-
Die
vorliegende Erfindung betrifft allgemein die grafische Industrie
und insbesondere ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Steuerung
einer Verpackungsmaschine sowie eine Zeitungsweiterverarbeitungsvorrichtung,
welche die Vorrichtung zur Steuerung der Verpackungsmaschine umfasst.
-
Bedrucktes
bogenförmiges
Material wird nach dem Bedrucken in einer Druckmaschine zu einem
Druckprodukt, z.B. einer Zeitung, zusammengetragen. Der Zusammentragvorgang
kann durch Einfügen
in geöffnete
Lagen, durch das Anordnen separater einzelner Bogen oder Lagen nebeneinander oder
durch eine Kombination beider Verfahren erfolgen. Die Druckprodukte
können
anschließend
auf verschiedene Art und Weise übergeben
und weitertransportiert werden, z.B. mit Hilfe eines Greifertransportsystems
oder eines Mitnehmertransportsystems. In einer Verpackungsmaschine
können
die Druckprodukte in Verpackungshüllen verpackt und anschließend gestapelt
werden.
-
1 zeigt beispielsweise eine
Weiterverarbeitungsmaschine für
Zeitungsdruckmaschinen, die unter der Bezeichnung MAGNAPAK von der
Heidelberger Druckmaschinen AG hergestellt wird. Eine Einsteck-/Sammelvorrichtung 1 bildet
Druckprodukte, die von einer Greifertransportvorrichtung 2 an
einer Übergabestation 3 an
eine Mitnehmertransportvorrichtung 4 übergeben werden. Die Mitnehmertransportvorrichtung 4 transportiert
die Druckprodukte zu einer Verpackungsmaschine 5, welche
die Druckprodukte z.B. in Verpackungshüllen verpackt. Die verpackten
Druckprodukte werden über
eine Überleitung 6 zu
einer Stapelvorrichtung 7 transportiert.
-
Der
Antrieb der Verpackungsmaschine 5 erfolgt getrennt vom
Antrieb der Mitnehmertransportvorrichtung 4, so dass die
Verpackungsmaschine 5 mechanisch von der Mitnehmertransportvorrichtung 4 abgekoppelt
ist. Die Verpackungsmaschine 5 folgt der Geschwindigkeit
der Mitnehmertransportvorrichtung, d.h. sie läuft unter normalen Betriebsbedingungen
mit derselben Geschwindigkeit wie die Mitnehmertransportvorrichtung
oder mit einer geringen Geschwindigkeitsdifferenz zur Mitnehmertransportvorrichtung.
Wenn jedoch im von der Mitnehmertransportvorrichtung 4 einlaufenden
Druckproduktstrom Lücken
auftreten, d.h. wenn aufgrund eines ausgelassenen Zuführvorgangs
in der Sammelvorrichtung 1 kein Produkt einläuft, entsteht
in der Verpackungsmaschine 5 eine leere Verpackungshülle. Bei
nur einem fehlenden Produkt stellt dies kein Problem für die Verpackungsmaschine 5 dar.
Wenn jedoch drei oder mehr aufeinanderfolgende Produkte fehlen, können zu
viele leere Verpackungshüllen
entstehen, die sich ansammeln und einen Produktstau verursachen
können.
Außerdem
fällt dadurch
mehr Abfall an.
-
Zur
Lösung
dieses Problems umfasst die bekannte Vorrichtung eine Steuerung
mit einem Lückenbeseitigungssystem
und einem Sensor zur Ermittlung einer Lücke in der Mitnehmertransportvorrichtung.
