EP0054697A1

EP0054697A1 - Bahnförmiges Material verarbeitende Maschine

Info

Publication number: EP0054697A1
Application number: EP81108996A
Authority: EP
Inventors: Wilhelm Dipl. Ing. Kärcher; Richard Ing. Josy
Original assignee: Albert Frankenthal AG
Current assignee: Albert Frankenthal AG
Priority date: 1980-11-26
Filing date: 1981-10-27
Publication date: 1982-06-30
Also published as: DE3044462A1; DE3044462C2

Abstract

Bei einer bahnförmiges Material verarbeitenden Maschine mit einem Rollenträger (4) für auf jeweils einem Dornpaar (9) aufnehmbare Materialrollen (3 bzw. 7), mit einem am Umfang der die Bahn (2) jeweils speisenden Materialrolle (3) zum Eingriff bringbaren, von Antriebs- auf Bremsbetrieb umschaltbaren Gurtantrieb (10) und mit einer der die Bahn (2) speisenden Materialrolle (3) zugeordneten, mittels eines den Gurtantrieb (10) auf volle Bremswirkung stellenden Impulsgebers (22 bzw. 23) aktivierbaren Schnellstoppeinrichung lassen sich dadurch besonders kurze Bremszeiten und dennoch eine schonende Materialbehandlung erreichen, daß zur Bildung der Schnellstoppeinrichtung jedem Dornpaar des Rollenträgers (4) mindestens eine fest auf dem Rollenträger installierte Zusatzbremse (13 bzw. 15) zugeordnet ist, wobei die dem jeweils die die Bahn (2) speisende Materialrolle (3) aufnehmenden Dornpaar (9) zugeordnete Zusatzbremse mittels einer beim Rollenwechsel betätigbaren Umschaltautomatik (25) mit dem Impulsgeber (22 bzw. 23) verbindbar und mittels des Impulsgebers (22 bzw. 23) gemeinsam mit dem hiervon auf vollen Bremsbetrieb stellbaren Gurtantrieb (10) aktivierbar ist und daß wenigstens eine im Bereich eines Dornpaars vorgesehene Zusatzbremse als Restrollenbremse (15) zum Abbremsen der die bei einem Rollenwechsel abzuschneidende Auslaufbahn speisenden Restrolle (7) ausgebildet ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine bahnförmiges Material verarbeitende Maschine, insbesondere eine Rollenrotations-Druckmaschine, mit einem Rollenträger für auf jeweils einem Dornpaar aufnehmbare Materialrollen, mit einem am Umfang der die Bahn jeweils speisenden Materialrolle zum Eingriff bringbaren, vorzugsweise einen steuerbaren Motor aufweisenden, von Antriebs- auf Bremsbetrieb umschaltbaren Gurtantrieb und mit einer der die Bahn speisenden Materialrolle zugeordneten, mittels eines den Gurtantrieb auf volle Bremswirkung stellenden Impulsgebers aktivierbaren Schnellstoppeinrichtung.
Bei bekannten Maschinen dieser Art erfolgt eine Schnellabbremsung der die Bahn jeweils speisenden Materialrolle ausschließlich mittels des Gurtantriebs, der normalerweise zum Beschleunigen einer neuen Rolle und zum Verhindern einer Voreilung der die Bahn speisenden Rolle dient. Die bei der Abbremsung einer derartigen Rolle auf diese zu übertragenden Bremskräfte steigen mit zunehmender Tourenzahl und fallender Bremszeit nach oben an. Beide Komponenten, nämlich Tourenzahl und Bremszeit bewegen sich jedoch bei modernen Maschinen in Richtung Bremskrafterhöhung. Beim Reißen der Papierbahn besteht bekanntlich die Gefahr, daß sich das freie Bahnende unkontrolliert auf einen Zylinder aufwickelt, was im Fachjargon als sogenannter Wickler bezeichnet wird. Bei derartigen Wicklern ergibt sich eine von der Anzahl der Wicklungen und der Papierdicke abhängige Durchmesservergrößerung des den Wickler aufnehmenden Zylinders. Bei schnell laufenden Maschinen ist jedoch die Grenze der zulässigen Durchmesservergrößerung sehr bald erreicht. Die Maschine muß daher in sehr kurzer Zeit von ihrer hohen Normaldrehzahl auf Stillstand abgebremst werden. Außerdem ist die Entfernung dicker Wickler sehr umständlich und arbeitsintensiv. Auch aus diesem Grunde ist daher eine schnelle Abbremsung erwünscht.
