warenbahn, sehr viel schneller ausgeregelt werden als dies bei einem kombinierten Regler nach Anspruch 15 erfolgt.

Anhand der Zeichnungen werden beispielhaft bevorzugte Ausführungsformen der Vorrichtung und das erfindungsgemäße Verfahren beschrieben.

Es zeigt:

Fig. 1 eine Draufsicht einer Warenbahn-Ausbreit- und Füh rungsvorrichtung,

Fig. 2 diese Vorrichtung in Seitenansicht,

Fig. 3 einen vergrößerten Ausschnitt aus Fig. 1 mit der mechanischen Kopplung der Andruckelemente,

Fig. 4 eine einschleifige Regelschaltung für die Ausbreit- und Führungsvorrichtung und,

Fig. 5 eine zweischleifige Regelschaltung für die Ausbreit- und Führungseinrichtung.

Wie aus Fig. 1 ersichtlich besteht eine Vorrichtung V zum Füllen und Breithalten einer in Richtung des Pfeiles L laufenden Warenbahn W im wesentlichen aus einer Walze 1, die als von der Mitte aus mit gegenläufigen Gewindegängen 40 belegte Ausbreitwalze ausgebildet ist, und auf die Andruckelemente 2, 3 in der Form von umlaufenden Endlosbändern B drücken. Alternativ können auch Bürsten, umlaufende Endlosschnüre, elastische Rollen und Walzen Verwendung finden. Es ist günstig, diese Andruckelemente 2, 3 gegenüber der Walze 1 schräg anzuordnen, so daß aufgrund der Reibungskraft, die zwischen den Andruckelementen 2, 3 und der Walze 1 wirkt, eine zur Warenbahnkante K₁ K₂ hin gerichtete Kraftkomponente erzeugt und bereits hierdurch ein Breithalteeffekt der Warenbahn W erreicht wird. Die Andruckelemente 2, 3 zur Ausbreitwalze 1 sind auf die jeweiligen Kantenbereiche K₁′, K₂′ der Warenbahn W aufgeteilt und werden dabei in bezug auf jeden Kantenbereich K₁′, K₂′ von jeweils einem als Welle ausgeführten Tragelement 10, 11 als Tragelement auf einer Achse 19 drehbar gehalten. Ein Stellglied 4 wirkt über eine Schubstange 7 auf eine Koppelvorrichtung 5, die die beiden Wellen 10, 11 drehbar verbindet. Auf die Koppelvorrichtung 5 wird später noch genauer eingegangen. Es hat sich als vorteilhaft gezeigt, die Ausbreitwalze 1 von einem Motor M in oder entgegen der Warenbahnlaufrichtung antreiben zu lassen. Der Motor M ist ggf. über ein Getriebe an der Stirnseite der Ausbreitwalze 1 angeflanscht. Der Zeichnung ist zu entnehmen, daß der Ausbreitwalze 1 eine Umlenk- oder Fixierwalze U nachgeordnet ist. Die Andruckelemente 2, 3 sind zur Ausbreitwalze 1 auf jeder Seite so weit verteilt, daß verschieden breite Warenbahnen W₁, W₂ mit der Vorrichtung V sicher geführt werden können.

Fig. 2 zeigt die Seitenansicht der Vorrichtung V, bei der die gleichen Teile wie in Fig. 1 mit der gleichen Bezugszahl belegt sind. Die Warenbahn W umschlingt die Ausbreitwalze 1 in einem Winkel von 90° und verläßt nach Durchlaufen der nachgeordneten Umlenk- oder Fixierwalze U die Vorrichtung V in drei wahlweise vorgeschlagenen Richtungen. Die Andruckelemente 2, 3 mit dem Endlosband B drücken gegen die Warenbahn W im Bereich der Umlenkung um die Ausbreitwalze 1. Die Andruckelemente 2, 3 sind an der Welle 10, 11 befestigt und werden schwenkbar auf der Achse 19 gehalten.

