DE2411482A1

DE2411482A1 - Einrichtung zum aufrechterhalten einer spannung in einer bahn aus papier, folie o.dgl.

Info

Publication number: DE2411482A1
Application number: DE2411482A
Authority: DE
Inventors: Dietmar Kroppenstedt
Original assignee: Maschinenfabrik Goebel GmbH
Current assignee: Maschinenfabrik Goebel GmbH
Priority date: 1974-03-11
Filing date: 1974-03-11
Publication date: 1975-09-25
Also published as: IT1033193B; FR2263967A1; GB1457989A; FR2263967B1; JPS50125168A; US3974948A; JPS58158053U; DE2411482B2; NL7502203A; CH575876A5; DE2411482C3; BE825988A

Description

Einrichtung zum Aufrechterhalten einer Spannung in einer Bahn aus Papier, Folie oder dergleichen

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zum Aufrechterhalten einer Spannung in einer Bahn aus Papier, Folie od. dgl. mittels einer durch ein Druckmittel belastbaren Belastungswalze .

Einrichtungen der in Rede stehenden Art werden in Druck- und Papierverarbeitungsmaschinen verwendet, um in einer zu bedruckenden, zu schneidenden oder· auf andere Weise zu verarbeitenden Bahn aus Papier, Folie od.dgl. eine bestimmte Spannung aufrecht zu erhalten. Die zu verarbeitende Bahn wird über eine zweckentsprechende Anordnung von Leitwalzen geführt, wodurch die Bahn eine Schlaufe durchläuft. Die Belastungswalze selbst ist innerhalb einer Schlaufe angeordnet und kann beispielsweise in Form einer Tänzer- oder einer Pendelwalze ausgeführt sein.

Während des Betriebes der Maschine bewirkt eine Änderung der Dehnung bzw. der Spannung in der Bahn eine Veränderung der Größe der durch sie gebildeten Schlaufe, wodurch sich die Position der Belastungswalze ändert. Deshalb werden die Belastungswalzen zum Steuern von Bremsen benutzt, wobei die Bremsen mit der Rolle, von der sich die zu verarbeitende Bahn abwickelt, verbunden sind.

Daneben werden die Stirnseiten der Belastungswalzen oder diejenigen Hebel, an denen die Belastungswalzen innerhalb der Maschine beweglich angebracht sind, durch Gewichte belastet, welche zum Teil in ihrer Lage veränderbar sind. Aufgrund

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dieser Konstruktion ergibt sich in der zu verarbeitenden Bahn, eine Spannung, welche durch das Eigengewicht der Belastungswalze und die zusätzlich aufgebrachten Gewichte bestimmt wird. Je größer jedoch die auf die Bahn einwirkenden Gewichte sind, desto größer sind auch die Massen, welche bei einer Veränderung der Schlaufe bewegt werden müssen. Um die Steuerung der Bremsen feinfühlig zu gestalten^ist die Fachwelt daher bestrebt, die zu bewegenden Massen möglichst gering zu halten, ohne dabei die Kraft, mit der die Belastungswalze auf der Bahn aufliegt, zu verändern.

Wie beispielsweise aus der USA-Patentschrift 3 Ο83 887 hervorgeht, ist die Fachwelt bereits dazu übergegangen, die Belastungswalze durch Druckmittelzylinder zu belasten, wobei sich die Belastung aus dem wirksamen Durchmesser des Druckmittelzylinders bzw. seines Kolbens und dem Druck, dem das Druckmittel ausgesetzt ist, ergibt.

