DE4116081C2 - Control method for achieving a correspondingly pre-selectable winding density, in particular relative winding density, and an associated device - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Regel­ verfahren zur Erzielung einer entsprechend vorwählbaren, insbe­ sondere relativen Wickeldichte, sowie eine zugehörige Vorrichtung.The invention relates to a rule procedure to achieve a correspondingly selectable, esp special relative winding density, and an associated device.

In vielen technischen Bereichen müssen Folienbahnen aufgewickelt werden. Insbesondere auch bei der Folienherstellung wird die bei­ spielsweise in einer Breit- und/oder Querreckanlage gestreckte Folie auf einer Wicklerwalze aufgewickelt. Dies kann entweder nach dem sog. Spaltwickeln oder dem Kontaktwickeln erfolgen. Beim Spaltwickeln wird die Folienbahn an einer zur Wicklerwalze im Abstand liegenden Walze umgelenkt, wohingegen beim Kontakt­ wickeln die Kontaktwalze stets auf die äußerste aufgewickelte Schicht der aufgewickelten Folienbahn eines Wickelballens drückt. In many technical areas, film webs have to be wound up become. Especially when it comes to film production for example stretched in a wide and / or transverse stretching system Foil wound on a winder roller. This can either after the so-called gap winding or contact winding. When slit winding, the film web becomes a winder roller on one roller deflected in the distance, whereas in contact always wrap the contact roller on the outermost wound one Layer of the wound film web of a wrap presses.  

Die relative spezifische Wickeldichte hängt letztendlich von den auf die aufzuwickelnde Folie von der Wicklerwalze ausgeübten Zugkräften, von der Aufwickelgeschwindigkeit der Wicklerwalze wie aber auch gegebenenfalls von den von einer mit der Wickler­ walze zusammenwirkenden Kontaktwalze auf die aufzuwickelnde Fo­ lienbahn ausgeübten Anpreßkräfte ab. Zudem wird die relative Wickeldichte auch durch Reibungen und Friktionen, z. B. aus La­ gerführungen sowie aus Friktionszunahmen durch Gewichtszunahme des Wickelballens etc. beeinflußt. Weitere Einflüsse sind die Reibungskoeffizienten, Oberflächenrauhigkeiten und das elektro­ statische Verhalten der Folie.The relative specific winding density ultimately depends on the exerted on the film to be wound up by the winder roller Tensile forces, from the winding speed of the winder roller as well as, if applicable, of the one with the winder roller interacting contact roller on the Fo to be wound lienbahn exerted contact forces. In addition, the relative Winding density also due to friction and friction, e.g. B. from La guides as well as from increases in friction due to weight gain of the wrapping bale, etc. Other influences are that Friction coefficients, surface roughness and the electro static behavior of the film.

Für viele Einsatzfälle ist es z. B. wichtig, zu gewährleisten, daß die Werte für verschiedene, auf mehreren Wicklerwalzen aufgewickelten Wickelballen gleich sein sollen. Spezifische Meßmethoden gibt es jedoch nicht. Nach bisher bekanntgewordenen Verfahren werden beispielsweise die von der Wickelwalze auf die aufzuwickelnde Folie eingeleiteten Zugkräfte gemessen, um hierüber eine spezifische Wickeldichte zu erzielen. Dies kann beispielsweise über den Stromverbrauch des die Wickelwalze antreibenden Motors erfolgen. Allerdings ist die Fehlerabweichung relativ groß, da in die nur indirekt über die verbrauchte Leistung ermittelbaren Zugkräfte auch die Verlustlei­ stungen eingehen, die zur Überwindung der auftretenden Reibun­ gen und Friktionen benötigt werden. For many applications it is e.g. B. important to ensure that the values for different, the same bale wound on several winder rolls should be. However, there are no specific measurement methods. To previously known methods are, for example introduced from the winding roller onto the film to be wound up Tensile forces measured to achieve a specific winding density achieve. This can be done, for example, via the power consumption of the the winding roller driving motor take place. However, it is Error deviation relatively large, since only indirectly via the used power ascertainable tractive forces also the loss loss stungen to overcome the friction conditions and friction are required.  

