DE3345191A1 - Vorrichtung zum aufwickeln eines schuppenstroms aus papierbogen - Google Patents

Description

Vorrichtung zum Aufwickeln eines Schuppenstroms aus Papierbogen

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Auf- und Abwickeln von in Form eines Schuppenstroms mit variabler Geschwindigkeit
einem Wickelband zu- bzw. von diesem weggeführten
Papierbogen und dergleichen mit einem von einem Antrieb antreibbaren Wickelkern, dem das Wickelband von aussen her haltend zugeführt ist und mit einer gegen den Wickelkern anpressbaren Wippe, um die Papierbogen beim Zuführen zu pressen.

Derartige Vorrichtungen sind aus der DE-OS 31 23 888 bekannt. Diese Vorrichtung besitzt den
Nachteil, dass sie für den Synchronlauf des Wickels mit der Zuführgeschwindigkeit des Schuppenstromes
ein Wickelgetriebe erfordert, dass zudem während
allfälligen Beschleunigungs- und Verzögerungsphasen eine Aenderung der Wickelbandspannung zu Folge hat.

Die vorliegende Erfindung stellt sich die
Aufgabe, eine Vorrichtung dieser Art derart zu verbessern, dass mit geringerem Aufwand ein vollständiger Synchronlauf erreicht wird.

Erfindungsgemäss wird diese Aufgabe gelöst durch einen Geschwindigkeits- und einen Wickelradius-

fühler, welche je eine Kenngrösse der erwähnten Geschwindigkeit bzw. des Radius des Wickels laufend detektieren und die mit dem Eingang eines eine dritte Kenngrösse für die Solldrehzahl des Wickelkerns ermittelnden ersten Teils einer Steuerung verbunden sind, durch einen zweiten Teil der Steuerung den eingangsseitig einerseits vom ersten Teil die dritte Kenngrösse sowie anderseits von einem weiteren Fühler eine vierte Kenngrösse für die Istdrehzahl des Wickelkerns zugeleitet sind und der ausgangsseitig die Motordrehzahl bis zur Koinzidenz der dritten und vierten Kenngrösse ändert.

Eine bevorzugte Ausführungsform ist im Anspruch 2 aufgezeigt. Dadurch ist es möglich, den Wickelbandvorschub bei wechselnder Zuführgeschwindigkeit der Papierbogen laufend anzupassen, ohne dass während den Beschleunigungs- oder Verzögerungsphasen die Bandspannung sich ändert.

Eine weitere bevorzugte Ausführungsform ist im Anspruch 3 aufgezeigt, dadurch kann die Bandspannung itfillkürlich oder in Abhändigkeit eines anderen Verfahrensparameters wie z.B. des Wickelradius geändert werden.

Die Ausführungsform nach Anspruch 4 verhindert, das einzelne Wickellagen locker werden, wenn die Druckbogen dick und weich und daher kompressibel sind.

Anhand der beiliegenden schematischen Zeichnung wird die Erfindung beispielsweise erläutert. Es zeigen: Pig. 1 eine Seitenansicht einer erfindungsgemässen Vorrichtung,

Fig. 2 eine schematische Darstellung zur Funktionserläuterung der Vorrichtung gemäss Fig. 1 und

Fig. 3 und 4 je eine Druckbogenlage innerhalb eines Wickels ausschnittweise und in vergrösserter Darstellung.

Gemäss Fig. 1 werden Druckbogen 2 in geschuppter Form mittels eines endlosen, angetriebenen Förderbandes herantransportiert. Die Fördergeschwindigkeit des Förderbandes 1 wird am Abgabeende mittels eines Geschwindigkeitsmessers 3 (Tachogenerator) abgegriffen, der über einen Riementrieb getrieblich mit einer Umlenkwelle 4 des For-

