DE19515749A1

DE19515749A1 - Verfahren zum Steuern der Bewegung eines einer Fensterfalztasche eines Taschenfalzwerkes zugeordneten Umlenkelements

Info

Publication number: DE19515749A1
Application number: DE19515749A
Authority: DE
Inventors: Werner Reim
Original assignee: Maschinenbau Oppenweiler Binder GmbH and Co KG
Current assignee: MBO Postpress Solutions GmbH
Priority date: 1995-04-28
Filing date: 1995-04-28
Publication date: 1996-10-31
Anticipated expiration: 2015-04-29
Also published as: DE19515749C2; DE59603529D1; EP0739845A2; EP0739845A3; EP0739845B1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Steuern der Bewegung eines einer Fensterfalztasche eines Taschenfalz werkes zugeordneten Umlenkelements zwischen einer Umlenk stellung, in der das vordere Ende des Umlenkelements in den Stauchraum der mit einem Bogenanschlag versehenen Fensterfalztasche ragt, und einer Ruhestellung, in der das Umlenkelement den Einlauf der Fensterfalztasche freigibt.

Aus der DE 24 17 750 C2 ist ein Taschenfalzwerk bekannt, bei dem zur Steuerung des Umlenkelements eine erste Lichtschranke in der vorletzten Falztasche und eine zweite Lichtschranke in der letzten Falztasche, d. h. der Fensterfalztasche, angeordnet sind. Die erste Licht schranke ist in Längsrichtung der vorletzten Falztasche verstellbar angeordnet, wodurch der Zeitpunkt eingestellt werden kann, zu dem der zu falzenden Bogen ein Signal der ersten Lichtschranke auslöst. Die zweite Lichtschranke ist an der Fensterfalztasche ebenfalls in Längsrichtung verstellbar angeordnet. Die erste Lichtschranke ist so eingestellt, daß die durch ihr Signal ausgelöste Ver schiebung des Umlenkelementes in die Umlenkstellung, in der ihr freies Ende in den Stauchraum ragt, gerade dann beendet ist, wenn der in die Fensterfalztasche einlaufen de Bogen den Bogenanschlag in der Fensterfalztasche erreicht. Das Umlenkglied bleibt so lange in der Umlenk stellung, bis infolge eines Impulses der zweiten Licht schranke die Bewegung in die zurückgezogene Ruhestellung ausgelöst wird.

Es ist bei dem bekannten Taschenfalzwerk sehr schwierig, die erste und die zweite Lichtschranke so zu positionie ren, daß ein exaktes Umschalten des Umschaltelementes zu den richtigen Zeitpunkten stattfindet. Die Einstellung erfolgt anhand der Erfahrung eines Maschinenbedieners durch Verschiebung der Lichtschranken in Längsrichtung der entsprechenden Falztasche. Da die Lichtschranken sehr schlecht zugänglich sind und auch der Ablauf des Bogens innerhalb des Taschenfalzwerks schwer zu beobachten ist, ist eine Einstellung des Taschenfalzwerkes nur mit sehr großem Zeitaufwand möglich. Darüber hinaus ist die Posi tionierung der Lichtschranken nur für eine bestimmte Laufgeschwindigkeit der Falzmaschine optimal. Falls die Laufgeschwindigkeit der Falzmaschine geändert wird, muß eine neue Einstellung der Lichtschranken vorgenommen werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Steuerung der Bewegung eines einer Fensterfalztasche eines Taschenfalzwerkes zugeordneten Umlenkelements zu schaffen, das eine schnelle Anpassung der Bewegung des Umlenkelements an unterschiedliche Maschinengeschwindig keiten und verschiedene Fensterfalzprodukte ermöglicht.

Diese Aufgabe wird durch das Verfahren von Patentanspruch 1 gelöst.

Vorteilhafte Ausführungsarten des erfindungsgemäßen Verfahrens sind Gegenstand der Patentansprüche 2 bis 8.

Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht eine genaue Schaltung des Umlenkelements in Abhängigkeit von der Bogenlänge, der Bogengeschwindigkeit und des vorher eingestellten Weges des Bogens in dem Taschenfalzwerk.

Eine Anbringung von schwer zugänglichen Bogensensoren an den Falztaschen ist nicht erforderlich. Die Schaltzeit punkte des Umlenkelements können mittels einer mit einer geeigneten Software versehenen Mikroprozessorsteuerung automatisch anhand der gemessenen Bogenlänge, der Bogen geschwindigkeit und der ersten und zweiten Bogenwege berechnet werden.

