DE3123587A1 - "bandeinfuehrungssteuerungsmaschine" - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich, auf Bande inf ührmas cliinen zur Steuerung der Einführung eines Materialbandes beispielsweise von einer Vorratsrolle oder einer Bandbearbeitungsmaschine-zu einer Bandbehandlungsmaschine wie beispielsweise einer Druckpresse. Das Material 1st i«: allgemeinen Papier, kann jedoch auch Karton, Pappe oder ein Film aus Kunststoffmaterial sein.

Bei Annahme, daß beispielsweise das Material Papier ist, welches sich von einer Vorratsrolle zu einer Druckpresse bewegt, vex-ändern sich verschiedene Parameter des Papiers, während es von der Rolle abgewickelt wird. Diese Veränderungen, die in den Parametern des Papiers beim Abwickeln von der Rolle auftreten, können verursacht sein durch Veränderungen in der■ Temperatur und Feuchtigkeit. ¥ährend der Lagerung der Rolle können die äußex'en Wicklungen unter Umständen Feuchtigkeit aus der Luft aufnehmen und so eine größere Dehnbarkeit haben und sich dabei leichter ausdehnen als die inneren ¥icklungen. Die Spannung des Bandes und seine Dehnung müssen genau überwacht werden, wenn eine richtige Ausrichtung der Bedruckung auf dem Band erreicht werden soll. Dies ist insbesondere von Bedeutung, wenn das Band in einer Aufeinanderfolge einem Überdruck mit Druckfarben verschiedener Färbung unterworfen wird, sowie zur Erlangung der richtigen Fluchtlage zum Drucken und anschließenden Bearbeiten, wenn beispielsweise das bedruckte Band gelocht oder geprägt worden soll. Venn aufeinanderfolgende Bandlängen bei Streckung in unterschiedlichem Maße bedruckt werden, dann unterscheiden sie sich in ihrer endgültigen Länge, nachdem sie anschließend stabilisiert wurden.

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Das gebräuchlichste Verfahren zur Steixerung der Bandeinführung· in eine Druckpresse besteht darin, eine konstante Spannung in dem der Druckpresse zugeführten Band aufrechtauerhalten. Wenn in diesem Fall sich die Dehnbarkeit des Bandes beispielsweise infolge eines größeren Wassergehalts des Bandes von den äußeren Schichten der Lagerrolle ändert, dann verursacht eine gegebene konstante Spannung eine größere Dehnung,

Dies führt dazu, daß die von den Bandteilen größerer Dehnbarkeit erzielten Drucke schrumpfen, nachdem sie gedruckt wurden.

In neuerer Zeit sind kunstvolle Versuche unternommen worden» um den Vorschub eines Materialbandes zu einem Band einer Bearbeitungsmaschine zu steuern, und einer dieser Versuche, bei dem eine konstante Dehnung auf das Band ausgeübt wird, ist in dem britischen Patent 1 484 185 beschrieben. In der in dieser Patentbeschreibung offenbarten Vorrichtung wird der Elastizitätsmodul des Bandes gemessen und. dann die aufströmseitig von der Bandbearbeitungsmaschine auf das Band aufgebrachte Spannung in Abhängigkeit von dem Elastizitätsmodul des Bandes gesteuert, um eine konstante Dehnung des Bandes aufströmseitig von der Bandbearbeitungsmaschine vorzusehen. Diese Vorrichtung gewährleistet eine bessere Steuerung, jedoch muß die Bandbe arb ei tauig smaschine zur Ermöglichung einer Steuerung der in dem Band aufströmseitig von der Bearbeitungsmaschine vorhandenen Spannung einen Rollenspalt aufweisen, durch welchen das Band hindurchgezogen wird. Somit ist diese Vorrichtung nicht geeignet für

eine Druckfilz- zu -Druckfilz-Offsetdruckpresse, bei der ein Schlupf des Bandes auftreten kann, und auch nicht für Drucke vom Druckfarbensti'ahltyp, bei denen kein Rollenspalt vorhanden ist. Wo die Druckpresse oder andere Bandbearbeitungsraaschine einen Rollenspalt enthält, können dennoch Veränderungen in der Druckfarbenreibungscharakteristik, in den Prägedrücken, der Rollenhärte oder in den Papiereigenschaften vorhanden sein, welche die Spannung beeinträchtigen und so den richtigen Vorschub des Bandes stören.

