DD153965A3 - Einrichtung zur ermittlung der beschleunigungszeit - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Ermittlung der Beschleunigungszeit einer neuen Wickelrolle von Abwickeleinrichtungen fuer bahnfoermiges Gut. Sie soll Voraussetzungen fuer einen zuverlaessigen, materialsparenden Wickelrollenwechsel schaffen. Aufgabe ist es, eine Einrichtung zur Beschleunigungszeitermittlung zu schaffen, die mit grosser Genauigkeit arbeitet. Dies wird erreicht, indem eine von einem Bahnimpulsgeber der ablaufenden Materialbahn, einem Umdrehungsimpulsgeber und einem Umfangsimpulsgeber der neuen, im Rollentraeger eingespannten Rolle sowie einem Impulsgeber mit fester Frequenz gespeiste Auswahlschaltung ausgangsseitig mit zwei Impulszaehlern verbunden ist, die sowie miteinander als auch mit einer Recheneinrichtung gekoppelt sind, weiterhin der Ausgang des einen Impulsgebers mit dem Eingang der Recheneinrichtung zusammengeschaltet und ein mit der Beschleunigungseinrichtung in Verbindung stehender Zeitgeber an die Auswahlschaltung und den Eingang der Recheneinrichtung angeschlossen ist.

Description

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Einrichtung zur Ermittlung der Beschleunigungszeit Anwendungsgebiet der Erfindung:

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Ermittlung der Beschleunigungszeit von Null auf Bahngeschwindigkeit einer neuen Wickelrolle von Abwickeleinrichtungen für bahnförmiges Gut bei bahnenverarbeitenden Maschinen, insbesondere Rollenrotationsdruckmaschinen·

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen:

In Abwickeleinrichtungen mit automatischem Rollenwechsel wird zur Festlegung von Einsatzpunkten von Rollenwechselschritten u. a. die erforderliche Zeit für die Beschleunigung der neuen Wickelrolle von Null auf Bahngeschwindigkeit benötigt. Diese Zeit wird bei einer bekannten Steueranordnung (DD-Anmeldung B 65 H / 215 006) je nach dem Rollensortiment vorgegeben oder für jede Wickelrolle einzeln bestimmt. Aus den nachfolgend genannten Gründen sollte

20,die Beschleunigungszeit möglichst genau vorliegen. Bei einer zu groß bemessenen Beschleunigungszeit führt die auf die Bahngeschwindigkeit der Druckmaschine beschleunigte neue Wickelrolle bis zum Ablauf dieser Zeit zusätzliche weitere Drehungen aus. Dies erhöht die Gefahr, daß sich die für die Klebung vorbereitete Klebespitze von der Wikkelroile löst und der Rollenwechselvorgang abgebrochen und

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die Anklebung von Hand ausgeführt werden muß. Ist dagegen die tatsächlich benötigte Beschleunigungszeit größer als die vorgesehene, so wird der sich an das Beschleunigen anschließende Klebevorgang verspätet eingeleitet, was zur Folge hat, daß der Rollenrest der sich abwickelnden alten Wickelrolle kleiner als vorgesehen ausfällt oder vor Ausführung der Anklebung aufgebraucht ist. Bei Eintritt des letzteren Falles müssen die Materialbahnen von Hand miteinander verbunden werden. Die·manuelle Anklebung bedingt Stillstandszeiten der bahnenverarbeitenden Maschine. Eine Erhöhung der Sicherheit gegen das völlige Abwickeln der alten Rolle durch die Vorgabe eines größeren Restrollendurchmessers ist mit einer Vergrößerung des Materialabfalles beim Wickelrollenwechsel verbunden.

