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Beschreibung Vorrichtung zum Recken bahnfömigen Materials.
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Die Erfindung bezieht sich auf Vorrichtungen zum Recken eines bahnförmigen
Materials und zum kegeln der Geichmäßkeit der in der Querrichtung der Materialbahn
gemessenen Dicke während des Orientierungsvorgans.
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@@ bei aer @erstelung von Filmen bzw. dehnen aus langkettigen Polymeren
wie Polyestern, Nylon und Polypropylen die richtige molekulare Orientierung zu erzielen,
ist es erforderlich, die Bahn in der längsrichtung zu recken und dann erneut in
einer Querrichtung zu r£qken, und zwar bei erhöhten Gemperaturen. Beim Recken in
der Längsrichtung wird die Bahn mit Hilfe eines Aggregats von Strahlungsheizeinrichtungen
erhitzt und zwischen zwei Walzenpaaren gereckt. Die beiden ersten Walzen werden
als Haltwalen bezeichnet, während die beiden anderen walzen als Zugwalzen bezeichnet
werden. Das Ausmaß der Reckung in der Längsrichtung wird dadurch geregelt, daß man
das Verhältnis zwischen der Umfangsgeschwindigkeit der Zugwalzen
und
der Umfangeseschwindigkeit der haltewalzen regelt. Beim Recken in der Querrichtung
kam1 die Bahn in seitlicher Richtung m:t-t; Hilfe von zwei Paaren von Führugswalzen
gereckt werden, wie es in dem U.S.A.-Patent 2 728 941 beschrieben ist. Bei den meisten
biaxialen Verfahren setzt sich das Heizaggregat bei jeder Reckvorrichtung aus mehreren
trahlungsheizeinrichtungen zusainnien, die quer zur Längsachse der Bahn in Abständen
verteilt sind. Die Gasamtmenge der von den @eizeinrichtungen abgegebenen Wärme bestimmt
die erforderliche Reckkraft, und die relative Wärmemenge, die jeder Querzone der
Bahn lurch die einzelnen heizeinrichtungen zugeführt wird, beeinflußt die relative
Dicke der Bahn in der betreffenden Zone.
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Bei der Herstellung solcher Bahnen aus langkettigen Polymeren führen
übermäßig große Abweichungen der Dicke der so orientierten Bahnen vom Sollwert bis
jetzt zu erheblichen Ausbeuteverlusten. Es werden bereits verschiedene Verfahren
angewendet, um diese Abweichungen zu korrigieren; zu diesem Zweck werden z.B. die
Lippen des Materialzuführugsbehälters verstellt, oder man verstellt die Heizeinrichtungen
in den verschiedenen Zonen. Bei der Durchführung dieser Verfahren ,ird das Dickenprofil
einer nach dem Aufwickeln aus der Bahn herausgeschnittenensProbe geprüft, und entweder
die @eizeinrichtungen oder die Lippen des Iaterialzuführungsbehälters werden mit
der Hand verstellt. Um dies zu ermöglmchen, benötigt man Bedienungsleute, die in
der Bedienung der Anlage geübt sind, und denen die Theorie der Gieß- und Reckvorgänge
geläufig ist; jedoch ergeben sich hierbei erhebliche @eiverlauste zwischen dem Reckvorgang
und der burchführung einer etwa erforderlich werdenden Korrektur.
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Ferner ist die aus der @alm herausgesechnittene Probe nicht repräsentativ
für das mittlere seitliche Dickenprofil, den es können Abweichungen der Dicke in
der Längsrichung auftreten, die sich bei jeder Umdrebung des Gießrades wiederholen.
Man erkennt somit, daß die Gefahr besteht, daß erhebliche @engen an nicht den Erfordernissen
entsprechendem bahnfömigem sterial hergestellt werden, bevor auftretende @ehler
korrigicrt werden können.
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Die Erfindung sient nunmenr eine Voreichtung zum @erarbeiten bahnförmigen
@aterials vor, die @ittel umfa@t, um@ das bahnförmige @aterial zu recken, sowie
Heizmittel mit mehreren @eizelementen oder dergleichen, die dazu dienen, das @aterial
zu erweichen; gemäß der Erfindung umfaßt die Vorrichtung Spannungsregelmittel, um
die Spanung der @aterialbahn zu messen, während sie gereckt wird, und um jeden Chterschied
zu melden, der sich aus einem Verlcich des gemessenen wertes mit einem vorgewählten
Signal für die gewünschte Spannung eine, ferner einen Bahndic@endetektro, mittels
dessen die Bahn wiederholt abschnittsweise abgetastet wird, wobei aie Abschnitte
einem 'i'eil der Bahnbreite entsprechen, der arc eines der -eizolemente beeinflußt
wird, kegelmittel, die auf das Signal des Dickendetektors für einen bestimmten Abschnitt
der Bahn ansprechen, so daß der Kegler das Signal mit einem @ezugssignal verglsicht,
um ein Ko@rekrusignal für den betreffenden Bahnaoschnitt zu erzeugen, sowie @etätigungsmittel
für die @eizelemente, die es ermöglicilen, aafür zu sorgen, daf3 ein signal der
die Spannung messenden @ittel eine gelichmäßige Änderung der Enregiabgabe sämtlicher
@eizelamente bewirkt, und daß ein Signal der Regelmittel bewirkt, da nur die Energieaog@@e
desjenigen @eizelements
geändert wird, welches dem gemessenen bahnabschnitt
zugeordnet ist.
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Die Erfindung erweist sich als besonders vorteilhaft beim Orientieren
von bahnförmigen Polyestermaterialien, z.B. einer Bahn in Form einer Basis für einen
photographischen Film aus Polyäthylenterephthalat, wobei das Material gereckt wird,
wie es in den US. A.-Patenten 2 627 088 und 2 779 684 beschrieben ist.
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Die Erfindung wird im folgenden an "and schematischer Zeichnungen
an mehreren Ausführungsbeispielen näher erläutert.
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Fig. 1 veranschaulicht schematisch die funktionellen B-ziehungen
zwischen den wesentlichen Teilen einer erfindungsgemäßen Vorrichtung.
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Fig. 2 ist eine schematische Darstellung einer erSindungagemäßen
Vorrichtung mit pneumatischen Regelmitteln.
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Fig. 3 ist eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen
Vorrichtung mit elektronischen Regelmttteln.
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Gemäß Fig. 1 wird bei der nerstellung thermoplastischer Materialien
eine Bahn 10 aus einem Polymer, d.h. aus Polyäthylenterephthalat, kontinuierlich
gegossen; zu diesem Zweck wird das Material von einem Zuführungsbehälter 23 aus
auf ein gekühltes Gießrad 24 geleitet und dann zwischen zwei Haltewalzen 11 hindurchgeführt.
Hierauf passiert die Bahn ein Heizaggregat 12, das sich aus mehreren Strahlungsheizelementen
13 zusammensetzt.
