DE69206761T2

DE69206761T2 - Rollenwechsler

Info

Publication number: DE69206761T2
Application number: DE69206761T
Authority: DE
Inventors: Hans Hoegberg
Original assignee: Amal AB
Current assignee: Megtec Systems Amal AB
Priority date: 1991-11-01
Filing date: 1992-10-13
Publication date: 1996-07-18
Anticipated expiration: 2012-10-14
Also published as: JPH05229701A; SE469891B; CN1072651A; CN1027155C; SE9103201D0; US5282583A; EP0541144A1; DE69206761D1; SE9103201L; EP0541144B1

Description

TECHNISCHER BEREICH

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Rollenträger, vorgesehen zum Abwickeln einer Materialbahn von einer Abwickelrolle in dem Rollenträger zu einer Druckmaschine oder einer anderen Produktionsmaschine und zum störungsfreien automatischen Verfahren zu einer neuen Rolle, wenn die Abwickelrolle bis zum gewünschten Grade leergelaufen ist, wobei der Rollenträger erste Abbrems- und Beschleunigungseinrichtungen umfaßt, die gegen den Umfang der neuen Rolle gedrückt werden und auf diese einwirken, um diese Rolle je nach den Umständen abzubremsen oder zu beschleunigen, sowie zweite Abbremseinrichtungen, die gegen den Umfang der Abwickelrolle gedrückt werden und auf diese einwirken.

TECHNISCHER HINTERGRUND

Allgemein werden automatische Rollenträger zum Verfahren von Rollen für mit hoher Geschwindigkeit laufende Rotationsdruckmaschinen eingesetzt. Diese automatisch betriebenen Rollenträger sind so konstruiert, daß die neue Rolle, wenn die Abwickelrolle fast leergelaufen ist, automatisch oder durch von Hand ausgelöste Signale zu laufen beginnt und entweder durch zentrale Einrichtungen oder mittels Antriebsriemen angetrieben werden, die gegen den Umfang der Rolle gedrückt werden, wie in FR-A-1316975 offenbart ist. Es werden bewährte und gut funtionierende Systeme angewandt, um den Anschluß, das sogenannte fliegende Ankleben, zu vollziehen.
Ebenfalls wird verwiesen auf US-A-3061959, in dem ein Rollenträger offenbart wird, bei dem ein Steuerglied zwischen der Spannung der Bahn und einer Kernbremse an der Abwickelrolle vorgesehen ist. Zur erforderlichen Synchronisierung zwischen der Geschwindigkeit der ablaufenden Bahn und der Umfangsgeschwindigkeit der neuen Rolle werden herkömmliche elektronische Vergleichssysteme eingesetzt, umfassend Impulsgeber, Stromwandler und ähnliche Elemente. Diese Systeme sind vergleichsweise kompliziert und nicht in der Lage, einen vollständigen Synchronlauf zu sichern. Auch werden oft verschiedene Steuerungssysteme für das Abbremsen und das Beschleunigen verwendet, die in verschiedenen Phasen in verbindung mit dem Verfahrvorgang erforderlich sind, wodurch sich ein zusätzlich komplizierender Faktor einstellt.
Auch ist es manchmal notwendig, den Rollenträger von der Seite her zu bestücken und nicht zwischen den Druckeinheiten wie bei der herkömmlichen Vorgehensweise, und dann diesen Rollenträger zu dem Rollenträger zu fahren, der zu der Druckmaschine gehört. Der Grund dafür ist das Bestreben, die gesamte Anlage kompakter zu konstruieren, was es jedoch schwerer macht, gleichzeitig die Rolle auch unkompliziert und dennoch sehr effektiv zu verfahren.

KURZE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, Verbesserungen in bezug auf eine Anlage und ein Verfahren der in dem Oberbegriff beschriebenen Art zu schaffen. Diese und weitere Aufgaben können gemäß den Erläuterungen in den beiliegenden Patentansprüchen erfüllt werden.
Weitere kennzeichnende Merkmale und Aspekte sowie Vorteile der Erfindung werden in der folgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungs form genannt.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Die bevorzugte Ausführungsform der Erfindung wird in dem folgenden Text ausführlicher beschrieben, wobei auf die beigefügten Zeichnungen verwiesen wird, in denen:
Fig. 1 schematisch einen Rollenträger gemäß der Erfindung sowie die Hauptelemente der Anlage veranschaulicht;
Fig. 2 eine Ansicht von oben auf den Rollenträger ist;
Fig. 3 eine Seitenansicht eines Rollenarms der Anlage ist; und
Fig. 4 das Verfahren gemäß der Erfindung unmittelbar vor dem Verfahren der Rolle veranschaulicht, wobei auch in dieser Figur das Steuerungssystem gemäß der Erfindung schematisch dargestellt ist.
In Fig. 1 sind die meisten Elemente und in Fig. 4 sind einige Elemente, die Teil der Ausrüstungen sind, nur schematisch dargestellt. Tatsächlich aber trifft es zu, daß auch in Fig. 3 nur die Elemente dargestellt sind, die wichtig sind zum Verständnis der Prinzipien der Erfindung, während weitere Einzelheiten weggelassen wurden, um um deutlicher zu zeigen, was gemäß der Erfindung wesentlich ist.

BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM

In Fig. 1 ist zuerst ein Rollenträger allgemein mit 1 bezeichnet, und eine Druckmaschine ist mit 2 bezeichnet, wobei die letztere über dem Rollenträger aufgestellt ist. In der Druckmaschine sind zwei Druckzylinder 3 dargestellt.
In dem Rollenträger 1 sind zwei erste Rollenarme 4 befestigt, je einer auf jeder Seite einer ersten Rolle eines Bahnmaterials, die allgemein mit 5 bezeichnet ist und im folgenden "neue Rolle" genannt wird. Die Konstruktion der ersten Rollenarme 4 wird unter Verweis auf Fig. 3 ausführlicher erläutert. Die ersten Rollenarme 4 sind in einem Träger 21 befestigt und auf einer ersten horizontalen Welle 6 um einen festen Drehpunkt 6' herum drehbar mittels einer Verfahrvorrichtung 7, die schematisch in Fig. 4 dargestellt ist, wobei die Mitte der in den Rollenarmen 4 gelagerten neuen Rolle 5 verschiedene Stellungen längs eines Kreisbogens 8 einnehmen kann. In Fig. 1 sind einige der möglichen Stellungen der Rollenarme durch gestrichelte Linien 4' 4", 4""' dargestellt.
Zwei weitere Rollenarme 10 sind schematisch in Fig. 1 und Fig. 4 durch eine gestrichelte Linie dargestellt. Diese weiteren Arme, die in Fig. 2 nicht zu sehen sind, weisen einen festen Drehpunkt 11 auf und können mittels eines Druckluftzylinders 12 um diesen festen Drehpunkt gedreht werden. Sie sind dazu vorgesehen, eine Abwickelrolle 13 zu lagern. Da die letztere bedeutend leichter ist als die neue Rolle 5, brauchen diese Arme nicht so stark gestaltet zu werden wie die ersten Rollenarme 4, im übrigen können sie jedoch in ähnlicher weise konstruiert sein. Der zentrale Punkt in der Mitte der Abwickelwalze 13 ist, wenn diese Rolle von den zusätzlichen Rollenarmen 10 festgehalten wird, längs der oben erwähnten Kreisbogenlinie 8 positioniert. Um den sogenannten Rollenrest herausnehmen zu können, d.h. die aus einer Spule mit einer kleinen Restmenge eines Bahnmaterials bestehende, abgelaufene Rolle, können die Rollenarme 10 aus dem Träger 21 herausgeschwenkt werden, wobei die Rollenmitte einem Kreisbogen 9 folgt.
Eine erste Abbrems- und Beschleunigungsvorrichtung, die zum Abbremsen und Beschleunigen der neuen Rolle 5 dienen soll, ist mit 15 bezeichnet. Diese Vorrichtung ist ein Riemen - in diesem Text als Brems- und Beschleunigungsriemen bezeichnet -, der um eine Riemenscheibe 16b laufen kann, die auf einer Antriebswelle 16 angebracht ist, sowie auf einem Weg zwischen der Riemenscheibe 16b, einer Führungswalze 17 und einer Spannwalze 18. Die Antriebswelle 16 und die Walzen 17, 18 sind in zwei langen und schmalen Elementen auf jeder Seite des Brems- und Beschleunigungsriemens 15 befestigt, wobei diese Elemente zusammen einen Brems- und Beschleunigungsarm 23 bilden, der in Fig. 1 und Fig. 4 schematisch durch eine gestrichelte Linie dargestellt ist. In Fig. 2 ist der Abschnitt der den Abbrems- und Beschleunigungsarm 23 bildenden Elemente dargestellt. Weiterhin ist die Antriebswelle 16 in einer Endplatte 24 befestigt. In dem Träger 21 ist eine drehbare Welle 19 befestigt. An der drehbaren Welle 19 sind der Abbrems- und Beschleunigungsarm 23 sowie die Endplatte 24 fest angebracht. Der Brems- und Beschleunigungsarm 23 kann sich mittels eines Druckluftzylinders 25 um eine Mittelachse 19' der drehbaren Welle 19 drehen.
An einem Ende der Antriebswelle 16 ist eine Zahnriemenscheibe 16a fest angebracht, und an einem Ende der drehbaren Welle 19 ist eine breitere Zahnriemenscheibe 19a drehbar auf der drehbaren Welle 19 befestigt. Im übrigen haben die Zahnriemenscheiben 16a, 16b und 19a die gleiche Größe, und zwischen den Zahnriemenscheiben 19a und 16a befindet sich ein Zahnriemen 26, der ein nicht schaltbares Zahnradgetriebe zwischen der Zahnriemenscheibe 19a und dem Brems- und Beschleunigungsriemen 15 vervollständigt.