Ein Verfahren zur Regelung des Anpreßdruckes zwischen einer Kontaktwalze und einer von diesen angetriebenen Wickelrolle ist beispielsweise aus der DE 37 36 696 A1 bekannt geworden. Dazu ist die Wickelrolle zwischen zwei zueinander parallelen, im Maschinengestell schwenkbar gelagerten Armen drehbar gelagert. Die Wickelrolle ist zu ihrem Antrieb und zum Wickeln mit im wesentlichen gleicher Bahnspannung gegen die Kontaktwalze angedrückt. Der Anpreßdruck wird durch einen die Schwenkarme beaufschlagenden Schwenkantrieb als Stellglied eingestellt, der von einem Regler gesteuert wird, der die Stellsignale aus dem jeweiligen Gewicht der Wickelrolle und dem Neigungswinkel der Tragarme gegenüber der Vertikalen entsprechend den Eingangsgrößen und durch Vergleich mit einem Sollwert bildet, der einem gewünschten Andruck entspricht. Um die sich aus der Gewichtskraft der Wickelrolle ergebende und in Richtung der Kontaktwalze wirkende Kraftkomponente genauer bestimmen zu können, werden mittels einer fortlaufend kontinuierlichen oder in diskreten zeitlichen Schritten erfolgenden Messung die Winkelgeschwindigkeit oder Drehzahl der Wickelwelle oder -rolle und die Geschwindigkeit der aufzuwickelnden Bahn gemessen und des Meßwertes als Parameter zur Ermittlung des Neigungswinkels in den Regler eingegeben. Zudem kann die Breite, Dicke und Gesamtlänge der aufzuwickelnden Folienbahn bzw. der aufgewickelte Ballendurchmesser, -radius und der Durchmesser- bzw. Radiuszuwachs entsprechend gemessen und die entsprechenden Meßwerte als Stellgrößen in den Regler eingegeben werden. Nach diesem bekannten Verfahren wird dabei stets der jeweilige Ist-Wert der in Richtung der Kontaktwalze wirkenden Gewichtskomponente der Wickelrolle bestimmt, so daß sich aus einem Sollwert-Istwert-Vergleich bezüglich des Anspreßdruckes der Anpreßdruck zwischen der Wickelrolle und der Kontaktwalze durch entsprechende Beaufschlagung des Schwenkantriebes in der gewünschten Weise einstellen lassen soll.A method for regulating the contact pressure between a contact roller and a winding roller driven by these is known for example from DE 37 36 696 A1 become. For this, the winding roll is between two parallel to each other, swiveling in the machine frame supported arms rotatably. The winding roll is closed their drive and for winding with essentially the same Web tension pressed against the contact roller. The contact pressure is actuated by a swivel drive acting on the swivel arms as an actuator which is controlled by a controller which controls the Control signals from the respective weight of the winding roll and the angle of inclination of the support arms with respect to the vertical according to the input variables and by comparison with a setpoint that forms a desired pressure corresponds. To derive from the weight of the winding roll resulting and acting in the direction of the contact roller To be able to determine the force component more precisely, using a continuously continuous or in discrete temporal steps Measuring the Angular velocity or speed of the winding shaft or reel and the speed of the web to be wound measured and the measured value as a parameter for determining the Inclination angle entered in the controller. In addition, the Width, thickness and total length of the film web to be wound up or the wound bale diameter, radius and diameter or radius increase accordingly measured and the corresponding measured values as manipulated variables in the controller can be entered. According to this known method always the actual value in the direction of Contact roller acting weight component of the winding roll determined so that from a setpoint-actual value comparison with respect to the contact pressure the contact pressure between the winding roller and the contact roller by appropriately loading the rotary actuator should be set in the desired manner.

Aus der DE 33 47 733 A1 ist eine Kontaktwalzensteuerung für Aufwickelvorrichtungen bekannt geworden. Gemäß dieser Vorrichtung werden der Warenbahnzug, die Wickelkräfte sowie die Andruckkraft der Kontaktwalze und die jeweilige Stellung der Kontaktwalze (gegenüber der Wickelwalze) mittels einer Positionsmeßeinrichtung gemessen. Über diverse Regelverstärker und Proportionaldruckventile wird ein entsprechender Stellzylinder der Kontaktwalze betätigt. Letztlich wird auch bei diesem bekannten Verfahren bzw. bei dieser bekannten Vorrichtung aus dem gemessenen Kontaktdruck einer Kontaktwalze auf der Wickelwalze und einem Vergleich dieses gemessenen Kontaktdruckes mit einem Sollwert eine entsprechende Nachregelung der Kontaktkraft durchgeführt, um so die Wickeldichte konstant, abfallend oder steigend in Abhängigkeit vom Durchmesser unter Berücksichtigung der Bahnspannung reproduzierbar einzustellen.DE 33 47 733 A1 describes a contact roller control has become known for winding devices. According to this Device is the web train, the winding forces and the pressing force the contact roller and the respective position of the contact roller  (opposite the winding roller) by means of a position measuring device measured. Via various control amplifiers and Proportional pressure valves become a corresponding one Actuating cylinder of the contact roller actuated. Ultimately it will also in this known method or in this known Device from the measured contact pressure Contact roller on the winding roller and a comparison of this measured contact pressure with a setpoint one appropriate readjustment of the contact force carried out so the winding density is constant, decreasing or increasing depending on the diameter set reproducibly taking into account the web tension.

Aus der DE 36 27 463 A1 ist eine Vorrichtung zum Regeln bzw. Steuern einer Kontaktwalze bekannt geworden, bei der die Kontaktwalze in Abhängigkeit vom Wickeldurchmesser radial geführt und mittels eines Stellmotors verstellt wird. Es ist eine Positionsmeßeinrichtung für die Stellungsmessung der Kontaktwalzen vorgesehen und ein Rechner, der einer Positionsiereinrichtung die Stellgröße für die Kontaktwalze nach einer vorgegebenen Funktion vorgibt.DE 36 27 463 A1 describes a device for regulating or control of a contact roller become known in the the contact roller depending on the winding diameter guided radially and adjusted by means of a servomotor becomes. It is a position measuring device for position measurement the contact rollers and a computer, of a positioning device the manipulated variable for Prescribes contact roller according to a predetermined function.

Beim sog. "Kontaktbetrieb" kann der Rechner die Stellgröße, die zu einem bestimmten Kontaktdruck führt, nach einer vorgegebenen Funktion vorgeben. Dabei wird in Abhängigkeit vom zunehmenden Durchmesser des Wickelballen und von dem Ist-Wert des Warenbahnzuges der Ist-Wert der Andruckkraft der Kontaktwalze mit dem Wert einer hinterlegten Sollkurve verglichen und dabei über den Rechner eine Stellgröße für ein Kontaktwalzendruckregelventil ausgegeben. Im sog. "Spaltbetrieb" kann mittels des Rechners der gewünschte Abstand zwischen Kontaktwalze und Wickelwalze stets genau gleich eingehalten werden.In so-called "contact operation", the computer can control the manipulated variable, which leads to a certain contact pressure, after a specify the specified function. It depends on the increasing diameter of the wrapping bale and from the actual value of the web train the actual value of the pressing force the contact roller with the value of a stored target curve and thereby a manipulated variable for a contact roller pressure control valve is output via the computer. In the so-called "gap operation" the desired distance between The contact roller and winding roller are always kept exactly the same become.

