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Registersteuerung für Verarbeitungsmaschinen von Papier- oder sonstigen
Stoffbahnen, insbesondere für Querschneidemaschinen Die Erfindung betrifft Vorrichtungen
zum Steuern von Verarbeitungsmaschinen für Papier oder sonstige Bahnen aus Kunststoffen
od. dgl., Geweben, Metallstreifen od. dgl., mit lichtelektrischen Zellen, z. B.
Fotoelementen, Fotozellen od. dgl., deren von Bahnmarkierungen ausgelöste Stromimpulse
über mechanisch und elektromagnetisch betätigte Schalt- und Steuerorgane die gewünschten
Steuervorgänge, die z. B. für Schneidvorrichtungen zur Unterteilung einer laufenden
Bahn in bestimmten Längen die Bahngeschwindigkeit entsprechend den festgestellten
Abweichungen korrigieren, auslösen.
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Bei derartigen fotoelektrischen Register- und Steueranlagen wird beispielsweise
eine in gleichen Abständen mit Markierungen bedruckte Papierbahn zwischen einem
aus Strahlern und Fotozellen bestehenden Tastgehäuse vorbeigezogen, wobei sich in
der Normallage neben einer zur Abtastung vorgesehenen Markierung ein die Papierbahn
in bestimmte übereinstimmende Abschnitte teilendes Schneidorgan und eine Kontaktweiche
auf gleicher Geschwindigkeit und in. richtiger Phasenlage befinden, Bei Vor-oder
Nacheilung der Bahn geben die Kontaktweichen jeweils einen gesonderten Kanal eines
Röhrenschalters zur Impulsgabe frei, und über Regeleinrichtungen wird die Umlaufgeschwindigkeit
der Schneidwalze entweder vermindert oder vergrößert, bis die Synchronisierung beendet
ist, worauf dann jeweils ein mit der Kontaktweiche verbundener Unterbrecher die
einzelnen Regelvorgänge beendet und die Betriebsbereitschaft für den nächsten Vorgang
wiederherstellt. Hierbei kann die Selbstregelung nur über zwei Kanäle von Sonderröhrenschaltern
erfolgen und eine gewünschte Toleranz mit zwei Kontaktweichen einge@tellt werden.
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Bei einer anderen bekannten Vorrichtung zum selbsttätigen Steuern
von Papierverarbeitungsmaschinen ist in dem Stromkreis einer Fotozelle die Spule
eines polarisierten Relais mit einem parallel dazu liegenden Kondensator sowie ein
von der Verarbeitungsmaschine mechanisch betätigter Schalter eingeschaltet, der
in Verbindung mit weiteren von der Maschine mechanisch betätigten Schaltorganen
und weiteren Relais einen auf die Vorzugseinrichtung der Stoffbahn wirkenden Regler
in der Weise steuert, daß der die Regulierung auslösende elektrische Stromkreis
nach dem ersten Impuls der Fotozelle geschlossen wird, während weiterer im Arbeitstakt
der Maschine auftretender Impulse ununterbrochen geschlossen bleibt und erst nach
Aufhören des letzten in der taktmäßigen Folge erzeugten Impulses ausgeschaltet wird.
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Daneben sind auch in Gleichrichterschaltung arbeitende vollelektrische
Steuerungen zur Korrektur (ler Bandgeschwindigkeiten von Papierverarbeitungsinaschinen
bekanntgeworden, bei denen zwei Tastfo.tozellen vor und hinter der :Markierung in
wechselseitige Beziehung zu einer dritten Fotozelle gebracht :mind und diese mit
einer von dem rotierenden Schneidmesser betätigten Lochscheibe derart zusammenarbeitet,
da.ß bei Vor- oder Nacheilung, welche durch unterschiedliche Beleuchtung der beiden
Tastfotozellen festgestellt wird, über die in diesem Falle nicht mehr synchronisierte
Lochscheibe bzw. die mit dieser zusammenarbeitende Fotozelle der Lauf eines Motors
korrigiert wird.
