DE3941940C1 - - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Wickeln einer
Folienbahn um ein Packstück, das einen Querschnitt besitzt,
der während des Wickelns Änderungen in der zeitlich
benötigten Länge an Folienbahn hervorruft, mit einer
um das Packstück rotierenden Wickelvorrichtung, die
wenigstens eine Ablaufrolle umfaßt, die entsprechend
einer dem Querschnitt des Packstücks entsprechenden Wertesequenz
in ihrer Drehzahl steuerbar ist und die zeitlich
benötigte Länge an Folienbahn gesteuert abgibt. Die
Erfindung betrifft ferner eine Vorrichtung zur Durchführung
des genannten Verfahrens.
Aus der GB-OS 21 54 536 sind eine Vorrichtung und ein
Verfahren der eingangs genannten Art bekannt. Bei dieser
Vorrichtung sind die Steuermittel für die Umlaufsrolle
nicht an die Folienbahn gekoppelt. Diese Steuermittel
besitzen Einrichtungen zur Bildung eines vorbestimmten,
im wesentlichen die Querschnittsform der Last annähernden
Modells. Entsprechend diesem Modell wird die
Geschwindigkeit der Ablaufrolle gesteuert. Dabei ist die
Steuerung unabhängig von den feststellbaren Änderungen
in der Spannung der Folienbahn als auch von den tatsächlich
festgestellten Änderungen in der Bedarfsrate. Das
Modell ist ein idealisiertes Lastmodell, das mechanisch
aufgebaut ist und welches die Differenz zwischen der
gesteuerten Liefergeschwindigkeit und der Rate auf einen
möglichst konstanten Wert hält. Nachteilig bei der
bekannten Vorrichtung ist, daß in sehr umständlicher
Weise das "Modell", welches im wesentlichen aus mehreren
auf einer Führung verschiebbaren Rollen besteht, zu
definieren und quasi als Transformation des Packstück-
Querstückes festzulegen ist. Weiterhin kann das Modell
immer nur eine idealisierte Form vorgeben, da die Anzahl
der Modellparameter und damit die angesprochene
Wertesequenz nur eine sehr begrenzte Anzahl von Werten
annehmen kann.
Bekannt ist ferner aus der DE-OS 27 50 780 eine
Streckfolieneinschlagmaschine für Palettenladungen, die
das Folienband zwischen Folienrolle und Palette um eine
gelenkig gelagerte Umlenkrolle führt, auf die eine
konstante, jedoch einstellbare Kraft wirkt. Wenn die
Umlenkrolle durch eine höhere Folienspannung gegen die
Kraft der Mittellage ausgelenkt wird, wird über eine
Steuerung (z. B. Druckregelventile oder Potentiometer)
das Bremsmoment um einen Wert reduziert, der etwa
proportional dem Winkel der Auslenkung ist.
Es zeigt sich, daß die bekannte Wickelfolieneinschlagmaschine
für Palettenladungen nicht ohne weiteres für
das Wickeln einer Folienbahn um ein Packstück, das einen
Querschnitt besitzt, der während des Wickelns Änderungen
in der zeitlich benötigten Länge an Folienbahn hervorruft,
Verwendung finden kann.
Es stellt sich demnach die Aufgabe, das eingangs genannte
Verfahren dahingehend abzuwandeln, daß kein mechanisches
Modell mehr erstellt werden muß, sondern die Wertesequenz
auf einfachere und schnellere und dabei zuverlässigere
Art und Weise ermittelt wird. Die Erfindung
soll weiterhin die Aufgabe erfüllen, daß ein mechanisches
Modell nicht mehr erforderlich ist.
Diese Aufgabe wird gelöst bei einem Verfahren der eingangs
genannten Art, das dadurch gekennzeichnet ist, daß
die für die Steuerung der Ablaufrolle benötigte Wertesequenz
in wenigstens einem ersten Umlauf der Wickelvorrichtung
mittels Spannungsmessungen an der Folienbahn
stromab zur Ablaufrolle in Abhängigkeit von der Winkelstellung
der Wickelvorrichtung ermittelt wird, in einem
Datenspeicher gespeichert und entsprechend normiert zur
Steuerung der Umdrehungsgeschwindigkeit der Ablaufrolle
verwendet wird.
