DE2739191C3 - Sicherheitseinrichtung für den Antrieb eines Gleichlaufquerschneiders - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Sicherheitseinrichtung für den Antrieb eines Querschneiders für eine Warenbahn ■ mit einer formatabhängig einstellbaren, elektrischen oder mechanischen Gleichlaufeinrichtung zwischen den Antrieben der Verzieh- und Messerpartie, bestehend aus einem dem Antrieb der Messerpartie zugeordneten einstellbaren Ungleichförmigkeitsgetriebe (Koppelgetriebe), und mit einem dem Antrieb der Vorziehpartie zugeordneten Geschwindigkeitsregler, der unter Berücksichtigung eines der Einstellung des Ungleichförmigkeitsgetriebes entsprechenden Signals die Geschwindigkeit der Vorziehpartie begrenzt.

Gleichlauf-Querschneider haben die Aufgabe, eine Warenbahn, z. B. aus Papier, durch quer zur Warenbahnlaufrichtung verlaufende Scherenschnitte in einzelne Bogen zu unterteilen. Damit die Scherenschnitte sauber ausgeführt werden, ist es '!rforderlich, daß im Augenblick des Schnittes zwischen den Messern der aus zwei rotierenden Messerwalzen bestehenden Messerpartie und der Warenbahn Gleichlauf besteht Dieser Gleichlauf wird bei einer von der aus zwei rotierenden Walzen bestehenden Vorziehpartie bestimmten Bahngeschwindigkeit dadurch erreicht, daß der Messerpartie ein Ungleichförmigskeitsgetriebe in Form eines Koppelgetriebes zugeordnet ist. Durch ein solches Koppelgetriebe wird eine gleichmäßige Drehbewegung in eine periodisch veränderliche Drehbewegung umgeformt. Demnach laufen die Messerwalzen außerhalb der Schnittphase bei Bogen, die langer als der Umfang der Messerwalzen sind, zur Warenbahn untersynchron, während sie bei Bogen, die kürzer als der Umfang der Messerwalzen sind, übersynchron laufen. Das Ungleichförmigkeitsgetriebe ermöglicht also weitgehend unabhängig von dem Format der zu schneidenden Bogen Synchronismus in der Schnittphase. Ein solcher Gleichlauf-Querschneider kann nun aber nicht bei jeder Einstellung des Ungleichförmigkeitsgetriebes mit derselben maximalen Bahngeschwindigkeit arbeiten, denn je größer der am Ungleichförmigkeitsgetriebe eingestellte Ungleichförmigkeitsgrad ist desto größer ist die Beschleunigung und somit die Belastung des Ungleichförmigkeitsgetriebes.

Um die Belastungsgrenze eines Ungleichförmigkeitsgetriebes nicht zu überschreiten, sind verschiedene Sicherheitseinrichtungen bekannt. Bei einer bekannten Sicherheitseinrichtung der eingangs genannten Art

(DE-OS 25 54 894) wird mit der Einstellung des Ungleichförmigkeitsgetriebes an einem Potentiometer ein Spannungswert eingestellt, der über einen Funktionsgeber entsprechend dem Zusammenhang zwischen Format und üngleichförmigkeitseinstellung verändert wird. Dieser veränderte Wert wird in einer Verknüpfungsschaltung mit der Bahngeschwindigkeit verglichen. Sofern bei diesem Vergleich zulässige Grenzwerte überschritten werden, wird dem Geschwindigkeitsregler der Vorziehpartie ein Störsignal zugeführt, so daß die Warenbahngeschwindigkeit reduziert bzw. eine weitere Steigerung der Geschwindigkeit nicht mehr zugelassen wird. Um die Störungssicherheit dieser Sicherheitseinrichtung zu verbessern, ist dem Funktionsgeber in der Verknüpfungsschaltung ein weiterer Funktionsgeber mit einer Verknüpfungsschaltung parallelgeschaltet Die Überwachung dieser beiden Parallelschaltungen auf Fehler erfolgt dadurch, daß die beiden Ausgänge der Verknüpfungsschaltungen über ein Und-Gatter ein Störsignal liefern.

