DE1486848B2

DE1486848B2 - Papierrollen wechselforrichtung insbesondere fuer rotations druckmaschinen

Info

Publication number: DE1486848B2
Application number: DE19661486848
Authority: DE
Inventors: Taneji Dipl Ing Toyonaka Osaka Kishioka (Japan)
Original assignee: Hamada printing press mfg Co Ltd , Osaka (Japan)
Priority date: 1965-02-01
Filing date: 1966-01-29
Publication date: 1971-03-25
Also published as: DE1486848A1; GB1135623A; JPS4826119B1; US3388874A

Description

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Die Erfindung betrifft eine Papierrollen-Wechsel- die Steuerung der Beschleunigung der Ersatzrolle in

Vorrichtung, insbesondere für Rotationsdruckmaschi- Abhängigkeit von Signalen erfolgt, welche durch auf

nen, mit einer Gleichlaufregelung zur Erzielung einer die Bahngeschwindigkeit der ablaufenden Bahn in der

mit der Ablaufgeschwindigkeit der Bahn der aus- Maschine bzw. auf die Umfangsgeschwindigkeit der

laufenden Rolle übereinstimmenden Umfangsge- 5 Ersatzrolle ansprechende Tachogeber erzeugt werden,

schwindigkeit der Ersatzrolle, welche einen ersten Hierbei entfallen zwar die Komplikationen, die sich

Tachogeber zur Erzeugung eines von der Bahnge- bei der erwähnten Steuerung in Abhängigkeit von den

schwindigkeit abhängigen Signals, einen zweiten Drehzahlen der Papierrollen ergeben; jedoch ist eine

Tachogeber zur Erzeugung eines von der Umfangs- präzise Gleichlaufregelung auch mit dieser bekannten

geschwindigkeit der Ersatzrolle abhängigen Signals io Anordnung nicht erzielbar. Zum einen liegt dies daran,

sowie eine Vergleichsschaltung zur Erzeugung eines daß bei der bekannten Anordnung der Meßfühler für

von der Differenz der beiden Geschwindigkeitssignale die Geschwindigkeit der Ersatzrolle zwar auf deren

abhängigen Regelsignals zur Steuerung des Antriebs- Umfangsgeschwindigkeit anspricht, wobei jedoch der

motors der Ersatzrolle, auf weist. Antrieb dieses Meßfühlers durch den Beschleunigungs-

Bei derartigen Druckmaschinen muß jeweils die t5 antrieb für die Ersatzrolle selbst angetrieben wird, der sich im Zuge der laufenden Papierzufuhr zu der üblicherweise in Form eines am Umfang der Ersatz-Maschine verbrauchende Rolle durch eine neue rolle angreifenden Reibriemens oder Antriebsgurts Papierrolle ersetzt werden, wobei die Papierbahn der ausgebildet ist. Angesichts der erheblichen Masse der auslaufenden Rolle mit der Papierbahn der Ersatzrolle zu beschleunigenden Ersatzrolle sowie der für die Beverbunden werden muß. Um den Ersatz der Rollen 20 schleunigung zur Verfügung stehenden kurzen Zeit bzw. den Anschluß der neuen Rolle an das Ende der und daher erforderlichen hohen Beschleunigung beauslaufenden Rolle ohne Anhalten der Rotations- steht zwischen dem Beschleunigungsantrieb, beispielsdruckpresse oder auch nur Verringerung der Druck- weise dem Reibriemen, und dem Umfang der Ersatzgeschwindigkeit zu ermöglichen, muß die neue Papier- rolle ein erheblicher Schlupf, der eine Präzision der rolle vor dem Anschluß so weit beschleunigt werden, 25 Gleichlaufregelung von vornherein ausschließt, daß ihre Umfangsgeschwindigkeit im wesentlichen Selbst wenn dieser Schlupf jedoch beseitigt werden mit der Bahngeschwindigkeit der auslaufenden Papier- könnte, läßt sich mit einer derartigen einstufigen bahn der alten Rolle übereinstimmt. Üblicherweise Regelung jedoch keine genaue und insbesondere keine sind die Papierrollen auf den Sternarmen von dreh- dauerhafte Gleichlauf synchronisation erzielen; hierzu baren Rollensternen angeordnet, wobei die ablaufende 30 ist zu bedenken, daß angesichts der hohen Arbeitsge-Rolle kurz vor ihrem vollständigen Verbrauch zu- schwindigkeiten, mit welchen die modernen Drucksammen mit dem Rollenstern weitergedreht und maschinen-betrieben werden, die Beschleunigungsmittels einer schwenkbar angeordneten Bürste an die steuerung den weiten Bereich von der Anfangsgeinzwischen auf die Geschwindigkeit der ablaufendeh schwindigkeit Null bis auf die gewünschte hohe Bahn beschleunigte neue Rolle angeklebt und mittels 35 Arbeitsgeschwindigkeit überdecken muß, wobei dieser eines schwenkbar angeordneten Messers von ihrer Beschleunigungsvorgang sich noch innerhalb verhält-Bahn abgetrennt wird. Es ist dabei insbesondere auch nismäßig kurzer Zeit abspielen muß. Wegen der endbereits bekannt, sowohl die Auslösung des Papier- liehen Ansprechempfindlichkeit .des Gleichlaufsteuerrollenersatzvorgangs, d. h. das Weiterdrehen des bzw. Regelkreises ist es unmöglich, diesen mit einer Rollensterns und die sich daran anschließenden Vor- 40 für die. obere Grenze des Steuer- bzw. Regelbereichs gänge, als auch die Gleichlaufsteuerung der Be- optimalen Empfindlichkeit auszulegen; selbst wenn schleunigung der ne)ieii Rolle auf die Bahngeschwin·- daher im Zuge der Beschleunigung ein genauer digkeit der auslaufenden Rolle selbsttätig zu gestalten, Gleichlaufzustand erreicht wird, ist es mit dieser bederart, daß der gesamte Auswechselvorgang automa- kannten Anordnung nicht möglich, diesen Zustand tisch erfolgt.. ■ .r·: -, 45 mit hoher Genauigkeit über die für den Auswechsel-,

