DE2148232C2 - Digitale Steuereinrichtung für eine Vorrichtung zum Verbindung der Enden von Papierbahnen an Druckmaschinen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine digitale Steuereinrichtung für eine Vorrichtung zum Verbinden der Enden von Papierbahnen an Druckmaschinen, in der ein erster, mit der auslaufenden Wickelrolle in Wirkverbindung stehender Impulsgenerator zur Erzeugung eines Referenzimpulses während eines Teils jeder Wickelrollenumdrehung vorgesehen ist, sowie ein zweiter, mit der laufenden Bahn in Wirkverbindung stehender Impulsgenerator zur Erzeugung von Taktimpulsen mit einer Frequenz, die der Laufgeschwindigkeit der Bahn proportional ist, ein erster, wahlweise an den zweiten Impulsgenerator angekoppelter und von der Rückflanke des Referenzimpulses eingeschalteter Zähler zur Erzeugung eines ersten Steuerimpulses bei Erreichen einer voreingestellten Zahl von Taktimpulsen, ein auf den ersten Steuerimpuls ansprechender Impulsgeneratoi zur Erzeugung eines zweiten Steuerimpulses feststehender Dauer, und eine erste, auf die zeitiche Überlappung von Teilen des zweiten Steuerimpulses mit dem Referenzimpuls ansprechende Koinzidenzschaltung zur Erzeugung eines ersten Ausgangssignals, das die Vorbereitung zum Verbinden auslöst

Eine bekannte Steuereinrichtung dieser Art (US-PS 33 17 153, DE-AS 14 74 241) steuert die Verbindung der Enden von Papierbahnen, indem die von einer auslaufenden Wickelrolle abgezogene Papierbahn in einer als Verklebung bezeichneten Operation mit der von einer neuen Wickelrolle abgezogenen Papierbahn in der Weise verbunden wird, daß auf dem Kern der auslaufenden Wickelrolle nur ein minimaler Rest verbleibt und der laufende Druckbetrieb durch den Wickelrollenwechsel nicht beeinträchtigt wird. Dabei werden auch bestimmte Vorbereitungen wie das

Beschleunigen der neuen Wickelrolle auf die Betriebsgeschwindigkeit und das Einbringen der neuen Wickelrolle in die zur Herstellung der Verklebung geeignete Stellung gesteuert Aus einer Reihe von Gründen ist es erwünscht durch eine Vorsteuerung einen genauen Zeitraum vor Beginn der Vorbereitungen festzulegen, in dem Bereitstellungsmaßnahmen wie das Einbringen einer dritten Wickelrolle in eine Wartestellung bis zum Beginn der Vorbereitungen vollständig ausgeführt werden können.

Dementsprechend besteht die Aufgabe der Erfindung darin, für eine Steuereinrichtung der eingangs genannten Art eine Vorsteuerung zu schaffen, die ein unabhängig von der Laufgeschwindigkeit der Bahn zu einem festen Zeitpunkt vor dem Beginn der Vorbereitungen auftretendes Vorsteuersignal zur Einleitung von Bereitstellungsvorgängen erzeugt

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst daß ein zusätzlicher Impulsgenerator zur Erzeugung sf von Zusatzimpulsen mit konstanter Frequenz vorgeseä| hen ist sowie

§3 ein zweiter, wahlweise an die Taktimpulsc und die Zusatzimpulse angekoppelter Zähler zur Erzeugung ψ eines dritten Steuerimpulses bei Erreichen eines äj voreingestellten Zählerstandes,

'ß eine Zählersteuerung mit einer Binärschaltung, die U mittels der Rückflanke des zweiten Steuerimpulses in ^f| einen ersten stabilen Zustand, während dessen der ^ zweite Zähler arbeitet schaltbar ist und mittels des Il dritten Steuerimpulses in einen zweiten stabilen 'i Zustand schaltbar ist während dessen der Zähler in die p Nullstellung zurückgestellt wird, K eine an die Binärschaltung und den ersten Impulsgenej£ rator angekoppelte Koinzidenzschaltung zur Erzeu- -j gung eines zweiten Ausgangssignals bei zeitlicher

' Überlappung des ersten stabilen Zustandes und des

Referenzimpulsesund

ein immer und unabhängig von der jeweiligen % Laufgeschwindigkeit der Bahn um einen feststehenden .' Zeitraum vor dem ersten Ausgangssignal auftretendes ■; zweites Ausgangsignal.

/. Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den

Figuren dargestellt und wird nachfolgend an hand der Bezugszeichen im einzelnen erläutert und beschrieben. Es zeigt

F i g. 1 schematisch eine Vorrichtung zum Verbinden der Enden von Papierbahnen;

F i g. 2 ein Blockdiagramm der Steuereinrichtung für die Vorrichtung nach F i %A mit der erfindungsgemäßen Vorsteuerung;

Fig.3a, 3b Zeitdiagramme für den zeitlichen Ablauf mehrerer von der Vorsteuerung nach F i g. 2 gesteuerter Vorgänge und deren gegenseitige Beziehungen; und

F i g. 4a bis 4e Sshaltschemata verschiedener Schaltkreise in der Vorsteuerung nach F i g. 2.

F i g. 1 zeigt eine von einer digitalen Steuereinrichtung überwachte Vorrichtung zum Verbinden der Enden von Papierbahnen bei einer (nicht gezeigten) Druckmaschine, die von einer Antriebsvorrichtung, z. B. von einem von Hand einstellbaren Elektromotor, w angetrieben wird. Die Druckmaschine verbraucht laufend eine Papierbahn W, die von einer auslaufenden Wickelrolle 11A nach oben abgezogen wird und über eine Führungswalze 12 verläuft. Dabei hängt die lineare Geschwindigkeit de·· laufenden Bahn W von der jeweils eingestellten Geschwindigkeit der Druckmaschine ab.