Die vorstehend nach dem Stand der Technik bekannten Verfahren bzw. Vorrichtungen zur Erzielung einer voreinstellbaren Wickeldichte bzw. relativen Wickeldichte weisen aber allesamt den Nachteil auf, daß sie stets nur eine indirekte Gegensteuerung beispielsweise über eine durch die Gewichtskomponente veränderte Kontaktkraft erlauben, um darüber mittelbar zu versuchen, daß der aufgewickelte Ballen die gewünschte Wickeldichte aufweist.The methods known above according to the prior art or devices to achieve a presettable However, winding density or relative winding density have all have the disadvantage that they are always only an indirect one Countermeasures, for example, via a change made by the weight component Allow contact force to try indirectly about it that the wrapped bale has the desired wrap density having.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es von daher, die Nachteile nach dem Stand der Technik zu überwinden und ein verbessertes Regelverfahren und eine zugehörige Vorrichtung zu schaffen, um zu gewährleisten, daß ein Wickelballen eine Wickeldichte bzw. einen Wickeldichtenverlauf aufweist, der möglichst exakt einem entsprechend vorwählbaren Wickeldichtenverlauf entspricht.The object of the present invention is therefore that To overcome disadvantages according to the prior art and a improved control method and an associated device to create to ensure that a wrapping bale a winding density or a winding density curve has as precisely as possible a correspondingly selectable Corresponds to the winding density curve.

Die Aufgabe wird bezüglich des Regelverfahrens entsprechend den im Anspruch 1 und bezüglich der zugehörigen Vorrichtung entsprechend den im Anspruch 12 angegebenen Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.The task becomes corresponding with the control procedure that in claim 1 and related Device according to that specified in claim 12 Features resolved. Advantageous embodiments of the invention are specified in the subclaims.

Durch die vorliegende Erfindung wird es erstmals möglich, die Wickeldichte und dabei wiederum die relative Wickeldichte mit bisher nicht gekannter Genauigkeit festzustellen. Dabei wird die Wickeldichte bzw. die relative Wickeldichte kontinuierlich oder in diskreten zeitlichen Schritten ermittelt und als Ausgangs- und Regelgröße verwandt, um beispielsweise die Wickelzugkräfte zum einen und im Falle des Kontaktwickelns auch z. B. die Kontaktandruckkräfte der Kontaktwalze zum anderen exakt zu bestimmen, um die gewünschte Wickeldichte bzw. den gewünschten Wickeldichtenverlauf tatsächlich zu erzielen.The present invention makes it possible for the first time the winding density and in turn the relative winding density to determine with unprecedented accuracy. The winding density or the relative winding density continuously or in discrete time steps determined and used as an output and control variable, to for example the winding tensile forces on the one hand and in In the case of contact winding also z. B. the contact pressure forces to determine the contact roller to the other precisely the desired winding density or the desired winding density curve to actually achieve.

Beim erfindungsgemäßen Regelverfahren werden die Meßwerte im sog. "In-line-Verfahren" ermittelt. Dadurch läßt sich nicht nur die Wickeldichte bzw. relative Wickeldichte in Abhängigkeit des fertig aufgewickelten Wickelballens erzielen. Erfindungsgemäß ist es dadurch vielmehr auch möglich, während des Wickelvorganges selbst stets den momentanen, d. h. aktuellen Wert für die Wickeldichte bzw. relative Wickeldichte zu ermitteln und als aktive Ausgangs-Regelgröße für den Regelprozeß zu verwenden. In the control method according to the invention, the measured values determined in the so-called "in-line method". This allows not only the winding density or relative winding density in Achieve dependency on the finished wrapped bale. Rather, according to the invention, it is also possible during the winding process itself always the current d. H. current value for the winding density or relative Determine winding density and as an active output control variable to use for the control process.  

Erfindungsgemäß läßt sich nämlich dann im Vergleich mit einer Sollkurve für die gewünschte spezifische Wickeldichte zu jedem Zeitpunkt des Wickelvorganges bei stets zunehmendem und wachsendem Durchmesser des Wickelballens die Regelung dahingehend vornehmen, daß in Abhängigkeit des wachsenden Ballendurchmessers stets die gewünschte spezifische und vom Ballendurchmesser abhängige Wickeldichte erzielt wird.According to the invention, it can then be compared with a target curve for the desired specific winding density at any point in the winding process with increasing and increasing diameter of the wrap the regulation undertake that depending on the growing Bale diameter always the desired specific and winding density dependent on the bale diameter is achieved.

Unter dem Begriff "relative Dichte" wird das an sich bekannte Verhältnis des tatsächlichen Gewichtes der aufgewickelten Folienbahn im Verhältnis zu dem rein theoretisch möglichen Voll-Gewicht des Ballens ohne Lufteinschlüsse bei gleichem Ballen- Außendurchmesser verstanden. Im Sinne der vorliegenden Erfindung sind deshalb auch die Begriffe "Wickeldichte" im Sinne einer tatsächlichen Wickeldichte wie aber auch die Begriffe "Wickelgewicht", d. h. das Gewicht der tatsächlich aufgewickelten Folienbahn in patentrechtlicher Hinsicht glatt äquivalente Begriffe. Denn auch bei Feststellung bzw. Ermittlung des tatsächlichen Gewichtes kann dieses zu dem rein theoretisch maximal möglichen Gewicht eines gleichgroßen Ballens in Verhältnis gesetzt werden, um darüber wieder die entsprechende relative Wickeldichte zu erhalten.The term "relative density" is the known ratio the actual weight of the wound film web in relation to the purely theoretically possible full weight of the bale without air pockets with the same bale Understood the outside diameter. In the sense of the present Invention are therefore also the terms "winding density" in Sense of an actual winding density like that Terms "wrap weight", d. H. the weight of the actually wound film web in terms of patent law smooth equivalent terms. Because even when it is found or determination of the actual weight can do this the theoretically maximum possible weight of one equal sized bales are related to the corresponding relative winding density again receive.

Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wird mittels eines Folienbahn-Längenmeßgerätes die jeweils aktuelle aufgewickelte Folienbahnlänge gemessen bzw. ermittelt. Anstelle einer Folienbahn- Längenmeßeinrichtung kann auch die Vorschubgeschwindigkeit der aufzuwickelnden Folienbahn wie aber auch die Zeitdauer für den Wickelvorgang selbst gemessen und darüber die Länge der aufzuwickelnden Folienbahn ermittelt werden.Within the scope of the present invention, a Film web length measuring device the current wound film web length measured or determined. Instead of a film web Length measuring device can also the feed speed of the rewind Film web as well as the duration for measured the winding process itself and above the length of the film web to be wound up.

Anstelle einer Dickenmessung kann auch das Flächengewicht der aufzuwickelnden Folienbahn durch entsprechende Meßeinrichtung gemessen werden. Instead of a thickness measurement, the basis weight can also be used the film web to be wound up by appropriate Measuring device can be measured.  

Schließlich kann in einer weiteren Ausführungsform die Foliendicke bzw. das Flächengewicht über die Breite der aufzuwickelnden Folienbahn in mehreren Sektionen aufgeteilt gemessen werden. Dadurch können sogar Foliendicken-Schwankungen über die Breite der Folienbahnen gemessen werden, wodurch sich die Wickeldichte sektionsweise über die Breite ermitteln läßt.Finally, in another embodiment the film thickness or basis weight the width of the film web to be wound in several Sections can be measured divided. This can even Film thickness fluctuations across the width of the film webs be measured, which changes the winding density section by section can determine the width.

Das patentgemäße Verfahren bzw. der Patentgegenstand werden nachfolgend unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Dabei zeigen im einzelnenThe patented process or the subject of the patent hereinafter with reference to the attached Figures explained in more detail using exemplary embodiments. Show in detail

Fig. 1 eine schematische perspektivische Ansicht einer Wicklerwalze mit einer Kontaktwalze und einer auf­ zuwickelnden Folienbahn; Figure 1 is a schematic perspective view of a winder roller with a contact roller and a film web to be wound.

Fig. 2 eine schematische Stirnseitenansicht eines abge­ wandelten Ausführungsbeispieles für ein sog. "Spalt­ wickeln"; Fig. 2 is a schematic end view of a modified embodiment for a so-called "wrap gap";

Fig. 3 eine Schaltanordnung zur Ermittlung eines Diagram­ mes bezüglich der gemessenen relativen Wickeldichte wie zur Regelung einer Wicklervorrichtung. Fig. 3 shows a circuit arrangement for determining a Diagram mes with respect to the measured relative winding density as for controlling a winder.

In Fig. 1 ist eine aufzuwickelnde Folienbahn 1 mit einer Folien­ bahn-Breite F_B gezeichnet, die mit einer Vorschub- oder Anlegege­ schwindigkeit v auf eine Wicklerwalze 3 aufgewickelt wird.In Fig. 1, a film web 1 to be wound is drawn with a film web width F _B , the speed v being wound onto a winder roller 3 with a feed or lay-up speed.

Im gezeigten Ausführungsbeispiel erfolgt die Aufwicklung der Fo­ lienbahn 1 nach dem sog. Kontaktwickeln, wobei die Folienbahn 1 an einer Kontaktwalze 5 umgelenkt wird, die stets mit einer Kon­ taktkraft P_K auf die jeweils äußerste Lage eines auf der Wickel­ walze 3 befindlichen Wickelballens 7 drückt.In the illustrated embodiment, the winding of the Fo carried lien web 1 after the so-called. Contact wrapping, wherein the film web is deflected at a contact roller 5 1, which always with a contact P _K clock force on each outermost layer of a roll on the winding 3 wound bale 7 being suppressed .

Die Wickelwalze 3 wird dabei in geeigneter Weise angetrieben und dreht sich mit einer vorwählbaren, gegebenenfalls mit zunehmen­ dem Durchmesser des Wickelballens 7 sich ändernden Drehge­ schwindigkeit, so daß stets eine bestimmte Wickelzug-Kraft K_W auf die aufzuwickelnde Folienbahn 1 wirkt. The winding roller 3 is driven in a suitable manner and rotates with a preselectable, possibly increasing with increasing the diameter of the winding bale 7 rotating speed, so that a certain winding tension force K _W always acts on the film web 1 to be wound.

Im gezeigten Ausführungsbeispiel ist ferner ein Foliendicken- bzw. Folienflächengewicht-Meßgerät 9, ein Folienbahn-Längenmeßgerät 11 und ein Wickelballen-Dickenmeßgerät 13, nachfolgend auch als Durchmesser-Meßgerät 13 bezeichnete Einrichtung vorgesehen.In the exemplary embodiment shown, a film thickness or film basis weight measuring device 9 , a film web length measuring device 11 and a bale thickness measuring device 13 , hereinafter also referred to as a diameter measuring device 13 , are provided.

Während des Betriebes wird bei noch unbewickelter Wicklerwalze 3 eine in Fig. 3 schematisch dargestellte Meß- und Auswertelek­ tronik 15 sowie der Wickelvorgang selbst gestartet. Es werden also über das Foliendicken-Meßgerät 9 die Foliendicke F_D, bei­ spielsweise über die gemessene Umdrehung der Kontaktwalze 5 oder ein separates Längenmeßgerät 11 von Beginn an die aufgewickelte Folienbahn-Länge F_L sowie der zunehmend wachsende Außendurch­ messer D_W des Wickelballens 7 über das Wickelballen-Dickenmeß­ gerät 13 gemessen. Darüber kann als Ausgangswert auch der Außenumfang bzw. der Durchmesser d_w der unbewickelten Wick­ lerwalze 3 gemessen oder ansonsten - wenn er bekannt ist - als Konstante in die Meß- und Auswertelektronik 15 eingegeben wer­ den.During operation, measuring and evaluation electronics 15 , which is shown schematically in FIG. 3, and the winding process itself are started when the winder roller 3 is still unwound. So there are the film thickness measuring device 9, the film thickness F _D , for example, the measured rotation of the contact roller 5 or a separate length measuring device 11 from the beginning of the wound film web length F _L and the increasing outside diameter D _{W of} the wrapping bale 7 the wrapping thickness measuring device 13 measured. In addition, the outer circumference or the diameter d _{w of} the unwrapped winding roller 3 can also be measured as an initial value or, if known, otherwise entered as a constant in the measuring and evaluation electronics 15 .

