DE102005002030A1

DE102005002030A1 - Rollenwechsel zur Durchführung eines fliegenden Rollenwechsels

Info

Publication number: DE102005002030A1
Application number: DE102005002030A
Authority: DE
Inventors: Anton Löffler; Thomas Potzkai; Walter Ritter
Original assignee: Koenig and Bauer AG
Current assignee: Koenig and Bauer AG
Priority date: 2005-01-15
Filing date: 2005-01-15
Publication date: 2006-09-14
Anticipated expiration: 2025-01-16
Also published as: EP1681255B1; EP1681255A3; ATE522459T1; DE102005002030B4; EP1681255A2

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Rollenwechsler zur Zuführung einer Materialbahn, in dessen Aufnahmen mindestens eine ablaufende Restrolle und mindestens eine zum Rollenwechsel vorbereitete Nachfolgerolle drehbar gelagert sind. Ein Schwingungssensor misst die radial zur Drehachse der Restrolle auftretenden Schwingungen und leitet das die Schwingungen repräsentierende Messsignal an ein Auswertesystem weiter.

Description

Die Erfindung betrifft einen Rollenwechsel zur Durchführung eines fliegenden Rollenwechsels gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Rollenwechsler finden an Druckmaschinen Verwendung und dienen der Zuführung der als Bedruckstoff eingesetzten Materialbahn. In der Regel werden dabei Papierbahnen verwendet. Die Materialbahn ist dabei auf eine Materialrolle aufgespult und läuft von dieser Materialrolle ab.

Damit bei der Erschöpfung einer Materialbahn nicht die gesamte Druckmaschine angehalten werden muss, ist es bekannt, einen so genannten fliegenden Rollenwechsel durchzuführen. Dazu wird im Rollenwechsler eine neue Materialrolle aufgespannt, an der beispielsweise entsprechende Klebestellen zur Verbindung mit der ablaufenden Materialrolle vorbereitet sind. Beim fliegenden Rollenwechsel wird dann diese neue Materialrolle auf eine Umfangsgeschwindigkeit beschleunigt, die der Bahngeschwindigkeit der von der zu Ende gehenden Restrolle abgespulten Materialbahn entspricht. Beim eigentlichen Bahnwechsel wird der Bahnanfang der neuen Materialbahn mit der ablaufenden Materialbahn der Restrolle verbunden und im Wesentlichen zeitgleich die Restrollenmaterialbahn getrennt. Der Bahnanfang der neuen Materialbahn wird auf diese Weise von der alten Materialbahn in die Druckmaschine eingezogen und ein Maschinenstillstand wird vermieden.

Abhängig von der verbleibenden Restdicke des Materials und den konstruktiven Parametern der ablaufenden Materialrolle, weist diese ein sich änderndes Schwingungsverhalten und eine ebenfalls von der auf der Materialrolle verbleibenden Materialmenge abhängige Resonanzdrehzahl auf. Insbesondere bei relativ großen Bahnbreiten und sehr hohen Bahngeschwindigkeiten kann es nach den Angaben der Hersteller bei Unterschreiten einer bestimmten Restdicke zu kritischen Schwingungszuständen im Bereich der eigenkritischen Resonanzdrehzahl der Hülse kommen. Zur Vermeidung dieser kritischen Schwingungszustände ist es daher häufig notwendig, dass die Bahngeschwindigkeit bei Unterschreitung einer bestimmten Restdicke der Materialrolle heruntergefahren werden muss oder dass der Rollenwechsel bereits deutlich vor dem tatsächlichen Ende der ablaufenden Materialbahn der Restrolle erfolgen muss. Durch beide Maßnahmen werden die Druckkosten in unerwünschter Weise erhöht.