Daneben ergibt sich eine weitere Problematik der Belastungswalzen für den Moment des Anfahrens der Maschine, d.h. für denjenigen Moment, in dem sich eine in die Maschine neu eingezogene Bahn während des Anlaufens der Maschine zu spannen beginnt. Wenn nämlich die Bahn neu eingezogen ist, dann ist sie in der Regel noch keiner Spannung ausgesetzt, so daß die Schlaufe der Bahn, in welcher die Belastungswalze angeordnet ist, ihre maximale Größe annimmt. Dies bedeutet jedoch, daß die mit der Belastungswalze verbundene Bremse an der Rolle, von der sich die Bahn abwickelt, soweit als möglich geschlossen ist, da die maximale Größe der Schlaufe ebenfalls bedeutet, daß die Spannung in der Bahn durch zusätzliche Bremsung der Rolle erhöht werden muß. Im Moment des Anfahrens der Maschine beginnt sich die Bahn zu spannen und schmiegt sich gegen die Belastungswalze, da diese aufgrund ihrer Masse im ersten Moment gleichsam wie starr angeordnet erscheint, und da im gleichen Moment die Rolle, von der

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sich die Bahn abwickelt, durch diese Lage der Belastungswalze an einer Drehung gehindert wird. Wenn dann die Maschine sehr schnell angefahren wird, wird in der Bahn sehr schnell eine hohe Spannung aufgebaut, welche so hoch sein kann, daß die Bahn reißt. .Um diese Auswirkungen zu mildern, werden die Belastungswalzen sehr oft mit Stoßdämpfern verbunden, wie dies z.B, in dem USA-Patent 3 O83 887 der Fall ist. Diesen "Stoßdämpfern kommt jedoch eine Dämpfung zu, welche allein von ihren Abmessungen abhängig ist, d.h. während des Betriebes der Maschine konstant bleibt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung zum Aufrechterhalten der Spannung in einer Bahn zu entwickeln, bei welcher die Belastung der Belastungswalze innerhalb gewisser Grenzen beliebig gewählt werden kann, deren Masse gering ist, und bei der die Dämpfung von der jeweiligen Position der Belastungswalze abhängig ist.

Die Erfindung löst diese Aufgabe dadurch, daß mindestens eine der Stirnseiten der Belastungswalze mit mindestens zwei in entsprechenden Druckmittelzylindern geführten Kolben in Verbindung steht und mindestens einer der durch einen Druckmittelzylinder und des ihm zugeordneten Kolbens gebildeten, sich durch Ausschlag der Belastungswalze verändernden Druckräume mit dem· durch den gleichen Ausschlag der 'Belastungswalze sich in umgekehrtem Sinne verändernden, durch einen anderen Druckmitte lzy linder und den diesem entsprechenden Kolben gebildeten Druckraum verbunden ist.

Darüber hinaus schlägt die Erfindung vor, daß jede mit einem Druckraum verbundene Leitung mit einer Drossel verbunden ist, und daß jede Drossel in Richtung des dem jeweiligen Druckraum zuströmenden Druckmittels mit vernachlässigbarem Widerstand ' umgehbar ist.

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Außerdem können die Kolben der verschiedenen Druckzylinder verschiedene Durchmesser haben. Ferner kann in der Zuleitung des Druckmittels ein Schieberventil vorgesehen sein.

Als Druckmittel können Gase einschließlich Luft oder aber auch entsprechend geeignete Flüssigkeiten verwendet werden. Dadurch, daß die Dämpfung des Ausschlages der Belastungswalze von dem Ausschlag der Belastungswalze selbst abhängig ist, ergibt sich für denjenigen Bereich, den die Belastungswalze unter gleichbleibenden Betriebsbedingungen einhält, nahezu keine oder nur eine geringe Dämpfung, d.h. die Belastungswalze wirkt so gut wie unverfälscht entsprechend der jeweiligen Veränderung der Schlaufe der Bahn, d.h. entsprechend der jeweiligen Veränderung der Spannung bzw. der Dehnung der Bahn auf die Bremse ein, welche mit der Rolle,von cer sich die Bahn abwickelt, verbunden ist. Je größer jedoch die Abweichung der Position der Belastungswalze von derjenigen Lage ist, welche sie bei normalem Lauf der Maschine einnimmt, desto mehr wächst die Dämpfung bei gleichzeitiger Veränderung der an der Rolle befindlichen Bremskraft. Somit werden insbesondere beim Anfahren der Haschine plötzliche Erhöhungen der Spannung in der Bahn vermieden. Wenn außerdem den mit der Belastungswalze verbundenen Kolben Druckmittel in derjenigen Richtung zugeführt wird, in welcher der Druck dem Eigengewicht der Belastungswalze entgegenwirkt, dann ergibt sich zusätzlich die Möglichkeit, die Belastungswalze für den Vorgang des Einziehens der Bahn in die Maschine aus ihrer extremen Lage soweit zu entfernen, daß die Bremse an der Rolle ganz oder teilweise geöffnet ist, so daß sich die Rolle in dem gleichen Moment drehen kann, in welchem beim Anfahren der Maschine Spannung in der Bahn entsteht. Das System der Belastungswalze als ganzes besitzt nur geringe Masse, ist deshalb so wenig träge wie nur möglich. Außerdem setzt es sich aus handelsüblichen und daher billigen Maschinenteilen zusammen und verursacht nur minimale Betriebskosten,

