[0001] Die Erfindung betrifft eine Steuereinrichtung zum kantengleichen Verbinden der auslaufenden
Warenbahn einer sich abwickelnden Warenbahnrolle mit dem Bahnanfang einer neuen Warenbahnrolle,
mit zwei jeweils eine Rolle drehbar um die Rollenachse aufnehmenden Rollenträgern,
die in Richtung der Rollenachse verstellbar sind und zur Verstellung in dieser Richtung
mit je einem Stellantrieb versehen sind, wobei der Stellantrieb für den Rollenträger
der sich jeweils abwickelnden Rolle durch einen Regler mit einem die Kantenlage der
ablaufenden Warenbahn erfassenden Bahnfühler als Istwertgeber steuerbar ist.
[0002] Beim Abwickeln von Warenbahnrollen ist es zur Regelung der Kantenlage der ablaufenden
Warenbahn bekannt, Positionsabweichungen der Seitenkante der laufenden Bahn zu erfassen
und zur axialen Positionssteuerung der sich abwickelnden Warenbahnrolle zu benutzen
(DE-Werbeschrift DR 7201 "FREMATIC - Kantenregelungen" der Fa. Frede - Automatic KG
in Dusseldorf, VDI-Nachrichten 02.05.62 Seite 6, ETZ-B, Band 12, Heft 18, 05.09.69,
Seite 447).
[0003] Im übrigen sind Steuereinrichtungen der eingangs genannten Art bei von Rollenwechslern
bekannt, bei denen der Bahnfühler in Verbindung mit dem Regler und dem Stellantrieb
der sich jeweils abwickelnden Rolle zur Regelung der Kantenlage der ablaufenden Warenbahn
dient, während sich die neue Rolle in einer Warteposition befindet, welche die Verbindurg
der auslaufenden Warenbahn der sich abwickelnden Rolle mit dem Anfang der Warenbahn
der neuen Rolle ermöglicht. Auch die neue Rolle ist in der Warteposition mit Hilfe
des Stellantriebs ihres Rollenträgers axial vorpositioniert, damit beim Rollenwechsel
die aufeinander folgenden Warenbahnen mit möglichst geringem seitlichem Versatz zur
Verbindung kommen und die Kanten beider warenbahnen möglichst miteinander fluchten.
Diese Vorpositionierung ergibt zwar eine mit der ablaufenden Warenbahnkante gleiche
Lage der achsennahen inneren Bahnwindungen der neuen Rolle, führt aber zu Schwierigkeiten,
wenn in der neuen Rolle die Bahnwindungen von innen nach außen axial gegeneinander
abweichen, sei es durch Wickelfehler schon beim Herstellen der Rolle oder als Folge
von Rollenverformungen durch Transport, Lagerung, Handhabung usw. Solche axiale Abweichung
der äußeren gegenüber der inneren Bahnwindung findet bei den bekannten Steuereinrichtungen
keine Berücksichtigung und ergibt einen entsprechenden seitlichen Versatz, wenn die
ablaufende Warenbahn mit der Warenbahn der neuen Rolle an deren seitlich versetzter
äußerer Bahnwindung verbunden wird.
[0004] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Steuereinrichtung der eingangs genannten
Art so auszubilden, daß auch dann die Warenbahnen kantengleich miteinander verbunden
werden, wenn an der neuen Rolle die äußere Bahnwindung gegenüber der inneren Bahnwindung
axial versetzt ist.
[0005] Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß für die neue Rolle ein
Rollenfühler vorgesehen ist, der die Kantenlage der äußeren Bahnwindung der neuen
Rolle erfaßt und als Istwertgeber eines zweiten Reglers dient, der in Abhängigkeit
von der Differenz der Kantenlage der ablaufenden Warenbahn und der Kantenlage der
äußeren Bahnwindung der neuen Rolle den axialen Stellantrieb für den Rollenträger
der neuen Rolle steuert.
[0006] Im Ergebnis erfolgt die axiale Ausrichtung der neuen Rolle nach der Kantenlage ihrer
äußeren Bahnwindung, so daß die äußere Bahnwindung der neuen Rolle, ob eine axiale
Versetzung gegenüber den inneren Bahnwindungen besteht oder nicht, immer kantengleich
zu der noch von der anderen Rolle ablaufenden Warenbahn liegt und die Verbindung beider
Warenbahnen entsprechend kantengleich stattfindet. Die Ausrichtung erfolgt mit Hilfe
des Rollenfühlers, der mit dem ihm zugeordneten Regler und dem Stellantrieb für den
Rollenträger der neuen Rolle in gleicher Weise einen Regelkreis für die Kantenlage
der äußeren Bahnwindung der neuen Rolle bildet wie der Bahnfühler mit dem ihm zugeordneten
Regler und dem Stellantrieb für den Rollenträger der sich abwickelnden Rolle einen
Regelkreis für die Kantenlage der von dieser Rolle ablaufenden Warenbahn. Dabei kann
in dem dem Rollenfühler zugeordneten Regelkreis die Einregelung der Kantenlage der
äußeren Bahnwindung auf den Istwert oder den Sollwert der Kantenlage der ablaufenden
Warenbahn des anderen Regelkreises erfolgen. In beiden Fällen ist seitlicher Versatz
der miteinander zur Verbindung kommenden Warenbahnen ausgeschlossen.
