-
Vorrichtung zum Regeln der Spannung einer von einer Rolle ablaufenden
Papierbahn in Rotationsdruckmaschinen Die Erfindung betrifft eine vorzugsweise an
Rotationsdruckmaschinen zum Regeln der Spannung der laufenden Papierbahn zu verwendende
Vorrichtung, bei der ein die Bahnspannung abtastendes Meßorgan, beispielsweise eine
Pendelwalze, den Antrieb der Papierrolle beeinflußt.
-
In Rotationsdruckmaschinen erfolgt der Antrieb der Papierrollen entweder
mittels auf der Rolle aufliegender Gurte oder mit Hilfe von Neben, die auf die Welle
der Aufnahmekonen für die Papierrolle einwirken.
-
Da der Spannungszustand der Bahn sich infolge stetiger Änderung des
Papierrollendurchmessers infolge von Maschinenstillständen und des gegebenenfalls
auch selbsttätig erfolgenden Papierrollenwechsels sowie auf Grund mechanischer Beanspruchungen
und klimatischer Einflüsse häufig wandert, ist es im Intern esse eines einwandfreien
Arbeitens der Maschine und des Erzeugens qualitativ guter Drucke erforderlich, Mittel
für das selbsttätige Regeln der Bahnspannung vorzusehen.
-
Zu diesem Zweck hat man Pendel- oder Tänzerwalzen verwendet, die
in einer zwischen zwei ortsfest gelagerten Walzen gebildeten Bahnschlaufe liegen.
Ihr Pendelausschlag beeinflußt elektrisch oder über ein Druckmittel das Regelgetriebe
für den Antrieb des Papierrollengurtes und/oder die auf der Konuswelle angeordneten
Bremsen bzw. ein am Rollenumfang anliegendes als Bremse wirkendes Stahlband.
-
Bei gurtlosen Antrieben wird zur Spannungsregelung auch ein regelbarer
Gleichstrommotor benutzt. Eine solche Anordnung erfordert jedoch einen erheblichen
Aufwand an Steuerungsteilen.
-
Die Gurtantriebe haben den Nachteil, daß sie unmittelbar auf das
Papier wirken und damit infolge des Schlupfes zwischen dem Gurt und der Papierrolle
leicht Papierschäden verursachen können. Bei Anordnung der Papierrollen auf Drehsternen
mit gegebenenfalls selbsttätigen Anklebevorrichtungen ist ein ziemlicher Aufwand
für das zum Regeln der Geschwindigkeit des Antriebsgurtes notwendige stufen lose
Getriebe erforderlich. Außerdem muß der Gurts antrieb beim Rollenwechsel aus dem
Schwenkbereich der auf dem Drehstern gelagerten Papierrollen gebracht und dann auf
die neue Rolle aufgelegt werden.
-
Die anschließend erfolgende kurzzeitige Beschleunigung der letzteren
verursacht erneut Spannungsänderungen der Papierbahn und wirkt sich damit nachteilig
auf das Register der Drucke aus.
-
Ferner hat man an Aufwickelvorrichtungen für Bänder, Drähte oder
Bahnen, die einer Wickelrolle bei stetig wachsendem Durchmesser mit stets konstanter
Zugspannung zugeführt werden sollen, bereits Spannungsregler benutzt, bei denen
zwischen das Antriebselement und die Wickelrolle eine mittels eines Meßorgans beeinflußbare
Kupplung zwischengeschaltet ist. Dabei wurde auch schon eine elektromagnetische
Kupplung verwendet, deren Schlupfmoment durch minderung der Magneterregung einstellbar
ist.
-
An einer anderen Aufwickelvorrichtung ist zwischen die Wickelwelle
und die Welle einer elektromagnetischen Friktionsbremse ein Differential zwischengeschaltet.
Das Regeln der Zugspannung erfolgt mittels einer an einem Schwinghebel gelagerten
Fühlwalze, indem der Schwinghebel an einem Regelwiderstand den Erregerstrom für
die Erregerspule der Friktionsbremse abgreift.
-
Die an die Spannungsregelung von Aufwickelvorrichtungen zu stellenden
Bedingungen sind an sich einfacher als bei Spannungsreglern für von einer Papierrolle
ablaufende, in einer Druckmaschine zu verarbeitende Bahnen. Daher sind die ersteren
auch nicht ohne Nachteil für den letztgenannten Zweck benutzbar.
