DD239777A1 - Zugwalze zum bahntransport und messen der bahnspannung - Google Patents

Abstract

Zugwalze zum Bahntransport und Messen der Bahnspannung einer kontinuierlich bewegten Stoffbahn, vorzugsweise eingesetzt in Rollenrotationsdruckmaschinen, wo eine Papierbahn registergerecht bewegt werden muss und dafuer automatische Steuervorrichtungen in Verbindung mit Bahntransportvorrichtungen erforderlich sind. Ziel der Erfindung ist es, mit geringem Aufwand und hoher Zuverlaessigkeit die Bahnspannung der bedruckten Bahn unmittelbar nach dem Druckwerk zu messen. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die von Bahnspannung und Bahnumschlingung verursachte, auf eine Zugwalze wirkende resultierende Kraft zu messen. Entsprechend Fig. 1 ist eine Zugwalze zweiseitig in Hebeln drehbar gelagert, die Hebel sind im Maschinengestell drehbar gelagert. Die Drehachsen der Hebel, in einer Geraden liegend, gehen sowohl durch einen Punkt auf der Wirkungslinie der Zugkraft des Bahnabschnittes mit der nicht zu messenden Bahnspannung als auch durch einen Punkt auf der Wirkungslinie der Resultierenden aller Antriebskraefte fuer die Zugwalze. Es sind Mittel zur Rueckstellung der Hebel vorgesehen. Zum Messen der der Bahnspannung proportionalen Drehung der Hebel ist im Maschinengestell ein Messwertaufnehmer angeordnet. Fig. 1

Description

Hierzu 3 Seiten Zeichnungen

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine Zugwalze zum Bahntransport und Messen der Bahnspannung einer kontinuierlich bewegten Stoffbahn. Die Erfindung kommt vorzugsweise in RoHenrotatiorisdruckmaschinen zum Einsatz, wo eine Papierbahn registergerecht bewegt werden muß und zu diesem Zwecke automatische Steuer-, Regel-, Prüf- oder Überwachungsvorrichtungen in oder in Verbindung mit Bahntransportvorrichtungen erforderlich sind.

Charakteristik der bekannten technischer! Lösungen

Das Messen der Bahnspannung zum Zwecke des Regeins in modernen Rollenrotationsdruckmaschinen erfordert direkt, trägheitsarm und rückwirkungsfrei messende Vorrichtungen. Diese Anforderungen erfüllt eine allgemein bekannte Vorrichtung, bei der die Bahnspannung mit Hilfe von an den Lagern einer zweiseitig gelagerten Bahnführungswalze angeordneten Kraftmeßwertaufnehmern, aufgebaut mit Halbleiter-Dehnmeßstreifen, ermittelt wird, wie dies beispielsweise in dar DE-PS 2356009 beschrieben ist.

Das Messen der Bahnspannung zwischen den Druckwerken oder zwischen dem letzten Druckwerk und dem Kühlwalzenaggregat ist jedoch mit Vorrichtungen der Art, bei der eine Bahnführungswalze mit der Oberfläche der bewegten Bahn in Eingriff steht, wegen Abschmierens der frischen Druckfarbe nicht möglich. Das Messen der Bahnspannung — in Laufrichtung der Bahn gesehen — vor und hinter.jeder Bearbeitungsstation aber sichert erst einen schlupffreien Bahntransport und damit die Registerhaltigkeit.

Bekannt sind auch pneumatisch arbeitende Vorrichtungen zum Messen der Bahnspannung. Bei einer in der DE-PS 1129965 beschriebenen Vorrichtung erzeugt ein aus einem über oder unter einer bewegten Papierbahn angeordnetem Gefäß durch Düsen austretender und gegen die Bahn gerichteter Luftstrom eine von der Bahnspannung abhängige Auslenkung der Bahn. Zur Vermeidung unerwünschter Rückwirkungen durch die Auslenkung der Bahn — durch die Änderung des Abstandes zwischen der ausgelenkten Bahn und den ortsfest angeordneten Düsen ändern sich auch die Intensität und Richtungskomponenten des Luftstromes — ist eine Nachführung der Düsen erforderlich, was einen besonderen Regelkreis zur Lageregelung erfordert. Bekannt sind weiterhin pneumatisch die Bcjhnspannung messende Einrichtungen, bei denen durch die Bahn der aus Düsen . austretende Luftstrom gedrosselt und die von der Bahnspannung abhängige Druckänderung gemessen wird, vergl. Ruder, R.. Störr,R.: Papierund Druck30(1881) 2,Teil Druckund Verarbeitung, S.17 bis21. ·