Das vorgenannte Verfahren wird üblicherweise so eingeleitet,
daß zur Ermittlung der Wertesequenz ein Umlauf
mit geringerer Winkelgeschwindigkeit erfolgt als später
die Winkelumläufe im Betriebszustand durchgeführt werden.
Die Wertesequenz wird beispielsweise durch einen Spannungstaster
ermittelt. Die zu steuernde Umlaufgeschwindigkeit
ist direkt proportional der im jeweiligen Wickelzustand
ermittelten Spannung. Während des Betriebszustandes
wird die Spannung dann selbstverständlich nicht mehr
gemessen, sondern der Spannungsgeber oder -taster außer
Eingriff geschaltet. Die vorgeschlagene Verfahrensweise
wird üblicherweise auch digital durchgeführt. Jedoch
sind die Zahl der Inkremente der schrittweisen Abtastung
so groß zu wählen, beispielsweise 2¹⁰ pro 360° Umlauf,
daß eine praktisch völlig kontinuierliche Steuerung
vorgenommen wird. Der Hauptvorteil besteht allerdings in
der sehr schnellen Möglichkeit, die Querschnittskontur
des jeweiligen Packstückes abzutasten.
Normalerweise werden die Packstücke während des Wickelns
durch die Umlaufbahn der Wickelvorrichtung vorgeschoben.
Dabei ist auch möglich, daß sich die Querschnittskontur
über die Vorschublänge des Packstückes ändert. Falls gewünscht,
kann demnach jeweils nach 5 oder 20 oder beliebigen
n Umläufen immer wieder ein Steuerungsumlauf vorgenommen
werden, der eine neue Wertesequenz ergibt, die
dann für die folgenden fünf (als Beispiel) bis n
Umläufen Gültigkeit hat.
Wesentlich ist weiterhin, daß mit dem vorstehenden Verfahren
eine äußerst schonende und trotzdem effiziente
Nutzung der Folienbahn möglich ist. Der Ablaufrolle vorgeschaltet
werden kann ein Reckwerk, das die Ablaufrolle
auch einbezieht. Hierzu sind zwei Rollen erforderlich,
die in einem bestimmten Verhältnis zueinander umlaufen
und nacheinander von der Folienbahn umfaßt werden. Auch
diese Möglichkeit ist durch die Steuerung in einfacher
Weise zu realisieren, da die beiden Rollen jeweils in
genauer erforderlicher Abhängigkeit rotieren können.
Im übrigen ähnelt die Vorrichtung bekannten Wickelvorrichtungen,
wie sie bekannt sind.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung
dargestellt. Die Figuren zeigen im einzelnen:
Fig. 1 in schematischer Ansicht eine Vorrichtung zur
Durchführung des Verfahrens im Bereich des Umlaufes,
Fig. 2 zeigt eine bestimmte Packform und die dafür
erforderliche prozentuale Vorschubänderung Γ.
Die Fig. 1 zeigt in Draufsicht eine Vorrichtung zum
Umwickeln von Packstücken 1. Die Vorrichtung weist eine
Rollen-Führeinrichtung 2 auf, mit der von einer Vorratsrolle
4 eine Folienbahn 3 abgezogen werden kann. Die
Vorratsrolle 4 ist zusammen mit einer Wickelvorrichtungen
5 um die Rollen-Führeinrichtung 2 drehbar. Die Wickelvorrichtung
5 besteht aus einer Basisplatte 6, auf der sich
zwei angetriebene Rollen, nämlich eine Ablaufrolle 7 und
eine Zulaufrolle 8, befinden. Die beiden Rollen werden
durch ein (nicht dargestelltes) Getriebe in ihrer gegenseitigen
Umdrehungsgeschwindigkeit in einem festgelegten
Verhältnis gedreht. Die Folienbahn 3 umläuft zunächst
die Zulaufrolle 8 und dann in einer S-Schlinge die Ablaufrolle
7. Die Rollenantriebe sind üblicherweise
Hydraulikmotoren oder Elektromotoren, die von außen
gesteuert werden können. Anschließend gelangt die
Folienbahn 3 über eine Tastenrolle 9 mit der die
Spannung der Folienbahn 3 abgetastet werden kann.
Die Rotation der Wickelvorrichtung zusammen mit der Vorratsrolle
geschieht in üblicher Weise um die Rollen-
Führeinrichtung 2. Entsprechende Vorrichtungen sind aus
dem Stand der Technik, wie eingangs zitiert, zu entnehmen.
