EP0249114A1 - Unwinding device and method for highly elastic materials - Google Patents

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EP0249114A1
EP0249114A1 EP19870107856 EP87107856A EP0249114A1 EP 0249114 A1 EP0249114 A1 EP 0249114A1 EP 19870107856 EP19870107856 EP 19870107856 EP 87107856 A EP87107856 A EP 87107856A EP 0249114 A1 EP0249114 A1 EP 0249114A1
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highly elastic
elastic materials
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Ewald Ing.-grad. Mühlenbrock
Rolf Di. Brokopp
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    • B65H23/04—Registering, tensioning, smoothing or guiding webs longitudinally
    • B65H23/042—Sensing the length of a web loop

Definitions

  • the elastic material (la) is guided over the guide roller (6) and over the guide roller (8b) of a preferably inductive displacement sensor before it is conveyed via the deflection roller (7) from the feed rollers (10a, 10b) to the processing machine.
  • This preferably used inductive displacement sensor consists of a cylinder (8c) and a plunger (8a), which carries at its upper end a small plastic roller (8b) as a guide roller, over which the elastic band or the thread is guided.
  • the position control (9) takes place with the help of known control loops.

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  • Controlling Rewinding, Feeding, Winding, Or Abnormalities Of Webs (AREA)

Abstract

An unwinding device for highly elastic materials is composed of a drive unit (2, 3, 4) which is connected to a drive control (5), and a position control unit having two deflection rollers (6, 7), a displacement sensor (8) arranged in between, and a position control (9) which is connected to the displacement sensor and is coupled to the drive control (5). <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft eine Abrollvorrichtung für hochelastische Bänder oder Fäden, die aus einer Antriebseinheit zum geregelten Abrollen des hochelastischen Materials und einer Lagerregelungseinheit, umfassend einen Weggeber für die Bänder oder Fäden, mit dessen Hilfe über die Lageregelung und der damit gekoppelten Antriebsregelung die Abrollgeschwindigkeit der Bänder oder Fäden geregelt wird und ein Verfahren zum Abrollen für hochelastische Materialien.The invention relates to a unwinding device for highly elastic tapes or threads, comprising a drive unit for the controlled unwinding of the highly elastic material and a position control unit, comprising a displacement sensor for the tapes or threads, with the aid of which the unwinding speed of the tapes or the drive control coupled with it Thread is regulated and a process for unrolling for highly elastic materials.

Es besteht ein Bedarf für Vorrichtungen zum Abrollen von hochelastischen Materialien, insbesondere hochelastischen Bändern oder Fäden mit einer möglichst zugfreien geregelten Geschwindigkeit, vorzugsweise gleich der Verarbeitungsgeschwindigkeit der hochelastischen Materialien, um deren Überdehnen zu vermeiden. Weiterhin sollte die Vorrichtung keine mechanische oder elektrische Verbindung mit der Verarbeitungsmaschine des elastischen Materials aufweisen, um unabhängig von mechanischen und elektrischen Anpaßarbeiten eine sofort funktionsfähige Abrollvorrichtung zur Verfügung zu haben.There is a need for devices for unrolling highly elastic materials, in particular highly elastic tapes or threads, with a controlled speed that is as tension-free as possible, preferably equal to the processing speed of the highly elastic materials, in order to avoid their overstretching. Furthermore, the device should not have any mechanical or electrical connection to the processing machine of the have elastic material to have an immediately functional unwinding device available regardless of mechanical and electrical adjustment work.

Erfindungsgemäß ist eine Abrollvorrichtungfür hochelastische Materialien, vorzugsweise Bänder oder Fäden aus elastomeren Kunststoffen dadurch gekennzeichnet, daß sie aufgebaut ist aus

