CH635801A5 - Vorrichtung zum aufeinanderfolgenden zufuehren von gestapelten kartonstuecken an die verarbeitungswalze einer druck- oder verarbeitungsmaschine. - Google Patents

Description

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Vorrichtung zu schaffen, welche die genannten Nachteile vermeidet. Die erfindungsgemässen Merkmale zur Erreichung dieses Zieles sind in den Ansprüchen offenbart.

Die Erfindung soll nachstehend anhand des in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert werden.

Es zeigen:

Fig. 1 eine schematisierte Seitenansicht einer dem Stand der Technik angehörenden Vorrichtung der genannten Gattung;

Fig. 2 die analoge Darstellung einer erfindungsgemässen Vorrichtung;

Fig. 3 eine perspektivische Ansicht der Vorrichtung gemäss Fig. 2;

Fig. 4 den Blockschaltplan der Steuer- und Regelschaltung der erfindungsgemässen Vorrichtung;

Fig. 5a und 5b den Verlauf der Bewegungsgeschwindigkeit des Mitnehmers in Funktion der Zeit, und

Fig. 6 die Vorrichtung gemäss Fig. 2, die jedoch für kürzere Kartonstücke eingestellt ist.

In Fig. 1 wird zum besseren Verständnis der Erfindung eine bekannte Vorrichtung dargestellt. Die auf dem Tisch 1 gestapelten Kartonstücke T werden seitlich durch eine vordere und eine hintere Führungsschiene 2 bzw. 3 gehalten. Die Kartonstücke werden eines nach dem anderen mittels eines Stosshebels 4 nach vorne (in den Zeichnungen nach links) geschoben, wobei der Stosshebel mit einer Kurbelanordnung 5 verbunden ist. Die Kartonstücke werden anschliessend von einem Rollenpaar 6 übernommen und von diesem z.B. zwischen eine Verarbeitungswalze 7a und eine Anpresswalze 7b gestossen Diesen Walzen folgt ein weiteres Förderrollenpaar 8, welches die Kartonstücke zur nächsten Verarbeitungsmaschine befördert. Die dargestellte Vorrichtung ist mit den eingangs erwähnten, nachteiligen Förderrollen 6 ausgerüstet.

Fig. 2 und 3 stellen die bevorzugte Ausführung der erfindungsgemässen Vorrichtung dar. Diese enthält mindestens eine endlose Förderkette 10, welche über zwei unter dem Tisch 1 angeordnete Kettenräder 9a und 9b geführt wird.

Je nach Breite der Kartonstücke können mehrere solcher Förderketten 10 nebeneinander angeordnet sein. Die Kettenräder 9a haben eine gemeinsame Antriebswelle 11, die über ein Reduktionsgetriebe mit einem Gleichstrom-Antriebsmotor 12 verbunden ist. Ferner sind ein Tachogenerator 13 und ein Impulsgenerator PG(B) mit dem Antriebsmotor 12 verbunden. Die Vorrichtung enthält ferner horizontale Führungsstäbe 14, die zwischen den Kettenrädern 9a und den Walzen 7 a und 7b angeordnet sind. Ein weiterer Impulsgenerator PG(A) ist auf der Welle der Verarbeitungswalze 7a angebracht. An jeder Förderkette 10 sind ferner 2 Mitnehmer 15a und 15b unter einem Abstand B0 befestigt, was der halben Umfangslänge der Kette entspricht. Der eine Mitnehmer 15a jeder Förderkette 11 stösst an die hintere Kante des zuunterst im Stapel liegenden Kartonstückes T. Die Vorrichtung enthält auch mehrere unter dem Tisch 1 angeordnete Sauggeräte 16, welche das auf den Ketten 10 liegende Kartonstück T nach unten saugen und an die Ketten drücken. Mit L0 ist der Umfang der Verarbeitungswalze 7a bezeichnet; die Länge der Kartonstücke ist demnach gleich oder kleiner L0.

