DE2344711A1

DE2344711A1 - Automatische vorrichtung fuer den rollenwechsel

Info

Publication number: DE2344711A1
Application number: DE19732344711
Authority: DE
Inventors: Bernard Kurtz
Original assignee: Ateliers de Constructions Mecaniques C&A Holweg SA
Current assignee: Ateliers de Constructions Mecaniques C&A Holweg SA
Priority date: 1972-09-08
Filing date: 1973-09-05
Publication date: 1974-04-18
Also published as: FR2199323A5

Description

Les Ateliers de Constructions MeOaniques 0. & A. HOLWEG S.A. 42, rue Jacques Kable, STRASBOURG (Bas-Rhin, Frankreich)

Automatische Vorrichtung für den Rollenwechsel

Priorität: 8.09.1972 aus der französischen Patentanmeldung Nr. 72 32339

Die vorliegende Erfindung betrifft die Vorrichtungen für Verarbeitungsmaschinen, wie Rotationsdruckmaschinen, welche mit Auf- und Abwicklungsaggregaten ausgestattet sind, die den automatischen Rollenwechsel, sowie Bahnspannungsregulierungen ermöglichen.

Die präzise Auslösung des Rollenwechsels ist erforderlich, um am Ende der abwickelnden Rolle Materialverluste nach dem Klebevorgang zu vermeiden. Wird nämlich der Augenblick der Auslösung des Klebevorganges, z.B. für den Abwickelstand schlecht gewählt, so verbleibt ein zu grosser Rollenrest, oder es tritt eine totale Abwicklung der ablaufenden Rolle ein, bevor das Aufkleben der sich abwickelnden Bahn auf die neue Rolle eintritt, was zu Zeitverlust führt.

Bei den bekannten Vorrichtungen dieser Art erfolgt die Auslösung der Rollenwechselvorgänge entweder durch das Ermitteln eines vorher bestimmten festgelegten Durchmessers der Rolle während des Auf- oder Abwickeins, mittels eines mechanischen oder elektrischen Tasters, oder durch den Vergleich der Durchlaufgeschwindigkeit der Bahn und der Rotationsgeschwindigkeit der ablaufenden Rolle, durch Einbeziehung elektrischer oder elektronischer Systeme.

Alle diese bekannten Systeme haben den Nachteil, dass sie entweder eine Einstellung der Auslösungsvorrichtung für jede Bahngeschwindigkeit und für jede Werkstoffbahndicke oder eine

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Verminderung der Bahngeschwindigkeit in der Maschine, damit sie der optimalen vorgewählten Arbeitsgeschwindigkeit der automatischen Auslösungsvorrichtung entspricht, voraussetzen.

TJm diesen Nachteilen abzuhelfen bezieht sich die Erfindung auf eine automatische Rollenwechselvorrichtung, die sicher und zuverlässig arbeitet, wie auch immer die Verhältnisse der Bahngeschwindigkeit, der Produktionsabläufe und der Bahndicke sein mögen.

Zu diesem Zwecke besteht die Vorrichtung der Erfindung aus einem elektronischen Rechner, der den Augenblick der Auslösung der Rollenwechselvbrgänge bestimmt, deren Dauer konstant ist, Diese Auslösung muss bei einem gewissen Durchmesser der ablaufenden Rolle erfolgen, der einerseits von der Bahngeschwindzj&eit und andererseits von der Dicke der Bahn abhängt.

Rechnungen haben ergeben, dass die Auslösung der Rollenwechselvorgänge stattfinden muss, wenn die Gleichung k₁ . ν ο β + r² - k₂ . v| _{= 0 (A)}

erfüllt ist.

In dieser Gleichung sind

ki und k₂ konstante Grossen für ein Abwickelaggregat einer bestimmten Konstruktion, unter respektiver Berücksichtigung der Zeit, die für die Rollenwechselvorgänge erforderlich ist, und des Teilwertes der linearen Geschwindigkeit der Bahn durch die Rotationsgeschwindigkeit der abwickelnden Rolle ο ν ist das proportionale Signal aur Ablaufgeschwindigkeit der Bahn in Meter/Minute.

Bi ist das proportionale Signal zur ^otationsgeschwindigkeit der abwickelnden Rolle.

8 ist die Bahndicke, manuell angezeigt oder direkt von einem Bahntaster angegeben.

r ist die äuseere Radius der Hülse, auf die die ablaufende Rolle gewickelt ist.