Gemäß der Erfindung enthält eine Bandvorschubmas chine zuz-Steuerung des Vorschubs eines Materialbandes ein erstes Paar Rollen, welche zur Bildung eines ersten Rollenspalts gegeneinander drücken, ein zweites Paar Rollen, welche zur Bildung eines zweiten Rollenspalts abströmseitig von dem ersten Rollenspalt gegeneinanderdrücken, Einrichtungen, die es veranlassen, daß das Verhältnis der Lineargeschwindigkeit des Bandes durch den zweiten Rollenspalt zu derjenigen durch den ersten Rollenspalt eine Konstante ist und einen Wert größer als eins hat, einen Antrieb von veränderlicher Drehzahl zum Antrieb der spaltbildenden Rollen, Einrichtungen srur Überwachung der Spannung T₁ in dem Band aufströmseitig von dem ersten Rollen-S|oalt und der Spannung T„ zwischen dem ersten und dem zweiten. Rollenspalt, sowie Steuereinrichtungen zur Steuerung der veränderlichen Drehzahl des Antriebes für die Rollen, so daß die WinkelgeschwindigkeitOJ der Rollen den Ausdruck

* · e ft ft* ·

7 β a

D T₂-T

erfüllt, in welchem A₁"" B und C Konstante sind.

Durch Steuerung der Winkelgeschwindigkeit der Rollen und daher der Lineargeschwindigkeit des Bandes gemäß diesem Ausdruck wird eine konstante Durciaflußgeschwindigkeit des Bandes sichergestellt, ungeachtet der Elastizität des Bandes oder der Gesamtgeschwindigkeit seines Vorschubs. Somit hat jede den zweiten Walzenspalt in der Zeiteinheit verlassende Bandlänge, wenn· bei einer Spannung von Null gemessen, dieselbe Länge» Der Vorschub des Bandes von dem zweiten Walzenspalt ist vollständig unabhängig von der Beschaffenheit irgendeiner abströmseitig angeordneten Bandbearbeitungsmas chine, und die fertigen, stabilisierten gedruckten Kopien haben daher bei Anordnung einer Presse abströmseitig von dem' zweiten Rollenspalt unabhängig davon, ob die Druckpresse einen Rollenspalt enthält oder nicht, eine im wesentlichen konstante, sich wiederholende Länge, wenn bei einer Spannung von Null gemessen»

Es seien V₁ und V₂ für die Lineargeschwindigkeit des Bandes an dem ersten bzw. zweiten Rollenspalt angenommen, dann ist die Bandelastizität K gleich:

ν _ Bandspannun.fi
. ~" Banddehnung

»a »a

FuX' eine konstante Durchflußrate des Bandes durch die beiden Rollenspalte ist

V (1 - T ) - V M-T^ 1 * 1' 2 2'

IT" JT"

und daher ist K = T„ V„ -"T, V,

V V 2 1

Wenn X gleich dem Verhältnis der Lineargeschwindigkeit an den beiden Rollenspalten ist, so daß V₂ : V₁ = X : 1 ist, und daher

V₂ = X V₁ ist, dann ist K = X T₂ - T₁

Substituiert man daher für K in der Gleichung für die Durchflußrate des Bandes, erhält man das Ergebnis, das die Durchflußrate des Bandes gleich

V₁ - V₁ T₁ (X - 1)

¹ -5 ist.

X T₂ - T₁

Die Geschwindigkeit des Bandes V durch den Spalt ist gleich

wobei £o die Winkelgeschwindigkeit und d der Durchmesser einer den Spalt bildenden Rolle ist. Es ist daher die Durchflußrate je Zeiteinheit L gegeben, durch
— OJ .< Ii <-l .ι .Λ. V J- .-> "" J- λ I

Λ I* φ

Für eine bestimmte Vorrichtung ist dex¹ Durchmesser der den Spalt bildenden Rollen konstant und das Verhältnis dex· L:ineargosclu/indigkeit ist ebenso konstant. Daher 1st

L =

AW₁ (T₂ - T₁

wobei A und B Konstante sind.

Es kann daher L, die Durchflußrate je Zeiteinheit, gemäß dem obigen Ausdruck durch Modifizieren von £0, der ¥inko!geschwindigkeit der Rollenspalte^ zum Ausgleich für Veränderungen in T₁ und Tp, den Spannungen aufströmseitig und zwischen den Rollenspalten, konstant gehalten werden.

