DE10203692A1

DE10203692A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Feststellen von Schlupf an einer angetriebenen Walze

Info

Publication number: DE10203692A1
Application number: DE10203692A
Authority: DE
Inventors: Kevin Lauren Cote; Neil Doherty; Michael Roger Perreault; Lothar John Schroeder
Original assignee: Heidelberger Druckmaschinen AG
Current assignee: Goss International Americas LLC
Priority date: 2001-02-23
Filing date: 2002-01-31
Publication date: 2002-09-05
Also published as: US20020117068A1; US6684776B2

Abstract

Ein Verfahren zum Feststellen von Schlupf an einer angetriebenen Walze (20, 26, 32) einer Rollenrotationsdruckmaschine (10), welche mit einer weiteren Walze (24, 30, 36) einen Spalt (22, 28, 34) bildet, wobei eine Bahn (12) durch den Spalt (22, 28, 34) geführt wird, umfasst die folgenden Verfahrensschritte: Variieren der Antriebsgeschwindigkeit eines Walzenantriebs (38, 39, 40) der Walze (20, 26, 32), Überwachen einer Veränderung der Bahnspannungsdifferenz der Bahn (12) oberhalb und unterhalb des Spalts (22, 28, 34) bei der Variation der Antriebsgeschwindigkeit des Walzenantriebs (38, 39, 40), um eine Linearität und Steigung der Bahnspannungsdifferenz in Abhängigkeit von der Antriebsgeschwindigkeit des Walzenantriebs (38, 39, 40) festzustellen, und Feststellen, dass Schlupf vorliegt, falls die Bahnspannungsdifferenz nicht linear von der Antriebsgeschwindigkeit des Walzenantriebs (38, 39, 40) abhängt oder die Steigung wesentlich niedriger als eine erwartete Steigung ist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Feststellen von Schlupf an einer angetriebenen Walze in einer Rollenrotationsdruckmaschine gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1, 7, 9 und 11.

Rollenrotationsdruckmaschinen bedrucken eine fortlaufende Materialbahn, z. B. aus Papier. Die Bahn läuft durch Spalte, die von sich gegenüberliegenden Walzen gebildet werden. Die Bahn wird auf ihrem Weg von Walzen bewegt, die von jeweiligen Walzenantrieben angetrieben werden. Schlupf der angetriebenen Walzen im Verhältnis zu der Bahn kann die Leistung der Druckmaschine beeinträchtigen. Bei angetriebenen Walzen ohne Schlupf werden Bahnspannungsstörungen reduziert.

Die Bahnspannung muss innerhalb eines gewünschten Bereichs erhalten bleiben, damit ein reibungsloser Betrieb der Druckmaschine erreicht werden kann. Gleichzeitig muss die Geschwindigkeit der Bahn und somit die Drehgeschwindigkeit der Walzen ohne Schlupf relativ konstant gehalten werden, um eine gute Qualität des Druckprodukts zu gewährleisten. Die Bahnspannung auf einem Abschnitt der Bahn zwischen zwei Spalten kann eingestellt werden, indem die Geschwindigkeit des Walzenantriebs in dem in Bewegungsrichtung der Bahn nachgeordneten Spalt gesteuert wird.

Der Druckmaschinenbediener kann nicht auf eine einfache Art feststellen, ob an einer angetriebenen Walze Schlupf vorliegt oder nicht. Selbst wenn der Druckmaschinenbediener feststellt, dass eine angetriebene Walze Schlupf aufweist, kann es schwierig und zeitaufwendig sein, den Zustand ohne Schlupf der Walze wieder einzustellen, weil u. a. der Bediener vielleicht nicht leicht feststellen kann, ob an der Walze Schlupf in eine positive Richtung vorliegt, d. h. die Umfangsgeschwindigkeit der Walze größer ist als die Geschwindigkeit der Bahn, oder ob an der Walze Schlupf in eine negative Richtung vorliegt, d. h. die Umfangsgeschwindigkeit der Walze niedriger als die Geschwindigkeit der Bahn ist. Darüber hinaus kann an einer angetriebenen Walze bei einer ersten Sollgeschwindigkeit der Druckmaschine kein Schlupf vorliegen, während bei einer zweiten Sollgeschwindigkeit der Druckmaschine Schlupf vorliegt. Dieser Übergang muss den Betrieb der Druckmaschine nicht so sehr beeinträchtigen, dass ein Eingreifen des Bedieners erforderlich ist, dennoch kann der Schlupf die Dämpfung der Bahnspannungsstörungen auf ein inakzeptables Niveau reduzieren.

Die JP 11286358 beschreibt ein Schlupfbegrenzungsteuerungsverfahren für eine Walze, die ein Metallband befördert. Wenn Schlupf vorliegt, wird die Rotationsgeschwindigkeit des Motors, der die Walze antreibt, verändert, so dass sie von dem Schlupfbereich auf den Kein-Schlupfbereich umgeschaltet wird, während die Stromzufuhr für den Motor überwacht wird. Eine optimale Motorgeschwindigkeit wird auf der Grundlage der gewonnenen Daten bestimmt.