Die in F i g. 1 dargestellte Vorrichtung besteht im wesentlichen aus einem HasDelständer RS, der einen Rahmen 13 und ein drehbares Trägerkeuz 14 mit drei gleichförmig verteilten Lagerungen aufweist in denen die auslaufende Wickelrolle UA und eine neue Wickelrolle Hfl gelagert sind. Am Rahmen 13 befestigte Reibungsbügel 16 spannen die Bahn W mittels einer Spannsteuerung 18. Eine photoelektrische Überwachungseinrichtung 20 dient zur Feststellung der Stellung der neuen Wickelrolle Hfl bei der Verdrehung des Trägerkreuzes 14 mittels des Haspelmotors über eine von einem Relais PRR angedeutete Haspelmotorsteuerung RMC Der Vortrieb der neuen Wickelrolle Hfl erfolgt mittels einer um eine Welle 23 schwenkbaren Vortriebseinrichtung 22 aus einem um Riemenscheiben 24, 25 umlaufenden Riemen 26, die von einer Vortriebssteuerung PDC, die von einer Magnetpule POS angesteuert wird, gesteuert wird. Eine Verbindungsvorrichtung 30 zum Verbinden der Enden enthält einen um eine Welle 32 verschwenkbaren Träger 31 und einen durch eine Trägersteuerung CC gesteuerten Schwenkmotor CPM mit Vortriebs- :nd Rückstellspulen ACS bzw. RCS. Das Vorderende de- Papierbahn von der neuen Wickelrolle Hfl wird durch einen Arm 35 in Anlage an der Papierbahn von der auslaufenden Wickelrolle HA gehalten, und die letztere wird durch einen Abschneider 36 abgeschnitten. Der Ann 35 und der Abschneider 36 werden durch Magnetspulen BS bzw. KS betätigt; die Verschwenkung des Trägers 31 wird durch Begrenzungsschalter iCLS und 2CLS begrenzt

Zusätzlich ist bei dieser bekannten Vorrichtung (US· PS 3317153) eine Ladeeinrichtung 15 zum Einsetzen einer zweiten neuen Wickelrolle HC vorgesehen, die in die dritte Lagerung des Trägerkreuzes 14, gegebenenfalls auch auf andere Weise oder von Hand, eingebracht wird.

Die vorbereitenden Maßnahmen werden durch die digitale Steuereinrichtung ausgelöst, wenn die auslaufende Wickelrolle HA einen Durchmesser erreicht hat, der in einer vorbestimmten linearen Beziehung zu der eingestellten Bahn- oder Druckmaschmengeschwindigkeit »teht Das bedeutet daß die ablaufende Wickelrolle 51A fast einen vorgeschriebenen Durchmesser erreicht hat, wenn die vorbereitenden Maßnahmen abgeschlossen sind. Zur Auslösung der Vorbereitung bei einem Durchmesser der auslaufenden Wickelro/le in bestimmter Beziehung zu der eingestellten Druckmaschinengeschwindigkeit werden zwei Signale erzeugt, die sich in Abhäniggkeit von der Winkelgeschwindigkeit der Wickelrolle und der linearen Bahngeschwindigkeit ändern. Diese Signale werden verglichen und dienen dazu, die Vorbereitungen auszulösen, wenn die Signale sich zeitlich überlappen, d. h. wenn Teile davon zeitlich zusammenfallen. Nach Abschluß der Vorbereitungen wird durch die digitale Steuereinrichtung die eigentliche Verbindung der Er."!en ausgelöst, wenn die auslaufende Wickelrolle WA in ihrem Durchmesser auf einen vorgegebenen Wert verringert ist, wobei die Verbindung bei dem gegebenen Wert unabhängig von dem eingestellten Wen der Druckmaschinengeschwindigkeit erfolgt, Dabei werden ebenfalls zwei Signale verwendet, bei deren zeitlichen Überlappung die Verbindung ausgelöst wird.

Die in F i g. 2 im Blockdiagramm dargestellte digitale Steuereinrichtung enthält eine Verbindungs-Vorsteuerung und eine Verbindungssteuerung. Die Verbindungssteuerung ist an sich bekannt (US-PS 33 17 153), wird aber nachfolgend zum besseren Verständnis allgemein beschrieben.

Der auslaufenden Wickelrolle IM ist ein erster schlagt und legt bei Koinzidenz der Impulse ein erstes

Impulsgenerator in Gestalt eines Kommutators 40 Ausgangssignal an eine Ausgangssignalsteuerung 60.

zugeordnet und erzeugt während jeder vollen Umdre- Dadurch werden ciie eingangs erwähnten vorbereiten-

hung einen Referenzimpuls mit einer Breite entspre- den Maßnahmen an der in Fig. I dargestellten

chend einem Winkelbereich von 60° und einen 5 Vorrichtung ausgelöst. Gleichzeitig werden der nor-

Auslöseimpuls am Ende des 60°-Referenzimpulses. malerweise geschlossene Kontakt 56 geöffnet und ein

Dazu sind an dem Kommutator 40 drei Kontaktberei- normalerweise offener Kontakt 61 geschlossen, so daß

ehe 40A, 405 und 4OC vorgesehen, denen Kontaktbür- der dritte Impulsgenerator nicht länger über den

sten 41/4 bzw. 41 ß bzw. 41Canliegen und die sich über Impulsdehner 58, !sondern direkt mit der Koinzidenz-

den ganzen Umfangsbereich bzw. über 60° des io schaltung 45 verbunden ist. Bei Koinzidenz des

Umfangsbereiches bzw. über einen kurzen Teil des nachfolgenden Referenz- und Steuerimpulses entsteht

Umfangsbereiches am Ende des Kontaktbereiches 40ß am Ausgang der Koinzidenzschaltung 45 ein weiterer

erstrecken. Die Kontaktbürste 4M ist geerdet, so daß Ausgangsimpuls über die Ausgangssignalsteuerung 60,

die Bürsten 41Bund 41Cwährend jeder 60"-Abtastung so daß die Verbindung der Enden durch die in Fig. I

des Kommutators 40 an Erdpotential liegen. Der 15 dargestellte Vorrichtung ausgelöst wird. Die Koinzi-

Anfang des Kontaktbe-eiches 40ß ist willkürlich als der denzzeit und damit die Referenzlänge der Bahn W

Nullgrad- oder 360°-Punkt auf dem Umfang des können durch Veränderung der Voreinstellung am

Kommutators bezeichnet. Der Referenzimpuls an der Zähler 52 verändert werden. Eine Sicherung 62 macht

Kontaktbürste 41B wird einer Koinzidenzschaltung 45 die Steuereinrichtung unwirksam, wenn die Druckma-

und der Auslöseimpuls von der Kontaktbürste 41C 20 schine nicht läuft. Zusätzlich wird durch die Sicherung

einem Verknüpfungsglied 46 zugeführt. 62 eine Anzeigelampe PL betätigt.