  • 1. einer Antriebseinheit, bestehend aus der Rolle (1) mit aufgewickeltem elastischen Material (la), die mit ihrem Eigengewicht minus einem einstellbaren Gegengewicht auf der Antriebsrolle (2), vorzugsweise Al-Rolle, liegt, die über ein Getriebe (4) und einem drehzahlveränderbaren Motor (3) mit einer die - durch den Sollwert vorgegebene - Antriebsgeschwindigkeit regelnde Antriebsregelung (5) verbunden ist, und
  • 2. einer Lageregelungseinheit, bestehend aus zwei Umlenkrollen (6 und 7), einem dazwischen angeordneten Weggeber (8) und einem dazwischen angeordneten Führungsröllchen (8b) zur Führung des elastischen Materials, wobei das Rollchen (8b) in einer vorgegebenen Stellung einer möglichen Wegstrecke angeordnet ist, und einer mit dem Weggeber verbundenen Lageregelung (9), die mit der Antriebsregelung gekoppelt ist.
According to the invention, a rolling device for highly elastic materials, preferably tapes or threads made of elastomeric plastics, is characterized in that it is constructed from
  • 1. a drive unit, consisting of the roller (1) with wound elastic material (la), which lies with its own weight minus an adjustable counterweight on the drive roller (2), preferably Al roller, which via a gear (4) and a variable-speed motor (3) is connected to a drive control (5) regulating the drive speed, which is predetermined by the setpoint, and
  • 2. a position control unit, consisting of two deflecting rollers (6 and 7), an interposed displacement sensor (8) and an intermediate guide roller (8b) for guiding the elastic material, the roller (8b) being arranged in a predetermined position of a possible distance and a position controller (9) connected to the position sensor and coupled to the drive controller.

Gegenstand der Erfindung ist weiterhin ein Verfahren zum Abrollen für hochelastische Materialien, vorzugsweise Bänder oder Fäden aus elastomeren Kunststoffe, dadurch gekennzeichnet, daß eine erfindungsgemäße Abrollrichtung verwendet wird.

  • In Figur 1 ist die erfindungsgemäße Abrollvorrichtung schematisch dargestellt.
  • In Figur 2 ist die Antriebseinheit, in Figur 3 die Lageregelungseinheit mit induktivem Weggeber und in Fig. 4 die Lageregelungseinheit mit optischem Weggeber dargestellt.
The invention further relates to a method for unrolling highly elastic materials, preferably tapes or threads made of elastomeric plastics, characterized in that an unrolling direction according to the invention is used.
  • The roll-off device according to the invention is shown schematically in FIG.
  • The drive unit is shown in FIG. 2, the position control unit with an inductive displacement sensor in FIG. 3 and the position control unit with an optical displacement sensor in FIG.

