DE2344591A1

DE2344591A1 - Einrichtung zur regelung der bahnspannung beim abrollen der materialbahnen von rollen

Info

Publication number: DE2344591A1
Application number: DE19732344591
Authority: DE
Inventors: Paul Heimlicher; Jean Rohrer; Willy Schaerer
Original assignee: Wifag Maschinenfabrik AG
Current assignee: Wifag Maschinenfabrik AG
Priority date: 1972-09-11
Filing date: 1973-09-04
Publication date: 1974-03-28
Also published as: CH563301A5; US3913855A; SE366007B; IT994214B; FR2199325A5; GB1398662A

Description

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Anwaltsakte 2k 364 k. September 1973

Maschinenfabrik WIFAG, Bern . 2344 591

Einrichtung zur Regelung der Bahnspannung beim Abrollen der Materialbahnen von Rollen

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Regelung der Bahnspannung beim Abrollen der Materialbahnen von Rollen unter Verwendung von Ablaufbremsen.

Durch die US - Patentschrift Nr. 2 974 894 ist ein Apparat vorbekannt, bei dem die Reglersignale der Bahnspannungsmessvorrichtung mit abnehmendem Rollendurchmesser degressiv auf die Rolle einwirken.

Diese Ausführung ist kompliziert und teuer und wirkt nicht auf Bremsscheiben, welche fest mit den in die Materialrolle einschiebbaren, drehbaren Zapfen verbunden sind.

Weiter zeigt die US - Patentschrift Kr. 1 883 222 eine vorbekannte Ausführung mit mehrereiBremsklötzen, welche direkt seitlich gegen die abzubremsende Rolle wirken. Die Bremsklötze sind wirksam solange die Materialbahn an ihnen vorbeiläuft. Die Bremsklötze können nicht über einen Regelkreis an- oder abgestellt werden. Beim Rollenwechsel sind die Bremsklötze zeitweise ausser Eingriff. Es besteht bei dieser Ausführung zusätzlich die Gefahr, dass beim üebergang der verschiedenen Bremsklötze in eine neue Zone der Papier- oder Folienbahn Stauchungen an den Stirnseiten der Rolle entstehen, v/as nicht erwünscht ist.

Es sind auch schon Einrichtungen bekannt, bei denen mehrere Bremsen nacheinander eingeschaltet werden. Der Nachteil derselben ist, dass sie zusätzliche Regelkreise benötigen und dadurch die Regeleinrichtung sehr komplizieren und verteuern. Ausserdem ist es dann nicht Ev"glich_f mit einer einsigen Druckmediumzuleitung zu arbeiten,

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sondern es braucht für jede Bremse deren ciae. Das ist insbesondere dann unangenehm, wenn die Bremsen auf Hebeln montiert sind, die auf einer drehenden Achse sitzen, weil die Anordnung der Stopfbüchsen Schwierigkeiten macht.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung zu schaffen, welche die aufgezeigten Mangel beseitigt.

Nach der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass die Pendelwalze durch den Stellwertgeber beaufschlagt wird und mittels einem Messwertgeber alle Abweichungen vom Sollwert gemessen werden und zum Verstärken der Signale ein Regler zugeordnet ist, wobei die Stellgrösse auf die Stellglieder wirkt, welche die erzeugte Bremswirkung auf Bremsscheiben übertragen, die fest mit den in die Materialrolle einschiebbaren, drehbaren Zapfen verbunden sind. Um den Materialstrang konstant zu halten, wird die Bahnspannung durch Pendelwalzen gemessen, welche von der Materialbahn umschlungen werden und die erzeugte Kraft oder das Drehmoment wirkt auf einen Messwertgeber. Der gemessene Wert wird in einem Regler in eine passende Stellgrösse verwandelt.

Die Regelung muss folgende Parameter ausregulieren:

1. Für die Verarbeitung (z.B. Bedrucken) geeignete Materialbahnspannung, z.B. 5 - 50 Kg. pro Meter Bandbreite, Regelbereich somit 1 : 10

2. Bei veränderlicher Papierbreite muss beim Aufrechterhalten der nach 1. vorgeschriebenen Bahnspannung der Gesamtzug verändert werden, z.B. V4 - 4/4 Breite, Regelbereich 1:4

3. Bei grosser (neuer) oder kleiner (bald abgelaufener) Rolle muss, wenn die nach 1. vorgeschriebene Spannung eingehalten werden soll, die Bremswirkung verändert werden. Rollen weisen z.B. Durchmesser von 1100 mm auf und müssen bis auf ca. 110 mm abgerollt werden. Regelbereich 1 : 10,

4. Bei Veränderung der Maschinengeschwindigkeit muss die Rolle beschleunigt oder verzögert werden. Insbesondere das Verzögern bei Nothalt erfordert kurzzeitig eine grosse Bremswirkung, die ein Mehrfaches des normalen Papierzuges ausmachen kann.

