DE102006014964A1

DE102006014964A1 - Verfahren zur Ermittlung eines optimalen Zeitpunktes zur Einleitung eines Rollenwechsels in einem Rollenwechsler für Rotationsdruckmaschinen und Vorrichtung zur Erfassung einer Papierschichtdicke an einer Restrolle

Info

Publication number: DE102006014964A1
Application number: DE200610014964
Authority: DE
Inventors: Heinz Felkl
Original assignee: Koenig and Bauer AG
Current assignee: Koenig and Bauer AG
Priority date: 2006-03-31
Filing date: 2006-03-31
Publication date: 2007-10-04

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ermittlung des Zeitpunktes zur Einleitung eines Rollenwechsels in einem Rollenwechsler für Rotationsdruckmaschinen. Das Verfahren zeichnet sich dadurch aus, dass an einer Restrolle eine Papierschichtdicke ermittelt wird und bei Unterschreiten einer Mindestrestschichtdicke ein Rollenwechselsignal ausgelöst wird, welches das Ankleben der obersten Lage einer neuen Materialrolle an die von der Restrolle ablaufende Materialbahn hervorruft. Die Erfindung betrifft weiterhin eine Vorrichtung, die sich zur Ausführung des Verfahrens eignet. Zur Schichtdickenbestimmung kann vorzugsweise ein Ultraschallsensor eingesetzt werden.

