DE1513369B2

DE1513369B2 - Elektrische antriebsanordnung fuer eine mit papierbahnen arbeitende maschine

Info

Publication number: DE1513369B2
Application number: DE19651513369
Authority: DE
Inventors: Francis Arthur Westmont; Bonasera Donald Edward Broadview; IH. Raymond (V.StA.)
Original assignee: North American Rockwell Corp
Current assignee: Boeing North American Inc
Priority date: 1964-11-06
Filing date: 1965-11-05
Publication date: 1972-04-13
Also published as: JPS4826120B1; DK130898B; DE1513369A1; GB1072535A; CH454178A; DK130898C; US3298622A; SE356493B

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine elektrische Antriebsanordnung für eine mit Papierbahnen arbeitende Maschine, bei der eine auslaufende Papierrolle ohne Unterbrechung des Arbeitsvorganges durch eine neue Papierrolle unter Verbindung ihrer Papierbahn mit der laufenden Papierbahn der auslaufenden Rolle ersetzt wird und die neue Rolle zur Anpassung ihrer Umfangsgeschwindigkeit an die lineare Geschwindigkeit der laufenden Papierbahn über eine Kupplung beschleunigt und von einer Bremse verzögert werden kann, und mit zwei die beiden Geschwindigkeiten abtastenden Gebern, deren Signale einer Vergleichseinrichtung zugeführt sind, die bei zu kleiner Umfangsgeschwindigkeit der neuen Rolle die Kupplung erregt und bei zu großer Umfangsgeschwindigkeit, unabhängig von der Größe der Geschwindigkeitsdifferenz, nur die Bremse zur übertragung eines bestimmten konstanten Drehmomentes erregt.

Durch die deutsche Auslegeschrift 1 105 962 ist eine elektrische Schaltungsanordnung zum Regeln j des Drehzahlverhältnisses von zwei oder mehr An- ί triebseinheiten bekannt, die zwei elektromotorische j Einheiten aufweist, von denen die eine unter dem Einfluß einer elektrischen Steuergröße in ihrer Drehzahl veränderbar ist, und die mit je einem jeder Antriebseinheit zugeordneten Impulsgeber zum jeweiligen Erzeugen einer bestimmten Zahl von elektrischen Impulsen pro Umdrehung der zugeordneten Antriebswelle sowie mit jeweils einem Zählwerk zum Zählen der Impulse des ihnen zugeordneten Impulsgebers versehen ist. Diese bekannte Schaltungsanordnung ist derart ausgebildet, daß die von den Impulsgebern erzeugten Impulse je über eine elektrisch vom impulsleitenden in den sperrenden Zustand umsteuerbare Torschaltung zu den Zählwerken geleitet werden und außerdem über eine gleichartige zweite Torschaltung bei impulsleitendem Tor auch dem additiven bzw. subtraktiven Eingang eines Differenzzählwerkes zugeführt werden, wobei die Impulszählwerke unter Verwendung von Hilfsschaltorganen je nach Erreichung eines Endzählwertes ihre eigne erste Torschal- A] tung sperren und die zweite Torschaltung des anderen Impulszählwerkes durchlässig machen und ferner eine Koinzidenzschaltung nach erfolgter Umschaltung beider zweiter Torschaltungen in den leitenden Zustand und die beiden ersten Torschaltungen wieder in den leitenden und die beiden zweiten Torschaltungen wieder in den sperrenden Zustand zurücksteuert, während das Differenzzählwerk die genannte elektrische Steuergröße für die steuerbare Antriebseinheit größen- und vorzeichenmäßig entsprechend dem momentanen Zählerstand erzeugt.

Dieser bekannten Schaltungsanordnung liegt ein Digital-Analogsystem zugrunde, dessen Analogteile in der gleichen Weise wirken wie bei reinen Analogsystemen. Daher treten infolge der Verwendung einer mit einem Potentiometer verbundenen Spannungsquelle und von analogen Regeleinrichtungen unter Verwendung eines zum Geschwindigkeitsfehler proportionalen Analogiesignals Nachteile auf, die insbesondere darin zu sehen sind, daß die Geschwindigkeitsangleichung verhältnismäßig viel Zeit erfordert. -^ Es wurde festgestellt, daß diese Zeit bei einem pro- W portionalen Regelsystem etwa 2 Minuten dauern kann.

