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Vorrichtung zum geschwindigkeitsabhängigen Regeln
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der Ein- und Ausschaltzeiten einer Kupplung Die Erfindung bezieht
sich auf eine Vorrichtung zum geschwindigkeitsabhängigen Regeln der Ein- und Ausschaltzeiten
einer E.upplung. Im besonderen ist die Erfindung dazu bestimmt, das Schaltspiel
einer Magnetkupplung im Antrieb des Etikettentransportes eine Etikettiermaschine
zu steuern.
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Bei einer Etikettiermaschine, also einer Maschine, bei der beliebiges
Gut bzw. beliebig verpacktes Gut im kontinuierlichen Betrieb mit Etiketten, die
von einem Transportband abgezogen werden, versehen werden soll, besteht die Besonderheit,
daß das Gut einerseits kontinuierlich und fortlaufend an die Etikettierstelle herangebracht
wird, während die Etiketten zu dieser Stelle auf einem Transportband, das intermittierend
bei jedem Etikettiervorgang bewegt wird, geführt werden sollen.
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Für diesen intermittierenden Transport ist es bekannt, das etikettentragende
Transportband über einen ständig umlaufenden Antrieb unter Zwischenschaltung einer
ein- und ausrückbaren Kupplung , insbesondere einer ein- oder ausschaltbaren Hagnetkupplung
zu bewegen. Hierbei wird eine mehr oder weniger kurzzeitige Bewegung immer dann
ausgelöst, wenn ein neues Etikettiergut die Etikettierstelle erreicht hat. Zu diesem
Zeitpunkt wird dann das die Etiketten tragende Transportband angetrieben und solange
bewegt, bis eine einzelne Etikette voll von diesem Band abgezogen-1lnd auf das Etikettiergut
aufgebracht ist. Sobald dies geschehen ist, wird das Transportband für die Etiketten
mit einer mehr oder weniger großen Verzögerung wieder stillgesetzt bis das nächste
Etikettiergut an die Etikettierstelle gelangt ist.
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Es ist bekannt, die Steuerung des die Etiketten tragenden Transportbandes
über fotozellen auszulösen, wobei das Transportband für die Etiketten bei Unterbrechung
des Lichtstrahles einer Lichtschranke durch das Etikettiergut gestartet und von
einer zweiten den Etikettenzwischenraum abtastenden Lichtschranke in der Etikettenzuführung
wieder gestoppt wird.
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Es besteht Bedarf, die Transportgeschwindigkeit und damit die Etikettiergeschwindigkeit
der Maschine dem Jeweils mit Etiketten zu versehenen Gut anpassen zu können, d.h.
die Geschwindigkeit der Transportbänder soll einstellbar sein und mit verschiedenen
Geschwindigkeiten betrieben werden können. Bei einer Veränderung der Geschwindigkeiten
des Transportbandes für das Etikettiergut und damit auch für das ransportband für
die Etiketten ergeben sich aber insofern Schwierigkeiten als die Kupplung für das
Transport band der Etiketten nicht trägheitslos arbeitet. Im besonderen gilt dies
für Elektromagnetkupplungen, die bekanntlich insbesondere beim Abschalten infolge
der abzubauenden magnetischen Energie einen mehr oder weniger großen Schlupf aufweisen.
Bei Verwendung einer derartigen Rupplung wird also auch nach der Entregung der Magnetkupplung
das die Etiketten tragende Band nur mit einem gewissen Nachlauf stoppen. Der dadurch
bedingte zusätzliche Nachlaufweg der Etiketten ist geschwindigkeitsabhängig, d.h.
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je nach der eingestellten Transportgeschwindigkeit wird die nächste
auf ein Gut aufzuklebende Etikette unterschiedliche Ausgangspositlonen aufweisen.
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Mit der Vorrichtung nach der Erfindung werden diese Nachteile beseitigt
und es ist Sorge dafür getragen, daß die Ausgangslage für die aufzuklebenden Etiketten
unabhängig von der Geschwindigkeit des Etikettenvorganges zimmer die selbe ist.