Wie in 2 gezeigt ist,
wird das Produkt B1 im Falle einer Lücke in einem Übergabeschritt
an die Verpackungsmaschine übergeben,
in dem das Produkt B1 von der Verpackungsmaschine bewegt wird. Dann
wird die Verpackungsmaschine innerhalb eines Mitnehmertransportvorrichtungszyklus
abgebremst und angehalten, d.h. wenn sich die Mitnehmertransportvorrichtung
mit einer Geschwindigkeit V1 bewegt und einen Mitnehmerabstand D
aufweist, so erfolgt die Abbremsung innerhalb der Zeit D/V1. Danach
wird die Verpackungsmaschine innerhalb des nächsten Zyklus der Mitnehmertransportvorrichtung
wieder auf die Geschwindigkeit der Mitnehmertransportvorrichtung
beschleunigt, so dass die Lücke geschlossen
wird und das Produkt A1 unmittelbar hinter dem Produkt B1 wird.
Das Produkt B1 legt also innerhalb der Zeit 2D/V1 mit einer Durchschnittsgeschwindigkeit
von ½V1
eine Strecke D zurück.
-
Da
die Lücke
innerhalb von zwei Mitnehmertransportvorrichtungszyklen geschlossen
wird, treten in diesem System eine starke Beschleunigung und eine
starke Abbremsung auf, was bei hohen Betriebsgeschwindigkeiten zu
Beschädigungen
an den Druckprodukten und zu Staus in der Verpackungsmaschine führen kann.
-
Ein
Mitnehmertransportvorrichtungszyklus ist hier definiert als der
Zeitraum, den ein Druckprodukt benötigt, um sich im Betrieb der
Nadeltransportvorrichtung von seiner Position zu einem bestimmten Zeitpunkt
in die Position zu bewegen, die das vorangegangene Produkt zu demselben
Zeitpunkt einnahm, d.h. der Zeitraum D/V1 bei einer Mitnehmertransportvorrichtungsgeschwindigkeit
V1 und einem Mitnehmerabstand D.
-
Es
ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren und eine
Vorrichtung zur Steuerung einer Verpackungsmaschine zu schaffen,
durch welche die durch eine Lücke
im einlaufenden Produktstrom verursachten Probleme reduziert werden. Eine
alternative oder zusätzliche
Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine verbesserte Zeitungsweiterverarbeitungsvorrichtung
mit einer Verpackungsmaschine zu schaffen.
-
Ein
erfindungsgemäßes Verfahren
zur Steuerung einer Verpackungsmaschine für Druckprodukte sieht vor,
dass die Größe einer
einlaufenden Lücke im
Produktstrom ermittelt wird und die Geschwindigkeit der Verpackungsmaschine
in Abhängigkeit
von der Größe der einlaufenden
Lücke im
Produktstrom in der Weise gesteuert wird, dass im Produktstrom in der
Verpackungsmaschine absichtlich mindestens eine einem einzelnen
Produkt entsprechende Lücke gelassen
wird, welche der Lücke
im einlaufenden Produktstrom entspricht, so dass mindestens eine leere
Verpackungshülle
entsteht.
-
Durch
die absichtliche Bildung einer leeren Verpackungshülle an der
Stelle der einlaufenden Lücke
im Produktstrom kann die Geschwindigkeit der Verpackungsmaschine
in der Weise gesteuert werden, dass eine starke Beschleunigung und
Abbremsung der Verpackungsmaschine vermieden oder minimiert werden
kann.
-
Wenn
die Größe der Lücke einen
vorgegebenen Wert überschreitet,
kann die Steuerung in der Weise erfolgen, dass die Größe der einlaufenden
Lücke reduziert
wird.
-
Wenn
die Größe der Lücke einem
einzelnen Produkt entspricht, kann die Geschwindigkeit der Verpackungsmaschine
beibehalten werden, so dass keine Abbremsung oder Beschleunigung
erforderlich ist.
-
Wenn
die Größe der Lücke zwei
Produkten entspricht und die Verpackungsmaschine in der Weise gesteuert
wird, dass bei einer einlaufenden Lücke eine leere Verpackungshülle erzeugt
wird, muss die Verpackungsmaschine nur auf eine Zwischengeschwindigkeit
abgebremst und von dieser wieder auf die Geschwindigkeit des einlaufenden
Produktstroms beschleunigt werden. Dadurch reduzieren sich die Abbrems-
und Beschleunigungskräfte.
