DE102008050813A1

DE102008050813A1 - Vorrichtung zum drehenden Antreiben einer Materialbahnrolle

Info

Publication number: DE102008050813A1
Application number: DE102008050813A
Authority: DE
Inventors: Roland Birke; Frank Tiepner; Frank Pauer; Bernd Mehlis; Markus Scharf
Original assignee: Manroland AG
Current assignee: Manroland Goss Web Systems GmbH
Priority date: 2008-10-08
Filing date: 2008-10-08
Publication date: 2010-04-15
Anticipated expiration: 2028-10-09
Also published as: DE102008050813B4

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum drehenden Antreiben einer Materialbahnrolle (11), insbesondere einer Bedruckstoffrolle, mit einer Aufnahme (12) für die Materialbahnrolle (11) und einem Antrieb, um die Materialbahnrolle (11) anzutreiben, und mit einer Steuerungseinrichtung, die rechnerisch oder messtechnisch einen Durchmesser oder Radius der Materialbahnrolle (11) ermittelt und abhängig vom so ermittelten Durchmesser oder Radius der Materialbahnrolle (11) und abhängig von einer vorgegebenen Umfangsgeschwindigkeit der Materialbahnrolle (11) eine Drehzahl für den Antrieb ermittelt, mit welcher derselbe die Materialbahnrolle zur Bereitstellung der vorgegebenen Umfangsgeschwindigkeit antreibt. Die erfindungsgemäße Vorrichtung umfasst eine Sicherheitseinrichtung, die unabhängig von der Steuerungseinrichtung den Durchmesser oder Radius der Materialbahnrolle (11) messtechnisch ermittelt und abhängig hiervon sowie von definierten Durchmessergrenzwerten oder Radiusgrenzwerten eine entsprechende Drehzahlobergrenze bestimmt, wobei die Sicherheitseinrichtung dann, wenn die von der Steuerungseinrichtung ermittelte Drehzahl die von der Sicherheitseinrichtung bestimmte Drehzahlobergrenze übersteigt, den Antrieb der Materialbahnrolle (11) stillsetzt.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum drehenden Antreiben einer Materialbahnrolle nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Rollenwechsler von Rollenrotationsdruckmaschinen verfügen über mindestens zwei Vorrichtungen zum drehenden Antreiben jeweils einer als Bedruckstoffrolle ausgebildeten Materialbahnrolle, wobei eine erste Vorrichtung eine aktuell zu bedruckende Bedruckstoffrolle antreibt und eine zweite Vorrichtung diejenige Bedruckstoffrolle antreibt, die nach dem vollständigen Abwickeln der aktuell zu bedruckenden Bedruckstoffrolle von der entsprechenden Vorrichtung mit der aktuell zu bedruckenden Bedruckstoffrolle zu verbinden ist. Jede Vorrichtung zum drehenden Antreiben einer Materialbahnrolle verfügt einerseits über eine Aufnahme für die Materialbahnrolle und andererseits über einen Antrieb, um die Materialbahnrolle rotatorisch anzutreiben, wobei die Drehzahl des jeweiligen Antriebs der jeweiligen Vorrichtung einerseits vom Durchmesser bzw. Radius der Materialbahnrolle und andererseits von der gewünschten Umfangsgeschwindigkeit der Materialbahnrolle abhängig ist. Um eine Vorrichtung zum drehenden Antreiben einer Materialbahnrolle demnach korrekt betreiben zu können, muss der Durchmesser bzw. der Radius der Materialbahnrolle bekannt sein, um abhängig vom Durchmesser oder Radius der Materialbahnrolle die Drehzahl derselben so einstellen zu können, damit eine vorgegebene Umfangsgeschwindigkeit derselben eingehalten wird. Hierzu dienen bei aus dem Stand der Technik bekannten Vorrichtungen zum drehenden Antreiben einer Materialbahnrolle Steuerungseinrichtungen, die einen Durchmesser oder Radius der Materialbahnrolle rechnerisch oder messtechnisch ermitteln und abhängig vom ermittelten Durchmesser oder Radius der Materialbahnrolle und abhängig von der vorgegebenen Umfangsgeschwindigkeit derselben eine Drehzahl für den Antrieb ermitteln.
