[0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung von durch druckmittelbetätigbaren
Zylindern verlagerbarer Andruckrolle beim Anwickeln von Bändern in Haspelanlagen,
wobei der Bandanfang des einlaufenden Bandes beim Umlauf um den Haspeldorn erfaßt
und verfolgt und seine jeweilige Position zur Positionierung der Andruckrollen verwertet
wird, und die Andruckrollen jeweils vor dem Einlaufen des Bandanfangs sowie vor Beginn
der nächsten Windungslage derart angehoben werden, daß der zwischen Andruckrolle und
Haspeldorn gebildete Spalt die Stärke des bereits eingelaufenen Bandes um ein die
Banddicke übersteigendes Maß überschreitet, sowie die Andruckrolle nach Passieren
des Bandanfangs jeweils aus dieser Position gegen den Haspeldorn in Wirkstellung abgesenkt
wird.
[0002] Eine derartige Steuervorrichtung ist zum Beispiel durch die DE-PS 33 18 031 bekanntgeworden.
Nach dieser Druckschrift wird beim Aufwickeln von Bändern auf Bandhaspel der Bandanfang
mittels Andruckrollen an den Bandhaspel angedrückt, um Beschädigungen am Band und
an der Andruckrollen möglichst klein zu halten, werden die Andruckrollen vor dem Durchgang
einer vom Bandanfang bewirkten Stufe auf einen Wert größer als das n-fache der Banddicke
beabstandet, wobei n der Anzahl der im Bereich der jeweiligen Andruckrolle bereits
auf dem Haspeldorn aufgebrachten Lagen des zu wickelnden Bandes entspricht. Nach Durchgang
der vom Bandanfang bewirkten Stufe wird die jeweilige Andruckrolle auf Andruck umgeschaltet.
Dieses Steuerverfahren ist unter der Bezeichnung "Step-Control" bekanntgeworden.
[0003] Es wurde festgestellt, daß sich durch Step-Control beim Wickeln von Bändern mit einer
ca. 6mm übersteigenden Dicke befriedigende Wickelergebnisse erreichen lassen. Beim
Wickeln dünner Bänder kann Step-Control jedoch nicht mehr überzeugen. Die auf Andruck
umgeschalteten Andruckrollen pressen das dünne Band in die beim Spreizen des Haspeldorns
zwischen den Segmenten des Bandhaspels entstehenden Vertiefungen, wodurch das Band
ungewünschte Markierungen erhält. Große Teile des Bandanfangs werden dadurch Ausschuß.
Hinzu kommt, daß die Andruckrollen bei jedem Absinken in die Vertiefungen zwischen
den einzelnen Segmenten stark belastet werden, wodurch ein großer Verschleiß der Andruckrollen
und erhebliche Lärmbelästigungen zu verzeichnen sind. Durch die unruhige Lage der
Andruckrollen auf dem Haspel werden zudem die Anstellvorrichtungen für die Andruckrollen
über Gebühr beansprucht.
[0004] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bestehende Verfahren zur Steuerung von
durch druckmittelbetätigbaren Zylindern verlagerbarer Andruckrolle beim Anwickeln
von Bändern in Haspelanlagen dahingehend zu verbessern, daß auch bei Wickeln von Bändern
geringer Dicke die obengenannten Nachteile nicht auftreten.
[0005] Die Lösung dieser Aufgabe wird dadurch erreicht, daß der zwischen Andruckrolle und
Haspeldorn in Wirkstellung gebildete Spalt mindestens auf das n-fache der Banddicke
eingestellt wird, daß vorzugsweise ab Beginn der zweiten Lage durch Spreizen des
Haspeldorns eine schlupffreie Anlage des Bandes am Haspeldorn herbeigeführt wird,
wobei die Andruckrollen während der Spreizbewegung des Haspeldorns um das Maß der
radialen Bewegung der Haspelsegmente vom Dorn beabstandet werden.