Wie aus Fig. 3 ersichtlich, wird die Koppelvorrichtung 5 von einem auf einem Zapfen 18 drehbar gelagerten Drehteil 6 gebildet, das wiederum über eine Schubstange 7 mit dem hier nicht dargestellten Stellglied 4 verbunden ist. Das Drehteil 6 setzt dabei die durch das Stellglied 4 hervorgerufene Schubbewegung in eine gegensinnige synchrone Drehbewegung der beiden mit ihm über Gelenke 12, 13 verbundene Anlenkstangen 8, 9 um. Diese Anlenkstangen 8, 9 versetzen die Wellen 10, 11 über daran befestigte Ausleger 16, 17 und Gelenke 14, 15 in eine gegensinnige Drehbewegung, die direkt auf die Andruckelemente 2, 3 übertragen wird. Eine Annäherung der Andruckelemente 2 an die Ausbreitwalze 1 im linken Warenbahnkantenbereich K₁′ ruft eine gleich große Entfernung der Andruckelemente 3 von der Ausbreitwalze 1 im rechten Warenbahnkantenbereich K₂′ hervor.

Damit die Warenbahnkanten K₁, K₂ möglichst nahe ihrer Sollposition verbleiben, ist es erforderlich, daß eine Regeleinrichtung R die Kantenposition K₁, K₂ der Warenbahn W erfaßt und auf das Stellglied 4 einwirkt, so daß die Abweichung der Warenbahnkantenposition K₁, K₂ von der Soll-Lage möglichst schnell ausgeregelt und die Warenbahn W anschließend stabil in der Soll-Lage gehalten wird. Dies wird erfindungsgemäß durch die in den Fig. 4 und 5 dargestellten Regeleinrichtungen R, R′ erreicht.

Fig. 4 zeigt schematisch eine bevorzugte Positioniereinrichtung P, die über eine Variation des Abstandes a der Andruckelemente 2, 3 von der Ausbreitwalze 1 die Regelstrecke beeinflußt. An beiden Warenbahnkanten K₁, K₂ befindet sich eine Abtastvorrichtung 20, 21, die die Positionen der Warenbahnkanten K₁, K₂ erfassen und vorzugsweise als Breitband-Proportional-Fühler ausgeführt sind. Deren Signale werden dem Mittelwertdetektor 22 zugeführt, der hieraus den Ist-Wert der Position der Mittellinie der Warenbahn W bestimmt und über seinen Ausgang (Signalweg 30) dem Ist- Werteingang einer Regeleinrichtung R zuführt. Alternativ hierzu ist es auch vorstellbar, nur eine Warenbahnkante K₁ abzutasten, dieses Signal ggf. verstärkt über den Signalweg 30 der Regeleinrichtung R zuzuführen. Ebenso ist es vorstellbar, daß für jede Warenbahnkante K₁, K₂ ein unabhängiges Positioniersystem, bestehend aus einer Abtastvorrichtung 20, 21 und einer Regeleinrichtung R mit einem Stellglied 4, vorgesehen sind, was vor allem bei weitmaschigen Warenbahnen W von Vorteil ist.

Ein Weggeber 23 erfaßt die Position der Andruckelemente 2, 3 und führt sie, ggf. verstärkt über einen Signalweg 31 rückkoppelnd der Regeleinrichtung R zu. Die Regeleinrichtung R besteht im wesentlichen aus zwei Summierern 24, 25 sowie einem Regler 26, beispielsweise mit P-, PI- oder PID-Verhalten und nachfolgendem Leistungsverstärker 27, der die zum Betätigen des Stellgliedes 4 erforderliche Leistung liefert. Der Summierer 24 verknüpft zunächst die vom Mittelwertdetektor 22 über den Signalweg 30 gelieferten Ist-Wert der Warenbahnkantenposition mit der Position der Andruckelemente, die über den Signalweg 31 zugeführt werden. Der sich hieraus ergebende korrigierte Ist-Wert wird über den Signalweg 32 im Summierer 25 mit dem konstanten Soll-Wert S verglichen und über den Signalweg 33 dem Regler 26 als Regelabweichung zugeführt. Dieser Regler 26 liefert an seinem Ausgang ein Korrektursignal, welches über den Signalweg 34 dem Leistungsverstärker 27 zugeführt und soweit verstärkt wird, daß das Stellglied 4 über den Signalweg 35 angesteuert werden kann.