Durch die USA.-Patentschrift 3 092 756 ist eine elektrische Antriebsanordnung zur eingangs genannten Art bekannt, bei der eine regelbare Bremse und eine regelbare Kupplung derart angeordnet sind, daß zur Synchronisierung und zur Aufrechterhaltung des Gleichlaufes entweder nur die Kupplung oder nur die Bremse erregt wird. Hierbei wird jedoch die Kupplung wiederum durch eine Proportionalregelung gesteuert, wobei die Kupplung in Betriebsstellung nur ein Drehmoment überträgt, das abhängig ist von der Geschwindigkeitsdifferenz der Umfangsgeschwindigkeit der neuen Rolle und der Geschwindigkeit der laufenden Papierbahn. Hierduch wird die Geschwindigkeit der neuen Rolle im Beschleunigungsfall (erregte Kupplung) nicht schnell genug der Bahngeschwindigkeit angeglichen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einer Antriebsanordnung der vorgenannten Art eine erheblich raschere Geschwindigkeitsanpassung der Umfangsgeschwindigkeit der neuen Papierrolle an die lineare Geschwindigkeit der laufenden Papierbahn zu ermöglichen.

Die Lösung dieser Aufgabe besteht gemäß der Erfindung darin, daß auch die Kupplung im erregten Zustand stets ein bestimmtes konstantes Drehmoment abgibt und daß die Geschwindigkeitsgeber Impulsgeber sind, die mit einer aus logischen Elementen aufgebauten digitalen Impulsvergleichsanordnung zusammenarbeiten, die die zeitliche Lage der von den Gebern gelieferten Impulse auswertet.

Eine in dieser Weise gemäß der Erfindung ausgebildete Antriebsanordnung ist infolge der ausschließlich digitalen Geschwindigkeitserfassung und der Auswertung der zeitlichen Lage der von den Gebern gelieferten Impulse im Hinblick auf Schnelligkeit und Genauigkeit den bekannten Anordnungen erheblich überlegen. Dabei ist vermieden, daß die Anordnung von Zeit zu Zeit nach- oder neueingestellt werden muß und erreicht, daß die Antriebsanordnung vollkommen unabhängig von der jeweiligen Belastung arbeitet und keiner ständigen Wartung bedarf.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigt

F i g. 1 eine schematische Darstellung der Antriebsanordnung,

F i g. 2 eine graphische Darstellung der Beziehung zwischen den durch die Antriebsanordnung nach F i g. 1 erzeugten Impulsen für den Fall, daß die Umfangsgeschwindigkeit der neuen Papierrolle erheblich niedriger ist als die lineare Geschwindigkeit der laufenden Bahn,

Fig. 3 eine der F i g. 2 entsprechende Darstellung für den Fall, daß die Umfangsgeschwindigkeit der neuen Rolle etwas höher ist als die lineare Geschwindigkeit der laufenden Bahn,

F i g. 4 eine der F i g. 2 entsprechende Darstellung für den Fall, daß die Geschwindigkeit der neuen Rolle nur etwas niedriger ist als die lineare Geschwindigkeit der laufenden Bahn, und

F i g. 5 eine graphische Darstellung^ die die Anpassung der Umfangsgeschwindigkeit der neuen Rolle an die lineare Geschwindigkeit der laufenden Papierbahn für die Verbindung der Papierbahnen beim Rollenwechsel zeigt.

Die dargestellte Antriebsanordnung ist für eine mit Papierbahnen arbeitende Maschine, insbesondere eine Rotationsdruckmaschine bestimmt, bei der eine auslaufende Papierrolle ohne Unterbrechung des Arbeitsvorganges durch eine neue Papierrolle ersetzt wird. Hierzu ist es notwendig, die Umfangsgeschwindigkeit der neuen Rolle der linearen Geschwindigkeit der laufenden Papierbahn der auslaufenden Rolle anzupassen und dann die Papierbahn der neuen Rolle mit der laufenden Papierbahn der auslaufenden Rolle zu verbinden.

