SE469891B - Anordning vid rullställ för synkronisering av ersättningsbanans hastighet till den avlöpandes hastighet - Google Patents

Description

15 20 25 30 35 469 891 KoRT REDoGöRELsE FÖR UPPFINNINGEN Ändamålet med uppfinningen är att erbjuda förbättringar vid en anord- ning och ett sätt av det inledningsvis angivna slaget. Detta och andra syften kan uppnås därigenom att uppfinningen kännetecknas av vad som anges i de efterföljande patentkraven.

Ytterligare kännetecken och aspekter på samt fördelar med uppfinningen framgår av följande beskrivning av en föredragen utföringsform.

KORT FIGURBESKRIVNING Den föredragna utföringsformen av uppfinningen kommer i det följande att närmare beskrivas med hänvisning till bifogade ritningsfigurer, av vilka Fig. l schematiskt illustrerar ett rullställ enligt uppfinningen och :de i anordningen ingående huvudkomponenterna, Fig. 2. utgör en toppvy av rullstället, Fig. 3 utgör en sidovy av en i anordningen ingående rullarm, och Fig 4 illustrerar det uppfinningsenliga sättet omedelbart före själva växlingen, och i figuren visas schematiskt även det för uppfinningen kännetecknande reglersystemet.

I Fig. 1 har de flesta, och i Fig. 4 vissa, av de komponenter som ingår i utrustningen endast visats schematiskt. Det skall dock inses att även i Fig 3 endast de organ som har betydelse för förståelse av uppfinningens principer har visats, medan andra detaljer har uteläm- nats för att det för uppfinningen väsentliga bättre skall framgå.

BESKRIVNING AV FÖREDRAGEN UTFÖRINGSFORM Med hänvisning först till Fig. 1 har en rullväxlare allmänt betecknats 1 och ett över rullväxlaren anordnat tryckverk betecknats 2. I tryck- verket visas ett par tryckcylindrar 3. 10 15 20 25 30 35 469 891 I rullstället 1 finns ett par första rullarmar 4 anordnade, en på vardera sidan om en första banmaterialrulle som allmänt betecknats 5, och som i det följande benämns "ny rulle". Hur de första rullarmarna 4 är konstruerade kommer att beskrivas mer i detalj med hänvisning till Fig. 3. De första rullarmarna 4 är lagrade i ett stativ 21 och är vridbart lagrade på en horisontell första axel 6 omkring ett vrid- ningscentrum 6' med hjälp av ett symboliskt visat ställdon 7, Fíg. 4, så att centrum hos den av rullarmarna 4 burna nya rullen 5 kan intaga olika positioner utmed en cirkelbåge 8. I Fig. 1 har några av rull- armarnas tänkbara positioner visats genom strecklinjer 4', 4", 4"'.

Ett par andra rullarmar 10 visas i Fig. 1 och 4 symboliskt som en strecklinje. Dessa andra armar, som inte visas i Fig. 2, har ett vridningscentrum 11 och kan vridas omkring detta centrum med hjälp av en pneumatikcylinder 12. De är avsedda för att hålla en avrullnings- rulle l3. Då denna är väsentligt lättare än den nya rullen 5 behöver de inte göras lika kraftiga som de första rullarmarna 4, men i övrigt kan de utformas på liknande sätt som dessa. Centrum för den avrullande rullens 13 centrum, då denna rulle hålls av de andra rullarmarna 10, ligger på tidigare nämnda církelbågformade linje 8. För avlämning av den så kallade slumprullen, dvs den avrullade rullen bestående av en bobin med en mindre mängd resterande banmaterial, kan rullarmarna 10 svängas ut ur stativet 21 med rullcentrum följande en cirkelbåge 9.

Ett första broms- och accelerationsorgan för bromsning och accele- ration av den nya rullen 5 har betecknats 15. Detta organ utgörs av en rem - här benämd broms/acc-rem - och kan löpa runt en remskiva l6b, vilket är fästet på en drivaxel 16, och i en bana mellan hjulet 16b, en brytrulle 17 och en sträckrulle 18. Drivaxeln 16 och rullarna 17, 18 är lagrade i ett par långsmala element på ömse sidor om broms/ acc-remmen 15, vilka element tillsammans bildar en broms/accelera- tionsarm 23, som i Fig. 1 och 4 endast visas symboliskt genom en strecklinje. I Fig. 2 visas det parti av nämnda element vilka bildar broms/acc-armen 23. Drivaxeln 16 är vidare lagrad i en ändplatta 24.

