DE3725954A1

DE3725954A1 - Vorrichtung zum regeln des abrollens in abwickeleinrichtungen

Info

Publication number: DE3725954A1
Application number: DE19873725954
Authority: DE
Inventors: Dietrich Dr Ing Hank; Reinhard Dipl Ing Naumann; Wolfgang Schneider
Original assignee: Polygraph Leipzig Kombinat Veb
Current assignee: Zirkon Druckmaschinen Leipzig O-7050 Leipzig GmbH
Priority date: 1986-08-27
Filing date: 1987-08-05
Publication date: 1988-03-03
Also published as: GB2194517B; GB8719686D0; GB2194517A; FR2603266A1; DD252360A1; US4793564A

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Regeln des Ab rollens in Abwickeleinrichtungen mit einem Bahnspeicher. Sie kommt vorzugsweise in Rollenrotationsdruckmaschinen zum Einsatz, wo eine Bedruckstoffbahn von einer Wickelrolle über einen Bahnspeicher der Druckmaschine mit konstanter und sta biler Bahnspannung zuzuführen ist.

Es sind Abwickeleinrichtungen mit einem bei Rollenstillstand entleerbaren und anschließend wieder auffüllbaren, eine ge stellfeste und eine bewegbare Walzengruppe aufweisende Bahn speicher bekannt, bei denen die Rollenbremse von einer Tän zerwalze gesteuert wird, die im Bahnabschnitt zwischen dem Bahnspeicher und der Einzieheinrichtung angeordnet ist und eine Auslenkung in Abhängigkeit von der Bahnspannung erfährt. Da Geschwindigkeitsschwankungen der Einzieheinrichtung oder der Wickelrolle die Bahnspannung beeinflussen, schlägt die EP-PS 1 69 476 vor, die Auswirkung von Geschwindigkeitsschwan kungen möglichst frühzeitig zu unterbinden, indem dem in Ab hängigkeit von der Änderung der Bahnspannung arbeitenden Re gelkreis ein in Abhängigkeit von der Änderung der Bahnge schwindigkeit arbeitender Regelkreis mit besonderen, die Bahngeschwindigkeit an der Einzieheinrichtung und an der Wickelrolle aufnehmenden Meßeinrichtungen, unterlagert wird. Der regelungstechnische Aufwand, resultierend aus der Kas kadenregelung mit den Soll- und Istwertaufnehmern für die Bahnspannung und die Geschwindigkeitsdifferenz, ist beträcht lich.

Eine wesentliche Aufwandsreduzierung ergäbe sich dann, wenn die bewegbare Walzengruppe des Bahnspeichers neben ihrer bahnspeichernden Funktion auch die Funktion eines Istwertge bers für Bahngeschwindigkeitsänderungen erfüllen könnte. Nachteilig ist hierbei aber, daß die Auslenkung der bewegba ren Walzengruppe des Bahnspeichers dem Integral der Differenz der Bahngeschwindigkeiten proportional ist. Die bewegliche Walzengruppe des Bahnspeichers - einer I-Regeleinrichtung entsprechend - in einem Regelkreis mit der Wickelrolle - einer P-T₁-Regelstrecke mit relativ großer Verzögerung ent sprechend - neigt zu Schwingungen, die sich langsam oder gar nicht abbauen und deren Anschläge auch über alle Grenzen wachsen können.