Beispielsweise wird die Papierbahn über einen feststehenden gewölbten Tisch geführt. Von einem darunter liegendem Gefäß, welches aus einer Druckluftqueüe konstanten Druckes gespeist wird, münden Austrittslöcher über die ganze Bahnbreite in den Tisch, die von der Bahn abgedeckt werden. Abhängig von der Bahnspannung entweicht die Luft und stellt sich im Gefäß ein entsprechender Druck ein.

Der geringe Abstand zwischen der Bahn und dem Tisch schließt das Abschmieren frischer Druckfarbe, insbesondere beim sog.

Bahnflattern, nicht aus.

Gemeinsam ist den pneumatischen Vorrichtungen der Nachteil, daß die Bereitstellung gereinigter Druckluft mit konstantem Druck relativ kostenaufwendig ist.

Das Abschmieren des frischen Druckes hat auf die Druckqualität wenig Einfluß, wenn die Abwicklungslänge einer mit der Oberfläche der bewegten Bahn in Eingriff stehenden Walze gleich oder ein ganzzahliges Vielfaches ist der Abwicklungslänge des Druckplattenzylinders. Ist die mit der Bahn in Eingriff stehende Walze außerdem nicht durch Reibung, wie dies bei einer Führungswalze der Fall ist, sondern durch die Maschine angetrieben und dadurch mit dem Druckplattenzylinder zwangsläufig

verbunden, ist der Abschmiereinfluß noch unbedeutender. '

Von dieser Erkenntnis macht man bei — in Laufrichtung der Bahn gesehen — nahe hinterdem letzten Druckwerk angeordneten

Zugwalzen Gebrauch. *

Bekannt ist ein Bahnspannungsregler (DE-PS 1086246), bei dem das von der Bahn S-förmig umschlungene, mit dem Maschinenantrieb über ein Zugmittelgetriebe gekuppelte Zugwalzenpaar an einem unter der Wirkung einer Gegenfeder stehenden Pendelrahmen angeordnet ist und durch dessen von der Bahnspannung abhängige Pendelbewegung das Übersetzungsverhältnis des Antriebsgetriebes gesteuert wird. Die Eihstellbedingung dieser Anordnung sieht im statischen Zustand vor, daß die Bahnzugkräfte, Zugmittelkräfte und die rückstellende Kraft im Gleichgewicht sind und dadurch kein Drehmoment bezüglich der Drehachsen des Pendelrahmens auftritt. Eine Änderung der Bahnspannung bewirkt eine proportionale Auslenkung des Pendelrahmens. Diese Gleichgewichtsbedingung läßt sich für eine Zugwalze, die ohne Gegenwalze mit Umschlingungsreibung und/oder Pressung die Bahn transportiert und über ein Zahnradgetriebe oder ein Zugmittelgetriebe angetrieben sein soll, nicht ohne weiteres erfüllen.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist es, mit geringem Aufwand und hoher Zuverlässigkeit die Bahnspannung der bedruckten Bahn unmittelbar nach dem letzten Druckwerk zu messen.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die von der Bahnspannung verursachte, auf eine Zugwalze wirkende Kraft zu messen. Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß die Zugwalze zweiseitig in jeweils^einem Hebel reibungparm und drehbar gelagert ist, daß die Hebel im Maschinengestell drehbar gelagert sind, daß die Drehachsen der Hebel in einer Geraden liegend sowohl durch einen Punkt auf der Wirkungslinie der Zugkraft des Bahnabschnittes mit der nicht zu messenden Bahnspannung als auch durch einen Punkt auf der Wirkungslinie der Resultierenden aller Antriebskräfte für die Zugwalze gehen, daß Mittel zur Rückstellung der Hebe! vorgesehen sind und daß zum Messen der der Bahnspannung proportionalen Drehung der Hebel im Maschinengestell ein Meßwertaufnehmer ortsfest und einstellbar angeordnet ist. In Ausgestaltung der Erfindung ist die Zugwalze über ein Zahnradgetriebe, nach Lage der Drehachsen ein Stirnradgetriebe, angetrieben, wobei die Drehachsen der Hebel in einer Geraden parallel zu der durch den Wälzpunki gehenden gemeinsamen Mantellinie der Wälzzylinder des Stirnradgetriebes liegen und durch einen Punkt auf der Eingriffsgeraden des evolventenverzahnten Stirnradgetriebes gehen. In anderer Ausgestaltung der Erfindung ist die Zugwalze über ein Zugmittelgetriebe angetrieben, wobei die Drehachsen der Hebel in einer Geraden parallel zur Drehachse von Zugwalze und Äbtriebsrad liegen und durch den Schnittpunk der Wirkungslinien der Zugmittelkräfte des Zugmittelgetriebes gehen.

