Papierrollenwechselvorrichtung, insbesondere für Rollenrotationsdruckmaschinen
Die Erfindung befasst sich mit einer Rollenwechselvorrichtung, insbesondere für Rollenrotationsdruckmaschinen, deren mit der Drehbewegung des Rollensterns eingeleitete Steuerung zum Verbinden der auslaufenden Bahn mit der Ersatzrolle durch einen durch Drehzahlvergleich zwischen Restrolle und Maschine gegebenen Steuerimpuls ausgelöst wird.
Eine bekannte Vorrichtung dieser Art nach der deutschen Patentschrift 1108 239 gibt den die Rollensterndrehung auslösenden Steuerimpuls jeweils bei Erreichen eines von der Bahngeschwindigkeit in der Maschine abhängigen, d. h. mit ihr grösseren oder kleineren Restrollen-Durchmesser. Dabei wird mit einem einzigen, bei beliebiger Maschinengeschwindigkeit auslösbaren Steuerimpuls und bei etwa konstanter und kürzestmöglicher Zeit für den Ablauf des Rollenwechselvorganges erreicht, dass auf der Restrolle als Abfall bzw. Makulatur stets etwa gleiche und sehr geringe Reste der Bahn verbleiben.
Bei dieser bekannten Vorrichtung wird der Steuerimpuls für den Beginn der Rollenwechseloperation bei Eintritt einer vorbestimmten konstanten Differenz der Drehzahl der Restrolle und der Maschine ausgelöst.
Diesem Prinzip liegt zugrunde, dass die Maschinengeschwindigkeit während des Rollenwechsels nicht geändert wird. Nur unter dieser Voraussetzung Fässt sich bei dieser Methode mit einem einzigen Steuerimpuls in stets etwa konstanter Rollenwechselzeit ein stets etwa gleich kleiner Rollenrest nach Ablauf des Verbindungsvorganges erzielen.
In bestimmten Fällen ist es nun im praktischen Betrieb erwünscht, den Rollenwechsel bei verminderter Maschinengeschwindigkeit durchzuführen. Der Grund hierfür kann in schlecht gewickelten, eingedellten und schlagenden Papierrollen oder darin liegen, dass Papiere geringerer Reisslänge zu verarbeiten sind. Zum anderen erlauben beispielsweise die modernen Rollenhochdruckmaschinen Maximalgeschwindigkeiten, die teilweise erheblich über den Geschwindigkeiten liegen, bei denen mit den derzeit üblichen Vorrichtungen ein selbsttätiger Rollenwechsel sicher durchgeführt werden kann.
In diesen und anderen Fällen ist es also erforderlich, die Maschine während des Rollenwechsels mit verminderter Geschwindigkeit laufen zu lassen. Zweckmässigerweise geschieht dies selbsttätig dadurch, dass von der Schaltung der Rollenwechselvorrichtung das Langsamer -Kommando der Hauptmotore so lange beeinflusst wird, bis die Hauptmotore auf einen einstellbaren Dreh zahlwert hinuntergesteuert sind. Erwünschtenfalls können die Hauptmotore nach Beendigung des Rollenwechsels wieder auf den vorherigen Drehzahlsollwert selbsttätig hochgefahren werden.
Für das Vermindern der Maschinendrehzahl auf einen vorbestimmbaren Wert im Zusammenhang mit einem selbsttätigen Rollenwechsel bieten sich nun mehrere Lösungswege an. Der einfachste wäre der, zunächst die Maschinendrehzahl herunterzusteuern und anschliessend den selbsttätigen Rollenwechsel bei der verminderten, aber wiederum konstant gehaltenen Maschinendrehzahl durchzuführen. In diesem Falle wäre ein erster Drehzahl- oder Durchmesservergleich zum Auslösen des Langsamer -Kommandos der Maschine und ein zweiter zum Starten des eigentlichen Rollenwechselvorganges erforderlich, wobei der erste Steuerimpuls bei einem Durchmesser der Restrolle gegeben werden müsste, der der Höchstgeschwindigkeit der Maschine entspricht.
Bei einer Produktionsgeschwindigkeit, die unterhalb der Höchstgeschwindigkeit liegt, müsste dann in Kauf genommen werden, dass die Maschine eine gewisse Zeit mit verminderter Geschwindigkeit läuft, bevor der Rollenwechselvorgang eingeleitet wird. Dies wäre insbesondere dort von Nachteil, wo mehrere Papierbahnen in eine Maschine einlaufen, da die einzelnen Rollenwech selvorrichtungen die Anklebeoperation normalerweise zu unterschiedlichen Zeiten durchführen und sich somit die Zeitspanne, in denen die Maschine mit reduzierter Geschwindigkeit arbeitet, addieren.
Diese Nachteile sucht die Erfindung zu vermeiden.
