EP0957053B1 - Verfahren zum Überwachen der Wickelhärte einer Wickelrolle - Google Patents

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EP0957053B1
EP0957053B1 EP99109028A EP99109028A EP0957053B1 EP 0957053 B1 EP0957053 B1 EP 0957053B1 EP 99109028 A EP99109028 A EP 99109028A EP 99109028 A EP99109028 A EP 99109028A EP 0957053 B1 EP0957053 B1 EP 0957053B1
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EP
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material web
winding
determined
web
tension
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EP99109028A
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Hans-Rolf Dipl.-Ing. Conrad
Dirk Dipl.-Ing. Cramer
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Voith Patent GmbH
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Voith Paper Patent GmbH
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Publication date
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65H—HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL, e.g. SHEETS, WEBS, CABLES
    • B65H18/00—Winding webs
    • B65H18/08—Web-winding mechanisms
    • B65H18/26—Mechanisms for controlling contact pressure on winding-web package, e.g. for regulating the quantity of air between web layers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65H—HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL, e.g. SHEETS, WEBS, CABLES
    • B65H23/00—Registering, tensioning, smoothing or guiding webs
    • B65H23/04—Registering, tensioning, smoothing or guiding webs longitudinally
    • B65H23/044—Sensing web tension
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65H—HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL, e.g. SHEETS, WEBS, CABLES
    • B65H2515/00—Physical entities not provided for in groups B65H2511/00 or B65H2513/00
    • B65H2515/12—Density

Definitions

  • the invention relates to a method for monitoring the Winding hardness of a winding roll when winding a material web.
  • the invention is based on a paper web described as an example of a material web. she is however also applicable to other material webs.
  • a paper web has to be to salable rolls, so-called winding rolls, be wound up.
  • This serves as the winding core usually a cardboard sleeve.
  • Factors that affect the winding hardness e.g. the pressure with which the paper web is pressed onto the winding roll, when the paper web hits the winding roll, and the wrapped tension in the paper web.
  • This Tension can be changed, for example, by that the winding roll with a larger or smaller Torque is driven.
  • a carrier roller winder where the winding roll in a changing bed lies, which is formed from two (or more) support rollers is, you can also get a wrapped tension change that one of the two support rollers one different speed or torque than the other has.
  • a method for monitoring the winding hardness is from EP 224 898 A1 known.
  • the measuring rollers roll without slipping on the material web.
  • the measuring rollers are with pulse generators connected with a high resolution one Deliver a predetermined number of pulses per revolution. From the difference in the pulse numbers of the two measuring rollers one can change the length of the material web conclude.
  • DE 22 56 882 A1 shows a paper web stretch control and a device for carrying out this regulation, in which the web stretch is determined in that two places the web speeds and the tensions be determined in the train. From the in a time interval paper mass fed at both points can be drawn up a differential equation in which in the case of keeping the elongation constant, the distance length between the two measuring points. Summarized with Hooke's law for stretching as a quotient of tension / modulus of elasticity the stretch is derived approximately.
  • GB 2 117 935 A deals with the control of the winding hardness when winding a material web into a winding roll.
  • the winding roll is in a changing bed, that consists of two individually driven carrier rollers becomes.
  • Each carrier roller is connected to a pulse generator. From the output signals of the pulse generators you can calculate a speed difference. additionally will the tension of the web before entering measured in the changing bed.
  • a rider roll is provided which rests on the winding roller and drives can be.
  • US 4,835,720 A1 shows the possibility of markings to determine the surface of a material web optically.
  • the invention has for its object the winding hardness when winding a material web into a winding roll to monitor.
  • This task is accomplished by a method with the characteristics of claim 1 solved.
  • Measurements or determinations of length the one before applying traction and the other after Applying the tensile force or after increasing the tensile force lies. This reduces the measurement effort. If now such measurements or determinations for many sections one after the other, then you win with the desired continuity the information about the tension.
  • a nip or nip results in one Decoupling the tension in the material web before and behind the nip. This allows the two states reliably separate the material web from each other. The information about the stretch is then clear.
  • nip between the winding roll and one Carrier roller you have no additional Use components to create the nip. This is available anyway and can be used for implementation measurement.