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Alle diese bekannten Steueranlagen sind mit ihren zahlreichen Schaltorganen
und komplizierten Sonderröhrenschaltern in ihrem Aufbau sehr empfindlich und teuer,
und in einem rauhen Betrieb sind dann Fehlsteuerungen unvermeidlich.
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Die vorliegende Erfindung bezweckt die Schaffung einer einfachen und
betriebssicheren fotoelektrischen Steuerungseinrichtung, welche in einem größeren
Bereich Vor- und Nacheilungen der Bahn erfassen kann, und zwar werden zwei die Markierungen
der Bahn abtastende, versetzt zueinander angeordnete und über reflektiertes Licht
angestrahlte lichtelektrische Zellen verwendet, deren Steuerimpulse über mechanisch
oder elektromagnetisch betätigte Steuerorgane die erforderlichen Steuervorgänge
auslösen.
Die Erfindung besteht nun darin, dali bei richtiger Lage
der Registermarken die eine Fotozelle durch von der Bahn reflektiertes Licht angestrahlt
und die andere Fotozelle durch die Registermarke verdunkelt wird und die von der
einen oder anderen Fotozelle erzeugten Spannungsimpulse durch eine Hilfsspannung
derart kompensiert sind, daß ein die Steuervorgänge auslösendes Steuerrelais nicht
zum Ansprechen gebracht wird, während bei vor- oder nacheilenden Registermarken
beide Fotozellen entweder gleichzeitig angestrahlt oder gleichzeitig verdunkelt
werden und zusammen mit der Kompensationsspannung über eine z. B. mit einem Schneidmesser
gekuppelte Kontaktanordnung das Steuerrelais zum Ansprechen bringen. Ein mit dem
Abtastgerät in Verbindung stehendes polarisiertes Relais bleibt gemäß der Erfindung
nach dem ersten Steuerimpuls so lange eingeschaltet, bis über Schaltschütze und
einen Regelmotor durch Einregulierung der Bahngeschwindigkeit der Normalzustand
der Maschine wiederhergestellt ist. Die Impulskontakteinrichtung kann z. B. aus
einem mechanisch von der Verarbeitungsmaschine, z. B. von einem Schneidmesser, ausgelösten
Kontakt bestehen oder kann selbst als Abtastgerät ausgebildet sein.
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Die Zeichnung veranschaulicht eine beispielsweise schematische Schaltungsanordnung
gemäß der Erfindung.
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Mit 1 ist die zu steuernde Papierbahn bezeichnet, welche mit einem
rotierenden Schneidmesser 2 in gleich große Abschnitte unterteilt werden muß. Mit
Vorzugswalzen 3 und 4 wird die Bahn in Pfeilrichtung mit einer so genau abgestimmten
Geschwindigkeit vorbewegt, daß der Schnitt sich etwa, jeweils in der Mitte einer
auf der Bahn befindlichen Markierung 5 befindet, so daß stets genau gleich große
Stücke abgeteilt werden.
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Bei Vor- oder Nacheilung der Bahn 1 muß zur Abtrennung genau gleich
großer Abschnitte die Bahn am Trennmesser gegenüber der Normalgeschwindigkeit langsamer
oder schneller vorbewegt werden. Dies erreicht man mit einer fotoelektrischen Steuerung,
die aus einem Tastgerät 6, einem Relais 7" einem Impulskontakt 8 und zwei Schaltschützen
9 und 10 besteht, welche- mit einem nicht gezeichneten Regehnotor zur Regelung der
Bahngeschwindigkeit in -\,Terbindung stehen.
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Für das Tastgerät 6 sind zweckmäßig in einem Steuerkopf, der nach
Möglichkeit um eine senkrechte Achse drehbar ist, zwei gegeneinander versetzte Fotoelemente
11 und 12 und zwei zugehörige Reflexionsstrahler 13 und 14 untergebracht, welche
senkrecht zur Bahn 1 angeordnet sind. Die jeweils reflektierten Strahlen werden
auf die Fotoelemente zurückgeworfen.