Der Erfindung liegt demgemäss die Aufgabe zu Grunde, Schlupf an einer Walze festzustellen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale der Ansprüche 1, 7, 9 und 11 gelöst.

Ein erfindungsgemäßes Verfahren zum Feststellen von Schlupf an einer angetriebenen Walze einer Rollenrotationsdruckmaschine, welche mit einer weiteren Walze einen Spalt bildet, wobei eine Bahn durch den Spalt geführt wird, umfasst die Verfahrensschritte:
Variieren der Antriebsgeschwindigkeit eines Walzenantriebs der Walze, Überwachen einer Veränderung der Bahnspannungsdifferenz der Bahn oberhalb und unterhalb des Spalts bei der Variation der Antriebsgeschwindigkeit des Walzenantriebs, um eine Linearität und Steigung der Bahnspannungsdifferenz in Abhängigkeit von der Antriebsgeschwindigkeit des Walzenantriebs festzustellen und Feststellen, dass Schlupf vorliegt, falls die Bahnspannungsdifferenz nicht linear von der Antriebsgeschwindigkeit des Walzenantriebs abhängt oder die Steigung wesentlich niedriger als eine erwartete Steigung ist.

Dabei kann die Abweichung der Steigung von der erwarteten Steigung z. B. größer als 1% oder größer als 5% oder größer als 10% sein.

Hier und im Folgenden soll mit "oberhalb des Spaltes" stromaufwärts des Spaltes bezüglich der Bahnlaufrichtung und mit "unterhalb des Spaltes" stromabwärts des Spaltes bezüglich der Bahnlaufrichtung verstanden werden.

Das erfindungsgemäße Verfahren kann des Weiteren das Feststellen, dass kein Schlupf an der angetriebenen Walze vorliegt, falls die Bahnspannungsdifferenz linear von der Geschwindigkeit des Walzenantriebs abhängt, und die Steigung im Wesentlichen der erwarteten Steigung entspricht, umfassen.

Dabei kann die Steigung z. B. in einem Bereich von +/-1% oder von +/-5% oder von +/-10% um den Wert der erwarteten Steigung liegen.

Es kann vorgesehen sein, dass die erwartete Steigung von einem angenommenen oder gemessenen Elastizitätsmodul des Materials der Bahn abhängt.

Die Variation der Antriebsgeschwindigkeit des zweiten Antriebs der Walze kann eine Vielzahl von Veränderungen der Antriebsgeschwindigkeit umfassen, wobei die Vielzahl von Veränderungen sowohl Zunahmen als auch Abnahmen der Antriebsgeschwindigkeit aufweisen kann.

In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung kann das Verfahren des Weiteren das Vergrößern eines Bahnspannungssollwertes eines Bahnspannungssteuerungssystems für die Bahn oberhalb des Spalts umfassen, um Schlupf an der angetriebenen Walze wenigstens zu verringern.

Hier und im Folgenden soll unter "wenigstens zu verringern" auch die vollständige Verhinderung oder Verringerung verstanden werden.

Darüber hinaus kann das Verfahren des Weiteren das Vergrößern eines Antriebsgeschwindigkeitsverhältnisses eines Walzenantriebssteuerungssystems des Walzenantriebs umfassen, um Schlupf an der angetriebenen Walze wenigstens zu verringern.

Es kann ebenfalls vorgesehen sein, dass das Verfahren des Weiteren das Vergrößern einer Kraft umfasst, die die angetriebene Walze und die weitere Walze gegeneinanderdrückt, um Schlupf an der angetriebenen Walze wenigstens zu verringern.

In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung kann das Verfahren des Weiteren das Bereitstellen einer Anzeigevorrichtung umfassen, um dem Bediener anzuzeigen, ob Schlupf vorliegt.

Es kann ferner vorgesehen sein, dass das Verfahren des Weiteren das Bereitstellen einer Anzeigevorrichtung umfasst, um dem Bediener die Schlupfrichtung anzuzeigen.

Das erfindungsgemäße Verfahren kann des Weiteren die Verfahrensschritte Bestimmen eines ersten Bahnspannungsbereichs für die Bahn oberhalb des Spalts, wobei die Walze in dem ersten Bahnspannungsbereich schlupffrei ist, und Steuern des Walzenantriebs, um die Spannung in der Bahn oberhalb des Spalt in dem ersten Bahnspannungsbereich zu halten, umfassen.

Des Weiteren kann das Steuern des Walzenantriebs ausgeführt werden, um die Spannung in der Bahn oberhalb des Spalts auf einem Wert in der Nähe der Mitte des ersten Bahnspannungsbereichs zu halten.

In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung kann das Verfahren des Weiteren die Verfahrensschritte Bestimmen eines Geschwindigkeitsbereichs des Walzenantriebs bei einer vorbestimmten Bahnspannungsdifferenz und Steuern des Walzenantriebs, um die Geschwindigkeit des Walzenantriebs in dem Geschwindigkeitsbereich zu erhalten, umfassen.

