DE2256882C3

DE2256882C3 - Regelvorrichtung vor dem Einlauf in eine die Papierbahn ziehende Bearbeitungsmaschine

Info

Publication number: DE2256882C3
Application number: DE19722256882
Authority: DE
Inventors: Herbert Dipl.-Phys. Dr. 6713 Freinsheim Bonrath; Rudolf 6710 Frankenthal Wolf
Original assignee: ALBERT-FRANKENTHAL AG 6710 FRANKENTHAL
Current assignee: ALBERT-FRANKENTHAL AG 6710 FRANKENTHAL
Priority date: 1972-11-20
Filing date: 1972-11-20
Publication date: 1978-04-06
Also published as: DE2256882A1; IT999395B; DE2256882B2; CH566252A5

Description

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Die Erfindung betrifft eine Regelvorrichtung vor dem Einlauf in eine die Papierbahn ziehende Bearbeitungsmaschine, wie Rotationsdruckmaschine od. dgl., mit einer der Bearbeitungsmaschine vorgeordneten langsamer laufenden Zugwalze.

Vor dem Einlauf in das erste die Papierbahn ziehende Druckwerk einer Rotationsdruckmaschine eine langsamer laufende Zugwalze anzuordnen, ist bekannt ftc (DT-AS 10 34 657). Damit soll die mit Hilfe eines Regelgetriebes einstellbare und je nach den Erfordernissen und der Materialbeschaffenheit einmal eingestellte Nacheilung die Bahnspannung vor dem ersten Druckwerk bestimmen und unveränderlich halten, ft? Soweit die Papierbahnspannung mit der Papierbahndehnung in Zusammenhang steht, ist mit der bekannten Vorrichtung die Papierbahndehnung nicht selbsttätig

auf einen konstanten Wert regelbar, was dort auch nicht angestrebt wird.

Die Erfindung geht von der Erkenntnis aus, daß innerhalb der Papierrolle, von der die Bahn abgezogen wird der Elastizitätsmodul der Papierbahn unterschiedlich ist Beim Wickelvorgang der Rolle ist diese außen erheblich härter aufgewickelt als innen, wo beim Wickeln der Rollendurchmesser noch klein ist. Beim Abziehen der Bahn von der Rolle weisen die aus den äußeren Lagen der Papierrolle stammenden Partien einen erhöhten Elastizitätsmodul auf. Klebt man nun eine neue Rolle an das Ende einer abgelaufenen Rolle an, so kommt ein harter Anfang mit einem weichen Ende zusammen. Die bekannten Regulierungen zur \ufrechterhaltung einer gleichmäßigen Papierbahnspannung während der gesamten Produktion, die zum Halten des Registers verwendet werden, kommen durch diesen plötzlichen Wechsel des Elastizitätsmoduls außer Tritt und haben eine Menge von Makulatur zur Folge und können in Extremfällen auch ein Reißen der Bahn nicht verhindern. Beim Schneiden in Falzapparaten können unterschiedliche Elastizitätsmodule auch zu unterschiedlichen Schnittlängen führen.

Eine Regelvorrichtung für Bahn-Transportvorrichtungen, bei der Spannung und Geschwindigkeit gemessen und in einem Regler, der mit einem Rechner vergleichbar ist, ausgewertet werden, ist an sich bekannt (US-PS 33 24 363), doch dient diese nicht zur Dehnungs-, sondern zur Spannungsregelung, um dabei Verbesserungen beim Variieren, u. a. mit Vorwahl, sowie für eine hohe Ansprechgenauigkeit und -geschwindigkeit zu erhalten.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Papierbahndehnungsregelung zu schaffen, durch welche die Dehnung konstant gehalten wird.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß die Papierbahndehnung durch Verstellung der Drehzahl der Zugwalze durch einen Regler nach der Abweichung einer Regelgröße als Istwert von einem Sollwert für den gewünschten Dehnungswert geregelt wird, wobei der Istwert durch Messen der Bahnspannung und -geschwindigkeit vor der Zugwalze und der gleichen Werte nach der Zugwalze und Vergleichen des Produkts aus der Bahngeschwindigkeitsdifferenz der Meßwerte nach und vor der Zugwalze mit der Bahnspannung nach der Zugwalze im Verhältnis zu dem Produkt aus der Bahnspannungsdifferenz der Meßwerte nach und vor der Zugwalze mit der Bahngeschwindigkeit nach der Zugwalze in einem Rechner gebildet wird.