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Die beiden Fotoelemente sind stromverstärkend geschaltet. Die beiden
Leitungen 15 und 16 für die Weiterleitung der Fotoströme stehen mit einer Stromquelle,
vornehmlich mit einem weiteren Fotoelement 17, in Verbindung. Die Kompensationszelle
17 wird zweckmäßig von den Strahlern 13 und 14 mit angestrahlt und befindet sich
gleichzeitig im Steuerkopf.
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Die Leitungen 15 und 16 führen zu dem Relais 7, das einen Kontaktarm
18 steuert, der die Kontakte 19 und 20 betätigt.
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Die Kontaktanordnung 8 besteht aus den beiden Kontakten 21 und 22,
die von einem an der rotierenden Messerscheibe 2a . befindlichen Nocken 23 od. dgl.
betätigt werden. E; besteht auch die 1lögliclikeit, an Stelle einer mechanisch arbeitenden
Inipulskontaktanordnung ein Abtastgerät vorzusehen, das durch lichtreflektierende
bzw. absorbierende Marken über ein fotoelektrisches Zusatzgerät das Hauptrelais
7 betätigt.
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Vom Kontakt 19 des Relais 7 führt eine Leitung 25 zum Schaltschütz
9 und vom Kontakt 20 eine Leitung 26 zum Schaltschütz 10. Vom Kontakt 21 des Impulskontaktes
8 führt über das Leitungsstück 21 a eine Leitung 27 zu den Schützkontakten 29 und
29a und vom Kontakt 22 die Leitung 28 zu den Schützkontakten 30 und 30a..
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Bei 24 wird der Steuerstrom, z. B. 220 Volt Wechselstrom, der Anlage
zugeführt. Die, Netzzuleitung zu den Schützen erfolgt bei 31. Von den beiden Schützen:
9 und 10 führen die erforderlichen Ableitungen 32 und 33 zu einem an 34 angeschlossenen,
Regelmotor, der den Vorschub der Bahn der gewünschten Geschwindigkeit entsprechend
bewirkt.
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Die Wirkungsweise dieser Steuerungseinrichtung gestaltet sich wie
folgt: In Normalstellung, d. h. wenn bei normaler Geschwindigkeit stets glelich
große Stücke mit dem rotierenden -Messer 2 abgeteilt werden, befindet sich im Moment
des Durchschneidens der Bahn die eine Fotozelle il außerhalb und die andere Fotozelle
12 innerhalb der Markierung. Die beiden Lichtpunkte sind in Abb. 1, 1 a, 1 b, 1
c jeweils mit 11 a und 12a kenntlich gemacht. Gegebenenfalls können. neben einer
großen Markierung auch unterteilte Markierungen oder Markierungsringe vorgesehen
werden. Bei dieser Normalstellu.ag ist an die Leitungen 15 und 16 der Fotoelemente
die von 17 ausgehende Spannung derart angelegt, daß die Fotoströme kompensiert sind,
d'. h. also kein Impuls zum Relais 7 fließt, d. h., es ergibt in dieser Stellung
der Fotoelemente ein Nullpotential. Werden dagegen die beiden Fotoelemente gleichzeitig
verdunkelt (Abb. l b) oder gleichzeitig erhellt (Abb41c); so fließt in den Ausgangsleitungen
15 und' 16 ein Fotostrom zum Relais 7. Je nach der vorliegenden Polarität wird der
Mittelkontakt des Relais nach links oder nach rechts, d. 1i. zum Kontakt 19 oder
Kontakt 20, umgelegt. Die Schaltschützen 9 und 10 können trotz dieser Verbindung
jedoch erst dann ansprechen; wenn der Impulskontakt 8 einen Kontaktsc:hluß bewirkt.
