DE3590386C2

DE3590386C2 - Verfahren zur Steuerung der Spannung von Bahnen in einer Rotationsdruckmaschine sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens

Info

Publication number: DE3590386C2
Application number: DE3590386A
Authority: DE
Inventors: Taguchi Toshio; Miyake Mitsunao
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 1984-08-13
Filing date: 1985-08-13
Publication date: 1998-07-23
Anticipated expiration: 2005-08-14
Also published as: JPH049147B2; DE3590386T; WO1986001155A1; JPS6147262A

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung der Spannung von Bahnen in einer Rotationsdruckmaschine mit mehreren Bahnen sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.

Bei einer Rotationsdruckmaschine muß die Spannung der Bahnen an jeder ihrer Stellen innerhalb eines geeigneten Bereiches einstellbar sein, da sich die Bahnen unter zu geringer Spannung verschlingen und unter zu hoher Spannung knittern und reißen können.

Eine bekannte Spannungseinstelleinrichtung für die Bahnen in einer Rotationsdruck maschine soll anhand von Fig. 4 näher erläutert werden.

Bahnen 2 von einer Anzahl von Rollenträgern 1 werden über Einlaufrollen 11 und Tänzer rollen 10 zum Druckwerk 3 geführt, in dem das Bedrucken der Bahnen 2 erfolgt. Die bedruckten Bahnen werden dann weiter über Führungsrollen 4 und Zwischenzugrollen 5 zu einer Zugrolle 6 geführt, die in Bewegungsrichtung der Bahnen vor einem Falztrichter 8 angeordnet ist. Dort werden die Bahnen von einer Rolle 7 gepreßt, um Druck auf den Falztrichter und die Zugrolle 6 auszuüben. Danach werden sie über den Falztrichter 8 zu einer Quetschrolle 9 geleitet. Schließlich werden die Bahnen geschnitten und aus der Vorrichtung herausgegeben.

Eingangsseitig wird eine geeignete Last auf jede der Tänzerrollen 10 durch Spannein richtungen 12 gelegt. Ebenso werden die Rolle 7 und die Quetschrolle 9 am Auslauf durch Druckvorrichtungen 13 bzw. 14 belastet, so daß die Spannung der Bahnen durch Betätigung der Spanneinrichtung 12 und der Druckvorrichtungen 13 und 14 gesteuert wird. Gemäß Fig. 4 wird die Spannung der Bahnen an den Rollen 10, 7 und 9 durch Betätigung der Spanneinrichtung 12 und der Druckeinrichtungen 13 und 14 separat eingestellt. Damit ist eine gezielte Vorgehensweise nicht bekannt, wie die Bahnspannungen in den Druckwer ken 3 auf geeignete Werte eingestellt werden können. Vielmehr betätigt nach gegenwär tigem Stand ein ausgebildeter Operateur nach seiner Erfahrung die Spanneinrichtung 12 und die Druckeinrichtungen 13 und 14.

Vor diesem Hintergrund lag der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren für die automatische Steuerung der Spannung von Bahnen in einer Rotationsdruckmaschine sowie eine Vorrichtung zu dessen Durchführung anzugeben.

Gelöst wird diese Aufgabe durch die Merkmale der Ansprüche 1 und 2.

Durch das erfindungsgemäße Verfahren und die Vorrichtung wird die Bewegung der Bahnen, die über den Falzrichter der Rotationsdruckmaschine laufen stabilisiert, und das Falten jeder Bahn wird präzise ausgeführt. Da die Kraft der Preßeinheiten entsprechend der Messung der Spannungen eingestellt werden kann, läßt sich die Spannung der Bahn innerhalb eines gewünschten Bereiches automatisch steuern.

Die Erfindung wird anhand der Zeichnungen näher erläutert. Hierbei zeigen:

Fig. 1 ein Schema eines Ausführungsbeispiels einer Bahnspannung-Steuervorrichtung in Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens;

Fig. 2 ein Blockdiagramm zur Veranschaulichung der Arbeitsweise der arithmetischen Recheneinheit;

Fig. 3 ein Schema zur Veranschaulichung der Arbeitsweise der Bahnspannungs-Steu ereinrichtung, und

Fig. 4 ein Schema zur Veranschaulichung einer Bahnspannung-Einstellvorrichtung in einer Rotationsdruckmaschine gemäß dem Stand der Technik.