Obgleich eine solche Sicherheitseinrichtung zwei parallele Überwachungskreise hat, befriedigt sie die Sicherheitsanforderungen nicht Zur BegreniAing der Geschwindigkeit der Warenbahn wird nämlich dem Geschwindigkeitsregler der Vorziehpartie als Störsignal das Ausgangssignal der Verknüpfungsschaltung zugeführt Dadurch besteht die Gefahr von Regelschwingungen, die zu fehlerhaften Schnittlängen führen. Ferner sind zur Erhöhung der Störungssicherheit zwei parallele Kreise erforderlich. Weiterhin ist beachtlich, daß erst bei Inbetriebnahme des Querschneiders der bzw. die Funktionsgeber eingestellt werden können, weil sie an den Geschwindigkeitsregler der Vorziehpartie angepaßte Störsignale liefern sollen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Sicherheitseinrichtung für den Antrieb eines Gleichlauf-Querschneiders zu schaffen, die im Vergleich zu der bekannten Sicherheitseinrichtung bei einfacherem Aufbau sicherer überwacht und die ohne komplizierte Einstellarbeiten in Betrieb genommen werden kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einer Sicherheitseinrichtung der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß der am Geschwindigkeitsregler einstellbare Sollwert unmittelbar von dem Signal eines vom Ungleichförmigkeitsgetriebe angesteuerten Funktionsgebers für formatabhängige, maximal zulässige Warenbahngeschwindigkeiten abhängt.

Die ei findungsgemäße Sicherheitseinrichtung greift nicht in den Regelkreis ein, da sie nicht mit einem Störsignal den Geschwindigkeitsregler beeinflußt, sondern auf dessen einstellbaren Sollwert unmittelbar Einfluß nimmt. Aus diesem Grunde kann es nicht zu Regelschwingungen kommen, die zu fehlerhaften Schnittlängen führen. Da das den Sollwert beeinflussende Signal des Funktionsgebers nicht an den Geschwindigkeitsregler angepaßt werden muß, kann der Funktionsgeber vor Inbetriebnahme der Sicherheitseinrichtung am installierten Querschneider programmiert werden. Komplizierte und länger dauernde Einstellarbeiten fallen nicht mehr an. Während bei der bekannten Sicherheitseinrichtung bei Ausfall eines Funktionsgebers eine Drehzahlbegrenzung nach oben nur mit Hilfe des zum ersten Funktionsgebers parallel angeordneten Funktionsgebers möglich ist, wird dies bei der Erfindung bereits bei einem einzigen Funktionsgeber dadurch erreicht, daß in einem solchen fall der Sollwert des Geschwindigkeitsreglers gleich Null ist.

Vorzugsweise verstellt das Ungleichförmigkeitsge-

triebe ein Potentiometer, an dem der Funktionsgeber sein Eingangssignal abgreift Die unmittelbare Abhängigkeit des Sollwertes vom Ausgangssignal dec Funktionsgebers kann auf einfache Weise dadurch erreicht werden, daß der Funktionsgeber an einem weiteren Potentiometer eine Spannung erzeugt, an dem der Sollwert für den Regler abgreifbar ist

Um möglichst genau den maximal zulässigen Sollwert für die Bahngeschwindigkeit in Abhängigkeit von dem Format einstellen zu können, ist vorgesehen, daß der Funktionsgeber aus einem Analog-Digitalwandler, einem Datenspeicher für formatabhängige maximale Warenbahngeschwindigkeit und einem Digital-Analogwandler besteht Im Datenspeicher kann dann sehr genau die eine trapezähnliche Form aufweisende Funkion der Bahngeschwindigkeit in Abhängigkeit von dem Format programmiert werden.

