DE10121945B4

DE10121945B4 - Vorrichtung zum Einziehen einer Materialbahn

Info

Publication number: DE10121945B4
Application number: DE10121945A
Authority: DE
Inventors: Erwin Lehrieder
Original assignee: Koenig and Bauer AG
Current assignee: Koenig and Bauer AG
Priority date: 2001-05-05
Filing date: 2001-05-05
Publication date: 2007-04-05
Anticipated expiration: 2021-05-06
Also published as: DE50211967D1; EP1386035B1; ATE390513T1; WO2002090650A2; DE10121945A1; US20040104256A1; WO2002090650A3; US7243827B2; EP1386035A2; WO2002090650B1

Abstract

Vorrichtung (08; 09; 11) zum Einziehen einer Materialbahn in eine Arbeitsmaschine (01) mit einem entlang eines Einziehweges förderbaren Einzugmittel (12), an welches die Materialbahn koppelbar ist, wobei mindestens eines der Enden an einem Spulenkörper (13) befestigt ist, welcher mittels eines Elektromotors (17) antreibbar ist, und wobei der den Spulenkörper (13) antreibende Elektromotor (17) in Abhängigkeit von beim Einziehvorgang ermittelten Messdaten regelbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Elektromotor (17) bezüglich eines am Elektromotor (12) anliegenden, vorgebbaren Momentes geregelt ist, wobei bei der Vorgabe des Momentes Informationen zum Fortschritt des Einziehens berücksichtigt sind.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Einziehen einer Materialbahn in eine Arbeitsmaschine nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Derartige Vorrichtungen werden in Druckmaschinen eingesetzt, um den Bahnanfang der Materialbahn entlang des gewünschten Einziehweges durch die Druckmaschine durchzufördern. Dies ist beispielsweise beim Einzug für eine neue Produktion, oder immer dann erforderlich, wenn während des Druckvorgangs eine Materialbahn abgerissen ist, so dass der Bahnanfang der neuen Materialbahn nicht im Wege eines fliegenden Rollenwechsels durchgezogen werden kann. Außerdem können in modernen Druckmaschinen die Druckwerke entlang unterschiedlicher Förderwege durchfahren werden, um entsprechend unterschiedliche Druckergebnisse erzielen zu können, so dass bei einer Umrüstung die neue Materialbahn entlang des entsprechenden Einziehweges eingezogen werden muss.

Aus der DE 94 15 859 U1 ist eine Vorrichtung zum Einziehen einer Warenbahn in eine Behandlungsstation bekannt, bei der das bandförmig ausgebildete Einzugmittel von einer Wickelrolle am Einlauf der Behandlungsstation auf eine Wickelrolle am Auslauf der Behandlungsstation umgespult werden kann.

Aus der DE 22 41 127 A1 ist eine Vorrichtung zum Einziehen von Materialbahnen in Rotationsdruckmaschinen bekannt, bei der das in der Art eines Federstahlbandes ausgebildete Einzugmittel entlang verschiedener Einziehwege, zwischen denen mittels Weichen umgestellt werden kann, vom Auslauf der Druckmaschine her durchgeschoben werden kann. Der Antrieb des Einzugmittels erfolgt dabei durch ein ortsfest angeordnetes Antriebsrad, das am Einzugmittel formschlüssig zum Eingriff kommt und das Einzugmittel entlang seiner gesamten Länge durch die Druckmaschine schiebt.

Die EP 0 418 903 A2 offenbart eine Vorrichtung zum Einziehen einer Materialbahn, wobei ein Einzugmittel durch einen Motor angetrieben ist, welcher in Abhängigkeit von beim Einziehvorgang ermittelten Meßdaten geregelt ist. Die Regelung erfolgt im Hinblick auf eine konstante Einziehgeschwindigkeit bzw. Drehzahl.

Durch die DE 94 09 390 U1 ist eine Vorrichtung zum Einziehen einer Materialbahn offenbart, wobei ein Einzugmittel durch einen Schrittmotor angetrieben ist. Ein bereits durch das Einzugmittel zurückgelegter Transportweg wird mittels Sensoren erfaßt.