-
Wenn
die Größe der einlaufenden
Lücke drei oder
mehr Produkten entspricht und die Verpackungsmaschine in der Weise
gesteuert wird, dass bei einer einlaufenden Lücke eine leere Verpackungshülle erzeugt
wird, kann die Verpackungsmaschine innerhalb von zwei Mitnehmertransportvorrichtungszyklen
zum Stillstand gebracht werden und innerhalb von zwei weiteren Mitnehmertransportvorrichtungszyklen
wieder auf die Geschwindigkeit der Mitnehmertransportvorrichtung
beschleunigt werden, so dass mindestens eine einzelne leere Verpackungshülle entsteht.
-
Die
Abbremsung beginnt vorzugsweise, wenn die Vorderkante eines Druckprodukts
in die Verpackungsmaschine einläuft
und die Bewegung des Druckprodukts von der Verpackungsmaschine übernommen
wird.
-
Die
mindestens eine einem einzelnen Produkt entsprechende Lücke bleibt
vorzugsweise in der Verpackungsmaschine als eine einem Produkt entsprechende
Lücke erhalten,
so dass die Verpackungsmaschine eine leere Verpackungshülle erzeugt.
Es ist jedoch auch möglich,
dass die Verpackungsmaschine mehrere leere Verpackungshüllen erzeugt,
wenn z.B. eine größere Lücke in der
Verpackungsmaschine erhalten bleiben soll, sofern dies in der Verpackungsmaschine
möglich
ist.
-
Ein
weiteres erfindungsgemäßes Verfahren zur
Steuerung einer Verpackungsmaschine für Druckprodukte sieht vor,
dass die Größe einer
einlaufenden Lücke
in einem mit einer ersten Geschwindigkeit bewegten Produktstrom
ermittelt wird und die Geschwindigkeit der Verpackungsmaschine in
Abhängigkeit
von der Größe der einlaufenden
Lücke in bestimmten
Betriebsarten in der Weise gesteuert wird, dass die Verpackungsmaschine
von der ersten Geschwindigkeit über
mehr als einen vollen Druckproduktstromzyklus reduziert wird, um
die Größe der einlaufenden
Lücke zu
reduzieren.
-
Die
langsamere Abbremsung reduziert in vorteilhafter Weise die auf die
Produkte wirkenden Kräfte.
-
Das
Verfahren kann weiterhin die Beschleunigung der Verpackungsmaschine
auf die erste Geschwindigkeit umfassen.
-
Die
Größe der einlaufenden
Lücke wird
vorzugsweise in der Verpackungsmaschine auf die Größe von mindestens
einem Druckprodukt, vorzugsweise auf die Größe von genau einem Druckprodukt
reduziert.
-
Wenn
die Größe der einlaufenden
Lücke drei oder
mehr Druckprodukten entspricht, kann die Verpackungsmaschine zum
vollständigen
Stillstand gebracht werden.
-
Wenn
die Größe der einlaufenden
Lücke zwei
Druckprodukten entspricht, kann die Geschwindigkeit der Verpackungsmaschine
auf eine bestimmte Geschwindigkeit reduziert werden.
-
Eine
erfindungsgemäße Steuerung
einer Verpackungsmaschine für
Druckprodukte umfasst einen ersten Eingang zur Ermittlung der Geschwindigkeit
eines Druckproduktstroms, einen zweiten Eingang zur Ermittlung der
Größe einer
Lücke im
Druckproduktstrom und einen Ausgang zur Steuerung der Geschwindigkeit
der Verpackungsmaschine, wobei die Steuerung die Geschwindigkeit
der Verpackungsmaschine zumindest in einigen Betriebsarten in Abhängigkeit
von der Größe der einlaufenden
Lücke in der
Weise steuert, dass die einlaufende Lücke in der Verpackungsmaschine
reduziert wird, wobei weiterhin in der Verpackungsmaschine mindestens
eine leere Verpackungshülle
erzeugt wird.