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Alle @eizelemente erstrecken sich parallel zur Laufrichtung der Bahn,
und sie sind derart nebeneinander angeordnet, daß sie ein
Aggregat
bilden, das sich quer zur Längsachse der ahn erstreckt.
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Nach dem Durchlaufen des tieizaggregats wird die Bahn mit Hilfe der
Zugwalzen 14 gereckt. Diese Walzen drehen sich mit einer höheren Umfangsgeschwindigkeit
als die Haltewalzen, und dieser Geschwindigkeitsunterschied bewirkt in Verbindung
mit der Erhitzung der Bahn, daß die Bahn in der Längsrichtung gereckt wird.
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Nach Abschluß der Behandlung der Bahn wird die Bahn auf einer Aufwickelwalze
25 aufgewickelt. Bei der Anordnung nach Fig. 1 handelt es sich um eine Vorrichtung
zum iiecken einer Bahn in der Längsrichtung. Ähnliche Ergebnisse lassen sich jedoch
erzielen, wenn man die Heizelemente so anordnet, daß sie die Bahn erhitzen, bevor
die Bahn in der Querrichtung gereckt wird.
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Eine solche deckung in der Querrichtung kann gemäß dem U.S.A.-Patent
2 728 941 durchgeführt werden. Somit ist es möglich, die Gesamtdicke sowie die Dicke
einzelner Bahnabschnitte sowohl bei der Reckung in der Längsrichtung als auch bei
der Reckung in der Querrichtung zu regeln.
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Eine eß- oder Fühleinrichtung 15 ist in der Bewegungsrichtung der
Bahn vor den Zugwalzen 14 angeordnet; sie dient dazu, die Spannung oder die gesamte
Reckkraft in der Bahn während des Reckvorgangs zu messen. Nachdem die Bahn die Zugwalzen
passiert hat, durchläuft sie eine Einrichtung 16 zum Messen der Bahndicke. Diese
Einrichtung mißt die Dicke der Bahn in einer Längszone, die der Fläche der Bahn
entspricht, welche durch eines der Heizelemente 13 erhitzt wird. Die Dicke innerhalb
einer bestimmten Zone wird während einer Zeitspanne gemessen, die einer Umdrehung
des Gießrades 25 entspricht, auf dem die Bahn erzuegt wird. Nach der Messung einer
Zone bewegt sich die Einrichtung
16 in der Querrichtung weiter,
um die nächste Zone abzutasten, und diese Bewegung in der Querrichtung setzt sich
schrittweise fort, bis alle Zonen geprüft worden sind, die den verschiedenen Heizelementen
zugeordnet sind. Die Einrichtung kehrt dann zu der zuerst abgetasteten Zone zurück,
um dann den beschriebenen Abtastvorgang zu wiederholen. Der Dickenmesser erzeugt
ein Signal, das die Dicke in der betreffenden abgetasteten Zone repräsentiert; dieses
Signal wird als primäres Rückkopplungçsignal bezeichnet. Das primäre Rückkopplungssignal
wird einem Regler 18 zugeführt und kann außerdem mit Hilfe eines segistriergeräts
17 registriert werden.
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Der Kegler berechnet analog ein Betätigungssignal für åede Zone,
das auf dem Zeitintegral eines Differentialsignals basiert, welches den Unterschied
zwischen der Dicke der Bahn der soeben gemessenen Zone und einem Bezugssignal für
die gleiche Zone repräsentiert. Um diese Aufgabe zu erfüllen, vergleicht der ziegler
das primäre Rückkopplungssignal mit einem bezugseingangssignal, verstärkt den Unterschied,
fügt ein einem Speicherkreis entnommenes Rückkopplungssignal für eine Integrationskonstante
hinzu und übermittelt das resultierende Signal. über eine Drossel 26, die dazu dient,
die algebraische Summe der Signale nach der Zeit zu integrieren.
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Das dem Speicherkreis entnommene Rückkopplungssignal, d. h. das sekundäre
Rückkopplungssignal, ist das gespeicherte Signal aus einem Speicherkreis 19 fürXdie
gerade abgetastete Zone und repräsentiert auch das Signal, das dem letzten Regelelement,
d. h. dem Heizaggregat, für die betreffende Zone während der vorangegangenen Abtastung
dieser Zone zugeführt wurde. Das
R2ckkopplungssignal wird dem angler
synchron mit der Messung der Dicke der betreffenden Zone zugeführt, Dieses dem Speicherreis
entnommene Rückkopplungssignal ermöglicht es dem regler, ein Ausgangssignal zu erzeugen,
das gleich dem gespeicherten Signal für die betreffende Zone ist, wenn das primäre
Rückkopplungssignal keine Fehler bezüglich der Dicke der Xahn repräsentiert.
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Das Bezugseingangssignal wird durch einen Kreis 20 bestimm1i3 der
auch als Einstellpunktkreis bezeichnet werden kann.
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Dieser Kreis hat zwei Aufgaben zu erfüllen ; erstens dient er dazu,
dafür zu sorgen, daß das Bezugseingangssignal die mittlere Dicke repräsentiert,
und zweitens hält er die letzten Regelelemente in ihrer mittleren Lage zwischen
den Grenzen ihres Regelbereichs. Die letztere Funktion ist dann von besonderer Bedeutung,
wenn bei dem letzten Regelelement ein Spartransformator benutzt wird und seine Verstellung
bis zur einen oder anderen Grenzstellung zu einer Unterbrechung der Korrekturwirkung
des letzten Regelelements fuhren würde. Diesem Kreis werden zwei Signale zugeführt,
die in dem Kreis gespeichert werden. Das eine Signal repräsehtiert das größte in
dem System auftretende Signal, während das andere Signal das kleinste Signal repräsentiers
Die beiden Signale werden ausgemittelt, und das resultierende Signal wird mit einem
Signal für eine festÕelegte Kraft verglichen, die dem Mittelpunkt des Wirkungsbereichs
des letzten Regelelements entspricht. Der Unterschied wird nach der Zeit integriert
und repräsentiert dann das Bezugseingangasignal.
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Der Speicherkreis 19 speichert die Signale, welche die für jede Zone
benötigte Wärmemenge repräsentieren. Jedem einzelnen
Heizelement
des Heizaggregats 12 ist eine Speicherkammer zugeordnet, in der das zugehörige Signal
gespeichert wird. Dieser Speicherkreis bewirkt in Verbindung mit der Drossel 26,
daß die wirkung kurzzeitiger Abweichungen des Prozesses auf. ein mindestmaß verringert
wird, und der verhindert, daß die Regelvorrichtung eine Uberkorrektur bewirkt oder
falsche Korrektursignale erzeugt. Wenn der ziegler gerade das primäre Rückkopplungssignal
mit dem Bezugseingangssignal für eine bestimmte Zone vergleicht. wird die Speicherkammer
für die betreffende
Zone durch die Betätigung eines Zeitgeberer, ## in Richtung auf die Steuerkreise
geöffnet. Wenn dies geschieht, übermittelt die direkte Leitung zwischen dem Speicherkreis
19 und der Drossel 26 augenblicklich den Wert des gespeicherten Signals. Dieses
L;ignal wird sowohl dem regler 18 als auch dem Einstellpunktkreis 20 zugeführt,
wo das Signal dazu dient,- den Bezugseinstellpunkt zu bestimmen; ferner wird das
Signal dem letzten Regelelement 21 für ein bestimmtes Heizelement zugeführt.