Zur Überwachung des Funktionsgebers als auch der Einstellung der Gleichlaufeinrichtung zwischen den Antrieben der Vorzieh- und Messerpartie kann ein zweiter vom Ungleichförmigkeitsgetrsbe angesteuerter Funktionsgeber für formatabhangige maximal zulässige Geschwindigkeiten der Messerpartien vorgesehen sein, dessen Ausgangssignal zusammen mit einem von der Geschwindigkeit der Messerpartie abhängigem Signal einer Vergleichseinrichtung zugeführt wird, die bei Nichtübereinstimmung der Signale den Antrieb des Querschneiders ausschaltet Der zweite Funktionsgeber kann aus einem Analog-Digitalwandler, der vorzugsweise der Analog-Digitalwandler des ersten Funktionsgebers ist, und aus einem Datenspeicher für formatabhängige, maximal zulässige Geschwindigkeit der Messerpartie und einem Digital-Analogwandler bestehen. Zur Überwachung dieses zweiten Funktionsgebers kann dem Funktionsgeber ein gleicher Funktionsgeber parallelgeschaltet sein, dessen Ausgangssignal zusammen mit dem Ausgangssignal des zweiten Funktionsgebers einer Vergleichseinrichtung zugeführt wird, die bei Nichtübereinstimmung der Signale den Antrieb des Querschneiders ausschaltet.

Nach einer weiteren, die Störsicherheit verbessernden Ausgestaltung der Erfindung kann dem Analog-Digitalwandler ein zweiter gleicher Ar.alog-Digitalwandler parallelgeschaltet sein, wobei deren Ausgzngssignale bei Nichtübereinstimmung den Antrieb des Querschneiders ausschalten.

Zur Überwachung des vom Ungleichförmigkeitsgetriebe verstellbaren Potentiometers kann dieses an einer Überwachungseinrichtung angeschlossen sein, die bei Ausfall des vom Potentiometer gelieferten Signals, z. B. bei Drahtbruch, den Antrieb des Querschneiders ausschaltet.

Zur Überwachung eines Signalgebers für die Geschwindigkeit der Messerpartie wird vorzugsweise das von der Geschwindigkeit der Messerpartie abhängige Signal einer Überwachungseinrichtung zugeführt, die bei Ausfall dieses Signals den Antrieb des Querschneiders ausschaltet.

Mit der erfindungsgemäßen Sicherheitseinrichtung wird ein Höchstmaß an Sicherheit bei verhältnismäßig einfachem Aufbau erreicht.

Da lediglich der Sollwert des der Vorziehpartie zugeordneten Reglers formatabhängig unmittelbar beeinflußt wird, finden keine Eingriffe in den Regler statt. Im Unterschied zu der bekannten Sicherheitseinrichtung ist der FunkLonsgeber kein Teil des Regelkreises sondern lediglich eine Steuereinheit für den Regler. Durch die Steuerung des Reglers mit einem statischen

Signal werden von dieser Seite aus Regclschwingungen ausgeschlossen, die bisher zu fehlerhaften Schnittlüngen führten und nur durch aufwendige Optimierungen des Funktionsgebers in Anpassung an den Regler in den geforderten Toleranzen zu halten waren. Wahrend bei der bisherigen Sicherheitseinrichtung der Geschwindigkeitsregler imrrier an dem eingestellten maximalen Sollwert anliegt, der bei Ausfall des vom Funktionsgeber gelieferten Störsignals den Querschneider hochlaufen läßt, kann bei der erfindungsgemäßen Sicherheitseinrichtung der Querschneider nur bis auf den am Potentiometer vorgegebenen formatabhängigen maximalen Sollwert hochlaufen. Da der Funktionsgeber bei der erfindungsgemäßen Sicherheitseinrichtung nicht als Teil des Reglers fungiert sondern eine Steuerung ist, lassen sich verschiedene Reglertypen einsetzen, sofern diese die übliche Sollwertnormierung für die maximale Geschwindigkeit einhalten. Da der Funktionsgeber digital programmierbar ist. kann der Querschneider tormatabhängig immer bis an die Grenze seiner Belastbarkeit ausgelastet werden. Da die Prorammierung vor der Inbetriebnahme erfolgt, ist die Inbetriebnahme im Vergleich zu der Inbetriebnahme eines mit der herkömmlichen Sicherheitseinrichtung ausgerüsteten Querschneiders einfacher und zeitlich kürzer.

Im folgenden wird die Erfindung anhand einer ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung näher erläutert.