Zur Durchführung des Verfahrens wird mit langsamer Umlaufgeschwindigkeit,
also beispielsweise mit einer Umlaufgeschwindigkeit
von 1/10 Umdrehung pro Sekunde zunächst
eine Wertesequenz aufgestellt, die dem Querschnitt
des Packstückes 1 entspricht. Dies geschieht
dadurch, daß die Folienbahn an das Packstück 1 angesetzt
wird. Die Tasterrolle 9 wird auf die Folie aufgesetzt
und in einer bestimmten Mittelstellung gehalten. Die
Tasterrolle 9 ist mit einem Tastarm 10 verbunden, der um
einen Drehpunkt 11, der sich an der Basisplatte 6 befindet,
drehbar ist und über eine Kulissen-Kontur 12 verbunden
ist. Über einen weiteren Tastarm 13 wird die Stellung
des Tastarms 10 bzw. der Tastrolle 9 in einen Wegaufnehmer
14 eingegeben. Je größer die Spannung des
Folienbandes 3 ist, um so geringer wird die Tastrolle 9
das Band nachstraffen können und um so geringer ist der
Ausschlag des Weggebers 14. Bei einem Umlauf kann demnach
abhängig von der jeweiligen Winkelstellung Φ die
Spannung gemessen werden.
Ein solches Diagramm zeigt der untere Teil der Fig. 2.
Hierbei ergibt sich eine Wertesequenz von beispielsweise
1024 Werten, die in einem Umlauf der Wickelvorrichtung
gewonnen werden. Diese Wertesequenz wird in einem
elektronischen Datenspeicher gespeichert. Anschließend
beschleunigt sich die Umdrehungsgeschwindigkeit der
Wickelvorrichtung 5 und das Packstück 1 wird durch die
Rollen-Führeinrichtung vorgeschoben. Dabei wird sequentiell
von dem genannten Datenspeicher die Wertesequenz
normiert zur Steuerung der Umdrehungsgeschwindigkeit der
Ablaufrolle 7 verwendet. Wie bereits eingangs gesagt,
ist die prozentuale Vorschubänderung Γ der Ablaufrolle 7
von einer mittleren Geschwindigkeit direkt proportional
den Spannungsänderungswerten, wie sie beim ersten
"Probeumlauf" gefunden werden. Unmittelbar nach dem
ersten Umlauf wird der Tastarm 10 aus dem Kontaktbereich
mit dem Folienband 3 herausgeschwenkt in die Stellung E.
Es sei aber nicht ausgeschlossen, daß der Tastarm noch
in Kontakt verbleibt und beispielsweise dazu benutzt
wird, unerwartete Änderungen oder gröbere Fehler
festzustellen, beispielsweise Riß des Folienbandes oder
unerwartete Spannungserhöhung, beispielsweise durch
Auswanderung des Packstückes 1 aus dem Koordinatenkreuz,
wie in Fig. 2 festgelegt. Wesentlich ist, daß die
Drehgeschwindigkeit der Ablaufrolle 7 der Wertesequenz
folgend in sehr kleinen Inkremente steuerbar ist und
damit dafür sorgt, daß die Spannung des Folienbandes
genau eingehalten wird. Hierbei können auch sehr unregelmäßige
Querschnitte, beispielsweise ein Kasten mit überstehenden
Flaschenhälsen, wie er als Packstück 1 dargestellt
ist, erfaßt werden.
Es ist auch möglich, jeweils zu Beginn eines neuen Packstückes
oder in der Mitte von längeren Packstücken erneut
eine Wertesequenz aufzunehmen, um diese dann den
weiteren Wickelumläufen zugrunde zu legen. Demnach ist
es für das vorliegende Verfahren auch möglich, jeweils
nicht genau im Ursprung des Koordinatenkreuzes liegende
Packstücke zu erfassen, da die Wertesequenz jeweils unabhängig
von der auf einen Mittelpunkt bezogenen Kontur
des Packstückes ermittelt wird.
In der Zeichnung ist der Datenspeicher 15 nur schematisch
dargestellt. Derartige Datenspeicher sind selbstverständlich
aus der elektronischen Datenverarbeitung
bekannt. Es soll aber nicht ausgeschlossen werden, daß
sich als Datenspeicher beispielsweise auch Lochstreifen
oder dergleichen eignen. Wesentlich ist weiterhin, daß
die Ablaufrolle 7 und die Zulaufrolle 8 derart miteinander
gekoppelt sind, daß ein festes Drehzahlverhältnis
der beiden Rollen zur Erzeugung einer Foliendehnung zwischen
den beiden Rollen erzeugbar ist. Derartige Reckwerke
sind jedoch an sich bekannt, lassen sich jedoch in
vorteilhafter Weise in eine Vorrichtung der vorgenannten
Art integrieren.