Sie geht dabei von dem Vorschlag aus, den Impuls für das Heruntersteuern der Maschinengeschwindigkeit auf einen einstellbaren Sollwert gleichzeitig mit dem Startimpuls für den mit der Drehbewegung des Rollensterns einzuleitenden Rollenwechselvorgang auszulösen. Das bedeutet, dass die Zeit für das Heruntersteuem der Maschine auf eine niedrige Laufdrehzahl eine Teilzeit des Rollenwechselvorganges wird und somit die Anklebeoperation nicht verlängert. Dabei sollen jedoch die drei Vorteile der bekannten Vorrichtung nach der deutschen Patentschrift 1108 239 gewahrt bleiben.
Diese sind nämlich:
1. ein einziger Steuerimpuls, der bei beliebiger Maschinengeschwindigkeit auslösbar ist,
2. eine stets etwa konstante und kürzestmögliche Zeitdauer für den Ablauf des Rollenwechselvorganges und
3. ein stets etwa gleich kleiner Rollenrest.
Zu diesem Zwecke schlägt die Erfindung vor, dass die Steuerimpulse für das Starten des Rollenwechselvorganges und das Heruntersteuern der Maschinendrehzahl auf einen einstellbaren Sollwert gleichzeitig gegeben und jeweils bei Eintritt einer vorbestimmten konstanten Differenz der Quadratwurzel aus der Restrollendrehzahl und der Quadratwurzel aus der Maschinendrehzahl ausgelöst werden.
Auf diese Weise lässt sich mit einem einzigen Steuerimpuls erreichen, dass für sämtliche üblichen Maschinendrehzahlen auch bei einem kontinuierlichem Heruntersteuern der Maschinendrehzahl auf einen einstellbaren Sollwert stets ein etwa gleicher, geringer Rollenrest als Makulatur verbleibt und der gesamte Rollenwechsel unabhängig von der Bahngeschwindigkeit in einer etwa konstanten Zeit abläuft. Es erübrigt sich somit ein zweiter Drehzahl- bzw. Durchmesservergleich und Steuerimpuls. Dabei wählt sich eine solche Steuervorrichtung bei jeder Maschinengeschwindigkeit selbsttätig den für den Rollenwechselbeginn jeweils erforderlichen Restrollendurchmesser. Nach erfolgter Einleitung des Rollenwechsels läuft der Vorgang mit bekannten Mitteln kontinuierlich ab.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand der Zeichnung erläutert.
Der dreiarmige, motorisch drehbare Rollenstern 1 ist in Anklebestellung gezeigt. Die ablaufende Bahn 2 der Restrolle 3 ist an die vom endlosen Gurt 4 angetriebene Ersatzrolle 5 anzukleben. Die Gurtrolle 6 erhält ihren Antrieb von der Maschine her über ein Getriebe 7 mit veränderbarer Abtriebdrehzahl, das auch einen Messgenerator 8 antreibt. Jeder Rollensternarm trägt einen der Messgeneratoren 9, 10 und 11, der von seiner Rolle, beispielsweise vom Rollenkonus aus, mit veränderlicher, vom Rollendurchmesser abhängiger Drehzahl angetrieben wird. In der gezeigten Lage sind die beiden Messgeneratoren 8 und 9 gegeneinandergeschaltet. Zur weiteren Ausrüstung üblicher Art gehört der in der Maschinenseitenwand gelagerte Schwenkrahmen 12, der die Anklebebürste 13 und das Trennmesser 14 trägt.
Die beiden gegeneinandergeschalteten Messgeneratoren, wie z. B. 8 und 9, erzeugen elektrische Spannungen, die den jeweiligen Drehzahlen proportional sind. Die selbsttätige Steuerung des Anklebevorganges und das gleichzeitige Heruntersteuern der Maschinendrehzahl auf einen vorbestimmten Sollwert werden jeweils ausgelöst, sobald die beiden gegeneinandergeschalteten Messgeneratoren mit einer vorbestimmten konstanten Differenz der Quadratwurzel ihrer Drehzahlen laufen. Erst dann bewirken die beiden Messgeneratoren einen Steuerimpuls. Dabei entspricht die gewählte Differenz einem Restrollendurchmesser, der vom Formzylinderumfang der Maschine, ihrer Laufdrehzahl, der Drehzahlkennlinie der Hauptmotore, dem einstellbaren Drehzahlwert, auf den die Maschine während des Rollenwechselvorganges heruntergesteuert wird, abhängt.
Die Drehzahlverminderung der Hauptmotore über der Zeit wird dabei als linear verlaufend angenommen.
Der Drehzahlvergleich der beiden Messgeneratoren kann durch jedes geeignete Gerät durchgeführt werden, das die gewünschte mathematische Funktion bildet. Die Anordnung ist dabei so zu treffen, dass der Steuerimpuls nur bei einer positiven Differenz der Quadratwurzel der beiden Messgeneratorenspannungen gegeben wird, wenn also die Drehzahl des Restrollenmessgenerators grösser ist als die des Maschinenmessgenerators.
Paper roll changing device, in particular for web-fed rotary printing machines
The invention is concerned with a roll changing device, in particular for web-fed rotary printing machines, the control of which, initiated with the rotary movement of the star wheel, for connecting the outgoing web to the replacement roll is triggered by a control pulse given by speed comparison between the remaining roll and the machine.