Zur Bewerkstelligung der gewünschten kurzen Bremszeiten könnte man sich mit einer entsprechenden Dimensionierung des auf Bremsbetrieb umschaltbaren Motors des Gurtantriebs behelfen. Beim Aufbringen der notwendigen Bremskräfte im Bereich des Umfangs der die Bahn speisenden Materialrolle besteht jedoch eine große Rißgefahr, weil die vom Gurtantrieb auf die äußerste Wicklung aufgebrachten Bremskräfte ab einer gewissen Höhe nicht mehr voll auf die hierunter liegenden Wicklungen übertragen werden können. Eine derartige Beschädigung des Bahnmaterials bereits im Bereich der Materialrolle ist jedoch unerwünscht, nicht nur im Hinblick auf den dabei sich ergebenden Makulaturanfall, sondern auch im Hinblick auf das dabei von neuem notwendig werdende Einziehen der Materialbahn in die nachfolgende Verarbeitungsmaschine.
Hiervon ausgehend ist es daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine bahnförmiges Material verarbeitende Maschine eingangs erwähnter Art mit einfachen und daher kostengünstigen Mitteln so zu verbessern, daß die die Bahn speisende Materialrolle innerhalb einer bisher nicht für möglich gehaltenen kurzen Zeitspanne ohne Bahnmaterialbeschädigungsgefahr von voller Betriebsdrehzahl auf Stillstand abgebremst werden kann.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zur Bildung der Schnellstoppeinrichtung jedem Dornpaar des Rollenträgers mindestens eine fest auf dem Rollenträger installierte Zusatzbremse zugeordnet ist, wobei die dem jeweils die die Bahn speisende Materialrolle aufnehmenden Dornpaar zugeordnete Zusatzbremse mittels einer beim Rollenwechsel betätigbaren Umschaltautomatik mit dem Impulsgeber verbindbar und mittels des Impulsgebers gemeinsam mit dem hiervon auf vollen Bremsbetrieb stellbaren Gurtantrieb aktivierbar ist, und daß wenigstens eine im Bereich eines Dornpaars vorgesehene Zusatzbremse als Restrollenbremse zum Abbremsen des die bei einem Rollenwechsel abzuschneidende Auslaufbahn speisenden Restrolle ausgebildet ist.
Hierbei wird die Gurtbremse durch eine auf einen oder beide Dorne wirkende Zusatzbremseinrichtung unterstützt. Die Gurtbremse kann daher in vorteilhafter Weise so dimensioniert werden, daß die hiervon auf den äußeren Umfang der Materialrolle übertragenen Bremskräfte auch von den darunter liegenden Papierwicklungen einwandfrei und ohne Beschädigungsgefahr übertragen werden können. Da die Gurtbremse bei Gefahr im Verzuge auf volle Bremswirkung geht, kann die Zusatzbremse in vorteilhafter Weise entsprechend schwach dimensioniert sein, was die Verwendung ein und derselben Bremse als Restrollenbremse und als Zusatzbremse ermöglicht. Die erfindungsgemäße Anordnung kommt somit für beide Zwecke mit einer Bremse pro Dornpaar aus, die bei abgearbeiteter Rolle als Restrollenbremse dient und im Falle der die Bahn speisenden Rolle als Zusatzbremse der Schnellstoppeinrichtung verwendbar ist. Da bei Notstopp auch die Gurtbremse auf volle Bremswirkung geht, kommen bei Notstopp dennoch sämtliche vorhandenen Bremsen voll zur Wirkung. Dies gewährleistet auch bei hohen Maschinengeschwindigkeiten eine Abbremsung auf Stillstand innerhalb einer sehr kurzen Zeitspanne. Sofern sich in einem derartigen Fall ein sogo Wickler aufbaut, ist sichergestellt, daß die Wicklerdicke gering bleibt. Dies wirkt sich in vorteilhafter Weise nicht nur positiv auf die Sicherheit aus, sondern auch auf die Bedienungsfreundlichkeit, da dünne Wickler wesentlich einfacher zu entfernen sind, als dicke Wickler und beim Wiederanfahren der Maschine die Materialbahn nicht vollkommen neu eingezogen werden muß, sondern lediglich von der Stelle des Wicklers an bis zum Ende der abgerissenen Bahn. Da eine Restrollenabbremsung ohnehin benötigt wird, erweist sich die Verwendung der Restrollenbremse als Zusatzbremse der Schnellstoppeinrichtung als besonders einfach. Hierdurch wird praktisch gewährleistet, daß die erfindungsgemäßen Vorteile ohne nennenswerten zusätzlichen baulichen Aufwand erreichbar sind. Die mit der Erfindung erzielbaren Vorteile sind demnach insbesondere in einer ausgezeichneten Wirtschaftlichkeit zu sehen.