Bei einem Teil der bekannten Anordnungen, etwa insbesondere den Anklebe- und Abtrennvorgang ernach den deutschen Auslegeschriften 1 047 795 und forderliche Zeitdauer hin aufrechtzuerhalten.
1108 239 sowie der USA.-Patentschrift 3 015 454 Die Erfindung betrifft somit eine Papierrollen- und der britischen Patentschrift 684 765, erfolgt dabei Wechselvorrichtung, insbesondere für Rotationsdruckdie Auslösung·· des^r·-Auswechselvorgangs sowie die 5° maschinen, mit einer Gleichlaufregelung zur Erzielung Steuerung der Beschleunigung der Ersatzrolle auf der einer mit der Ablaufgeschwindigkeit der Bahn der Grundlage eines Drehzahlvergleichs zwischen der auslaufenden Rolle übereinstimmenden Umfangsge-Restrolle der auslaufenden Bahn und der Maschine, schwindigkeit der Ersatzrolle, welche einen ersten und zwar mittels Meßgeneratoren, insbesondere Tachogeber zur Erzeugung eines von der Bahn-Tachogebern, welche auf die Drehzahl der aus- 55 geschwindigkeit abhängigen Signals, einen· zweiten laufenden Rolle und/oder der Ersatzrolle sowie auf Tachogeber zur Erzeugung eines von der Umfangsdie Drehzahl des Maschinenantriebs ansprechen. geschwindigkeit der Ersatzrolle abhängigen Signals Hierbei ergeben sich insofern Schwierigkeiten, als es sowie eine Vergleichsschaltung zur Erzeugung eines letztlich für die Gleichlaufregelung auf die Bahnge- von der Differenz der beiden Geschwindigkeitssignale schwindigkeiten, d. h. insbesondere also auf die Um- 60 abhängigen Regelsignals zur Steuerung des Antriebsfangsgeschwindigkeit der Ersatzrolle ankommt, welche motors der Ersatzrolle aufweist,
mit den Drehzahlen der betreffenden Rollen in einer Der Erfindung liegt als Aufgabe die Schaffung einer nichtlinearen Beziehung steht. Eine präzise Gleich- derartigen Papierrollen-Wechselvorrichtung zugrunde, laufregelung ist mit diesen bekannten Anordnungen bei welcher eine zuverlässige Gleichlaufregelung hoher nicht erzielbar. 65 Genauigkeit und Stabilität erzielbar ist. Dies soll ins-

Aus der USA.-Patentschrift 2 601 071 ist bereits besondere auch für die bei den neuzeitlichen Druckeine Gleichlaufregelung für eine Papierrollen-Wechsel- maschinen angestrebten immer höheren Arbeitsvorrichtung der genannten Art bekannt, bei welcher geschwindigkeiten gewährleistet sein, durch welche an

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die Effektivität der Gleichlaufregelung angesichts der Nach einer zweckmäßigen Ausgestaltung der Ergroßen Masse der Papierrollen und des Verhältnis- findung kann vorgesehen sein, daß zwischen dem mäßig kurzen zur Verfügung stehenden Zeitraums Bahnantrieb der Maschine und dem an diese animmer höhere Anforderungen gestellt sind. . kuppelbaren Synchrotachogenerator der Sekundär-

