DE1966795B2 - Verfahren zum Verbinden zweier Bahnen, insbesondere Papierbahnen und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft zunächst ein Verfahren zum Verbinden zweier Bahnen, insbesondere Papierbahnen, wobei der Bahnanfang einer Ersatzwickelrolle an eine auslaufende Bahn ohne Stillsetzen der letzteren angeklebt wird und wobei die Umfangsgeschwindigkeit der Ersatzwickelrolle mindestens angenähert an die Geschwindigkeit der auslaufenden Bahn angeglichen wird.

Insbesondere bei im Insetterbetrieb laufenden Druckmaschinen ergibt sich ein Problem, wenn man zur Aufrechterhaltung einer maximalen Produktionsgeschwindigkeit eine neue vorbedruckte Bahn bei in Betrieb befindlicher Druckmaschine an ein auslaufende Bahn ankleben will. Beim eingangs beschriebenen Stand der Technik (DE-PS 11 47 599 bzw. im wesentlichen inhaltsgleiche US-PS 28 99 143) besteht nämlich die Gefahr, daß die besonders schwache Klebestelle bei zu hoher Papierspannung im laufenden Betrieb reißt und oder daß die Bahn bei zu geringer Papierspannung auswandert. Beim yorbeschriebenen Stand der Technik ist zwar eine Überwachung der Papierspannung vorgesehen, jedoch wird diese nur während des Normallaufes der Druckmaschine durchgeführt. Beim Rollenwechsel setzt die Überwachung der Papierspannung aus, wobei die Überwachungsorgane nunmehr zur Regelung der Registerhaltigkeit zwischen vorbedruckter alter Bahn und neuer, noch nicht angeklebter freilaufender Rolle herangezogen werden.

Im Bewußtsein der Nachteile des Bekannten (DE-PS 11 47 599), liegt dieser Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren bereitzustellen, welches bei hoher Produktionsgeschwindigkeit ein Reißen der Klebestelle vermeidet und eine korrekte Bahnführung gestattet s Entsprechend der Erfindung wurde diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die Zugspannung der auslaufenden Bahn bis auf einen unteren, ein Auswandern der Bahr, noch ausschließenden Grenzwert, verringert wird, worauf nach dem Ankleben des Bahnanfangs der Ersatzwickelrolle die Zugspannung solange auf dem unteren Grenzwert gehalten wird, bis die Klebestelle eine nachgeordnete Maschine verläßt, worauf eine übliche zwischen einem oberen Grenzwert und dem unteren Grenzwert liegende Zugspannung der Bahn selbsttätig wiederhergestellt wird.

Ergänzend sei lediglich noch hinzugefügt, daß die mögliche Zugspannung bei Zeitungspapier üblicherweise in einem Bereich zwischen 250 bis 550 Gramm je Zentimeter Bahnbreite liegt. Hierbei kann jedoch der untere Grenzwert beispielsweise bei 90 g/cm liegen.

Die Erfindung betrifft außerdem eine Vorrichtung mit einer Einrichtung zum Ankleben des Bahnanfangs einer Ersatzwickelrolle an eine auslaufende Bahn mit Mitteln zum Anpassen der Umfangsgeschwindigkeit der Ersatzwickelrolle an die Geschwindigkeit der auslaufenden Bahn (DE-PS 11 47 599). Ausgehend von der bekannten Vorrichtung, liegt der Erfindung auch die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Ausführung des vorteilhafter, erfindungsgemäßen Verfahrens zu schaffen. Entsprechend der Erfindung besteht diese Lösung darin, daß eine Einrichtung zur selbsttätigen Verringerung der Zugspannung auf einen unteren Grenzwert und eine Verzögerungseinrichtung zu einer zeitlich begrenzten Aufrechterhaltung dieses unteren Grenzwertes vorgesehen ist.

In weiterer Ausgestaltung der Vorrichtung ist die Verzögerungseinrichtung einstellbar ausgebildet. Die Verzögerung soll so bemessen sein, daß die neue vorbedruckte Bahn mit anderen Bahnen, die gerade bedruckt werden, zusammengefaßt werden und sodann z. B. die Falz- und Schneidvorrichtung erreichen kann.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung näher beschrieben, in der zeigt
F i g. 1 ein Schaltbild einer elektrischen Steuerungseinrichtung;

F i g. 2 eine perspektivische Ansicht einer vorbedruckten Rolle;

F i g. 3 die vorbedruckte Rolle, nachdem diese für ein automatisches Ankleben vorbereitet ist;

so F i g. 4 ein Impulsdiagramm zur Erläuterung der Arbeitsweise der Anklebevorrichtung;

F i g. 5 ein Schaltbild der elektrischen Steuerungseinrichtung für die Anklebevorrichtung; und
F i g. 6 eine Prinzipdarstellung eines retroreflexiven Abtasters.