Ziel der Erfindung:

Die Erfindung verfolgt das Ziel, Voraussetzungen für einen zuverlässigen, materialsparenden Wickelrollenwechsel zu schaffen,

Wesen der Erfindung:

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung zur Ermittlung der Beschleunigungszeit von Null auf Bahngeschwindigkeit einer neuen Wickelrolle von Abwickeleinrichtungen für bahnförmiges Gut zu schaffen, die mit großer Genauigkeit arbeitet.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß eine von einem Bahnimpulsgeber der ablaufenden Materialbahn, einem Umdrehungsimpulsgeber und einem Umfangsimpulsgeber der neuen^im Rollenträger eingespannten Rolle sowie einem Impulsgeber mit fester Frequenz gespeiste Auswahlschaltung ausgangsseitig mit zwei Impulszählern verbunden ist, die sowohl miteinander als auch mit einer Recheneinrichtung gekoppelt sind, weiterhin der Ausgang des einen Impulsgebers

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mit dem Eingang der Recheneinrichtung zusammengeschaltet und ein mit der Beschleunigungseinrichtung in Verbindung stehender Zeitgeber an die Auswahlschaltung und den Eingang der Recheneinrichtung angeschlossen ist. Mit der Einrichtung wird ein die Praxisbedingungen der späteren Rollenbeschleunigung berücksichtigender Zeitwert ermittelte Die erhaltene Beschleunigungszeit wird nicht formal nach Formeln der technischen Mechanik berechnet, sondern es wird durch Einführung einer "scheinbaren Masse" der neuen Rolle der Berechnung ein technischer Wert zugründe gelegt«, Die scheinbare Masse berücksichtigt nicht our die Masse der neuen Rolle, sondern auch der mit zu beschleunigenden Bauteile des Rollenträgers und erfaßt den für die spätere Beschleunigung vorbereiteten Zustand der Rolle, d. h. die von der Verpackung und beschädigten Lagen befreite Rolle» Weiterhin finden in der scheinbaren Masse die Reibung der Rollenlagerung und' die Luftreibung der rotierenden neuen Rolle Beachtung. Die erfindungsgemäße Einrichtung berücksichtigt außerdem durch die Beschleunigungszeitermittlung jeder Wickelrolle individuelle Rollenunterschiede. Somit wird die Beschleunigungszeit sehr genau ermittelt, wodurch die Sicherheit für einen störungsfrei ablaufenden und dadurch die Stillstandszeit der bahnenverarbeitenden Maschine senkenden S'ickelrollenwechsel erhöht wird· Außerdem kann ohne Risiko der Materialrest auf der alten Wickelrolle klein gehalten werden. Die Ermittlung der technischen Masse erfolgt an der in den Rollenträger der Abwickelvorrichtung eingespann- · - ten neuen Rolle, womit eine separate Vorrichtung zur Masseermittlung sowie der Transport der Rolle zu und ihre Handhabung in einer solchen Vorrichtung erspart wird. Die Benutzung der erfindungsgemäßen Einrichtung behindert nicht die kontinuierliche Arbeit der Abwickelvorrichtung.

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Ausführungsbeispiel:·

Die Erfindung soll nachstellend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. In der zugehörigen Zeichnung ist eine Abwickeleinrichtung mit einer Einrichtung zur Ermittlung der Beschleunigungszeit dargestellt.

Die Abwickeleinrichtung enthält einen dreiarmigen Rollenträger 1, zwischen dessen Armen 2; 3» 4 niit nicht darge-

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stellten Mitteln die abzuwickelnden Wickelrollen eingespannt werden. Zwischen den Armen 2 befindet sich die fast aufgebrauchte alte Rolle 5> von der die Materialbahn 6 abgewickelt und in die bahnverarbeitende Maschine, z. B. eine .Rotationsdruckmaschine, geführt wird.

Zwischen den Armen 3 ist die neue Rolle 7 eingespannt, die kurz vor dem Verbrauch der alten Rolle 5 während des Abwickeins an die Materialbahn 6 angeklebt werden soll. Die Vorrichtung zum Verbinden der Materialbahnen ist in der Zeichnung nicht enthalten, da dies zur Erläuterung der Erfindung nicht erforderlich ist. Ein Arbeitsschritt des Rollenwechselvorganges ist das Beschleunigen der neuen Rolle 7 in ihrer Umfangsgeschwindigkeit auf die Bahngeschwindigkeit V· Hierzu wird die neue Rolle 7 von einem Antriebsgurt 8 angetrieben, der mechanisch mit einer Beschleunigungseinrichtung 9 gekoppelt ist.

