CH497330A

CH497330A - Verfahren zur Regelung des Durchgangs einer flexiblen Materialbahn zwischen Abwickelvorrichtung zur Ausübung dieses Verfahrens

Info

Publication number: CH497330A
Application number: CH884269A
Authority: CH
Inventors: Fuhrimann-Wuethrich Paul
Original assignee: Hydrel Ag
Priority date: 1969-06-05
Filing date: 1969-06-05
Publication date: 1970-10-15

Description

Verfahren zur Regelung des Durchgangs einer flexiblen WIaterialbahn zwischen Abwickelvorrichtung und nachfolgender Weiterförderungseinrichtung
sowie Vorrichtung zur Ausübung dieses Verfahrens
Flexible Materialbahnen, trockene oder nasse, aus
Textilfasern, Folien, Kunststoff oder Papiermasse usw., die insbesondere durch gleìchmässige Zugbeanspruchung
vor dem Zerreissen zu schonen sind, eRordern zwischen zwei sie bewegenden Maschinenteilen, z.B.

zwischen einer
Abwickelhaspel mit Antrieb und einer nachfolgenden, sie ziehenden bzw. weiterfördernden Nachbearbeitungsma- schine, oder eventuell einer angetriebenen AufwickeJha- spel einen gewissen, je nach Schwere der Stoffbahn verschieden grossen Durchhang. Dieser Durchhang sollte aber beim gleichen Stoff bzw. gleichen Material, ungeach- tet der ihn beeinflussenden Faktoren, wie beispielsweise unschön aufgewickelte Stoffbahn, sehr nasse Ware, der durch dis Nässe verursachten od. eventuell in der Haspel selbst vorhandenen Unwucht, eventuell auch Schwankungen in der Zugkraft der nachEolgenden Vorrichtung oder
Weiterverarbeitungsmaschine, möglichst konstant gehalten werden können.

Es ist bekannt, dass für die Regulierung des Durchhangs von Stoffbahnen schon ein gelenkig gelagertes Hebelsystem mit fliegender Walze angewendet wurde, derart, dass diese Walze mit ihrem Eigengewicht von oben sich der Tiefe des Durchhangs anpasst und jedes Vor- oder
Nachlaufen der Stoffbahn die fliegende Walze anhebt oder sinken Jässt, was den Winkel des Hebelsystems in dessen Lagerung verändert, was als Messwert für die hydraulische oder elektrische Regelung der Drehzahl des
Abwickelhaspels verwerdet wird. Die fliegende Walze übt, soll sie wirksam sein, einen zusätzlichen Druck auf die Stoffbahn aus, was aber, insbesondere bei wenig zerreissfe5ten und leicht dehnbaren Stoffen, unerwünscht bzw. unzulässig ist.

Das erfindungsgemässe Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass die Materialbahn an der Stelle ihres gröss- ten Durchhangs zwischen Abwickelvorrichtung und nachfolgender Weiterbeförderungseinrichtung den Lichtvorhang zwischen einer Lichtquelle und einem oder mehreren Photowiderständen durchläuft und je nach der Tiefe des
Durchhangs die Bestrahlung des oder der Photowiderstände verstärkt oder schwächt, wobei daraus erfolgende
Steuerstromspannungsänderungen über einen elektronischen Verstärker zur Regelung der Drehzahl des Antriebsmotors der Abwickelvorrichtung dienen.

Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung erläutert:
In Abb. 1 der Zeichnung ist die erfindungsgemässe
Dhotoelektrische Abtastvorrichtung vereinfacht clarge- stellt. Sie besteht im wesentlichen aus einem für die Durchführung des Stoffbahndurchhangs oben offenen Lichtschacht 1, der auf einer Seite durch den Lichtwerfer 2, mit lJichtquelle 3, deren Abdeckschirm 4, und auf der gegenüber liegenden Seite durch den Lichtempfänger 5 mit Lichteinfalltrichter 6 und Photowiderstandselement 7 begrenzt ist.