Zu diesem Zweck ist bei einer Papierrollen-Wechsel- 5 bzw. Feinregelung ein stufenlos einstellbares Getriebevorrichtung gemäß der Erfindung vorgesehen, daß zur Einstellung eines vorgegebenen, geringfügigen; zum Zweck der Feinregelung ein dritter Tachogeber Schlupfes zwischen den miteinander zu verbindenden vorgesehen ist, der über eine von der Antriebsvor- Bahnen der auslaufenden Rolle und der Ersatzrolle richtung der Ersatzrolle unabhängige Fühlvorrichtung vorgesehen ist. Dies beruht auf der Überlegung, daß (Fühlerband) von der Umdrehungsgeschwindigkeit ίο die Einstellung eines geringfügigen, in seiner Größe der Ersatzrolle gesteuert wird und dessen Wechsel-: genau vorwählbaren Schlupfes zwischen den Bahnspannungsausgangssignal nach Betrag und Phase mit geschwindigkeiten der beiden miteinander zu verdem Wechselspannungsausgangssignal eines von der bindenden Bahnen eine zuverlässigere Verbindung geBahngeschwindigkeit gesteuerten vierten Tachogebers währleistet als bei genau gleicher Bahngeschwindigkeit." verglichen wird, wobei die Umschaltung von der 15 Dieser Ausgestaltung liegt die Erkenntnis zugrunde, Primär- bzw. Grobregelung auf die Sekundär- bzw. daß eine zufriedenstellende Papierverbindung selbst Feinregelung bei Unterschreitung eines vorgegebenen bei gleicher Bahngeschwindigkeit der beiden zu verWerts des von dem ersten und zweiten Tachogebers bindenden Papierbahnen durch andere Faktoren, wie gebildeten Regelsignals erfolgt. . Veränderungen der Papierdehnung, Verlängerung des;

Indem gemäß der Erfindung die Gesamtsteuerung 20 Papiers unter Spannung u. dgl., beeinträchtigt werden bzw. -regelung in eine Primär- oder Grobregelung und. kann. So ist es einfacher, die im Übergangszeitpunkt eine Sekundär- oder Feinregelung unterteilt und auftretenden Stöße durch einen bewußt und absichtlich; innerhalb der Sekundär- bzw. Feinregelung ein Ver- eingeführten kleinen Schlupf genau bekannter, wählgleich der von den zugehörigen Tachogebern erzeugten barer Größe zwischen der Beschickungsgeschwindig-Signale nach Betrag und Phase erfolgt, wird eine um 25 keit der ablaufenden Rolle und der Umfassungsgeden Regelpunkt (Bahngeschwindigkeit der ablaufen- schwindigkeit der neuen Papierrolle aufzufangen,
den Bahn) herum hoch wirksame Gleichlaufsteuerung Vorzugsweise ist die auf den dritten Tachogeber erreicht; die beiden abgestuften. Regelungen schließen steuernde Fühlvorrichtung als ein gegen den Umfang dabei nahtlos aneinander an, und die Umschaltung der Ersatzrolle anliegendes Fühlerband ausgebildet,
zwischen der Primär- und der Sekundärregelung er- 30 Die Erfindung ist im nachfolgenden an Hand der folgt automatisch, sobald die Ersatzrolle unter der Zeichnungen beispielsweise erläutert. Es zeigt
Wirkung der Primärsteuerung praktisch an den Gleich- F i g. 1 in perspektivischer Teilansicht eine Papierlaufzustand herangeführt ist. Durch den Antrieb des rollen-Wechselvorrichtung gemäß einer Ausführungsauf die Umfangsgeschwindigkeit der Ersatzrolle an- form der Erfindung für eine Rotationsdruckmaschine,, sprechenden Tachogebers der. Sekundärsteuerung, im- 35 F i g. 2 eine schematische Darstellung der Wirkungsabhängig vom Beschleunigungsantrieb für die Ersatz- weise der Vorrichtung nach F i g. 1, · · rolle, ist die Einführung eines unkontrollierbaren, die Ge- F i g. 3 ein Blockschaltbild der elektrischen Schalnauigkeit der erzielbaren Gleichlauf regelung grundsätz- turig für die Vorrichtung gemäß der Erfindung;
lieh begrenzenden Schlupfes weitgehend ausgeschaltet, Fi g. .4. und 5 Detailschältbilder der die Feinregelung ; Nach einer bevorzugten Ausgestaltung ist der dritte 40 bewirkenden Synchrotachogeber, . ; Tachogeber als Synchrotachogenerator ausgebildet; . F i g. 6 eine Spannung-Zeit-Kurve zur Erläuterung dessen Statorwicklungen mit den Statorwicklungen der Phasenempfindlichkeit der Feinregelung,
des vierten ebenfalls als Synchrotachogeneratorsaus^ Zunächst seien die F i g. 1 und 2 betrachtet: Die gebildeten Tachogebers verbunden sind, daß während Papierrollen-Wechsel vorrichtung weist zwei drehbar der Primär- bzw. Grobregelung die Rotorwicklungen 45 auf der Welle eines Lagerbocks gelagerte dreiarmige der beiden Synchrotachogeneratoren an eine gemein- Rollensterne 1 auf. Jeweils ein Arm der Sterne 1 same Speisewechselspannung gelegt sind, und daß bei trägt eine Ersatzrolle 2, während die.. auslaufende, der Umschaltung auf die Sekundär- bzw. Feinregelung Rolle 3 an je einem anderen Arm der Sterne 1 ange-_; der Rotor des vierten Tachogebers über eine Kupplung bracht ist.. Der dritte Arm ist zum Austausch der Jemit dem Antrieb der auslaufenden Bahn kuppelbar ist 50 weils verbrauchten gegen eine neue Rolle frei. Gegert und die Rotorwicklung eines der beiden Synchrotacho? die Oberfläche der auslaufenden Rolle 3 liegt ein generatoren mit einem von der Speisewechselspannung Spannriemen 4(Fi g. 2) unter Druck an; er hält den· des anderen Synchrotachogenerators gespeisten Syn- von der Rotationsdruckmaschine 13 durch deren; chrogleichrichter verbunden ist, der das Regelsignal Motor 12 ausgeübten Zug an der Papierbahn 10 für den Antriebsmotor der Ersatzrolle liefert. 55 konstant.

