DE3345191C2 - Vorrichtung zum Aufwickeln eines Schuppenstroms aus Papierbogen - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Aufwickeln eines Schuppenstroms aus Papierbogen nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Eine derartige aus der DE-OS 31 23 888 bekannte Vorrichtung erfordert für den Synchronlauf des Wickels mit der Zuführge­ schwindigkeit des Schuppenstroms ein besonderes Wickelgetriebe, welches zudem während allfälliger Beschleunigungs- und Verzö­ gerungsphasen eine Änderung der Wickelbandspannung zur Folge hat.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung dieser Art derart zu verbessern, daß mit geringerem maschinellen Aufwand ein vollständiger Synchronlauf ohne un­ erwünschte Änderung der Wickelbandspannung erreicht wird.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe mit den Mitteln des An­ spruchs 1 gelöst.

Eine bevorzugte Ausführungsform ist im Anspruch 2 aufgezeigt. Dadurch ist es möglich, den Wickelbandvorschub auch bei wech­ selnder Zuführungsgeschwindigkeit der Papierbogen bei einstell­ barer Bandspannung laufend anzupassen, ohne daß sich während der Beschleunigungs- oder Verzögerungsphasen die Bandspannung ändert.

Eine weitere bevorzugte Ausführungsform ist im Anspruch 3 aufgezeigt. Dadurch kann die Bandspannung willkürlich oder in Abhängigkeit eines anderen Verfahrensparameters wie z. B. des Wickelradius geändert werden.

Die Ausführungsform nach Anspruch 4 verhindert, das einzelne Wickellagen locker werden, wenn die Druckbogen dick und weich und daher kompressibel sind.

Anspruch 5 sieht eine Maßnahme vor, welche dazu beiträgt, daß sich die Falzkante eines Druckbogens beim Aufwickeln nicht gegen das Wickelband verschiebt.

Anhand der beiliegenden schematischen Zeichnung wird die Erfindung beispielsweise erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Vorrich­ tung,

Fig. 2 eine schematische Darstellung zur Funktionserläute­ rung der Vorrichtung gemäß Fig. 1 und

Fig. 3 und 4 je eine Druckbogenlage innerhalb eines Wickels ausschnittweise und in vergrößerter Darstel­ lung.

Gemäß Fig. 1 werden Druckbogen 2 in geschuppter Form mittels eines endlosen, angetriebenen Förderbandes 1 herantransportiert. Die Fördergeschwindigkeit des Förder­ bandes 1 wird am Abgabeende mittels eines Geschwindigkeits­ messers 3 (Tachogenerator) abgegriffen, der über einen Riementrieb getrieblich mit einer Umlenkwelle 4 des För­ derbandes 1 verbunden ist. An das Abgabeende des Förder­ bandes 1 schließt ein zweites mit gleicher Geschwindig­ keit angetriebenes Förderband 5 an, das über Umlenkrol­ len 6 und 7 geführt ist, die auf Achsen bzw. Wellen 8, 9 gelagert sind. Die Achse 9 bildet mit zwei paralle­ len Längshebeln eine Wippe 10, die in Richtung des ein­ gezeichneten Doppelpfeiles verschwenkbar an der Welle 8 gelagert ist. An der Wippe 10 greifen eine Zylinder­ kolbeneinheit 11 und ein Schiebepotentiometer 12 an. Die Zylinderkolbeneinheit 11 drückt an die Wippe 10 mit konstanter Kraft nach oben und das Schiebepotentio­ meter 12 detektiert deren Verschwenklage. In einem nicht dargestellten Lagerbock ist ein Wickelkern 13 drehbar gelagert, der mittels eines Keilriemens 14 durch einen Drehstrommotor 15 antreibbar ist. Auf den Wickelkern 13 wird von einer Bandvorratsrolle 16 aus ein Wickelband 17 aufgewickelt. Das Wickelband 17 wird über die Umlenk­ rollen 6 und von dort parallel mit dem oberen Trum des zweiten Förderbandes 5 tangential an den Wickelkern 13 bzw. den Wickel 18 herangeführt. Das zweite Förderband 5 übernimmt zusammen mit dem Wickelband 17 die vom er­ sten Förderband 1 ankommenden Druckbogen 2 und führt sie unterseitig an den Wickelkern 13 bzw. den Wickel 18 heran, wo sie spiralförmig zwischen zwei Wickelbandla­ gen aufgewickelt werden. Die Bandvorratsrolle 16 weist eine drehbar gelagerte und von einem Drehstrommotor 19 antreibbare bzw. bremsbare Spule 20 auf. Das Wickelband 17 wird über zwei Umlenkrollen 21 und dazwischen über eine bewegliche Tänzerrolle 22 am Ende eines an einem Gelenk 23 schwenkbar gelagerten Tänzerarmes 24 geführt. Am Tänzerarm 24 greifen eine Zylinderkolbeneinheit 25 und ein Schiebepotentiometer 26 an. Die Zylinderkolben­ einheit 25 zieht mit einstellbarer Kraft den Tänzerarm 24 nach unten, wobei das Schiebepotentiometer 26 die Auslenkung des Tänzerarmes 24 detektiert. Der in der Zylinderkolbeneinheit 25 herrschende Druck ist durch ein Drucksteuerventil 27 steuerbar.