Zunächst wird eine Bahnspannung-Steuervorrichtung in einer Rotationsdruckmaschine nach Fig. 1 beschreiben, die das Verfahren zur Steuerung der Spannung der Bahnen in einer Rotationsdruckmaschine nach der Erfindung anwendet.

Bahnen 2 von einer Anzahl von Rollenträgern 1 werden über Einlaufrollen 11 und Tänzer rollen 10 zu Druckwerken 3 geführt, in denen das Bedrucken der Bahnen erfolgt. Die be druckten Bahnen werden dann weiter über Führungsrollen 4 und Zwischenzugrollen 5 ge teilt zu einer Zugrolle 6 geführt, die in Bewegungsrichtung der Bahnen vor einem Falztrich ter 8 angeordnet ist. Dort werden die Bahnen von einer Rolle 7 gepreßt, um Druck auf den Falztrichter 8 und die Zugrolle 6 auszuüben. Danach werden sie über den Falztrichter 8 zu einer Quetschrolle 9 geleitet. Schließlich werden die Bahnen geschnitten und aus der Vorrichtung herausgegeben. Eine geeignete Belastung wird auf jede der Tänzerrollen 10 am Einlauf durch eine Spanneinrichtung 12 gelegt. Entsprechend werden die Rolle 7 und die Quetschrolle 9 am Auslauf durch Druckvorrichtungen 13 bzw. 14 in geeigneter Weise belastet.

Des weiteren sind eine Spannungsmeßeinrichtung 15 für jede Bahn 2, eine arithmetische Recheneinheit 16, Druckkraft-Steuereinheiten 17 und 18 sowie eine Last-Steuereinheit 19 vorgesehen. Die Spannungen der Bahnen 2 zwischen den Zwischenzugrollen 5 und der Zugrolle 6, die in Bewegungsrichtung der Bahnen vor dem Falztrichter 8 angeordnet ist, wird mittels der Spannungsmeßeinrichtung 15 ermittelt. Die ermittelten Werte werden der arithmetischen Recheneinheit 16 zugeführt. Zur selben Zeit werden Lastsignale von den Tänzerrollen 10 zur Recheneinheit 16 geführt. Die Recheneinheit 16 führt Berechnungen mit diesen Signalen aus, um Betriebsgrößen für die Spanneinrichtung 12 und die Druckvorrichtungen 13 bzw. 14 zu bestimmen. Die ausgegebenen Steuersignale werden der Last-Steuereinheit 19 und den Druckkraft-Steuereinheiten 17 und 18 zugeführt, so daß die Last der Spannvorrichtung 12 durch die Last-Steuereinheit 19 und die Druckkräfte der Druckvorrichtungen 13 und 14 durch die Steuereinheiten 17 und 18 gesteuert werden.

Anhand der Fig. 2 und 3 soll die arithmetische Operation der Recheneinheit 16 ver deutlicht werden.

Die Fig. 2 und 3 zeigen den Betrieb mit drei Rollenträgern 1', 1'' und 1''', wobei die Bahnen 2 von den Zwischenzugrollen 5 nicht geteilt werden.