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Nachdem das Signal des Reglers.18 mit Hilfe der Drossel 26 integriert
worden ist, wird es mit dem für die betreffende Zone geltenden Signal aus dem Speicherkreis
19 kombiniert, und das neue endgültige Regelsignal, das auf diese Weise erzeugt
wurde, wird dem letzten Hegelelement 21 zugeführt. Wenn innerhalb keiner der verschiedenen
Zonen ein fehler vorhanden ist, wird somit das dem Speicherkreis für jede Zone entnommene
gespeicherte Signal das geregelte Ausgangssignal sein, und dieses Signal wird fortfahren,
für jede Umdrehung des Gießrades die Zu- oder ABnahme der Wärmenenge für jede Zone
zu melden.
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Dieses Element wird durch das Signal aktiviert und stellt die
der
betreffenden Zone zugeführte Wärme so ein, daß die festgestellten Abweichungen vom
Sollwert der Dicke ausgeschaltet werden. Das endgültige Regelsignal für ein einzelnes
Heizelement kann geringfügig variieren, während die Speicherkammer für das betreffende
Heizelement offen ist. Wie schon erwähnt, wird das gespeicherte Signal an drei verschiedene
Aggregate abgegeben, von denen eines das letzte Regelelement ist. Wenn die Abtasteinrichtung
ihre Messung bei dem Betreffenden bahnabschnitt beendet, wird die entsprechende
Speicherkammer geschlossen. Somit kann das Signal in der Speicherkammer zum oder
abneiimen oder unverändert bleiben.
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Bezüglich der Mittel 15 zum Messen der gesamten in der Bahn wirksamen
Reckkraft sei bemerkt, daß diese mittel ein Signal für die gefühlte Spannung erzeugen,
das ein zweites primäres Rückkopplungssignal bildet. Das Signal wird einem Regler
22 zugeführt und kann außerdem mit Hilfe eines Eegistriergeräts 27 registriert werden.
Der ziegler 22 vergleicht das zweite primäre Rückkopplungssignal mit einem festen
Einstellpunkt; dieser Xinstellpunkt repräsentiert die vorbestimmte Reckkraft, die
für den durchzuführenden Arbeitsgang erwünscht ist, Der Unterschied zwischen den
beiden Signalen wird verstärkt, nach der Zeit integriert und dann dem letzten Regelelement
21 zugefüljrt. An dieser Stelle betätigt das Signal denjenigen Teil des letzten
Regelelemente, welcher die gesamte Wärmeabgabe der eizelemente aufrechterhält, ohne
die Verteilung der alarme auf die verschiedenen Zonen zu beeinflussen.
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Das letzte liegelelement 21 muß auf zwei getrennte Signale readieren,
zwischen denen jedoch eine Beziehung besteht. Hierbei
muß das Element
21 die der Bahn insgesamt zugeführte Wärmemenge aufrechterhalten, damit die gewünschte
Reckkraft erhalten bleibt, und zwar in Verbindung mit einer derartigen Verteilung
der Wärme über die verschiedenen Zonen, daß Abweichungen der Dicke vom Sollwert
vermieden werden. Hierbei wird das durch den Dickenmesser 15 erzeugte Signal verwendet,
um die Speisespannung für einen Satz von Spartransformatoren zu bestimmen; jeder
abgetasteten Zone ist ein solcher i1ransformator zugeordnet. Das andere Signal,
das von dem Speicherkreis 19 aus dem letzten Regelelement 21 zugeführt wird, repräsentiert
das Korrektursignal für jede Zone und wird dem zugehörigen Spartransformator zugeführt,
wobei jeweils die der betreffenden Zone zuzuführende tuiärmemenge eingestellt wird.
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Ig. 2 zeigt die bevorzugte AusbildungsSorm der Erfindung bei der
pneumatische Einrichtungen vorgesehen sind, um die Korrektursignale zu erzeugen.
Die Benutzung pneumatischer Mittel ist zweckmäßig, denn sie lassen sich im Vergleich
zu gleichwertigen elektronischen und hydraulischen Mitteln mitgeringeren Kosten
beschaffen, und außerdem erreichen sie eine lange Lebensdauer.
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Bei der Anordnung nach Fig. 2 umfaßt das Heizaggregat fünfzehn langgestreckte
Heizelemente 13. Die Zahl der Heizeleente oder Zonen kann abgeändert werden; es
ist nur erforderlich, daß für jedes @eizelement eine Speicherkammer und letzte Regel
mittel vorhanden sind. Nachdem die Bahn 10 das heizaggregat passiert hat und in
der Längsrichtung gereckt worden ist, wird ihre Dicke in einer Längszone mit Hilfe
eines mit Röntgenstrahlen arbeitenden Werts 16 (Modell 25 PT der Firma Sheffield)
gemessen.
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Dieses gerät mißt die Jicke innerhalb jeder Zone während einer bestimmten
Zeitspanne, die z.B. der für eine Umdrehung des Gießrades benötigten Zeit entspricht,
damit Dickenabweichungen in der Längsrichtung ausgemittelt werden. Nach dem Abtasten
einer Zone tastet das Gerät 16 weitere Zonen quer zur Längsachse der Bahn in einer
sich wiederholenden Folge ab. Hierbei tastet das Gerät sämtliche 15 Zonen ab und
durchläuft bei jedem Arbeitsspiel zu Eichzwecken eine zusätzliche Abtastperiode.
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Die @enauigkeit eines mit Röntgenstrahlen arbeitenden Meßgeräts wird
durch zahlreiche äußere faktoren beeinflußt, z.B. die Umgebungstemperatur, im Bereich
des Geräts vorhandenen Schmutz, die Luftfeuchtigkeit, die Beschäigung elektrischer
Glühfädem usw, Im Hinblick hierauf soll das Meßgerät nach jedem Arbeitsspiel geeicht
bzw. normalisiert werden. Zu diesem Zweck teastet das Gerät eine Probe 31 von bekannter
Dicke ab und vergleicht das für die probe geltende Signal mit dem richtigen Signal
in einem Mehrfunktionsrelais 32 (Modell 68V6 der Firma Moore Produds), und wenn
ein fehler fesvgestellt wird, bewirkt ein Servomechanismus 33, daß der Nullpunkt
des -eßgeräts justiert wird. Während dieser Eichung ist der übrige leil des Dickenregelungskreises
gegenüber den Meßmitteln geschlossen.