Das Wickelband 17 besteht aus gummielastischem Material. Es kann aus Gummi oder aus einem Kunststoff, bestehen, dessen Elastizitätsmodul hinsichtlich seiner Größenordnung näher bei jener des Elastizitätsmoduls von Gummi als jener von Metallegierungen liegt. Prak­ tisch erprobte nach der Erfindung zu verwendende Mate­ rialien weisen bei einer Zugspannung von 1 kg/mm² eine elastische Dehnung von mind. 0.1% vorzugsweise 0.5 bis 1.0% auf. Noch dehnbarere Wickelbänder sind eben­ falls verwendbar, sie erfordern lediglich größere Bandquerschnitte, was kostenmäßig zu berücksichtigen ist. Die Streckgrenze des Kunststoffes kann kleiner als jene von Gummi sein, doch sollte sie bei den auf­ tretenden Zugspannungen nicht wesentlich überschritten werden.

Zu Beginn des Wickelvorganges ist das Wickelband 17 nahezu vollständig auf der Bandvorratsrolle 16 aufge­ wickelt und mit seinem vorausgehenden Ende am Wickelkern 13 befestigt. Die Wippe 10 wird von der Zylinderkolben­ einheit 11 nach oben gegen den Wickelkern 13 gedrückt (in Fig. 1 strichpunktiert eingezeichnet). Beginnt das Förderband 1 Druckbogen 2 heranzuführen, werden die Drehstrommotoren 15 und 19 eingeschaltet und das Wickel­ band 17 im Sinne des eingezeichneten Pfeiles auf den Wickelkern 13 auf- und von der Spule 20 abgewickelt. Bei Aufwickeln werden noch luftige, frische Druck­ produkte zwischen der Wippe 10 und dem auftreffenden Wickelumfang gepreßt. Die Drehzahldifferenz der Dreh­ strommotoren 15 und 19 ist derart gesteuert, daß im Wickelband 17 eine Zugspannung auftritt bzw. der Motor 19 die Spule 20 bremst. Die Drehzahl des Motors 15 wird von einer Steuereinrichtung 28 in Abhängigkeit der vom Geschwindigkeitsmesser 3 detektierten Ge­ schwindigkeit des Förderbandes 1 und dem vom Schie­ bepotentiometer 12 detektierten Radius des Wickeln 18 bestimmt, so daß unabhängig vom Wickelradius die Geschwindigkeit des Wickelbandes 17 im Bereich des oberen Trums des Förderbandes 5 bzw. die Umfang­ geschwindigkeit des Wickels 18 gleich groß wie jene des Förderbandes 1 ist. Hierzu weist die Steuerein­ richtung 28 eine Steuerung 32 auf, deren erstem Teil vom Tacho­ generator 3 die Sollumfangsgeschwindigkeit für den Wickel 13 (in Form einer ersten Kenngröße) und vom Schiebepotentiometer 12 der Wickelradius (in Form einer zweiten Kenngröße) signalisiert wird. Dieser erste Teil der Steuerung 32 errechnet hieraus die Sollwin­ kelgeschwindigkeit des Wickels 13 (in Form einer dritten Kenngröße), die er einer einem zweiten Teil der automatischen Steuerung 32 lau­ fend vorgibt. Diesem zweiten Teil wird ebenso laufend die tatsächliche Winkelgeschwindigkeit des Wickels 13 (in Form einer vierten Kenngröße) durch einen Fühler 36 eingegeben, die sie durch eine entsprechende Ver­ änderung der Drehzahl des Motors 15 der Sollwinkelgeschwindigkeit nachführt.