[0007] Findet die erfindungsgemäße Steuereinrichtung Anwendung bei einem Rollenwechsler,
bei dem die beiden Rollenträger wechselweise aus einer das Einlegen einer neuen Rolle
ermöglichenden Beladeposition in eine die Verbindung der Warenbahnen ermöglichende
Warteposition quer zur Rollenachse verstellbar sind, so ist der Rollenfühler am Verstellweg
des Rollenträgers der jeweils neuen Rolle aus der Beladeposition in die Warteposition
vorgesehen, und beide Regler sind mit den axialen Stellantrieben beider Rollenträger
durch Schaltglieder verbunden, die in Abhängigkeit von der Stellung und/oder Bewegung
der Rollenträger auf ihrem Weg zwischen der Beladeposition und der Warteposition steuerbar
sind und die Regler zwischen den Stellantrieben umschalten. Die axiale Ausrichtung
der neuen Rolle erfolgt damit während ihrer Verstellung in die Wartestellung zum Rollenwechsel,
und in den dem Bahnfühler und dem Rollenführer zugeordneten beiden Regelkreisen wird
lediglich durch die Schaltglieder zwischen den Stellantrieben für die Rollenträger
umgeschaltet, je nach dem die Rollenträger zwischen den Rollenwechseln mit der sich
abwickelnden Rolle oder der neuen Rolle beladen sind.
[0008] Eine bevorzugte Ausführungsform ist dadurch gekennzeichnet, daß auf dem Verstellweg
der jeweils neuen Rolle aus der Beladeposition in die Warteposotion eine Meßposition
vorgesehen und dieser Meßposition ein Stellungsmelder zugeordnet ist, der ein Signal
gibt, wenn die neue Rolle mit ihrer äußeren Bahnwindung die Meßposition erreicht,
und daß ein zwischen dem Rollenfühler und dem ihm zugeordneten Regler vorgesehener
Speicher vom Signal des Stellungsmelders derart steuerbar ist, daß nur die vom Rollenfühler
in der Meßposition erfaßte Kantenlage als Signalwert gespeichert und dem Regler aufgegeben
wird. Zweckmäßig ist der Stellungsmelder als Lichtschranke ausgebildet. Durch diese
Meßposition wird erreicht, daß die Kantenlage der äußeren Bahnwindung immer an einer
gleichbleibenden, sich in Bezug auf den feststehenden Rollenfühler nicht ändernden
Stelle auf dem Weg der neuen Rolle aus der Beladeposition in die Warteposition erfaßt
wird. Das Ergebnis dieser Erfassung der Kantenlage kann daher sowohl durch die Verstellbewegung
als auch durch die Größe des Durchmessers der neuen Rolle nicht mehr beeinflußt werden.
[0009] Vorzugsweise sind die Rollenträger sich diametral gegenüberliegend an einem zweiarmigen
Rollenstern angeordnet, der um eine zur Rollenachse parallele Achse drehbar gelagert
und in gesteuerter Weise antreibbar ist. Weiter ist zweckmäßigerweise dem Bahnfühler
und dem Rollenfühler je eine Istwert-Sollwert-Vergleichsschaltung nachgeschaltet und
für beide Vergleichsschaltungen ein gemeinsamer Sollwertgeber vorgesehen, so daß beide
Regler nach demselben Sollwert ausregeln. Der Bahnfühler und der Rollenfühler sind
vorzugsweise als CCD-Zeilenkameras ausgebildet.
[0010] Im folgenden wird die Erfindung an einem in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel
näher erläutert; es zeigen:
Fig. 1 einen Rollenwechsler nach der Erfindung in einer Seitenansicht,
Fig. 2 den Rollenwechsler nach Fig. 1 in Draufsicht, und
Fig. 3 ein Blockschaltbild für die Bahn- und Rollenkantenregelung bei dem Rollenwechsler
nach den Fig. 1 und 2.