In Fig. 1 sind verschiedene Triggerschaltungen nur symbolisch angedeutet, da es sich um bekannte elektronische Schaltungen handelt. Um das Verständnis der Wirkungsweise der Antriebsanordnung zu erleichtern, wird jedoch nachstehend die Arbeitsweise dieser Schaltungen kurz erläutert. Die Triggerschaltungen sind in F i g. 1 als Rechtecke dargestellt, die in zwei Abschnitte unterteilt sind, von denen jeweils einer mit S und der andere mit R bezeichnet ist. Die Eingangsklemmen liegen gemäß F i g. 1 auf der linken Seite der Triggerschaltungen, während die Ausgangsklemmen auf der rechten Seite angeordnet sind. Einige der Triggerschaltungen sind von monostabiler Bauart und mit MS bezeichnet. Die übrigen Triggerschaltungen sind von bistabiler Bauart. Wenn ein Eingangssignal oder ein Impuls dem 5-Eingang einer monostabilen Triggerschaltung zugeführt wird, wird die Schaltung umgestellt, stellt sich aber nach Ablauf einer vorbestimmten Zeitspanne automatisch zurück. Während dieser Betriebsperiode wird ein Ausgangsimpuls an der S-Ausgangsklemme der monostabilen Schaltung erzeugt, wobei die Dauer des Impulses der Zeitspanne entspricht, welche die Schaltung benötigt, um sich nach der Umstellung selbsttätig zurückzustellen. Wenn ein Eingangssignal oder ein Impuls dem S-Eingang einer bistabilen Triggerschaltung zugeführt wird, wird diese Schaltung um- gestellt, und ein Ausgangssignal erscheint nur am S-Ausgang. Wenn dann ein Eingangssignal oder ein Impuls dem K-Eingang zugeführt wird, wird die betreffende Schaltung zurückgestellt, und ein Ausgangssignal erscheint nur am R-Ausgang derselben.

In F i g. 1 sind ferner Gatter bzw. Torschaltungen ANDl bis AND 4 symbolisch dargestellt. Da solche Gatter bekannt sind, sind sie nicht näher beschrieben. Ihre Wirkungsweise ist derart, daß nur dann, wenn Eingangsimpulse oder Signale gleichzeitig an den Eingängen eines solchen Gatters eintreffen, am Ausgang des Gatters das gewünschte Ausgangssignal bzw. ein Impuls erscheint.

Bei der F i g. 1 gezeigten Antriebsanordnung sind zum Abtasten von zwei Geschwindigkeiten zwei magnetische Geber 11 und 13 angeordnet, von denen der Geber 11 zum Abtasten der linearen Geschwindigkeit der nicht gezeigten laufenden Bahn und der Geber 13 zum Abtasten der Umfangsgeschwindigkeit der neuen Papierrolle dient. Der Geber 11 ist einem Zahnrad 12, das auf der Welle eines hier nicht gezeigten Druckzylinders der Druckmaschine sitzt, derart zugeordnet, daß die Zähne des Zahnrades beim Drehen desselben Impulses in dem magnetischen Geber hervorrufen und dieser ein Wechselspannungssignal erzeugt, wobei jeder Impuls einer vollständigen Periode der Wechselspannung entspricht. Das Ausgangssignal des magnetischen Gebers 11 wird einem Verstärker LC1 zugeführt, der seinerseits dem 5-Eingang der monostabilen Triggerschaltung FFl ein Eingangssignal zuführt. Hierdurch wird die monostabile Schaltung FFl umgestellt, stellt sich aber nach Ablauf einer vorbestimmten Zeitspanne automatisch wieder zurück. Während dieser Periode erscheint am S-Ausgang der Schaltung FF1 ein Ausgangsimpuls, dessen Dauer der Zeitspanne entspricht, welche die monostabile Schaltung benötigt, um sich nach dem Umstellen zurückzustellen. Ein Ausgangsimpuls wird für jede Periode des Wechselspannungssignals erzeugt, das von dem magnetischen Geber 11 abgegeben wird, so daß jedem Zahn des Zahnrades 12, der sich an dem magnetischen Geber vorbeibewegt, ein solcher Ausgangsimpuls entspricht. Da die Geschwindigkeit, mit der die Zähne des Zahnrades 12 am Geber 11 vorbeilaufen, von der linearen Geschwindigkeit der laufenden Bahn der auslaufenden Papierrolle abhängt, erscheinen die Ausgangsimpulse am S-Ausgang der Schaltung FF1 mit einer Frequenz, die sich nach der linearen Geschwindigkeit dieser Papierbahn richtet.