Maschinenkonstanten für die Bogenweglänge können in dem Mikroprozessor werksseitig abgelegt werden. Zur Anpassung an das entsprechende Fensterfalzprodukt müssen durch den Maschinenbediener nur noch die einzelnen Falzlängen in den Mikroprozessor eingegeben werden.

Eine noch präzisere Steuerung des Umlenkelements läßt sich dadurch erreichen, daß zusätzlich Parameter für den Schlupf des Bogens an den Falzwalzen, eine etwaige Schlaufenbildung des Bogens in den Stauchräumen und die Schaltdauer des Umlenkelements eingegeben werden.

Darüber hinaus kann noch die Möglichkeit vorgesehen werden, daß sowohl der Abstand des Bogens von dem Bogen anschlag der Fensterfalztasche zu dem Zeitpunkt, an dem das Umlenkelement die Umlenkstellung erreicht, als auch der Abstand der Hinterkante und der Vorderkante des Bogens von dem Falzwalzenpaar zu dem Zeitpunkt, an dem das Umlenkelement in die Ruhestellung bewegt wird, wähl bar sind.

Der Weg des Bogens läßt sich vorzugsweise durch einen von einem Inkrementalgeber gebildeten Wegfühler messen, der mit einem Antriebselement der Falzmaschine verbunden ist. Der Inkrementalgeber übergibt der Mikroprozessorsteuerung Impulssignale, denen jeweils ein bestimmter Weg des Bogens zugeordnet wird. Anhand der Zeitintervalle zwi schen den Impulsen wird in dem Mikroprozessor die Bogen geschwindigkeit errechnet.

An dem Erfassungsort ist vorteilhafterweise ein Bogen sensor angeordnet, der den Durchlauf der Vorderkante und der Hinterkante des Bogens erfaßt und entsprechende Signale an die Mikroprozessorsteuerung weitergibt. Die Mikroprozessorsteuerung kann anhand der gemessenen Bogen geschwindigkeit und dem Zeitintervall zwischen der Erfas sung der Vorderkante und der Erfassung der Hinterkante des Bogens die Bogenlänge ermitteln.

Ein Ausführungsbeispiel wird nachstehend anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 schematisch eine Seitenansicht eines Taschenfalz werks;

Fig. 2 die Falzlängen eines zu einem Fensterfalz zu fal zenden Bogens;

Fig. 3 den Bogen von Fig. 2 nach einer ersten Falzung;

Fig. 4 den Bogen von Fig. 2 nach einer zweiten Falzung;

Fig. 5 den Bogen von Fig. 2 nach einer dritten Falzung.

Das in Fig. 1 gezeigte Taschenfalzwerk weist sechs Falz walzen 10, 12, 14, 16, 18, 20 auf, die in Durchlaufrich tung eines Bogens 34 nacheinander angeordnet sind. Die Falzwalzen 10 und 12, 14 und 16 sowie 18 und 20 bilden einen im wesentlichen horizontalen Walzenspalt, wohinge gen zwischen den Falzwalzen 12 und 14 sowie 16 und 18 ein im wesentlichen vertikaler Walzenspalt gebildet ist. In den von den Falzwalzen 10, 12 und 14 gebildeten Stauch raum und in den von den Falzwalzen 14, 16 und 18 gebilde ten Stauchraum ragt von oben her jeweils eine erste Falztasche 22 bzw. eine zweite Falztasche 24. In den von den Falzwalzen 16, 18 und 20 gebildeten Stauchraum ragt von unten her eine Fensterfalztasche 26.

Eine horizontale Übernahmefläche 32 endet vor dem Walzen spalt zwischen den Falzwalzen 10, 12. Oberhalb der Über nahmefläche ist ein Bogensensor 36 zur Erfassung der Vorderkante 40 und der Hinterkante 42 eines auf der Übernahmefläche 32 beförderten Bogens 34 vorgesehen.

Der Fensterfalztasche 26 ist ein Umlenkelement 30 zu geordnet, das in Längsrichtung der Fensterfalztasche 26 verschiebbar geführt ist. Das Umlenkelement 30 ist bei spielsweise mittels eines Solenoidantriebs (nicht ge zeigt) zwischen einer Umlenkstellung (durchgezogene Linie) und einer Ruhestellung (gestrichelte Linie) beweg bar. Das dem Stauchraum zugewandte Ende des Umlenkele ments 30 ist so ausgebildet, daß in der Umlenkstellung des Umlenkelements 30 ein Aufklappen der Falzklappen eines Fensterfalzes so lange verhindert wird, bis die Vorderkante 40 und die Hinterkante 42 des gefalzten Bogens den Walzenspalt zwischen den letzten Falzwalzen 18, 20 durchlaufen haben.

