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Verfahren und Vorrichtung zur automatischen Steuerung der
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Bewegung von zwei Kunststoff-Folien-Streifen.
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Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und auf eine Vorrichtung
zur automatischen Steuerung der Vorwärtsbewegung von zwei Folienstreifen eines thermoplastischen
Kunstharzes, wie z.B. Vinyl und Polyäthylen, in Gestalt eines Beutels oder eines
Verpackungsmaterials, die intermittierend durch ein aussetzendes Laufband bewegt
werden, und insbcsondere auf solche Verfahren und Vorrichtungen, die bei einer Maschine
zur Herstellung von Beuteln und zur Verpackung von Artikeln aus solchem Material
Verwendung finden.
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In Maschinen zur Herstellung von Beuteln u.ä aus zwei Kunststoff-Folien-Streifen
werden bekanntlich solche Streifen von Verarbeitungsvorrichtungen behandelt wie
Warmeversiegelungsb und Schnittanlagen, und zwar bei jedem Aussetzen des Laufbandes
(beweglich gelagerte Ausführung mit zwei Rollen). Während sich die in gleicher Ebene
parallel liegenden Kunststoff-Folien-Streifen durch die Fördereinrichtung bewegen,
kommt naturgemäß vor, daß einer der zwei Streifen weiter vorgerückt wird als der
andere. Demnach treten relativ zueinander liegende Abweichungen auf zwischen den
Abzeichnungens Buchstaben, Warenzeichen u.ä., die in regelmäßigem Abstand auf die
Folien-Streifen gedruckt werden. Solche Abweichungen neigen dazu, umso größer zu
werden, je länger sich die Maschine in Dauerbetrieb befindet Demzufolge weisen die
Materialien gewisse Mängel auf, wenn z e B.
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die Folien-Streifen ohne Korrektur dieser Abweichungen von den Verarbeitungseinrichtungen
behandelt werden.
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In einem bekannten Verfahren und in einer bekannten Vorrichtung zur
Steuerung der Bewegung von zwei in gleicher Ebene parallel liegenden Folien-Streifen
wird die Bewegung der Streifen so gesteuert, daß derjenige Streifen, der weiter
als der andere vor gerückt ird, durch die Einschaltung einer elektromagnetischen
Verzögerungseinrichtung
für den Streifen verlangsamt wird. Diese Verzögerungseinrichtung ist so angeordnet,
daß sie von der Reaktion eines elektromagnetischen Schalters auf Markierungen auf
dem Streifen ausgelöst wird. Jedoch lassen sich durch ein solches Steuerungsverfahren
die relativ zueinander liegenden Abweichungen auf den Streifen nicht schnell und
vollständig beseitigen, da das Ausmaß der Verzögerung eines Folien-Streifens durch
ein solches Verfahren verhältnismäßig gering ist im Vergleich zu der durch das aussetzende
Laufband zurückgelegten Strecke des Streifens. Es ist tatsächlich so, daß die durch
die Verzögerungseinrichtung hervorgerufene Verlangsamung etwa 1 mm beträgt, wenn
die Maschine so geartet ist, daß sie die Streifen um 20mm fördern kenn.Sollten also
die Reguliermarkierungen auf den Streifen relativ zueinander eine Abweichung von
5 mm bis 10 mm aufweisen, so muß sich die Verzögerungseinrichtung bei dem weiter
vorgerückten Streifen mehrmals einschalten, um die Beseitigung der Abweichungen
der relativ zueinander liegenden Reguliermarkierungen zu ermöglichen. Deshalb kann
man bei bekannten Verfahren und Vorrichtungen einen Verlust an Materialien vermeiden.
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Unter Verwendung der Zeichnungen werden die Ausführungen des Verfahrens
und der Vorrichtung nach der Erfindung ausführlich beschrieben.
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Fig. 1 stellt eine schematische Seitenansicht einer Ausführung der
Erfindung in bezug auf eine Maschine zur Herstellung von Beuteln dar.