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Das durch das @eßgerät erzeugte elektrische Signal hat eine Größe,
die in Abhängigkeit von der Dicke der Bahn variiert; dieses signal wird einen elektricch/pneumatischen
jandler 34 zugeführt. Eine Beschreibung eines solchen wandlers findet sich in der
Druckschrift 7701 der Firma Moore Products Co., Philadelphia, Pennsyslvania, U.S.A.
Dieser wandler erzeugt ein
pneumatisches primäres Rückkopplungssignal
im bereich von etwa 0,21 bis etwa 1,06 at; ein solches Signal kann bei den meisten
pneumatischen Regelkreisen verwendet werden.
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Das Signal wird dann mit Hilfe des Registriergeräts 17 (Modell 5321-R
der Firma Moore Products) registriert und einem pneumatischen ziegler 18 zugeführt,
der proportional und außerdem mit einer Rückstellwirkung arbeitet. Gegebenenfalls
kann das liegistriergerät mit einer zweiten Registrierfeder ausgerüstet sein, mittels
deren eines von mehreren in dem System auf-. tretenden Signalen registriert werden
kann, z. Z. das Einstellpunktsignal oder das Speicherkreissignal oder das endgültige
tegelsignal. Eine solche Anordnung würde das Auffinden von Störungen in dem System
erleichtern.
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Der Regler entwi-ckelt zuerst ein Betätigungssignal, indem er das
primäre Rückkopplungssignal mit dem Bezugssignal aus dem Einstellpuiiktkreis vergleicht,
welch letzteres die mittlere Bahndicke repräsentiert und in Beziehung zum Mittelpunkt
des Wirkungsbereichs der letzten Regelelemente steht.
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Der Einstellpunktkreis umfaßt im wesentlichen zwei gleichartig ausgebildete
Rückschlagventile 35, die an zwei Kammern 36 und 37 von bestimmtem Rauminhalt angeschlossen
sind.
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Xei diesem Kreis nimmt die Kammer 37 in Verbindung mit dem Rückschlagventil
35 den höchsten Druck in dem gesamten System an, während die Kammer 36 den niedrigsten
Druck annimmt. Die Konstruktion dieses Kreises ermöglicht es den Kammern, die richtigen
Drücke beizubehalten, und sie begrenzt das Strömen des Strömungsmitels, das unter
einem hohen Druck steht, von der
Kammer 37 zu der anderen Kammer
76 über die gleichartig ausgebildeten Nadelventile 38.
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An der Verbindungsstelle 99 ist das Drucksignal gleich dem Mittelwert
der beiden Drücke, d.h. es entspricht dem Ausdruck Phoch + Pniedrig 2 Dieses Signal
ändert sich, wenn sich der Mittelwert aus dem höchsten und dem niedrigsten Speichersigneal
ändert, so daß ein dem mittelpunkt entsprechendes Signal aufrechterhalten wird.
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Der bei 39 erscheinende dignaldruck kann dann einem Reziproken-Ableitungsgerät
40 (Modell 59R der Firma Moore Products) zugeführt werden, wenn es erforderlich
oder erwünscht ist, die Wirkung von Störsignalen zu verringern und alle schnellen
Signal schwankungen zu glätten. Eine neschreibung der Konstruktion und Wirkungsweise
eines solchen Geräts ist in den U.S.A.-Patenten 2 431 297 und 2 501 957 zu finden.
Ein mehrfunktionsrelais 41 (Modell 68VT17 der Firma Moore Products) dient dazu,
dieses Signal mit einer festen Bezugskraft, bzw. einer Federkraft, zu vergleichen;
die feste Bezugskraft repräsentiert den Mittelpunkt des Wirkungsbereichs der letzten
Regelelemente. Smmit kann das Bezugssignal aus dem relais 41, das dem Regler 18
zugeführt wird, längs der Skala in Abhängigkeit vom mittleren Eingangssignal des
Relais nach oben und unten auswandern, Mit Hilfe einer festen Drossel integriert
das relais außerdem das Fehlersignal nach der Zeit. Nach dem Passieren dieses Relais
ist das Signal dann das Bezugsausgangssignal, das dem Regler zugeführt wird, um
die mittlere Bahndicke zu repräsentieren und gleichzeitig die letzten Regelelemente
zwischen den Enden
ihres Wirkungsbereichs zentriert zu haltens
Jeder etwa vorhandene Unterschied zwischen dem primären Rückkopplungssignal und
dem Bezugseingangssignal wird dann in dem Regler verstärkt. uei einer bestimmten
Abweichung vom Einstellpunkt enthält somit ein Teil des eglerausgangssignals die
Abweichung vervielfacht mit einem Faktor, der sich nach der Einstellung des Gewinns
des Reglers richtet.
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Der Rückkopplungsdruck für die jeweils abgetastete Zone wird dem
ziegler 18 über ein 1:1-Relais 42 zugeführt. Dieser Druck wird algebraisch zu dem
verstärkten Unterschied zwischen dem primären Rückkopplungssignal und dem Bezugssignal
addiert, um das Ausgangs signal des reglers zu bestimmen. Wenn bei einer bestimmten
Zone kein fehler vorhanden ist, dh. wenn der Unterschied zwischen dem primären Rückkopplungssignal
und dem Bezugssignal gleich Null ist, ist das Ausgangssignal gleich dem Rückkopplungssignal
des Speichers, und der Zustand des Speichers bleibt unverändert. Das Ausgangssignal
des Reglers wird mit Hilfe einer Nadelventildrossel 26 nach der Zeit integriert.
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Das integrierte Signal wird dann mit dem Signal kombiniert, das in
der Speicherkammer für die jeweils abgetastete Zone gespeichert ist, und es wird
über die betreffende Kammer einem 1 Relais 43 und von dort aus dem letzten Regelelement
zugeführt. Jeder Speicherkammer ist ein 1:1-Relais (Moore Products) zugeordnet,
um die Drücke innerhalb des Speicherkreises aufrechtzuerhalten, während das kombinierte
Ausgangssignal übermittelt wird.