Die beiden Teile dieser Abtastvorrichtuna sind zur Stoffbahn in Bewegungsrichtung derart aufgestellt, dass der Stoffdurchhang in seiner ganzen Breite in den Lichtscllacht I eintaucht. wobei je nach Tiefe des
Durchhangs die Lichtquelle mehr oder weniger abgedeckt wird, was einen schwächeren oder stärkeren Lichteinfall zum Photowiderstand 7 des Lichtempfängers 5 zur Folle hat. Die dem Photowiderstand 7 zugeführte Speisestromspannung erleidet durch die je nach Höhe des Durchhangs der Stoffbahn verschieden starke Beleuchtung entsprechende Spannungsschwankungen, die, durch einen Elelz- troniksatz verstärkt, einem an sich bekannten, die Drehzahl des Antriebsmotors regelnden Stellglied zugefürt wird.

Bekommt der Durchhang aus irgend einem Grund
Vorlauf, wird die Lichtquelle mehr abgedeckt, der Photowiderstand lässt eine entsprechend kleinere Steuerspannung durch, was bewirkt, dass über das Stellglied die
Drehzahl des Antriebsmotors, beispielsweise der Abwit- kelhaspel, solange langsamer dreht, bis der Sollwert des Durchhangs wieder erreicht ist. Steigt der Durchhang aus seiner vorbestimmten Lage, so wird mehr Licht auf den
Photowiderstand freigegeben; es verringert sich der Widerstand der Speisespannung und ein um so höherer
Steuerstrom beeinflusst das Stellglied zum Antriebsmotor, der deshalb schneller dreht, bis der Durchhana die Mittelhöhe wieder erreicht plat.

In Abb. 2 ist, nur schematisch und als Beispiel, der
Einsatz des erfindungsgemässen Verfahrens mit zugehöriger Vorrichtung zur Regelung des Durchhangs bzw.

Rückmeldung eines photoelektrischen Messignals an das die Drehzahl regelnde Organ dagestellt. Die Anlage setzt sich aus folgenden Teilen zusammen: hydraulisches Antriebsaggregat mit Pumpe, Ventile, inki. Regelventil, vorzugsweise ein elektrisch gesteuerter Mengenregler 8a, sowie mit elektronischer Steuerung 8b, sogenannter Dokkenwagen 9 mit angeflanschtem Hydromotor 10 und aufgesetzter Stoffrolle 11, Lichtschacht 12 für die Positionsbzw. Rückmeldung eines photoelektrischen Messignals, beliebige Weiterverarbeitungs-Apparatur 13 für die Stoffbahn, welche ihrerseits die Geschwindigkeit des Stoffabzugs bestimmt. Um den Lichtschacht möglichst kurz zu halten und damit die Lichtstärke zu verbessern, wird der
Durchhang zweckmässigerweise durch die Umlenkwalzen 28 und 29 begrenzt.

Als Antriebsmotor für die Stoffrolle 11 lässt sich auch ein elektrischer Gleichstrommotor verwenden, der über den elektronischen Verstarker entsprechend den Spannungsschwankungen seine Drehzahl dauernd den Erfordernissen anpasst.

Eine weitere Ausführungsart der erfindungsgemässen photoelektrischen Abtastvorrichtung zur Anwendung des eingangs beschriebenen Verfahrens ist in Abb. 3 schematisch dargestellt, wo der Durchhang der Stoffbahn mittels des oder der Ränder derselben gesteuert wird Sie besteht zur Hauptsache aus einem, auf einer Seite offenen
Ständer 14, je einer in dessen oberem und unterem Arm 15 und 16 derart verdeckt untergebrachten Lichtquellen 17 und 18. dass diese ihre Lichtstrahlen vorzugsweise in der senkrechten Ebene des Ständers 14 ergiessen und jede derselben in einem zur offenen Seite des Ständers 14 hin geneigten Winkel ein am Ende der Arme 15 und 16 angebrachtes Photoelement 19 bzw. 20 bestrahlt.