In Figur 1 wird im einzelnen dargelegt, wie die Antriebsrolle mit Hilfe einer Antriebsregelung (5), die mit entsprechend bekannten Regelkreisen ausgerüstet ist, (wie z.B. einen Gleichstromantrieb oder einen drehzahlveränderbaren Drehstromantrieb mit 2 Dreh- wie auch Momentenrichtungen) umfassend einen drehzahlveränderbaren Motor (3) und ein angebautes Getriebe (4), an das die Antriebsrolle (2) angekoppelt ist, die die Rolle (1), mit dem abzurollenden hochelastischen Material antreibt. Diese Materialrolle ist auf einer klappbaren, einseitig gelagerten Achse (1b) aufgeklemmt und liegt mit ihrem Eigengewicht minus einem einstellbaren Gegengewicht auf der Antriebsrolle (2). Diese Antriebsrolle wird mit Hilfe der Antriebsregelung auf eine durch den Sollwert vorgegebene Geschwindigkeit, die der Verarbeitungsgeschwindigkeit entspricht, gehalten. Damit das Abrollen des elastischen Materials möglichst ohne Überdehnung, d.h. möglichst zugfrei, erfolgt, und damit die Abrollgeschwindigkeit gleich der Verarbeitungsgeschwindigkeit gehalten werden kann, wird das elastische Material (la) über die Umlenkrolle (6) und über das Führungsröllchen (8b) eines vorzugsweise induktiven Weggebers geführt, bevor es über die Umlenkrolle (7) von den Einzugsrollen (10a, lOb) zu der Verarbeitungsmaschine weiterbefördert wird. Dieser vorzugsweise verwendete induktive Weggeber besteht aus einem Zylinder (8c) und einem Tauchanker (8a), der an seinem oberen Ende ein kleines Kunststoffröllchen (8b) als Führungsröllchen trägt, über das das elastische Bändchen oder der Faden geführt wird. Mit Hilfe der Lageregelung (9) wird nun das Röllchen, und
damit das elastische Material, vorzugsweise in der Mitte einer möglichen Wegstrecke (der sogenannten Nullage) gehalten. Diese Nulllage wird mit dem Potentiometer (9a) festgelegt. Zu Beginn wird das Bändchen manuell von der Rolle (1) über die Umlenkrolle (6) und der Weggeberrolle (8b) über die zweite Umlenkrolle (7) in die Verarbeitungsmaschine geführt wird. Dabei bringt das zwar geringe, aber ausreichende Gesamtgewicht des gegebenenfalls vorhandenen Tauchankers-und des Röllchens (8b) den zum Abrollen des elastischen Materials notwendigen Zug, d.h. genügend Zug zum fortwährenden Ablösen von der Rolle auf. Dieser Wert des Weggebers in der Nullage wird über der Lageregelung als Sollwert an die damit gekoppelte Antriebsregelung weitergegeben. Um nun eine konstante Verarbeitungsgeschwindigkeit weitgehend zugfrei ; zu ereichen und jede Überdehnung des elastischen Materials durch eine plötzliche Erhöhung der Verarbeitsgeschwindigkeit zu vermeiden, wird jede Änderung der Lage des Weggebers aus der Nullage als Änderung des Sollwertes von der Lageregelung sofort auf die gekoppelte Antriebsregelung weitergegeben, die - entsprechend der Änderung - die Antriebsgeschwindigkeit der Antriebsrolle und damit die Abrollgesehwindigkeit des elastischen Materials entsprechend der Verarbeitungsgeschwindigkeit regelt, so daß der Weggeber wieder in die Nulllage zurückkehrt. Das geringe Gewicht des Weggebers hat außerdem den Vorteil, daß jede plötzliche Änderung der Verarbeitungsgeschwindigkeit zu keiner Uberdehnung des zu verarbeitenden Materials führt, da der Weggeber wegen seines geringen Gewichtes leicht aus der Nullage heraus beschleunigt werden kann, bevor eine irreversible Dehnung des Materials eintritt.In Figure 1 it is shown in detail how the drive roller with the aid of a drive control (5) which is equipped with correspondingly known control loops (such as a direct current drive or a variable-speed three-phase drive with two directions of rotation as well as torque) comprising a variable-speed motor (3 ) and an attached gear (4) to which the drive roller (2) is coupled, which drives the roller (1) with the highly elastic material to be unrolled. This roll of material is clamped on a foldable, one-sided axle (1b) and lies with its own weight minus an adjustable counterweight on the drive roll (2). With the aid of the drive control, this drive roller is kept at a speed predetermined by the setpoint value, which corresponds to the processing speed. So that the rolling of the elastic material if possible without overstretching, i.e. as free of tension as possible, and so that the unwinding speed can be kept equal to the processing speed, the elastic material (la) is guided over the guide roller (6) and over the guide roller (8b) of a preferably inductive displacement sensor before it is conveyed via the deflection roller (7) from the feed rollers (10a, 10b) to the processing machine. This preferably used inductive displacement sensor consists of a cylinder (8c) and a plunger (8a), which carries at its upper end a small plastic roller (8b) as a guide roller, over which the elastic band or the thread is guided. With the help of the position control (9) the roller, and
thus the elastic material, preferably held in the middle of a possible distance (the so-called zero position). This zero position is set with the potentiometer (9a). At the beginning, the ribbon is guided manually from the roll (1) via the deflection roller (6) and the displacement roller (8b) via the second deflection roller (7) into the processing machine. The small but sufficient total weight of the plunger anchor and the roller (8b), if present, brings about the tension required to unroll the elastic material, ie sufficient tension to keep detaching from the roll. This value of the position encoder in the zero position is passed on via the position control as a setpoint to the drive control coupled with it. In order to have a constant processing speed largely draft-free; To reach and to avoid any overstretching of the elastic material by a sudden increase in the processing speed, every change in the position of the encoder from the zero position as a change in the setpoint from the position control is immediately passed on to the coupled drive control, which - according to the change - the drive speed of the Drive roller and thus the Abrollgeseh speed of the elastic material controls according to the processing speed, so that the displacement sensor returns to the zero position. The low weight of the displacement sensor also has the advantage that any sudden change in the processing speed does not lead to an overstretching of the material to be processed, since the displacement sensor can be easily accelerated out of the zero position because of its low weight before the material irreversibly expands.