En vridaxel 19 är lagrad i stativet 21. På vridaxeln 19 är fast monterade dels broms/ acc-armen 23, dels ändplattan 24. Broms/acc- 10 15 20 25 30 35 43 O\ Vi.) CO \&> armen 23 kan vridas omkring vridaxelns 19 centrum 19' med hjälp av en pneumatíkcylinder 25.

På drivvalsens 16 ena ände är en kuggremskiva l6a fast monterad, och på vridaxelns 19 ena ände är en bredare kuggremskiva 19a roterbart lagrad på vridaxeln 19. Kuggremskivorna l6a, l6b och l9a är i övrigt lika stora, och mellan kuggremskivorna l9a och 16a finns en kuggrem 26 som fullbordar en utväxlingsfri transmission mellan kuggremskivan l9a och broms/acc-remmen 15.

En andra bromsrem 29 för bromsning av den avrullande rullen 13 kan löpa runt en drivande remskiva 30, vars drivaxel 31 är lagrad i ett par långsträckta plattelement, vilka tillsammans bildar en andra broms arm 32, som är fästad på en hylsa 28 på nämnda första axel 6 och kan vridas med nämnda hylsa omkring axelns 6 vridningscentrum 6' med hjälp av en pneumatikcylinder 33. Bromsremmen 29 löper vidare runt en brytrulle 34 och en spännrulle 35 i änden på nämnda andra bromsarm 32.

Drivaxlen 31 är lagrad i bromsarmen 32 och uppvisar i sin ena ände en kuggremskiva 36.

En likströmsmaskin har betecknats 40. Denna är av en typ som kan fungera såväl som motor som generator. Maskinen, då den fungerar som motor matas med en fältström från en kontrollenhet 73, Fig. 4. Denna innehåller likriktare och annan styrutrustning som kan vara av allmänt känt slag, exempelvis en tyristorstyrning med en fyrkvadrants ström- riktare med återmatning till nät, då maskinen fungerar som generator.

Likströmsmaskínens utgående axel uppvisar en kuggremskiva 41, som via en kuggrem 42 är kopplad till en första kuggremskiva 43 på en mellan- axel 44. På samma mellanaxel 44 finns i ena änden en andra kuggrem- skiva 45 och på en hylsa 47, som omger ett parti av den motstående delen av mellanaxeln 44, finns en tredje kuggremskiva 46. Den första kuggremskivan 43 är större än nämnda andra och tredje kuggremskiva 45, 46 och är genom en kilkoppling permanent anordnad att rotera med mellanaxeln 44. Den andra kuggremskivan 45 kan inkopplas till ingrepp med mellanaxeln 44 medelst en axíellt manövrerad in- och urkopplings- bar koppling 48. lO 15 20 25 30 35 469 891 Hylsan 47 kan medelst en koppling 50 bringas att rotera tillsammans med mellanaxeln 44 omkring dess rotationscentrum och därvid driva nämnda tredje kuggremskiva 46 som är fast monterad på hylsan 47.

Vidare finns en skivbroms 49, som snabbt kan bromsa hylsan 47 och kuggremskivan 46, då hylsan 47 är urkopplad från ingrepp med mellan- axeln 44.

En lång kuggrem 52 löper mellan nämnda andra kuggremskiva 45 på mellanaxeln 44 och kuggremskivan l9a på ledvalsen 19 i den broms/acc- arm 23 som är tillordnad den nya banmaterialrullen 5. Vidare löper en kuggrem 53 mellan den tredje kuggremskivan 46, som är anordnat på hylsan 47 på mellanaxeln 42, och en kuggremskiva 54 på hylsan 28 på den första axeln 6, och från samma kuggremskiva 54 löper en kuggrem 55 till kuggremskivan 36 på det andra bromsbandets 29 drivaxel 31.