  • the elongation is preferably determined optically. At the Wrapping it is virtually impossible to interfere in to make the paper web. An optical measurement can but done without contact. It is also in able to make even relatively small changes, i.e. relative to determine small strains. With the ruling Tension will only result in small strains.
  • the material web with markings is provided, their distance or length determined becomes. This makes optical measurement easier. With The markings can be made using suitable sensors detect. Before applying the tension (or when If there is a first tension) markings applied. Then when the tension is applied or is increased, then the markings expand with the Material web or its distance increases. If you do that Distance of the markings or their length determines wins the information about the change in length or the stretch of the material web when the tensile stress changes. You only have to make sure that the Material web actually with the determined tensile stress is wound up.
  • the material web then has again an unmarked surface, what from the end user is ultimately desired. After determining the Stretching is also not necessary for the markings remain on the surface of the material web.
  • the time is preferably less than 15 minutes. This Time is sufficient to complete the measurements with the required To be able to perform accuracy. But it is on the other hand small enough so that there is no need to fear that marked web rolls are delivered.
  • a time measurement can be done with the time standards available today, for example quartz resonant circuits with relatively high frequency, with high Perform accuracy.
  • the information about the length or the distance between the markings can be obtained via the Speed measurement of the material web. If you now combined both sizes, then you get simple Way the desired information about length or distance.
  • the tensile stress is advantageously dependent regulated by the determined elongation.
  • the elongation determined as the actual value is compared with the target value. In the event of deviations the tension must be changed in the right direction to match the actual and target values again bring to.
  • a material web 1 passes through a guide arrangement 2 a nip 3 or nip before going to a take-up station 4 is performed.
  • the winding station 4 is formed by two support rollers 5, 6, which between form a winding bed 7 in which a winding roll 8 lies on which the material web 1 is wound becomes. As a rule, the winding station 4 is behind a cutting device, not shown.
  • the winding roll 8 is driven by a motor 9, i.e. the motor 9 generates a torque on the winding roll 8th.
  • the material web 1 wraps around a support roller 5 about 180 ° and then runs through a nip 10 between the winding roller 8 and the support roller 5.
  • This nip 10 decouples the tension in the area between the Guide assembly 2 with its nip 3 and the support roller 5 on the one hand from the tensile stress that is on the surface the winding roll 8 is generated by the motor 9.
  • the tensile stress in the former area has the Value F1.
  • the tension F1 is known, for example it can be zero if the guide arrangement 2 and the support roller 5 with the same peripheral speed are driven.
  • the tension F2 depends substantially from the moment generated by the engine 9 becomes.
  • This paint application device 11 To determine the tension, there is a paint application device behind the nip 3, but in front of the support roller 5 arranged.
  • This paint application device 11 generates Color dots 12 with a predetermined distance d1. Since the Speed of the material web 1 is known (see can, for example, by a speed sensor 13 can be determined, which in the present case relates to a Speed and diameter determination of the winding roll 8 is based), results from the time interval, with which the paint application device the color dots 12 orders, a first value that a control device 14 is supplied. Of course you can Design the arrangement so that the control device 14 the ink application device 11 in predetermined time Intervals controlled so that the paint application device 11 color dots with the distance d1 on the Applies material web 1.
  • the paint application device 11 forms a first measuring point, at which the length of a section of the web of material 1 can be determined. Under “determination” is understood that the information about the length of this Section after passing through the measuring point stands. The information is also available if the length is only specified in this measuring point becomes.
  • the tension F2 is greater than the tension F1
  • the material web 1 expands. This is in Fig. 2 shown exaggerated. Accordingly the distance d2 between two points 12 is greater.
  • the distance between the points 12 is determined using a color measuring device 15 determined, which optically recognizes the points 12.
  • the color measuring device 15 also determines the Time between running through two consecutive Color dots pass. This time will go to the Control device 14 reported back.
  • the constant c is dependent on the values of the material web 1. These values can be determined beforehand in a laboratory test become.
