DE3123587C2

DE3123587C2 -

Info

Publication number: DE3123587C2
Application number: DE3123587A
Authority: DE
Inventors: Jeffrey Enfield Middlesex Gb Isherwood
Original assignee: CROSFIELD ELECTRONICS Ltd LONDON GB
Current assignee: CROSFIELD ELECTRONICS Ltd LONDON GB
Priority date: 1980-06-19
Filing date: 1981-06-13
Publication date: 1988-06-30
Also published as: US4369906A; IT8167851A0; FR2484976B1; DE3123587A1; IT1145151B; FR2484976A1; CH645591A5

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Zuführen einer Materialbahn zu einer Bearbeitungsvorrichtung, insbesondere einer Papierbahn zu einer Druckmaschine mit den Merkmalen des Oberbegriffs im Patentanspruch 1.

Ist beispielsweise das Material Papier, welches sich von einer Vorratsrolle zu einer Druckpresse bewegt, verändern sich verschiedene Parameter des Papiers, während es von einer Rolle abgewickelt wird. Diese Veränderungen, die in den Parametern des Papiers beim Abwickeln von der Rolle auftreten, können verursacht sein durch Veränderungen in der Temperatur und Feuchtigkeit. Während der Lagerung der Rolle können die äußeren Wicklungen unter Umständen Feuchtigkeit aus der Luft aufnehmen und so eine größere Dehnbarkeit haben und sich dabei leichter ausdehnen als die inneren Wicklungen. Die Spannung der Bahn und ihre Dehnung müssen genau überwacht werden, wenn eine richtige Ausrichtung der Bedruckung auf der Bahn erreicht werden soll. Dies ist insbesondere von Bedeutung, wenn die Bahn nacheinander mit unterschiedlichen Farben bedruckt wird und eine richtige Fluchtlage zum Drucken und anschließendem Bearbeiten erforderlich ist, wenn beispielsweise das bedruckte Band gelocht oder geprägt werden soll. Wenn aufeinanderfolgende Bandlängen bei Streckung in unterschiedlichem Maße bedruckt werden, dann unterscheiden sie sich in ihrer endgültigen Länge, nachdem sie anschließend stabilisiert wurden.

Das gebräuchlichste Verfahren zur Steuerung der Bandeinführung in eine Druckpresse besteht darin, eine konstante Spannung in dem der Druckpresse zugeführten Band aufrechtzuerhalten. Wenn in diesem Fall sich die Dehnbarkeit des Bandes beispielsweise infolge eines größeren Wassergehalts des Bandes von den äußeren Schichten der Lagerrolle ändert, dann verursacht eine gegebene konstante Spannung eine größere Dehnung.

Dies führt dazu, daß die von dem Material größerer Dehnbarkeit erzielten Drucke schrumpfen, nachdem sie gedruckt wurden.

Es ist bekannt, den Vorschub einer Materialbahn zu einer Bearbeitungsmaschine zu steuern, und dabei eine konstante Dehnung auf das Band auszuüben (GB-PS 14 84 185). Es wird der Elastizitätsmodul des Bandes gemessen und dann die vor der Bandbearbeitungsmaschine auf das Band aufgebrachte Spannung in Abhängigkeit von dem Elastizitätsmodul des Bandes gesteuert, um eine konstante Dehnung des Bandes vor der Bandbearbeitungsmaschine vorzusehen. Diese Vorrichtung gewährleistet eine bessere Steuerung, jedoch muß die Bandbearbeitungsmaschine zur Ermöglichung einer Steuerung der in dem Band vor der Bearbeitungsmaschine vorhandenen Spannung einen Rollenspalt aufweisen, durch welchen das Band hindurchgezogen wird. Somit ist diese Vorrichtung nicht geeignet für eine Gummi auf Gummi-Offsetdruckpresse, bei der ein Schlupf des Bandes auftreten kann, und auch nicht für Drucke vom Druckfarbenstrahltyp, bei denen kein Rollenspalt vorhanden ist. Wo die Druckpresse oder andere Bandbearbeitungsmaschine einen Rollenspalt enthält, können dennoch Veränderungen in der Druckfarbenreibungscharakteristik, in den Prägedrücken, der Rollenhärte oder in den Papiereigenschaften vorhanden sein, welche die Spannung beeinträchtigen und so den richtigen Vorschub des Bandes stören.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe ist es, die Vorrichtung der eingangs geschilderten Art so auszubilden, daß die Zuführgeschwindigkeit konstant gehalten wird und stets gleichlange Bahnabschnitte erhalten werden.

