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Papierrollenantrieb für Rotationsdruckmaschinen Bei Rotgtionsdruckmaschinen
bestimmt immer der Antriebsmotor für das Druck «#erk die Papiergeschwindigkeit,
während die Papierspannung abhängt von der Relativgeschwindigkeit der abwickelnden
Papierrolle zur Druckwerkgeschwindigkeit. Um eine konstante Papierspannung bei verschiedenen
Papiergeschwindigkeiten zu erzielen, muß die Papierrolle gesteuert, d. h. entweder
angetrieben oder gebremst werden, je nach den vorliegenden Betriebsbedingungen.
Zum Antrieb oder zur Bremsung verwendet man elastisch auf dem Umfang der Papierrolle
aufliegende endlose Gurte, welche über Walzen geführt sind, von denen eine mit einer
Gleichstrommaschine gekuppelt ist, welche entweder als. Motor oder als Bremsgenerator
wirken kann.
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Bekannt ist die elektrische Verbindung einer solchen Gleichstrommaschine
für Gurtwalzenantrieb oder Gurtwalzenbremsung mit einer Gleichstrommaschine, welche
mit dem Druckwerk oder dem Hauptantriebsmotor gekuppelt ist, in Leonardschaltung,
wobei die Erregerwicklungen beider Maschinen von einem Gleichstromnetz gespeist
werden. Durch Änderung der Felderregung der einen oder der anderen Maschine kann
die Papierrolle, sei es durch Bremsung oder durch Antrieb, jeweils auf Einhaltung
einer konstanten Papierspannung gesteuert werden.
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Diese bekannte Papierrollensteuerung über einen Leonardstromkreis
stellt im Betriebe eine elastische Kupplung dar, verliert aber bei geringen Drehzahlen
der Rotationsdruckmaschine ihre Steuerkraft, weil die Leonardspannung zu stark sinkt.
Man sah sich daher gezwungen, für die niederen Drehzahlbereiche, insbesondere für
den Anlauf und für das Einziehen der Papierbahn, die Papierrolle mittels der Gurtwalzen-Gleichstrommaschine
als Motor
fremdgespeist anzutreiben, indem man sie vorübergehend
an ein Gleichstromnetz anschloß und unabhängig vom Druckwerkmotor anlaufen ließ.
Das Verfahren hat aber mehrere Nachteile.
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Zunächst ist der Übergang von Fremdspeisung bei niederen Drehzahlen
auf den Leonardantrieb und damit auf die höheren Drehzahlen durch Überschaltung
der Gurtwalzenmaschine vom Gleichstromnetz auf den Leonardstromkreis notwendig,
was nur durch Stromunterbrechung möglich ist, oder, wenn Stromunterbrechung vermieden
werden soll, nur dann, wenn die Leonardspannung gleich der Netzspannung geworden
ist und eine vorübergehende leitende Überbrückung der Überschaltkontakte im Augenblick
der Umschaltung erlaubt. Ein weiterer Nachteil der bekannten Anordnung ist der,
daß während des getrennten Anlaufens der Papierrolle und des Druckwerks kein relativer
Gleichlauf der Papiergeschwindigkeiten vorhanden ist, so daß nur durch große Geschicklichkeit
des Arbeiters Papierbrüche vermieden werden können. Diese Nachteile sollen durch
die Erfindung vermieden werden.
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Eine Aufgabe der Erfindung besteht mithin darin, einen sicheren Anlauf
und einen stetigen Übergang von beliebigen niederen Drehzahlen, wie sie z. B. zum
Einziehen der Papierbahn benötigt werden, auf die höheren Betriebsdrehzahlen zu
erreichen.
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Eine zweite Aufgabe der Erfindung besteht darin, dafür zu sorgen,
daß während des Anlaufs und bei niederen Drehzahlen die Papiergeschwindigkeiten
an der ablaufenden Papierrolle der Papiergeschwindigkeit am Druckwerk angepaßt sind.
Einhaltung einer bestimmten Papierspannung ist bekanntlich bei den Einziehdrelmahlen
nicht unbedingt erforderlich.
