DE3700652A1

DE3700652A1 - Vorrichtung zum regeln der wendestangenblasluft

Info

Publication number: DE3700652A1
Application number: DE19873700652
Authority: DE
Inventors: Dietrich Dr Ing Hank
Original assignee: Polygraph Leipzig Kombinat Veb
Current assignee: Polygraph Leipzig Kombinat Veb
Priority date: 1986-02-05
Filing date: 1987-01-12
Publication date: 1987-08-06
Also published as: DE8700513U1; DD245846A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Regeln der Wendestangenblasluft. Die Erfindung kommt in Rollenrotationsdruckmaschinen zum Einsatz.

In Rollenrotationsdruckmaschinen werden zur Führung von Papierbahnen zum Zwecke der Richtungsänderung, des Überleitens in eine andere Bewegungsebene, des seitlichen Ausrichtens und des Wendens luftumspülte Wendestangen benutzt.
Die Luftschmierung der Papierbahn hat die Aufgabe, die kontinuierlich bewegte Papierbahn von der Wendestange durch eine tragende gasförmige Zwischenschicht zu trennen. Der Luftdruck wird durch von außen zugeführte Blasluft hervorgebracht, so daß von einer aerostatisch tragenden Zwischenschicht gesprochen werden kann. Die noch vorhandene Reibung ist auf die Reibung im Inneren der tragenden Luftschicht zurückzuführen.
In der Praxis tritt im allgemeinen an der Wendestange die Mischreibung auf, d. h., es liegt gleichzeitig stellenweise Festkörperreibung und stellenweise Luftreibung auf.
Ein Maß für die vorhandene Reibung ist das Verhältnis der Bahnzugkraft im ablaufenden Bahnabschnitt zu der Bahnzugkraft im zulaufenden Bahnabschnitt. Für das Verhältnis beider Bahnzugkräfte gilt allgemein F ₂/F ₁ = e ^α,μ mit dem Umschlingungswinkel α und dem Reibungswert μ. Bei idealer Schmierung wäre die Bahnzugkraft F ₂ im ablaufenden Bahnabschnitt gleich der Bahnzugkraft F ₁ im zulaufenden Bahnabschnitt.
Zu wenig Luft erhöht den Anteil der Festkörperreibung. Eine unerwünscht hohe Bahnspannungsdifferenz zwischen dem ab- und dem zulaufenden Bahnabschnitt ist die Folge. Bahnspannungsschwankungen im zulaufenden Bahnabschnitt erscheinen im ablaufenden Bahnabschnitt verstärkt. Außerdem tritt bei zu wenig Luft ein Abschmieren frischer Druckfarbe auf.
Stand der Technik ist die Einstellung der Luft von Hand des Druckers, der nach visueller Kontrolle der Bahnspannung die Einstellung vornimmt. Er ist dabei weitgehend auf seine Erfahrung angewiesen.
In der Praxis bleibt der Drucker "auf der sicheren Seite", indem er grundsätzlich die Wendestangenblasluft mit Überschuß einstellt.
Nachteil dieser Einstellung, bezogen auf eine optimale Einstellung, sind überhöhte Kosten für die Luft und eine höhere Lärmbelastung. Nachteilig ist auch, daß die Bahn bei zu viel Luft zum "Schwimmen" neigt.
Außerdem können beim Fortdruck Störeinflüsse auftreten - beispielsweise Änderungen der Bahnspannung oder der Bahngeschwindigkeit oder Änderungen der Glätte oder der Steifigkeit des Rollenpapieres - die den Reibungswert μ beeinflussen und die Korrektur der einmal vorgenommenen Einstellung verlangen. Das mögliche Auftreten von Störeinflüssen erfordert das ständige Beobachten der Bahnspannung durch den Drucker - ein weiterer Nachteil der Einstellung der Wendestangenblasluft von Hand.
Naheliegend wäre die Regelung der Wendestangenblasluft mittels eines Regelkreises. Regelgröße wäre das Verhältnis der im ablaufenden Bahnabschnitt gemessenen zu der im zulaufenden Bahnabschnitt gemessenen Bahnspannung. Führungsgröße wäre ein optimaler Festwert für dieses Bahnapannungsverhältnis.
Nachteilig hierbei ist der mit dem Messen der Bahnspannung in zwei Bahnabschnitten, dem Abbilden der Bahnspannungen in verarbeitbare Ausgangssignale, dem Bilden des Bahnspannungsverhältnisses und dem Soll-Istwert-Vergleich des Bahnspannungsverhältnisses verbundene technische Aufwand, der einer ökonomischen Lösung entgegensteht.