Der magnetische Geber 13 ist einem Zahnrad 14 zugeordnet. Dieses sitzt auf einer Welle, die durch einen Riementrieb 14a oder ähnlichen Trieb mit der Umfangsfläche der neuen Rolle verbunden ist, so

daß Impulse erzeugt werden, wenn die neue Rolle gedreht wird. Der magnetische Geber 13 und das Zahnrad 14 sind einander so zugeordnet, daß beim Drehen des Zahnrades die Zähne desselben in dem magnetischen Geber Impulse induzieren, die am Ausgang des Gebers ein Wechselspannungssignal erzeugen. Jedem induzierten Impuls entspricht dabei eine Periode der Wechselspannung. Das Ausgangssignal des magnetischen Gebers 13 wird einem Verstärker LC 2 zugeführt, der seinerseits dem S-Eingang einer monostabilen Triggerschaltung FF 2 ein Eingangssignal zufuhrt. Beim Zuführen eines solchen Impulses wird die Schaltung FFl umgestellt, die sich aber nach Ablauf einer vorbestimmten Zeitspanne selbsttätig wieder zurückstellt. Während dieser Betätigungsperiode wird am S-Ausgang der Schaltung FF 2 ein Ausgangsimpuls erzeugt, dessen Dauer der Zeitspanne entspricht, welche die Schaltung FFI benötigt, um sich nach dem Umstellen zurückzustellen. Somit erzeugt der magnetische Geber 13 einen Ausgangsimpuls für jede Periode des Wechselspannungsausgangssignals und somit auch für jeden an dem Geber vorbeilaufenden Zahn des Zahnrades 14. Da sich die Frequenz, mit der die Zähne des Zahnrades 14 am Geber 13 vorbeilaufen, nach der Umfangsgeschwindigkeit der neuen Rolle richtet, erscheinen am S-Ausgang der Schaltung FF2 Ausgangsimpulse mit einer Frequenz, die von der Umfangsgeschwindigkeit der neuen Rolle abhängt.

Die an den S-Ausgängen der monostabilen Schaltungen FFl und FF 2 erscheinenden Ausgangsimpulse dienen zur Steuerung des Antriebs der neuen Rolle in der Weise, daß die Umfangsgeschwindigkeit der neuen Rolle mindestens durch Teile von zwei aufeinanderfolgenden Impulsen, die durch die Schaltung FFl während der Zeitspanne zwischen zwei aufeinanderfolgenden Impulsen der Schaltung FF2 erzeugt werden, erhöht wird und mindestens durch Teile von zwei aufeinanderfolgenden Impulsen, die durch die Schaltung FF2 während der Zeitspanne zwischen zwei aufeinanderfolgenden Impulsen der Schaltung FF1 erzeugt werden, verringert wird. Hierzu ist gemäß F i g. 1 eine bistabile Triggerschaltung FF 3 vorgesehen, die auf Ausgangsimpulse oder Teile von Ausgangsimpulsen anspricht, die an den S-Ausgangen der Schaltungen FFl und FF 2 erscheinen. Die Antriebsanordnung wird hierdurch in einem Zustand gebracht, bei dem die Umfangsgeschwindigkeit der neuen Rolle in Abhängigkeit von einem nachfolgenden Impuls vergrößert oder verkleinert wird. Die bistabile Triggerschaltung kann auf einen Teil eines solchen Impulses ansprechen, der nur am S-Ausgang einer der Schaltungen FFl und FF 2 erscheint.