Die genannte Aufgabe ist erfindungsgemäß mit den Merkmalen im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 gelöst.

Durch die Steuerung der Winkelgeschwindigkeit der Rollen und daher der Lineargeschwindigkeit des Bandes wird eine konstante Zuführgeschwindigkeit des Bandes sichergestellt, ungeachtet der Elastizität des Bandes oder der Gesamtgeschwindigkeit seines Vorschubs. Somit hat jede den zweiten Walzenspalt in der Zeiteinheit verlassende Bandlänge, wenn bei einer Spannung von Null gemessen, dieselbe Länge. Der Vorschub des Bandes von dem zweiten Walzenspalt ist vollständig unabhängig von der Beschaffenheit einer dahinter angeordneten Bandbearbeitungsmaschine, und die fertigen, stabilisierten gedruckten Kopien haben daher bei Anordnung einer Presse hinter dem zweiten Rollenspalt unabhängig davon, ob die Druckpresse einen Rollenspalt enthält oder nicht, eine im wesentlichen konstante, sich wiederholende Länge, wenn bei einer Spannung von Null gemessen.

Es seien V₁ und V₂ für die Lineargeschwindigkeit des Bandes an dem ersten bzw. zweiten Rollenspalt angenommen, dann ist die Bandelastizität K gleich:

Für eine konstante Durchflußrate des Bandes durch die beiden Rollenspalte ist

und daher ist

Wenn X gleich dem Verhältnis der Lineargeschwindigkeit an den beiden Rollenspalten ist, so daß V₂ : V₁=X : 1 ist, und daher V₂=X V₁ ist, dann ist

Substituiert man daher für K in der Gleichung für die Durchflußrate des Bandes, erhält man das Ergebnis, das die Durchflußrate des Bandes gleich

ist.

Die Geschwindigkeit des Bandes V durch den Spalt ist gleich

V = ωπ d,

wobei ω die Winkelgeschwindigkeit und d der Durchmesser einer den Spalt bildenden Rolle ist. Es ist daher die Durchflußrate je Zeiteinheit L gegeben durch

Für eine bestimmte Vorrichtung ist der Durchmesser der den Spalt bildenden Rollen konstant und das Verhältnis der Lineargeschwindigkeit ist ebenso konstant. Daher ist

wobei A und B Konstante sind.

Es kann daher L, die Durchflußrate je Zeiteinheit, gemäß dem obigen Ausdruck durch Modifizieren von ω, der Winkelgeschwindigkeit der Rollenspalte, zum Ausgleich für Veränderungen in T₁ und T₂, den Spannungen aufströmseitig und zwischen den Rollenspalten, konstant gehalten werden.

Die Mittel, welche es verursachen, was das Verhältnis der Lineargeschwindigkeit des Bandes durch den zweiten Rollenspalt zu derjenigen durch den ersten Rollenspalt eine Konstante ist und einen Wert von größer als eins hat, werden realisiert durch Vorkehrungen der Art, daß die angetriebenen Rollen der beiden Spalte einen Unterschied im Durchmesser haben, und zwar die angetriebene Rolle des zweiten Spaltes einen etwas größeren Durchmesser hat als diejenige des ersten Rollenspaltes, und dann den beiden Rollen ein gemeinsamer Antrieb erteilt wird oder irgendein anderes Mittel zum Einsatz kommt, wodurch die beiden Rollen mit derselben Winkelgeschwindigkeit umlaufen. Wahlweise können die Mittel, welche es verursachen, daß das Verhältnis der Lineargeschwindigkeit des Bandes durch den zweiten Rollenspalt zu derjenigen durch den ersten Rollenspalt eine Konstante ist und einen Wert von größer als eins hat, dadurch vorgesehen werden, daß die angetriebenen Rollen beider Spalte denselben Durchmesser haben, und dann ein Getriebe zwischen den angetriebenen Rollen angeordnet wird, damit die angetriebene Rolle an dem zweiten Rollenspalt eine um einen vorgegebenen Prozentsatz größere Winkelgeschwindigkeit hat als die angetriebene Rolle an dem ersten Rollenspalt. Die allgemeine Dehnbarkeit von Papier, wenn dies das eingeführte Band ist, liegt in der Größenordnung von 0,2%, und bei Einführung von Papier wird es bevorzugt, daß die Lineargeschwindigkeit des Bandes durch den zweiten Spalt etwa 0,1% größer ist als diejenige durch den ersten Spalt.

