EP1020391B1 - Verfahren und Vorrichtung zum Zuführen einer von einer Wickelrolle abgezogenen Materialbahn zu einer Verarbeitungsmaschine - Google Patents
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- EP1020391B1 EP1020391B1 EP99124513A EP99124513A EP1020391B1 EP 1020391 B1 EP1020391 B1 EP 1020391B1 EP 99124513 A EP99124513 A EP 99124513A EP 99124513 A EP99124513 A EP 99124513A EP 1020391 B1 EP1020391 B1 EP 1020391B1
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
- B65H—HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL, e.g. SHEETS, WEBS, CABLES
- B65H23/00—Registering, tensioning, smoothing or guiding webs
- B65H23/04—Registering, tensioning, smoothing or guiding webs longitudinally
- B65H23/048—Registering, tensioning, smoothing or guiding webs longitudinally by positively actuated movable bars or rollers
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
- B65H—HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL, e.g. SHEETS, WEBS, CABLES
- B65H2511/00—Dimensions; Position; Numbers; Identification; Occurrences
- B65H2511/10—Size; Dimensions
- B65H2511/16—Irregularities, e.g. protuberances
- B65H2511/166—Irregularities, e.g. protuberances relative to diameter, eccentricity or circularity
Definitions
- the invention relates to a method and an apparatus for feeding one of Winding roll withdrawn material web to a processing machine according to the The preamble of claim 1 or claim 2.
- the invention is therefore based on the object, a method and an apparatus of generic type to create, with the (the) also large changes in length high frequencies can be compensated.
- a path deflecting compensation device is used, not freely movable, but by means of a controlled or regulated actuator is positionably mounted with a component in the feed direction of the web.
- a Measuring device determines the variations in the diameter of the winding roll, and in Depending on the measured values, the actuator is controlled by a control device so controlled or regulated that the compensation device respectively in the required position is moved.
- the device according to the invention comprises an unwinding device into which a Winding roll 1 is hung to unwind the web 2.
- a measuring device 3 measured during unwinding non-contact continuously the diameter of the winding roll 1, and a control device determines the variations in diameter from the measured values, which are caused by discontinuities in the winding roll 1.
- the fluctuations in the Diameter of the winding roll 1 lead to changes in length in the running web 2, compensated by the subsequently arranged compensation device 4 become.
- the arranged behind the unwinding compensation device 4 consists a web 2 deflecting roller 5, whose position with a component in Incoming direction of the material web 2 is changeable.
- a change in the position of Roller 4 leads to a change in length of the railway line, with a change in length the track 2 can be compensated.
- the roller 5 than in the Position variable deflection mounted at the free end of a lever 6, the extending downwards in the direction of the winding roll 1 is suspended pivotally.
- the lever 6 is engaged by an actuator 7, which is controlled by a control device or regulated the position of the roller 5 sets.
- the position of the actuator 7 is preferred regulated.
- the actuator is, for example, a hydraulic piston-cylinder unit or a position-controlled linear motor used.
- suspended roller 5 can also be a linearly displaceable roller or another deflecting element which can be moved linearly or along a curved path be used to change the length of the railway line.
- the load cell 9 detects the height of the tension in the orbit 2.
- the measurement signal is used to control the speed of the winding roll. 1 and thus used for the regulation of the tension in the web 2.
- the roller 5 is preset to a central position.
- the Measuring device 3 continuously contactless the radius of the winding roll 1 at the railway drain point. From the measurement signals of the measuring device 3 determines the controller the fluctuations in the winding roll diameter and controls the actuator 7, the if necessary, the position of the roller 5 is changed so that the fluctuations in the Track length be compensated.
- the compensation system (measuring device 3, Control device, actuator 7, roller 5) is designed so dynamically that fluctuations with a frequency up to 8 Hz can be compensated.
- FIG. 2 shows an extended embodiment of a device according to the invention, the one additional compensation device 10 to compensate for short pulsation waves higher frequency, that of the compensation device 4 is not can be corrected.
- the additional compensation device 10 consists of a deflection tube 11, the a compressed air supply is connected and the pipe wall in from the web. 2 embraced area has a plurality of passage openings for the compressed air.
- the web 2 is so non-contact on a compressed air cushion 12 floating around the pipe 11 steered.
- the height of the air cushion 12 may be above the power of the air blower be varied between 3 mm and 12 mm. Since the volume of air under the material web 2 is almost massless, can very high frequency vibrations with small amplitude be largely compensated.
- the interaction of the position-controlled roller 5 with the air cushion 12 allows variations in the track length over a very wide frequency and amplitude range to compensate for by omissions in the Winder 1 caused.
- the pressure of the air cushion 12 is dependent on the tension in the web 2, can the value advantageous as a control variable for controlling the tension in the web. 2 be used.