In einer weiteren anderen Ausgestaltung der Erfindung ist die Zugwalze durch ein Antriebsmittel für kontinuierliche Drehbewegungen angetrieben, das mit einem oder beiden der Hebel ortsfest verbunden ist.

In weiterer Ausgestaltung ist mit einem der Hebe!, in denen die Zugwalze gelagert ist, ein einarmiger starrer, die <

Hebelverdrehung übersetzender Hebel fest verbunden und als Meßwertaufnehmer ein positionsempfindlicher optoelektronischer Sensor, aus Lichtsender und Lichtdetektor bestehend, im Maschinengestell so angeordnet, daß sich sein optischer Weg im Bewegungsbereich des frei beweglichen Endes des übersetzenden Hebels befindet. Die bewegte Bahn verursacht durch Bahnspannung und Bahnumschlingung und/oder Pressung eine an der Drehachse der Zugwalze angreifende und etwa senkrecht zu ihr wirkende resultierende Kraft, die durch die zweiseitige, rechtwinklig zur resultierenden Kraft exzentrische Lagerung auf Hebeln ein Drehmoment erzeugt, dessen Vektor in der Drehachse der Hebel liegt und die Hebel gegen ein rückstellendes Drehmoment dreht. Der der Bahnspannung proportionale Drehwinkel wird von dem Meßwertaufnehmer gemessen.

Da die Drehachsen der Hebel durch einen Punkt auf der Wirkungslinie der Zugkraft des Bahnabschniites mit der nicht zu messenden Bahnspannung gehen, existiert für diese Zugkraft kein Moment bezüglich der Drehachsen der Hebel und da die Drehachsen der Heben auch durch einen Punkt auf der Wirkungslinie der Abtriebskraft (Stirnradgetriebe) bzw. der Resultierenden der Arbeitskräfte (Zugmittelgetriebe) für die Zugwalze gehen, existiert auch für die Antriebskraft bzw. die Antriebskräfte kein Moment bezüglich der Drehachsen der Hebel.

Ist die Zugwalze durch ein mit einem oder beiden der Hebel ortsfest verbundenen Antriebsmittel, z. B. einem Elektromotor, für kontinuierliche Drehbewegungen angetrieben, was der unmittelbaren Einspeisung eines Drehmomentes zum Antrieb der Zugwalze entspricht, treten bezüglich der Drehachsen der Hebel keine momentbildenden Antriebskräfte auf.

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung soll nachstehend an drei Ausführungsbeispielen näher erläutert werden. In der zugehörigen Zeichnung zeigt

Fig. 1: eine schematische Vorderansicht,

Fig. 2: eine schematische Seitenansicht einer zweiseitig über ein Stirnradgetiebe angetriebenen erfindungsgemäßen Zugwalze,

wobei die Drehachsen der Hebel durch die Wälzpunkte gehen, Fig. 3: eine schematische Seitenansicht einer zweiseitig über ein Stirnradgetriebe angetriebenen erfindungsgemäßen

Zugwalze, wobei die Drehachsen der Hebel durch Punkte auf der Eingriffsgeraden gehen, Fig.4: eine schematische Seitenansicht der über ein Zugmittelgetriebe angetriebenen erfindungsgemäßen Zugwalze.