Ein zweiter Impulsgenerator enthält unter anderem Zusätzlich ist eine Vorsteuerung zur Erzeugung eines

einen magnetischen Abgreifer 48 und ein auf einer zweiten Ausgangssignals vorgesehen, das zu einer

Welle des (nicht gezeigten) Druckzylinders angeordne- feststehenden Zeitdauer vor Auslösung der vorbereiten-

tes Zahnrad 49; beim Umlauf des Zahnrades 49 greifen 25 den Maßnahmen erscheint. Diese wird mit der oben

dessen Zähne in den magnetischen Abgreifer 48 und beschriebenen Steuereinrichtung so kombiniert, daß

erzeugen Taktimpulse einer Frequenz, die der Laufge- darin bereits vorhandene Signale mit zusätzlichen

schwindigkeit der Bahn W proportional ist. Der Signalen nach einer mathematisch abgeleiteten Bezie-

Wechselspannungsausgang des magnetischen Abgrei- hung für die Erzeugung des gewünschten Ausgangssi-

fers 48 wird einem Impulsformer, Integrator und 30 gnals zu einem feststehenden Zeitpunkt vor den

Umkehrglied in einer Schaltung 50 zugeführt, die für vorbereitenden Maßnahmen umgesetzt werden. Das

jede Periode des Wechselspannungsausgangs des wird dadurch erreicht, daß dem zweiten Steuerimpuls

magnetischen Abgreifers 48 einen Ausgangsimpuls TS \ ein veränderlicher dritter Steuerimpuls TS2

erzeugt. Diese Ausgangsimpulse selbst werden auf den hinzugefügt wird und deren Gesamtlänge mit 5/6 der

Eingang des Verknüpfungsgliedes 46 gelegt, das durch 35 Umdrehungszeit der auslaufenden Wickelrolle vergli-

den Auslöseimpuls von der Kontaktbürste 41 Cgeöffnet chen wird.

wird und Taktimpulse zum Eingang eines ersten Zählers Zunächst wird im folgenden die Vorgabezeit TADV \

52 durchläßt. Der Ausgang der Schaltung 50 weist für abgeleitet, die für die vorbereiteten Maßnahmen

einen weiter unten beschriebenen Zweck noch eine benötigt wird, das ist die Zeit zwischen dem ersten

zusätzliche Ausgangssleitung 51 auf. Der erste Zähler 52 40 Ausgangssignal und dem weiteren Ausgangsimpuls, und

ist vorzugsweise ein achtstufiger Binärschalter und zwar als Funktion der Länge des zweiten Steuerimpul-

erzeugt einen ersten Steuerimpuls nach Zählung einer ses TSi (s. w. u.). Betrachtet man eine laufende

voreingestellten Zahl von Taktimpulsen. Ein Steuerim- Wickelrolle in Seitenansicht, so ändert sich mit

puls am Ausgang des ersten Zählers 52 zeigt somit an, abnehmendem Wickelrollendurchmesser die Seitenflä-

daß eine vorgeschriebene Referenzlänge der laufenden 45 ehe.
Bahn W die Druckmaschine passiert ist. Bei z. B. 32

Zähnen des Zahnrades 49 und einer voreingestellten *
Impulszahl von 128 entspricht dies einer Bahnlänge von _ . . . .

26,6 cm, die 5/6 des Umfangs einer Wickelrolle mit '" ~ ^PaP^ierd«*^{e in cm}>

einem Durchmesser von 10,16 cm entsprechen. so β = Geschwindigkeit der Flächenabnahme in rrf/

Am Ausgang des ersten Zählers 52 liegt ein dritter see,

Impulsgenerator aus Impulsformer- und Rückstellglied ^(Z) = Räche der Wickelrolle zur Zeit r in cm², und

55 und einem Impulsdehner 58, der bei Anliegen eines ,, ,. _ . . .. . .. . _ . . .

Ausgangsimpulses eine Rückstellimpuls für den ersten ^V = ^lmearc Geschwindigkeit der Bahn in cm/sec, Zähler 52 erzeugt und gleichzeitig einen Schließimpuls 55

auf das Verknüpfungsglied 46 gibt Das Signal am ^so

Ausgang des Impulsformer- und Rückstellgliedes 55 _ _{2 β}

wird über einen normalerweise geschlossenen Kontakt ^a - 'Λ · K (cm/sec) U-I)

56 dem Impulsdehner 58 zugeführt, an dessen Ausgang _ _,. , .
ein zweiter Steuerimpuls 751 einer vorwählbar 60 Entsprechend Fig, 3a ist
verlängerten Dauer, d.h. ein »gestreckter« Impuls, , „. , , ,, . , _ .. .
anliegt Der Impulsdehner 58 ist voreingestellt, und der ^d = Wickelrollendurchmesser zur Zeit / m cm,
zweite Steuerimpuls TS \ hart unabhängig von der 4> = anfanglicher Wickelrollendurchmesser zur Zeit Geschwindigkeit der laufenden Bahn W konstante t^inem

Dauer. 65

Die erste Koinzidenzschaltung 45 ist mit dem und damit
Referenzimpuls des ersten und mit dem zweiten
Steuerimpuls TSi des dritten Impulsgenerators beauf- A(t) = nW2f-a{t-t_a) = n(dl2f (1.2.)