Kir.die Lösung der verschiedenen Rechenoperationen (Multiplikation, Division, Erheben in eine Potenz, usw..), verwendet man

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operationnelle elektronische Schaltungen.

Die Lösung der Gleichung (A) fordert notwendigerweise die Bestimmung des Ausdrucks k2 · ^o » ^der *·^{η der} ^^a* ^der Wert des Quadrats des Rollenradius ist. Bei Anpassung des Vorgangs der Rechenoperationen ist es ebenfalls möglich, einen wirklichen Wert der Grosse ?? (Bild des Radius der abwickelnden Rolle) zu erhalten und dieses Signal zur Steuerung aller bekannten Systeme der Bremsmomentregulierung durch die Achse der Rolle je nach dem Durchmesser der Rolle, zwecks Kontrolle der Spannung der Bahn während des Abwickeins, auszuwerten.

Die nachstehende Beschreibung bezieht sich auf spezifische Ausführungsbeispiele, erläutert unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen, wobei die Abbildungen 1, 2 und 3 schematisch drei Varianten aufzeigen, die die Lösung der Gleichung (A) gestatten.

So wie in der Abbildung 1 schematisch dargestellt, besteht der erfindungsgemässe Rechner zur Lösung der Gleichung (A) im wesentlichen aus einem ersten Rechenkanal 1, mit einer Stufe 2 für die Multiplikation und einer Stufe 5 für die Addition, aus einem zweiten Rechenkanal 7 mit zwei Operationellen Verstärkern 8 und 10, und einem Gleichheitedetektor 11.

Im Rechenkanal 1 bewirkt die Stufe 2 die Multiplikation des Koeffizienten k^ mit der Dicke s des Bandes, die durch ein elektrisches System 3 angezeigt wird, und mit der Geschwindigkeit v, die von dem elektrischen Signal eines ßeschwindigkeitsmessers 4 angegeben wird. Das so erhaltene Produkt wird dann in die

ρ Stufe 5 eingeführt,, wo es mit dem Wert r addiert wird, die das elektrische System 6 geliefert hat.

Im zweiten Rechenkanal 7, der ständig das Quadrat des Wertes des Radius der Endrolle während des Abwickeins bestimmt, nimmt der operationnelle Verstärker 8 mit einem Verstärkungskoeffizienten k₂ die vom Geschwindigkeitsmesser 4 durch den vom Geschwindigkeitsmesser 9 gelieferte Division des Wertes v, vor. Der Ausgangswert dieses Verstärkers 8 wird im zweiten operationellen Verstärker 10 ins Quadrat erhoben.

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Die beiden Ausgangswerte r2, die in den beiden Rechenkanälen

I und 7 bestimmt werden, werden ständig im Gleichheitsdetektor

II verglichen, der, wenn die beiden Werte identisch sind, die Vorgänge des Rollenwechsels auslöst·

Die Abbildung 2 zeigt schematisch eine andere Ausführungsform des erfindungsgemässen Rechners die für den Pail, wo der Wert r^,das heisst das Quadrat des äusseren Radius der Hülse, auf die die ablaufende Rolle gewickelt ist, konstant ist, Anwendung findet.

In diesem Fall lautet die Gleichung (A) :

k₅ = ν ( ^ - k_{4 β} s ) (B)

wobei kj der Wert ist, der ständig vom Rechner bestimmt wird

2 und bis auf einen konstanten Koeffizienten den Wert von r

darstellt, und k, ein konstanter Koeffizient ist, der aus den Rechenvorgängen stammte kj und k* ergeben sich aus der Division der Gleichung (A) durch den Koeffizienten k2·

Für die Lösung dieser Gleichung (B) weist der Rechner einen einzigen Rechenkanal 12 auf, in dem drei Verstärker 13, 15 und 15 die Werte von ·| , ^₂" - k^ · s und ν ( —j - k4 » s) respektive bestimmen, wogegen die Werte von ν und Ή von den Geschwindigkeitsmessern 4 und 9 bestimmt werden und der Wert von s vom elektrischen System 3 angegeben wird.

Der Vergleich des so im Rechenkanal 12 bestimmten Wertes mit dem in 16 angezeigten Wert von k^ erfolgt im Gleichheitsdetektor 17, der bei Gleichheit der beiden Werte die Rollenwechselvorgänge auslöst«

Bei einer anderen in Fig. 3 dargestellten Ausführungsform, arbeitet der Rechner so, dass er sichtbar die Werte angibt, die hinsichtlich des äusseren Durchmessers der Hülse, auf die die ablaufende Rolle aufgewickelt ist, bekannt sind, die je nach der betreffenden Arbeit unterschiedlich sein können.

