DE3211797A1 - Intermittierendes antriebssystem - Google Patents

Description

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Anmelder: Toyo Shokuhin Kikai Kabushiki Kaisha, 20-17, 6-chome, Yako, Tsurumi-ku, Yokohama-shi, Kanagawa-ken, Japan

!Bezeichnung der Erfindung: Intermittierendes Antriebssystem

Din Frfindunrj bezieht sich auf nin intermittierendes Antriebssystem, wie es bei Zuführungsvorrichtungen, Abfüllstationen zum Füllen von Kanistern und Flaschen, Filmwickelvorrichtungen und andere Arten von Maschinen wie Werkzeugmaschinen, Förderern, Säummaschinen, Siegelungsmaschinen, Druckmaschinen und Stanzmaschinen zur Anwendung kommt.

Bisher haben intermittierende Antriebssysteme Bauteilgruppen mit Nocken, Nockenscheiben, Gelenken, beispielsweise Indexierungsnocken, Maltesergetrieben, Ratschengetrieben und dergleichen. Deshalb erfordern die bisher bekannten Systeme eine aufwendige und extrem genaue Fertigung, wodurch sie relativ teuer sind und ihre Fertigung viel Zeit in Anspruch nimmt. Darüberhinaus erfordert die Justierung solcher Systeme bei einer Veränderung der zeitlichen Aufeinanderfolge der einzelnen Arbeitsabläufe, der Arbeitsraten oder der Periode der einzelnen Arbeitszyklen einen erheblichen Zeit- und Arbeitsaufwand, weil sie schwierig durchzuführen sind.

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Hauptaufgabe der vorliegenden Erfindung ist es deshalb, ein ökonomischeres intermittierendes Antriebssystem zu schaffen, das einfacher und zeitsparender herzustellen ist, als die bisher bekannten Systeme. Gleichzeitig soll aber das erfindungsgemäße intermittierende Antriebssystem einfacher zu justieren sein, wenn sich die zeitliche Aufeinanderfolge der Arbeitsabläufe, die Arbeitsrate und/oder die Periode der Arbeitszyklen ändert.

Entsprechende Vorteile gegenüber bekannten Lösungen können erhalten werden, wenn durch die Erfindung bei dem intermittierenden Antriebssystem eine Serie von Ratenpulssignalen einen Lastantriebsmotor steuern.

Die Erfindung ist nachfolgend anhand der Zeichnung beschrieben, in der mehrere Ausführungsformen der Erfindung schematisch dargestellt sind. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 ein schematisches Blockdiagramm bei einer erfindungsgemäßen Lösung;

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Fig. 6 einen elektrischen Kreis für einen Antriebskreis;

Fig. 7a eine Grafik mit charakteristischen Kurven zur Darstellung der Beziehung von Arbeitsrate und Zeit in einem intermittierenden Antriebskreis;

Fig. 7b eine Grafik zur Erläuterung der Beziehung von Ratenpulssignaldichte und 7eit in demselben Antriofoskrois.

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Fig· 8a die Vorderansicht einer Abfülleinrichtung;

Fig. 8b einen Teilschnitt nach der Linie A-A in Fig. 8a;

Fig. 9a die Vorderansicht einer anderen Abfülleinrichtung;

Fig. 9b einen Teilschnitt nach der Linie B-B in Fig. 9a;

Fig.10a drei verschiedene Arten von Beschleunigungskurven für intermittierende 1Ob₊ine

Antriebe;

Fig.11a eine andere Lösung gemäß der Erfindung; Fig.11b einen Querschnitt nach der Linie C-C in Fig. 11a; Fig.IZ eine Grafik zur Erläuterung der Arbeitsweise eines Schrittschaltmotors gemäß Fig. 11;

Fig.13a eine andere erfindungsgemäße Lösung und Fig.13b einen Querschnitt nach der Linie D-D in Fig. 13a