Nachdem eine direkte Messung der Papierbahndehnung ohne Paßmarken während des Maschinenlaufs nicht möglich ist, basiert die Erfindung auf einer kombinierten Messung von Bahngeschwindigkeit und -spannung an zwei nahe beieinanderliegenden Stellen der Bahn. Die Bahndehnung an der in Bahnlaufrichtung nachgeordneten Stelle läßt sich als Funktion der Bahndehnung an der vorgeordneten Stelle, den an den beiden Stellen gemessenen Bahngeschwindigkeiten und der gespannten Bahnlänge zwischen den beiden Stellen berechnen. Die ungespannte Bahnlänge zwischen den beiden Stellen ist ein geeignetes Maß für die Bahnstoffmasse. Die in einem Zeitintervall in der Abstandslänge zwischen den beiden Stellen zusätzlich zugeführte Papiermasse ergibt sich aus der Differenz der an der vorgeordneten Stelle zugeführten und der an der nachgeordneten Stelle abgeführten Masse. Damit läßt sich eine Differentialgleichung aufstellen, in der für den Fall der Konstanthaltung der Dehnung die

Abstandslänge zwischen den beiden MeQstellen entfällt. Zusammengefaßt mit dem Hookeschen Gesetz für die Dehnung als Quotient aus Spannung und Elastizitätsmodul läßt sich die erfindungsgemäße Lehre in Annäherung ableiten. Die Spannungen und die Elastizitätsmodule sind dabei wegen der möglichen unterschiedlichen Bahnbreiten auf eine bestimmte Bahnbreite zu beziehen.

In den Unteransprüchen sind von der Erfindung bevorzugte Vorrichtungsmerkmale zur Durchführung der neuen Dehnungsregelung ausgebildet.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in F i g. 1 schematisch dargestellt, F i g. 2 gibt ein Diagramm für die stationären Verhältnisse wieder, in dem sich die tatsächlichen dynamischen Verhältnisse jedoch nicht vollständig verdeutlichen lassen.

Wenn nachstehend für den Begriff »Spannung« der Buchstabe »P« benutzt wird, ist damit immer die sonst mit »o« bezeichnete mechanische Spannung gemeint.

In Fig. 1 ist die Rolle 1 in einem Rollenträger gelagert, dem eine nicht gezeichnete Selbstanklebeeinrichtung zugeordnet ist, und wird über einen Gurt 2 von einem Motor 3 angetrieben bzw. abgebremst. Die ablaufende Bahn 4 läuft über eine Walze 5 unter eine Pendelwalze 6, die ihr die Spannung P_v vermittelt, über eine Walze 7, die in ihren Lagerungen Meßdosen zum vorzugsweise elektrischen Messen der Spannung P,· besitzt und diesen Meßwert an einen Meßumformer 8 gibt Von der Walze 7 läuft die Bahn unter eine Walze 9 mit an ihrem Umfang verteilten Impulsgebern, deren Impulse pro Zeiteinheit von einem Impulszähler 10 als Geschwindigkeit V, gemessen werden. Danach wird die Bahn 4 von einer mit Gummirollen 12 zusammenarbeitenden Zugwalze 11 erfaßt. Hinter dieser wird die Bahn von dem ersten Druckwerk 16 einer Rollenrotationsdruckmaschine mit einer höheren Geschwindigkeit V₀ gezogen, und zwar unter Umleitung über eine Walze 13, die über Meßdosen in ihrer Lagerung die Spannung Po messen läßt, was von einem Meßumformer 14 erfaßt wird, und wo die Geschwindigkeit Vo mittels eines Impulszählr-s 15 gemessen wird.

Die Zugwalze 11 wird von einem Motor 17 angetrieben, der von einem Stellgerät 18 über die in einen Regler 19 eingegebene konstante Bahndehnung e soll in Verbindung mit einem Rechner 20 geregelt wird. Der Rechner 20 vergleicht die niedrigere Spannung P, und die niedrigere Geschwindigkeit V„ vor der Zugwalze 11 mit der erhöhten Spannung Pq und der erhöhten Geschwindigkeit Vo nach der Zugwalze ti und errechnet den Istwert für dit.· Dehnung als Regelgröße

für den Regler 19, der nach der Abweichung von dem ihm eingegebenen Sollwert ic für die gewünschte Bahndehnung die Verstellung y an dem Stellgerät 18 vornimmt.

Die Spannung P, vor der Zugwalze 11 ist am

ίο Steuerpult bei 21 abzulesen, die Spannung P₀ hinter der Zugwalze 11 bei 22.