[0011] Die Fig. 1 und 2 zeigen in im wesentlichen schematischer Darstellung einen Rollenwechsler
zum Abwickeln von Warenbahnrollen und zum automatischen Verbinden der beim Rollenwechsel
aufeinander folgenden Warenbahnen. Dazu ist an einem mit 1 bezeichneten Maschinengestell
ein zweiarmiger Rollenstern 2 drehbar um eine Achse 3 gelagert. Die Drehung des Rollensterns
2 in Richtung des Pfeiles 4 erfolgt nach Maßgabe eines Steuerprogramms durch einen
Stellantrieb 5. Am Rollenstern 2 sind zwei jeweils eine Rolle 10, 20 drehbar um die
Rollenachse aufnehmende Rollenträger I, II angeordnet, wobei die Rollenachsen parallel
zur Drehachse 3 des Rollensterns 2 liegen. Die Rollenträger I, II können als Spanndorne
oder expandierende Konen ausgebildet und manuell oder kraftbetätigt gespannt werden.
Bei der Drehung des Rollensterns 2 werden die Rollenträger I, II wechselweise aus
einer das Einlegen einer neuen Rolle 10 in Richtung des Pfeiles 50 ermöglichenden
Beladeposition, die in Fig. 1 durch die Achsenlage A angedeutet ist, in eine die Verbindung
der Warenbahnen ermöglichende Warteposition, deren Achsenlage in Fig. 1 bei B angedeutet
ist, quer zur Rollenachse verstellt. Ein Gurtpendel 6 mit gesteuertem Motor beschleunigt
und bremst die Rolle 10. Er ist auf die Rollenmitte verschiebbar, so daß unterschiedlich
großen Durchmessern der jeweils neuen Rolle 10 Rechnung getragen werden kann. In passend
gesteuerter Weise wird vom Gurtpendel 6 die an ihrem Warenbahnanfang zur Klebung vorbereitete
neue Rolle 10 beschleunigt und mit der auf dem anderen Rollenträger II sitzenden Restrolle
20 synchronisiert, von der die Warenbahn 30 über eine Leitwalze 7 und die Führungswalzen
8 eines die Klebung bewirkenden gesteuerten Andruckarmes 9 abläuft. Hat die Restrolle
20 einen vorgegebenen Minimaldurchmesser erreicht, wird der Andruckarm 8 mit der ablaufenden
Warenbahn 30 gegen die äußere Bahnwindung der neuen Rolle 10 gepreßt. Ist dadurch
die ablaufende Bahn 30 mit der Warenbahn der neuen Rolle 10 verklebt, wird erstere
abgeschnitten und vom Ende der Warenbahn 30 die der neuen Rolle 10 selbsttätig in
die dem Rollenwechsler nachfolgenden, nicht dargestellten Einrichtungen eingezogen.
Die Restrolle 20 wird vom Rollenträger II abgenommen, dieser dann durch Drehen des
Rollensterns 2 in die Beladeposition A gebracht und mit einer neuen Rolle 10 beladen.
Mit abnehmendem Durclmesser der sich nun auf dem Rollenträger I abwickelnden Rolle
wird der Rollenstern 2 gedreht, wodurch die neue Rolle 10 aus der Beladeposition A
in Richtung des Pfeiles 4 in die Warteposition B gelangt. Der Rollenwechsler zeigt
dann wieder die in Fig. 1 dargestellte Situation mit lediglich dem Unterschied, daß
die Rollenträger I, II miteinander vertauscht sind.
[0012] Die Rollenträger I, II sind am Rollenstern 2 in Richtung der Rollenachse verstellbar
angeordnet. Zur Verstellung in dieser axialen Richtung dient je ein Stellantrieb A
I, A II. Der Stellantrieb A II für den Rollenträger II der sich jeweils abwickelnden
Rolle 20 ist in Abhängigkeit von der Kantenlage der ablaufenden Warenbahn 30 steuerbar,
wozu ein die Kantenlage der ablaufenden Warenbahn 30 erfassender Bahnfühler F2 als
Istwertgeber für einen Regler R2 vorgesehen ist, der den Stellantrieb A II nach Vorgabe
eines Sollwertes steuert. Dieser Bahnfühler F2 ist von einer CCD-Zeilenkamera gebildet,
der gegenüber auf der entgegen gesetzten Seite der Warenbahn 30 ein die Warenbahn
im Kantenbereich ausleuchtender Lichtsender 11 angeordnet ist. Am Verstellweg 12 des
Rollenträgers I oder II der jeweils neuen Rolle 10 aus der Beladeposition A in die
Warteposition B ist ein die Kantenlage der äußeren Bahnwindung der neuen Rolle 10
erfassender Rollenfühler F1 vorgesehen. Dieser Rollenfühler F1 ist in Bezug auf die
Verstellbewegung der neuen Rolle 10 feststehend am Maschinengestell 1 angeordnet und
wiederum von einer CCD-Zeilenkamera gebildet, die die Kantenlage der äußeren Bahnwindung
im Auflicht eines auf derselben Seite der CCD-Kamera angeordneten Lichtsenders 13
erfaßt. Dieser Rollenfühler F1 dient als Istwertgeber eines anderen Reglers R1, der
in Abhängigkeit von der Differenz der Kantenlage der ablaufenden Warenbahn 30 und
der Kantenlage der äußeren Bahnwindung der neuen Rolle 10 den axialen Stellantrieb
A I oder A II für den Rollenträger I bzw. II der neuen Rolle 10 steuert.