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Das Speichersystem umfaßt mehrere Kammern 44 von bestimmtem Rauminhalt,
wobei jeder Zone eine solche Kammer zugeordnet
ist; die Kammern
sind an eine gemeinsame Leitung 45 über Mikroventile 46 angeschlossen, von denen
jeder Kammer eines zugeordnet ist. Die Mikroventile werden nacheinander durch ein
umlaufendes Nockenaggregat oder eine andere geeignete Anordnung betätigt, z. B.
durch Mineatursolenuidventile in Verbindung mit einem Schrittschaltrelais, das synchron
mit der Querbewegung der Dickenfühlmittel 16 arbeitet. Wenn jeweils ein Teil des
Speichersystems geöffnet wird, wird diesem Teil das Reglerausgangssignal für die
betreffende Zone zugeführt. Die Speicherkammern müssen blasendicht sein, wenn sie
einwandfrei arbeiten sollen, und man muß sie so anordnen, daß sie keinen schnellen
Temperaturänderungen ausgesetzt sind. Das Verhältnis zwischen dem Rauminhalt der
gemeinsamen Leitung und dem Rauminhalt der Speicher muß möglichst klein gehalten
werden, um Leitungsverliste und Wechselwirkungen zwischen den Speicherkammern zu
vermeiden. Außerdem muß man das Nockenaggregat und die TIikroventile so einstellen,
daß keine Überlappung zwischen dem Öffnen und Schließen von Speicherkammern eintritt,
denn anderenfalls könnte ein Druck von einer Kammer zu einer anderen Kammer uebertragen
werden, und hierdurch würde der gesamte Regelvorgang nachteilig@ beeinflußt. Um
die gemeinsame Leitung von dem Rückkopplungskreis und dem Einstellpunktkreis getrennt
zu halten, ist ein 1:1-Relais 42 vorgesehen. Hierdurch wird der Luftinhalt der gemeinsamen
Leitung 45 möglichst klein gehalten, und der Druck in dem Speicherkreis wird aufrechterhalten.
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Nachdem die endgültigen Regelsignale durch die 1:1-Relais 43 übertragen
worden sind, wer&en dle pneumatischen Betätigungsvorrichtungen oder i. oto-en
47 (Conomotor Variac-
Regler der Oonoflow Corp.) zugeführt. Diese
Verstellmotoren vergleichen das endgültige Regelsignal mit einer festen Jeder kraft,
die die Stellung des Kolbens in dem Verstellmotor repräsentiert. Jeder vorhandene
Unterschied bewirkt, daß Druckluft einer eite des kolbens zugeführt wird, um den
Kolben zu verstellen. Eine Beschreibung der sirkungsweise eines solchen Verstellmotors
findet sich in der U.S.A.-Patentschrift 2 653 578.
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Der Kolben ist mit mechanischen Mitteln zum Verstellen eines Spartransformators
48 versehen. Jeder Zone bzw. jedem Heizelement ist ein pneumatischer Verstellmotor
mit einem Spartransformator zugeordnet. Somit bestimmt das Signal und die durch
es hervorgerufene Bewegung des Kolbens die Einstellung des betreffenden Spartransformators.
Die betreffende Stellung und die über die Verteilerschine 57 zugeführte Speisespannung
bestimmen die Stärke des zu jedem Heizelement 13 fließenden Strom, um so die jeder
Zone zugeführte Wärmemenge zu regeln.
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Die gesamte in der Bahn herrschende Spannung wird mit Hilfe einer
auf der Bahn laufenden Rolle gemessen, wobei beiden Enden der Rolle hydraulisch-pneumatische
Belastungsmeßzellen 49 zugeordnet sind. Die Bahn wirkt auf die Rolle, und an beiden
Enden der Rolle wird die Spannung der Bahn abgetastet, so daß sich der hydraulische
Druck in den Meßzellen ändert. Dieserhydraulische Druck wird durch hydraulisch-pneumatische
Wandler 50 in ein pneumatisches Signal umgewandelt und einer Summierungseinrichtung
51 (Relais 68WT23 der Firma oore Products) zugeführt. Die bummierungseinrichtund
addiert die beiden Signale und erzeugt ein Signal, das gleich der Summe ist und
die gesamte Spannung in der Bahn repräsentiert. Dieses Signal, d. h. das
zweite
primä@e Rückkopplungssignal, wird einem Registriergerät 26 (Modell 523MT4R der Firma
Moore Products) und dann einem proportional arbeitenden ziegler 22 mit Rückstellung
zugeführt.
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Dieser Regler vergleicht das zweite primäre Rückkopplungssignal mit
einem mit der Hand eingestellten Signal, das die gewünschte Spannung in dem System
darstellt. Der Ziegler entwickelt dann ein Korrektursignal auf der Basis des Differenz
zuzüglich eines Zeitintegrals des Unterschiedes zwischen den beiden Signalen.
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Das Ausgangssignal des Reglers wird mit Hilfe einer re ziprok arbeitenden
Ableitungseinrichtung 52 (Modell 59R der Firma Moore Products) übermittelt, so daß
die Wirkung von Störsignalen verringert und die Signalkurve geglättet wird. Das
Signal wird dann einem pneumatischen Verstellmotor 53 zugeführt, mittels dessen
ein variabler Widerstand 54 in der vorstehend erläuterten Weise verstellt wird.
Dieser Widerstand liegt in einem Gleichstromspeisekreis, und er regelt den Gleichstrom,
der einer Wicklung einer Drossel 55 mit sättigungsfähigem Kern zugeführt wird. Wird
der Widerstand auf einen kleinen aWiderstandswert eingestellt, nähert sich somit
der den Gleichstromwicklungen der Drossel zugeführte Gleichstrom dem Speisestrom.
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Dieser starke Strom bewirkt, daß sich der Kern der Flußsättigung nähert,
und der durch die Wechselstromwicklung der Drossel fließende Wechselstrom wird nicht
in den Kern überführt. Bei einem höheren Widerstandswert wird der Kern dagegen weniger
stark gesättigt, so daß ein Teil des Wechselstroms in den Kern eingeSahrt wird0
Der nicht in den Kern eingeführte Wechselstrom wird der Primärwicklung eines Leistungstransformators
56 zugeführt, so
daß die Größe des in der Sekundärwicklung induzierten
Stroms von der Einstellung des Gleichstromwideratandes abhängt. Die in der Sekundärwicklung
induzierte Energie wird einer Verteilerschiene 57 zugeführt, die mit allen spartransformatoren
48 verbunden ist0 Somit wird der gesamte Betrag des Stroms der sämtlichen Heizelementen
zugeführt wird* durch die Gesamtspannung in der Bahn bestimmt, und der Strom, dernjeder
Zone zugeführt wird, wird durch den Kreis zum Kegeln der Bahndicke bestimmt.
