DE1513331C

DE1513331C - Device for maintaining a predetermined constant train of a web to be wound, in particular a paper web

Info

Publication number: DE1513331C
Authority: DE
Inventors: Dieter 1000 Beim Misselwitz
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH, 6000 Frankfurt
Publication date: 1971-04-01

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zum Aufrechterhalten eines über Sollwertpotentiometer vorgegebenen konstanten Zuges einer aufzuwickelnden Bahn, insbesondere einer Papierbahn, während der Übernahme eines auf einem Tragwalzenroller angewickelten Tambours durch einen den Zug allmählich übernehmenden Elektrowickler, wobei zunächst die Geschwindigkeit des Elektrowicklers mittels Drehzahlsteuerung der des Tambours angeglichen wird und anschließend beide miteinander gekuppelt werden.The invention relates to a device for maintaining an over setpoint potentiometer predetermined constant tension of a web to be wound, in particular a paper web, during the takeover of a spool wound on a support roller by a The electric winder gradually takes over the train, initially the speed of the electric winder by means of speed control that of the main cylinder is adjusted and then both with each other be coupled.

In der Papierindustrie werden zum Aufwickeln der Papierbahn am Ende des Herstellungs- oder Bearbeitungsvorganges sogenannte Allwickler verwendet, die eine Kombination eines Tragwalzenrollers mit einem Elektrowickler darstellen. Die Vorteile des Allwicklers liegen in der schonenden Behandlung des Papiers, verbunden mit dem leichten und schnellen Aufführen auf den Tambour. Außerdem ergibt das Anwiekeln auf dem Tragwalzenroller feste Kerne. Bei derartigen Auf wickel vorrichtungen erhalten die Tragwalze und die Wickelachse je einen getrennten Antrieb. Der Tambour wird normalerweise auf der Tragwalze liegend anaewickelt. Nachdem sich ein Kern gebildet hat, wird dann der Antrieb der Wickelachse eingeschaltet, der Tambour von der Tragwalze abgehoben und als Achswickler fertiggewickelt. Das Prinzip eines solchen Allwicklers ist in Fig. 1 dargestellt, in der mit Ml der Antriebsmotor der Tragwalze Tr, mit M 2 der Antriebsmotor der Wickelachse Wi und mit Ta der Tambour bezeichnet sind. Der Tambour Ta ist in drei Stellungen gezeigt, und zwar (von rechts nach links) während des Anwickelns auf der Tragwalze (Anfangsstellung), in einer Zwischenstellung und schließlich während des Fertigwickeins als Achswickler (Endstellung).In the paper industry, so-called all-winder, which represent a combination of a support roller winder with an electric winder, are used to wind up the paper web at the end of the manufacturing or machining process. The advantages of the all-winder are the gentle handling of the paper, combined with the easy and quick threading on the reel. In addition, the inclination on the drum roller results in firm cores. In such devices on winding the support roller and the winding axis each receive a separate drive. The reel is usually anaewwick lying on the support roller. After a core has formed, the drive of the winding axis is switched on, the reel is lifted from the support roller and finished as an axis winder. The principle of such an all-winder is shown in Fig. 1, in which Ml denotes the drive motor of the support roller Tr, M 2 denotes the drive motor of the winding axis Wi and Ta denotes the drum. The reel Ta is shown in three positions, namely (from right to left) while it is being wound onto the support roller (starting position), in an intermediate position and finally during the final winding as an axle winder (end position).