Hierdurch kommt unmittelbar nach der Umschal- Am unteren Ende des Spannriemens 4 ist eine

tung von der Primär- auf die Sekundärregelung ein Führungswalze 6 vorgesehen; der Riemen 4 ist an

Vergleich nach Betrag und Phase praktisch innerhalb seinem unteren Ende mit einer Spannfeder 7 versehen;

der ersten Halbperiode der Speisewechselspannung das obere Ende des Spannriemens 4 ist: über eine

der Synchrogeneratoren zustande. Durch Synchro- 60 weitere Führungswalze 8 mit einem Spannmotor 9

gleichrichtung der an der Rotorwicklung des einen verbunden.

Synchrogenerators abgenommenen Ausgleichsspan- Ein erster Tachogeber 14 der Primär- oder Grob-

nung mit der Speisespannung des anderen Synchro- geschwindigkeitsregelung ist mit dem Motor 12 der

generators erhält man Steuersignale, die nach Betrag Druckmaschine 13 oder mit dieser selbst verbunden.,

und Polarität Größe und Richtung der Abweichung 65 Ein weiterer Tachogeber 17, der ein Teil der Sekundär-

der beiden miteinander zu vergleichenden Geschvvin- oder Feinregelung ist und als Synchrotachogeber

digkeiten mit hoher Genauigkeit und hoher Ansprech- (vgl. 17 in F i g. 4 und 5) ausgebildet ist,, ist über eine

geschwindigkeit wiedergeben. Kupplung 16 und ein stufenloses Getriebe 15 zum

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Drehantrieb durch die Druckmaschine 13 bzw. den Umfangsgeschwindigkeit entsprechenden Drehzahl Motor 12 ankuppelbar. Das Getriebe 15 und die um; der Rotor des Tachogebers 17 läuft im nicht Kupplung 16 haben die übliche Ausführung. eingerückten Zustand der Kupplung 16, d. h. wäh-Die Ersatzrolle 2 muß für den Papierrollenwechsel rend der Wirksamkeit der Primär- oder Grobregelung, auf eine bestimmte, der jeweiligen Bahngeschwindig- 5 frei, und zwar mit der gleichen Drehzahl wie der keit der von der auslaufenden Rolle 3 ablaufenden Tachogeber 41, die in diesem Falle nach dem Prinzip Papierbahn 10 entsprechende Umfangsgeschwindig- der »elektrischen Welle« miteinander verbunden und keit gebracht werden. Hierzu dient ein Beschleuni- mit einer gemeinsamen Speisewechselspannung E₁ gungsantriebsaggregat, bestehend aus einem Antriebs- beaufschlagt sind. Beim Übergang von der Primärgurt 18 und einem Fühlerband 19, die die Ersatz- io oder Grobregelung auf die Sekundär- oder Feinrolle 2 berühren und entsprechend der normalen regelung steht der Rotor des Tachogebers 41 nach Drehungsrichtung der Ersatzrolle 2 laufen. Der An- dem Einrücken der Kupplung 16 unter einem Zwangstriebsgurt 18 ist mit einem Antriebsmotor 20 ver- antrieb mit einer der Bahngeschwindigkeit des Druckbunden, und das Fühlerband 19 ist parallel zu dem werks 13 entsprechenden Drehzahl; an der nunmehr Band 18 angeordnet. 15 von der gemeinsamen Speisewechselspannung E₁ ab-Die Welle des Antriebsmotors 20 ist an einem Ende geschalteten Rotorwicklung des Tachogebers 41 tritt über eine Kupplung 23 mit einem Tachogeber 24 hierbei ein Regelsignal auf, das nach Betrag und verbunden, der als Meßfühler für die Umfangsge- Phase die durch die Feinregelung auszuregelnde Restschwindigkeit der zu beschleunigenden Ersatzrolle differenz zwischen der Umfangsgeschwindigkeit der dient und ein Teil der Primär- oder Grobregelung ist. 20 Ersatzrolle und der Bahngeschwindigkeit der aus-An dem anderen Ende der Motorwelle sitzt eine laufenden Rolle in der Druckmaschine wiedergibt; Riemenscheibe 25 für den Antrieb des Antriebs- dieses Ausgangssignal wird der Vergleichsschaltung 46 gurtes 18. zugeführt und zur Feinsteuerung des Beschleunigungs-D er Antriebsgurt 18 läuft über Riemenscheiben 31 antriebsmotors 20 für die Ersatzrollenbeschleunigung und 33, das Fühlerband 19 über Riemenscheiben 31' 25 verwendet. Die Umschaltung von der Primär- auf die und 33'. Mit dem Fühlerband 19 steht ein weiterer Sekundärregelung erfolgt dabei automatisch in Ab-Tachogeber41 in Antriebsverbindung, der als Meß- hängigkeit von dem jeweiligen Betrag des von der fühler für die Umfangsgeschwindigkeit der Ersatz- Vergleichsschaltung 46 gelieferten Regelsignals. Durch rolle im Rahmen der Sekundär- oder Feinregelung diese Aufteilung der Antriebssteuerung der Ersatzdient und als Synchrotachogeber ausgebildet ist. Dieser 30 roUenbeschleunigung in eine zeitlich aufeinander-Synchrotachogeber 41 der Sekundärregelung, der die folgend wirksam werdende Primär- oder Grob-Umfangsgeschwindigkeit der Ersatzrolle 2 mißt, ist regelung und Sekundär- oder Feinregelung wird eine mit dem ebenfalls der Sekundärregelung angehörenden optimale Synchronisation der Umfangsgeschwindig-Synchrotachogeber 17 elektrisch verbunden (vgl. keit der Ersatzpapierrolle und der Bahngeschwindig-F i g. 4 und 5) und wirkt mit diesem in der weiter 35 keit der Papierbahn 10 in der Druckmaschine erzielt, unten noch im einzelnen beschriebenen Weise zu- Nachfolgend wird an Hand der Fig. 2 bis 6 die sammen. Wirkungsweise dieser Steuerung des Antriebsmotors Mit dem Bezugszeichen 45 ist ein Bürstenarm be- 20 für die Ersatzrollenbeschleunigung im einzelnen zeichnet, der in herkömmlicher Weise Bürsten zum beschrieben.

