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Querschneidevornchtung mit Schnittregelung für Papier-, Folien-oder
dergleichen Bahnen sowie einer Einrichtung zum Markieren und Aussortieren fehlerhafter
Bogen Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Aussortieren fehlerhafter Bogen
aus einer laufenden Papier- oder anderen Werkstoffbahn, die mit einer schnittgeregelten
Querschneidevorrichtung verbunden ist, wobei die Oberfläche der Bahn vor dem Schnitt
mittels fotoelektrischer Beobachtungsorgane abgetastet und deren Ergebnis in elektrische
Impulse umgewandelt wird, welche verstärkt zu Kontaktweichen gelangen, die vom Querschneider
aus synchron angetrieben werden.
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Bei der Herstellung von Papier läßt es sich nicht vermeiden, daß
Olflecke, Fremdkörper, Falten, Löcher und andere Fehler in dem Papier entstehen.
Diese Fehler würden bei Weiterverarbeitung in einer Papierverarbeitungsmaschine,
z. B. Bogendruckmaschine, Bogenliniermaschine usw., zu Störungen, jo sogar bei großen
Fremdkörpern zur Beschädigung der Maschine führen.
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Aus diesem Grund werden bisher die einzelnen Bogen meist manuell
auf Fehler geprüft; sie werden von Arbeitskräften in die Hand genommen, überprüft
und fehlerhafte Bogen aussortiert. Diese Prüfmethode hat den Nachteil, daß durch
die erforderlichen Arbeitskräfte die Papierherstellung verteuert wird, und birgt
die Gefahr der Beschädigung von Bogen durch das Anfassen in sich. Ein weiterer Nachteil
dieser Prüfmethode liegt darin, daß durch Unachtsamkeit oder Ungenauigkeit leicht
fehlerhafte Bogen zur Weiterverarbeitung gelangen können.
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Es ist ferner bekanntgeworden, die ablaufende P'apierbahn von Fotozellen
zu überwachen. Sobald ein Fehler in der Papierbahn beobachtet wurde, wurde ein Magnet
betätigt, der den fehlerhaften Bogen kennzeichnete. Die gekennzeichneten Bogen werden
dann aussortiert. Diese Methode hat den Nachteil, daß die Verzögerung des Magneten
nicht ausgeschaltet wird: dadurch wird das Aussortieren des Bogens, auf dem der
Fehler liegt, erschwert bzw. von einer Reihe Zufällen abhängig gemacht, z. B. von
der Geschwindigkeit der Maschine, Verzögerung des Magneten, die wiederum abhängig
von der Spannung des Betriebsstromes ist, und von der Pflege und Beschaffenheit
des Magneten.
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Die Einschalt- und Ausschaltzeiten eines Magneten liegen zwischen
70 und 140 ms. Die Papierbahn läuft mit einer Geschwindigkeit von 0,5 bis 2 m/Sek.
an den Fotozellen vorbei, d. h. während der Zeit vom Zriassert des Fehlers bis zur
Wirkung des Magneten kann die Papierbahn einen Weg von 35 bis 280mm zurücklegen,
je nach der Verzögerung des Magneten und der Geschwindigkeit der Maschine. Man hat
deshalb nicht die Gewähr, daß der Bogen markiert wird, der den Fehler trägt. Wenn
nämlich zwischen Tastung und Markierung z. B. ein etwas zu großes Zeitintervall
vergangen ist, kann die Stelle der Bahn, an der
später der Schnitt erfolgt, unter
der Markiervorrichtung vorbeigelaufen sein, und nicht der fehlerhafte, sondern der
nächste Bogen wird markiert.
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Die Erfindung stellt sich nun die Aufgabe, alle diese Fehler von
vornherein auszuschalten, d. h. unabhängig von der Verzögerung des Magneten, des
Relais und der Papiergeschwindigkeit die Bogen abzutasten, zu markieren und zu sortieren.
Es wird zu diesem Zweck vorgeschlagen, daß die fotoelektrischen Beobachtungsorgane
mittels der eingangs erwähnten Kontaktweichen abwechselnd mittel- oder unmittelbar
an zwei Auslöseglieder geschaltet werden, denen die durch fehlerhafte Stellen in
der Bahn hervorgerufenen Impulse zugeleitet werden, die daraufhin - wie an sich
bekannt - eine Einrichtung zum Anbringen von Markierungen an den fehlerhaften Bahnstellen
in Tätigkeit setzen, welche ihrerseits eine Einrichtung zum Aussortieren der fehlerhaften
Bogen steuern.