Eine Materialbahnrolle kann bedingt durch Fehler in der Herstellung, im Transport oder in der Lagerung derselben einen exzentrischen Massenschwerpunkt aufweisen. Dann, wenn eine Materialbahnrolle mit einem exzentrischen Massenschwerpunkt drehend bzw. rotatorisch angetrieben wird, werden Fliehkräfte freigesetzt, die in die Vorrichtung zum drehenden Antreiben der Materialbahnrolle als radial zur Drehachse der Materialbahnrolle umlaufende Kraftkomponente eingeleitet werden. Dies stellt eine erhebliche Belastung für die gesamte Mechanik dar. Für den Fall, dass eine exzentrisch verformte Materialbahnrolle mit einem großen Durchmesser und demnach hohen Gewicht fälschlicherweise auf eine Drehzahl einer kleinen und damit leichten Rolle beschleunigt wird, stellt sich eine Überlastung der gesamten Mechanik durch die auftretende Fliehkraft ein, sodass die gesamte Vorrichtung zum drehenden Antreiben einer Materialbahnrolle zerstört werden kann. Neben erheblichen Beschädigungen der Vorrichtung zum drehenden Antreiben einer Materialbahn stellt dieses Szenario auch eine große Gefährdung für Personen dar, die sich im Bereich der Vorrichtung zum drehenden Antreiben einer Materialbahnrolle aufhalten. Es besteht daher Bedarf an einer Vorrichtung zum drehenden Antreiben einer Materialbahnrolle, bei welcher sicher vermieden werden kann, dass eine Materialbahnrolle mit einer unzulässig hohen Drehzahl rotatorisch angetrieben wird.
Hiervon ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine neuartige Vorrichtung zum drehenden Antreiben einer Materialbahnrolle zu schaffen. Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung gemäß Anspruch 1 gelöst. Die erfindungsgemäße Vorrichtung zum drehenden Antreiben einer Materialbahnrolle umfasst eine Sicherheitseinrichtung, die unabhängig von der Steuerungseinrichtung den Durchmesser oder Radius der Materialbahnrolle messtechnisch ermittelt und abhängig hiervon sowie von definierten Durchmessergrenzwerten oder Radiusgrenzwerten eine entsprechende Drehzahlobergrenze bestimmt, wobei die Sicherheitseinrichtung dann, wenn die von der Steuerungseinrichtung ermittelte Drehzahl die von der Sicherheitseinrichtung bestimmte Drehzahlobergrenze übersteigt, den Antrieb der Materialbahnrolle stillsetzt.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung zum drehenden Antreiben einer Materialbahnrolle umfasst zusätzlich zur Steuerungseinrichtung, die rechnerisch oder messtechnisch einen Durchmesser oder Radius der Materialbahnrolle ermittelt, eine Sicherheitseinrichtung, die unabhängig von der Steuerungseinrichtung den Durchmesser oder Radius der Materialbahnrolle messtechnisch ermittelt und abhängig hiervon sowie von definierten Durchmessergrenzwerten oder Radiusgrenzwerten eine entsprechende Drehzahlobergrenze bestimmt, wobei die Sicherheitseinrichtung dann, wenn die von der Steuerungseinrichtung ermittelte Drehzahl zum Antreiben der Materialbahnrolle die von der Sicherheitseinrichtung bestimmte Drehzahlobergrenze übersteigt, den Antrieb der Materialbahnrolle z. B. durch Unterbrechen der Stromzufuhr stillsetzt. Es liegt demnach im Sinne der hier vorliegenden Erfindung, abhängig von quantisierten bzw. abgestuften Durchmessergrenzwerten oder Radiusgrenzwerten der Materialbahnrolle Drehzahlobergrenzen festzulegen, die nicht überschritten werden können. Hierdurch kann sicher vermieden werden, dass z. B. eine große und demnach schwere, exzentrisch verformte Materialbahnrolle auf eine Drehzahl einer wesentlich kleineren und demnach leichteren Rolle beschleunigt wird. Hiermit können Überlastungen der Mechanik sowie Personengefährdungen sicher ausgeschlossen werden.
Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung. Ausführungsbeispiele der Erfindung werden, ohne hierauf beschränkt zu sein, an Hand der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigt:
1: eine schematisierte Vorderansicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum drehenden Antreiben einer Materialbahnrolle nach einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung;
2: die Vorrichtung der 1 in Seitenansicht;
3: eine schematisierte Vorderansicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum drehenden Antreiben einer Materialbahnrolle nach einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung; und
4: die Vorrichtung der 3 in Seitenansicht.
