DE2335294A1

DE2335294A1 - Wickelspannung-steuersystem

Info

Publication number: DE2335294A1
Application number: DE19732335294
Authority: DE
Inventors: Hiroshi Kataoka
Original assignee: KATAOKA MACHINE PRODUCT CO Ltd
Current assignee: KATAOKA MACHINE PRODUCT CO Ltd
Priority date: 1972-07-17
Filing date: 1973-07-11
Publication date: 1974-01-31
Also published as: FR2192968A1; NL174639C; BE802448A; NO142434B; JPS4928752A; SU1333226A3; NL7309936A; AT328855B; DE2335294B2; IT1000033B; NO142434C; ATA631673A; GB1429565A; US3871598A; CA965069A; CH561658A5; NL174639B; FR2192968B1; DD110239A5; AU5808873A

Description

DR. IKG. B. HOFFMANN · DIPL·. INGr. W. EITLE · DR. RER. NAT. K. HOFFMANN PATENTANWÄLTE D-8000 MÖNCHEN 81 · ARABEUASTRASSE 4 ■ TELEFON (0811) 911087

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Kataoka Machine Product Co., Ltd. lyo-mishima-Shi, ehime-Ken (Japan)

Wickelspannung-Steuersystem

Die Erfindung bezieht sich auf ein Wickelspannung-Steuersystem für Wickelmaschinen. Sie bezieht sich insbesondere auf ein Wickelspannung-Steuersystem für eine Maschine, die ein Band oder dergleichen aufwickelt, wobei das Mittelantriebssystem oder sowohl der Mittelantrieb als auch der Oberflächenreibantrieb verwendet werden.

Beim Aufwickeln eines Papierbandes, KunststoffiIms, Gewebes oder dergleichen auf eine Spule oder einen Kern mittels des Mittelantriebssystems und bei diesem Herstellen ei-

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nes aufgewickelten Erzeugnisses besteht ein bisher angewendetes Verfahren darin, daß zum Wickeln ein Differentialmechanisimis vorgesehen ist, der z.B. aus einem Hydraulikkreis oder einem Getriebe besteht, um das Antriebsverhältnis zwischen einer Berührungsrolle und einer gewickelten Rolle einzustellen.

In diesem Falle wird aufgrund der Prinzipien solcher Differentialmechanismen ein unzureichendes Wickeldrehmoment aufgrund einer umgekehrt proportionalen Verringerung eines zugeführten Drehmoments erzeugt, wie es beim Ansteigen des Wickelradius auftritt, insbesondere bei einer Steigerung der Wickelbelastung. Dies ist bei der praktischen Anwendung ziemlich widersinnig. Daher wird eine Bremse mit der Berührungsrolle gekuppelt, ind das an der Berührungsrolle zugeführte Drehmoment wird von Fall zu Fall gesteuert. Auf diese Weise kann das Wickeln arbeitsintensiv durchgeführt werden.

Demzufolge ist eine, während des Wickeins auf das Band wirkende Spannung an sich kein Faktor, der direkt gehandhabt wird. Dieses führt zu dem erheblichen Nachteil in der bekannten Technik, daß menschliche Arbeit erforderlich ist, welche auf dem Sehen und Fühlen eines Bedienenden beruht, z.B. dem Sehen des Zustandes der aufgev/ickelten Rolle oder des sich bewegenden Bandes und Berühren der Walze oder des Bandes von Hand.

Als vergleichsweise genaues Verfahren ist eines bekanntgeworden, bei welchem eine Vorrichtung, in der Steuersignale und Ausgangsdrehmomente direkt proportional oder ungefähr direkt proportional sind, mit einem Antrieb zum Zuführen des Wickeldrehmoments gekuppelt wird, ein Signal des Ansteigens des Wickelradius direkt als Steuersignal für den Antrieb abgeleitet wird und der Bereich des Signals vorher mechanisch festgelegt wird, wodurch das Wickeln unter einer theoretisch fixierten Spannung oder mit einem zuvor eingestellten Spannungsgradienten durchgeführt wird. In diesem Fall kann das Einstellen der Spannungswerte leicht durch

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eine EinstellvorcLchtung, z.B. einen veränderlichen Widerstand, gesteuert werden, welcher an einem außerhalb angeordneten Steuerpult oder dergleichen vorgesehen ist. Jedoch können der Spannungsgradient oder die Spannungsabnahme zwischen der Anfangsund der Abschlußwindung, welche die wichtigsten, beim Wickeln dieser Art sind, nicht anders als durch Ändern der mechanischen Verbindung an dem den Wickelradius erfassenden Teil geändert werden. Außerdem wird das Detektorsignal des Radius direkt als Steuersignal für die Drehmomentsteuerung des Antriebs verwendet, so daß der während des Wickeins auf das Band einwirkende Spannungswert selbst nachteiligerweise keinen handzuhabenden Faktor darstellt.