Die Mittel, welche es verursachen, was das Verhä3.tnis der Lineargeschwindigkeit des Bandes durch den zweiten Rollenspalt zu derjenigen durch den ersten Rollenspalt eine Konstante ist und einen Wert von größer als eins hat, werden realisiert durch Vorkehrungen der Art,daß die angetriebenen Rollen der beiden Spalte einen Unterschied im Durchmesser haben, und ZTrar die angetriebene Rolle des zweiten Spaltes einen etwas größeren Durchmesser hat als diejenige des ersten Rollenspaltes, und dann den beiden Rollen ein gemeinsamer Antrieb eir^eilt wird oder irgendein anderes Mittel zum Einsatz kommt, wodurch die beiden Rollen mit derselben Winkelgeschwindigkeit umlaufen. Wahlweise können die Mittel, welche es verursachen, daß das Verhältnis der Lineargeschwxxidigkeit des Bandes durch den zweiten

.,,/10

- IO -

**«* «V ft 1» »it

Rollenspalt zn derjenigen durch den ersten Rollenspalt eine Konstante ist und einen Wert von größer als eins hat, dadurch vorgesehen worden, daß die angetriebenen Rollen beider Spalte denselben Durchmesser haben, und dann ein Getriebe zwischen den angetriebenen Rollen angeordnet wird, damit■die angetriebene Rolle an dem zweiten Rollenspalt eine um einen vorgegebenen Prozentsatz größere Winkelgeschwindigkeit hat als die angetriebene Rolle an dem ersten Rollenspalt, Die allgemeine Dehnbarkeit von Papier, wenn dies das eingeführte Band ist, liegt in der Größenordnung von 0,2$_;und bei Einführung von Papier

vird es bevorztigt, daß die Lineargeschwindigkeit des Bandes durch den zweiten Spalt etwa 0, 1^o größer ist als diejenige durch den ersten Spalt.

Wenn die Bande inführuugsrnaschine eine iäandbcarheitungsmaschine versorgt, welche einen Spalt enthält, dann mag es wünschenswert sein, die Geschwindigkeit der Bandbcai^beitungsmaschiue zu steuern, so daß sie die Ausgangsleistung der Bandeinführungsmas chine in Betracht zieht.

Im allgemeinen kann die abströmseitig von der Bandeinführungsmas chine angeordnete Bandbearbeitungsmaschine so eingerichtet werden, daß sie bei einer konstanten Rate arbeitet, und daher wird die konstantο Durchflußratc des Bandes durch die Bandeinführimgsm as chine so eingestellt, daß sie der Durchflußratc der abs I rb'it'seit.-igeii Baiidbearbeituiigsmaschine entspricht.

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— 11— »ft« 4

Ei-Ii besonderes Beispiel einer BandeiufHhrtingsiiiiis diine y.r.in Einführen von Papier von einer Vorratsrolle zu einer Druckpresse, welche die erste Stufe einer Bandbearbeitungsanlage bildet, wird in der beigefügten Zeichnung gezeigt, welche ein Schema der ersten Stufe der Bearbeitungsanla.v;o' darstellt. Es wird ein Papierband 10 von einer Vorratsrolle I2 zu einer.ersten Spannungsmeßeinlieit 14 geführt, zu einem ersten Paar einen Spalt zwischen sich bildender Rollen 28, dann zu einer zweiten Spannungsmeßeinheit 16 und einem zweiten Paar einen Spalt zwischen sich bildender Rollen 30. Das Papierband wird dann einer Druckeinheit 18 und von dort dem verbleibenden Teil der Bandbearbeitungsanlage zugeführt, die veitez'e Druckeinheiten enthalten kann.

Die erste Spamxungsmeßeinheit 14 enthält ein Paar frei umlaufender Leerlaufrollen 22 und 24 und eine frei umlaufende Rolle 20, die in einer Richtung von den Leerlaufrollen 22 und 24 fort beaufschlagt ist. Die Spannung in dem Papierband 10 drückt die Rolle 20 in Richtung gegen die Leerlaufrollen 22 und 24, und diese Spannung T₁ wird durch eine Sensoreinlieit 25 überwacht, welche ein Ausgangssignal abgibt, das darstellend ist für die Spannung in dem Papierband 10. Die zweite Spannungsineßeinheit 16 ist zwischen den beiden Paaren einen Spalt Zwischen sich bildender Rollen 28 und 30 angeordnet und enthält daher einfach eine frei umlaufende Rolle 26, die durch die Spannung in dem Band zwischen den einen Spalt zwischen sich bildenden Rollen 28 und 30 in Richtung εναΤ die einen Spalt zwischen sich bildenden

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Rollen 28 und 30 gedrückt wird. Die Spaimungsmeßeinheit 16 enthält außerdem einen Sensor 31 j welcher die Spannung· T„ in dem Band überwacht und ein Ausgangssignal liefert, welches darstellend ist für die Spannung T_. Geeignete Spannungsmeßeinheiten für die Einheiten 25 und 31 sind gegeben durch das Modell No KIS 2, hergestellt durch Bofors AB, Schweden.