In F i g. 1 ist ein Schaltbild einer elektrischen Regeleinrichtung einer Rollenrotationsdruckmaschine, wie in der DE-AS 19 19 762 beschrieben, dargestellt. Wesentliche Bestandteile der hier nicht im einzelnen dargestellten Rollenrotationsdruckmaschine sind eine Abzugswalze 118 zur Beeinflussung der Papierbahn-Zugspannung und ein die Abzugswalze 18 treibender Antriebsmotor, welcher mittels einer Servoeinrichtung, insbesondere mittels eines Korrekturmotors 70, in Grenzen drehzahlveränderbar ist. Zugspannungsänderungen in der Papierbahn werden mittels Zugspannungsmeßgeräte 86 und Registerfehler durch einen Bahnabtaster 74 sowie durch ein Phasenmikrometer 76

erfaßt Bahnabtaster 74 und Phasenmikrometer 76 wirken auf ein im folgenden noch näher zu erklärende Reihenschaltung, welche Fehlerkorrektursignale an den Korrekturmotor 70 liefert. Die Regelung der Zugspannung in der Papierbahn ist hierbei derart getroffen, daß in Bahnlaufrichtung hinter der die Registerlänge über die Zugspannung einstellenden Abzugswalze 18 das Zugspannungsmeßgerät 86 vorgesehen ist, das mit der Rechenschaltung der Regelung der Registerlänge verbunden ist, wobei beim Überschreiten oberer bzw. unterer Zugspannungsgrenzwerte, unbeeinflußt vom Entstehen eines Registerlängenfehlers, durch die Rechenschaltung mittels Erhöhen oder Verringern der Drehzahl der Abzugswalze (Klemmwalzenanordnung) eine Rückführung der Zugspannung der Bahn auf die vorgegebenen Zugspannungswerte herbeiführbar ist.

Im einzelnen zeigt die F i g. 1 den Abtaster 74 und das Phasenmikrometer 76, die hier an die Teilrechenschaltung 92 angeschlossen sind, welche bei 94 ein Fehlersignal liefert Der Korrekturmotor 70 ist im vorliegenden Fall ein Gleichstrommotor, welcher auf bekannte Weise über Thyristoren gesteuert wird.

Bei der Teilrechenschaltung 92 kann es sich um eine bekannte Bauart handeln. Das bei 94 auftretende proportionale Fehlersignal kann plus oder minus sein. Das Signal wird hier in einer Integrationsschaltung verarbeitet Das proportionale Fehlersignal wird bei 96 integriert und das integrale Fehlersignal wird zu einem Summierverstärker 98 geführt. Bei diesem handelt es sich um eine miniaturisierte, integrierte Schaltung, die bekannt ist und vielfach als Funktionsverstärker bezeichnet wird.

Das proportionale Fehlersignal wird über die Leitung 100 zum Summierverstärker 98 geführt, und die Summe von proportionalem und integralem Fehlersignal erscheint bei 102. Der Widerstand 104 dient lediglich zur Umwandlung des Spannungssignals in einen Strom. Der Schalter 106 ist normalerweise geschlossen, und das Signal bei 184 wird zur Steuerung des Korrekturmotors 70 verwendet. Der als Gleichstrommotor ausgebildete Korrekturmotor 70 wird von einer üblichen 110-Volt-Wechselstromquelle von meist 60 Hertz gespeist, welche in der oberen rechten Ecke: von F i g. 1 gezeigt ist. Die Speisung erfolgt über den einen oder anderen der Thyristoren 108 und 110, so daß nur gleichgerichteter Strom der einen oder der anderen Polarität zum Motor 70 flieik. Der Motor empfängt nur jede zweite Halbwelle, wobei die Halbwellen entweder positiv oder negativ sind. Zu diesem Zweck ist eine Impulsquelle 112 synchroner, doppelter Frequenz vorgesehen, und die 120-Hertz-Impulsreihe wird zu Und-Gattern geführt, die von den Transistoren 114 und 118 dargestellt werden.

Das Signal des Summierverstärkers 98 wird zu den Transistoren 122 und 124 geführt, von denen einer vom npn-Typ und der andere vom pnp-Typ ist, so daß der eine bei einem Signal der einen Polarität und der andere bei einem Signal der entgegengesetzten Polarität leitet. Der Ausgang des Transistors 122 geht zum Transistor 114, welcher dem Signal einen digitalen oder EIN-AUS-Charakter gibt. Der Ausgang des Transistors 114 geht zu einem Transistor 166, einem Leistungstransistor. Dieser speist einen Transformator Tl, welcher an die Steuerelektrode des Thyristors 108 angeschlossen ist.

Wenn die Polarität des Ausgangssignals des Summierverstärkers 98 von entgegengesetzter oder negativer Polarität ist, wird vom Transistor 124 ein Ausgang geliefert, welcher über einen Transistor 126 zu einem Transistor 118 geführt wird, der als UND-Gatter arbeitet und in seiner Funktion dem Transistor 114 entspricht. Der Transistor 126 ist in diesem Fall dazwischemgeschaltet, um von negativer zu positiver Polarität überzugehen. Das Signal des Transistors 118 steuere den Leistungstransistor 120 aus, welcher über den Transformator TI die Zuführung der Impulse doppelter Frequenz von der Quelle 112 zur Steuerelektrode des Thyristors 110 steuert und damit die Halbwellein-Stromspeisung von der Stromquelle zum Anker des Servomotors 70 steuert.

Über die Leitung 128 ist eine von der Drehzahl abhängige Rückkopplung vorgesehen. Der Kondensator 129 arbeitet als Bypaß- oder Filterkondensator.

