DD252360A1 - Vorrichtung zum regeln des abrollens in abwickeleinrichtungen - Google Patents

Vorrichtung zum regeln des abrollens in abwickeleinrichtungen Download PDF

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Abstract

Vorrichtung zum Regeln des Abrollens in Abwickeleinrichtungen mit einem Bahnspeicher, vorzugsweise in Rollenrotationsdruckmaschinen eingesetzt, wo eine Bedruckstoffbahn von einer Wickelrolle ueber einen Bahnspeicher der Druckmaschine mit konstanter und stabiler Bahnspannung zuzufuehren ist. Von den Walzen einer der Walzengruppen des Bahnspeichers sind zwei Walzen durch ein waehrend des Entleerens des Bahnspeichers auskuppelbares Getriebe drehwinkelgekoppelt. Vorzugsweise sind die Aus- und die Einlaufwalze der gestellfesten Walzengruppe des Bahnspeichers drehwinkelgekoppelt. Der Bahnspeicher dient als Regeleinrichtung zum Regeln der Umfangsgeschwindigkeit der Wickelrolle in Abhaengigkeit von der Einziehgeschwindigkeit, deren Uebergangsverhalten eine I-Komponente mit relativ kleinem integralen Uebertragungsfaktor und eine P-Komponente enthaelt. Die Wirkungsstelle fuer die Summe der Uebergangsverhalten ist die Wickelrolle. Fig. 1

Description

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß von den Walzen einer der Walzengruppen des Bahnspeichers zwei Walzen durch ein während des Entleerens des Bahnspeichers auskuppelbares Getriebe drehwinkelgekoppelt sind. Das Getriebe weist ein solches Übersetzungsverhältnis auf, daß die Umfangsgeschwindigkeiten beider gekoppelter Walzen nahezu gleich sind. In Ausgestaltung der Erfindung sind die Aus- und die Einlaufwalze der gestellfesten Walzengruppe des Bahnspeichers durch ein während des Entleerens des Bahnspeichers auskuppelbares Getriebe drehwinkelgekoppelt. Das Getriebe weist ein solches Übersetzungsverhältnis auf, daß die Umfangsgeschwindigkeit der Einlaufwalze nahezu gleich der Umfangsgeschwindigkeit der Auslaufwalze ist.
Die gekoppelten Walzen sind ihrer Wirkung nach Förderwalzen, die vorzugsweise über die Bedruckstoffbahn, ohne ein weiteres Übertragungsmittel, von der Einzieheinrichtung angetrieben werden.
Das Getriebe zum Koppeln des Drehwinkels zwischen der ersten und der zweiten Walze kann z.B. ein Räder-oder Zugmittelgetriebe sein.
Zum Auskuppeln des Getriebes während des Entleerens des Bahnspeichers ist eine kraftschlüssige und schlupffreie Schaltkupplung vorgesehen.
Auftretende Geschwindigkeitsdifferenzen zwischen der Einzieheinrichtung und der Wickelrolle führen zu Änderungen der elastischen Dehnung des Bahnabsschnittes zwischen der Wickelrolle und der—in Laufrichtung der Bahn — ersten gekoppelten Walze und diese werden von der ersten gekoppelten Walze in den Bahnweg zwischen der ersten und der — in Laufrichtung der Bahn—zweiten gekoppelten Walze des Bahnspeichers befördert. Im Bahnweg zwischen der ersten und der zweiten gekoppelten Walze, in dem die Bahn durch die bewegbare Waizengruppe mit einer Kraft belastet wird, die dem Sollwert der Bahnspannung in der Druckmaschine entspricht, erfolgt ein Dehnungsausgleich. Da die Bahn nach erfolgtem Dehnungsausgleich von der zweiten gekoppelten Walze mit der gleichen Geschwindigkeit wie von der ersten gekoppelten Walze weiterbefördert wird, wird die bewegbare Walzengruppe aus ihrer Ruhelage ausgelenkt.