1 und 2 zeigen ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 10 zum drehenden Antreiben einer Materialbahnrolle 11, nämlich im gezeigten Ausführungsbeispiel einer Bedruckstoffrolle. Die Vorrichtung 10 verfügt über eine zwei Zapfen 12 umfassende Aufnahme für die Bedruckstoffrolle bzw. die Materialbahnrolle 11, wobei die Zapfen 12 mit Hilfe eines nicht gezeigten Antriebs angetrieben werden können, um die Materialbahnrolle 11 drehend bzw. rotatorisch anzutreiben.
Jeder der beiden Zapfen 12 greift an einem axialen Ende 13 bzw. 14 in eine zentrische Ausnehmung der Materialbahnrolle 11 ein, wobei die Mittelpunkte der Zapfen 12 dabei auf einer Drehachse der drehend bzw. rotatorisch anzutreibenden Materialbahnrolle 11 liegen. Um z. B. eine abgewickelte Materialbahnrolle 11 von den Zapfen 12 zu entfernen und eine neue Materialbahnrolle 11 auf den Zapfen 12 zu positionieren, sind die Zapfen 12 an Trägern 15 gelagert, wobei die Träger 15 an einer Bodenwand der Vorrichtung 10 derart verschiebbar gelagert sind, dass der Axialabstand der Träger 15 relativ zu den Enden 13, 14 der Materialbahnrolle 11 verändert werden kann. Antriebe zum drehenden Antreiben einer Materialbahnrolle 11 sind vorzugsweise in die Träger 15 integriert.
Die in 1 und 2 gezeigte Vorrichtung 10 zum drehenden Antreiben der Materialbahnrolle 11 verfügt über eine nicht gezeigte Steuerungseinrichtung, die rechnerisch oder auch messtechnisch einen Durchmesser oder Radius der Materialbahnrolle 11 ermittelt und abhängig vom so ermittelten Durchmesser oder Radius der Materialbahnrolle 11 sowie abhängig von einer vorgegebenen Umfangsgeschwindigkeit der Materialbahnrolle 11 eine Drehzahl für den Antrieb ermittelt, mit welcher der Antrieb und damit die Materialbahnrolle 11 angetrieben wird, sodass die Umfangsgeschwindigkeit der Materialbahnrolle 11 der vorgegebenen Umfangsgeschwindigkeit entspricht.
Im Sinne der hier vorliegenden Erfindung umfasst die Vorrichtung 10 neben der Steuerungseinrichtung, welche den Durchmesser oder Radius der Materialbahnrolle 11 rechnerisch oder messtechnisch ermittelt, weiterhin eine Sicherheitseinrichtung, die unabhängig von der Steuerungseinrichtung den Durchmesser oder Radius der Materialbahnrolle 11 messtechnisch ermittelt und abhängig von dem messtechnisch ermittelten Durchmesser oder Radius sowie von definierten Durchmessergrenzwerten oder Radiusgrenzwerten eine entsprechende Drehzahlobergrenze für die Materialbahnrolle 11 bestimmt, wobei die Sicherheitseinrichtung dann, wenn die von der Steuerungseinrichtung ermittelte Drehzahl für die Materialbahnrolle 11 die von der Sicherheitseinrichtung bestimmte Drehzahlobergrenze übersteigt, den Antrieb der Materialbahnrolle 11 stillsetzt, indem z. B. die Stromzufuhr zum Antrieb unterbrochen wird.
Im Ausführungsbeispiel der 1 umfasst die Sicherheitseinrichtung mehrere parallel zur Drehachse der Materialbahnrolle 11 wirkende, in Axialrichtung der Materialbahnrolle 11 gesehen neben den axialen Enden 13, 14 derselben positionierte Sensoren 17, 18, die jeweils einen unterschiedlichen Abstand von der Drehachse der Materialbahnrolle aufweisen. Jeweils ein Sensor 17, der benachbart zum axialen Ende 14 der Materialbahnrolle 11 positioniert ist, wirkt mit einem Sensor 18, der benachbart zum axialen Ende 13 der Materialbahnrolle positioniert ist, zusammen, wobei jeweils zwei zusammenwirkende Sensoren 17, 18 z. B. in Form einer Lichtschranke als Sender und Empfänger ausgebildet sein können. Der Abstand der Sensoren 17, 18 von der Drehachse der Materialbahnrollen definiert dabei eine Quantisierung bzw. Abstufung von messtechnisch erfassbaren Durchmessergrenzwerten oder Radiusgrenzwerten, wobei für jeden Durchmessergrenzwert oder Radiusgrenzwert eine Drehzahlobergrenze hinterlegt ist, die jeweils oberhalb der im regulären Produktionsbetrieb von der Steuerungseinrichtung für einen vergleichbaren Durchmesser oder Radius bestimmten Drehzahl liegt. Dabei ist für die Sensoren 17, 18, die den größten Abstand von der Drehachse der Materialbahnrolle aufweisen, typischerweise die kleinste Drehzahlobergrenze hinterlegt. Für die Sensoren 17, 18, die einen geringeren Abstand von der Drehachse der Materialbahnrolle 11 aufweisen, sind größere Drehzahlobergrenzen hinterlegt.
