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Weichensteuerung für die Sortiervorrichtung eines Querschneiders Die
Erfindung betrifft eine Weichensteuerung für die Sortiervorrichtung eines Querschneiders,
d. h. ein Gerät zum Steuern der Weiche einer Sortiervorrichtung für einen Querschneider.
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Der Querschneider schneidet eine fortlaufende Papierbahn in einzelne
Bögen. Die Sortiervorrichtung hat den Zweck, die fehlerhaften oder schlechten Bögen
von den fehlerfreien oder guten Bögen zu trennen und auf einem gesonderten Stapel
abzulegen.
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Vor dem Querschneidemesser ist eine Abtastvorrichtung (auch Fühler
oder Detektor genannt) angeordnet, die beim Auftreten von Fehlstellen (z. B. Verdickungen
oder Löchern) der Papierbahn ein elektrisches Signal erzeugt. Hinter dem Querschneidemesser
ist eine Weiche angeordnet, die in einer ersten Stellung die geschnittenen Bögen
in einer ersten Richtung weiterbefördert, so daß sie auf einem Gutstapel (Stapel
für die fehlerfreien Bögen) abgelegt werden, und in einer zweiten Stellung die fehlerhaften
Bögen in einer zweiten Richtung weiterleitet, so daß sie auf einem Ausschußstapel
(Stapel für die fehlerhaften Bögen) abgelegt werden. Die Weichensteuerung hat die
Aufgabe, die Weiche der Sortiervorrichtung so zu steuern, daß alle fehlerfreien
Bögen auf den Gutstapel und alle fehlerhaften Bögen auf den Ausschußstapel gelangen.
Hierzu muß das von der Abtastvorrichtung abgegebene Signal gespeichert und mit einer
genau bemessenen Verzögerung derart auf die Weiche gegeben werden, daß diese im
richtigen Augenblick betätigt wird. Die Weichensteuerung soll dabei derart ausgebildet
sein, daß Änderungen der Antriebsgeschwindigkeit des Querschneiders (und daher der
Geschwindigkeit der Papierbahn) automatisch ausgeglichen werden.
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Eine solche Weichensteuerung für die Sortiervorrichtung eines Querschneiders
ist bereits bekannt. Die bekannte Weichensteuerung ist jedoch verhältnismäßig kompliziert
und benötigt eine große Reihe von Teilen, die einen erheblichen Platzbedarf haben,
so daß die bekannte Weichensteuerung nicht nur verhältnismäßig umständlich und teuer
ist, sondern sich auch schwer an einem vorhandenen Querschneider anbringen läßt.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die genannten Nachteile
zu vermeiden und die bekannte Weichensteuerung zu verbessern und zu vereinfachen,
ihre Wirkungsweise sicherer zu gestalten und den Platzbedarf erheblich zu verringern.
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Das Wesen der Erfindung besteht in der Anordnung einer von dem Fehlersignal
beaufschlagten elektronischen Zählkette, eines mit der Messerwalze synchronisierten
Impulsgebers zum Fortschalten der
Zählkette und eines mit den Ausgängen der Zählkette
vernundenen Stufenschalters, der mit dem Eingang einer Und-Torschaltung zum Verstellen
der Weiche verbunden ist.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung veranschaulicht.
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Fig. 1 zeigt schematisch den Querschneider mit der Sortiervorrichtung;
Fig. 2 ist eine schematische Darstellung der Weichensteuerung nach der Erfindung;
F i g. 3 zeigt einen der einstellbaren Impulsgeber.
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Fig. 1 zeigt den Querschneider mit der Sortiervorrichtung in schematischer
Darstellung. Eine fortlaufende Papierbahn 16 wird von einer Vorratsrolle 11 abgezogen
und über die Rollen 18, 22 und 23 geleitet. Unter Zuhilfenahme von Zwischenrollen
wird sie dann über die Walze 24 geführt, wo sie durch die Fühler 151 und 152 abgetastet
wird, welche Fehler der Papierbahn anzeigen. Die Vorrichtung 151 beispielsweise
kann aus einer Bürste mit leitenden Drähten bestehen, die beim Vorbeigang von Löchern
der Papierbahn mit der Walze 24 in elektrischen Kontakt kommen und dabei ein Ausgangssignal
erzeugen. Die Vorrichtung 152 kann eine Abtastvorrichtung sein, die beim Vorbeigang
von Verdickungen der Papierbahn ein elektrisches Ausgangssignal erzeugt, Nach Umleitung
über eine Rolle 26 gelangt
die Papierbahn 16 dann zu der Messerwalze
29 des Querschneiders mit dem umlaufenden Messer 28 und dem feststehenden Messer
27, durch welche die Papierbahn in einzelne Bögen zerschnitten wird.