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Die erste Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zur Erzielung
eines sicheren Anlaufs der Papierrolle und zur Erzielung eines stetigen Übergangs
von beliebigen niederen auf höhere Drehzahlen die beiden Gleichstrommaschinen durch
den Leonard--stromkreis dauernd unter sich verbunden bleiben und an eine gegebenenfalls
in ihrer Spannung wählbare Gleichstrornhilfsspanmingsquelle angeschaltet werden,
welche selbsttätig wieder abgeschaltet wird, wenn die Leonardspannung der vorn Druckwerksantrieb
angetriebenen Maschine denselben Wert erreicht hat wie die gewählte Hilfsspannung
und wenn darüber hinaus auch die Speisung der Gurtwalzenmaschine leistungsmäßig
von der Leonardmaschine übernoninien ist.
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Hierdurch wird ein stetiger Übergang der Gurtwalzenmaschine von Fremdspeisung
auf L eonardspeisung erzielt und die Abschaltung der Hilfsspannung nach Erreichen
einer für das sichere Eingreifen der Leonardspeisung notwendigen Drehzahl der Rotationsmaschine
völlig stoßfrei gewährleistet.
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Die Wirkungsweise einer erfiiidutigsgeitiä-Ben Anordnung während der
Anlauf- und Einziehperiode wird verständlicher durch ein Ausführungsbeispiel.
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In Fig. i ist i der Antriebsmotor des Druckwerks. Die beiden Gleichstrommaschinen
sind mit 2 und 3, der Leonardstromkreis mit 16, 16' bezeichnet. Die Maschine 2 wird
vom Antriebsmotor der Rotationsdruckmaschine angetrieben, die Maschine 3 treibt
die Gurtwalze d. beim Anlauf als Klotor an, kann aber auch im Betriebe als Bremsgeiicrator
wirken. 5 ist die abwickelnde Papierrolle, 6 eine Papierleitwalze, 7 die Papierbahn.
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Beide Gleichstrommaschinen werden von einem Glerchstrornnetz 15 erregt;
ihre Erregerwicklungen sind mit 9 und i i bezeichnet. Inn Erregerstromkreis der
Maschine :2 ist ein Regelwiderstand io vorgesehen; im Erregerstromkreis der Maschine
3 ist ein astatischer Widerstandsregler, z. B. ein Kohledruckregler 12, eingeschaltet.
Im Reglerspulenkreis diesesReglers 12 liegen eineGleichstromquelle 13, ein Regelwiderstand
14. und eine Kohledruckmeßdose 8, welche den der Papierspannung verhältnisgleichen
Auflagedruck der Papierleitwalze 6 mißt. Die Leitwertänderungen dieser Meßdose beeinflussen
den astatischen Widerstandsregler 12 und damit die Erregerstromstärke der Maschine
3.
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L'in von dein Gleichstromnetz 15 eine beliebige Spannung abnehmen
zu können, ist ein Spannungsteiler 26 eingebaut, an dessen Stelle z. B. auch eine
Hilfsdynamo treten könnte. Die an diesem Spannungsteiler abgegriffene Gleichstromhilfsspannung
kann über den Schalter 25 und den Anlaßregelwiclerstand 29 an die Leonardleitungen
16, 16' angeschaltet werden. Zur Einschaltung dient ein Druckknopf i9, zur Notabschaltung
ein zweiter Druckknopf 2o; beide können selbstverständlich auch vom Druckwerksteuerstand
aus über Schütze ferngesteuert werden.
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Wird i9 vorübergehend gedrückt, dann schließt die Spule 24 den Schalter
25, die Hilfsspannungsquelle wird eingeschaltet, und der in die Leonardleitungen
fließende Strom erregt das Stromschütz 27, so daß über dessen Kontakte das Hilfsschütz
28 angesteuert wird, welches den Haltestromkreis für 2-1 und 27 über die Kontakte
von 2o schließt.