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Einsetzen in (1.1) und Auflösen nach t ergibt linear mit der Druckmaschinengeschwindigkeit zusam

menhängt.

/ = /₀ + (ff/4 th V)(dl - rf²) (1.3) Für die Vorsteuerung wird eine zweite Vorgabezeit

TADV2 gesucht, die unabhängig von der Druckmaschi-

Ist Tee = Dauer einer Umdrehung der auslaufenden 5 nengeschwindigkeit konstant bleibt und dem ersten Wickelrolle in see, so wird Ausgangssignal vorangeht. Dadurch soll der Beginn

einer Bereitstellung verhindert werden, falls nicht mehr

Tex-ndlV (1.4) genügend Zeit verbleibt, um diese Arbeitsfolge vor den

vorbereitenden Maßnahmen zu beenden. Diese Art der

In der Steuereinrichtung ist to Beladungsauslösung wird im Endeffekt Prioritäten für

die Rollen bestimmen, die von einer Verteilungs- und

η = 32 rf; Beladungsvorrichtung einer Reihe verschiedener Has-

_mj_t pein RSzugeführt werden, wobei die Beladungsprioritä

ten durch die Reihenfolge bestimmt werden, in der die

η = Zahl der vom Zahler 52 gezahlten Taktim- _l5 vorbereitenden Maßnahmen bei den verschiedenen pulse bis zur Erzeugung eines ersten Steuer- Haspeln beginnen. Die gesuchte konstante Zeit wird mit impulses und _{TL bezeic}hnet (F i g. 3a) und es ist

di = letzter Wickelrollendurchmesser zur Zeit I₂

^{in cm}· TL = TADV). - TADVl (2.1)

Bei einer Periode T_p der von dem magnetischen Ab- _{Aus der} Gleichung (1.14) erhält man
greifer 48 ausgehenden Impulse, sowie beim Auftreten
des weiteren Ausgangsimpulses bei rf = rf; und / = /₂, ₌ CIPH(TSl + TSIf ₊ 3 rf, (7Sl + 732)

₅ /ΛΙΟ it 5 th

nT„ = (5/6) 7et = 5^/6K (1.6) (2.2)

Das erste Ausgangssignal tritt auf bei / = /, und worin TS2 den dritten Steuerimpuls bezeichnet. Einrf = rf,, so daß setzen von (2.2) ergibt

nT_p+TSl =(5/6)7-« = 5ffrf,/6K (1.7) 7L - TS2²f ^CIFH λ I TS2 ( ³ ** I ^{2 TSl CWH} \

\nthltf) \5th nthltf )

worin TSl der zweite Steuerimpuls ist.

Einsetzen von (1.6) in (1.7) und Auflösen nach rf, er- (2.3)

gibt 35

rf, = rfj + 6 V TSXIS π (1.8) Bei Auflösung der Gleichung 2.3 nach TS2 und Auftragen von TS2 gegen die Druckmaschinengeschwin-Aus (1.3) ergibt sich digkeit bei konstantem TL erhält man eine Kurve nach

Art einer achsenverschobenen Hyperbel.
_tj = t₀ + (jiHthV) ■ (d% - d\) (1.9) 40 Eine solche Beziehung kann mathematisch durch den

rf?-rf?) (1.10) ^AUSdrUCk

TADVX=I₂-U (1.11) Γ52« ^N (2.4)

und Einsetzen von (1.8), (1.9), (1.10) in (1.11) ergibt ₄₅ ^^p+fa

angenähert werden; darin ist N eine Konstante, f_p der

TADVl = 9^(7Λ^1)² ₊ 3 rf; TSl π 12) Druckmaschinengeschwindigkeit IPH proportional und

25 ihn 5/Λ fo eine Konstante mit der gleichen Dimension wie fp.

Gleichung 2.4 stellt eine Näherungsgleichung für den

Die Beziehung zwischen V in cm/sec und IPH ist 50 Aufbau der Vorsteuerung in der in F i g. 2 dargestellten

Steuerungseinrichtung dar. Aus Gleichungen 1.5,1.6 und K=Ctf?//36O0 (1.13) 1.13 ergibt sich

^mit = _L = 4cgw

C - Bahnabschnitt in cm ₅₅ 'p j·- 375 _π

IPH = Druckmaschinengeschwindigkeit in Druk-

ke/Std. daß somit die Frequenz der vom magnetischen

Abgreifer 48 ausgehenden Taktimpulse darstellt f₀ muß

Einsetzen von (1.13) in (1.12) ergibt dann die Form eines Eingangssignals konstanter

60 Frequenz annehmen und Λ/ist die Zahl der Impulse der

ΤΛηνλ - CIPH(TSIf Id₁TSl ,. . „ beiden unabhängigen Frequenzen f_p und Z₀- Ein den

IAUV1 iAff-10⁴ 5iA Ausdruck 752 darstellendes Signal bildet so eine dem

zweiten Steuerimpuls 751 voraufgehende Anzahl N

als das gewünschte Ergebnis. Es sei darauf hingewiesen, von Impulsen aus zwei unabhängigen Frequenzen f_p und daß diese Ableitung davon ausgeht, daß die Bahn- und as fo.