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Fig. 2 stellt eine Draufsicht der Ausführung gemäß Fig. 1 dar.
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Fig. 3 stellt eine vergrößerte schematische Ansicht in Richtung der
Pfeile der Linie 3-3 gemäß Fig. 1 eines Hauptteils der zweiten Verzögerungseinrichtung
für Folien-Streifen dar.
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Big. 4 stellt schematisch ein Beispiel eines Logik-Schaltplans mit
Einrichtungen zur aufeinanderfolgenden Steuerung der Ausführung dar.
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Fig. 5 stellt ein Zeitablaufdiagramm zur Veranschaulichung des Verfahrens
und der Vorrichtung der Erfindung dar.
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Gleiche Teile werden in der Erfindungsbeschreibung und den Zeichnungen
immer gleich numeriert.
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In einer ausführung der Erfindung ist das Gerüst einer Maschine zur
Herstellung von Beuteln mit einem beweglich gelagerten, aussetzenden Laufband 11
mit zwei aussetzenden Rollen lla und lib versehen. Das aussetzende Laufband 11 wird
durch einen Motor 40 in Verbindung mit einer Kurbeleinriohtung angetrieben, die
sich zusammensetzt aus einer vom Motor andauern angetriebenen Haupt welle 41, einer
an der Hauptwelle Sesiangebrachten Kurbel 42, einer Kurbelstange 43, die an dem
einen Ende mit der Kurbel 42 und an dem anderen Ende mit einem Segmentzahnrad 44
verbunden ist, und einm fest an einer angetriebenen Welle 46 angebrachten Ritzel
45, die sich in Eingriff mit der Verzahnung des Seg° mentzahnrads 44 befindet. Diese
angetriebene Welle ist mit der Welle der Rolle liga, der sie auch angeordnet ist,
durch die nicht gezeigte Ein-Weg-Kupplung verbunden.
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Bewegt sich das Laufband 11, so werden zwei in gleicher Ebene parallel
liegende Folien-Streifen A und B als Beutelmaterialien, die zwischen den beweglich
gelagerten Rollen 11a und lib eingeklemmt werden, um eine gewisse Entfernung im
Laufe einer der Länge eines einzelnen Beutels entsprechenden Zeit vorgerückt.
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Bei 12 und 13 sind gemeinsam für die Streifen A und B vorhandene Wärmeversiegelungs-
und Schnittanlagen vor und hinter dem Laufband 11 vorgesehen. Diese Anlagen 12 und
13 sind so angeordnet, daß sie sich an der Herstellung von Beuteln 14 beteiligen,
wenn sich das Laufband nicht bewegt.
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Zwischen der Wärmeversiegelungsanlage 12 und dem Laufband 11 sind
die photoelektrischen Reguliermarkierungsanzeiger 19a und 19b vorgesehen, die so
angeordnet sind, daß sie auf die sich in regelmäßigem Abstand auf den Folienstreifen
A und B befindlichen Reguliermarkierungen reagieren. Zwischen den Reguliermarkie-
rungsanzeigern
und dem Laufband sind eine Führungsrolle 16 für die Streifen A und B sowie die ersten
Verzögerungseinrichtungen 17a und 17b zur Verlangsamung der Streifen A bzw. B vorgesehen.
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Jede dieser Verzögerungseinrichtungen 17a und 17b enthält ein elektromagnetisches
und ein federndes Mittel. Sie ist so angeordnet, daß die Bewegung eines der Streifen
durch Druck gegen die Bläche der Puhrungsrolle 16 verlangsamt wird. In der in der
Zeichnung dargestellten Ausführung ist jede der oben genannten ersten Verzögerungseinrichtungen
so ausgelegt, daß die Verzögerungsfunktion durch das federnde Mittel eingeschaltet
wird, wenn eine Spule . des elektromagnetischen MlttelßausgeschieWird was die Bewegung
jedes Streifens verzögert.