Die DE-A 28 55 591 zeigt zwar eine bahnförmiges Material verarbeitende Maschine mit einem Rollenträger für auf jeweils einem Dornpaar aufnehmbare Materialrollen, von denen die die Bahn speisende Materialrolle bei Normalbetrieb mittels einer Steuerbremse und bei Gefahr im Verzuge mittels einer Schnellstoppeinrichtung abbremsbar ist, die mindestens eine mit einem der die Bahn speisenden Materialrolle aufnehmenden Dorne gekoppelte Zusatzbremse aufweist und mittels eines Impulsgebers aktivierbar ist.
Bei dieser bekannten Anordnung bleibt die Steuerbremse bei Aktivierung der Schnellstoppeinrichtung unverändert. Den eigentlichen Schnellstoppvorgang übernimmt dabei allein die Zusatzbremse. Bei Normalbetrieb ist die Steuerbremse aktiviert, bei Schnellstopp die Zusatzbremse. Die Folge davon ist, daß bei der Durchführung eines Schnellstoppvorgangs das gesamte Bremsmoment bzw. jedenfalls das über das Steuerbremsmoment hinausgehende Bremsmoment über die Zusatzbremse läuft. Es ist daher erforderlich, diese Zusatzbremse so stark zu dimensionieren, daß auch unter ungünstigen Bedingungen eine ausreichende Sicherheit gewährleistet ist. Dies führt erfahrungsgemäß zu einem hohen baulichen Aufwand und zu einem nicht unbeträchtlichen Platzbedarf.
Zusätzlich zu einer derartigen Restrollenbremse kann im Bereich jedes Dornpaares eine weitere Zusatzbremse vorgesehen sein. Sofern beide Dorne eines Dornpaares mit jeweils einer Zusatzbremse gekoppelt sind, können diese vorteilhaft so ausgelegt werden, daß etwa gleiche Bremskräfte aufgebracht werden, was einen verhältnismäßig ruhigen Lauf auch während des Abbremsvorgangs ermöglicht.
Von den fest auf den Armen des Rollenträgers installierten Zusatzbremsen können die der die Materialbahn jeweils speisenden Materialrolle jeweils zugeordneten Zusatzbremsen zweckmäßig durch ein Umschaltglied, das bei jedem Rollenwechsel die der jeweils neuen Rolle zugeordneten Zusatzbremsen scharf macht, mit dem Impulsgeber verbunden werden. Hierdurch ist sichergestellt, daß bei der Einleitung eines Schnellstoppvorgangs die zum Abbremsen der jeweils in Betrieb sich befindenden Materialrolle zuverlässig betriebsbereit sind.
Vorteilhaft kann als Impulsgeber mindestens ein im Bereich des Bahnverlaufs angeordneter Papierreißschalter und/oder mindestens ein von Hand betätigbarer Schalter vorgesehen sein. Der bzw. die Papierreißschalter, die vorzugsweise an gefährdeten Stellen angeordnet werden, ermöglichen eine automatische Einleitung des Schnellstoppvorgangs bei auftretendem Bahnriß. Der Handschalter ermöglicht zudem einen manuellen Eingriff des Bedienungspersonals bei Gefahr im Verzuge.
Nachstehend ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand einer Rollenrotations-Druckmaschine näher erläutert.
In der Zeichnung= ist bei 1 ein Druckwerk angedeutet, dem eine Papierbahn 2 kontinuierlich zugeführt wird. die Papierbahn 2 wird von einer Materialrolle 3 abgezogen, die auf einem als Ganzes mit 4 bezeichneten Rollenträger aufgenommen ist. Der Rollenträger ist mit einem zweiarmigen Drehstern 5 versehen. Am Ende jedes Arms des Drehsterns 5 ist eine Rolle der bei 3 angedeuteten Art aufnehmbar, was einen fliegenden Rollenwechsel ermöglicht. Der Anfang 6 der von einer neuen Rolle der bei 3 angedeuteten Art abgezogenen Bahn wird hierbei an die von einer abgearbeiteten Rolle der bei 7 angedeuteten Art abgezogenen Bahn 8 angeklebt, die danach hinter der Klebestelle abgeschnitten wird. Eine Situation kurz vor diesem Schnitt liegt der Zeichnung zugrunde. Zur Aufnahme der Rollen 3 bzw. 7 sind die Arme des Drehsterns 5 mit paarweise angeordneten Dornen 9 versehen, die in die Hülsen der Materialrollen eingreifen.