Aus der EP 06 57 725 B1 sind ein Rollenträger und ein Verfahren zur Bestimmung von immanenten Kräften und zur Ermittlung der Länge einer Materialbahn auf einer Vorratsrolle in einem Rollenträger bekannt. Durch eine ständige on-line Gewichtsermittlung kann die Bahnlänge einer Vorrats- und/oder einer Restrolle ermittelt werden. Ebenso kann eine Unwucht der Vorratsrolle signalisiert werden, die durch falsches Spannen oder eine deformierte Vorratsrolle entstehen kann.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Rollenwechsel zur maximalen Ausnutzung von Materialrollen großer Bahnbreiten bei maximaler Bahngeschwindigkeit zu schaffen.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

Die mit der Erfindung erzielbaren Vorteile bestehen insbesondere darin, dass Materialrollen in Rollenwechslern mit konstanter Bahngeschwindigkeit bis zu einem minimalen Restrollendurchmesser abgerollt werden können und der fliegende Bahnwechsel ebenfalls bei der normalen Bahngeschwindigkeit durchgeführt werden kann, was es ermöglicht, den Druckprozess kontinuierlich bei maximaler Auslastung der Maschinenkapazität zu fahren.

Eine Messung der Schwingungen an den Restrollen ermöglicht es, die Restrolle beim Erreichen kritischer Schwingungszustände zu stoppen. Ebenfalls kann aus dem Schwingverhalten der Restrolle der Restrollendurchmesser ermittelt werden, um bei einem vorgegebenen Wert beispielsweise einen fliegenden Rollenwechsel einzuleiten. Mit dem Verfahren und der Vorrichtung zur Messung der Schwingungen ist es ebenso möglich, neue Bahnbreiten und Hülsentypen im Betrieb im Rollenwechsler auszumessen, um deren maximale Ausnutzung und die maximale mögliche Bahnzuggeschwindigkeit zu ermitteln.

Die Erfindung beruht wesentlich auf der Erkenntnis, dass abweichend zu den Herstellerangaben für die Schwingamplituden verschiedener Hülsentypen und Bahnbreiten wesentlich geringere Schwingungen der Vorratsrollen im Bereich kurz vor dem Wechsel der Materialbahnen erzielt werden können. Es wurde festgestellt, dass der Bahnzug im Rollenwechsler wie ein zusätzliches Lager wirkt, welches sich über die gesamte Rollenbreite erstreckt und dadurch die Schwingungen der Materialrolle stark gedämpft werden, wodurch sich oben genannte Vorteile erzielen lassen.

Die Messung der Schwingungen erfolgt vorzugsweise durch optische Wegmesssysteme, die eine berührungslose Messung erlauben. Ein bevorzugtes Messsystem besteht dabei aus einem laser-optischen Triangulationssensor und einem Controller als Auswertesystem. Dabei wird ein Lichtpunkt auf das Messobjekt, hier vorzugsweise die Rollenoberfläche, projiziert und dort diffus reflektiert. Dieser Punkt wird über ein Objektiv auf einem Positionssensor abgebildet. Der Sensor liefert ein positionsabhängiges Signal, das dem Messweg proportional ist.

Dazu wird an der Vorrichtung ein Sensor so positioniert, dass ein vom Sensor ausgesendeter Laserstrahl nahezu senkrecht auf die Oberfläche der Rolle auftrifft. Die Montage der Sensoren erfolgt vorzugsweise am Rollenträger, wobei als Messposition die Rollenmitte bevorzugt wird, da hier die größten Schwingamplituden zu erwarten sind.

Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, einen zweiten und bei Bedarf auch weitere Sensoren an einer oder beiden eingespannten Rollenseiten vorzusehen. Diese Sensoren liefern als Maß für die dynamische Durchbiegung der Rolle ein Entfernungssignal das von einem Auswertesystem erfasst und verarbeitet wird. Das Signal kann digital oder analog sein, und entweder an ein Computersystem übergeben werden, welches beispielsweise die gesamte Anlage steuert, oder als analoges Signal einer Auswerteschaltung zugeführt werden. Die Auswerteschaltung kann bei den entsprechenden Signalpegeln, z. B. aufgrund einer zu starken Durchbiegung, einer übermäßigen Schwingung oder eine Unwucht der Materialrolle, einen Rollstop (insbesondere Notstop) oder einen Rollenwechsel einleiten.