A known device of this type according to German patent specification 1108 239 gives the control pulse that triggers the star wheel rotation when a speed dependent on the web speed in the machine is reached, i. H. with her larger or smaller residual roll diameter. With a single control pulse that can be triggered at any machine speed and with an approximately constant and shortest possible time for the reel change process to take place, approximately the same and very small remnants of the web always remain on the remaining reel as waste or waste.
In this known device, the control pulse for the start of the roll change operation is triggered when a predetermined constant difference between the rotational speed of the remaining roll and the machine occurs.
This principle is based on the fact that the machine speed is not changed during the roll change. Only if this is the case, with this method, with a single control pulse in an always approximately constant roll change time, a roll remainder of about the same size can be achieved after the connection process has ended.
In certain cases it is desirable in practical operation to carry out the roll change at a reduced machine speed. The reason for this can be poorly wound, dented and beating paper rolls or the fact that papers with a shorter tear length need to be processed. On the other hand, the modern high-pressure web presses, for example, allow maximum speeds that are in some cases considerably higher than the speeds at which an automatic roll change can safely be carried out with the currently usual devices.
In these and other cases it is therefore necessary to run the machine at reduced speed during the roll change. This is expediently done automatically in that the slower command of the main motors is influenced by the switching of the roll changing device until the main motors are controlled down to an adjustable speed value. If required, the main motors can be automatically run up again to the previous speed setpoint after the end of the roll change.
There are several possible solutions for reducing the machine speed to a predeterminable value in connection with an automatic roll change. The simplest would be to first reduce the machine speed and then carry out the automatic roll change at the reduced, but again kept constant machine speed. In this case, a first speed or diameter comparison would be required to trigger the slower command of the machine and a second to start the actual roll change process, whereby the first control pulse would have to be given when the diameter of the remaining roll corresponds to the maximum speed of the machine.
At a production speed that is below the maximum speed, it would then have to be accepted that the machine would run at a reduced speed for a certain time before the roll change process is initiated. This would be particularly disadvantageous where several paper webs enter a machine, since the individual roll changing selvorrichtungen normally carry out the gluing operation at different times and thus add up the time periods in which the machine works at reduced speed.
The invention seeks to avoid these disadvantages.
It is based on the suggestion to trigger the impulse for reducing the machine speed to an adjustable setpoint at the same time as the start impulse for the roll change process to be initiated with the rotary movement of the star wheel. This means that the time for the machine to run down to a low running speed becomes part of the roll change process and thus does not extend the gluing operation. However, the three advantages of the known device according to German patent specification 1108 239 should be preserved.
These are namely:
1. a single control pulse that can be triggered at any machine speed,
2. an approximately constant and shortest possible time period for the sequence of the roll change process and
3. A remainder of the roll that is always roughly the same.
For this purpose, the invention proposes that the control pulses for starting the roll change process and reducing the machine speed to an adjustable setpoint are given simultaneously and triggered when a predetermined constant difference occurs between the square root of the remaining roll speed and the square root of the machine speed.
In this way it can be achieved with a single control pulse that for all normal machine speeds, even with a continuous downward control of the machine speed to an adjustable setpoint, an approximately equal, smaller roll remainder always remains as waste and the entire roll change regardless of the web speed in an approximately constant time expires. A second speed or diameter comparison and control pulse are therefore not necessary. In this case, such a control device automatically selects the remaining roll diameter required for the beginning of the roll change at each machine speed. After the roll change has been initiated, the process runs continuously with known means.
An embodiment of the invention is explained with reference to the drawing.
The three-armed, motorized rotatable star wheel 1 is shown in the glued position. The running web 2 of the remaining roll 3 is to be glued to the replacement roll 5 driven by the endless belt 4. The belt reel 6 receives its drive from the machine via a gear 7 with a variable output speed, which also drives a measuring generator 8. Each roller star arm carries one of the measuring generators 9, 10 and 11, which is driven by its roller, for example from the roller cone, at a variable speed depending on the roller diameter. In the position shown, the two measurement generators 8 and 9 are connected to one another. The swivel frame 12, which is mounted in the machine side wall and carries the adhesive brush 13 and the separating knife 14, is part of the other equipment of the usual type.
The two counter-connected measurement generators, such as B. 8 and 9, generate electrical voltages that are proportional to the respective speeds. The automatic control of the gluing process and the simultaneous downward control of the machine speed to a predetermined target value are triggered as soon as the two measuring generators connected to one another run with a predetermined constant difference between the square root of their speeds. Only then do the two measuring generators generate a control pulse. The selected difference corresponds to a residual roll diameter, which depends on the forme cylinder circumference of the machine, its running speed, the speed characteristic of the main motors, the adjustable speed value to which the machine is reduced during the roll change process.
The reduction in speed of the main motors over time is assumed to be linear.
The speed comparison of the two measuring generators can be carried out by any suitable device that forms the desired mathematical function. The arrangement is to be made in such a way that the control pulse is only given when there is a positive difference between the square root of the two measuring generator voltages, i.e. when the speed of the residual roll measuring generator is greater than that of the machine measuring generator.