DE2256882A1

DE2256882A1 - Papierbahndehnungsregelung und vorrichtung zur durchfuehrung derselben

Info

Publication number: DE2256882A1
Application number: DE19722256882
Authority: DE
Inventors: Herbert Dipl Phys Dr Bonrath; Rudolf Wolf
Original assignee: Albert Frankenthal AG
Current assignee: Albert Frankenthal AG
Priority date: 1972-11-20
Filing date: 1972-11-20
Publication date: 1973-12-13
Also published as: CH566252A5; DE2256882B2; DE2256882C3; IT999395B

Description

Papierbnhndehnungsregeung und Vorrichtung zur - DurchfAhrung derselben Die Erfindung betrifft eine Papierbahndehnungsregelung vor dem Einlauf in eine die Papierbahn ziehende Bearbeitungsmaschine, wie Rotationsdruckmaschine odOdgl., mittels einer der Bearbeitungsmaschine vorgeordneten langsamer laufenden Zugwalze.
Die Erfindung geht von der Erkenntnis aus, daß innerhalb, der Papierrolle, von der die Bahn abgezogen wird, der Elastizitätsmodul der Papierbahn unterschiedlich ist. Beim Wickelvorgangder Rolle ist diese außen erheblich härter aufgewickelt als innen, wo beim Wickeln der Rollendurchmesser noch klein ist. Beim Abziehen der Bahn von der Rolle weisen die aus den äußeren Lagen der Papierrolle stammenden Partien einen erhöhten Elastizitätsmodul auf. Klebt man nun eine neue Rolle an das Ende einer abgelaufenen Rolle an, so kommt ein harter Anfang mit einem weichen Ende zusammen. Die bekannten Regulierungen zur Aufrechterhaltung einer gleichmäßigen Påpierbahnspannung während der gesamten Produktion, die zum Halten des Registers verwendet werden, kommen durch diesen plötzlichen Wechsel des Elastizitätsmoduls außer Tritt und haben eine Menge von Makulatur zur Folge und können in Extremfällen auch ein Reißen der Bahn nicht verhindern. Beim Schneiden in Falzapparaten können unterschiedliche Elastizitätsmodule auch zu unterschiedlichen Schnittlängen fuhren.
Aufgabe der Erfindung ist daher eine Papierbahndehnungsregelung, eine Regelung also, durch welche die Dehnung konstant gehalten werden soll.
Gemäß der Erfindung gelingt das durch eine Verstellung der Drehzahl der Zugwalze durch einen Regler nach der Abweichung einer Regelgröße als Istwert von einem Sollwert für den gewurischten Dehnungswert, wobei der Istwert durch Messen der Bafflpspannung (Pv) und -geschwindigkeit (Vv) vor der Zugwalze und der gleichen Werte (Po bzw. Vo) hinter der Zugwalze und Vergleichen der Produkte (Vo - Vv).Po im Verhältnis zu Vo.(Po - Pv) in einem Rechner gewonnen ist.
Nachdem eine direkte Messung der Papierbahndehnung ohne aßwährend des Maschinenlaufs nicht möglich ist, basiert die Erfindung auf einer kombinierten Messung von Bahngeschwindigkeit und -spannung an zwei nahe beieinanderliegenden Stellen der Bahn. Die Bahndehnung an der in Bahnlaufrichtung nachgeordneten Stelle läßt sich als Funktion der Bahndehnung an der vorgeordneten Stelle, den an den beiden Stellen gemessenen Bahngeschwindigkeiten und der gespannten Bahnlänge zwischen den beiden Stellen berechnen. Die ungespannte Bahnlänge zwischen den beiden Stellen ist ein geeignetes Maß für die Bahnstoffmasse. Die in einem Zeitintervall in der Abstandslänge zwischen den beiden Stellen zusätzlich zugeführte Pspiermasse ergibt sich aus der Differenz der an der vorgeordneten Stelle zugeführten und der an der nachgeordneten Stelle abgeführten Masse. Damit läßt sich eine Differentialgleichung aufstellen, in der für den Fall der Konstanthaltung der Dehnung die Abstandslänge zwischen den beiden Meßstellen entfällt. Zusammengefaßt mit dem Hookischen Gesetz für die Dehnung als Quotient aus Spannung/Elastizitätsmodul läßt sich die erfindungsgemäße Lehre, in Annäherung ableiten. Die Spannungen und die Elastizitätsmodule sind dabei wegen der möglichen unterschiedlichen Bahnbreiten auf eine bestimmte Bahnbreite zu beziehen.
In den Unteransprüchen sind von der Erfindung bevorzugte Vorrichtungsmerkmale zur Durchführung der neuen Dehnungsregelung aufgezählt, die keiner weiteren Erläuterung bedürfen.