Es kann ferner vorgesehen sein, dass das Steuern des Walzenantriebs ausgeführt wird, um die Geschwindigkeit des Walzenantriebs bei einem Wert in der Nähe der Mitte eines Geschwindigkeitsbereichs zu erhalten.

Überdies kann die Druckmaschine des Weiteren einen zweiten Spalt umfassen, der dem ersten Spalt nachgeordnet ist, wobei der zweite Spalt eine zweite angetriebene Walze aufweist, und das Verfahren kann des Weiteren den Verfahrensschritt Steuern der zweiten angetriebenen Walze, um einen gewünschten Wert der Bahnspannungsdifferenz zu erreichen, umfassen.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung kann an der angetriebenen Walze festgestellt werden, dass kein Schlupf vorliegen, wenn die Bahnspannungsdifferenz bei einem gewünschten Wert liegt.

Das erfindungsgemäße Verfahren kann des Weiteren das Bestimmen eines Geschwindigkeitsbereichs des Walzenantriebs bei einer vorbestimmten Bahnspannungsdifferenz, wobei an der angetriebenen Walze kein Schlupf vorliegt, wenn die Geschwindigkeit des Walzenantriebs innerhalb des Geschwindigkeitsbereichs liegt, und das Steuern des Walzenantriebs, um die Geschwindigkeit des Walzenantriebs innerhalb des Geschwindigkeitsbereichs zu halten, umfassen.

Ein erfindungsgemäßes Verfahren zum Feststellen von Schlupf an einer angetriebenen Walze einer Rollenrotationsdruckmaschine, welche mit einer weiteren Walze einen Spalt bildet, wobei eine Bahn durch den Spalt geführt wird, umfasst die Verfahrensschritte Variieren der Antriebsgeschwindigkeit eines Walzenantriebs der Walze, Überwachen einer Veränderung der Bahnspannung oberhalb des Spalts bei der Variation der Antriebsgeschwindigkeit des Walzenantriebs, um eine Linearität und Steigung der Bahnspannung in Abhängigkeit von der Antriebsgeschwindigkeit des Walzenantriebs festzustellen und Feststellen, dass Schlupf vorliegt, falls die Bahnspannung nicht linear von der Antriebsgeschwindigkeit des Walzenantriebs abhängt oder die Steigung wesentlich niedriger als eine erwartete Steigung ist.

Ein erfindungsgemäßes Verfahren zum Feststellen von Schlupf an einer angetriebenen Walze einer Rollenrotationsdruckmaschine, welche mit einer weiteren Walze einen Spalt bildet, wobei eine Bahn durch den Spalt geführt wird, umfasst die Verfahrensschritte Variieren der Antriebsgeschwindigkeit eines Walzenantriebs der Walze, Überwachen einer Veränderung der Bahnspannung oberhalb des Spalts bei der Variation der Antriebsgeschwindigkeit des Walzenantriebs, um eine Linearität und Steigung des Drehmoments in Abhängigkeit von der Antriebsgeschwindigkeit des Walzenantriebs festzustellen und Feststellen, dass Schlupf vorliegt, falls das Drehmoment nicht linear von der Antriebsgeschwindigkeit des Walzenantriebs abhängt oder die Steigung wesentlich niedriger als eine erwartete Steigung ist.

Eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Feststellen von Schlupf an einer angetriebenen Walze einer Rollenrotationsdruckmaschine, welche mit einer weiteren Walze einen Spalt bildet, wobei eine Bahn durch den Spalt geführt wird, umfasst einen ersten Bahnspannungssensor, der oberhalb des Spalts angeordnet ist und ein erstes Bahnspannungssignal in Abhängigkeit von der Bahnspannung der Bahn oberhalb des Spalts ausgibt, einen zweiten Bahnspannungssensor, der unterhalb des Spalts angeordnet ist und ein zweites Bahnspannungssignal in Abhängigkeit von der Bahnspannung der Bahn unterhalb des Spalts ausgibt, einen Walzenantrieb zum Antreiben der angetriebenen Walze und einen Prozessor, der die Antriebsgeschwindigkeit des Walzenantriebs derart geringfügig variiert, dass der Prozessor aus der resultierenden Abhängigkeit der Bahnspannungsdifferenz, welche aus dem ersten und dem zweiten Bahnspannungssignal bestimmbar ist, von der Antriebsgeschwindigkeit des Walzenantriebs einen vorhandenen Schlupf feststellt.

In einer weiteren Ausführungsform kann die Vorrichtung des Weiteren eine Anzeigevorrichtung zum Bereitstellen eines Anzeigesignals für den Bediener umfassen, die basierend auf der Ausgabe von dem Prozessor anzeigt, ob Schlupf vorliegt.

Überdies kann die Vorrichtung des Weiteren ein Anzeigesignal bereitstellen, das die Schlupfrichtung angibt und/oder anzeigt.