Von einem Gleichstrommotor 1 wird eine aus zwei rotierenden Walzen bestehende Vorziehpartie 2 angetrieben. Diese Vorziehpartie bestimmt die Geschwindigkeit einer Warenbahn 3, die einer aus zwei rotierenden Messerwalzen bestehenden Messerpartie 6 zugeführt wird. Die Messerpartie 6 ist mit der Vorziehpartie 2 über eine Gleichlaufeinrichtung gekoppelt, die aus einem in der Übersetzung einstellbaren Getriebe (Formatgetriebe) 4 und einem Ungleichför-™;.i,»;.,~oi.;.k„ /i/„„„„i„»i_;„u„\ c UoxaUt Ale An

triebsmotor der Messerpartie 6 dient ebenfalls der Motor 1. An Stelle des einstellbaren mechanischen Getriebes 4 kann auch eine elektrische Gleichlaufeinrichtung vorgesehen sein. In einem solchen Fall ist der Messerpartie 6 ein eigener Antriebsmotor zugeordnet. Die Drehzahlen der beiden Antriebsmotoren werden über eine Regeleinrichtung auf Gleichlauf gebracht. Eine solche Antriebseinheit ist an sich bei einem Querschneider mit einer Überwachungseinrichtung bekannt (DE-OS 25 54 817). Für ein bestimmtes Format wird am Getriebe 4 eine bestimmte Einstellung vorgenommen. Eine entsprechende Einstellung wird am Ungleichförmigkeitsgetriebe 5 mittels eines Verstellmechanismusses 7 vorgenommen. Bei richtig gewählten Einstellungen an den Getrieben 4 und 5 wird die Warenbahn 3 in Bogen der gewünschten Länge geschnitten, wobei in der Schnittphase die Messer synchron mit der Warenbahn 3 laufen.

Die Einstellung des Ungleichförmigkeitsgetriebes 5 wird mechanisch auf den Abgriff eines Potentiometers 10 übertragen. Der Abgriff ist mit dem Eingang eines Analog-Digitalwandlers 11 verbunden, der ein dem abgegriffenen Wert entsprechendes 9 bit-Wort einem Datenspeicher 13 zuführt. Der Datenspeicher ist formatabhängig auf die maximal zulässige Papierbahngeschwindigkeit programmiert Die programmierte Kurve hat im wesentlichen eine Trapezform. Der Datenspeicher 13 liefert ein dem eingestellter. Format entsprechendes 8 bit-Wort für die maximal zulässige Papierbahngeschwindigkeit an einen Digital-Analog-

wandler 14, der eine entsprechende Spannung an ein Potentiometer 15 legt. An dem Abgriff dieses Potentiometers 15 kann der einem Geschwindigkeitsregler 16 zuzuführende Sollwert für die Warenbahngeschwindigkeit eingestellt werden. Dem Geschwindigkeitsregler 16 wird als weiterer Wert der von einem Tachogenerator 8 gelieferte Ist-Wert der Warenbahngeschwindigkeit zugeführt.

Mit der soweit beschriebenen Sicherheilseinrichtung wird erreicht, daß auch bei maximaler Einstellung des Abgriffs am Potentiometer 15 die für das gewählte Format maximal zulässige Warenbahngeschwindigkeit nicht überschritten wird. Fällt das dem Potentiometer 15 zugeführte Signal wegen einer Störung des Funktionsgebers aus, dann läuft der Querschneider nicht, wie bei der bekannten Sicherheitseinrichtung, hoch, sondern wird wegen des Sollwertes gleich Null stillgesetzt. Wegen der digitalen Programmierung kann das für die formatabhängige, maximal zulässige Papierbahngeschwindigkeii maßgebende Signal sehr genau eingestellt werden, so daß der Querschneider bei jedem Format optimal, d. h. bis an die Grenze seiner Belastbarkeit, gefahren werden kann.