Die im folgenden verwendeten mathematischen und physikalischen Formeln sind dem Fachmann allgemein bekannt.The mathematical and physical formulas used below are this Generally known to a person skilled in the art.

Die Auswertung erfolgt nach der FormelThe evaluation follows the formula

wobei B_Rfl die stirnseitige Ringfläche des Wickelballens dar­ stellt.where B _{Rfl represents} the end face of the wrapping _bale .

Diese kann wiederum durch Messung des Radius oder Durchmessers mittels des Wickelballen-Dickenmeßgerätes 13 gemäß der Formel er­ halten werden:This can in turn be obtained by measuring the radius or diameter using the wrap-around thickness gauge 13 according to the formula:

B_Rf = (D_W² - d_w²) × π/4B _Rf = (D _W ² - d _w ²) × π / 4

Anstelle der Folienlänge kann aber auch die Folienbahn-Vorschub- oder Anlage-Geschwindigkeit v sowie die seit Beginn des Wickel­ vorganges vergangene Zeit über einen separaten Zeitmesser gemes­ sen werden, woraus sich ebenfalls wieder die stets aktuell auf die Wicklerwalze 3 aufgewickelte Länge der Folienbahn gemäß der GleichungInstead of the film length, the film web feed or system speed v and the time elapsed since the start of the winding process can also be measured using a separate timer, which also results in the length of the film web that is always currently wound on the winding roller 3 according to the equation

F_L = v × tF _L = v × t

bzw.respectively.

ergibt, wobei t der Wert für die vergangene Zeit seit Start der laufenden Wickelrolle beträgt.results, where t is the value for the elapsed time since the start of the running winding roll is.

Schließlich kann mit dem Meßgerät 9 gegebenenfalls nicht die Fo­ liendicke, sondern das Folienflächengewicht G_Ffl ermittelt werden. In diesem Falle ist es erforderlich, um die insbesondere relative Wickeldichte zu erzielen, daß das so gemessene Folienflächenge­ wicht durch das spezifische Gewicht des Folienbahn-Materials di­ vidiert wird, so daß sich die relative Wickeldichte gemäß der folgenden Formel ergibt:Finally, the measuring device 9 may not determine the film thickness, but rather the _{film basis weight} G _Ffl . In this case, in order to achieve the relative winding density in particular, it is necessary that the film surface weight measured in this way is divided by the specific weight of the film web material, so that the relative winding density is obtained according to the following formula:

Die o. g. Meßgrößen werden dabei kontinuierlich oder in diskre­ ten, möglichst kleinen Zeitabständen fortlaufend gemessen, um so während des Wickelvorganges selbst stets die relative Wickeldichte in Abhängigkeit der verschiede­ nen Durchmesser-Abschnitte des Wickelballens 7 und nicht nur das spezifi­ sche Gewicht des Gesamtballens am Ende des Wickelvorganges zu erhalten.The above-mentioned measured quantities are measured continuously or at discreet, as small time intervals as possible, so that the relative winding density as a function of the various diameter sections of the winding bale 7 and not only the specific weight of the total bale at the end of the winding process itself Obtain winding process.

Durch diese Meßgrößen läßt sich dann in Abhängigkeit des Durch­ messers des Wickelballens 7 aufgrund der definierten Formeln die relative Wickeldichte ermitteln, wie sie sich beispielsweise auf dem Anzeigegerät 17 gemäß Fig. 3 darstellen läßt. These measured variables can then be used to determine the relative winding density as a function of the diameter of the winding bale 7 based on the defined formulas, as can be shown, for example, on the display device 17 according to FIG. 3.

Aus den oben gemachten Ausführungen geht auch hervor, daß die Folienbreite in die Gleichung nicht eingeht oder aber sowohl bei der Ermittlung des Flächengewichtes der Folienbahn als auch des rein theoretischen Gewichtes des Wickelballens berücksichtigt werden müßte, was somit zu keiner Veränderung des Meßergebnisses führt.From the statements made above it also appears that the Foil width is not included in the equation or both at the determination of the basis weight of the film web and the the theoretical weight of the bale is taken into account would have to be, which therefore does not change the measurement result leads.

Schließlich kann die Foliendicke F_D bzw. das Folienflächengewicht G_Fll nicht nur im Sinne einer Meßgröße für die gesamte Folienbreite, sondern für verschiedene in Querrichtung der Folienbahn geglie­ derte Foliensektionen gemessen werden. Daraus läßt sich dann ein Mittelwert bilden. Möglich ist, die Meßergebnisse für die Foliendicke bzw. das Folienflächengewicht mit der jeweiligen Folien­ sektionsbreite ΔF_B zu multiplizieren und die o. g. Formeln dann über die gesamte Folienbreite F_B zu dividieren oder sektionsweise darzustellen. Im gezeigten Ausführungsbeispiel in Fig. 1 sind sechs separat vermessene Sektionen A bis F vorgesehen.Finally, the film thickness F _D or the film basis weight G _Fll can be _measured not only in the sense of a measured variable for the entire film width, but for various film sections which are divided in the transverse direction of the film web. An average can then be formed from this. It is possible to multiply the measurement results for the film thickness or film basis weight by the respective film section width ΔF _B and then to divide the above formulas over the entire film width F _B or to present them section by section. In the exemplary embodiment shown in FIG. 1, six separately measured sections A to F are provided.