  • the through the color measuring device 15 After passing through the second measuring point, the through the color measuring device 15 is formed, are the points 12 (or other markings) no longer necessary. It is therefore used to generate points 12 (or other markings) a color that after a certain Time becomes invisible. Such a color is for example at the company Walter Toufar Deutschen, Herzgasse 39-41, A-1100 Vienna, Austria. Due to a pH shift that occurs after impact the color on a paper web, the Color liquid to a purely aqueous solution, the evaporates. After a while, for example after five minutes, there are no impurities or to see paint residues on the web.
  • the tension has a direct influence on the hardness of the winding the winding roll 8.
  • the control device 14 takes the tension curve as the target value and that determined by the color measuring device 15 Strain curve as the actual value and regulates the Motor 9 (or generally: the drive), so that the measured History in accordance with the given history comes. That way it's relative little effort possible, the winding hardness curve in one desired way to influence.

Landscapes

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

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Überwachen der Wickelhärte einer Wickelrolle beim Wickeln einer Materialbahn.
Die Erfindung wird im folgenden anhand einer Papierbahn als Beispiel für eine Materialbahn beschrieben. Sie ist jedoch auch bei anderen Materialbahnen anwendbar.
In einem der letzten Produktionsschritte muß eine Papierbahn zu verkaufsfähigen Rollen, sogenannten Wickelrollen, aufgewickelt werden. Als Wickelkern dient hierbei in der Regel eine Hülse aus Pappe. Hierbei möchte man einen Wickelhärteverlauf erzielen, bei dem die Wikkelhärte von innen nach außen abfällt. Faktoren, die die Wickelhärte beeinflussen, sind z.B. der Druck, mit dem die Papierbahn auf die Wickelrolle gedrückt wird, wenn die Papierbahn auf die Wickelrolle auftrifft, und die eingewickelte Zugspannung in der Papierbahn. Diese Zugspannung kann beispielsweise dadurch verändert werden, daß die Wickelrolle mit einem größeren oder kleineren Drehmoment angetrieben wird. Bei einem Tragwalzenwickler, bei dem die Wickelrolle in einem Wickelbett liegt, das aus zwei (oder mehr) Tragwalzen gebildet ist, kann man eine eingewickelte Zugspannung auch dadurch verändern, daß eine der beiden Tragwalzen eine andere Geschwindigkeit bzw. ein anderes Drehmoment als die andere aufweist.
Man hat zwar Erfahrungswerte gewonnen, die man verwenden kann, um die Wickelhärte in der gewünschten Richtung zu beeinflussen. Die Überwachung der Wickelhärte, d.h. die tatsächliche Ermittlung der Wickelhärte beim Wickeln, ist jedoch ausgesprochen schwierig.
Ein Verfahren zum Überwachen der Wickelhärte ist aus EP 224 898 A1 bekannt. Hier werden an zwei Positionen, die einen Abstand zueinander aufweisen, Meßwalzen gegen die Materialbahn gehalten. Die Meßwalzen rollen schlupffrei auf der Materialbahn ab. Die Meßwalzen sind mit Impulsgebern verbunden, die mit einer hohen Auflösung eine vorbestimmte Anzahl von Impulsen pro Umdrehung abgeben. Aus der Differenz der Impulszahlen der beiden Meßwalzen kann man auf eine Längenänderung der Materialbahn schließen.
DE 22 56 882 A1 zeigt eine Papierbahndehnungsregelung und eine Vorrichtung zur Durchführung dieser Regelung, bei der die Bahndehnung dadurch ermittelt wird, daß an zwei Stellen die Bahngeschwindigkeiten und die Spannungen in der Bahn ermittelt werden. Aus der in einem Zeitintervall an beiden Stellen zugeführten Papiermasse läßt sich eine Differentialgleichung aufstellen, in der für den Fall der Konstanthaltung der Dehnung die Abstandslänge zwischen den beiden Meßstellen entfällt. Zusammengefaßt mit dem Hooke'schen Gesetz für die Dehnung als Quotient aus Spannung/Elastizitätsmodul läßt sich die Dehnung in Annäherung ableiten.
