DE2306990A1

DE2306990A1 - Mechanische regelungseinrichtung fuer die antriebsgeschwindigkeit eines schrittmotors

Info

Publication number: DE2306990A1
Application number: DE2306990A
Authority: DE
Inventors: Delbert Douglas Towne; Michael Normal Zell
Original assignee: International Business Machines Corp
Current assignee: International Business Machines Corp
Priority date: 1972-02-17
Filing date: 1973-02-13
Publication date: 1973-08-23
Also published as: JPS4892828A; FR2172123B1; US3789286A; FR2172123A1

Description

Böblingen, den 13. Februar 19

ar-s η

Anmelderin: International' Business Machines

Corporation, Armonk, N.Y. 10504

Amtliches Aktenzeichen: Neuanmeldung Aktenzeichen der Anmelderin: RO 971 032

Mechanische Regelungseinrichtung für die Aritriebsgeschwindigkeit eines Schrittmotors '

Diese Erfindung betrifft eine mechanische Regelungseinrichtung für die Antriebsgeschwindigkeit eines elektrischen Schrittmotors, der als variabler Antrieb innerhalb eines Betriebszyklusses von einer niedrigen auf eine höhere vorbestimmte Soll-Geschwindigkeit beschleunigt werden soll.

Derartige erfindungsgemäße mechanische Regelungseinrichtungen sind zweckmäßigerweise in Fördersystemen von Maschinen oder Geräten verwendbar welche Aufzeichnungsträger für Informationen beispielsweise: Dokumente, Belege, oder Lochkarten verarbeiten. Zu diesen Maschinen gehören auch die Belegleser, Kartenstanzer oder manche Drucker, die als Ein/Ausgabemaschinen in Datenverarbeitungsanlagen eingesetzt werden. Die erfindungsgemäße Regelungseinrichtung ist jedoch auch bei anderen Anwendungsfällen, beispielsweise in Steuerungsanlagen, Antriebseinrichtungen oder für Transportsysteme bei entsprechender Anpassung an die jeweiligen Verhältnisse anwendbar.

Diese Erfindung bezweckt eine Verbesserung und Verbilligung insbesondere von Belege verarbeitenden Maschinen oder Geräte, wie sie beispielsweise in Datenverarbeitungsanlagen als Belegleser oder Kartenstanzer verwendet werden durch eine Vereinfachung der

309834/0459

Transporteinrichtung. Unter der folgend verwendeten Bezeichnung Beleg, als zu förderndes Transportgut sind vorzugsweise Dokumente, Schriftstücke, Formulare, Karten und sonstige Aufzeichnungsträger zu verstehen. Belege verarbeitende Maschinen sind wenigstens mit einer Arbeitsstation versehen, in denen die Belege maschinell, gelesen, oder mit einer Information versehen werden. Einer derartigen Arbeitsstation ist eine Transporteinrichtung zugeordnet, welche die Belege meistens in einer inkrementalen Bewegung, d.h. schritt- oder zeilenweise durch die Arbeitsstation befördert. Bei vielen derzeit auf dem Markt befindlichen Belege verarbeitenden Maschinen erfolgt die inkrementale Belegförderung mit Hilfe eines Maltesergetriebes, oder bei neuzeitlichen Ausführungen wird dazu ein gesteuerter Schrittmotor verwendet., Der Schrittmotor bewirkt auch, daß in einer ersten Transporteinrichtung nach der. inkrementalen Bewegung der Belege durch die Arbeitsstation die Belege von der Ärbeitsstation ausgestoßen und auf eine zweite Transporteinrichtung des Fördersystems übertragen werden, die eine konstante Fördergeschwindigkeit aufweist und die vorwiegend zum Abtransport der Belege in eine Ablage dient. Bei einem derartigen Fördersystem erfolgt im.ersten Transportbereich die Verarbeitung der Belege, welche dann durch den zweiten Transportbereich zu einer Ablage befördert werden.