Von den Antrieben wird hierbei ein Aufwickeln der Papierbahn mit konstantem Zug gefordert. Diese Forderung läßt sich mit Hilfe geeigneter, an sich bekannter Steuer- oder Regeleinrichtungen sowohl beim reinen Tragwalzenbetrieb als auch beim reinen Achswickelbetrieb ohne weiteres verwirklichen. Schwierigkeiten hinsichtlich der Aufrechterhaltung eines konstanten Zuges ergeben sich jedoch während des Überganges von der einen auf die andere Betriebsart. Zunächst muß der Elektrowicklermotor hochgefahren und mit der Drehzahl des Tambours synchronisiert werden. Bei Übereinstimmung der Drehzahlen werden dann beide miteinander gekuppelt. Schaltet man jetzt den vorgegebenen Zug-Soliwert in voller Höhe auf den Elektrowickler, so würde — da der entsprechende Istwert noch Null ist — ein starker Stoß entstehen, der gegebenenfalls zum Reißen der Papierbahn führen kann.The drives are required to wind up the paper web with constant tension. This Demand can be both with the help of suitable, per se known control or regulating devices Realize easily in the pure carrier roller operation as well as in the pure axle winding operation. Difficulties in maintaining a constant tension arise, however, during the transition from one operating mode to the other. First of all, the electric winder motor run up and synchronized with the speed of the main cylinder. If the Speeds are then both coupled with one another. If you now switch the given move value to the full amount on the electric winder, then - since the corresponding actual value would still be zero - a strong impact occurs, which can lead to the paper web tearing.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, für Aufwickeleinrichtungen der beschriebenen Art eine Einrichtung zu schaffen, die auch während der Übernahme eines auf einem Tragwalzenroller angewickelten Tambours durch einen Elektrowickler die Aufrechterhaltung eines vorgegebenen konstanten Zuges einer aufzuwickelnden Bahn gewährleistet.The invention is based on the object for winding devices of the type described To create a facility that is also wound on a drum roller while taking over one Tambours by an electric winder to maintain a given constant tension a web to be wound guaranteed.

Diese Aufgabe wird erfmdungsgemäß dadurch gelöst, daß eine Schalteinrichtung vorgesehen ist, die in Abhängigkeit vom Kupplungsvorgang den Elektrowickler von Drehzahlsteuerung auf Zugregelung umschaltet und gleichzeitig den Regelvorgang für die Zugübernahme dadurch einleitet, daß sie das entsprechend dem vorgegebenen Zug eingestellte Sollwertpotentiometer des Elektrowicklers an die zum Betrieb erforderliche Gleichspannung legt, daß ferner dem Sollwertpotentiometer eine aus einem .RC-Glied bestehende Integriereinrichtung nachgeschaltet ist, deren langsam entsprechend der sich am Kondensator bildenden Spannung ansteigender Zug-Sollwert dem über den Ankerstrom des Elektrowicklermotors erfaßten Zug-Istwert entgegengeschaltet ist, daß gleichzeitig ein dem an dem Sollwertpotentiometer für den Zug des Tragwalzenrollers eingestellten Sollwert entsprechender Teilbetrag des von der Integriereinrichtung gelieferten Zug-Sollwertes zusammen mit dem über den Ankerstrom des Tragwalzenmotors erfaßten Zug-Istwert dem Zug-Sollwert des Tragwalzenrollers entgegengeschaltet ist.This object is achieved according to the invention in that a switching device is provided which Depending on the coupling process, the electric winder switches from speed control to tension control and at the same time initiates the control process for the takeover of the train by doing this accordingly the specified train set setpoint potentiometer of the electric winder to the Operation required DC voltage sets that also the setpoint potentiometer from an .RC element existing integrating device is connected downstream, its slowly corresponding to the capacitor voltage generating increasing tension setpoint over the armature current of the electric winding motor detected train actual value is switched in the opposite direction that at the same time one of the on the setpoint potentiometer The setpoint value set for the pull of the support roller winder is the corresponding partial amount of the value set by the integrating device tension setpoint delivered together with that via the armature current of the drum motor detected actual tension value is set against the target tension of the support roller winder.