Klebstoffauftrag sowie Schneidorgane trägt. 40 Die Papiermenge der auslaufenden Rolle 3 auf dem Im folgenden werden nun das Primär- und das Rollenstern 1 verringert sich in dem Maße, in dem Sekundärregelsystem an Hand der F i g. 1 bis 3 näher laufend die Bahn 10 von Zeitungsdruckpapier konerläutert: Mit dem Tachogeber 14 der Primär- oder stant zur Druckpresse zugeführt wird. Wenn die ab-Grobregelung wird die Bahngeschwindigkeit der durch laufende Rolle zu Ende ist, muß gewährleistet sein, den Antriebsmotor 12 der Rotationsdruckmaschine 13 45 daß das Papier von der Ersatzrolle 2 ruckfrei zu der zugeführten Papierbahn 10 abgefühlt und in ein Ge- Druckpresse gelangt. Damit die Papierbahnen z. B. schwindigkeitssignal umgesetzt. Dieses Signal wird in durch Klebung verbunden werden können, auch einer Vergleichsschaltung 46 mit dem die Umfangs- wenn sie sehr schnell laufen, muß der Antriebsgurt 18 geschwindigkeit der Ersatzrolle wiedergebenden Signal mit der Umfangsfiäche der Ersatzrolle 2 durch einen des Tachogebers 24 der Primärregelung verglichen; 5° Hebelmechanismus in Kontakt gebracht werden, das Differenzsignal wird dann einem Verstärker 47 welcher den Antriebsgurt so anhebt oder lockert, zugeführt, von wo aus es einer Eingangssteuerung 48 derart, daß der Antrieb wirksam wird,
für den Antriebsmotor 20 der Ersatzrollenbeschleuni- Zunächst sei also angenommen, daß der Antriebsgung zugeführt wird. motor 20 stillsteht und das Geschwindigkeitssignal Die Sekundär- oder Feinregelung weist die folgenden 55 des Tachogebers 24 gleich Null ist. Die Kupplung 16 wesentlichen Elemente auf: Wie bereits gesagt, ist an bleibt ebenfalls außer Eingriff, und die Abtriebswelle der Druckmaschine 13 ein stufenloses Getriebe 15 des stufenlosen Getriebes 15 betätigt den Tachovorgesehen (F i g. 2), und der Tachogeber 17 steht geber 17 nicht. Dieser Tachogeber 17 ist mit dem über die Kupplung 16 mit diesem Getriebe 15 in Ver- Tachogeber 41 elektrisch verbunden. Wie in F i g. 4 bindung. Der andere Tachogeber 41 ist durch einen 60 gezeigt, bleibt jedoch der Schalter mit seinen b-Kon-Umschalter 49 mit dem Tachogeber 17 verbunden. takten geschlossen und mit seinen α-Kontakten Die beiden Tachogeber 17 und 41 der Sekundär- geöffnet. Daher sind die Tachogeber 17 und 41 dreh- oder Feinregelung sind, wie bereits erwähnt, als momentsynchronisiert, und die Welle des Tacho-Synchrotachogeber ausgebildet und mit ihren Stator- gebers 17 wird nicht gebremst, sondern läuft synchron wicklungen S₁, S*, S₃ (vgl. F i g. 4 und 5) elektrisch 65 mit der des Tachogebers 41 nach dem Prinzip der miteinander verbunden. Der Rotor des als Meßfühler »elektrischen Welle« um. Die Vergleichsschaltung 46 für die Umfangsgeschwindigkeit der Ersatzrolle 2 erhält lediglich das Signal des Tachogebers 14, da dienenden Tachogebers 41 läuft mit einer dieser der Tachogeber 41 nicht mit dem Synchrongleich-

