DE1774650B2 - Einrichtung zur Dämpfung von Zugspannungsschwankungen und zur Regelung der Bahnspannung eingebremsten Abrolleinrichtungen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Dämpfung vor; Zugspannungsschwankungen und zur Regelung der Bahnspannung an gebremsten Abrolleinrichtungen für Bahnen aus flexiblem Material, beispielsweise Papier, Plastfolien u. dgl. mit einer Tänzerwalze, bei der die Tänzerwalze zwischen zwei die Bahn synchron zueinander fördernden Förderwalzen angeordnet ist, deren rollenseitige erste Förderwalze als Momentenausgleichseinrichtung wirkt. Eine Einrichtung dieser Art zeigt, nach einem älteren Vorschlag, die DE-QS 99 141. Durch die rollenseitige Förderwalze als Momentenausgleichseinrichtung wird die Bahn mit gleicher Fördergeschwindigkeit der Tänzerwalze zugeführt, wie sie von dieser durch die zweite Förderwalzei in die Verarbeitungsmaschine abgezogen wird, so daß die von der Bahnspannung abhängige Dehnung der Bahn beim Ausgleich mit der durch die Bahnbelastung durch die Masse der Tänzerwalze auftretenden Dehnung der Bahn eine Bewegung der Tänzerwalze bewirkt, die zur Regelung der Bremsung der Rolle und damit der Bahnspannung zwischen Rolle und Momentenausgleicheinrichtung ausgenutzt wird.

Diese Einrichtung gestattet eine Regelung der Bahnspannung bei minimalen Bewegungen der Tänzerwalze, die nicht mehr gedämpft zu werden brauchen und eine äußerst stabile Regelung der mittleren Bahnspannung zwischen Rolle und Momentenausgleicheinrichtung. Extreme Bahnspannungsschwankungen werden zuverlässig im Bereich zwischen der Momentenausgleicheinrichtung und der auf die Tänzerwalze folgenden zweiten Förderwalze ausgeglichen, wenn die Bahnspannungsspitzen zwischen der Rolle und der Momentenausgleicheinrichtung nicht bei zugempfindlidien Bahnen zu einer Bahndehnung über den elastischen Bereich hinaus oder gar zum Bahnriß führen. Die störungsfreie Förderung zugempfindlicher Bahnen bereitet gewisse Schwierigkeiten und gelingt nicht immer bei allen vorkommenden Betriebsbedingungen. Ein weiterer Nachteil dieser Einrichtung ist, daß zum Wiederanfahren nach einer Notbremsung sowie beim Einziehen einer neuen Bahn Sondermaßnahmen getroffen werden müssen, um die Regelung vorübergehend unwirksam zu machen. Zunächst muß die Bremse abgeschaltet werden, damit sich die Rolle frei drehen kann, dann muß die Gegendruckwalze der ersten, als Momentenausgleicheinrichtung dienenden Förderwalze abgehoben werden, damit die Bahn bis zur zweiten Förderwalze geführt oder durch diese straffgezogen werden kann und wenn sie vorn in Laufrichtung festgehalten ist, muß durch Rückwärtsdrehung der Rolle die Tänzerwalze in ihre Normalstellung gehoben und anschließend die Gegendruckwalze wieder abgesenkt und die Bremse wieder eingeschaltet werden. Die Durchführung dieser Sondermaßnahmen mit mechanischen Mitteln nach Art einer Folgesteuerung erfordert einen gewissen, nicht unerheblichen Aufwand.

Mit der DE-PS 7 28 354 wurde eine Anordnung zur Konstanthaltung bzw. Erzeugung der Zugspannung in Wickeleinrichtungen bekannt. In diesem Zusammenhang wird eine Einrichtung erwähnt, bei der u.a. die Bahn über eine als Rutschkupplung ausgebildete Zwischenrolle geführt ist, mit der die Bahnspannurig beeinflußt bzw. erzeugt werden soll.