GB 2 117 935 A befaßt sich mit dem Steuern der Wickelhärte beim Aufwickeln einer Materialbahn zu einer Wikkelrolle. Die Wickelrolle liegt in einem Wickelbett, das aus zwei einzeln angetriebenen Tragwalzen gebildet wird. Jede Tragwalze ist mit einem Impulsgenerator verbunden. Aus den Ausgangssignalen der Impulsgeneratoren kann man eine Geschwindigkeitsdifferenz errechnen. Zusätzlich wird die Spannung der Bahn vor dem Einlaufen in das Wickelbett gemessen. Eine Reiterwalze ist vorgesehen, die an der Wickelrolle anliegt und antrieben sein kann.
US 4 835 720 A1 zeigt die Möglichkeit, Markierungen auf der Oberfläche einer Materialbahn optisch zu ermitteln.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Wickelhärte beim Wickeln einer Materialbahn zu einer Wickelrolle zu überwachen.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
Die meisten Materialbahnen sind bis zu einem gewissen Grade dehnbar, bevor sie reißen. Die Dehnung ist abhängig von der Zugspannung, die an dem zu dehnenden Abschnitt der Papierbahn (oder einer anderen Materialbahn) angreift. Die Dehnung ist relativ klein. Wenn man aber die Eigenschaften der Papierbahn zuvor ermittelt hat, dann erlaubt die Dehnung einen zuverlässigen Rückschluß auf die Zugspannung, der die Papierbahn ausgesetzt ist. Die Dehnung ist hierbei die Längenänderung eines Abschnitts der Papierbahn, die sich beim Aufbringen der entsprechenden Zugkraft beobachten läßt. Wenn man nun die Dehnung fortlaufend oder in diskreten Schritten überwacht, dann erhält man eine kontinuierliche oder quasi kontinuierliche Information über die Zugspannung, der die Papierbahn beim Wickeln ausgesetzt ist. Aus dieser Zugspannung lassen sich dann sehr zuverlässig Rückschlüsse auf die Wickelhärte der Materialbahnrolle ziehen. "Meßstelle" bedeutet in diesem Zusammenhang ein Ort, hinter dem die Information über die Länge eines Abschnitts der Materialbahn zur Verfügung steht. Man überwacht die Dehnung eines Abschnitts nicht kontinuierlich, sondern beschränkt sich auf zwei Messungen oder Ermittlungen der Länge, wobei die eine vor dem Aufbringen der Zugkraft und die andere nach dem Aufbringen der Zugkraft bzw. nach dem Erhöhen der Zugkraft liegt. Dies vermindert den Meßaufwand. Wenn man nun derartige Messungen oder Ermittlungen für viele Abschnitte hintereinander durchführt, dann gewinnt man mit der gewünschten Kontinuität die Information über die Zugspannung. Ein Nip oder Walzenspalt führt zu einer Entkopplung der Zugspannung in der Materialbahn vor und hinter dem Nip. Damit lassen sich die beiden Zustände der Materialbahn zuverlässig voneinander trennen. Die Information über die Dehnung ist dann eindeutig. Wenn der Nip zwischen der Wickelrolle und einer Tragwalze ausgebildet ist, muß man keine zusätzlichen Bauelemente verwenden, um den Nip zu erzeugen. Dieser steht ohnehin zur Verfügung und kann für die Durchführung der Messung verwendet werden. Vorzugsweise wird die Dehnung optisch ermittelt. Beim Wickeln ist es praktisch nicht möglich, Eingriffe in die Papierbahn vorzunehmen. Eine optische Messung kann aber berührungslos erfolgen. Sie ist darüber hinaus in der Lage, auch relativ kleine Änderungen, d.h. relativ kleine Dehnungen zu ermitteln. Bei den herrschenden Zugspannungen werden sich auch nur kleine Dehnungen ergeben.
Hierbei ist bevorzugt, daß die Materialbahn mit Markierungen versehen wird, deren Abstand oder Länge ermittelt wird. Dies erleichtert die optische Messung. Mit Hilfe geeigneter Meßaufnehmer kann man die Markierungen erkennen. Vor dem Aufbringen der Zugspannung (bzw. beim Herrschen einer ersten Zugspannung) werden Markierungen aufgebracht. Wenn dann die Zugspannung angelegt oder erhöht wird, dann dehnen sich die Markierungen mit der Materialbahn oder ihr Abstand wächst. Wenn man dann den Abstand der Markierungen oder ihre Länge ermittelt, gewinnt man die Information über die Längenänderung oder die Dehnung der Materialbahn bei der Änderung der Zugspannung. Man muß nun nur noch dafür sorgen, daß die Materialbahn tatsächlich mit der ermittelten Zugspannung aufgewickelt wird.