Um zu vermeiden, daß die Belege bei übergang von der ersten Transporteinrichtung zur zweiten Transporteinrichtung durch die verschiedenen Geschwindigkeiten der beiden Transporteinrichtungen beschädigt, z.B. zerrissen, gestaucht oder zerknittert werden, sind verschiedene ■Verhütungsmaßnahmen möglich. Eine derartige Verhütungsmaßnahme besteht darin, daß die beiden Transporteinrichtungen an der Übergangsstelle der Belege jeweils auf die gleiche Geschwindigkeit gebracht werden. Eine .andere Verhütungsmaßnahme besteht darin, daß man den Belegen eine Schlupfbeweglichkeit erlaubt. Belege verarbeitende Maschinen, die jeweils nur Belege verarbeiten, welche immer die gleiche Länge aufweisen,, sind vorwiegend so ausgelegt> daß an der Übergangsstelle zwischen den beiden Transporteinrichtungen ein Beleg gerade die schrittweise

so 971 032 . 3038 34/04 S 9

bewegte erste Transporteinrichtung verläßt und dann von der mit kontinuierlicher Geschwindigkeit laufenden zweiten Transporteinrichtung erfaßt wird, die zum Abtransport der Belege dient. Bei einer derartigen bekannten Anordnung eines Beleg-Überganges brauchen die beiden Transporteinrichtungen nicht gebremst, bzw. angehalten werden.

Bei Belege verarbeitenden Maschinen, in denen jedoch Belege mit verschiedenen Längen verarbeitet werden, welche in willkürlicher Folge erscheinen, ist die vorstehend erwähnte Anordnung, welche bei Belegen gleicher Länge gebräuchlich ist, nicht geeignet, da der abzutransportierende Beleg an seiner Vorderkante von der zweiten Transporteinrichtung gerade erfaßt wird, wenn er mit seiner Hinterkante die erste Transporteinrichtung verläßt. Eine derartige Förderanordnung könnte nur für die kürzeste Länge der zu verarbeitenden Belege ausgelegt sein. Bei den derzeit gebräuchlichen Maschinen, welche Belege verarbeiten können, die verschiedene Längen aufweisen, werden mittels der ersten Transporteinrichtung die ungleich langen Belege vorzugsweise mit einem Förderband unter Einwirkung eines Soges inkremental durch die dieser Transporteinrichtung zugeordneten Arbeitsstation transportiert. Die kontinuierlich laufende zweite Transporteinrichtung der die von der Arbeitsstation ausgestoßenen Belege weiter zur Belegablage zugeführt werden, wird so angetrieben, daß ihre Geschwindigkeit geringfügig schneller ist, als die Geschwindigkeit der ersten Transporteinrichtung. Bei einer derartigen Gestaltung und Zusammenwirkung der beiden Transporteinrichtungen des Fördersystemes, werden die Belege nicht gestaucht, gebuckelt oder anderweitig beschädigt, weil die kontinuierlich laufende zweite Transporteinrichtung eine etwas größere Geschwindigkeit aufweist als die der ersten Transporteinrichtung, an deren Förderbändern die Belege durch eine Sog— einwirkung haften. Bei einem derartigen bekannten Fördersystem können die Belege nicht zerreissen, oder durch die Einwirkung un~- zulässiger Zugkräfte beschädigt werden, weil die Belege, die auf dem Förderband durch die Sogeinwirkung gehalten werden, von der kontinuierlich laufenden zweiten Transporteinrichtung abgezogen

ro 971 032 309834/0459

2306390

werden. Bei diesem bekannten Fördersystem können die Belege somit bei dem Übergang von der einen zur anderen Transporteinrichtung eine Schlupfbewegung ausführen. Dieses bekannte Fördersystem, das■ für viele Zwecke vollauf genügt, bei denen keine präzise Inkrementalbewegung der Belege gefordert wird, hat jedoch noch den Nachteil, daß zur Erzeugung des Soges, zwecks Halterung der Belege eine aufwendige Vakuum-Einrichtung benötigt wird und daß sie demzufolge verhältnismäßig teuer ist. Es ist ein weiterer Nachteil dieser bekannten Transportanordnung , daß sie durch die Vakuum-Einrichtung im Zusammenwirken mit den Förderbändern ein störendes Geräusch" verursacht.

Es ist eine Aufgabe der Erfindung, eine verbesserte, einfache und billig herstellbare Regelungseinrichtung für die Antriebsge— schwindigkeit eines Schrittmotors zu schaffen, welche die vorstehend erwähnten Nachteile nicht aufweist, und die außerdem die Forderung erfüllt, daß durch sie in der ersten Transporteinrichtung das Transportgut nach dem Verlassen der Arbeitsstation von einer niedrigen, auf die höhere vorbestimmte Soll-Geschwindigkeit der zweiten Transporteinrichtung beschleunigt wird, so daß der Übergang des Transportgutes von der ersten zur zweiten Transporteinrichtung ohne eine Beschädigung des Transportgutes gewährleistet ist.