[0013] In Fig. 3 wird das Istwertsignal der fühler F1, F2 jeweils einer Einrichtung SIV
zum Sollwert-Istwertvergleich zugeführt. Beiden diesen Einrichtungen SIV liegt derselbe
Sollwert an, der von einem beiden gemeinsamen Sollwertgeber SG gebildet wird. Die
Ausgange der beiden Regler R1, R2 sind mit den Eingängen der axialen Stellantriebe
A I, A II beider Rollenträger I, II durch Schaltglieder S1, S2, S3, S4 verbunden,
deren Schaltzustand in Abhängigkeit von der Stellung und/oder Bewegung der Rollenträger
I, II auf ihrem Weg zwischen der Beladeposition A und der Warteposition B steuerbar
ist und die die Regler R1, R2 in der erforderlichen Weise zwischen den Stellantrieben
A I, A II umschalten. Zu dieser Steuerung der Schaltglieder S1...S4 dient eine in
Abhängigkeit von der Drehung des Rollensterns 2 arbeitende zentrale Steuereinheit
ZE. Solange in Abhängigkeit von der Stellung des Rollensterns 2 der Rollenträger II
die sich abwickelnde Rolle 20 trägt, ist sein Steuerantrieb A II über das Schaltglied
S4 mit dem Regler R2 und der Stellantrieb A I des anderen Rollenträgers I über das
Schaltglied S3 mit dem Regler R1 verbunden, während die Schaltglieder S1, S2 den Signalfluß
sperren. Im umgekehrten Fall erfolgt die Verbindung des Stellantriebs A I über das
Schaltglied S2 mit dem Regler R2, während der Stellantrieb A II über das Schaltglied
S1 mit dem Regler R1 verbunden ist. Die Steuersignale werden den Schaltgliedern S1...S4
von der zentralen Steuereinheit ZE jeweils über die Leitungen L1 bzw. L2 zugeführt.
Die Schaltglieder S1...S4 können als übliche Torschaltungen ausgebildet sein, die
je nach Zustand den Signalfluß zwischen den Reglern R1, R2 und den Stellantrieben
A I, A II freigeben oder sperren.
[0014] Die Lichtsender 11, 13 und CCD-Kameras des Bahnfühlers F2 und des Rollenfühlers F1
sind verstellbar auf Traversen 14 des Maschinengstells 1 angeordnet, so daß sie auf
verschiedene Rollen- bzw. Warenbahnbreiten einstellbar sind.
[0015] Am Verstellweg 12 der jeweils neuen Rolle 10 aus der Beladeposition A in die Warteposition
B ist eine Meßposition vorgesehen, die in Fig. 1 durch die Achsenlage C angedeutet
ist. Dieser Meßposition C ist ein Stellungsmelder LS zugeordnet, der als Lichtschranke
ausgebildet ist. In Fig. 2 ist der Strahl 15 der Lichtschranke gestrichelt angedeutet.
Dieser Stellungsmelder LS gibt ein Signal, wenn die neue Rolle 10 die Meßposition
C und ihre äußere Bahnwindung 10′ den Strahl 15 der Lichtschranke LS erreicht. Das
Meßsignal des Rollenfühlers F1 steht über einen Teil des Verstellwegs 12 der neuen
Rolle 10 von der Beladeposition A in die Warteposition B zur Verfugung, kann sich
aber dabei in Abhängigkeit von der Verstelltewegung der neuen Rolle 10 andern. Die
Meßposition C dient dazu, der Kantenregelung für die neue Rolle 10 nur dasjenige Meßsignal
zugrunde zu legen, das der Rollenfühler F1 von der neuen Rolle 10 in deren Meßposition
C erzeugt, so daß dieses Meßsignal unabhängig ist von der Verstellbewegung der neuen
Rolle 10, aber auch beispielsweise unabhängig vom Rollendurchmesser. Dazu ist zwischen
dem Rollenfühler F1 und dem ihm zugeordneten Regler R1 in Fig. 3 ein Speicher SP angeordnet,
der vom Signal des Stellungsmelders LS derart gesteuert wird, daß nur die vom Rollenfühler
F1 in der Meßposition C erfaßte Kantenlage als Signalwert gespeichert und dem Regler
R1 aufgegeben wird.
