DE2739565A1 - DEVICE FOR REGULATING THE TRANSPORT SPEED OF STRIP-SHAPED MATERIAL - Google Patents

Description

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Einrichtung zur Regelung der Transportgeschwindigkeit von bandförmigem Material Device for regulating the transport speed of strip-shaped material

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zur Regelung der Transportgeschwindigkeit von bandförmigem Material gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a device for regulating the transport speed of strip-shaped material according to Preamble of claim 1.

Bekannte Wickeleinrichtungen, insbesondere solche /cn Magnetbandgeräten, arbeiten hauptsächlich mit elektronischen Tachosystemen. Sie bieten sich wegen der meist elektrischen Antriebe der Wickelkörper besonders an.Known winding devices, in particular such magnetic tape devices, mainly work with electronic speedometer systems. They offer themselves because of the mostly electric drives of the winding body especially on.

Bei einem häufig benutzten elektronischen Verfahren rotieren Kupferfähnchen, die auf einem vom bewegten Band angetriebenen Rotationskörper befestigt sind, vor dem Pol eines Magnetkerns, der eine Wicklung trägt. Die Wicklung ist der induktive Teil eines Schwingkreises, der durch den Vorbeilauf der Kupferfähnchen am Pol bedämpft wird. Die in der Polgefrequenz der Kupferfähnchen amplitutenmodulierte Wechselspannung des Schwingkreises wird gleichgerichtet, verstärkt und einem sogenannten Schmitt-Trigger zugeführt. In dieser Stufe wird eine Rechteckspannung mit einer bestimmten Grundfrequenz erzeugt. Die Breite der Rechteckimpulse hängt von der Amplitute der gleichgerichteten Wechselspannung ab. Eine nachfolgende Differenzierung der Rechteckspannung und weitere Impulsformung der damit erhaltenen Impulse liefert eine Rechteckspannung mit der Frequenz der am Magnetkern vorbeilaufenden Kupferfähnchen. Eine elektrische Integration dieser Spannung bildet ein der Drehzahl des vom Band angetriebenen Rotationskörpers proportionales Ausgangssignal, das einem Regelverstärker zugeführt wird. Dieser bildet aus einem Soll-ist-vergleich mit Hilfe einer Komperatorschaltung ein Spannungssignal, das über einen Verstärker auf den elektrischen Antrieb eines der Wickelkörper wirkt (Philips Taschenbuch für die elektronische Meßtechnik, Franzis-Verlag, München, 1. Auflage i960, Seite 69).In a frequently used electronic method, copper flags rotate, which are driven on a moving belt Rotary bodies are attached, in front of the pole of a magnetic core that carries a winding. The winding is the inductive part an oscillating circuit, which is dampened by the passing of the copper flags at the pole. The one in the pole frequency of the copper pennant The amplitude-modulated alternating voltage of the oscillating circuit is rectified, amplified and a so-called Schmitt trigger fed. In this stage a square wave voltage with a certain fundamental frequency is generated. The width of the square pulse depends on the amplitude of the rectified AC voltage. A subsequent differentiation of the square wave voltage and others Pulse shaping of the pulses obtained in this way supplies a square wave voltage with the frequency of the one passing the magnetic core Copper flag. An electrical integration of this voltage forms the speed of rotation of the rotating body driven by the belt proportional output signal fed to a control amplifier will. Using a comparator circuit, this generates a voltage signal from a target / actual comparison, which is transmitted via an amplifier acts on the electric drive of one of the bobbins (Philips pocket book for electronic measuring technology, Franzis-Verlag, Munich, 1st edition 1960, page 69).

