DE3533275A1 - Abtastvorrichtung zur bahnlaufregelung von warenbahnen - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Abtastvorrichtung zur Bahnlaufregelung von Warenbahnen bestehend aus mindestens einem mit Sensoren versehenen Fühler, jeweils einem mit dem oder den Fühlern verbundenen Regelgerät und mindestens einem an dem jeweiligen Regel­ gerät angeschlossenen Stellantrieb für ein den Bahnlauf der Warenbahn oder die Stellung des Fühlers veränderndes Stellglied.

Derartige Abtastvorrichtungen werden eingesetzt, um beispielsweise miteinander zu kaschierende Warenbahnen Kante auf Kante oder mit einstellbarem Kantenversatz in die Kaschierstation zu führen. Dabei folgt eine gesteuerte Warenbahn dem Verlauf einer ungesteuerten, wobei der Bahnverlauf der ungesteuerten Warenbahn über einen die Warenbahnkante abtastenden Kantenfühler auf einen die Warenbahnkante der gesteuerten Warenbahn abtastenden Kantenfühler übertragen wird und diesen je nach ermittelter Bahnlaufschwankung in eine veränderte Sollage führt, die ihrerseits wiederum zu einer Betätigung eines Stellantriebes führt, mit dessen Hilfe über ein Stellglied diese zweite Warenbahn der ersten Warenbahn nachgesteuert wird.

Die Übertragung der durch den ersten Kantenfühler ermittelten Bahnlaufschwankungen auf den zweiten Kantenfühler erfolgt bislang auf rein mechanischem Wege. Dabei werden beispielsweise die beiden Kantenfühler auf einem gemeinsamen Supportschlitten montiert, dessen bewegliche Platte quer zur Bahnlaufrichtung verfahrbar ist.

Die mechanische Übertragung der Lageänderung der ungesteuerten Warenbahn durch den ersten Kantenfühler auf den zweiten Kanten­ fühler ist jedoch insofern äußerst nachteilig, als die beiden Kantenfühler nur in einem räumlich begrenzten Rahmen zueinander angeordnet werden können. Naturgemäß führt dies zu einer Einschrän­ kung der Verwendungsmöglichkeit bzw. zu einer erheblichen Verteuerung einer derartigen Vorrichtung insbesondere dann, wenn aus fertigungs­ technischen Gründen die einander zuführbaren Warenbahnen in räumlich weiterem Abstand zueinander stehen müssen.

Auch beim Steuern einer einzelnen Warenbahn zum Zwecke einer Bahnlauf­ regelung, bei der nur eine Warenbahnzuführung unter Einhaltung klein­ ster Toleranzen der Bahnlaufschwankungen zulässig ist und bei der aus diesem Grunde unter anderem Warenbahnspeicher eingesetzt werden, die bislang ebenfalls durch mechanische Verbindungen mit dem Abtastsystem entsprechend der Sollage eingestellt werden, ist die erforderliche Regelung - wenn überhaupt - nur durch aufwendige und teure Konstruktionen möglich.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Abtastvorrichtung der gattungsgemäßen Art so zu gestalten, daß sie konstruktiv einfachst aufgebaut und preiswert herstellbar ist und ihre einzelnen, voneinander abhängigen Meß- und Regelungseinheiten räumlich unabhängig eingesetzt werden können.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß mindestens zwei Weggeber vorgesehen sind, die über einen Regelverstärker mit­ einander verbunden sind, wobei jeder Regelverstärker an einem weiteren Stellantrieb angeschlossen ist.

Durch diese konstruktive Maßnahme, bei der die einzelnen Meß- und Regelungseinheiten nicht mehr mechanisch miteinander verbunden sind, ist es nun möglich, zu kaschierende Warenbahnen nach fertigungs­ technischen Gesichtspunkten aufzustellen, ohne Rücksicht auf die konstruktive Ausgestaltung der Abtastvorrichtung nehmen zu müssen.

Dies hat zwangsläufig zur Folge, daß auf konstruktiv aufwendige und teure mechanische Verbindungen zwischen den Fühlern der einzelnen Warenbahnen verzichtet werden kann, so daß sich insgesamt eine her­ stellungs- und betriebsmäßig günstige Kostensituation ergibt.