1. Steuereinrichtung zum kantengleichen Verbinden der auslaufenden Warenbahn einer
sich abwickelnden Warenbahnrolle mit dem Bahnanfang einer neuen Warenbahnrolle, mit
zwei jeweils eine Rolle (10, 20) drehbar um die Rollenachse aufnehmenden Rollenträgern
(I, II), die in Richtung der Rollenachse verstellbar sind und zur Verstellung in dieser
Richtung mit je einem Stellantrieb (A I, A II) versehen sind, wobei der Stellantrieb
für den Rollenträger der sich jeweils abwickelnden Rolle (20) durch einen Regler (R2)
mit einem die Kantenlage der ablaufenden Warenbahn (30) erfassenden Bahnfühler (F2)
als Istwertgeber steuerbar ist,
dadurch gekennzeichnet, daß für die neue Rolle (10) ein Rollenfühler (F1) vorgesehen
ist, der die Kantenlage der äußeren Bahnwindung (10′) der neuen Rolle (10) erfaßt
und als Istwertgeber eines zweiten Reglers (R1) dient, der in Abhangigkeit von der
Differenz der Kantenlage der ablaufenden Warenbahn (30) und der Kantenlage der äußeren
Bahnwindung der neuen Rolle (10) den axialen Stellantrieb (A I, A II) für den Rollenträger
(I, II) der neuen Rolle (10) steuert.
2. Steuereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei einem Rollenwechsler,
bei dem die beiden Rollenträger (I, II) wechselweise aus einer das Einlegen einer
neuen Rolle (10) ermöglichenden Beladeposition (A) in eine die Verbindung der Warenbahnen
ermöglichende Warteposition (B) quer zur Rollenachse verstellbar sind, der Rollenfühler
(F1) am Verstellweg (12) des Rollenträgers (I, II) der jeweils neuen Rolle (10) aus
der Beladeposition (A) in die Warteposition (B) vorgesehen ist, und daß beide Regler
(R1, R2) mit den axialen Stellantrieben (A I, A II) beider Rollenträger (I, II) durch
Schaltglieder (S1, S2, S3, S4) verbunden sind, die in Abhängigkeit von der Stellung
und/oder Bewegung der Rollenträger (I, II) auf ihrem Weg (12) zwischen der Beladeposition
(A) und der Warteposition (B) steuerbar sind und die Regler (R1, R2) zwischen den
Stellantrieben (A I, A II) umschalten.
3. Rollenwechsler nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem Verstellweg
(12) der jeweils neuen Rolle (10) aus der Beladeposition (A) in die Warteposition
(B) eine Meßposition (C) vorgesehen und dieser Meßposition (C) ein Stellungsmelder
(LS) zugeordnet ist, der ein Signal gibt, wenn die neue Rolle (10) mit ihrer äußeren
Bahnwindung (10′) die Meßposition (C) erreicht, und daß ein zwischen dem Rollenfühler
(F1) und dem ihm zugeordneten Regler (R1) vorgesehener Speicher (SP) vom Signal des
Stellungsmelders (LS) derart steuerbar ist, daß nur die vom Rollenfühler (F1) in der
Meßposition (C) erfaßte Kantenlage als Signalwert gespeichert und dem Regler (R1)
aufgegeben wird.
4. Rollenwechsler nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Stellungsmelder
(LS) als Lichtschranke ausgebildet ist.
5. Rollenwechsler nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die
Rollenträger (I, II) sich diametral gegenüberliegend an einem zweiarmigen Rollenstern
(2) angeordnet sind, der um eine zur Rollenachse parallele Achse (3) drehbar gelagert
und in gesteuerter Weise antreibbar ist.
6. Rollenwechsler nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß dem
Bahnfühler (F2) und dem Rollenfühler (F1) je eine Istwert-Sollwert-Vergleichsschaltung
(ISV) nachgechaltet und für beide Vergleichsschaltungen ein gemeinsamer Sollwertgeber
(SG) vorgesehen ist.
7. Rollenwechsler nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der
Bahnfühler (F2) und der Rollenfühler (F1) als CCD-Zeilenkameras ausgebildet sind.