Beim Einsatz mehrerer über die Bahnbreite verteilter Sensoren kann das Auswertesystem in einer weiteren Ausführungsform ein Differenzsignal liefern, welches um eventuelle Störgrößen, wie beispielsweise Rundlauffehler bereinigt ist. Das ist besonders bei großen Rollenbreiten von Vorteil. Dazu werden die in der Rollenmitte und an den Rollenseiten gemessenen Abstände zwischen Sensor und Rollenoberfläche laufend ermittelt und die Schwingamplitude vom Auswertesystem aus dem Differenzsignal der Sensoren ermittelt. Da die Schwingamplitude in der Rollenmitte am größten und an den Einspannstellen am kleinsten ist, kann die genaue Schwingung aus der Differenz der beiden Abstandssignale gebildet werden. Der jeweiligen Materialrolle immanente Rundlauffehler, die eine Abstandsänderung zwischen Sensor und Rollenoberfläche zur Folge haben, jedoch nicht auf eine übermäßige Schwingung hindeuten, können durch die mehrfache Erfassung an verschiedenen Stelle längs der Materialrolle ausgefiltert werden. Da die Schwingamplituden sehr klein sind, wird durch diese Differenzmessung die Schwingamplitude genauer ermittelt und die Gefahr eines "Fehlalarms" vermieden.

Für eine spätere Auswertung und Analyse der Schwingungszustände kann es sinnvoll sein, die Zeit kurz vor und nach dem Bahnwechsel aufzuzeichnen, da hier bekanntermaßen die höchsten Schwingwege auftreten können. Dazu kann das Auswertesystem einen Trigger vom Schneidmesser erhalten, so dass eine gewisse Zeit vor und nach dem Rollenwechsel aufgezeichnet werden kann. Werden zum Beispiel neue Rollentypen eingemessen, so kann man in Auswertung der Aufzeichnungen schrittweise die Bahnzuggeschwindigkeit erhöhen und den Restrollendurchmesser senken, bis die optimale Auslastung erreicht ist. Im laufenden Betrieb am Rollenwechsler wird dann die Schwingwegüberwachung vorzugsweise zur Kontrolle des Betriebes und zur Vermeidung kritischer Betriebszustände eingesetzt, wobei das Auswertesystem den Trigger beim Über- oder Unterschreiten vordefinierter Werte der Schwingamplituden auslösen kann, die vom System weiterverarbeitet werden.

Es ist prinzipiell ausreichend, die Schwingungen der jeweiligen Restrolle mit nur einem Sensor in der für den Rollenwechsel vorbereitenden Position zu überwachen. Vorteilhaft ist es jedoch, wenn die Vorrichtung in einem Rollenwechsler für jede Rollenhalterung einen eigenen Sensor vorsieht. So kann die Schwingung der ablaufenden Materialrolle, aber auch die Schwingung der zum Rollenwechsel zu beschleunigende Materialrolle überwacht werden. Außerdem entfällt die Neuausrichtung des Sensors nach einem Rollenwechsel auf die dann ablaufende Materialrolle.

Eine transportable Vorrichtung zum Einsatz an verschiedenen Rollenträgern kann ebenfalls zur Messung der Schwingungen, zum Bespiel zum Einmessen neuer Rollentypen, neuer Rollenträger oder auch neuer Aufnahmen an Rollenwechslern, eingesetzt werden. Dazu kann eine Vorrichtung, die einen Wegmesssensor und ein Auswertesystem enthält, beispielsweise unter der Materialrolle aufgestellt werden. Dann kann die Messung im regulären Betrieb des Rollenwechslers erfolgen, und mit den gewonnenen Messergebnissen die Bahnzuggeschwindigkeit beim Rollenwechsel und die minimal mögliche Restrollenstärken optimiert werden.

Im Stand der Technik gibt es weitere Möglichkeiten, Schwingungen berührungslos zu messen: elektromagnetisch, akustisch und wie bereit genannt optisch. Als verwendbare optische Messverfahren seien hier noch faseroptische Sensoren, Interferometer, und Laser-Doppler-Vibrometer erwähnt.

Wenn sich beim Ausmessen eines neuen Rollentyps oder einer neuen Rollenbreite ergibt, dass die Schwingungsamplituden bei maximaler Bahngeschwindigkeit zu groß werden, kann eine zusätzliche Stützeinrichtung an die Rolle angestellt werden, um die Schwingungen zu dämpfen.

