EP1423318A1 - Anordnung zum betrieb einer kontaktwalze sowie zugehöriges verfahren zum betrieb einer kontaktwalze - Google Patents

Anordnung zum betrieb einer kontaktwalze sowie zugehöriges verfahren zum betrieb einer kontaktwalze

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EP1423318A1
EP1423318A1 EP02774515A EP02774515A EP1423318A1 EP 1423318 A1 EP1423318 A1 EP 1423318A1 EP 02774515 A EP02774515 A EP 02774515A EP 02774515 A EP02774515 A EP 02774515A EP 1423318 A1 EP1423318 A1 EP 1423318A1
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EP
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speed
force
contact roller
actual
arrangement according
Prior art date
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Bernd Sieber
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Original Assignee
Brueckner Maschinenbau GmbH and Co KG
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Publication of EP1423318B1 publication Critical patent/EP1423318B1/de
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    • B65H18/26—Mechanisms for controlling contact pressure on winding-web package, e.g. for regulating the quantity of air between web layers
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    • B65H2555/10—Actuating means linear
    • B65H2555/13—Actuating means linear magnetic, e.g. induction motors

Definitions

  • the invention relates to an arrangement for operating a contact roller and a method for operating such a contact roller.
  • the plastic film webs usually stretched in the transverse and longitudinal directions in a stretching unit are ultimately wound up on a winding roller.
  • the diameter of the wound bale naturally increases.
  • a contact roller which presses the outermost film layer on the previously wound bale with preselectable pressure.
  • the winding bale becomes at least slightly out of round during the winding process, so that vibrations can occur between the contact roller and the winding bale. NEN. This would lead to a change in the contact pressure, which continues to adversely affect the winding process.
  • the drive takes place in two stages in order to keep the contact roller in contact with the outermost film web of the winding roller.
  • the first stage the extensive movement of the contact roller takes place depending on the increasing winding diameter, namely from the initial and start-up situation when winding up a new winding over the entire adjustment range, until a winding bale is completely wound up.
  • the second stage for the adjustment area acts in series with the first stage and is intended to cover only small distances and orders of magnitude of, for example, 20 to 30 mm, that is to say in this area to fine-tune the relative position of the contact roller with respect to the winding roller.
  • the actual contact pressure on the wrapping bales is often generated by pneumatic cylinders at this stage.
  • a method and an apparatus for winding a paper web into a roll with active vibration damping is, inter alia, also known from EP 0 819 638 A3.
  • damping takes place by coupling additional masses via springs, which enables detuning of the resonance frequency.
  • the additional masses and springs are designed in such a way that an oscillation occurs in phase opposition to the exciting oscillation in order to compensate for the undesired oscillation as a whole.
  • Gas cylinders are used here as actuators.
  • the object of the present invention is to provide an improved arrangement and an improved method for operating a contact roller, ie in particular for a plastic film web and / or an improved winding device or winding arrangement, which in addition to a winding roller comprises a contact roller which is as vibration-free as possible optimally specified force setpoints the outermost position of a pressurized film web to be wound.
  • the respectively current adjustable path of a secondary part with respect to a primary part or vice versa is detected via a sensor device. Because in the event of a generated vibration of the contact roller, the secondary part would travel a relative path with respect to the stationary primary part.
  • the control device uses this to generate a speed value, which is compared with a target value and the difference is fed to a controller in order to generate a force variable at the output of the control device. This force quantity is then added to a target force in order to supply the result to a force regulator.
  • the size of the output current for the linear motor is generated in order to generate the modified force magnitude and thus the modified contact pressure.
  • the linear motor drive can fulfill a double function.
  • the linear motor drive ultimately serves as a damping device for the contact roller, but also as a pressing element for generating an optimal contact pressure. This offers clear advantages over the entire state of the art.
  • the pressure or contact force and the damping force are applied in one actuator; -
  • the adjustment of the contact roller can take place in the close range and in the wide range by a single arrangement;
  • the contact and contact force can be set within wide limits with small time constants
  • Figure 1 a first embodiment of the arrangement according to the invention.
  • FIG. 2 an embodiment modified to FIG. example.
  • FIG. 1 shows a first arrangement with sensors, actuators and a control device for the active damping of a contact roller.