Wenn die Bandeinführungsmaschine eine Bandbearbeitungsmaschine versorgt, welche einen Spalt enthält, dann mag es wünschenswert sein, die Geschwindigkeit der Bandbearbeitungsmaschine zu steuern, so daß sie die Ausgangsleistung der Bandeinführungsmaschine in Betracht zieht.

Im allgemeinen kann die abströmseitig von der Bandeinführungsmaschine angeordnete Bandbearbeitungsmaschine so eingerichtet werden, daß sie bei einer konstanten Rate arbeitet, und daher wird die konstante Durchflußrate des Bandes durch die Bandeinführungsmaschine so eingestellt, daß sie der Durchflußrate der abströmseitigen Bandbearbeitungsmaschine entspricht.

Ein besonderes Beispiel einer Bandeinführungsmaschine zum Einführen von Papier von einer Vorratsrolle zu einer Druckpresse, welche die erste Stufe einer Bandbearbeitungsanlage bildet, wird in der Zeichnung gezeigt, welche ein Schema der ersten Stufe der Bandbearbeitungsanlage darstellt. Es wird ein Papierband 10 von einer Vorratsrolle 12 zu einer ersten Spannungsmeßeinheit 14 geführt, zu einem ersten Paar einen Spalt zwischen sich bildender Rollen 28, dann zu einer zweiten Spannungsmeßeinheit 16 und einem zweiten Paar einen Spalt zwischen sich bildender Rollen 30. Das Papierband wird dann einer Druckeinheit 18 und von dort dem verbleibenden Teil der Bandbearbeitungsanlage zugeführt, die weitere Druckeinheiten enthalten kann.

Die erste Spannungsmeßeinheit 14 enthält ein Paar frei umlaufender Leerlaufrollen 22 und 24 und eine frei umlaufende Rolle 20, die in einer Richtung von den Leerlaufrollen 22 und 24 fort beaufschlagt ist. Die Spannung in dem Papierband 10 drückt die Rolle 20 in Richtung gegen die Leerlaufrollen 22 und 24, und diese Spannung T₁ wird durch eine Sensoreinheit 25 überwacht, welche ein Ausgangssignal abgibt, das darstellend ist für die Spannung in dem Papierband 10. Die zweite Spannungsmeßeinheit 16 ist zwischen den beiden Paaren einen Spalt zwischen sich bildender Rollen 28 und 30 angeordnet und enthält daher einfach eine frei umlaufende Rolle 26, die durch die Spannung in dem Band zwischen den einen Spalt zwischen sich bildenden Rollen 28 und 30 in Richtung auf die einen Spalt zwischen sich bildenden Rollen 28 und 30 gedrückt wird. Die Spannungsmeßeinheit 16 enthält außerdem einen Sensor 31, welcher die Spannung T₂ in dem Band überwacht und ein Ausgangssignal liefert, welches darstellend ist für die Spannung T₂.