Das vom Analog-Digitalwandler 11 gelieferte Signal wird zwei weiteren parallel zueinander angeordneten Datenspeichern 17, 18 und ihnen nachgeschalteten Digital-Analogwandlern 19, 20 zugeführt. Die Datenspeicher 17, 18 sind formatabhängig auf die maximal zuläsu-ge Geschwindigkeit der Messerpartie 6 programmiert. Die formatabhängige Geschwindigkeitsfunktion für die Messerpartie hat im wesentlichen dreieckförmigen Verlauf. Wis der Datenspeicher 13 erhalten die beiden Datenspeicher 17, 18 als Eingangssignal ein 9 bit-Wort und liefern als Ausgangssignal ein 8 bit-Wort. Das vom Datenspeicher 17 über den Digital-Analogwandler 19 gelieferte Ausgangssignal wird einer Vergleichseinrichtung 23 zugeführt, die als Vergleichssigna! das von einem Tachogenerator 9 gelieferte Geschwindigkeitssignal der Messerpartie 6 empfängt. Der Tachogenerator 9 ist zwischen dem Getriebe 4 und dem Ungleichförmigkeitsgetriebe 5 angeschlossen, so daß er das Geschwindigkeitssigna! der Messerpartie vor der Umwandlung der gleichmäßigen Drehbewegung in die periodisch/schwankende Drehbewegung liefert. Bei richtiger Einstellung der Getriebe 4 und 5 und störungsfreier Funktion des Datenspeichers 13 und des Digital-Analogwandlers 14 liefert die Vergleichseinrichtung 23 kein Ausgangssignal. Sofern abei eine Störung auftritt und die Eingangssignale nicht mehr übereinstimmen, liefert sie über ein Oder-Gatter 25 ein Signal, das den Antrieb des Querschneiders ausschaltet Bei diesem Vergleich der Eingangssignale kann allerdings noch unterschieden werden, ob das vom Tachogenerator 9 gelieferte Geschwindigkeitssignal unter dem maximal zulässigen Geschwindigkeitssignal liegt oder nicht Solange es unter dem maximal zulässigen Geschwindigkeitssignal liegt, braucht kein Signal zum Ausschalten gegeben zu werden. Der Datenspeicher 17 mit dem Digital-Analogwandler 19 und der Datenspeicher 18 mit dem Analog-Digitalwandler 20 überwachen sich gegenseitig. Da sie die gleichen Eingangssignale erhalten und den gleichen Aufbau haben und gleich programmiert sind, müssen sie bei störungsfreier Funktion an eine Vergleichseinrichtung 22 die gleichen Signale liefern. Bei Nichtübereinstimmung der Signale wird ein Signal zum Ausschalten des Antriebs des Querschneider? über das Oder-Gatter 25 gegeben.

Das dem Analog-Digitalwandier 11 zugeführte Signal

wird einem weiteren Analog-Digitalwandlcr 12 zugeführt. Die Ausgänge beider Analog-Digitalwandler sind mit den Eingängen einer Vergleichseinrichtung 21 verbunden. Auf diese Weise überwachen sich die Analog-Digiialwandler II, 12 gegenseitig. Weichen die Ausgangssignale der beiden Analog-Digitalwandier II, 12 ab. dann liefert die Vergleichseinrichtung 21 über das Oder-Gatter 25 ein Signal zum Ausschalten des AntriCitJ 1 des Querschneiders.

Zur Überwachung des Potentiometers 10 ist der Abgriff mit der Vergleichseinrichtung 21 verbinden. Erhält die Vergleichseinrichtung 21 kein Jignai vom

Potentiometer 10, z. B. infolge eines Drahtbruches, dann liefert die Vergleichseinrichtung 21 über das Oder-Gatter 25 ebenfalls ein Signal zum Ausschalten des Antriebes 1.

Zur Überwachung des Tachogenerators 9 ist eine weitere Überwachungseinrichtung 24 vorgesehen, die z. B. bei Ausfall (Drahtbruch) des Tachogenerators 9 über das Oder-Gatter 25 ein Signal zum Ausschalten des Antriebes 1 gibt.