Diese Einrichtung ist nicht in der Lage, mögliche maximale Bahnspannungsschwankungen auszugleichen, veil sie zwar in der Lage ist, schlupfgeschwindigkeitsproportionale Bremskräfte zu übertragen, nicht aber drehwinkelproportionale Gegenkräfte zu erzeugen.

Mit der Erfindung wird nun bezweckt, diese Nachteile zu beheben und die Möglichkeit zu schaffen, Material mit unterschiedlichen Festigkeits- und Dehnungseigenschaften abzurollen. Um dies zu erreichen, muß die Aufgabe gelöst werden, die Wirkung der Momentenausgießeinrichtung auf die Bahn bzw. die Größe der auszugleichenden Momente veränderbar zu machen, so daß sowohl extrem geringe als auch einen einstellbaren Grenzwert überschreitende mittlere Bahnspannungen zwischen der Rolle und der Momentenaiusgleichcinrichtung über diese hinausgreifen und die Tänzerwalze zwecks beschleunigter Regelung direkt beeinflussen können.

Diese Aufgabe wird in einer Einrichtung nach dem

Oberbegriff des Anspruchs I dadurch gelöst, daß zwischen der als Momentenausgleicheinriehtung dienenden ersten Förderwalze und ihrem Antrieb eine Schlupfkupplung angeordnet ist.

Eine weitere gleichwertige Lösung der Aufgabe ist dadurch möglich, daß erfindungsgemäß Einrichtungen zur Änderung des Umschlingungswinkels der Bahn um die als Momentenausgleicheinrichtung dienende Förderwalze, beispielsweise um die erste Förderwalze schwenkbare Umlenkrollen, vorgesehen sind, mit deren Hilfe der Umschlingungswinkel der Bahn um die Momentenausgleicheinrichtung und damit das Reibungsmoment zwischen Bahn und Momentenausgleicheinrichtung einstellbar oder regelbar ist.

Die Wirkung der letztgenannten Einrichtung kann vorteilhafterweise durch eine Blasleiste unterstützt werden, die, mit den Umlenkrollen gemeinsam verschwenkbar, im Auflaufspalt zwischen Momentenausgleicheinrichtung und Bahn so angeordnet ist, daß sie ein Luftpolster zwischen der Bahn und der Momentenausgleicheinrichtung erzeugt.

Der Druck der Blasluft in der Blasleiste ist einstellbar oder regelbar. Auch der Schlupf der Schlupfkupplung ist einstellbar oder regelbar und zudem noch mit der Einschaltung des Antriebsmotors für die Be- und Verarbeitungsmaschine für die Bahn koppelbar, d. h. er kann auch nur für die Dauer des Anfahrens der Bahn wirksam gemacht werden.

Schließlich ist nach einer Weiterbildung der Erfindung der Durchmesser der als Momentenausgleicheinrichtung dienenden ersten Förderwalze gleich oder größer als der Durchmesser der zur Bahnförderung dienenden zweiten Förderwalze.

Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine Abrolleinrichtung mit einer Momentenausgleichseinrichtung und ihrem Antrieb und

F i g. 2 eine Abrolleinrichtung mit einer Momentenbegrenzung durch den Umschlingungswinkel der Bahm um die Momentenausgleichseinrichtung.

Wie sowohl in F i g. I als auch in F i g. 2 dargestellt ist, wird von einer Rolle 1 eine Bahn 2 über eine mittels einer Feder gelagerte Walze 3 und eine als Momentenausgleicheinrichtung dienende erste Förderwalze 4 unter einer Tänzerwalze 5 hindurch über eine zweite Förderwal'ze 6 zu einer nicht dargestellten Verarbeitungs- oder Bearbeitungsmaschine gefördert. Die Förderwalzen 4 und 6 werden mit gleicher Drehzahl und in gleichem Drehsinn durch ein Antriebszahnrad 7 über Zahnräder 8 und 9 angetrieben. Der Durchmesser der ersten Förderwalze 4 ist weniger als 3%, vorzugsweise weniger als 3%o größer als der Durchmesser der Förderwalze 6, so daß die Umfangsgeschwindigkeit der ersten Förderwalze 4 gerinfügig größer ist als die Umfangsgeschwindigkeit der zweiten Förderwalze 6. Es liegt auf der Hand, daß sich die größere Umfangsgeschwindigkeit der Förderwalze 4 auch durch entsprechende Antriebsübersetzungen bei gleichem oder kleinerem Durchmesser wie die Förderwalze 6 erreichen läßt.