Ziel der Erfindung ist es, für den Einsatz in Rollenrota tionsdruckmaschinen eine Vorrichtung zum Regeln des Abrollens in Abwickeleinrichtungen zur Verfügung zu stellen, die sich durch Einfachheit im Aufbau und in Verbindung damit durch niedrige Herstellungs- und Betriebskosten sowie durch hohe Zuverlässigkeit auszeichnet.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den integral wir kenden Einfluß von Geschwindigkeitsschwankungen der Einzieh einrichtung oder der Wickelrolle auf die bewegliche Walzen gruppe des Bahnspeichers zu unterbinden und damit zu gewähr leisten, daß Geschwindigkeitsschwankungen nicht zur Instabi lität der Regelung mit einem Anwachsen der Bahnspannung füh ren und andererseits in Abhängigkeit von der Auslenkung der bewegbaren Walzengruppe des Bahnspeichers Geschwindigkeits schwankungen und damit Abweichungen der Bahnspannung schnell auszuregeln.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß von den Walzen einer der Walzengruppen des Bahnspeichers zwei Walzen durch ein während des Entleerens des Bahnspeichers auskuppel bares Getriebe drehwinkelgekoppelt sind. Das Getriebe weist ein solches Übersetzungsverhältnis auf, daß die Umfangsge schwindigkeiten beider gekoppelter Walzen nahezu gleich sind. In Ausgestaltung der Erfindung sind die Aus- und die Einlauf walze der gestellfesten Walzengruppe des Bahnspeichers durch ein während des Entleerens des Bahnspeichers auskuppelbares Getriebe drehwinkelgekoppelt. Das Getriebe weist ein solches Übersetzungsverhältnis auf, daß die Umfangsgeschwindigkeit der Einlaufwalze nahezu gleich der Umfangsgeschwindigkeit der Auslaufwalze ist.

Die gekoppelten Walzen sind ihrer Wirkung nach Förderwalzen, die vorzugsweise über die Bedruckstoffbahn, ohne ein weiteres Übertragungsmittel, von der Einzieheinrichtung angetrieben werden.

Das Getriebe zum Koppeln des Drehwinkels zwischen der ersten und der zweiten Walze kann z. B. ein Räder- oder Zugmittelge triebe sein.

Zum Auskuppeln des Getriebes während des Entleerens des Bahn speichers ist eine kraftschlüssige und schlupffreie Schalt kupplung vorgesehen.

Auftretende Geschwindigkeitsdifferenzen zwischen der Einzieh einrichtung und der Wickelrolle führen zu Änderungen der ela stischen Dehnung des Bahnabschnittes zwischen der Wickelrolle und der - in Laufrichtung der Bahn - ersten gekoppelten Walze und diese werden von der ersten gekoppelten Walze in den Bahnweg zwischen der ersten und der - in Laufrichtung der Bahn - zweiten gekoppelten Walze des Bahnspeichers beför dert. Im Bahnweg zwischen der ersten und der zweiten ge koppelten Walze, in dem die Bahn durch die bewegbare Walzen gruppe mit einer Kraft belastet wird, die dem Sollwert der Bahnspannung in der Druckmaschine entspricht, erfolgt ein Dehnungsausgleich. Da die Bahn nach erfolgtem Dehnungsaus gleich von der zweiten gekoppelten Walze mit der gleichen Geschwindigkeit wie von der ersten gekoppelten Walze weiter befördert wird, wird die bewegbare Walzengruppe aus ihrer Ruhelage ausgelenkt.

Die Auslenkung ist dem Integral der Dehnungsänderung im Bahn abschnitt zwischen der Wickelrolle und der ersten gekoppelten Walze und damit auch - jedoch mit einem erheblich verkleiner ten integralen Übertragungsfaktor - dem Integral der Änderung der Bahngeschwindigkeit der Einzieheinrichtung proportional. Die bewegbare Walzengruppe des Bahnspeichers dient somit in vorteilhafter Weise als Regeleinrichtung mit integralem Ver halten und relativ kleinem integralen Übertragungsfaktor. Die gestellfeste Walzengruppe des Bahnspeichers dagegen stellt durch das Mittel der Kopplung ein Übertragungsglied mit proportional wirkendem Einfluß von Geschwindigkeits schwankungen der Einzieheinrichtung auf die Wickelrolle dar. Die von den Geschwindigkeitsänderungen verursachten Änderun gen der elastischen Dehnung des Bahnabschnittes zwischen der Wickelrolle und der - in Laufrichtung der Bahn - ersten ge koppelten Walze werden mit der zugehörigen Dehnkraft unmit telbar als Drehmoment an der Wickelrolle wirksam.