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da die Erfindung ein geschlossenes Druckmittelsystem vorsieht.

Der Erfindungsgedanke soll anhand zweier schematisch dargestellter» Ausführungsbeispiele näher erläutert werden.

Fig. 1 zeigt das erste und

Fig. 2 das zweite Ausführungsbeispiel.

Die zu verarbeitende Bahn 1 wird in einer für den Fachmann bekannten Weise von einer aus diesem Grund nicht dargestellten Rolle abgewickelt. Diese Rolle steht in Verbindung mit einer Bremse, welche die Bremsscheibe 2 enthält. Die Breirse ist der Fachwelt ebenfalls bekannt und daher auch nicht näher dargestellt.

Die von der Rolle sich abwickelnde Bahn 1 umschlingt die Leitwalzen 3 und H in einer Weise, daß die Bahn 1 eine Schlaufe

5 bildet. In dieser Schlaufe ist die Belastungswalze 6 angeordnet, wodurch sich ergibt, daß die Bahn 1 in ihrer Laufrichtung zunächst die Leitwalze 3, danach die Belastungswalze

6 und dann die Leitwalze 4 umschlingt, um der eigentlichen Verarbeitungsmaschine beispielsweise einer Druck- oder · Schneidmaschine zuzulaufen. Jede Stirnseite der Belastungswalze 6 ist drehbar an einem Hebel 7 befestigt, welcher an einem Gelenkpunkt .8 ortsfest und drehbar gelagert ist. Außerdem enthält der Hebel 7 ein Gelenk 9» an welchem ein Bremsgestänge 10 in für den Fachmann bekannter Weise angelenkt ist. Dieses wirkt ebenfalls in bekannter Weise auf die Bremsscheibe 2.

Für den Fachmann ist es somit ersichtlich, daß dann, wenn sich die Größe der Schlaufe 5 infolge von Änderungen der Spannung oder der Dehnung in der Bahn 1 verändert, die Position der Belastungswalze 6 entsprechend verändert wird; d.h.,daß die Belastungswalze 6 mit einem Radius, welcher der Länge

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des Hebels 7 entspricht, um den Gelenkpunkt 8 schwenkt und damit auch die Stellung des Bremsgestänges 10 und dessen Wir_T kung auf die Bremsscheibe 2 ebenfalls verändert.

An dem Hebel 7 sind außerdem Gelenke 11 und 12 vorgesehen, die mit Kolben 13 und 14, welche Druckmittelzylindern 15 und 16 entsprechen, in Verbindung stehen. Durch die Wandungen der Druckmittelzylinder und die den Druckmittelzylindern entsprechenden Kolben werden Druckräume 17,18,19 und 20 gebildet. Die Druckmittelzylinder 15 und 16 sind an den Punkten 21 und 22 gelenkig mit dem Maschinengestell verbunden.