Wie oben festgestellt wird, ist die bekannte Technik in ihrer Arbeitsleistung und Steuerbarkeit nachteilig. Darüber hinaus müssen bei ihrer Anwendung z.B. auf einen Streifenwickler d:em Antrieb zugeordnete Einrichtungen und die Einrichtungen zum Erfassen des Radius und Erzeugen des Befehlsignals, z.B. ein veränderlicher Widerstand, welcher in seiner Abmessung und Kapazität vergleichsweise groß ist, an einem Abschnitt eines Wickelarms befestigt werden. Dies führt zu den weiteren Nachteilen, daß der Aufbau dieses Abschnitts umfangreich wird, und daß die Arbeitsbedingungen für die Unterhaltung und Wartung usw. stark verschlechtert werden.

Weil der Wickelarm andererseits so leicht wie möglich sein muß, um den Berührungsdruck der gewickelten Rolle fein einstellen zu können, ist dieses Verfahren schwierig allgemein anzuwenden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein System zu schaffen, bei welchem die Spannung stetig auf der Basis einer vorbestimmten Verhältnisgleichung mit anwachsendem Radius der aufgewickelten Rolle abnimmt, um eine Rolle mit guter Wicklung aufgrund der gleichförmigen Steifigkeit innerer und äußerer

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Wickellagen oder entsprechend gesteuerten Wickelanzug für jede darübergelegte Lage zu erzeugen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß während des Aufwickeins eines Bandes nur der Radius einer aufgewickelten Rolle fortlaufend erfaßt wird, daß mit dem erfaßten Wert unter Verwendung einer Rechenschaltung eine auf einer theoretischen Gleichung beruhende Berechnung zum Abschätzen einer Spannung durchgeführt wird, daß der berechnete Spannungswert in eine Vergleichsteuereinheit eingegeben wird, welche einen gewünschten, zweckmäßigen, vorher eingestellten Spannungswert speichert, und daß die Differenz zwischen dem errechneten Spannungswert und dem eingestellten Spannungswert als Befehlssignal abgeleitet wird, so daß ein zur aufgewickelten Rolle zuzuführendes Wickeldrehmoment auf der Basis des Befdisignals gesteuert wird.

Außerdem wird mit der Erfindung ein System geschaffen, das automatisch das Wickeldrehmoment steuern kann, wenn es den Radius der aufgewickelten Rolle abtastet.

Darüber hinaus wird mit der vorliegenden Erfindung ein System geschaffen, mit welchem ein aufzuwickelndes Band unter Halten der Spannung auf einem angemessenen Wert aufgewickelt werden kann, auch wenn die Spannung gerade vor der aufgewickelten Rolle nicht direkt erfaßt werden kann.

Schließlich wird mit der Erfindung ein System geschaffen, das es ermöglicht, ein Band aufzuwickeln, indem die Spannung entsprechend erfaßt wird, auch wenn sie nicht als genauer Spannungswert durch einen Oberflächenreibantrieb gehandhabt werden kann.

Die Erfindung besteht im wesentlichen darin, daß nur ein Signal des Radius einer aufgewickelten Rolle beim Wickeln erfaßt wird, ein Wert für die Wickelspannung aus dem erfaßten Wert mit-

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tels einer Rechen-Schaltung ermittelt wird, und daß der Wickelantrieb automatisch duch ein Steuersignal gesteuert wird, das durch Vergleich zwischen dem ermittelten Wert und einem zuvor als Einstellwert eingegebenen, angemessenen Spannungswert erzeugt wird, wenn das Wickeln durchgeführt wird.

Erfindungsgemäß wird die Spannung elektronisch durch die Faktoren des Spannungswertes und eines Spannwngsabnahmewertes gesteuert, und daneben ist es möglich, die Spannung μηα ein Drehmoment direkt anzuzeigen und die Spannungssteuerung als einfache Einstellung durchzuführen, so daß die Arbeitsbedingungen sehr gut sind und die Spannungssteuerung während des Laufs vereinheitlicht wird und außerordentlich genau und leicht erfolgt.