. ■ ν

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß eine den Schrittmotor steuernde Beschleunigungseinrichtung vorgesehen ist, die den Schrittmotor so beschleunigt, daß dieser eine Antriebsgeschwindigkeit erzeugt, die größer' ist als die vorbestimmte Soll-Geschwindigkeit, daß eine stabile, die Soll-Geschwindigkeit aufweisende Belastungseinrichtung als Regelglied und Zusatzbelastung für den Schrittmotorantrieb vorgesehen ist, und daß zwischen dieser Belastungseinrichtung und der Schrittmotor-An— triebselnrichtung eine Kupplung angeordnet ist, die den Schrittmotorantrieb bei einer Überschreitung der Soll-Geschwindigkeit an die Regel-Belastungseinrichtung kuppelt, wodurch diese dem Schrittmotorantrieb die Soll-Geschwindigkeit aufzwingt.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Regelungs-

ro 971 032 309834/0459

230699Q

einrichtung und eine zweckmäßige Anwendung besteht darin, daß der Schrittmotor als variabler Antrieb einer ersten Transporteinrichtung eines aus wenigstens zwei hintereinander angeordneten Transporteinrichtungen bestehenden Fördersystemes für ein Transportgut vorgesehen ist, daß die Regel-Belastungseinrichtung durch die zweite Transporteinrichtung gebildet wird, die einen separaten stabilen Antrieb aufweist und deren relativ hohe Transportgeschwindigkeit der Soll-Geschwindigkeit entspricht, daß die erste Transporteinrichtung das Transportgut über eine bestimmte Strecke mit einer niedrigeren Geschwindigkeit als der Soll-Geschwindigkeit befördert und daß im Endbereich der Beförderungsstrecke der ersten Transporteinrichtung der Schrittmotor sich so beschleunigt, daß das Transportgut an der übergangssteile zur zweiten Transporteinrichtung die Soll-Geschwindigkeit aufweist.

Die vorliegende Erfindung ermöglicht somit die Verwendung eines Schrittmotorantriebes zum schrittweisen Transport von Belegen unterschiedlicher Länge durch die der ersten Transporteinrichtung zugeordnete Arbeitsstation. Der Schrittmotorantrieb kann die Belege schritt- oder zeilenweise genau transportieren und er ist außerdem relativ billig. Der Antrieb für die erste Transporteinrichtung wird durch auf den Schrittmotor wirkende Impulse weitergeschaltet, die von einer Impulse liefernden Beschleunigungseinrichtung kommen, welche ebenfalls vom Schrittmotor angetrieben wird. Bei dieser Anordnung ändert sich die Antriebsgeschwindigkeit des Schrittmotors in Abhängigkeit von der angelegten Belastung; und zwar ändert sich die Antriebsgeschwindigkeit beträchtlich, insbesondere beim Betrieb des Schrittmotors mit einer hohen Schrittrate, beispielsweise wenn ein Beleg aus der Arbeitsstation ausgestoßen wird. Die Antriebsgeschwindigkeit des Schrittmotors kann auf bekannte Weise elektrisch gesteuert werden, indem man ein Steuerungssystem vorsieht, welches einen Taktgeber als Bezugseinrichtung enthält, beispielsweise einen Impulsgenerator, der die Bezugsimpulse liefert, nach denen dann die Erregerimpulse für den Schrittmotor beschleunigt oder verzögert werden. Ein solches bekanntes elektrisches Steuerungssystem ist jedoch relativ teuer.