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richter 50 verbunden ist, wenn die a-Kontakte des digkeit des Antriebsmotors 20 allmählich anwächst

Schalters geöffnet sind. Von der Vergleichsschaltung und sich infolgedessen die Geschwindigkeitsdifferenz

46 geht das Signal über den Verstärker 47 zur Ein- vermindert, verringert sich das Ausgangssignal des

gangssteuerung 48. Damit beginnt der Antriebs- Verstärkers 47 auf einen bestimmten Wert. Die

motor 20 zu laufen und. versetzt die Ersatzrolle 2 5 Unterschreitung dieses Signalpegels wird dann zur

durch den Antriebsgurt 18 in Umdrehung. Weil die automatischen Betätigung des Umschalters 49 aus-

Eingangssteuerung 48 das negative Rückführsignal genutzt, wobei der Schalter zwischen den Tacho-

von dem Stromänderungsdetektor 51 erhält, welcher gebern 17 und 41 von b auf α umgelegt wird, d. h.,

auf die Änderung des Eingangsstromes des Antriebs- daß nunmehr die Z>-Kontakte geöffnet und die a-Kon-

motors 20 anspricht, läuft dieser nicht ruckartig an, io takte geschlossen sind,

sondern wird allmählich beschleunigt. Der Umschalter 49 wird in der erwähnten Weise

In dem Maße, wie die Drehgeschwindigkeit des betätigt, kurz bevor die unterste Ansprechgrenze des Antriebsmotors 20 zunimmt, erzeugt der mit dem von den Tachogebern 14 und 24 gelieferten Differenz-Antriebsmotor 20 verbundene Tachogenerator 24 ein oder Regelsignals erreicht ist. Infolgedessen ist die Geschwindigkeitssignal, das dieser Vergleichsschal- 15 Differenz zwischen der Beschickungs- oder Bahntung46 zugeführt wird. Gleichzeitig liefert auch der geschwindigkeit des Papiers in der Druckmaschine mit der Druckmaschine 13 verbundene Tachogeber 14 und der Umfangsgeschwindigkeit der Ersatzrolle im ein Geschwindigkeitssignal an die Vergleichsschal- Zeitpunkt der Umschaltung des Umschalters 49 tung 46. In dieser werden die Signale verglichen, und bereits annähernd gleich Null. Sobald die Umschaldas resultierende Regelsignal wird dem Verstärker 47 20 tung erfolgt, wirken die Tachogeber 17 und 41 als zugeleitet. Die Drehzahl des Antriebsmotors 20 wird Gleichlaufwandler (Synchrogeber) und nicht mehr mittels dieses Signals durch die Eingangssteuerung 48 als Drehmomentsynchronisator. Wenn die Kupplung gesteuert; sie wird konstant, wenn das Signal gleich 16 eingelegt ist, also die Abtriebswelle des stufenlosen Null ist. Getriebes 15 an die Welle des Tachogebers 17 ge-

Indessen kann von einem so einfachen System keine 25 kuppelt ist, werden die Wellen beider Tachogeber

perfekte Synchronisation erwartet werden, da der gleichzeitig angetrieben. ,

Tachogeber 24 ja mit dem Antriebsmotor 20 ver- Die Welle des Tachogebers 17 nimmt über den bunden ist, jedoch stets ein gewisser Schlupf zwischen stufenlosen Geschwindigkeitsregler 15 und die Kuppder Oberfläche der Ersatzrolle 2 und dem Antriebs- lung 16, die mit dem Antriebssystem 13 der Druckgurt 18 besteht. Selbst wenn dieser Schlupf auf Null 30 maschine verbunden ist, eine der Beschickungsreduziert würde, verbleiben immer noch charakte- geschwindigkeit proportionale Drehzahl an. Andererristische Fehler, welche durch den Tachogeber 24 seits ist die Welle des Tachogebers 41 synchronisiert selbst und die Ansprechempfindlichkeitsschwelle des mit der Umfangsgeschwindigkeit der Ersatzrolle durch Verstärkers 47 bedingt sind, derart, daß selbst bei das Fühlerband 19, das kraftschlüssig an der Umfangsvorübergehender Erreichung eines Zustands fast voll- 35 fläche der Ersatzrolle 2 anliegt. Zwischen den Auskommener Synchronisation dieser Zustand nicht gangsklemmen R₁ und R₂ der Rotorwicklung des dauernd aufrechterhalten werden kann. Synchrotachogebers 41 wird also eine Spannung E₂

Zur Behebung dieser Schwierigkeiten ist das erzeugt, welche durch die Rotorstellung A₁ des Sekundär- oder Feinregelsystem mit den Tacho- Tachogebers 17, die Rotorstellung A₀ des Tachogebern 17 und 41 vorgesehen. Wenn die Kupplung 16 40 gebers 41 und den Winkel zwischen diesen (A₁-A₀) außer Eingriff bleibt, kann die Welle des Tacho- bestimmt wird.