In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung kann der Prozessor in einem Druckmaschinenbahnspannungssteuerungssystem angeordnet sein.

Es kann weiterhin vorteilhaft und vorgesehen sein, dass der Prozessor einen ersten Bahnspannungsbereich für die Bahn oberhalb des Spalts bestimmt, wobei an der angetriebenen Walze in dem ersten Bereich kein Schlupf vorliegt, und der Walzenantrieb die Spannung in der Bahn oberhalb des Spalts in dem ersten Spannungsbereich hält.

Es kann überdies vorgesehen sein, dass der Prozessor des Weiteren einen Geschwindigkeitsbereich des Walzenantriebs bestimmt, in dem kein Schlupf an der angetriebenen Walze bei einem vorbestimmten Wert der Spannungsdifferenz vorliegt und der Walzenantrieb die Geschwindigkeit des Walzenantriebs in dem schlupffreien Bahnspannungsbereich hält.

Die Erfindung wird nachfolgend mit Bezug auf die Zeichnungen anhand bevorzugter Ausführungsformen beschrieben.

In den Zeichnungen zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Feststellen von Schlupf an einer angetriebenen Walze einer Rollenrotationsdruckmaschine, die mit einer weiteren Walze einen Spalt bildet,

Fig. 2 einen Graphen, der die Bahnspannungsdifferenz über einem Spalt in einer Rollenrotationsdruckmaschine in Abhängigkeit von einer Geschwindigkeit einer Walze darstellt,

Fig. 3 eine schematische Darstellung einer weiteren Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Feststellen von Schlupf an einer angetriebenen Walze einer Rollenrotationsdruckmaschine, die mit einer weiteren Walze einen Spalt bildet.

Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zum Feststellen von Schlupf an einer angetriebenen Walze in einer Rollenrotationsdruckmaschine 10. Eine Bahn 12 wird von den angetriebenen Spalten 22, 28 und 34 in die von einem Pfeil angezeigte Bewegungsrichtung 14 geführt. Die Spalte 22, 28 und 34 werden jeweils von den Walzen 20 und 24, 26 und 30 sowie 32 und 36 gebildet. Die Spalte 22, 28 und 34 sind als schlupffreie Spalte gebildet. Die Walzen 20 und 24, 26 und 30 sowie 32 und 36 drehen sich in die Drehrichtung 27. Die Walzen 20, 26 und 32 sind schlupffreie angetriebene Walzen, die jeweils von den Walzenantrieben 38, 40 und 39 angetrieben werden. Die Walzenantriebe 38, 40 und 39 können z. B. Elektromotoren sein oder eine andere Art geeigneter Antriebe. Der obere Abschnitt 16 der Bahn wird zwischen den Spalten 22 und 28 gebildet, während der untere Abschnitt 18 der Bahn zwischen den Spalten 28 und 34 gebildet wird. Die nachfolgende Beschreibung bezieht sich auf den Spalt 28 und die dazugehörende Walze 26 sowie das Antriebselement 40, jedoch könnte eine ähnliche Beschreibung auf die Spalte 22 und 34 angewandt werden, je nach dem Aufbau der Druckmaschine 10.

Oberhalb des Spalts 28 liefert der Bahnspannungssensor 44 ein Bahnspannungssignal 45, das proportional zu der Spannung in dem oberen Abschnitt 16 der Bahn ist, an den Prozessor 50. Unterhalb des Spalts 28 liefert der Bahnspannungssensor 46 ein Bahnspannungssignal 47, das proportional zu der Spannung in dem unteren Abschnitt 18 der Bahn ist, an den Prozessor 50. Die Bahnspannungssensoren 44 und 46 können jeder z. B. ein Umwandler oder eine andere Art von Vorrichtung zum Feststellen der Spannung in einem Abschnitt der Bahn sein. Es können auch Tänzerwalzen zur Bestimmung der Bahnspannung durch Auslenkung oder Walzen mit Lagern, welche Kraftsensoren aufweisen, zur Bahnspannungsbestimmung oder -detektion vorgesehen sein. Der Prozessor 50 tauscht eine Information 42, welche Information über die Geschwindigkeit des Walzenantriebs, d. h. die Geschwindigkeit bzw. die Antriebsgeschwindigkeit der Walze, umfasst, mit dem Walzenantrieb 40 aus und schickt das Schlupfstatusanzeigesignal 62 an eine Schlupfanzeigevorrichtung 60.