[0006] Dabei hat es sich bewährt, daß der gebildete Spalt in Wickelrichtung in Bandeinlaufrichtung
von Andruckrolle zu Andruckrolle abnimmt und daß der jeweilige Sollwert der zwischen
den Andruckrollen und dem Haspeldorn gebildeten Spalte so bemessen ist, daß die Andruckrollen
einlaufendes Band umzulenken vermögen, jedoch keine radial gerichteten Kräfte gegen
die Oberfläche des Haspeldorns bewirken.
[0007] Werden die Andruckrollen auf diese Weise in Wirkstellung gebracht, so ist sichergestellt,
daß der Spalt zwischen den jeweiligen Andruckrollen und dem Haspeldorn genau auf die
Banddicke bzw. geringfügig größer als die Banddicke eingestellt ist. Die Andruckrollen,
die hier nur noch als Führungsrollen eingesetzt werden, bewegen das Band zwar möglichst
nahe an den Haspeldorn heran, können es jedoch nicht mehr in die Vertiefungen zwischen
den einzelnen Segmenten drücken. Das Band erhält dadurch keine Markierungen. Durch
die Spreizbewegung des Haspeldorns wird ein schnelles, schlupffreies Anliegen des
Bandes am Haspeldorn erreicht.
[0008] Alternativ kann die obengenannte Aufgabe auch dadurch gelöst werden, daß für die
in Bandeinlaufrichtung letzte Andruckrolle eine Wirkstellung vorgesehen wird, welche
des n-fache der Banddicke geringfügig unterschreitet, daß für die in Bandeinlaufrichtug
vorletzte Andruckrolle eine Wirkstllung vorgesehen wird, die größer/gleich dem n-fachen
der Banddicke ist, daß für die in Bandeinlaufrichtung vor den beiden letzten Andruckrollen
angeordneten Andruckrollen Wirkstellungen vorgesehen sind, die ds n-fache der Banddicke
um einen Zuschlag überschreiten, daß der Zuschlag entgegengesetzt der Bandeinlaufrichtung
von Andruckrolle zu Andruckrolle steigt, und daß vorzugsweise ab Beginn der zweiten
Lage durch Spreizen des Haspeldorns eine schlupffreie Anlage des Bandes am Haspeldorn
herbeigeführt wird, wobei die Andruckrollen während der Spreizbewegung des Haspeldorns
um das Maß der radialen Bewegung der Haspelsegmente vom Dorn beabstandet werden.
[0009] Durch diese vorgegebenen Wirkstellungen der Andruckrollen wird erreicht, daß nur
noch eine Andruckrolle das Band mit minimaler Kraft gegen den Haspeldorn drückt, und
daß die übrigen in Wirkstellung gebrachten Andruckrollen einen Einlauftrichter bilden,
der das Band möglichst nahe an den Haspeldorn heranführt und anlegt.
[0010] Von Vorteil ist, wenn die Höhe der Position vor Einlaufen des Bandanfangs bzw. vor
Beginn der nächsten Wicklungslage in Einlaufrichtung des Bandes von Andruckrolle zu
Andruckrolle abnimmt. Dadurch wird schon beim Einlaufen des Bandes ein Einlauftrichter
gebildet, durch den das Band optimal an den Haspeldorn herangeführt wird. Das Inwirkstellungbringen
der Andruckrollen verengt diesen Trichter noch weiter.
[0011] Vorteilhaft ist, daß die Andruckrollen positionsgeregelt in abgehobene Position und
kraftgeregelt in Wirkstellung gebracht werden. Dabei ist es angebracht, wenn der
Kraftregelkreis vorzugsweise proportional geregelt ist, wenn die Kraft-Sollwertvorgabe
der Bandführungskraft entspricht und wenn bei Erreichen der vorgegebenen Bandführungskraft
der Istwert des Positionsregelkreises als Basiswert gesetzt wird, auf den der nächste
Sprung in die angehobene Position als neuer Gesamt-Sollwert aufaddiert wird.