Durch die auf rein elektrischem Wege allmählich erfolgende Übernahme des Zuges durch den Elektrowickler werden die eingangs erwähnten Schwierigkeiten vermieden, die bisher beim Übergang von der Regeleinrichtung des Tragwalzenroller auf die des Elektrowicklers auftreten. Durch entsprechende Dimensionierung des /?C-Gliedes läßt sich außerdem der zeitliche Anstieg des Zug-Sollwertes den jeweils geforderten Verhältnissen anpassen.Because the electric winder gradually takes over the train in a purely electrical manner the difficulties mentioned above are avoided, which were previously encountered in the transition from the Control device of the drum winder on which the electric winder occurs. Through appropriate dimensioning of the /? C element, the increase in the tension setpoint over time can also be calculated adapt to the required conditions.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist mit dem Sollwertpotentiometer für den Zug des Tragwalzenrollers ein zweites, der Integriereinrichtung nachgeschaltetes Potentiometer derart mechanisch verbunden, daß bei Verstellung des Sollwertpotentiometers der Abgriff des Potentiometers im gleichen Sinne und um den gleichen Betrag verstellt wird.According to a further development of the invention, the setpoint potentiometer for pulling the support roller winder is provided a second potentiometer connected downstream of the integrating device in such a mechanical manner connected that when adjusting the setpoint potentiometer, the tap of the potentiometer in the same Meaning and is adjusted by the same amount.

Die aus dem langsam ansteigenden Zug-Sollwert und dem über den Ankerstrom des Elektrowicklermotors erfaßten Zug-Istwert gebildete Regelabweichung kann dann zur Steuerung des Feldes des Elektrowicklermotors dienen. Enthält der Wickelantrieb einen Zusatzgenerator in Reihe mit dem Elektrowicklermotor, so erfolgt die Regelung für den Zug des Elektrowicklers über den Zusatzgenerator. In diesem Fall würde die Regelabweichung das Feld des Zusatzgenerators beeinflussen, während das Feld des Elektrowicklermotors lediglich entsprechend der sich ändernden Wickeldrehzahl nachgeführt wird. Die im Regelkreis des Tragwalzenmotors gebildete Regelabweichung kann zur Steuerung des Feldes des Tragwalzenmotors dienen.The one from the slowly increasing tension setpoint and that via the armature current of the electric winder motor detected train actual value formed control deviation can then be used to control the field of the Serve electric winder motor. If the winding drive contains an additional generator in series with the Electric winder motor, the control for the pull of the electric winder is carried out via the additional generator. In this case the system deviation would influence the field of the additional generator, while the field of the electric winder motor is only tracked according to the changing winding speed. The control deviation formed in the control loop of the drum motor can be used to control the field of the Serve drum motor.

In der nachfolgenden Beschreibung eines in Fi g. 2 dargestellten Ausführungsbeispiels wird die Erfindung näher erläutert.In the following description of a in Fi g. 2 illustrated embodiment, the invention explained in more detail.

In dem Ausführungsbeispiel ist der Antriebsmotor der Tragwalze als Gleichstrommotor 1 mit fremderregter Feldwicklung 2 ausgeführt. Als Antriebsmotor für den Elektrowickler dient ein Gleichstrommotor 3 mit fremderregter Feldwicklung 4. Die Gleichstrommotoren erhalten ihre Ankerspannung beispielsweise vom Leonard-Umformer eines Mehrmotorenantriebes. Die für den Betrieb der Regeleinrichtungen erforderliche konstante Gleichspannung wird über Klemmen 5,6 zugeführt. Das Einstellen des Bandzuges und der Drehzahl erfolgt bei beiden Motoren durch Änderung ihrer Erregung in den Feldwicklungen 2 bzw. 4. Der Aufwickelvorgang verläuft nun folgendermaßen: Zu Beginn, d. h. beim Anwiekeln des auf der Tragwalze liegenden und durch Umfangsreibung mitgenommenen Tambours, wird zunächst der Zug des Tragwalzenrollers (Gleichstrommotor 1) geregelt. Durch Einstellen eines an der konstanten Gleichspannung liegenden Potentio-In the exemplary embodiment, the drive motor of the support roller is designed as a direct current motor 1 with an externally excited field winding 2. As a drive motor a DC motor 3 with separately excited field winding 4 is used for the electric winder DC motors receive their armature voltage, for example, from the Leonard converter of a multi-motor drive. The constant DC voltage required to operate the control equipment is supplied via terminals 5,6. Both the belt tension and the speed are set Motors by changing their excitation in field windings 2 or 4. The winding process now proceeds as follows: At the beginning, i. H. when inclining the lying on the support roller and The main drum entrained by circumferential friction is initially the pull of the support roller winder (direct current motor 1) regulated. By setting a potential connected to the constant DC voltage