Die bevorzugte Ausführungsform zeigen Fig. 1 und Fig. 2. Die Zugwalze 1 ist zweiseitig in jeweils einem Hebel 2,3 reibungsarm und drehbar gelagert, die Hebel 2,3 sind im Maschinengestellt 6 drehbar gelagert. Die Drehachsen C-C und D-D der Hebel 2 und 3, in einer Geraden liegend, gehen sowohl durch einen Punkt auf der Wirkungslinie der Zugkraft Fq des ablaufenden Bahnabschnittes mit der hier nicht zu messenden Bahnsapnnung als auch durch den Wälzpunkt W, dem Angriffspunkt der durch das Antriebsmoment erzeugten Umfangskraft Fu im Stirnradgetriebe 7,8,9,10. Als Mittel zur Rückstellung der Hebel ist eine Druckfeder 11 vorgesehen, die in der Lage ist, das Rückstellmoment der drehsteif verbundenen (Verbindung nicht dargestellt) Hebel 2 und 3 zu erzeugen. Zum Messen der der Bahnspannung proportionalen Drehung der Hebel 2,3 ist im Maschinengestell 6einMeßwertaufnehmer 16 ortsfest und einstellbar angeordnet. Ein einarmiger starrer, die Hebeldrehung übersetzender Hebel 15 ist mit dem Hebel 2 fest verbunden und der Meßwertaufnehmer 16, ein positionsempfindlicher optoelektronischer Sensor, aus Lichtsender 16.1 und Lichtdetektor 16.2 bestehend, ist im Maschinengestell 6 so angeordnet, daß sich sein optischer Weg im Bewegungsbereich des frei beweglichen Endes des übersetzenden Hebels befindet.

Die bewegte Bahn 17 verursacht durch Bahnspannung und Bahnumschlingung eine an der Drehachse A-B der Zugwalze angreifende und etwa senkrecht zu ihr wirkende resultierende Kraft, die durch die zweiseitige, rechtwinklig zur resultierenden Kraft exzentrische Lagerung auf den Hebeln 2,3 ein Drehmoment Mc erzeugt dessen Vektor in der Drehachse C-C, D-D der Hebel 2,3 liegt und die Hebel 2,3 gegen ein durch die Federkraft der Druckfeder 11 erzeugtes rückstellendes Drehmoment dreht. Durch den mit dem Hebel 2 fest verbundenen übersetzenden Hebel 15 wird der der hier zu messenden Bahnspännung des zulaufenden Bahnabschnittes proportionale Drehwinkel mit einem Faktor größer als 1 übersetzt und von dem dem Hebel 15 zugeordneten berührungslos wirkenden Meßwertaufnehmer 16 gemessen.

Da die Drehachsen C-C und D-D der Hebel 2 und 3 durch einen Punkt auf der Wirkungslinie der Zugkraft F₀ des Bahnabschnittes mit der hier nicht zu messenden Bahnspannung gehen, existiert für die Zugkraft F₀ kein Moment bezüglich der Drehachsen C-C, D-D der Hebel 2,3 und da die Drehachsen C-C und D-D der Hebel 2 upnd 3 auch durch den Wälzpunkt W, dem Angriffspunkt der durch das Antriebsmoment erzeugten Umfangskraft Fu gehen, existiert auch für die Umfangskraft Fu kein Moment bezüglich der Drehachsen C-C, D-D der Hebel 2,3

Eine andere Ausführungsform zeigt Fig. 3

Abweichend von der in Fig. 1 und Fig. 2 dargestellten Ausführungsform gehen die Drehachsen C-C und D-D der Hebel 2 und 3 anstatt durch den Wälzpunkt W durch einen beliebigen Punkt der Eingriffsgeraden e (Evolventenverzahnung) des Stirnradgetriebes 7,8,9,10. Da die Drehachsen C-C und D-D der Hebel 2 und 3 durch einen Punkt auf der Wirkungslinie der durch das Antriebsmoment erzeugten Zahnnormalkraft F_n gehen, existiert für die Zahnnormalkraft F_n kein Moment bezüglich der Drehachsen C-C, D-D der Hebel 2,3

Eine weitere Ausführungsform zeigt Fig.4.