[0012] Dadurch wird erreicht, daß auch bei Auftreten von Mehrfachfaltungen des Bandes nach
Erreichen der vorgegebenen Bandführungskraft keine zusätzlichen Andruckkräfte auf
das Band und damit auf den Haspeldorn ausgeübt werden. Der Istwert des Positionsregelkreises
wird bei jedem neu eingestellten Spalt zwischen Andruckrolle und Haspeldorn sobald
der Kraftsollwert und der Kraftistwert jeweils gleich ist als Basiswert gesetzt, auf
den der nächste Sprung jeweils aufaddiert wird. so daß auch bei Mehrfachfaltungen
die Sprunghöhe der Andruckrollen, die auf die Andruckrolle folgen, welche die erste
Mehrfachfaltung passiert hat, wieder auf den vorgegebenen bandeigenen Sollwert abgehoben
werden kann.
[0013] Um die Beschädigung des Bandes und der Andruckrollen sowie deren Anstellvorrichtungen
zu verhindern, besteht auch die Möglichkeit, zumindest die in Bandeinlaufrichtung
letzte Andruckrolle positions- und dieser Regelung unterlagert kraftgeregelt anzustellen.
Dadurch lassen sich minimale Andruckkräfte realisieren, die eine Beschädigung des
Bandes sowie der Haspeleinrichtungen verhindert.
[0014] Es hat sich bewährt, daß die Position des Bandanfangs mittels eines Bandverfolgungssystems
laufend bestimmt wird, daß das Bandverfolgungssystem durch einen Beschleunigungsgeber
und/oder eine Kraftmeßdose am Ausgangstreiber der dem Haspel vorgelagerten Walzlinie
bzw. durch einen den Bandanfang berührungslos erfassenden Schalter gestartet wird,
daß das Bandverfolgungssystem über an den Andruckrollen angeordneten Beschleunigungsgebern
und/oder Kraftmessern vom einlaufenden Band synchronisiert wird und daß die Position
des Bandanfanges aus der Umfangsgeschwindigkeit der Treiberrolle aus der Banddicke
sowie den geometrischen Abmessungen der Haspelanlage errechnet wird.
[0015] Nachahmenswert ist, daß der Haspeldorn positionsgeregelt gespreizt wird und daß dem
Positionsregelkreis das Maß für die radiale Beabstandung der Andruckrollen vom Haspeldorn
entnommen wird.
[0016] Dadurch läßt sich das genaue Maß für die radiale Beabstandung der Andruckrollen
ermitteln, so daß die Andruckrollen auch während der Spreizbewegung des Dorns keine
Kräfte bzw. genau die vorgegebenen Kräfte auf den Haspeldorn ausüben. Hinzu kommt,
daß Coils mit genau bestimmbarem Innendurchmesser gewickelt werden können.
[0017] Sollten Fehler im Bandverfolgungssystem vorliegen, bzw. Mehrfachfaltungen des Bandes
vorkommen, so kann es sich auch empfehlen, daß in Abhängigkeit vom Überschreiten vorgegebener
Schwellwerte der an den Andruckrollen durch die Kraftmesser gemessenen, vom Band
bewirkten Kräfte alle Andruckrollen entsprechend weit zum Haspeldorn beabstandet
werden, und daß beim weiteren Überschreiten des oder der Schwellwerte die Andruckrollen
vollständig vom Haspeldorn abgeschwenkt werden. Dadurch können Beschädigungen der
Haspeleinrichtung und des Bandes möglichst klein gehalten werden.
[0018] Ein in der Figur dargestelltes Ausführungsbeispiel, an dem die erfindungsgemäße Steuerung
erläutert werden soll, wird nachstehend näher beschrieben.
[0019] Die Figur zeigt einen offen dargestellten Treiber 1, dem in Bandlaufrichtung eine
nicht gezeigte Führung für das Band 2 nachgeordnet ist. Ebenfalls in Bandlaufrichtung
hinter dem Treiber 1 ist ein berührungslos arbeitender Schalter 3, z.B. eine Lichtschranke
oder ein Düse-Prallplatte-System angeordnet. Dem Haspeldorn 4 sind Andruckrollen
5, 6, 7 und 8 zugeordnet. Die Andruckrollen 5, 6, 7, 8 sind über Hydraulikzy linder
9, 9′, 9˝, 9‴ in abgehobene Position bzw. in Wirkstellung bringbar. Die Hydraulikzylinder
9, 9′, 9˝, 9‴ besitzen Kraftmesser 10, 10′, 10˝, 10‴und Positionsgeber 11, 11′, 11˝,
11‴.