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Erfindungsgemäß können ferner als Auslöseglieder elektronische Schaltmittel,
einzeln oder als Gruppe, vorgesehen und die fotoelektrischen Beobachtungsorgane
in mehreren gegeneinander versetzten Reihen quer zur Bahn angeordnet sein.
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Schließlich kann jeder Reihe der Beobachtungsorgane eine Kontaktweiche
zugeordnet sein, die untereinander entsprechend dem Abstand der Reihen phasenverschoben
sind.
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Fig. 1 stellt den Aufbau der Vorrichtung, die Anordnung der Fotozelle
und die Schaltung der Magneten und Kontaktweichen schematisch dar; Fig. 2zeigtin
derDraufsiclitdieAnordnung der fotoelektrischen Beobachtungsorgane über der Papierbahn;
Fig. 3 läßt den Aufbau eines Kontaktweichenelementes erkennen; Fig. 4 zeigt die
Weichenstellung zur Ablenkung der fehlerhaften Bogen; Fig. 5 zeigt die Weichenstellung
zur Weiterleitung der fehlerfreien Bogen.
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Von einer Papierrolle 1 (Fig. 1) wird eine Papierbahn 2 abgewickeltnd
über die Umlenkwalzen 3 bis 6 zu den Vorzugswalzen 7 und 8 und von dort zu dem Ouerschneider
9, der die Papierbahn zu Bogen schneidet, geleitet. Alle Umlenkwalzen, ouerschneider
usw. sind in einer Gestellwand, die in diesem Schema nicht gezeichnet ist, gelagert.
Beim Lauf der Plapierbahn 2 wird diese über eine Prüfwalze 10 geführt. Um die Prüfwalze
10 sind drei Reihen Fotozellen 11,12 12 und 13 angeordnet, die die Papierbahn auf
Fehler überwachen. Da der Rörper einer Fotozelle aus konstruktiven Gründen schmaler
ist als die von ihr zu kontrollierende Breite der Papierbahn, müssen die Fotozellen
in Reihen angeordnet sein (Fig. 2). Die kleinen Rechtede vor den Fotozellen zeigen
die projizierten und abzutastenden Lichtmarken. Die quer zur Papierbahn gelegten
Striche (Fig. 1) sind die Stellen der Bahn, an denen später die Papierbahn vom Querschneider
9 zu Bogen geschnitten wird. Beim Vorbeilauf der Papierbahn 2 unter den Abtastköpfen
11, 12 und 13 wird in an sich bekannter Weise jeder Fehler erfaßt und in elektrische
Impulse umgewandelt. Die relativ kleinen elektrischen Impulse werden in den Verstärkern
14, 15 und 16 verstärkt. Die Verstärker sind an sich bekannter Bauart, z. B. Elektronenröhren
und bzw. oder Transistoren. Der verstärkte Impuls gelangt nun zu den Kontaktweichen
17, 18; 19, 20; 21, 22.
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Für jeden Verstärker sind je ein Paar Kontaktweichen vorgesehen.
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Über ein Getriebe 23werden diese Kontaktweichen vom Querschneider
9 angetrieben und laufen synchron mit dem ouerschneider9 in einem Verhältnis 1:2,
d. h., bei zwei Umdrehungen des Querschneiders macht die Kontaktweiche eine Umdrehung.
Auf der Achse 24 (Fig. 3) ist ein Kontaktweichendement mit den Kontaktweichen 17
und 18 fest gelagert. Die Kontaktweichen sind Ringe, die aus zwei Hälften bestehen,
von denen eine Hälfte aus einem stromleitenden Material (in Fig. 3 schraffiert dargestellt),
z. B. Eisen oder Kupfer, und die andere Hälfte aus einem nicht stromleitenden Material
(z. B. Fiber) gefertigt ist.
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Auf den Ringen 17 und 18 liegen die Stromzu- und -abführungsfinger
25 bis 28. Solange diese Finger auf der stromleitenden Ringhälfte aufliegen, ist
eine Verbindung zwischen Stromzuführungsfinger und Stromabführungsfingern hergestellt.
Solange sie auf der nicht stromleitenden Ringhälfte aufliegen, ist der Stromdurchfluß
vom Stromzuführungs- zum Stromabführungsfinger gesperrt. Durch diese Anordnung ist
es möglich, schlagartig und sicher eine Wechselschaltung vorzunehmen. In Fig. 1
sind die Kontaktweichen 17 bis 22 schematisch dargestellt. Alle dunklen Felder entsprechen
einem stromleitenden Material, alle hellen Felder einem nicht stromleitenden Material.