En materialbana har betecknats 60. Denna kan exempelvis bestå av ett banmaterial av papper, kartong, plast eller av ett sammansatt mate- rial. Mellan avrullningsrullen 13 i rullstället och tryokcylindrarna 3 i tryckverket 2 passerar materialbanan 60, en knivvals 66, en press- vals 61, en ledvals 62, en pendelvals 63 och en brytvals 64. Press- valsen 61 ingår i en växlingsmekanism allmänt betecknad 65. I denna växlingsmekanism, som kan vara konventionellt utformad och vars utformning inte utgör någon del av denna uppfinning, ingår på känt sätt även en knivvals med en kniv 66. Växlingsmekanismen 65 är vridbar omkring ett vridcentrum 62'.

Pendelvalsen 63 är roterbart monterad på en pendelarm 68 av i och för sig känd konstruktion, vridbar omkring ett vridningscentrum 71. En luftcylinder 70 är anordnad att tillsammans med spänningen i material- banan 60, som påverkar pendelvalsen 63, påverka pendelarmen 67 så att denna hålls i ett visst neutralläge eller nolläge. Pendelarmens 67 avvikelse från detta nolläge registreras i en sensor 72, som i beroende av pendelarmens läge avger signaler till kontrollenheten 73 för reglering av likströmsmaskinen 40. lO 15 20 25 30 35 469 891 Arbetssättet hos den ovan beskrivna utrustningen är följande. Först skall förklaras hur rullstället l laddas med en ny rulle 5, och där- efter skall förklaras hur växlingen går till och hur den nya rullens och den avrullande rullens periferihastigheter synkroniseras, så att skarvningen av den kapade slutänden på den gamla rullen utan problem skarvas till börjänden på den nya rullen.

Det antas att ugångsläget är att den avrullande rullen 13 befinner sig i avrullningsposition och materialbanan 60 håller på att avrullas från rullen 13. Rullen 13 hålls härvid av de andra rullarmarna 10. Avrull- ningen sker genom dragning i materíalbanan 60 av tryokvalsarna 3 under bromsning av bromsbandet 29 som anpressas mot rullens 13 periferi av den andra bromsarmen 32 med hjälp av pneumatikcylindern 33. Broms- momentet överförs via kuggremmen 55, kuggremskivan 54, kuggremmen 53, kuggremskivan 46, hylsan 47, kopplingen 50, mellanaxeln 44, kuggrem- skivan 43, kuggremmen 42 och kuggremskivan 41 till likströmsmaskinen 40. Denna arbetar härvid som generator alternativt som motor (om frik- tionen > banspänningen), så att bromsmomentet resulterar i en viss elektrisk effekt som matas till nätet, alternativt tas ifrån nätet, via kontrollenheten 73, som regelerar likströmsmaskinen 40 i beroende av pendelarmens 67 utslag, så att pendelarmen 67 strävar mot det inställda nolläget genom reglering av likströmsmotorns 40 bromsverkan, alternativt drivning, på rullen 13.

Före laddning av ny rulle står rullarmarna 4 i sitt uppfällda läge.

Man kör in den nya rullen 5 på en vagn utan spindel i. Rullen positio- neras rätt i axiellt läge. De båda rullarmarna 4 fälls ned så långt, att de grenslande rullen 5 på båda sidor passerar förbi rullcentrum, vars läge bereonde på rullens 5 diameter motsvaras av någon av de mindre cirklarna i cirkelskaran 75. Spindeln 79 förs därefter in i rullcentrum, varefter rullarmarna 4 åter förs upp, så att ett par styrytor 81, 82 för spindeln så att denna kommer i kontakt med ett par klackar 76, 77 på vardera sidan, Fig. 4, varefter spindeln 79 fixeras i detta läge med hjälp av en tredje klack 78 på ett par vridbara överfall 80. Det inses att med en rullarm försedd med nämnda klackar 76, 77 och styrytor 81, 82 kravet på exakthet beträffande rullens 5 lO 15 20 25 30 35 469 891 orientering i sidled inte är särskild stor, eftersom rullen genom samverkan mellan styrytorna 81, 82, rullarna 76, 77 och spindeln 79 automatiskt centreras, då rullarmarna 4 börjar lyftas, varefter spindeln 79 och därmed rullen 5 kan fixeras i det intagna läget med hjälp av överfallen 80 och klackarna 78.