  • a winding roller 1 is reproduced in detail in FIG. 1, on which a web 3, which is also referred to below as film web 3, is to be wound.
  • a contact roller 7 is used which presses with its circumferential surface onto the outermost path of the winding roller 1 or of the winding bale 5.
  • the contact roller 7 must be adjustable in accordance with the arrow representation 12 relative to the winding roller 1, which is generally mounted in a stationary manner, specifically to adapt the winding diameter, which becomes increasingly larger during the winding process.
  • the actual contact pressure is applied to the winding bale 5, for example, by a linear motor drive 14 which, according to the exemplary embodiment shown, comprises a fixed primary part 16 and a secondary part 18, which can be adjusted in accordance with the double arrow 12.
  • the secondary part 18 acts at least indirectly on the bearing points 20 of the contact roller 7, so that the contact roller 20 can be adjusted by means of the linear motor drive 14 or its adjustable secondary part 18 along a guide device 22 on the winding roller 1 or away from it.
  • the path of the secondary part 18 is ultimately determined by a length measuring system 25 which is connected to the secondary part 18. is bound.
  • a downstream control device 400 27 forms an intended in the control device 400 differentiator out of the way X of which is the actual speed v with the secondary part 18 to be moved the length measuring system 25, compares it with a target speed v soll, in a differentiator 27 downstream adders 31.
  • a filter device in particular a high-pass filter 28, is also provided, which according to the exemplary embodiment according to FIG. 1 is arranged downstream of the differentiator 27 and upstream of the adder 31.
  • the high-pass filter 28 can be dispensed with, so that the output of the differentiator 27 is connected directly to the input of the adder 31.
  • a controller 32 arranged after the adder 31 the difference formed from the actual and target speed is generated according to a predeterminable or preselectable scaling, a force quantity which is present at the output of the controller 32.
  • This force F-size is then a likewise predeterminable desired force F desired is added, in a downstream adder 33rd
  • Force controller 34 is but as an input variable, at least not a value for the actual current supplied from a current detector 36 i ISC so that the force controller 34 also taking into account the actual current value i is a default value for the motor for vector control 35 can determine.
  • the force regulator 34 can be A value for the path x, ie for the displacement of the movable primary part 16 relative to the secondary part 18, may also be supplied as an input variable, as is indicated by reference number 37.
  • the vector control 35 then processes the signals and converts the phases correctly so that an output current I mot is fed into the primary part 16 of the linear motor 14 in order to achieve the optimally desired compensating movement for the bearings of the contact roller 7 and thus for the contact roller 7 itself perform.
  • the arrangement thus causes an increase or decrease in the force on the movable secondary part 18 and thus on the line of contact between the contact roller 7 and the winding roller 1 or by superimposing the contact force with a portion proportional to the speed of the bearing points 20 of the contact roller 7 Winding bale 5 to be wound thereon, preferably in such a way that the relative movement between the two is minimized or even becomes zero or at least tends to zero compared to an incorrect condition, thus avoiding the undesired vibrations (relative vibrations or changes in distance).
  • FIG. 2 in which the same reference numerals comprise the same components. Unless otherwise described, the functional and effective example in the embodiment of Figure 2 comparable to that of Figure 1.
  • an acceleration sensor 40 is provided in addition to the exemplary embodiment according to FIG. 1 in order to detect the acceleration on the secondary part 18.
  • This acceleration signal is fed to an integrator 50 which calculates the speed v ist from the acceleration a ist . This is then processed again as in FIG. 1.
  • the high-pass filter 28 can be dispensed with, at least in a simplified embodiment, so that in this case - in contrast to the illustration according to FIG. 2 - the output of the integrator 50 is also included is connected to the input of the downstream adder 31.

Landscapes

  • Vibration Prevention Devices (AREA)
  • Controlling Rewinding, Feeding, Winding, Or Abnormalities Of Webs (AREA)
  • Control Of Linear Motors (AREA)
  • Winding Of Webs (AREA)
  • Spinning Or Twisting Of Yarns (AREA)
  • Valve-Gear Or Valve Arrangements (AREA)
  • Transmission Devices (AREA)

Description

Anordnung sowie Verfahren zum Betrieb einer Kontaktwalze
Die Erfindung betrifft eine Anordnung zum Betrieb einer Kontaktwalze sowie ein Verfahren zum Betrieb einer derartigen Kontaktwalze.