Zur Ermittlung der Beschleunigungszeit tg dient die im weiteren dargestellte und beschriebene Einrichtung. Es handelt sich im einzelnen um eine Auswahlschaltung 10, die eingangsseitig von einem Bahnimpulsgeber 11 der ablaufenden Materialbahn 6, einem Umdrehungsimpulsgeber und einem Umfangsimpulsgeber 13 der neuen Rolle 7 sowie einem Impulsgeber 14 mit fester Frequenz f .> gespeist wird. Ausgangsseitig ist die Auswahlschaltung 10 mit zv/ei Impulszählern 15; 16 verbunden, die sowohl miteinander als auch mit einer Recheneinrichtung 17 gekoppelt sind. Weiterhin ist der Ausgang des einen Inipulsgebers

16 mit dem Eingang der Recheneinrichtung 17 zusammengeschaltet. Schließlich ist ein mit der Beschleunigungseinrichtung 9 in Verbindung stehender Zeitgeber 18 an die Auswahlschaltung 10 und den Eingang der Recheneinrichtung

17 angeschlossen.

Der Ermittlung der Beschleunigungszeit tg liegt die fol-

gende Gleichung zugrunde:

-j- 1 - exp(? · t_k) _M

•η ₌ i- · in + t ^

^ · ^E V · m · k · t_k(f)² - χ - t_k *

Es ist dabei I das Trägheitsmoment der neuen Rolle 7» R der Reibbeiwert der Rollendrehung, V die Bahngeschwindigkeit, m die Rollenmasse, ΐ·^ die Einkuppelzeit, t^ die Totzeit der Kupplung. Der Paktor k berücksichtigt das Beschleunigungsnionient und die Verhältnisse seiner übertragung«,

R xs

Unter der Voraussetzung γ <\ 1 läßt sich die Gleichung 1 in die folgende Näherungsgleichung überführen, die für den vorgesehenen Anwendungsfall eine ausreichende Genauig— keit besitzt:

' tg = -V · m · k + t_t + 1/2 t_k. (2)

Die Masse der Wickelrolle läßt sich aus dem Trägheitsnioment berechnen, wenn der Rollendurchmesser bekannt ist· Eine Aussage über das Trägheitsmoment kann vermittels einer kurzen Probebeschleunigung getroffen werden. Es gilt dafür die Beziehung

⁸ K · '% P 1

Es. stellt dabei d den Durchmesser der zu beschleunigenden Rolle, M das Beschleunigungsmoment der Probebeschleu-

o P

nigung undf* die Winkelgeschwindigkeit dar, die die Rolle unter der Wirkung des Moments M nach Ablauf der Zeit t^, erreicht»

Erfindungsgemäß wird die Probebeschleunigung der neuen Rolle 7 zwischen den Armen 3 der Abwickelvorrichtung durch geführt, nachdem die Rolle für den Rollenwechsel darin ein

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gespannt and in die gezeichnete Position gebracht wurde. Es wird dabei die aus den bereits genannten Gründen die Praxisbedingungen der späteren Beschleunigung gut berücksichtigende scheinbare Masse m¹ ermittelt, die in die Gleichung 2 eingeht. Man erhält nunmehr die für die Ermittlung der Beschleunigungsaeit angewendete Beziehung

fcg = V · m» · k + t_t + 1/2 t_k (4)

oder

8 I · t t ₌ V . _& ^ . k + t. + 1/2 t (5)

* d

Das Beschleunigungsmoment M der Probebeschleunigung wird von der Beschleunigungseinrichtung 9 aufgebracht. Der Durchmesser d. der neuen Holle 7» ihre Winkelge-

e O

schwindigkeit ^f und die Balmgeschwindigkeit 7 werden 23O in der Recheneinrichtung 17 errechnet.

Der Durchmesser d wird aus dem Verhältnis der Anzahl Z von Umfangsimpulsen ζ , die vom Umfangsimpulsgeber 13 zu festgelegten Umfangswegen U der neuen Rolle 7 e:rzeugt werden, und der Anzahl Z_z von gleichzeitig vom Um drehungsimpulsgeber 12 erzeugten Umdrehungsimpulsen z_r

ζ der neuen Rolle 7 sowie dem Umfangsweg U pro Umfangsiiapuls ζ und der Anzahl M von Umdrehungsimpulsen ζ pro Umdrehung der neuen Rolle 7 errechnet. Die Gleichung hierfür lautet

a ^u * ^M * ²u (6)