Dies erfolgt in einfacher weise dadurch, daß die Messung der Dehnung an einem Abschnitt der Materialbahn erfolgt, der auf der Wickelrolle aufliegt. In diesem Fall kann sich die Zugspannung nicht mehr verändern. Die ermittelte Zugspannung nimmt vielmehr unmittelbar Einfluß auf die Wickelhärte, so daß die Information über die Zugspannung ausreicht, um den Wickelhärteverlauf zu ermitteln.
Vorzugsweise sorgt man nach der Ermittlung für ein Verschwinden der Markierung. Die Materialbahn hat dann wieder eine unmarkierte Oberfläche, was vom Endabnehmer letztendlich gewünscht ist. Nach der Ermittlung der Dehnung ist es aber auch nicht notwendig, daß die Markierungen auf der Oberfläche der Materialbahn verbleiben.
Dies erfolgt in einfacher Weise dadurch, daß man zum Erzeugen der Markierungen eine Farbe aufträgt, die nach einer endlichen Zeit unsichtbar wird. Derartige Farben sind beispielsweise aus dem Scherzartikelbereich als "Schrecktinte" bekannt. Als Spielzeug wird sie von Kindern auch als "Zaubertinte" verwendet. Anbieter einer derartigen Farbe ist beispielsweise die Firma Walter Toufar Gesellschaft, Herzgasse 39-41, A-1100 Wien, Österreich. Die dort erhältliche Farbe kann unterschiedliche Farbintensitäten aufweisen, beispielsweise kann sie auch an den optischen Aufnehmer angepaßt werden. Durch eine pH-Wert-Verschiebung wird die Farbflüssigkeit nach einer gewissen Zeit zu einer rein wässrigen Lösung, die verdunstet. Deshalb sind hierbei keine Verunreinigung der Bahn zu erwarten. Auch wenn die Farbe noch nicht verschwunden ist, bevor die entsprechend markierten Stellen der Materialbahn inmitten der Wikkelrolle verschwunden sind, so führt die eingetragene Feuchtigkeit doch praktisch zu keinen Materialbahnänderungen. Vorzugsweise ist die Zeit kleiner als 15 Minuten. Diese Zeit reicht aus, um die Messungen mit der erforderlichen Genauigkeit ausführen zu können. Sie ist aber andererseits klein genug, so daß nicht zu befürchten ist, daß markierte Materialbahnrollen ausgeliefert werden.
Vorzugsweise werden die Geschwindigkeit der Materialbahn einerseits und der zeitliche Abstand oder die zeitliche Länge der Markierungen andererseits gleichlaufend ermittelt. Eine Zeitmessung läßt sich bei den heute verfügbaren Zeitnormalen, beispielsweise Quarz-Schwingkreisen mit relativ hoher Frequenz, mit hoher Genauigkeit durchführen. Die Information über die Länge bzw. den Abstand der Markierungen gewinnt man über die Geschwindigkeitsmessung der Materialbahn. Wenn man nun beide Größen kombiniert, dann erhält man auf einfache Art und Weise die gewünschten Informationen über Länge oder Abstand.
Vorteilhafterweise wird die Zugspannung in Abhängigkeit von der ermittelten Dehnung geregelt. Hierbei kann man, wenn man einen nicht konstanten Wickelhärteverlauf erzielen will, auch einen Dehnungsverlauf vorgeben, der als Soll-Wert dient. Die als Ist-Wert ermittelte Dehnung wird mit dem Soll-Wert verglichen. Bei Abweichungen muß die Zugspannung in die richtige Richtung verändert werden, um Ist- und Soll-Wert wieder in Übereinstimmung zu bringen.
Die Erfindung wird im folgenden anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels in Verbindung mit der Zeichnung näher beschrieben. Hierin zeigen:
Fig. 1
eine schematische Anordnung zum Aufwickeln einer Materialbahnrolle und
Fig. 2
eine schematische Darstellung zur Erläuterung der Ermittlung der Zugspannung.