Ziel der Erfindung ist es, für den Einsatz in Rollenrotationsdruckmaschinen eine Vorrichtung zum Regeln der Wendestangenblasluft zur Verfügung zu stellen, die geringen Aufwand mit hoher Zuverlässigkeit verbindet.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, für das Verhältnis der Bahnspannung im ablaufenden Bahnabschnitt zu der Bahnspannung im zulaufenden Bahnabschnitt eine repräsentative und direkt meßbare Ersatzmeßgröße zu finden und einen Festwert- Regelkreis zum Regeln des Bahnspannungsverhältnisses mit minimalem Aufwand zu entwickeln.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß die luftumspülte Wendestange reibungsarm verdrehbar beidendig im Maschinengestell gelagert ist, daß eine Feder zum Erzeugen eines dem Verdrehungswinkel proportionalen rückstellenden Drehmomentes mit der Wendestange und dem Maschinengestell verbunden ist, beispielsweise indem der eine Schenkel einer räumlich gewundenen auf einem Lagerzapfen der Wendestange angeordneten Drehfeder an der Wendestange und der andere Schenkel am Maschinengestell festgelegt ist, daß ein die Bogenlänge des Verdrehungswinkels übersetzender Hebel mit der Wendestange fest verbunden ist, daß das freie Ende des übersetzenden Hebels mit dem Steuerhebel eines Wandlers zum Umformen und Verstärken der Meßgröße verbunden ist und daß der Wandler zum Umformen und Verstärken der Meßgröße an eine Stelleinrichtung zum Steuern des Volumendurchflusses der Wendestangenblasluft angeschlossen ist.

In Ausgestaltung der Erfindung wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß der Wandler zum Umformen und Verstärken der Meßgröße eine pneumatische Steuerdüse zum Weg-Druck-Wandeln und Verstärken ist, daß der übersetzende Hebel und Steuerhebel der pneumatischen Steuerdüse ist und daß der Druckausgang der Steuerdüse an einem pneumatischen Stellantrieb eines Drosselventiles zum Steuern des Volumendurchflusses der Wendestangenblasluft angeschlossen ist.

Die Reibung zwischen der Papierbahn und der Wendestange verursacht ein Drehmoment, dessen Vektor in der Drehachse der Wendestange liegt. Der Verdrehungswinkel der Wendestange ist dem Verhältnis der Bahnspannung im ablaufenden Bahnabschnitt zu der Bahnspannung im zulaufenden Bahnabschnitt proportional. Die mit der Wendestange und dem Maschinengestell verbundene Feder, beispielsweise eine Drehfeder, erzeugt ein dem Verdrehungswinkel proportionales rückstellendes Drehmoment. Der mit der Wendestange fest verbundene Hebel übersetzt die Bogenlänge des Verdrehungswinkels. Der mit dem Hebel verbundene Wandler formt die Bogenlänge des Verdrehungswinkels in eine andere analoge und leistungsverstärkte physikalische Größe, z. B. einen Druck, um. Die dem Wandler angeschlossene Stelleinrichtung steuert den Volumenendurchfluß der Wendestangenblasluft.
Neben der Beseitigung der Mängel des Standes der Technik besteht ein besonderer Vorteil der Erfindung in der schnellen und reproduzierbaren Einstellbarkeit eines bestimmten optimalen Arbeitspunktes.

Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. In der zugehörigen Zeichnung zeigt

Fig. 1: eine schematische Darstellung einer Ausführungsform einer im Maschinengestell gelagerten erfindungsgemäßen Wendestange - nicht dargestellt ist der mit der Wendestange fest verbundene Hebel - mit der Papierbahn in der Ansicht von oben

Fig. 2: eine schematische Darstellung einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Wendestange mit dem Wandler zum Umformen und Verstärken der Meßgröße

Fig. 3: das Wirkungsschema des Regelkreises zum Regeln der Wendestangenblasluft

Fig. 4: den Signalflußplan des Regelkreises (mit eingezeichneten Übertragungsfunktionen).