[0020] Im folgenden wird die Funktion der erfindungsgemäßen Steuerung beschrieben. Alle
für die Berechnung der Position des Bandanfangs notwendigen, haspelsystemeigenen Abmessungen
sind im Rechner des nicht dargestellten Bandverfolgungssystems abgelegt. Lediglich
die Banddicke des zu wickelnden Bandes 2 wird in den Rechner eingegeben.
[0021] Sobald das Band 2 den Schalter 3 passiert hat, wird der Treiber 1 zu gestellt und
der Rechner, und damit die laufende Berechnung der Position des Bandanfangs gestartet.
Die Andruckrollen 5, 6, 7, 8 sind auf ihre in der Figur gezeigte Position eingestellt,
bei der der Spalt zwischen den jeweiligen Andruckrollen 5, 6, 7, 8 und dem Haspeldorn
4 um einen im Rechner abgelegten Betrag größer als die Banddicke ist, wobei der Spalt
in Bandeinlaufrichtung von Andruckrolle zu Andruckrolle abnimmt und für die Andruckrolle
5 bspw. 2,5 mal der Banddicke entspricht. Aus der Umfangsgeschwindigkeit der Treiberrollen
läßt sich die Bandgeschwindigkeit ableiten.
[0022] Trifft der Bandanfang auf die nicht gezeigte Umlenkschale von Rolle 5, so wird der
über den Kraftmesser 10 ermittelte Kraftimpuls zur Synchronisation der errechneten
und der tatsächlichen Position des Bandanfangs benutzt. Über diese Umlenkschale wird
der Bandanfang zur Andruckrolle 6 hin gebogen. Entsprechend wird der Bandanfang weiterhin
zur Rolle 7 und zur Rolle 8 gebogen. Hat der Bandanfang entsprechend der im Bandverfolgungssystem
errechneten Position die Andruckrolle 8 passiert, so wird die Andruckrolle 5 mittels
des Zylinders 9 für die zweite Wicklungslage positionsgeregelt in Position gelt in
Wirkstellung gebracht. Gleichzeitig werden die Andruckrollen 6, 7, 8 kraftgeregelt
in Wirkstellung gebracht. Dabei nehmen die Kraftsollwerte in Bandeinlaufrichtung von
Andruckrolle zu Andruckrolle zu, wobei die Kraftsollwerte jedoch nie so eingestellt
werden, daß Anpreßkräfte auf den Haspeldorn 4 wirken.
[0023] Sobald die vom Bandanfang bewirkte Stufe die Andruckrolle 5 passiert hat, wird diese
in Wirkstellung gebracht. Diese Wirkstellung überschreitet das Maß der zweifachen
Dicke des Bandes 2 um den im Rechner abgelegten Zuschlag.
[0024] Nachdem die Stufe die Andruckrolle 5 passiert hat, wird der Haspeldorn 4 über einen
Positionsregelkreis 12 gespreizt.
[0025] Entsprechend abgehoben und wieder in Wirkstellung gebracht werden die Andruckrollen
6, 7 und 8 beim Aufwickeln der zweiten Windung. Dabei wird die Wirkstellung sowie
die abgehobene Position der Andruckrollen 5, 6, 7, 8 jeweils um das Maß, welches
der Haspeldorn, während die zweite Windung gespreizt wird, korrigiert.
[0026] Sollte es während des Anwickelns zu Fehlern in der Berechnung des Bandanfangs kommen,
die bewirken, daß der Bandanfang bzw. ein durch diesen bewirkten Stufe auf eine nicht
in abgehobene Position gebrachte Andruckrolle 5, 6, 7, 8 stößt, so wird in einem der
Kraftmesser 10, 10′, 10˝, 10‴ eine Kraftspitze gemessen. Überschreitet diese Kraftspitze
vorgegebene Schwellwerte, so werden die Andruckrollen in Abhängigkeit der Höhe des
überschrittenen Schwellwertes vom Haspeldorn beabstandet. Wird an der in Wickelrichtung
nächsten Andruckrolle abermals eine Kraftspitze gemessen, so werden die Andruckrollen
5, 6, 7, 8 vollständig vom Haspeldorn abgeschwenkt.