Beim Schneiden mehrerer schmalerer Bänder verschiedener Breiten aus einem zugeführten Band großer Breite und der Aufnahme der schmaleren Bänder auf einzelne Rollen, kann die automatische Steuerung so durchgeführt werden, daß Stelleinheiten für die einzelnen Rollen entsprechend und unabhängig auf gewünschte zweckmäßige Werte eingesteuert werden, so daß die Einstellungen der Spannungen im Fall einer solchen Arbeitsweise leicht durchgeführt werden kann.

Die Erfindung beruht auf dem Verfahren, bei dem ein elektrisches Signal von einem mechanischen Teil abgeleitet wird, das Signal durch eine externe Steuereinheit einer Logiksteuerung unterworfen wird und das sich ergebende Steuersignal wieder in den mechanisch arbeitenden Teil eingeführt wird, so daß der mechanische Teil kompakt und einfach aufgebaut werden kann und die Unterhaltung und Wartung des mechanischen Teils erleichtert wird.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung unter Bezugnahme auf die Zeichnung und aus den Ansprüchen. Es zeigt:

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Hg. 1 eine Grundschaltung des erfindungsgemäßen Systems,

Fig. 2 ein Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiels, bei welchem das Steuersystem auf ein Analogsteuersystem angewandt wird,

Fig. 3 ein Blockachaltbild eines Ausführungsbeispiels, bei welchem ein Hybrid-Digital-und Analog-Steuersystem angewandt wird,

Fig. 4 ein Diagramm, das das Verhältnis von Wiekelspannung zu Wickelradius darstellt,

Fig. 5 ein Diagramm, das das Verhältnis von Wickeldrehmoment zu Wickelradius darstellt,

Fig. 6A,- 6B und 6C Spannungs-Wickelradius-Diagramme, wobei der Spannungsabnahmewert als Parameter gewählt ist,

Fig. 7 eine Seitenansicht einer Wickelvorrichtung, auf welche das erfindungsgemäße System angewendet wird,

Fig. 8 und 9 eine Seitenansicht bzw, eine Draufsicht einer Wikkelvorrichtung,die zum Wickeln mittels einer gemeinsamen Welle angetrieben wird,

Fig. 10 einen vergrößerten Schnitt entlang der Linien X-X der Fig. 8, und

Flg. 11 eine Seitenansicht einer Wickelvorrichtung mit getrenntem Antriebssystem.

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Fig. 1 stellt eine Grundschaltung des erfindungsgemäßen Wickelspannung-Steuersystem dar, Fig. 2 ein Blockschaltbild eines Beispiels, bei welchem die Erfindung auf ein Analog-Steuersystem angewandt wird und Fig. 3 eine Schaltung eines Beispiels, in welchem ein Hybrid-Digital- und Analog-Steuersystem verwendet wird.

In Fig. 1 werden ein gewünschter Spannungswert F_Q und ein gewünschter Spannungsabnahmewert β in eine Stelleinheit 10 eingegeben. Der Spannungswert wird durch ein Drehmomentstellsignal als Ausgang erzeugende Vergleichsteuereinheit 11 mit einem Signal der Wickelradiuserfassung verglichen. Das Ausgangssignal wird über eine Verstärkereinheit 12 und einen Drehantrieb 13 zu einer Wickelrolle 14 geleitet, um das Drehmoment der Wickelrolle 14 zu steuern. Ein Wickelradius an der Wickelrolle 14 wird durch eine Detektoreinheit 15 erfaßt und zur Vergleichsteuereinheit 11 zurückgeleitet. Das von der Vergleichsteuereinheit 11 abgeleitete Signal zeigt den Spannungswert F bei jedem Wickelradius R an, während ein von der Verstärkereinheit 12 abgeleitetes Signal ein Wickeldrshmomant T unter denselben Bedingungen anzeigt.

Mit der vorliegenden Erfindung wird das Wickeldrehmomsnt derart gesteuert, daß das Detektorsignal des Radius der Wickelrolle einer Berechnung nach einer theoretischen Gleichung unterworfen wird, und daß der so erhaltene Spannungswert mit dem voreingestellten Spannungswert verglichen wird.

Als theoretische Gleichung wird dabei die folgende Gleichung angenommen:

F = F < 1 ο

min

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-β-

wobei R = Radius der Wickelrolle (mm), R . = Radius der Anfangswindung (mm),

R„_e„ = Radius der Abschlußwindung oder maximaler max

Radius der Wickelrolle (mm)

F„_o = Spannungswert der Anfangswindung (kg/cm ) , β = (F₀ - ^F-|)/^F _o? (hier bezeichnet F₁ einen Spanugswert beim maximalen Wickelradius). Dies ist der Koeffizient des Spannungsabnahmewertes zwischen der Anfangswindung und der Abschlußwindung, und

θ = jede positive rationale Zahl, zum Beispiel 1/2, 1 oder 2.