Folglich Hegt eine Gleichstromrückkopplung vom Motor 70 zum Korrektursignal vor, und der Grad der Rückkopplung kann durch einen Widerstand 130 variiert werden. Die Rückkopplung geht vom Anker des Motors 70 aus und hilft, der Steuerung einen linearen Charakter zu geben.

Bei dieser Anordnung wird die Impulsreihe doppelter Frequenz zur Steuerelektrode des einen oder anderen Thyristors geführt, damit ein Wellenzug von im wesentlichen vollbreiten, jeweils zweiten und damit gleichsinnig gerichteten Halbwellen zum Antrieb des Motors 70 geliefert wird. Die Rückkopplung 128 führt zu einer Motordrehzahl, welche — unabhängig von Drehmomentbelastungen — proportional zur Größe des Fehlers ist.

Der Motor 70 dreht z. B. den Käfig oder den Kranz eines Regelgetriebes, welches in dem Antriebskraftfluß dem Antrieb der Abzugswalze 18 (Klemmwalzenanordnung) vorgeschaltet ist. Hierbei ist der Motor 70 linear und dreht sich nur in einer Richtung. Er dreht sich schnell beim Signal zurück und langsam in gleicher Richtung beim Signal voran. (Zurück erfordert eine erhöhte Bahnspannung zur Vergrößerung der Registerlänge; das Umgekehrte gilt für das Signal voran). Die Drehzahl des Motors ist abhängig von der für die Ausrichtung erforderlichen Zugspannung und ebenfalls von der Drehzahl der Druckmaschine, wie später noch beschrieben wird. Der Motor wird über die Thyristoren während jeder zweiten Halbwelle der Wechselstrom-Quelle mit Impulsen gespeist. Hierbei wird die gegenelekitromotorische Kraft des Motors mit der Korrektunspannung bei 102 während jeder zweiten, unterdrückten Halbwelle der Wechselstromquelle verglichen. Auf diese Weise arbeitet der als Kraftquelle verwendete Motor ebenfalls als Generator, welcher ein

so die Ankerdrehzahl repräsentierendes Signal zurückführt. Wenn die Anker-Rückführung auf der Leitung 128 gleich der Korrekturspannung am Punkt 102 ist, werden die Thyristoren nur mit Impulsen versorgt, wenn dies für die Aufrechterhaltung der richtigen Drehzahl erforder-Hch ist.

Die Schaltung zur Begrenzung des Verstellbereiches der Bahnspannung ist in der unteren Hälfte von F i g. 1 gezeigt. Wie bereits erwähnt, ist die Abzugswalze 18 mit Zugspannungsmeßgeräten 86 versehen. Die hier speziell verwendeten Meßgeräte sind bekannt und besitzen Rollenauflager. Die Rollenauflager sind an einem starren Rahmen befestigt, wobei jedes an den Enden der Rolle vorgesehene Auflager zwei Zugspannungsmesser umfaCt, von denen einer auf Druck und der andere auf Zug anspricht. Diese vier Zugspannungsmesser sind in einem als Widerstandsbrücke ausgebildeten Zugspannungsmeßgerät 86 zusammengeschaltet, wie links unten in F i g. 2 gezeigt ist. Die Abzugswalze 18 ist

schematisch oberhalb des Meßgerätes 86 gezeigt.

Beim Ausführungsbeispiel läuft der Motor 70 vorzugsweise nur in einer-Richtung, aber in elektrischer Hinsicht ist das System gleich einem zweisinnig gerichteten System, da die elektrische Speisung in der einen oder der anderen Richtung erfolgt. Wenn die Speisung in umgekehrter Richtung erfolgt, führt dies zu einem raschen Langsamerwerden des Motors, wenn dieser von einer höheren zu einer niedrigeren Drehzahl übergeht. Der Stromfluß ist demnach zweisinnig gerichtet, wobei in den Perioden, in denen der Motor langsamer wird, dieser als Generator arbeitet, welcher Strom an das Netz zurückspeist. Dies erfolgt jedoch über den anderen der beiden Thyristoren 108 und 110.

Das Zugspannungsmeßgerät 86 wird von einer 110-Volt-Wechselstromquelle 132 versorgt, deren Spannung durch einen Transformator 134, dessen Sekundärspule eine Mittelanzapfung besitzt, auf 6 Volt heruntertransformiert wird. Der Ausgang des Geräts 86 ist eine Funktion der Bahnzugspannung und liefert ein Signal an zwei Leitungen, welche zu zwei Summierwiderständen 136 führen. Mittels eines Potentiometers 138 kann eine Nulljustierung vorgenommen werden, um das Gewicht der Abziehwalze 18 und Toleranzfehler in den Bauteilen zu kompensieren. Der Abgriff des Potentiometers 138 führt über einen Summierwiderstand 139. Diese Signale werden bei 140 kombiniert und zu einem an sich bekannten Summierverstärker 142 geführt. Dieser ist über einen Widerstand 144 als rückgekoppelter Verstärker geschaltet.