Description

Verfahren zur Ermittlung eines optimalen Zeitpunktes zur Einleitung eines Rollenwechsels in einem Rollenwechsler für Rotationsdruckmaschinen und Vorrichtung zur Erfassung einer Papierschichtdicke an einer Restrolle
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ermittlung eines optimalen Zeitpunktes zur Einleitung eines Rollenwechsels in einem Rollenwechsler für Rotationsdruckmaschinen und eine Vorrichtung zur Erfassung einer Papierschichtdicke an einer Restrolle gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 oder 7.
Aus dem Stand der Technik ist es bekannt, dass der fliegende Rollenwechsel an einem Rollenwechsler bei voller oder nur wenig reduzierter Maschinengeschwindigkeit erfolgt. Die Materialbahn der ablaufenden Papierrolle wird dabei automatisch an die oberste Lage der vollen Papierrolle angeklebt. Der Zeitpunkt für die Auslösung dieser Klebung wird durch einen vorgegebenen Restrollendurchmesser bestimmt. Das Erreichen dieses Restrollendurchmessers wird aus der Restrollendrehzahl und der laufenden Bahngeschwindigkeit ermittelt. Die für Papierrollen verwendeten Papphülsen haben einen definierten Innendurchmesser von beispielsweise 76,2 mm mit einer bekannten Toleranz von beispielsweise + 0,3 mm. Der Außendurchmesser für die verwendeten Papphülsen unterliegt aber keiner vorgegebenen Toleranz. Das heißt, dass die Stärke der Papphülsen bei verschiedenen Herstellern und verschiedenen Papiersorten variiert. Um Gewichte und Drehmomente zu reduzieren, sind die Hersteller von Papphülsen bestrebt, den Außendurchmesser der Papphülse unter Beibehaltung des genormten Innendurchmessers sowie der Festigkeit und Steifigkeit immer kleiner zu machen. Dadurch nimmt die entstehende Weißmakulatur, d. h. der Papierabfall, zu, weil bei einem vorgegebenen Restrollendurchmesser die Restschicht an verbleibendem Papier auf der Rolle vom Nutzer nicht exakt bestimmt werden kann. Derzeit betragen die Restschichten auf den Papierrollen ca. 5 bis 10 mm, wodurch eine beträchtliche Menge an Weißmakulatur anfällt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Ermittlung eines optimalen Zeitpunktes zur Einleitung eines Rollenwechsels in einem Rollenwechsler für Rotationsdruckmaschinen und eine Vorrichtung zur Erfassung einer Papierschichtdicke an einer Restrolle zu schaffen.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 1 oder 7 gelöst.
Die Vorteile der Erfindung liegen vor allem darin, dass die Materialrollen besser ausgenutzt werden und die Abfallmenge enorm reduziert werden kann.
Erfindungsgemäß wird der Zeitpunkt der Einleitung des Rollenwechsels nicht durch eine Ermittlung eines fest vorgegebenen Restrollendurchmessers bestimmt, sondern durch eine Ermittlung bzw. Messung der Restschichtdicke auf der ablaufenden Restrolle. Die maximal auf der Restrolle verbleibende Restschichtdicke soll z B. ca. 1 mm betragen. Dies entspricht bei üblichem Druckpapier etwa 17 Papierlagen, je nach Papiergrammatur, und führt im Vergleich zu bisherigen Vorgehensweisen zu einer deutlichen Verringerung der beim Rollenwechsel auf der Restrolle verbleibenden Materialmenge.
Die Ermittlung der Restschichtdicke erfolgt vorzugsweise kontaktlos durch einen Schichtdickensensor. Als Messverfahren hierfür kommen in Betracht: Ultraschall, Induktion, kapazitive Messung oder Laseroptik.
Für die Verwendung einer induktiven Messmethode müssten die Papphülsen herstellerseitig mit einem metallischen Film überzogen sein. Optische Messverfahren eignen sich insbesondere bei lichtdurchlässigen Materialbahnen, beispielsweise dünnen Folien.
Es ist ebenso möglich, zunächst die Stärke bzw. den Außendurchmesser der Papphülse zu bestimmen, wonach weiterhin ein bekanntes Verfahren der Bestimmung des Restrollendurchmessers angewendet werden könnte. Anhand des bekannten Papphülseninnendurchmessers und der Stärke der Papphülse kann aus dem Restrollendurchmesser ebenso eine Restschichtdicke ermittelt werden. Die Erfassung der Stärke der Papphülse bzw. des Außendurchmessers kann bei Anlieferung der Hülsen durch manuelle oder automatische Messung auf jede, dem Fachmann bekannte Art erfolgen.
In einer bevorzugten Ausführungsform wird zur Messung der Restschichtdicke eine Ultraschallsensoranordnung verwendet. Ein Ultraschall-Schichtdicken-Sensor ist dabei an einem Schwenkarm eines Rollenwechslers befestigt. Der Sensor ist auf die oberste Papierschicht der Restrolle gerichtet und ist sowohl für das Senden als auch für den Empfang der Ultraschallsignale ausgelegt. Die Ultraschallwellen werden an den verschiedenen Grenzschichten teilweise reflektiert und zum Sensor zurück geworfen, wo eine Signallaufzeit ausgewertet wird und daraus eine Restschichtdicke ermittelt werden kann.
Der Sensor muss so dimensioniert sein, dass ein Eindringen der Ultraschall-Wellen in die Papierschichten und eine ausreichende Reflexion des Ultraschalls an der Papphülse gewährleistet ist. Die Signalerlangung kann erleichtert werden, indem die Papphülse mit einer speziellen Reflexionsschicht versehen wird oder beispielsweise aus Mehrkomponenten-Material besteht.
Die Sensorsignale werden von einer Auswerteeinheit empfangen und ausgewertet. Bei Erreichen einer vorgegebenen Mindestrestschichtdicke wird von der Auswerteeinheit ein Rollenwechselsignal ausgelöst. Der Rollenwechsel selbst erfolgt in der bekannten Weise.
Bei einer abgewandelten Ausführungsform werden an den Materialrollen Hülsen verwendet, die in axialer Richtung zumindest auf der Seite des Sensors geringfügig über die Materialbahn hinausragen. Der Sensor kann berührungslos den Abstand zur Hülse und zur noch vorhandenen Materialbahn auf der Hülse bestimmen und daraus die Restschichtdicke ermitteln. Damit werden auch Messfehler reduziert, die bei der Durchdringung der Materialschichten auftreten könnten.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im Folgenden näher beschrieben.
Es zeigt:
1 einen Rollenwechsler mit einer Restrolle und einer neuen Materialrolle.
1 zeigt einen Rollenwechsler 01, welcher einen ersten Rollenträger 02 und einen zweiten Rollenträger 03 umfasst. Die Rollenträger 02; 03 sind aus je zwei in der Bildebene hintereinander liegenden Rollentragarmen gebildet, zwischen denen jeweils eine Materialrolle eingespannt ist. Wie in 1 dargestellt, befindet sich auf dem ersten Rollenträger 02 eine Restrolle 04, von der die Materialbahn 06 abläuft, welche einer nicht dargestellten Rotationsdruckmaschine zugeführt wird. Ein Sensor 07, z. B. ein Ultraschallsensor 07 ist vorzugsweise an einem Schwenkrahmen 08 des Rollenwechslers 01 angeordnet. Mit dem Ultraschallsensor 07 wird eine Papierschichtdicke p der Restrolle 04 erfasst. Als Sensoren 07 eignen sich insbesondere induktive, kapazitive oder optische Sensoren 07.
Eine nicht dargestellte Auswerteeinheit verarbeitet die Signale des Ultraschallsensors 07 und löst bei Erreichen einer Mindestrestschichtdicke ein Rollenwechselsignal aus. Vorzugsweise wird dabei die Papierdicke der Materialbahn berücksichtigt, so dass der Rollenwechsel bei einer vorgegebenen Anzahl von Restlagen auf der Restrolle ausgelöst werden kann.
In der dargestellten Klebevorbereitungsposition wird eine neue Materialrolle 09 zunächst auf die erforderliche Bahngeschwindigkeit beschleunigt, bevor der Rollenwechsel eingeleitet wird. Nach dem Auslösen des Rollenwechselsignals wird ein Kleberahmen 11 auf die neue Materialrolle 09 abgesenkt. Dadurch wird die ablaufende Materialbahn 06 der Restrolle 04 an die oberste Materialschicht der neuen Rolle 09 angeklebt. Anschließend wir die Materialbahn 06 durchtrennt und der Materialeinzug erfolgt von der neuen Rolle 09. Vorzugsweise ist am Schwenkrahmen 08 für jeden Rollenträger 02; 03 ein Ultraschallsensor vorgesehen.

