DE2619236A1 - Verfahren zur steuerung des fliegenden anschliessens einer bahn von einer zweiten rolle an eine von einer ersten rolle ablaufende bahn - Google Patents

Verfahren zur steuerung des fliegenden anschliessens einer bahn von einer zweiten rolle an eine von einer ersten rolle ablaufende bahn

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Description

SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT λ Unser Zeichen Berlin und München * VPA 76 P 3 O 7 5 BRD
Verfahren zur Steuerung des fliegenden Anschließens einer Bahn von einer zweiten Rolle an eine von einer ersten Rolle ablaufende Bahn
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Steuerung des fliegenden Anschließens einer Bahn von einer in Drehung versetzten zweiten (neuen) Rolle an eine von einer ersten (alten) Rolle ablaufende Bahn, insbesondere auf ein Verfahren zur Steuerung des Rollenwechsels bei Rotationsdruckmaschinen, mit folgenden Verfahrensschritten:
a) Wenn die alte Rolle einen ersten Durchmesser— bzw. Umfangswert erreicht, wird der beide Rollen aufnehmende Rollenträger aus der Abroilposition in die Klebeposition geschwenkt,
b) wenn die alte Rolle einen zweiten Durchmesser- bzw. Umfangswert erreicht, wird die neue Rolle beschleunigt und ihre Umfangsgeschwindigkeit wird an die Geschwindigkeit der ablaufenden Bahn angeglichen,
c) wenn die alte Rolle einen dritten Durchmesser- bzw. Umfangswert erreicht, wird eine Klebe- und Trennvorrichtung betätigt und der mit einer Klebespitze versehene Bahnanfang der neuen Rolle wird auf die von der alten Rolle ablaufende Bahn geklebt und die ablaufende Bahn wird hinter der Klebestelle abgetrennt.
Der Ablauf eines derartigen fliegenden Rollenwechsels ist aus der DT-AS 1 147 599, der DT-AS 10 81 901 und aus dem DT-GM 18 67 437 bekannt. Die einzelnen Phasen des Rollenwechsels werden in Abhängigkeit von der Abnahme des Durchmessers bzw. des Umfanges der alten Rolle eingeleitet. In der Praxis werden für die einzel-
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Gud 21 Shu/27.4.1976 70984^/0453
nen Phasen mehrere Durchmesser- bzw. Umfangswerte fest eingestellt und die entsprechenden Stellglieder werden angesteuert, wenn die alte Rolle den jeweils eingestellten Durchmesser- bzw. Umfangswert erreicht. Dabei geht man von Erfahrungswerten aus und wählt aus Sicherheitsgründen die Jeweiligen Einsatzpunkte relativ frühzeitig. Die Dicke der Bahn wird aus dem vom Hersteller angegebenen Flächengewicht nach Tabellen bestimmt und ebenfalls fest eingestellt. Unvermeidliche Dickenänderungen der Bahn können nicht berücksichtigt werden. Der Rollenwechsel nimmt viel Zeit in Anspruch und nach dem Abtrennen der Bahn ist der Enddurchmesser der alten Rolle in einem weiten Bereich zufallsbedingt .
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zu einem -j 5 Rollenwechsel der eingangs genannten Art anzugeben, das einen schnelleren Ablauf des Rollenwechsels und eine verbesserte Einhaltung des gewünschten Restrollen-Enddurchmessers ermöglicht.
Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, daß die genannten Durchmesser- bzw. Umfangswerte der alten Rolle als Einsatzpunkte für die entsprechenden Stellglieder fortlaufend berechnet werden aus einem vorgegebenen Wert für einen gewünschten Restrollen-Enddurchmesser, einem vorgegebenen Wert für die gewünschte Länge der Klebefahne und aus vorgegebenen Zeitkonstanten der mechanischen Glieder, sowie aus Istwerten für die Bahngeschwindigkeit und für die Umdrehung der alten Rolle.
Wenn ein von der ablaufenden Bahn angetriebener Bahnimpulsgeber zur Erzeugung von Bahnimpulsen und mit den Rollen gekuppelte weitere Impulsgeber zur Erzeugung von Klebemarkenimpulsen eingesetzt sind, so sieht eine Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens vor, daß die Bahngeschwindigkeit aus der Anzahl der Bahnimpulse pro Zeiteinheit te rechnet wird, daß der Umfang der alten Rolle aus der Anzahl der Bahnimpulse zwischen aufeinanderfolgenden Klebemarkenimpulsen der alten Rolle berechnet wird, und daß die Dicke der Bahn aus der Umfangsabnahme zwischen aufeinanderfolgenden Klebemarkenimpulsen berechnet wird.