Die Drehzahl des bremsenden Drehstrommotors 19 wird mittels der Steuereinrichtung 28 von der Auslen­ kung des Tänzerarmes 24 gesteuert.

Die Tänzerarmauslenkungen werden vom Schiebe­ potentiometer 26 detektiert und der Steuereinrichtung 28 zugeleitet, welche den Motor 19 entsprechend be­ schleunigt oder verzögert, bis der Tänzerarm 24 wieder seine Sollstellung einnimmt.

Dies erfolgt mittels einer in der Steuerein­ richtung 28 angeordneten automatischen Steuerung 34, der die Auslenkung des Tänzerarms 24 laufend signali­ siert wird. Die Sollstellung des Tänzerarms 24 ent­ spricht dem der Steuerung 34 vorgegebenen Soll-Wert (eine Funktion der Umfanggeschwindigkeit der Bandvor­ ratsrolle 16), dem der an der Tänzerarmstellung mit­ tels des Schiebepotentiometers 26 detektierte Ist-Wert, durch eine Änderung der Drehzahl des Motors 19, laufend nachgeführt wird.

Die Zugkraft im Wickelband 17 ist sowohl eine Funktion des Radius des Wickels 18 als auch eine Funk­ tion des Druckes in der Zylinderkolbeneinheit 25. Der vom Schiebepotentiometer 12 signalisierte dem Soll- Wert für die Bandzugkraft entsprechende Wert wird einer automatischen Steuerung 35 in der Steuereinrichtung 28 zugeleitet, der auch der Druck in der Zylinderkolben­ einheit (eine den Ist-Wert der Bandzugkraft darstellen­ de Größe) signalisiert ist. Diese (35) betätigt das Ventil 27 und führt den Ist-Wert dem Sollwert laufend nach.

Während des Aufwickelns wird der in der Zylinder­ kolbeneinheit 25 herrschende Druck mit zunehmendem Wickel­ radius R, d. h. mit zunehmender Auslenkung der Wippe 10, durch eine Betätigung des Drucksteuerventils 27 ver­ kleinert. Je größer der vom Schiebepotentiometer 12 der Steuerung 35 signalisierte Wickelradius R ist, umso stärker senkt sie den Druck in der Zylinderkol­ beneinheit 25 über das Ventil 27, wobei die Zugkraft im Wickelband 17 zwischen Bandvorratsrolle und Wickel und damit auch beim Auflaufpunkt 31 abnimmt. Während des ganzen Wickelvorganges muß aber das vom Wickel­ band 17 auf den Wickel beim Punkt 31 übertragene Brems­ moment (P×R) wenigstens in grober Näherung konstant bleiben. Das gummielastische Wickelband 17 muß wei­ ter derart dimensioniert sein, daß am Ende des Wickel­ vorganges die elastische Dehnung noch mindestens 0.1% beträgt, damit es die Schwingung der im Wickel 18 radial gepreßten Druckbogen 2 elastisch ausgleichen kann.