Druckmaschinengeschwindigkeit während der Zeit In der Vorsteuerung der Steuereinrichtung nach

TADVi konstant ist Man erkennt, daß bei konstanten F i g. 2 wird ein veränderlicher dritter Steuerimpuls 752 Werten für 75Ί, ck, th und Cdie Vorgabezeit TADVi erzeugt und seine Koinzidenz mit dem Referenzimpuls

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erfaßt. Impulse entsprechend einer Frequenz Ap, die der Steuerimpuls TS?. vom S-Ausgang der Binärschaltung

;.; Laufgeschwindigkeit der Bahn W proportional ist, 95. Der /?-Eingang 124 des Flip-flops 123 ist mit der

werden über die Ausgangsleitung 51 aus der Schaltung Kontaktbürste 41C über eine Steuerdiode 127 gekop-

:; 50 abgenommen und liegen am Eingang 76 eines pelt. Die Flip-flops 123 und 130 werden darin durch

ν monostabilen Multivibrators 75, der auf die ins Negative 5 einen schmalen Impuls von der Rückstellschaltung 125

abfallende Flanke des Impulses aus der Ausgangsleitung zurückgestellt. Danach wird der Flip-flop 123 während

1- 51 anspricht. Am Ausgang des Multivibrators 75 treten jeder Umdrehung des Kommutators 40 ein- und

_? scharf definierte, schmale Impulse auf. Zur Erzeugung rückgestellt, wobei er von dem rückgestellten in den

\:i von Zusatzimpulsen mit der konstanten Frequenz k ist eingestellten Zustand übergeht, wenn die Kontaktbürste

i.¹'; ein zusätzlicher Impulsgenerator 80 vorgesehen, an to 415 geerdet wird. Dabei fällt der /^-Ausgang des

dessen Ausgang schmale Nadelimpulse anliegen. Diese Flip-flops 123 ins Negative ab und erzeugt ein ins

Spannungsimpulse werden einem monostabilen Multivi- Positive ansteigendes Signal am Ausgang der Umkehr-

brator 81 zugeführt, dessen Ausgangsimpulse eine schaltung 128, das ausreicht, um den Flip-flop 130

Breite haben, die annähernd der der Ausgangsimpulse anzusteuern. Liegt zu dieser Zeit der dritte Steuerimpuls

;.-. des monostabilen Multivibrators 75 entspricht. Die 15 752 am S-Eingang 131, so wird der Flip-flop 130 in den

. - Ausgänge der beiden Multivibratoren 75 und 81 liegen eingestellten Zustand geschaltet und erzeugt am

ö. einem Umkehr-ODER-Glied 85 an, dessen Ausgang den Ausgang 132 das zweite Ausgangssignal.

Ausdruck (f_P+fo) in der Gleichung 2.4 darstellt. Der Einige Einzelheiten der Vorsteuerung in der in Fig. 2

^ zweiie Steuerimpuls 75 i wird über eine Ausgangsiei- dargestellten Steuereinrichtung sind in Fig. 4a bis 4e

;,'.■; tung 87 einem monostabilen Multivibrator 89 zugeführt, 20 dargestellt. F i g. 4a zeigt einen einfachen Unijunktions-

' dessen Ausgangsimpuls an der RUckflanke des zweiten Oszillator, der als zusätzlicher Impulsgenerator 89

ΰ Steuerimpulses TS1 auf einer Leitung 90 erscheint. Der verwendet werden kann. Diese Schaltung enthält einen

Impuls aus dem Multivibrator 89 ist nur von geringer Unijunktions-Transistor 140, dessen Eingang von einem

H Breite und liegt an einer Binärschaltung 95 in Gestalt ÄC-Taktgeber gesteuert wird, der aus einem Festwider-

i eines Flip-Flops mit den S- und /?-Eingängen% bzw. 97, 25 stand 141, einem einstellbaren Widerstand 142 und

^T, die auf ins Negative abfallende Impulse und damit auch einem Ladekondensator 143 besteht. Ein Paar von

'Jj auf die Rückflanke des zweiten Steuerimpulses TSI Basisleitungen 144 und 145 ist mit einem Abgangswider-

.'ΐ ansprechen. Die Binärschaltung 95 erzeugt in ihrem stand 146 bzw. einem Belastungswiderstand 147

ersten stabilen Zustand auf einer Leitung 99 ein verbunden, wobei der Ausgang der Basisleitung 145

ι·*! Steuersignal, das über ein Umkehr-UND-Glied 102 den 30 entnommen wird. Bei Aufladung des Kondensators 143

;|j Eingang eines zweiten Zählers 104 steuert. Der zweite auf einen Wert, der oberhalb der Zündschwelle des

jf Zähler 104 kann praktisch jede bekannte Form eines Unijuniktions-Transistors 140 liegt, wird der Transistor

ΐ^ Binärzählers haben, wobei ein Eingang 105, ein 140 kurzfristig leitend und entlädt den Kondensator 143

J^ Rückstelleingang 106 und ein Ausgang 107 in jeder über die Widerstände 146 und 147, wodurch ein

i Stufe des Zählers vorhanden sein müssen. Die Ausgänge 35 positiver Spannungs-Nadelimpuls am Ausgang 145

4; 107 sind mit einer Zählersteuerung 110 verbunden entsteht. Bei Entladung des Kondensators 143 bis zu

te' (s.w. u.). Der Ausgang der Zählersteuerung 110 stellt einem Wert unterhalb einer bestimmten Spannung wird

ψ, einen ins Negative fallenden Impuls dar, durch den das der Transistor 140 nichtleitend und bleibt in diesem

<fj Ende des dritten Steuerimpulses TS2 angezeigt wird. Zustand, bis der Kondensator 143 wieder so weit

^ Dieser Impuls liegt am Rückstelleingang 97 der« aufgeladen ist, daß die Zündschwelle überschritten wird.

?'.; Binärschaltung 95 an, die dadurch in einen zweiten Über den Einstellwiderstand 142 läßt sich die Frequenz

"I stabilen Zustand schaltbar ist. Darin steuert der durch Änderung der Aufladegeschwindigkeit des

< Rückstellausgang des Flip-flop ein zweites Umkehr- Kondensators 143 verändern.

