Einrichtung an einer Druckereimaschine zur Konstanthaltung des Papierzuges auf elektrischem Weg
Im Zusammenhang mit Rotationsdruckmaschinen, die heute fast ausschliesslich mit geregelten Gleichstromantrieben ausgerüstet sind, ist eine der wichtigsten Bedingungen, dass das in die Maschine einlaufende Papier einen einstellbaren, möglichst konstanten Zug aufweisen muss. Die darüber notwendige Bremsung der ablaufenden Papierrollen an den Rollensternen kann auf verschiedene Art und Weise erfolgen.
Es ist bekannt, die ablaufende Papierrolle über am Umfang aufliegende Bänder oder Gurten zu bremsen, welche mit der Hauptantriebswelle der Druckmaschine über ein Regelgetriebe und eine Transmission verbunden sind. Die ablaufenden Papierrollen bzw. die Rollensterne befinden sich im Keller unterhalb der Druckerei- maschinen, so dass die Durchführung der Transmission besondere bauliche Vorkehrungen bedingt, die vielfach auf Schwierigkeiten stossen. Ausserdem lässt sich bei Verstellgetrieben, die über ein Regelgerät je nach Stellung einer Tänzerweile gesteuert werden, nicht immer die gewünschte Genauigkeit des Übersetzungsverhältnisses erreichen.
Bei einer anderen bekannten Einrichtung wird die Papierrolle mittels einer am Zentrum der Rolle angreifenden Trommelbremse gebremst, welche über eine Tänzerwalze verstellt wird. Mit einer solchen Anordnung wird die mechanische Verbindung zwischen der Längswelle der Antriebsmaschine und dem Rollenstern vermieden. Es ist aber in diesem Falle schwierig, eine einwandfreie Stabilität des mechanischen Regelkreises zu erreichen, so dass mit dieser einstufigen Regelung ebenfalls keine hohe Genauigkeit erzielt werden kann.
Schliesslich ist es auch bekannt, eine elektrische Bremsung durch am Zentrum der ablaufenden Papierrollen angreifende Maschinen vorzusehen, wobei die Rückarbeitung der Bremsenergie über eine Umformergruppe erfolgt. Infolge des bereits sehr grossen Regelbereiches für den Hauptantrieb der Druckmaschine, der bis etwa 1: 80 betragen kann, und des bei Druckpapierrollen üblichen Durchmesserverhältnisses von 1: 10 und mehr, ergibt sich für die Bremsmaschinen ein sehr grosser Regelbereich von 1: 800. Auch ist der Aufwand für je eine Umformergruppe mit der dazugehörigen Steuereinrichtung pro Rollenstern sehr hoch.
Der Zweck der vorliegenden Erfindung ist nunmehr die Genauigkeit der Papierzugregelung bei Durckmaschinen zu verbessern, und zwar mit einer Einrichtung, die gegenüber den bisherigen wesentlich einfacher ist.
Gemäss der Erfindung wird dies mit einer Einrichtung erreicht, die aus einer Gleichstrommaschine besteht, deren Welle kraftschlüssig mit der Papierbahn in Verbindung steht und deren Anker elektrisch parallel zum Anker des Hauptantriebsmotors geschaltet und deren Feld über eine den Papierzug beeinflussende Regeleinrichtung verändert wird.
Anhand der Zeichnung sind einige Ausführungsbeispiele der Erfindung näher erläutert, wobei die Fig. 1 bis 4 verschiedene Anwendungsmöglichkeiten der erfindungsgemässen Einrichtung in schematischer Weise veranschaulichen.
In sämtlichen Figuren bedeutet D das Druckwerk einer Rotationsmaschine, die über einen fremderregten Gleichstrommotor M angetrieben wird, der über einen Ward-Leonard-Umformer oder eine statische Einrichtung gespeist wird. Die Drehzahl und die Ankerspannung des Hauptantriebsmotors M sind bei konstantem Feld proportional der Papiergeschwindigkeit. Parallel zum Anker des Gleichstrommotors M ist der Anker einer kleinen Gleichstrommaschine E geschaltet, deren Welle mit einer von einer Papierrolle P zu dem Druckwerk D laufenden Papierbahn C in kraftschlüssiger Verbindung steht.
Bei der Anordnung gemäss Fig. 1 steht die Gleich strommaschine E über eine geeignete mechanische Einrichtung, beispielsweise einen Bremsgurt G, mit dem Umfang der ablaufenden Papierrolle P in Verbindung.
Die Drehzahl auch dieser Glechstrommaschine E ist somit proportional der Papiergeschwindigkeit. Nach der Papierrolle P ist in der Papierbahn C eine Tänzer walze T vorgesehen, welche mit ihrem Gewicht W die Papierspannung bestimmt. Diese Tänzerwalze T steht in Verbindung mit einem Istwertgeber I, der eine der Iststellujng der Tänzerwalze proportionale Spannung an einen Regler R abgibt, der auch von einem Potentiometer S eine der Sollstellung der Tänzerwalze proportionale Spannung erhält. Dieser Regler R beeinflusst nunmehr die Erregung der Gleichstrommaschine E in Abhängigkeit der Differenzspannung, und zwar so, dass die Tänzerwalze immer möglichst in die Mittelstellung gefüht und der papierzug konstant gehalten wird. Bei zu klenem Zug senkt sich die Tänzerwalze T nach unten.