Die Parameter 1-3 allein machen schon einen Regelbereich von beispielsweise ι χ ι ι

—— χ χ = aus.

10 4 10 400

BAD ORIGINAL

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Bei Nothalt darf der Materialzug weder auf Null absinken, noch in den Bereich der Reissfestigkeit aufsteigen. Die Regelung muss die Rolle also auch bei Nothalt beherrschen. Bei einem mittleren Materialzug von etwa 20 Kg/m und Rollendurchmesser 1100 mm erfordert der Nothalt zusätzlich etwa das Vierfache an Bremswirkung. Bei Verwendung von Druckluft von 5 atü bleibt somit nur noch 1 atü für die eigentliche Regelung, während der grosse Bereich von 4 atü im Normalbetrieb unbenutzt bleibt.

Die Zeichnungen stellen den Erfindungsgegenstand beispielsweise wie folgt dar:

Fig. 1

Fig. 2

Fig. 3

Fig. 4a

Fig. 4b

Fig. 4c

Fig. 4d

Fig.	5
Fig.	6
Fig.	7
Fig.	8
Fig.	9
Fig.	10

Fig. 11

Fig. 12 Fig. 13

Fig.. 14 Fig. 15

Gesamtdarstellung des Regelkreises, Beispielsweise Anordnung der Stellglieder, Schnitt durch ein Stellgliedpaar, Anteil der Bremswirkung auf die Bremsscheiben,

2 Anteile der Bremswirkung auf die Bremsscheiben

3 Anteile der Bremswirkung auf die Bremsscheiben

4 Anteile der Bremswirkung auf die Bremsscheiben = volle Bremskraft,

Graphische Darstellung der Verstärkung,

Beispiel mit einseitig 8 Stellgliedern,

Seitenansicht von Fig. 6,

Stellglieder in Verbindung mit Bremszange,

Stellglied mit Membrandichtung,

Bremszange mit zwei hintereinander angeordneten

Stellgliedern, : Anordnung mit Bremszangen und untereinander

angeordneter Stellglieder, : Seitenansicht von Fig. 11, : Variante Seitenansicht mit nebeneinander

angeordneten Ste1Igliedern, : Schematische Darstellung einer Ausführung

mit pneumatischem Gegendruck, : Schematische Darstellung einer Ausführung mit durch

Subtraktionsrelais differenzierter Stellgrösse.

In Fig. 1 stellt 1 die zu bremsende Materialrolle dar, von der die Bahn 2 abgezogen wird. Pendelwalze 3, beaufschlagt■durch den Stellwertgeber 4, misst den Zug der um sie geschlungenen Bahn

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Messwertgeber 5 misst alle Abweichungen vom Sollwert. Die Signale werden im Regler 6 verstärkt und die Stellgrösse wird auf Stellglied 7 übertragen. Im Fall dieser Beschreibung handelt es sich um Scheibenbremsen mit z.B. vier Bremskolben.

In Fig. 2 ist gezeigt, dass die Stellgrösse des Reglers durch Leitung 8 auf die Stellglieder 7a, 7b, 7c und 7d übertragen wird. Bremsscheiben 9 übertragen die erzeugte Bremswirkung über Zapfen 10 auf die Materialrolle 1. Zapfen 10 sind in Supporten 11 drehbar gelagert. Die Supporte werden durch Achse 12 getragen, welche in Gestell 13 untergebracht sind.

In Fig. 3 ist gezeigt, dass die Kolben 14 je von dem Druckmedium und einer Vorspannfeder 15 beaufschlagt sind und den Bremsbelag tragen. Vorspannfeder 15 wird vorgespannt durch Mutter 17.

Aus Fig. 4a bis 4d geht die verschiedene Vorspannung der Stellglieder hervor. In Fig. 4a ist nur Stellglied 7a wirksam, während 7b bis 7d durch entsprechende Federvorspannung unwirksam bleiben. Bei zunehmendem Mediumdruck (Stellgrösse) wird die Vorspannung von Stellglied 7b überwunden und es arbeiten dann 7a und 7b, während 7c und 7d weiterhin unwirksam sind. Mit zunehme^ndem Mediumdruck, z.B. infolge Nothalt, werden nacheinander auch Stellglieder 7c und 7d wirksam. Der Verlauf der Bremswirkung B in Funktion des Mediumdruckes ρ ist in Fig. 5 dargestellt. V , V_, V. sind die Wirkung der Federvorspannungen. Die Vorspannung von Stellglied 1 ist gleich Null angenommen. Die Stellglieder können auf verschiedene Weise angeordnet sein, z.B. auch nach Fig. 6. Eine Seitenansicht dieser Anordnung ist in Fig. 7 dargestellt.