ro 971 032 3098 34/0459

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird die Antriebs ges ciiwindigke it des Schrittmotors an der Übergangsstelle zwischen der ersten und zweiten Transporteinrichtung mechanisch durch eine Drehmomentübertragung geregelt, indem man die Antriebseinrichtung des Schrittmotors mit der kontinuierlich laufenden zweiten Transporteinrichtung durch eine Einwegkupplung verbindet. Diese kontinuerlich mit der vorbestimmten Soll-Geschwindigkeit laufenden zweite Transporteinrichtung fungiert als Regelglied und als Zusatz für den Schrittmotor. Wenn der Schrittmotorantrieb bestrebt ist, schneller zu laufen, als die kontinuerlich laufende zweite Transporteinrichtung mit der eingeprägten Soll-Geschwindigkeit, nimmt er eine Teillast dieser zweiten Transporteinrichtung auf. Die Last und die Schwungmasse der kontinuerlich laufenden zweiten Transporteinrichtung ist größer als das größtmögliche Drehmoment das vom Schrittmotor abgegeben werden kann. Durch die Ankupplung einer Zusatzlast wird der Schrittmotor gezwungen, mit einer Antriebsgeschwindigkeit zu laufen, die der Soll-Geschwindigkeit entspricht. Durch die Anordnung der Einwegkupplung kann der Schrittmotor in nicht gekuppeltem Zustand stillstehen, oder freie wählbare Bewegungsschritte ausführen, mit jeder Geschwindigkeit, die jedoch die vorgegebene Soll-Geschwindigkeit der kontinuierlich laufenden zweiten Transporteinrichtung nicht übersteigt. Da der Schrittmotorantrieb und dadurch die erste Transporteinrichtung außerdem nicht schneller laufen kann als die zweite Transporteinrichtung mit der eingeprägten Soll-Geschwindigkeit, kann sein Drehmoment erhöht werden, indem man den Voreilungswinkel in der Beschleunigungseinrichtung erhöht, zu dem Zweck, den Schrittmotor schneller als die vorgegebene Soll-Geschwindigkeit laufen zu lassen. Das erfolgt durch die Einstellung der Position.des Impulsgebers auf der Welle des Schrittmotorantriebes. Wenn die erste Transporteinrichtung durch den Schrittmotorantrieb mit der geregelten Soll-Geschwindigkeit läuft, wird ein Teil des vom Schrittmotor erzeugten Drehmomentes auf die zweite Transporteinrichtung übertragen, oder in anderen Worten ausgedrückt, der Schrittmotor wird mit einer Teilbelastung der zweiten Transporteinrichtung belastet. Es besteht somit eine mechanische Phasen-

RO 971 032 30 9 8 34/0459

Verriegelung, die sicherstellt, daß die beiden Transporteinrichtungen vom Übergangspunkt der Belege dieselbe Geschwindigkeit aufweisen. Die erfindungsgemäße Regelungseinrichtung ermöglicht somit den intermittierenden schrittweisen Betrieb der ersten Transporteinrichtung, und sie bewirkt auch, daß beim Übergang der Belege von der ersten zur zweiten Transporteinrichtung an beiden Transporteinrichtungen die gleiche Soll-Geschwindigkeit besteht und außerdem ermöglicht sie eine Drehmomentübertragung. Weiterhin besteht die Möglichkeit, daß eine zusätzliche Belastung auf den Schrittmotorantrieb durch die Einwegkupplung in dem Fall gekuppelt werden kann, in dem die Belastung der kontinuierlich laufenden zweiten Transporteinrichtung nicht groß genug ist, um eine Überschreitung der Soll-Geschwindigkeit zu verhindern.

Nachstehend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand von Zeichnungen näher beschrieben. Von den Zeichnungen stellen dar die

Fig. 1 die Anwendung der Erfindung in dem Fördersystem

eines sogenannten Beleg- oder Dokumentenlesers,

Fig. 2· eine andere Anwendung der Erfindung in einem Aus—

führungsbeispiel mit einem Schrittmotorantrieb, einer Arbeitsstation und einem Regelglied,

Fig. 3 in einem Schaubild je eine Kurve der Geschwindig

keit und des Drehmomentes des Schrittmotors, in Abhängigkeit vom Voreilungswinkel des Schrittmotors ,

Fig. 4 in einem Schaubild in Abhängigkeit von der Zeit

die Geschwindigkeitsbeziehung zwischen dem Schrittmotorantrieb und der Regelbelastungseinrichtung,

Fig. 5 in einem Schaubild die Beziehung zwischen dem

Drehmoment des Schrittmotorantriebes und der

^RO971032 309834/0469

Drehmomentübertragung an die Rege!belastungseinrichtung, wenn der Schrittmotor durch die angekuppelte Regelbelastung gezwungen wird, mit der vorbestimmten Soll-Geschwindigkeit zu laufen,

Fig* 6 in einem Schaubild die Änderung der Drehmomentübertragung an der Regel-Belastungseinrichtung, bei sich ändernden Drehmomentanforderungen einer Arbeitsstation.