Die jeweils neue Rolle 3 wird mit Hilfe eines Gurtantriebs 10 aus dem Stand auf Betriebsdrehzahl beschleunigt. Der Gurtantrieb 10 besteht aus mehreren, mit Abstand nebeneinander angeordneten Gurtriemen, die über zwei Umlenkrollen geführt sind, von denen eine antriebsmäßig mit einem Motor 11 gekoppelt ist. Der Motor 11 kann zweckmäßig als Gleichstrommaschine ausgebildet sein, die leicht steuerbar und von Antriebs- auf Bremsbetrieb umschaltbar ist. Während des Normalbetriebs wird die Papierbahn 2 durch Zugwalzen 12 von der Rolle 3 abgezogen. Der geregelte Gurtantrieb 10 kann dabei diese Abzugsbewegung unterstützen oder die Rolle 3 zur Vermeidung einer unerwünschten Voreilung leicht abbremsen. Zum Abbremsen der jeweiligen Restrolle 7 findet eine fest auf den Armen des Drehsterns 5 installierte Restrollenbremse Verwendung, die weiter unten noch näher beschrieben wird.
Bei Gefahr im Verzuge, z.B. beim Reißen der Papierbahn 2, muß die die Papierbahn 2 normalerweise speisende Materialrolle 3 innerhalb kürzester Zeit bis zum Stillstand abgebremst werden. Hierzu wird der Gurtantrieb 10 auf volle Bremswirkung gestellt. Die hier den dem Gurtantrieb 10 zugeordneten Motor bildende Gleichstrommaschine kann hierzu einfach im vierten Quadranten betrieben werden. Zur Unterstützung dieser am Umfang der jeweils abzubremsenden Materialrolle 3 angreifenden Bremse ist eine im Bereich der Achse der abzubremsenden Materialrolle 3 wirksame Zusatzbremse 13 vorgesehen, die fest auf dem Rollenstern 5 installiert ist und mit einem der der jeweils abzubremsenden Materialrolle 3 zugeordneten Dorne 9 zusammenwirkt. Eine derartige Zusatzbremse 13 ist im Bereich jedes Dornpaars fest auf dem Rollenstern 5 installiert. In der Zeichnung ist die Zusatzbremse 13 einfach als Backenbremse ausgebildet, die mit Hilfe eines zugeordneten Elektromagneten 14 betätigbar ist. Eine Bremsanordnung dieser Art ist verhältnismäßig einfach und leicht steuerbar.
Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist im Bereich jedes Dornpaars des Rollensterns 5 auf der der Zusatzbremse 13 jeweils gegenüberliegenden Seite eine Restrollenbremse 15 vorgesehen, deren Funktionsweise weiter oben bereits angedeutet wurde. Zur Bildung dieser Restrollenbremse 15 kann jeweils eine mit einem zugeordneten Dorn 9 gekoppelte Induktionsbremse Verwendung finden, was eine einfache Regelung ermöglicht. Die im Bereich des die jeweils abzubremsende Materialrolle 3 aufnehmenden Arms des Rollensterns 5 installierte Restrollenbremse 15 findet im dargestellten Ausführungsbeispiel als zweite Schnellstopp-Zusatzbremse Verwendung. Bei der Durchführung eines Schnellstoppvorgangs wird daher die am Umfang der abzubremsenden Materialrolle 3 angreifende Gurtbremse durch zwei im Bereich der der Rolle 3 jeweils zugeordneten Dorne angreifende Zusatzbremsen 13 bzw. 15 unterstützt, was besonders niedrige Bremszeiten ermöglicht. Zur Gewährleistung möglichss gleicher Bremskräfte im Bereich beider Dorne der jeweils abzubremsenden Rolle sind die erste Zusatzbremse 13 und die hier als zweite Zusatzbremse verwendete Restrollenbremse 15 auf annähernd gleiche Bremsstärke ausgelegt. In Fällen, in denen eine Zusatzbremse ausreicht, kann diese, solange die jeweils zugeordnete Rolle die Bahn 2 speist, als der Gurtbremse zugeordnete Zusatzbremse und anschließend nach Schwenken des Rollensterns 5 in der in der Zeichnung unteren Stellung als Restrollenbremse betrieben werdeno