Das Um -drehungsverhältnis von 1 :2 hat den Sinn, daß während des Vorbeilaufes eines
Kontaktsegmentes an den Stromzu- und -abführungsfingern gerade ein ganzer Bogen,
also zwei gedachte Schnittstellen, eine Beobachtungsreihe passiert haben.
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Da, durch die Räumlichkeit bedingt, die Fotozellen in drei Reihen
angeordnet sind (Fig. 2), müssen die entsprechenden Kontaktweichen 17 bis 22 um
eine bestimmte Phase verschoben sein.
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Sobald die Stellen, an denen der Schnitt erfolgen wird, unter die
Fotozellenreihe 11 gelangt, werden zu demselben Zeitpunkt die Kontaktweichen 17
und 18 umgeschaltet, so daß alle elektrischen Impulse der Fotozellenreihe 11, hervorgerufen
durch Fehler im P'apier, nicht auf das Gitter der Thyratronröhre 30, sondern auf
das Gitter der Thyratronröhre 29 geleitet werden. Alle elektrischen Impulse der
Fotozellenreihe 12 und Fotozellenreihe 13 werden von den Rontaktweichen 19 bis 22
weiter auf das Gitter der Thyratronröhre 30 geleitet. Beim Weiterlauf der Papierbahn
gelangt der gedachte Schnitt unter die Fotozellenreihe 12. Im selben Augenblick
schalten die Kontaktweichen 19 und 20 um, so daß alle elektrischen Impulse von der
Fotozellenreihe 12, hervorgerufen durch Fehler im Papier, auf das Gitter der Thyratronröhre
29 und nicht auf das Gitter der Thyratronröhre30 geleitet werden. Während alle elektrischen
Impulse von der Fotozellenreihe 11 und 12, hervorgerufen durch Fehler im Papier,
in dieser Stellung auf das Gitter der Thyratronröhre 29 geleitet werden, werden
die elektrischen Impulse, hervorgerufen durch Fehler im Papier, von der Fotozellenreihe
13 auf das Gitter der Thyratronröhre 30 geleitet. Erst nachdem der gedachte Schnitt
unter die Fotozellenreihe 13 gelangt, schalten die Kontaktweichen 21 und 22 um,
so daß nun alle elektrischen Impulse, hervorgerufen durch Fehler im Papier, auf
das Gitter der Thyratronröhre 29 geleitet werden. In Fig. 1 ist diese Stellung gekennzeichnet.
Die Anordnung kann auch mit mehr oder weniger Fotozellenreihen ausgeführt werden.
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Es sind dann entsprechend mehr oder weniger Weichenpaare vorzusehen.
Auch können Beobachtungsröhren wie Ikonoskope usw. verwendet werden.
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Durch diese Anordnung werden alle Fehler, die in einer bestimmten
Papierbahnlänge (später Bogen) liegen, entweder der Thyratronröhre 29 oder der Thyratronröhre
30 zugeordnet. Dadurch, daß die Kontaktweichen schlagartig umschalten - und die
Thyratronröhren praktisch verzögerungsfrei arbeiten -, ist es möglich, auch Fehler,
die kurz vor bzw. nach dem gedachten Schnitt in der Papierbahn liegen, zu erfassen
und der ihnen zugeordneten Thyratronröhre den durch den Fehler hervorgerufenen elektrischen
Impuls zuzuleiten. Praktisch wird durch diese Anordnung der richtige Bogen markiert
und später in der Papierweiche 53 aussortiert, auch dann, wenn der Fehler kurz vor
dem Schnitt bzw. hinter dem Schnitt im Bogen liegt.
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Es kann zweckmäßig sein, jedem der Weichenpaare ein Thyratronpaar
zuzuordnen. In diesem Falle sind also im ganzen sechs Thyratrons 29', 29", 29"'
und 30', 30", 30"' vorzusehen. So vermeidet man zu viele Schaltvorgänge in den Gitterkreisen.
Entsprechend kann man dann die Thyratrons auf gleiche oder verschiedene, parallel
liegende Relais 31', 31", 31"' bzw.
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32', 32", 32"' arbeiten lassen. Fig. 6 zeigt das ausschnittweise.