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Nach Anschaltung der Hilfsspannung sind die beiden Gleichstronnnaschinen
3 und Z zunächst wie einzeln angeschlossene Motoren zu
betrachten,
die von einer gemeinsamen Spannung gespeist werden. Während die Maschine 3 als Motor
zum Anlaufen kommt, bleibt 2, im Gegensatz dazu, an die ihr aufgezwungene Drehzahl
des Rotationsmaschinenantriebs i gebunden, den sie während seines Anlaufs mehr oder
weniger, je nach der Einregelung ihrer Felderregung, motorisch unterstützt. Mit
zunehmender Drehzahl des Motors i sinkt die Stromaufnahme von Hat die Rotationsmaschine
eine gewisse Drehzahl erreicht, dann beginnt die Maschine 2 generatorisch auf -3
zu wirken und übernimmt schließlich leistungsmäßig die Speisung von 3 ganz, so daß
die Hilfsspannungsquelle keinen Strom mehr zu liefern braucht. ' Sowie aber der
Strom im Schütz 27 nahezu \7u11 geworden ist, wird der Haltestromkreis für die Schalterspule
24 unterbrochen und die Hilfsspannung selbsttätig abgeschaltet. Bei welcher Drehzahl
der 'Rotationsmaschine diese Abschaltung eintritt, hängt nur ab von der Einstellung
der Erregerströme beider Maschinen 3 und 2 und von der gewählten Hilfsspannung.
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Den astatischen Regler i2 kann man beispielsweise während der Anlaufperiode
entweder arretieren und erst nach Abschaltung der Hilfsspannung von der Kohledruckmeßdose
beeinflussen lassen, oder man kann seine Regelwirkung während des Anlaufs durch
Zerkleinern des Regelwiderstandes 1:1 auf zugfreien Papierdurchgang einstellen.
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Nach Abschaltung der Hilfsspannung, welche betriebsmäßig meist ein
wenig oberhalb der Einziehdrehzahl der Rotationsdruckmaschine erfolgt, kann die
Papierrollensteuerung auf Einhaltung eines konstanten Papierzuges mittels der Kohledruckmeßdose
einsetzen. Die Papierspannung selbst ist dabei durch Verstellen des Regelwiderstandes
14 einstellbar, weil der astatische Regler i2 nur dann regelnd eingreift, wenn die
Stromstärke in seiner Reglerspule vom Sollwert abweicht. Zur Feineinstellung dieses
Sollwertes kann ein (nicht gezeichneter) Parallelwiderstand zur Reglerspule vorgesehen
werden.
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Zur Aufrechterhaltung eines konstanten Papierzuges ist es gleichgültig,
ob man die Erregung der Maschine 3 oder die Erregung der Leonardmaschine mittels
eines astatischen Widerstandsreglers und einer Kohledruckrreßdose steuert.
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Für Betriebszustände mit lange Zeit gleichbleibender Einlaufgeschwindigkeit
des Papiers in das Druckwerk der Rotationsdruckmaschine könnte auch die Stromstärke
(Amperemeter 36) im Leonardstromkreise als ein Maß für die Papierspannung in an
sich bekannter Weise zur Steuerung der Felderregung einer der beiden Gleichstrommaschinen
dienen.
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Die zweite Aufgabe der Erfindung wird erfindungsgemäß dadurch gelöst,
daß zur Erzielung eines mit den Drehzahlen des Antriebsmotors der Rotationsdruckmaschine
verhältnisgleich synchronisierten Anlaufs und Laufs der-Papierrolle im niederen
Drehzahlbereich die durch den Leonardstromkreis unter sich verbundenen Gleichstrommaschinen,
wie bereits beschrieben, an eine Gleichstromhilfsspannung angeschaltet -werden;
wobei diese Maschinen aber zwecks Synchronisierung unter sich entweder nach Art
von Einankerumformern mit Schleifringen versehen sind, welche gegenseitig gleichsinnig
verbunden sind, oder wobei die Synchronisierung durch besondere, mit diesen Maschinen
gekuppelte und einphasig an ein Wechselstromnetz angeschaltete Ferndreher bewirkt
wird, deren Läuferschleifringe gegenseitig gleichsinnig unter sich verbunden sind.
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Der Übergang von Hilfsspeisung auf Leonardsteuerung erfolgt erfindungsgemäß
dann, wenn der Strom in den Hilfsspannungsspeiseleitungen Null geworden ist und
wenn zweitens auch der Synchronisierstrom in den Verbindungsleitungen der Schleifringe
der synchronisierten Gleichstrommaschinen oder der Ferndreher Null oder so klein
geworden ist, daß praktisch eine stoßfreie Abschaltung der Hilfsspannung möglich
ist.