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Die zerschnittenen Bögen gelangen nach Passieren der Bänder 34 und
35 zu der Weiche 36, deren erste, ausgezogene Stellung die Bögen über die Bänder
41 in der Richtung I auf einen (in der Zeichnung nicht dargestellten) Gutstapel
gelangen läßt, während sie in der zweiten, punktierten Stellung der Weiche 36 über
die Bänder 42 geführt und in Richtung II auf einen (in der Zeichnung nicht dargestellten)
Ausschußstapel geleitet werden.
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F i g. 2 zeigt die Einzelheiten der Weichensteuerung, welche die
Weiche 36 der Sortiervorrichtung betätigt.
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Wie erwähnt, erzeugen die Fühler 151 und 152 ein elektrisches Ausgangssignal,
wenn eine fehlerhafte Stelle der Papierbahn unter ihnen vorbeigleitet. Die Fühler
151 und 152 sind in F i g. 2 schematisch dargestellt. Das von ihnen erzeugte Ausgangs
signal wird in einem Verstärker 153 bzw. 154 verstärkt und auf den Eingang 213 bzw.
214 einer Zählkette 157 bzw.
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158 gegeben. Jede dieser Zählketten besteht in an sich bekannter Weise
aus einer Mehrzahl von Stufen, die mit den Zahlen »0« bis »6« bezeichnet sind. Jede
der Stufen ist als Kippschaltung (Flip-Flop) ausgebildet.
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Jede der Stufen ist normalerweise nichtleitend. Wird über den Eingang
213 bzw. 214 ein kurzzeitiges Eingangssignal an die mit »0« bezeichnete Eingangsstufe
155 bzw. 156 gelegt, so wird diese leitend und bleibt es so lange, bis die Zählkette
auf die nächstfolgende Stufe fortgeschaltet wird. Die Fortschaltung erfolgt durch
Fortschaltimpulse, die an die Eingänge 157' bzw. 158' angegelegt werden. Jeder Fortschaltimpuls
bewirkt, daß eine Stufe des Zählwerks, die bisher leitend war, nichtleitend wird
und daß die nächstfolgende Stufe leitend wird. Auf die nichtleitenden Stufen der
Zählkette haben die Fortschaltimpulse keinen Einfluß. Ist beispielsweise die mit
»0« bezeichnete Eingangsstufe 155 der Zählkette 157 durch einen Impuls des Leiters
213 leitend geworden, so bleibt sie es so lange, bis auf den Leitern 157' ein Fortschaltimpuls
erscheint. Dieser bewirkt, daß die Stufe »0« nichtleitend und die Stufe »1« leitend
wird. Der nächste Fortschaltimpuls der Eingänge 157' bewirkt, daß die Stufe »1«
nichtleitend und die Stufe »2« leitend wird. Jeder folgende Fortschaltimpuls schaltet
dann die Zählkette auf die nächste Stufe weiter. Solange eine der Stufen leitend
ist, erzeugt sie an ihrem Ausgang 215 bzw. 216 ein Ausgangssignal. Derartige Zählketten
sind bekannt, so daß eine Einzelbeschreibung sich erübrigt.
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Die Fortschaltimpulse der Leitungen 159 und 160 und damit der Eingänge
157' bzw. 158' der Zählketten werden durch Impulsgeber 161 bzw. 162 erzeugt. Diese
Impulse erfolgen synchron mit den Umdrehungen der Messerwalze 29, sind jedoch gegenüber
dieser in der Phase verstellbar. Der mechanische Antrieb der Impulsgeber 161 und
162 ist daher, wie durch die punktierten Linien der F i g. 2 angedeutet, von der
Messerwalze 29 abgeleitet.
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Die Impulsgeber 161 und 162 können derart ausgebildet sein, daß sie
einen umlaufenden Kontakt enthalten, der mit einem festen Kontakt eines um 3600
verstellbaren Gehäuses in Eingriff kommt. Vor zugsweise sind die Impulsgeber jedoch
so ausgebildet, wie in F i g. 3 dargestellt. Der in F i g. 3 dargestellte Impulsgeber
enthält ein zylindrisches Gehäuse 171,
welches um 3600 verstellt werden kann. Die
Verstellung erfolgt mittels eines Knopfes 174 über eine Schnecke 172, die mit einem
Zahnkranz 175 des Gehäuses 171 im Eingriff steht. Auf der Welle 176 des Impulsgebers,
die von der Messerwalze 29 aus angetrieben wird, befindet sich eine Scheibe 177
mit einem schmalen radialen Schlitz 178. Mit dem Gehäuse 171 verbunden sind eine
Lampe 179, die auf der einen Seite der Scheibe 177 angeordnet ist, sowie ein (in
der Zeichnung nicht dargestellter) Phototransistor auf der gegenüberliegenden Seite
der Scheibe 177. Jedesmal, wenn der Schlitz 178 zwischen der Lampe 179 und dem Phototransistor
vorbeigeht, wird ein Ausgangssignal erzeugt. Diese Einrichtung gestattet eine sehr
genaue Einstellung der Phase des Ausgangssignals. Der Impuls kann in an sich bekannter
Weise geformt werden, so daß jeder gewünschte Grad von Genauigkeit erzielt werden
kann.