Die Auslenkung ist dem Integral der Dehnungsänderung im Bahnabschnitt zwischen der Wickelrolle und der ersten gekoppelten Walze und damit auch—jedoch mit einem erheblich verkleinerten integralen Übertragungsfaktor—dem Integral der Änderung der Bahngeschwindigkeit der Einzieheinrichtung proportional. Die bewegbare Walzengruppe des Bahnspeichers dient somit in vorteilhafterweise als Regeleinrichtung mit integralem Verhalten und relativ kleinem integralen Übertragungsfaktor. Die gestellfeste Walzengruppe des Bahnspeichers dagegen stellt durch das Mittel der Kopplung ein Übertragungsglied mit proportional wirkendem Einfluß von Geschwindigkeitsschwankungen der Einzieheinrichtung auf die Wickelrolle dar. Die von den Geschwindigkeitsänderungen verursachten Änderungen der elastischen Dehnung des Bahnabschnittes zwischen der Wickelrolle und der—in Laufrichtung der Bahn—ersten gekoppelten Walze werden mit der zugehörigen Dehnkraft unmittelbar als Drehmoment an der Wickelrolle wirksam.
Der Bahnspeicher ist somit eine Regeleinrichtung zum Regeln der Umfangsgeschwindigkeit der Wickelrolle in Abhängigkeit von der Druckmaschinengeschwindigkeit, deren Übergangsverhalten eine I- und eine P-Komponente enthält. Die Wirkungsstelle für die Summe der Übergangsverhalten stellt die Wickelrolle dar.
Beim Erreichen eines vorgegebenen Mindestdurchmessers der Wickelrolle wird mit dem Abbremsen der Wickelrolle der Rollenwechsel eingeleitet. Während des Abbremsens und beim Rollenstillstand wird der Bahnspeicher durch die mit konstanter —dem Sollwert der Bahnspannung in der Druckmaschine entsprechender—Bahnkraft gebremste Bewegung der bewegbaren Walzengruppe des Bahnspeichers in Richtung auf die gestellfeste Walzengruppe des Bahnspeichers unter dem Einfluß der Bahnspannung entleert. In diesem Zeitintervall ist das Getriebe zum Koppeln der Walzen ausgekuppelt und die Steuerkette zwischen der bewegbaren Walzengruppe des Bahnspeichers und der Rollenbremse durch ein Schaltelement unterbrochen. Ausgangspunkt der Erfindung ist die tatsächlich unterbliebene Nachnutzung der technischen Lehre einer mit der DD-PS 58849 bekannt gewordenen Tänzerwalzenanordnung, bei der die Tänzerwalze zwischen zwei Förderwalzen angeordnet ist, die über ein Getriebe von der Druckmaschine mit gleicher Umfangsgeschwindigkeit angetrieben sind. Der besondere Effekt dieser Anordnung besteht darin, daß in Verbindung mit einer gebremsten WickelrolledieTänzerwalzenanordnung regelungstechnisch der Parallelschaltung eines Elementes mit P- und eines Elementes mit I-Verhalten entspricht und die Wickelrolle als Wirkungsstelle für die Summe der Übergangsverhalten auftritt — ein Übergangsverhalten, wie es als dringendes Bedürfnis für den Bahnspeicher als Regeleinrichtung zum Regeln des Abrollens in Abwickeleinrichtungen seit langer Zeit (mehr als 15 Jahre) besteht und nicht befriedigt worden ist. Die schöpferische Weiterentwicklung der bekannten Anordnung und ihre funktioneile Verschmelzung mit dem Bahnspeicher erzielt einen den Durchschnittsfachmann überraschenden Erfolg. Ein besonderer Vorteil der Erfindung besteht darin, daß nicht nur eine stabile Regelung des Abrollens erreicht wird, sondern daß auch beim Auffüllen des Bahnspeichers die Bewegung der bewegbaren Walzengruppe des Bahnspeichers noch vor dem Erreichen der Endlage ohne besondere Mittel gebremst wird. Der besondere.technisch-ökonomische Effekt der Erfindung wird dadurch erreicht, daß mit einfachsten Mitteln des Maschinenbaues eine stabile Regelung erreicht wird.