Eine Materialbahn 1 durchläuft eine Leitanordnung 2 mit einem Nip 3 oder Walzenspalt, bevor sie zu einer Aufwickelstation 4 geführt wird. Die Aufwickelstation 4 ist durch zwei Tragwalzen 5, 6 gebildet, die zwischen sich ein Wickelbett 7 ausbilden, in dem eine Wickelrolle 8 liegt, auf der die Materialbahn 1 aufgewickelt wird. In der Regel liegt die Aufwickelstation 4 hinter einer nicht näher dargestellten Schneideinrichtung.
Die Wickelrolle 8 ist über einen Motor 9 angetrieben, d.h. der Motor 9 erzeugt ein Drehmoment an der Wickelrolle 8.
Die Materialbahn 1 umschlingt die eine Tragwalze 5 um etwa 180° und läuft dann durch einen Nip 10 zwischen der Wickelrolle 8 und der Tragwalze 5. Dieser Nip 10 entkoppelt die Zugspannung in dem Bereich zwischen der Leitanordnung 2 mit ihrem Nip 3 und der Tragwalze 5 einerseits von der Zugspannung, die auf der Oberfläche der Wickelrolle 8 durch den Motor 9 erzeugt wird.
Die Zugspannung in dem erstgenannten Bereich habe den Wert F1. Die Zugspannung in der Materialbahn 1 in der obersten Lage der Wickelrolle 8, d.h. der Lage, die auf der Oberfläche der Wickelrolle 8 aufliegt, habe den Wert F2. Die Zugspannung F1 ist bekannt, beispielsweise kann sie gleich Null sein, wenn die Leitanordnung 2 und die Tragwalze 5 mit der gleichen Umfangsgeschwindigkeit angetrieben werden. Die Zugspannung F2 hingegen hängt wesentlich von dem Moment ab, das vom Motor 9 erzeugt wird.
Um die Zugspannung zu ermitteln, ist eine Farbauftragseinrichtung hinter dem Nip 3, aber vor der Tragwalze 5 angeordnet. Diese Farbauftragseinrichtung 11 erzeugt Farbpunkte 12 mit einem vorgegebenen Abstand d1. Da die Geschwindigkeit der Materialbahn 1 bekannt ist (sie kann beispielsweise durch einen Geschwindigkeitssensor 13 ermittelt werden, der im vorliegenden Fall auf eine Drehzahl- und einer Durchmesserermittlung der Wickelrolle 8 beruht), ergibt sich aus dem zeitlichen Abstand, mit dem die Farbauftragseinrichtung die Farbpunkte 12 aufträgt, ein erster Wert, der einer Steuereinrichtung 14 zugeführt wird. Natürlich kann man die Anordnung auch so auslegen, daß die Steuereinrichtung 14 die Farbauftragseinrichtung 11 in vorgegebenen zeitlichen Intervallen so ansteuert, daß die Farbauftragseinrichtung 11 Farbpunkte mit dem Abstand d1 auf die Materialbahn 1 aufbringt.
Die Farbauftragseinrichtung 11 bildet eine erste Meßstelle, an der die Länge eines Abschnitts der Materialbahn 1 ermittelt werden kann. Unter "Ermittlung" wird verstanden, daß die Information über die Länge dieses Abschnitts nach dem Durchlaufen der Meßstelle zur Verfügung steht. Die Information steht auch dann zur Verfügung, wenn die Länge in dieser Meßstelle erst festgelegt wird.
Wenn die Zugspannung F2 größer ist als die Zugspannung F1, dann dehnt sich die Materialbahn 1. Dies ist in Fig. 2 übertrieben groß dargestellt. Dementsprechend ist der Abstand d2 zwischen zwei Punkten 12 größer. Der Abstand der Punkte 12 wird mit Hilfe einer Farbmeßeinrichtung 15 ermittelt, die optisch die Punkte 12 erkennt. Auch die Farbmeßeinrichtung 15 ermittelt die Zeit zwischen dem Durchlaufen zweier aufeinanderfolgender Farbpunkte verstreicht. Diese Zeit wird an die Steuereinrichtung 14 zurückgemeldet.