In diesem Fall muss der Rechner, um die Rollenwechselvorgänge auszulösen, die folgende Gleichung lösen, die aus der Gleichung

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(A) abgeleitet ist

v.s+J--±£_e^ = O (C) *1 *1 ΈΓ

Um das Rechnen und um die praktische Ausführung des Rechners zu erleichtern, werden die verschiedenen Glieder der Gleichung (A) alle durch den konstanten Koeffizienten k-j geteilte

Wie aus der Abbildung 3 ersichtlich, umfasst der Rechner einen Rechenkanal 18 in dem die Signale ν und Ii, die aus den Geschwindigkeitsmessern 4 und 9 stammen, auf einen ersten Operationellen Verstärker 19 gegeben werden, der ein Signal ^ abgibt, das dann auf einen zweiten Verstärker 20 gegeben wird,

k2 ν

der mit einem Verstärkungskoeffizienten ·,— den Wert τ; ins

ο je·) a

Quadrat erhebt, wobei ein Wert ^r , der aus einer äusseren sichtbaren Anzeige 25 stammt, dann und zwar in einem dritten Operationellen Verstärker 21, vom Ausgangswert des Verstärkers 20 abgezogen wird.

Der Wert, der vom Rechenkanal 18 abgegeben wird, wird in einem Gleichheitsdetektor 22 mit dem Wert -s _o ν verglichen, der nach Umkehrung in einem Wechsler 24 aus der Anzeige 23 herrührt.

Selbstverständlich ist es möglich, ohne den Schutzbereich der Erfindung zu verlassen, den Rechner so zu gestalten, dass die Rechenvorgänge in einer anderen Reihenfolge stattfinden.

Der erfindungsgemässe Rechner kann ebenfalls dann herangezogen werden, wenn es die Qualität des abgewickelten Werkstoffes nützlich oder notwendig macht, die Rollenwechselvorgänge,beim Abwickeln mit einer reduzierten Geschwindigkeit Vi im Verhältnis zur ifominalgeschwindigkeit ν vorzunehmen.

In diesem Falle löst erfindungsgemäss ein erster Impuls, wenn die Gleichung für die GesehwindiQceit ν erfüllt ist, die Reduzierung der Produktionsgeschwindigkeit ν auf einen vorbestimmten Wert Vi aus, ohne dass irgendein anderer Vorgang stattfindet»

Da die Geschwindigkeit v^ geringer ist als v, muss die Auslösung

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der Rollenwechselvorgänge notwendigerweise für einen kleineren Wert des Bndrollenradius erfolgen, und erst wenn die Produktionsgeschwindigkeit den Wert v. erreicht hat und der Rechner den Impuls erteilt, der der Geschwindigkeit v. entspricht, findet die Auslösung der Operationen statt. Sobald diese Operationen zu Ende geführt sind, wird die Produktionsgeschwindigkeit automatisch auf den Wert ν zurückgeführt.

Das erfindungsgemässe Rechnersystem findet insbesondere Verwendung für den Non-Stop -Rollenwechsel beim Abwickeln, oder um alle bekannten Systeme zu steuern und zu regulieren, um der Bahn eine konstante Abwicklungsspannung zu sichern, so wie auch für den Rollenwechsel beim Aufwickeln oder um das Antriebsmoment auf der Achse der Aufwicklungsspindel auf den Durchmesser der sich bildenden Rolle einzustellen..

Die Erfindung ist selbstverständlich nicht auf die dargestellten und beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt, sondern es sind, im Rahmen des allgemeinen Erfindungsgedankens, mehrere, insbesondere in baulicher Hinsicht, unterschiedliche Losungen möglich.

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Claims

-PATBKTA If SPRUCHE-

1. Automatische Rollenwechselvorrichtung, dadurch gekennzeichnet, dass sie aus einem Rechner mit elektronischen Operationellen Schaltungen besteht, der ständig den Wert des Endradius der ablaufenden Rolle für den die Rollenwechselvorgänge stattfinden müssen, mit dem effektiven Wert des Rollenradius während des Abwickeins bestimmt und vergleicht, und der, wenn diese beiden Werte gleich sind, ein Signal abgibt, das die Rollenwechselvorgänge auslöst.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Rechner die Rollenwechselvorgängeauslöst, wenn die Gleichung