Es seien die Spannung der Bahn 2 vom Rollenträger 1' vor dem Falztrichter 8 mit T₁, die Spannung der Bahn 2 vom Träger 1'' vor dem Falztrichter 8 mit T₂, die Spannung der Bahn 2 vom Träger 1''' vor dem Falztrichter 8 mit T₃, die Spannung der Bahn 2 vom Träger 1' vor dem Druckwerk 3 mit T_0,1, die Spannung der Bahn 2 vom Träger 1'' vor dem Druckwerk 3 mit T_0,2, die Spannung der Bahn 2 vom Träger 1''' vor dem Druckwerk 3 mit T_0,3, der Reibungskoeffizient zwischen der Zwischenzugrolle 5 und der Bahn 2 mit µ, ein Korrekturwert der Druckkraft der Rolle 7 und der Quetschrolle 9 mit ΔF, der Gesamtelastizitätskoeffizient der Bahn 2 vor dem Druckwerk 3 mit E₀ der Gesamtelastizitätskoeffizient der Bahn 2 hinter dem Druckwerk 3 mit E und die Breite der Bahn 2 mit a bezeichnet. Es werden die Spannungen T₁, T₂ und T₃ der Bahnen 2 aufaddiert und die Abweichung dieser Summe von einem gewünschten Wert ΣT wird durch den Reibungskoeffizienten µ dividiert, um die Größe des Druckkraft-Korrekturwertes ΔF der Rolle 7 und der Quetschrolle 9 zu berechnen. Dann werden die Abweichungen (T₁ - T₃) und (T₂ - T₃) zwischen der Spannung T₃ der Standardbahn 2 (in diesem Fall Bahn 2 vom Rollenträger 1''') und den Spannungen T₁ und T₂ der anderen Bahnen durch den Gesamtelastizitätskoeffizienten E der Bahn 2 hinter dem Druckwerk 3 dividiert, um (T₁ - T₃)/E und (T₂ - T₃)/E zu erhalten. Die Abweichungen (T_0,1 - T_0,3) und (T_0,2 - T_0,3) zwischen den Spannungen T_0,1 und T_0,2 der Bahnen 2 von den Rollenträgern 1' und 1'' vor dem Druckwerk 3 und der Spannung (Standardbahn - Spannung) T_0,3 der Bahn 2 vom Träger 1''' vor dem Druckwerk 3 werden durch den Gesamtelastizitätskoeffizienten E₀ der Bahn vor dem Druckwerk 3 dividiert, um (T_0,1 - T_0,3)/E₀ und (T_0,2 - T_0,3)/E₀ zu erhalten. Dann werden die Differenzen (T_0,1 - T_0,3)/E₀ - (T₁ - T₃)/E und (T_0,2 - T_0,3)/E₀ - (T₂ - T₃)/E und der gewünschte Wert ΣT₀ ermittelt, um die Spannungen T_0,1, T_0,2 und T_0,3 der Bahnen 2 vordem Druckwerk 3 von den Rollenträgern 1', 1'' und 1''' zu berechnen.

Die einzustellenden Werte T_0,1, T_0,2 und T_0,3, die von der Einheit 16 ermittelt wurden, werden den Spanneinrichtungen 12 der Tänzerrollen 10 von der Einheit 16 als Steuersignale zugeführt, um den Luftdruck der Spanneinrichtungen 12 einzustellen, so daß die Spannungen T₁, T₂ und T₃ der Bahnen vor dem Falztrichter 8 von den Trägern 1', 1'' und 1''' so eingestellt werden, daß sie gleich sind. Im Einzelnen werden, wenn die Bahnen 2 durch die Druckwerke 3 laufen, welche sich mit unterschiedlichen Umfangsgeschwindig keiten bewegen, und aufeinander geschichtet und zusammen transportiert werden, die Spannungen der Bahnen 2, die von sich aus unterschiedlich sind, mittels Luftdruck der Tänzerrollen 10 so eingestellt, daß sie gleich sind. Das dafür angewandte Prinzip wird nachfolgend detailliert beschrieben.

Es seien die Geschwindigkeit der Standardbahn 2 (in diesem Fall vom Rollenträger 1''') beim Durchlauf durch das Druckwerk 3 mit Vo, die Geschwindigkeit der anderen Bahnen 2 (in diesem Fall die Bahnen von den Trägern 1' und 1'') beim Durchlauf durch die Druck werke 3 mit Vo (1 + α_i), die Geschwindigkeit aller Bahnen 2 beim Passieren der Zugrolle 6 vor dem Falztrichter 8 mit V, die Verzerrung der Standardbahn 2 vor dem Druckwerk 3 mit ε_0,3, die Verzerrung der anderen Bahnen 2 vor dem Druckwerken 3 mit ε_0,i die Verzerrung der Standardbahn an der Zugrolle 6 vor dem Falztrichter 8 mit ε₃, und die Verzerrung der anderen Bahnen an der Zugrolle 6 vor dem Falztrichter 8 mit ε_i bezeichnet, wobei i = 1 oder 2 ist. Damit wird für die Standardbahn entsprechend dem Satz von der Massenerhaltung der folgende Ausdruck erhalten:

V(1 - ε₃) = Vo(1 - ε_0,3) (1)

Für die anderen Bahnen wird die folgende Gleichung entsprechend dem Satz von der Erhaltung der Masse erhalten:

V(1 - ε_i) = Vo(1 + α_i) (1 - ε_0,i) (2)

Da die Geschwindigkeiten der Bahnen 2 beim Durchlauf durch die Druckwerke 3 gleich den Umfangsgeschwindigkeiten der Druckwerke 3 sind, die jedoch in den einzelnen Druckwerken unterschiedlich sind, sind die Umfangsgeschwindigkeiten der Druckwerke 3, durch welches die anderen Bahnen 2 laufen, in vorstehender Gleichung zu Vo(1 + α_i) angegeben, im Gegensatz zu der Umfangsgeschwindigkeit Vo des Druckwerkes 3, durch welches die Standardbahn 2 läuft. Es gilt dabei α_i « 1.

Da alle Bahnen durch die Rolle 7 an die Zugrolle 6 gepreßt werden und sich dann zusammen bewegen, ist die Geschwindigkeit V für alle Bahnen 2 gleich. Die folgende Gleichung wird aus den obigen Gleichungen (1) und (2) erhalten:

Da ε₃ « 1 und ε_0,3 « 1, kann Gleichung (3) durch die folgende Gleichung (4) angenähert werden:

1 - ε_i + ε₃ = 1 + α_i - ε_o,i + ε_0,3 (4)

Entsprechend ist:

α_i = (ε_o,i - ε_0,3) - (ε_i - ε₃) (5)

Die Spannung T_i der Bahnen 2 vor der Zugrolle 6 wird durch die folgende Gleichung ausgedrückt:

T_i = a . Eε_i (6)

Entsprechend:

T₃ = aEε₃ (7)

T_0,3 = aE_oε_0,3 (8)

T_o,i = aE_o ε_o,i (9)

Die Gleichungen (6) - (9) werden in Gleichung (5) einge setzt:

Gleichung (10) zeigt, daß die Steuerung der Umfangsge schwindigkeiten der Druckwerke 3, durch welche die Bah nen 2 laufen, aus der Spannung berechnet werden kann.

Die folgenden Gleichungen ergeben sich aus Gleichung (4).

ε_0,1 - ε_0,3 = ε₁ - ε₃ + α₁ (11)

ε_0,2 - ε_0,3 =ε₂ - ε₃ + α₂ (12)

Die Gesamtspannung der Bahnen 2 vor den Druckwerken 3 ist:

Wenn die Gleichungen (6) und (7) in die Gleichung (10) eingesetzt werden, ergibt sich:

Aus Gleichung (13) folgt:

(T_0,1 + T_0,2 + T_0,3) = aC,

und aus Gleichung (3)

Um also eine Beziehung ε₁ = ε₂ = ε₃ unter Anwendung eines durch Gleichung (10) berechneten Wertes α_i herzu stellen, müssen Spannungen vor dem Druckwerk 3 ent sprechend der folgenden Gleichung eingestellt werden:

Wie beschrieben, sind die Spannungen aller Bahnen 2 vor dem Falztrichter 8 identisch. Der Gesamtwert der Spannungen vor dem Falztrichter 8 ist gleich der Reib kraft µF, die auf die Zugrolle 6 und die Quetschrolle 9 ausgeübt wird:

wobei F eine Druckkraft von der Rolle 7 und der Quetschrolle 9 ist. Dementsprechend kann der Absolutwert der Spannung vor dem Falztrichter 8 durch Änderung der Kraft F eingestellt werden.