meters 7 wird ein Sollwert für den Zug des Tragwalzenrollers vorgegeben. Der Abgriff 8 des Potentiometers 7 ist mit dem Abgriff 10 eines zweiten Potentiometers 9 derart mechanisch verbunden, daß bei Verstellung des Potentiometers 7 der Abgriff 10 des Potentiometers 9 im gleichen Sinne und um den gleichen Betrag verstellt wird. Die Funktion des Potentiometers 9 wird später noch erläutert. Der Zug-Istwert wird über einen im Ankerkreis des Gleichstrommotors 1 liegenden Widerstand 11 erfaßt und dem Zug-Sollwert entgegengeschaltet. Damit der Istwert in der richtigen Polarität dem Sollwert entgegengeschaltet werden kann, wird seine Polarität im Verstärker 12 umgekehrt. Die Differenzspannung steuert dann über einen Verstärker 13 das Feld 2 des Gleichstrommotors 1.meters 7, a target value for the tension of the carrier roller winder is specified. The tap 8 of the potentiometer 7 is mechanically connected to the tap 10 of a second potentiometer 9 in such a way that when adjusting the potentiometer 7, the tap 10 of the potentiometer 9 in the same sense and around the the same amount is adjusted. The function of the potentiometer 9 will be explained later. the The actual tension value is detected via a resistor 11 located in the armature circuit of the direct current motor 1 and switched in the opposite direction to the draft target value. So that the actual value can be switched against the setpoint in the correct polarity, its Reversed polarity in amplifier 12. The differential voltage then controls this via an amplifier 13 Field 2 of the DC motor 1.

Hat der Tambour einen vorbestimmten Durchmesser erreicht, so wird der Antrieb des Elektrowicklers eingeschaltet. Der Gleichstrommotor 3 wird mittels Drehzahlsteuerung hochgefahren und durch eine nicht dargestellte Einrichtung mit der Drehzahl des Tambours synchronisiert und anschließend mit diesem gekuppelt. Dabei wird der Elektrowickler automatisch von Drehzahlsteuerung auf Zugregelung umgeschaltet, indem eine in Abhängigkeit vom Kupplungsvorgang betätigte Schalteinrichtung 14 das als Sollwerteinsteller für den Zug des Elektrowicklers dienende Potentiometer 15 über die Klemmen 5, 6 an die erforderliche konstante Gleichspannung legt. Der Zug-Istwert wird auch hier über einen im Ankerkreis des Gleichstrommotors 3 liegenden Widerstand 18 erfaßt und nach Umkehrung seiner Polarität im Verstärker 19 dem Zug-Sollwert entgegengeschaltet. Die Differenzspannung steuert dann über einen Verstärker 20 das Feld 4 des Gleichstrommotors 3. Ein Kondensator 16, der zusammen mit einem Widerstand 17 das ÄC-Glied bildet, läßt das Potential, das den Sollwert vorgibt, nur langsam auf den am Potentiometer 15 vorgegebenen Wert ansteigen. Entsprechend nimmt der Strom im Ankerkreis des Gleichstrommotors 3 und damit der von dem Elektrowickler auf die Bahn ausgeübte Zug allmählich zu. Der Tragwalzenroller wird dadurch entlastet, d. h., sein Zug-Istwert nimmt ab. Da der am Potentiometer 7 vorgegebene Zug-Soliwert noch immer in voller Höhe ansteht, würde der Tragwalzenroller beschleunigt werden. Da aber die aufzuwickelnde Bahn wegen der dadurch erzielten besseren Führung auch nach der Übernahme des Tambours durch den Elektrowickler, wie F i g. 1 erkennen läßt, noch über die sich drehende Tragwalze geleitet, d. h. durch Umfangsreibung von dieser mitgenommen wird, müssen die Umfangsgeschwindigkeiten von Tragwalze und Elektrowickler übereinstimmen. Um eine unerwünschte Beschleunigung zu verhindern, wird daher zusätzlich über das Potentiometer 9 in dem Regelkreis des Tragwalzenrollers ein Zug-Istwert vorgetäuscht, der von dem langsam ansteigenden Zug-Sollwert des Elektrowicklers abgenommen wird. Die Größe des vorgetäuschten Zug-Istwertes ist hierbei außerdem abhängig von der Größe des am Potentiometer 7 eingestellten Zug-Sollwertes. Diese Abhängigkeit wird durch die bereits erläuterte gleichzeitige Verstellung der Potentiometer 7 und 9 erreicht.When the drum has reached a predetermined diameter, the electric winder is driven turned on. The DC motor 3 is started up and through by means of speed control a device, not shown, synchronized with the speed of the spool and then with this coupled. The electric winder is automatically switched from speed control to tension control switched by a switching device 14 actuated as a function of the clutch operation Potentiometer 15 serving as a setpoint adjuster for the pull of the electric winder via terminals 5, 6 sets the required constant DC voltage. The actual tension value is also here via one in the armature circuit of the DC motor 3 lying resistor 18 is detected and after reversing its polarity in the amplifier 19 opposed to the draft setpoint. The differential voltage then controls via an amplifier 20 the field 4 of the DC motor 3. A capacitor 16, which together with a resistor 17 forms the ÄC member, the potential that specifies the target value, only slowly to the am Potentiometer 15 increase the specified value. The current in the armature circuit of the decreases accordingly DC motor 3 and thus the train exerted by the electric winder on the web gradually to. The load on the roller winder is thereby relieved, i. that is, its actual tension value decreases. Since the on Potentiometer 7 predetermined target pull value is still pending in full, the drum winder would be accelerated. But because the web to be wound up because of the resulting better guidance even after the reel has been taken over by the electric winder, as shown in FIG. 1 recognize lets, still passed over the rotating support roller, d. H. taken along by circumferential friction the peripheral speeds of the support roller and the electric winder must match. To prevent undesired acceleration, the potentiometer is also used 9, an actual tension value is simulated in the control circuit of the support roller winder, which is taken from the slowly increasing target tension value of the electric winder will. The size of the simulated actual train value is also dependent on the Size of the tension setpoint set on potentiometer 7. This dependency is made possible by the already explained simultaneous adjustment of potentiometers 7 and 9 achieved.