Dies wird mit der Vorrichtung nach der Erfindung dadurch erreicht, daß in mindestens
einer der Schaltleitungen für das Ein- oder Ausschalten der Antriebskupplung für
den Etikettentransport ein Zeitglied zur Verzögerung des Steuerimpulses für den
Ausschaltvorgang angeordnet ist, dessen Verzögerungszeit abhängig von der åeweiligen
Antriebsgeschwindigkeit
für Etikettiergut und Etiketten verändert wird.
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Gemäß einer Weiterbildung des Erfindungsgedankens empfiehlt es sich
im Besonderen, das Zeitglied im Ausschaltlkreis der Magnetkupplung anzuordnen, da
hierdurch eine definierte Ausgangslage der Etiketten vor dem Aufkleben sicher erreicht
wird. Dabei sei aber darauf hingewiesen, daß es im Hahmen der Erfindung durchaus
auch möglich ist, die Ansprechzeit der Magnetkupplung zu verzögern, so daß gegebenenfalls
unterschiedliche Ausgangslagen der Etiketten dadurch wieder ausgeglichen werden.
Dies hat zur Folge, daß immer dann, wenn die Etiketten bis zum Stillstand über die
Ausgangslage hinaus bewegt worden sind, die Ansprechzeit beim Wiederanlauf des die
Etiketten tragenden Bandes entsprechend verzögert wird.
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Werden, wie an sich bekannt, die Ein- und Ausschaltiupulse jeweils
einem bistabilen Schaltkreis zugeführt, von dessen Ausgangslage dann die Arbeitsweise
der kupplung gesteuert wird, dann empfiehlt es sich, das Zeitglied in die Rückstelleitung
dieses bistabilen Schaltkreises anzuordnen, da an dieser Stelle mit kleineren Steuerströmen
gearbeitet werden kann als unmittelbar im Erregerkreis der Kupplung.
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Die vorstehenden Darlegungen, sowie weitere vorteilhafte Ausgestaltungen
der Erfindung werden anhand der folgenden Beschreibung in Verbindung mit den anliegenden
Zeichnungen erläutert. Hierbei zeigen Fig. 1 eine Perspektivdarstellung einer schematisierten
Ausführungsform einer itikettiermaschine, Fig. 2 den Schaltkreis, wie er gemäß der
Erfindung zur Steuerung der Magnetkupplung in einer Etikettiermaschine nach Fig.
1 in vorteilhafterweise Verwendung finden kann und
Fig. 3 schematisch
eine Abtasteinrichtung des die Etiketten tragenden Bandes mit Rilfe von zwei Fotozellen,
um die Geschwindigkeit dieses Bandes für den Schaltvorgang der Magnetkupplung zu
ermitteln.
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Fig. 4 schließlich zeigt in Perspektivdarstellung die Anwendung der
Erfindung bei einer Etikettiermaschine mit indirekter Etikettenübergabe.
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In der Fig. 1, welche schematisiert eine Etikettiermaschine in perspektivischer
Darstellung zeigt, ist mit 1 das Transportband bezeichnet, auf welchem das zu etikettierende
Gut 2 an die Etikettierstelle der Maschine gebracht wird. Hierbei wird das Band
1 über einen nicht dargestellten Antrieb kontinuierlich angetrieben und das Etikettiergut,
von dem lediglich ein einziges Stück dargestellt ist, kommt in ständiger Folge zum
Etikettieren. Voraussetzungsgemäß ist der Antrieb für dieses Band 1 umschaltbar,
d.h. das Band kann mit verschiedenen Geschwindigkeiten betrieben werden.
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Die auf das Gut aufzubringenden Etiketten 3 werden auf einem Transportband
4 ebenfalls zur Etikettierstelle gebracht. Es läuft zusammen mit den Etiketten von
einer Rolle 5 ab und wird, nachdem die Etiketten abgezogen sind, auf einem Aufwickeldorn
6 wiederum aufgespult. Der Antrieb dieses vorzugsweise aus Kunststoff bestehenden
Trägertransportbandes 4 erfolgt abhängig von einem Getriebemotor 7, welcher in der
Geschwindigkeit ebenso wie der Antrieb für das Transportband 1 umschaltbar und im
gewissen Umfang regelbar ist.