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Eine zweite durch Ziffer 20 gekennzeichnete Verzögerungseinrichtung,
die auf der Streifen-Zustellungsseite der Wärmeversiegelungseinrichtung vorgesehen
ist, ist so angeordnet, daß sie kontinuierlich und relativ die zwei Folien-Streifen
A und B einS Verzögerungskraft aussetst, so daß sie auf folgende Weise funktioniert:
Wird möglicherweise die auf einen der zwei Streifen A und B einwirkende Verzögerungskraft
stufenweise erhöht, so wird im Gegensatz dazu die auf den anderen der zwei Streifen
einwirkende Verzögerungskraft stufenweise gesenkt.
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Die zweite Verzögerungseinrichtung 20 besteht aus einer stationären,
runden Führungsstange 21 mit verhältnismäßig großem Durchmesser und einer Führungsrolle
22, die die Bewegungsrichtungen der zwei Streifen A und B bestimmen, sowie aus einer
runden, als Verzögerungsorgan fungierenden Stange 23, für die der genannten Richtung
querliegenden Streifen zwischen der Führungsstange 21 und der -rolle 22. Diese Stange
ist so gelagert, daß sie sich allgemein senkrecht zu den genannten Richtungen bewegen
kann, damit die Einrichtung 20 die im obigen Absatz erwähnten Funktionen ausüben
kann.
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In der in der Zeichnung dargestellten Ausführung sind, wie aus dem
schematischen Diagramm Jrig. 3 hervorgeht, die Sonden der runden Stange 23 mit Gewinden
24a und 24b versehen, die sich in Ein
griff mit zwei mit Gewinden
versehenen Stangen 25a und 25b befinden, die senkrecht verlaufen und die durch einen
umpaltbaren rotor 26 angetrieben wird, so daß sich die runde Stange 23 bei Antrieb
des Motors 26 nach oben oder nach unten entlang die senkrecht verlaufenden, mit
Gewinden versehenen Stangen 25a und 25b bewegt und so daß sich die runde Stange
23 bei abgeschaltetem Motor 26 in Eingriff mit den mit Gewinden versehenen Stangen
25a und 25b gehalten wird.
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Bei 22a ist auf der Streifen-Zustellungsseite der Führungsroll 22
.ne Führungsrolle vorgesehen. Zwischen der Führungsstange 21 und der Wärmeversiegelungseinrichtung
12 befinden sich zwei Führungsrollen 21a und 21a.
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An einem Ende der Masche 15 sind zwei Stfitzelemente. 27a und 27b
zur rotierenden Unterstützung der Rollen Rl und R2 der als Beutelmaterial fungierenden
Folien-Streifen A bzw. B. An der Lieferseite der Kollenunterstützungselemente 27a
und 27b sind zwei Folien-Streifen-Zieheinrichfungen 28a und 28b vorgesehen.