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In Fig. 2 ist eine Synchronisiereinrichtung über Einankerumformerschleifringe
dargestellt. Die Bezeichnungen der Fig. i sind gleichsinnig übernommen worden. Hinzugekommen,
sind: die Schleifringverbindungsleitungen, gegebenenfalls-mit Strombegrenzungswiderständen
i7, ein Synchroni'sierschalter 22 im Zuge dieser Verbindungsleitungen und ein Stromschütz
18.
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Die Wirkungsweise ist folgende: wenn der Einschaltbefehl über den
Druckknopfkontakt 19 gegeben ist, schaltet zunächst die Spule 21 den Schalter
22 ein, dieser schließt den Kontakt 23. Über diesen Kontakt erhält dann die Spule
24 Strom und schließt den Schalter 25. Damit werden die Verbindungsleitungen 16,
16' der beiden Maschinen 2 und 3 an die Hilfsspannung 26 angeschaltet, und der einsetzende
Hilfsspannungsspeisestrom schließt das Stromschütz 27 und über dessen Kontakte das
Hilfsschütz 28, so daß der Haltestromkreis für die Spulen 21 und 24 nach dem Loslassen
des Einschaltdruckknopfs i9 geschlossen bleibt. In den Schleifringleitungen fließt
nach dem Anschluß der Hilfsspannung ein beide Maschinen winkelgetreu synchronisierender
Ausgleichsstrom, welcher auch Drehzahlgleichheit während der Anlaufperiode
erzwingt.
Wie das Schaltbild zeigt, sind die Kontakte der Stromschütze 27 und i$ parallel
geschaltet, so daß der Haltestroinkreis für den Schalter 25 und das Hilfsschütz
28 nur unterbrochen wird, wenn sowohl der Speisestrom, den die Hilfsspannung 26
liefert, im Schütz 27 als auch der Svnclironisierstrom im Schütz 18 gleichzeitig
i\Tull oder sehr klein geworden sind. Erst dann werden selbsttätig sowohl der Schalter
25 als altschließend auch, nach dem Abschalten des Hilfsschützes 28, der Schalter
22 geöffnet.
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Fig.3 zeigt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung mit Synchronisierung
durch sogenannte Ferndreher 30 und 31, welche mit den Gleichstrommaschinen
2 und 3 gekuppelt sind. Derartige Ferndreher besitzen im Ständer ein einachsiges
Wechselfeld, das von einer Einphasenwicklung oder einer passend geschalteten Drehstromwickl-ung
erzeugt wird, und im Läufer eine Drehstromwicklung. die zu Schleifringen geführt
ist. Werden beide Ständer parallel an ein Wechselstromnetz 34 angeschaltet, dann
fließt in den Verbindungsleitungen der gegenseitig gleichsinnig untereinander verbundenen
Schleifringe nur dann kein Ausgleichstrom,wenn die Läufer mit gleichen Drehzahlen
in winkelgetreuer Lage umlaufen. Auf diese Weise wird die Synchronisierung beider
Gleichstrommaschinen während der Anlaufperiode gewährleistet.
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Zur Erläuterung des Schaltbildes, das sich eng an das der Fig. 2 anschließt,
braucht nur noch gesagt zu werden, daß der Schalter 33 für den Anschluß der Ständer
der Ferndreher an das Wechselstromnetz gleichzeitig mit dem Schalter 25 der Gleichstroinhilfsspannung
geschaltet wird, wie Fig. 3 zeigt (Spule 32 parallel geschaltet zu Spule 24). Der
Schalter 33 kann natürlich auch, ähnlich wie Schalter 22 in Fig. 2, zeitlich vor
dein Schalter 25 eingeschaltet werden.
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Während der wie eine starre elektrische Kupplung wirkenden Synchronisierung
durch Ferndreher oder Einankerumformerschleifringverbindungen kann keine übermäßige
Zugspannung in der Papierbahn auftreten, so daßa Papierbrüche beim Einziehen bei
erfindungsgemäßen Papierrollenantrieben vermieden werden.