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Dieser Antriebsmotor 7 wirkt auf die als Antrieb für das Trägertransportband
dienenden Xlemmwalzen 8 über einen Elektromagnetkupplung 9. Zur-Steuerung des Etikettenvorganges
sind im wesentlichen zwei Lichtschranken vorgesehen, und zwar die Etikettiergutlichschranke
10, welche in bekannter Weise einen Lichtsender und eine Fotoiode aufweist, die
mit einem Reflektor 11 zusammenarbeiten, und der Etikettenstop-Lichtschranke 12.
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Die Arbeitsweise ist derart, daß abhängig davon, wenn die Etikettiergutlichtschanke
10 durch ein auf dem Transportband 1 bewegtes Etikettiergut unterbrochen wird, die
Mcgnetkupplung 9 in'noch zu beschreibender Weise eingeschaltet und abhängig von
der Arbeitsweise der Lichtschranke 12 nach Transport einer Etikette, die alle gleich
breit sind, wieder ausgeschaltet wird.
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Dieses Schaltspiel geschieht unter Zwischenschaltung einer bistabilen
Kippschaltung, wie im folgenden anhand der Fig.
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2 erläutert wird. In der Schaltungsausführung dieser Fig.
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ist mit 19 die Erregerwicklung der Magnetkupplung 9 (Fig. 1) bezeichnet.
Diese ErregerwScklung führt dann Strom, wenn die bistabile Schaltung 20 ihren "1
- Schaltzustand besitzt. Im O - Zustand ist die Wicklung 19 stromlos, d.h.
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die Kupplung 9 ist entregt.
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Das Setzen der Kippschaltung, also das tfberführen in den 1 - Zustand,
erfolgt abhängig von einem von der Lichtschranke 10 stammenden Steuerimpuls 13,
während das Ausschalten abhängig von einem Steuerimpuls erfolgt, der von der Lichtschranke
12 stammt, und der über den Impulaverstärker 14, beispielsweise in Form eines Schmitttriggers
dieser bistabilen Kippschaltung zum Zurücksetzen, also zum Ueberführen in den "0"
- Zustand, zugeführt wird.
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Bei bekannten Anlagen wurde diser Rücksetzimpuls unmittelbar von der
Lichtschranke 12 gegeben. Da die Elektromagnetkupplung aber nicht trägheitslos arbeitet
und insbesonders beim Abschalten infolge der abzubauenden magnetischen Energie eine
Verzögerung entsteht, wird das Etikettenband aber
nur mit einem
gewissen Nachlauf anhalten. Dieser Nachlauf ist geschwindigkeitsabhängig. Um dies
auszugleichen, ist in die Rücksetzleitung für die bistabile Kippstufe 20 ein Verzögerungsglied
angeordnet, das aus den Widerständen R1, R2 und dem Kondensator C besteht. Dieses
Verzögerungsglied wird mit Rilfe einer gemäß einer Weiterbildung des Erfindungsgedankens
vorgesehenen zusätzliche Lichtschranke im Etikettenabtastkreis derart wirksam gemacht,
daß ein Rücksetzimpuls nur mit einer mehr oder weniger großen Verzögerung an dem
Impulsformerglied 14 wirksam werden kann.
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Im einzelnen geschieht dies wie folgt: Der Lichtschranke 12, vgl.
Fig. 1, wird eine weitere, sogenannte Meßzeitlichtschranke vorgesetzt, die ebenfalls
die Rückkante der Etiketten abtastet. Der Abstand der beiden Lichtschranken ist
aufgrund des Einbaus in der Maschine fest gegeben, so daß der Zeitunterscheid zwischen
den Auslösesignalen der Lichtschranken abhängig von, der Geschwindigkeit der Etiketten
und damit des Arbeitstaktes der Etikettiermaschine ist. Zur Auswertung dieses Zeitunterschiedes
ist in der Schaltung eine weitere bistabile f(ippstufe 15 vorgesehen, die von der
Meßzeitlichtschrnnke 12a gesetzt und von der Etikettenstop-Lichtschranke 12 wieder
zurückgestellt wird.
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Hierbei steuert die bistabile Kippstufe 15 einen Umschalter 16 derart,
daß beimSetzen die Kontaktzunge sich in--der linken Stellung und beim Zurücksetzen
in der rechten Stellung befindet.
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Beim Setzen dieser Kippstufe 15 wird der Kondensator C über den Widerstand
R7 an Spannung gelegt und er lädt sich auf.