Von einer bekannten und nicht dargestellten Druckquelle gelangt Druckmittel durch die Leitung 23 in Richtung des eingezeichneten Pfeiles mit dem Druck ρ zu dem Reduzierventil 24. Der in der Leitung 25 hinter dem Reduzierventil herrschende Druck wird durch das Manometer 26 angezeigt. Er ist ein Maß für die Belastung der Belastungswalze 6 und damit ein Maß für die Spannung in der Bahn 1. Am Ort 27 teilt sich die Leitung 25 in zv/ei Zweigleitungen 28 und 29· Zweigleitung 29 ist über eine Drossel 30, welche einstellbar sein kann, mit dem Druckraum 19 verbunden. Der Drossel 30 ist ein Rückschlagventil 31 parallel geschaltet, welches gestattet, daß das Druckmittel in der dem Druckraum 19 zuströmenden Richtung ungehindert passieren kann, welchesjedoch den Rücklauf des Druckmittels verhindert. In analoger Weise ist die Zweigleitung 28 mit einer Drossel 32 versehen und mit dem Druckraum 18 verbunden. Die Drossel 32 ist in Richtung des dem Druckraum zuströmenden Druckmittels durch das Rückschlagventil 33 mit vernachlässigbarem Widerstand umgehbar, wohingegen aus dem Druckraum 18 ausströmendes Druckmittel das Rückschlagventil 33 nicht passieren kann, sondern die Drossel 32 passieren muß.

Dem Fachmann wird somit ersichtlich, daß die Belastungswalze 6 mit Kolben 13 und lh in Verbindung steht, und daß sich die

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Druckräume 17,18,19 und 20 in ihrer Größe verändern, wenn die Belastungswalze 6 ihre Position verändert. Wenn z.B.in Fig. 1 die Belastungswalze 6 in Richtung des Pfeiles 3*1 um Gelenkpunkt 8 schwenkt, dann verändert sich der Druckraum 19, indem dieser durch die Bewegung des Kolbens 13 verkleinert wird.. Durch den gl.,eichen Ausschlag der Belastungswalze 6 ändert auch der Druckraum 18 seine Größe, jedoch in umgekehrtem Sinne wie der Druckraum 19, d.h., er vergrößert sich. Aufgrund der gewählten Verbindungen der Leitungen und Zweigleitungen ist der Druckraum 19 mit dem Druckraum 18 verbunden, d.h., daß sich der öurch Ausschlag der Belastungswalze 6 verändernde, d.h. sich verkleinernde Druckraum 19 mit dem sich in umgekehrtem Sinne verändernden d.h. sich vergrößerndem Druckrauin 18 verbunden ist.

Für den Fachmann wird ersichtlich, daß dann, wenn der Ausschlag der Belastungswalze 6 und damit der Weg des Kolbens 13 und die Menge des aus dem Druckraum 19 ausströmenden Druckmittels gering ist, die Drossel 30 keinen wesentlichen Widerstand darstellt, daß sich jedoch die Drossel 30 bei großen Ausschlägen der Belastungswalze 6 in zunehmendem Maße auswirkt.

Das aus dem Druckraum 19 ausströmende Druckmittel passiert nicht allein die Drossel 30, sondern darüber hinaus in der Hauptsache auch das Rückschlagventil 33 und tritt in den Druckraum 18 ein. Entsprechende Verhältnisse ergeben sich bei Ausschlag der Belastungswalze 6 entgegen der Richtung des Pfeiles 3^, wenn Druckmittel aus dem Druckraum 18 über Drossel 32 und Rückschlagventil 31 in den Druckraum 19 strömt. Das durch die Druckräume und die diese miteinander verbindenden Leitungen gebildete Leitungssystem ist geschlossen, d.h., daß abgesehen von geringfügigen Verlusten in Dichtungen usw. kein Druckmittel aus dem System austritt.

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Bei dem Ausführuncsbeispiel nach Fig.2 strömt das Druckmittel mit einem Druck ρ in Richtung des eingezeichneten Pfeiles über eine Leitung 35 und ein Schieberventil 36 je nach dessen Stellung entweder der Leitung 23, entsprechend dem Ausführungsbeispiel nach Fig.l oder der Leitung 37 zu. Die Leitung 37 teilt sich am Punkt 38 in die Zweigleitungen 39 und 40. Die Zweigleitung 39 ist über Drossel 4l mit dem Druckraum 17 verbunden, wobei die Drossel 4l in Bezug auf den Druckraum 17 in zuströmender Richtung durch das Rückschlagventil 42 umgehbar ist. Analog dazu ist die Zweigleitung 40 über Drossel 43, welche ebenso wie Drossel 4l einstellbar sein kann, mit dem Druckraum 20 verbunden. Die Drossel 43 ist in Richtung des dem Druckraum 20 zuströmenden Druckmittels mittels Rückschlag-