Fig. 1 stellt ein schematiches Blockdiagramm einer erfindungsgemäßen Lösung dar. Dabei ist 1 eine Codiereinrichtung (encoder) zur Ermittlung der Betriebsstellung einer Vorrichtung 2, die eine beliebige Bezugseinrichtung sein kann, beispielsweise Abfüllstationen, Zuführungsstationen für Behälter und Deckel, Bögen und Umschläge und dergleichen. Dem Antrieb der Bezugseinrichtung dient ein Motor 3. Sie arbeitet, wenn seine Last angetrieben wird. Mit 9 ist eine Einrichtung bezeichnet die mittels Referenzsignalen f die Arbeitsrate der Bezugseinrichtung 2 ermittelt, die arbeitet, wenn eine Last durch die Codiereinrichtung angetrieben wird. Mit 4 ist ein Rechner bezeichnet, der Serien von Pulsratensignalen "b" als Antwort

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NACHQEREICHT

auf empfangene, von der Einrichtung 9 ausgehende Signale "e" erzeugt. Mit 5 ist ein Antriebskreis bezeichnet, der die Last mittels eines Schrittschaltmotors 7 mit der gleichen Rate und Aufeinanderfolge antreibt, wie die Codiereinrichtung 2 und zwar als Folge der empfangenen Pulsratensignale synchron mit denen der Codiereinrichtung 2.

Im Einzelnen ist das System wie folgt aufgebaut und arbeitet es wie folgt: Im Rechner 4 werden Taktimpulse von 1 M-Hertz mit einem Kristalloszillator 10 erzeugt (Fig.2). Die.erzeugten Taktimpulse "d" werden in Terminals φ, und Φ_? einer MP-Einheit 13 durch Wellenformgestaltungskreise 11 und 12 eingegeben. Von der MP-Einheit 13 werden nacheinander Adressensignale erzeugt und durch einen Adressensammler 14 in P-ROM (A) 15, P-ROM (BJ 16, RAM 18, Taktgeber und Koppelsystem PIA (A) 20, PIA (B) 22, PIA (C) 23 eingegeben (Fig.l, 3, 4, 5).

Die Arbeitsweise dieser Anordnung ist folgende:

P-ROM (A) 15 speichert Hauptprogramme (Monitore oder Programme zur Steuerung der Antriebsquantitäten oder Antriebswinkel von gesteuerten Vorrichtungen).

P-ROM (B) 16 speichert Daten zum variablen Betätigen des Taktgebers 24.

RAM. 18 speichert einen Teil der Hauptprogramme und wird als Register der MP-Einheit 13 verwendet.

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Der Taktgeber 24 unterbricht die MP-Einheit 13 und gibt die Zeiten.

Oio Koppohsysteme PIA (A) 20, PIA (B) 22 und PIA (C) 23 übertragen Eingangsoder Ausgänrjssignale von anderen benachbarten Vorrichtungen. Auf diese Weise werden Datensignale, die den Adressensignalen entsprechen von P-ROM (A) 15, P-ROM (B) 16 und RAM 18 gelesen und durch einen Datensammler 17 zur MP-Einheit 13 geschickt. Die MP-Einheit 13 liest, berechnet und schreibt entsprechend den erhaltenen Datensignalen.

Eine noch mehr ins Einzelne gehende Beschreibung der Arbeitsweise ist nicht notwendig, weil sie der Arbeitsweise üblicher Rechner entspricht.

Auf diese Weise steuert die MP-Einheit 13 die anzutreibende Last 6 synchron mit der Bezugseinrichtung 2. Im vorliegenden EaIl sind die von der MP-Einheit durch PIA (A) 20 erzeugten Signale variable Ratenpulssignale "b". Sie bilden eine Serie von Ratenpulssignalen, deren Dichte sich innerhalb einer Periode T sich wiederholender Zyklen verändert (Eig.7b).