- the pressure in the air cushion 12 via a Probe 13 is measured and fed to a pressure / current converter 14. There will be one generates corresponding electrical signal, the - as described above - for Control of the speed of the winding roll 1 and thus to control the tension in the Lane 2 is used.
- FIG. 3 shows an embodiment in which the two compensation devices 5, 10 are combined according to Figure 2 in a single device:
- the position-controlled roller is replaced by an air tube 15 as a deflection
- the Structure corresponds to the air tube 11 of Figure 2 and in addition as the roller 5 after Figure 2 is variable in position.
- the web 2 is contactless on a Air cushion 12 is guided around the tube 15 to a subsequent guide roller 16 and of this led to the processing machine.
- the position of the air tube 15 is on the in the embodiment of Figure 1 described manner in dependence Measurement signal of the measuring device 3 controlled, ie of the variations in diameter the winding roll 1.
- the air cushion 12 automatically compensates for high-frequency pulsations with low amplitude. Also in this embodiment, the value of the Pressure in the air cushion 12 used to control the tension of the web 2, as in the embodiment of Figure 3 described.
Landscapes
- Controlling Rewinding, Feeding, Winding, Or Abnormalities Of Webs (AREA)
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Zuführen einer von einer
Wickelrolle abgezogenen Materialbahn zu einer Verarbeitungsmaschine gemäß dem
Oberbegriff des Patentanspruchs 1 bzw. des Patentanspruchs 2.
Um Materialbahnen, beispielsweise Papier- oder Kartonbahnen, Kunststoff- oder
Metallfolien, kontinuierlich einer nachfolgenden Verarbeitungsmaschine zuzuführen,
werden diese bekannterweise von Wickelrollen abgewickelt, die in eine Abwickelvorrichtung
eingehängt sind.
Sind die Wickelrollen nicht gleichmäßig rund, so führt dies beim Abwickeln zu
Längenänderungen in der ablaufenden Materialbahn, die zu Störungen in der nachfolgenden
Verarbeitungsmaschine führen können. Aus der DE 37 04 677 sind ein Verfahren und
eine Vorrichtung der gattungsgemäßen Art bekannt, bei der die Materialbahn nach dem
Abwickeln zum Ausgleich von Längenschwankungen um eine Umlenkeinrichtung geführt
wird, die mit einer Komponente in Richtung der zulaufenden Materialbahn bewegbar
gelagert ist. Die Umlenkeinrichtung ist eine pendelnd aufgehängte Ausgleichswalze, deren
Pendelbewegung von einem Dämpfungszylinder gedämpft wird, dessen Gegenkraft
proportional der Bahnspannung ist. Die Materialbahn wird so beruhigt und mit konstanter
Spannung der Verarbeitungsmaschine zugeführt.
Diese bekannte Lösung mit einem Luftzylinder als Dämpfungselement ist nur in der Lage,
von Unrundheiten in der Wickelrolle ausgelöste Pulsationen in der Materialbahn mit
begrenzten Frequenzen und Amplituden zufriedenstellend auszugleichen. Bei hohen
Frequenzen (beispielsweise größer als 3 Hz) und großen Längenänderungen kann die
Ausgleichswalze aufgrund ihrer Massenträgheit die erforderlichen Ausgleichsbewegungen
nicht ausreichend schnell durchzuführen.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung der
gattungsgemäßen Art zu schaffen, mit dem (der) auch große Längenänderungen mit
hohen Frequenzen ausgeglichen werden können.
Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 bzw. des Patentanspruchs
2 gelöst.
Nach der Erfindung wird eine die Bahn umlenkende Kompensationseinrichtung eingesetzt,
die nicht frei bewegbar, sondern mittels eines gesteuerten oder geregelten Stellantriebs
mit einer Komponente in Zulaufrichtung der Materialbahn positionierbar gelagert ist. Eine
Meßeinrichtung bestimmt die Schwankungen im Durchmesser der Wickelrolle, und in
Abhängigkeit von den gemessenen Werten wird der Stellantrieb von einer Steuereinrichtung
so gesteuert oder geregelt, dass die Kompensationseinrichtung jeweils in die
erforderliche Position bewegt wird.
Die Unteransprüche enthalten bevorzugte, da besonders vorteilhafte Ausgestaltungen der
Erfindung.
Die Zeichnung dient zur Erläuterung der Erfindung anhand schematisch dargestellter
Ausführungsbeispiele:
- Figur 1
- zeigt die Seitenansicht einer Abwickelvorrichtung mit einer nachfolgenden an einem Hebel aufgehängten Ausgleichswalze mit einem Stellantrieb.
- Figur 2
- zeigt eine Vorrichtung mit einer zusätzlichen Einrichtung zur Kompensation von kurzen Pulsationswellen in der Materialbahn.