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Zur Vorbereitung für den Betrieb der Vorrichtung der Erfindung werden
die Folien-Streifen A und B von den Materialrollen Ri und R2, die von den Stützeinrichtungen
27a und 27b unterstützt werden, abgezogen und durch die Folien-Streifen-Zieheinrichtungen
28a,28b zugeführt. Nun fahren sie über die Führungsrolle 22a und unter die Führungsrolle
22. Dann wird entweder A oder B der zwei Streifen über die runde Stange 23 und unter
die Führungsstange 21 geleitet, und entweder B oder A der Streifen wird unter die
runde orange 23 und über die Führungsstange 21 geführt0 Nachdem sie durch die zwei
J?ührungsrollen 21a,21b bzw. die Wärmeversiegelungseinrichtung 12 bzw. die ersten
zwei Verzögerungseinrichtungen 17a,17b geführt worden sind, werden die Folien-Streifen
A,3 zwischen den zwei Rollen lia, 11b des Laufbandes 11 eingeklemmt. In diesem Fall
ist es erforderlich, die Folien-Streifen a,B so anzuordnen, daß sich die Reguliermarkierungen
18a, 18b in gleicher Ebene etwa nebeneinander befinden. Auch ist erforderlich, daß
die Folien-Streifen A,G, die von den Materialrollen R1,R2 bis zu den Laufbandrollen
11e, 11b führen, die notwendige Spannung auf-
weisen, insbesondere
aufwärts der Führungsstange 21, damit eine wirkungsvolle Steuerung der Bewegung
der Streifen h und B herbeigeführt werden kann. In der Zeichnung der Erfindung ist
diese sachgemäße Spannung an den notwendigen Stellen dadurch hergestellt, daß zwei
Stücke 22a, 22b ron einem Stoff geeigneten Gewichts, von dessen ein Ende mit dem
Gerüst 15a der Maschine an den Stellen neben der Führungsrolle 22c verbunden ist,
sind äeweils auf die Folien-Streifen A,B, die über die Rolle 22c geleitet werden,
zu überlagern, wobei verhältnismäßig leichte Gewichte der sich bewegenden Folien-Streifen
A,B angesetzt werden kännen. Nachdem die Folien-StreifenB,B der Maschine 15 auf
die bereits erwähnte Weise zugeführt worden sind, werden die ersten Verzögerungseinrichtung
17a, 17b, die durch die Führungsrolle 16 senktrecht verschiebar sind, damit verschoben,
um die Feststellung der Reguliermarkierungen 18a, 18b durch die Reguliermarkierungsanzeiger
19a, 19b am Schluß jeder Bewegungsperiode der Folien-Streifen A,B.
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Beim Betrieb des rotors 40 legen wie schon erwähnt die zwei Folien-Streifen
A,B eine vorherbestimmte Strecke zurück. Wahrend der Vorwartsbewegung der Folien-Streifen
kommt naturgemäß vor, daß der eine Streifen weiter vorgerückt ist als der andere.
Dabei treten bei den Reguliermarkierungen 18a, 08b Abweichungen voneinander auf,
die mögliaherweise auf die Dehnung oder die Kontraktion der Folien-Streifen oder
auf den Schlupfunterschied zwischen den Folien-Streifen A,B, die zwischen den beweglich
gelagerten, aussetzbaren Rollen 11a,11b eingeklemmt sind, zurückzufuhren ist.
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Nun wird in bezug auf die Zeichnungen das Verfahren der automatischen
Steuerungsvorrichtung der Erfindung beschrieben, wobei eine geeignete elektromagnetische
Steuerungsanordnung für die Vorrichtung in Fig. 4 und deren Verfahren in Fig. 5
gezeigt werden.
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In der Steuerungsanordnung 30 bleibt ein Rückstellschalter 51 außer
Betrieb während der aussetzenden Bewegung der Folien-Strei-
fen
A,B. Umgekehrt ist es bei Stillstand der aussetzenden Rollen iia, lib. Ein Grenzschalter
52 zur Abgrenzung der Periode der Betriebsdauer der Reguliermarkierungsanzeiger
19a, 19b muß während des Zeitablaufs eingeschaltet bleiben, und zwar für die zweite
Hälfte jeder aussetzenden Bewegung der Folien-Streifen und für die erste Hälfte
des Stillstands der Rollen lla, lib.
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Diese Schalter 51 und 52 werden durch die Nocken 36 und 37 betätigt,
die auf der Welle 41, welche eine Umdrehung pro Maschinenvorgang ausführt, angebracht
sind.