Die Fig. 1 zeigt die Anwendung der erfindungsgemäßen Regelungseinrichtung in einem sogenannten Beleg-, oder Dokumentenleser, der eine Vorratsbehälter-Plattform 10 zum Tragen der zu lesenden Belege 11 enthält. Die als Transportgut dienenden Belege 11 werden aufeinanderfolgend der Reihe nach durch die Abziehrolle 12 der Transportrolle 13 und .der zugeordneten Hemmrolle 14 zugeführt. Die Abziehrolle 12, die Transportrolle' 13 und die Hemmrolle 14 werden durch einen Wechselstrommotor, beispielsweise einem Asynchron- oder Synchronmotor 15 über den Riemen 16 und eine kombinierte Kupplung und Bremse 17 angetrieben. Mehrere gleichzeitig aus dem Vorratsbehälter 10 entnommene Belege 11 werden durch die Hemmrolle 14 und die Transportrolle 13 getrennt und so vereinzelt, daß sich ein kontinuierlicher Folgestrom von Belegenergibt, der der ersten Transporteinrichtung zugeführt wird. Dieser Strom von Belegen 11 läuft zunächst durch einen Ausrichteteil im ersten Transportteil, wobei dieser Ausrichteteil 18 aus einer Reihe von zusammenarbeitenden Transport- und Ausrichterollen 19 und 20 besteht. Diese AusrichterοIlen 19, 20 werden durch die Antriebseinrichtung des Schrittmotors 21 über einen Riemen 22 angetrieben, und sie sind durch eine nicht dargestellte Riemenanordnung zusammengefaßt.

Nachdem die Belege 11 durch den Ausrichteteil 18 gelaufen sind, gelangen sie in die Arbeitsstation 23 der ersten Transporteinrichtung, die in diesem Ausführungsbeispiel eine Lesestation 23 ist. Die Belege 11 werden als Transportgut schrittweise durch die Lesestation 23 geführt, in welcher jeweils eine Druckzeile ge-

RO 971 032 3098 34/OA 59

lesen wird. Der Schrittmotor 21 treibt durch einen Riemen 46 die Schrittantriebsrollen 24 und 25 an, welche die Belege 11 nacheinander durch die Lesestation 23 befördern. Diesen Schrittantriebsrollen 24 und 25 sind die Andruckrollen 26 und 27 zugeordnet, welche die Belege 11 an die Schrittandrucksrollen 24 und 25 drücken. Die Schrittantriebsrollen 24 und 25 transportieren, unter Einwirkung der Andruckrollen 26 und 27 die Belege 11 schrittweise durch die Lesestation, 23. Die Belege 11 werden, nachdem sie die Lesestation 23 verlassen, von Transportbändern und 29 der ersten Transporteinrichtung erfaßt und von diesen zur zweiten Transporteinrichtung weiter transportiert. Diese Transportbänder 28 und 29, welche ebenfalls ein Teil der ersten Transporteinrichtung sind, werden ebenfalls wie die Ausrichterollen 19, 20 und die Schrittrollen 24, 25 von der Antriebseinrichtung des Schrittmotors 21 angetrieben. Die Belege 11 werden zwischen den Transportbändern 28 und 29 festgehalten, und eine Reihe von nicht dargestellten Andruckrollen stellt eine sichere Verbindung mit dem abzufordernden Beleg 11 her. Die Transportbänder 28 und 29 bilden einen Zwischentransportbereich und sie liefern die Belege zum Übergangspunkt 30, von dem sie in die kontinuierlich laufende zweite Transporteinrichtung 35 gelangen, welche zur Abförderung der Belege 11 in ein Ablagefach 50, 51 dient. Diese zweite Transporteinrichtung 35 wird mit einer konstanten vorbestimmten Soll-Geschwindigkeit durch den bereits erwähnten Asynchron bzw. Synchronmotor 15 über einen Riemen 34 angetrieben und sie befördert die Belege 11 entweder in die Ablage 50 oder in die Ablage 51. Die Ablagevorrichtung ist nicht im einzelnen dargestellt, da sie für die Erklärung der Erfindung nicht erforderlich ist.

Der zum Antrieb der ersten Transporteinrichtung dienende Schrittmotor 21 treibt über einen Riemen 32 eine Riemenscheibe 31 an. Ein Zahnrad 36 ist mit der Welle der Riemenscheibe 31 durch eine Einwegkupplung 37 gekuppelt, die sich im Zahnrad 36 befindet. Das Zahnrad 36 greift in ein Zahnrad 38 ein, welches vom konstant laufenden Motor 15 der zweiten Transporteinrichtung über die Riemen