Die DE 40 29 927 A1 offenbart eine Einrichtung zum Regeln der Bahnspannung, wobei Druckmaschinenaggregate einzeln oder in Gruppen durch mechanisch unabhängige Motoren angetrieben werden. Diese Motoren weisen eine Drehmomentenregelung auf, wobei hierzu durch entsprechende Sensoren Bahnspannungen gemessen und mit einem Sollwert verglichen werden und in Abhängigkeit vom Ergebnis ein Erregerstrom des Motors gesteuert wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Einziehen einer Materialbahn zu schaffen.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

Ein Vorteil der Erfindung liegt insbesondere darin, dass das flexibel und endlich ausgebildete Einzugmittel auf einem Spulenkörper aufgewickelt werden kann, so dass zur Speicherung des Teils des Einzugmittels, der nicht in die Druckmaschine eingeschoben ist, nur ein geringer Platzbedarf erforderlich ist.

Die Ausführung als endliches Einzugmittel, welches an einem Ende an einen Spulenkörper befestigt, und vollständig aufgewickelt werden kann, ist von großen Vorteil, dass hier im Gegensatz zu endlosen oder umspulbaren Einzugmitteln verschiedene Einzugswege über Weichen realisierbar sind.

Der Antrieb des Einzugmittels kann grundsätzlich auf beliebige Art und Weise gewährleistet werden. Nach einer bevorzugten Ausführungsform erfolgt der Antrieb des Einzugmittels durch Antrieb des Spulenkörpers, der zum Auf- beziehungsweise Abwickeln des Einzugmittels in zwei Drehrichtungen antreibbar ist. Ein separates Antriebsrad zum Antrieb des Einzugmittels kann dadurch entfallen.

Zum Antrieb des Spulenkörpers wird vorzugsweise ein regelbarer Elektromotor eingesetzt, so dass der Spulenkörper geregelt mit unterschiedlichen Rotationsgeschwindigkeiten angetrieben werden kann. Durch entsprechende Messung z. B. der Vorschubgeschwindigkeit des Einzugmittels kann dann durch Regelung des Elektromotors eine konstante Fördergeschwindigkeit oder ein vergleichbares Moment am Einzugmittel eingeregelt werden.

Zur Messung der Fördergeschwindigkeit des Einzugmittels sind prinzipiell eine Vielzahl von Sensoren denkbar. Eine besonders einfache Bauart ergibt sich, wenn der wirksame Umfang des Spulenkörpers, mit dem das Einzugmittel abgespult wird und die Rotationsgeschwindigkeit des Spulenkörpers gemessen oder als Kurve vorgegeben wird. Mit wirksamen Umfang des Spulenkörpers wird dabei der Wert verstanden, der sich aus dem Umfang des Spulenkörpers selbst und dem Umfang der darauf noch aufgewickelten Lagen des Einzugmittels ergibt. Durch Auswertung dieser beiden Messwerte kann in einfacher Weise die linear gerichtete Vorschubgeschwindigkeit des Einzugmittels festgestellt und anschließend durch entsprechende Regelung der Rotationsgeschwindigkeit des Spulenkörpers auf einen Sollwert geregelt werden. Auch eine entsprechende, in der Software als Steuerkurve hinterlegte Abhängigkeit der Solldrehzahl von der Anzahl der erfolgten Umdrehungen ist denkbar.

In dem Einzugmittel müssen beim Durchschieben durch die Druckmaschine erhebliche Druckspannungen übertragen werden, um die Reibungskräfte in den Führungen zu überwinden. Das Einzugmittel kann deshalb vorzugsweise in der Art eines Stahlbandes, insbesondere eines Federstahlbandes ausgebildet sein, da Stahlbänder eine hohe Flexibilität aufweisen und zugleich hohe Zug- beziehungsweise Druckspannungen übertragen können. Selbstverständlich ist aber auch die Nutzung von bekannten Kunststoffbändern möglich.