Ausführungsbeispiel
Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. In der zugehörigen Zeichnung zeigt
Fig. 1: eine schematische Darstellung einer Abwickeleinrichtung mit einem Bahnspeicher und einer Einzieheinrichtung Fig. 2: eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen gestellfesten Walzengruppe des Bahnspeichers mit einem
Zugmittelgetriebe — nicht dargestellt ist eine Kupplung zum zeitweisen Auskuppeln des Getriebes Fig.3: den Signalflußplan des Regelkreises (mit eingezeichneten Übergangsfunktionen) zum Regeln des Abrollens.
Die Aus- und die Einlaufwalze 3.4,3.1 der gestellfesten Walzengruppe 3 des Bahnspeichers sind durch ein während des Entleerens des Bahnspeichers auskuppelbares Zugmittelgetriebe 11, bestehend aus dem Antriebsrad 11.1, dem Zugmittel 11.2 sowie dem Abtriebsrad 11.3 drehwinkelgekoppelt. Das Zugmittelgetriebe 11 weist ein solches Übersetzungsverhältnis auf, daß die Umfangsgeschwindigkeit der Einlaufwalze 3.1 nahezu gleich der Umfangsgeschwindigkeit der Auslaufwalze 3.4 ist. Die gekoppelten Walzen 3.1 und 3.4 sind ihrer Wirkung nach Förderwalzen, die vorzugsweise über die Papierbahn 1, ohne ein weiteres Übertragungsmittel — beispielsweise ein Übertragungsgetriebe zur Übertragung eines Drehmomentes von der Einzieheinrichtung 5 zu den Walzen 3.4 und 3.1 — von der Einzieheinrichtung 5 angetrieben werden.
Zum Auskuppeln desZugmittelgetriebes 11 während des Entleerens des Bahnspeichers ist eine kraftschlüssige und schlupffreie Schaltkupplung — nicht dargestellt — vorgesehen.
Auftretende Geschwindigkeitsdifferenzen zwischen der Einzieheinrichtung 5, mittels der der Druckmaschine die Papierbahn 1 mit einer veränderbaren Bahngeschwindigkeit zugeführt wird, und der Wickelrolle 2 führen zu Änderungen der elastischen Dehnung des Bahnabschnittes zwischen der Wickelrolle 2 und der Einlaufwaize 3.1 und diese werden von der Einlaufwalze 3.1 in den Bahnweg zwischen der Einlaufwalze 3.1 und der Auslaufwalze 3.4 des Bahnspeichers befördert. Im Bahnweg zwischen der Ein-und der Auslaufwalze 3.1, 3.4 des Bahnspeichers, in dem die Papierbahn 1 durch die bewegbare Walzengruppe 4 mit einer Kraft FK belastet wird, die dem Sollwert der Bahnspannung in der Druckmaschine entspricht, erfolgt ein Dehnungsausgleich. Da die Papierbahn 1 nach erfolgtem Dehnungsausgleich von der Auslaufwalze 3.4 mit der gleichen Geschwindigkeit wie von der Einlaufwalze 3.1 weiterbefördert wird, wird die bewegbare Walzengruppe 4 aus ihrer Ruhelage ausgelenkt. Die Auslenkung ist dem Integral der Dehnungsänderung im Bahnabschnitt zwischen der Wickelrolle 2 und der Einlaufwalze 3.1 und damit auch
—jedoch mit einem erheblich verkleinerten integralen Übertragungsfak'tor — dem Integral der Änderung der Bahngeschwindigkeit Vm der Einzieheinrichtung 5 proportional.
