DE3310296A1 - Verfahren zur steuerung der bahnspannung, mit der eine papierbahn auf eine rolle aufgewickelt wird - Google Patents

Verfahren zur steuerung der bahnspannung, mit der eine papierbahn auf eine rolle aufgewickelt wird

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DE3310296A1
DE3310296A1 DE19833310296 DE3310296A DE3310296A1 DE 3310296 A1 DE3310296 A1 DE 3310296A1 DE 19833310296 DE19833310296 DE 19833310296 DE 3310296 A DE3310296 A DE 3310296A DE 3310296 A1 DE3310296 A1 DE 3310296A1
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Description

Verfahren zur Steuerung der Bahnspannung, mit der eine Papierbahn auf eine Rolle aufgewickelt wird
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung der Bahnspannung, mit der eine Papierbahn auf eine Rolle aufgewickelt wird, gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.
Bei einem solchen Aufwickeln ist eine genaue Steuerung der Spannung erwünscht, mit der die Papierbahn auf die Rolle aufgewickelt wird (sogenannte eingerollte mechanische Span-"nung). Es sollen Störungen, Faltenbildungen und andere Schäden in der aufgewickelten Papierbahn vermieden werden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art zu entwickeln, mit der eine gute Steuerung der Spannung möglich ist, mit der die Papierbahn in die Rolle eingewickelt wird.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird ein Verfahren nach dem Oberbegriff des Anspruches 1 vorgeschlagen, welches erfindungsgemäß die im kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 genannten Merkmale hat.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen genannt.
Das Verfahren nach der Erfindung ermöglicht eine einfache und wirksame Steuerung des Aufrollvorganges ohne starke Geschwindigkeitsänderungen, Rucke, Faltenbildung usw. in
/3
8.3.1983 21 253 P
der Bahn, so daß eine genaue Steuerung der in der aufgewickelten Papierbahn herrschenden Spannung erzielt wird.
Anhand der Figuren soll die Erfindung näher erläutert werden. Es zeigen:
Fig. 1 eine Anordnung zur Durchführung eines Verfahrens
gemäß dem Stande der Technik,
Fig. 2 eine Anordnung zur Durchführung des Verfahrens gemäß der Erfindung,
Fig. 3 den Zusammenhang zwischen den Drehmomenten der . Tragrollen und dem Durchmesser der aufgewickelten Papierrolle für das Verfahren nach dem Stande der Technik,
Fig. A und 5 die entsprechenden Verhältnisse bei dem Verfahren gemäß der Erfindung.
Fig. 1 zeigt eine Abwickelrolle 1, die von einem fremderregten Gleichstrommotor 2 angetrieben wird. Die Ankerwicklung wird von einem Thyristorstromrichter 3 und die Erregerwicklung wird von einem Thyristor- oder Diodenstromrichter A gespeist. Die Aufgabe der Steueranordnung 5 für diese Abwickelvorrichtung besteht darin, eine konstante Zugspannung F in der Papierbahn 31 unabhängig von dem Rollendurchmesser (D1), der Bahngeschwindigkeit (v), der Beschleunigung und der Verzögerung zu schaffen. Die Steueranordnung 5 für die Abwickelvorrichtung enthält auch Schaltkreise für separaten Betrieb (Drehzahlregelung) der Abwickelrolle 1. D, F usw. können in dem Steuerglied 6 eingestellt werden.
Die Bahn wird über eine mit einem Zugkraftmeßgerät 33 gekoppelte Umlenkrolle 32 geführt, und der vom Meßgerät 33 gelieferte Meßwert für die Zugspannung F wird der Steueranordnung 5 zugeführt, wodurch ein geschlossener Regelkreis entsteht. Der Motor 2 ist drehzahlgeregelt.
Die Bahn 31 wird danach um eine geschwindigkeitssteuernde
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-A-
Tragrolle 7 gerollt, die ebenfalls von einem fremderregten Gleichstrommotor 10 angetrieben wird. Die Ankerwicklung wird von einem Thyristorstromrichter \2 gespeist. Die Bahn wird auf eine Rolle 9 aufgerollt, und diese Rolle wird von der bereits genannten Tragrolle 7 und einer zweiten Tragrolle 8 getragen, die in gleicher Weise wie die Tragrolle 7 von einem fremderregten Gleichstrommotor 11 angetrieben wird. Während des Aufwickelvorganges ist die Tragwalze 7 drehmomentengeregelt.
Auf der Tragrolle 9 ist eine Reitrolle 15 angebracht, die von einem fremderregten Gleichstrommotor 14 angetrieben wird. Die Erregerwicklungen der Gleichstrommotoren 10, 11, 14 können von Diodenstromrichtern gespeist sein.
Zum Aufwickeln ist eine Steueranordnung 17 vorhanden, deren Aufgabe es ist, dafür zu sorgen, daß die aufgewickelte Papierbahn das gewünschte Spannungsprofil (Härte) bekommt, d.h. man möchte die Spannung, mit der die Bahn auf der Rolle 9 aufgewickelt wird (eingerollte Materialspannung) steuern können.