Beim Ausführungsbeispiel der 1 wird demnach in diskreten, quantisierten bzw. abgestuften Schritten der Durchmesser oder Radius der Materialbahnrolle 11 mit Hilfe der Sensoren 17, 18 der Sicherheitseinrichtung messtechnisch erfasst, wobei abhängig hiervon eine Drehzahlobergrenze bestimmt wird, welche die von der Steuerungseinrichtung ermittelte Drehzahl zum Antreiben der Materialbahnrolle 11 nicht überschreiten darf. Überschreitet die von der Steuerungseinrichtung ermittelte Drehzahl die von der Sicherheitseinrichtung bestimmte Drehzahlobergrenze, so wird der Antrieb der Materialbahnrolle 11 stillgesetzt. Dann hingegen, wenn die von der Steuerungseinrichtung ermittelte Drehzahl unterhalb der von der Sicherheitseinrichtung bestimmten Drehzahlobergrenze liegt, wird der Antrieb der Materialbahnrolle 11 mit der von der Steuerungseinrichtung bestimmten Drehzahl angetrieben.
Ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 20 zum drehenden Antreiben einer Materialbahnrolle 11 zeigen 3 und 4, wobei nachfolgend zur Vermeidung unnötiger Wiederholungen für gleiche Baugruppen gleiche Bezugsziffern verwendet werden und nur auf solche Details eingegangen wird, durch die sich das Ausführungsbeispiel der 3 und 4 vom Ausführungsbeispiel der 1 und 2 unterscheidet.
Im Ausführungsbeispiel der 3 und 4 umfasst die Sicherheitseinrichtung einen in Radialrichtung der Materialbahnrolle 11 wirkenden, in Axialrichtung derselben gesehen zwischen den axialen Enden 13, 14 der Materialbahnrolle positionierten und von der Mantelfläche der Materialbahnrolle 11 beabstandeten Sensor 21, wobei das von dem Sensor 21 bereitgestellt Messsignal mit quantisierten bzw. abgestuften Durchmessergrenzwerten oder Radiusgrenzwerten verglichen wird, und wobei für jeden Durchmessergrenzwert oder Radiusgrenzwert eine Drehzahlobergrenze hinterlegt ist, die wiederum jeweils oberhalb dem regulären Produktionsbetrieb von der Steuerungseinrichtung für einen vergleichbaren Durchmesser oder Radius bestimmten Drehzahl liegt.
Im Ausführungsbeispiel der 3 und 4 reicht demnach ein einziger Sensor 21 aus, dessen kontinuierliches Messsignal über dem Durchmesser bzw. Radius der Materialbahn quantisiert bzw. abgestuft wird, nämlich durch Vergleich des Messsignals mit den quantisierten bzw. abgestuften Durchmessergrenzwerten oder Radiusgrenzwerten. Über für die entsprechenden Durchmessergrenzwerte oder Radiusgrenzwerte hinterlegte Drehzahlobergrenzen kann dann die bereits beschriebene Sicherheitsfunktion realisiert werden, um zu verhindern, dass eine Materialbahnrolle 11 auf eine unzulässig hohe Drehzahl beschleunigt wird.
Im Unterschied hierzu ist es auch möglich, mehrere in Radialrichtung der Materialbahnrolle 11 wirkende, in Axialrichtung der Materialbahnrolle 11 gesehen zwischen den axialen Enden 13, 14 derselben positionierte Sensoren 21 vorzusehen, wobei dann jeder der Sensoren einen vorgegebenen, quantisierten bzw. abgestuften Durchmessergrenzwert oder Radiusgrenzwert der Materialbahnrolle 11 detektiert, und wobei für jeden der quantisierten bzw. abgestuften Durchmessergrenzwerte bzw. Radiusgrenzwerte eine entsprechende Drehzahlobergrenze hinterlegt ist.

