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Mit Luft arbeitende Papierrollenspindelbremse für Rotationsdruckmaschinen
Die Erfindung betrifft eine zum selbsttätigen Regeln der Papierbahnspannung in Rotationsdruckmaschinen
bestimmte Papierrollenspin.delbremse, deren Bremskraft durch eine pneumatische,
mittels einer Spannwalze gesteuerte Vorrichtung geregelt wird. Zu diesem Zweck ist
bei den' bekannten Vorrichtungen der Kolben des Bremszylinders mit dem Gestänge
:der Bremse verbunden,.und das Betätigen oder Lösen der Bremse erfolgt durch Verschieben
des Zylinderkolbens nach der einen oder anderen Richtung. Die Druckluftzufuhr zum
Bremszylinder wird hierbei durch den Kolbenschieber eines Steuerzylinders gesteuert,
der den Bewegungen der von der Papierbahn umschlungenen Spannwalze folgt. Bei den
bekannten Einrichtungen muß .der Steuerkolbenschieber erst einegewisseStrecke zurücklegen,
ehe nach erfolgter Beeinflussung des Bremszylinders und damit der Bremse nach der
einen Richtung eine Beeinflussung in der anderen Richtung erfolgen kann. Dadurch
ist eine störende Unempfindlichkeit der Anordnung gegeben. Hiermit paart sich aber
noch .der wesentliche Nachteil, daß eine fein abstimmbare Regelung der Bremskraft
nicht erreichbar ist: D.ie ausgelösten Bewegungen der Gestänge sind leicht zu groß,
außerdem ist bei den bekannten Einrichtungen die Druckkraft des Bremszylinders,
der sog. Betriebsdruck, im wesentlichen immer gleichbleibend, während die zum Abschalten
des Überdruckes im Druckraum des Bremszylinders übliche einfache Verbindung des
Druckraumes mit .der freien Atmosphäre zu stoßweisen Bewegungen führt.
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Diese Mängel wenden erfindungsgemäß dadurch vermieden, daß ein für
hydraulische
Regler bekannter Servomotor, bei welchem dem Druckraum
des unter Federdruck stehenden Arbeitskolbens durch eine Leitung stetig. gleichmüßig
das Druckmittel zugeführt ut durch eine zweite, mit einem selbsttätig ge@ steuerten
Drosselventil versehene Leitung das Druckmittel stetig entzogen wird, derart als`-Bremszylinder
unter Verwendung von Druckluft als Kraftquelle zur Verwendung kommt, daß der die
Abflußleitung des Bremszylinders steuernde Drosselschieber durch dieBewegung der
federnden Papierbahnspannwalze verschoben wird und so die Papierroilenspindelbremse
entsprechend der wechselnden Papierbalinspannung steuert.
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Hierbei gelangen allerdings an sich ähnliche Mittel zur Verwendung
wie bei bekannten selbsttätigen hydraulischen Reglern zum selbsttätigen Verschluß
von Durchflußleitungen für Druckflüssigkeit oder Dampf, bei denen ein durch Drosselventil
gesteuerter Servomotor mit einer nicht zusarnmendrückbaren Druckflüssigkeit betrieben
wird. ",her bei diesen wird das in der Abflußleitung des Servomotors liegende Drosselventil
durch ein weiteres Impulsorgan, das auch durch einen Steuerschieber o. dgl. gebildet
sein kann, gesteuert, das seinerseits durch ein Druckmittel, wie Druckflüssigkeit
oder Dampf, in Abhängigkeit von den zu regelnden Zustandsänderungen beeinflußt,
d. 1i. gesteuert wird. Häufig umfassen derartige Regelvorrichtungen auch noch ein
Relais in Form von 'Membranen, das sehr kleine Zustandsänderungen registriert und
mittels eines gesteuerten Drosselventils einer Abflußleitung auf den Steuerschieber
o. dgl. zurückwirkt. der den Zti- und Abfluß der auf den Servomotor der Regelvorrichtung
einwirkenden Druckflüssigkeit steuert. Es handelt sich also hierbei um Bauarten
von hydraulischen Regelvorrichtungen, die noch verwickelter und teurer sind als
die bekannten pneumatischen Steuerungen für Papierrollenbremsen und deren Steuerzvlinder
durch eine nicht zusammendrückbare- Druckflüssigkeit betrieben wird. Weiterhin ist
der Gedanke eines Anschlusses der vorbekannten hvdraulischen Regelvorrichtungen
an eine I#apierrollenspindelbretnse auch mit Rücksicht auf die dortigen Drosselventile
der Abschlußleitung des -'#;ervotnotors ausgeschaltet, für die eine feinfühlige
Steuerung etwa durch eine Papierbahnspannwalze nicht oder nur schwer möglich wäre.