- Figur 3
- zeigt eine Ausführungsform, bei der vorteilhaft sowohl kurze als auch lange Pulsationswellen mit einer einzigen Kompensationseinrichtung ausgeglichen werden.
Die Vorrichtung gemäß der Erfindung enthält eine Abwickelvorrichtung, in die eine
Wickelrolle 1 zum Abwickeln der Materialbahn 2 eingehängt wird. Eine Meßeinrichtung 3
mißt beim Abwickeln berührungslos kontinuierlich den Durchmesser der Wickelrolle 1, und
eine Steuereinrichtung bestimmt aus den Meßwerten die Schwankungen im Durchmesser,
die durch Unrundheiten in der Wickelrolle 1 verursacht werden. Die Schwankungen im
Durchmesser der Wickelrolle 1 führen zu Längenänderungen in der ablaufenden Bahn 2,
die von der nachfolgend angeordneten Kompensationseinrichtung 4 ausgeglichen
werden.
Die hinter der Abwickelvorrichtung angeordnete Kompensationseinrichtung 4 besteht aus
einer die Bahn 2 umlenkenden Walze 5, deren Position mit einer Komponente in
Zulaufrichtung der Materialbahn 2 veränderbar ist. Eine Veränderung der Position der
Walze 4 führt zu einer Längenänderung der Bahnstrecke, mit der sich eine Längenänderung
der Bahn 2 ausgleichen läßt. Im vorliegenden Beispiel ist die Walze 5 als in der
Position veränderbare Umlenkeinrichtung am freien Ende eines Hebels 6 gelagert, der
sich nach unten erstreckend in Richtung zur Wickelrolle 1 hin schwenkbar aufgehängt ist.
Am Hebel 6 greift ein Stellantrieb 7 an, der von einer Steuereinrichtung gesteuert oder
geregelt die Position der Walze 5 einstellt. Bevorzugt wird die Position des Stellantriebs 7
geregelt. Dazu wird kontinuierlich seine Stellung bestimmt und an eine Regeleinrichtung
gemeldet.Als Stellantrieb wird beispielsweise eine hydraulische Kolben-Zylinder-Einheit
oder ein stellungsgeregelter Linearmotor verwendet. Alternativ zu einer an einem
Schwenkhebel 6 aufgehängten Walze 5 kann auch eine linear verschiebbare Walze oder
ein anderes linear oder entlang einer gekrümmten Bahn bewegbares Umlenkelement
eingesetzt werden, um die Länge der Bahnstrecke zu verändern.
In Bahnlaufrichtung hinter der Umlenkwalze 5 folgt eine weitere Umlenkwalze 8, die mit
einer Kraftmeßdose 9 verbunden ist. Die Kraftmeßdose 9 erfaßt die Höhe der Zugspannung
in der Bahn 2. Das Meßsignal wird für die Regelung der Drehzahl der Wickelrolle 1
und somit für die Regelung der Zugspannung in der Bahn 2 herangezogen.
Die in Figur 1 dargestellte Vorrichtung arbeitet wie folgt:
Zunächst wird die Walze 5 auf eine Mittellage voreingestellt. Beim Abwickeln mißt die
Meßeinrichtung 3 kontinuierlich berührungslos den Radius der Wickelrolle 1 an der
Bahnablaufstelle. Aus den Meßsignalen der Meßeinrichtung 3 bestimmt die Steuereinrichtung
die Schwankungen im Wickelrollendurchmesser und regelt den Stellantrieb 7, der
erforderlichenfalls die Position der Walze 5 so verändert, dass die Schwankungen in der
Bahnlänge ausgeglichen werden. Das Kompensationssystem (Meßeinrichtung 3,
Steuereinrichtung, Stellantrieb 7, Walze 5) ist so dynamisch ausgelegt, dass Schwankungen
mit einer Frequenz bis zu 8 Hz ausgeglichen werden können.
In Figur 2 ist eine erweiterte Ausführung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung dargestellt,
die eine zusätzliche Kompensationseinrichtung 10 zum Ausgleich von kurzen Pulsationswellen
höherer Frequenz enthält, die von der Kompensationseinrichtung 4 nicht
ausgeregelt werden können.
Die zusätzliche Kompensationseinrichtung 10 besteht aus einem Umlenkrohr 11, das an
eine Druckluftzufuhr angeschlossen ist und dessen Rohrwand im von der Bahn 2
umschlungenen Bereich eine Vielzahl von Durchtrittsöffnungen für die Druckluft aufweist.