In Fig. 8 sind Stellglieder 7a in Verbindung mit einer Bremszange dargestellt und in Fig. 9 ist ein Stellglied mit einer Membrandichtung gezeichnet. Es ist auch möglich, zwei hintereinander angeordnete Stellglieder mit Bremszange, wie in Fig. 10 dargestellt, zu verwenden. Ebenso können Bremszangen mit untereinander angeordneten Stellgliedern nach Fig. 11 angewendet werden. Fig. 12 zeigt eine Seitenansicht der Fig. 11 und Fig. 13 eine Seitenansicht mit nebeneinander angeordneten Stellgliedern.

Fig. 14 zeigt eine Ausführung mit pneumatischem Gegendruck. Durch den Regler 6, über Leitung 8 werden die Stellglieder 20a bis 2Od

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beaufschlagt. Ueber die Leitung 18 wird ein Druck differenziert einstellbar mit Druckminderventilen 19b bis 19d auf die Gegenseite der Stellglieder 20b bis 2Od gegeben. Die Stellgrösse des Reglers 6 minus Gegendruck der Druckminderventile 19b bis 19d, ergibt die Bremskraft auf die Bremsscheiben 9.

Fig. 15 stellt eine Ausführung mit durch Subtraktionsrelais differenzierter Stellgrösse dar. Durch den Regler 6 über Leitung 8 werden die Subtraktionsrelais 21b bis 2Id beaufschlagt. Ueber Leitung 18 werden die Subtraktio^srelais mit einem Druck gespiesen. Mittels den in den Subtraktionsrelais 21b bis 21d eingebauten Federn 22b bis 22d werden diese auf den gewünschten Ausgangsdruck eingestellt. Die Stellgrösse des Reglers 6 minus Gegenkraft der Federn 22b bis 22d ergibt einen differenzierten Ausgangsdruck, welcher die Stellglieder 20b bis 2Od beaufschlagen, wodurch die Bremskraft auf die Bremsscheiben 9 resultiert.

Claims

Patentansprüche

( 1. /Einrichtung zur Regelung der Bahnspannung beim Abrollen der Materialbahnen von Rollen unter Verwendung von Ablaufbremsen, bestehend aus im Maschinengestell gelagerter Welle, auf welcher Supporte montiert sind, in welchen drehbare, in die Materialrolle einschiebbare Zapfen angeordnet sind, wobei die von der Materialbahn um eine Pendelwalze geführt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Pendelwalze durch den Stellwertgeber (4) beaufschlagt wird und mittels einem Messwertgeber (5) alle Abweichungen vom Sollwert gemessen werden und zum Verstärken der Signale ein Regler (6> zugeordnet ist, wobei die Stellgrösse auf die Stellglieder (7) wirkt, welche die erzeugte Bremswirkung auf Bremsscheiben (9) übertragen, die fest mit den in die Materialrolle einschiebbaren, drehbaren Zapfen (10) verbunden sind.
2. Einrichtung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Stellglieder (7a, 7b, 7c und 7d) aus Bremskolben (14) bestehen, welche über Leitung (8) mit einem Druckmedium und je einer Vorspannfeder (15). beaufschlagt sind, welche durch die Mutter (17) vorgespannt werden, wobei die Bremskolben (14) mit je einem Bremsbelag ^f16) versehen sind, welcher mit den Bremsscheiben in Wirkverbindung stehen.

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3. Einrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Stellglieder (7a) mit einer Bremszange verbunden sind, welche mit Bremsbelag (16) versehen sind.
4. Einrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Stellglieder mit einer Membrandichtung versehen sind.
5. Einrichtung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Stellglieder aus pneumatischen Kolben bestehen, bei welchen durch den Regler (6) über die Leitung (18) ein Druck differenziert einstellbar über Druckminderventile (19b bis 19d) auf die Gegenseite der Stellglieder (20b bis 2Od) gegeben wird.
6. Einrichtung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass den Stellgliedern (20b bis 2Od) Subtraktionsrelais (21b bis 2Id) zugeordnet sind, in welche Federn (22b bis 22d) eingebaut sind.
7. Einrichtung nach den Ansprüchen (1 bis 6), dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Stellglieder hintereinander, nebeneinander oder untereinander angeordnet sind.

MASCHINENFABRIK WIFAG

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