Ein Ausfahrungsbeispiel der Erfindung ist in Fig. 1 schematisch dargestellt. Fig. 2 gibt ein Diagramm für die stationären Verhältnisse wieder, in dem sich die tatsächlichen dynamischen Verhältnisse jedoch nicht vollständig verdeutlichen lassen.
In Fig. 1 ist die Rolle 1 in einem Rollenträger'gelagert, dem eine nicht gezeichnete Selbstanklebeeinrichtung zugeordnet ist, und wird über einen Gurt 2 von einem Motor 3 angetrieben bzw. abgebremst. Die ablaufende Bahn 4 läuft über eine Walze 5 unter eine Pendelwalze 6, die ihr die Spannung Pv vermittelt, über eine Walze 7, die in ihren Lagerungen MeBdosen zum vorzugsweise elektrischen Messen der Spannung Pv besitzt und diesen Meßwert an einen Meßumformer 8 gibt. Von der Walze 7 läuft die Bahn unter eine Walze 9 mit an ihrem Umfang verteilten Impulsgebern, deren Impulse pro Zeiteinheit von einem Impulszähler 10 als Geschwindigkeit Vv gemessen werden. Danach wird die Bahn 4 von einer mit Gummirollen 12 zusammenarbeitenden Zugwalze 11 erfaßt. Hinter dieser wird die Bahn von d'eia ersten Druckwerk 16 einer Rollenrotationsdruckmaschine mit einer höheren Geschwindigkeit Vo gezogen, und zwar unter Umleitung über eine Walze 13, die über Meßdosen in ihrer Lagerung die Spannung Po messen läßt, was von einem Meßumformer 14 erfaßt wird, und wo die Geschwindigkeit Vo mittels eines Impulszählers 15 gemessen wird.
Die Zugwalze 11 wird von einem Motor 17 angetrieben, der von einem Stellgerät 18 derart geregelt wird, daß die in einen Regler 19 eingegebene konstante Bahndehnung g80ll in Verbindung mit einem Rechner 20 den Antrieb ergibt, Der Rechner 20 vergleicht die niedrigere Spaung Pv und die niedrigere Geschwindigkeit Vv vor der Zugwalze 11'mit der erhöhten Spannung Po und der erhöhten Geschwindigkeit Vo hinter der Zugwalze 11 und errechnet den Istwert für die Dehnung als Regelgröße ( Vo = Vv ) OPo Vo,(Po -.Pv) für den Regler 19, der nach der Abweichung von dem ihm eingegebenen Sollwert w für die gewünschte Bahndehnung die Verstellung y an dem Stellgerät 18 vornimmt.
Die Spannung Pv vor der Zugwalze 11 ist am Steuerpult bei 21 abzulesen, die Spannung Po hinter der Zugwalze 11 bei 22.
In Fig. 2 ist die mit einer Abzugsgeschwindigkeit Vvl bei einem Elastizitätsmodul E7 sich einstellende Spannung Pv vor der Zugwalze 11 markiert. Hinter der Zugwalze 11 ist die Einzugsgeschwindigkeit Vo ins erste Druckwerk 16 in Jedem Pall höher und hat bei dem Elastizitätsmodul El eine erhöhte Spannung Pol zur Folge, die also um den Wert (Pol - Pv) höher als der Wert Pv ist.
Ändert sich der Elastizitätsmodul im Laufe der Abnahme des Papierrollendurchmessers auf einen niedrigeren Wert E2, dessen Verlauf mit der gestrichelten Linie dargestellt ist, so muß zum Halten der gleichen Spannung Pv - die von der Pendelwalze 6 bestimmt ist - die Geschwindigkeit vor der Zugwalze 11 auf den Wert Vv2 erhöht werden. Um hinter der Zugwalze 11 die gleiche, in jedem Fall höhere Geschwindigkeit Vo zu erzielen, muß an der Zugwalze 11 eine Korrektur von (Vo - Vv1) nach (Vo - Vv2) vorgenommen werden. Die Spannung hinter der Zugwalze verringert sich auf einen Wert Po2. Der Wert Po2 ist um den Betrag (Po2 - Pv) höher als der Wert Pv.
Auf der Basis der jeweiligen Kennlinien ftfr E1 und E2 innerhalb eines Koordinatensystems mit der waagerechten Abszissenachse in Höhe Pv und der lotrechten Ordinatenachse bei Vo werden zwei rechtwinklige Dreiecke eingeschlossen, von denen das auf der Kennlinie El als Hypotenuse stehende eine Kathete mit der Länge (Vo - Vvl) und eine Kathete mit der Länge (Pol - Pv) und das auf der Kennlinie E2 als Hypotenuse atehende eine Kathete mit der Länge (Vo - Vv2) und eine Kathete mit der Länge (Po2 - Pv) haben. Ändert sich der Elastizitätsmodul von El nach E2, eo ändern sich die Verhältnisse von Geschwindigkeit und Spannung - Jeweils bezogen auf eine konstante Geschwindigkeit Vo und eine von der Pendelwalze 6 für einen gegebenen Fall bestimmte Spannung Pv - im Verhältnis der vorgenannten rechtwinkligen Dreiecke.
Wenn vorstehend für den Begriff "Spannung" der Buchstabe tpN benutzt ist, so hXt das schreibmaschinentechnische GrUnde, gemeint ist damit immer die sonst mit "«" bezeichnete Spannung in der Dimension kp/m