Liste der Bezugszeichen
[0027]
1 Treiber
2 Band
3 Schalter
4 Haspeldorn
5 Andruckrolle
6 Andruckrolle
7 Andruckrolle
8 Andruckrolle
9, 9′, 9˝, 9‴ Hydraulikzylinder
10, 10′, 10˝, 10‴ Kraftmesser
11, 11′, 11˝, 11‴ Positionsgeber
12 Positionsregelkreis
1. Verfahren zur Steuerung von druckmittelbetätigbaren Zylindern verlagerbarer Andruckrolle
beim Anwickeln von Bändern in Haspelanlagen, wobei der Bandanfang des einlaufenden
Bandes beim Umlauf um den Haspeldorn erfaßt und verfolgt und seine jeweilige Position
zur Positionierung der Andruckrollen verwertet wird, und die Andruckrollen jeweils
vor dem Einlaufen des Bandanfangs sowie vor Beginn der nächsten Wicklungslage derart
angehoben werden, daß der zwischen Andruckrolle und Haspeldorn gebildete Spalt die
Stärke des bereits eingelaufenen Bandes um ein die Banddicke übersteigendes Maß überschreitet,
sowie die Andruckrolle nach Passieren des Bandanfangs jeweils aus dieser Position
gegen den Haspeldorn in Wirkstellung abgesenkt wird,
dadurch gekennzeichnet,
daß der zwischen Andruckrolle (5, 6, 7, 8) und Haspeldorn (4) in Wirkstellung gebildete
Spalt mindestens auf das n-fache der Banddicke eingestellt wird, wobei n der Anzahl
der im Bereich der jeweiligen Andruckrolle bereits auf den Haspeldorn aufgebrachten
Lagen des zu wickelnden Bandes entspricht, daß vorzugsweise ab Beginn der zweiten
Lage durch Spreizen des Haspeldorns (4) eine schlupffreie Anlage des Bandes (2) am
Haspeldorn (4) herbeigeführt wird, wobei die Andruckrollen (5, 6, 7, 8) während der
Spreizbewegung des Haspeldorns (4) um das Maß der radialen Bewegung der Haspelsegmente
vom Haspeldorn (4) beabstandet werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß der gebildete Spalt in Wirkstellung in Bandeinlaufrichtung von Andruckrolle zu
Andruckrolle abnimmt.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß der jeweilige Sollwert der zwischen den Andruckrollen (5, 6, 7, 8) und dem Haspeldorn
(4) gebildeten Spalte so bemessen ist, daß die Andruckrollen (5, 6, 7, 8) einlaufendes
Band (2) umzulenken vermögen, jedoch keine radial gerichteten Kräfte gegen die Oberfläche
des Haspeldorns (4) bewirken.
4. Verfahren zur Steuerung von durch Druckmittel betätigbaren Zylindern verlagerbarer
Andruckrolle beim Anwickeln von Bändern in Haspelanlagen, wobei der Bandanfang des
einlaufenden Bandes beim Umlauf um den Haspeldorn erfaßt und verfolgt und seine jeweilige
Position zur Positionierung der Andruckrollen verwertet wird, und die Andruckrollen
jeweils vor dem Einlaufen des Bandanfangs sowie vor Beginn der nächsten Windung derart
angehoben werden, daß der jeweils zwischen Andruckrolle und Haspeldorn gebildete
Spalt die Stärke des bereits eingelaufenen Bandes um ein die Banddicke übersteigendes
Maß über schreitet, sowie die Andruckrolle nach Passieren des Bandanfanges jeweils
aus dieser Position gegen den Haspeldorn in Wirkstellung abgesenkt wird,
dadurch gekennzeichnet,
daß für die in Bandeinlaufrichtung letzte Andruckrolle (8) eine Wirkstellung vorgesehen
wird, welche das n-fache der Banddicke geringfügig unterschreitet,
daß für die in Bandeinlaufrichtung vorletzte Andruckrolle (7) eine Wirkstellung vorgesehen
wird, die größer/gleich der n-fachen der Banddicke ist,
daß für die in Bandeinlaufrichtung vor den beiden letzten Andruckrollen (8, 7) angeordneten
Andruckrollen (6, 5) Wirkstellungen vorgesehen sind, die das n-fache der Banddicke
um einen Zuschlag überschreiten,
daß der Zuschlag entgegengesetzt der Bandeinlaufrichtung von Andruckrolle (6) zu Andruckrolle
(5) steigt,
und daß vorzugsweise ab Beginn der zweiten Lage durch Spreizen des Haspeldorns (4)
eine schlupffreie Anlage des Bandes (2) am Haspeldorn (4) herbeigeführt wird, wobei
die Andruckrollen (5, 6, 7, 8) während der Spreizbewegung des Haspeldorns (4) um das
Maß der radialen Bewegung der Haspelsegmente vom Haspeldorn (4) beabstandet werden.
5. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Höhe der Positionen vor Einlaufen des Bandanfangs bzw. vor Beginn der nächsten
Wicklungslage in Einlaufrichtung des Bandes (2) von Andruckrolle zu Andruckrolle
abnimmt.
6. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Andruckrollen (5, 6, 7, 8) vor Einlauf des Bandanfangs bzw. vor Beginn der
nächsten Wicklungslage gleich hoch positioniert werden.
7. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Andruckrollen (5, 6, 7, 8) positionsgeregelt in abgehobene Position und kraftgeregelt
in Wirkstellung gebracht werden.
8. Verfahren nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Kraftregelkreis vorzugsweise proportional geregelt ist, daß die Kraft-Sollwertvorgabe
der Bandführungskraft entspricht und daß bei Erreichen der vorgegebenen Bandführungskraft
der Istwert des Positionsregelkreises als Basiswert gesetzt wird, auf den der nächste
Sprung in die abgehobene Position als neuer Gesamt-Sollwert aufaddiert wird.
9. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Andruckrollen (5, 6, 7, 8) positionsgeregelt in Wirkstellung gebracht werden,
wobei mindestens die in Bandeinlaufrichtung letzte Andruckrolle (8) positions-und
kraftgeregelt angestellt wird.
10. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 9,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Position des Bandanfangs mittels eines Bandverfolgungssystems laufend bestimmt
wird,
daß das Bandverfolgungssystem durch einen Beschleunigungsgeber und/oder eine Kraftmeßdose
am Ausgangstreiber der dem Haspel vorgelagerten Walzlinie bzw. durch einen den Bandanfang
berührungslos erfassenden Schalter (3) gestartet wird,
daß das Bandverfolgungssystem über an den Andruckrollen (5, 6, 7, 8) angeordneten
Beschleunigungsgeber und/oder Kraftmesser (10, 10′, 10˝, 10‴) vom einlaufenden Band
(2) synchronisiert wird, und
daß die Position des Bandanfangs aus der Umfangsgeschwindigkeit der Treiberrolle
(1), aus der Banddicke sowie den geometrischen Abmessungen der Haspelanlage errechnet
wird.
11. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 10,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Haspeldorn (4) positionsgeregelt gespreizt wird und daß dem Positionsregelkreis
(12) das Maß für die radiale Beabstandung der Andruckrollen (5, 6, 7, 8) vom Haspeldorn
(4) entnommen wird.
12. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 11,
dadurch gekennzeichnet,
daß in Abhängigkeit vom Überschreiten vorgegebener Schwellwerte der an den Andruckrollen
(5, 6, 7, 8) über die Kraftmesser (10, 10′, 10˝, 10‴) gemessenen, vom Band (2) bewirkten
Kräfte alle Andruckrollen (5, 6, 7, 8) entsprechend weit vom Haspeldorn (4) beabstandet
werden, und daß beim weiteren Überschreiten des bzw. der Schwellwerte die Andruckrollen
(5, 6, 7, 8) vollständig vom Haspeldorn (4) abgeschwenkt werden.