Die so gemessenen und ermittelten Werte für die relative Wickel­ dichte werden dann nicht nur ausgelesen und angezeigt, sondern gleichzeitig auch als Regel- und Stellgrößen zum Antrieb der Wickelwalze 3 und einer damit gegebenenfalls zusam­ menwirkenden Kontaktwalze 5 verwendet, um nämlich einmal die Wickelzug-Kräfte K_W an der Wicklerwalze 3 wie auch den Anpreß­ druck P_K an der Kontaktwalze 5 entsprechend zu steuern, damit die stets gemessene relative spezifische Wickeldichte ρ einer vor­ wählbaren Sollkurve entspricht.The measured and determined values for the relative winding density are then not only read out and displayed, but also used as control and manipulated variables for driving the winding roller 3 and a contact roller 5 , which may co-operate therewith, namely the winding tension forces K _W on the winder roller 3 as well as the contact pressure P _K on the contact roller 5 to control accordingly, so that the measured relative specific winding density ρ corresponds to a pre-selectable target curve.

In den Zeichnungen sind die spezifischen Antriebsorgane für die Wickelvorrichtung wie die Stellglieder zur Erzeugung der Anpreß­ kräfte durch die Kontaktwalze der Einfachheit halber nicht darge­ stellt. Anstelle des in Fig. 1 nur schematisch dargestellten Wickelballen-Dickenmeßgerätes 13 in Form einer auf einem Schlit­ ten längs einer Führung mit zunehmendem Ballendurchmesser unter Anlage eines Tastfingers oder einer Rolle verfahrbaren Meßgerä­ tes können aber ebenso optische oder andere sensorische Meßge­ räte eingesetzt werden, um den zunehmenden Radius, den Durch­ messer oder andere repräsentative Werte für den anwachsenden Ballendurchmesser messen zu können. Eine weitere Methode zur Bestimmung des während des Wickelvorganges ständig größer werdenden Wickeldurchmessers besteht darin, zum einen die Folienbahn-Vorschubgeschwindigkeit v und zum anderen die Rota­ tionsgeschwindigkeit Ω zu messen. Denn mit zunehmend größer werdendem Wickeldurchmesser selbst bei beispielsweise unverän­ derter, d. h. konstant bleibender Folienbahn-Vorschubgeschwindig­ keit v, nimmt die Rotationsgeschwindigkeit der Wickelwalze 3 ab, so daß aus dem sich veränderenden Verhältnis auf die aktuelle Größe des Wickelballendurchmessers geschlossen werden kann. Die­ se Auswertmethode ist in Fig. 1 für eine Auswertelektronik 13′ strichliert dargestellt.In the drawings, the specific drive elements for the winding device such as the actuators for generating the contact forces by the contact roller for the sake of simplicity is not Darge. Instead of the winding bale thickness measuring device 13 shown only schematically in Fig. 1 in the form of a on a Schlit th along a guide with increasing bale diameter under the touch of a touch finger or a roller movable tester but also optical or other sensory Messge devices can be used to the increasing radius, the diameter or other representative values for the increasing bale diameter. Another method for determining the winding diameter that is constantly increasing during the winding process is to measure the film web feed speed v on the one hand and the rotation speed Ω on the other hand. Because with increasing winding diameter even with, for example, unchanged, ie constant film web feed speed v, the rotation speed of the winding roller 3 decreases, so that the current size of the winding bale diameter can be concluded from the changing ratio. This evaluation method is shown in dashed lines in Fig. 1 for evaluation electronics 13 '.

In Fig. 2 ist in schematischer Stirnseitenansicht ein Beispiel für ein Spaltwickeln gezeigt, bei welchem die dort gezeigte Umlenk­ walze 5′ nicht in unmittelbarem Kontakt mit der Wickelwalze 3 steht.In Fig. 2, an example of a slit winding is shown in a schematic front view, in which the deflection roller shown there 5 'is not in direct contact with the winding roller 3 .

Aber auch in einem derartigen Ausführungsbeispiel kann gestützt auf das oben erläuterte Meßverfahren ein entsprechendes Regel­ verfahren unter Erzeugung der gewünschten, von der Wickelwalze 3 aufzubringenden Wickelzugkräfte K_W durchgeführt werden.But even in such an embodiment, based on the measuring method explained above, a corresponding control method can be carried out to generate the desired winding tensile forces K _W to be applied by the winding roller 3 .

Das erläuterte Regelverfahren sowie die zugehö­ rige Vorrichtung sind für den Fall beschrieben worden, daß die einzelnen Verfahrensschritte entweder kontinuierlich oder in dis­ kreten zeitlichen Schritten durchgeführt wurden. Dabei wurde u. a. kontinuierlich oder in diskreten zeitlichen Schritten auch die Foliendicke gemessen, die sich ändern kann. Die in Anspruch 1 angegebene Formel zur Berechnung der relativen Wickeldichte in Abhängigkeit des Produktes von F_D × F_L wird in der Praxis dann so umgesetzt, daß bei einer in diskreten zeitlichen Schritten erfolgenden Messen sich das vorstehend genannten Pro­ dukt zusammensetzt aus der nachfolgend wiedergegebenen Summe von EinzelproduktenThe control method explained and the associated device have been described in the event that the individual method steps were carried out either continuously or in discrete temporal steps. The film thickness, which can change, was measured continuously or in discrete temporal steps. The formula given in claim 1 for calculating the relative winding density as a function of the product of F _D × F _L is then implemented in practice in such a way that in a measurement taking place in discrete temporal steps, the above-mentioned product is composed of the sum shown below of individual products

Σ (F_D)_i × (ΔF_L)_i Σ (F _D ) _i × (ΔF _L ) _i

D. h., daß in diskreten zeitlichen Abständen stets die spezifische Foliendicke gemessen und mit dem in der Zeiteinheit weiterbeweg­ ten Folien-Teillängenabschnitt ΔF_L multipliziert wird. Summiert wird über die gesamte Länge der aufgewickelten Folienbahn.In other words, the specific film thickness is always measured at discrete time intervals and multiplied by the film partial length section ΔF _L, which is moved further in the time unit. Totaling is carried out over the entire length of the wound film web.