971 032 309834/0459

34 und 39 getrieben wird. Die Einwegkupplung 37 gestattet den Antrieb des Schrittmotors 21 zu stoppen, oder sich schrittweise weiter zu bewegen, mit einer Geschwindigkeit, die geringer ist, als die Geschwindigkeit der zweiten Transporteinrichtung 35, die, wie bereits erwähnt wurde, die vorbestimmte Soll-Geschwindigkeit aufweist. Oder der Antrieb des Schrittmotors 21 kann sich auch kontinuierlich "bewegen und bis zu einer Geschwindigkeit beschleunigen, welche der vorstehend erwähnten Soll-Geschwindigkeit der zweiten Transporteinrichtung 35 entspricht. Wenn der Schrittmotor 21 sich so beschleunigt, und versucht, schneller zu laufen als die zweite Transporteinrichtung 35, wird die Kupplung 37 wirksam und kuppelt den Schrittmotorantrieb und damit auch, die erste · Transporteinrichtung an die zweite Transporteinrichtung 35. Dadurch wird der Schrittmotor 21 zusätzlich mit der Last der zweiten Transporteinrichtung 35 belastet; und weil diese eine große Schwungmasse und eine eingeprägte Geschwindigkeit aufweist, wird dem Schrittmotor 21 diese Geschwindigkeit der zweiten Transporteinrichtung aufgezwungen. Die zweite Transporteinrichtung 35 dient somit nicht nur zur Abförderung der Belege 11, sondern gleichzeitig auch als Regelglied zur Geschwindigkeitsregulierung des Schrittmotor an triebe s in der ersten Transporteinrichtung. Diese Geschwindigkeitssteuerung ist im Schaubild der Fig. 4 abgebildet. Die eingeprägte Soll-Geschwindigkeit der zweiten TransSporteinrichtung 35 ist durch eine Linie 35 dargestellt, und der Geschwindigkeitsverlauf des Schrittmotorantriebes für die erste Transporteinrichtung wird durch die Linien 21 gezeigt. Aus dem Schaubild der Fig. 4 ist zu ersehen, daß der Schrittmotorantrieb intermittierend sich bewegt, mit einer Antriebsgeschwindigkeit, die zu Anfang geringer ist, als die eingeprägte kontinuierliche Geschwindigkeit der zweiten Transporteinrichtung 35. Der Zeitabschnitt, in dem die Geschwindigkeit der ersten Transporteinrichtung niedrig ist, entspricht dem Zeitbereich, in dem der Beleg 11 schrittweise durch die Lesestation 23 transportiert wird.

Nachdem der Beleg 11 die Lesestation 23 und damit den ersten Transportbereich der ersten Transporteinrichtung verläßt, gelangt er

ro 971 032· 30 9 8 3 4 /OA 59

in den zweiten Transportbereich der ersten Transporteinrichtung, welcher als Zwischentransportabschnitt dient, und der mit den Förderbändern 28 und 29 versehen ist. Durch den Schrittmotor 21 wird dieser zweite Transportbereich so beschleunigt, daß er die gleiche Geschwindigkeit der zweiten Transporteinrichtung 35 erhält, so daß die Belege 11 durch diesen zweiten Transportbereich zur zweiten Transporteinrichtung 35 befördert werden, ohne daß unzulässige Zug- oder Stauchungskräfte auf den Beleg 11 einwirken. Wenn der Schrittmotor 21 versucht, den Antrieb der ersten Transporteinrichtung über die Soll-Geschwindigkeit hinaus zu beschleunigen, wirkt über die Kupplung 37 ein zusätzliches Belastungsmoment von der angekuppelten zweiten Transporteinrichtung 35 auf den Schrittmotorantrieb, wodurch der Schrittmotor 21 gezwungen wird, mit der eingeprägten Soll-Geschwindigkeit der zweiten Transporteinrichtung 35 zu laufen. Diese Drehmomentübertragung ist im Schaubild der Fig. 5 abgebildet. Die Größe*des übertragenen Drehmomentes hängt von der Größe der Geschwindigkeit ab, mit welcher der Schrittmotor 21 schneller laufen will, als die zweite Transporteinrichtung 35.