:_; UND-Glied 112 über eine Eingangsleitung 113 an, Die Schaltung für den nicht invertierenden monosta-

;| dessen andere Eingangsleitung 114 am Ausgang des « bilen Multivibrator81 ist in Fig.4bdargestellt Darin ist

ji? Umkehr-ODER-Gliedes 85 anliegt Das Ausgangssignal ein erster Transistor 150 nach Art eines npn-Transistors

ρ des Umkehr-UND-Gliedes 112 steuert die Rückstellein- mit einem Paar von Eingangswiderständen 151 und 152

iv gänge 106 am Zähler 104. Wird also der Flip-flop am an seiner Basis verbunden. Ein Kollektorbelastungs-

.·;! Ende des dritten Steuerimpulses 752 zurückgestellt so widerstand 153 ist mit dem positiven Pol einer

Vi wird das UND-Glied 102 gesperrt und damit eine so Spannungsquelle verbunden. Ein zweiter Transistor 155

iq weitere Zählung im zweiten Zähler 104 verhindert, ist mit einem Vorwiderstand 157 und einem Kollektor-

Ifi während das Umkehr-UND-Glied 112 geöffnet wird belastungswiderstand 158 verbunden. Die Emitter der

H und alle Zählerstufen zurückgestellt werden. Die beiden Transistoren 150 und 155 liegen an Erde. Die

's? Binärschaltung 95 ist nur während der Dauer von 752 Breite des Ausgangsimpulses an 161 wird durch einen

gf in dem ersten und zu allen anderen Zeiten im zweiten 55 taktgebenden Kondensator 160 und taktgebenden

U stabilen Zustand. Daher ist der Impuls am S-Ausgang Widerstand 156 bestimmt U ein Maß für 752. Im Betrieb befindet sich normalerweise der zweite

[f Eine Ausgangsleitung 120 vom Kommutatorausgang Transistor 155 im leitenden Zustand, während der erste

H 415 liegt an einer Koinzidenzschaltung aus einem Transistor 150 normalerweise abgeschaltet ist Beim

M Flip-flop 123, dessen S-Eingang 122 mit der Kontaktbür- 60 Auftreten eines Eingangsimpulses über den Widerstand

i|| ste 415 und dessen /^-Eingang 124 über eine 151 wird der Transistor 150 leitend, wodurch der

§1 Steuerdiode 126 mit dem Ausgang einer Rückstellschal- Eingang des zweiten Transistors 155 zur Erde hin

% tung 125 für den Hauptschalter verbunden ist, aus einer kurzgeschlossen wird, so daß kurzfristig der zweite

p Umkehrschaltung 128 für das Signal am R-Ausgang des Transistor nichtleitend wird und die Spannung am

?j Füp-flops 123 und aus einem von dessen Ausgar.gsim- es Ausgang 161 ansteigt In dem Umfang, in dem sich der

U puls gesteuerten Flip-flop 130 mit einem S-Eingsng 131, Kondensator 160 auflädt wird der zweite Transistor 155

fe einem S-Ausgang 132 und einem direkten Rückstellein- wiederum leitend, so daß die Spannung am Ausgang 161

|1 gang R₀. Der S-Eingang 131 erhält den dritten abfällt

Fig.4c zeigt eine ähnliche, nicht invertierende monostabile Schaltung, die wie die zweite Stufe in dsr Schaltung nach Fig.4b arbeitet. Darin ist noch eine Schutzdiode 163 vorgesehen, die eine entgegengesetzt gerichtete Überlastung der Basis-Emitter-Verbindung des Transistors 155 verhindert. Der Transistor 155 befindet sich normalerweise im leitenden Zustand, und der Ausgang 161 weist normalerweise eine niedrige Spannung auf. Ein ins Negative abfallender Eingangsimpuls macht den Transistor 155 kurzfristig nichtleitend, der erst wieder leitend wird, wenn der Kondensator 160 hinreichend aufgeladen ist. Die Schaltung nach F i g. 4c ist für die Multivibratorenschaltungen 75 und 89 geeignet.

F i g. 4d zeigt im einzelnen die Rückstellschaltung 125 für den Hauptschalter. Darin ist ein erster Transistor 170 mit einem Eingang 171 über ein /?C-Glied 172 mit dem positiven Pol einer Spannungsquelle verbunden. Eine Schutzdiode 173 begrenzt die entgegengesetzt gerichtete Bettung an der Basis-Emitter-Verbindung. Der Kollektor des Transistors 170 ist direkt mit dem positiven Pol der Spannungsquelle verbunden, während der Emittter mit dem Eingangskreis 175 eines zweiten Transistors 177 verbunden ist. Ein Abgangswiderstand 178 verbindet den Kollektor des zweiten Transistors 177 mit dem positiven Pol der Spannungsquelle, während ein Dämpfungskondensator 179 den Kollektor mit Erde verbindet. Beim Anlegen von Spannung an diese Schaltung wird der Transistor 1/0 über den Aufladekreis 172, der anfänglich ungeladen ist, leitend gemacht. Der auf dem Kollektor-Emitter-Weg des ersten Transistors 170 geleitete Grundstrom bewirkt, daß der zweite Transistor 177 leitend wird, so daß sein Ausgang 180 ein dem Erdpotential naheliegendes Potential annnimmt. In der Steuereinrichtung werden dadurch die Flip-flops 123 und 130 zurückgestellt. Während dieser Zeit wird der Kondensator im Aufladekreis 172 a-jfgeladen, und schließlich reicht der durch diesen hindurchfließende Strom nicht mehr aus, um den Transistor 170 im leitenden Zustand zu halten. Beide Transistoren 170 und 177 werden dann nichtleitend, und die Spannung am Ausgang 180 steigt auf den Wert der positiven Spannung der Spannungsquelle an. Der Rückstellkreis 125 verbleibt so nach Abgabe eines Anfangsimpulses, der eine Spannung von Null Volt anzeigt, im nichtleitenden Zustand bis zum nächsten Einschalten der Spannung.