Der Bahnspeicher ist somit eine Regeleinrichtung zum Regeln der Umfangsgeschwindigkeit der Wickelrolle in Abhängigkeit von der Druckmaschinengeschwindigkeit, deren Übergangsver halten eine I- und eine P-Komponente enthält. Die Wirkungs stelle für die Summe der Übergangsverhalten stellt die Wic kelrolle dar.

Beim Erreichen eines vorgegebenen Mindestdruckmessers der Wickelrolle wird mit dem Abbremsen der Wickelrolle der Rol lenwechsel eingeleitet. Während des Abbremsens und beim Rol lenstillstand wird der Bahnspeicher durch die mit konstanter - dem Sollwert der Bahnspannung in der Druckmaschine entspre chender - Bahnkraft gebremste Bewegung der bewegbaren Walzen gruppe des Bahnspeichers in Richtung auf die gestellfeste Walzengruppe des Bahnspeichers unter dem Einfluß der Bahn spannung entleert. In diesem Zeitintervall ist das Getriebe zum Koppeln der Walzen ausgekuppelt und die Steuerkette zwi schen der bewegbaren Walzengruppe des Bahnspeichers und der Rollenbremse durch ein Schaltelement unterbrochen.

Ausgangspunkt der Erfindung ist die tatsächlich unterbliebe ne Nachnutzung der technischen Lehre einer mit der DD-PS 58 849 bekanntgewordenen Tänzerwalzenanordnung, bei der die Tänzerwalze zwischen zwei Förderwalzen angeordnet ist, die über ein Getriebe von der Druckmaschine mit gleicher Umfangs geschwindigkeit angetrieben sind. Der besondere Effekt dieser Anordnung besteht darin, daß in Verbindung mit einer gebrems ten Wickelrolle die Tänzerwalzenanordnung regelungstech nisch der Parallelschaltung eines Elementes mit P- und eines Elementes mit I-Verhalten entspricht und die Wickelrolle als Wirkungsstelle für die Summe der Übergangsverhalten auftritt - ein Übergangsverhalten, wie es als dringendes Bedürfnis für den Bahnspeicher als Regeleinrichtung zum Regeln des Abrol lens in Abwickeleinrichtungen seit langer Zeit (mehr als 15 Jahre) besteht und nicht befriedigt worden ist. Die schöpfe rische Weiterentwicklung der bekannten Anordnung und ihre funktionelle Verschmelzung mit dem Bahnspeicher erzielt einen den Durchschnittsfachmann überraschenden Erfolg.

Ein besonderer Vorteil der Erfindung besteht darin, daß nicht nur eine stabile Regelung des Abrollens erreicht wird, son dern daß auch beim Auffüllen des Bahnspeichers die Bewegung der bewegbaren Walzengruppe des Bahnspeichers noch vor dem Erreichen der Endlage ohne besondere Mittel gebremst wird. Der besondere technisch-ökonomische Effekt der Erfindung wird dadurch erreicht, daß mit einfachsten Mitteln des Maschinen baues eine stabile Regelung erreicht wird.

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

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Abwickelein richtung mit einem Bahnspeicher und einer Einzieh einrichtung,

Fig. 2 eine schematische Darstellung einer erfindungs gemäßen gestellfesten Walzengruppe des Bahnspei chers mit einem Zugmittelgetriebe - nicht darge stellt ist eine Kupplung zum zeitweisen Auskuppeln des Getriebes,

Fig. 3 den Signalflußplan des Regelkreises (mit eingezeich neten Übergangsfunktionen) zum Regeln des Abrollens.