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Bei der erfindungsgemäßen Rollenwechselsteuerung werden keine fest vorgegebenen Durchmesser- bzw. Umfangswerte als Einsatzpunkte für die betreffenden Stellglieder verwendet. Vielmehr wird der gewünschte Restrollen-Enddurchmesser fest vorgegeben. Die genannten Durchmesser- bzw. Umfangswerte werden ständig errechnet. Dadurch werden die Einsatzpunkte für die Stellglieder ständig optimiert. Der Rollenwechsel kann gegenüber bekannten Rollenwechselsteuerungen später einsetzen und in kürzerer Zeit ablaufen. Durch die Abhängigkeit der Einsatzpunkte für die Stellglieder von den ständig errechneten Durchmesser- bzw. Umfangswerten wird die Ausführungszeit für einen Rollenwechsel von der Bahngeschwindigkeit unabhängig. Der Gurtantrieb kann von der alten Rolle später abgehoben werden und führt die Bahn auf der alten Rolle solange wie möglich. Die Beanspruchung der neuen Rolle wird verringert. Die neue Rolle wird nicht länger als notwendig beschleunigt und dreht sich nicht unnötig oft. Dadurch wird die Gefahr verringert, daß es zum Lösen der Klebespitze kommt, weil Luft unter den Bahnanfang der neuen Rolle gelangt. Die gewünschte Länge der Klebefahne wird genauer eingehalten; ebenso wird der gewünschte Restrollen-Enddurchmesser exakter eingehalten und damit die Länge der auf der Restrolle verbleibenden Bahn verkürzt. Da auch die Dicke der Bahn ständig errechnet wird, werden unvermeidliche Dickenabweichungen sofort berücksichtigt. Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht es, einen gewünschten Restrollen-Enddurchmesser mit einer Toleranz einzuhalten, die in der Größenordnung von 1 mm liegt.
Der Rollenwechsel bei einer Rotationsdurchmaschine wird als Ausführungsbeispiel der Erfindung und ihrer in den Unteransprüchen näher gekennzeichneten Weiterbildung anhand der Zeichnung näher erläutert.
Die Zeichnung zeigt einen zweiarmigen Rollenträger 3, der von einem Antriebsmotor 4 geschwenkt werden kann. Ein derartiger Rollenträger kann auch dreiarmig ausgeführt sein. Am einen Arm des Rollenträgers 3 ist die alte Rolle 1 gelagert, von der eine Papierbahn 5 abläuft. Am anderen Arm ist eine neue Rolle 2 bereits eingeachst.
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In der normalen Abi'ollposition des fiollenträgers 3 läuft die alte Rolle 1 Ln der oberen Stellung unter einem Gurtantrieb 6. Der Gurtantrieb 6 wird von einer Regeleinrichtung 7 in Abhängigkeit von der Lage einer Pendelwalze 8 so geregelt, daß sich eine vorgegebene konstante Zugspannung einstellt, bei der nicht die Gefahr besteht, daß die Bahn reißt. Zur Vorbereitung des Rollenwechsels wird der Gurtantrieb 6 abgehoben und der Rollenträger in die in der Zeichnung dargestellte Klebeposition geschwenkt. Die alte Rolle 1 befindet sich in der unteren Stellung, in der sie durch die Zugkraft der ablaufenden Bahn 5 angetrieben wird, nicht aber vom Gurtantrieb. Um starke Zugschwankungen und Schwingungen der Pendelwalze zu verhindern, übernimmt eine als Induktionsbremse ausgebildete Restrollenbremse die Zugregelung über eine weitere Regeleinrichtung 16.
Wenn sich der Rollenträger 3 in der dargestellten Klebeposition befindet, wird der Gurtantrieb 6 abgesenkt und beschleunigt die neue Rolle 2, Die Regeleinrichtung 7 des Gurtantriebs wird umgeschaltet und bringt die neue Rolle 2 auf eine Drehzahl, bei der ihre Umfangsgeschwindigkeit der Bahngeschwindigkeit der ablaufenden Bahn 5 entspricht. Unter dieser Voraussetzung treten beim Klebevorgang keine bzw. nur geringe Zugkräfte in der Klebestelle auf.
Der Bahnanfang der neuen Rolle 2 ist mit einer Klebespitze 14 versehen. Wenn sich die Klebespitze 14 in einer geeigneten Position befindet, beispielsweise wie in der Zeichnung dargestellt, wird durch Betätigung einer Bürstenwalze 9 die ablaufende Bahn gegen die neue Rolle 2 angedrückt. Beim Durchlauf der Klebespitze 14 der neuen Rolle unter der Bürstenwalze 9 erfolgt die Klebung. Danach wird die von der alten Rolle 1 ablaufende Bahn durch Betätigung einer Trennvorrichtung 10 abgetrennt. Der als Klebefahne bezeichnete Abschnitt der alten Bahn vom Ende der Klebespitze bis zum abgetrennten Bahnende soll eine vorgegebene Länge aufweisen, damit beim Durchlauf der Klebefahne durch die Druckmaschine keine Störungen auftreten. Die alte Rolle 1 wird anschliessend durch die Restrollenbremse abgebremst und vom Rollenträger abgezogen. Eine neue Rolle wird eingeachst. Der Rollenträger 3 befindet sich bereits in der Abrollposition für die neue Rolle 2.