Wie in Abb. 4 dargestellt, sind die beiden Photowiderstände 19 und 20 in Serie geschaltet und von einer
Speisestromspannung 21 beschickt. Zwischen einem Pol dieser Speisestromspannung 21 und der Abzweigung 22 zwischen den beiden Photowiderständen wird die Steuerspannung 23 abgenommen.

Die Wirkungsweise dieser erfindungsgemässen Vorrichtung ist folgende:
Die symmetrische Anordnung der Lichtquellen 17 und 18, die zudem in einem gleichen Winkel zu den Armen 15 und 16 gegen die neben den Lichtquellen 17 und 18 angeordneten Photowiderstände 19 und 20 gerichtet sind, bewirken in der Mitte der beiden Arme ein Lichtfeld 24, wo sich die beiden Lichtkegel 25 und 26 überschneiden, Dieses Mittelfeld 24 dient als photoelektrischer Regelbereich 27 für die Bestimmung der Höhe des Durchhangs einer Stoffbahn, deren eine Seitenrand vorzugsweise zwischen den beiden Armen 15 und 16 der
Vorrichtung nach Abb. 3 so geführt wird, dass er sich in der senkrechten Schnittlinie zwischen dem oberen und unteren Lichtkreuzungspunkt 28 und 29 bewegt.

Ändert sich aus irgend einem Grunde, eventuell auch durch Unwucht, der Durchhang der Stoffbahn von der Mittellage nach unten, so deckt der Stoffrand einen grösseren Teil des Lichtkegels der oberen Lichtquelle 17 ab, wahrend er einen entsprechenden Teil der unteren Lichtquelle 18 freigibt. Dies erhöht aber die Steuerspannung am Photowiderstand 19, welche, über einen Elektroniksatz entsprechend verstärkt, und mittels einem an und für sich bekannten Stellglied die Drehzahl korrigierend zurückregelt, bis die Stoffbahn wieder in der Mittellage durchzieht.

Hebt sich der Durchhang der Stoffbahn aus irgendwelchen Gründen, so wird der Lichtkegel der oberen Lichtquelle 17 mehr frei gegeben, was sich in einer entsprechenden Widerstandsänderung des unteren Photowiderstandes 20 auswirkt, wodurch sich die Steuerspannung reduziert, womit wiederum über den elektronischen Verstärkersatz eine entsprechende Information an das oben erwähnte Stellglied zur Anspassung der Dreh zahi des Motors für den Antrieb der Abwickelvorrichtung abgegeben wird.

Aus der Abb. 3 ist ersichtlich, dass der theoretische Regelbereich um so hoher wird, je steiler bzw. stumpfwinkliger sich die beiden Lichtkegel überschneiden, in welchem Falle die Photowiderstände näher zu den Lichtquellen zu rücken sind. Es konnen zur Erhohung des
Lichteffekts auf die Photowiderstände optische Hilfsmittel wie Sammellinse oder Parabolspiegel verwendet werden.

In Abb. 5 ist, nur schematisch und als Beispiel. der
Einsatz dieser Variante der erfindungsgemässen Vor richtung zur Regelung des Durchhangs bzw. Rückmeldung eines photoelektrischen messignals an das die Drehzahl regelnde Organ dargestellt. Deren Zusammensetzung deckt sich aber sinngemàss mit der in Abb. 2 umschriebenen Anordnung.

PATENTANSP RUCHE
1. Verfahren zur Regelung des Durchhangs einer flexiblen Materialbahn, beispielsweise einer Gewirkbahn, dadurch gekennzeichnet, dass die Materialbahn an der
Stelle ihres grössten Durchhangs zwischen Abwickelvor richtung und nachfolgender Weiterbefôrderungseinrich- tung den Lichtvorhang zwischen einer Lichtquelle und einem oder mehreren Photowiderständen durchläuft und je nach der Tiefe des Durchhangs die Bestrahlung des oder der Photowiderstände verstärkt oder schwächt, wobei daraus erfolgende Steuerstromspannungsänderungen über einen elektronischen Verstärker zur Regelung der
Drehzahl des Antriebsmotors der Abwickelvorrichtung dienen.