01: Rollenwechsler
02: Rollenträger, erster
03: Rollenträger, zweiter
04: Restrolle
05
06: Materialbahn
07: Sensor; Ultraschallsensor
08: Schwenkrahmen
09: Rolle; Materialrolle, neue
10
11: Kleberahmen
p: Papierschichtdicke

Claims

Verfahren zur Ermittlung des Zeitpunktes zur Einleitung eines Rollenwechsels in einem Rollenwechsler (01) für Rotationsdruckmaschinen, dadurch gekennzeichnet, dass an einer Restrolle (04) eine Papierschichtdicke (p) ermittelt wird und bei Unterschreiten einer Mindestrestschichtdicke ein Rollenwechselsignal ausgelöst wird, welches das Ankleben der obersten Lage einer neuen Materialrolle (09) an die von der Restrolle (04) ablaufende Materialbahn (06) hervorruft.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass aus der ermittelten Mindestrestschichtdicke eine Anzahl an Restpapierlagen ermittelt wird und der Rollenwechsel bei der Unterschreitung einer Restlagenanzahl eingeleitet wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die auf der Restrolle (04) vorhandene Papierschichtdicke (p) mittels eines Sensors (07) erfasst wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zunächst für eine laufende Produktion die Wandstärke der Wickelhülse der Restrolle (04) ermittelt wird und anschließend aus dieser und einem laufend ermittelten Restrollendurchmesser die Papierschichtdicke (p) ermittelt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Papierschichtdicke (p) nach Ablauf einer Papierhauptmenge ab dem Erreichen eines vorbestimmten Vorbereitungsdurchmessers kontinuierlich bis zum Erreichen der Mindestrestschichtdicke bestimmt wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zur Bestimmung der Papierschichtdicke (p) der Abstand zwischen einem Sensor (07) und der Wickelhülse der Restrolle (04) sowie der Abstand zwischen dem Sensor (07) und der ablaufenden Materialbahn auf der Restrolle (04) ermittelt wird.
Vorrichtung zur Erfassung einer Papierschichtdicke (p) an einer Restrolle (04) in einem Rollenwechsler (01), umfassend einen Sensor (07), welcher auf eine Oberfläche einer Restrolle (04) gerichtet ist und mit einem zur Messung einer Schichtdicke (p) geeigneten Messprinzip arbeitet, wobei eine Auswerteeinheit die Signale des Sensors (07) verarbeitet und bei Unterschreiten einer Mindestrestschichtdicke auf der Restrolle (04) ein Signal zur Einleitung eines Rollenwechsels sendet.
Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (07) ein Ultraschallsensor (07) ist.
Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (07) ein induktiver Sensor, ein kapazitiver Sensor oder ein optischer Sensor ist.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Mindestrestschichtdicke ca. 1 mm beträgt.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzahl der Restpapierlagen ca. 17 Papierlagen oder weniger beträgt.