Diese livdraulischen Regelvorrichtungen können wohl zum Steuern eines Leitungsverschlusses,
eines Ventils, Hahnes o. dgl. verwendet «-erden, aber sie eignen sich nicht in erforderlichem
'Maße für Papierrollenspindelbremsen, insbesondere beim Verarbeiten unrunder Rollen.
Es fehlt bei ihnen der Gedanke, daß der Betrieb der beschriebeneu Servomotoren unter
Verwendung von Druckluft alsDruckmittel ein ruhiges, weiches Arbeiten einer Papierrollenspindelbremse
in @hängigkeit von der Papierbahnspannung gestattet. Es fehlt auch die Erkenntnis,
daß derart große Bewegungen, wie sie eine federnde Papierbahnspannwalze macht, besonders
vorteilhaft zum weichen und feinfühligen Steuern eines mit Druckluft betriebenen
Bremszylinders geeignet sind, und daß dabei ein einfaches Großwegventil in Form
eines Drosselschiebers genügt, der die Bewegungen der federnden Spannwalze mitmacht
und so die Steuerung des Bremszylinders bzw. die Betätigung der Bremse und damit
die Regelung der Spannung einer laufenden Papierbahn im richtigen Verhältnis bewirkt.
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Die Erfindung ermöglicht eine einfache und billige Bauart einer pneumatisch
gesteuerten Papierrollenspindel,brernse zum selbsttätigen Regeln derPapierbahnspannung.
Dieerforder-IicheEmpfindlichkeit der Regelvorrichtung ist gewährleistet. Dabei geschieht
das Steuern und Schalten der Bremse praktisch trägheitslos und weich arbeitend.
Selbst stark unrundePapierrollen geben zu Störungen keinen Anlaß. Die Bremswirkung
wird selbtsttätig und ununterbrochen fein geregelt.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in schematischer Darstellung
aus der Zeichnung zu ersehen, und zwar zeigen: Abb. i die Gesamtanordnung, Abb.
z und 3 einen Querschnitt und einen Längsschnitt durch den Drosselschieber des D
rossel venti 1 s.
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Die von der Papierrolle t ablaufende Papierbahn 2 umschlingt die Spannwalze
3. Die Papierrollenspindelbremse wird durch den Bremshebel q. betätigt, der am Kolben
des Bremszylinders 6 angelenkt ist. Der Kolben des Bremszylinders steht ständig
unter der Wirkung der Rückdruckfeder 7, die den Kolben in die durch den Anschlagring
8 bestimmte Endlage bei kleinstem Druckraum 9 zu drücken sucht. Die Druckluft strömt
dem Druckraum 9 des Bremszylinders durch die Leitung io zu. Zum Einstellen des dem
Bremszylinder zuzuführenden Druckes ist in der Druckluftleitung io ein Druckminder=
ventil i i angeordnet. Eine zweite an den Druckraum 9 angeschlossene Leitung 12
verbindet den Druckraum über ein zwischengeschaltetes, selbsttätig regelbares Drosselventil
13 mit der freien Atmosphäre. Das Drosselventil 13 besteht aus einem Zylinder 1q.,
in welchem ein Schieber 15 geführt ist. Der Schieber wird durch die Feder 16 gegen
den Anschlag 17 des Schwenkarmes 18 der Spannwalze 3 gedrückt. Die Innenwand des
Zylinders 14 hat eine ringförmige Aussparung i9 von kleinem Querschnitt, in die
durch eine
Bohrung der Zylinderwandung hindurch die Ablaßleitung
12 einmündet. Im Mantel des Drosselschiebers i5 ist eine in Aufsicht 'und Längsquerschnitt
keilförmige Aussparung 2o angebracht. Eine den Schieber axial durchdringende Bohrung
-i mündet an ihrem einen, radial geführten Endee in die Aussparung 2o ein, während
ihr anderes Ende in dem aus dem Sch.ieherzylinder 14 vorstehenden Teil des Schiebers
15 ins Freie mündet.