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Es ist ohne weiteres ersichtlich, daß eine derartige Geschwindigkeitsregelung kompliziert und aufwendig ist. Die Wartung und Reparatur erfordern speziell ausgebildetes Fachpersonal und kostspielige Meßgeräte. PUr einfache Wickelaufgaben, beispielsweise für das Umspulen von Magnetbändern von einem Vorratswickel auf einen Wickelkern bei der Herstellung von Magnetbandkassetten, ist diese Einrichtung zur Regelung des Bandlaufs daher wenig geeignet. Bei der Verwendung von pneumatischen Antrieben, die für den vorstehend angedeuteten Betriebsfall wegen der verhältnismäßig geringen zu beschleunigenden und zu bremsenden Eigenmasse sowie wegen des damit entfallenden Ex-Schutzes vorteilhaft sein können, ist zusätzlicher gerätetechnischer Aufwand für die Umformung der elektrischen Stellgröße in eine pneumatische notwendig.It is readily apparent that such a speed control is complicated and time-consuming. Maintenance and repairs require specially trained personnel and expensive measuring equipment. For simple winding tasks, for example for rewinding magnetic tapes from a supply reel to a reel core in the production of magnetic tape cassettes, this device is therefore not very suitable for regulating the belt run. When using pneumatic actuators for the operating case indicated above because of the relatively low weight to be accelerated and braked as well as because of the lack of explosion protection can be advantageous, is additional equipment-technical effort for the forming the electrical manipulated variable is necessary in a pneumatic one.

Es bestand daher die Aufgabe, eine Einrichtung zu entwickeln, mit der bei Wickeleinrichtung die Regelung der Bandlaufgeschwindigkeit auf einen vorgegebenen Sollwert mit möglichst geringem Aufwand auf pneumatischem Wege durchführbar ist.It was therefore the task to develop a device with which the control of the tape speed in the winding device can be carried out pneumatically to a predetermined target value with as little effort as possible.

Die Aufgabe wurde durch eine Einrichtung gelöst, wie sie in den Patentansprüchen gekennzeichnet ist.The object was achieved by a device as characterized in the claims.

Ein wesentlicher Vorteil der vorgeschlagenen Lösung liegt im einfachen Aufbau des Regelkreises, wobei für sämtliche Funktionsglieder handelsübliche Bauteile eingesetzt werden können. Ein weiterer Vorteil ist darin zu sehen, daß bei einem pneumatischen Wickelantrieb die für die Energieversorgung vorhandene Druckluft für den Betrieb des Regelkreises mitbenutzt werden kann. Ferner können sich elektische oder magnetische Störfelder nicht auf die Regelung auswirken.A major advantage of the proposed solution is that it is simple Structure of the control circuit, whereby commercially available components can be used for all functional elements. A Another advantage is that with a pneumatic winding drive, the compressed air available for the energy supply is available can also be used for the operation of the control loop. Furthermore, electrical or magnetic interference fields cannot occur affect the scheme.

Die Erfindung ist nachfolgend an einem in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispiel erläutert.The invention is shown schematically below in one of the drawings illustrated embodiment explained.

Eine Rolle 1 ist auf einer Achse drehbar gelagert, über die Rolle 1 ist das von der Abwickelseite zur Aufwickelseite zuA roller 1 is rotatably mounted on an axis through which Roll 1 is the one from the unwinding side to the winding side too