Rullarmarna 4 lyfter den nya rullen 5 till dess rörelsen automatiskt stoppar i ett övre läge, där rullens 5 periferi nått fram till den punkt 85, som motsvarar växlingsposition. Den vagn på vilken den nya rullen 5 från sidan förts in i rullstället 1, dvs genom en rent axiell rörelse, kan nu avlägsas. Under tiden fortsätter avrullningen av rullen 13 i avrullningsposition, varvid spänningen i materialbanan 60 hålls konstant med hjälp av bromsbandet 29 på det sätt som ovan beskrivits.

När rullen 13 avrullats, så att endast en mindre rest återstår, ges manuellt eller automatiskt växlingskommando. Broms/acc-armen 23 vrids härvid moturs omkring sitt vridningscentrum 19' med hjälp av pneuma- tikcylindern 25, Fig. 4, så att broms/acc-remmen 15 anbringas mot den nya rullens 5 periferi. Kopplingen 48 aktiveras - till en början under slirning för att åstadkomma en mjukstart - så att en drivlinje etab- leras mellan likströmsmaskinen 40 och broms/acc-remmen 15 via kugg- remmen 42 och den långa kuggremmen 52 via kuggremskivorna 43 och 45 på mellanaxeln 44. Efter hand börjar den nya rullen 5 att rotera. Detta medför att effekt måste tagas från den avrullande rullens 13 broms- effekt för att accelerera den nya rullen 5. Om denna effekt ej räcker, övergår likströmsmaskinen 40 från att arbeta som generator till motor.

Det är hela tiden pendelarmen 68 med inställt tryck på luftcylindern 70 som via sensorn 72 och kontrollenheten 73 styr likströmsmaksinen 40 om den skall arbeta som motor eller som generator och hur mycket effekt den skall avge eller återmata för att balansera pendelarmen i dess neutralläge och därmed hålla banspänningen konstant. Även frik- tionen i transmissioner påverkar likströmsmaskinens 40 drift.

För accelerationen av den nya rullen 5 utnyttjas sålunda dels den effekt som erhålls genom bromsningen av den avrullande rullen 13 med 10 15 20 25 30 35 469 891 hjälp av bromsremmen 29 via kuggremmarna 55 och 53, dels eventuellt den effekt som erhålls från den då som motor arbetande likströms- maskinen 40 via kuggremmen 42. Bromsremmens 29 och likströmsmaskinens/ motorns 40 drivmoment, alternativt bromsmoment, samlas i mellanaxeln 44, och från denna avges det samlade drivmomentet till broms/acc- remmen 15 via den långa kuggremmen 52. Broms/acc-remmen 15 och broms- remmen 29 är sålunda under denna fas samtidigt i ingrepp och verkar accelererande respektive bromsande mot den nya rullen 5 respektive avrullningsrullen 13 till dess den nya rullen 5 fått samma periferi- hastighet som den avrullande rullen 13.

När de båda rullarna 5 och 13 har fått samma periferihastíghet och villkoren för växling uppfyllts, träder växlingsmekanismen 65 i funktion. Växlíngsarmen med kniven 66 och pressvalsen 61 svängs från sitt övre läge medurs mot materíalbanan till växlingsläge. Pressvalsen 61 pressar den avlöpande pappersbanan mot periferin på den nya rullen 5, vars börjände preparerats på känt sätt med vidhäftningsmedel, så att skarvning sker mellan den avrullande banans slutände och börjänden på den nya rullen 5, varefter slutänden skärs av och den nya rullen 5 börjar avlindas.

Så snart materialbanan klippts av av kniven 66, kopplar kopplingen 50 ur drivlinan mellan bromsrem 29 och mellanaxeln 44 varefter restrullen i nämnda andra rullarmar 10 med hjälp av bromsen 49 snabbromsas.

Senast då kniven klippt av slutänden övergår bandet 15 från att vara accelererande till att bli bromsande, där bromsmomentet styrs av ban- spänningen och regleras genom avkänning med pendelarmen och styrning med kontrollenheten 73 och likströmsmaskinen 40, på sätt som är analogt med vad som tidigare beskrivits med hänvisning till styrningen av bromsningen av den avrullande rullen 13.