gebers 17 frei laufen. Dieser ist indessen elektrisch In F i g. 6 ist die Ausgangsspannung des Tachomit dem Tachogeber 41 so verbunden, daß eine gebers 41 auf der Ordinate und die Rotorphasen-Drehmomentssynchronisation entsteht; die Welle des differenz zwischen den Tachogebern 17 und 41 auf Tachogebers 17 nimmt also das Drehmoment des 45 der Abszisse aufgetragen. + V bedeutet eine be-Tachogebers 41 an, ohne daß beide mechanisch ver- schleunigend wirkende Signalspannung (nach Gleichbunden sind — die Drehungen der Tachogeber 17 und richtung im Synchrongleichrichter 50) und entspre-41 sind durch die elektrisch stabile Stellung des Null- chend —Keine verzögernd wirkende Signalspannung;

Phasenwinkels gekoppelt. _ π _{Zeitpunkt (inner}h_alb der Periode), in

Wahrend der Wirkungsdauer der Primär- bzw. 50 6 ^{K v} ■"
Grobregelung, d. h., bis die Umfangsgeschwindigkeit welchem die Umschaltung von der Primär- auf die der Ersatzrolle 2 im wesentlichen mit der Bahn- Sekundärregelung erfolgt. T₁ bedeutet die Richtung, geschwindigkeit der ablaufenden Rolle synchronisiert in welcher eine Beschleunigung, T₂ die Richtung, in ist, wird das Regelsignal für die Steuerung der Um- welcher eine Verzögerung erforderlich ist; C ist der fangsgeschwindigkeit der neuen Rolle aus der Diffe- 55 für die Regelung bzw. Steuerung verfügbare Bereich, renz der Ausgangssignale der Tachogeber 14 und 24 E₂ die Null-Stellung der Synchronspannung, Vb die erhalten. Die Tachogeber 17 und 41 der Sekundär- Vorspannung, D die Steuersynchron-Nullstellung, regelung sind während dieser Zeit durch das Dreh- 0 die elektrische Null-Stellung für die ideale Steuermoment synchronisiert, das durch den Tachogeber 41 , ■ ,· J¹¹J- 1 1 ^ · t_ -nt u _Pi n
, j -⁷T,..,, , j\_n . · j u-j c synchronisation und -„- die elektrische Null-Stelluns bzw. das Fuhlerband 19 erzeugt wird, wobei das 60 ^J 2 ⁵

Band 19 unabhängig von dem Antriebsgurt 18 für die für die Drehmoment-Synchronisation.

Ersatzrolle 2 angeordnet ist und gegen deren Umfangs- Die Spannung E₂ beginnt immer bei 0. Das kommt

fläche gedrückt wird. Das Band 19 braucht somit nur daher, daß die Tachogeber 17 und 41 sich vor Betäti-

die elektrisch miteinander verbundenen Tachogeber 41 gung des Umschalters 49 mit einer Phasenwinkel-

und 17 anzutreiben. Seine Belastung ist also derart 65 differenz von Qi-O₀ = 0 drehen. Falls nach der

gering, daß der Schlupf zwischen dem Band 19 und Betätigung des Umschalters 49 beide Tachogeber 17,

der Umfangsfläche der Ersatzrolle 2 hier vernach- 41 im wesentlichen dieselbe Geschwindigkeit annehmen

lässigt werden kann. In dem Maße, wie die Geschwin- (infolge der vorhergehenden Regelwirkung der Grob-

regelung), so bleibt die Phasenwinkeldifferenz im wesentlichen Null, so daß keine Sekundärspannung E₂ in dem Tachogeber 41 erzeugt wird. Wenn sich jedoch die Beschickungsgeschwindigkeit der ablaufenden Rolle von der Umfangsgeschwindigkeit der neuen Papierrolle geringfügig unterscheidet, dann ist die Differenz (Θ{—Θ_ο) zwischen der Rotorstellung des Tachogebers 17 und der des Tachogebers 41 nach der Umschaltung des Umschalters 49 nicht gleich Null. Je nachdem, ob die Rotorwelle des Tachogebers 41 gegenüber der des Tachogebers 17 beschleunigt oder verzögert wird, erhält man an den Ausgangsklemmen R₁ und R₂ des Tachogebers 41 eine Ausgangsspannung E₂ von gleicher oder umgekehrter Phase, bezogen auf die Speisewechselspannung E₁ des Tachogebers 17 (F i g. 6), wobei diese Ausgangsspannung proportional zu der erwähnten Phasenwinkeldifferenz ist. Ist die Rotordrehzahl des Tachogebers 41 kleiner als die des Tachogebers 17, wird eine Spannung mit positiver Phase erzeugt und umgekehrt eine Spannung mit negativer Phase, wenn die Rotordrehzahl des Tachogebers 17 kleiner ist als die des Tachogebers 41. In dem Maße, wie die Differenz zwischen den beiden Geschwindigkeiten größer wird, wächst auch die absolute Spannung.