Das gleiche gilt auch für die Steuerung einer einzelnen Warenbahn, deren Zulauf in eine Verarbeitungseinrichtung äußerst exakt erfolgen muß. Dabei kann durch Hintereinanderschalten von Stellgliedern, die zwar unabhängig voneinander, jedoch abhängig von einem den Bahnkanten­ verlauf erfassenden Fühler, der Bahnverlauf einer Wegbahn genauestens gesteuert werden.

Auch hierbei ist die Anordnung der Stellglieder zueinander und zu dem Fühler räumlich nicht begrenzt, so daß in konstruktiver Hinsicht eine für einen optimalen Funktionsablauf erforderliche Stellung der Stell­ glieder zueinander möglich ist.

Unerheblich ist die Wirkungsweise der Fühler, die beispielsweise als pneumatisch arbeitende Kantenfühler oder als optische Reflexionsfühler ausgebildet sein können.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand beigefügter Zeichnungen beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 den Einsatz einer erfindungsgemäßen Abtastvorrichtung an einer Maschine zur Kaschierung zweier Warenbahnen in schematischer Darstellung,

Fig. 2-4 das Funktionsschema einer erfindungsgemäßen Abtast­ vorrichtung bei unterschiedlichen Bahnverlaufssituationen,

Fig. 5 ein Funktionsschema der Abtastvorrichtung entsprechend den Fig. 2-4, jedoch mit Bahnmittenregelung der Warenbahnen.

Fig. 6 das Funktionsschema einer Abtastvorrichtung nach der Erfindung bei Bahnlaufregelung einer einzelnen Warenbahn.

In der Fig. 1 ist gezeigt, wie zwei Warenbahnen 11, 12 in Pfeil­ richtung geführt und in einer Kaschierstation flächig miteinander verbunden werden. Die Warenbahn 12 ist dabei ungesteuert, d. h. ihr Bahnlauf wird nicht beeinflußt. Hier findet lediglich eine Bahn­ laufüberwachung statt, die durch ein Abtastsystem, beispielsweise einen pneumatisch, optisch oder induktiv wirkenden Kantenfühler 20 erfolgt.

Demgegenüber wird der Bahnlauf der Warenbahn 11 beeinflußt, und zwar abhängig vom Bahnverlauf der Warenbahn 12. Dabei ist der Bahnverlauf über einen Stellantrieb 22 steuerbar, der mit einem den Bahnverlauf der Warenbahn 11 abtastenden Kantenfühler 21 verbunden ist, wobei dieser wiederum mit dem Kantenfühler 20 der Warenbahn 12 gekoppelt ist.

Die Funktionsweise der erfindungsgemäßen Abtastvorrichtung und die Verknüpfung der zu ihr gehörenden einzelnen Systeme ist besonders deutlich in den Fig. 2-4 zu erkennen.

In der Fig. 2 ist eine Zuordnung der Warenbahnen 11 und 12 zueinander daRgestellt, die ein kantengleiches Kaschieren beider Warenbahnen 11, 12 zum Ziel hat.

Die Warenbahn 12 wird ungesteuert zugeführt, so daß ihr Bahnverlauf nicht beeinflußbar ist. Um nun ein kantengleiches Kaschieren zu ermög­ lichen, ist an einem Kantenbereich der Warenbahn 12 der Kantenfühler 20 angeordnet, der, wie bereits beschrieben, auf unterschiedliche Art und Weise wirken kann. Jede Bahnlaufveränderung der Warenbahn 12 wird einem mit dem Kantenfühler 20 verbundenen Regelgerät 31 angezeigt, das wiederum in an sich bekannter Weise einen einen Stellantrieb 26 betätigenden Impuls erzeugt, wobei der Stellantrieb 26 mit dem Kantenfühler 20 ver­ bunden ist und entsprechend dem jeweils veränderten Bahnkantenverlauf den Kantenfühler 20 diesem Bahnkantenverlauf anpaßt.

Erfindungsgemäß ist mechanisch mit dem Stelltrieb 26 ein Weggeber 25 verbunden, der die entsprechend dem veränderten Bahnkantenverlauf der Warenbahn 12 vollzogene Bewegung des Kantenfühlers 20 aufnimmt und ein dieser Bewegung proportionales Signal, beispielsweise eine Spannung oder einen Strom, erzeugt und an einen Verstärker 32 übermittelt.