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Rückt möglicherweise einer der Streifen, wie z.B. A, weiter als der
Streifen B vor, und wenn dabei eine Reguliermarkierung 18a auf dem Folien-Streifen
Ä durch den Reguliermarkierungsanzeiger 19a festgestellt wird, so wird das dazu
gehörende Signal einer Flip-Flop-Einrichtung 31a übertragen. Das Signal wird über
eine AND-Einrichtung an ein Verzögerungsrelais 33a geleitet, wobei die erste Verzögerungseinrichtung
17a ausgelöst wird, um die Vorwärtsbewegung des Streifens A während der nächsten
Zustellungsbewegung des Laufbandes 11 zu verzögern. Während dann der andere Reguliermarkierungsanzeiger
1 9b die Reguliermarkierung 18b auf dem anderen Folien-Streifen B feststellt, nachdem
der genannte Reguliermarkierungsanzeiger 19a eine Reguliermarkierung 18a auf dem
genannten Folien-Streifen A festgestellt hat, überträgt eine AND-Einriohtung das
Signal vom Reguliermarkierungsanzeiger an die erste Verzögerungseinrichtung 17b
wegen der Schaltungsfunktion einer Flip-Flop-Einrichtung 31b nicht.
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Gleichzeitig funktioniert die erste \lerzögerungseinrichtung 17a durch
das Signal vom Eeguliermarkierungsanzeiger 19b, bis das Verzögerungsrelais eingeschaltet
wird (siehe Fig. 5).
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Stellt jedoch der Reguliermarkierungsanzeiger 18b eine Reguliermarkierung
1 8b, so wird die Vorwärtsbewegung des lolien-Streifens B zunächst durch die i?unktion
der ersten Verzöge rungseinrichtung 17b verlangsamt, was das Gleiten des Folien-Streifens
B zwischen die zwei Förderrollen 11a, lib auf die oben aufgeführte Weise verursacht0
Wenn in beiden Bällen die Vorwärtsbewegung des Laufbandes 11 beendet ist, wird der
Rückstellschalter
51 eingeschaltet, und die Flip-lop-Einrichtungen 31a, 31b nehmen wieder ihre Ausgangsstellung
ein.
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Wenn vom Zeitpunkt der Feststellung durch einen Reguliermarkierungsanzeiger
19a einer Reguliermarkierung 18a auf einem bolien-Streifen A bis zu dem der Feststellung
des anderen Reguliermarkierungsanzeiger 1 9b einer xeguliermarkierung 1 8b auf dem
anderen Folien-Streifen B eine vorherbestimmte Zeit TO abläuft,schaltet sich ein
Verzogerungsrelais 34a ein, und das hierbei verursachte signal wird an die zweite
Verzögerungs einrichtung 20 übertragen, um den Motor 26 in betrieb zu setzen.
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Dieser dreht die mit Gewinden versehenen Stangen 25a, 25b, die wiederum
die senkrechte Bewegung der runden Stangen 20 herbeiführt, wobei Druck auf den Folien-Streifen
A zu dessen Verzögerung oder langsamer Bewegung ausübt. Der Motor 26 läuft nicht,
wenn die vom Verzögerungsrelais 35a bestimmte Zeit abläuft.
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Hierbei bewegt sich die runde Stange 23 nicht, die an den mit Gewinden
versehenen stangen 25a, 25b gehalten werden. Demnach bewegt sich die runde zange
23 nach oben. Es ist erforderlich daß die Verschiebung der runden zange 23 für eine
bestimmte Zeit mehrere Millimeter bis 2 cm beträgt, Wenn dazu der Reguliermarkierungsanzeiger
19b eine Reguliermarkierung 18b selbst nach dem Ablauf einer vorherbestimmten Zeit
TO nicht feststellt, wird die runde Stange 23 nach Feststellung einer Reguliermarkierung
18a durch den anderen Reguliermarkierungsanzeiger 19a und nach dem Einschalten des
Rückstellschalters 51 nach oben bewegt, und zwar um eine Stufe durch Rückmeldung
auf das Signal von Schalter 51. Da die runde Stange 23 um eine Stufe nach oben bewegt
worden ist, wird die Verzögerungskraft, der der Streifen Ä stetig ausgesetzt wird,
entsprechend erhöht, während die auf den anderen Streifen B ausgeübte Verzögerungskraft
gesenkt wird.