Die charakteristische Kurve des Vert&tnisses zwischen dem Wickelradius und der zu steuernden Spannung auf der Basis der theoretischen Gleichung ist in Fig. 4 dargestellt und die Spannung nimmt vom Wert F zum Wert F.. stetig in dem Bereich von dem Radius der Anfangswindung R . bis zum Radius der Abschlußwindung R_max- ab·

Ein Blockschaltbild einer Analog-Rechenschaltung zum Berechnen der Wickelspannung F aus dem Signal eines jeden Wickelradius R unter Verwendung der obigen theoretischen Gleichung ist in Fig. 2 dargestellt. Wenn ein Rechenteil und ein Vergleichsteuerteil digitiert werden, weist eine Rechenschaltung einen Aufbau auf, wie er durch die Schaltung in Fig. 3 gegeben ist. Bei diesen Schaltungen ist das von der letzten Stufe abgegebene Signal das Drehmomentsteuersignal FxR=T.

Bei der in Fig. 2 dargestellten Analog-Rechenschaltung stellt ein vom Teil A abgeleitetes Signal den Spannungswert F bei irgendeinem Wickelradius R dar, während ein vom Teil B abgeleitetes Signal das unter der gleichen Bedingung vorhandene Wickeldrehmoment T bezeichnet. Es wurde experimentell nachge-

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prüft, daß der Spannungswert F und das Wickeldrehmoment T als charakteristische Kurven gegenüber dem Radius R in Fig. 6A bzw. in Fig. 5 gegeben sind.

• Die charakteristischen Kurven der Fig. 6A entsprechen einem Fall, in welchem in der theoretischen Gleichung θ = 1 ist, der Koeffizient P ein Parameter ist und der Wickelradius R veränderlich, und wobei die Wickelspannung F so gesteuert wird, daß sie stetig linear abnimmt. Die Eigenschaften in Fig. 6B wurden angeommen, um eine gekrümmte Änderung bei θ =, 1/2 zu erzielen, während die Eigenschaften in Fig. 6C angenommen wurden, um gekrümmte Änderungen bei θ = 2 zu erzielen. Bei der Digital- und Analogsteuarung ist natürlich eine mehrfache Art der Steuerung möglich.

Fig. 7 zeigt eine Seite einer Wickelvorrichtung, bei welcher das erfindungsgemäße System angewandt wird. Bei der Vorrichtung werden miteinander ein Mittelantrieb und ein Reibungsantrieb verwendet. Einefeste Konsole 16 ist mit einer Achse 20 zum Lagern eines Endes eines Schwenkarms 19 versehen. Eine Einrichtung 21 zum Erfassen des Schwenkwinkels des Schwenkarms 19 ist neben der Achse 20 angeordnet. An der Rückseite des Schwenkarms 19 ist ein Pneumatikisylinder 22 zum Polstern zwischen dem Schwenkarm 19 und der Konsole 18 angeordnet. Eine Wickelachse 23 ist am vorderen Ende des Schwenkarms vorgesehen, während ein Drehantrieb 24 im wesentlichen in der Mitte des Schwenkarms angeordnet ist. Eine Transmission 25 erstreckt sich zwischen der Wickelachse 23 und dem Drehantrieb 24, eine andere Transmission 26 zwischen dem Drehantrieb 24 und der Achse 20 und eine dritte Transmission 27, z.B. ein Kettentrieb, zwischen der Achse 20 und der Einrichtung 21 zum Erfassen des Schwenkwinkels.

In Fig. 7 ist ein Verlauf dargestellt, bei welchem ein Band 30 auf eine auf der Wickelachse 23 befestigte Spule 29

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mittels einer Berührungsrolle 28 zu einer Rolle 31 aufgewickelt wird. Das Band 31 wird durch die Wirkung des Reibantriebes der Berührungsrolle 28 und des auf die Wickelachse 23 ausgeübten Antriebsdrehmomentes aufgewickelt, wobei das Drehmoment durch den Drehantrieb 24 gesteuert wird. Der Schwenkarm 19 schwenkt um die als Drehpunkt dienende Achse 20, während er infolge des Anwachsens des Radius der Wickelrolle den Druckkontakt zwischen der Berührungsrolle 28 und der aufgewickelten Rolle 31 durch den Pneumatikzylinder 22 auf einem angemessenen und konstanten leichten Druck hält. Der Pneumatikzylinder kann auch eine hydraulische Einrichtung oder dergleichen sein.