Insbesondere bei der Kunststofffolienherstellung werden die üblicherweise in einer Reckanlage in Quer- und Längsrichtung gereckten Kunststofffolienbahnen letztlich auf einer Wickelwalze aufgewickelt. Während des Aufwickelvorgangs wird naturgegebenermaßen der Durchmesser des aufgewickelten Wickelballens zunehmend größer. In Kontakt mit der Wickelwalze bzw. dem aufgewickelten Wickelballen steht eine Kontaktwalze, die mit vorwählbarem Druck die jeweils äußerste Folienlage auf den bisher aufgewickelten Wickelballen andrückt.
Naturgegebenermaßen wird während des Aufwickelvorgangs der Wickelballen zumindest leicht unrund, so dass zwischen Kontaktwalze und Wickelballen Schwingungen entstehen kön- nen. Diese würden zu einer Veränderung der Anpresskräfte führen, wodurch der Aufwickelvorgang weiterhin nachteilig beeinflusst wird.
Bei allgemein nach dem Stand der Technik vorbekannten Wickeleinrichtungen erfolgt der Antrieb, um die Kontaktwalze mit der jeweils äußersten Folienbahn der Wickelwalze in Kontakt zu halten, zweistufig. Im Rahmen der ersten Stufe erfolgt das weitläufige Verfahren der Kontaktwalze in Abhängigkeit des zunehmenden Wickeldurchmessers, und zwar von der Anfangs- und Anfahrsituation beim Aufwickeln eines neuen Wickels über den gesamten Verstellbereich, bis also ein Wickelballen vollständig aufgewickelt ist. Die zweite Stufe für den Verstellbereich wirkt in Reihe zur ersten Stufe und ist vorgesehen, um nur kleine Distanzen und Größenordnungen von beispielsweise 20 bis 30 mm zu überdecken, also in diesem Bereich eine Fein-Anpassung der Relativlage der Kontaktwalze gegenüber der Wickelwalze durchzuführen. Die eigentliche Anpresskraft an den Wickel- ballen wird in dieser Stufe häufig durch pneumatische Zylinder erzeugt. Mittels Hebelechanismen und hydraulischen Dämpfern kann also eine Anpassung der Kräfte für den Andruck der Kontaktwalze an den Wickelballen erfolgen. Nachteilig ist jedoch hierbei, dass bei mehrteiligen An- Ordnungen in den Gelenkstellen ein mit der Betriebsdauer steigendes Spiel erzeugt wird, welches sich dann als Un- stetigkeit im Bewegungsablauf äußert.
Von daher ist gemäß der DE 196 52 769 AI bereits ein Ver- fahren und eine Vorrichtung zur Dämpfung von Kontaktschwingungen vorgeschlagen worden. Die Vorveröffentlichung beschreibt dazu ein Verfahren zur Dämpfung von Kontaktschwingungen rotierender Walzen in einer Papiermaschine, wobei die Walzen stirnseitig in Lagerungen gehalten sind und dabei mindestens zwei Walzen miteinander einen Nip bilden. Um die Kontaktschwingungen der Kontaktwalze zu minimieren, ist eine aktive Dämpfung vorgesehen, wobei die aktive Anregung in Form einer phasenversetzten Gegenschwingung von außen direkt oder indirekt auf wenigstens eine Lagerstelle der Walze einwirken soll. Dies kann durch an den Lagerstellen der Walzen angreifende Aktuatoren erfolgen, die auch elektromagnetisch arbeiten können. Die Erkennung der Erregung erfolgt dabei durch Sensoren, deren Prinzip und Anordnung ansonsten aber nicht beschrieben sind.
Ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Aufwickeln einer Papierbahn zu einer Rolle mit aktiver Schwingungsdämpfung ist u.a. auch aus der EP 0 819 638 A3 bekannt geworden. In einer ersten Anordnung erfolgt eine Dämpfung durch Ankopp- lung von zusätzlichen Massen über Federn, wodurch eine Verstimmung der Resonanzfrequenz ermöglicht wird. In einer zweiten Anordnung wird eine Abstimmung der zusätzlichen Massen und Federn so ausgelegt, dass eine Schwingung in Gegenphase zu der erregenden Schwingung erfolgt, um damit die unerwünschte Schwingung insgesamt zu kompensieren. Als Aktuatoren dienen hier Gaszylinder.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es demgegenüber, eine verbesserte Anordnung sowie ein verbessertes Verfahren zum Betrieb einer Kontaktwalze, d.h. insbesondere für eine Kunststofffolienbahn und/oder eine verbesserte Wickeleinrichtung bzw. Wickelanordnung zu schaffen, die neben einer Wickelwalze eine Kontaktwalze umfasst, die möglichst schwingungsfrei mit möglichst optimal vorgegebenen Kraft-Sollwerten die jeweils äußerste Lage einer auf- zuwickelnden Folienbahn druckbeaufschlagt.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß bezüglich der Anordnung entsprechend den im Anspruch 1 und bezüglich des Verfah- rens entsprechend den in Anspruch 14 angegebenen Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen angegeben.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein neuer Weg einge- schlagen, der in der Praxis deutliche Vorteile bietet.
Im Gegensatz zum gattungsbildenden Stand der Technik gemäß der DE 196 52 769 AI wird nicht nur in allgemeiner Weise eine Dämpfungseinrichtung im Sinne einer klassischen Posi- tionsregelung realisiert, sondern es wird in Abhängigkeit spezifisch ermittelbarer bzw. messbarer physikalischer Größen im Sinne einer Signal-Überlagerung zur Modifizierung des Kontaktdruckes der Kontaktwalze eine Gegensteuerung für einen die Kontaktwalze verfahrenden Linearmotor- antrieb vorgeschlagen, um den verbesserten Kontaktdruck während eines gesamten Aufwickelvorganges aufrecht zu erhalten. Erfindungsgemäß wird also die Andrückkraft, d.h. allgemein die von dem Linearmotor erzeugte Kraft in Abhängigkeit des Schwingungszustandes verändert, um eine mög- liehst gleiche Kontaktdruckbeaufschlagung zu gewährleisten. Erfindungsgemäß ist dazu vorgesehen, dass bei einer mittels Linearmotorantrieb verstellbaren Kontaktwalze der jeweils aktuelle verstellbare Weg eines Sekundärteiles gegenüber einem Primärteil oder umgekehrt über eine Sen- soreinrichtung erfasst wird. Denn im Falle einer erzeugten Schwingung der Kontaktwalze würde dadurch das Sekundärteil einen Relativweg gegenüber dem ortsfesten Primärteil zurücklegen. Die Regeleinrichtung erzeugt daraus einen Ge- schwindigkeitswert, der mit einem Sollwert verglichen und die Differenz einem Regler zugeführt wird, um am Ausgang der Regeleinrichtung eine Kraftgröße zu erzeugen. Diese Kraftgröße wird dann einer Sollkraft aufaddiert, um das Ergebnis einem Kraftregler zuzuführen. Dabei wird letztlich die Größe des Ausgangsstroms für den Linearmotor erzeugt, um die modifizierte Kraftgröße und damit die modifizierte Anpresskraft zu erzeugen.
Als besonders günstig erweist sich gemäß der Erfindung, dass der Linearmotorantrieb eine Doppelfunktion erfüllen kann. Der Linearmotorantrieb dient letztlich als Dämpfungseinrichtung für die Kontaktwalze, ebenso aber auch als Andrückelement zur Erzeugung einer optimalen Anpresskraft. Dies bietet deutliche Vorteile gegenüber dem gesamten Stand der Technik.
Erfindungsgemäß ist ferner keine Ist- oder Positionssteuerung vorgesehen, sondern eine Kraftübertragungsregelung. Dieses dynamische System bietet gegenüber einer Positionsregelung den wesentlichen Vorteil, dass selbst bei nicht 100 %ig optimaler Erfassung einer Schwingungsbewegung der Kontaktwalze eine Selbst-Anpassmöglichkeit gegeben ist.