Gemäß Fig. 1 ist der S-Ausgang der monostabilen Schaltung FF1 mit dem S-Eingang der bistabilen Schaltung FF 3 derart verbunden, daß sich diese Schaltung beim Erscheinen eines Ausgangsimpulses oder eines Teiles eines solchen nur am 5-Ausgang der Schaltung FFl .umstellt, um ein Ausgangssignal am S-Ausgang der Schaltung FF 3 erscheinen zu lassen. Dieses Ausgangssignal wird einem Gatter AND 1 zugeführt, so .daß dieses Gatter einen nachfolgenden Impuls durchläßt, damit dann, wenn ,die Schaltung FF3 in ihrem angestellten Zustand ⁶S gehalten wird, .der nächstfolgende Ausgangsimpuls ■oder «ein !Teil ,eines solchen, ,der iiur am S-Ausgang der Schaltung FF ¹J erscheint, über das Gatter ANDl dem S-Eingang einer bistabilen Triggerschaltung FF4 zugeführt wird. Durch dieses Signal wird die Schaltung FF 4 umgestellt und am S-Ausgang dieser Schaltung ein Ausgangssignal erzeugt. Dieses Signal wird durch ein Gatter AND2 einem Verstärker AMPl zugeführt, vorausgesetzt, daß ein Schalter ES 1 vorher geschlossen worden ist und dem Gatter AND 2 von einer Stromquelle 16 Strom zugeführt wird. Der Schalter £S1 wird geschlossen, wenn die neue Papierrolle mit der laufenden Papierbahn der auslaufenden Papierrolle verbunden werden soll. Bei der dargestellten Ausführungsform wird beim Schließen des Schalters ES 1 auch der Antriebsmotor 15 eingeschaltet. Das dem Verstärker AMPl zugeführte Signal wird verstärkt und einer dem Motor 15 zugeordneten Kupplung 17 zugeführt, die vorzugsweise als elektromagnetische Induktionskupplung ausgebildet ist. Diese wird hierbei eingeschaltet, so daß der Motor 15 die neue Rolle antreibt, um sie in Drehung zu versetzen.

Der S-Ausgang der monostabilen Schaltung FF2 ist mit dem R-Eingang der Schaltung FF 3 verbunden, so daß in Abhängigkeit von der Erzeugung eines Ausgangsimpulses oder eines Teils davon nur am S-Ausgang der Schaltung FF2 die Schaltung FF3 zurückgestellt wird. Hierdurch wird ein Ausgangssignal am R-Ausgang der Schaltung FF 3 erzeugt. Dieses Signal wird einem Gatter AND3 zugeführt und dieses hierdurch in einen Zustand gebracht, bei dem ein Impuls durchgelassen wird. Wenn die Schaltung FF3 im zurückgestellten Zustand gehalten wird, so wird daher der nächstfolgende Ausgangsimpuls oder ein Teil davon, der nur am S-Ausgang der Schaltung FF2 erscheint, über das Gatter AND3 dem Eingang der Schaltung FF4 zugeführt. Die Schaltung FF'4 wird hierdurch zurückgestellt, so daß am R-Ausgang dieser Schaltung ein Ausgangssignal erscheint. Dieses Signal wird dem Gatter AND4 zugeführt, das ebenfalls einen Impuls durchläßt, wenn der Schalter ES 1 geschlossen ist, so daß der Impuls zu einem zweiten Verstärker AMP2 gelangt. Dieser Verstärker verstärkt das Signal und führt es einer der neuen Rolle zugeordneten, vorzugsweise als elektromagnetische Induktionsbremse ausgebildeten Bremse 18 zu, die hierdurch betätigt wird, um die Drehgeschwindigkeit der neuen Rolle zu verringern. Die Triggerschaltung FF 3 bildet zusammen mit den Gattern ANDl und AND3 und der Triggerschaltung FF4 eine aus logischen Elementen aufgebaute Impulsvergleichsanordnung, welche die zeitliche Lage der von den Impulsgebern 11 und 13 gelieferten Impulse auswertet.