Demzufolge bildet die Berührungsrolle 28 ein wichtiges Teil, das das Band 30 glatt zu einer Lage gerade vor der aufwickelnden Rolle 31 führt, weil sie Lufteinschlüsse vermeidet.

Die als Drehpunkt dienende Achse 20 ist eine Antriebsachse und überträgt über die Transmission 26 eine Antriebskraft auf die Eingangsseite des Antriebs 24, Das Anwachsen des Wickelradius kann durch eine Winkelverschiebung des Schwenkarms 19 ersetzt werden. Ein Signal eines erfaßten Wertes, das dem Betrag der Steigerung des Wickelradius entspricht, kann daher derart geschaffen werden, daß der Schwenkarm 19 mit dem elektrischen Signalumsetzer oder Detektor 21, z.B. einem hochpräzisen Potentiometer zum Ableiten sehr kleiner Signale, durch die Transmission 27 verbunden ist, welche vergleichsweise fein ist und ein genaues Übersetzungsverhältnis aufweist.

Der Drehantrieb 24 ist vorteilhaft so aufgebaut, daß die Kennlinie zwischen Steuersignalen und Ausgangsdrehmomenten direkt oder ungefähr direkt proportional ist. Beim gegenwärtigen Stand der Technik erfüllt die Pulverkupplung, die eine Art Magnetkupplung ist, diese Eigenschaft im wesentlichen. Neben der

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Verwendung einer Kupplung dieser Art kann ein Drehmomentmotor oder ein nicht dargestellter Gleichstrommotor direkt gesteuert werden.

Wie zuvor festgestellt wurde, zeigt Fig. 1 die Grundschaltung des auf dem erfaßten Wert des Wickelradius beruhenden Steuersystems. Nach dem Steuersystem, das nur das Signal R des Wickelradius des erfaßten Wertes des Wickelrollenradius verwendet, wird die Differenz zwischen dem Wert der aus der theoretischen Gleichung berechneten Wickelspannung und der entsprechende, durch die Stelleinheit zuvor eingegebene und in der Vergleichsteuereinrichtung gespeicherte Spannungswert als Steuersignal erzeugt. Das Steuersignal wird durch die Wirkung der Verstärkereinheit zu einem elektrischen Signal verstärkt, wie es zum Betätigen des Drehantriebs 24 notwendig ist. Die Drehmomentsteuerung des Drehantriebs 24 erfolgt durch das elektrische Signal, um die Wickelachse 23 anzutreiben.

Die Fig. 8 bis 10 zeigen äine Wickelvorrichtung mit einem Streifenschneider,bei welcher das Wickeldrehmoment über eine gemeinsame Achse erfaßt ",v^rd,

Fig. 8 ist eine Seitenansicht, während Fig. 9 eine Draufsicht ist. Ein von einem Abwickelabschnitt zugeführtes Band 30 wird über eine Führungsrolle 43 zu einer Glättwalze 44 geleitet, und seine Falten werden durch die Glättwirkung der Glättwalze geglättet. Es wird weiter über eine Zuführwalze 45 zu einer geschlitzten Trommel 46 und einem Ledermesser 47 geführt und wird fortlaufend durch die Schneidwirkung der zusammengehörigen Teile 46 und 47 in vorbestimmte schmalere Bänder 41, 42 usw. geschnitten. Die geschnittenen Bänder werden zu Rollen 51, 52, 53 und 54 aufgewickelt, die mit Berührungsrollen 48, 49 in Kontakt gehalten werden. Die Rollen 51, 52, 53 und 54 sind auf Wickelachsen 59, 61, 61a und 75 gelagert, die kreuzweise an den vorderen Enden

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von Schwenkarmen 57a, 57b und 58a, 58b vorgesehen sind. Diese Schwenkarme dienen zum Schwenken um die als Drehpunkt dienenden Achsen 55, 56 und folgen dem Anstieg der Wickelradien. D.h. beim vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die Rolle 51 auf der Wickelachse 56 durch die Schwenkarme 57a und 57b auf beiden Seiten gelagert.

Die anderen Rollen sind ähnlich gelagert. Wenn das schmalere Band der aufzuwickelnden Rolle eine verhältnismäßig geringe Breite aufweist, kann das Auswechseln einer Rolle durch Verwendung eines Aufbaus erleichtert werden, bei welchem, wie bei der Rolle 52, die Wickelachse 61 lediglich durch einen einseitigen Arm 60 gelagert wird.