Eine Serie von Ratenpulssignalen "b" wird dem Antriebskreis 5 zugeführt (Fig.1,6) und zwar über PIA (A) 20 gemäß Fig. 1, 5. Elektrischer Strom fließt in Spulen 7a, 7b, 7c, 7d, 7e des Schrittschaltmotors 7, sodaß die Last 6 angetrieben wird. Die fitolluruj der 1 ast (■> wird mit «innr f "odiorcinrichtumj 2J ermittelt und zur MP-Einheit 13 als Referenzsignal "c" durch PIA (B) 22 des Rechners 4 zurückgeführt (Fig. 1, 4). '

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Die Stellung und die Rate der Bezugseinrichtungen 2 werden mit der Codiereinrichtung 1 ermittelt und die Signale der Ratenfühleinrichtung 9 werden in die MP-Einheit 13 als Referenzsignale "a" und "e" durch PIA (C) 23 des Rechners 4 eingegeben.

Inzwischen verändert das Koppelsystem 24 gemäß Fig. 1, 3 mit den Codiereinrichtungen 1 und 21 und der Ratenfühleinrichtung 9 die Ratenpulssignale "b" und steuert die Periode eines Zyklus um die gewünschte Rate zu erhalten.

Auf diese Weise werden die Ratenpulssignale "b" genau in Übereinstimmung mit dem Zustand sowohl der Bezugseinrichtung 2, als auch der I ast 6 gesteuert, so daß die Last mit einer Rate in gcnnuor Obcreinstimmunc) mit der Pulsdichte angetrieben wird (Fig. 7a).

Zwei weitere Ausführungsformen der Erfindung sind in Fig. 8 und Fig. 9 dargestellt. Fig. 8 zeigt dabei eine Tassenfüllvorrichtung vom linearen Typ. Fig. zeigt eine Tassenfüllvorrichtung vom drehenden Typ.

Ein Schrittschaltmotor 7x gemäß Fig. 8b wird intermittierend mit einer Rate gemäß Fig. 7a entsprechend aufgenommenen Pulssignalen "b" angetrieben. Dadurch arbeitet ein Förderer 30 intermittierend im Uhrzeigersinn (rechtsherum) mit konstanten Werten (Fig. 8a). Tassen 31 werden mittels des Förderers 30, eine nach der anderen in eine Position genau unterhalb einer Tassenfüllvorrichtung 2a gebracht, wo die Tassen mit einer Flüssigkeit 32 gefüllt werden. Daraufhin

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gelangen din gefüllten Tassen unter eine Deckelzufiihrungseinrichtunrj 2c, wo sie mit jeweils einem Deckel zugedeckt werden» Während dieser Arbeitsvorgänge werden die Stellung des Förderers 30, der von dem Schrittschaltmotor 7x angetrieben wird und der drei weiteren Vorrichtungen 2a, 2b und 2c von der rotierenden Codiervorrichtung 21 bzw. 1 ermittelt. Die Vorschubrate des Förderers 30 und die Arbeitsrate der drei weiteren Vorrichtungen 2a, 2b und 2c werden mittels der Fühlvorrichtung 9 ermittelt.

Die ermittelten Stellungen und die Raten werden dem Rechner 4 als Referenzsignale "a", "I)" + "c" übermittelt. Auf diese Weise treibt der Schrittschaltmotor 7x den Förderer 30 in genauer zeitlicher Folge und ebensolchen Raten in aufeinanderfolgenden Schritten an, und zwar in synchroner Zuordnung zu den Vorrichtungen 2a, 2b und 2c.

Bei der Lösung nach Fig. 9b wird ein Schrittschaltmotor 7y intermittierend mit konstantiMn Winkrl (I)(M dor I riming nnch Fig. 9a beträgt dieser Winkel 6Π ) angetrieben, sodaü eine Indoxierungsseheibo 41, die auf der Achse 40 des Schrittschaltmotors 7y befestigt ist, im Uhrzeigersinn um jeweils 60 gedreht wird (Fig. 9a) mit einer Rate gemäß Fig. 7a. Auf der Indexierungsscheibe 41 sind sechs Haltezangen 42 befestigt, die Tassen 43 tragen, die ihnen nacheinander von einer zeitlich gesteuerten, spiralförmigen Zuführungsvorrichtung 2d aus zugeführt werden. Die Tassen 43 werden im Bereich 44 mit einer Flüssigkeit gefüllt, wobei dieser Bereich unterhalb einer Füllstation 2e liegt (Fig. 9b). Die gefüllten Tassen werden in einer nicht dargestellten Siegelungsstation mit Aluminiumfolie versiegelt, die sich an die Füllstation anschließt. Daraufhin werden die Tassen im Bereich einer Kappenzuführungsstation 2f (Fig. 9b) mit Kappen 45 verschlossen. Die auf diese Weise gefüllten und verschlossenen Tassen werden mittels einer