Jedes Paar spaltbildender Rollen enthält eine angetriebene Rolle von größerem Durchmesser und eine Rolle von kleinerem Durchmesser, welche gegen diese gedrückt wird, um sicherzustellen, daß kein Schlupf des Papiers in dem Spalt zwischen den beiden Rollen jedes Paares auftritt. Die angetriebene Rolle des zweiten Paares spaltbildender Rollen 30 besitzt einen leicht größeren Durchmesser als die angetriebene Rolle des ersten Paares spaltbildender Rollen 28 um etwa 0,1$, und die beiden angetriebenen Rollen sind miteimmder gekoppelt, so daß sie mit derselben Winkelgeschwindigkeit umlaufen, und werden durch, eine Antriebseinheit 32 angetrieben, die in einem variablen Getriebe wie beispielsweise der'Type F10, hergestellt von Carter, Großbritannien, bestehen kann.

Die Maschine enthält auch eine Steueranlage 36, welche einen Mikroprozessor einschließt. Die Grundlage für den Mikroprozessor ist eine Vo!'richtung Modell Nr. 9900, hergestellt von Texas Ins-rürumoiiks, IfSA, und die Steueranlage ist erhältlich von Crosfield .Electronics, als Tail Nr. 73Ο83ΟΟ« Die Steueranlage 36 empfängt die Signale von der ersten Sparuaungsme(5einlieit 25 und der zweiten

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Spannungsmeßeinheit 3I, empfängt ein Eingangs signal, welches die erforderliche konstante Durchflußnrate des Bandes L gibt, welche vorgewählt oder von der Drehzahl der ersten Druckeinheit 18 über einen Winkelgeschwindigkeitssensor abgenommen werden kann, und dann erstellt die Steueranlage 36 die erforderliche Winkelgeschwindigkeit W beider Ptiare angetriebener Hollen, so daß die folgende Gleichung erfüllt ist:

Winkelgeschwindigkeit der angetriebenen Rollen W = L ^{B T}2 - ^T1

in welcher A und. B Konstante sind.

Die Steueranlage 36 empfängt auch einen ^Eingang von einem Winke1-geschwindigkeitssensor 3k, welcher eine Anzeige der Winkelgeschwindigkeit der angetriebenen Rollen 28 und 30 gibt und diese mit dem erwünschten Wert b) vergleicht. Im Fall eines Unterschieds zwischen diesen beiden verändert die Steueranlage 36 die Geschwindigkeit der Antriebseinheit 32 zur Veränderung der Winkelgeschwindigkeit der angetriebenen Rollen 28 und 3°j ^i*^{3 s}'±^e dieselbe ist wie die erwünschte. Die Winkelgeschwindiglceitssensoren 34 und 37 sind vorzugsweise Revtel Type IiA 6OO9, erhältlich in Großbritannien von RIIP Bearings.

Somit bildet der Ausgang des zweiten Paares spaltbildendor Rollen 30 eine Durchflußrate des Papierbandes 10 konstanter Länge, wenn bei einer Spannung von Null gemessen. Bei einer

solchen Einführung aufströmseitig von der Druckeinheit 18 verändert sich die Spannung in dem Band aufs tro inseitig von der
Druckeinheit gemäß Veränderungen in den Parametern des Bandes
10, so clai3 nach dem Drucken durch die Bruckcinheit 18 die endgültigen stabilisierten gedruckten Kopien eine im wesentlichen konstante Wiederhol länge haben, "wiederum wenn gemessen bei
NuI 1 - Sp aniiung.