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Statt der elektromechanischen Kontaktweichen kann man auch elektrische
verwenden, z. B. indem man Wechselstromtachometerdynamos verwendet, die eine Wechselspannung
an ein Hilfsgitter der Thyratrons als Gitterspannung zur Herstellung der Zündbereitschaft
geben. Die Fotozellen können dann die Impulse auf die Steuergitter beider Röhren
geben, da immer nur eines wirksam werden kann. Hier bilden
die
Thyratrons selbst die Weiche. Durch einen elektrischen Impuls, hervorgerufen durch
Fehler im Papier, wird also die Thyratronröhre 29 bzw. 30 gezündet, und es wird
das Relais 31 bzw. 32 eingeschaltet und dadurch dem Schleifkontakt 34 bzw. 33 Strom
zugeführt. Beim Weiterlauf der Papierbahn und der Weichen 17 und 39 wird durch den
Schleifkontakt 33 der Magnet 35 eingeschaltet, wodurch der Hebel 37 von der Sperre
36 freigegeben wird. Beim Weiterlauf der Maschine kann nun die Rolle 41 in die Kurve
der Kurvenscheibe 43 fallen und die Ritzrolle 38 in die Papierbahn eintauchen, wodurch
ein Streifen von ungefähr 1,5 mm Breite und 4 mm Länge ausgestanzt wird. Die Feder
42 holt den Hebel 37 zurück. Dadurch wird der Bogen, der inzwischen bis zur Ritzrolle
38 gelangt ist, gekennzeichnet. Die Kurvenscheibe 43 wird von dem Querschneider
9 im Verhältnis 1 :1 angetrieben. Dadurch wird erreicht, daß ein Bogen, der Fehler
hat, immer an einer ganz bestimmten Stelle markiert wird. Durch diese Markierung
wird also mittelbar der Sortiervorgang eingeleitet.
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Später, sobald die Papierbahn in den Querschneider gelangt, wird
an dem gedachten Schnitt die Papierhahn zu Bogen geschnitten. Jedesmal, wenn ein
fehlerhafter Bogen mit der ausgestanzten Markierung unter die Fotozelle 44 gelangt,
wird über den Verstärker 45 der Magnet 46 eingeschaltet. Dadurch gibt die Sperre
47 den Hebel 48 frei. Der Hebel 48 wird von der Feder 49 gegen die Kurvenscheibe
50 mit seiner Rolle 51 gedrückt. Sobald die Sperre 47 den Hebel freigibt, kann die
Rolle 51 in die Mulde der Kurvenscheibe 50 fallen. Dadurch wird über ein Gestänge
52 die Papierweiche 53 in die Stellung, wie Fig. 4 zeigt, umgeschaltet, und der
Bogen wird in die Ablage 54 geleitet.
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Leitbänder 57 transportieren den Bogen in die gewünschte Richtung.
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Wenn die Fotozelle 44 nicht anspricht, d. h. kein fehlerhafter Bogen
kommt, werden alle Bogen in die Ablage 55 geleitet (Fig. 5). Die Kurvenscheibe 50
läuft synchron mit dem Querschneider 9 im Verhältnis 1 :1. Dadurch ist es möglich,
die Papierweiche 53 zu einem ganz bestimmten Zeitpunkt, der für das Papier am günstigsten
ist, umzuschalten. Da die Bogen mit einem Abstand von 50 mm unter der Fotozelle
durchlaufen, würde die Fotozelle auf diese Lücken ansprechen. Es muß daher der Schleifkontakt
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vorgesehen werden, der an dieser Stelle die Fotozelle ausschaltet. Die E;ontaktscheiben
39 und 40 liegen unmittelbar in den Anodenkreisen der Thyratrons.
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Kleine Isoliersegmente dienen zur Löschung der etwa gezündeten Thyratrons
während deren Sperrzeit.
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P.-'TENT.NSpR CII C: 1. Querschneidevorrichtung mit Schnittregelung
für Papier-, Folien- oder dergleichen Bahnen, bei der die Oberfläche der Bahn vor
dem Schnitt mittels fotoelektrischer Beobachtungsorgane abgetastet und deren Ergebnis
in elektrische Impulse umgewandelt wird, die verstärkt zu Kontaktweichen gelangen,
die vom Ouerschneider aus synchron angetrieben werden, dadurch gekennzeichnet, daß
die fotoelektrischen Beobachtungsorgane (11, 12, 13) mittels der Kontaktweichen
(17, 18; 19, 20; 21, 22) abwechselnd mittel- oder unmittelbar an zwei Auslöseglieder
(29, 30) geschaltet werden, denen die durch fehlerhafte Stellen in der Bahn hervorgerufenen
Impulse zugeleitet werden. die daraufhin - wie an sich bekannt - eine Einrichtung
(38) zum Anbringen von Markierungen an den fehlerhaften Bahnstellen in Tätigkeit
setzen, welche ihrerseits eine Einrichtung (53) zum Aussortieren der fehlerhaften
Bogen steuern.