DE4441980A1

DE4441980A1 - Walzengleichlaufkontrollvorrichtung

Info

Publication number: DE4441980A1
Application number: DE19944441980
Authority: DE
Inventors: Hans Dipl Ing Hofmann; Klaus-Peter Dipl Phys Dr Crone; Wilhelm Dipl Phys Dr Krebs; Rainer Dohmen
Original assignee: Agfa Gevaert AG
Current assignee: Agfa Gevaert AG
Priority date: 1994-11-25
Filing date: 1994-11-25
Publication date: 1996-05-30

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Kontrolle einer Vielzahl von Walzen, über die z. B. ein bahnförmiges Material geführt wird, auf Gleichlauf. Gleichlauf bedeutet Vermeidung der Abweichung von einem Drehzahlsollwert. Die Vorrichtung ist in der Lage, aus der Umdrehung der Walzen Energie zu gewinnen und mit Hilfe dieser Energie Informationen über die Drehzahl der Walzen zu generieren, aufzuarbeiten und drahtlos über eine entsprechende Sender/Empfänger einheit A) an eine weitere Empfänger/Sendereinheit B) weiterzugeben sowie von diesen Informationen zur Veränderung der Drehzahl zu erhalten. Die Vorrichtung ist von der Versorgung mit Fremdenergie unabhängig.

Bahnförmige Materialien wie fotografische Filme, Papier oder Folien werden bei ihrer Herstellung oder Verwendung über eine Vielzahl von Walzen geleitet, deren Gleichlauf entscheidend für die Qualität des bahnförmigen Materials ist. Kommt es zum Beispiel an einer oder mehreren der Walzen zu einem Lagerschaden und somit zu einem Schlupf der Walzen, d. h. zu einer ungewollten Abweichung von der vorgegebenen Drehzahl, so können, insbesondere wenn es sich um besonders empfindliche Materialien wie fotografische Filme handelt, Beschädigungen an dem bahnförmigen Material auftreten, beispielsweise Kratzer.

Da bahnförmige Materialien oft mit hoher Geschwindigkeit über diese Walzen geführt werden, ist bereits ein erheblicher Anteil des bahnförmigen Materials geschädigt, bevor der Fehler bemerkt wird. Zu diesem Materialverlust kommt noch die Stillstandszeit der Maschine, die erforderlich ist, bis die Walze mit dem Lagerschaden aus der Vielzahl der Walzen ausfindig gemacht und ausgewechselt ist.

Es stellt sich daher die Aufgabe, möglichst früh den Schlupf einer Walze fest zustellen und diese Walze auch zu identifizieren. Eine befriedigende Lösung für dieses Problem existiert bisher nicht. Es ist zwar bekannt, Stroboskope zur Prüfung von Umdrehungszahlen (z. B. an Maschinenwellen) ("Wie funktioniert das?" Meyers erklärte Technik, Band 1, Seiten 162-163, Bibliographisches Institut Mannheim/Zürich 1963) oder als sogenannte Registerbeobachtungsgeräte, das sind Beobachtungsgeräte an Mehrfarbenrotationsdruckmaschinen, die es gestatten, an der laufenden Papierbahn die gedruckten Bilder in stillstehende Bilder umzuwan deln, einzusetzen (Ernst Born, Lexikon für die graphische Industrie, Seite 541, Polygraph Verlag GmbH, Frankfurt am Main, 1958), dies reicht aber allein nicht aus, unter einer Vielzahl von rotierenden Walzen solche schnell und sicher, auch in der Dunkelheit, herauszufinden, die einen Schlupf aufweisen. Die Möglichkeit, jede Walze mit einem Drehzahlsensor auszurüsten, der über ein Kabel mit einem Gerät verknüpft ist, das die Signale der Sensoren auswertet, scheitert nicht nur an den hohen Kosten, sondern auch daran, daß die Anlage mit einer Vielzahl elektrischer Kabel ausgerüstet werden müßte, wofür häufig der erforderliche Platz nicht vorhanden ist und was wiederum leicht Anlaß zu Schädigungen gibt. Ist bei spielsweise eine Kabelverbindung zu einer Walze durch Reparatur oder Montage arbeiten beschädigt worden, so kann diese Walze nicht mehr ordnungsgemaß über wacht werden; ein an dieser Walze auftretender Fehler bliebe daher unbemerkt.