-
Bei Verwendung einer einzigen Induktionskupplung ist nämlich einerseits
keine Stabilisierung der Regelvorrichtung im Nullpunkt des Schlupfes möglich, da
in diesem Zustand keine Kraftlinien geschnitte werden und somit kein Moment erzeugt
wird.
-
Dies kann zum Schwingen der Regelvorrichtung und damit zu Schwankungen
der Bahnspannung führen, die ihrerseits Bahnrisse verursachen.
-
Andererseits arbeitet die Induktionskupplung nicht ohne eine gewisse
Totzeit, da sie aus dem angeführten Grund vorerregt werden muß. Die durch die Totzeit
bedingten Bahnspannungsschwankungen bewirken aber ebenfalls Bahnrisse oder andere
bekannte Män-
gel, z. B. Passerdifferenzen, bei der Verarbeitung
der Papierbahn in der Druckmaschine.
-
Weiterhin sind mit einer einzigen Induktionskupplung arbeitende Spannungsregler
dann nicht brauchbar, wenn die Möglichkeit des Ablaufens der Papierrolle im und
entgegen dem Uhrzeigersinn gefordert wird. Dies ist insofern notwendig, als die
rauhere Siebseite des Papiers auf der Rolle innen oder außen liegen kann und man
die Bahn so durch die Maschine führt, daß Zeitungs- oder Zeitschriftenseiten mit
höheren Qualitätsanforderungen nicht auf die Siebseite des Papiers zu liegen kommen.
-
Schließlich können mit Spannungsreglern der erwähnten Art die Papierrollen
auch nicht bis zum kleinstmöglichen Durchmesser verbraucht werden, da trotz Absinkens
des Kupplungsmomentes auf Null das in den Lagerungen der Papierrolle vorhandene
Reibungsmoment eine immer noch zu hohe Zugspannung in der Bahn bewirkt. Die abgelaufene
Rolle muß daher zu diesem Zeitpunkt stillgesetzt werden. Die hierbei anfallenden
Rollenreste bedeuten in ihrer Gesamtheit einen ziemlich beträchtlichen Verlust.
-
Mit dem Erfindungsgegenstand werden die Mängel der bekannten Vorrichtungen
behoben, d. h., es wird ein Spannungsregler geschaffen, der im Nullpunkt des Kupplungsschlupfes
stabil ist, ohne Totzeit arbeitet, in beiden Ablaufrichtungen der Papierrolle ohne
irgendwelchen Eingriff funktionsfähig ist und einen praktisch restlosen Verbrauch
der Rolle ermöglicht.
-
Dabei zeichnet er sich gegenüber den bekannten Papierbahnspannungsreglern
von Druckmaschinen durch einen verhältnismäßig geringen Aufwand an Mitteln sowie
eine kompakte, gut in das Maschinenbild eingehende Bauweise aus.
-
Zu diesem Zweck wird eine Vorrichtung benutzt, bei der ein den Spannungszustand
der Bahn abtastendes Meßorgan eine zwischen den Antrieb und die Papierrolle zwischengeschaltete
Kupplung beeinflußt.
-
Gemäß der Erfindung ist dabei auf der Welle eines der beiden die Papierbahn
tragenden Konen in an sich bekannter Weise ein unmittelbar von einem Motor angetriebenes,
differentialartig wirkendes Getriebe angeordnet, zwischen dessen beide drehbar gelagerte
Abtriebsräder und die Konuswelle je eine mit ihr verbundene Kupplung zwischengeschaltet
ist, deren Drehmomentdifferenz den auftretenden Spannungsschwankungen der Papierbahn
entsprechend mittels des Meßorgans geändert wird.
-
Diese Anordnung ermöglicht es, neben den bereits erwähnten Vorteilen
den erforderlichen Spannungszustand der Bahn auch in Ruhestellung der Papierrolle
aufrechtzuerhalten und bei Beginn des Antriebes den Reibungswiderstand insbesondere
großer Rollen leichter als bei Verwendung von Gurtantrieben zu überwinden.
-
Die Zeichnung veranschaulicht ein vereinfacht dargestelltes Ausführungsbeispiel
der Erfindung.