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Sobald sich das System in Betrieb befindet, kann entweder der gesamte
Eingangsstrom zugeführt werden, oder der Strom kann auf die verschiedenen Zonen
verteilt werden, ohne daß die automatische Regelung bei anderen Zonen beeinträchtigt
wird. siegen der Dynamik des Regelsystems muß der Spannungsregelkreis bereits mit
automatischer Regelung arbeiten, bevor der Kreis zum Regeln der Bahndicke zur automatischen
Regelung benutzt werden kann. Arbeitet der Kreis zum Regelen der Spannung nicht
automat tisch, wandert das "schwimmende" Bezugseingangssignal des Dickeiiregelkreises
aus, um zu bewirken, daß die Grenzwerte der Einstellung der Sparatransformationen
gleich weit vom Mittelpunkt der Bewegungsstrecke entfernt sind, und dies kann dazu
führen, daß die Spannungseinstellung außer Kontrolle kommt, wenn nicht auch in diesem
Falle mit der automatischen Regelung gearbeitet wird Zum Messen der Bahndicke-wird
ein mit Röntgenstrahlen arbeitendes gerät 16 benutzt, Die Empfindlichkeit dieses
Geräts überschreitet 0,1% des ganzen Skalenbereiches und entspricht gewöhnlich ~0,005
mm. Es stehen verschiedene weitere Verfahren zum Messen der Dicke einer laufenden
Bahn zur Verfügung; man
kann z.B. mit Kernstrahlung, einem Druckluft£erät,
sogenannten Durckluftschuhen oder rollenförmigen Kontakten arbeiten, wobei 1insare
DiffetentialtransSormatoren verwendet weiden. Das mit Röntgenstrahlen arbeitende
Gerät wurde gewählt, 3eil es sich echt zur Duchrführung der erwähnten abtastung
ausbilden läßt und einen Meßwert liefert, ohne mit der Bahn in Berührung zu kommen,
Weitere Einzelheiten über die Wirkungsweise eines sol@ chen Geräts finden sich in
dem U¢S¢A.-Patent 2 549 402 O Um die Spannung der Bahn zu fühlen, wird bei dieser
erfindungsgemäßen Anordnung ein hydraulisch-pneumatisches System verwendet. Die
Welle an jedem Ende der Spannungsmeßrolle ist in Lagern gelagert, die auf der Oberseite
von hydraulischen Lastmeßzellen 49 angeordnet sind. Bei diesen Meßzellen handelt
es sich um Kraftmeßvorrichtungen, die nach dem Grundsatz arbeiten, daß das hydraulische
Strömungsmittel in dem System auf einem festen Volumen gehalten wird, und daß jeder
erzeugte hydraulische Druck proportional zu der auf die Zelle über die Lager aufgebrauchten
Kraft ist. Der hydraulische Druck in der Lastmeßzelle wird über ein Kapillarrohr
einem hydraulisch-pneumatischen Wandler 50 zugeführt. Die Länge des Kapillarrohrs
soll ausreie chen, um Signalgeräusche zu dämpfen. Der Wandler arbeitet nach dem
Prinzip des Nullabgleichs von Kräften. Auf diese weise wirkt jede Änderung des hydraulischen
Drucks auf eine hydraulische Rohrmetbran oder dergleichen in dem Wandler, so daß
ein pneumatischer Auegleichdruck erzeugt wird, der entgegengesetzt gleich der Kraft
des hydraulischen Gliedes ist. Die hydraulischen Lastmeßzellen und die hydraulisch-pneumatischen
wandler können als vollständige Aggregate von der Firma A.H. mery
Company,
New Canaan, Connecticut, U.S.A. bezogen werden.
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Sowohl bei dem Eickreis für das Röntgenstrahl-Meßgerät als auch bei
dem Einstellpunktkreis werden Mehrfunktionsrelais 32 und 41 verwendet. Ein solches
Relais vergleicht ein pneumatisches Signal mit einer eingestellten Kraft, die z.B.
durch eine mit der Rand einstellbare leder hervorgerufen wird. Die Konstruktion
und wirkungsweise solcher relais ist in den U.S.A.-Patenten 2 312 201 und 2 359
236 beschrieben.
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Als Regler zur Verwendung in dem Dickenregelkreis ist der von der
Firma Motore Products unter der Bezeichnung Nullmatic 56MF auf den Markt gebrachte
regler geeignet, wenn man ihn so abändert, daß das Gesamtvolumen der @ückstel-Bezugskamer
auf einen sehr kleinen betrag verringert wird, um einen schnellen Druckausgleich
innerhalb des Reglers zu ermöglichen, während jeweils ein Abschnitt des Gießrades
untersucht wird. Um diese Abänderung des Reglers durchzuführen, wird das Rückstell-Nadelventil
entfernt, der zugehörige Anschluß wird verschlossen, der Rauminhalt der Rückstell-Bezugskammer
wird mit Hilfe eines Füllstopfens o@@ebllch verkleinert, und das Rückkopplungssignal
wird der so verkleinerten Kammer über einen geeigneten Anschluß zugeführt. Eine
beschreibung dieses Reglers und seiner Wirkungsweise ist in der Druckschrift SD50-3
der Firma Motore Products bzw. in den U.S.A.-Patenten 2 312 201, 2 359 236, 2 518
244 uBd 2 520 468 zu finden. Eine Drossel 26 (geeichte Drossel der Firma Hoke Inc.)
wird in den @eglerausgangskreis eingeschaltet, um das Reglerausgangssignal nach
der @eit zu integrieren. Die Ausschaltung der Rückstell- oder Integrationswirkung
innerhalb des reglers mit Hilfe der erwähnten Maßnahmen führt zu
einer
hohen Ansprechgeschwindigkeit bei der Abtastung mehrerer variabler Prozeßgrößen,
und man erhält eine einfache Anordnung mit nur einem Regler.
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Ein Regler ähnlicher Ausführung kann in dem Spannungsregelkreis 22
verwendet werden.
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Bei dem Kreis zur Regelung der 13ahndicke werden die Korrektur- oder
Regelsignale pneumatischen Verstellvorrichtungen 47 zugeführt. Diese Verstellvorrichtungen
erzeugen mit Hilfe eines Zahnstangen- und Ritzelmechanismus eine proportionale Drehbewegang,
um die Kontaktarme der Spartransformatoren genau in die richtige Stellung zu bringen,
Diese Spartransformatoren variieren die Energiezufuhr zu den ileizelementen dadurch,
daß sie eine variable ausgangsspanung abgeben, Jan kann zu diesem Zweck Spartransformationen
der Bauart Variac der Firme General Radio Company, West Concord, Massachusetts,
U.S.A0 verwenden; ein solcher Spartransformator umfaßt eine einzige siicklung auf
einem torusförmigen Eisenkern und einen als Kohlebürste ansgrbildeten Kontakt. Bei
dem Spannungsregelkreis wird das Korrektursignal einem pneumatischen Betätigungsmtor
53 zugeführt der mit Hilfe eines Zahnstangen und tzelmechanismus einen Widerstand
54 verstellt.
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Fig. zeigt eine andere Ausbildungsform der Erfindung, bei der anstelle
pneumatischer Einrichtungen elektronische Einrichtungen verwendet werden. Bei dieser
Anordnung wird die Dicke der verschiedenen Zonen der isuhn mit Hilfe elektrischer
Mittel, z.B. eines Röntgenstrahlenmeßgeräts 16, gemessen. Die Wirkungsweise dieser
Fühlmittel entspricht der weiter oben
gegebenen Beschreibung. Das
IIeßgerät wird mit Hilfe eines Servomechanismus BO standardisiert, und seine Ausgangsspannung
wird durch einen Verstarker 61 verstärkt, so daß das Signal im bereich von 0 + 100
V (Gleichspannung) liegt; diese Spannung ist den übrigen Aggregaten der elektronischen
Einrichtung angepaßt. Die ausgangsspannung, die proportional zur Dicke der Bahn
variiert, kann einem Gleichstrom-Potentiometer-Registrier gerät 62 zugeführt werden,
so da man eine graphische Darstellung der Ausgangsspannung erhält.