Die Walzen 7a und 7b drehen mit einer vorgegebenen Geschwindigkeit, die durch den Impulsgenerator PG(A) gemessen wird. Dieser erzeugt ein Digitalsignal 0 A. Seitlich am Tisch 1 ist ein Fühler 18 angeordnet. Dieser Fühler 18 meldet mittels eines Signals das Passieren eines der beiden

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Mitnehmer 15a oder 15b, was bedeutet, dass die Vorderkante eines Kartonstückes in die Verarbeitungsmaschine eingeführt worden ist.

Wie aus dem Blockschaltplan gemäss Fig. 4 ersichtlich ist, enthält die Steuer- und Regelschaltung der erfindungsgemässen Vorrichtung einen Zähler 19, der einerseits mit einem programmierbaren Sollwertgeber 17 verbunden ist und von diesem auf Impuls von Fühler 18 die Signale für die Werte L0 und B0 erhält; andererseits ist der Zähler 19 mit den Impulsgeneratoren PG(A) und PG(B) verbunden und empfängt die von diesen erzeugten Signale 0A bzw. 0B. Der Zähler 19 führt digital die Rechnung L0 — B0 — 0A + 0B durch. Sein Ausgang ist mit einem Digital-Analog-Wandler 20 verbunden, der das dem Ergebnis dieser Rechnung entsprechende Digitalsignal in ein analoges Signal wandelt, welches als Fehlersignal Vc einem Operationsverstärker 23 zugeleitet wird. Der Sollwertgeber 17, der Zähler 19 und der D/A-Wandler 20 bilden zusammen die Rechnereinheit 22. Das Signal 0 A des Impulsgenerators PG(A) wird ferner einem Frequenz-Spannungs-Wandler 21 zugeführt, der eine der Impulsfolgefrequenz von 0A proportionale Spannung Va erzeugt, welche ebenfalls dem Operationsverstärker 23 eingespeist wird. Der Operationsverstärker 23 ist als Subtrahierer geschaltet und erzeugt an seinem Ausgang das Signal Va — Vc. Mittels eines weiteren Sollwertgebers 24 wird die Grösse £2 vorgegeben, welche der Distanz entspricht, die ein Mitnehmer 15a oder 15b nach dem Ansprechen des Fühlers 18 bis zu seinem Stillstand unterhalb des Kettenrades 9a zurücklegen soll. Ein Zähler 25 subtrahiert die Impulse des Signals 0B des Impulsgenerators PG(B) von einer £2 entsprechenden Impulsfolge aus dem Sollwertgeber 24, wobei das Signal des Fühlers 18 als Startsignal für diese digitale Subtraktion wirkt. Das Ausgangssignal des Zählers 25 wird durch einen Digital Analog-Wandler 26 weiterverarbeitet.

Das Signal Va — Vc aus dem Operationsverstärker 23 und jenes aus dem D/A-Wandler 26 werden einer Aus-wahlschaltung 27 zugeführt, welche an ihrem Ausgang das jeweils grössere der beiden analogen Eingangssignale reproduziert. Das Ausgangssignal dieser Auswahlschaltung 27 wird zusammen mit dem (analogen) Signal aus dem Tachogenerator 13 einer Vergleichsschaltung 30 zugeleitet, welche an ihrem Ausgang ein der Differenz der beiden Eingangssignale proportionales Geschwindigkeits-Steuersignal erzeugt. Dieses Steuersignal wird schliesslich einer Motorsteuerung 31 zugeführt, welche die Drehgeschwindigkeit des Gleichstrom-Antriebsmotors 12 steuert.

Der Operationsverstärker 23, die Auswahlschaltung 27 und die Vergleichsschaltung 30 bilden zusammen die Geschwindigkeitssteuereinheit 28, und der Sollwertgeber 24, der Zähler 25 und der D/A-Wandler 26 bilden zusammen die Anhaltesteuereinheit 29.

In Fig. 2 ist mit A die Ausgangslage eines Mitnehmers 15a oder 15b bezeichnet, wo dieser im Stillstand mit der hinteren Kante eines Kartonstückes T in Berührung tritt. Mit B ist jene Lage des Mitnehmers bezeichnet, bei der die vordere Kante des Kartonstückes von den Walzen 7a und 7b der Verarbeitungsmaschine erfasst wird. Bei der Stelle C wird der Mitnehmer vom Fühler 18 wahrgenommen, und bei der mit D bezeichneten Stelle schliesslich hält der Mitnehmer nach Durchlaufen der Strecke B0 wieder an. Die Strecke zwischen A und B ist mit £ 1 bezeichnet; sie entspricht auch dem Abstand zwischen der vorderen Kante des sich noch unter dem Stapel befindlichen Kartonstückes T und der Verbindungsgeraden der Achsen der Walzen 7a und 7b. Die Strecke zwischen den Stellen C und D ist mit £2 bezeichnet.