-
Für das Abtasten der Bahnspannung wurde beim Ausführungsbeispiel
eine an sich bekannte Pendelwalzenanordnung verwendet, bei der in einer zwischen
zwei nicht dargestellten Leitwalzen gebildeten Papierbahnschlaufe 1 eine Pendelwalze
2 angeordnet ist. Diese sitzt an dem einen Ende eines doppelarmigen Hebels mit dem
Drehpunkt 3, während an dem Ende des anderen Hebelarmes ein Abgriffkontakt4 vorgesehen
ist, welcher mit dem Potentiometer 5 zusammenarbeitet. Die Spannung in der Bahnschlaufe
1 und
damit der Papierbahn kann mit Hilfe des auf dem Arm der Pendelwalze 2 verstellbaren
Regelgewichtes 6 gewählt werden.
-
In dem Ständer 7 bzw. dem Arm eines Drehsternes ist die Welle 8 eines
der beiden die Papierrolle 9 aufnehmenden Konen 10 gelagert. Auf der Welle 8 sind
zwei als asynchrone Schlupfkupplungen ausgebildete Induktionskupplungen 11; 12 befestigt,
die entspre chend dem Abgriff am Potentiometer 5 über die Leitungen 13; 14; 15;
16 bzw. 13; 17; 18 unter Spannung gesetzt werden.
-
Die Induktionskupplungen 11; 12 wirken auf je ein Abtriebsrad 19;
20 ein, die drehbar auf der Konuswelle 8 gelagert sind. Ihren Antrieb erhalten sie
von einem Kegelrad 21 aus, welches unmittelbar auf der Welle des Antriebsmotors
22 befestigt ist.
-
Beim Einschalten des Maschinenantriebsmotors bzw. beim Wechsel des
Antriebes einer ablaufenden, auf einem Drehstern angeordneten Papierrolle auf die
neue zur Verarbeitung bzw. zum Anklebevorgang vorbereitete Rolle wird der Antriebsmotor
22 mittels einer geeigneten Steuerung unter Strom gesetzt, die hier nicht näher
beschrieben wird, da sie nicht zur Erfindung gehört.
-
Solange der Maschinenantrieb noch leer läuft und die Papierrolle
9 sich in Ruhe befindet, wird der Spannungszustand der Papierbahn unverändert wifrechterhalten,
da der Abgriff des Kontaktes 4 am Potentiometer 5 die gleiche Spannung sowohl auf
die Induktionskupplung 11 wie auch auf die Induktionskupplung 12 steuert. Dies bedeutet,
daß die auf die Abtriebsräder 19; 20 wirkenden Kräfte gleich groß sind, so daß der
vom Kegelrad 21 ausgehende Antrieb bei entgegengesetzter Drehrichtung der Abtriebsräder
19; 20 über die Induktionskupplungen 11; 12 beiderseits gleiche, jedoch entgegengesetzt
gerichtete Drehmomente auf die Welle 8 auslöst.
-
Bei einer Erhöhung der Papierbahnspannung wird nun beispielsweise
die Schwingwalze 2 durch Verkürzung der Schlaufe 1 in der Zeichnung nach oben bewegt,
während der Kontakt 4 in entgegengesetzter Richtung, d. h. in der Zeichnung nach
unten, verstellt wird. Die Induktionskupplung 11 erhält jetzt eine ge ringere Spannung
als die Induktionskupplung 12, so daß die Differenz der vom Kegelrad 21 über die
Abtriebsräder 19; 20 und die Induktionskupplungen 11; 12 auf die Welle übertragenen
Drehmomente ein Drehen der letzteren in Förderrichtung bewirkt, d. h., die Spannung
der Papierbahn wird so weit verringert, bis die Schwingwalze und damit der Abgriffkontakt
4 am Potentiometer 5 wieder die aus der Zeichnung ersichtliche Mittellage einnimmt.
-
Je nach den entsprechenden Spannungsänderungen der Papierbahn kann
also die auf die Welle 8 in der beschriebenen Weise wirkende Drehmomentendifferenz
der Kupplungen in beiden Förderrichtungen der Papierrolle von Obis100°/o des linearen
Schlupfes geregelt werden.
-
An Stelle der beim Ausführungsbeispiel als Meßorgan gewählten Schwingwalzenanordnung
können zum Steuern der auf die Induktionskupplungen 11; 12 wirkenden Spannungen
auch andere Meßorgane, wie z.B. Tachogeneratoren, Tänzerwalzen mit Schiebewiderstand
od. dgl., benutzt werden. Auch an Stelle der Induktionskupplungen können andere
Kupplung arten benutzt werden, die elektrisch oder durch Druckmittel in ähnlicher
Weise beeinflußbar sind und wirken.