Dadurch wird das Feld der Maschine E automatisch verstärkt, ihre Drehzahl sinkt und die Tänzerwalze wird wiederum in die Mittelstellung hochgezogen, d. h. die Maschine arbeitet als Bremsmotor. Zu grosser Zug hat den umgekehrten Vorgang zur Folge, das Feld der Maschine E wird dann durch den Regler R geschwächt, wobei die Maschine E als Generator arbeitet.
Bei der Anordnung nach Fig. 2 handelt es sich um die Anwendung der in Fig. 1 veranschaulichten elektrischen Zugregeleindrichtung bei einer bereits bestehenden Druckmaschine mit mechanisch gebremsten Rollensterne für die Papierrollen, wobei mittels dieser nachträglich vorgesehenen Einrichtung die Genauigkeit der Papierzugregelung verbessert wird.
In der Fig. 2 ist für die Bestimmung des Papierzuges eine Tänzerrolle T1 mit Belastungsgewicht W1, vorgesehen, die in herkömmlicher Weise auf die mechanische Bremsvorrichtung F der Papierrolle P bzw. des Rollensternes wirkt. Nach dieser Tänzerrolle T1 und vor der Tänzerwalze T der elektrischen Zugregeleinrichtung nach Fig. 1 ist noch eine von der Papierbahn C umschlungene Bremsrolle B vorgesehen, die mit der Welle der Gleichstrommaschine E mechanisch verbunden ist und von dieser letzteren gebremst wird. Die für eine Konstanthaltung des Papierzuges erforderliche Bremswirkung der Maschine E wird in bereits beschriebener Weise durch die elektrische Regeleinrichtung T, I, R, S bestimmt.
In Zusammenhang mit den hohen Papiergeschwindigkeiten und grossen Arbeitsbreiten modernen Rollen Rotationsmaschinen sowie für die Möglichkeit des mehrfarbigen Bilder- und Anzeigendruckes in Tageszeitungen, ist unter anderem eine optimale Konstanthaltung der Papierbahnspannung absolut notwendig, da jede Spannungsschwankung zwangläufig eine Registeränderung und dadurch einen vermehrten Ausschuss zur Folge hat. Unter einem Register ist das gleichzeitige Zusammentreffen von einander zugeordneten Punkten, Linien oder Flächen beim Übereinanderducken mehrerer Einzelfarben sowie die Deckungsgleichheit entsprechender Passmarken der Vorder- und Rückseite einer bedruckten Papierbahn zu verstehen.
Für die Registerhaltung werden bekannte Registerregelungen verwendet, mittels welcher der Stand des Registers stets dadurch nachgeprüft wird, indem jede aufgedruckte Marke mit einer auf dem Druckzylinder vorhandenen Marke mit Hilfe von optischen Abtast- köpfen verglichen wird und irgendwelche Abweichungen in Korrektursignale umgewandelt werden, die das zuständige Register so lange betätigen, bis die Passmar- ken wieder übereinstimmen.
Für Registerfehler sind bekanntlich vor allem Materialschwankungen, wie Dichte-, Dicken- und Feuchtigkeitsschwankungen oder solche der Oberflächenstruk- tur des Papiers verantwortlich, da diese Veränderungen in der Papierbahnspannung bewirken. Demzufolge ist die elektrische Einrichtung gemäss der Erfindung, die eine genaue Konstanthaltung des Papierzuges ermöglicht, von besonderer Bedeutung für eine einwandfreie Registerhaltung.
Anhand der Fig. 3 und 4 ist diese Anwendungsmöglichkeit der erfindungsgemässen Einrichtung, und zwar bei einer Längsregister-Regelung vorgedruckter Papierrollen, näher beschrieben, wobei in diesen Figuren die gleichen Elemente wie in den Fig. 1 und 2 mit den gleichen Bezugszeichen versehen sind.
Bei der Anordnung nach Fig. 3 wird die ablaufende Papierrolle P, wie bei der Anordnung nach Fig. 1, duch einen anliegenden Bremsgurt G gebremst, der in kraftschlüssiger Verbindung mit der Gleichstrommaschine E steht. Ferner ist noch eine bekannte Registersteuerung vorgesehen, die aus einer Abtastvorrichtung A für die Druckzylinderstellung, einer Abtastvorrichtung Ap für die Marken auf der Papierbahn C und einem Registerregler Rr besteht.
Bei der Anorndung nach Fig. 3 wird in bereits beschriebener Weise die Bremswirkung des Gurtes G durch die Gleichstrommaschine E bestimmt, dessen Erregung durch den Zugregler R in Abhängigkeit von der Differenz zwischen Ist- und Sollwert des Papierzuges beeinflusst wird. Der Zugregler R erhält von einer Druckmesserdose 0 eine den Zugistwert proportionale Spannung und von den Potentiometer S eine den Zugsollwert proportionale Spannung, wobei beim Auftreten eines Registerfehlers der Registerregler Rr den Zugsollwert am Potentiometer S entsprechend verstellt. Auf dieser Weise wird eine sehr hohe Papierzugkonstanz der in die Maschine einlaufenden vorbedruckten Papierbahn erreicht.
Die Anordnung gemäss Fig. 4 weicht von derjenigen gemäss der Fig. 3 lediglich dadurch ab, dass die Papierrolle bzw. der Rollenstern mit einer mechanischen Bremsvorrichtung F versehen ist und die Gleichstrommaschine E für die Konstanthaltung des Papierzuges kraftschlüssig mit einer Bremsrolle B in Verbindung steht, wie bei der Anordnung nach Fig. 2 der Fall ist.
Die nachgeschaltete Längsregister-Regelung entspricht genau derjenigen der Fig. 3.