Da die zu bedruckende Bahn verschiedene Breiten besitzen kann, z.B. 37,5 cm, 75 cm, 112,5 cm oder 150 cm, ändert sich die nötige Gesamtzugspannung jeweils proportional zur Breite. Dies wird durch einen Schalter 146 berücksichtigt, welcher je nach der Bandbreite den einen oder anderen von vier verschiedenen Widerständen 148 auswählt, wobei der kleinere Widerstand einer kleineren Bahnbreite entspricht. Diese V/iderstände können zwar justierbar sein, jedoch läßt man diese während des normalen Betriebs unverändert, nachdem man eine Vorjustierung vorgenommen hat. Die Widerstände 148 liegen im Rückkopplungskreis. Im Zusammenwirken mit dem Widerstand 144 wählen die Widerstände 148 eine geeigneten Verstärkungsfaktor für den Verstärker je nach der Bahnbreite aus. Der Ausgang bei 150 bildet eine Wechselspannung, die proportional der in g/cm gemessenen Zugspannung der Bahn ist.

Dieses Wechselspannungssignal wird in einem Demodulator 152 in ein Gleichstromsignal umgewandelt. Der Kondensator 154 stellt in Verbindung mit dem Widerstand 156 ein Filter dar. Das Glcichstromsignal speist über einen Widerstand 160 ein Amperemeter 158, und dieses Amperemeter hat vorzugsweise eine Skala für die Bahnzugspannung, welche in g/cm Bahnbreite geeicht, d. h. abgeglichen, ist.

Dies hat in der Praxis einen besonderen Vorteil, da die Bedienungsperson ablesen kann, welcher Zugspannung die Bahn für die Einhaltung der Ausrichtung ausgesetzt ist.

Der untere Grenzwert für die Zugspannung wird mittels eines Potentiometers 162 und der obere Grenzwert mittels eines Potentiometers 164 eingestellt. Durch den Spannungsabfall an den Widerständen 168 liegt bei 166 eine 12-Volt-Quelle vor. Hierbei bildet die Kombination von Widerstand 168 und Potentiometer 162 bzw. 164 einen Spannungsteiler.

Ein Funktionsverstärker 170 an sich bekannter Bauart vergleicht die Spannung bei 172, welche der unterer Grenzwertzugspannung der Bahn entspricht, mit der Spannung bei 174 welche der Ist-Zugspannung der Bahr proportional ist. Wenn die Spannung bei 174 größer al:

bei 172 ist, liefert der Verstärker 170 bei 176 ein« negative Ausgangsspannung, in der Regel von minus 12 Volt. Die Spannung an der Diode 178 bei 180 ist be minus 0,6 Volt geerdet, was die Schalt- oder Kippspannung der Siliziumdiode 178 darstellt.

ίο Wenn jedoch die Spannung bei 174 kleiner als die Spannung bei 172 ist, weil die Bahnzugspannung kleinei als der untere Grenzwert ist, liefert der Verstärker 17C bei 176 eine positive Spannung, welche der Differens zwischen den beiden Eingangsspannungen proportiona ist. Die Spannung am Punkt 180 ist dann positiv unc gelangt über die Leitung 182 und den Summierwider· stand 183 zum Punkt 184, wo sie mit der Fehlerspannung kombiniert wird. Durch diese positive Spannung wire der Motor 70 langsamer angetrieben, damit die Bahnzugspannung über den unteren Grenzwert erhöhi wird.

Der Widerstand 186 stellt einen Koppelwiderstanc dar, welcher den Verstärkungsfaktor des Verstärken 170 verringert, so daß der Ausgang bei 176 proportiona zur Differenz zwischen den Eingängen ist. Dies ist derart verwirklicht, daß der Kopplungseffekt nicht zi abrupt ist und daß keine unstabilen Bedingunger eingebracht werden.

Bei dem dem oberen Grenzwert zugeordneten Tel der Schaltung ist der Verstärker 188 wiederum ein ar sich bekannter Funktionsverstärker. Das bei 19t herrschende Potential repräsentiert den oberen Grenz wert für die Zugspannung, z. B. 700 g/cm. Wenn die be 174 vorliegende, der Ist-Zugspannung entsprechende Spannung niedriger als die bei 190 ist, ist dei Verstärkerausgang bei 192 positiv und stellt normalerweise die Grenzspannung des Verstärkers dar, z. B. plu! 12 Volt. Die Spannung am Punkt 194 ist jedoch an plus 0,6 Volt angeschlossen, was die Schaltspannung dei Siliziumdiode 196 darstellt.

Wenn die Spannung bei 174, welche der Ist-Zugspannung der Bahn entspricht, die Grenzwertspannung be 190 übersteigt, wird der Ausgang 192 des Verstärken negativ, wodurch bei 194 eine negative Spannung auftritt und über den Summierwiderstand 183 eine negative Spannung zum Punkt 184 geführt wird. Diese negative Spannung ist geeignet gerichtet, um den Motoi 70 schneller werden zu lassen und um hierdurch die Bahnzugspannung auf ein Niveau herabzubringen welches annähernd gleich der oberen Grenzwertzugspannung ist, wie diese bei 190 eingestellt ist.

Die beiden Widerstände 198 verhindern, daß ein zi starker Strom durch die Dioden 178 und 196 fließt, wenr die Bahnzugspannung angemessen zwischen derr oberen und unteren Grenzwert liegt. Die beider Widerstände 200 trennen die beiden an den Widerstanc 183 gelieferten Ausgänge, da unmöglich der obere unc untere Grenzwert gleichzeitig vorliegen können.

