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Selbsttätige Schneidvorrichtung für Papier, Gewebestoffe u. dgl.
Es ist bereits bekanntgeworden, auf ablaufenden Papierstreifen bei Querschneiden mit Hilfe einer lichtelektrischen Zelle mechanische Markierungen (Lochmarken) zu erzeugen, die ihrerseits zur
Steuerung des Schneidvorganges über mechanische Vorrichtungen dienen.
Gerade die Steuerung der Schneidvorrichtung erfordert aber besondere Sorgfalt und ein möglichst trägheitsloses und betriebssicheres Zusammenwirken von Marken und den Antrieb der Schneidvorrichtung.
Gemäss der Erfindung werden daher zur Steuerung von Schneidvorrichtungen od. dgl. in Abhängigkeit von auf dem ablaufenden Stoff angebrachten Markierungen lichtelektrisch empfindliche Vorrichtungen verwendet. Es bietet dieses den besonderen Vorteil, dass man ohne Lochungen und andere ähnliche Markierungen, die eine Beschädigung oder Verunstaltung des Randes des ablaufenden Stoffes bedeuten, auskommt. Die lichtelektrischen Zellen sprechen trägheitslos an und gestatten, insbesondere unter Zuhilfenahme von gittergesteuerten Entladungsgefässen, vorzugsweise mit lichtbogenartiger Entladung und Glühkathode, erhebliche elektrische Ströme auszulösen oder zu steuern.
In erster Linie ist der Erfindungsgegenstand vorteilhaft zur selbsttätigen Steuerung von Arbeitsmaschinen, insbesondere Schneidvorrichtungen, geeignet, die ein ablaufendes Material verarbeiten, wie Papier und Gewebestoffe. Es ist dabei mit einfachen Mitteln und grosser Genauigkeit möglich, gerade auch die Geschwindigkeit der Maschinen selbsttätig zu regulieren, was besonders in solchen Fällen wesentlich ist, in denen ein ruckweises Arbeiten der Maschine oder eines Teiles derselben erforderlich ist.
Der Erfindungsgegenstand ist in der Zeichnung in einer Ausführungsform dargestellt. Fig. 1 ist eine einfache schematische Darstellung einer Maschine und eines Steuersystems gemäss der Erfindung, Fig. 2 eine schematische Darstellung eines Teils des Steuerstromkreises.
10 ist ein Materialband aus Papier oder Gewebe, das mit Markierungen oder Zeichen in jedem der einzelnen Abschnitte zwischen den Linien 11 und 12 bedruckt ist, an welchen das Band getrennt werden soll, um Artikel, wie z. B. Kartonhüllen, Aktendeckel od. dgl., anzufertigen.
Das Band wird in Richtung des Pfeiles M von einer (nicht gezeichneten) Vorratsrolle abgerollt und mittels der oberen und unteren Transportwalze 16 und 17 über einen Tisch 14 zur Abschneidewalze 15 geführt. Die Transportwalzen 16 und 17 werden nach der Zeichnung durch einen Elektromotor mittels einer Triebwelle über ein passendes Reduktionsgetriebe 19 mit passender Geschwindigkeit angetrieben.
Der Elektromotor 18 kann entweder ein Gleichstrom-oder Wechselstrommotor sein und wird von einer passenden Energiequelle gespeist, z. B. nach der Zeichnung durch die Speiseleitung 20, mit welcher die Klemmen des Motors durch die Leitungen 21 verbunden sind.
Der Abschneider kann durch irgendein passendes Triebmittel angetrieben werden, dessen Geschwindigkeit für die Einstellung der relativen Geschwindigkeit zwischen Abschneider und dem beweglichen Band verändert oder justiert werden kann, so dass der Abschneider in vorausbestimmter Beziehung zu den Abschnitten des Bandes arbeiten kann, d. h. dass das Band an den vorgesehenen Trenn- linien 11 und 12 od. dgl. getrennt wird. In der Zeichnung wird die Abschneidewalze 15 durch den Elektromotor 18 angetrieben, mit dessen Triebwelle die Welle des Absehneiders durch ein veränderliches Übersetzungsgetriebe 24 verbunden ist, durch welches die relative Geschwindigkeit zwischen Abschneider und Band nach Wunsch eingestellt werden kann.