Bei der auf diese Weise erzielten hohen Bahnzuggeschwindigkeit bei geringem Restrollendurchmesser muss das System auf einen möglichen Bahnriss überwacht werden, denn wenn der Bahnzug aufgrund eines Bahnrisses plötzlich ausbleibt, kann die Schwingamplitude schnell den 10-fachen Wert und mehr erreichen, und so das gesamte System gefährden. Wenn die Restrolle gar in Resonanz gerät, kommt es zu einem gefährlichen Aufschaukeln der Schwingung. Ebenso muss sichergestellt werden, dass die Restrollen nicht durch einen „snap-back"-Effekt zu hohen Schwingamplituden angeregt werden. Bei einem Bahnriss muss also dafür gesorgt werden, dass es nicht zu den gefährlichen Schwingungszuständen kommt. Die Maschine muss angehalten werden. Dazu wird ein vorzugsweise optischer Sensor, wie z. B. eine Lichtschranke, nahe der Materialrolle befestigt, der bei einem Bahnriss ein Bahnriss-Signal liefert, das zum Abbremsen der Restrolle und ggf. zum Abschalten der Maschine genutzt wird.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird im Folgenden näher beschrieben.
Es zeigen:
1 einen Rollenwechsler in Seitenansicht;
2 eine vereinfachte Querschnittsdarstellung eines Rollenständers mit Schwingungssensoren;
3 eine schematische Darstellung eines Rollenträgers;
4 eine vereinfachte Diagrammdarstellung der Schwingwege einer Restrolle.
In 1 ist ein Ausführungsbeispiel eines Rollenwechslers 01 zur Zuführung einer Materialbahn 02, insbesondere einer Papierbahn, in einer nicht dargestellten Druckmaschine schematisch dargestellt. Am Rollenwechsler 01 ist ein um eine Schwenkachse 03 schwenkbarer Rollenträger 04 vorgesehen, der von zwei in der Bildebene hintereinander liegenden Tragarmen 04 gebildet wird. An den freien Enden des Rollenträgers 04 sind jeweils einander gegenüberliegend Aufnahmen befestigt, zwischen denen Materialrollen am Rollenwechsler 01 aufgespannt sind. Am Rollenwechsler 01 sind im dargestellten Prozesszustand eine ablaufende Materialrolle 06, z. B. Restrolle 06 und eine, für den fliegenden Rollenwechsel vorbereitete, neue Materialrolle 07 aufgespannt. Der Rollenträger 04 wurde zuvor in die in 1 dargestellte Position verschwenkt, so dass die ablaufende Restrolle 06 die für den fliegenden Rollenwechsel erforderliche Position einnimmt. Zur Abstützung der neuen Materialrolle 07 und zur Übertragung der Antriebskräfte (Beschleunigung und Bremsstop) in der Ladeposition wird ein Stützgurt 08 von unten gegen den Umfang der neuen Materialrolle 07 gedrückt. Vor dem Rollenwechsel muss die neuen Materialrolle 07 beschleunigt werden, bis ihre Umfangsgeschwindigkeit im Wesentlichen der Bahngeschwindigkeit der von der Restrolle 06 ablaufenden Materialbahn 02 entspricht. Die Materialbahn der neuen Materialrolle 07 wird beim Rollenwechsel mit der ablaufenden Materialbahn 02 der Restrollen 06 verbunden, insbesondere verklebt. Da dem Fachmann die prinzipielle Funktionsweise eines Rollenwechslers 01 bekannt ist, kann hier auf eine weitergehende Beschreibung verzichtet werden.
An der Schwenkachse 03 des Rollenträgers 04, welche parallel zu den Drehachsen 10 der Materialrollen 06 bzw. 07 verläuft sind bei der gezeigten Ausführungsform zwei Sensoren 12, z. B. Schwingungssensoren 12 angebracht (in 1 nur schematisch dargestellt), so dass jeweils ein Messstrahl 14 etwa in der Rollenmitte, im wesentlichen senkrecht auf die Rollenoberfläche auftrifft. Hierzu wird im Besonderen auf die Darstellung in 2 verwiesen.