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Vorrichtung 2g abtransportiert. Die Stellung und die Rate der von dem Schrittschaltmotor 7y angetriebenen Indexierungsscheibe 41 sowie der drei weiteren Vorrichtungen 2d, 2e und 2f werden mit der rotierenden Codiereinrichtung 21 und 1 und die Ratenfühlvorrichtunq 9 ermittelt. Die ermittelten Werte werden als Referenzsignale "a", "b" und "e" in den Rechner 4 eingegeben. [Entsprechend treibt der Schrittschaltmotor 7y intermittierend die Indexierungsscheibe 41 in konstantem Winkel in genauer Zeitfolge und Rate synchron mit anderen Bezugseinrichtungen 2d, 2e, und 2f an.

An der Stelle des Schrittschaltmotors 7x bzw. 7y kann auch ein Gleichstrommotor verwendet werden.

Die Beschleunigungskurve für den intermittierenden Antrieb muß nicht eine Sinuslinie gemäß Fig. 10a sein, die dem Charakter der Kurve gemäß Fig. 7a entspricht. Sie kann auch trapezförmig sein (Fig. 10b) oder dreieckförmig (Fig.. 10c).

Bei der. Lösung gemäß Fig. 11a, 11b läuft ein reziproker Schrittschaltmotor 7v, mittels eines Ratenpulssignales "b". Ein Zapfen 50 der Welle 51 wirkt mit einer Zahnstange 52 zusammen, die von einer stationären Stange 53 getragen wird und hierzu durch ein Gleitlager 54 hindurchgeführt ist. An der Oberseite der Zahnstange 52 sind Stützen 55 um Zapfen 56 drehbar befestigt, wobei die Stützen 55 gleiche Abstände voneinander haben. Diese Stützen 55 weisen Finger 57 zum Stoßen von Blanketten 58 auf. Zwischen die Zahnstange 52 und die Stützen 55 sind Federn 59 eingesetzt, die die Finger 57 unter Vorspannung nach oben drücken. Unter Blanketten werden im vorliegenden /usiimmonhanq boisnicilsweioo üri<ifiim!JohIMqn vonsln

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Bei dieser Ausführungsform dreht sich der Schrittschaltmotor 7v reziprok gemäß dem Takt nach Fig. 12 und ein Finger 57 stößt gegen das hintere Ende der Blankette 58 in deren aus Fig. 11 entnehmbaren Längsrichtung nach rechts. Läuft der Schrittschaltmotor 7v in entgegengesetzter Richtung um, so bewegen sich die Finger 57 in der Darstellung der Fig. 11 nach links und der jeweils nächste Finger kommt auf dem Ende der Blankette zur Auflage. Sobald der jeweils nächste Finqcir 57 von der Unterseite der Blankette 58 freikommt, dreht er sich nach oben und wirkt auf das hintere Ende der Rlankette 58. Auf diese Weise wird der nächste Finger die Blankette 58 durch einen Stoß während der nächsten Periode T stoßen.

Bei dieser Lösung ist kein mechanisches Hebelgestänge zum Zusammenarbeiten mit einer anderen Vorrichtung notwendig. Der Stoß kann ohne Regelgestänge und dergleichen verändert werden.

Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 13a, 13b wird ein Linearmotor 7w mittels Ratenpulssignalen "b" betrieben. Mit 70 ist eine feste Skala des Motors 7w, mit 71 ein Gleitstück bezeichnet. Eine Tragstange 72 ist auf der Oberseite des Gleitstückes 71 befestigt. Auf der Tragstange 72 sind in regelmäßiger Aufeinanderfolgt; Finger 7'5 drehbar und unter Vorspannung stehend gelagert. Einer der Finger 75 wirkt, auf das hintere F'nde einer Platte; 74, beispielsweise einer Metalltafel, die einer Presse zugeführt werden soll, oder einen Papierbogen, der einer Druckmaschine zugeführt werden soll.