Mit der ersten Falzwalze 10 ist ein Wegfühler 38 gekop pelt, der pro Einheitsdrehwinkel der Falzwalze 10 ein Impulssignal erzeugt.

Für die Steuerung der Bewegung des Umlenkelements 30 zwischen der Umlenkstellung und der Ruhestellung durch den Solenoidantrieb ist eine Mikroprozessorsteuerung 39 vorgesehen.

In dem Mikroprozessor 39 ist vom Hersteller der Bogenweg W gespeichert, den der Bogen 34 von dem Erfassungsort des Bogensensors 36 bis zum letzten Walzenspalt zwischen den Falzwalzen 18, 20 zurücklegen würde, falls keine Falzung des Bogens 34 stattfindet. Außerdem sind in dem Mikro prozessor 39 die meßtechnisch ermittelten Schaltdauern T₁ und T₂ für die Bewegung des Umlenkelements 30 aus der Ruhestellung in die Umlenkstellung bzw. aus der Umlenk stellung in die Ruhestellung hinterlegt. Der Mikroprozes sor 39 empfängt außerdem die Impulssignale des Wegfühlers 38, wobei er jedem Impulssignal eine bestimmte Wegstrecke zuordnet, die der Bogen 34 zwischen den Falzwalzen 10 und 12 zurücklegt. Anhand der Zeitdifferenz zwischen den einzelnen Impulssignalen bestimmt der Mikroprozessor 39 die Umfangsgeschwindigkeit zwischen den Falzwalzen 10 und 12, die der Bogengeschwindigkeit V des Bogens 34 auf dem Übernahmetisch 32 entspricht.

Der Mikroprozessor 39 empfängt außerdem zu einem Zeit punkt t₀ von dem Bogensensor 36 das Erfassungssignal der Vorderkante 40 des Bogens 34 und zu einem Zeitpunkt t₁ das Erfassungssignal der Hinterkante des Bogens 34. Durch Multiplikation der Zeitdifferenz Δt = t₁ - t₀ mit der berechneten Bogengeschwindigkeit V ermittelt der Mikro prozessor 39 die Länge L des Bogens 34.

Durch den Maschinenbediener werden die Falzlängen L₁, L₂ und L₃ (siehe Fig. 2) eingegeben, mit der der Bogen 34 mit Hilfe der ersten Falztasche 22 (Fig. 3), der zweiten Falztasche 24 (Fig. 4) und der Fensterfalztasche 26 (Fig. 5) zu dem fertigen Fensterfalzprodukt gefalzt wird. Falls erforderlich, können durch den Maschinenbediener außerdem noch ein Wert C zur Korrektur eines eventuell an den Falzwalzen 10 bis 20 auftretenden Schlupfes und ein Wert D zur Korrektur einer aufgrund der Papierqualität auf tretenden Schlaufenbildung in den Stauchräumen eingegeben werden.

Das Umlenkelement 30 soll sich kurz vor Auftreffen des Bogens 34 an dem Bogenanschlag 28 in der Umlenkstellung befinden. Der Abstand F, den der Bogen 34 vom Bogenan schlag 28 haben soll, wenn das Umlenkelement 30 die Umlenkstellung erreicht, kann vom Maschinenbediener ebenfalls in den Mikroprozessor eingegeben werden. Der Mikroprozessor 39 rechnet dann anhand der Werte W, F, L₁, L₂, L₃, C und D die Wegstrecke BW₁ des Bogens 34 von der Erfassung der Vorderkante 40 bis zu dem Zeitpunkt, an dem sich das Umlenkelement 30 in der Umlenkstellung befinden soll. Anhand dieser Bogenwegstrecke BW₁ und der Bogenge schwindigkeit V, die beim Durchlauf des Bogens 34 durch das Taschenfalzwerk im wesentlichen konstant ist, errech net der Mikroprozessor 39 die Zeitdauer Z1 von dem Zeit punkt t₀ der Erfassung der Vorderkante 40 durch den Bogensensor 36 bis zu dem Zeitpunkt, an dem sich das Umlenkelement 30 in der Umlenkstellung befinden soll. Zur Berechnung des exakten Schaltzeitpunkts S₁, an dem von dem Mikroprozessor 39 das Schaltsignal für die Bewegung des Umlenkelements 30 aus der Ruhestellung in die Umlenk stellung an den Antrieb, beispielsweise in Form des Sole noids, abgegeben wird, wird von dem Mikroprozessor 39 der Wert T₁ der Schaltdauer des Antriebs subtrahiert.