Die Aus- und die Einlaufwalze 3.4, 3.1 der gestellfesten Wal zengruppe 3 des Bahnspeichers sind durch ein während des Ent leerens des Bahnspeichers auskuppelbares Zugmittelgetriebe 11, bestehend aus dem Antriebsrad 11.1, dem Zugmittel 11.2 sowie dem Abtriebsrad 11.3 drehwinkelgekoppelt. Das Zugmit telgetriebe 11 weist ein solches Übersetzungsverhältnis auf, daß die Umfangsgeschwindigkeit der Einlaufwalze 3.1 nahezu gleich der Umfangsgeschwindigkeit der Auslaufwalze 3.4 ist. Die gekoppelten Walzen 3.1 und 3.4 sind ihrer Wirkung nach Förderwalzen, die vorzugsweise über die Papierbahn 1, ohne ein weiteres Übertragungsmittel - beispielsweise ein Über tragungsgetriebe zur Übertragung eines Drehmomentes von der Einzieheinrichtung 5 zu den Walzen 3.4 und 3.1 - von der Einzieheinrichtung 5 angetrieben werden.

Zum Auskuppeln des Zugmittelgetriebes 11 während des Ent leerens des Bahnspeichers ist eine kraftschlüssige und schlupffreie Schaltkupplung - nicht dargestellt - vorge sehen.

Auftretende Geschwindigkeitsdifferenzen zwischen der Ein zieheinrichtung 5, mittels der der Druckmaschine die Papier bahn 1 mit einer veränderbaren Bahngeschwindigkeit zugeführt wird, und der Wickelrolle 2 führen zu Änderungen der elasti schen Dehnung des Bahnabschnittes zwischen der Wickelrolle 2 und der Einlaufwalze 3.1 und diese werden von der Einlaufwal ze 3.1 in den Bahnweg zwischen der Einlaufwalze 3.1 und der Auslaufwalze 3.4 des Bahnspeichers befördert. Im Bahnweg zwi schen der Ein- und der Auslaufwalze 3.1, 3.4 des Bahnspei chers, in dem die Papierbahn 1 durch die bewegbare Walzen gruppe 4 mit einer Kraft F _K belastet wird, die dem Soll wert der Bahnspannung in der Druckmaschine entspricht, er folgt ein Dehnungsausgleich. Da die Papierbahn 1 nach erfolg tem Dehnungsausgleich von der Auslaufwalze 3.4 mit der glei chen Geschwindigkeit wie von der Einlaufwalze 3.1 weiterbe fördert wird, wird die bewegbare Walzengruppe 4 aus ihrer Ruhelage ausgelenkt. Die Auslenkung ist dem Integral der Dehnungsänderung im Bahnabschnitt zwischen der Wickelrolle 2 und der Einlaufwalze 3.1 und damit auch - jedoch mit einem erheblich verkleinerten integralen Übertragungsfaktor - dem Integral der Änderung der Bahngeschwindigkeit v _M der Ein zieheinrichtung 5 proportional.

Die bewegbare Walzengruppe 4 des Bahnspeichers dient somit in vorteilhafter Weise als Regeleinrichtung mit integralem Verhalten und relativ kleinem integralen Übertragungsfaktor. Die gestellfeste Walzengruppe 3 des Bahnspeichers dagegen stellt durch das Koppeln der Ein- und Auslaufwalze 3.1, 3.4 ein Übertragungsglied mit proportional wirkendem Einfluß von Geschwindigkeitsschwankungen der Einzieheinrichtung 5 auf die Wickelrolle 2 dar. Die von den Geschwindigkeitsänderungen verursachten Änderungen der elastischen Dehnung des Bahn abschnittes zwischen der Wickelrolle 2 und der Einlaufwalze 3.1 werden mit der zugehörigen Dehnkraft F _R unmittelbar als Drehmoment M _R ₁ an der Wickelrolle 2 wirksam.

Der Bahnspeicher ist somit eine Regeleinrichtung zum Regeln der Umfangsgeschwindigkeit v _R der Wickelrolle 2 in Abhän gigkeit von der Bahngeschwindigkeit v _M der Einzieheinrich tung 5, deren Übergangsverhalten eine I- und eine P-Kompo nente enthält. Die Wirkungsstelle für die Summe der Über gangsverhalten stellt die Wickelrolle 2 dar.