De andra rullarmarna 10 svängs nu medurs ut ur rullstället 1 med centrum följande cirkellinjen 9, varefter den av armarna 10 hållna slumprullen jämte tillhörande spindel avlägsnas, varefter armarna 10 åter förs till det i Fig 1 och 4 visade läget. När den nya rullen 5 lO 15 20 25 30 35 469 89l avrullats till en given diameter förs den genom vridning av de första rullarmarna 4, så att rullspindelns centrum följer cirkelbanan 8 till korsningen med cirkelbanan 9, där de första rullarmarna överlämnar den nya rullen till de andra rullarmarna 10. Under hela denna rörelse följer den andra broms/acc- armen 23 med genom vridning omkring sitt rotationscentrum l9', och när den nya rullen 5 intagit avrullnings- position i nämnda skärningspunkt mellan cirkelbågarna 8 och 9, då den övergår till att utgöra "ny" avrullningsrulle 13, svängs den andra bromsarmen 32 moturs genom vridning omkring det rotationscentrum 6' som är gemensamt med den första axeln 6, varefter bromsremmen 29 kommer att verka bromsande på den nya avrullningsrullen 13. I samband härmed förs den första broms/ acc-armen 23 tillbaka till sitt verti- kala utgångsläge, Fig. 1, genom vridning omkring rotationscentrum 19', varvid bromsningen av avrullningsrullen 13 helt övertas av bromsremmen 29 under reglering på det sätt som beskrivits tidigare. Kopplingen 48 frikopplar bromsremmen 15 från mellanaxeln 44. En funktíonscykel har därmed avslutats.

Sammanfattningsvis kan sägas att uppfinningen bygger på följande principer.

Som styrmedel för reglering av broms- och accelerationsorganen utnyttjas banspänningen. Spänningen avkänns av härför anordnade medel, som enligt den föredragna utföringsformen utgörs av en pendelvals på en pendelarm jämte sensor för att avkänna pendelarmens avvikelse från ett nolläge. Banspänningen är inställbar med hjälp av trycket i en luftcylinder. I stället för en pendelarm kan även användas andra avkänningsdon, exempelvis en lastcell. Nämnda spänningsavkänning reglerar effekten till eller från effektupptagande eller effekt- avgivande organ, så att spänningen i den till produktionsmaskinen inlöpande materialbanan hålls konstant. Enligt den föredragna utföringsformen utgörs nämnda effektupptagande eller avgivande organ av en likströmsmaskin som kan verka omväxlande som motor eller som generator. Man kan i princip även tänka sig att använda en asynkron- motor, varvid man istället för en strömriktare i kontrollenheten kan använda en fyrkvadrants frekvensomriktare med återmatning till nät lO 15 20 25 30 35 $> (T\ UD CO \!) ...x 10 eller annan lämplig styrenhet. Man kan även tänka sig att utnyttja en drivaxel som är gemensam för hela tryckpressen (produktionsmaskinen) via en servo som tillåter att man kan ta ut eller avge effekt till drivaxeln. Servon kan i detta fall utgöras av en av exempelvis en servomotor reglerad differentialväxel som styrs av det banspän- ningsavkännande organet, dvs av pendelarmen eller motsvarande. Oavsett typ av banspänningsavkännare och effektupptagare/effektavgivare kan sägas att banspänningsavkännaren känner av verkan av effekterna från bromsningen av rullen respektive rullarna och från accelerationen av den nya rullen respektive av andra störningar, exempelvis friktion och hastighetsändringar, så att banspänningen hålls konstant genom att det effektupptagande eller effektavgivande organet bringas att mottaga eller avge effekt.

Under växlingsförloppet används en mekanisk koppling med samma utväx- lingstal mellan bromsnings- och accelerationsorganen verkande på de båda rullarna, så att dessa håller exakt samma periferihastighet. Så snart växling skett bryts denna mekaniska förbindelse mellan rullarnas periferier via mekaniska transmissionsorgan, och den avrullade slump- rullen snabbromsas.