Die Vorteile der erfindungsgemäßen Lösung lassen sich dabei wie folgt kurz charakterisieren:
- Erfindungsgemäß wird die Andruck- bzw. Kontaktkraft und die Dämpfungskraft in einem Aktuator aufgebracht; - die Verstellung der Kontaktwalze kann im Nahbereich und im Weitbereich durch eine einzige Anordnung erfolgen;
- die Wirkung der Anordnung ist auf beiden Lagerseiten der Kontaktwalze gleich;
- es tritt erfindungsgemäß kein zusätzliches nachteiliges Spiel auf;
- die Kraft des Linearmotors bleibt konstant und ist auch somit vom Verstellweg unabhängig;
- die Anpress- und Kontaktkraft ist in weiten Grenzen mit kleinen Zeitkonstanten einstellbar;
- die Dämpfung ist in weiten Grenzen mit kleinen Zeiten einstellbar; - eine effektive Dämpfung ist auch bei kurzen Hüben und Verstellwegen möglich;
- es lässt sich erfindungsgemäß eine hohen Regeldynamik realisieren;
- es ist eine adaptive Einstellung der Anpresskraft ög- lieh;
- es ist eine adaptive Einstellung der Dämpfung möglich;
- es ist zudem die Nutzung vorhandenen Wissens möglich, wie es beispielsweise in Datenspeichern abgelegt ist, um eine über die aktuell gemessenen Werte hinaus ge- hende weitere Optimierung durchzuführen;
- es sind selbstlernende Systeme realisierbar;
- es ist eine Kombination aus Nah- und Weitverstellung umsetzbar; und
- die gesamte Anordnung ist insgesamt mit hoher Steifig- keit umsetzbar.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbei- spielen näher erläutert. Dabei zeigen im Einzelnen:
Figur 1 : ein erstes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Anordnung; und
Figur 2 : ein zu Figur 1 abgewandeltes Ausführungs- beispiel .
In Figur 1 ist eine erste Anordnung mit Sensoren, Aktoren und einer Regeleinrichtung für die aktive Dämpfung einer Kontaktwalze gezeigt. Dabei ist in Figur 1 ausschnittsweise eine Wickelwalze 1 wiedergegeben, auf welcher eine Bahn 3, die nachfolgend auch als Folienbahn 3 bezeichnet wird, aufgewickelt werden soll. Mit zunehmendem Wickelvorgang wird dabei der Durchmesser des Wickelballens zu- nehmend größer. Zur Erzeugung eines guten Wickelergebnisses wird dabei eine Kontaktwalze 7 verwendet, die mit ihrer Umfangsflache jeweils auf die äußerste Bahn der Wickelwalze 1 bzw. des Wickelballens 5 andrückt. Dazu muss die Kontaktwalze 7 entsprechend der Pfeildarstellung 12 zu der in der Regel ortsfest gelagerten Wickelwalze 1 verstellbar sein, und zwar in Anpassung des während des Wickelvorgangs zunehmend größer werdenden Wickeldurchmessers .
Dabei wird die eigentliche Anpresskraft an den Wickelballen 5 beispielsweise durch einen Linearmotorantrieb 14 aufgebracht, der gemäß dem gezeigten Ausführungsbeispiel ein feststehendes Primärteil 16 und ein demgegenüber entsprechend dem Doppelpfeil 12 verstellbares Sekundärteil 18 umfasst. Das Sekundärteil 18 greift dabei zumindest mittelbar an den Lagerstellen 20 der Kontaktwalze 7 an, so dass die Kontaktwalze 20 mittels des Linearmotorantriebes 14 bzw. seines verstellbaren Sekundärteiles 18 längs einer Führungseinrichtung 22 auf die Wickelwalze 1 bzw. von dieser weg verstellbar ist.
Der Weg des Sekundärteiles 18 wird letztlich durch ein LängenmessSystem 25, welches mit dem Sekundärteil 18 ver- bunden ist, erfasst.
In einer nachgeordneten Regeleinrichtung 400 bildet ein in der Regeleinrichtung 400 vorgesehener Differenzierer 27 aus dem Weg x des mit dem Sekundärteil 18 mit verfahrbaren Längenmesssystems 25 die Ist-Geschwindigkeit vist, vergleicht diese mit einer Soll-Geschwindigkeit vsoll, und zwar in einem dem Differenzierer 27 nachgeordneten Addierer 31. Bevorzugt ist dabei ferner eine Filtereinrichtung, ins- besondere ein Hochpass-Filter 28 vorgesehen, welches gemäß dem Ausführungsbeispiel nach Figur 1 dem Differenzierer 27 nachgeordnet und dem Addierer 31 vorgeschaltet ist. Allerdings kann in einer vereinfachten Ausführungsform auf das Hochpass-Filter 28 verzichtet werden, so dass der Ausgang des Differenzierers 27 direkt mit dem Eingang des Addierers 31 verbunden ist.