Die Winkelgeschwindigkeit Jp v/ird aus der Anzahl Z von Umfangsimpulsen ζ über ein vorgegebenes Zeitintervall T„, dem Umfangsweg U pro Umfangsimpuls a und dem halben Durchmesser d_Q der neuen Rolle 7 berechnet. Das Zeitin-

tervall T wird durch. Vollaäiilen des Impuls Zählers 15» 25O der einen Zählerinhalt von Z^ Impulsen hat, mit der ]?estfrequenz f~ festgelegt. Es gilt dann die Beziehung

» 2 U - Z - f _f

^do ' ^Z1

Die Bahngeschwindigkeit V schließlich wird aus der Anzahl Z, von Bahnimpulsen z·. » die zu festgelegten abgewickelten Bahnlängenabschnitteη B vom Bahnimpulsgeber über ein vorgegebenes Zeitintervall T erzeugt werden, berechnet» Die Gleichung hierfür lautet

γ ₌ __k_l (8)

^Z1

Die Ermittlung der Beschleunigungszeit tg wird während

g der Beschleunigung g des Abwickeins der alten Rolle 5 durchgeführt. Der Zeit geber 18 steuert die Recheneinrichtung 17 sowie die Aus • wahlschaltung 10» Der Zeitgeber 18 wird gestartet, wenn sich die neue Rolle 7 für die Probebeschleunigung zu drehen bginnt. In Abhängigkeit von der vom Zeitgeber vorgegebenen Zeit führt die Auswahlschaltung 10 den Impulszählern 16 und 17 folgende Impulse zu:

Zeit Impulszähler 15 Impulszähler 16 t< U₁ " z_z z_u

* ⁼ *1 ^ff ^Zu

t > U₁ f _f ' 2^

Ist jeweils der Zähler 15 vollgezählt, so werden die Impulszähler 15 und 16 gestoppt, und die Recheneinrichtung ruft den Zählerstand Z^ des Impulszählers 16 ab. Vor jeder Messung werden die Impulszähler 15; 16 gelöscht. Der Zählerinhalt Z. des Impulszählers 15 ist eine Konstante der Einrichtung.

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Im Ausfüiirunssbeispiel wird die Erfindung bei einer Abwickeleinrichtung einer Rotationsdruckmaschine erläutert. Die Erfindung ist jedoch auch bei Abwickeleinrichtungen anderer bahnverarbeitender Maschinen, z„ B. für Querschneiderρ oder Beschichtungsmaschinen, anwendbar. Sie kann auch statt an dreiarmigen, an zweiarmigen RoI-lenträgern angewendet werden.

Weiterhin ist es möglich, das Moment der Probebeschleunigung am Zentrum der Wickelrolle angreifen zu lassen. Erfolgt die Momentübertragung nicht über eine schaltba- ^e Kupplung, so entfallen in Formal 5 die Totzeit t^ der Kupplung und die Einkuppelzeit t·^.

- in -

Claims (1)

1. -ίο- 2 17901

   Erfindungsanspruch: ·

   Einrichtung zur Ermittlung der Beschleunigungszeit von Null auf Bahngeschwindigkeit einer neuen Wickelrolle von Abwickeleinrichtungen für bahnförmiges Gut, gekennzeichnet dadurch, daß eine von einem Bahnimpulsgeber (11) der ablaufenden Materialbahn (6), einem Umdrehungsimpulsgeber (12) und einem Umfangsimpulsgeber (13) der neuen, im Rollenträger (1) eingespannten Rolle (7) sowie einem Impulsgeber (14) mit fester Frequenz (f_f) gespeiste Auswahlschaltung (10) ausgangsseitig mit zv/ei Impulszählern (15; 16) verbunden ist, die sowohl miteinander als auch mit einer Recheneinrichtung (1?) gekoppelt sind, weiterhin der Ausgang des-einen Impulsgebers (16) mit dem Eingang der Recheneinrichtung (17) zusammengeschaltet und ein mit der Beschleunigungseinrichtung (9) in Verbindung stehender Zeitgeber (18) an die Auswahlschaltung (10) und den Eingang der Recheneinrichtung (17) angeschlossen ist.

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