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Wenn die Abschneidewalze durch den gleichen Motor angetrieben wird, welcher die Transportwalzen antreibt, kann zur Veränderung der relativen Geschwindigkeit zwischen Absehneider und Band
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setzungsgetriebe 24, das schematisch in der Zeichnung dargestellt ist, enthält die zwei entgegengesetzt angeordneten konischen Walzen 25 und 26, die auf der Triebwelle des Motors 18 und der Welle der Ab- schneidewalze fest aufmontiert sind. Die Walze 25, welche durch den Motor angetrieben wird, treibt die Walze 26 mittels eines Riemens 27, dessen Stellung auf den Walzen 25 und 26 durch einen Riemenverstellen 28 verändert werden kann.
Dieser kann durch einen kleinen Hilfsmotor 29, der mit der Triebwelle mittels Schnecke 30 und Schneckenrad 31 verbunden ist, entweder vorwärts oder rückwärts, angetrieben werden.
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bei Betätigung den Hilfsmotor 29 in Reihe mit der Differentialfeldwicklung 32 an eine passende Energiequelle 36, um den Motor in Umdrehung in einer Richtung zu versetzen, während für die Umdrehung in entgegengesetzter Richtung die Differentialfeldwicklung 33 durch das Umsteuersehutz. 35 in Reihe mit dem Hilfsmotor 29 an die Stromquelle gelegt wird.
Das Band 10 ist, wie in der Zeichnung gezeigt wird, in passenden Abständen mit Markierungen versehen, die als schwarze Flecke 31 und 38 zu sehen sind und welche auf dem Band vorteilhaft daraufgedruckt sind, wo die Zeichen für die Trennung des Bandes aufgedruckt sind. Diese Flecken liegen alle in vorausbestimmter Beziehung zu den aufgedruckten Zeichen und zu den Trennlinien 11 und 12 auf dem Band. Es ist keine besondere Beziehung zwischen der Lage der Flecken und den Trennlinien erforderlich, aber es ist wesentlich, dass die Flecken in derselben Beziehung zueinander stehen wie die Zeichen oder Trennlinien.
Die Abstände, in welchen die Flecken auf dem Band angebracht sind, werden in erster Linie bestimmt durch die Arbeitsgeschwindigkeit der Maschine, und es muss bemerkt werden, dass es nicht wesentlich ist, dass ein Flecken in jedem Abschnitt des Bandes oder an jeder Trennlinie angebracht ist, wie es in der Zeichnung dargestellt ist, da die besten Ergebnisse erhalten werden können, wenn die Flecken in Abständen angebracht werden, welche einem Vielfachen der Abstände der Trennlinien 11 und 12 entsprechen. Das im einzelnen Falle verwendete Vielfache hängt von der Entfernung der Trennlinien und der Geschwindigkeit der Maschine ab.
Das Arbeiten des Hilfsmotors 29, der die Verstelleinrichtung 24 zum Verändern der relativen Geschwindigkeit zwischen Abschneiderolle 15 und Band 10 betätigt, wird automatisch gesteuert mittels eines in der Zeichnung dargestellten Steuersystems. Dieses enthält einen lichtempfindlichen Apparat-39, der durch die Markierungen 31,. 38 od. dgl. betätigt wird und der mit einem Schaltapparat 40 zusammen-
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lichen Apparat 39 kann irgendeine Type, z. B. eine liehtelektrisehe Zelle, verwendet werden. die ein evakuiertes Glasgefäss besitzt, in dem eine Anode 46 und eine Kathode 47 befestigt sind und die mit dem
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ist über dem Band 10 zusammen mit der Lichtquelle 50 so befestigt, dass ein am Band reflektierter Lichtstrahl auf die Zelle trifft.
Wie in der Zeichnung dargestellt ist, besteht diese Lichtquelle aus einer passend montierten Lampe, die von irgendeiner geeigneten Stromquelle durch die Speiseleitungen 20 gespeist wird, mit welchen die Lampe 50 mittels der Leiter 51 verbunden ist. Der lichtempfindliche Apparat 39 ist, in bezug auf die Absehneidewalze 15, so angebracht, dass eine der schwarzen Fleckes gerade aufgenommen wird, wenn eine der Trennlinien 11, 12 des Bandes am Abschneideende des Tisches 14 ist.