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Der Gurtantrieb wird auf die Zugregelung für die vorgegebene konstante Zugspannung umgeschaltet.
Als Meßgeber ist ein von der ablaufenden Bahn 5 angetriebener Bahnimpulsgeber 11 vorgesehen, der eine vorgegebene Anzahl von Bahnimpulsen pro Längeneinheit erzeugt. Die auf eine Zeitbasis bezogene Anzahl der Bahnimpulse ist ein Maß für die Bahngeschwindigkeit.
Weitere Meßgeber 12 und 13 erzeugen sogenannte Klebemarkenimpulse beim Vorbeilauf einer auf der Rollenachse radial unterhalb der Klebespitze angebrachten Markierung, der sogenannten Klebemarke, an einem Sensor. Bei jeder Umdrehung der betreffenden Rolle wird ein Klebemarkenimpuls erzeugt. Der Klebemarkenimpuls der ablauft 5 fenden Rolle stellt einen Umfangsimpuls dar. Die Anzahl der Bahnimpulse vom Bahnimpulsgeber 11 zwischen zwei aufeinanderfolgenden Klebemarkenimpulsen ist ein Maß für den Umfang der ablaufenden Rolle. Die Dicke der Bahn ergibt sich aus der Umfangsabnähme der Rolle während zweier oder mehrerer Umdrehungen.
Zur Steuerung des beschriebenen Ablaufs eines Rollenwechsels ist eine Recheneinrichtung 15 vorgesehen, der die Bahnimpulse vom Bahnimpulsgeber 11 und die Klebemarkenimpulse von den Meßgebern 12 und 13 zugeführt sind. Es wird jeweils nur der Klebemarkenimpuls der ablaufenden Rolle freigegeben. Die Recheneinrichtung 15 steuert die betreffenden Stellglieder für den Bewegungsablauf des Rollenwechsels in Abhängigkeit von der Abnahme des Umfanges der alten Rolle 1. Die jeweiligen Einsatzpunkte werden in Abhängigkeit von einem eingestellten Restrollen-Enddurchmesser und einer eingestellten Länge der Klebefahne, sowie von vorgegebenen oder gemessenen Werten für die Zeitspanne, in der der Tragarm 8 aus der Abrollposition in die Klebeposition schwenkt, und für die Totzeiten der Bürstenwalze 9 und der Trennvorrichtung 10 aus den aktuellen Umfangswerten der alten Rolle 1 fortlaufend errechnet.
Der Berechnung der jeweiligen Einsatzpunkte liegt die Differentialgleichung Gl. 1 für das Verhalten der sich abwickelnden Rolle zugrunde:
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-Danf - v 'S ' I
Darin bedeuten : D der Durchmesser der ablaufenden Rolle 1, Dg^der Anfangsdurchmesser der Rolle 1, ν die Bahngeschwindigkeit und
cT die Stärke der Bahn.
Hieraus folgt für einen Durchmesser D1, von dem aus noch eine Restzeit T^ vergeht, bis ein vorgegebener Restrollen-Enddurchmesser DR erreicht ist:
· Ti » (T ' ν n 2 Zn-. 5n
5p + DR (Gl. 2)
Zur Lösung der Gl. 2 werden die Istwerte für die Dickender Bahn und die Bahngeschwindigkeit v, die in der bereits beschriebenen Weise aus den Bahnimpulsen und den Klebemarkenimpulsen ermittelt werden, sowie eine Restzeitangabe Ti benötigt.
Ein erster Durchmesserwert wird für den Beginn der Schwenkbewegung des Tragarmes berechnet. Als Restzeit wird die Summe aus der Zeitdauer, die der Tragarm von der Abrollposition in die Klebeposition benötigt, der Zeitdauer für die Beschleunigung der neuen Rolle und der Zeitdauer für die Beruhigung der neuen Rolle nach d?m Beschleunigungsvorgang in Gl. 2 eingesetzt. Die Zeitdauer, die der Tragarm von der Abrollposition in die Klebeposition benötigt, kann um einen Sicherheitszuschlag erhöht werden. Die Beschleunigungszeit für die neue Rolle wird fest vorgegeben. Die Beruhigungszeit wird ebenfalls fest vorgegeben und kann beispielsweise der Zeit für fünf Umdrehungen der neuen Rolle entsprechen.