mit
ventil 44<^rvernachlässigbarem Widerstand umgehbar. Aus dem Druckraum 17 entweichendes und in den Druckraum 20 eintretendes .Druckmittel muß Drossel 4l und Rückschlagventil 44 passieren, wohingegen in umgekehrter Richtung Drossel 43 und Rückschlagventil 42 passiert wird. Auch in diesem Fall ist der durch den Aussehlag der Belastungswalze 6 sich verändernde Druckraum 17 mit dem durch den gleichen Ausschlag der Belastungswalze sich jedoch in umgekehrtem Sinne verändernden Druckraum 20 verbunden.

In der gezeichneten Stellung des Schieberventils 36 strömt das Druckmittel in glei-cher Weise wie im Ausführungsbeispiei nach Fig.l der Leitung 25 und damit den Druckräumen 18 und I9 zu. Wird das Schieberventil 36 jedoch in seine zweite Stellung verschoben, dann tritt das Druckmittel von der Leitung 35 in die Leitung 37, während das Entweichen von Druckmittel aus der Leitung 23 blockiert ist. Bei dieser Stellung des Schieberventils 36 tritt das Druckmittel in .die Druckräume 17 und 20 ein und vermag die Belastungswalze zum Zweck des Einziehens der Bahn in die Maschine anzuheben und die Bremsscheibe 2 und die damit verbundene Rolle zu lösen-.- Nach erfolgtem Einziehen der Bahn kann das Schieberventil 36 in

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einem dafür geeigneten Moment In die In Fig.2 gezeichnete
Stellung zurückgestellt werden.

Für den Fachmann ist es verständlich, daß anstelle der in den Ausführungsbeispielen dargestellten Pendelwalzen auch Tänzerwalzen im Sinne der Erfindung verwendet werden können. Außerdemversteht es sich nahezu von selbst, daß die Abmessungen
der Kolben, der Druckmittelzylinder und die Durchlässe der
Drosseln aufeinander abgestimmt sein müssen, insbesondere
kann Kolben 14 einen größeren Durchmesser besitzen als Kolben 13. Für das Schieberventil 36 ist ein 4/2-Wege-Schieberventil von Vorteil.

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Claims

Patentansprüche

1.) Einrichtung zum Aufrechterhalten einer Spannung in einer Bahn aus Papier, Folie o.dgl. mittels einer durch ein Druckmittel belastbaren Belastungswalze, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine der Stirnseiten der Belastungswalze (6) mit mindestens zwei in entsprechenden Druckmittelzylindern (15,16) geführten Kolben (13,1²O in Verbindung steht und mindestens einer (19) der durch einen Druckmittelzylinder (15,16) und des ihm zugeordneten Kolbens (13,1¹I) gebildeten, sich durch Ausschlag der Belastungswalze (6) verändernden Druckräume (17,18,19,20) mit dem durch den gleichen Ausschlag der Belastungswalze (6) sich in umgekehrtem Sinne verändernden, durch einen .anderen Druckmittelzylinder und den diesem entsprechenden Kolben gebildeten Druckraum (l8) verbunden ist.

2.) Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede mit einem Druckraum (17,18,19,20) verbundene Zweigleitung (28,29,39,¹IO) mit einer Drossel (30,32,41,43) versehen ist.

3.) Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Jede Drossel (30,32,41,43) in Richtung des dem jeweiligen Druckraum (17,18,19,20) zuströmenden Druckmittels mit vernachlässigbarem Widerstand umgehbar ist.

4.) Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kolben (13,14) der verschiedenen Druckzylinder (15,l6) verschiedene Durchmesser haben.

5.) Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß für die Zuleitung des Druckmittels ein 4/2-Wege-Schieberventil (36) vorgesehen ist.

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