Abweichend von den in Fig. 1 bis Fig. 3 dargestellten Ausführungsformen ist die Zugwalze einseitig über ein Zugmittelgetriebe angetrieben. Die Drehachsen C-C und D-D der Hebel 2 und 3 gehen sowohl durch einen Punkt auf der Wirkungslinie der Zugkraft F_D/2 des ablaufenden Bahnabschnittes mit der hier nicht zu messenden Bahnspannung als auch durch den Schnittpunkt der Wirkungslinien der Zugmittelkräfte F_Si und F_S2-

Da die drehachsen C-C und D-D der Hebel 2 und 3 durch einen Punkt auf der Wirkungslinie der Resultierenden der Zugmittelkräfte Fsi F_S2 gehen, existiert für diese Kräfte kein Moment bezüglich der Drehachsen C-C, D-D der Hebel 2,3. Die Erfindung ist nicht auf diese Ausführungsbeispiele beschränkt.

Claims (5)

1. Zugwalze zum Bahntransport und Messen der Bahnspannung einer kontinuierlich bewegten Stoffbahn, mit der Oberfläche der Bahn durch Bahnspannung und Bahnumschlingung und/oder Pressung in Eingriff stehend, gekennzeichnet dadurch, daß die Zugwalze (1) zweiseitig in jeweils einem Hebel (2,3) reibungsarm und drehbar gelagert ist, daß die Hebel (2,3) im Maschinengestell (6) drehbar gelagert sind, daß die Drehachsen (C-C, D-D) der Hebel in einer Geraden liegend sowohl durch einen Punkt auf der Wirkungslinie der Zugkraft (F_D) des Abschnittes der bewegten Stoffbahn (17) mit der nicht zu messenden Bahnspannung als auch durch einen Punkt auf der Wirkungslinie der Resultierenden aller Antriebskräfte für die Zugwalze (1) gehen, daß Mittel (11) zur Rückstellung der Hebel (2,3) vorgesehen sind und daß zum Messen der der Bahnspannung im zulaufenden Abschnitt der bewegten Stoffbahn (17) proportionalen Verdrehung der Hebel (2,3) im Maschinengestell (6) ein Meßwertaufnehmer (16), einem oder beiden der Hebel zugeordnet, ortsfest und einstellbar angeordnet ist.

2. Zugwalze nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Zugwalze (1) über ein Zahnradgetriebe, nach Lage der Drehachsen (A-A, B-B, G-G) ein Stirnradgetriebe (7,8,9,10), angetrieben ist und daß die Drehachsen (C-C, D-D) der Hebel (2,3) in einer Geraden parallel zu der durch den Wälzpunkt (W) gehenden gemeinsamen Mantellinie (W-W) der Wälzzylinder des Stirnradgetriebes (7,8,9,10) liegen und durch einen Punkt auf der Eingriffgeraden (e) des evolventenverzahnten Stirnradgetriebes (7,8,9,10) gehen.

3. Zugwalzenach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Zugwalze (1) über ein Zugmittelgetriebe (7,8,18,19) angetrieben ist, daß die Wirkungslinie der Zugmittelkraft (F_Si) des ziehenden Zugmittelabschnittes und die Wirkungslinie der Zugkraft (F_D/2) des Abschnittes der bewegten Stoffbahn mit dernicht zu messenden Bahnspannung in einer Geraden liegen,daß die Wirkungslinie der Zugmittelkraft (F_S2) des nicht ziehenden Zugmittelabschnittes einen Schnittpunkt mit der Wirkungslinie der Zugmittelkraft (Fsi) des ziehenden Zugmittelabschnittes aufweist und daß die Drehachsen (C-C, d-D) der Hebel (2,3) in einer Geraden parallel zur Drehachse von Zugwalze (Hund Abtriebsrad (7) liegen und durch den Schnittpunkt der Wirkungslinien der Zugkräfte (Fsi, F_S2) gehen.

4. Zugwalze nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Zugwalze durch ein Antriebsmittel für kontinuierliche Drehbewegungen angetrieben ist und daß das Antriebsmittel mit einem oder beiden der Hebel (2,3) ortsfest verbunden ist.

5. Zugwalze nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß mit einem der Hebel (2,3), in denen die Zugwalze (1) gelagert ist, ein enarmiger starrer, die Hebeldrehung übersetzender Hebel (15) fest verbunden ist und daß als Meßwertaufnehmer (16) ein positionsempfindlicher optoelektronischer Sensor, aus Lichtsender (16.1) und Lichtdetektor (16.2) bestehend, im Maschinengestell (6) so angeordnet ist, daß sich sein optischer Weg im Bewegungsbereich des frei beweglichen Endes des übersetzenden Hebels (15) befindet. ,