Um die am Einzugmittel auftretenden Reibungskräfte, die durch die Antriebseinrichtung überwunden werden müssen, nach Möglichkeit zu vermindern, kann das Einzugmittel zumindest bereichsweise mit einer reibungsvermindernden Schicht ummantelt sein. Beispielsweise ist es möglich, ein Einzugmittel aus Stahlband mit einer Kunststoffschicht zu ummanteln, um dadurch die Werkstoffeigenschaften des Stahlbandes mit hoher Zug- beziehungsweise Druckfestigkeit mit den gewünschten reibungsarmen Werkstoffeigenschaften des Kunststoffes zu kombinieren.

Eine Ausführungsform der Erfindung wird nachfolgend in der Zeichnung dargestellt und wird näher beschrieben. Es zeigt eine Druckmaschine mit einer Vorrichtung zum Einziehen einer Materialbahn in einem schematisch dargestellten Querschnitt.
In eine Arbeitsmaschine 01, z. B. eine Druckmaschine 01, zur Behandlung von Materialbahnen, z. B. von Papierbahnen, ist zwecks Einziehens eines Anfanges der Materialbahn eine Vorrichtung 08; 09; 11 zum Einziehen vorgesehen.
Die in der Zeichnung im Querschnitt dargestellte Druckmaschine 01 weist zwei Druckwerke 02; 03 und drei Rollenwechsler 04; 06; 07 auf.
Hinter dem Auslauf der Druckwerke 02; 03 sind drei Vorrichtungen 08; 09; 11 zum Einziehen einer Materialbahn in die Druckmaschine 01 angeordnet. Die Vorrichtungen 08; 09; 11 bestehen jeweils aus einem in der Art eines Federstahlbandes 12 ausgebildeten Einzugmittels 12, das auf einem rotationssymmetrisch ausgebildeten Spulenkörper 13 aufgewickelt werden kann.
In einem ersten Ausführungsbeispiel wird der Spulenkörper 13 mittels eines Motors 17, z. B. eines Elektromotors 17 (nur für den oberen Spulenkörper 13 dargestellt), insbesondere mittels eines regelbaren Wechselstrommotors 17 mit Frequenzumrichter, angetrieben. Die Regelung erfolgt in der Weise, dass mit sich änderndem Spulenradius die Drehzahl so geändert wird, dass eine nahezu zeitlich konstante Einziehgeschwindigkeit vorliegt.
Die Regelung kann in einer anderen Betriebsweise auch so erfolgen, dass der Elektromotor 17 zu jeder Zeit mit einem bestimmten, vorgebbaren Moment betrieben wird und so zu einem weitgehend konstanten Bahnzug führt. Dieses Moment kann, z. B. für kurze Einziehwege konstant, und für längere Einziehwege beispielsweise entlang einer vorgebbaren Kurve erfolgen.
Der Elektromotor 17 kann in allgemeiner Weise in Abhängigkeit von Messdaten regelbar sein, welche während des Einziehens gewonnen werden und Informationen über den Fortschritt und/oder anliegende Momente liefern.
In einem zweiten Ausführungsbeispiel (strichliert dargestellt) ist das Einzugsmittel 12 mittels eines von zwei das Einzugmittel einschließenden Walzen gebildeten Synchronantriebs 14 antreibbar. Auch der Spulenkörper weist einen Motor auf, welche jedoch nicht in der Weise wie der vorgenannte Elektromotor 17 regelbar sein muss.
Hierbei ist der Elektromotor 17 (strichliert) den Synchronantrieb 14 (strichliert) antreibend angeordnet und wird wie oben auf eine konstante Einziehgeschwindigkeit oder ein konstantes bzw. vorgebbares Moment geregelt.
Der Spulenkörper 13 weist in beiden Beispielen eine Mittelachse auf, an der das eine Ende des Einzugmittels 12 festgelegt ist. Außerdem sind an den Enden der Mittelachse seitliche Wangen vorgesehen, an denen der auf den Spulenkörper 13 aufgewickelte Teil des Einzugmittels 12 seitlich abgestützt wird.
Auch kann hinter dem Auslauf der Druckwerke 02; 03 nur eine einzige Vorrichtung 08; 09; 11 zum Einziehen angeordnet sein, wobei eine Wahl des Einzugsweges durch die Anordnung nicht dargestellter Weichen realisierbar ist.
Durch Antrieb der Spulenkörper 13 im Uhrzeigersinn können die endlichen Einzugmittel 12 von den Spulkörpern 13 abgewickelt und je nach Stellung der lediglich schematisch dargestellten Weichen 16 entlang unterschiedlicher Einziehwege durch die Druckmaschine 01 durchgeschoben werden. Das Einzugmittel 12 wird dabei von nicht dargestellten Führungsschienen geführt. Im Bereich des Einlaufes in die Druckmaschine 01 an den Rollenwechslern 04; 06 beziehungsweise 07 kann das Einzugmittel 12 mit dem Bahnanfang der jeweiligen Papierbahn gekoppelt werden, so dass die Papierbahn durch das Zurückziehen des Einzugmittels 12 entlang des gewünschten Einziehweges durch die Druckmaschine 01 durchgefördert wird.
Die Regelung des den Spulenkörper 13 antreibenden Elektromotors 17 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel, ist ebenso auf Vorrichtungen zum Einziehen anwendbar, wobei ein endliches Einzugmittel 12 von einem nicht dargestellten Spulenkörper im Bereich des bzw. der Rollenwechsler 04; 06; 07 auf einen Spulenkörper 13 hinter dem Auslauf der Druckwerke 02; 03 umgespult wird und umgekehrt.