Fig.4e zeigt den Grundaufbau eines Impulszählers, der in der Steuereinrichtung als zweiter Zähler 104 verwendet werden kann und ein einfaches Verknüpfungsglied aufweist, das die Zählersteuerung 110 bildet. Die Anzahl der Zählstufen des Zählers wird entsprechend dem gewünschten Maximalwert gewählt; im vorliegenden Ausführungsbeispiel werden neun Stufen verwendet, um von Null bis 511 zu zählen. Wegen der Rückkopplungsverbindungen in jeder Stufe sind die Flip-flops in F i g. 4e in der /-AT-Anordnung vorgesehen, die eine Division durch 2 in jeder nachfolgenden Stufe hat, so daß die neun Stufen eine Teilung durch T oder 512 ermöglichen. Die tatsächlich vorgenommene Zählung von 512 möglichen Zählungen wird durch die Eingänge bestimmt die mit der Zählersteuerung 110 verbunden sind. Die Zählersteuerung hat hier die Form eines Umkehr-UND-Gliedes mit den Eingängen HOa bis IiOZ Der Zähler 104 hat S-Ausgänge in jeder Stufe mit den Anschlüssen 107a bis 107Z Jede gewünschte Zahl wird durch eine geeignete Verbindung zwischen den Eingängen 110a bis 110/des Zählers erfaßt Der Zähler wird durch einen ins Negative abfallenden Impuls am Rückstelleingang 106 zurückgestellt, wobei dieser Rückstellimpuls dann erscheint, wenn der gewünschte Zählerstand in der Zählersteuerung 110 festgestellt worden ist.

Die Arbeitsweise der in F i g. 2 dargestellten Steuereinrichtung und der darin enthaltenen Vorsieuerung wird aus F i g. 3b verständlich, die die hauptsächlich auftretenden zeitlichen Beziehungen zeigt. Die Zeit für

ίο eine Umdrehung der auslaufenden Wickelrolle 11Λ ist in dem mit A bezeichneten Verlauf als TEX dargestellt und durch aufeinanderfolgende Auslöseimpulse 190 und 191 an der Kontaktbürste 41C des Kommutators 40 bestimmt. nT_p stellt die Zeit für das Einzählen von η Taktimpulsen in den ersten Zähler 52 dar. Mit TSi ist der zweite Steuerimpuls in seiner Länge dargestellt (BJ. Verlauf Czeigt den dritten Steuerimpuls TS 2, der durch die Rückflanke des zweiten Steuerimpulses Γ51 ausgelöst wird; seine Länge ändert sich mit der Druckmaschinengeschwindigkeit, wie durch die verschiedenen Impulsbreiten 195 bis 197 dargesstellt ist. D zeigt bei 200 den durch die Kontaktbürste 41B erzeugten zweiten Referenzimpuls. Der gestrichelt gezeichnete Impuls 201 in Osteilt einen solchen zweiten Referenzinipuls dar, der zu einer späteren Zeit erzeugt wird, wenn die abwickelnde Rolle WA ausläuft. Die Koinzidenz des Referenzimpulses 201 mit dem dritten Steuerimpuls TS2 der Breite 195 erzeugt einen Ausgangsimpuls 203 (E), der am Ausgang 132 der Vorsteuerung erscheint.

Die im folgenden gegebene Tabelle zeigt die Konstanz der Werte TL bei verschiedenen Druckmaschinengeschwindigkeiten. Die beispielhaft gewählten Konstanten der sind folgende:

η =	Ί5	IPH	Voreinstellung des	10000	-31,5	TL (sec) =	ersten Zählers 52	ι	30000	mit dem
	Einstellwert 144	TS2 (ms) 79.5	-0	TL = /,-			56,9
N =	Voreinstellung des	/, (sec)	-131,5	-r, = 100.0	zweiten Zählers		-36,6	104 mit
	dem Einstellwert 32	t2 (sec)		-0
40 /Ό =	3,24 kHz	50 /, (sec)		-139.8
C =	59,85 cm
th =	0,08 mm		103,2
di =	11,4 cm
TSl =	32,1 msec
50000
44,3
-41,8
-0
-142,2
100,4

Wie sich aus der Tabelle ergibt bleibt in der vorstehend beschriebenen angenommenen Situation der Wert von TL innerhalb eines Bereiches von 4% konstant bei Druckmaschinengeschwindigkeiten zwischen 10 000 und 50 000 IPH. Das liegt innerhalb der Zulässigkeitsgrenzen bei Druckmaschinen.
Die vorstehend beschriebene digitale Steuereinrichtung erzeugt ein Paar von Ausgangssignalen, die durch eine vorgegebene Zeitdauer getrennt sind. Sie erzeugt ein erstes Ausgangssignal, das die Vorbereitungen auslöst wenn durch die Steuereinrichtung festgestellt wird, daß die Länge der während eines Bruchteils jeder Umdrehung von der auslaufenden Wickelrolle \\A gezogenen Bahn Weinen vorgeschriebenen Minimalwert erreicht wobei der Bruchteil jeder Umdrehung

durch die zeit zwischen zwei aufeinanderfolgenden Kommutatorimpulsen bestimmt wird, die auf eine feste Zeitdauer eingestellt ist wie sie von dem Impulsdehner 58 festgelegt wird. Vor dem ersten Ausgangssignal zur Auslösung der Vorbereitungen wird durch die Vorsteuerung, die mit der Steuereinrichtung eine unlösbare Einheit bildet, ein zweites Ausgangssignal erzeugt, wenn die Länge der von der auslaufenden Wickelrolle 11Λ während eines zweiten Bruchteils jeder Umdrehung der Wickelrolle abgezogenen Bahn Weinen vorgeschriebenen Minimalwert erreicht Die Zeit für diesen zweiten Bruchteil ist durch die Zeit für den vorher definierten ersten Bruchteil bestimmt und auf eine Zeitdauer eingestellt, die sich in nichtlinearer Weise mit der Bahngeschwindigkeit ändert. Das zweite Ausgangssignal erscheint zu einer bestimmten Zeitdauer vor dem ersten Ausgangssignal, das die Vorbereitungen auslöst Wenn diese Vorgabezeit einmal gewählt worden ist, hat eine Änderung der Druckmaschinengeschwindigkei keinen Einfluß mehr darauf.