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Die Ausgänge 215 bzw. 216 der Stufen »2« bis »6« der beiden Zählketten
sind zu einem Stufenschalter 183 bzw. 184 geführt. Durch diese Schalter kann jede
Stufe der Zählketten außer den Stufen »0« und »1« als Ausgangsstufe geschaltet werden.
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Die Ausgänge der Stufenschalter 183 bzw. 184 bilden die Eingänge
201 bzw. 202 eines Weder-Tores 185. Außer den Eingängen 201 und 202 enthält das
Weder-Tor 185 einen dritten Eingang 203, auf welchen durch einen von Hand betätigten
Schalter 187 ein Eingangssignal gegeben werden kann. Ein Weder-Tor ist eine Torschaltung,
welche ein Ausgangssignal nur dann erzeugt, wenn weder der erste, noch der zweite,
noch der dritte oder jeder weitere Eingang ein Eingangssignal erhält, d. h. im vorliegenden
Fall, wenn keiner der Eingänge 201, 202 und 203 ein Eingangs signal erhält. Erhalten
einer oder mehrere der Eingänge 201, 202 und 203 ein Eingangssignal, so entsteht
am Ausgang 204 des Weder-Tores 185 kein Ausgangssignal. Der Ausgang 204 des Weder-Tores
185 ist der Eingang eines Weder-Tores 190. Das Weder-Tor 190 hat einen zweiten Eingang
206, der der Ausgang eines Weder-Tores 188 ist. Das Weder-Tor 188 hat einen Eingang
205, der der Ausgang eines Signalgebers 189 ist. Der Signalgeber 189 ist in gleicher
Weise ausgebildet wie die Impulsgeber 161 und 162; sein mechanischer Antrieb ist
ebenfalls von der Messerwalze 29 des Querschneiders abgeleitet. Der Ausgang 208
des Weder-Tores 190 erzeugt ein Ausgangssignal nur dann, wenn keiner seiner Eingänge
204 und 206 ein Eingangssignal erhält. Da dies nur dann der Fall ist, wenn sowohl
das Tor 188 als auch das Tor 185 ein Eingangs signal erhält, wird auf dem Ausgang
208 nur dann ein Signal erzeugt, wenn sowohl der Eingang 205 als auch mindestens
einer der Eingänge 201, 202 und 203 ein Eingangssignal erhält. Die Tore 185, 188
und 190 in ihrer Gesamtheit können auch als ein Und-Tor 186 aufgefaßt werden, welches
einen Ausgang auf dem Leiter 208 erzeugt, wenn sowohl das Tor 185 als auch das Tor
188 mindestens ein Eingangssignal erhält.
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Der Ausgang 208 des Tores 190 wird auf eine Kippschaltung (Flip-Flop)
191 gegeben. Die Kippschaltung 191 hat zwei Eingänge 207 und 208 und zwei Ausgänge
209 und 210. Der Eingang 207 der Kippschaltung 191 ist der Ausgang eines Impulsgebers
194. Der Impulsgeber 19Q ist in gleicher Weise ausgebildet wie die bisher besprochenen
Impulsgeber -161,162 und 189. Die Kippschaltung 191 hat zwei
Stellungen.
Erscheint auf dem Eingang 207 ein Eingangssignal, so wird die Kippschaltung 191
in die erste Stellung gebracht. Sie verbleibt in dieser Stellung, bis ein Signal
auf dem Eingang 208 erscheint, welches sie in die zweite Stellung bringt. In dieser
Stellung verbleibt sie wiederum, bis ein Impuls des Eingangs 207 sie in die erste
Stellung zurückkippt.
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In der ersten Stellung erhält der Ausgang 209 ein Ausgangssignal,
in der zweiten Stellung der Ausgang 210. Die Ausgangssignale der Leitungen 209 bzw.