Der Prozessor 50 sorgt systematisch für eine Erhöhung und/oder Verringerung der Geschwindigkeit des Walzenantriebs 40 im Verhältnis zu einer Sollgeschwindigkeit des Walzenantriebs, der einer Sollgeschwindigkeit der Druckmaschine entspricht. Das systematische Ändern der Geschwindigkeit kann z. B. in Übereinstimmung mit einem vorbestimmten Algorithmus stattfinden. Die systematischen Änderungen der Geschwindigkeit entsprechen z. B. nur geringfügigen Änderungen oder Variationen, welche keine sichtbaren Auswirkungen auf das Druckprodukt, d. h. auf die Druckqualität, haben. Unter Verwendung der Bahnspannungssensoren 44 und 46 überwacht der Prozessor 50 die Veränderung in der Bahnspannung über dem Spalt 28 entsprechend jeder Geschwindigkeitszunahme oder -abnahme des Walzenantriebs 40. Der Prozessor 50 verwendet diese Daten, um die Abhängigkeit, insbesondere die Linearität und die Steigung der Abhängigkeit der Bahnspannungsdifferenz zwischen dem oberen Abschnitt 16 der Bahn und dem unteren Abschnitt 18 der Bahn zu der Geschwindigkeit des Walzenantriebs 40 anhand bekannter mathematischer Methoden zu bestimmen. Der Prozessor 50 kann z. B. eine Mikroprozessor sein oder eine Verarbeitungsvorrichtung. Der Prozessor 50 wirkt mit dem Bahnspannungssteuerungssystem 52 zusammen. Alternativ dazu kann der Prozessor 50 in das Bahnspannungssteuerungssystem 52 integriert sein. Das Bahnspannungssteuerungssystem 52 steuert die Spannung in den Abschnitten 16 und 18 der Bahn und kann z. B. ein proportional und integral verarbeitendes Bahnspannungssteuerungselement (PI-Regler) umfassen.

Der Prozessor 50 gibt basierend auf dem festgestellten Verhältnis zwischen der Geschwindigkeit der Walze 26 und der Bahnspannungsdifferenz zwischen dem Abschnitt 16 und dem Abschnitt 18 der Bahn ein Schlupfstatusanzeigesignal 62 an die Schlupfstatusanzeigevorrichtung 60 aus. Wenn festgestellt worden ist, dass die Bahnspannungsdifferenz bei einer geeigneten Steigung linear von der Geschwindigkeit der Walze abhängt, gilt die Walze als schlupffrei und ein "Kein-Schlupf-"Signal (No Slip) wird auf der Anzeigevorrichtung 60 angezeigt, wie in Fig. 1 gezeigt. Eine geeignete Steigung des Verhältnisses der Bahnspannungsdifferenz zu der Geschwindigkeit der Walze ist eine Steigung, die nicht wesentlich kleiner ist, als eine erwartete Steigung, die auf einem gemessenen oder geschätzten Modul des Materials der Bahn 12 basiert. Wenn das festgestellte Verhältnis zwischen der Bahnspannungsdifferenz und der Geschwindigkeit der Walze nicht linear ist, gilt die Walze 26 als schlupfbehaftet bzw. in einem schlupfenden Zustand und ein "Schlupf-"Signal (Slip) wird auf der Anzeigevorrichtung 60 angezeigt, wie in Fig. 1 gezeigt. Außerdem gilt eine Walze 26 als schlupfbehaftet, wenn die festgestellte Steigung der Abhängigkeit zwischen der Bahnspannungsdifferenz und der Geschwindigkeit der Walze erheblich niedriger ist, z. B. um einen vorbestimmten Wert, als die erwartete Steigung, die auf einem gemessenen oder angenommenen Modul des Materials der Bahn 12 basiert. In diesem Fall wird ebenfalls das "Schlupf-"Signal (Slip) auf der Anzeigevorrichtung 60 angezeigt.

Bei einer Walze 26 mit Schlupf bestimmt der Prozessor 50 auch, ob der Schlupf an der Walze eine positive oder eine negative Richtung aufweist, wobei bekannte Techniken verwendet werden, die auf die Geschwindigkeits- und Bahnspannungsdaten zurückgreifen, welche während der systematischen Geschwindigkeitsveränderungen gesammelt und gegebenenfalls in einer Speichereinrichtung aufgezeichnet wurden. Die Anzeigevorrichtung 60 zeigt dementsprechend ein "+" oder ein "-" an, wie in Fig. 1 gezeigt. Wenn die Geschwindigkeit der Walze 26 an dem Spalt 28 größer als die Geschwindigkeit der Bahn 14 ist, wird angenommen, dass an der Walze Schlupf in eine positive Richtung vorliegt bzw. entsteht. Wenn die Geschwindigkeit der Walze an dem Spalt 28 niedriger als die Geschwindigkeit der Bahn 14 ist, dann wird angenommen, dass an der Walze Schlupf in eine negative Richtung vorliegt bzw. entsteht.