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transportierende bandförmige Material - im folgenden kurz als Band B bezeichnet - geführt. Das Band B kann aus unterschiedlichen Materialien sein, z.B. Papier, Kunststoffolie beschichtet und unbeschichtet, Metall, Textilgewebe oder dergleichen. Auf einer der Stirnflächen der Rolle 1 ist eine Tachoscheibe 2 aus Metall oder Kunststoff angebracht, deren Umfang gegenüber in geringem Abstand eine pneumatische Gabelschranke 3 angeordnet ist. Die Gabelschranke 3 ist in Richtung zum Seheibenumfang verschiebbar gelagert, so daß ein Abstand zwischen 1,0 mm und 20 mm eingestellt werden kann. Strahl- und Fangdüse der Gabelschranke 3 sind an einen Niederdmckverstärker k angeschlossen, der über die Druckluftversoryung der Gabelschranke 3 den zwischen Strahl- und Fangdüse sich einstellenden Staudruck erfaßt. Der Ausgang des Niederdruckverstärkers 4 steuert einen Hochdruckverstärker 5» der eine pneumatische Turbine 6 für den Antrieb des Abwickelkörpers mit Druckluft versorgt. Für den Aufwickelkörper ist ebenfalls eine pneumatische Turbine vorgesehen (in der Zeichnung nicht dargestellt), deren Drehmoment so bemessen ist, daß das Aufwickeln des Bandes B mit dem Abwickeln ständig Schritt halten kann, Jedoch der durch den Bandzug hervorgerufene Einfluß auf die Abwickelgeschwindigkeit vernachlässigbar klein ist, d.h., daß bei dem zwischen den Kräften bzw. Momenten sich einstellenden Gleichgewichtszustand die Sollgeschwindigkeit des Bandes B im vorgegebenen Toleranzbereich bleibt. Es ist daher vorteilhaft, aufwickelseitig einen pneumatischen Puffer vorzusehen, bei dem der für den Aufwickel gewünschte Bandzug mittels Unterdruck in einem U-förmlgen Schacht für eine Bandschleife erzeugt und über deren Stand am Schacht geregelt wird. Derartige Bandzugsregelungen sind von Magnetbandgeräten für die digitale Datenaufzeichnung bekannt und daher nicht weiter beschrieben.transporting band-shaped material - hereinafter referred to as band B for short - out. The band B can be made of different materials, for example paper, plastic film coated and uncoated, metal, textile fabric or the like. A tachometer disk 2 made of metal or plastic is attached to one of the end faces of the roller 1, and a pneumatic fork barrier 3 is arranged at a small distance from its circumference. The fork barrier 3 is mounted displaceably in the direction of the circumference of the window pane, so that a distance between 1.0 mm and 20 mm can be set. The jet and catching nozzle of the fork barrier 3 are connected to a low pressure amplifier k , which detects the dynamic pressure established between the jet and catching nozzle via the compressed air supply of the fork barrier 3. The output of the low pressure booster 4 controls a high pressure booster 5 »which supplies a pneumatic turbine 6 with compressed air to drive the unwinder. A pneumatic turbine is also provided for the winding body (not shown in the drawing), the torque of which is such that the winding of the tape B can keep pace with the unwinding, but the influence of the tape tension on the unwinding speed is negligibly small , ie that in the state of equilibrium established between the forces or moments, the target speed of the belt B remains within the specified tolerance range. It is therefore advantageous to provide a pneumatic buffer on the take-up side, in which the tape tension desired for the take-up is generated by means of negative pressure in a U-shaped shaft for a tape loop and controlled by its position on the shaft. Such tape tension controls are known from magnetic tape recorders for digital data recording and are therefore not further described.

Die den Regelkreis bildenden Teile sind handelsübliche pneumatische Bauelemente; für die Tachoscheibe 2 sollte zur Erzeugung der radialen Luftströmung eine profilierte Scheibe oder eine Scheibe mit Erhebungen eingesetzt werden.The parts forming the control loop are commercially available pneumatic ones Components; for the speedometer disk 2, a profiled disk or should be used to generate the radial air flow a disc with bumps can be used.

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Die beschriebene Einrichtung arbeitet folgendermaßen:The device described works as follows:

Durch das bewegte Band B wird die Tachoscheibe 2 über die Rolle 1 in Rotation versetzt. Die unter der Wirkung der Fliehkraft im Zentrum der Tachoscheibe 2 angesaugte und radial nach außen strömende Luft trifft auf den Druckluftstrahl zwischen Strahl- und Fangdüse der pneumatischen Gabelschranke 3# die vom Niederdruckverstärker 4 mit Druckluft zwischen 1,0 mbar und 2,0 mbar, vorzugsweise 1,6 mbar, beaufschlagt wird. Der Druckluftstrahl wird dadurch je nach eingestelltem Abstand zwischen Umfang der Tachoscheibe 2 und Gabelschranke 3 mehr oder weniger stark abgelenkt, so daß sich der von der Gabelschranke 3 auf den Niederdruckverstärker 4 übertragende Staudruck ändert. Diese Druckänderung wirkt entsprechend dem Verstärkungsfaktor des Niederdruckverstärkers 4, der zweckmäßig zwischen 400 und 600, vorzugsweise bei 500 liegt, auf den Steuereingang des Hochdruckverstärkers 5» der die geänderte Druckluft 1,5-fach bis 4-fach, vorzugsweise 3-fach verstärkt an die Abwiekelturbine 6 liefert. Die Drehzahl der Turbine 6 wird auf diese Weise in Abhängigkeit von der Tachoscheibendrehzahl herab- oder hinaufgesetzt. The speedometer disc 2 is set in rotation via the roller 1 by the moving belt B. The under the action of centrifugal force Air sucked in in the center of the speedometer disc 2 and flowing radially outward meets the compressed air jet between Jet and catch nozzle of the pneumatic fork barrier 3 # that of the low pressure booster 4 with compressed air between 1.0 mbar and 2.0 mbar, preferably 1.6 mbar, is applied. The compressed air jet is thereby depending on the set distance between Scope of the speedometer disc 2 and fork barrier 3 deflected more or less so that the fork barrier 3 is on the low pressure booster 4 changes the dynamic pressure transmitting. This change in pressure acts according to the gain factor of the low-pressure booster 4, which is expediently between 400 and 600, preferably at 500, to the control input of the high-pressure booster 5 »which the changed compressed air 1.5 times to 4 times, preferably 3 times reinforced to the bending turbine 6 supplies. The speed of the turbine 6 is reduced or increased in this way as a function of the speed of the speedometer dial.

Verringert sich beispielsweise die Bandgeschwindigkeit während des UmspulVorganges, z.B. infolge des stetig abnehmenden Wickeldurchmessers auf der Abwickelseite, so verlangsamt sich auch die Rotation der Tachoscheibe 2 und mit ihr die radiale Strömung der Luft. Der Druckluftstrahl zwischen Strahl- und Fangdüse wird weniger stark abgelenkt. Dadurch wird der Druck am Eingang des Niederdruckverstärkers 4 höher, so daß mit Hilfe der nachfolgenden Druckverstärkung die Antriebsturbine 6 beschleunigt wird. Durch diese stetige Regelung wird das Band B auf der Sollgeschwindigkeit gehalten. Dabei kann über die Verschiebung der Gabelschranke 3 die gewünschte Bandgeschwindigkeit stufenlos eingestellt werden.For example, if the tape speed decreases during the rewinding process, e.g. due to the steadily decreasing winding diameter on the unwinding side, the rotation of the speedometer disc 2 and with it the radial flow slows down the air. The compressed air jet between the blasting nozzle and the collecting nozzle is less strongly deflected. This will reduce the pressure at the entrance of the Low pressure booster 4 higher, so that the drive turbine 6 is accelerated with the help of the subsequent pressure boosting. This continuous regulation keeps the belt B at the set speed. This can be done by shifting the Fork barrier 3 the desired belt speed can be set continuously.

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Es versteht sich, daß man je nach den Gegebenheiten der praktischen Anwendung der Erfindung anstelle der Abwickelseite auch die Aufwickelseite auf die beschriebene Art und Weise regeln kann. In einem solchen Falle kann es hinsichtlich eines möglichst geringen technischen Aufwandes zweckmäßig sein, für die Abwickelseite keinen Antrieb und keinen pneumatischen Puffer, sondern eine an der Welle des Abwickelkörpers angreifende Bremsvorrichtung vorzusehen. Derartige Bremsvorrichtungen sind für Wickeleinrichtungen in zahlreichen Ausführungsformen bekannt, sowohl fest einstellbare als auch regelbare, so daß der Fachmann auf diesem Gebiet ohne weiteres in der Lage sein wird, nach geeigneter Auswahl die entsprechende Anwendung zu treffen. Dabei ist es durchaus möglich, die Bremsvorrichtung mit Hilfe der für die Antriebsregelung vorhandenen, erfindungsgemäßen Einrichtung über weitere pneumatische Verstärker bzw. Umkehrglieder und gegebenenfalls über Umformer für die Stellgröße mitzusteuern.It goes without saying that depending on the circumstances of the practical Use of the invention instead of the unwinding side also regulate the winding side in the manner described can. In such a case it can be expedient for the unwinding side in terms of the lowest possible technical effort no drive and no pneumatic buffer, but a braking device acting on the shaft of the unwinder to be provided. Such braking devices are for winding devices known in numerous embodiments, both permanently adjustable as well as controllable, so that the person skilled in the art will be able to find suitable Selection to make the appropriate application. It is quite possible to use the braking device for the Drive control existing device according to the invention via further pneumatic amplifiers or reversing elements and optionally to be controlled via converter for the manipulated variable.