Die Bahn 2 wird so berührungslos auf einem Druckluftpolster 12 schwebend um das Rohr
11 gelenkt. Die Höhe des Luftpolsters 12 kann über die Leistung des Druckluftgebläses
zwischen 3 mm und 12 mm variiert werden. Da das Luftvolumen unter der Materialbahn 2
annähernd masselos ist, können sehr hochfrequente Schwingungen mit kleiner Amplitude
sehr weitgehend kompensiert werden. Das Zusammenwirken der lagegeregelten Walze 5
mit dem Luftpolster 12 ermöglicht es, Schwankungen in der Bahnlänge über einen sehr
weiten Frequenz- und Amplitudenbereich auszugleichen, die durch Unrundheiten in der
Wickelrolle 1 verursacht werden.
Da der Druck des Luftpolsters 12 von der Zugspannung in der Bahn 2 abhängig ist, kann
der Wert vorteilhaft als Steuergröße zur Steuerung der Zugspannung in der Bahn 2
verwendet werden. Wie in Figur 2 angedeutet, wird der Druck im Luftpolster 12 über eine
Sonde 13 gemessen und einem Druck-/Strom-Wandler 14 zugeführt. Dort wird ein
entsprechendes elektrisches Signal erzeugt, das - wie vorstehend beschrieben - zur
Regelung der Drehzahl der Wickelrolle 1 und somit zur Regelung der Zugspannung in der
Bahn 2 verwendet wird.
In Figur 3 ist eine Ausführungsform dargestellt, bei der die beiden Kompensationseinrichtungen
5, 10 nach Figur 2 in einer einzigen Einrichtung zusammengefaßt sind:
Die lagegesteuerte Walze ist durch ein Luftrohr 15 als Umlenkeinrichtung ersetzt, dessen
Aufbau dem Luftrohr 11 nach Figur 2 entspricht und das zusätzlich wie die Walze 5 nach
Figur 2 in seiner Position veränderbar ist. Die Bahn 2 wird berührungslos auf einem
Luftpolster 12 um das Rohr 15 zu einer nachfolgenden Umlenkwalze 16 geführt und von
dieser zu der Verarbeitungsmaschine geleitet. Die Position des Luftrohrs 15 wird auf die
bei der Ausführungsform nach Figur 1 beschriebene Weise in Abhängigkeit von dem
Meßsignal der Meßeinrichtung 3 gesteuert, also von den Schwankungen im Durchmesser
der Wickelrolle 1. Das Luftpolster 12 kompensiert automatisch hochfrequente Pulsationen
mit geringer Amplitude. Auch bei dieser Ausführungsform wird vorteilhaft der Wert des
Drucks im Luftpolster 12 zur Steuerung der Zugspannung der Bahn 2 verwendet, wie bei
der Ausführungsform nach Figur 3 beschrieben.
Claims (6)
- Verfahren zum Zuführen einer von einer Wickelrolle (1) abgezogenen Materialbahn (2) zu einer Verarbeitungsmaschine, bei dem die Materialbahn (2) nach dem Abwickeln zum Ausgleich von Längenschwankungen um eine Umlenkeinrichtung (5, 15) geführt wird, die mit einer Komponente in Richtung der zulaufenden Materialbahn (2) bewegbar gelagert ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Schwankungen im Durchmesser der Wickelrolle (1) kontinuierlich ermittelt werden und die Position der Umlenkeinrichtung (5, 15) in Abhängigkeit von den Schwankungen im Wickelrollendurchmesser von einer Steuereinrichtung über einen angeschlossenen Stellantrieb (7) gesteuert oder geregelt wird.
- Vorrichtung zum Zuführen einer von einer Wickelrolle (1) abgezogenen Materialbahn (2) zu einer Verarbeitungsmaschine mit
einer Abwickelvorrichtung für die Wickelrolle (1) und einer nachfolgend angeordneten Umlenkeinrichtung (5, 15) für die Materialbahn (2), die zum Ausgleich von Längenschwankungen in der Materialbahn (2) mit einer Komponente in Zulaufrichtung der Materialbahn (2) bewegbar gelagert ist, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:
Die Umlenkeinrichtung (5, 15) ist mittels eines gesteuerten oder geregelten Stellantriebs (7) positionierbar gelagert,
eine Meßeinrichtung zur Messung des Durchmessers der Wickelrolle (1) beim Abwickeln, und
eine Steuereinrichtung, die aus den Durchmesser-Meßwerten die Schwankungen bestimmt und in Abhängigkeit von den Meßwerten den Stellantrieb (7) der Umlenkeinrichtung (5, 15) steuert oder regelt. - Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Umlenkeinrichtung eine lagegeregelte Umlenkwalze (5) ist.
- Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Umlenkeinrichtung ein die Bahn (2) berührungslos umlenkendes Luftrohr (15) ist.
- Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass hinter der ersten Umlenkeinrichtung (5) eine weitere Umlenkeinrichtung (15) angeordnet ist, von der die Bahn (2) auf einem Luftpolster schwebend berührungslos umgelenkt wird.
- Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Druck im Luftpolster (12) gemessen und zur Steuerung der Zugspannung in der Bahn (2) verwendet wird.
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