Wenn daher bei normaler Arbeitsweise die Fotoelemente beim Durchlaufen der Bahn
abwechselnd verdunkelt oder erhellt werden, können zwischen den einzelnen Schneidstellen
die vom T'astgerät 6 ausgehenden Impulse vom Relais 7 nicht an die Sch-altschütze
9 und 10 weitergegeben werden.
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Bei Nacheilung der Bahn, d. h. wenn im Moment des Abschneidens bzw.
bei Betätigung dies Kontaktes 8 sich die beiden Lichtpunkte in der Dunkelmarkierung
befinden (vgl. Abb. 1 b), wird der Kontakt 19 mit dem. Kontaktarm 18 geschlossen.
Gleichzeitig ist vom Nocken 23 in Schneidstellung des Schneidmessers 2 der Kontakt
21/22 gesch=lossen. Von 24 aus kann nun ein Steuerstrom über die Leitungen 25 und
27 zum Schaltschütz 9 fließen, wobei die Schaltschützkontakte 29 und 30 geschlossen
werden. Durch die Erregung dieses Schaltschützes 9 wird der Verstellmotor derart
in Drehung versetzt, d@aß die Bahn mit größerer Geschwindigkeit voreilt, damit das
Schneiämesser oder die Vorzugseinrichtung 3 und 4 über ein Differentialgetriebe
den Ausgleich vornehmen kann.
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Bei Voreilung erfolgt über den Impulskontakt 8, Relaiskontakt20 und
Schaltschütz 10 der entsprechende Steuerungsvorgang, wobei dann der Motor so in
Drehung
versetzt wird, daß die Bahn nacheilt, um den Ausgleich
wieder herbeizuführen.
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Durch eine in der Schaltung bedingte Verriegelung wird erreicht, daß
nur ein einziger Impuls der Lichtelemente 11 und 12 über den Impulskontakt 8 die
Steuerung ansprechen läßt. Alle weiteren Kontaktimpulse durch den Impulskontakt
8 werden nicht mehr wirksam, und zwar dadurch, daß durch den zuerst eingeleiteten
Impuls des Impulskontaktes 8 durch die Lichtelemente 11 und 12 das Schütz 9 oder
10 über einen Selbsthaltekontakt so lange in Arbeitsstellung verbleibt, bis das
Relais 7 abfällt. Das Relais fällt dann ab, wenn die Normalstellung am A.b:tastgerät
6 durch die Markierung 5 wiederhergestellt ist. Diese Arbeitsweise gestaltet sich
wie folgt: Mit dem Ansprechen z. B. des Schaltschützes 9 wird. gleichzeitig ein
Kontaktpaar 29/30 geschlossen, so daß die- Spule 35 des Schaltschützes 9 nunmehr
Strom erhält, und zwar fließt von der Stromquelle 24 ein Strom über die Leitung
27, über die Kontakte 29/30, Spule 35, über den Kontakt 19 des Relais. 7 und über
den Kontaktarm 18 und; Leitung 18 a. zurück zur Stromquelle 24. Bei dem weiter kontinuierlich.
arbeitenden Impulskontakt 8, welcher nun parallel zu den, Kontakten: 29/30 liegt,
sind seine weiteren Schaltimpulse wirkungslos. Erst nach Unterbrechung des Kontaktes
19 am Relais 7 fallen die Kontakte 29/30 am Schaltschütz 9 ab. Der Impulskontakt
8 bewirkt einen neuen Einschaltimpuls erst dann, wenn über das Ab:tastgerät 6 (Lichtelement
11/12 und' Strahler 13/14) ein neuer Impuls das Relais 7 wiederum erregt und das
Schaltspiel sich: dann, wie eingangs erwähnst, wiederholt. In gleicher Weise wie
beim Schaltschütz 9 arbeiten die Spule 35 a: und Kontakte 29 a/30 a des Schaltschützes
10, und zwar über die Leitung 26 und den Relaiskontakt 20.