Ein zweiter Bremsriemen 29, der die Abwickelrolle 13 abbremsen soll, kann um eine Antriebsriemenscheibe 30 herum laufen, deren Antriebswelle 31 in zwei langen und schmalen Plattenelementen befestigt ist, die zusammen einen zweiten Bremsarm 32 bilden, der auf der ersten Welle 6 an einer Muffe 28 befestigt ist und sich mittels eines Druckluftzylinders 33 mit der Muffe um den festen Drehpunkt 6' der Welle 6 drehen kann. Der Bremsriemen 29 läuft auch um eine Führungsrolle 34 und eine Streckwalze 35 am Ende des zweiten Bremsarms 32. Die Antriebswelle 31 ist in dem Bremsarm 32 befestigt, und an einem ihrer Enden ist eine Zahnriemenscheibe 36 befestigt. Mit 40 ist eine Gleichstrommaschine bezeichnet. Diese Maschine kann sowohl als Motor als auch als Stromerzeuger fungieren. Die Maschine wird, wenn sie als Motor fungiert, mit einem Feldstrom von einer Steuerungseinheit 73 (Fig. 4) gespeist. Die letztere besteht aus Gleichrichtern und weiteren Steuerungsausrüstungen, die von einer allgemein bekannten Art sein können, z. B. in Form einer Thyristor steuerungsvorrichtung mit einer Vierquadranten-Stromrichtungseinheit mit Rückspeisung zu der Stromversorgung, wenn die Maschine als Stromerzeuger fungiert. Die Ausgangswelle der Gleichstrommaschine weist eine Zahnriemenscheibe 41 auf, die über einen Zahnriemen 42 mit einer ersten Zahnriemenscheibe 43 auf einer Zwischenwelle 44 verbunden ist. Auf der gleichen Zwischenwelle 44 ist an einem Ende eine zweite Zahnriemenscheibe 45 angeordnet, und an einer Muffe 47, die einen Abschnitt des gegenüberliegenden Teils der Zwischenwelle 44 umgibt, ist eine dritte Zahnriemenscheibe 46 angeordnet. Die erste Zahnriemenscheibe 43 ist größer als die zweite und die dritte Zahnriemenscheibe 45, 46 und ist über eine Kopfkupplung dauernd so befestigt, daß sie sich zusammen mit der Zwischenwelle 44 dreht. Die zweite Zahnriemenscheibe 45 kann eingeschaltet werden, so daß sie über eine axial gesteuerte, ein- und ausschaltbare Kupplung 48 mit der Zwischenwelle 44 zusammengreift.
Die Muffe 47 kann sich über eine Kupplung 50 zusammen mit der Zwischenwelle 44 um ihre Drehachse drehen und dadurch die dritte Zahnriemenscheibe 46 antreiben, die fest an der Muffe 47 angebracht ist. Auch wird eine Scheibenbremse 49 verwendet, die rasch die Muffe 47 und die Zahnriemenscheibe 46 abbremst, wenn die Muffe 47 aus ihrem Zusammengriff mit der Zwischenwelle 44 heraus abgeschaltet wird.
Ein langer Zahnriemen 52 läuft zwischen der zweiten Zahnriemenscheibe 45 auf der Zwischenwelle 44 und der Zahnriemenscheibe 19a auf der Führungswelle 19 in dem Brems- und Beschleunigungsarm 23, der zu der neuen Materialrolle 5 gehört. Ebenfalls läuft ein Zahnriemen 53 zwischen der dritten Zahnriemenscheibe 46, die an der Muffe 47 auf der Zwischenwelle 42 befestigt ist, und einer Zahnriemenscheibe 54 an der Muffe 28 auf der ersten Welle 6, und von der gleichen Zahnriemenscheibe 54 läuft ein Zahnriemen 55 zu der Zahn riemenscheibe 36 auf der Antriebswelle 31 des zweiten Bremsriemens 29. Mit 60 ist eine Materialbahn bezeichnet. Diese Bahn kann z.B. aus einem Bahnmaterial bestehen, z. B. aus Papier, Pappe, einem Kunststoff oder aus einem Verbundmaterial. Zwischen der Abwickel rolle 13 in dem Rollenträger und den Druckzylindern 3 in der Druckmaschine 2wandert die Materialbahn 60 vorbei an einer Messerwalze 66, einer Druckwalze 61, einer Führungswalze 62, einer Pendelwalze 63 und einer Führungswalze 64. Die Druckwalze 61 bildet einen Teil eines Verfahrmechanismus, der allgemein mit 65 bezeichnet ist. In diesem Verfahrmechanismus, der in herkömmlicher Weise konstruiert sein kann und dessen Konstruktion nicht zu der vorliegenden Erfindung gehört, sind auch in bekannter Weise eine Messerwalze und ein Messer 66 enthalten. Der Verfahrmechanismus 65 läßt sich um einen festen Drehpunkt 62' drehen.