Es ist grundsätzlich auch möglich, mit Hilfe der vorgeschlagenen Einrichtung elektrische Antriebe zu steuern. Der Ausgang des Niederdruckverstärkers 4 ist dann auf eine Umformerschaltung zu führen. Geeignete Geräte für diesen Zweck sind bekannt; welche Ausführungsform man wählen wird, hängt unter anderem auch von der Art des zum Einsatz kommenden elektrischen Antriebes ab.In principle, it is also possible to control electrical drives with the aid of the proposed device. The outcome of the Low-pressure booster 4 is then to be led to a converter circuit. Suitable devices for this purpose are known; which embodiment one will choose depends, among other things, on the type of electric drive used.

BASF AktiengesellschaftBASF Aktiengesellschaft

Zeichn.Sign.

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Claims (3)

BASF Aktiengesellschaft I f UV DO Q BASF Aktiengesellschaft I f UV DO Q Unser Zeichen: O. Z. 52 767 Sp/BeOur reference: O. Z. 52 767 Sp / Be 67OO Ludwigshafen, 29-08.197767OO Ludwigshafen, 29-08.1977 PatentansprücheClaims I₅/ Einrichtung zur Regelung der Transportgeschwindigkeit von bandförmigem Material, das von einem Abwickelkörper zu einem Aufwickelkörper umgespult wird, mit einer mit dem Bandtransport verbundenen Tachoscheibe, dadurch gekennzeichnet, daß eine als Geber dienende, pneumatische Gabelschranke (3) im Abstand zum Umfang der Tachoscheibe (2) verstellbar angeordnet ist, an der die Tachoscheibe (2) vorbeirotiert, und die Gabelschranke (3) an eine Druckquelle und an den Steuereingang eines pneumatischen Druckverstärkers (4, 5) angeschlossen ist, der als Regler mit dem Wickelantrieb (6) in Verbindung steht.I ₅ / device for regulating the transport speed of tape-shaped material which is rewound from a winding body to a winding body, with a speedometer disc connected to the tape transport, characterized in that a pneumatic fork barrier (3) serving as a transmitter is spaced from the circumference of the speedometer disc (2) is arranged adjustable, on which the speedometer disc (2) rotates past, and the fork barrier (3) is connected to a pressure source and to the control input of a pneumatic pressure booster (4, 5), which acts as a controller with the winding drive (6) in Connection. 2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckverstärker (4, 5) einen pneumatischen Wickelantrieb (6) steuert.2. Device according to claim 1, characterized in that the pressure booster (4, 5) controls a pneumatic winding drive (6). 3. Einrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckverstärker aus einem mit einem Druckluftausgang für die Gabelschranke (3) ausgestatteten Niederdruckverstärker (4) und einem diesem nachgeschalteten Hochdruckverstärker (5) besteht. 3. Device according to claim 1 and 2, characterized in that the pressure intensifier consists of a gear equipped with a Druckluftaus for the fork barrier (3) low-pressure amplifier (4) and a downstream of the latter high-pressure booster (5). 151/77 -2-151/77 -2- 909811/0255909811/0255 ORIGINAL INSPECTEDORIGINAL INSPECTED