Wenn die Bahnzugspannung zwischen den gewünsch ten Grenzen liegt, ist die Spannung am Punkt 180 minui 0,6 Volt und die Spannung am Punkt 194 plus 0,6 Volt Da die Widerstände 200 gleichen Wert besitzen, ist dei Ausgang am Widerstand 183 null. Die Grenzwerte füi die Zugspannung und die in der unteren Hälfte vor F i g. 1 beschriebene Schaltung haben folglich keiner Einfluß auf die normale Steuerung der Ausrichtung durch den Motor 70, so lange eben die Zugspannung zwischen den beiden Grenzwerten liegt. Die Zugspan

nung wird zwischen diesen Grenzwerten durch die Schaltung in der oberen Hälfte von F i g. 1 frei in einem solchen Maße variiert, wie für die Ausrichtung erforderlich, ohne daß die Schaltung der unteren Hälfte von F i g. 1 dabei eingreift.

Der Motor 70 erbringt nur eine kleine Korrektur. Die Größe dieser Korrektur wird vorzugsweise in ein Verhältnis gesetzt zur Bahngeschwindigkeit. Wenn beispielsweise die Bahngeschwindigkeit von 150 m/min, auf 300 m/min verdoppelt wird, so sollte auch die Drehzahl des Motors 70 verdoppelt werden, um das Verhältnis aufrechtzuerhalten. In der unteren rechten Ecke von F i g. 1 ist eine hierfür geeignete Schaltung dargestellt.

Ein Tachometer 202 wird von der Hauptantriebswelle angetrieben. Der Ausgang des Tachometers 202, wird an einen an sich bekannten Funktionsverstärker 204 geliefert Die Zuführung erfolgt über einen Widerstand 206. An den Ausgang des Funktionsverstärkers 204 ist eine Lampe 208 angeschlossen, welche zwei Kadmiumsulfid-Foto-Widerstände 210 und 212 anregt. Diese beiden Widerstände sind derart relativ zur Lampe 208 positioniert, daß ihre Widerstandswerte in Ohm eine logarithmische Funktion der Lampenspannung darstellen.

Von einer Minus-12-Volt-Quelle führt über einen Widerstand 210 und eine Leitung 214 ein weiterer Eingang zum Funktionsverstärker 204. Eine Differenz zwischen den beiden Eingängen des Verstärkers 204, der einen hohen Verstärkungsfaktor hat, wird verstärkt Die Erregung der Lampe 208 ist logarithmisch gewählt, damit eine lineare Beziehung zwischen Fotowiderstand 210 und TachometersDannung hergestellt ist. Die beiden Fotowiderstände 210 und 212 sind beispielsweise innerhalb eines Toleranzbereiches von 5% einander gleich. Folglich bleibt der Widerstand 212 innerhalb der 5% gleich dem Widerstand 210, und das über den gesamten Geschwindigkeitsbereich der Bahn, welcher vom Tachometer 202 erfaßt wird.

Die in dem gestrichelten Rechteck 216 gezeigte Anordnung aus Lampe und Fotowiderständen ist handelsüblich.

Wenn die Druckmaschine gerade eingeschaltet ist und mit geringer Geschwindigkeit arbeitet, ist der Widerstand 212 sehr groß gegenüber dem Widerstand 131. Wenn die Geschwindigkeit der Druckmaschine ansteigt, nimmt der Widerstandswert von 212 ab, so daß eine kleinere Rückkopplungsspannung vom Anker des Motors 70 an der Stelle 218 auftritt. Der Widerstand 130 ist viel größer als der Widerstand 131. Die Spannung bei 218 wird über den Widerstand 130 der Spannung am Punkt 184 hinzuaddiert, und die sich aus der Korrekturspannung ergebende Spannungsdifferenz steuert den einen oder anderen Siliziumgleichrichter aus. Wenn die Geschwindigkeit der Druckmaschine ansteigt, kann der Motor 70 bei gleicher Rückkopplungsspannung am Punkt 184 schneller laufen. Es wird demnach eine Drehzahlanpassung des Motors 70 an die Geschwindigkeit der Bahn B erreicht. Der Fotowiderstand 212 und der Widerstand 131 stellen bei 218 einen Spannungsteiler dar, welcher annähernd linear für alle oberhalb der sehr niedrigen Anfangsgeschwindigkeit der Druckmaschine liegenden Geschwindigkeiten ist

Bei der Vornahme eines selbsttätigen Rollenwechsels erbringt der Anklebevorgang infolge des Ausrichtvorganges eine abrupte Änderung, weshalb ein zusätzlicher Schaltungsteil vorgesehen ist, der ein Ansprechen auf eine solche Änderung beschleunigt. Für diesen Zweck sind ein an sich bekannter Funktionsverstärker 220 und ein Integrator 222 vorgesehen. Diese Bauteile liefern am Punkt 224 ein differentiales Signal, welches proportional der Änderungsgeschwindigkeit beim Fehlersignal ist. s Dieses Signal tritt deshalb bei 224 auf, weil der Ausgang des Verstärkers 220 an den Eingang des Integrators 222 geführt wird und weil dessen Ausgang über eine Leitung 228 zum Verstärker 220 zurückgeführt wird. Folglich bewirkt eine rasche Fehleränderung, die beim Rollen wechsel auftritt, eine höhere Eingangsspannung auf der Leitung 226 zum Summierverstärker 98.