Claims

Patent claims:

1. Device for maintaining a constant preset via a setpoint potentiometer Train a web to be wound, in particular

"of a paper web while taking over a spool wound on a support roller by an electric winder gradually taking over the train, initially the speed of the electric winder is adjusted to that of the main cylinder by means of speed control and then both are coupled with one another are, characterized in that a switching device (14) is provided which Depending on the coupling process, the electric winder changes from speed control to tension control switches over and at the same time initiates the control process for taking over the train, that they set the setpoint potentiometer (15) of the electric winder according to the given train to the DC voltage required for operation, that also applies to the setpoint potentiometer (15) is followed by an integrating device consisting of an IC element (16, 17) is, whose slowly increasing in accordance with the voltage formed on the capacitor (16) Tension setpoint against the tension actual value recorded via the armature current of the electric winder motor (3) is connected that at the same time a to the setpoint potentiometer (7) for the train of The setpoint value set by the support roller winder corresponds to the partial amount of the integrating device (16, 17) delivered nominal tension value together with the armature current of the drum motor (1) The actual tension value recorded is switched against the target tension value of the support roller winder is.

2. Device according to claim 1, characterized in that with the setpoint potentiometer (7) a second, downstream of the integrating device (16, 17) for pulling the support roller Potentiometer (9) is mechanically connected in such a way that when the setpoint potentiometer is adjusted (7) the tap (10) of the potentiometer (9) in the same sense and by the same amount is adjusted.

3. Device according to claim 1, characterized in that the train setpoint and the train actual value of the electric winder are fed to an amplifier (20) which controls the field (4) of the electric winder (3) or the field of one switched on in the armature circuit of the electric winder motor (3) Additional generator controls.

4. Device according to claims 1 and 2, characterized in that the train setpoint and the actual tension value increased by the amount of the voltage tapped at the potentiometer (9) of the support roller roller (1) are fed to an amplifier (13) which controls the field (2) of the support roller motor (1) controls.

1 sheet of drawings