In einem dem Addierer 31 nachgeordneten Regler 32 wird die aus der Ist- und Soll-Geschwindigkeit gebildete Differenz nach einer vorgebbaren oder vorwählbaren Skalierung eine Kraft-Größe erzeugt, die am Ausgang des Reglers 32 ansteht. Diese Kraft-Größe F wird dann einer ebenfalls vorgebbaren Sollkraft Fsoll hinzuaddiert, und zwar in einem nachgeordneten Addierer 33.
Dieses Ergebnis wird dann einem Kraftregler 34 zugeführt. Dem sog. Kraftregler 34 wird aber als Eingangsgröße zumindest noch ein Wert für den Ist-Strom iisC aus einer Stromerfassung 36 zugeführt, so dass der Kraftregler 34 auch unter Berücksichtigung des Ist-Strom-Wertes iist einen Vorgabewert für die Kraft für eine Vektorregelung 35 ermitteln kann. Zusätzlich kann dem Kraftregler 34 bei Be- darf auch noch als Eingangsgröße ein Wert für den Weg x, d.h. für den Verstellweg des verfahrbaren Primärteiles 16 gegenüber dem Sekundärteil 18, zugeführt werden, wie dies mit Bezugszeichen 37 angedeutet ist.
Die Vektorregelung 35 bereitet dann die Signale so auf und wandelt die Phasen so richtig um, dass ein Ausgangsstrom Imot in das Primärteil 16 des Linearmotors 14 eingespeist wird, um die optimal gewünschte Ausgleichsbewegung für die Lager der Kontaktwalze 7 und damit für die Kontaktwalze 7 selbst durchzuführen.
Die Anordnung bewirkt also durch die Überlagerung der Kontaktkraft mit einem der Geschwindigkeit der Lagerstel- len 20 der Kontaktwalze 7 proportionalen Anteils eine Erhöhung oder Erniedrigung der Kraft auf das verfahrbare Sekundärteil 18 und damit auf die Kontaktlinie zwischen der Kontaktwalze 7 und der Wickelwalze 1 bzw. dem darauf aufzuwickelnden Wickelballen 5, bevorzugt derart, dass die Relativbewegung zwischen beiden gegenüber einem unkor- rigierten Zustand minimiert oder sogar zu Null wird oder zumindest zu Null strebt, somit also die unerwünschten Schwingungen (Relativschwingungen bzw. Distanzänderungen) vermieden werden.
Aus dem erläuterten Aufbau ergibt sich ferner, dass die Funktionsweise und die Wirkung des feststehenden Primärteiles 16 sowie die Funktion und die Wirkung des Sekundärteiles 18 auch ausgetauscht werden können.
Nachfolgend wird auf Figur 2 Bezug genommen, in welcher gleiche Bezugszeichen gleiche Bauteile umfassen. Soweit nicht anders beschrieben ist, ist die Funktions- und Wir- kungsweise bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 2 jenem nach Figur 1 vergleichbar.
In dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 2 wird jedoch zu- sätzlich zum Ausführungsbeispiel nach Figur 1 noch ein Beschleunigungssensor 40 vorgesehen, um die Beschleunigung am Sekundärteil 18 zu erfassen. Dieses Beschleunigungssignal wird einem Integrierer 50 zugeführt, der aus der Beschleunigung aist die Geschwindigkeit vist berechnet. Diese wird dann wieder wie in Figur 1 verarbeitet.
Auch bei diesem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 2 kann abweichend von der Darstellung auf das Hochpass-Filter 28 zumindest in einer vereinfachten Ausführungsform verzich- tet werden, so dass in diesem Fall dann - abweichend von der Darstellung gemäß Figur 2 - der Ausgang des Integrierers 50 direkt mit dem Eingang des nachgeschalteten Addierers 31 verbunden ist.