Durch Synchrongleichrichtung dieser Phasenwinkeldifferenz- Ausgangsspannung E₂ mit der dem Rotor des Gebers 17 zugeführten Speisewechselspannung E₁ erhält man ein positives oder negatives Signal. Als Geschwindigkeitsdifferenzsignal wird dieses Signal der Vergleichsschaltung 46 zur Erzeugung eines Steuersignals für den Antriebsmotor 20 zugeführt. Selbst wenn eine merkliche Abweichung zwischen den beiden Tachogebern besteht, bewirkt die erfindungsgemäße Steuerung eine solche Verstellung, daß stets ein möglichst geringer Rotorphasenwinkel vorliegt, so daß die Beschickungsgeschwindigkeit der ablaufenden Rolle mit der Umfangsgeschwindigkeit der neuen Papierrolle synchron wird. Für die Ausgangsspannung E₂ der Tachogeber ist ein Bereich von —90 bis +90° (d. h. —π/2 bis +π/2) Phasenwinkeldifferenz (ßt—0_o) verfügbar.

Zwischen der Druckmaschine 13 und der Kupplung 16 ist ein Getriebe 15 angeordnet, und die Umdrehungszahl des Tachogebers 17 ist zur Erzielung eines bewußt eingeführten kleinen Schlupfs leicht verringert; der Tachogeber 17 wird mit dieser leicht verringerten Drehzahl beaufschlagt. So wird eine Synchronisation erreicht bei einer Geschwindigkeit, die von der Beschickungsgeschwindigkeit durch den Schlupfbetrag abweicht, welcher durch das stufenlose Getriebe auf einen beliebigen gewünschten Wert einstellbar ist.

Claims

Patentansprüche : 55

1. Papierrollen-Wechselvorrichtung, insbesondere für Rotationsdruckmaschinen, mit einer Gleichlaufregelung zur Erzielung einer mit der Ablaufgeschwindigkeit der Bahn der auslaufenden Rolle übereinstimmenden Umfangsgeschwindigkeit der Ersatzrolle, welche einen ersten Tachogeber zur Erzeugung eines von der Bahngeschwindigkeit abhängigen Signals, einen zweiten Tachogeber zur Erzeugung eines von der Umfangsgeschwindigkeit der Ersatzrolle abhängigen Signals sowie eine Vergleichsschaltung zur Erzeugung eines von der Differenz der beiden Geschwindigkeitssignale abhängigen Regelsignals zur Steuerung des Antriebsmotors der Ersatzrolle aufweist, d adurch gekennzeichnet, daß zum Zweck der Feinregelung ein dritter Tachogeber (41) vorgesehen ist, der über eine von der Antriebsvorrichtung (Antriebsgurt 18, Antriebsmotor 20) der Ersatzrolle (2) unabhängige Fühlvorrichtung (Fühlerband 19) von der Umdrehungsgeschwindigkeit der Ersatzrolle (2) gesteuert wird und dessen Wechselspannungsausgangssignal nach Betrag und Phase mit dem Wechselspannungsausgangssignal eines von der Bahngeschwindigkeit gesteuerten vierten Tachogebers (17) verglichen wird, wobei die Umschaltung von der Primär- bzw. Grobregelung auf die Sekundär- bzw. Feinregelung bei Unterschreitung eines vorgegebenen Werts des von dem ersten und zweiten Tachogebers (14, 24) ( ''' gebildeten Regelsignals erfolgt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der dritte Tachogeber (41) als Synchrotachogenerator ausgebildet ist, dessen Statorwicklungen (S₁ bis S₃) mit den Statorwicklungen (S₁ bis S₃) des vierten ebenfalls als Synchrotachogenerators ausgebildeten Tachogebers (17) verbunden sind, daß während der Primär- bzw. Grobregelung die Rotorwicklungen (Ausgangsklemmen R₁, R₂) der beiden Synchrotachogeneratoren (41,17) an eine gemeinsame Speisewechselspannung (E₁) gelegt sind und daß bei der Umschaltung auf die Sekundär- bzw. Feinregelung der Rotor des vierten Tachogebers (17) über eine Kupplung (16) mit dem Antrieb (Motor 12) der auslaufenden Bahn kuppelbar ist und die Rotorwicklung (Ausgangsklemmen R₁, R₂) eines (41) der beiden Synchrotachogeneratoren (41,17) mit einem von der Speisewechselspannung (E₁) des anderen Synchrotachogenerators (17) gespeisten Synchrogleichrichter (50) verbunden ist, der das Regel- f:: signal für den Antriebsmotor (20) der Ersatzrolle liefert.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Bahnantrieb (Motor 12) der Maschine und dem an diese ankuppelbaren Synchrotachogenerator (17) der Sekundär- bzw. Feinregelung ein stufenlos einstellbares Getriebe (15) zur Einstellung eines vorgegebenen, geringfügigen Schlupfes zwischen den miteinander zu verbindenden Bahnen der auslaufenden Rolle (3) und der Ersatzrolle (2) vorgesehen ist.

4. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die auf den dritten Tachogeber (41) steuernde Fühlvorrichtung als ein gegen den Umfang der Ersatzrolle (2) anliegendes Fühlerband (19) ausgebildet ist.

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