Das Stellglied 4 wandelt dabei die Ausgangsspannung oder den Ausgangsstrom des Leistungsverstärkers 27 in die Bewegung einer mechanischen Komponente um. Vorzugsweise werden hierzu Elektromotoren, Linearmotoren, Schrittmotoren, Magnete, Piezoantriebe oder hydraulische bzw. pneumatische Komponenten zusammen mit elektrisch betätigbaren Ventilen eingesetzt. Das Stellglied 4 wirkt über die Schubstange 7 so auf die Koppelvorrichtung 5 ein, daß die Andruckelemente 2, 3 gegensinnig bewegt werden. Der besondere Vorteil dieser Regeleinrichtung R begründet sich darin, daß nur eine Regelschleife vorhanden ist und daher ein einfacher Abgleich der Reglerparameter erfolgen kann.

Fig. 5 zeigt die mögliche Realisierung der Positioniervorrichtung P′ als Zweischleifenregler, bestehend aus den Regeleinrichtungen R, R′. Auch hierbei werden die Warenbahnkanten K₁, K₂ durch die Abtastvorrichtungen 20, 21 erfaßt und dem Mittelwertdetektor 22 zugeführt. Über den Signalweg 30 wird der so ermittelte Ist-Wert der Warenbahnposition K₁, K₂ der äußeren Regelschleife bestehend aus dem Summierer 24, dem Regler 26, der Regeleinrichtung R′ und dem Stellglied 4 zugeführt. Der Summierer 24 vergleicht den über den Signalweg 30 eingehenden Ist-Wert mit dem festen Sollwert S und gibt diese Regelabweichung über den Signalweg 36 an den Regler 26 mit beispielsweise P-, PI- oder PID-Verhalten weiter. Der Regler 26 ermittelt einen Korrekturwert für den erforderlichen Abstand a der Andruckelemente 2, 3 von der Ausbreitwalze 1 an seinem Ausgang dem Signalweg 37. Die innere Regelschleife besteht aus dem Weggeber 23, der die Position der Andruckelemente 2, 3 mißt, dem Summierer 25, dem Regler 28, dem Leistungsverstärker 27 und dem Stellglied 4, welches mechanisch über die Schubstange 7 und das Drehteil 6 mit den Andruckelementen 2 und 3 verbunden ist. Der Summierer 25 vergleicht den über den Signalweg 31 eingehenden vom Weggeber 23 gemessenen Abstand a der Andruckelemente 2, 3 mit dem über den Signalweg 37 ankommenden Sollwert, dem Korrektursignal der Regeleinrichtung R.

Dieser Vergleichswert, die Regelabweichung, wird über den Signalweg 38 an den Regler 28 mit beispielsweise P-, PI- oder PID-Verhalten weitergegeben. Das vom Regler 28 ermittelte Korrektursignal wird über den Signalweg 34 im Leistungsverstärker 27 soweit verstärkt, daß über den Signalweg 35 das Stellglied 4 angesteuert werden kann.