Eine solche Vorsteuerung kann auch zur Erzeuguni eines Signals dienen, das um eine feststehende Zeit voi dem Verbinden selbst erscheint Dazu ist nur ein« geringe Modifizierung notwendig, bei der das den monostabilen Multivibrator 89 zugeführte Signal den Impulsformer- und Rückstellglied 55 und nicht den Ausgang des Impulsdehners 58 entnommen wird.

to Die Länge des Zeitraums TL kann durch Verstellunj der Frequenz f₀ des zusätzlichen Impulsgenerators « oder durch Verstellung des von der Zählersteuerung 1K bestimmten Zählerstandes im zweiten Zähler 1(V eingestellt werden. Dies wird dadurch erleichtert, daf der Widerstand 142 im zusätzlichen Impulsgenerator » (Fig.4a) ein Einstellwiderstand ist bzw. dadurch, di( Eingänge 110a bis 110Λ der Zählersteuerung IK untereinander austauschbar sind (F i g. 4e).

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (7)

Patentansprüche:

1. Digitale Steuereinrichtung für eine Vorrichtung zum Verbinden der Enden von Papierbahnen an s Druckmaschinen, in der ein erster, mit der auslaufenden Wickelrolle in Wirkverbindung stehender Impulsgenerator zur Erzeugung eines Referenzimpulses während eines Teils jeder Wickelrollenumdrehung vorgesehen ist, sowie ein zweiter, ;o mit der laufenden Bahn in Wirkverbindung stehender Impulsgenerator zur Erzeugung von Taktimpulsen mit einer Frequenz, die der Laufgeschwindigkeit der Bahn proportional ist, ein erster, wahlweise an dsn zweiten Impulsgenerator angekoppelter und von der Rückflanke des Referenzimpulses eingeschalteter Zähler zur Erzeugung eines ersten Steuerimpulses bei Erreichen einer voreingestellten Zahl von Taktimpulsen, ein auf den ersten Steuerimpuls ansprechender Impulsgenerator zur Erzeugung eines zweiten Steuerimpulses feststehender Dauer, und eine erste, auf die zeitliche Überlappung von Teilen des zweiten Steuerimpulses mit dem Referenzimpuls ansprechende Koinzidenzschaltung zur Erzeugng eines ersten Ausgangssi- gnals, das die Vorbereitung zum Verbinden auslöst, dadurch gekennzeichnet,

daß ein zusätzlicher Impulsgenerator (80) zur Erzeugung von Zusatzimpulsen mit konstanter Frequenz (fo) vorgesehen ist, sowie ein zweiter, v.jhlweise an die Taktimpulse und die Zusatzimpulse angekoppelter Zähler (104) zur Erzeugung eines dritten Steuerimpulses (TS2) bei Erreichen eines voreingestetlten Tählerstandes, eine Zählersteuerung (110) mit einer Binärschaltung (95), die mittels der Rückflanke des zweiten Steuerimpulses (TSi) in einen ersten stabilen Zustand, während dessen der zweite Zähler (104) arbeitet, schaltbar ist und mittels des dritten Steuerimpulses (TS 2) in einen zweiten stabilen Zustand schaltbar ist, während dessen der Zähler in die Nullstellung zurückgestellt wird, eine an die Binärschaltung (95) und den ersten Impulsgenerator (40) angekoppelte Koinzidenzschaltung (123, 125, 127, 128, 130) zur Erzeugung eines zweiten Ausgangssignals bei zeitlicher Überlappung des ersten stabilen Zustandes und des Referenzimpulses und

ein immer und unabhängig von der jeweiligen Laufgeschwindigkeit der Bahn (W) um einen so feststehenden Zeitraum (TL) vor dem ersten Ausgangssignal auftretendes zweites Ausgangssignal.

2. Steuereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der feststehende Zeitraum (TL) innerhalb eines vorgegebenen Bereiches einstellbar ist.

3. Steuereinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß mittels der an den zweiten Zähler (104) angeschlossenen Zählsteuerung (110) der feststehende 2!eitraum (TL)durch eine Veränderung des vorangestellten Zählerstandes einstellbar ist.

4. Steuereinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der zusätzliche Impulsgenerator (80) zur Einstellung des feststehenden Zeitraums (TL) hinsichtlich der konstanten Frequenz (k) der Zusatzimoulse von Hand verstellbar ist.

5. Steuereinrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, in der das erste Ausgangssignal auftritt, wenn die Länge der von der auslaufenden Wickelrolle abgezogenen Bahn innerhalb eines ersten Bruchteils jeder Umdrehung der Wickelrolle einen ersten, vorgegebenen Mindestwert erreicht, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Ausgangssignal auftritt, wenn die Länge der von der auslaufenden Wickelrolle (UA^ abgezogenen Bahn (W) innerhalb eines zweiten Bruchteils jeder Umdrehung der auslaufenden Wickelrolle (UA) einen zweiten vorgegebenen Mindestwert erreicht, und daß der zweite Bruchteil jeder Umdrehung der auslaufenden Wickelrolle (IMJ durch die Zeitdauer für den ersten Bruchteil jeder Umdrehung dieser Wickelrolle (WA), vermindert um die Länge eines nicht linear von der Laufgeschwindigkeit der Bahn (W) abhängenden dritten Steuerimpulses (752) bestimmt ist.

6. Steuereinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge des dritten Steuerimpulses (TS 2) nach Art einer achsenverschobenen Hyperbel von der Druckmaschinengeschwindigkeit abhängig ist.

7. Steuereinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge des dritten Steuerimpulses (TS 2) durch den mittels der Zählersteuerung (110) voreingestellten Zählerstand (N) und durch die Summe der Taktimpulsfrequenz (f_p) und der konstanten Freqaenz (fo) entsprechend der Beziehung B- N/(f_p+f₀) bestimmt ist