Die Pendelwalze 63 ist drehbar auf einem Pendelarm 68 gelagert, der in einer an sich bekannten Weise konstruiert ist und um einen festen Drehpunkt 71 drehbar ist. Ein Druckluftzylinder 70 ist vorgesehen, um zusammen mit der Spannung in der Materialbahn 60, die auf die Pendelwalze 63 einwirkt, auf den Pendelarm 67 einzuwirken, um denselben in einer bestimmten neutralen Stellung oder Nullstellung zu halten. Die Abweichung des Pendelarms 67 von dieser Nullstellung wird in einem Sensor 72 erkannt, der je nach der Stellung des Pendelarms Signale zu der Steuereinheit 73 sendet, um die Gleichstrommaschine 40 einzustellen.
Die Betriebsweise der Ausrüstungen ist folgende: Zuerst wird die Weise erläutert, in der der Rollenträger 1 mit einer neuen Rolle 5 beschickt wird, und dann werden die Weise, in der er verfahren wird, und die Weise erläutert, in der die Umfangsgeschwindigkeiten der neuen Rolle und der Abwickelrole synchronisiert werden, wobei das abgeschnittene hintere Ende der alten Rolle mit dem vorderen Ende der neuen Rolle problemlos verbunden wird.
Es wird angenommen, daß sich die Abwickelrolle 13 in der Ausgangsphase in ihrer Abwickelstellung befindet und die Materialbahn 60 von der Rolle 13 abgewickelt wird. Die Rolle 13 wird von den zweiten Rollenarmen 10 gehalten. Die Abwicklung erfolgt, weil die Druckzylinder 3 die Materialbahn 60 ziehen, während der Bremsriemen 29 bremst und mittels des zweiten Bremsarms 32 über den Luftdruckzylinder 33 gegen den Umfang der Rolle 13 gedrückt wird. Das Bremsmoment wird durch den Zahnriemen 55, die Zahnriemenscheibe 54, den Zahnriemen 53, die Zahnriemenscheibe 46, die Muffe 47, die Kupplung 50, die Zwischenwelle 44, die Zahnriemenscheibe 43, den Zahnriemen 42 und die Zahnriemenscheibe 41 zu der Gleichstrommaschine 40 übertragen. Die letztere fungiert als Stromerzeuger oder als Motor (wenn die Reibung größer ist als die Bahnspannung), wobei das Bremsmoment einen bestimmten elektrische Strom erzeugt, der der Stromversorgung zugeführt wird oder als Alternative von der Stromversorgung getrennt wird über die Steuereinheit 73, die die Gleichstrommaschine 40 je nach der Auslenkung des Pendelarms 67 steuert, um zu bewirken, daß der Pendelarm 67 die eingestellte Nullstellung durch eine Regelung der Bremswirkung des Gleichstrommotors 40 oder als Alternative über einen Antrieb an der Rolle 13 erreicht. Bevor eine neue Rolle eingelegt wird, stehen die Rollenarme 4 in ihrer gehobenen Stellung. Die neue Rolle 5 wird auf einem Wagen ohne eine Spindel darin eingeführt. Die Rolle wird genau in axialer Lage positioniert. Die beiden Rollenarme 4 werden so weit abgesenkt, daß sie sich, wenn sie sich auf den beiden Seiten der Rolle über diese legen, an der Mitte der Rolle vorbeibewegen, deren Lage je nach dem Durchmesser der Rolle 5 einem beliebigen der kleine ren Kreise in der Gruppe von Kreisen 75 entsprechen kann. Dann wird die Spindel 79 in die Mitte der Rolle eingelegt, wonach die Rollenarme 4 wieder gehoben werden, damit die Spindel zwei Lagerflächen 81, 82 erhält, wobei die Spindel dann zwei Lippen 76, 77 auf jeder Seite berührt (Fig. 4) und die Spindel 79 danach mittels einer dritten Lippe 78 an zwei drehfähigen Kappen 80 in dieser Stellung befestigt wird. Wenn ein Rollenarm mit den Lippen 76, 77 und den Lagerflächen 81, 82 versehen ist, wird die Notwendigkeit, die Rolle seitlich genau zu positionieren, natürlich nicht sehr groß, da die Rolle auf Grund eines Zusammenwirkens zwischen den Lagerflächen 81, 82, den Rollen 76, 77 und der Spindel 79 automatisch zentriert wird, wenn die Rollenarme 4 gehoben werden, und anschließend können die Spindel 79 und dann auch die Rolle 5 in der von ihnen eingenommenen Position befestigt werden, wozu die Kappen 80 und die Lippen 78 beitragen.