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Sobald das endgültige Stoppsignal kommt, wird die Kippstufe 15 zurückgesetzt.
Das Verzögerungsglied wird dann dadurch wirksam, daß der Schalter 16 in die rechte
Stellung geht und der Kondensator C sich über den Widerstand R2 entlädt. Das Impulsformerglied
14 spricht erst dann an, wenn die Entladung des Kondensators C vollzogen ist.
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Bei einer niedrigen Geschwindigkeit des etikettentragenden Transportbandes
entsteht eine Meßzeit, d.h. eine relativ lange Zeit zwischen dem Ansprechen der
Lichtschranke 12a und der Lichtschranke 12. Dies bedeutet eine hohe Kondensatoraufladung.
Die hohe Kondensatoraufladung bedingt ihrerseits wieder eine lange Entladezeit und
damit eine große Signalverzögerung. Umgekehrt ergibt eine hohe Geschwindigkeit eine
kurze Differenzzeit und damit eine geringe Aufladung und kurze Entladezeit des Kondensators.
Dies führt zu der gewünschten geschwindigkeitsabhängigen Verzögerung des Stoppsignales
für die Kupplung 9.
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Zur Anpassung des Lade- und Entladeverlaufs ist sowohl der Widerstand
R1 als auch der Widerstand R2 regelbar. Im besonderen empfiehlt es sich den Entladewiderstand
R2 aus einer abgleichbaren Kombination eines linearen und eines nichtlinearen Widerstandes
aufzubauen, um den Entladeverlauf an die Schaltcharakteristik der Magnetkupplung
anpassen zu können.
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Die Fig. 3 zeigt zur Vervollständigung die Anordnung der beiden Lichtschranken
12 und 12a in Verbindung mit einem Etikettiertransportband4, welches die Etiketten
3 trägt.
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Die Abhängigkeit der Steuersignale der Lichtschranken von
der
Transportgeschwindigkeit durch Abtasten der Hinterkanten der Etiketten 3 wurde anhand
der Fig. 2 schon erläutert.
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In der Figur 4 ist eine Etikettiermaschine in perspektivischer Ansicht
gezeigt, bei welcher die i;tikettenübergsbe indirekt erfolgt, d.h. die Etiketten
3 werden nach hbnch..e vom Transportband 4 erst von einem Etikettierstempel 21 ibernomr::en,
und zwar durch einfaches Ansaugen. Mit Hilfe des Hubmagneten 22 werden sie zu einer
vom Gut 2 selbst über die Lichtschranke 10, 11 gesteuerten Zeit auf das Gut 2 gedrückt.
Auch in diesem Fall kommt es für den genauen Sitz der Etiketten 3 auf dem Gut 2
auf die Ansprechverzögerung des Hubmagneten 22 an, der deshalb ebenso wie die Magnetkupplung
9 in Fig. 1 geschwindigkeitsabhängig mehr oder weniger verzögert ein- und ausgeschaltet
wird, wobei eine Schaltung nach Fig. 2 identisch verwendet wird.
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Im übrigen ist die Arbeitsweise der Maschine nach Fig. 4 gleich der
nach Fig. 1.
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Die erfindungsgemäße Aufgabe, das Schaltspiel einer Kupplung, vorzugsweise
einer Magnetkupplung, geschwindigkeitsabhängig von einer Transporteinrichtung, beispielsweise
einer Stikettiervorrichtung zu steuern, kann in verschiedener Weise variiert werden.
Im besonderen kann mit Vorteil auch einer der beschriebenen Schaltungsanordnung
entsprechende Anordnung im Steuerkreis zum Einschalten der Elektromagnetkupplung
ebenso denkbar vorgesehen werden, um den Einschaltzeitpunkt entsprechend zu verchieben.
Im Rahmen der Erfindung sind aber auch anders geartete Steuerungen des Verzögerungagliedes
mit anderen die Geschwindigkeit des Transportbandes abtastenden Mittel, z.B. mit
Hilfe von mechanischen Reglern denkbar. In Jeden Fall ist dafür Sorge zu tragen,
daß das Zeitglied der Charakteristik der steuernden Kupplung angepaßt und die Wirkung
von der Arbeitsgeschwidigkeit abhängig gesteuert werden kann.
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L e e r s e i t e