Die Berührungsrollen 48, 49 und die entsprechenden Rollen 51 usw. können normalerweise durch Einstellen der Arbeitskräfte von Steuereinrichtungen,zum Beispiel Druckluftzylindern 62, in ausreichendem DruJekontakt gehalten werden. Diese sind unabhängig für die entsprechenden Schwenkarme 57a usw. vorgesehen. Der übrige zugehörige Aufbau zwischen den Schwenkarmen 57a usw. und den Wickelachsen 59 usw. ist ebenso wie er zum Beispiel in Fig. 10 dargestellt ist.

In Fig. 10 ist die Wickelachse 59 zur Aufnahme der Rolle 51 an ihren beiden Enden durch die Schwenkarme 57a und 57b gelagert. Auf der Seite des Schwenkarms 57a sind zur Drehmomentsteuerung gehörige Einrichtungen und zur Erfassung des Radius gehörige Einrichtungen vorgesehen. Die als Drehpunkt dienende Achse 55 der Schwenkarme 57a, 57b dient auch als Antriebsachse zum Zuführen des Wickeldrehmoments. Ein dazwischenliegender Transmissionsring 64 wird über einen Ziehkeilaufbau 63 gedreht, über ein Ende des Ringes 64 erstreckt sich die Transmission 66, welche das Drehmoment auf die Eingangsseite eines Antriebs 65 überträgt. Ferner ist der Schwenkarm 57a, der über die Lager 67, 67 am

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äußeren umfang des dazwischenliegenden Transmissionsrings 64 frei drehen kann, auf einem festen Auflager 68 gelagert. Der Schwenkarm 57a kann Anstiegen des Wickelradius folgen. Das durch den Antrieb 65 gesteuerte Drehmoment wird der Wickelachse 59 über eine Transmission 69, z.B. einen Riemen, zugeführt. Der Teil mit dem Detektor für den Wickelradius ist so aufgebaut, daß die Winke!verschiebung des Schwenkarms 57 über eine Verbindungseinrichtung 70, z.B. eine relativ feine Kette mit sehr genauem übersetzungsverhältnis an einen elektrischen Signalumsetzer 71, z.B. ein Potentiometer, gekuppelt ist.

Im übrigen hat die Seite des Schwenkarms 57b einen der Seite des Schwenkarms 57a ähnlichen Aufbau und trägt das andere Ende der Wickelachse 59, so daß die Achse sich frei drehen kann. Sie weist jedoch keine der sich auf dife Drehmomentsteuerung oder die Erfassung des Radius beziehenden Einrichtungen auf.

Beim Antrieb wird zunächst ein festes Drehmoment von der als Drehpunkt dienenden Achse 55, welches die Antriebsachse ist, auf den dazwischenliegenden Transmissionsring 64 übertragen und fortlaufend über die Transmission 66 der Eingangsseite des Antriebs 65 zugeführt. Anschließend wird ein Signal des Wickelradius durch den elektrischen Signalumsetzer 71 erfaßt, die vorhergehende auf dem Signal beruhende Spannungsvergleichsteuerung wird durchgeführt, um ein Signal zum Steuern des Antriebes zu erzeugen und der Antrieb wird gesteuert. Dann wird ein entsprechendes Antriebsdrehmoment an der Ausgangsseite des Antriebs erzeugt und auf die Wickelachse 59 durch die Transmission 69 übertragen. Dies führt dazu, daß die Rolle 51 das schmalere Band 41 unter entsprechendem Antriebsdrehmoment aufwickelt, insbesondere unter einer entsprechenden Wickelspannung,

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In Fig. 9 sind mit den Bezugszahlen 73 und 74 Schwenkarme bezeichnet, die eine Wickelachse 75 für die Rolle 54 zum Aufwickeln des Bandes mit größerer Breite tragen.

Wie oben beschrieben wurde, wird die Spannung elektronisch durch zwei Werte, den Spannungswert und den Spannungsabnahmewert gesteuert.

Daneben ist es möglich, die Spannung und das Drehmoment direkt anzuzeigen, und die Spannungssteuerung als einfache Verstellung vorzunehmen. Daher wird die Arbeitseigenschaft sehr gut und die Spannungssteuerung während des Laufes wird vereinheitlicht und wird außerordentlich genau und einfach.

Fig. 11 ist eine Seitenansicht, welche ein Ausführungsbeispiel darstellt, bei welchem die Erfindung auf eine Wickelvorrichtung mit Streifenschneider und getrenntem Antrieb angewandt.