Typiskt för uppfinningen är även att man för accelerationen av den nya rullen dels utnyttjar det bromsmoment som erhålls från nämnda andra bromsorgan som verkar mot den avrullande rullens periferi, dels ut- nyttjar tillskottseffekt i en mängd som regleras så att banspänningen hålls konstant, varvid de båda effekterna samlas i en mellanaxel som är mekaniskt kopplad till de accelerationsorgan som direkt verkar mot den nya rullens periferi. Förenklat kan man även säga att den rulle som avrullas genom drag i materialbanan från tryckverket accelererar den nya rullen i rullstället, och om inte denna dragkraft från tryck- verket räcker till för att accelerera den nya rullen utan att höja den inställda banspänningen - vilket den normalt inte gör - tillförs nödvändigt tillskottsmoment från effektavgivande organ, vilka styrs av banspänningen, så att denna hålls konstant. *l n 10 15 20 25 30 35 is Ch \D (KD \o .ns ll Ovan har nämnts en del alternativ till vissa organ som ingår i utrust- ningen enligt den föredragna utföringsformen. Det skall inses att även andra ändringar kan utföras utan att uppfinningstanken därmed över- skrids. Istället för bromsremmar kan exempelvis användas bromsrullar och istället för kuggremmar i transmissionerna kan användas kedjor, kardanaxlar osv. Även exempelvis rullarmarna, hanteringen av rullarna vid lastningen av rullstället och vid avlägsning av slumprullen kan ges annan utformning än den som beskrivits ovan. Vad som skyddas genom patent begränsas sålunda inte av beskrivningen av den föredragna utföringsformen.

Claims (5)

10 15 20 25 30 35 469 89": 12 PATENTKRAV

1. Anordning vid rullställ för avrullning av en materialbana (60) till ett tryckverk (2) eller annan produktíonsmaskin från en avrullande rulle (13) i rullstället och för driftavbrottsfri automatisk växling till ny rulle (5) då den avrullande rullen tömts i avsedd grad, innefattande första broms- och acceleratíonsorgan (15) anordnade att kunna anbringas och verka mot den nya rullens (5) periferi för att allt efter omständigheterna bromsa eller accelerera denna rulle, andra bromsorgan (29) anordnade att kunna anbringas och verka mot den avrullande rullens (13) periferi, samt första mekaniska, tvångsvis verkande transmissionsorgan (26, 52, 53, 55) anordnade att kunna inkopplas mellan nämnda första (15) och andra (29) broms- och accelerationsorgan för att före rullväxling tillförsäkra samma periferihastighet hos den avrullande och den nya rullen, k ä n n e t e c k n a d av - åtminstone ett organ (40) för att såväl mottaga eller som avge effekt från respektive till nämnda första och/eller andra broms- och/eller accelerationsorgan. - andra mekaniska transmissionsorgan (26. 52, 6, 42 respektive 55, 53, 6, 42) mellan å ena sidan dels nämnda första broms- och accelera- tionsorgan då dessa är anbringade mot och verkar bromsande eller accelererande mot den nya rullens periferi, dels nämnda andra bromsorgan då dessa är anbringade och verkar mot den avrullande rullens periferi, och å andra sidan nämnda effektupptagande eller effektavgivande organ (40), - medel (63, 68, 72) för att avkänna spänningen i den materialbana som under bromsverkan i rullstället löper in i produktionsmaskinen, samt - medel (73) för att i beroende av nämnda avkänning reglera effekten till eller från nämnda effektupptagande eller effektavgivande organ så att spänningen i den till produktionsmaskinen inlöpande material- banan hålls konstant.

2. Anordning enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a d av att i nämnda andra mekaniska transmissionsorgan ingår en mellanaxel som, då nämnda första broms- och accelerationsorgan och nämnda andra bromsorgan är i verksamt ingrepp mot den nya rullens respektive den avrullande rullens 10 15 20 25 30 35 469 891 l3 períferi, är tvångsvis, mekaniskt förbunden dels med nämnda första broms- och acceleratíonsorgan, dels med nämnda andra bromsorgan, dels med nämnda effektupptagande eller effektavgivande organ.

3. Anordning enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a d av att nämnda första broms- och accelerationsorgan innefattar en bromsrem (15), och att medel (25) är anordnade för att kunna föra nämnda bromsrem mot och från den nya rullens periferi.

4. Anordning enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a d av att nämnda andra bromsorgan innefattar en bromsrem (29), och att medel (33) är anordnade för att föra nämnda andra bromsrem till och från den avrullande rullens periferi.

5. Anordning enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a d av att nämnda effektupptagande eller effektavgivande organ utgörs av en likströms- maskin anordnad att kunna arbeta såväl som motor som generator.