In 2 ist ein vereinfachter Querschnitt durch den Rollenträger 04 in Rollen- bzw. Bahnmitte dargestellt. An der Schwenkachse 03 sind vorzugsweise in Höhe der Bahnmitte zwei Schwingungssensoren 12 so angebracht, dass ein vom Schwingungssensor 12 ausgesendeter Messstrahl 14 nahezu senkrecht auf die Materialrolle 06 bzw. 07 auftrifft. Von dort wird dieser reflektiert und von einem im Schwingungssensor 12 enthaltenen Positionssensor in ein Signal gewandelt, welches an ein Auswertesystem übergeben wird. Durch eine entsprechende Montage wird sichergestellt, dass die relative Lage der Schwingungssensoren 12 zu den Materialrollen 06 bzw. 07 unverändert bleibt, wenn die Materialrollen 06; 07 beim Rollenwechsel verschwenkt werden. So ist eine ununterbrochene Messung der Schwingungen möglich.
Möglichst nahe an der ablaufenden Materialrolle 06 ist ein Sensor 16, z. B. ein Bahnrisssensor 16 montiert, das kann eine Lichtschranke, Fotozelle oder ähnliches sein, die ein Signal zum Abbremsen der Restrolle 06 bzw. zum Stopp der Anlage gibt, sobald keine Papierbahn mehr von Sensor 16 detektiert wird. Vorzugsweise werden hier ebenfalls zwei Bahnrisssensoren 16 verwendet, die fest am Rollenträger 04 montiert sind, so dass jeder Materialrolle 06; 07 ein Sensor 16 zugeordnet wird, welcher beim fliegenden Rollenwechsel mit verschwenkt wird. Die Bahnrisssensoren 16 sind ebenfalls mit dem Auswertesystem und der Gesamtanlage verbunden.
3 zeigt eine vereinfachte Darstellung eines Teiles eines Rollenträgers 04 mit einer ablaufenden Materialrolle 06, die mittels Spannkonen 17 in den Tragarmen 04 des Rollenträgers 04 festgespannt ist. An der Schwenkachse 03 sind, verteilt über die Bahnbreite, drei Schwingungssensoren 12 angebracht, deren Messstrahlen 14 in etwa senkrecht auf die um die Drehachse 10 rotierende ablaufende Materialrolle 06 auftreffen. Ein erster der drei Schwingungssensoren 12 ist etwa in der Bahnmitte angeordnet, wo die höchsten Schwingamplituden zu erwarten sind. Die beiden anderen Sensoren 12 sind hingegen an den Rändern der ablaufenden Materialrolle 06 positioniert, wo die Materialrolle 06 in den Spannkonen 17 eingespannt ist. Bei einer abgewandelten Ausführungsform ist nur an einem Rand der Materialrolle 06 ein zweiter Sensor 12 vorgesehen. Berücksichtigt man nicht nur jedes einzelne von den Sensoren 12 geliefert Sensorsignal sondern auch die Differenzen zwischen diesen Signalen, können nicht schwingungsbasierte Abstandsänderungen zwischen Sensor 12 und Materialrolle 06 herausgerechnet werden. Damit ist es möglich, die insbesondere aus Rundlauffehlern resultierenden Abstandsänderungen, die für das Schwingverhalten wenig aussagekräftig sind, weniger oder gar nicht zu berücksichtigen, wenn anhand der Sensorsignale über ein Geschwindigkeitsreduzierung der Materialrolle 06 entschieden werden muss. Ein Schnellhalt oder Abbremsen der Maschine ist nur dann erforderlich, wenn aufgrund erhöhter Schwingungen die Gefahr eines Maschinenschadens besteht. Rundlauffehlern zuzuschreibende Schnellabschaltungen der Maschine können durch dieses Messprinzip vermieden werden.
Mit der Schwingungsmessung an der Restrolle 06 ist es möglich, das Material der Restrolle 06 besser zu nutzen und auch den Rollenwechsel bei hohen Bahngeschwindigkeiten durchzuführen.