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DerDruckraumg des Bremszylinders6 steht also durch die Bohrung 21
des Drosselschiebers hindurch mit der freien Atmosphäre .in Verbindung, jedoch nur
so lange, als die Ringnut i9 und die Aussparung 2o sich überschneiden. Dabei wird
die ins Freie abfließende Luftmenge bestimmt durch .die axiale Lage des Drosselschiebers
15, d. h. je nach dein Querschnitt des Verbindungsloches 23 zwischen Ringnut i9
und Aussparung 2o. Die Breite B dieser Durchtrittsöffnung entspricht ,der Breite
der Ringnut i9, die Höhe H und ,die Tiefe ändern sich in den durch die Keilform
der Aussparung 20 gegebenen Grenzen. Dieser Durchtrittsquerschnitt 23 des Drosselventils
und die Druckluftzufuhr zum Bremszylinder 6 müssen so gewählt werden, daß in einer
Mittelstellung des Drosselschiebers Gleichgewicht besteht derart, daß die Abluftmenge
etwa der zum Druckraum 9 zugeführten Drucklüftmenge entspricht.
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Sobald sich die Spannung der laufenden Papierbahn erhöht, wird die
Spannwalze 3 entgegen der Wirkung der Feder 22 nach rechts gezogen und der Drosselschieber
15 entgegen :der Wirkung der Feder 16 in den Zylinder 1.4 geschoben. Somit vergrößert
sich der aus der Ringnut i9 zur Aussparung 20 und zur Bohrung 2i führende Durchtrsttsquerschnitt
23; es kann mehr Luft aus dem Druckraum 9 des Bremszylinders abfließen, so
claß sich der im Druckraum herrschende Überdruck vermindert und der Zylinderkolben
5 durch die Rückdruckfader 7 in Richtung des Anschlages 8 verschoben und die Papierrollenspindelbremse
entsprechend gelöst wird. Dadurch wird idie Papierrolle mehr oder weniger freigegeben,
bis die richtige Papierbahnspannung erreicht ist. Scobal.d sich eine zu geringe
Papierspannung zeigt, setzt eine Regelung in entgegengesetzter Richtung ein. Die
durch die Spannwalze 3 gebildete Schleife vergrößert sich dann unter der Einwirkung
der Feder 22. Der Drosselschieber 15 folgt der Bewegung des Anschlages 17 des Spannwalzenhebels
18. Die Durchtrittsöffnung 23 wird kleiner, so daß die Abluft durch das Drosselventil
gedrosselt wird, der Druck im Druckraum 9 des Bremszylinders steigt und durch Anziehen
der Papierrollenspindelbremse die Papierspannung wieder erhöht wird. Beim Stillstand
der Maschine befindet -sich der nutenfreie Teil des Drosselschiebermantels vor der
Ringnut i9.
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In der Druckluftleitung io werden von Hand einstellbare Nadelventile
o. dgl. vorgesehen, so daß eine sehr feine Regelung der Luftzufuhr bei sparsamem
Luftverbrauch möglich ist. Geeignetenfalls könnte auch in der Druckluftleitung io
ein selbsttätig geregeltes Drosselventil angeordnet werden.