10: Vorrichtung
11: Bedruckstoffrolle
12: Zapfen
13: Ende
14: Ende
15: Träger
16: Bodenwand
17: Sensor
18: Sensor
20: Vorrichtung
21: Sensor

Claims

Vorrichtung zum drehenden Antreiben einer Materialbahnrolle, insbesondere einer Bedruckstoffrolle, mit einer Aufnahme für die Materialbahnrolle und einem Antrieb, um die Materialbahnrolle abzutreiben, und mit einer Steuerungseinrichtung, die rechnerisch oder messtechnisch einen Durchmesser oder Radius der Materialbahnrolle ermittelt und abhängig vom so ermittelten Durchmesser oder Radius der Materialbahnrolle und abhängig von einer vorgegebenen Umfangsgeschwindigkeit der Materialbahnrolle eine Drehzahl für den Antrieb ermittelt, mit welcher derselbe die Materialbahnrolle zur Bereitstellung der vorgegebenen Umfangsgeschwindigkeit antreibt, gekennzeichnet durch eine Sicherheitseinrichtung, die unabhängig von der Steuerungseinrichtung den Durchmesser oder Radius der Materialbahnrolle (11) messtechnisch ermittelt und abhängig hiervon sowie von definierten Durchmessergrenzwerten oder Radiusgrenzwerten eine entsprechende Drehzahlobergrenze bestimmt, wobei die Sicherheitseinrichtung dann, wenn die von der Steuerungseinrichtung ermittelte Drehzahl die von der Sicherheitseinrichtung bestimmte Drehzahlobergrenze übersteigt, den Antrieb der Materialbahnrolle (11) stillsetzt.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Sicherheitseinrichtung mehrere parallel zu einer Drehachse der Materialbahnrolle wirkende, in Axialrichtung der Materialbahnrolle gesehen neben axialen Enden derselben positionierte und einen unterschiedlichen Abstand zur Drehachse der Materialbahnrolle (11) aufweisende Sensoren (17, 18) umfasst, wobei der Abstand der Sensoren (17, 18) von der Drehachse der Materialbahnrolle (11) eine Quantisierung bzw. Abstufung der Durchmessergrenzwerte oder Radiusgrenzwerte definiert, und wobei für jeden Durchmessergrenzwert oder Radiusgrenzwert eine Drehzahlobergrenze hinterlegt ist, die jeweils oberhalb der im regulären Produktionsbetrieb von der Steuerungseinrichtung für einen vergleichbaren Durchmesser oder Radius bestimmten Drehzahl liegt.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Sicherheitseinrichtung einen in Radialrichtung der Materialbahnrolle wirkenden, in Axialrichtung der Materialbahnrolle gesehen zwischen axialen Enden derselben positionierten und von der Mantelfläche der Materialbahnrolle (11) beabstandeten Sensor (21) umfasst, wobei das von dem Sensor bereitgestellte Signal mit quantisierten bzw. abgestuften Durchmessergrenzwerten oder Radiusgrenzwerten verglichen wird, wobei für jeden Durchmessergrenzwert oder Radiusgrenzwert eine Drehzahlobergrenze hinterlegt ist, die jeweils oberhalb der im regulären Produktionsbetrieb von der Steuerungseinrichtung für einen vergleichbaren Durchmesser oder Radius bestimmten Drehzahl liegt.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Sicherheitseinrichtung mehrere in Radialrichtung der Materialbahnrolle wirkende, in Axialrichtung der Materialbahnrolle gesehen zwischen axialen Enden derselben positionierte und von der Mantelfläche der Materialbahnrolle (11) beabstandete Sensoren (21) umfasst, wobei für jeden Sensor anhängig von einem dem jeweiligen Sensor zugeordneten, quantisierten bzw. abgestuften Durchmessergrenzwert oder Radiusgrenzwert eine Drehzahlobergrenze hinterlegt ist, die jeweils oberhalb der im regulären Produktionsbetrieb von der Steuerungseinrichtung für einen vergleichbaren Durchmesser oder Radius bestimmten Drehzahl liegt.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerungseinrichtung dann, wenn die von der Steuerungseinrichtung ermittelte Drehzahl unterhalb der von der Sicherheitseinrichtung bestimmten Drehzahlobergrenze liegt, den Antrieb der Materialbahnrolle (11) mit der von der Steuerungseinrichtung bestimmten Drehzahl antreibt.