DE4312534A1 - Vorrichtung zur Regelung der Bahnspannungsregelung einer Materialbahn, insbesondere einer Papierbahn - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Regelung der Bahn­ spannung einer Materialbahn, insbesondere einer Papierbahn mit den Merkmalen des Oberbegriffes des Patentanspruches 1.

Aus der CH-PS 613 671 ist eine Anlage zur Aufnahme einer sich bewegenden Bahn, insbesondere aus Papier, z. B. einer Spleißvor­ richtung für eine Wellpappenanlage bekannt, bei der zwischen Spleißvorrichtung und Bahnspeicher eine Antriebswalze für die ablaufende Bahn angeordnet ist, deren Antriebsmotor im Bedarfs­ falle zum Antrieb der Papierbahn zuschaltbar ist.

Bei Spleißeinrichtungen ist es ferner bekannt, daß die Bahnrol­ len über Bremseinrichtungen gesteuert abgebremst werden, um die beim Ablauf der Papierbahn sich verringernde Massenträgheit der Papierbahnrolle auszugleichen.

Nachteilig ist, daß die Bahnspannung in der ablaufenden Bahn nicht genügend konstant gehalten werden kann. Insbesondere bei dünnen Bahnen kann dies zu Bahnrissen führen. Außerdem kann die Bahnführung und damit die Qualität der Bahn bzw. des daraus hergestellten Produktes, z. B. Wellpappe, auch in der Nachfolge­ maschine beeinträchtigt werden. Schließlich wird die Bahnspan­ nung im wesentlichen ausschließlich durch die gesteuerte Bahn­ rollenbremseinrichtung beeinflußt. Es sind verhältnismäßig große und daher teure Bahnrollenbremsen erforderlich. Auch ist der Energieaufwand beträchtlich.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Regelung der Bahnspannung einer Materialbahn zu schaffen, bei der die Bahnspannung bis zum Auslauf aus der Vorrichtung kon­ stant gehalten wird, preiswertere, kleinere Einrichtungen zur Beeinflussung der Bahnspannung einsetzbar sind und die Energie für die Regelung der Bahnspannung verringert wird.

Die Erfindung löst diese Aufgabe mit den kennzeichnenden Merk­ malen des Patentanspruches 1.

Dadurch, daß die Bahnspannung durch einen Sensor fortlaufend festgestellt und über eine davon beeinflußte Regelungseinrich­ tung durch entsprechende Mittel, wie Verzögerungsmittel, Brem­ sen oder Antriebsmittel, beeinflußt wird, wird eine weitgehend genaue Bahnspannungsregelung nach einer vorgegebenen, einstell­ baren Bahnspannung möglich.

Nach einer Ausgestaltung der Erfindung ist jeder Bahnrolle einer steuerbare Bremse zugeordnet, die abhängig vom Durchmes­ ser der Bahnrolle bzw. von dem Bahnspannungssensor steuerbar ist. Dadurch, daß neben einem Bremsmittel für eine Antriebs­ walze zwischen Spleißvorrichtung und Bahnspeicher auch noch steuerbare Bremsen für die Bahnrollen verwendet werden, ergibt sich, daß die verzögernden, bremsenden Mittel ihrer Wirkung nach aufgeteilt benutzt werden können, wodurch sich kleinere Bremsmitteleinheiten verwenden lassen, die preiswerter sind.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den übrigen Unteransprüchen.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 eine schematische Ansicht einer Vorrichtung zum Splei­ ßen von Papierbahnen zur Herstellung von Wellpappe mit Steuerungsvorrichtung und

Fig. 2 ein Diagramm.

Nach Fig. 1 besitzt die Vorrichtung 1 zum Spleißen von Papier­ bahnen zur Herstellung von Wellpappe Bahnrollen 2, 3, deren Ständer nicht dargestellt sind. Von der Bahnrolle 3 läuft eine ebene Papierbahn 4 ab. Die Bahnrolle 2 befindet sich in Vor­ bereitungsstellung. Ihre ebene Papierbahn ist mit ihrem einen Ende der nicht dargestellten Spleißvorrichtung zugeführt. Die Spleißvorrichtung verbindet in üblicher Weise bei zu Ende ge­ hender Papierbahn 4 den Anfang der Papierbahn der Bahnrolle 2 mit dem Ende der Papierbahn 4.