Die Ermittlung des Schaltzeitpunkts S₂ für die Bewegung des Umlenkelements 30 aus der Umlenkstellung in die Ruhestellung erfolgt auf ähnliche Weise. Durch den Ma schinenbediener kann zusätzlich ein Wert E in den Mikro prozessor eingegeben werden, der dem Abstand entspricht, den die Vorderkante 40 bzw. die Hinterkante 42 nach Durchlauf durch die Falzwalzen 18, 20 von dem Walzenspalt zwischen diesen Walzen zu dem Zeitpunkt haben soll, an dem die Bewegung des Umlenkelements 30 aus der Umlenk stellung in die Ruhestellung beginnt.

Anhand der Werte W, L₁, L₂, L₃, C, D und E sowie der Bogengeschwindigkeit V berechnet der Mikroprozessor 39 die Zeitdauer Z₂V zwischen dem Zeitpunkt t₀ der Erfassung der Vorderkante 40 bis zu dem Zeitpunkt, an dem sich die Vorderkante im Abstand E von dem Walzenspalt zwischen den Walzen 18 und 20 befindet. Der Mikroprozessor 39 berech net außerdem anhand der Werte W, L₁, L₂, L₃, C, E, D sowie der ermittelten Bogenlänge L die Zeitdauer Z₂H zwischen dem Zeitpunkt t₀ und dem Zeitpunkt, an dem sich die Hinterkante 42 im Abstand E von dem Walzenspalt zwischen den Falzwalzen 18 und 20 befindet.

Die größere der beiden Zeitdauern Z₂V und Z₂H wird dann von dem Mikroprozessor 39 als Zeitdauer Z₂ zur Berechnung des Schaltzeitpunktes S₂ für die Bewegung des Umlenk elements 30 aus der Umlenkstellung in die Ruhestellung verwendet, um sicherzustellen, daß bei der Umschaltung sowohl die Vorderkante 40 als auch die Hinterkante 42 des Bogens 34 die Falzwalzen 18, 20 durchlaufen haben. Der exakte Schaltzeitpunkt S₂ wird durch Subtraktion der Schaltdauer T₂ von der Zeitdauer Z₂ berechnet. Die Schaltdauer T₂ entspricht dem Zeitabschnitt zwischen der Auslösung des Schaltsignals durch den Mikroprozessor 39 und dem Beginn der Bewegung des Umlenkelements 30 aus der Umlenkstellung in die Ruhestellung.

Die Steuerung des Umlenkelements 30 kann an einen neuen Fensterfalz mit unterschiedlichen Falzlängen L₁, L₂ und L₃ auf einfache Weise dadurch angepaßt werden, daß die neuen Falzlängen in den Mikroprozessor 39 eingegeben werden. Der Mikroprozessor 39 errechnet daraufhin automatisch die neuen Schaltzeitpunkte S₁ und S₂, die für ein exaktes Um schalten des Umlenkelementes 30 erforderlich sind. Für einen symmetrischen Fensterfalz können anstatt der Werte L₁, L₂ und L₃ ein Wert, beispielsweise L₁, eingegeben werden. Die anderen Werte werden automatisch durch den Mikroprozessor 39 berechnet. Neue Schaltzeitpunkte S₁ und S₂ werden von dem Mikroprozessor 39 auch bei Änderung der Bogengeschwindigkeit V automatisch ermittelt.

Die Mikroprozessorsteuerung ermöglicht es außerdem, durch einen geeigneten Algorithmus den minimalen Bogenabstand zweier aufeinander folgender Bogen in Abhängigkeit von der gewählten Falzart selbständig berechnen und einstellen zu lassen.