Diese zweischleifige Regelung ist zwar technisch aufwendiger, insbesondere müssen hierbei die Parameter der Regler 26 und 28 eingestellt werden, hieraus ergibt sich jedoch der Vorteil einer schnelleren Regelung. Im allgemeinen besitzt die Regelstrecke bestehend aus dem Weggeber 23 und dem Stellglied 4 eine geringere Trägheit als die Regelstrecke, bestehend aus den Abtastvorrichtungen 20, 21 und dem Stellglied 4. Treten äußere Störungen auf, die die Warenbahnkantenpositionen nicht betreffen, wie z. B. eine lokale Verdickung der Warenbahn W, so wird diese Regelabweichung durch den inneren die Positioniervorrichtung P bildenden Regelkreis sehr viel rascher ausgeregelt, als dies durch den äußeren die Regeleinrichtungen R, R′ enthaltenden Regelkreis möglich wäre. Daher besitzt die Ausführungsform der Regeleinrichtung R, R′ nach Fig. 5 ein besonders günstiges Regelverhalten.

Bezugszeichenliste

1 Ausbreitwalze
2, 3 Andruckelemente
4 Stellglied
5 Koppelvorrichtung der Andruckelemente 2, 3
6 Drehteil
7 Schubstange
8, 9 Anlenkstangen
10, 11 Trageelemente
12-15 Gelenke
16, 17 Ausleger
18 Zapfen
19 Achse
20, 21 Abtastvorrichtungen der Warenbahnkanten
22 Mittelwertdetektor
23 Weggeber
24, 25 Summierer
26 Regler
27 Leistungsverstärker
28 Regler
30-38 Signalwege
40 gegenläufige Gewindegänge
V Ausbreitvorrichtung
W, W₁, W₂ Warenbahn
B umlaufende Bänder
L Laufrichtung der Warenbahn
K₁, K₂ Kanten der Warenbahn
K₁′, K₂′ Kantenbereiche der Warenbahn
R, R′ Regeleinrichtung
S Sollwert der Warenbahnkantenposition
P Positioniereinrichtung

Claims

1. Verfahren zum Führen und Breithalten einer Warenbahn mit einer Ausbreitwalze und auf diese wirkende Andruckelemente, die die Warenbahn gegen die Ausbreitwalze drücken und dabei zu den Warenbahnkanten hin gerichtete Kräfte erzeugen, durch Regelung der Kantenposition, dadurch gekennzeichnet, daß die Position der Andruckelemente er faßt und die Regelung den Abstand dem Andruckelemente von der Ausbreitwalze so ver ändert, daß die Kantenposition der Warenbahn möglichst nahe einem eingestellten Soll wert gehalten wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Summe der Abstände der Andruckelemente von der Ausbreitwalze an beiden Kantenbereichen konstant bleibt.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß der Abstand des oder der Andruckelemente von der Ausbreitwalze an einem Kantenbereich der Warenbahn stärker verändert wird als der Abstand der Andruckelemente von der Ausbreitwalze am anderen Kantenbereich.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand des oder der Andruckelemente von der Ausbreitwalze an einem Kantenbereich auf einem festen Wert gehalten wird und der Abstand der Andruckelemente von der Ausbreitwalze am anderen Kantenbereich verändert wird.

5. Vorrichtung zum Führen und Breithalten einer Warenbahn (W), bestehend aus einer Ausbreitwalze (1) und auf diese wirkende an beiden Kantenbereichen (K₁′, K₂′) der Warenbahn (W) vorhande ne zu den korrespondierenden Kanten (K₁, K₂) hin gerichtete Kräfte erzeugende Andruck elemente (2, 3), mit mindestens einer der Kantenposition der Warenbahn (W) proportio nale Korrektursignale erzeugenden Abtastvorrichtung (20, 21) und mit mindestens einer von diesen Korrektursignalen beeinflußten Regeleinrichtung (R), dadurch gekennzeich net, daß die an beiden Kantenbereichen (K₁, K₂) vorgesehenen Andruckelemente (2, 3) mechanisch mit mindestens einer Positioniervorrichtung (P, P′) verbunden sind, welche einen die Position der Andruckelemente (2, 3) erfassenden Weggeber (23) und eine da von und von den Korrektursignalen der Abtastvorrichtung (20, 21) beeinflußte Regelein richtung (R, R′) aufweist, wobei die Regeleinrichtung (R, R′) mit einem Stellglied (4) der Positioniervorrichtung (P, P′) in Wirkverbindung steht.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet daß an beiden Kantenbereichen (K₁′, K₂′) jeweils mehrere Andruckelemente (2, 3) vorhanden sind, die über Tragelemente (10, 11) so verbunden sind, daß alle Andruckelemente (2, 3) eines Kantenbereichs (K₁′, K₂′) den gleichen oder mit zunehmender Entfernung von der korrespondierenden Kante (K₁, K₂) zunehmenden Abstand (a) von der Ausbreitwalze (1) haben.

7. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß an beiden Kanten bereichen (K₁′, K₂′) je eine Positioniervorrichtung (P, P′) vorgesehen ist, die derart mit einander verknüpft sind, daß die Andruckelemente (2, 3) synchron gegensinnig verstellbar sind.

8. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet daß die Andruckele mente (2, 3) beider Kantenbereiche (K₁′, K₂′) in synchroner gegensinniger Wirkweise mit dem Stellglied (4) einer einzigen Positioniervorrichtung (P, P′) mechanisch verbunden sind.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet daß die Andruckelemente (2, 3) beider Kantenbereiche (K₁′, K₂′) mit einer Koppelverbindung (5) verbunden sind, die ein mittig gelagertes Drehteil (6) aufweist und mit dem Stellglied (4) in Wirkverbindung steht.

10. Vorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet daß das Drehteil (6) an seinen freien Enden über gelenkig gelagerte Anlenkstangen (8, 9) mit auf einer Achse (19) drehbar gelagerten Andruckelementen (2, 3) in Wirkverbindung steht.

11. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 5 bis 10, dadurch gekennzeichnet daß die Andruckelemente (2, 3) als umlaufende Endlosbänder (B) ausgebildet sind, die schräg zur Laufrichtung (L) der Warenbahn (W) laufen.

12. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet daß nur an einem Kantenbereich (K₁′, K₂′) die Positioniervorrichtung (P, P′) verstellbar ist.

13. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 5, 7, 8 und 12, dadurch gekennzeichnet daß die Positioniervorrichtung (P, P′) wenigstens in einem Intervall stufenlos verstellbar ist.

14. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 5, 7, 8 und 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Positioniervorrichtung (P, P′) wenigstens in einem Intervall in mehreren vorbestimmten Stufen verstellbar ist.

15. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 5 bis 14, dadurch gekennzeichnet daß ein einen korrigierten Ist-Wert berechnender Summierer (24) über Signalwege (30, 31) in Wirkverbindung mit mindestens einer der Kantenposition proportionale Korrektursignale erzeugenden Abtastvorrichtung (20, 21) sowie mindestens einen die Position der Andruckelemente (2, 3) erfassenden Weggeber (23) steht, dessen Ausgangssignal über einen Signalweg (32) in Wirkverbindung mit einem, den Sollwert (S) vergleichenden Summierer (25) steht, dessen Ausgangssignal über einen Signalweg (33) in Wirkverbindung mit einem über einen Leistungsverstärker (27) das Stellglied (4) beeinflussenden Reglers (26) steht.

16. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 5 bis 14, dadurch gekennzeichnet daß mindestens eine Positioniervorrichtung (P, P′) als eigenständige Regeleinrichtung (R′), bestehend aus einem Weggeber (23), einem Summierer (25) und einem Regler (28) mit mindestens einem über einen Leistungsverstärker (27) angesteuerten Stellglied (4), realisiert ist, und daß die Regeleinrichtung (R′) über den Signalweg (37) in Wirkverbindung mit der von den Korrektursignalen der Abtastvorrichtung (20, 21) beeinflußten Regeleinrichtung (R) steht.