Wie in der Figur dargestellt ist, trägt eine feste Konsole 78 eine Achse 80 zum Lagern eines Endes eines Schwenkarms 79. Neben der Achse 80 ist ein Detektor 81 zum Erfassen des Schwenkwinkels des Schwenkarms 79 angebracht. Ein Pneumatikzylinder 82 ist zum Abfedern zwischen dem Schwenkarm 79 und der Konsole 78 an der Rückseite des Schwenkarms 79 angeordnet, während eine Wickelachse 83 am vorderen Ende des Schwenkarms 79 vorgesehen ist. Vor dem Schwenkarm 79 ist ein Antrieb 84 angeordnet. Ein Getriebe 86 ist zwischen der Wickelachse 83 und einer Zwischenachse 85 vorgesehen, während eine Transmission sich zwischen der Zwischenachse 85 und der Achse 8O erstreckt. Eine andere Transmission erstreckt sich zwischen der Achse 88 des Antriebs 84 und der Achse 80. Die dritte Transmission 92 erstreckt sich zwischen der Achse 88 des Antriebs 84 und einer

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Welle 91 eines Motors 90 und außerdem erstreckt sich eine Transmission 93, z.B. eine Kette, zwischen der Achse 80 und dem Detektor 81.

In Fig. 11 ist dargestellt, wie nach dem Schneiden eines Bandes 3O in Streifen, jeder geschnittene Streifen auf der Wickelachse 83 durch eine Berührungsrolle 95 zu einer Rolle 94 aufgewickelt wird.

Die Anordnungen der Wicke!vorrichtungen sind, wie dargestellt ist, symmetrisch mit der dazwischen gelagerten Berührungsrolle 95 angeordnet. Die ausgezogenen Linien der linken Anordnung zeigen die Lage zu Beginn des Wickeins an, während die gestrichelten Linien die Lage am Schluß des Wickeins darstellen. Das kontinuierlich zugeführte Band 30 läuft über eine Führungsrolle 96. Nachdem die Falten oder Runzeln des Bandes durch die Glättwirkung einer Glättwalze beseitigt sind, wird es auf einer Schlitztrommel 98 durch die Wirkung eines Ledermessers 99 in breite Streifen vorbestimmterBreite geschnitten. Die geschnittenen Streifen werden über eine Zuführrolle 100 · mit der Berührungsrolle 95 in Kontakt gebracht und entsprechend auf Spulen der Wickelachsen verteilt und aufgewickelt, die mit der Vorder- und Rückseite der Berührungsrolle in Kontakt stehen.

Die Glättwalze 97, die Schlitztrommel 98, die Zuführrolle 100 und die Berührungsrolle 95 sind miteinander verbunden und werden entsprechend durch einen nicht dargestellten, drehzahlveränderlichen Motor angetrieben.

Jede Wickelachse 83 wird in dem System mit getrennten Antrieben über dem Motor 90 und die Transmisaonen 92, 89, 87 und 86 angetrieben.

Weil das durch die Rollen nach der Glattwalze 97 nach außen geführte Band 30 im Form des Buchstaben S geführt wird,

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— id ~

werden Reibkräfte aufgrund der Umschlingungswinkel des Bandes erzeugt. So wird eine ungleichförmige Zuführung an der Seite der Führungsrolle 96 durch die Gruppe dieser Rollen gesteuert, um das Wickeln des Mittelantriebs leicht zu gestalten, wenn er die Spannungssteuerung verwendet.

Um normalerweise einen angemessenen konstanten leichten Druck zwischen der Berührungsrolle 95 und jeder Wickelrolle 94 ausüben zu können, ist der Pneumatikzylinder (oder Hydraulikzylinder) 83 vorgesehen. Daraus ergibt sich, daß der Einfluß des Oberflächenantriebs aufgrund der Berührung zwischen der Berührungsrolle 95 und der Rolle 94 gelockert,um den Mittelantrieb der Wickelachse 83 wirksamer zu gestalten.

Die Erfassung des Wickelradius wird so ausgeführt, daß eine WinkelverSchiebung des Schwenkarms 79 aufgrund einer Schwenkung auf den Detektor 81,z.B. ein Potentiometer, über die Transmission 93 übertragen wird. Ein im Detektor erhaltenes Signal wird zur Vergleichsteuereinrichtung 11 der in Fig. 1 gezeigten Grundschaltung zurückgeleitet. Ein durch die Vergleichsteuereinheit 11 erzeugtes Steuersignal wird zum Drehantrieb 84 in Fig. 11 übertragen.