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Die der Bahndicke entsprechende Spannung bzw. das primäre Rückkopplungssignal
wird dann einer Summierungseinrichtung 63 zugefwhrt, wo es mit einer Bezussignalspannung
vergliellen wird, um eine Fehler- oder Differenzspannung zu erzeugen.
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Auf welche weise die ezugspannung erzeugt wird, wird im folgenden
erläutert. Bei der Summierungseinrichtung kann es sich um jede geeignete elektronische
Einrichtung handeln, die eine Ausgangsspannung erzeugen, welche den Un-terschied
zwischen zwei Eingangsepannungen wiedergibt, enn die Dicke der Bahn bzw. das primäre
Rückkopplungssignal gleich der Bezugsspannung ist, wodurch angezeigt wird, daß die
Bahndicke nicht vom Sollwert abweicht, ist das dem Funktionsverstärker 64 zugeführte
Singangssignal gleich Null.
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Ein etwa vorhandenes Fehlersignal wird dem stabilisierten Funktionverstärker
64 zugeführt, durch den die Fehlerspannung verstärkt wird. Dieser Verstärker hat
eine proportionale Empfindlichkeit, und der Gewinn wird durch die Einstellung eines
Potentiome'ters R1 bestimmt und entspricht dem Verhältnis
R1/R2.
Die verstärkte @annung wird dann in einer Integrationsstufe 65 nach der neit-integriert.
Diese Stufe enthält auch Speichermittel in Form von 15 Kondensatoren Ci bis C15,
von denen jeder einer Zone der Bahn zugeordnet ist. Jeder Kondensator speichert
das vorher berechnete Spannungssignal. für die zugehörige Zone in der gleiciien
weise, wie die erwähnten Kammern bei der pneumatischen Anordnung die entsprechenden
Signale speichern. Ein Schrittschaltrelais 66, das mit der Abtastung der verschiedenen
Zonen synchronisiert ist, verbindet den Enden sator einer bestimmten Zone mit der
Integrationsstufe 65, während die Dicke der betreffenden zone mit Hilfe des Meßgeräts
16 gemessen wird.
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Das Ausgangssignal der Integrationsstufe hat die uleicile Funlftionsform
wie das den pneumatischen Verstellmotoren 47 zugeführte pneumatische Signal. Diese
Ausgan£sspannung des Reglers wird dann in einer Summierungsstufe 67 mit einer Signal
spannung verglichen, die die Dezugstellung des spartransformators 48 für die jeweils
abgetastete Zone rei-räsentiert. Auf die Erzeugung der Spartransformator- Signalspannung
und deren Synchronisierung mit der zugehörigen Zone wird nachstehend eingegangen.
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Der Unterschied zwischen dem Signal der Integrationsstufe uhd dem
Bezugsstellungssignal, die der Summierungsstufe 67 zugeführt werden, wird einem
Zerhackerverstärker 68 zugeführt; dessen über das Schrittschaltrelais 66 abgegebenes
Ausgangssinal ist das Leistungseingangssignal, das benutzt wird, um die 15 umsteuerbaren
Wechselstrommotoren 69 zu betätigen. Der eine vorhandene @erhackerverstärker verarbeitet
die Differenzspannung
aus der Summierungsstufe 67 für jede Zone,
und die Spannung für jede abgetastete Zone wird von dem Zerhackerverstärker aus
über das Scürittschaltrelais 66 dem zugehörigen Igotor 69 zugeführt.
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Die bewegung jedes der umsteuerbaren Motoren wird mechanisch durch
eine Welle und ein Zahnraduntersetzungsgetriebe auf die Spartransformatoren 48 übertragen,
von denen jeder Zone bzw. jedem Heizelement einer zugeordnet ist. Die Bewegung des
Motors bestimmt somit die Stellung des Spartransformators und damit die jeder Zone
zugeführte Wärmemenge bzw. die Wärmeverteilung, wie es bezüglich der pneumatisch
arbeitenden Anordnung beschrieben wurde.
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Die Bewegung jedes der umsteuerbaren Motoren wird ferner mechanisch
über die gleichen Wellenmittel einem RUckkopplungspotentiometer 70 zugeführt. Diese
Potentiometer erzeugen eine Spannung, die eine Funktion der Stellung des zugehörigen
Spartransformators ist; diese Spannung wird über das synchronisierte Schrittschaltrelais
66 der Summierungseinrichtung 67 zugeführt, wo es mit der Differenzausgangsspannung
des Reglers in der schon beschriebenen Weise verglichen wird. Wenn die Ausgangsspannung
des reglers gleich der Potentiometer- oder Spartransformatorspannung ist, wird keine
Korrekturspannung erzeugt, d.h. der betreffende rotor 69 wird nicht betätigt, Dies
zeigt an, daß der betreffenden Zone die richtige Wärmemenge zugeführt wird, und
die Stellung des Spartransformators bleibtunverändert0 Die der summierungseinrichtung
63 zugeführte Bezugseingangsspannung, die mit dem primären Rückkopplungssignal verglichen
werden
soll, dient zwei verschiedenen Aufgaben. Erstens repräsentiert diese Spannung einen
Mittelwert der Bahndicke als Vergleichsbasis bei der Messung der Dicke innerhalb
eier bestimmten Zone. Zweitens hält diese Spannung die Grenzstellungen der Spartransformatoren
in gleich großen Abständen vom Mittelpunkt des Verstellwegs.
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Die @ezugseingangsspannung wird in einem Einstellpunktkreis 71 erzeugt.
Bei diesem Kreis nimmt ein Kondensator C16 in Verbindung mit einer Diode die höcfiste
in dem System herrschende Spannung an, während ein Kondensator C17 in Verbindung
mit einer weiteren Diode die niedrigste Spannung annimmt. Diese Spannungen werden
gleich großen widerständen R und R5 zugeführt, und an der Verbindungsstelle dieser
Widerstände erscheint eine Spannung, die gleich dem Mittelwert der beiden Spannungen
ist.
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Diese spannung ändert sich, wenn sich der Mittelwert zwischen der
höchsten und der niedrigsten Spannung ändert, so daß der Einstellpunktskreis ständig
ein Signal abgibt, das der Spannung am Mittelpunkt entspricht.
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Dieses Signal kann einer Summierungseinrichtung 72 zugeführt werden,
um mit einer mit der @and eingestellten Spannung verglichen zu werden, die den Mittelpunkt
des Einstellbereichs eines Jpsrtransformators repräsentiert. Wenn diese mit der
iland einzustellende spannung gleich LJull sein würde, könnte man diese summierungseinrichtung
fortlassen.