Die Wirkungsweise der beschriebenen Antriebsanordnung für .einen Verbindungsvorgang der Papierbahnen beim Rollenwechsel wird an Hand von Fig. 2 bis 5 erläutert. Gemäß Fig. 5 wird die laufende !Papierbahn von .der ,auslaufenden Rolle durch die !Druckmaschine mit einer bestimmten linearen Geschwindigkeit abgezogen. Da die auf der neuen Rolle !befindliche Papierbahn mit der laufenden Bahn dann verbunden werden soll, wenn sich der Durchmesser der sich ihrem Ende nähernden Rolle dem Durchmesser des Kerns nähert, auf den die Papierbahn aufgewickelt ist, muß die neue Rolle vorbereitend so ,angetrieben werden, daß ihre Umfangsgeschwindigkeit im wesentlichen mit der .linearen Geschwindigkeit der laufenden Bahn übereinstimmt, bevor die !beiden B,ahnen miteinander y.enbunden

7 8

werden. Gemäß F i g. 5 wird der Antrieb der neuen gigkeit vom schraffierten Teil des Ausgangsimpulses Rolle im Zeitpunkt £l eingeleitet, indem der Schal- 25 wird die Schaltung FF3 zurückgestellt, so daß ter ES 1 geschlossen wird. Hierdurch wird im Zeit- ein Ausgangsimpuls am R-Ausgang dieser Schaltung punkt il Strom von der Stromquelle 16 den Gat- erzeugt wird, durch den das Gatter AND3 veranlaßt tern ANDl und AND4 zugeführt, so daß diese 5 wird, einen Impuls durchzulassen. Der nächste durch Gatter Signale der Schaltung FF 4 durchlassen. Fer- die Schaltung FF 2 erzeugte Ausgangsimpuls 26 geht ner wird dem Elektromotor 15 Strom zugeführt, so dann durch das Gatter AND3 durch und gelangt daß dieser in Betrieb gesetzt wird. Jedoch wird die zum !^-Eingang der Schaltung FF 4, so daß diese elektromagnetische Induktionskupplung 17 zunächst Schaltung zurückgestellt wird. Infolgedessen wird nicht erregt, so daß der Elektromotor 15 die neue io ein Signal der Bremse 18 zugeführt, so daß die Bremse Rolle noch nicht antreibt. Daher wird das Zahnrad eingeschaltet und die neue Rolle zur Verringerung 12 gedreht, während das Zahnrad 14 in Ruhe bleibt, ihrer Umlaufgeschwindigkeit abgebremst wird. Daso daß Ausgangsimpulse nur am S-Ausgang der bei wird, da die Schaltung FF4 zurückgestellt worden Schaltung FFl erscheinen/Beim ersten am S-Aus- ist, gleichzeitig die Kupplung 17 ausgeschaltet, so gang der Schaltung FFl erscheinenden Impuls stellt 15 daß der Motor 15 die neue Rolle nicht mehr antreibt, sich die Schaltung FF3 um, so daß das Gatter ANDl Wenn sich die Umfangsgeschwindigkeit der neuen einen Impuls durchlassen kann. Der nächstfolgende Rolle verringert, wird gemäß F i g. 5 ein Zeitpunkt Ausgangsimpuls, der am S-Ausgang der Schaltung t4 erreicht, an dem die Umfangsgeschwindigkeit der FFl erscheint, wird daher über das Gatter dem S-Ein- neuen Rolle wieder bis unter die lineare Geschwingang der Schaltung FF 4 zugeführt. Hierdurch wird 20 digkeit der laufenden Bahn zurückgeht. In diesem die Schaltung FF4 umgestellt und der Kupplung 17 Zeitpunkt beginnt das Zahnrad 12 sich schneller zu ein Signal zugeführt, durch das die Kupplung einge- drehen als das Zahnrad 14, so daß erneut Ausgangsschaltet wird, so daß der Motor 15 nunmehr die neue impulse am S-Ausgang der Schaltung FFl mit einer Rolle antreibt. Dabei nimmt die Umfangsgeschwin- Frequenz erscheinen, die höher ist als die Frequenz digkeit der neuen Rolle in der aus Fig. 5 ersieht- 25 der am S-Ausgang der Schaltung FF2 erscheinenden liehen Weise zu. Impulse.