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Stellt der Reguliermarkierungsanzeiger 19b eine Reguliermarkierung
18b nicht innerhalb der vorher bestimmten Zeit TO nach Feststellung einer Reguliermarkierung
18a durch den anderen Reguliermarkierungsanzeiger 1 9a und nach der Bewegung um
eine Stufe der runden Stange 23, so wird die weitere Bewegung um eine Stufe dieser
Stange 23 verursacht, um die stetig auf den Folien-
Streifen A
ausgeübte Verzögerungskraft weiter zu erhöhen.
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Stellt nun der Regulierungsmarkierungsanzeiger 19a eine Reguliermarkierung
18a nicht innerhalb der vorher bestimmten Zeit T0 nach Feststellung einer Reguliermarkierung
18b durch den anderen Regulierungsmarkierungsanzeiger l9b und vor dem Einschalten
des Rückstellschalters 51 fest, wird der Motor 26 auf Rückwärtsgang geschaltet.
Dieser wird so lange beibehalten, bis ein Verzögerungsrelais in einer vorherbestimmten
Zeit den Rückwärtsgang ausschaltet, wobei die runde 23 um eine Stufe nach unten
verschoben wird.Rückt trotzdem der Folienstreifen B im Gegensatz zu Folienstreifen
A weiter vor, selbst wenn die runde Stange 23 um eine Stufe nach unten verschoben
worden ist, und der Anzeiger 19a innerhalb der Zeit T0 keine Reguliermarkierung
18a festgestellt hat nachdem der Anzeiger 18b jedoch eine solche bemerkte, wird
die runde Stange 23 trotzdem um einen Schritt gesenkt.
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Es ist festzustellen, daß, obwohl die Zeit T0 durch Einstellung der
Verzögerungsrelais 34a und 34b innerhalb des Zeitintervalles der Zeit in der der
Begrenzungsschalter S2 in "Ein-"-Stellung gebracht wurde und der Zeit in der der
Rückstellschalter Sl in "Ein-" Stellung gesetzt wurde vorherbestimmbar ist, es wünschenswert
ist, daß die Zeit T0 so festgelegt wird, daß sie der Zeit entspricht, die erforderlich
ist, um die Streifen A und B um 5 bis lOmm weiterzubewegen. Es ist zweckmäßig, daß
die Verzögerungsrelais 34a und 34b eine so große Einstellbandbreite aufweisen, daß
die Zeit T0 entsprechend der Geschwindigw keit mit der die Streifen A,B bewegt werden,
eingestellt werden kann, Aus dem Vorstehenden wird ersichtlich, daß, wenn die Abweichungen
oder Ungenauigkeiten zwischen den Regulierungsmarken 18a und 18b verhältnismäßig
klein sinds diese durch den Eingriff der ersten Verzögerungseinrichtungen 17a, 17b
korrigiert werden indem je nach dem voreilenden Streifen A oder B die zugehörige
Einrichtung 17a oder 17b auf das Laufband 11 einwirkt.
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Bei großen Abweichungen dagegen werden die Fehler durch den Eingriff
der ersten und zweiten Verzögerungseinrichtungen 17a, 17b und 20 behoben, insbesondere
jedoch durch die zweite Verzögerungseinrichtung 20 mittels des Eingriffes der Stange
23. Auf diese Weise wird der Ausstoß fehlerhafter Beutel oder Erzeugnisse auf ein
Minimum zurückgeführt.
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Es muß jedoch bemerkt werden, daß gemäß der erfindungsgemäßen Vorrichtung
es höchst s elten vorkommt, daß die gesamte Verzögerungseinrichtung in Tätigkeit
tritt, da die Stange 23 der zweiten Verzögerungseinrichtung 20 dafür vorgesehen
ist, die Reguliermarkierungen 18a, 18b weitgehend in Ubereinstimmung zu halten.
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Abschließend ist darauf hinzuweisen, daß die zweite Verzögerungseinrichtung
20 einfach im Aufbau und im Betrieb ist und deshalbstörungsfrei arbeitet. Auch ihre
Herstellung kann zu einem angemessenen Preis erfolgen.