In Figur 2 ist detailliert die Antriebseinheit, bestehend aus der Rolle (1) mit dem abzurollenden elastischen Material (la) die auf einer klappbaren, einseitig gelagerten Achse (1b) aufgeklemmt ist, und der Antriebsrolle (2), die mit einem angebauten Getriebe (4) und einen damit verbundenen drehzahlveränderbaren Motor (3) und einem Tacho (3a) verbunden ist, dargestellt. Die Antriebsvorrichtung ruht auf der Grundplatte (14). Bei ungünstigen Stabilitätsverhältnissen, gegebenenfalls bedingt durch eine stark schwankende Verarbeitungsgeschwindigkeit, kann ein Grundsollwert für die Abrollregelung mit Hilfe des Anlegetachos (11) von der Verarbeitungsmaschine mit Hilfe der Anlegewalze (13), der Getriebekupplung (12) über dem Anlegetacho (11) - angelegt an eine Einziehrolle der Verarbeitungsmaschine - vorgegeben werden. Die Feinregelung erfolgt dann über die Lageregelung.FIG. 2 shows in detail the drive unit, consisting of the roller (1) with the elastic material (la) to be unrolled, which is clamped on a foldable axle (1b) mounted on one side, and the drive roller (2), which is attached to an attached gear ( 4) and an associated variable-speed motor (3) and a speedometer (3a) is shown. The drive device rests on the base plate (14). In the case of unfavorable stability conditions, possibly due to a strongly fluctuating processing speed, a basic setpoint for the unwind control can be obtained from the processing machine with the aid of the tachometer (11) the lay-on roller (13), the gear coupling (12) above the lay-up tachometer (11) - placed on a feed roller of the processing machine - can be specified. The fine control then takes place via the position control.

Figur 3 stellt den Weggeber (8) als induktiven Weggeber und die Umlenkrollen (6) und (7) dar. Der induktive Weggeben setzt sich aus dem Tauchanker (8a), an dessen Ende sich das Kunstsloffröllchen (8b) als Führungsröllchen mit dem darübergeführten elastischen Material (la) befindet, und dem Zylinder (8c) zusammen. Die ganze Anordnung ist mit Hilfe von Klemmbalken (15) auf einen Ständer (16) auf einer Grundplatte (14) befestigt.Figure 3 shows the displacement sensor (8) as an inductive displacement sensor and the deflection rollers (6) and (7). The inductive displacement is made up of the plunger anchor (8a), at the end of which the plastic roller (8b) acts as a guide roller with the elastic roller guided over it Material (la) is located, and the cylinder (8c) together. The whole arrangement is fastened to a stand (16) on a base plate (14) with the aid of clamping bars (15).

Die Lageregelung (9) erfolgt mit Hilfe bekannter Regelkreise.The position control (9) takes place with the help of known control loops.

Es ist auch möglich, die Lage des Führungsröllchens im Weggeber mit Hilfe einer optischen Einrichtung zu kontrollieren.It is also possible to control the position of the guide roller in the displacement sensor with the aid of an optical device.