II. Vorrichtung zur ausführung des Verfahrens nach
Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass sich der
Durchhang der Materialbahn zwischen einer Lichtquelle und einem Photowiderstand befindet, und von der Lichtquelle derart bestrichen wird, dass der Photowiderstand je nach Bestrahlungsstärke Steuerstromspannungsänderungen bewirkt, die ihrerseits verstärkt einem Stellmotor zugeführt werden.

UNTERANSPRÜCHE
1. Vorrichtung nach Patentanspruch II. dadurch gekennzeichnet, dass das Stellglied ein ölhydraulischer, elektrisch gesteuerter Mengenregler zur Drehzahlregulierung eines Hydromotors ist.

2. Vorrichtung nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchgang vor und nach einem
Lichtschacht je über eine Umlenkwalze geleitet wird.

**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.

Claims

**ATTENTION** debut du champ CLMS peut contenir fin de DESC **.

In Abb. 2 ist, nur schematisch und als Beispiel, der Einsatz des erfindungsgemässen Verfahrens mit zugehöriger Vorrichtung zur Regelung des Durchhangs bzw.

Rückmeldung eines photoelektrischen Messignals an das die Drehzahl regelnde Organ dagestellt. Die Anlage setzt sich aus folgenden Teilen zusammen: hydraulisches Antriebsaggregat mit Pumpe, Ventile, inki. Regelventil, vorzugsweise ein elektrisch gesteuerter Mengenregler 8a, sowie mit elektronischer Steuerung 8b, sogenannter Dokkenwagen 9 mit angeflanschtem Hydromotor 10 und aufgesetzter Stoffrolle 11, Lichtschacht 12 für die Positionsbzw. Rückmeldung eines photoelektrischen Messignals, beliebige Weiterverarbeitungs-Apparatur 13 für die Stoffbahn, welche ihrerseits die Geschwindigkeit des Stoffabzugs bestimmt. Um den Lichtschacht möglichst kurz zu halten und damit die Lichtstärke zu verbessern, wird der Durchhang zweckmässigerweise durch die Umlenkwalzen 28 und 29 begrenzt.

Als Antriebsmotor für die Stoffrolle 11 lässt sich auch ein elektrischer Gleichstrommotor verwenden, der über den elektronischen Verstarker entsprechend den Spannungsschwankungen seine Drehzahl dauernd den Erfordernissen anpasst.

Eine weitere Ausführungsart der erfindungsgemässen photoelektrischen Abtastvorrichtung zur Anwendung des eingangs beschriebenen Verfahrens ist in Abb. 3 schematisch dargestellt, wo der Durchhang der Stoffbahn mittels des oder der Ränder derselben gesteuert wird Sie besteht zur Hauptsache aus einem, auf einer Seite offenen Ständer 14, je einer in dessen oberem und unterem Arm 15 und 16 derart verdeckt untergebrachten Lichtquellen 17 und 18. dass diese ihre Lichtstrahlen vorzugsweise in der senkrechten Ebene des Ständers 14 ergiessen und jede derselben in einem zur offenen Seite des Ständers 14 hin geneigten Winkel ein am Ende der Arme 15 und 16 angebrachtes Photoelement 19 bzw. 20 bestrahlt.

Wie in Abb. 4 dargestellt, sind die beiden Photowiderstände 19 und 20 in Serie geschaltet und von einer Speisestromspannung 21 beschickt. Zwischen einem Pol dieser Speisestromspannung 21 und der Abzweigung 22 zwischen den beiden Photowiderständen wird die Steuerspannung 23 abgenommen.

Die Wirkungsweise dieser erfindungsgemässen Vorrichtung ist folgende: Die symmetrische Anordnung der Lichtquellen 17 und 18, die zudem in einem gleichen Winkel zu den Armen 15 und 16 gegen die neben den Lichtquellen 17 und 18 angeordneten Photowiderstände 19 und 20 gerichtet sind, bewirken in der Mitte der beiden Arme ein Lichtfeld 24, wo sich die beiden Lichtkegel 25 und 26 überschneiden, Dieses Mittelfeld 24 dient als photoelektrischer Regelbereich 27 für die Bestimmung der Höhe des Durchhangs einer Stoffbahn, deren eine Seitenrand vorzugsweise zwischen den beiden Armen 15 und 16 der Vorrichtung nach Abb. 3 so geführt wird, dass er sich in der senkrechten Schnittlinie zwischen dem oberen und unteren Lichtkreuzungspunkt 28 und 29 bewegt.