Jedes Paar spaltbildender Rollen enthält eine angetriebene Rolle von größerem Durchmesser und eine Rolle von kleinerem Durchmesser, welche gegen diese gedrückt wird, um sicherzustellen, daß kein Schlupf des Papiers in dem Spalt zwischen den beiden Rollen jedes Paares auftritt. Die angetriebene Rolle des zweiten Paares spaltbildender Rollen 30 besitzt einen leicht größeren Durchmesser als die angetriebene Rolle des ersten Paares spaltbildender Rollen 28 um etwa 0,1%, und die beiden angetriebenen Rollen sind miteinander gekoppelt, so daß sie mit derselben Winkelgeschwindigkeit umlaufen, und werden durch eine Antriebseinheit 32 angetrieben, die aus einem variablen Getriebe bestehen kann.

Die Maschine enthält auch eine Steueranlage 36, welche einen Mikroprozessor einschließt. Die Steueranlage 36 empfängt die Signale von der ersten Spannungsmeßeinheit 25 und der zweiten Spannungsmeßeinheit 31, empfängt ein Eingangssignal, welches die erforderliche konstante Durchflußrate des Bandes L gibt, welche vorgewählt oder von der Drehzahl der ersten Druckeinheit 18 über einen Winkelgeschwindigkeitssensor 37 abgenommen werden kann, und dann erstellt die Steueranlage 36 die erforderliche Winkelgeschwindigkeit ω beider Paare angetriebener Rollen, so daß die folgende Gleichung erfüllt ist:
Winkelgeschwindigkeit der angetriebenen Rollen

in welcher A und B Konstante sind.

Die Steueranlage 36 empfängt auch einen Eingang von einem Winkelgeschwindigkeitssensor 34, welcher eine Anzeige der Winkelgeschwindigkeit der angetriebenen Rollen 28 und 30 gibt und diese mit dem erwünschten Wert ω vergleicht. Im Fall eines Unterschieds zwischen diesen beiden verändert die Steueranlage 36 die Geschwindigkeit der Antriebseinheit 32 zur Veränderung der Winkelgeschwindigkeit der angetriebenen Rollen 28 und 30, bis sie dieselbe ist wie die erwünschte.

Somit bildet der Ausgang des zweiten Paares spaltbildender Rollen 30 eine Durchflußrate des Papierbandes 10 konstanter Länge, wenn bei einer Spannung von Null gemessen. Bei einer solchen Einführung aufströmseitig von der Druckeinheit 18 verändert sich die Spannung in dem Band aufströmseitig von der Druckeinheit gemäß Veränderungen in den Parametern des Bandes 10, so daß nach dem Drucken durch die Druckeinheit 18 die endgültigen stabilisierten gedruckten Kopien eine im wesentlichen konstante Wiederhollänge haben, wiederum wenn gemessen bei Null-Spannung.

Claims

1. Vorrichtung zum Zuführen einer Materialbahn zu einer Bearbeitungsvorrichtung, insbesondere einer Papierbahn zu einer Druckmaschine, mit einer ersten Zugrolle, einer zweiten Zugrolle in Laufrichtung der Materialbahn hinter der ersten Zugrolle, einer steuerbaren Antriebsvorrichtung, die die Zugrollen so antreibt, daß das Verhältnis der Lineargeschwindigkeiten an der zweiten und ersten Zugrolle konstant und größer 1 ist, einer ersten Meßvorrichtung vor der ersten Zugrolle und einer zweiten Meßvorrichtung zwischen den Zugrollen, die eine der Spannung (T₁, T₂) der Materialbahn proportionales Signal erzeugen, und einer die letztgenannten Signale erhaltenden Steuervorrichtung, die in Abhängigkeit von der Größe der Signale die Antriebsvorrichtung steuert, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuervorrichtung (36) die Winkelgeschwindigkeit ω der Antriebsvorrichtung (32) nach folgender Gleichung steuert: in der A, B und C Konstanten sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zugrollen (28, 30) mit gleicher Winkelgeschwindigkeit ω angetrieben sind und die zweite Zugrolle (30) einen größeren Durchmesser als die erste (28) aufweist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser der Zugrollen gleich ist und daß die zweite Zugrolle mit einer größeren Winkelgeschwindigkeit ω angetrieben ist als die erste.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Lineargeschwindigkeit der Materialbahn (10) an der zweiten Zugrolle (30) 0,1% größer ist als an der ersten Zugrolle (28).