Gemäß der vereinfachten Darstellung in Fig. 2 wird der Schrittmotor 21 und damit auch die erste Transporteinrichtung durch Impulse weiterbewegt, die von einer Beschleunigungseinrichtung 60 geliefert werden. Diese Beschleunigungseinrichtung 60 wird ebenfalls vom Schrittmotor 21 angetrieben und sie enthält einen elektromechanischen Winkelgeber 62, der in Abhängigkeit von der Rotorstellung des Schrittmotors 21 an seinem Ausgang die elektrischen Impulse liefert, welche im Geber 60 von einem Signalglied 61, das eine Rasterscheibe, oder ein Kontaktrad sein kann, erzeugt werden. Dieses Signalglied 61 ist auf der Welle des Schrittmotors 21 befestigt. Die vom Geber 62 erzeugten elektrischen Impulse gelangen zu Leistungsverstärkern 63, deren Ausgangssignale den Schrittmotor 21 erregen und,in die gewünschte Stellung bewegen. Zum Anlauf des Schrittmotors 21 wird zunächst ein Start-Impuls auf den Leistungsverstärker 63 gegeben, die folgenden Impulse werden dann von der Beschleunigungseinrichtung

ro 971 032 309834/0459

" - 12 -

60 geliefert.

In dem in 'der FIg₀ 2 dargestellten Äus'fÜhrmagsbetspiel dient der Schrittmotor 21 als Antrieb einer Last isi dar Arbeite station IQ _v dabei erfolgt der. Antrieb durch den. Riemen 71. und die Sahnseheiberi. 72 und 73. Die Zahnscheibe 73 hat eine- splehe Breite„ daß sie auch cfeii Hiemen 74 aufnehmen -kann^ durch den Ser ieliiittmötor 21 mit der Regel-Belastungseinrichtung 80 über die Saiinscheibe 75 und die Einwegkupplung -76" gekuppelt ist₀ Die Re«fel.-Belastttngsein» richtung So ist ein Synchronmotor/ der ait siiiesr eingeprägten Geschwindigkeit läuft _ρ welche der vorbeetitsnteti Soll-Gsschwindig» " keit entspricht. _p. auf die" der Antrieb des Schrittmotors 21 einzuregeln ist»

Wie bereits vorstehend erwähnt wurde_# ist von der Beschleunigungseinrichtung 60 deren Signalscheibe Sl auf der Welle des Schrittmotors 21 befestigt und die Signalscheibe 61 ist dabei auf einen Voreilungswinkel so eingestellt, daß der Schrittmotor 21 auf eine größere Geschwindigkeit beschleunigt würde _t wenn er nicht durch die angekuppelte Rege!-Belastungseinrichtung 80 gezwungen würde, mit der dieser eingeprägten Geschwindigkeit der angekuppelten Regel-Belastungseinrichtung 80 zu laufen, welche der vorbestimmten Soll-Geschwindigkeit entspricht. Im Schaubild der Fig. 3 ist in Abhängigkeit vom Voreilwinkel der Beschleunigungseinrichtung die Antriebsgeschwindigkeit des Schrittmotors 21 und dessen Dreh— momentenkurve dargestellt.

Das Drehmoment des Schrittmotors 21 ist am größten, wenn der Voreilwinkel auf größte Geschwindigkeit eingestellt ist. Durch Kupplung des Schrittmotors 21.mit der-Regel-Belastungseinrichtung 80 wird die Geschwindigkeit des Schrittmotors 21 jedoch so vermindert, daß er mit der vorbestimmten Antriebsgeschwindigkeit lauft, die der Regel-Belastungseinrichtung 80 eingeprägt ist; dabei wird von dem Drehmoment, das der Schrittmotor 21 entwickelt, der überschüssige Teil des Drehmomentes, welcher nicht von der Belastung der Arbeitsstation 70 benötigt wird, auf die angekuppelte Regel-Belastungseinrichtung 80 übertragen.