Die Vorrichtung arbeitet wie folgt:

Zuerst steht der Antriebsmotor 12 bei der dargestellten

Lage der Mitnehmer 15a und 15b still, während sich die Walzen 7a und 7b mit der vorgegebenen Geschwindigkeit drehen. Wird das Signal Va — Vc positiv, so wird der Antriebsmotor 12 gestartet und der Mitnehmer 15a wird entsprechend dem Signal Va — Vc beschleunigt, bis die Umfangsgeschwindigkeit der Förderketten 10 gleich jener der Verarbeitungswalze 7a ist und das Fehlersignal Vc demzufolge null wird. Während dieser Zeit wird das Kartonstück T von A über die Strecke £ 1 nach B geführt. Dort gerät seine Vorderkante zwischen die Walzen 7a und 7b, so dass es seine Bewegung mit der gleichen Geschwindigkeit fortsetzt.

Bis zur Stelle C ist die Regelung bestrebt, die Grösse L0 — B0 — 0A + 0B auf dem Wert null zu halten, indem sie das Ausgangssignal der Auswahlschaltung 27 mit dem Signal des Tachogenerators 13 vergleicht und jede gegenseitige Abweichung dieser beiden Signale der Motorsteuerung 31 zuführt. Dadurch läuft der Mitnehmer mit der gleichen Geschwindigkeit wie ein Punkt auf dem Umfang der Verarbeitungswalze 7a.

Trifft nun der Mitnehmer beim Punkt C ein, so erzeugt der dort angeordnete Fühler 18 ein Signal und bewirkt, dass der Wert Lc — B0 — 0A + 0B und damit auch das analoge Signal Vc positiv werden; dadurch wird Va — Vc < 0 (d.h. negativ). Andererseits, ausgelöst durch das Signal des Fühlers 18, wird das Sollwertsignal für £2 gestartet und der Zähler 25 erzeugt ein Signal £2 — 0 B > 0 (d.h. positiv). Weil nun £2 — 0 B > Va — Vc ist, erzeugt die Auswahlschaltung 27 ein Ausgangssignal, das dem Ausgangssignal des D/A-Wandlers 26 entspricht. Demzufolge wird nun der Antriebsmotor 12 solange verzögert, bis der Wert von £2 — 0B wieder absinkt und bis der Mitnehmer am vorgegebenen Punkt D anhält. Dadurch wird ein Funktionszyklus der Vorrichtung abgeschlossen. Jedesmal wenn Va — Vc grösser null wird, startet der Antriebsmotor 12 zu einem weiteren Arbeitszyklus.

Die Funkton der Vorrichtung wird nachstehend anhand der Fig. 5a und 5b im einzelnen beschrieben; in beiden Figuren ist horizontal die Zeit und vertikal die Geschwindigkeit aufgetragen.

In Fig. 5a ist durch das horizontale, schraffierte Band die Annahme angedeutet, dass sich die Verarbeitungswalze 7a mit der Maximalgeschwindigkeit VaMax drehe. Der Impulsgenerator PG(A) erzeugt ein dieser Geschwindigkeit entsprechendes Digitalsignal 0A. Der Mitnehmer beginnt seine Bewegung im Punkt A; er wird entsprechend dem Winkel al solange beschleunigt, bis seine Geschwindigkeit den Wert VaMax erreicht hat; dazu wird die Zeit bis zum Punkt tl benötigt. Das von den Ecken A, B, tl gebildete Dreieck entspricht also der Strecke il, die der Mitnehmer während dieses Vorganges durchläuft.