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210 werden durch Verstärker 197 bzw. 198 verstärkt und auf eine Spule
192 bzw. 193 gegeben. Erhält die Spule 192 Strom, so wird die Weiche 36 in die erste,
ausgezogene Stellung der Fig. 1 bewegt, so daß die Bögen in Richtung I auf den Gutstapel
geleitet werden. Erhält die Spule 193 Strom, so wird die Weiche in die zweite, punktierte
Stellung der F i g. 1 bewegt, so daß die Bögen in Richtung II weitergeleitet werden
und auf den Ausschußstapel gelangen. Durch ein Signal des Einganges 207 der Kippschaltung
191 wird daher die Weiche in die erste Stellung, und durch ein Signal des Einganges
208 in die zweite Stellung gebracht. Das erste Signal wird erzeugt, wenn der Impulsgeber
194 ein Ausgangs signal abgibt, und das zweite Signal wird erzeugt, wenn der Impulsgeber
189 ein Ausgangssignal hervorruft, vorausgesetzt, daß gleichzeitig einer der Eingänge
201, 202 oder 203 des Tores 185 ein Eingangssignal führt.
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Die Arbeitsweise der beschriebenen Signalsteuerung ist die folgende.
Wenn einer der Fühler 151 oder 152 eine fehlerhafte Stelle der Papierbahn antrifft,
erzeugt er ein Ausgangssignal, welches die erste Stufe 155 bzw. 156 der Zählkette
157 bzw. 158 leitend macht. Diese Stufe speichert das Signal, nachdem der Eingangsimpuls
aufgehört hat, bis einer der Impulsgeber 161 bzw. 162 die Zählkette auf die nächste
Stufe fortschaltet. Die Impulsgeber 161 und 162 sowie die Impulsgeber 189 und 194
sind mit der Messertrommel 29 synchronisiert, so daß sie bei jeder Umdrehung der
Messertrommel einen Impuls erzeugen. Die Winkelstellung der Messertrommel, bei der
diese Impulse erzeugt werden, kann für jeden der Impulsgeber über einen Bereich
von 3600 verstellt werden. Da die Papierbahn sich bei jeder Umdrehung der Messertrommel
29 um eine Bogenlänge fortbewegt, erzeugen die Impulsgeber 161, 162, 189 und 194
je einen Impuls pro Bogenlänge. Die Phase der verschiedenen Impulse kann wie erwähnt
durch Verstellung des Knopfes 174 eines jeden Impulsgebers eingestellt werden.
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Für jede Bogenlänge werden die Impulsgeber 161 und 162 so eingestellt,
daß ein Impuls dann erzeugt wird, wenn die gedachte oder zukünftige Schnittlinie
des Bogens einen bestimmten Punkt, beispielsweise den Fühler 151, passiert. Die
Fehlersignale werden daher in den Eingangsstufen 155 bzw. 156 der Zählketten gespeichert,
bis das Ende des zukünftigen Bogens die betreffende Stelle passiert; sobald dies
der Fall ist, wird die Zählkette auf die nächste Stufe fortgeschaltet. Die Eingangsstufe
wird dabei stromlos und bereit, das nächste Fehlersignal aufzunehmen und zu speichern,
falls der nächste Bogen ebenfalls einen Fehler enthält.
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Das Signal, welches jetzt einen fehlerhaften Bogen und nicht mehr
einen Fehler an einer beliebigen Stelle eines Bogens kennzeichnet, wird bei jeder
Umdrehung der Messerwalze 29 in der Zählkette 157 bzw. 158 um eine Stufe fortgeschaltet.
Die einzelnen Stufen
der Zählketten entsprechen daher stets ganzen Bogenlängen. Die
Gesamtzahl dieser Bogenlängen hängt von der Einstellung der Stufenschalter 183 und
184 ab, d. h. davon, welche der Stufen als Ausgangsstufe geschaltet ist.
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Da der Abstand des Fühlers 151 von der Weiche 36 bekannt ist, ist
auch die Anzahl der Umdrehungen der Messerwalze 29 bekannt, die erforderlich ist,
um den Bogen von dem Fühler 151 aus in eine Stellung zu transportieren, in welcher
der Abstand seiner Vorderkante von der Weiche geringer ist als eine Bogenlänge.
Diese Anzahl von Umdrehungen ist die Stellung, auf welche die Stufenschalter 183
bzw. 184 eingestellt werden. Wie erwähnt, speichert die Eingangsstufe 155 bzw. 156
der Zählkette das Signal, bis das gedachte Ende des fehlerhaften Bogens den Fühler
151 passiert. Für verschiedene Bogenlängen müssen die Stufenschalter 183 bzw. 184
auf verschiedene Stellungen eingestellt werden.