derbandes 1 verbunden ist. An das Abgabeende des Förderbandes 1 schliesstein zweites mit gleicher Geschwindigkeit angetriebenes Förderband 5 an, das über Umlenkrollen 6 und 7 geführt ist, die auf Achsen bzw. Wellen 8, 9 gelagert sind. Die Achse 9 bildet mit zwei parallelen Längshebeln eine Wippe 10, die in Richtung des eingezeichneten Doppelpfeiles verschwenkbar an der Welle 8 gelagert ist, An der Wippe 10 greifen eine Zylinderkolbeneinheit 11 und ein Schiebepotentiometer 12 an. Die Zylinderkolbeneinheit 11 drückt an die Wippe 10 mit konstanter Kraft nach oben und das Schiebepotentio-

meter 12 detektiert deren Verschwenklage. In einem nicht dargestellten Lagerbock ist ein Wickelkern 13 drehbar gelagert, der mittels eines Keilriemens 14 durch einen Drehstrommotor 15 antreibbar ist.Auf den Wickelkern 13 wird von einer Bandvorratsrolle 16 aus ein Wickelband 17 aufgewickelt. Das Wickelband 17 wird über die Umlenkrollen 6 und von dort parallel mit dem oberen Trum des zweiten Förderbandes 5 tangential an den Wickelkern 13 bzw. den Wickel 18 herangeführt. Das zweite Förderband 5 übernimmt zusammen mit dem Wickelband 17 die vom ersten Förderband 1 ankommenden Druckbogen 2 und führt sie unterseitig an den Wickelkern 13 bzw. den Wickel heran, wo sie spiralförmig zwischen zwei Wickelbandlagen aufgewickelt werden. Die Bandvorratsrolle 16 weist eine drehbar gelagerte und von einem Drehstrommotor 19 antreibbare bzw. bremsbare Spule 20 auf. Das Wickelband 17 wird über zwei Umlenkrollen 21 und dazwischen über eine bewegliche Tänzerrolle 22 am Ende eines an einem Gelenk 23 schwenkbar gelagerten Tänzerarmes 24 geführt. Am Tänzerarm 24 greifen eine Zylinderkolbeneinheit 25 und ein Schiebepotentiometer 26 an. Die Zylinderkolbeneinheit 25 zieht mit einstellbarer Kraft den Tänzerarm 24 nach unten, wobei das Schiebepotentionmeter 26 die Auslenkung des Tänzerarmes 24 detektiert. Der in der Zylinderkolbeneinheit 25 herrschende Druck ist durch ein Drucksteuerventil, 27 steuerbar«

Das Wickelband 17 besteht aus gummielastischem Material. Es kann aus Gummi oder aus einem Kunststoff, bestehen, dessen Elastizitätsmodul hinsichtlich seiner Grössenordnung näher bei jener des Elastizitätsmoduls von Gummi als jener von Metallegierungen liegt. Praktisch erprobte nach der Erfindung zu verwendende Materialien weisen bei einer Zugspannung von 1 kg/mm2 eine elastische Dehnung von mind. 0.1 % vorzugsweise 0.5 bis 1.0 % auf. Noch dehnbarere Wickelbänder sind ebenfalls verwendbar, sie erfordern lediglich grössere Bandquerschnitte, was kostenmässig zu berücksichtigen ist. Die Streckgrenze des Kunststoffes kann kleiner als jene von Gummi sein, doch sollte sie bei den auftretenden Zugspannungen nicht wesentlich überschritten werden.

Zu Beginn des Wickelvorganges ist das Wickelband 17 nahezu vollständig auf der Bandvorratsrolle 16 aufgewickelt und mit seinem vorausgehenden Ende am Wickelkern 13 befestigt. Die Wippe 10 wird von der Zylinderkolbeneinheit 11 nach oben gegen den Wickelkern 13 gedrückt (in Fig. 1 strichpunktiert eingezeichnet). Beginnt das Förderband 1 Druckbogen 2 heranzuführen, werden die