Die bewegbare Walzengruppe 4 des Bahnspeichers dient somit in vorteilhafter Weise als Regeleinrichtung mit integralem Verhalten und relativ kleinem integralen Übertragungsfaktor. Die gestellfeste Walzengruppe 3 des Bahnspeichers dagegen stellt durch das Koppeln der Ein-und Auslaufwalze 3.1,3.4 ein Übertragungsglied mit proportional wirkendem Einfluß von Geschwindigkeitsschwankungen der Einzieheinrichtung 5 auf die Wickelrolle 2 dar. Die von den Geschwindigkeitsänderungen verursachten Änderungen der elastischen Dehnung des Bahnabschnittes zwischen der Wickelrolle 2 und der Einlaufwalze 3.1 werden mit der zugehörigen Dehnkraft FR unmittelbar als Drehmoment MRi an der Wickelrolle 2 wirksam.
Der Bahnspeicher ist somit eine Regeleinrichtung zum Regeln der Umfangsgeschwindigkeit vR der Wickelrolle 2 in Abhängigkeit von der Bahngeschwindigkeit vM der Einzieheinrichtung 5, deren Übergangsverhalten eine I- und eine P-Komponente enthält.
Die Wirkungsstelle für die Summe der Übergangsverhalten stellt die Wickelrolle 2 dar.
Die Regeleinrichtung umfaßt des weiteren einen von der bewegbaren Walzengruppe 4 des Bahnspeichers beaufschlagten Weg-Druck-Wandler 9 und die Rollenbremse 10.
Beim Erreichen eines vorgegebenen Mindestrollendurchmessers Dr der Wickelrolle 2 wird mit dem Abbremsen der Wickelrolle 2 der Rollenwechsel eingeleitet. Während des Abbremsens und beim Rollenstillstand wird der Bahnspeicher durch die mit konstanter—dem Sollwert der Bahnspannung in der Druckmaschine entsprechender—Bahnkraft FKgebremste Bewegung der bewegbaren Walzengruppe 4 des Bahnspeichers in Richtung auf die gestellfeste Walzengruppe 3 des Bahnspeichers unter dem Einfluß der Bahnspannung entleert. In diesem Zeitintervall ist das Zugmittelgetriebe 11 zum Koppeln des Drehwinkels der Aus- und der Einlaufwalze 3.4,' 3.1 ausgekuppelt und die Steuerkette zwischen der bewegbaren Walzengruppe 4 des Bahnspeichers und der Rollenbremse 10 unterbrochen.

Claims (2)

1. Vorrichtung zum Regeln des Abrollens in Abwickeleinrichtungen mit einem nachgeordneten, bei Rollenstiilstand entleerbaren und anschließend wieder auffüllbaren., eine gestellteste und eine bewegbare Walzengruppe aufweisenden Bahnspeicher, wobei die bewegbare Walzengruppe beim Entleeren des Bahnspeichers entgegen der durch die Bahnspannung auf die bewegbare Walzengruppe in Richtung auf die gestellfeste Walzengruppe ausgeübten Vorschubkraft durch eine Bremskraft bremsbar und zum Auffüllen des Bahnspeichers durch eine auf die bewegbare Walzengruppe ausgeübte Vorschubkraft entgegen der Richtung auf die gestellfeste Walzengruppe verschiebbar ist und bei aufgefülltem Bahnspeicher die Rollenbremse in Abhängigkeit von der Auslenkung der bewegbaren Walzengruppe von dieser steuerbar ist, gekennzeichnet dadurch, daß von den Walzen einer der Walzengruppen (3.4) des Bahnspeichers zwei Walzen (3.1,3.4) durch ein während des Entleerens des Bahnspeichers auskuppelbares Getriebe (11) drehwinkelgekoppelt sind und daß dieses Getriebe (11) ein solches Übersetzungsverhältnis aufweist, daß die Umfangsgeschwindigkeiten beider gekoppelter Walzen (3.1,3.4) nahezu gleich sind.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Aus- und die Einlaufwalze (3.4,3.1) der gestellfesten Walzengruppe (3) des Bahnspeichers durch ein während des Entleerens des Bahnspeichers auskuppelbares Getriebe (11) drehwinkelgekoppelt sind und daß dieses Getriebe (11) ein solches Übersetzungsverhältnis aufweist, daß die Umfangsgeschwindigkeit der Einlaufwalze (3.1) nahezu gleich der Umfangsgeschwindigkeit der Auslaufwalze (3.4) ist.