Fig. 2 zeigt einen Graphen, der die Bahnspannungsdifferenz (ΔT) zwischen den Bahnabschnitten über einem Spalt in einer Rollenrotationsdruckmaschine in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit (V) einer angetrieben Walze des Spalts wiedergibt. Im Bereich 54 ist die Bahnspannungsdifferenz zwischen den Bahnabschnitten linear im Verhältnis zu der Geschwindigkeit der Walze, was anzeigt, dass an der Walze im Verhältnis zu der Bahn kein Schlupf vorliegt. In dem Bereich 58 liegt an der Walze Schlupf in die positive Richtung vor, d. h. die Geschwindigkeit der Walze an dem Spalt ist größer als die Geschwindigkeit der Bahn. In dem Bereich 56 liegt an der Walze Schlupf in die negative Richtung vor, d. h. die Geschwindigkeit der Walze an dem Spalt ist geringer als die Geschwindigkeit der Bahn. Im Bezug auf Fig. 1 ist weiterhin zu erwähnen, dass der Prozessor 50 bestimmt, in welchem Bereich des Graphen die Walze 26 betrieben wird und ein entsprechendes Signal 62 für die Anzeigevorrichtung 60 erzeugt.

Wenn die Druckmaschine 10 in einem Bahnspannungssteuerungsmodus betrieben wird, in dem das Bahnspannungssteuerungssystem 52 die Bahnspannung in den Abschnitten 16 und 18 der Bahn erhält, kann der Prozessor 50 den Schlupf/Kein-Schlupf-Zustand des Spalts 26 im Verhältnis zu den Geschwindigkeitsveränderungen, die von dem Bahnspannungssteuerungssystem verursacht werden, überwachen. Wenn eine Schlupfgeschwindigkeit des Spalts erreicht ist, wird die geeignete Schlupfanzeige auf der Anzeigevorrichtung 60 wiedergegeben. Der Druckmaschinenbediener kann dann den Spannungseinstellpunkt des Spannungssteuerungssystems 52 für den oberen Abschnitt 16 der Bahn verändern, um einen Kein-Schlupf-Zustand der Walze 26 zu schaffen. In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann der Prozessor 50 so aufgebaut sein, dass er einen Kein-Schlupf-Spannungsbereich bestimmt und automatisch den Spannungseinstellpunkt automatisch in den Bereich und vorzugsweise in einen mittleren Abschnitt dieses Bereichs bewegt.

Wenn die Druckmaschine 10 in einem Geschwindigkeitssteuerungsmodus betrieben wird, in dem der Walzenantrieb 40 die Walze 26 auf einer Sollgeschwindigkeit hält, kann bei einer Schlupfanzeige der Bediener Maßnahmen ergreifen, um den Wert des Geschwindigkeitsverhältnisses des Walzenantriebs 40 zu verändern und dadurch einen Kein-Schlupf-Status der Walze zu erreichen. Geschwindigkeitsverhältnis, wie es hier verwendet wird, beschreibt einen Wert, der proportional zu einem Verhältnis der Geschwindigkeit des Antriebselements 40 ist, der benötigt wird, um eine bestimmte gewünschte Spannung in dem oberen Abschnitt der Bahn 16 zu erzeugen, zu einem Wert der Sollgeschwindigkeit der Druckmaschine 10. Alternativ dazu kann der Bediener oder ein automatischer Vorgang die Kraft erhöhen, die die Walzen 26 und 30 zusammendrückt, um einen Kein-Schlupf-Zustand herbeizuführen. In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann der Prozessor 50 so aufgebaut sein, dass er einen Bereich von Kein-Schlupf-Geschwindigkeitsverhältniswerten bestimmt und automatisch das Geschwindigkeitsverhältnis für den Walzenantrieb 40 so einstellt, dass es in dem Bereich, und vorzugsweise in einem mittleren Abschnitt des Bereich liegt.

In einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann nur der obere Bahnspannungssensor 44 ohne den unteren Bahnspannungssensor 46 verwendet werden. Der Prozessor 50 in dieser Ausführungsform überwacht die Veränderung der Bahnspannung im Bahnabschnitt 16 anstatt der Veränderung der Bahnspannung über dem Spalt 28, der von der Veränderung oder Variation der Geschwindigkeit des Antriebselements 40 der Walze abhängt. Das Feststellen, ob Schlupf vorliegt oder nicht kann in dieser Ausführungsform in ähnlicher Weise ausgeführt werden wie in der oben beschriebenen Ausführungsform, in der das Feststellen, ob Schlupf vorliegt oder nicht, durch Überwachung der Veränderung in der Bahnspannung der Materialbahn, z. B. einer Papierbahn, über dem Spalt 28 geschieht.