Nachdem der Fühler 18 bei C den Mitnehmer zum Zeitpunkt t2 wahrgenommen und ein entsprechendes Signal erzeugt hat, wird der Mitnehmer entsprechend einem bestimmten Verzögerungswert a.2 abgebremst und erreicht bei seinem Stillstand den Punkt D. Er bleibt dort für einen Moment stehen und setzt seine Bewegung im Zeitpunkt A' zu einem weiteren Bewegungszyklus fort. Damit ist die Gesamtdauer Tl eines Arbeitszyklus abgelaufen. Während der Zeit Tl führt die Verarbeitungswalze 7a eine ganze Umdrehung aus. Die Fläche des Dreiecks mit den Ecken C, D und t2 entspricht der Strecke £2 zwischen den Punkten C und D gemäss Fig. 2. Dementsprechend entspricht die Fläche des Trapezes mit den Eckpunkten A, B, C und D der Strecke B0 eines Bewegungszyklus des Mitnehmers. Die Fläche des randschraffierten Rechteckes mit der Breite Tl und der Höhe VaMax entspricht dem Umfang L0 der Verarbeitungswalze 7 a.

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Fig. 5b ist eine zu Fig. 5a analoge Darstellung, wobei hier die Annahme zugrunde liegt, dass die Umfangsgeschwindigkeit der Verarbeitungswalze nun nicht VaMax betrage, sondern auf den Wert Val abgesenkt worden sei. Da die Beschleunigung des Mitnehmers wiederum den Wert al aufweist, wird bis zum Erreichen der Endgeschwindigkeit Val beim Punkt ß weniger Zeit als beim Beispiel gemäss Fig. 5a benötigt. Da L0 als Maschinenkonstante unverändert bleibt, wird die Gesamtzeit T2 eines Bewegungszyklus länger als Tl bei VaMax. Ebenso bleibt die Strecke B0 unverändert, so dass auch die Fläche des Trapezes mit den Eckpunkten A, ß, y und D gleich jener des entsprechenden Trapezes von Fig. 5a ist. Dabei ist y der Zeitpunkt, bei welchem die Verzögerung des Mitnehmers beginnt. Nachdem der Mitnehmer die Umfangsgeschwindigkeit der Verarbeitungswalze 7 a erreicht hat, durchläuft er den Punkt B zur Zeit t'l. Die Bremsung des Mitnehmers erfolgt mit dem gleichen Verzögerungswert a2 wie beim Beispiel von Fig. 5a; sie beginnt erst nach Passieren des Punktes C, d.h. nach dem zugehörigen Zeitpunkt t'2. Die Fläche des Trapezes mit den Ecken A, ß, B und t'l entspricht der Strecke £1 und jene des Trapezes mit den Ecken t'2, C, y und D entspricht der Strecke £2. Die Werte von B0, £1 und £2 sind bei der Reduktion der Arbeitsgeschwindigkeit von VaMax auf Val gleich geblieben. L0 wird hier durch die Fläche des randschraffierten Rechteckes mit der Breite T2 und der Höhe Val dargestellt.

In Fig. 6 wird angedeutet, wie die Vorrichtung gemäss Fig. 2 für kleinere Längen der Kartonstücke T eingestellt 5 werden kann. Die Anordnung, enthaltend die Förderketten 10 mit den Mitnehmern 15a und 15b, die Kettenräder 9a und 9b, die Sauggeräte 16, den Fühler 18 und die rückseitige Führungsschiene 3, wird näher an die Verarbeitungsmaschine gerückt, wobei der Abstand £1 zwischen der vorderen 10 Führungsschiene 2 und den Achsen der Walzen 7a und 7b unverändert bleibt. Es braucht lediglich der Startpunkt A der Mitnehmer neu eingestellt zu werden. Die Geschwindigkeitsregelung wird wiederum so eingestellt, dass die Kartonstücke die Verarbeitungsgeschwindigkeit erreichen, bevor sie 15 die Strecke £1 ganz durchlaufen haben und von den Walzen 7a und 7b erfasst werden, und dass die Bremsung der Mitnehmer bei oder nach Passieren von C einsetzt und bei D beendet ist,

20 Die vorstehend erläuterte Vorrichtung arbeitet dank den elektronisch gesteuerten Mitnehmern äusserst präzis und, rasch. Ein Deformieren der Kartonstücke durch Förderrollen ist völlig ausgeschlossen. Die Vorrichtung kann an die Breite und die Länge der zu verarbeitenden Kartonstücke 25 bei minimalem Platzbedarf angepasst werden.