Wenn einer von den schwarzen Flecken 37, 38 vor der lichtempfindlichen Zelle 39 liegt, wird der Betrag des vom Band reflektierten Lichtes vermindert, und diese Verminderung des auftreffenden Lichtes bedingt in dem Fachmann bekannter Weise, dass die lichtelektrische Zelle 39 einen Steuerimpuls in den Stromkreis 49 sendet, in dem diese geschaltet ist.
Da die im Stromkreis 49 infolge der Absorption des auf die lichtelektrische Zelle übertragenen Lichtes durch die dunklen Flecke erzeugten Impulse sehr schwach sind, ist es erforderlich, diese Impulse zu verstärken, damit sie zur Steuerung der elektrischen Entladungsgefässe 4. ! und 42 verwendet werden können.
Diese Verstärkereinrichtung kann nach irgendeiner passenden Art ausgeführt sein, z. B. so wie es in Fig. 2 dargestellt ist. Hauptsächlich enthält die Verstärkereinrichtung ein elektrisches Entladungs- gefäss, wobei im hochevakuierten Gefäss 53 eine Anode 54, eine Heizkathode 55 und ein Gitter oder eine Steuerelektrode 56 untergebracht ist. Ein Widerstand 57 von passendem Ohmwert ist in den Stromkreis zwischen die Kathodenklemmen 5. S der lichtelektrischen Zelle und dem negativen Pol der Stromquelle 48 geschaltet. Das Gitter 56 der Verstärkerrohre ist direkt mit der Klemme 58 der lichtelektrischen Zelle durch einen Leiter 59 verbunden.
Ein Potentiometerwiderstand 60 ist zwischen Stromquelle JS
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verbunden, so dass das Gitter eine in bezug auf die Kathode leicht negative Spannung erhält. Die
Kathode 55 wird auf den erforderlichen Grad über eine passende Stromquelle, z. B. durch die in der
Zeichnung dargestellte Batterie 62, geheizt.
Die Anodenklemme 63 der Verstärkerröhre ist mit dem positiven Pol der Stromquelle 48 S über j einen Widerstand 54 a verbunden, dessen eine Klemme mit einer Anzapfung eines Potentiometerwider- standes 64 mittels eines Leiters 6. 5 verbunden ist. Das weiter abliegende Ende des Widerstandes 64
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Die Arbeitsweise des Verstärkers ist kurz folgende : Die Verminderung des auf die lichtempfindliche Zelle 39 bei Gegenübertreten eines schwarzen Fleckes 37 auftreffenden Lichtes bewirkt eine Ver- ) minderung des Stromes im Leiter 49 mit dem Ergebnis, dass die Spannung an der Klemme 58 und am Gitter 56 genügend negativ wird, um die elektrische Entladung zwischen Kathode 55 und Anode 54 der Verstärkerrohre 53 zu verringern. Diese Verminderung des Anodenstromes der Verstärkerröhre bedingt eine Zunahme des Potentials der Anodenklemme 6. 3. Diese Zunahme ist infolge der Charakteristik der Röhre vielmals grösser als die Abnahme des Potentials der Kathodenklemme 38 der liehtelek- trischen Zelle.
Die Schalteinrichtung 40 besteht nach der Abbildung aus einer Scheibe aus leitendem Material, dessen beide gegenüberliegenden Hälften 40a und 40b voneinander durch einen Isolierstreifen 67 ge-
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walze 15 befestigt, so dass sie mit dieser synchron laufen muss. Die Ringe 69 und 68 sind gegeneinander und gegen die Welle isoliert, und der Ring 68 ist mit der linken Häute der Scheibe 40 durch eine (nicht gezeichnete) Leiter verbunden, während der Schleifring 69 in ähnlicher Weise mit der rechten Hälfte der Scheibe 40 mittels eines (nicht gezeichneten) Leiters verbunden ist.
Die elektrischen Entladungsgefässe 41 und 42 sind als Dreielektrodenröhren gezeichnet. Das
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Weise eine Anode 73, ein Gitter 74 und eine Heizkathode 75. Die elektrische Energie, um die Kathoden 72 und 13 auf den erforderlichen Glühgrad zu heizen, wird von passenden Stromquellen, z. B. von den zwei Batterien 76 und 77, geliefert. Obgleich die elektrischen Entladungsgefässe 41 und 42 nach irgendeiner passenden Art gewählt werden können, sind Dreielektrodenröhren wie in der Zeichnung vorzuziehen, in deren Gefässe kleine Mengen inerten Gases, wie z. B. Quecksilberdampf, nach dem Auspumpen eingebraeht werden.