Man kann nun die Zugspannung F2 in der obersten Lage der Wickelrolle 8 hinter dem Nip 10 aus folgender Beziehung ermitteln: (d2 - d1) = c • (F2 - F1).
Wenn F1 = 0 ist, dann läßt sich die Zugspannung F2 aus dieser Formel problemlos errechnen. Die Konstante c ist hierbei von den Werten der Materialbahn 1 abhängig. Diese Werte können zuvor in einem Laborversuch ermittelt werden.
Anstelle von Punkten 12 kann man auch andere Markierungen verwenden, beispielsweise parallel zur Laufrichtung der Materialbahn 1 verlaufende Striche. Die Information über die erfolgte Dehnung läßt sich aus einem Vergleich der Länge der Striche vor und nach dem Nip 10 gewinnen.
Nach dem Durchlaufen der zweiten Meßstelle, die durch die Farbmeßeinrichtung 15 gebildet wird, sind die Punkte 12 (oder andere Markierungen) nicht mehr notwendig. Man verwendet daher zum Erzeugen der Punkte 12 (oder anderer Markierungen) eine Farbe, die nach einer gewissen Zeit unsichtbar wird. Eine derartige Farbe ist beispielsweise bei der Firma Walter Toufar Gesellschaft, Herzgasse 39-41, A-1100 Wien, Österreich, erhältlich. Durch eine pH-Wert-Verschiebung, die sich nach dem Auftreffen der Farbe auf einer Papierbahn ergibt, wird die Farbflüssigkeit zu einer rein wässrigen Lösung, die verdunstet. Nach einer gewissen Zeit, beispielsweise nach fünf Minuten, sind daher keine Verunreinigungen oder Farbreste mehr auf der Bahn zu erkennen.
Die Zugspannung hat einen direkten Einfluß auf die Wikkelhärte der Wickelrolle 8. Man kann nun entweder einen Zugspannungsverlauf vorgeben oder einfach einen Dehnungsverlauf und in der Steuereinrichtung 14 speichern. Die Steuereinrichtung 14 nimmt den Zugspannungsverlauf als Soll-Wert und den von der Farbmeßeinrichtung 15 ermittelten Dehnungsverlauf als Ist-Wert und regelt den Motor 9 (oder allgemein: den Antrieb), so daß der gemessene Verlauf mit dem vorgegebenen Verlauf in Übereinstimmung kommt. Auf diese Weise ist es mit relativ geringem Aufwand möglich, den Wickelhärteverlauf in einer gewünschten Weise zu beeinflussen.

Claims (9)

  1. Verfahren zum Überwachen der Wickelhärte einer Wikkelrolle (8) beim Wickeln einer Materialbahn (1), bei dem die Dehnung der Materialbahn (1) durch berührungslose Messung der Längenänderung der Materialbahn (1) zwischen zwei Meßstellen (11, 15) mit unterschiedlicher Zugspannung (F1, F2) ermittelt wird, die durch einen Nip (10) voneinander getrennt sind, wobei der Nip (10) zwischen der Wikkelrolle (8) und einer Tragwalze (5) ausgebildet ist.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dehnung (d2-d1) mit Hilfe einer optisch arbeitenden Einrichtung (15) ermittelt wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Materialbahn (1) mit Markierungen (12) versehen wird, deren Abstand (d1, d2) oder Länge ermittelt wird.
  4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Messung der Dehnung an einem Abschnitt der Materialbahn (1) erfolgt, der auf der Wickelrolle (8) aufliegt.
  5. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß man nach der Ermittlung für ein Verschwinden der Markierung (12) sorgt.
  6. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß man zum Erzeugen der Markierungen (12) eine Farbe aufträgt, die nach einer endlichen Zeit unsichtbar wird.
  7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Zeit kleiner als 15 Minuten ist.
  8. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Geschwindigkeit der Materialbahn einerseits und der zeitliche Abstand oder die zeitliche Länge der Markierungen (12) andererseits gleichlaufend ermittelt wird.
  9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Zugspannung in Abhängigkeit von der ermittelten Dehnung geregelt wird.
EP99109028A 1998-05-13 1999-05-07 Verfahren zum Überwachen der Wickelhärte einer Wickelrolle Expired - Lifetime EP0957053B1 (de)

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