Anfangs wird das Fehlersignal bei 94 unmittelbar über den Verstärker 220 geführt und erscheint auf der Leitung 226 als ein Eingang zum Summierverstärker 98.

ι s Kurze Zeit später wird der Ausgang des Integrators 222 vom Fehlersignal am Eingang des Verstärkers 220 abgezogen. Etwas später ist der Ausgang des Integrators 222 gleich der Spannung am Eingang des Verstärkers 220, so daß am Punkt 224 der Ausgang mit dem Wert NULL vorliegt. Die Zeitkonstante des Integrators 222 kann derart eingestellt werden, daß die vorerwähnte ungewöhnlich große Korrektur für eine kurze Zeitdauer vorliegt, damit der Registerfehler beim Rollenwechsel rascher korrigiert wird und damit der Ausgang des Hauptintegrators 96 nicht übermäßig weit aus seinem Normalzustand herausgetrieben werden muß. Die Spannung auf der Leitung 228 wird von der Spannung auf der Leitung 94 abgezogen und kann nicht mehr eine Neutralisation der Spannung am Eingang des Verstärkers 220 bewirken, weshalb der Effekt der zusätzlichen Bauteile 220 und 222 nach kurzer Zeit verschwindet Beim normalen Betrieb werden nur der Integrator 96 und der Funktionsverstärker 98 verwendet

Das Anfügen einer neuen Papierrolle an eine auslaufende Papierrolle wird automatisch bei voller Bahngeschwindigkeit durchgeführt. Zu diesem Zweck ist die Papierrolle 12 (vergl. Fig.5) auf einem geeigneten, zweiarmigen Wendeständer 232 gelagert, wobei die Rolle 12 als auslaufende Rolle und die Rolle 230 als neue Rolle dargestellt sind. Derartige Wendeständer sind bekannt und bedürfen keiner besonderen Beschreibung. Viele haben statt zweier Arme drei Arme, die in Abständen von 120° angeordnet sind.

Beim Aneinanderfügen der beiden Rollen bzw. beiden Bahnen muß eine Zeilenausrichtung entsprechend

deren Aufdruck vorgenommen werden, wozu die neue

Papierrolle vorbereitet werden muß. Fig.2 zeigt eine neue Rolle 230, die einen

so Positionspfeil 236 aufweist, welcher durch eine Linie 238 verlängert ist, welche zur Positionierung bei bestimmten Wendeständern dient Eine Ausrichtmarkierung ist vor der Linie 238 bei 240 gezeigt Das Bahnende 242 ist V-förmig geschnitten und trägt einen Klebestreiben 244.

Ein Band 246 dient als Angriffsfläche für einen Riemenantrieb, durch den die neue Rolle auf eine ' Umfangsgeschwindigkeit gleich der Bahngeschwindigkeit gebracht wird, bevor das Ankleben durchgeführt wird.

Ein flexibles, stählernes Markierungsmaß 248 ist, von der Linie 240 ausgehend, um die Rolle gebogen und entspricht einer bestimmten Anzahl von Wiederholungslängen beim vorbedruckten Material, z. B. drei Wiederhotungslängen, und erreicht so die Marke 250 in F i g. 3. Ein Streifen aus einem Reflexionsband ist, wie bei 252 gezeigt, an einem Stirnende der Rolle angebracht. Es handelt sich hier vorzugsweise um handelsübliches, retroreflexives Band, welches eine

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Kleberückseite hat und durch Druck angeklebt werden kana Auf das äußere Ende der Rolle wird, wie bei 254 angedeutet, Klebstoff aufgetragen, aber das Band 246 wird im Hinblick auf den Riemenantrieb frei gelassen.

Wie in F i g. 5 gezeigt ist, wird die Stirnseite der Rolle 230 von einem retroreflexiven Abtaster 256 abgetastet, welcher auf einen Vorbeigang des retroreflexiven Streifens 252 anspricht Die sich ergebenden Impulse werden an ein UND-Gatter 258 gegeben.

Zur gleichen Zeit wird der Vordruck auf der auslaufenden Bahn 260 über einen Bahnabtaster 262 abgetastet Die Bahn 260 berührt normalerweise die neue Rolle 230 nicht, kann aber im Augenblick des Aneinanderfügen beispielsweise durch eine Bürste 264 gegen diese neue Rolle gedrückt werden. Die Bürste 264 bildet einen Teil der Rollenwechsel-Vorrichtung, die ferner ein Messer 266 umfaßt, welches nach erfolgtem Anschluß der neuen Rolle an die ablaufende Bahn betätigt wird. (In F i g. 5 ist die Drehrichtung entgegengesetzt zu der Drehrichtung in den F i g. 2 und 3). Das Markierungsmaß 248 (F i g. 2) sorgt für eine Verzögerung bei der Bewegung der Bürste 264.

Das Signal des Bahnabtasters 262 besteht aus einer Reihe von Impulsen, die für jede Ausrichtungsmarke oder Wiederholungslänge auftreten, wie im oberen Teil von F i g. 4 gezeigt ist. Die Impulse des Rollenabtasters 256 liegen viel weiter auseinander, wie im unteren Teil von Fig.4 dargestellt ist Da die Anzahl der Wiederholungslängen auf dem Rollenumfang normalerweise größer als die Anzahl der Rollenumdrehung ist, tritt eine Ausrichtung der vorbedruckten Bahnen intervallweise dann auf, wenn die Impulse, vergleiche die Impulse 268 und 270 in F i g. 4, zusammenfallen.