Claims

1. Verfahren zum Steuern der Bewegung eines einer Fen sterfalztasche (26) eines Taschenfalzwerkes zugeord neten Umlenkelementes (30) zwischen einer Umlenkstel lung, in der das vordere Ende des Umlenkelementes in den Stauchraum der mit einem Bogenanschlag (28) ver sehen Fensterfalztasche (26) ragt, und einer Ruhe stellung, in der das Umlenkelement (30) den Einlauf der Fensterfalztasche (26) freigibt, gekennzeichnet durch folgende Schritte:

- Ermitteln der Bogengeschwindigkeit (V) eines zu falzenden Bogens (34),
- Ermitteln der Bogenlänge (L),
- Bestimmung einer ersten Zeitdauer (Z₁) der Bogenbe wegung anhand eines ersten Bogenweges (BW₁) zwischen einem Erfassungsort (36) vor der Eintrittsstelle des Bogens (34) in das Taschenfalzwerk und dem Auftref fen des Bogens (34) auf den Bogenanschlag (28) der Fensterfalztasche (26) und der gemessenen Bogenge schwindigkeit (V),
- Bestimmung einer zweiten Zeitdauer (Z₂) der Bogen bewegung anhand eines zweiten Bogenweges (BW₂) zwi schen dem Erfassungsort (36) und dem Zeitpunkt, an dem die Vorderkante (40) und die Hinterkante (42) des Bogens das der Fensterfalztasche (26) zugeord nete Falzwalzenpaar (18, 20) gerade durchlaufen haben, der gemessenen Bogengeschwindigkeit (V) und der Bogenlänge (L),
- Ermittlung eines ersten Schaltzeitpunktes (S₁) für die Bewegung des Umlenkelementes (30) aus der Ruhe stellung in die Umlenkstellung anhand der bestimm ten ersten Zeitdauer (Z₁) derart, daß sich das Um lenkelement (30) kurz vor dem Auftreffen des Bogens (34) auf den Bogenanschlag (28) in der Umlenkstel lung befindet,
- Ermittlung eines zweiten Schaltzeitpunktes (S₂) für die Bewegung des Umlenkelementes (30) aus der Um lenkstellung in die Ruhestellung anhand der be stimmten zweiten Zeitdauer (Z₂) derart, daß das Um lenkelement (30) kurz nach Durchlauf der Vorderkan te (40) und der Hinterkante (42) des Bogens (34) durch das der Fensterfalztasche (26) zugeordnete Falzwalzenpaar (18, 20) in die Ruhestellung bewegt wird,
- Starten der Bewegung des Umlenkelements (30) aus der Ruhestellung in die Umlenkstellung zum ersten Schaltzeitpunkt (S1),
- Starten der Bewegung des Umlenkelements (30) aus der Umlenkstellung in die Ruhestellung zum zweiten Schaltzeitpunkt (S₂).

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Bestimmung der zweiten Zeitdauer (Z₂)

- die Zeitdauer (Z₂V) der Bewegung der Vorderkante (40) des Bogens (34) von der Erfassung an dem Erfassungsort (36) bis kurz nach dem Durchlauf der Vorderkante (40) durch das Falzwalzenpaar (18, 20) berechnet wird,
- die Zeitdauer (Z₂H) der Bewegung der Hinterkante (42) vom Zeitpunkt der Erfassung der Vorderkante (40) an dem Erfassungsort (36) bis kurz nach dem Durchlauf der Hinterkante (42) durch das Falzwal zenpaar (18, 20) berechnet wird, und
- die längere der beiden berechneten Zeitdauern (Z₂V, Z₂H) als zweite Zeitdauer (Z₂) bestimmt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn zeichnet, daß der erste und der zweite Bogenweg (BW₁, BW₂) anhand eines fest voreingestellten Weges (W), den der Bogen (34) ohne Falzung durch das Taschen falzwerk zurücklegen würde, und wahlweise einstell baren Falzlängen (L₁, L₂, L₃) berechnet wird.

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Bestimmung des ersten und zweiten Bogenweges (BW₁, BW₂) der Schlupf an den Falzwalzen (10 bis 20) berücksichtigt wird.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Bestimmung des ersten und zweiten Bogenweges (BW₁, BW₂) die Schlau fenbildung des Bogens (34) in den Stauchräumen be rücksichtigt wird.

6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Ermittlung der Schaltzeitpunkte (S₁, S₂) die Schaltdauer (T₁, T₂) des Umlenkelementes (30) berücksichtigt wird.

7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand (F) des Bogens (34) von dem Bogenanschlag (28) der Fenster falztasche (28) zu dem Zeitpunkt, an dem das Umlenk element (30) die Umlenkstellung erreicht, wählbar ist.

8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand der Hinter kante (42) und der Vorderkante (40) des Bogens (34) von dem Falzwalzenpaar (18, 20) zu dem Zeitpunkt, an dem das Umlenkelement (30) in die Ruhestellung bewegt wird, wählbar ist.