Bei dem beschriebenen Verfahren bzw. der Vorrichtung zur Steuerung der Spannung von Bahnen in einer Rotationsdruckmaschine ist es besonders vorteilhaft, daß die Erstellung der Spannung der Bahnen in allen Abschnitten der Rotationspresse in einem geeigneten Umfang erfolgen kann.

Dies ist besonders dann vorteilhaft anzuwenden, wenn ein präzises Falten der Bahnen nach dem Bedrucken der Bahnen, die von einer Vielzahl von Stellen zugeführt werden, erforderlich ist.

Claims

1. Verfahren zur Steuerung der Spannung von Bahnen in einer Rotationsdruckmaschine, bei der das Bedrucken der Bahnen, die von einer Anzahl von Papierzuführungsein richtungen zugeführt werden, mittels einer jeder Bahn zugeordneten Druckeinheit erfolgt und die Bahnen aufeinander geschichtet werden, um von einem Falztrichter gefaltet und einem weiteren Bearbeitungsabschnitt zugeführt zu werden, dadurch gekennzeichnet,
daß die Spannung jeder Bahn (2) vor der Druckeinheit (3) bestimmt wird zur Ermittlung der Spannungswerte T_0,1, T_0,2, . . ., T_0,n
daß die Spannung jeder Bahn (2) vor dem Falztrichter (8) bestimmt wird zur Ermittlung der Werte T₁, T₂, . . ., T_n,
daß aus den so ermittelten Werten (T_0,1, . . ., T_0,n; T₁, . . ., T_n) mittels einer Rechnereinheit (16) die Andruckkraft auf die im Bereich des Falztrichters (8) zusammengeführten Bahnen (2) festgelegt wird, und unter Brücksichtigung des Gesamtelastizitätskoeffizienten Eo der Bahnen (2) vor der Druckeinheit (3), des Gesamtelastizitätskoeffizienten E und der Breite a der Bahnen (2) Werte für die Spannungseinstellvorrichtungen (12) vor der Druckeinheit (3) abgeleitet werden mit dem Ziel, daß die Summe der Spannungen der Bahnen (2) vor der Druckeinheit (3) konstant bleibt und die Spannung jeder Bahn (2) vor dem Falztrichter (8) auf gleichen Wert gebracht wird.

2. Vorrichtung zur Steuerung der Spannung von Bahnen in einer Rotationsdruckmaschine zur Durchführung eines Verfahrens gemäß Anspruch 1,

- bei der die Bahnen (2) von jeweils einer Papierzuführungseinrichtung (1) abgewickelt werden und jeder Bahn (2) eine Druckeinheit (3) zugeordnet ist,
- mit einem Falztrichter (8), dem die Bahnen (2) nach dem Bedrucken zuführbar sind,
- bei der vor jeder Druckeinheit (3) eine Spannungseinstellvorrichtung (12) angeordnet ist,
- und vor und hinter dem Falztrichter (8) eine Preßeinrichtung (13, 14) für die zusammengeführten Bahnen (2) vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet,
- daß jeder Bahn (2) eine erste Meßeinrichtung vor der Druckeinheit (3) zugeordnet ist zur Ermittlung der Spannung der Bahn (2) vor dem Bedrucken,
- daß jeder Bahn (2) eine zweite Meßeinrichtung (15) vor dem Falztrichter (8) zugeordnet ist zur Ermittlung der Spannung jeder Bahn (2) vor dem Zusammenführen aller Bah nen (2) im Bereich des Falztrichters (8),
- daß eine Rechnereinheit (16) mit jeder dieser Meßeinrichtungen verbunden ist zur Erfassung und Auswertung der Meßwerte,
- daß die Rechnereinheit (16) mit Steuereinrichtungen (17, 18, 19) in Verbindung steht, durch die die Spannungseinstellvorrichtungen (12) vor den Druckeinheiten (3) die Preßeinrichtung (13) vor dem Falztrichter (8) und die Preßeinrichtung (14) nach dem Falztrichter (8) ansteuerbar sind, um die Summe der Spannungen der Bahnen (2) vor der Druckeinheit (3) konstant zu halten und die Bahnspannungen vor dem Falztrich ter (8) zu vereinheitlichten.