Die Rollenarme 4 heben die neue Rolle 5, bis ihre Bewegung automatisch in einer oberen Stellung stoppt, in der der Umfang der Rolle an dem Punkt 85 angekommen ist, der der Verfahrstellung entspricht. Der Wagen, auf dem die neue Rolle 5 in einer seitlichen Richtung in den Rollenträger 1 eingelegt wurde, z. B. durch eine genau axiale Bewegung, kann jetzt entfernt werden. Gleichzeitig wird die Rolle 13 weiter in ihrer Abwickelstellung abgewickelt, wobei die Spannung in der Materialbahn 60 mittels des Bremsriemens 29 in der oben beschriebenen Weise konstant gehalten wird.
Wenn die Rolle 13 abgewickelt ist, wobei nur ein kleiner Rest darauf verbleibt, wird ein manueller oder automatischer Verfahrbefehl erteilt. Der Brems- und Beschleunigungsarm 23 wird mittels des Luftdruckzylinders 25 (Fig. 4) gegen den Uhrzeigersinn um seine feste Drehachse 19' gedreht, damit der Brems- und Beschleunigungsriemen 15 gegen den Umfang der neuen Rolle 5 gedrückt wird. Jetzt wird die Kupplung 48 betätigt - anfänglich mit einem Schlupf für einen flexiblen Anlauf -, um eine Antriebsleitung herzustellen zwischen der Gleichstrommaschine 40 und dem Brems- und Beschleunigungsriemen 15 über den Zahnriemen 42 und dem großen Zahnriemen 52 über die Zahnriemenscheiben 43 und 45 auf der Zwischenwelle 44. Jetzt beginnt sich die neue Rolle 5 allmählich zu drehen. Das heißt, daß Strom aus dem Bremsstrom der Abwickelrolle 13 entnommen werden muß, um die neue Rolle 5 zu beschleunigen. Falls dieser Strom nicht groß genug ist, schaltet die Gleichstrommaschine 40 aus ihrer Funktion als Stromerzeuzeuger um auf Betrieb als Motor. Die gesamte Zeit hindurch steuert der Pendelarm 68 mit einem am Luftdruckzylinder 70 eingestellten Druck über den Sensor 72 und die Steuereinheit 73 die Gleichstrommaschine 40 dahingehend, ob sie als Motor oder Stromerzeuger fungieren soll und wieviel Energie verbraucht oder zurückgeführt wird, um den Pendelarm in seiner neutralen Stellung auszubalancieren und dadurch die Bahnspannung konstant zu halten. Die Reibung in den Übertragungselementen wirkt sich ebenfalls auf den Betrieb der Gleichstrommaschine 40 aus.
Auf diese Weise wird zur Beschleunigung der neuen Rolle 5 zum Teil der Strom genutzt, der durch das Abbremsen der Abwickelrolle 13 mittels des Bremsriemens 29 über die Zahnriemen 55 und 53 entsteht, und möglicherweise zum Teil auch der Strom, der über den Zahnriemen 42 aus der Gleichstrommaschine 40 kommt, die dann als Motor fungiert. Das Antriebsmoment des Bremsriemens 29 und der Gleichstrommaschine/ des Motors 40 oder das Bremsmoment werden in der Zwischenwelle 44 zusammengeführt, und von der letzteren wird das zusammengeführte Antriebsmoment über den langen Zahnriemen 52 auf den Brems- und Beschleunigungsriemen 15 übertragen. Auf diese Weise kommen der Brems- und Beschleunigungsriemen 15 und der Bremsriemen 29 während dieser Phase gleichzeitig miteinander in Eingriff und bewirken eine Beschleunigung bzw. eine Abbremsung der neuen Rolle 5 bzw. der Abwickelrolle 13, bis die neue Rolle 5 die gleiche Umfangsgeschwindigkeit wie die Abwickelwalze 13 erreicht hat. Wenn die beiden Rollen 5 und 13 die gleiche Umfangsgeschwindigkeit erreicht haben und die Bedingungen für eine Verfahrbewegung erfüllt sind, beginnt der Verfahrmechanismus 65 zu arbeiten. Der Verfahrarm mit dem Messer 66 und der Druckwalze 61 wird aus seiner oberen Position im Uhrzeigersinn in Richtung zu der Materialbahn in die Verfahrstellung geschwenkt. Die Druckwalze 61 drückt die ablaufende Papierbahn gegen den Umfang der neuen Rolle 5, deren vorderes Ende in bekannter Weise mit einem Klebstoff behandelt wurde, um das hintere Ende der ablaufenden Bahn und das vordere Ende der neuen Rolle 5 miteinander zu verbinden, wobei das hintere Ende anschließend abgeschnitten wird und sich die neue Rolle 5 abzuwickeln beginnt.