ro 971 032 309834/0459

Claims

- 13 -

PATENTANSPRÜCHE

Mechanische Regelungseinrichtung für die Antriebsgeschwindigkeit eines elektrischen Schrittmotors, der als variabler Antrieb innerhalb eines Betriebszyklusses von einer niedrigen auf eine hohe vorbestimmte Soll-Geschwindigkeit beschleunigt werden soll, dadurch gekennzeichnet, daß eine den Schrittmotor (21) steuernde Beschleunigungseinrichtung (60) vorgesehen ist, die den Schrittmotor so beschleunigt, daß dieser eine Antriebsgeschwindigkeit erzeugt, die größer ist als die vorbestimmte Soll-Geschwindigkeit, daß außerdem eine stabile, die Soll-Geschwindigkeit aufweisende Belastungseinrichtung (35, 80) als Regelglied und Zusatzbelastung für den Schrittmotorantrieb vorgesehen ist, und daß zwischen dieser Regel-Belastungseinrichtung und der Schrittmotor-Antriebseinrichtung eine Kupplung (37) angeordnet ist, die den Schrittmotorantrieb bei einer Überschreitung der Soll-Geschwindigkeit an die Regel-Belastungseinrichtung kuppelt, wodurch diese dem Schrittmotorantrieb die Soll-Geschwindigkeit aufzwingt.
2. Regelungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schrittmotor (21) als variabler Antrieb einer ersten Transporteinrichtung (18..27) eines aus wenigstens zwei hintereinander angeordneten Transporteinrichtungen bestehenden Fördersystemes für ein Transportgut (11) vorgesehen ist, daß die Regel-Belastungseinrichtung durch die zweite Transporteinrichtung (35) gebildet wird, daß diese einen separaten stabilen Antrieb aufweist, daß deren relativ hohe Transportgeschwindigkeit der Soll-Geschwindigkeit entspricht, daß die erste Transporteinrichtung das Transportgut über eine vorbestimmte Strecke mit einer niedrigeren Geschwindigkeit als der Soll-Geschwindigkeit befördert, und daß im Endbereich der Förderungsstrecke der ersten Transporteinrichtung der Schrittmotor sich so

^: 309834/0459

beschleunigt, daß das Transportgut CH) an der Übergangsstelle (30) zur zweiten Transporteinrichtung die Soll-Geschwindigkeit aufweist.
3. Regelungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschleunigungseinrichtung (60) einen die Winkelstellung des Rotors vom Schrittmotor (21) angebenden Impulsgeber (62) enthält, dessen drehbewegliches, Signale erzeugendes Glied (61) vom Schrittmotor angetrieben wird, und daß die vom Impulsgeber (62) gelieferten elektrischen Signale über einen Leistungsverstärker (63) auf den Schrittmotor gelangen und diesen beschleunigen.
4. Regelungseinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß zum Anlauf des Schrittmotors (21) am Eingang des Leistungsverstärkers (63) kurzzeitig ein "Start¹¹-Signal anliegt.
5. Regelungseinrichtung nach einem der Ansprüche l bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß an der Beschleunigungseinrichtung (60) ein Motor-Voreilwinkel einstellbar ist, der dem größtmöglichen Drehmoment und der größtmöglichen Drehgeschwindigkeit des Schrittmotors (21) zugeordnet ist (Fig.3).
6. Regelungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplung (37) so ausgelegt ist, daß während des Betriebes, der schrittmotor (21) im nicht ge- ■ kuppelten Zustand entweder stillstehen, eine schrittförmige Antriebsbewegung, oder eine kontinuierliche Drehbewegung ausführen kann, solange seine Antriebsgeschwindigkeit kleiner ist als die vorgegebene Soll-Geschwindigkeit, -----
7. Regelungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zum Antrieb, der Regel-Belastungseinrichtung (35, 80) eine Synchron- oder ein Asynchronmotor (15) vorgesehen ist und daß bei einer ange-

RO 971 032 *- 309834/0459

« 15 -

kuppelten Schrittiactor-Antriebssinrichtuag durch das überschüssige Drehmoment des Schrittmotors (21) die Soll-Geschwindigkeit der Regei-Baläst'ancrgeinriehttmg nicht geändert wird»
8. Regelungseinrichtimg nach Anspruch 2* cla&urch gekennzeichnet _t daß die erste Transporteinrichtung aus feinem ersten und einem !.weiten i'ransportbereish besteht_? daß im ersten Traniportbereich das Transportgut (11) mit einer relativ niedrigen gleichförmigen Geschwindigkeit, oder schrittförmlgen Bewegung befördert wird, und daß im zweiten, als Zwischenstufe dienenden Transportbereich dar ersten Transporteinrichtung das Transportgut auf die Soll-Geschwindigkeit beschleunigt wird»
9. Regelungseinrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß diese in einem Fördersystem einer Maschine zur Verarbeitung von Aufzeichnungsträgern angeordnet ist und daß das Transportgut (11) Aufzeichnungsträger, insbesondere Belege sind.
10. Regelungseinrichtung nach einem der Ansprüche, 7 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Transporteinrichtung (35) die Zufuhreinrichtung (12, 13, 14) der Auf- · zeichnungsträger für die erste Transporteinrichtung und eine Einrichtung zum Abtransport der die erste Transporteinrichtung verlassenden Aufzeichnungsträger enthält.

ro 971 032 30983 A /0459

Ab

Lee rs e i te