Der dem Gurtantrieb 10 zugeordnete Motor 11 und die auf dem unteren Arm des Rollensterns 5 angeordnete, als Restrollenbremse 15 betriebene Zusatzbremse werden während des Normalbetriebs in Abhängigkeit von der Bahnspannung, der Bahngeschwindigkeit und der Bahnlänge gesteuert. Hierzu sind dem Motor 11 bzw. der als Restrollenbremse 15 betriebenen Zusatzbremse jeweils azugeordnete Steuerglieder 16 zugeordnet, welche die eingegebenen, aus den Meßdaten ermittelten Signale in geeignete Steuersignale umwandeln. Der Meßwerteingang der Regelglieder 16 ist bei 17 angedeutet. Die Meßglieder und Meßwertumformer sind bei 18 anhand eines mit einer Pendelwalze zusammenwirkenden Feldpotentiometers, bei 19 anhand eines mit einer Umlenkwalze zusammenwirkenden Tachogenerators und bei 20 anhand eines mit einer nachgiebig gelagerten Umlenkwalze zusammenwirkenden Zugkraftmessers angedeutet. Den über den Meßwerteingang 17 jeweils ankommenden Meßsignalen ist der Impuls zur Auslösung des Schnellstoppvorgangs überlagerbar. Dies ist in der Zeichnung durch einen den Regelgliedern 16 jeweils zugeordneten zweiten Eingang 21 angedeutet, der mit einem Handschalter 22 und mehreren Papierreißschaltern der bei 23 angedeuteten Art verbunden ist. Die Papierreißschalter 23 sind zweckmäßig an rißgefährdeten Stellen entlang des Wegs der Papierbahn 2 angeordnet. Die Papierreißschalter 23 ermöglichen eine automatische Auslösung des Schnellstoppvorgangs. Der Handschalter 22 ermöglicht gleichzeitig einen Eingriff des Bedienungspersonals bei Gefahr im Verzuge. Selbstverständlich können auch mehrere Handschalter vorgesehen sein. Die im dargestellten Ausführungsbeispiel neben der als Restrollenbremse 15 betreibbaren Zusatzbremse vorgesehene erste Zusatzbremse 13, die ausschließlich bei Durchführung eines Schnellstoppvorgangs zu aktivieren ist, bedarf keiner Regelung und daher auch keines vorgeordneten Regelglieds. Die hier vorgesehenen Elektromagnete 14 können daher über jeweils einen zugeordneten Eingang 24 direkt von den Papierreißschaltern 23 bzw. dem Handschalter 22 angesteuert sein. Die der jeweils abzubremsenden, die Papierbahn 2 speisenden Rolle zugeordnete Zusatzbremse 13 der auf jedem Arm des Rollensterns 5 angeordneten Zusatzbremsen 13 wird dabei zweckmäßig durch eine bei 25 angedeutete Wahlautomatik scharf gemacht. Über diese Wahlautomatik 25 führt im dargestellten Ausführungsbeispiel auch der Ausgang des den als Restrollenbremsen 15 betreibbaren Zusatzbremsen zugeordneten Regelglieds 16, womit sichergestellt wird, daß einerseits bei Vorhandensein eines Schnellstoppimpulses die im Bereich des die abzubremsende Rolle 3 aufnehmenden Arms des Rollensterns 5 installierte, an sich als Restrollenbremse 15 vorgesehene Bremse als zweite Zusatzbremse in Betrieb genommen wird, und daß andererseits beim Abbremsen der Restrolle 7 mittels der auf dem die Restrolle 7 aufnehmenden Arm des Rollensterns 5 installierten Restrollenbremse 15 nicht gleichzeitig auch die auf dem die die Bahn 2 speisende Rolle 3 aufnehmenden Arm des Rollensterns 5 angeordnete Restrollenbremse 15 in Betrieb genommen wird.
Die mit Hilfe der erfindungsgemäßen Maßnahmen erzielbare doppelte, am Umfang und im Bereich der Achse der jeweils abzubremsenden Rolle stattfindende Abbremsung der die Bahn jeweils speisenden Materialrolle ermöglicht bei Durchführung eines Schnellstoppvorgangs die Einhaltung einer vergleichsweise kurzen Bremszeit. Bei Versuchen an einer Maschine mit 40 000 U/min. konnte die Bremszeit gegenüber einer einfachen, ausschließlich über den Gurtantrieb bewerkstelligten Abbremsung von 15 auf 10 Sekunden gesenkt werden, ohne daß Schäden an der Papierbahn feststellbar waren.