Dies wird anhand der vereinfachten Diagrammdarstellung in 4 verständlich, in welcher die Einhüllenden von aufgezeichneten Schwingwegen wiedergegeben sind. Die beiden gestrichelt dargestellten Hüllkurven 18 geben den Verlauf der Schwingwege einer rotierenden Restrolle 06 wieder, wenn diese nicht durch den Bahnzug gedämpft wird. Es ist ersichtlich, dass der Schwingweg mit der Zeit von etwa 1,3 auf 2,3 mm zunimmt, obwohl sich die Drehzahl der Restrolle 06 nicht erhöht (d. h. kein weiteres Abwickeln von Material). Die von der Hüllkurve 18 eingeschlossenen Messwerte wurden an einer Restrolle 06 mit einem Durchmesser von 188 mm (inkl. des Restmaterials) und einer Breite von 4.290 mm aufgenommen. Die Drehzahl entsprach einer Bahngeschwindigkeit von 15,5 m/s. Diese Messergebnisse erklären auch die Herstellervorgaben, die dazu führen, dass beim Rollenwechsel in Systemen mit hoher Bahngeschwindigkeit immer eine nicht geringe Materialmenge auf der Restrolle 06 verbleiben muss, da die Schwingwege der Restrolle 06 nicht zu groß werden dürfen, wenn der Rollenwechsler 01 nicht beschädigt werden soll.
Ein vergleichbares Aufschaukeln der Schwingwege kann im Falle eines Bahnrisses auftreten. Um dies zu verhindern, ist es wichtig in diesem Fall die Maschine möglichst schnell zu stoppen. Zur Bahnrisserkennung dient der oben beschriebene Bahnrisssensor 16, der möglichst nahe an der Restrolle 06 installiert werden soll.
Im Vergleich dazu zeigt die durchgehend gezeichnete Hüllkurve 20 den Schwingweg der Restrolle 06 während dem fortgesetzten Abwickeln der Materialbahn 02, so dass ununterbrochen ein Bahnzug auf die Restrolle 06 einwirkt. Es ist ersichtlich, dass der Bahnzug eine stark dämpfende Wirkung auf das Schwingverhalten der Restrolle 06 ausübt. Obwohl eigentlich mit ablaufender Zeit eine Zunahme des Schwingweges zu erwarten wäre, kommt es trotz abnehmender Restdicke des auf der Restrolle 06 verbleibenden Materials und damit einhergehender Erhöhung der Drehzahl der Restrolle 06 zu einer Verringerung des Schwingweges, wenn die hohe Bahngeschwindigkeit unverändert aufrecht erhalten wird. Die Drehzahl der Restrolle 06 während der durch die Hüllkurve 20 symbolisierten Messung stieg von 20 auf 24,4 Hz an. Dies lässt sich dadurch erklären, dass die Gewichtsbelastung der Restrolle 06 durch das Papier während des Abrollvorganges abnimmt. Den in 3 eingezeichneten Kurven ist zu entnehmen, dass die Schwingung der Restrolle 06 ohne Bahnzug etwa 9 mal größer als mit Bahnzug ist.
Unter konsequenter Anwendung dieser Erkenntnis ist es möglich, bei einem aufrechterhaltenen Bahnzug die Materialrollen weiter abzuwickeln als bisher und dabei auch hohe Bahngeschwindigkeiten von mehr als 12 m/s oder sogar 14 m/s beim Rollenwechsel unverändert beizubehalten. Ein Abbremsen der Materialbahn für den Rollenwechsel ist nicht mehr erforderlich.
Das korrekte Verständnis des Schwingverhaltens der ablaufenden Restrolle kann auch dazu verwendet werden, den Rollenwechsel in Abhängigkeit von den tatsächlich gemessenen Schwingungen einzuleiten. Damit lassen sich rollenspezifische Unterschiede automatisch berücksichtigen, so dass jede Materialrolle optimal abgewickelt werden kann, ohne dass die Gefahr der Beschädigung des Rollenwechslers besteht.
Die Breite der Materialrollen 06; 07 können größer als 2 m betragen. Die Breite der Materialrollen 06; 07 können größer als 4 m betragen.
Ein Innendruchmesser einer die Materialbahn tragenden Hülse kann zwischen 70 und 80 mm betragen. Ein Innendruchmesser einer die Materialbahn tragenden Hülse kann zwischen 140 und 160 mm betragen.