Die retroreflexive Baugruppe, welche an sich nicht Gegenstand der Erfindung ist, ist in ergänzender Betrachtung schematisch in Fig.6 dargestellt Von einer Lichtquelle 272 fällt das Licht durch einen halb versilberten Spiegel 274 zu einem Linsensystem 276, welches das Licht gegen die Stirnseite 278 der neuen Rolle 230 richtet. Die Reflexion vom retroreflexivem Streifen 252 fällt durch das Linsensystem 276 auf den halb versilberten Spiegel 274 zurück und erregt eine Fotozelle 280. Der retroreflexive Streifen wirft das Licht nur senkrecht zur Stirnseite der Rolle zurück. Durch diese Anordnung wird ein starkes Signal ohne Hintergrundstörungen erreicht trotz der etwas unregelmäßigen Gestalt des Rollenstirnendes und trotz gewisser Abstandsschwankungen zwischen Abtaster und Rollenstirnseite.

Die Breite des retroreflexiven Streifens 252 kann als ein Toleranzmaß beim Rollenwechsel ausgenutzt werden. Wenn die Toleranz beim Rollenwechsel plus oder minus 2,5 cm ist, erhält der Streifen 252 eine Länge von 5 cm in Umfangsrichtung.

Wenn die Bedienungsperson sieht, daß die auslaufende Rolle 12 klein wird, und wenn die neue Rolle für den Anklebevorgang bereits vorbereitet ist, betätigt sie einen »Start«-Knopf (nicht gezeigt) der Rollenwechselvorrichtung. In bestimmten Fällen wird hierdurch eine Schwenkung des Wendeständers bewirkt, durch welche die neue Rolle in eine Anschlußstellung gebracht wird, wobei die Beschleunigung der Rolle durch einen Riemenantrieb automatisch miterfolgt In anderen Fällen wird die Schwenkung des Ständers getrennt gesteuert, wobei den »Start«-Knopf nur der Riemenantrieb für die Beschleunigung der neuen Rolle auf Bahngeschwindigkeit ausgelöst wird. In beiden Fällen drückt die Bedienungsperson, sobald die auslaufende Rolle fast abgelaufen ist, einen »Anklebe«-Knopf 281, wodurch der Ausgangszustand der Flip-Flop-Schaltung oder des bistabilen Elements 282 auf ein hohes Niveau gebracht wird und ein Ausgang über die Leitung 284 zu dem UND-Gatter 258 geführt wird. Die Flip-Flop-Schaltung 282 arbeitet als Halterelais für den Knopf 281, so daß dieser nicht niedergedrückt gehalten werden muß. Die Impulse des Bahnabtasters 262 werden in einer

ίο Verzögerungsschaltung 286 verzögert, um eine Lagekompensation zu erreichen, da sich der Abtaster 262 nicht an der Anklebestelle befindet. Die Verzögerungsschaltung 286 umfaßt ein.lO-Umdrehungs-Potentiometer 288 zur Feineinstellung der Verzögerungszeit. Das Tachometer 202 (s. a. F i g. 1) stellt die Verzögerung im Kreis 286 automatisch ein, da die Verzögerung in einer Beziehung zur Bahngeschwindigkeit stehen muß, d. h. die Kompensation für die Bahngeschwindigkeit soll eine Bahnlänge statt einer Verzögerungszeit repräsentieren.

Sobald die Impulse gleichzeitig auftreten (vgl. die Impulse 268, 270 in F i g. 4), gibt das UND-Gatter 258 über die Leitung 292 ein Signal, welches einen monostabilen Multivibrator 294 mit einem Zeitfaktor von beispielsweise 0,1 Sekunde betätigt, welcher seiner seits ein Relais 296 erregt, durch welches die Bürste 264 betätigt wird.

Das Signal des Multivibrators 294 wird über eine Leitung 298 zu einem weiteren Verzögerungskreis 300 geführt. Dieser Verzögerungskreis ist ebenfalls hinsicht- Hch der Bahngeschwindigkeit kompensiert, wie durch die Verbindung 302 zum Tachometer 202 angezeigt ist. Die Verzögerung des Kreises 300 ist viel größer und überdeckt die Bahnlänge über den gesamten Weg von der Andrückbürste 264 bis zum Falzapparat Diese Verzögerung ist stark variabel, z. B. zwischen 3 bis 8 sek, entsprechend der jeweiligen Auslegung der Druckmaschine und dem Abstand z. B. des Falzapparates von der Anklebestelle. Die Verzögerung kann in einem Regelwiderstand 304 eingestellt werden, der jedoch nicht

ω mehr verstellt wird, wenn er einmal für eine spezielle Druckmaschine eingestellt worden ist.