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4 Blätter Zeichnungen

Claims (3)

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1. Vorrichtung zum aufeinanderfolgenden Zuführen von gestapelten Kartonstücken (T) an die Verarbeitungswalze (7a) einer Druck- oder Verarbeitungsmaschine, mit einem Tisch (1) und mit vorderen und hinteren Führungsschienen (2 bzw. 3) zur Aufnahme des Stapels von Kartonstücken (T), gekennzeichnet durch mindestens eine unterhalb des Tisches (1) von zwei Kettenrädern (9a, 9b) getragene, endlose Förderkette (10), durch mindestens einen an der Förderkette (10) befestigten, den Tisch (1) im Bereich des Stapels überragenden Mitnehmer (15a) 15b) und durch einen auf eines der Kettenräder wirkenden, steuerbaren Antriebsmotor (12).

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch mehrere Sensorelemente, nämlich

— einen an der Welle der Verarbeitungswalze (7a) angeordneten, ersten Impulsgenerator [PG(A)],

— einen an der Welle des Antriebsmotors (12) angeordneten Tachogenerator (13),

— einen daselbst angeordneten zweiten Impulsgenerator [PG(B)L und

— einen zwischen den Kettenrädern (9a, 9b) oberhalb des Tisches (1) angeordneten Fühler (18) zur Wahrnehmung des Mitnehmers (15a, 15b),

und durch eine mit diesen Sensorelementen und dem Antriebsmotor (12) verbundene Steuer- und Regelschaltung.

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PATENTANSPRÜCHE

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuer- und Regelschaltung folgende Funktionseinheiten enthält:

— einen ersten Sollwertgeber (17) zur Vorgabe eines ersten, dem Umfang (L0) der Verarbeitungswalze (7a) entsprechenden Digitalsignals L0 und eines zweiten, der Länge des Bewegungszyklus' (B0) des Mitnehmers (15a, 15b) entsprechenden Digitalsignals B0,

— einen zweiten Sollwertgeber (24) zur Vorgabe eines dritten, der Anhaltestrecke (£2) des Mitnehmers (15a), 15b) entsprechenden Digitalsignals £2,

— einen ersten Rechner (19) zur Durchführung der Rechnung Vc = L0 — B0 — 0A + 0B, wobei 0 A das vom ersten Impulsgenerator [PG(A)] und 0B das vom zweiten Impulsgenerator [PG(B)3 erzeugte Digitalsignal bedeuten,

— einen zweiten Rechner (23) zur Durchführung der Rechnung 0A — Vc,

— einen dritten Rechner (25) zur Durchführung der Rechnung £2— 0j3,

— eine Auswahlschaltung (27) zur Wiedergabe des grösseren der beiden Signale 0A — Vc und £2 — 0B,

—• eine Vergleichsschaltung (30) zur Bildung der Differenz aus dem Signal des Tachogenerators (13) und dem Ausgangssignal der Auswahlschaltung (27), und

— eine Motorsteuerung (31), deren Eingang mit dem Ausgangssignal der Vergleichsschaltung (30) und deren Ausgang mit dem Antriebsmotor (12) verbunden ist.

Bei bekannten Vorrichtungen dieser Gattung wird das unterste Kartonstück des Stapels mittels eines mit einer Kurbel verbundenen Stosshebels zu der Verarbeitungsmaschine hin geschoben. Soll diesem Stosshebel über die ganze Länge des Kartonstückes genügend Stosskraft verliehen werden, so wird die Vorrichtung gross und sperrig. Um kompaktere, aber gleichwohl ausreichend kräftige Vorrichtungen zu schaffen, war es notwendig, ein Paar Förderrollen einzubauen, die das Kartonstück unter dem Stapel hervorziehen. Diese Förderrollen haben jedoch den Nachteil, dass sie mit ihrer Presskraft die gewellte oder gerippte Mittelschicht des zwischen ihnen durchlaufenden Kartonstückes deformieren oder gar zerquetschen, wodurch aber die Zugkraft der Rollen erheblich verringert wird.