In gleicher Weise wie an der Warenbahn 12 ist auch an der Warenbahn 11 ein Kantenfühler 21, ein Stellantrieb 26 und der Weggeber 24 vorge­ sehen. Dabei wird das von dem Weggeber 24 erzeugte Signal, das ja abhängig ist von der Stellung bzw. der gemessenen Wegstrecke des Kantenfühlers 21, in dem Regelverstärker 32 mit dem von dem Weg­ geber 25 eingegebenen Signal verglichen. Je nachdem, ob die Signal­ differenz einen positiven oder negativen Wert aufweist, wird über den mit dem Regelverstärker 32 verbundenen Stellantrieb 26 der Kanten­ fühler 21 so weit betätigt, bis die durch den Regelverstärker 32 ermittelte Signaldifferenz der Weggeber 24, 25 gleich Null ist. In diesem Fall hat der Kantenfühler 21 seine Sollage erreicht.

Über ein zweites Regelgerät 30, das einerseits mit dem Kantenfühler 21 und andererseits mit einem Stellantrieb 22 verbunden ist, wird nach Erreichen der Sollage des Kantenfühlers 21 der Bahnkantenverlauf der Warenbahn 11 ermittelt und diese soweit über das Stellglied 23 des Stellantriebes 22 verschoben, bis der durch den Kantenfühler 21 vorgesehene exakte Verlauf der Warenbahn 11 gegenüber der Warenbahn 12 gegeben ist.

Ein kantenversetzter Verlauf der Warenbahnen 11 und 12 ist in den Fig. 3 und 4 gezeigt. Dabei sind die durch die Weggeber 24 und 25 an den Regelverstärker 32 übermittelten Signale unterschiedlich groß. Während die Signaldifferenz bei der in der Fig. 3 dargestellten Situation einen negativen Wert ergibt, bei dem der Stellantrieb 26 veranlaßt wird, den Kantenführer 21 in Richtung der Warenbahn 11 zu bewegen, um so über das Regelgerät 30 und den Stellantrieb 22 den Bahnverlauf der Warenbahn 11 so weit zu verändern, daß er mit der Warenbahn 12 deckungsgleich verläuft, geschieht das gleiche bei der in der Fig. 4 dargestellten Situation mit umgekehrten Vorzeichen, d. h. der Kantenführer 21 wird von der Warenbahn 11 so weit weggezogen, bis über den Stellantrieb 22 ein deckungsgleicher Verlauf beider Waren­ bahnen 11, 12 erreicht ist.

Die bei den in den Fig. 2-4 dargestellten unterschiedlichen Stellungen der Warenbahnen 11, 12 zueinander und die dadurch be­ dingten unterschiedlichen Wegstrecken der Weggeber 24 und 25 zu­ einander werden in den Fig. 2-4 durch die Streckenbezeichnungen S 2 des Weggebers 24 und S 1 des Weggebers 25 deutlich gemacht.

Ein wünschenswerter Kantenversatz der Warenbahnen 11 und 12 zueinander kann beispielsweise dadurch erreicht werden, daß der einstellbare Sollwert des Regelverstärkers 32 entsprechend ver­ stellt wird oder die Kantenfühler 20 und 21 manuell um den gewünsch­ ten Betrag gegenüber dem anderen Kantenfühler verschoben werden.

Bei dem in der Fig. 5 dargestellten Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Abtastvorrichtung ist die Bahnlaufregelung als Mittenregelung vorgesehen, wobei die Bahnlaufregelung prinzipiell dem Funktionsschema der in den Fig. 2-4 dargestellten Vor­ richtung entspricht.

Den beiden Kantenfühlern 21, die sich gegenüberliegen und mittels Gewindespindeln 28, 29 über Stellantriebe 27, 26 quer zur Lauf­ richtung der Warenbahn 11 verfahrbar sind, ist ebenso ein Wandler 33 zugeordnet wie den Kantenfühlern 20, die in ihrem Aufbau und in ihrer Stellung zueinander mit den Kantenfühlern 21 vergleichbar sind. Jeder Wandler 33 wandelt die durch die Kantenfühler 20 bzw. 21 zugeführte Druckluft in Signale um, über deren Impulsgebung jeweils ein den Wandlern 33 nachgeschaltetes Regelgerät 31 in Funktion tritt und von denen eines zur Bahnlaufüberwachung der Warenbahn 12 den Stellenantrieb 26 betätigt, während das andere, der gesteuerten Warenbahn 11 zuge­ ordnete Regelgerät 31 mit dem Stellantrieb 22 verbunden ist. Den beiden Stellantrieben 26 ist, wie in der Figurenbeschreibung zu den Fig. 2-4 beschrieben, jeweils ein Weggeber 24, 25 zugeordnet, deren Funktionsprinzip und Wirkungsweise ebenfalls schon beschrieben ist.