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Das Ausgangssignal der Zählkette 157 bzw. 158 erscheint am Eingang
des Tores 185 in dem Augenblick, in welchem die eingestellte Stufe der Zählkette
leitend wird; es verbleibt dort für die Dauer einer Umdrehung der Messerwalze 29.
Wenn das Signal am Eingang des Tores 185 erscheint, ist der Abstand des fehlerhaften
Bogens von der Weiche geringer als eine Bogenlänge. Der genaue Abstand kann berechnet
werden, indem man das Produkt der Bogenlänge und der Anzahl der Fortschaltungen
von dem Abstand zwischen dem Fühler 151 und der Weiche 36 subtrahiert. Dieser Abstand
muß noch um den Betrag verringert werden, um welchen die Bahn während der Betätigung
der Weiche vorrückt.
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Diese Verzögerung kann durch Verstellung des Impulsgebers 189 eingestellt
werden, da die Kippschaltung 191 einen Ausgangsimpuls auf dem Leiter 210 erst dann
erzeugt, wenn der Impulsgeber 189 einen Ausgangsimpuls abgibt. Der Ausgangsimpuls
auf dem Leiter 210 der Kippschaltung 191 bewirkt, daß die Spule 193 Strom erhält
und die Weiche 36 nach oben bewegt, d. h. in die punktierte Stellung der Fig. 1
bringt, so daß der ankommende Bogen in Richtung II auf den Ausschußstapel geleitet
wird. Die Rückstellung der Weiche 36 in die ausgezogene Stellung der F i g. 1 erfolgt
durch den nächstfolgenden Impuls des Impulsgebers 194, der so eingestellt wird,
daß er einen Impuls erzeugt, nachdem die Weiche den fehlerhaften Bogen auf den Ausschußstapel
geleitet hat.
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Fig. 2 zeigt zwei Spulen zur Betätigung der Weiche. Statt dessen
kann auch nur eine einzige Spule vorgesehen sein, wenn die Weiche durch Federkraft
in ihre Ausgangsstellung zurückbewegt wird. In jedem Fall erfolgt die Zurückbewegung,
wenn die Kippschaltung 191 ihre Stellung ändert.
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Die Weiche kann auch von Hand durch den Schalter 187 betätigt werden,
um die Bögen auf den Ausschußstapel zu leiten. Hierbei kann die Anordnung derart
sein, daß die Rückstellung der Weiche verhindert wird, solange der Handschalter
187 betätigt bleibt.
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Bei der beschriebenen Weichensteuerung für die Sortiervorrichtung
eines Querschneiders ist der Zeitabschnitt von der Erzeugung des Fehlersignals bis
zur Rückstellung der Weiche in ihre Ausgangsstellung in vier Verzögerungen unterteilt.
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Diese sind: 1. Eine Verzögerung, welche der Zeit entspricht,
die
die Bahn braucht, um sich von der fehlerhaften Stelle bis zum (gedachten) Ende des
diese enthaltenden Bogens fortzubewegen. Dies ist die Zeit, die zwischen dem Auftreten
des Fehlersignals und der Fortschaltung der zugehörigen Zählkette von der Stufe
»0« auf die Stufe »1« vergeht. Dieser Zeitabschnitt ändert sich automatisch mit
der Antriebsgeschwindigkeit der Maschine, d. h. mit der Drehzahl der Messerwalze
29.
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2. Die durch jede Stufe der Zählkette bewirkte Verzögerung ist gleich
der Zeit, die für den Durchgang einer ganzen- Bogenlänge erforderlich ist. Die Gesamtzahl
der Stufen oder Bogenlängen ist gleich der Zahl von ganzen Bögen, die sich zwischen
dem Fühler 151 und der Weiche befinden.
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3. Die dritte Verzögerung ist gleich dem Bruchteil einer Bogenlänge.
Es ist die Zeit zwischen dem Ausgangsimpuls der Zählkette und dem Impuls, welcher
die Verstellung der Weiche bewirkt.
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4. Die letzte Verzögerung ist die Zeit, während welcher die Weiche
in der umgelegten Stellung verbleibt, in welcher der Bogen auf den Ausschußstapel
geleitet wird. Es ist dies die Zeitspanne zwischen der-Verstellung der Weiche und
der Rückstellung derselben. Alle diese Zeitspannen haben die Größenordnung von Strecken,
um welche ein Bogen fortbewegt wird. Diese Verzögerungen ändern sich daher automatisch
mit der Antriebsgeschwindigkeit der Maschine, so daß die Einstellung für alle Antriebsgeschwindigkeiten
der Maschine gültig bleibt.