Die Tänzerwalze 5 ist an einem in einer Hebellagerung Il gelagerten zweiarmigen Hebel 12 befestigt, der über ein Bremsgestänge 13 oder eine andere Übertragungseinrichtung eine Bremsung der Rolle 1 bewirkt, wenn sich die Tänzerwalze 5 senkt, während die Bremsung gelockert wird, wenn die Tänzerwalze 5 angehoben wird. Es versteht sich von selbst, daß über die Tänzerwalze 5 nicht nur eine Kernbremsung der Rolle 1, sondern gegebenenfalls auch eine Umfangsbremsungder Rolle 1 bewirkt werden kann.

Wie F i g. 1 zeigt, ist zwischen dem Zahnrad 8 und der ersten Förderwalze 4 eine Schlupfkupplung 10 angeord-

"> net, deren Schlupfmoment einstellbar ist.

Die Funktion dieser Regelung ist folgende:
Wenn die Bahnspannung zwischen der Rolle 1 und der zum Momentenausgleich dienenden ersten Förderwalze 4 dem Sollwert entspricht, entspricht auch die

•ι; Dehnung des Bahnabschnittes zwischen der Rolle 1 und der Förderwalze 4 der durch die Belastung der Bahn 2 durch die Tänzerwalze 5 zwischen der Förderwalze 4 und der Förderwalze 6 bewirkten Dehnung. In der Schlupfkupplung 10 tritt ein Schlupf auf, der der

i> Umfangsgeschwindigkeitsdifferenz zwischen der Förderwalze 4 und der Förderwalze 6 entspricht, so daß sich beide Förderwalzen mit gleicher Umfangsgeschwindigkeit drehen.
Steigt die Bahnspannung zwischen Rolle 1 und Förderwalze 4 bis zu dem an der .ichlupfkupplung 10 eingestellten Schlupfmoment, dann -ieigt auch die Dehnung der Bahn in diesem Abschnitt und die Dehnungsdifferenz zwischen der Solldehnung und der istdehnung, gelangt unter geringfügiger Verringerung des Schlupfes in der Schlupfkupplung in den Bahnabschnitt zwischen den Förderwalzen 4 und 6. In diesem Bahnabschnitt gleicht sich die Dehnung der Bahn aus, die Tänzerwalze 5 wird geringfügig angehoben und dadurch wird die Bremsung der Rolle ϊ verringert

«ι Stei jt die Bahnspannung kurzzeitig über den Wert an, der vom eingestellten Schlupfmoment der Schlupfkupplung sowie der Belastung der Bahn 2 durch die Tänzerwalze 5 vorgegeben ist, dann wird die Bahn 2 abgebremst, der Schlupf in der Schlupfkupplung 10

'■> steigt und die Tänzerwalze 5 wird durch Verkleinerung der Schlinge infolge konstanten Abzugs der Bahn 2 durch die Förderwalze 6 und Dehnungsausgleich in der Schlinge rasch und trotzdem um einen nur geringen Weg, der die Dämpfung der Tänzerwalzenbewegung

4(i überflüssig macht, angehoben, so daß die Bremsung der RoMe 1 schnell verringert wird. Die Regelung ist dabei völlig stabil, da einmal die zusätzliche ungedämpfte Beeinflussung der Tänzerwalze 5 durch die auftretende Geschwindigkeitsdifferenz geringer ist als die gedämpf-

• > te Beeinflussung der. Tänzerwalze 5 durch den Dehnungsausgleich und zum anderen nach dem Abbau der Bahnspannungsspitze unmittelbar und allein die gedämpfte Beeinflussung der Tänzerwalze 5 durch den Dehnungsausgleich wirksam wird.