Die Vorrichtung weist eine luftumspülte Wendestange 1 auf, die reibungsarm verdrehbar beidendig im Maschinengestell 2 gelagert ist. Eine Feder 3 zum Erzeugen eines dem Verdrehungswinkel proportionalen rückstellenden Drehmomentes ist mit der Wendestange 1 und dem Maschinengestell 2 verbunden. Wie aus Fig. 1 ersichtlich ist, wurde eine räumlich gewundene Drehfeder gewählt, die zur eigenen Führung auf einem Lagerzapfen der Wendestange 1 angeordnet ist und deren einer Schenkel an der Wendestange 1 und deren anderer Schenkel am Maschinengestell 2 festgelegt ist. Wie Fig. 2 schematisch zeigt, ist ein die Bogenlänge des Verdrehungswinkels übersetzender Hebel 4 fest mit der Wendestange 1 verbunden. Der übersetzende Hebel 4 ist zugleich der Steuerhebel eines Wandlers 5 zum Umformen und Verstärken der Meßgröße; als Wandler 5 wurde eine pneumatische Auslaßsteuerdüse mit Prallplatte gewählt. Die Prallplatte ist unmittelbar mit dem Hebel 4 verbunden. Es handelt sich hierbei um einen Weg-Druck-Wandler, der zugleich eine Verstärkerwirkung aufweist. Mit der Länge des Hebels kann auf den Verstärkungsfaktor Einfluß genommen werden. Der Druckausgang des Wandlers 4 ist an eine Stelleinrichtung 6 zum Steuern des Volumendurchflusses der Wendestangenblasluft, wie in Fig. 2 angedeutet, angeschlossen. Als Stelleinrichtung 6 wurde ein Drosselventil mit pneumatischem Stellantrieb eingesetzt. Um eine eindeutige Zuordnung zwischen dem Stelldruck und dem Hub des Ventiles zu haben (Vermeidung einer Hysterese), kann der Stellantrieb als Stellmotor mit Positioner ausgeführt sein. Damit kann auch auf die Einstellung des Arbeitspunktes und auf die Neigung der Arbeitskennlinie Einfluß genommen werden.

Die Reibung in der tragenden Luftschicht zwischen der Papierbahn 9 und den Wendestange 1 verursacht ein Drehmoment, dessen Vektor in der Drehachse der Wendestange 1 liegt. Der Verdrehungswinkel der Wendestange ist dem Verhältnis der Bahnspannung im ablaufenden Bahnabschnitt zu der Bahnspannung im zulaufenden Bahnabschnitt proportional. Die mit der Wendestange 1 und dem Maschinengestell 2 verbundene Feder 3 erzeugt ein dem Verdrehungswinkel proportionales rückstellendes Drehmoment. Der mit der Wendestange 1 fest verbundene Hebel 4 übersetzt die Bogenlänge des Verdrehungswinkels. Der mit dem Hebel 4 verbundene Wandler 5, die pneumatische Auslaßsteuerdüse mit Prallplatte, formt die Bogenlänge des Verdrehungswinkels in einen analogen und leistungsverstärkten Druck um. Die am Druckausgang der Auslaßsteuerdüse angeschlossene Stelleinrichtung 6, das Drosselventil mit pneumatischem Stellantrieb, steuert den Volumendurchfluß der Wendestangenblasluft.

Aufstellung der verwendeten Bezugszeichen 1 Wendestange
2 Maschinengestell
3 Feder
4 Hebel
5 Wandler
6 Stelleinrichtung
7 pneumatischer Stellantrieb
8 Drosselventil
9 PapierbahnΦ Blasluftstrom
μ Reibungswert
s Weg
p Druck
x Regelgröße
w Festwert-Führungsgröße
x _M Meßgröße
x _w Regelabweichung
y Stellgröße

Claims

1. Vorrichtung zum Regeln der Wendestangenblasluft, gekennzeichnet dadurch, daß die luftumspülte Wendestange (1) reibungsarm verdrehbar beidendig im Maschinengestell (2) gelagert ist, daß eine Feder (3) zum Erzeugen eines dem Verdrehungswinkel proportionalen rückstellenden Drehmomentes mit der Wendestange (1) und dem Maschinengestell (2) verbunden ist, daß ein die Bogenlänge des Verdrehungswinkels übersetzender Hebel (4) mit der Wendestange (1) fest verbunden ist, daß das freie Ende des übersetzenden Hebels (4) mit dem Steuerhebel eines Wandlers (5) zum Umformen und Verstärken der Meßgröße verbunden ist und daß der Wandler (5) zum Umformen und Verstärken der Meßgröße an eine Stelleinrichtung (6) zum Steuern des Volumendurchflusses der Wendestangenblasluft angeschlossen ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß der Wandler (5) zum Umformen und Verstärken der Meßgröße eine pneumatische Steuerdüse zum Weg-Druck-Wandeln und Verstärken ist, daß der übersetzende Hebel (4) der Steuerhebel der pneumatischen Steuerdüse ist und daß der Druckausgang der Steuerdüse an einem pneumatischen Stellantrieb (7) eines Drosselventils (8) zum Steuern des Volumendurchflusses der Wendestangenblasluft angeschlossen ist.