Die Gegenwart des Quecksilbe. rdampfes im Gefäss bezweckt, die elektrische Entladung zwischen Kathode und Anode in eine Bogenentladung umzuwandeln, die dadurch ausgelöst und gesteuert wird, dass dem Gitter eine passende Spannung aufgedrückt wird. Wenn einmal die Spannung des Gitters auf den erforderlichen Betrag angestiegen ist, um die elektrische Entladung z\\ ischen Kathode und Anode auszulösen, steigt der Anodenstrom plötzlich auf einen Wert, der nur durch die Impedanz des Stromkreises selbst begrenzt ist. Danach ist das Gitter machtlos, den Anodenstromkreis zu beeinflussen, und demgemäss kann der Anodenstrom nur dadurch unterbrochen werden, dass der Stromkreis selbst unterbrochen wird oder dass das der Anode aufgedrückte Potential praktisch bis auf Null reduziert wird.
Wie vorgehend dargestellt wurde, werden die elektrischen Entladungsgefässe 41 und 42 durch eine Gleichstromquelle 66 gespeist. Es ist also ersichtlich, dass der Strom, wenn einmal die Gitter 71 und 74 genügend positiv geworden sind, um den Strom, der im Anodenstrom dieser Geräte fliesst, auszu- lösen, weiterfliessen wird, bis der Anodenstromkreis unterbrochen worden ist. Dies ist ein charakteristisches Merkmal der Erfindung, da die Steuerimpulse, die durch das Vorübergehen der schwarzen Flecken 37, 38 vor der lichtelektrischen Zelle erzeugt werden, von sehr kurzer Dauer sind und meist
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Relais, Schützen u. dgl. der Fall ist. Ein positiver Impuls dieser kurzen Dauer ist jedoch genügend, den Stromfluss im Anodenstromkreis der elektrischen Entladungsgefässe auszulösen.
Dieser Strom wird dann weiterfliessen und das Arbeiten der elektromagnetischen Apparate, die mit dem Anodenstromkreis verbunden sind, bewirken, bis der Stromkreis wieder unterbrochen wird.
Die Anoden 70 und 73 der elektrischen Entladungsgefässe 41 und 42 sind jeweils in einem Stromkreis mit den Betätigungsspulen 43 bzw. 44 der Umsteuerschütze geschaltet und an den positiven Pol der Gleichstromquelle 66 gelegt. Ein passendes Schaltgerät, das nach der Zeichnung aus einer Scheibe 7S aus leitendem Material besteht, ist isoliert auf der Welle des Abschneiders 15 befestigt, so dass es mit diesem umlaufen muss. Die Scheibe trägt an ihrem Umfange ein isoliertes Stück 79. durch welches der Anodenstromkreis der elektrischen Entladungsgelässe 41 und 42 eine bestimmte Zeit nach der Auslösung des Stromflusses unterbrochen wird.
Die Gitter 71 und 74 der elektrischen Entladungsgefässe 41 und 42 sind mit den zugehörigen Kontaktringen 68 und 69 verbunden, welche, wie vorhin erwähnt, mit den Scheibenhälften 40 a und 40 b in Verbindung stehen.
Die Kathoden 72 und 75 der elektrischen Entladungsgefässe 41 und 42 sind mit dem negativen Pol der Stromquelle 66 verbunden, welche durch den Leiter 79 a auch mit dem positiven Pol der Stromquelle 48 in Verbindung steht. Der Zweck dieser Verbindung ist, der Anodenklemme 63 der Verstärker-
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röhre eine leichte positive Spannung in bezug auf die Kathoden 72 und 75 zu verleihen. Der Betrag dieser Spannung ist bestimmt durch die Lage des Anzapfungspunktes am Potentiometerwiderstand 6, 1, mit dem der Widerstand 54 a verbunden ist.
Ein Leiter 80 dient zur Verbindung der Anodenklemme 63 der Verstärkerröhre mit einer Bürste 81, welche auf dem Umfang des Sehaltapparates 40 schleift, dessen beide Hälften 40a und 40b mit den Gittern 71 bzw. 74 der elektrischen Entladungsgefässe 44 bzw. 42 in Verbindung stehen.
Um das Zusammenwirken der Elemente der Erfindung noch besser verständlich zu machen, wird in folgendem die Wirkungsweise der gesamten Anordnung näher beschrieben.