Figur 4 stellt den Weggeber (8) und die Umlenkrollen (6) und (7) als optischen Weggeber dar. Es besteht der optische Geber aus einem Lichtsender (8e) und einem Lichtempfänger (8f). Zwischen dem Sender (8e) und Empfänger (8f) befindet sich ein Licht-Strahlenfeld (8g) sowie das Führungsröllchen (8b) mit dem darübergeführten elastischen Material (la). Sender (8e) und Empfänger (8f) sind mit Befestigungswinkeln (17) auf einer Grundplatte (14) montiert. Die Umlenkrollen (6) und (7) sind auf einer Halteplatte (18), die wiederum an einen Ständer (16) geklemmt ist, befestigt. Auch bei dieser Art des Weggebers wird die Lage des Führungsröllchens (8b) mit Hilfe der Lageregelung in der Mitte einer möglichen Wegstrecke der sogenannten Nullage gehalten.Figure 4 shows the displacement sensor (8) and the deflection rollers (6) and (7) as an optical displacement sensor. The optical transmitter consists of a light transmitter (8e) and a light receiver (8f). Between the transmitter (8e) and the receiver (8f) there is a light beam field (8g) and the guide roller (8b) with the elastic material (la) guided over it. The transmitter (8e) and receiver (8f) are mounted on a base plate (14) with mounting brackets (17). The pulleys (6) and (7) are on one Holding plate (18), which in turn is clamped to a stand (16). With this type of encoder, too, the position of the guide roller (8b) is kept in the middle of a possible distance of the so-called zero position with the help of the position control.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Abrollen von hochelastischen Fäden oder Bändern hat nicht nur den Vorteil, daß das Material mit einem geringen definierten Zug ohne Gefahr von Uberdehnungen abgerollt werden kann, sondern daß sie auch ohne irgendeine mechanische oder elektrische Verbindung zu nachfolgenden Verarbeitungsmaschinen betrieben werden kann. Die Vorrichtung ist eine kompakte Einheit, die leicht transportierbar und über einen elektrischen Stock-Anschluß jederzeit betriebsbereit ist.The device according to the invention for unrolling highly elastic threads or tapes not only has the advantage that the material can be unrolled with a low defined tension without the risk of overstretching, but that it can also be operated without any mechanical or electrical connection to subsequent processing machines. The device is a compact unit that is easy to transport and can be operated at any time via an electrical stick connection.

Claims (4)

1. Abrollvorrichtung für hochelastische Materialien, vorzugsweise Bänder oder Fäden aus elastomeren Kunststoffen, dadurch gekennzeichnet, daß sie aufgebaut ist aus 1. einer Antriebseinheit, bestehend aus der Rolle (1) mit aufgewickeltem elastischen Material (la), die mit ihrem Eigengewicht minus einem einstellbaren Gegengewicht auf der Antriebsrolle (2), liegt, die über ein Getriebe (4) und einem drehzahlveränderbaren Motor (3) mit einer die -durch den Sollwert vorgegebene - Antriebsgeschwindigkeit regelnde Antriebsregelung (5) verbunden ist, und 2. einer Lageregelungseinheit, bestehend aus zwei Umlenkrollen (6 und 7), einem dazwischen angeordneten Weggeber (8) und einem dazwischen angeordneten Führungsröllchen (8b) für das elastische Material (la), wobei das Röllchen (8b) in einer vorgegebenen Stellung einer möglichen Wegstrecke angeordnet ist, und einer mit dem Weggeber verbundenen Lageregelung (9), die mit der Antriebsregelung gekoppelt ist. 1. Unwinding device for highly elastic materials, preferably tapes or threads made of elastomeric plastics, characterized in that it is constructed from 1. a drive unit, consisting of the roller (1) with wound elastic material (la), which lies with its own weight minus an adjustable counterweight on the drive roller (2), which has a gear (4) and a variable-speed motor (3 ) is connected to a drive control (5) which regulates the drive speed and which is predetermined by the setpoint, and 2. a position control unit, consisting of two deflecting rollers (6 and 7), an intermediate displacement sensor (8) and an intermediate guide roller (8b) for the elastic material (la), the roller (8b) in a predetermined position of a possible Distance is arranged, and a position control (9) connected to the travel sensor, which is coupled to the drive control. 2. Abrollvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Weggeber ein induktiver oder optischer Weggeber verwendet wird.2. Unwind device according to claim 1, characterized in that an inductive or optical displacement sensor is used as displacement sensor. 3. Verfahren zum Abrollen für hochelastische Materialien, dadurch gekennzeichnet, daß eine Abrollvorrichtung gemäß wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche verwendet wird.3. A method of rolling for highly elastic materials, characterized in that a rolling device according to at least one of the preceding claims is used. 4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß als hochelastische Materialien Bänder oder Fäden aus elastomeren Kunststoffen verwendet werden.4. The method according to claim 3, characterized in that tapes or threads made of elastomeric plastics are used as highly elastic materials.
EP19870107856 1986-06-12 1987-05-30 Unwinding device and method for highly elastic materials Ceased EP0249114A1 (en)

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