01: Rollenwechsler
02: Materialbahn
03: Schwenkachse
04: Rollenträger, Tragarm
05
06: Materialrolle, Restrolle
07: Materialrolle, neu
08: Stützgurt
09
10: Drehachse
11
12: Sensor, Schwingungssensor
13
14: Messstrahl
15
16: Sensor, Bahnrisssensor
17: Spannkonus
18: Hüllkurve der Schwingwege der Restrolle ohne Bahnzug
19
20: Hüllkurve der Schwingwege der Restrolle mit Bahnzug

Claims

Rollenwechsler (01) zur Zuführung einer Materialbahn (02), in dessen Aufnahmen mindestens eine ablaufende Restrolle (06) und mindestens eine zum Rollenwechsel vorbereitete Nachfolgerolle (07) drehbar gelagert sind, dadurch gekennzeichnet, dass ein Schwingungssensor (12) die radial zur Drehachse (10) der Restrolle (06) auftretenden Schwingungen misst und das die Schwingungen repräsentierende Messsignal an ein Auswertesystem weiterleitet.
Rollenwechsler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwingungssensor (12) den Abstand zwischen der Mantelfläche der Restrolle (06) und dem Schwingungssensor (12) messend angeordnet ist.
Rollenwechsler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwingungssensor (12) ein erster Schwingungssensor (12) ist, und dass die Anordnung weiterhin mindestens einen zweiten Schwingungssensor (12) umfasst, dass das Auswertesystem die Differenz der von diesen beiden Schwingungssensoren (12) ermittelten Schwingwege bestimmt und nur diese Differenz als tatsächlichen Schwingweg der Restrolle (06) weiter verarbeitet.
Rollenwechsler nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Schwingungssensor (12) annähernd in der Mitte der Restrolle (06) angeordnet ist.
Rollenwechsler nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Schwingungssensor (12) am eingespannten Rand der Restrolle (06) angeordnet ist.
Rollenwechsler nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass an beiden Rändern der Restrolle (06) zweite Schwingungssensoren (12) angeordnet sind.
Rollenwechsler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Auswertesystem eine Freigabe für den Rollenwechsel gibt, wenn die vom Messsystem gemessene Schwingamplitude einen vorgegebenen Grenzwert unterschreitet.
Rollenwechsler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Erfassung der Schwingamplitude durch eine berührungslose optische Wegmessung erfolgt.
Rollenwechsler nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Erfassung der Schwingamplitude durch eine laser-optische Wegmessung nach dem Triangulations-Messprinzip erfolgt.
Rollenwechsler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein die Materialbahn (02) überwachender Bahnrisssensor (16) angeordnet ist, der ein Bahnriss-Signal an das Auswertesystem abgibt, wenn die Materialbahn (02) reist, woraufhin das Auswertesystem die Restrolle (06) abbremst.
Rollenwechsler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Rollenwechsler (01) die Bahngeschwindigkeit der ablaufenden Materialbahn (02) der Restrolle (06) vor dem Verbinden mit der Materialbahn der neuen Materialrolle (07) nicht reduziert wird.
Rollenwechsler nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Bahngeschwindigkeit beim Rollenwechsel mehr als 12 m/s, insbesondere mehr als 14 m/s beträgt.
Rollenwechsler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Breite der Materialrollen (06; 07) größer als 2 m beträgt.
Rollenwechsler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Breite der Materialrollen (06; 07) größer als 4 m beträgt.
Rollenwechsler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Innendurchmesser einer die Materialbahn tragenden Hülse zwischen 70 und 80 mm beträgt.
Rollenwechsler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Innendurchmesser einer die Materialbahn tragenden Hülse zwischen 140 und 160 mm beträgt.
Rollenwechsler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Auswertesystem die Bahngeschwindigkeit reduziert, wenn die vom Messsystem gemessenen Schwingungsamplitude einen vorgegebenen Grenzwert überschreitet.
Rollenwechsler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Rollenaufnahme des Rollenwechslers (01) ein eigener Schwingungssensor (12) zugeordnet ist.
Verfahren zum Betrieb eines Rollenwechslers nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass weiterhin die folgenden Schritte ausgeführt werden: – Vorgabe eines Minimalwertes und/oder Maximalwertes der Schwingamplitude in der Auswerteeinheit und – Ausgabe eines Steuersignals durch die Auswerteeinheit beim Über- oder Unterschreiten der vorgegebenen Werte.