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Die Spannungsdi-ferenz wira dann durch einen elektronischon proportional
und integrierend arbeitenden cler bekannter Art verarbeitet, der durch einen Funktionsverstärker.
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gebildet wird. Das Ausgangssignal dieses Reglers, bei dem es
sich um die verstärkte Differenzspannung zuzüglich der integrier-ten Differenzspannung
handelt, bildet dann das Bezungseingangssignal, das in der schon erläuterten leise
mit dem priwären Rückkopplungssignal verglichen wird.
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Bei dem Schrittschaltrelais 66 handelt es sich um ein kelais mit
einer Welle und drei Schal-tebenen. Die stelle mird mit der Abtastung der Bahn durch
das Meßgerät 16 und der Drehbewegung des Gießrades durch geeignete, hier nicht gezeigte
fjittel synchronisiert; die erste Schalltebene öffnet den Speicherkondensa--tor
für die jeweils abgetastete Zone in Richtung auf die ntegrationsstufe 65. Die zweite
Schaltebene synchronisiert die dem Rückkopplungsportentiometer 70 entnommene Spannung
für die jeweils abgetastete Zone mit der für die betreffende Zone berechneten Spannung.
Die dritte Schaltebene synchronisiert das Äusgangssignal des Zerhackerverstärkers
68 für die jeweils abgetastete Zone mit dem Motor und anderen letzten Reglermitteln,
durch welche die der betreffenden Zone zugeführte Wärmemenge eingestellt wird. Während
das meßgerät die Dicke einer Zone 1 feststellt, wird somit bei Verwendung dieses
einen Schrittschaltrelais der der Zone 1 zugeordnete Kondensator mit der Integrationsstufe
65 zu 5 verbunden, der Zerhackerverstärker wird mit dem Wechselstrommotor verbunden,
durch den der Spartransformator für die Zone 1 eingestellt wird, und das Rückkopplungspotentionmeter
für die Zone 1 wird mit der Summierungseinrichtung 67 verbunden, wo die Spannungen
aus der Integrationsstufe und dem Potentiometer für die Zone 1 verglichen werden.
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Die gesamte Spannung der @ahn wird mit Hilfe geeigneter Mittel, z.B.
hydraulischer Lastmeßzellen 49, oder mit Hilfe von elektrischen Widerstandsdehnungsmessern
ermittelt. Werden elektronische Fühlmittel verwendet, kann es erforderlich sein,
das Ausgangssignal einem hier nicht gezeigten Verstärker zuzuführen, damit eine
Spannung im Bereich von 0 +100 V erzielt werden kann.
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Benutzt man hydraulische oder pneumatische Mittel, kann es erforderlich
sein, die Ausgangssignale aller Lastmeßzellen in der in Fig. 3 bei 51 angedeuteten
Weise zusammenzufassen, und das die gesamte Spannung repräsentierende Signal muß
darr in eine elektrische Spannung verwandelt werden, die in einem geeigneten Bereich
liegt; zu diesem Zweck ist gemäß Fig. 3 ein wandler 74 vorgesehen. Hierauf kann
die Ausgangsspannung einem Potentiometer-Registriergerät 75 zugeführt werden, damit
man eine graphische Aufzeichnung der Spannung erhält.
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Die der spannung der Bahn entsprechende Spannung bzw. das zweite
primäre Rückkopplungssignal wird dann einer Summierungseinrichtung 76 zugeführt,
wo es mit einer Bezugssignalspannung verglichen wird, um eine Fehler- oder Differenzspannung
zu erzeugen. Die Bezugsspannung wird mit der and mit Hilfe von eine konstante Spannung
liefernden Signalmitteln 82 bekannter Art eingestellt und repräsentiert die auf
die Bahn aufzubringende Spannung.
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Eine etwa auftretende Fehlerspannung wird dann einem stabilisierten
Funlrtionsverstärker 77 zugeführt. Das Ausgangssignal dieses V'erstärkers, bei dem
es sich um die Fehlersiannung handelt, die verstärkt und nach der Zeit integriert
würde, wird dann in einer weiteren Summierungseinrichtung 78 mit der Rückkopplungsspannung
aus
dem Dotentiometer verglichen. Diese Rückkopplungsspannung repräsentiert die Stellung
des variablen Widerstandes 54 und wird mit Hilfe des Rückkopplungspotentiometers
80 in der schon bezüglich der Potentiometer 79 beschriebenen Weise erzeugt.
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Der Unterschied zwischen den beiden der Summierungseinrichtung 78
zugeführten Eingangsspannungen wird einem Zerhackerverstärker 79 zugeführt. Das
Ausgangs signal des Zerhackerverstärkers dient dazu, einen umsteuerbaren Wechselstrommotor
81 zu betätigen. Die Bewegung des Motors 81 wird mechanisch dem R. ickkopplungspotentiometer
80 und einem variablen Widerstand 54 zugeführt. Somit bewirkt die Bewegung des Motors,
daß der variable widerstand und das Potentiometer verstellt werden. Die Stellung
des variablen Widerstandes bestimmt in der bezüglich der pneumatisch arbeitenden
Anordnung beschriebenen Weise die gesamte, allen Zonen zugeführte Wärmemenge.
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Die erfindung bietet gegenüber den bis jetzt bekannten Anordnungen
zahlreiche Vorteile; einer dieser Vorteile besteht in der Verkürzung der Zeit, die
benötigt wird, um eine in dem Prozeß auftretende Störung zu korrigieren. Bei dem
System ergibt sich nur eine geringe oder überhaupt keine Verzögerung, und das System
arbeitet auch dann einwandfrei, wenn sich Störungen des Prozesses in Form einer
allmählichen Auswanderung einstellen. Lin eiterer Vorteil besteht darin, daß es
die erfindungsgemäße Anordnung ermölicht, mehrere in Beziehung miteinander stehende
variable Prozeßgrößen zu regeln, wobei eine stabilisierte Gesamtregelung erzielt
wird. Die Speicherfähigkeit
und bestimmte Kreise der Einrichtung
nach der zrfindung bewirken, daß die Auswirkung kurzzeitiger Abweichungen, durch
welche der Regelvorgang gestört wird, auf ein Minimum verringert wird. Ferner ermöglicht
es die Benutzung der mittleren sicke der laufenden Bahn als Bezugseingangssignal,
eine gleichmäßigere Bahndicke zu erzielen, als es bei @eglern möglich ist, bei denen
mit einem vorgewählten Einstellpunkt gearbeitet wird Wirddie Erfindung bei einem
geeigneten Prozeß angewendet, ermöglicht sie eine bessere Beherrschung des Prozeßablaufs
und die Erzielung eines Brzeugnisses von größerer Gleichmäßigkeit.
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Patentansprüche :