Die Regeleinrichtung umfaßt des weiteren einen von der beweg baren Walzengruppe 4 des Bahnspeichers beaufschlagten Weg- Druck-Wandler 9 und die Rollenbremse 10.

Beim Erreichen eines vorgegebenen Mindestrollendurchmessers d _R der Wickelrolle 2 wird mit dem Abbremsen der Wickelrol le 2 der Rollenwechsel eingeleitet. Während des Abbremsens und beim Rollenstillstand wird der Bahnspeicher durch die mit konstanter - dem Sollwert der Bahnspannung in der Druck maschine entsprechender - Bahnkraft F _K gebremste Bewegung der bewegbaren Walzengruppe 4 des Bahnspeichers in Richtung auf die gestellfeste Walzengruppe 3 des Bahnspeichers unter dem Einfluß der Bahnspannung entleert. In diesem Zeitinter vall ist das Zugmittelgetriebe 11 zum Koppeln des Drehwinkels der Aus- und der Einlaufwalze 3.4, 3.1 ausgekuppelt und die Steuerkette zwischen der bewegbaren Walzengruppe 4 des Bahn speichers und der Rollenbremse 10 unterbrochen.

Aufstellung der verwendeten Bezugszeichen
  1 Papierbahn
  2 Rolle
  3 gestellgelagerte Walzengruppe
  4 bewegbare Walzengruppe
  5 Einzieheinrichtung
  6 Kettenrad
  7 Motor
  8 Induktionskupplung
  9 Weg-Druck-Wandler
10 Rollenbremse
11 Zugmittelgetriebe
  v Umfangs- bzw. Bahngeschwindigkeit
  q Bahnspannung
F _K Antriebskraft an der bewegbaren Walzengruppe
F _R Dehnkraft
d _R Rollendurchmesser
M _R Antriebsmoment an der Rolle
M _{1, 2} Momente im Zugmittelgetriebe

Claims

1. Vorrichtung zum Regeln des Abrollens in Abwickeleinrich tungen mit einem nachgeordneten, bei Rollenstillstand ent leerbaren und anschließend wieder auffüllbaren, eine gestell feste und eine bewegbare Walzengruppe aufweisenden Bahnspei cher, wobei die bewegbare Walzengruppe beim Entleeren des Bahnspeichers entgegen der durch die Bahnspannung auf die be wegbare Walzengruppe in Richtung auf die gestellfeste Walzen gruppe ausgeübten Vorschubkraft durch eine Bremskraft brems bar und zum Auffüllen des Bahnspeichers durch eine auf die bewegbare Walzengruppe ausgeübte Vorschubkraft entgegen der Richtung auf die gestellfeste Walzengruppe verschiebbar ist und bei aufgefülltem Bahnspeicher die Rollenbremse in Ab hängigkeit von der Auslenkung der bewegbaren Walzengruppe von dieser steuerbar ist, gekennzeichnet dadurch, daß von den Walzen einer der Walzengruppen (3.4) des Bahnspeichers zwei Walzen (3.1, 3.4) durch ein während des Entleerens des Bahnspeichers auskuppelbares Getriebe (11) drehwinkelgekop pelt sind und daß dieses Getriebe (11) ein solches Überset zungsverhältnis aufweist, daß die Umfangsgeschwindigkeiten beider gekoppelter Walzen (3.1, 3.4) nahezu gleich sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Aus- und die Einlaufwalze (3.4, 3.1) der gestellfesten Walzengruppe (3) des Bahnspeichers durch ein während des Ent leerens des Bahnspeichers auskuppelbares Getriebe (11) dreh winkelgekoppelt sind und daß dieses Getriebe (11) ein solches Übersetzungsverhältnis aufweist, daß die Umfangsgeschwindig keit der Einlaufwalze (3.1) nahezu gleich der Umfangsge schwindigkeit der Auslaufwalze (3.4) ist.