Die jeweils zu verwendenden Umdrehungszahlen sind abhängig
von der Art und Qualität des Folienbandes 3. Dessen
Parameter, wie beispielsweise Elastizitätsmodul, Reckfähigkeit,
Rückstellkraft und dergleichen sind selbstverständlich
in allen Einzelheiten bekannt und können
daher mit wenigen empirischen Versuchen für das vorgenannten
Verfahren umgesetzt werden in eine Abhängigkeitskurve
Γ=f (Φ).
Das Verfahren kann vorteilhafterweise auch dadurch abgewandelt
werden, daß die für die Steuerung der Ablaufrolle
(7) benötigte Wertesequenz nach Eingabe von bekannten,
z. B. früher gemessenen Packstückabmessungen,
z. B. über eine Tastatur in die Maschinensteuerung von
dieser errechnet, in einen Datenspeicher gespeichert und
zur Steuerung der Umdrehungsgeschwindigkeit der Ablaufrolle
verwendet wird. Derartige Packstückabmessungen
können beispielsweise auch durch berührungslos
arbeitende Meßeinrichtungen aufgenommen werden.
Claims (6)
1. Verfahren zum Wickeln einer Folienbahn um ein Packstück,
das einen Querschnitt besitzt, der während des
Wickelns Änderungen in der zeitlich benötigten Länge
an Folienbahn hervorruft, mit einer um das Packstück
rotierenden Wickelvorrichtung, die wenigstens eine
Ablaufrolle umfaßt, die entsprechend einer dem Querschnitt
des Packstücks entsprechenden Wertesequenz in
ihrer Drehzahl steuerbar ist und die zeitlich benötigte
Länge an Folienbahn gesteuert abgibt,
dadurch gekennzeichnet, daß die für die Steuerung der
Ablaufrolle (7) benötigte Wertesequenz in wenigstens
einem ersten Umlauf der Wickelvorrichtung (5) mittels
Spannungsmessung an der Folienbahn stromab zur Ablaufrolle
(7) in Abhängigkeit von der Winkelstellung Φ
der Wickelvorrichtung (5) ermittelt wird, in einem
Datenspeicher (15) gespeichert und entsprechend normiert
zur Steuerung der Umdrehungsgeschwindigkeit der
Ablaufrolle (7) verwendet wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß der oder die zur Ermittlung der Wertesequenz erfolgenden
Umläufe mit geringerer Winkelgeschwindigkeit
als die Wickelumläufe im Betriebszustand erfolgen.
3. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch
1 oder 2, mit einer steuerbar angetriebenen
Ablaufrolle (7) und einer Vorrichtung zur Erzeugung
einer Wertesequenz für die Steuerung der Ablaufrollen-
Drehgeschwindigkeit, dadurch gekennzeichnet, daß
stromab zur Ablaufrolle (7) ein das Folienband (3)
kontaktierender Spannungstaster (9, 10) angebracht
ist, der mittels Signalwandler die bei Umlauf der
Ablaufrolle auftretenden Spannungen als Wertesequenz
in Abhängigkeit vom Umlaufwinkel Φ erfaßt, sowie
mit einem Datenspeicher (15), der die Wertesequenz
speichert und im Betriebszustand als die Ablaufrollen-
Drehgeschwindigkeit steuernde normierte Signale
abgibt.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,
daß die für die Steuerung der Ablaufrolle (7) benötigte
Wertesequenz nach Eingabe von Packstückabmessungen,
z. B. über eine Tastatur, in die Vorrichtung
zur Erzeugung der Wertefrequenz von dieser errechnet,
im Datenspeicher (15) gespeichert und zur Steuerung
der Umdrehungsgeschwindigkeiten der Ablaufrolle (7)
verwendet wird.
5. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,
daß die Packstückabmessungen von bekannten
berührungslos arbeitenden Meßeinrichtungen
aufgenommen werden.
6. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,
daß der Spannungstaster (9, 10) in eine kontaktfreie
Stellung verfahrbar ist.
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