Fig. 3 zeigt eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, in der der Walzenantriebsdrehmomentsensor 48 das Drehmoment des Walzenantriebs 40 ermittelt und ein entsprechendes Signal 49 an den Prozessor 50 ausgibt. Der Prozessor 50 verursacht systematische Geschwindigkeitsveränderungen in dem Walzenantrieb 40, wie oben beschrieben, allerdings überwacht in dieser Ausführungsform der Prozessor 50 die entsprechenden Veränderungen in dem Drehmoment des Walzenantriebs 40. Ähnlich der oben beschriebenen Ausführungsformen, in denen die Bahnspannungswerte überwacht werden, wird angenommen, dass die Walze 26 als schlupffrei gilt und ein "Kein-Schlupf"- Signal (No Slip) wird auf der Anzeigevorrichtung 60 angezeigt, wenn festgestellt wird, dass das Drehmoment des Walzenantriebs linear von der Geschwindigkeit der Walze abhängt oder die Abhängigkeit des Drehmoments von der Walzengeschwindigkeit bzw. der Antriebsgeschwindigkeit der Walze im Wesentlichen einer erwarteten Steigung entspricht. Wenn das festgestellte Verhältnis zwischen dem Drehmoment des Walzenantriebs und der Geschwindigkeit der Walze nicht linear ist, gilt die Walze als schlupfbehaftet und eine "Schlupf"-Anzeige (Slip) wird auf der Anzeigevorrichtung 60 angezeigt.

Darüber hinaus wird angenommen, dass an der Walze Schlupf vorliegt, wenn die festgestellte Steigung der Abhängigkeit zwischen dem Drehmoment des Walzenantriebs und der Geschwindigkeit der Walze erheblich, z. B. um eine vorbestimmte Zahl niedriger ist, als die erwartete Steigung. In diesem Fall wird auch die Anzeige "Schlupf" (Slip) auf der Anzeigevorrichtung 60 wiedergegeben. Die erwartete Steigung kann auf einem gemessenen oder geschätzten Modul des Materials der Bahn 12 beruhen. Das Verhältnis bzw. die Abhängigkeit zwischen dem Drehmoment des Walzenantriebs und der Geschwindigkeit der Walze ist graphisch dargestellt ähnlich der Bahnspannungsdifferenz der Bahnabschnitte (ΔT) über dem Spalt in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit (V) der angetriebenen Walze (s. Fig. 2).

In weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsformen kann der Prozessor 50 so aufgebaut sein, dass er den Bahnspannungssollwert oder -vorgabewert für den unteren Abschnitt 18 der Bahn und/oder das Geschwindigkeitsverhältnis für den Walzenantrieb 39 bestimmt, um einen schlupffreien Zustand am Spalt 28 zu schaffen.

Liste der Bezugszeichen

10

Druckmaschine

12

Bahn

14

Bewegungsrichtung

16

,

18

Abschnitt der Bahn

22

,

28

,

34

Spalt

20

,

24

,

26

,

30

,

32

,

36

Walzen

27

Drehrichtung

38

,

39

,

40

Walzenantriebe

42

Information/Signal

44

,

46

Bahnspannungssensoren

45

Bahnspannungssignal

47

Bahnspannungssignal

48

Drehmomentsensor für den Walzenantrieb

49

Signal

50

Prozessor

52

Bahnspannungssteuerungssystem

54

Bereich

56

Bereich

58

Bereich

60

Anzeigevorrichtung

62

Anzeigesignal

Claims

1. Verfahren zum Feststellen von Schlupf an einer angetriebenen Walze (20, 26, 32) einer Rollenrotationsdruckmaschine (10), welche mit einer weiteren Walze (24, 30, 36) einen Spalt (22, 28, 34) bildet, wobei eine Bahn (12) durch den Spalt (22, 28, 34) geführt wird, und wobei das Verfahren die folgenden Verfahrensschritte umfasst:
Variieren der Antriebsgeschwindigkeit eines Walzenantriebs (38, 39, 40) der Walze (20, 26, 32);
Überwachen einer Veränderung der Bahnspannungsdifferenz der Bahn (12) oberhalb und unterhalb des Spalts (22, 28, 34) bei der Variation der Antriebsgeschwindigkeit des Walzenantriebs (38, 39, 40), um eine Linearität und Steigung der Bahnspannungsdifferenz in Abhängigkeit von der Antriebsgeschwindigkeit des Walzenantriebs (38, 39, 40) festzustellen; und
Feststellen, dass Schlupf vorliegt, falls die Bahnspannungsdifferenz nicht linear von der Antriebsgeschwindigkeit des Walzenantriebs (38, 39, 40) abhängt oder die Steigung wesentlich niedriger als eine erwartete Steigung ist.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren weiterhin das Feststellen umfasst, dass kein Schlupf an der angetriebenen Walze (20, 26, 32) vorliegt, falls die Bahnspannungsdifferenz linear von der Geschwindigkeit des Walzenantriebs (38, 39, 40) abhängt und die Steigung im Wesentlichen der erwarteten Steigung entspricht.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die erwartete Steigung von einem angenommenen oder gemessenen Elastizitätsmodul des Materials der Bahn (12) abhängt.

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren des Weiteren das Vergrößern eines Bahnspannungssollwertes eines Bahnspannungssteuerungssystems (52) für die Bahn (10) oberhalb des Spalts (22) umfasst, um Schlupf an der angetriebenen Walze (20) wenigstens zu verringern.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren des Weiteren das Vergrößern eines Antriebsgeschwindigkeitsverhältnisses eines Walzenantriebssteuerungssystems des Walzenantriebs (38, 39, 40) umfasst, um Schlupf an der angetriebenen Walze (20, 26, 32) wenigstens zu verringern.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren des Weiteren das Vergrößern einer Kraft umfasst, die die angetriebene Walze (20, 26, 32) und die weitere Walze (24, 30, 36) gegeneinanderdrückt, um Schlupf an der angetriebenen Walze (20, 26, 32) wenigstens zu verringern.