Claims

1) Bahnförmiges Material verarbeitende Maschine, insbesondere Rollenrotations-Druckmaschine, mit einem Rollenträger für auf jeweils einem Dornpaar aufnehmbare Materialrollen, mit einem am Umfang der die Bahn jeweils speisenden Materialrolle zum Eingriff bringbaren, vorzugsweise einen steuerbaren Motor aufweisenden, von Antriebs- auf Bremsbetrieb umschaltbaren Gurtantrieb und mit einer der die Bahn speisenden Materialrolle zugeordneten, mittels eines den Gurtantrieb auf volle Bremswirkung stellenden Impulsgebers aktivierbaren Schnellstoppeinrichtung, dadurch Gekennzeichnet, daß zur Bildung der Schnellstoppeinrichtung jedem Dornpaar des Rollenträgers (4) mindestens eine fest auf dem Rollenträger installierte Zusatzbremse (13 bzw. 15) zugeordnet ist, wobei die dem jeweils die die Bahn (2) speisende Materialrolle (3) aufnehmenden Dornpaar zugeordnete Zusatzbremse mittels einer beim Rollenwechsel betätigbaren Umschaltautomatik (25) mit dem Impulsgeber (22 bzw. 23) verbindbar und mittels des Impulsgebers (22 bzw. 23) gemeinsam mit dem hiervon auf vollen Bremsbetrieb stellbaren Gurtantrieb (10) aktivierbar ist und daß wenigstens eine im Bereich eines Dornpaars vorgesehene Zusatzbremse als Restrollenbremse (15) zum Abbremsen der die bei einem Rollenwechsel abzuschneidende Auslaufbahn speisenden Restrolle ausgebildet ist.

2) Bahnförmiges Material verarbeitende Maschine nach Anspruch 1, dadurch aekennzeichnet, daß die Zusatzbremse (13) als elektromagnetische Bremse ausgebildet ist.

3) Bahnförmiges Material verarbeitende Maschine nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich beider jeweils einer Materialrolle (3 bzw. 7) zugeordneter Dorne (9) jeweils eine Zusatzbremse (13 bzw. 15) vorgesehen isto

4) Bahnförmiges Material verarbeitende Maschine nach Anspruch 3, dadurch qekennzeichnet, daß die im Bereich beider jeweils einer Materialrolle zugeordneter Dorne vorgesehenen Zusatzbremsen (13 bzw. 15) etwa gleich stark belastbar sind.

5) Bahnförmiges Material verarbeitende Maschine nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch qekennzeichnet, daß als Impulsgeber mindestens ein im Bereich des Bahnverlaufs angeordneter Papierreißschalter (23) und/oder mindestens ein von Hand betätigbarer Schalter (22) vorgesehen ist.