Bei der gezeigten bekannten Anordnung wird dies durch Steuerung der Zugspannung in der Bahn F, des Reitwalzendruckes P sowie des Drehmomentverhältnisses zwischen dem Drehmoment M7 der Tragrolle 7 und dem Drehmoment M8 der Tragrolle 8 durchgeführt.
Dies zeigt Fig. 3, in der das vom Motor 10 gelieferte Drehmoment M7 der Tragrolle 7 und das vom Motor 11 gelieferte Drehmoment M8 der Tragrolle 8 dargestellt ist. Die Materialspannung wird durch die Drehmomente der beiden Motoren 10 und 11 gesteuert, und in diesem Fall ist das Drehmoment M8 bei einem kleinen Rollendurchmesser D am größten und bei einem großen Durchmesser der Rolle 9 am kleinsten. Bei Geschwindigkeitsänderungen treten bei diesem bekannten Verfahren leicht Probleme auf, die Nachteile der eingangs ge-
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O O 1 rs O "3
0.3.1983 21 253 P
nannten Art zur Folge haben.
Von einem zentralen Sollwertgeber 19 (Figur 1) wird ein Leitwert für die gewünschte Bahngeschwindigkeit geliefert und die Änderung der Geschwindigkeit geschieht normalerweise durch einen Führungswertgeber 34. Der Durchmesser der Rolle 9 wird durch ein Meßglied 35 gemessen, und über das Glied 18 kann die Härte zu Beginn beziehungsweise am Ende des Aufwickeins sowie die Härtereduktion eingestellt werden. Das Servosystem für die Reitwalze 15 ist mit 16 bezeichnet .
Das Verfahren nach der Erfindung und die Anordnung zur Durchführung dieses Verfahrens zeigt Figur 2. In dieser Figur sind das Motorantriebssystem, die Steueranordnung für das Abwickeln und der zentrale Sollwertgeber dieselben wie in Figur 1.
Die Impulsgeber 22 und 23 dienen zur Berechnung der Geschwindigkeitsdifferenz (n7-n8) zwischen der Tragrolle 7 und der Tragrolle 8. Diese Differenz wird dazu benutzt, die Spannung (Materialspannungen oder mechanische Spannungen) der auf die Rolle 9 aufgewickelten Bahn zu steuern.
Auf diese Weise erhält man eine gut kontrollierte Steuerung. Bei Beschleunigung und Verzögerung wird die Geschwindigkeitskontrolle besser als bisher, u.a. wird ein Schleudern verhindert.
Die Drehzahlsignale der Impulsgeber 22, 23 werden einer Steueranordnung 25 zugeführt. Im Glied 26 wird die gewünschte Härte (Sollwert) in der Rolle eingestellt. Im Gegensatz zur Anordnung nach Fig. 1 werden der Steueranordnung 25 in Fig. 2 keine Drehmomentensignale zugeführt. Auf diese Weise kann ein Schleudern (Rutschen) zwischen der Rolle 9 und den Tragrollen 7 und 8 vermieden werden. Eine bestimmte Hö GetstliWl JkI i &kei tiadirf öl'eiiü (ÜPöliüeihldif ferfciiü)
21 253 P
zwischen den Tragrollen 7 und 8 gibt automatisch eine gewisse Härte (Materialspannung) in der Rolle 9. In dem Glied 26 wird ein bestimmter Sollwert für die Geschwindigkeitsdifferenz eingestellt. Dieser Sollwert wird mit dem vom Impulsgeber 2k gelieferten Istwert der Geschwindigkeitsdifferenz verglichen, so daß über die Steueranordnung 25 ein geschlossener Regelkreis entsteht.
Die Geschwindigkeitssteuerung ergibt den in Figur 5 dargestellten Drehmomentenverlauf, der gleich demjenigen ist, den man bei dem bekannten Verfahren bei konstanter Geschwindigkeit erhält.
Häufig kann es unzureichend sein, die Härte (Materialspannung) der fertigen Rolle nur mit der Geschwindkigkeitsdifferenzregelung zu steuern, da Änderungen im Papierzug F und im Reitwalzendruck P usw. störende Einflüsse verursachen.
Auf der Rolle 9 ist ein Impulsgeber 2k zur Messung der aufgerollten Windungszahl (Lagenzahl) angeordnet. Aus den Meßwerten für die Anzahl der aufgewickelten Windungen und der aufgewickelten Länge, die mit den Impulsgebern 22, 23, wie oben erwähnt, erfaßt wird, sowie dem Flächengewicht des Papiers, das in der Papiermaschine registriert wird, kann ein Wert für die Dichte (Härte) der fertigen Rolle 9 (aufgewickelte Bahn) berechnet werden. Es gilt
Massenänderung ΔΜ = Flächengewicht χ Länge (L) χ Breite
2 2
Volumenänderung AV = k χ (D1 - D„ ) χ Breite. Siehe Fig. k.
I-AM k Flächengewicht *
g - D/
H /Β|3ΐ
Eine geänderte Dichte in der Rolle 1 bewirkt eine veränderte Dicke (bei 21) und ein verändertes Geschwindigkeitsverhältnis zwischen den Motoren 10 - 11.
/7
.υ
8.3.1983 21 253 P
Mit einer übergeordneten Dichteregelung, die in Abhängigkeit von Dickenänderungen der Papierbahn korrigiert wird, erhält man eine erheblich verbesserte Steuerung des Spannungsprofils der fertigen Rolle.
Die Dichteregelung kann auch direkt in die Geschwindigkeitsregelung eingeben, ohne über die Geschwindigkeitsdifferenzregelung zu gehen, wenn eine ausreichend schnelle Einstellung des Dichtewertes erreicht werden kann.
Die vorstehend beschriebene Erfindung kann im Rahmen des
offenbarten allgemeinen Erfindungsgedankens in vielfacher Weise variiert werden.
Leerseite