Hierzu 2 Seiten Zeichnungen
Anwendungsgebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Regeln des Abrollens in Abwickeleinrichtungen mit einem Bahnspeicher. Sie kommt vorzugsweise in Rollenrotationsdruckmschinen zum Einsatz, wo eine Bedruckstoffbahn von einer Wickelrolle über einen Bahnspeicher der Druckmaschine mit konstanter und stabiler Bahnspannung zuzuführen ist.
Charakteristik des bekannten Standes der Technik
Es sind Abwickelrichtungen mit einem bei Rollenstillstand entleerbaren und anschließend wieder auffüllbaren, eine gestellfeste und eine bewegbare Walzengruppe aufweisende Bahnspeicher bekannt, bei denen die Rollenbremse von einer Tänzerwalze gesteuert wird, die im Bahnabschnitt zwischen dem Bahnspeicher und der Einzieheinrichtung angeordnet ist und eine Auslenkung in Abhängigkeit von der Bahnspannung erfährt. Da Geschwindigkeitsschwankungen der Einzieheinrichtung oder der Wickelrolle die Bahnspannung beeinflussen, schlägt die EP-PS 169476 vor, die Auswirkung von Geschwindigkeitsschwankungen möglichst frühzeitig zu unterbinden, indem dem in Abhängigkeit von der Änderung der Bahnspannung arbeitenden Regelkreis ein in Abhängigkeit von der Änderung der Bahngeschwindigkeit arbeitender Regelkreis mit besonderen, die Bahngeschwindigkeit an der Einzieheinrichtung und an der Wickelrolle aufnehmenden Meßeinrichtungen, unterlagert wird. Der regelungstechnische Aufwand, resultierend aus der Kaskadenregelung mit den Soll- und Istwertaufnehmern für die Bahnspannung und die Geschwindigkeitsdifferenz, ist beträchtlich. Eine wesentliche Aufwandsreduzierung ergäbe sich dann, wenn die bewegbare Waizengruppe des Bahnspeichers neben ihrer bahnspeichernden Funktion auch die Funktion eines Istwertgebers für Bahngeschwindigkeitsänderungen erfüllen könnte. Nachteilig ist hierbei aber, daß die Auslenkung der bewegbaren Walzengruppe des Bahnspeichers dem Integral der Differenz der Bahngeschwindigkeiten proportional ist. Die bewegliche Walzengruppe des Bahnspeichers — einer !-Regeleinrichtung entsprechend — in einem Regelkreis mit der Wickelrolle—einer P-Ti-Regelstrecke mit relativ großer Verzögerung entsprechend— neigt zu Schwingungen, die sich langsam oder gar nicht abbauen und deren Anschläge auch überalle Grenzen wachsen können.
Ziel der Erfindung
Ziel der Erfindung ist es, für den Einsatz in Rollenrotationsdruckmaschinen eine Vorrichtung zum Regeln des Abrollens in Abwickeleinrichtungen zur Verfügung zu stellen, die sich durch Einfachheit im Aufbau und in Verbindung damit durch niedrige Herstellungs-und Betriebskosten sowie durch hohe Zuverlässigkeit auszeichnet.
Darlegung des Wesens der Erfindung
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den integral wirkenden Einfluß von Geschwindigkeitsschwankungen der Einzieheinrichtung oder der Wickelrolle auf die bewegliche Walzengruppe des Bahnspeichers zu unterbinden und damit zu gewährleisten, daß Geschwindigkeitsschwankungen nicht zur Instabilität der Regelung mit einem Anwachsen der Bahnspannung führen und andererseits in Abhängigkeit von der Auslenkung der bewegbaren Walzengruppe des Bahnspeichers Geschwindigkeitsschwankungen und damit Abweichungen der Bahnspannung schnell auszuregeln.
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