Damit wird beim Aufwickeln der Druckbogen 2 ein Nachziehen des Wickelbandes von innen vermieden und die Falzkante 29 der Druckbogen 2 bleibt, wie Fig. 3 zeigt, unverändert und wird nicht, wie Fig. 4 zeigt, gegen die äußere Lage des Wickelbandes 17 gedreht.

Claims (5)

1. Vorrichtung zum Aufwickeln von in Form eines Schuppen­ stroms anfallenden Papierbogen auf einem von einem einen Antriebsmotor (15) aufweisenden Antrieb (14, 15) antreib­ baren Wickelkern (13) zu einem Wickel (18), bei welcher der Schuppenstrom einem dem Wickelkern (13) bzw. dem sich darauf bildenden Wickel (18) von außen her haltend herangeführten Wickelband (17) zugeführt wird und bei welcher gegen den Wi­ ckelkern (13) bzw. den sich darauf bildenden Wickel (18) eine Wippe (10) angedrückt wird, um die Papierbogen beim Zuführen zu pressen, gekennzeichnet durch einen Fühler für die Zuführgeschwindigkeit des Schuppenstroms (Geschwindigkeits­ fühler 3) und einen Fühler für den Radius des sich auf dem Wickelkern (13) bildenden Wickels (18) (Wickelradiusfühler 12), welche laufend je eine Kenngröße der erwähnten Geschwindigkeit bzw. des erwähnten Radius detektieren und einer Steuereinrich­ tung (28, 32) signalisieren, welche daraus eine dritte Kenn­ größe der Solldrehzahl des Wickelkerns (13) ermittelt, sowie durch einen weiteren Fühler für die Istdrehzahl des Wickelkerns (13) (Drehzahlfühler 36), welcher der Steuereinrichtung (28, 32) eine vierte Kenngröße der Istdrehzahl zuleitet, wobei die Steuer­ einrichtung (28, 32) durch Veränderung der Motordrehzahl des Antriebsmotors (15) die vierte Kenngröße der dritten Kenngröße bis zur Koinzidenz beider Kenngrößen nachfährt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei welcher das Wickelband (17) von einer Bandvorratsrolle (16) an den Wickelkern (13) bzw. den sich darauf bildenden Wickel (18) herangeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Bandvorratsrolle (16) von einem von dem Antriebsmotor (15) des Antriebs (14, 15) des Wickel­ kerns (13) unabhängigen zweiten Antriebsmotor (19) antreibbar ist, daß vor der Stelle des Zusammentreffens des Wickelbandes (17) mit dem Schuppenstrom ein von einer Kraftquelle (25) beaufschlagbares Auslenkorgan (22, 23, 24) auf das Wickelband (17) wirkt, daß die Auslenkung des Wickelbandes (17) mit Bezug auf eine Grundstellung des Auslenkorgans (22, 23, 24) als Kenngröße der Drehzahl des zweiten Antriebsmotors (19) durch einen Fühler (26) detektiert und einer Steuereinrichtung (28, 34) als Istwert zugeleitet wird und daß die Steuereinrichtung (28, 34) die Motor­ drehzahl des zweiten Antriebsmotors (19) bis zur Koinzidenz des Istwertes mit einer als Sollwert vorgegebenen und der Grund­ stellung des Auslenkorgans (22, 23, 24) entsprechenden Kenn­ größe der Drehzahl ändert.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch drucksteuernde Mittel (27) zur Änderung der Größe der von der Kraftquelle (25) er­ zeugten Auslenkkraft.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch eine Steuereinrichtung (28, 35), welche eingangsseitig mit dem Wickelradius­ fühler (12) und ausgangsseitig mit den drucksteuernden Mitteln (27) verbunden ist, um die Größe der von der Kraftquelle (25) erzeugten Aus­ lenkkraft mit zunehmendem Wickelradius zu verkleinern.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung (28, 35) die Zugkraft im Wickelband (17) ent­ sprechend der Formel
Zugkraft×Wickelradius = konstant
ändert.