Aufgabe der Erfindung war daher die Schaffung einer Vorrichtung zur Durch führung des eingangs genannten Verfahrens, wobei dieses Verfahren wirtschaftlich und sicher sein sollte.

Es wurde nun gefunden, daß man diese Aufgabe dadurch lösen kann, daß man an jeder Walze eine Generatorvorrichtung aus wenigstens einem Magneten und wenigstens einer Spule derart anbringt, daß sich entweder der wenigsten eine Magnet mit der Walze dreht und die wenigstens eine Spule nicht-drehbar ange ordnet ist oder umgekehrt, wobei in der wenigstens einen Spule nach dem Induktionsprinzip eine Spannung erzeugt wird, und die Spule in elektrischem Kon takt mit einer Vorrichtung steht, die eine elektronische Auswerteeinheit, eine Sender-/Empfängereinheit A und gegebenenfalls einen Akkumulator enthält.

Vorzugsweise ist der wenigstens eine Magnet an der Walze angebracht und dreht sich mit ihr mit, während die wenigstens eine Spule nicht-drehbar angebracht ist. Die Anbringung des Magneten kann z. B. am Umfang der Walze oder an der Stirn seite erfolgen. Sofern die Anbringung am Umfang erfolgt, wird man dies zweck mäßigerweise außerhalb des Bereiches vornehmen, in dem das Material über die Walze läuft.

Die Frequenz der induzierten Spannung wird gegebenenfalls nach Umformung der Sinuskurve in z. B. eine Rechteckkurve von der Auswerteeinheit gemessen, mit einem Sollwert verglichen, in eine Information verwandelt, die über den Sender von A abgegeben werden kann. Diese Information beinhaltet (a) eine Kennzeich nung der jeweiligen Walze und (b) eine Information über deren Laufverhalten, vorzugsweise nur eine Information über das Laufverhalten, wenn dies vom Soll wert abweicht.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung umfaßt ferner einen weiteren Empfänger B, der in einer größeren Entfernung vorgesehen ist und die vom Sender A der Auswerte einheit abgegebenen Informationen aufnimmt, sowie einen weiteren Sender B, mit dem Informationen an die Auswerteeinheit geliefert werden, die dort vom Empfän ger A aufgenommen werden.

Die Energie für die Auswerteeinheit und die mit der Auswerteeinheit direkt ver knüpften Sender und Empfänger A wird von der Strom erzeugenden Spule gelie fert. Überschüssige Energie wird gegebenenfalls an den Akkumulator abgegeben, der als Notstromaggregat fungiert, so daß auch bei Stillstand der Walze die erfor derliche Energie zur Informationsweitergabe an die Auswerteeinheit zur Verfügung steht.

Alle Komponenten der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind übliche elektrotech nische und elektronische Bausteine.

Der Abstand zwischen der die elektronische Auswerteeinheit enthaltenden Vorrich tung und der externen Empfänger- und Sendereinheit B kann beliebig groß ge wählt werden, vorausgesetzt, die von der Auswerteeinheit abgegebenen Informatio nen werden noch einwandfrei empfangen.

Die externe Empfänger- und Sendereinheit B wird insbesondere so angeordnet, daß die Informationen einer größeren Anzahl von Walzen von ihr empfangen wer den können und daß von ihr an eine größere Anzahl von Walzen Informationen abgegeben werden können. Dies ist möglich, weil jede gesendete Information eine Identifikation der einzelnen Walze beinhaltet.

Die Übertragung der Informationen kann z. B. akustisch oder elektromagnetisch, z. B. mittels Infrarot, erfolgen.

Fig. 1 bis 3 zeigen erfindungsgemäße Anordnungen.

Fig. 1 zeigt das Ende einer Walze (1), die auf dem Lagerbock (2) gelagert ist und an ihrer Stirnseite einen Magneten (3) enthält. In geringem Abstand vom Magneten (3) befindet sich die Spule (4), in der bei laufender Walze eine elektrische Spannung erzeugt wird. Mit der Spule elektrisch verknüpft sind ein Akkumulator, eine elektronische Auswerteeinheit (5), die die sinusförmige Spannungskurve in bekannter Weise umformt, zahlt, mit einem Sollwert vergleicht und unter Angabe der spezifischen Walze gegebenenfalls über die angeschlossene Infrarotsendediode A (6) eine Information drahtlos abgibt, die von der externen Empfänger/Sendereinheit B (7) aufgenommen wird. Der Pfeil (8) gibt an, daß die externe Empfänger/Sendereinheit B in einem größeren Abstand von der Walze angeordnet und nicht mit der Spule (4) und der elektronischen Auswerteeinheit (5) verdrahtet ist.