7. Verfahren zum Feststellen von Schlupf an einer angetriebenen Walze (20, 26, 32) einer Rollenrotationsdruckmaschine (10), welche mit einer weiteren Walze (24, 30, 36) einen Spalt (22, 28, 34) bildet, wobei eine Bahn (12) durch den Spalt (22, 28, 34) geführt wird, und wobei das Verfahren die folgenden Verfahrensschritte umfasst:
Variieren der Antriebsgeschwindigkeit eines Walzenantriebs (38, 39, 40) der Walze (20, 26, 32);
Überwachen einer Veränderung der Bahnspannung oberhalb des Spalts (28) bei der Variation der Antriebsgeschwindigkeit des Walzenantriebs (40), um eine Linearität und Steigung der Bahnspannung in Abhängigkeit von der Antriebsgeschwindigkeit des Walzenantriebs (38, 39, 40) festzustellen; und
Feststellen, dass Schlupf vorliegt, falls die Bahnspannung nicht linear von der Antriebsgeschwindigkeit des Walzenantriebs (38, 39, 40) abhängt oder die Steigung wesentlich niedriger als eine erwartete Steigung ist.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die erwartete Steigung von einem angenommenen oder gemessenen Elastizitätsmodul des Materials der Bahn (12) abhängt.

9. Verfahren zum Feststellen von Schlupf an einer angetriebenen Walze (20, 26, 32) einer Rollenrotationsdruckmaschine (10), welche mit einer weiteren Walze (24, 30, 36) einen Spalt (22, 28, 34) bildet, wobei eine Bahn (12) durch den Spalt (22, 28, 34) geführt wird, und wobei das Verfahren die folgenden Verfahrensschritte umfasst:
Variieren der Antriebsgeschwindigkeit eines Walzenantriebs (38, 39, 40) der Walze (20, 26, 32);
Überwachen einer Veränderung eines Drehmoments des Walzenantriebs (38, 39, 40) bei der Variation der Antriebsgeschwindigkeit des Walzenantriebs (38, 39, 40), um eine Linearität und Steigung des Drehmoments in Abhängigkeit von der Antriebsgeschwindigkeit des Walzenantriebs (38, 39, 40) festzustellen; und
Feststellen, dass Schlupf vorliegt, falls das Drehmoment nicht linear von der Antriebsgeschwindigkeit des Walzenantriebs (38, 39, 40) abhängt oder die Steigung wesentlich niedriger als eine erwartete Steigung ist.

10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die erwartete Steigung von einem angenommenen oder gemessenen Elastizitätsmodul des Materials der Bahn (12) abhängt.

11. Vorrichtung zum Feststellen von Schlupf an einer angetriebenen Walze (20, 26, 32) einer Rollenrotationsdruckmaschine (10), welche mit einer weiteren Walze (24, 30, 36) einen Spalt (22, 28, 34) bildet, wobei eine Bahn (12) durch den Spalt (22, 28, 34) geführt wird, und wobei die Vorrichtung die folgenden Elemente umfasst:
einen ersten Bahnspannungssensor (44), der oberhalb des Spalts (28) angeordnet ist und ein erstes Bahnspannungssignal (45) in Abhängigkeit von der Bahnspannung der Bahn (12) oberhalb des Spalts (28) ausgibt;
einen zweiten Bahnspannungssensor (46), der unterhalb des Spalts (28) angeordnet ist und ein zweites Bahnspannungssignal (47) in Abhängigkeit von der Bahnspannung der Bahn (12) unterhalb des Spalts (28) ausgibt;
einen Walzenantrieb (40) zum Antreiben der angetriebenen Walze (26); und
einen Prozessor (50), der die Antriebsgeschwindigkeit des Walzenantriebs (40) derart geringfügig variiert, dass der Prozessor aus der resultierenden Abhängigkeit der Bahnspannungsdifferenz, welche aus dem ersten und dem zweiten Bahnspannungssignal (45, 47) bestimmbar ist, von der Antriebsgeschwindigkeit des Walzenantriebs (40) einen vorhandenen Schlupf feststellt.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung des Weiteren eine Anzeigevorrichtung (60) zum Bereitstellen eines Anzeigesignals (62) für den Bediener umfasst, die basierend auf der Ausgabe von dem Prozessor (50) anzeigt, ob Schlupf vorliegt.

13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzeigevorrichtung (60) des Weiteren ein Anzeigesignal (62) bereitstellt, das die Schlupfrichtung anzeigt.

14. Druckmaschine, insbesondere Rollenrotationsdruckmaschine, gekennzeichnet durch eine Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 13.