Die Papierbahn 4 läuft über Führungswalzen 5, 6, 7, über eine Antriebswalze 8 weiter zu einem Bahnspeicher 9. Im Bahnspeicher 9 bildet die Papierbahn 4 eine Schlaufe 10. Hierzu ist die Bahn 4 von der Antriebswalze 8 zu einem verschiebbaren Walzenwagen 11 geführt. Von der einen Walze 12 läuft die Bahn 4 weiter zu einem Sensor 13 für die Papierbahnspannung. Dieser Sensor 13 wird z. B. von einer Walze 14 gebildet, die begrenzt beweglich entgegen der Kraft einer Zugfeder 15 gelagert ist. Der zurück­ laufende Bahnteil ist über die zweite Walze 16 des Walzenwagens 11 umgelenkt geführt und läuft aus dem Bahnspeicher 9 in der angegebenen Pfeilrichtung aus.

Der Walzenwagen 11 ist üblicherweise ortsfest verklinkt. Bei Einleitung eines Spleißvorganges wird der Walzenwagen 11 ausge­ klinkt und kann sich gesteuert in Richtung zum Speicherausgang hin unter Verringerung der Größe der Bahnschlaufe bewegen.

Hierdurch wird es möglich, die Bahn 4 fortlaufend aus dem Aus­ gang des Bahnspeichers 9 auch dann auslaufen zu lassen, wenn der Spleißvorgang durchgeführt und hierfür kurzzeitig die bei­ den Bahnrollen 2, 3 während des Verbindens der Bahnteile still­ gesetzt werden.

Das am Ausgang des Bahnspeichers 9 vorgesehene Walzenpaar 17 ist ein Zugwalzenpaar. Es kann am Bahnspeicher 9 oder an einer nachfolgenden Maschine einer Wellpappenanlage vorgesehen sein.

Tritt während des Laufes der Papierbahn 4 eine Änderung der Bahnspannung, z. B. während des Anlaufens der neuen Bahnrolle 2 bzw. 3 nach dem Spleißvorgang ein, so wird die Änderung der Bahnspannung durch den Sensor 13 festgestellt. Zum Beispiel verschiebt sich die Achse der Walze 14 in oder entgegen der Richtung der Kraft der Zugfeder 15. Ein elektrisches Sensorg­ lied, z. B. ein Schiebewiderstand, wird hierdurch durch die Achsbewegung der Walze 14 in nicht dargestellter Weise verän­ dert.

Das abgeleitete Sensorsignal wird über die Leitung 20 einer Bahnspannungserfassungseinheit 21 zugeleitet. Mit dieser Ein­ heit 21 ist eine Regelungseinheit 22 verbunden. Der Ausgang der Regelungseinheit 22 beeinflußt eine Antriebseinheit 23, die über die Verbindungswelle 24 die Antriebswalze 8 antreibt.

Der Regelungseinheit 22 wird über den Eingang 25 eine Sollspan­ nung für die gewünschte Bahnspannung zugeleitet. Die Regelungs­ einheit vergleicht die zugeleitete Sollspannung mit der Ist­ spannung in der Bahnspannungserfassungseinheit 21 und liefert für die Antriebseinheit 23 ein entsprechendes Signal zur Steue­ rung dieser Einheit 23.

Die Antriebseinheit 23 besteht vorzugsweise aus einem in der Drehzahl regelbaren Antriebsmotor 26 und einem damit kuppel­ baren Generator 27.

Anstatt des Antriebsmotors 26 bzw. Generators 27 kann auch ein Bremsmotor verwendet werden.

Üblicherweise wird die Bahn 4 durch das Zugwalzenpaar 17 in der angegebenen Pfeilrichtung mit konstanter Geschwindigkeit aus dem Bahnspeicher 9 abgezogen. Ändert sich der Durchmesser der Bahnrolle 3, würde sich infolge des sich verändernden Massen­ trägheitsmomentes der Bahnrolle 3 die Bahnspannung im auslau­ fenden Bahnteil verringern. Um die Bahnspannung Z - wie aus Fig. 2 ersichtlich - über die Zeit t nach dem Bahnspannungsver­ lauf am Bahnauslauf Z₁ = const. zu halten, wird üblicherweise das sich verringernde Massenträgheitsmoment der ablaufenden Bahnrolle 3 durch eine durchmesserabhängig gesteuerte Brems­ einrichtung 30 beeinflußt. Die Bremseinrichtung 30 umfaßt einen Sensor 31 zur Feststellung des Durchmessers der ablaufenden Bahnrolle 3, eine Durchmessersteuerungseinheit 32 und eine Bremse 33, z. B. einer Backenbremse, die mit der Welle der Bahn­ rolle 3 zusammenarbeitet.

In gleicher Weise ist bei der Bahnrolle 2 eine entsprechende Bremseinrichtung 34, mit Sensor 35, einer Durchmesser­ steuerungseinheit 36 und Bremse 33′ vorgesehen. Die Bremsein­ richtungen 30 bzw. 34 sind wechselweise in Betrieb.