In F i g. 2 ist die mit einer Abzugsgeschwindigkeit V₁, bei einem Elastizitätsmodul Ei sich einstellende Spannung Py vor der Zugwalze 11 markiert. Hinter der Zugwalze 11 ist die Einzugsgeschwindigkeit Vo ins erste Druckwerk 16 in jedem Fall höher und hat bei dem Elastizitätsmodul Ei eine erhöhte Spannung Poi zur Folge, die also um den Wert (Pa\ — P_v) höher als der Wert P_v ist

Ändert sich der Elastizitätsmodul im Laufe der Abnahme des Papierrollendurchm**ssers auf einen niedrigeren Wert Ei, dessen Verlauf mit der gestrichelten Linie dargestellt ist, so muß zum Halten der gleichen Spannung P_v — die von der Pendelwalze 6 bestimmt ist — die Geschwindigkeit vor der Zugwalze 11 auf den Wert V ,2 erhöht werden. Um hinter der Zugwalz; 11 die gleiche, in jedem Fall höhere Geschwindigkeit Vo zu erzielen, muß an der Zugwalze 11 eine Korrektur von (Vo- V_V|) nach (Vo- V&) vorgenommen werden. Die Spannung hinter der Zugwalze verringert sich auf einen Wert P02. Der Wert P₀₂ ist um den Betrag (P02-Pv) höher als der Wert P_v.

Auf der Basis der jeweiligen Kennlinien für Ei und Ej innerhalb eines Koordinatensystems mit der waagerechten Abszissenachse in Höhe P, und der lotrechten Ordinatenachse bei Vo werden zwei rechtwinklige Dreiecke eingeschlossen, von denen das auf der Kennlinie E, als Hypotenuse stehende eine Kathete mit der Länge (Vo- V„i) und eine Kathete mit der Länge (Poi - Py) und das auf der Kennlinie E? als Hypotenuse stehende eine Kathete mit der Länge (V₀- V₁?) und eine Kathete mit der Länge (P02- Py) haben. Ändert sich der Elastizitätsmodul von Ei nach E2, so ändern sich die Verhältnisse von Geschwindigkeit und Spannung — jeweils bezogen auf eine konstante Geschwindigkeit V₀ und eine von der Pendelwalze 6 für einen gegebenen Fall bestimmte Spannung P_y — im Verhältnis der vorgenannten rechtwinkligen Dreiecke.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Regelvorrichtung vor dem Einlauf in eine die Papierbahn ziehende Bearbeitungsmaschine, wie Rotationsdruckmaschine od. dgl., mit einer der Bearbeitungsmaschine vorgeordneten langsamer laufenden Zugwalze, dadurch gekennzeichnet, daß die Papierbahndehnung durch Verstellung (y)der Drehzahl (bei 18,17) der Zugwalze (11) durch einen Regler (19) nach der Abweichung einer Regelgröße (x) als Istwert von einem Sollwert (w) für den gewünschten Dehnungswert (ε soll) geregelt wird, wobei der Istwert durch Messen der Bahnspannung (Py) und -geschwindigkeit (V_v) vor der Zugwalze (11) und der gleichen Werte (P₀ bzw. V₀) nach der Zugwalze (11) und Vergleichen des Produkts aus der Bahngeschwindigkeitsdifferenz der Meßwerte nach und vor der Zugwalze (Vo — V_y) mit der Bahnsp-innung nach der Zugwalze (P₀) im Verhältnis zu dem Produkt aus der Bahnspannungsdifferenz der Meßwerte nach und vor der Zugwalze (Po - Py) mit der Bahngeschwindigkeit nach der Zugwalze (V₀) in einem Rechner (20) gebildet wird.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine einer spannungserzeugenden Pendelwalze (6) nachgeordnete Walze (7) in Meßdosen gelagert ist, deren elektrische Spannungsmeßwerte (Py) einem Meßumformer (8) zugeführt werden.

3. Vorrichfir.g nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch eine weitere der Pendelwalze (6) nachgeordnete Walze (9) mit über ihren Umfang verteilten Impulsgeber-Einrichtungen, deren Impulse durch einen angeschlossenen elektrischen Impulszähler (10) zu Geschwindigkeitsmeßwerten (V_v) umgeformt werden.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß an einer der Zugwalze (11) nachgeordneten Walze (13) sowohl Bahnspannungsals auch -geschwindigkeitsmeßfühler angeordnet sind.