-
Eine
erfindungsgemäße Zeitungsweiterverarbeitungsmaschine
umfasst eine Transportvorrichtung zum Transport von Zeitungen mit
einer ersten Geschwindigkeit und eine Verpackungsmaschine zum Verpacken
der Zeitungen, welche mit einer anderen Geschwindigkeit als die
Transportvorrichtung antreibbar ist, mindestens einen Sensor zur
Ermittlung der Größe einer
Lücke im
in die Verpackungsmaschine einlaufenden Druckproduktstrom und eine Steuerung
zur Steuerung der Geschwindigkeit der Verpackungsmaschine, wobei
die Steuerung die Größe der Lücke reduziert
und die Geschwindigkeit der Verpackungsmaschine zumindest in einigen
Betriebsarten in Abhängigkeit
von der Größe der einlaufenden
Lücke in
der Weise steuert, dass die einlaufende Lücke in der Verpackungsmaschine
reduziert wird, wobei weiterhin in der Verpackungsmaschine mindestens
eine leere Verpackungshülle
erzeugt wird.
-
Die
vorliegende Erfindung wird nachfolgend anhand bevorzugter Ausführungsformen
im Hinblick auf die beigefügten,
nachfolgend aufgeführten
Zeichnungen näher
erläutert.
-
Es
zeigen:
-
1 eine Weiterverarbeitungsvorrichtung des
Stands der Technik, die gemäß dem in 2 gezeigten Verfahren gesteuert
wird;
-
2 eine schematische Darstellung
des Verfahrens zur Behebung von Lücken gemäß dem Stand der Technik, wie
es in der in 1 gezeigten Vorrichtung
ausgeführt
wird;
-
3 eine Teilseitenansicht
einer Weiterverarbeitungsmaschine mit einer erfindungsgemäßen Steuerung;
-
4 ein Ablaufdiagramm einer
Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Verfahrens;
-
5 eine schematische Darstellung
des erfindungsgemäßen Verfahrens,
wenn sich im einlaufenden Produktstrom zwei Lücken befinden und in der Verpackungsmaschine
eine Lücke
beibehalten wird;
-
6 eine schematische Darstellung
des erfindungsgemäßen Verfahrens,
wenn sich im einlaufenden Produktstrom drei Lücken befinden und in der Verpackungsmaschine
eine Lücke
beibehalten wird; und
-
7 eine mögliche Steuerungskurve für eine reduzierte
Beschleunigung bei der Reduzierung einer dreifachen Lücke auf
eine einfache Lücke,
wobei die Geschwindigkeit der Verpackungsvorrichtung über der
Zeit aufgetragen ist.
-
3 zeigt eine Weiterverarbeitungsmaschine
mit einer Greifertransportvorrichtung 10, welche die Druckprodukte,
z.B. Zeitungen, an eine Mitnehmertransportvorrichtung 20 mit
Mitnehmern 26 übergibt,
welche Druckprodukte 28 in eine Transportrichtung D transportiert.
Die Mitnehmertransportvorrichtung wird von einem Antriebsmotor 22 mit
einer in ein Steuergerät 50 eingebbaren
im Allgemeinen konstanten Geschwindigkeit angetrieben. Ein Sensor 24 ermittelt,
ob ein Druckprodukt fehlt oder sich nicht vor einem Mitnehmer 26 befindet,
und das Steuergerät 50 kann
dann die Größe der Lücke, d.h.
die Anzahl der fehlenden Druckprodukte im Produktstrom auf der Transportvorrichtung 20 bestimmen.
-
Der
Druckproduktstrom läuft
in eine Verpackungsmaschine 30 ein, die einen von dem Steuergerät 50 gesteuerten
Antriebsmotor 32 aufweist, welcher die Verpackungsmaschine 30 unabhängig von der
Transportvorrichtung 20 antreiben kann. Wenn der einlaufende
Produktstrom lückenlos
ist, folgt die Geschwindigkeit des Motors 32 wie im Stand
der Technik der Geschwindigkeit der Transportvorrichtung 20.
Die verpackten Druckprodukte werden in einer Stapeleinrichtung 40 gesammelt.