Nach der vorliegenden Erfindung ist nun vorgesehen, daß die Bremseinrichtungen 30 bzw. 34 nur zu einem Teil, z. B. 50 - 70% die Abbremsung der Bahnrollen 3 bzw. 2 übernehmen.

Die fehlende Bremsleistung, z. B. von 30 - 50% übernimmt die Antriebseinheit 23 für die Antriebswalze 8, d. h. der Generator 27 bzw. ein Bremsmotor.

Auf diese Weise könnten kleinere, schwächere Bremseinheiten an den Bahnrollen 3 bzw. 2, auch in Form von bremsenden Generato­ ren bzw. Bremsmotoren, eingesetzt werden. Ebenso könnten für die Antriebseinheit 23 kleinere, schwächere Einheiten für An­ triebsmotor, Generator oder Bremsmotor eingesetzt werden. Sol­ che Einheiten sind erheblich preiswerter als größere Einheiten.

Bei Verwendung von Generatoren 27 ergibt sich zusätzlich der Vorteil, daß über die Leitung 37 elektrische Energie in das Netz zurückgespeist werden kann.

Der Antriebsmotor 26 der Antriebseinheit 23 kann zusätzlich gesteuert, die Antriebswalze 8 mit gegenüber Zugwalzenpaar 17 gleicher oder verringerter Drehzahl für beschleunigenden, bzw. verzögernden Antrieb antreiben. Die Speisung des Antriebsmotors 26 erfolgt über die Leitung 38 aus dem Netz. Der Generator 27 speist über die Leitung 37 in das Netz.

Wie aus dem Diagramm nach Fig. 2 ersichtlich, kann der Differenzbetrag d in Form von Rückspeisenergie in das Netz zurückgespeist werden.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung erlaubt eine Rückgewinnung von elektrischer Energie, eine feinfühlige Regelung der geforderten konstanten Bahnspannung am Auslauf des Bahnspeichers und die Verwendung von leistungsschwächeren, daher preiswerteren Brems- bzw. Antriebseinheiten.

Claims (11)

1. Vorrichtung zur Regelung der Bahnspannung einer Material­ bahn, insbesondere einer Papierbahn,
mit mehreren bremsbaren Bahnrollen,
einer Spleißvorrichtung für zu verbindende Bahnenden und
einem Bahnspeicher, dem eine gesteuert angetriebene Bahn­ antriebswalze zugeordnet ist,
dadurch gekennzeichnet,
daß wenigstens ein die Bahnspannung erfassender Sensor (13) der auslaufenden Bahn (4) zugeordnet ist und
daß der Antrieb (23) für die Bahnantriebswalze (8) abhängig vom Sensorsignal geregelt ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch l, dadurch gekennzeichnet, daß der Sensor (13) an den Eingang einer Regelungseinrich­ tung (21, 22) angeschlossen ist, deren Ausgang mit dem An­ trieb (23) für die Bahnantriebswalze (8) verbunden ist, derart, daß die Bahnspannung konstant gehalten wird.

3. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Sensor (13) eine von der Bahn (4) teilweise um­ schlungene, entgegen einer Zugfeder (15) bewegliche Walze (14) umfaßt, deren Achse mit einem elektrischen Glied ver­ bunden ist, welche die Sensorspannung beeinflußt.

4. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgang der Regelungseinrichtung (21, 22) die Spei­ sung des Antriebes (23) für die Bahnantriebswalze (8) be­ einflußt.

5. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß als Bahnantrieb (23) eine die Bahn beschleunigende oder verzögernde Einheit verwendet ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß als beschleunigende Bahnantriebseinheit ein regelbarer Antriebsmotor (26) und als verzögernde Bahnantriebseinheit ein Bremsmotor oder Generator (27) verwendet ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Bahnrolle (2, 3) eine steuerbare Bremseinrichtung (30, 34) zugeordnet ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Bremseinrichtung (30, 34) für die zugehörige Bahn­ rolle (2, 3) steuerbar ist.

9. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorstehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Bremseinrichtung (30, 34) für die zugehörige Bahn­ rolle (2, 3) abhängig von dem Bahnzug über den Sensor (13) und die Regeleinrichtung (21, 22) steuerbar ist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß als Bremsen Bremsmotore verwendet sind.

11. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorstehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Bremsenergie auf die Bremseinrichtungen (30, 34) für die Bahnrollen (2, 3) und auf die Bremseinheit (27) der An­ triebseinheit (23) aufgeteilt ist.