Wenn die Umfangsgeschwindigkeit der neuen Die Beziehung zwischen diesen Ausgangsimpulsen Rolle noch erheblich unter der linearen Geschwin- entspricht jetzt der Darstellung in Fig. 4. Infolgedigkeit der laufenden Bahn liegt, z. B. im Zeitpunkt dessen wird die Schaltung FF4 wieder umgestellt, ti, dreht sich das Zahnrad 12 schneller als das Zahn- 30 so daß die Kupplung 17 erneut eingeschaltet und die rad 14. Infolgedessen erscheinen Ausgangsimpulse am Bremse 18 ausgeschaltet wird. Nunmehr treibt der S-Ausgang der Schaltung FFl mit einer höheren Motor 15 die neue Rolle wieder an, um deren UmFrequenz als Ausgangsimpulse am S-Ausgang der fangsgeschwindigkeit zu erhöhen.
Schaltung FF2. Die Beziehung zwischen den Aus- Die Kupplung 17 und die Bremse 18 werden somit gangsimpulsen der Schaltungen FFl und FF2 ist in 35 abwechselnd ein- und ausgeschaltet, um die Umfangs-F i g. 2 dargestellt. Die aufeinanderfolgenden Aus- geschwindigkeit der neuen Rolle an die lineare Gegangsimpulse 21 und 22 werden am S-Ausgang der schwindigkeit der laufenden Papierbahn anzupassen. Schaltung FFl während der Zeitspanne erzeugt, die Die Papierbahn der neuen Rolle kann gemäß F i g. 5 zwischen der Erzeugung von zwei aufeinanderfol- im Zeitpunkt i5 mit der laufenden Papierbahn vergenden Ausgangsimpulsen 23 und 24 am S-Ausgang 40 bunden werden.

der Schaltung FF2 abläuft. Der erste Impuls 21 Aus F i g. 5 ist ersichtlich, daß nach dem Zeitbewirkt, daß sich die Schaltung FF3 umstellt, wäh- punkt, in dem die Umfangsgeschwindigkeit der neuen rend der zweite Impuls 22 durch das Gatter AND 1 Rolle auf einen Wert gebracht worden ist, der im hindurchgeht und zum S-Eingang der Schaltung FF4 wesentlichen der linearen Geschwindigkeit der laugelangt, die somit im umgestellten Zustand gehalten 45 fenden Papierbahn entspricht, die Umfangsgeschwinwird, so daß die Kupplung 17 eingeschaltet bleibt. digkeit der neuen Rolle um die lineare Geschwindig-Die neue Rolle wird daher entsprechend F i g. 5 keit der laufenden Bahn zwischen einem maximalen mit einer ständig zunehmenden Umfangsgeschwin- Überschuß und einem maximalen Fehlbetrag pendelt, digkeit angetrieben. Die Kupplung 17 bleibt einge- Gemäß Fig. 2 bis 4 ergibt sich ein maximaler schaltet, solange das Zahnrad 12 schneller umläuft 50 Überschuß, wenn T₁ — d = T₂ + i/ist, wobei T₁ = 1/Z₁ als das Zahnrad 14, aber auch solange die Drehzahl und T₂ = l//₂ ist, und Z₁ und f₂ die Frequenzen des Zahnrades 12 gleich derjenigen des Zahnrades 14 . der durch die Schaltungen FFl und FF2 erzeugten ist. Impulse bezeichnen. Somit ist

Wenn die Umfangsgeschwindigkeit der neuen Rolle

beginnt, die lineare Geschwindigkeit der laufenden 55 /2 =/1

Bahn zu überschreiten, was in Fig. 5 dem Zeit- (1 — 2(If₁)
punkt i3 entspricht, so dreht sich das Zahnrad 14

schneller als das Zahnrad 12. Infolgedessen werden Der prozentuale Geschwindigkeitsüberschuß ist Ausgangsimpulse am S-Ausgang der Schaltung FF2 durch folgende Gleichung gegeben:
mit einer höheren Frequenz erzeugt als Ausgangs- 60 Prozentualer Geschwindigkeitsüberschuß
impulse am S-Ausgang der Schaltung FF1 erscheinen. Die tatsächliche Beziehung zwischen den erzeug- _ /£_ _ Λ . jqq₀/
ten Impulsen entspricht dann der Darstellung in V /1 / °
Fig. 3. Diese zeigt, daß Teile der Ausgangsimpulse 25 und 26, die am S-Ausgang der Schaltung 65 Setzt man /· _ /■
FF 2 erscheinen, während der Zeitspanne zwischen h — η _

der Erzeugung der Ausgangsimpulse 27 und 28 am (1 —

S-Ausgang der Schaltung FFl auftreten. In Abhän- ein, so erhält man:

9 10

Prozentualer Geschwindigkeitsüberschuß Setzt man ein

_s erhält man:

Maximaler prozentualer Geschwindigkeitsüberschuß Prozentualer Geschwindigkeitsfehlbetrag

( ^loo% ·

max. / ,

Der maximale Geschwindigkeitsfehlbetrag tritt da- io V

gegen dann auf, wenn T₁ + d = T₂ — d ist; hierin ist
wieder T₁ = 1/Jf₁ und T₂ = IJf₂. Maximaler prozentualer Geschwindigkeitsfehlbetrag

Daher ist

f - Λ ( ^2dfi max. \

Ji — j . ₀ ./· · „ = I IUU /o .

1 + 2Of₁ 15 V 1 + 2i//i ^max- /

Der prozentuale Geschwindigkeitsfehlbetrag ergibt

sich aus folgender Gleichung: Die vorstehenden Berechnungen stellen den ver

einfachten Fall dar, daß die miteinander verglichenen

Prozentualer Geschwindigkeitsfehlbetrag ₂₀ impulse vollständig gegeneinander versetzt sind. Da

dies nur selten der Fall ist, wird im praktischen

₌ Λ _ *² ). 1OQ% Betrieb ein erheblich kleinerer Geschwindigkeitsunter-

V /i / schied erzielt werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Elektrische Antriebsanordnung für eine mit Papierbahnen arbeitende Maschine, bei der eine auslaufende Papierrolle ohne Unterbrechung des Arbeitsvorganges durch eine neue Papierrolle unter Verbindung ihrer Papierbahn mit der laufenden Papierbahn der auslaufenden Rolle ersetzt wird und die neue Rolle zur Anpassung ihrer Umfangsgeschwindigkeit an die lineare Geschwindigkeit der laufenden Papierbahn über eine Kupplung beschleunigt und von einer Bremse verzögert werden kann, und mit zwei die beiden Geschwindigkeiten abtastenden Gebern, deren Signale einer Vergleichseinrichtung zugeführt sind, die bei zu kleiner Umfangsgeschwindigkeit der neuen Rolle die Kupplung erregt und bei zu großer Umfangsgeschwindigkeit, unabhängig von der Größe der Geschwindigkeitsdifferenz, nur die Bremse zur übertragung eines bestimmten konstanten Drehmomentes erregt, dadurch gekennzeichnet, daß auch die Kupplung (17) im erregten Zustand stets ein bestimmtes konstantes Drehmoment abgibt und daß die Geschwindigkeitsgeber (11, 12; 13, 14) Impulsgeber sind, die mit einer aus logischen Elementen aufgebauten digitalen Impulsvergleichsanordnung (FF3, ANDl, AND3, FF4) zusammenarbeiten, die die zeitliche Lage der von den Gebern gelieferten Impulse auswertet.

2. Elektrische Antriebsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die digitale Impulsvergleichsanordnung eine bistabile Kippstufe (FF3) enthält, deren zwei Eingänge jeweils einem Impulsgeber (11, 13) zugeordnet und deren Ausgänge jeweils einem ersten Eingang einer Und-Stufe (ANDl, AND 3) zugeführt sind, deren zweiter Eingang von der zugehörigen Impulsfrequenz beaufschlagt ist, und daß die Ausgänge der Und-Stufen den beiden Eingängen einer zweiten bistabilen Kippstufe (FF4) zugeführt sind, deren einer Ausgang die Kupplung (17) und deren zweiter Ausgang die Bremse (18) betätigt.

45