Drehstrommotoren 15 und 19 eingeschaltet und das Wickelband 17 im Sinne des eingezeichneten Pfeiles auf den Wickelkern 13 auf- und von der Spule 20 abgewickelt. Bei Aufwickeln werden noch luftige, frische Druckprodukte zwischen der Wippe 10 und dem auftreffenden Wickelumfang gepresst. Die Drehzahldifferenz der Drehstrommotoren 15 und 19 ist derart gesteuert, dass im Wickelband 17 eine Zugspannung auftritt bzw.. der Motor 19 die Spule 20 bremst. Die Drehzahl des Motors 15 wird von einer Steuereinrichtung 28 in Abhängigkeit der vom Geschwindigkeitsmesser 3 detektierten Geschwindigkeit des Förderbandes 1 und dem vom Schiebepotentiometer 12 detektierten Radius des Wickels 18 bestimmt, so dass unabhängig vom Wickelradius

die Geschwindigkeit des Wickelbandes 17 im Bereich des oberen Trums des Förderbandes 5 bzw. die Umfanggeschwindigkeit des Wickels 18 gleich gross wie jene des Förderbandes 1 ist. Hierzu weist die Steuereinrichtung 28 eine Steuerung 32 auf, deren erstem Teil vom Tachogenerator 3 die Sollumfangsgeschwindigkeit für den Wickel 13 (in Form einer ersten Kenngrösse)und vom Schiebepotentiometer 12 der Wickelradius(in Form einer zweiten Kenngrösse)signalisiert wird. Dieser erste Teil der Steuerung 32 errechnet hieraus die Sollwinkelgeschwindigkeit des Wickels 13 (in Form einer dritten Kenngrösse), die er einer einem zweiten Teil der automatischen ,Steuerung 32 lau-

fend vorgibt. Diesem zweiten Teil wird ebenso laufend die tatsächliche Winkelgeschwindigkeit des Wickels 13 (in Form einer vierten Kenngrösse) durch einen Fühler 36 eingegeben, die sie -durch eine entsprechende Veränderung der Drehzahl des Motors 15-der Sollwinkelgeschwindigkeit nachführt»

Cie Drehzahl des bremsenden Drehstrommotors wird mittels der Steuereinrichtung 28 von der Auslenkung des Tänzerarmes 24 gesteuert.

Die Tänzerarmauslenkungen werden vom Schiebepotentiometer 26 detektiert und der Steuereinrichtung 28 zugeleitet, welche den Motor 19 entsprechend beschleunigt oder verzögert, bis der Tänzerarm 24 wieder seine Sollstellung einnimmt»

Dies erfolgt mittels einer in der Steuereinrichtung 28 angeordneten automatischen Steuerung 34, der die Auslenkung des Tänzerarms 24 laufend signalisiert wird. Die Sollstellung des Tänzerarms 24 entspricht dem der Steuerung 34 vorgegebenen Soll-Wert (eine Funktion der Umfanggeschwindigkeit der Bandvorratsrolle 16), dem der an der Tänzerarmstellung mittels des Schiebepotentiometers 26 detektierte Ist-Wert, durch eine Aenderung der Drehzahl des Motors 19, laufend nachgeführt wird.

Die Zugkraft im Wickelband 17 ist sowohl eine Funktion des Radius des Wickels 18 als auch eine Funktion des Druckes in der Zylinderkolbeneinheit 25. Der vom Schiebepotentiometer 12 signalisierte dem Soll-

Wert für die Bandzugkraft entsprechende Wert wird einer automatischen Steuerung 35 in der Steuereinrichtung zugeleitet, der auch der Druck in der Zylinderkolbeneinheit (eine den Ist-Wert der Bandzugkraft darstellende Grosse) signalisiert ist. Diese (35) betätigt das Ventil 27 und führt den Ist-Wert dem Sollwert laufend nach.