Ändert sich aus irgend einem Grunde, eventuell auch durch Unwucht, der Durchhang der Stoffbahn von der Mittellage nach unten, so deckt der Stoffrand einen grösseren Teil des Lichtkegels der oberen Lichtquelle 17 ab, wahrend er einen entsprechenden Teil der unteren Lichtquelle 18 freigibt. Dies erhöht aber die Steuerspannung am Photowiderstand 19, welche, über einen Elektroniksatz entsprechend verstärkt, und mittels einem an und für sich bekannten Stellglied die Drehzahl korrigierend zurückregelt, bis die Stoffbahn wieder in der Mittellage durchzieht.

Hebt sich der Durchhang der Stoffbahn aus irgendwelchen Gründen, so wird der Lichtkegel der oberen Lichtquelle 17 mehr frei gegeben, was sich in einer entsprechenden Widerstandsänderung des unteren Photowiderstandes 20 auswirkt, wodurch sich die Steuerspannung reduziert, womit wiederum über den elektronischen Verstärkersatz eine entsprechende Information an das oben erwähnte Stellglied zur Anspassung der Dreh zahi des Motors für den Antrieb der Abwickelvorrichtung abgegeben wird.

Aus der Abb. 3 ist ersichtlich, dass der theoretische Regelbereich um so hoher wird, je steiler bzw. stumpfwinkliger sich die beiden Lichtkegel überschneiden, in welchem Falle die Photowiderstände näher zu den Lichtquellen zu rücken sind. Es konnen zur Erhohung des Lichteffekts auf die Photowiderstände optische Hilfsmittel wie Sammellinse oder Parabolspiegel verwendet werden.

In Abb. 5 ist, nur schematisch und als Beispiel. der Einsatz dieser Variante der erfindungsgemässen Vor richtung zur Regelung des Durchhangs bzw. Rückmeldung eines photoelektrischen messignals an das die Drehzahl regelnde Organ dargestellt. Deren Zusammensetzung deckt sich aber sinngemàss mit der in Abb. 2 umschriebenen Anordnung.

PATENTANSP RUCHE 1. Verfahren zur Regelung des Durchhangs einer flexiblen Materialbahn, beispielsweise einer Gewirkbahn, dadurch gekennzeichnet, dass die Materialbahn an der Stelle ihres grössten Durchhangs zwischen Abwickelvor richtung und nachfolgender Weiterbefôrderungseinrich- tung den Lichtvorhang zwischen einer Lichtquelle und einem oder mehreren Photowiderständen durchläuft und je nach der Tiefe des Durchhangs die Bestrahlung des oder der Photowiderstände verstärkt oder schwächt, wobei daraus erfolgende Steuerstromspannungsänderungen über einen elektronischen Verstärker zur Regelung der Drehzahl des Antriebsmotors der Abwickelvorrichtung dienen.

II. Vorrichtung zur ausführung des Verfahrens nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Durchhang der Materialbahn zwischen einer Lichtquelle und einem Photowiderstand befindet, und von der Lichtquelle derart bestrichen wird, dass der Photowiderstand je nach Bestrahlungsstärke Steuerstromspannungsänderungen bewirkt, die ihrerseits verstärkt einem Stellmotor zugeführt werden.

UNTERANSPRÜCHE 1. Vorrichtung nach Patentanspruch II. dadurch gekennzeichnet, dass das Stellglied ein ölhydraulischer, elektrisch gesteuerter Mengenregler zur Drehzahlregulierung eines Hydromotors ist.

2. Vorrichtung nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchgang vor und nach einem Lichtschacht je über eine Umlenkwalze geleitet wird.