Claims

Patentansprüche:
1. Anordnung zum Betrieb einer Kontaktwalze (7) mit den folgenden Merkmalen - der Kontaktwalze (7) ist ein Linearmotorantrieb (14) zur Lageveränderung zugeordnet, wobei der Linearmotorantrieb (14) vorzugsweise auf die Lagerstellen (20) der Kontaktwalze (7) einwirkt,
- es ist ferner eine Kraftregelungseinrichtung (400) für den Linearmotorantrieb (14) vorgesehen, wobei der Linearmotorantrieb (14) zum einen als Dämpfungseinrichtung und zum anderen als Anpresseinrichtung zur Erzeugung einer Anpresskraft für die Kontaktwalze (7) betreibbar ist, - es ist ein Orts-Sensor und/oder ein Geschwindigkeits- Sensor und/oder ein Beschleunigungs-Sensor und/oder eine Ist- und/oder eine Geschwindigkeits- und/oder eine Beschleunigungs-Erkennungs- und/oder Ermittlungsstufe vorgesehen, um die entsprechende Lage, die Ge- schwindigkeit und/oder die Beschleunigung eines gegenüber einem zumindest relativ ortsfesten Primärteil (16) verfahrbaren Sekundärteils (18) des Linearmotorantriebes (14) zu erfassen und/oder zu ermitteln,
- die Kraftregelungseinrichtung (400) ist so aufgebaut, dass eine an sich vorgebbare oder vorwählbare Kontaktkraft für die Anpresskraft der Kontaktwalze (7) mit einer weiteren Walze (1), vorzugsweise in Form einer Wickelwalze (1) bzw. einem darauf aufwickelbaren Wickelballen (5) , unter Berücksichtigung eines Kraft- Korrektur-Wertes modifizierbar ist, der aus den Istwerten von Positionswert und/oder Geschwindigkeits- Wert und/oder Beschleunigungswert des gegenüber dem Primärteil (16) verfahrbaren Sekundärteils (18) her- leitbar ist.
2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Kraft-Sollwert (Fsoll) zur Erzeugung eines vorwählbaren Anpressdruckes der Kontaktwalze (7) in Abhängigkeit des gemessenen und/oder ermittelten Lage-, Geschwindigkeitsund/oder Beschleunigungswertes (Xist/ Vist, aist) in einer Addierstufe (33) modifizierbar ist.
3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2 , dadurch gekennzeich- net, dass ein Differenzierer (27) vorgesehen ist, um aus dem Ist-Wert (xist) der Relativlage des verfahrbaren Sekundärteils (18) gegenüber dem zumindest relativ ortsfesten Primärteil (16), eine Ist-Geschwindigkeit (vist) für die Relativgeschwindigkeit des verfahrbaren Sekundärteils (18) gegenüber dem zumindest relativ ortsfesten Primärteil (16) herzuleiten.
4. Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass dem Differenzierer (27) ein Filter, vorzugsweise ein Hochpass-Filter (28) nachgeschaltet ist.
5. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein Integrierer (50) vorgesehen ist, um aus einer Ist-Beschleunigung des Sekundärteils (18) gegenüber dem zumindest relativ ortsfesten Primärteil (16) eine Ist-Geschwindigkeit (vist) für die Relativgeschwindigkeit des Sekundärteils (18) gegenüber dem Primärteil (16) zu ermitteln.
6. Anordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass dem Integrierer (50) ein Filter, vorzugsweise ein Hochpass-Filter (28) nachgeschaltet ist.
7. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass ein Addierer (31) vorgesehen ist, in welchem die ermittelte Ist-Geschwindigkeit (vist) mit einer vorgebbaren Soll-Geschwindigkeit (vsoll) vergleichbar, modi- fizierbar und insbesondere aufaddier- bzw. voneinander subtrahierbar ist.
8. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass ein Addierer (31) vorgesehen ist, in welchem die ermittelte und über ein Hochpass-Filter (28) gefilterte Ist-Geschwindigkeit (vist) mit einer vorgebbaren Soll-Geschwindigkeit (vsoll) vergleichbar, modifizierbar und insbesondere aufaddier- bzw. voneinander subtrahierbar ist.
9. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass ein Regler (32) vorgesehen ist, in welchem mit einer vorgebbaren Skalierung eine Kraft-Größe erzeugbar ist, und zwar vorzugsweise aus der Differenz einer vorgebbaren Soll-Geschwindigkeit (vsoll) und der gemessenen oder ermittelten Ist-Geschwindigkeit (vist) .
10. Anordnung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass ein Addierer (33) vorgesehen ist, in welchem die ermittelte Kraft-Größe (F) einer vorgebbaren Soll-Kraft (Fsoll) überlagert, aufaddiert bzw. subtrahiert wird.
11. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass ferner ein Kraftregler (34) vorgesehen ist, worüber zumindest mittelbar das verfahrbare Sekundärteil (18) ansteuerbar ist, und zwar unter Berücksichtigung einer vorgebbaren Soll-Kraft (Fsoll) , einer positions-, geschwindigkeits- und/oder beschleunigungsabhängigen Größe des Sekundärteils (18) bezogen auf das zumindest relativ ortsfeste Primärteil (16) , sowie einer Größe für den einen in einer Stromerfassungseinrichtung (36) mess- oder ermittelbaren Ist-Strom (iist) , worüber das Sekundärteil (18) verfahrbar ist.
12. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass eine Vektorregelung (35) vorgesehen ist, die über den Kraftregler (34) und ein Längenmess- System (25) zur Ermittlung des Verstellweges des Sekundärteils (18) gegenüber dem Primärteil (16) ansteuerbar ist.
13. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass über die Vektorregelung (35) der Li- nearmotorantrieb (14) ansteuerbar ist.
14. Verfahren zum Betrieb einer Kontaktwalze (7) mit folgenden Merkmalen:
- eine lageveränderliche Kontaktwalze (7) wird über ei- nen Linearmotorantrieb (14) zur Veränderung ihrer Position angesteuert,
- es wird eine Kraftregelungseinrichtung (400) verwendet, worüber der Linearmotorantrieb (14) zum einen als Dämpfungseinrichtung und zum anderen als Anpresseinrichtung zur Erzeugung einer Anpresskraft für die Kontaktwalze (7) angesteuert wird,
- es wird ein Orts-Sensor und/oder ein Geschwindigkeits- Sensor und/oder ein Beschleunigungs-Sensor und/oder eine Ist- und/oder eine Geschwindigkeits- und/oder eine Beschleunigungs-Erkennungs- und/oder Ermittlungsstufe verwendet, um die entsprechende Lage, die Geschwindigkeit und/oder die Beschleunigung eines gegen- über einem zumindest relativ ortsfesten Primärteil (16) verfahrbaren Sekundärteils (18) des Linearmotorantriebes (14) zu erfassen und/oder zu ermitteln, und
- mittels der Kraftregelungseinrichtung (400) wird eine an sich vorgebbare oder vorwählbare Kontaktkraft für die Anpresskraft der Kontaktwalze (7) mit einer weiteren Walze (1) , vorzugsweise in Form einer Wickelwalze (1) bzw. einem darauf aufwickelbaren Wickelballen (5) unter Berücksichtigung eines Kraft-Korrektur-Wertes modifiziert, der aus den Istwerten von Positionswert und/oder Geschwindigkeits-Wert und/oder Beschleunigungswert des gegenüber dem Primärteil (16) verfahrbaren Sekundärteils (18) hergeleitet wird.
15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass mittels eines Kraft-Sollwertes (Fsoll) zur Erzeugung eines vorwählbaren Anpressdruckes der Kontaktwalze (7) in Abhängigkeit des gemessenen und/oder ermittelten Lage-, Geschwindigkeits- und/oder Beschleunigungswertes ( iSf Vist aist) in einer Addierstufe (33) modifiziert wird.
16. Verfahren nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass ein Differenzierer (27) verwendet wird, um aus dem Ist-Wert (xist) der Relativlage des verfahrbaren Sekundärteils (18) gegenüber dem zumindest relativ ortsfesten Primärteil (16) , eine Ist-Geschwindigkeit (vist) für die Relativgeschwindigkeit des verfahrbaren Sekundärteils (18) gegenüber dem zumindest relativ ortsfesten Primärteil (16) herzuleiten.
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