Claims (3)

y z a o Patentanwalt und Rechtsanwalt Dr.-Ing. Dipl.-Ing. Joachim Boecker 6 Frankfurt /Main 1 8.3.1983 Rathenauptaü2-B n/(j ?1 253 P Telefon: (0611)'282365 "'u *· ' t"-'J Telex: 4189066 il«d PATENTANSPRÜCHE:
1. Verfahren zur Steuerung der Bahnspannung, mit der eine Papierbahn (31) auf·eine Rolle (9) aufgewickelt wird (eingerollte Materialspannung), wobei die Rolle (9)mit Hilf e von zwei von je einer Antriebsvorrichtung (10, 11) angetriebenen
Tragrollen (7, 8) gedreht wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehzahl der Tragrollen (7, 8) oder ihrer Antriebsvorrichtungen (10, 11) gemessen wird und daß die Drehzahlsignale einer Steueranordnung (25) für die Antriebsvorrichtungen zur Steuerung der in die Rolle (9) eingerollten Materialspannung in Übereinstimmung mit der Differenz der
Drehzahlen der Tragrollen bei aufgelegter Papierrolle zugeführt werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
"die Anzahl der aufgewickelten Windungen (Lagen) und die aufgewickelte Bahnlänge und das Flächengewicht des Papiers gemessen werden,daß aus diesen Meßwerten in einem Glied.(17,25) die Dichte (Härte)der aufgewickelten Bahn berechnet wird und daß das Dichtesignal als übergeordnetes Regelsignal zur Steuerung der
Rollenspannung verwendet wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Dichtesignal den Geschwindigkeitsregelvorrichtungen
(12, 13) der Motoren oder der Steueranordnung für die Geschwindigkeitsdifferenzregelung zugeführt wird.
DE19833310296 1982-04-01 1983-03-22 Verfahren zur steuerung der bahnspannung, mit der eine papierbahn auf eine rolle aufgewickelt wird Withdrawn DE3310296A1 (de)

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