Der Abgriff des Potentiometers 10 ist ferner mit einer elektronischen Begrenzung 26 für den Verstellmechanismus 7 verbunden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (10)

Patentansprüche:

1. Sicherheitseinrichtung für den Antrieb eines Querschneiders für eine Warenbahn mit einer formatabhängig einstellbaren, elektrischen oder mechanischen Gleichlaufeinrichtung zwischen den Antrieben der Vorzieh- und Messerpartie, bestehend aus einem dem Antrieb der Messerpartie zugeordneten einstellbaren Ungleichförmigkeitsgetriebe (Koppelgetriebe) und mit einem dem Antrieb der Vorziehpartie zugeordneten Geschwindigkeitsregler, der unter Berücksichtigung eines der Einstellung des Ungleichförmigkeitsgetriebes entsprechenden Signals die Geschwindigkeit der Vorziehpartie begrenzt, dadurch gekennzeichnet, daß der am Geschwindigkeitsregler (16) einstellbare Soliwert unmittelbar von dem Signal eines vom Ungleichförmigkeitsgetriebe (5) angesteuerten Funktionsgebers (11, 13, 14) für formatabhängige, maximal Äilässige Warenbahngeschwindigkeit abhängt

2. Sicherheitseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Ungleichförmigkeitsgetriebe (5) ein Potentiometer (10) verstellt, an dem der Funktionsgeber (11, 13, 14) sein Eingangssignal abgreift.

3. Sicherheitseinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Funktionsgeber (11, 13, 14) an einem weiteren Potentiometer (15) eine Spannung erzeugt, an dem der Sollwert für den Geschwindiifceitsregler (16) abgreifbar ist.

4. Sicherheitseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurth gekennzeichnet, daß der Funktionsgeber (11, 13, 14) aus einem Analog-Digitalwandler (11), einem Dat'.-ispeicher (13) für formatabhängige, maximal zulässige Warenbahngeschwindigkeit und einem Digital-Analogwandler (14) besteht.

5. Sicherheitseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein zweiter vom Ungleichförmigkeitsgetriebe (5) angesteuerter Funktionsgeber (11, 17, 19) für formatabhängi{ie, maximal zulässige Geschwindigkeit der Messerpartie (6) vorgesehen ist, dessen Ausgangssignal zusammen mit einem von der Geschwindigkeit der Messerpartie (6) abhängigen Signal einer Vergleichseinrichtung (23) zugeführt wird, die bei Nichtübereinstimmung der Signale den Antrieb (1) des Querschneiders ausschaltet.

6. Sicherheitseinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Funktionsgeber (11, 17, 19) aus einem Analog-Digitalwandler (11), der vorzugsweise der Analog-Digitalwandler (11) des ersten Funktionsgebers (11,13,14) ist, und aus einem Datenspeicher (17) für formatabhängige, maximal zulässige Geschwindigkeit der Messerpartie und einem Digital-Analogwandler (19) besteht.

7. Sicherheitseinrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß dem zweiten Funktionsgeber (11, 17, 19) ein gleicher Funktionsgeber (11, 18, 20) parallelgeschaltet ist, dessen Ausgangssignal zusammen mit dem Ausgangssignal des zweiten Funktionsgebers (11, 17, 19) einer Vergleichseinrichtung (22) zugeführt wird, die bei Nichtübereinstimmung der Signale den Antrieb (1) des Querschneiders ausschaltet.

8. Sicherheitseinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß dem Analog-Digitalwandler (11) ein zweiter gleicher Analog-Digitalwandler (12) parallelgeschaltet ist, und daß die Ausgangssignale dieser beiden Analog-Digitalwandler (11, 12) bei Nichtübereinstimmung den Antrieb "> (1) des Querschneiders ausschalten.

9. Sicherheitseinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das vom Ungleichförmigkeitsgetriebe (5) verstellbare Potentiometer (10) an einer Überwachungseinrichtung (21) angeschlossen

»ι ist, die bei Ausfall des vom Potentiometer gelieferten Signais den Antrieb (1) des Querschneiders ausschaltet

10. Sicherheitseinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das von der Geschwin- · digkeit der Messerpartie (6) abhängige Signal einer Überwachungseinrichtung (24) zugeführt wird, die bei Ausfall dieses Signals den Antrieb (1) des Querschneiders ausschaltet