Die Stellantriebe 27 für die jeweiligen anderen Kantenfühler 20 und 21 werden über eine zwischen den Stellantrieben 27 und den Wandlern 33 angeordnete Steuereinheit 34 betätigt. Dabei werden mit Hilfe der Gewindespindeln 28 die Kantenfühler 20 und 21 entsprechend den von ihnen gemessenen und von den Wandlern 33 an die Steuereinheiten 34 abgegebenen Werte so weit verfahren, bis eine Sollage erreicht ist.

In der Fig. 6 ist eine Aufgabenstellung dargestellt, bei der die erfindungsgemäße Abtastvorrichtung den Bahnlauf einer einzelnen Warenbahn 10 so steuern und regeln soll, daß diese immer im Bereich der Position I kantengerade verläuft.

Einer Rolle 42, auf der die Warenbahn 10 aufgewickelt ist, ist eine Umlenkrolle 41 und ein Speicher 40 nachgeordnet. Sowohl die Rolle 42 als auch die Umlenkrolle 41 und der Speicher 40 sind jeweils getrennt voneinander quer zur Laufrichtung der Warenbahn 10 verfahrbar.

Ein Kantenfühler 20 ist über ein Regelgerät 30 mit einem Stellantrieb 26 verbunden, der den Speicher 40 in genannter Weise verfahren kann. Ebenfalls an den Speicher 40 angeschlossen ist ein Weggeber 24, der mit zwei Regelverstärkern 32 verbunden ist, wobei einer die Differenz aus dem von dem Weggeber 24 übermittelten Signal und dem durch einen mit der Umlenkrolle verbundenen Weggeber 25 bildet, und der andere Regelverstärker 32 das Differenzsignal aus dem von dem Weggeber 24 abgegebenen und einem von einem weiteren Weggeber 25 übermittelten Signal, wobei dieser Weggeber 25 mit der Rolle 42 verbunden ist, ermittelt.

In bereits beschriebener Weise werden auch in diesem Fall die jeweils zugeordneten Stellantriebe 27 so weit betätigt, bis die in den Regelverstärkern 32 ermittelte Signaldifferenz der Weggeber 25 mit dem Weggeber 24 gleich Null ist. Dadurch ist immer ein kanten­ gerader Verlauf der Warenbahn 10 gewährleistet.

Claims (5)

1. Abtastvorrichtung zur Bahnlaufregelung von Warenbahnen, bestehend aus mindestens einem mit Sensoren versehenen Fühler, jeweils einem mit dem oder den Fühlern verbundenen Regelgerät und mindestens einem an dem jeweiligen Regelgerät ange­ schlossenen Stellantrieb für ein den Bahnlauf der Warenbahn oder die Stellung des Fühlers veränderndes Stellglied, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens zwei Weggeber (24, 25) vorgesehen sind, die über einen Regel­ verstärker (32) miteinander verbunden sind, wobei jeder Regel­ verstärker (32) an einem weiteren Stellantrieb (26) ange­ schlossen ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der zwei Warenbahnen kaschiert und deren Bahnlauf mittels Fühler überwacht werden, wobei der Bahnlauf einer Warenbahn veränderbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Warenbahn (11, 12) ein Weggeber (24, 25) zugeordnet ist, deren gemeinsamer Regelverstärker (32) mit einem Stellantrieb (26) verbunden ist, an dem zumindest ein Fühler (21) der in ihrem Bahn­ lauf veränderbaren Warenbahn angeschlossen ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Regelverstärker (32) als Differenzbildner ausgebildet ist.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Regelverstärker (32) justierbar ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß im Weggeber (24, 25) eine ermittelte Wegstrecke in elektrische Spannung umgewandelt wird.