Die elektronische Auswerteeinheit verarbeitet die in der Spule erzeugte Wechsel spannung z. B. mit den Schritten Gleichrichten, Impulsformen, Impulszählen, Ver gleichen mit einem vorgegebenen Wert und Speichern. Über z. B. einen Infrarotsender können die Werte an die externe Empfänger-/Sendereinheit B abgegeben werden. Die Energie dazu wird ebenfalls aus der Wechselspannung der Spule entnommen.

Bei dem Magneten handelt es sich z. B. um einen einfachen Süd-Nord-Ferromagne ten, der zusammen mit der Spule folgende Charakteristiken aufweist:
Flußdichte B = 0,6 T
Spulenlänge 1 = 10 mm
Spulendurchmesser di = 8 mm, da = 30 mm
Windungszahl N = 2000
Frequenz 8,33 Hz.

Es resultiert eine Wechselspannung von 20 V.

Die von der elektronischen Auswerteeinheit benötigte Versorgungsspannung be trägt 5 V; sie ist somit ausreichend gesichert.

Während des normalen Betriebes kann der Akkumulator ständig geladen werden, was bei einer Miniinalfrequenz von 6 Hz eine Leistungsaufnahme von 58 mW be deutet. Damit kann bei Stillstand ein 30stündiger Betrieb ohne Nachladen auf rechterhalten werden.

Die Informationsübertragung von A nach B kann z. B. von B aus betrachtet passiv oder aktiv durchgeführt werden.

Aktive Informationsübertragung bedeutet, daß die Zentralstation B die Neben stationen Al bis A-n nacheinander mit einem empfängerspezifischen Impuls PStl bis PStn anspricht. Die Nebenstationen A, die jede ihre eigene Adresse haben, quittieren mit einem alle Informationen enthaltenden Signal St-l bis St-n in einer festen für alle Stationen A von der Zentralstation B bestimmten Zeit. Meldet sich eine Nebenstation A nicht, wird eine identifizierte Fehlermeldung generiert, die den Gesamtablauf jedoch nicht unterbrechen muß.

Claims

1. Vorrichtung zur Kontrolle einer Vielzahl von Walzen, über die ein Material geführt wird, auf Gleichlauf dadurch gekennzeichnet, daß an jeder Walze eine Generatorvorrichtung aus wenigstens einem Magneten und wenigstens einer Spule derart angebracht ist, daß sich entweder der wenigstens eine Magnet mit der Walze dreht und die wenigstens eine Spule nicht-drehbar angeordnet ist oder umgekehrt, wobei in der wenigstens einen Spule nach dem Induktionsprinzip eine elektrische Spannung erzeugt wird, und die Spule elektrisch mit einer Vorrichtung verknüpft ist, die eine elektronische Auswerteeinheit, eine Sender/Empfängereinheit A und gegebenenfalls einen Akkumulator umfaßt, wobei die Sender/Empfängereinheit A Informationen über die Identität der einzelnen Walze und ihren Gleichlauf abgeben, In formationen über Soll-Laufeigenschaften empfangen und die notwendige Energie für alle Funktionen zuleitungsfrei aus der Umdrehung der Walze entnehmen kann, und daß in einigem Abstand von der Walze ohne elek trische Verknüpfung mit der Vorrichtung A eine weitere Emp fänger/Sendereinheit B vorgesehen ist, die die Informationen der Sender/Empfängereinheit A aufnehmen und Informationen an diese ab geben kann.

2. Vorrichtung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der wenig stens eine Magnet an der Walze angebracht ist.

3. Vorrichtung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Frequenz der induzierten Spannung von der Auswerteeinheit gemessen, mit einem Sollwert verglichen und in eine Information verwandelt wird, die über den Sender A abgegeben wird, wobei die Information eine Kennzeich nung der jeweiligen Walze und eine Information über das Laufverhalten dieser Walze beinhaltet, sofern dieses vom Sollwert abweicht.