Anstelle der vorstehend wiedergegebenen Summe kann insbesondere bei kontinuierlicher Messung zu einer integrativen Auswertung ge­ mäß der nachfolgenden FormelInstead of the sum shown above, in particular with continuous measurement for an integrative evaluation according to the following formula

übergegangen werden.be passed over.

Möglich ist aber natürlich auch eine Mittelung des Wertes F_D be­ züglich aller Meßwerte, um dann durch Multiplikation mit der Ge­ samtlänge F_L den entsprechenden Flächenwert zu erhalten.Of course, it is also possible to average the value F _{D with} respect to all measured values, in order then to obtain the corresponding area value by multiplying by the total length F _L.

Claims (14)

1. Regelverfahren zur Erzielung einer entsprechenden vorwählbaren Wickeldichte, insbesondere relativen Wickeldichte bzw. eines Wickeldichtenverlaufs einer auf einer Wickelwalze aufzuwickelnden Folienbahn mit den folgenden Verfahrensschritten:

• - fortlaufende kontinuierliche oder in diskreten zeitlichen Schritten erfolgende Messung der Foliendicke F_D der aufzuwickelnden Folienbahn,
• - fortlaufende kontinuierliche oder in diskreten zeitlichen Schritten erfolgende Messung der Gesamt­ länge F_L der aufgewickelten Folienbahn,
• - fortlaufende kontinuierliche oder in diskreten zeitlichen Schritten erfolgende Messung des jeweils aktuellen momentanen Ballendurchmessers D_W oder -ra­ dius bzw. des jeweils aktuellen Ballendurchmessers- oder Ballenradiuszuwachses,
• - Berechnung des jeweils aktuellen momentanen Ist-Wertes der Wickeldichte gemäß der Formel wobei F_D die Foliendicke, F_L die gesamte Folienlänge und B_Rfl die stirnseitige Ringfläche des auf der Wicklerwalze aufge­ wickelten Wickelballens darstellt,
• - und Ermittlung der Stellgrößen für die Steuerung der Kontaktwalzenandruckkräfte und/oder der Wickelzugkräfte unter Berücksichtigung eines Soll-Wertes bzw. einer Sollkurve und des bzw. der jeweils aktuellen momentanen Regelungs-Ist-Wertes bzw. -Werte für die Wickeldichte, um so kontinuierlich über die momentane Wickeldichte den gewünschten Wickeldichtenverlauf einregeln zu können.

1. Control method for achieving a corresponding preselectable winding density, in particular relative winding density or a winding density profile of a film web to be wound on a winding roller, with the following method steps:

• continuous measurement of the film thickness F _{D of} the film web to be wound, continuously or in discrete temporal steps,
• - continuous, continuous or discrete measurement of the total length F _{L of} the wound film web,
• - Continuous, continuous or in discrete time increments, measurement of the current instantaneous bale diameter D _W or radius or the respectively current bale diameter or bale radius increase,
• - Calculation of the current instantaneous actual value of the winding density according to the formula where F _{D is} the film thickness, F _{L is} the total film length and B _{Rfl is} the end face of the ring surface of the bale wound on the winder roll,
• - And determination of the manipulated variables for the control of the contact roller pressure forces and / or the winding tensile forces, taking into account a target value or a target curve and the current instantaneous control actual value or values for the winding density, so continuously over to be able to regulate the current winding density to the desired winding density curve.

2. Regelverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stellgrößen in Abhängigkeit von der Differenz der ermittelten Ist-Meßgröße(n) zu der bzw. den vorwählbaren Soll-Wertgröße(n) bzw. Sollkurve ermittelt werden.2. Control method according to claim 1, characterized in that the manipulated variables depending on the difference between the determined Actual measured variable (s) determined for the preselectable target value variable (s) or target curve become. 3. Regelverfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Regelverfahren bei einem Spaltwickelverfahren angewandt wird.3. Control method according to claim 1 or 2, characterized in that the control process in a slit winding process is applied. 4. Regelverfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Regelverfahren bei einem Kontaktwickelverfahren angewandt wird.4. Control method according to claim 1 or 2, characterized in that the control process in a contact winding process is applied. 5. Regelverfahren nach einem der Ansprüche 1, 2 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß auch die Stellgröße des Anpreßdrucks einer Kontaktwalze in Abhängigkeit des aktuellen Ist-Wertes der ermittelten Wickeldichte verändert wird.5. Control method according to one of claims 1, 2 or 4, characterized characterized in that the manipulated variable of the contact pressure Contact roller depending on the current actual value of the determined Winding density is changed. 6. Regelverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die stirnseitige Ringfläche in Abhängigkeit des gemessenen Durchmessers, des Radius bzw. des Durchmesserzuwachses im wesentlichen gemäß der Formel B_Rf = (D_W² - d_w²) × π/4ermittelt wird, wobei D_W der Durchmesser des aufgewickelten Bal­ lendurchmessers und d_w der vorgegebene oder meßbare Durchmes­ ser der unbewickelten Wicklerwalze oder des Ballendurchmessers aus dem letzten Berechnungszyklus ist.6. Control method according to one of claims 1 to 5, characterized in that the end face ring surface depending on the measured diameter, the radius or the diameter increase essentially according to the formula B _Rf = (D _W ² - d _w ²) × π / 4 is determined, where D _{W is} the diameter of the wound ball diameter and d _{w is} the predetermined or measurable diameter of the unwound winding roller or the bale diameter from the last calculation cycle. 7. Regelverfahren nach Anspruch 1 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß anstelle der Foliendicke F_D das Folienflächengewicht G_Ffl fortlaufend kontinuierlich oder in diskreten zeitlichen Schritten gemessen wird, wobei das Folienflächengewicht G_Ffl durch das spezifische Gewicht ρ_FM des Materials der Folienbahn dividiert wird.7. _{Control method} according to claim 1 or 6, characterized in that instead of the film thickness F _D the film _{basis weight} G _{Ffl is measured} continuously continuously or in discrete temporal steps, the film basis weight G _{Ffl being divided} by the specific weight ρ _{FM of} the material of the film web. 8. Regelverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die gesamte Folienbahnlänge durch Messung der Folienbahn-Vorschub- oder Anlagegeschwindigkeit und Messung der Gesamtzeit t gemäß der Formel F_L = v × toder ermittelt wird.8. Control method according to one of claims 1 to 7, characterized in that the total length of the film web by measuring the film web feed or system speed and measuring the total time t according to the formula F _L = v × toder is determined. 9. Regelverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Foliendicke F_D bzw. das Folienflächengewicht G_Ffl der aufzuwickelnden Folienbahn in mehreren in Querrichtung zur Folienbahn versetzt liegenden Foliensektionen gemessen wird.9. Control method according to one of claims 1 to 8, characterized in that the film thickness F _D or the film _{basis weight} G _{Ffl of} the film web to be wound is measured in a plurality of film sections offset in the transverse direction to the film web. 10. Regelverfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die für mehrere Foliensektionen gemessenen Werte für die Foliendicke F_D bzw. das Foliengewicht G_Ffl entsprechend der Anzahl der Fo­ liensektionen gemittelt wird.10. _{Control method} according to claim 9, characterized in that the values measured for a plurality of film _sections for the film thickness F _D or the film _weight G _{Ffl are averaged} according to the number of film _sections . 11. Regelverfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die für mehrere Foliensektionen gemessenen Werte für die Foliendicke F_D bzw. für das Foliengewicht F_fl jeweils mit der zugehörigen Breite ΔF_B der betreffenden Foliensektion multipliziert und durch die Gesamtbreite der Folie F_B dividiert wird oder daß die Wickel­ dichte sektionsweise angezeigt wird.11. Control method according to claim 9, characterized in that the values measured for a plurality of film sections for the film thickness F _D or for the film weight F _{fl are} each multiplied by the associated width ΔF _{B of} the film section in question and divided by the total width of the film F _B or that the winding is displayed in dense sections. 12. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens im Spalt- oder Kontaktbetrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 11, mit den folgenden Merkmalen:

• - drehzahlgesteuerte Wickelwalze mit bedarfsweise daran anstellbarer Umlenk- bzw. Kontaktwalze
• - einem Foliendicken- bzw. Folienflächengewicht-Meßgerät (9),
• - einem Folienbahn-Längenmeßgerät (11) gegebenenfalls in Form eines Vorschub- oder Anlagegeschwindigkeits-Meßgerätes und eines Zeitdauer-Meßgerätes,
• - einem den Durchmesser, den Radius bzw. den Zuwachs des Außenmaßes oder eine korrelierende Größe messenden Wickelballen-Durchmesser- Meßgerät (13) oder berechnenden Wickelballen-Durchmesser-Berechnungsgerät,
• - sowie eine Auswertelektronik (15) zur Bestimmung der insbesondere relativen Wickeldichte einer aufzuwickelnden Folienbahn und zur Erzeugung der Stellgrößen bezüglich der Kontaktwalzenandruckkräfte und/oder Wickelzugkräfte in Abhängigkeit des ermittelten Istwertes der Istwerte und des Sollwertes bzw. der Sollwert oder Sollwertkurve der Wickeldichte.
• - Rechner (15) mit Positionier- bzw. Stelleinrichtung für die Umsetzung der Stellgrößen für den Wickelwalzenantrieb und/oder die Umlenk- bzw. Kontaktwalzenanstellung.

12. Device for performing the method in gap or contact operation according to one of claims 1 to 11, with the following features:

• - Speed-controlled winding roller with a deflection or contact roller that can be adjusted as required
• - a film thickness or film basis weight measuring device ( 9 ),
• - a film web length measuring device ( 11 ), optionally in the form of a feed or system speed measuring device and a time measuring device,
• a wrap diameter measuring device ( 13 ) which measures the diameter, the radius or the increase in the external dimension or a correlating size or a calculating wrap diameter calculation device,
• - And evaluation electronics ( 15 ) for determining the particular relative winding density of a film web to be wound up and for generating the manipulated variables relating to the contact roller pressure forces and / or winding tensile forces as a function of the determined actual value of the actual values and the target value or the target value or target value curve of the winding density.
• - Computer ( 15 ) with positioning or adjusting device for the implementation of the manipulated variables for the winding roller drive and / or the deflection or contact roller adjustment.

13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Foliendicken- bzw. Folienflächengewicht-Meßgerät (9) eine Mehrfachmessung in verschiedenen quer zur Folienvorschubbahn liegenden Sektionen durchführt.13. The apparatus according to claim 12, characterized in that the film thickness or film basis weight measuring device ( 9 ) carries out a multiple measurement in different sections lying transversely to the film feed path. 14. Vorrichtung nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß zur Regelung der Wickeldichte mittels der Auswertelektronik (15) auch die Stellgrößen für die Anpreßkräfte einer Kontaktwalze (5) regelbar sind.14. The apparatus of claim 12 or 13, characterized in that the control variables for the contact pressure of a contact roller ( 5 ) can be controlled to control the winding density by means of the electronic evaluation unit ( 15 ).