Claims

Patentansprüche 1. apierbahndehnungsregelung vor vo s dem Einlauf in eine die papierbahn ziehende Bearbeitungsmaschine, wie Rotationsdruckmaschine od.dgl., mittels einer der Bearbeitungsmaschine (16) vorgeordneten langsamer laufenden Zugwalze (11), durch Verstellung (y) der Drehzahl (bei 18, 17) der Zugwatze (11) durch einen Regler (19) nach der Abweichung einer Regelgröße (x) als Istwert von einem Sollwert (w) für den gewünschten Dehnungswert (£soll), wobei der Istwert durch Messen der Bahnspannung (Pv) und -geschwindigkeit (Vv) vor der Zugwalze (11) und der gleichen Werte (Po bzw. Vo) hinter der Zugwalze (11) und Vergleichen der Produkte (Vo - Vv).Po im Verhältnis zu Vo.(Po - Pv) in einem Rechner (20) gewonnen ist.
2. Vorrichtung zur Durchführung der Regelung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine einer Pendelwalze (6) als Spannungserzeuger nachgeordnete Walze (7)- in Meßdosen gelagert ist, deren elektrische Spannungsmessung (Pv) an einen Meßumformer (8) angeschlossen ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch eine Walze (9) mit über ihren Umfang verteilten Impulsgeber-Ein-, richtungen, deren empfangene Impulse durch einen angeschlossenen elektrischen Impulszähler (io) zu einer Geschwindigkeitsmessung umgeformt wird.
4. Vorrichtung nach Anspruch 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine Walze (13) gleichartige Messungen in sich vereinigt.
5. Vorrichtung nach einem oder allen der Ansprüche 2 bis 4 zwischen einer'langsamer als die Zugwalze (11) angetriebenen ablaufenden Papierrolle (1) mit Selbstanklebevorrichtung für eine neue Rolle einerseits und dem ersten Druckwerk (16) einer Rotationsdruckmaschine od.dgl. andererseits.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch einen eigenen Motorantrieb (17) für die Zugwalze (11).
7. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, gekennzeichnet durch einen eigenen Motorantrieb (3) für den Papierrollenantrieb (2).

L e e r s e i t e