01: Arbeitsmaschine, Druckmaschine
02: Druckwerk
03: Druckwerk
04: Rollenwechsler
05: -
06: Rollenwechsler
07: Rollenwechsler
08: Vorrichtung
09: Vorrichtung
10: -
11: Vorrichtung
12: Einzugmittel, Federstahlband
13: Spulenkörper
14: Synchronantrieb
15: -
16: Weiche
17: Motor, Elektromotor, Wechselstrommotor

Claims

Vorrichtung (08; 09; 11) zum Einziehen einer Materialbahn in eine Arbeitsmaschine (01) mit einem entlang eines Einziehweges förderbaren Einzugmittel (12), an welches die Materialbahn koppelbar ist, wobei mindestens eines der Enden an einem Spulenkörper (13) befestigt ist, welcher mittels eines Elektromotors (17) antreibbar ist, und wobei der den Spulenkörper (13) antreibende Elektromotor (17) in Abhängigkeit von beim Einziehvorgang ermittelten Messdaten regelbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Elektromotor (17) bezüglich eines am Elektromotor (12) anliegenden, vorgebbaren Momentes geregelt ist, wobei bei der Vorgabe des Momentes Informationen zum Fortschritt des Einziehens berücksichtigt sind.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Elektomotor (17) in Abhängigkeit von einem wirksamen Umfang des Spulenkörpers (13) mit einem Moment beaufschlagt ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Einzugmittel (12) flexibel und endlich ausgeführt ist, und dass an das erste Ende des Einzugmittels (12) die Materialbahn koppelbar ist und das zweite Ende des Einzugmittels (12) an einem Spulenkörper (13) befestigt und auf den Spulenkörper (13) aufwickelbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Elektromotor (17) einen Synchronantrieb (14) antreibt, welcher zwei das Einzugmittel (12) einschließende Walzen aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Elektromotor (17) als ein mittels Frequenzumrichtung geregelter Wechselstrommotor (17) ausgeführt ist.
Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Antriebsmoment des Synchronantriebs (14) im wesentlichen schlupffrei auf das Einzugmittel (12) übertragbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zur Führung des Einzugmittels (12) entlang des Einziehwegs zumindest ein Führungselement vorgesehen ist, welches das Einzugmittel (12) auf dem Einziehweg hält.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Einzugmittel (12) als Stahlband, insbesondere als Federstahlband (12), ausgebildet ist.