-
4 zeigt eine bevorzugte
Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Verfahrens,
bei dem das Steuergerät 50 zur
Ermittlung einer Lücke
und zur Bestimmung der Größe der Lücke ein
Signal vom Sensor 24 erhält. Wenn keine Lücke vorhanden ist, steuert
das Steuergerät 50 die
Verpackungsmaschine 30 in der Weise, dass deren Geschwindigkeit
der der Transportvorrichtung 20 folgt.
-
Wird
eine Lücke
ermittelt, deren Größe einem
fehlenden Produkt entspricht, so ignoriert die Verpackungsvorrichtung
diese einfache Lücke
und folgt weiterhin der Transportvorrichtung 20, so dass eine
leere Verpackungshülle
erzeugt wird, was in der Regel kein Problem für die Verpackungsmaschine 30 darstellt.
Das Steuergerät 50 sucht
dann weiter nach neuen Lücken
im Produktstrom.
-
Wenn
die Größe der Lücke zwei
Produkten entspricht, kann die Steuerung die Verpackungsmaschine 30 beispielsweise
entsprechend der Geschwindigkeit der Transportvorrichtung antreiben,
bis die Vorderkante des letzten Produkts vor der Lücke in die
Verpackungsmaschine 30 einläuft und die Verpackungsmaschine 30 die
Bewegung des Druckprodukts steuert. Die Verpackungsmaschine 30 wird
innerhalb eines kompletten Produktzyklus der Mitnehmertransportvorrichtung
(d.h. innerhalb des Zeitraums, den ein Produkt braucht, um sich
von seiner Position zu einem bestimmten Zeitpunkt in die Position
zu bewegen, in der sich das vorangegangene Produkt zum selben Zeitpunkt
befand, d.h. der Abstand zwischen zwei benachbarten Mitnehmern geteilt durch
die Transportvorrichtungsgeschwindigkeit) auf eine niedrigere Geschwindigkeit
abgebremst und anschließend
innerhalb eines kompletten Produktzyklus der Mitnehmertransportvorrichtung
wieder auf die Transportvorrichtungsgeschwindigkeit beschleunigt.
-
5 zeigt diesen Ablauf. Die
Produkte B1 und A1 und die Lücken
G1, G2 bewegen sich mit einer Geschwindigkeit V1. Bei Einlaufen
des Produkts B1 in die Verpackungsmaschine wird die Verpackungsmaschine
von der Geschwindigkeit V1 auf eine niedrigere Geschwindigkeit abgebremst
und anschließend
wieder auf die Geschwindigkeit V1 beschleunigt, so dass in der Verpackungsmaschine eine
einem einzelnen Produkt entsprechende Lücke erhalten bleibt. Da das
Produkt B1 innerhalb des Zeitraums 3D/V1 eine Strecke 2D zurücklegt (wobei
D der Abstand zwischen zwei Mitnehmern der Transportvorrichtung
ist), kann die Durchschnittsgeschwindigkeit der Verpackungsmaschine
innerhalb dieses Zeitraums zwei Drittel von V1 betragen. Zu einer
Zeit T=D/V1 kann beispielsweise die Geschwindigkeit linear auf ½V1 gesenkt
werden, so dass die Durchschnittsgeschwindigkeit in dieser Zeit ¾·V1 beträgt. Für die Zeit
D/V1<T<2DV2 kann die Geschwindigkeit konstant ½·V1 betragen,
und im letzten Zeitabschnitt kann die Geschwindigkeit linear wieder
auf V1 steigen, so dass die Durchschnittsgeschwindigkeit für diese
Zeit wiederum ¾·V1 beträgt. Die
Gesamtdurchschnittsgeschwindigkeit beträgt also zwei Drittel von V1.