Q Vp

k. . ν . s + r - k_o -f =0

erfüllt ist, wobei

ki und kg konstante Grossen sind für einen Apparat einer bestimmten Konstruktion, unter respektiver Berücksichtigung der Zeit, die für die Rollenwechselvorgänge erforderlich ist, und des Teilwertes der linearen Geschwindigkeit der Bahn durch die Rotationsgeschwiiidigkeit der ablaufenden Rolle, ν das zur Ablaufsgeschwindigkeit der Bahn in Meter/Minute proportionale Signal, ist

If das zur Rotationsgeschwindigkeit der abwickelnden Rolle proportionale Signal, ist

s die Bahndicke, manuell angezeigt oder direkt von einem Bahntaster angegeben, ist

r der äussere Radius der Hülse, auf die die ablaufende Rolle gewickelt ist, istο

3· Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Rechner im wesentlichen aus einem ersten Rechenkanal besteht, der einerseits eine Multiplikationsstufe des Koeffizienten k·] mit der Bahndicke, angezeigt durch ein elektrisches System, und der Geschwindigkeit nach Angabe eines Geschwindigkeitsmessers, und andererseits eine Additionsstufe beinhaltet, wo dem von der Multiplikationsstufe bestimmten Wert der ins Quadrat erhobene Wert von r hinzugefügt wird, der von einem elektrischen System angegeben wird, und der aus einem zweiten

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V"

Rechenkanal stammt, der mit zwei operationeilen Verstärkern ausgerüstet ist, die ständig das Quadrat des Wertes des Endrollenradius im Verlauf des Abwickeins bestimmen, wozu ein Gleichheitsdetektor kommt, der bei Gleichheit der beiden Werte, die aus den beiden Rechenkanälen kommen, die Rollenwechselvorgänge auslöst.

Vorrichtung nach -Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Rechner die ¹^oIIenwechselvorgänge auslöst, wenn die Gleichung

erfüllt ist, in der k, der Wert ist, der ständig vom Rechner

2 bestimmt wird und bis auf einen Koeffizienten den Wert von r darstellt, und k. ein konstanter Koeffizient ist, der aus den Rechenvorgängen stammt, wobei ,sich k~ und k. aus der Division der Gleichung (A) durch den Koeffizienten kp ergeben«

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Rechner aus einem Rechenkanal besteht, der mit drei Verstärkern ausgestattet ist, die respektive die Werte von 5 , ^j - k_A · s

ν H

v^ ^v ( ~ft2 ~ k/ · s) bestimmen, wobei die Werte von v, N und s respektive von zwei Geschwindigkeitsmessern und einem elektrischen System, sowie von einem Gleichheitsdetektor, der die ■^ollenwechselvorgänge, auslöst, wenn der angezeigte Wert k~ mit dem im Rechenkanal erhaltenen Wert übereinstimmt, erhalten werden.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Rechner die Rollenwechselvorgänge auslöst wenn die Gleichung

r² k v²
*1 kl IT
erfüllt ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Rechner aus einem Rechenkanal besteht, der über einen ersten Verstärker verfügt, der ein Signal ν abgibt, einen zweiten Verstärker, der mit einem Verstärkungskoeffizienten ^²- den Wert dieses Signals ins Quadrat erhebt, und einen dritten Verstärker, der die Substraktion eines Wertes r-- vornimmt, der aus einer

JE-)

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äusseren sichtbaren Anzeige des Wertes aus dem zweiten Verstärker stammt, und aus einem Gleichheitsdetektor, der die Rollenwechselvorgänge auslöst, wenn der im dritten Verstärker erhaltene Wert gleich dem Wert - ν . s ist, der nach Umkehrung aus einer äusseren Anzeige herrührt.

8. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 7, anwendbar, auf Maschinen, bei denen der Rollenwechsel mit reduzierter Geschwindigkeit im Verhältnis zur Nominalgeschwindigkeit erfolgen muss, dadurch gekennzeichnet, dass, wenn die Gleichung für die Nominalgeschwindigkeit erfüllt ist, ein erster Impuls die Reduzierung der Geschwindigkeit auslöst, und erst wenn der Rechner den Impuls gibt, der der reduzierten vorbestimmten Geschwindigkeit entspricht, die -Auslösung der Rollenwechselvorgänge stattfindet, wobei die Produktionsgeschwindigkeit automatisch wieder auf die nominale Geschwindigkeit zurückgeführt wird, wenn die Wechselvorgänge beendet sind.

9. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 8, anwendbar auf Regulierungen der Bahnspannung an Auf- und Abwicklungsaggregaten von Rotationsverarbeitungsmaschinen.

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