"><> Bei Verringerung der Bahnspannung erfolgt zunächst eine Regelung über den Dehnungseffekt, bei stärkerer Verringerung wird durch Verringerung des Schlupfes eine schnellere Förderung des in die Schlinge hineingeförderten Bahnabschnittes bewirkt, so daß sich

^r'^r' in beiden Fällen die Tänzerwalze S senkt und die Bremsung der Rolle 1 verstärkt wird. Ist keine Bahnspannung vorhanden, beispielsweise nach einer Schnellbremsung bzw. Notbremsung, nach einem Bahnriß oder beim Einziehen einer neuen Bahn, dann

^h(l kann nach den Gesetzten der Seilreibung keine Reibung zwischen der Förderwalze 4 und der Bahn 2 auftreten bzw. beim Einziehen einer neuen Bahn bei stehenden Förderwalzen 4 und 6 läßt sich die Förderwalze 4 beim Auflegen der Bahn der Schlupfkupplung 10 wegen frei

•>^r· drehen, so daß die neue Bahn 2 ungehindert und ohne besondere Maßnahmen eingezogen werden kann.

Beim Ausführungsbeispiel nach Fig.2 entfällt die Schlupfkupplung 10. Konzentrisch um die erste

Förderwalze 4 herum schwenkbar sind an zwei beiderseits der Bahn 2 liegenden Armen 14 zwei freilaufende Umlenkrollen 15 und 16derart angeordnet, daß sie die Bahn 2 auf je einer Seite berühren. Zwischen den Armen 14 ist eine Blasleiste 17 angeordnet, die einen Blasluftstrom in den von der auflaufenden Bahn 2 und der Förderwalze 4 gebildeten Spalt einblast, so daß zwischen der Bahn 2 und der Förderwalze 4 ein dünnes Luftpolster liegt. Durch Schwenkung der Umlenkrollen 15 und 16 um die erste Förderwalze 4 läßt sich der Umschlingungswinkel der Bahn 2 um die Förderwalze 4 beliebig einstellen und damit auch unler Berücksichtigung des reibungsvermindernden Luftpolsters auch die Reibung /wischen der Bahn 2 und der Förderwal/.e 4. Zwischen der Bahn 2 und der Förderwalze 4 tritt bei korrekter Einhaltung der eingestellten Bahnspannung ein Schlupf auf, der der Umfangsgeschwindigkeitsdifferenz zwischen den Förderwalzen 4 und 6 entspricht.

Sieigt die Bahnspannung stark an, dann wird die Bahn 2 abgebremst, der Schlupf steigt, die Tänzerwalze 5 wird angehoben und die Bremsung wird verringert. Sinkt die Bahnspannung plötzlich und stark ab, dann wir die Cahn 2 nahezu schlupflos von der Förderwalze 4 mit deren Umfangsgeschwindigkeit, die etwas über der der Förderwalze 6 liegt, mitgenommen, die Tänzerwalze 5 senkt sich einmal infolge der zusätzlichen Dehnung der nicht genügend gedehnten Bahn 2 und zum anderen infolge der schnelleren Zuförderung der Bahn 2 und bewirkt damit eine verstärkte Bremsung der Rolle 1.