-
Es
könnten
selbstverständlich
auch andere Steuerungsformeln verwendet werden, welche die Beibehaltung
der gewünschten
Durchschnittsgeschwindigkeit bewirken. Die Verpackungsmaschine wurde
beispielsweise innerhalb eines Zeitraums T=3D/2V1 linear auf eine
Geschwindigkeit von 1/3 V1 abgebremst und unmittelbar darauf innerhalb
des zweiten Zeitraums 3D/2V1 wieder linear auf die Geschwindigkeit
V1 beschleunigt.
-
Wie
in 6 gezeigt und in 4 beschrieben ist, läuft die
Verpackungsmaschine bei einer drei Produkten entsprechenden Lücke so lange
mit Mitnehmertransportvorrichtungsgeschwindigkeit, bis das Druckprodukt
vor der Lücke
in die Verpackungsmaschine einläuft
und die Verpackungsmaschine innerhalb von zwei Mitnehmertransportvorrichtungszyklen,
d.h. in einer Zeit 2D/V1 zum Stillstand gebracht wird. Innerhalb
der folgenden zwei Zyklen kann die Verpackungsmaschine wieder auf
die Mitnehmertransportvorrichtungsgeschwindigkeit V1 beschleunigt
werden.
-
6 zeigt die Positionen des
Produkts B1, das eine Strecke 2D zurücklegt, während das Produkt A1 im selben
Zeitraum eine Strecke 4D zurücklegt, so dass die Lücke G1,
G2, G3 auf eine einem einzelnen Produkt entsprechende Lücke verkleinert wird. 7 zeigt eine mögliche Steuerungskurve
für die
Verpackungsmaschinengeschwindigkeit innerhalb der Zeit 4D/V1. Zur
Zeit 2D/V1 wird die Verpackungsmaschine angehalten, und zur Zeit
4D/V1 hat die Verpackungsmaschine die Geschwindigkeit V1 wieder
erreicht. Die Durchschnittsgeschwindigkeit des Produkts B1 innerhalb
der Zeit 4D/V1 ist ½V1, d.h.
das Produkt B1 hat innerhalb der Zeit 4D/V1 die Strecke 2D zurückgelegt.
-
Es
sind jedoch auch andere Geschwindigkeitssteuerkurven denkbar, bei
denen mindestens eine leere Verpackungshülle erzeugt wird.
-
Wenn
die Lücke
mehr als drei Produkten entspricht, wie es in 4 angedeutet ist, kann die Verpackungsmaschine
entsprechend 7 abgebremst werden,
für eine
Zeit entsprechend der Lücke
minus drei Produkten geteilt durch V1 angehalten werden und entsprechend 7 wieder beschleunigt werden.
Mit anderen Worten:
Die Verpackungsmaschine kann für einen
Zeitraum (GS·D-3D)/V1
angehalten werden, wobei GS die Größe der Lücke im Hinblick auf die fehlenden
Druckprodukte ist, so dass eine einzelne leere Verpackungshülle erzeugt
wird. Es können
jedoch auch andere Steuerungskurven vorgesehen sein, z.B. auch Steuerungskurven,
bei denen mehr als eine leere Verpackungshülle erzeugt wird.
-
Auch
eine weitere Reduzierung der Beschleunigungs- und Abbremskräfte ist
möglich,
wenn die Verpackungsmaschine mit zwei oder mehreren leeren Verpackungshüllen zuverlässig umgehen kann.
Bei einer zwei Produkten entsprechenden Lücke können z.B. für jede zwei oder mehreren Produkten
entsprechende Lücke
zwei leere Verpackungshüllen
erzeugt werden. Dadurch fällt
jedoch mehr Abfall an.
-
- 10
- Greifertransportvorrichtung
- 20
- Mitnehmertransportvorrichtung
- 22
- Antriebsmotor
- 24
- Sensor
- 26
- Mitnehmer
- 28
- Druckprodukte
- 30
- Verpackungsmaschine
- 32
- Antriebsmotor
- 40
- Stapelvorrichtung
- 50
- Steuergerät
- A1
- Produkt
- B1
- Produkt
- D
- Abstand
zwischen zwei Mitnehmern 26
- G1
- Lücke
- G2
- Lücke
- V1
- Geschwindigkeit