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Die Arbeitsweise dieser Vorrichtung ist die gleiche, wie die dor Vorrichtung gemäß Fig. 11. Bei dieser Lösung ist jedoch der Aufbau besonders einfach, weil kein Getriebe, beispielsweise ein Zapfen und eine Zahnstange notwendig ist, das Verluste an Antriebsenergie und Lagerspiele zur Folge hätte.

Wie weiter oben bereits ausgeführt, wird bei der Erfindung der Lastantriebsmotor mit einer Serie von Ratenpulssignalen gesteuert, weshalb ein intermittierendes System ökonomisch und rasch arbeitend eingesetzt werden kann und verschiedenartige Systeme ohne aufwendige Mechanismen wie Hebelgestänge und Zahnstangentriebe, Nocken und dergleichen intermittierend angetrieben werden können.

Darüberhinaus kann das System einfach auf jede Veränderung der zeitlichen Aufeinanderfolge der Arbeitsspiele, der Rate oder der Perioden der Antriebszyklen eingestellt werden, indem einfach das P-ROM-Element ausgewechselt wird, in dem das Programm zur Erzeugung einer Serie von Ratenimpulssignalen gespeichert ist.

Bei einer üblichen mechanischen Indexierungsvorrichtung rotiert eine Eingangsachse kontinuierlich, während eine Ausganysachse intermittierend rotiert. Der Indexierungswinkel, ein Schrittschaltwinkel, die Anzahl der Stationen und die Beschleunigungskurven sind charakteristische Faktoren solcher Vorrichtungen. Es ist deshalb schwierig, diese vorbestimmten Faktoren zu ändern, ohne die zugehörige Indexierungsvorrichtung und andere zugeordnete Baugruppen zu verändern.

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Andererseits ist gemäß der Erfindung das intermittierende Antriebssystem bei jeder Art der Veränderung flexibel und die oben beschriebenen Nachteile bekannter Lösungen sind vermieden. Der Einstell- oder Indexierungswinkel, ein Schrittschaltwinkel, die Anzahl der Stationen und die Beschleunigungskurve können ohne großen Aufwand verändert werden, indem lediglich ein Element, P-ROM-(B) verändert wird, soweit es sich im Bereich der Antriebsumdrehung befindet.

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Claims (1)

1. K 72 P 102

   Anmelder; Toyo Shokuhin Kikai Kabushiki Kaisha,20-17 6 chome, Yako, Tsurumi-ku Yokohama-shi, Kanagawa-ken, Japan

   Bezeichnung der Erfindung; Intermittierendes Antriebssystem

   Patentansprüche;

   1. Intermittierendes Antriebssystem, gekennzeichnet durch:

   1.1 eine Codiereinrichtung zur Ermittlung der Betriebsstellung' einer anderen Einrichtung, beispielsweise einer AbfüIJeinrichtung, von Zuführungsvorrichtungen für tassenförmige Behälter und deren Deckel, Briefbogen und Briefumschlägen, die als Bezugseinrichtung dienen, wenn eine Last angetrieben wird;

   1.2 eine Ratenabf ühleinrichtung zur Ermittlung der Arbeitsrate der anderen Einrichtung;

   1.3 einen Rechner zur Erzeugung einer Serie von Ratenpulssignalen für den intermittierenden Antrieb nach Erhalt eines Eingangssignales von der Codiereinrichtung;

   1.4 einen Motor zum Antrieb der Last in zeitlicher Aufeinanderfolge und Rate synchron mit der anderen Einrichtung nach Erhalt von Ratenpulssignalen.

   2. Antriebssystem nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß der Motor ein Schrittschaltmotor ist.

   3. Antriebssystem nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß dor Motor ein ratenvariabel gesteuerter Gleichstrommotor ist.

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