Während des Aufwickeins wird der in der Zylinderkolbeneinheit 25 herrschende Druck mit zunehmendem Wickelradius R, d.h. mit zunehmender Auslenkung der Wippe 10, durch eine Betätigung des Drucksteuerventils 27 verkleinert. Je grosser der vom Schiebepotentiometer 12 der Steuerung 35 signalisierte Wickelradius R ist, umso stärker senkt sie den Druck in der Zylinderkolbeneinheit 25 über das Ventil 27, wobei die Zugkraft im Wickelband 17 zwischen Bandvorratsrolle und Wickel und damit auch beim Auflaufpunkt 31 abnimmt. Während des ganzen Wickelvorganges muss aber das vom Wickelband 17 auf den Wickel beim Punkt 31 übertragene Bremsmoment (PxR) wenigstens in grober Näherung konstant bleiben. Das gummielastische Wickelband 17 muss weiter derart dimensioniert sein, dass am Ende des Wickel-Vorganges die elastische Dehnung noch mindestens 0.1 % beträgt, damit es die Schwingung der im Wickel 18 radial gepressten Druckbogen 2 elastisch ausgleichen kann.

Damit wird beim Aufwickeln der Druckbogen 2 ein Nachziehen des Wickelbandes von innen vermieden und die Falzkante 29 der Druckbogen 2 bleibt, wie Fig. 3 zeigt, unverändert und wird nicht, wie Fig. 4 zeigt, gegen die aussere Lage des Wickelbandes 17 gedreht.

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Claims (5)

Patentansprüche

1.Worrichtung zum Auf- und Abwickeln von in Form eines Schuppenstroms mit variabler Geschwindigkeit einem Wickelband zu- bzw. von diesem weggeführten Papierbogen und dergleichen mit einem von einem Antrieb antreibbaren Wickelkern, dem das Wickelband von aussen her haltend zugeführt ist und mit einer gegen den Wickelkern anpressbaren Wippe, um die Papierbogen beim Zuführen zu pressen, gekennzeichnet durch einen Geschwindigkeits- und einen Wickelradiusfühler (3, 12 )> welche je eine Kenngrösse der erwähnten Geschwindigkeit bzw. des Radius des Wickels (18) laufend detektieren und die mit dem Eingang eines eine dritte Kenngrösse für die Solldrehzahl des Wickelkerns ermittelnden ersten Teils einer Steuerung (32) verbunden sind, durch einen zweiten Teil der Steuerung (32) den eingangsseitig einerseits vom ersten Teil die dritte Kenngrösse sowie anderseits von einem weiteren Fühler (36) eine vierte Kenngrösse für die Istdrehzahl des Wickelkerns zugeleitet sind und der ausgangsseitig die Motordrehzahl bis zur Koinzidenz der dritten und vierten Kenngrässe ändert.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1 mit einer Wickelbandvorratsrolle (16) dadurch gekennzeichnet, dass diese

von einem vom Motor (15) des Wickelkernantriebs unabhängigen zweiten Motor (19) antreibbar ist, dass vor der Stelle des Zusammentreffens des Wickelbandes mit dem Schuppenstrom ein von einer Kraftquelle (25) beaufschlagbares Auslenkorgan (22, 23, 24) auf das Wickelband (17) wirkt, dass die Auslenkung des Wickelbandes (17) mit Bezug auf eine Grundstellung des Auslenkorgans als Kenngrösse für die Drehzahl des zweiten Motors (19) durch einen Fühler (26) detektiert und einer Steuerung (34) als Ist-Wert zugeleitet ist und dass die Steuerung (34) die Motordrehzahl bis zur Koinzidenz dieses Ist-Wertes mit der ihr als Sollwert vorgegebenen und der Grundstellung entsprechenden Kenngfößse für die Drehzahl ändert.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass Mittel (27) vorhanden sind um die Grosse der von der Kraftquelle (25) erzeugten Auslenkkraft zu ändern.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine dritte automatische Steuerung (35) vorhanden ist, dass diese Steuerung (35) eingangsseitig mit dem Wickelradiusfühler (12) und ausgangsseitig mit den Mitteln (27) verbunden ist, um die Grosse der von der Kraftquelle (25) erzeugten Auslenkkraft mit zunehmendem

- 3 Wickelradius zu verkleinern bzw. umgekehrt.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerung (35) die Zugkraft im Wickelband (17) entsprechend der Formel

Zugkraft χ Wickelradius « Konstant ändert.