Sobald die Materialbahn mittels des Messers 66 abgeschnitten ist, trennt ie Kupplung 50 die Antriebslinie zwischen dem Bremsriemen 29 und der Zwischenwelle 44, und anschließend wird die Restrolle mittels der Bremse 49 über die zweiten Rollenarme 10 rasch gebremst.
Erst dann, wenn das Messer das hintere Ende abgeschnitten hat, wird der Riemen 15 von Beschleunigung auf Bremsung umgeschaltet, wobei das Bremsmoment durch die Bahnspannung gesteuert und durch eine Abfühlung mit der Steuereinheit 73 und der Gleichstrommaschine 40 in einer Weise geregelt wird, die analog derjenigen ist, die oben unter Bezug auf die Steuerung der Bremsung der Abwickelrolle 13 beschrieben wurde.
Jetzt werden die zweiten Rollenarme 10 im Uhrzeigersinn aus dem Träger 1 ausgeschwenkt, wobei die Mitte der Kreisbahn 9 folgt, und anschließend werden der von den Armen 10 gehaltene Restrolle und die Hilfsspindel entfernt, und danach werden die Arme 10 in die in Fig. 1 und 4 dargestellte Position zurückgeführt. Wenn die neue Rolle 5 bis auf einen bestimmten Durchmesser abgewickelt ist, wird sie durch ein Schwenken der ersten Rollenarme 4, bei dem die Achse der Rollenspindel der Kreisbahn 8 folgt, zu der Kreuzung mit der Kreisbahn 9 bewegt, wobei an dieser Stelle die ersten Rollenarme die neue Rolle an die zweiten Rollenarme 10 übergeben. Bei dieser Bewegung in ihrer Gesamtheit folgt der zweite Brems- und Beschleunigungsarm 23 nach durch eine Drehung um seinen festen Drehpunkt 19', und wenn die neue Rolle 5 ihre Abwickelstellung an dem Kreuzungspunkt zwischen den Kreisbahnen 8 und 9 erreicht hat und zur "neuen" Abwickelrolle 13 wird, wird der zweite Bremsarm 32 gegen den Uhrzeigersinn durch eine Drehung um den festen Drehpunkt 6' geschwenkt, der auch von der ersten Welle 6 benutzt wird, und anschließend bremst der Bremsriemen 29 die neue Abwickelrolle 13. Dabei wird der erste Brems- und Beschleunigungsarm 23 durch eine Drehung um den festen Drehpunkt 19' in seine vertikale Ausgangsposition (Fig. 1) zurückgeführt, wobei die Bremsung der Abwickelrolle 13 vollständig durch den Bremsriemen 29 erfolgt und nicht mit einer Steuerung in der oben schon beschriebenen Weise. Die Kupplung 48 löst den Bremsriemen 15 von der Zwischenwelle 44. Dadurch wird ein Funktionszyklus abgeschlossen.
Zusammenfassend gesagt, beruht die vorliegende Erfindung auf den folgenden Prinzipien:
Die Bahnspannung dient als ein Steuerungsmittel zur Regulierung der Abbrems- und Beschleunigungsvorrichtungen. Die Spannung wird durch für diesen Zweck ausgelegte Vorrichtungen erkannt, die gemäß der bevorzugten Ausführungsform eine Pendelwalze auf einem Pendelarm sowie einen Sensor umfassen, der die Abweichung des Pendelarms von einer Nullstellung erkennt. Die Bahnspannung läßt sich unter Zuhilfenahme des Drucks in einem Druckluftzylinder regulieren. Auch können anstelle eines Pendelarms andere Erkennungsmittel verwendet werden, z. B. eine Spannungsmeßzelle. Durch die erkannte Spannung wird die Stromübertragung zu den und von den stromaufnehmenden und stromliefernden Vorrichtungen geregelt, wobei die Spannung in der Materialbahn, die in die Produktionsmaschine geführt wird, konstant gehalten wird. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist die stromaufnehmende oder stromliefernde Vorrichtung eine Gleichstrommaschine, die wechselweise als Motor oder als Stromerzeuger betrieben werden kann. Auch ist es im Prinzip möglich, einen Induktionsmotor einzusetzen, und anstelle eines Stromwandlers in der Steuereinheit kann ein Vierquadranten-Freguenzumformer, der mit Rückspeisung zu der Stromversorgung arbeitet, oder jede andere geeignete Steuereinheit benutzt werden. Auch ist es möglich, eine Antriebswelle zu verwenden, die allgemein für die gesamte Druckmaschine (Produktionsmaschine) über einen Servomechanismus wirkt, wodurch Strom von der Antriebswelle aufgenommen oder Strom zu dieser geliefert werden kann. Der Servomechanismus kann in diesem Falle ein Differentialgetriebe sein, das z. B. durch einen Servomotor geregelt und von der Vorrichtung gesteuert wird, die die Bahnspannung erkennt, d.h. dem Pendelarm oder dergleichen. Ungeachtet der Art der erkannten Bahnspannung und des verwendeten Stromaufnehmers/Stromlieferers kann festgestellt werden, daß der Bahnspannungssen sor das Ergebnis der Wirkungen aus der Abbremsung der Rolle bzw. der Rollen und aus der Beschleunigung der neuen Rolle bzw. aus anderen Störungen registriert, z. B. aus Reibung und Geschwindigkeitsänderungen, und auf diese Weise läßt sich die Bahnspannung konstant halten, da die stromaufnehmende oder stromliefernde Vorrichtung zur Aufnahme oder Lieferung von Strom veranlaßt wird.
Während des Verfahrvorgangs wird eine mechanische Kupplung verwendet, die das gleiche Übersetzungsverhältnis zwischen den Abbrems- und Beschleunigungsvorrichtungen aufweist und so auf die beiden Rollen einwirkt, daß sie genau die gleiche Umfangsgeschwindigkeit einhalten. Sobald die Verfahrbewegung erfolgt ist, wird diese mechanische Verbindung zwischen den Umfängen der Rollen über mechanische Übertragungsvorrichtungen gelöst, und die abgewickelte Restrolle wird rasch gebremst.
Ein wichtiges Merkmal der Erfindung ist auch, daß zur Beschleunigung der neuen Rolle zum Teil das Bremsmoment, das durch andere Bremsvorrichtungen entsteht, die gegen den Umfang der Abwickelrolle gedrückt werden, und zum Teil zusätzlicher Strom in einer Menge eingesetzt werden, die so reguliert wird, daß die Bahnspannung konstant bleibt, wobei sich die beiden Effekte in einer Zwischenwelle vereinen, die mechanisch mit den Beschleunigungsvorrichtungen verbunden ist, die direkt gegen den Umfang der neuen Rolle gedrückt werden. Vereinfacht kann festgestellt werden, daß die Rolle, die infolge einer Zugwirkung in der Materialbahn von der Druckmaschine her abgewickelt wird, die neue Rolle in dem Rollenträger beschleunigt, und wenn dieser Zug von der Druckmaschine her nicht so groß ist, um die neue Rolle zu beschleunigen, ohne die eingestellte Bahnspannung zu erhöhen - und das ist er normalerweise nicht - wird das erforderliche zusätzliche Moment von den von der Bahnspannung gesteuerten stromliefernden Vorrichtungen hinzugefügt, damit die Bahnspannung konstant bleibt.
Oben wurden einige Alternativen fur einige in den Ausrüstungen gemäß der bevorzugten Ausführungsform enthaltenen Vorrichtungen genannt. Tatsächlich können auch weitere Modifikationen angewandt werden, ohne daß vom Umfang der Idee der Erfindung abgewichen wird. Anstelle von Bremsriemen können z. B. Bremswalzen eingesetzt werden, und anstelle von Zahnriemen im Übertragungsmechanismus können Ketten, Universalgelenke usw. verwendet werden. Zum Beispiel können die Rollenarme und die Behandlung der Rollen, wenn der Rollenträger bestückt wird und wenn die Restrolle herausgenommen wird, in anderer Weise als in der oben beschriebenen Weise gestaltet werden. Somit sind die durch ein Patent zu schützenden Merkmale in ihrem Umfang nicht auf die obige Beschreibung oder die bevorzugte Ausführungsform beschränkt.