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Claims (1)

1. 468

   PATJSNJPANWAl/fJi J J·· OR.-INC II. 1

   HAUCK, SCHMITZ, GRAALPS, WKIINBRT, DÖRING

   HAMBURG MÜNCHEN DÜSSELDORF

   l'A-ITCNTANWÄl/ri·: ■ NKUBR WALL· 41 ■ 88000 HAMlU-¹HG !IQ IJipl.-PhyB. W. «Cl IMITZ - Pipl.Ing. E. GHAAl.PS

   N<;uei· WuU 41 · 2000 IIiimbur_K 36 _ ,.„,„.. , . . , „ Telefon + Telecopier (Q4O) 30 07 SS·

   Crosixeld Electronics Limited ανίοχ 0211700 inp-it d

   " 766 Holloway Road

   Dipl.-Ing. H. HAUCK - Dipl.-Ing. W. WISHNiil-iT

   ,_T1 - _ _T_ Moznrtstrnßo 23 · 8000 München 2

   N19 3JG Telofon + Teleco_Piop(080)6302 3e

   * Telex 05 216 553 pnmu el

   «!-.-Ing. W. DÖIUNG

   K.-Wilhelm-Ring -U · 40OO Düsseldorf 11

   Telefon (02 U) 37 50 27 '

   ZUSTELLUNGSANSCHRIFTZPLEASE REPLY TO: HAMBURG, 12. JtUli 1981

   Bandeinfülirungs s t euerungsnias chine

   Ansprüche :

   1» Bande inführungs s teuertuigsmas chine zur Steuerting der Einfülartuig eines Materialbandes, dadurch gekennzeichnet, daß sie ein erstes Paar Rollen (28) enthält, welche zur Bildung eines ersten Rollenspaltes gegeneinander drücken, sowie ein zweites Paar Rollen (30), welche aur Bildung eines zweiten Rollenspaltes abströmsei big von dem ersten .Roilenspalt gegeneinander drücken, Einrichtungen, die veranlassen, daß das Verhältnis der Lineargeschwindigkeit des Bandes durch den zweiten Rollenspalt zu derjenigen durch den ersten Rollenspalt eine Konstante ist und einen ¥ert größer als eins hat_}

   Eiu'oponn Pntom Aüornoye Zuj^olnHaeno VopIpcIcp beim KuropüiKolion T'iitonlumt

   Dcutf-.elio Hntik AG Ilninbui-fi, Ns-. 05/:.;H-ii)7 (Dt^Z «007OO00) · Postscheck Ilaml)ur_tf ÜB-'i"-üOfJ

   DruHvljior Iltui't AO 77-ir.ibai-K. Nr. OliiUSO !"J (HLZ HOOW)OOO)

   einen Antrieb (32) mit veränderlicher Drehzahl zum Antrieb der spaltbildenden Rollen (28, 3O)j Einrichtungen zur überwachung der Spannung T (1*0 in dem Band aufs tr öms ei tig von dem ersten Rollenspalt und der Spannung T^ (16) zwischen dem ersten und aein zweiten Rollenspalt, sowie Steuereinrichtungen (36) zur Steuerung des Antriebs mit veränderlicher Drehzahl für die Rollen, so daß die Winkelgeschwindigkeit 6J der Rollen den Ausdruck

   ω A(T₂ - T₁)

   = C

   erfüllt, in welcher A und B Konstante sind.

   2, Bandeinfühz^ragssteuerungsmaschine nach Anspruch 1, dadurch, gekennzeichnet, daß die Einrichtung, welche veranlaßt, daß das Verhältnis der Lineargeschwindigkeit der Bandes durch den -zweiten Spalt zu derjenigen durch den ersten Spalt eine Konstante und größer als eins ist, die angetriebenen Rollen der beiden Spalte beinhaltet, die einen Unterschied im Durchmesser aufweisen, wobei die angetriebene Rolle des zweiten Spaltes einen etwas größeren Durchmesser hat als diejenige des ersten Spaltes, sowie Einrichtungen zur Sicherstcllung eines Umlaufs der beiden Rollen mit derselben Winkelgeschwindigkeit.

   3« Bandeinführungssteuerungsmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung, die veranlaßt, daß das

   ./3

   • »MS

   —J ί** Ο ti β ft α Λ I Λ M ΛΑ·.

   Verhältnis der Lineargeschwindigkeit des Bandes durch den zweiten Spalt zu derjenigen durch den ersten Spalt eine Konstante ist und einen Wert größez· als eins hat, dadurch vorgesehen ist, daß die angetriebenen Rollen beider Rollenspalte denselben Durchmesser haben und dann ein GetxrLebe zwischen den Antrieben für die beiden angetriebenen Rollen angeordnet ist, um für die angetriebene Rolle an. dem zweiten Rollenspalt eine größere Winkelgeschwindigkeit als für die angetriebene Rolle an dem ersten Rollenspalt vorzusehen.

   h. Bandeinführungssteuerungsmaschine nach jedem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Lineargeschwindigkeit des Bandes durch den zweiten Rollenspalt im wesentlichen um 0, ifo größer ist als durch den ersten Rollenspalt.