Bei der Anwendung der vorliegenden Erfindung ist es notwendig, das Kompensieren mechanischer Verluste und von TJägheit zu berücksichtigen, welche durch die Entwurfsbedingungen der Vorrichtung bestimmt sind. Es können natürlich herkömmliche Korrekturmittel abhängig von solchen Bedingungen angewendet werden.

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Claims

- 17 Patentansprüche

( 1. Ifickelspannung-Steuersystem, dadurch gekennzeichnet, daß während des Aufwickeins eines Bandes nur der Radius einer aufgewickelten Rolle fortlaufend erfaßt wird, daß mit dem erfaßten Wert unter Verwendung einer Rechenschaltung eine auf einer theoretischen Gleichung beruhende Berechnung zum Abschätzen einer Spannung durchgeführt wird, daß der berechnete Spannungswert in eine Vergleichsteuereinheit eingegeben wird, welche einen gewünschten, zweckmäßigen, vorher eingestellten Spannungswert speichert, und daß die Differenz zwischen dem errechneten Spannungswert und dem eingestellten Spannungswert als Befehlsignal abgeleitet wird, so daß ein zur aufgewickelten Rolle zuzuführendes Wickeldrehmoment auf der Basis des Befehlsignals gesteuert wird,
2. Wickelspannung-Steuersystem nach Anspruch 1, dadurch g e kennz eichnet, daß die auf der theoretischen Gleichung beruhende Spannung F

ist, wobei: R = Radius der aufgewickelten Rolle, R . = Radius der Anfangswindung, R = Radius der Abschlußwindung bzw. maximaler

Radius der aufgewickelten Rolle, F_Q = Spannungswert zu Beginn des Wickeins, β = Wat der Spannungsabnahme, ausgedrückt durch

(F„ - F₁)/F , wobei F₁ eine Spannung bei maxi-

O IO Ί

malern Wickelradius bezeichnet,

θ = irgendeine positive rationale Zahl, z.B. 1/2, 1 oder 2.

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3. Wickelspannung-Steuersystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es auf eine Wickelvorrichtung mit zentralem Antrieb angewandt wird.
4. Wickelspannung-Steuersystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es auf das Aufwickeln geschnittener Streifen bei einem System mit getrennten Antrieben angewandt wird.
5. Wickelvorrichtung, gekennzeichnet durch einen an einer festen Konsole (18) befestigten Schwenkarm (19), eine am vorderen Ende des Schwenkarms (19) vorgesehene Wickelachse (23) einen an der festen Konsole (18) angebrachten elektrischen Signalumsetzer (21) zum Erfassen einer Winkelverschiebung des Schwenkarms (19), einen Drehantrieb (24) zum Übertragen einer Antriebskraft auf die Wickelachse (23) , sich über den Drehantrieb (24), die Wickelachse (23) und den elektrischen Signalumsetzer (21) erstreckenden Transmissionen (25, 26, 27), eine mit der Wickelachse in Berührung gehaltene Berührungsrolle (28) , eine Gruppe von Rollen zum Zuführen eines Bandes (3O), die in einer Stufe vor der Berührungsrolle (28) angeordnet sind, und einen in der Gruppe der Rollen angeordneten Streifenschneider,
6. Wickelvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die WinkelverSchiebung des Schwenkanns (19.) durch den elektrischen Signalumsetzer (21) erfaßt wird, das erfaßte Signal zu einer Vergleichsteuereinheit (11) eines STeuerkreises zurückgeleitet wird, und ein Ausgangssignal von der Vergleichsteuereinheit (11) zum Drehantrieb (24) geleitet wird.
7. Wickelvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Drehantrieb (65) in einem mittleren Teil des Schwenkarms (57a) vorgesehen ist,

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8. Wickelvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Drehantrieb (84) an der Vorderwand der festen Konsole (78) angebracht ist.
9. Wickelspannung-Steuersystem nach Anspruch 1, dadurch g e kennz eichnet, daß der erfaßte Wert des Wickelradius durch Analogsteuerung der Berechnung zum Vergleich mit dem eingestellten Wert unterworfen wird, um dadurch die Wickelspannung zu steuern.
10. Wickelspannung-Steuersystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der erfaßte Wert des Wickelradius durch Digitalsteuerung der Berechnung zum Vergleich mit dem eingestellten Wert unterworfen wird, um dadurch die Wickelspannung zu steuern.

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