Claims

1. Rollenträger, vorgesehen zum Abwickeln einer Materialbahn (60) von einer Abwickelrolle (13) in dem Rollenträger zu einer Druckmaschine (2) oder einer anderen Produktionsmaschine und zum störungsfreien automatischen Verfahren zu einer neuen Rolle (5), wenn die Abwickelwalze bis zum gewünschten Maße leergelaufen ist, wobei der Rollenträger umfaßt:

a) erste Abbrems- und Beschleunigungseinrichtungen (15), die gegen den Umfang der neuen Rolle (5) gedrückt werden und auf diese einwirken, um diese Rolle je nach den Umständen abzubremsen oder zu beschleunigen; und

b) zweite Abbremseinrichtungen (29), die gegen den Umfang der Abwickelrolle (13) gedrückt werden und auf diese einwirken; gekennzeichnet durch

c) mindestens eine Einrichtung (40), vorgesehen zur Aufnahme oder zur Lieferung von Strom von bzw. zu den ersten und/oder zweiten Abbrems- und/oder Beschleunigungseinrichtungen;

d) eine erste mechanische, zwangsläufig betriebene Übertragungseinrichtung (26, 52, 53, 55), die zwischen die ersten (15) und die zweiten (29) Abbrems- und Beschleunigungseinrichtungen zwischengeschaltet wird, um vor dem Verfahren der Rolle die gleiche Umfangsgeschwindigkeit der Abwickelrolle sowie der neuen Rolle herzustellen;

e) eine zweite mechanische Übertragungseinrichtung (26, 52, 6, 42 bzw. 55, 53, 6, 42) zwischen teilweise den ersten Abbrems- und Beschleunigungseinrichtungen (15) auf einer Seite, wenn diese Einrichtungen gegen den Umfang der neuen Rolle (5) gedrückt werden und auf diese einwirken, um sie abzubremsen oder zu beschleunigen, und teilweise den zweiten Abbremseinrichtungen (29), wenn diese Einrichtungen gegen den Umfang der Abwickelrolle (13) gedrückt werden und auf diese einwirken, und der stromaufnehmenden oder stromliefernden Einrichtung (40) auf der anderen Seite;

f) Einrichtungen (63 68, 72), vorgesehen zur Abfühlen der Spannung in der Materialbahn, die in dem Rollenträger abgebremst wird und dabei in die Produktionsmaschine geführt wird; und

g) Einrichtungen (73), je nach der Abfühlung vorgesehen zur Regulierung der Stromübertragung von oder zu der stromaufnehmenden oder stromabgebenden Einrichtung, um die Spannung in der Materialbahn, die in die Produktionsmaschine geführt wird, konstant zu halten.

2. Rollenträger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite mechanische Übertragungseinrichtung eine Zwischenwelle (44) umfaßt, die mechanisch zwangsläufig mit den ersten Abbrems- und Beschleunigungseinrichtungen, mit den zweiten Abbremseinrichtungen und mit den stromaufnehemden oder stromliefernden Einrichtungen (40) verbunden wird, wenn die ersten Abbrems- und Beschleunigungseinrichtungen (15) und die zweiten Abbremseinrichtungen (29) auf den Umfang der neuen Rolle bzw. der Abwickelrolle einwirken.

3. Rollenträger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten Abbrems- und Beschleunigungseinrichtungen einen Bremsriemen (15) umfassen, und daß Einrichtungen (25) vorgesehen sind, um den Bremsriemen an den Umfang der Abwickelrolle und von diesem weg zu bewegen.

4. Rollenträger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zweiten Brems- und Beschleunigungseinrichtungen einen Bremsriemen (29) umfassen, und daß Einrichtungen (33) vorgesehen sind, um den zweiten Bremsriemen an den Umfang der Abwickelrolle und von diesem weg zu bewegen.

5. Rollenträger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die stromaufnehmende und stromliefernde Einrichtung (40) eine Gleichstrommaschine ist, die sowohl als Motor als auch als Generator fungieren kann.