Ein zweiter Durchmesserwert wird für den Beginn der Beschleunigung der neuen Rolle berechnet. Als Restzeit wird die Summe aus der vorgegebenen Beschleunigungszeit und der Beruhigungszeit der neuen Rolle vorgegeben.
Ein dritter Durchmesserwert wird für den Einsatz der Bürstenwalze berechnet. Als Restzeit wird die Summe aus der Totzeit der Bürstenwalze und der Totzeit der Trennvorrichtung, sowie der Zeit VPA 76 E 3072 709845/0453
-3-
für den Durchlauf der Klebefahne verwendet.
Ein vierter Durchmesserwert wird für den Einsatz der Trennvorrichtung berechnet. Hierbei wird als Restzeit die Totzeit der Trennvorrichtung und diejenige Zeitdauer verwendet, die bei der Jeweiligen Bahngeschwindigkeit benötigt wird, um eine Klebefahne der vorgegebenen Länge zu erhalten.
Es ist vorteilhaft, für einen zeitlich vor der Schwenkbewegung des Rollenträgers liegenden weiteren Einsatzpunkt einen weiteren Durchmesser- bzw. Umfangswert zu errechnen, bei dem der Hochlaufgeber in der Antriebssteuerung der alten Rolle gesperrt wird. Der Hochlaufgeber wird dabei bei der Klebemarke gesperrt, bei der nicht mehr sichergestellt ist, daß bei wachsender Bahngeschwindigkeit bis zur folgenden Klebemarke der Zeitpunkt für die Schwenkbewegung des Tragarmes noch nicht überschritten ist. Durch die Sperre des Hochlaufgebers kann die ablaufende Rolle nicht mehr beschleunigt werden.
3 Ansprüche
1 Figur
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Leerseite

Claims (3)

  1. Patentansprüche
    Verfahren zur Steuerung des fliegenden Anschließens einer Bahn von einer in Drehung versetzten zweiten (neuen) Rolle an eine von einer ersten (alten) Rolle ablaufende Bahn, insbesondere Verfahren zur Steuerung des Rollenwechsels bei Rotationsdruckmaschinen, mit folgenden Verfahrensschritten:
    a) Wenn die alte Rolle einen ersten Durchmesser— bzw. Umfangswert erreicht, wird der beide Rollen aufnehmende Rollenträger aus der Abrollposition in die Klebeposition geschwenkt,
    b) wenn die alte Rolle einen zweiten Durchmesser- bzw. Umfangswert erreicht, wird die neue Rolle beschleunigt und ihre Umfangsgeschwindigkeit wird an die Geschwindigkeit der ablaufenden Bahn angeglichen,
    c) wenn die alte Rolle einen dritten Durchmesser- bzw. Umfangswert erreicht, wird eine Klebe- und Trennvorrichtung betätigt und der mit einer Klebespitze versehene Bahnanfang der neuen Rolle wird auf die von der alten Rolle ablaufende Bahn geklebt und die ablaufende Bahn wird hinter der Klebestelle abgetrennt,
    dadurch gekennzeichnet, daß die genannten Durchmesser- bzw. Umfangswerte der alten Rolle als Einsatzpunkte für die entsprechenden Stellglieder fortlaufend berechnet werden aus einem vorgegebenen Wert für einen gewünschten Restrollen-Enddurchmesser, einem vorgegebenen Wert für die gewünschte Länge der Klebefahne und aus vorgegebenen oder gemessenen Zeitkonstanten der mechanischen Glieder, sowie aus Istwerten für die Bahngeschwindigkeit und für die Umdrehung der alten Rolle.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem ein von der ablaufenden Rolle angetriebener Bahnimpulsgeber zur Erzeugung von Bahnimpulsen und mit den Rollen gekuppelte weitere Impulsgeber zur Erzeugung von Klebemarkenimpulsen vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Bahngeschwindigkeit aus der Anzahl der Bahnimpulse pro Zeiteinheit berechnet wird, daß der Umfang der alten Rolle aus der Anzahl der Bahnimpulse zwischen aufeinanderfigenden Klebemarkenimpulsen der alten Rolle berechnet wird,
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    und daß die Dicke der Bahn aus der Umfangsabnahme zwischen aufeinanderfolgenden Klebeniarkenimpul sen der alten Rolle berechnet wird.
  3. 3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß für einen zeitlich vor der Schwenkbewegung des Rollenträgers liegenden weiteren Einsatzpunkt ein weiterer Durchmesserbzw. Umfangswert errechnet wird, bei dem der Hochlaufgeber in der Antriebssteuerung der alten Rolle gesperrt wird.
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DE2619236A 1976-04-30 1976-04-30 Verfahren zur Steuerung des fliegenden Anschließens einer Bahn von einer zweiten Wickelrolle an eine von einer ersten Wickelrolle überlaufende Bahn Expired DE2619236C3 (de)

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