Bei diesem Ausführungsbeispiel kann im Prinzip die Blasleiste 17 entfallen, ihr Einfluß läßt sich durch eine entsprechende Verringerung des Umschlingungswinkels der Bahn 2 um die erste Förderwalze 4 ersetzen. Das durch die Blasleiste 17 erzeugte Luftpolster zwischen Bahn 2 und Förderwalze 4 verhindert das Auftreten eines gewissen Abschmiereffektes durch den Schlupf auf einer bereits bedruckten Bahn 2. Mit Hilfe der Blasleiste 17 kann jedoch der gewünschte Schlupfeffekt noch unterstützt werden, wenn man eine bahnspannungsabhängige Blasluftsteuerung vorsieht. Bei steigender Bahnspanniing wird der Blasluftstrom verstärkt, so daß der Schlupf erleichtert wird, bei sinkender Bahnspannung gedrosselt, so daß die Reibung /wischen Bahn 2 und Fördcrwalze4 vergrößert wird.

In ähnlicher Weise lassen sich beim Ausführungsbeispiel nach F i g. 1 geeignete .Schlupfkupplungen durch die Bahnspannung oder andere Größen sclbstätig einstellen oder regeln.

Beispielsweise kann die Fernschaltung der Schlupfkupplung mit der Einschaltung und Regelung der Antriebsmaschine elektrisch oder mechanisch gckoppelt werden.

Mit der beschriebenen Einrichtung wird gewährleistet, daß die Bahnspannung die durch das Schlupfmoment bestimmten Grenzwerte nicht unter- oder überschreiten kann, ohne daß eine beschleunigte Regelung eingeleitet wird und daß der zuverlässige Bahnspannungsgrcnzwert beliebig durch Einstellung der den Schlupf bestimmenden Einrichtungen festgelegt werden Kann.

Der Schlupf ermöglicht auch ein störungsfreies Wiederanfahren nach einer Notbremsung sowie ein bequemes und schnelles Einziehen der neuen Bahn.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Einrichtung zur Dämpfung von Zugspannungsschwankungen und zur Regelung der Bahnspannung an gebremsten Abrolleinrichtungen für Bannen aus flexiblem Material, beispielsweise Papier, Plastfolien u. dgl. mit einer zwischen einer rollenseitig angeordneten, als Momentenausgleichseinrichtung dienenden ersten Förderwalze und einer als Fördereinrichtung für die Bahn dienenden zweiten Förderwalze angeordneten Tänzerwalze zur Steuerung der Rollenbremse, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der als Momentenausgleichseinrichtung dienenden ersten Förderwalze (4) und ihrem Antrieb (8) eine Schlupfkupplung (10) angeordnet ist.

2. Einrichtung zur Dämpfung von Zugspannungsschwankungen und zur Regelung der Bahnspanr ung an gebremsten Abrolleinrichtungen für Bahnen aus flexiblem Material, beispieslweise Papier, Plastfolien u. dgl. mil einer zwischen einer rollenseitig angeardneten, als Momenienausgieichseinrichtung dienenden ersten Förderwalze und einer als Fördereinrichtung für die Bahn dienenden zweiten Förderwalze angeordneten Tänzerwalze zur Steuerung der Rollenbremse, dadurch gekennzeichnet, daß konzentrisch um die als Momentenausgleichseinrichtung dienende erste Förderwalze (4) schwenkbar Umlenkrollen (15; 16) zur Einstellung des Umschlingungswinkels der Bahn (2) um die erste Förder walze (4) angeordnet sind.

3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine Blasleiste (17) gemeinsam mit den Umlenkrollen (15:16) um die erste Förderwalzc; (4) schwenkbar vorgesehen und sp angeordnet ist, daß sie einen Blasluftstrom in den von der Bahn (2) und der ersten Förderwalze (4) gebildeten Spalt richtet.

4. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Druck der Blasluft in der Blasleiste (17) einstellbar oder regelbar ist.

5. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schlupf der Schlupfkupplung (10) einstellbar, regelbar oder mit der Einschaltung des Antriebsmotors für die Be- oder Verarbeitungsinaschine für die Bahn koppelbar ist.

6. Einrichtung nach den Ansprüchen I oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser der als Momentenausgleichseinrichtung dienenden ersten Förderwalze (4) gleich dem oder größer als der Durchmesser der zur Bahnförderung dienenden zweiten Förderwalze (6) ist.