Während vom Kreis 300 gelieferten Verzögerung ist das Relais 306 — und kurz auf F i g. 1 zurückkommend — dies bedeutet ein öffnen des Schalters 106, welcher dem Relaiskontakt 106 in F i g. 5 entspricht Ein öffnen des Schalters bzw. der Kontakte 106 würde zu einem Abstoppen des Motors 70 führen, aber wegen der in der unteren Hälfte von F i g. 1 gezeigten Grenzwert-Schaltung fällt der Motor nur auf eine Drehzahl ab, welche

so dem unteren Grenzwert für die Bahnzugspannung entspricht. Der Motor läuft bei dieser Drehzahl weiter, wodurch die Bahnzugspannung auf dem gewünschten Minimum von beispielsweise 90 g/cm gehalten wird und wodurch die neu hergestellte Klebevorrichtung gegen ein Reißen geschützt ist.

Dies erfordert ein rasches Langsamerwerden, da der Motor normalerweise eine Zugspannung von etwa 250 g/cm erzeugen würde. Die Rückkopplung der umgekehrten Impulse der Versorgungsspannung durch den umgekehrten Siliziumgleichrichter (Thyristor) unterstützt das gewünschte rasche Langsamerwerden des Motors.

Das Messer 266 (F i g. 5) wird etwas später als die Bürste 264 betätigt, damit sichergestellt ist, daß die mit Klebestoff versehene Fläche bereits gegen die auslaufende Bahn gepreßt worden ist, bevor das Schwanzende der auslaufenden Bahn abgeschnitten wird. Diese verzögerte Betätigung des Messers ist auch bei den

bereits bekannten Vorrichtungen zum Rollenwechsel vorgesehen.

Die verringerte Bahnzugspannung zum Schutz der Klebevorrichtung wird bis zum Ablauf der Verzögerung des Kreises 300 aufrechterhalten. Zur Rückstellung der Schaltung nach Fig.5, speziell des Flip-Flop 282, betätigt ein Ausgangsimpuls des Multivibrators 294 nicht nur das Relais 296, sondern der Multivibrator 294 sendet ebenfalls über die Leitung 308 ein Signal an den Rückstelleingang der Flip-Flop-Schahung 282.

Die durch die Rechtecke 286 und 300 angedeuteten Verzögerungskreise sind an sich bekannt und bedürfen keiner besonderen Beschreibung.

Die durch den Rollenwechsel bewirkte Abweichung von der Ausrichtung ist rasch behoben, z. B. nach fünfzig Repetitionslängen, was bei der Zeitungsherstellung annehmbar ist und es nicht erforderlich macht, die entsprechenden Zeitungen auszuscheiden. Ferner kann die Einstellung am Potentiometer 288 derart vorgenommen werden, daß beispielsweise 2,5 cm Ausricht-Abweichung zugelassen wird, die durch den plötzlichen Abfall der Bahnspannung beim Rollenwechsel, bedingt durch ein öffnen der Kontakte 106, verursacht wird.

Die Bedienungsperson nimmt anschließend die ausgelaufene Rolle mit dem abgeschnittenen Schwänzende vom Wendeständer ab. Eine neue Rolle wird aufgebracht und in der anhand der Fig.2 und 3 beschriebenen Weise vorbereitet. Sie wird in eine Anklebe-Stellung gebracht. Die Bedienungsperson schaltet dann den Beschleunigungsantrieb für die neue Rolle an, was auch automatisch mit einem Schwenken des Wendeständers erfolgen kann, und im weiteren Verlauf drückt die Bedienungsperson den »Anklebe«- Knopf, um den Anklebe-Arbeitszyklus einzuleiten. Die tatsächliche Anklebung findet automatisch statt, sobald die Aufdrucke auf den Bahnen aufeinander ausgerichtet sind. Die beschriebene Vorrichtung steuert die Ausrichtung einer vollständig oder teilweise vorbedruckten Bahn an eine Druckmaschine oder einen Falzapparat oder an irgendeine andere, mit hoher Geschwindigkeit laufende Maschine, in die eine Bahn eingespeist wird.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche;

1. Verfahren zum Verbinden z.weier Bahnen, insbesondere Papierbahnen, wobei der Bahnanfang einer Ersatzwickelrolle an eine auslaufende Bahn ohne Stillsetzen der letzteren angeklebt wird und wobei die Umfangsgeschwindigkeit der Ersatzwikkelrolle mindestens angenähert an die Geschwindigkeit der auslaufenden Bahn angeglichen wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Zugspannung der auslaufenden Bahn bis auf einen unteren, ein Auswandern der Bahn noch ausschließenden Grenzwert verringert wird, worauf nach dem Ankleben des Bahnanfangs der Ersatzwickelrolle die Zugspannung so lange auf dem unteren Grenzwert gehalten wird, bis die Klebestelle eine nachgeordnete Maschine verläßt, worauf eine übliche zwischen einem oberen Grenzwert und einem unteren Grenzwert liegende Zugspannung der Bahn selbsttätig wiederhergestellt wird.

2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 mit einer Einrichtung zum Ankleben des Bahnanfangs einer Ersatzwickelrolle an eine auslaufende Bahn und mit Mitteln zum Anpassen der Umfangsgeschwindigkeit der Ersatzwickelrolle an die Geschwindigkeit der auslaufenden Bahn, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung zur selbsttätigen Verringerung der Zugspannung auf einen unteren Grenzwert und eine Verzögerungseinrichtung (300) zu einer zeitlich begrenzten Aufrechterhaltung dieses unteren Grenzwertes vorgesehen ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Verzögerungseinrichtung (300) einstellbar ausgebildet ist.