Vor Inbetriebnahme wird das Band 10 zwischen den Transportwalzen 16 und 17 hindurchgezogen und der Kontakt 81 so eingestellt, dass er das Isolierstück 67 des Sehaltapparates 40 berührt, wenn das Messer 2. 3 das Band 10 berührt. Wie weiter vorne erklärt wurde, ist die lichtelektrische Zelle 39 in bezug auf das Abschneideende des Tisches 14 so montiert, dass einer der schwarzen Flecke 37, 38 sich in eine Lage bewegt, in der der vom Band reflektierte Lichtstrahl unterbrochen wird, sobald eine der Trennlinien 11, 12 am Abschneideende des Tisches ankommt.
! Der Elektromotor. M, welcher die Transportwalze 16 und 17 und die Abschneidewalze 15 antreibt, möge mit der Stromquelle 20 verbunden sein und soll durch irgendeinen passenden Schalter 82 zum Anlaufen gebracht werden. Darauf werden die Transportwalzen 16 und 17 das Band der Abschneid-
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Zelle 39 zu gleicher Zeit mit dem isolierten Teile 67 in Verbindung steht, wenn ein Impuls im Steuerstromkreis durch das Vorübergehen eines schwarzen Fleckes unter der lichtelektrischen Zelle erzeugt wird.
Jedoch wenn die Abschneidewalze ausser Tritt mit dem Band 10 gefallen ist, d. h. wenn diese das Band abschneidet, entweder bevor die Trennlinien 11, 12 das Abschneideende erreicht haben oder nachdem die Trennlinien diesen Punkt überschritten haben, wird das Steuersystem in Tätigkeit treten und die relative Geschwindigkeit zwischen Abschneidewalze 15 und dem Band 10 verändern und wird die synchrone Beziehung wiederherstellen. Wenn z. B. die Geschwindigkeit des Abschneiders 15 sich leicht vermindert hat, so dass das Messer 23 das Band abschneidet nachdem die Trennlinien den Abschneidepunkt des Tisches bereits passiert haben, so kommt Kontakt 81 im gleichen Zeitpunkt, als der schwarze Fleck 37 den auf die liehtelektrische Zelle treffenden Lichtstrahl unterbricht, in Verbindung mit der linken Hälfte 40 a des Sehaltapparates 40.
Diese Unterbrechung des von der lichtelektrischen Zelle empfangenen Lichtstrahles verursacht eine Abnahme des Stromes im Leiter 49, und das Potential
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es bereits beschrieben wurde), und dieses positive Potential wird dem Gitter 71 des elektrischen Entladungsgefässes 41 aufgedrückt, da der Stromkreis zum Gitter 71 über Klemme 63, Leiter 80, Bürste 81, Segment 40 a und Schleifring 68 geschlossen ist. Die Zunahme der dem Gitter aufgedrückten Spannung
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Speisung der Betätigungsspule 43 des Umsteuerschützes 35 ausreicht. Infolgedessen bewegt sich das Schütz 35 in die obere, geschlossene Stellung und verbindet den Anker des Hilfsmotors 29 mit der Strom-
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dessen an und betätigt den Riemenversteller 28 in dem Sinne, dass die Geschwindigkeit des Abschneiders 15 in bezug auf das Band 10 vermehrt wird.
Der Motor 29 ist nur für einen sehr begrenzten Zeitabschnitt tätig, da nach einer einmaligen Um- drehung der Abschneidewalze 15 das Isolierstück 79 der Scheibe 78 in Berührung mit der Bürste gebracht
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gungsspule 43 des Schützes 35 entregt, so dass dieses in seine untere Stellung abfällt, in welcher es den Motor 29 und die Stromquelle 36 abschaltet, worauf dieser rasch stehenbleibt.
Wenn umgekehrt die Abschneiderolle 15 in bezug auf das Band zu schnell geworden ist, so dass das Messer 23 das Band getrennt hat, bevor eine Trennlinie die Abschneidestelle des Tisches erreicht hat, so wird die Bürste 81 in Kontakt mit dem Segment 40 b geraten, sobald ein schwarzer Fleck 37 unter der lichtelektrischen Zelle 39 vorbeikommt, und infolgedessen wird das elektrische Entladungsgefäss 42
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Abschneiderolle 15 in bezug auf das Band 10 angetrieben wird.
**WARNUNG** Ende DESC Feld kannt Anfang CLMS uberlappen**.