DE4003192A1 - Verfahren und vorrichtung zur zufuehrung einer materialbahn zu einer ver- bzw. bearbeitungsmaschine, insbesondere verpackungsmaschine - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung des An­ triebes einer Bobine aus fortlaufender Material-Bahn, vor­ zugsweise Verpackungsmaterial-Bahn, von der Zuschnitte nacheinander abgetrennt und einer Ver- bzw. Bearbeitungs­ maschine, insbesondere einer Verpackungsmaschine bzw. einem Faltaggregat (Faltrevolver) derselben, zugeführt werden, wobei die Materialbahn einen Materialspeicher bil­ det.

Des weiteren betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur Zuführung einer Materialbahn zu einer Ver- bzw. Bearbei­ tungsmaschine mit einem Motor zum Antrieb einer Bobine der Materialbahn in abwickelndem Sinne und mit einem Material­ (Bahn-)Speicher, durch den die (abgewickelte) Materialbahn hindurchförderbar ist, insbesondere auch zur Durchführung des vorgenannten Verfahrens.

Bei der obengenannten Vorrichtung bzw. dem obengenannten Verfahren besteht ein Problem bei der Zuführung der Materi­ albahn zur Be- bzw. Verarbeitungsmaschine darin, daß die Be- bzw. Verarbeitungsmaschine, insbesondere Verpackungs­ maschine, in der Regel in unterschiedlichen Betriebszustän­ den betrieben wird, die einander oftmals häufig und schnell abwechseln. Als Betriebszustände der Maschine kommen beispielsweise Stillstand, Normallauf, (kurzzeiti­ ger) Overspeed-Betrieb oder (kurzzeitiger) Kriechgang in Betracht.

Trotz dieser wechselnden Betriebszustände der Be- bzw. Ver­ arbeitungsmaschine muß diese jedoch in jedem der Betriebs­ zustände immer ausreichend mit Material versorgt werden. Diese ausreichende Versorgung kann grundsätzlich dadurch sichergestellt werden, daß zwischen der Bobine und der Be­ bzw. Verarbeitungsmaschine ein Materialspeicher als Puffer ausgebildet wird. Je nach Aufnahmekapazität des Material­ speichers kann dann die Bobine mit einer gewissen zeit­ lichen Verzögerung auf den jeweiligen Bedarf der Maschine reagieren und den Materialspeicher entsprechend des Be­ darfs (wieder-)auffüllen.

Dennoch muß die Bobine die Betriebszustände bei Vorhanden­ sein eines Materialspeichers, wenn auch vielleicht zeitver­ zögert, entsprechend der Betriebszustände der nachfolgen­ den Maschine nachmachen.

Dies wird aber insbesondere dann problematisch, wenn es sich um eine schwere Bobine handelt, bei der zur Änderung der Betriebszustände relativ große Beschleunigungen aufge­ bracht werden müssen. Die schwere Bobine besitzt dabei eine Massenträgheit, die ein unmittelbares, wenn auch zeit­ verzögertes Reagieren auf den Bedarf der Maschine bzw. der Betriebszustände der Maschine kaum oder gar nicht möglich macht.

Insbesondere werden schwere Bobinen im Zusammenhang mit Verpackungsmaschinen betrieben, wenn beispielsweise Ver­ packungsmaterial aus dünnem Karton zu Verpackungen verar­ beitet werden soll. Bei derartigen Verpackungsvorgängen ist es bekannt, die Materialbahn bereits in Verpackungszu­ schnitte zu unterteilen, wobei die einzelnen Zuschnitte über Restverbindungen miteinander verbunden bleiben und somit weiterhin als Materialbahn auf einer Bobine bereit­ gestellt werden können. Erst im Bereich der Verpackungs­ maschine werden dann die einzelnen Zuschnitte von der Materialbahn abgetrennt, beispielsweise durch Abreißen oder Abscheren. Im Zusammenhang mit diesem Stand der Technik wird auf die DE-OS 37 16 897, DE-OS 37 35 674 und DE-OS 37 35 675 verwiesen.

Um das im vorhergehenden geschilderte Problem, welches durch das relativ hohe Eigengewicht der anzutreibenden Bobine verursacht wird, nach Möglichkeit zu umgehen bzw. zu vermeiden, ist es wünschenswert, die Bobine, weitgehend unabhängig von den Betriebzuständen der nachfolgenden Maschine, möglichst kontinuierlich anzutreiben.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, das gat­ tungsgemäße Verfahren dahingehend weiterzuentwickeln, daß eine Auffüllung des Materialspeichers mit Materialbahn von der Bobine, weitgehend unabhängig von den Betriebszustän­ den der nachfolgenden Maschine, möglichst kontinuierlich erfolgen kann.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Inhalt des Materialspeichers (fortlaufend) ermittelt wird und der Antrieb der Bobine nach Maßgabe des Speicherin­ halts gesteuert wird, derart, daß ein minimaler Speicher­ inhalt nicht unterschritten und ein maximaler Speicherin­ halt nicht überschritten wird.

Die erfindungsgemäße Steuerung des Antriebes der Bobine er­ möglicht mit Vorteil und in überraschend einfacher Weise, daß die Bobine zur Auffüllung des Materialspeichers, prak­ tisch unabhängig von den Betriebszuständen der nachfolgen­ den Maschine, ständig kontinuierlich drehend angetrieben werden kann, zwar unter Umständen mit mäßig wechselnden Geschwindigkeiten, aber weitgehend ohne Unterbrechungen. Insbesondere ein aufwendiges Anhalten bzw. Wiederanfahren der Bobine kann so weitgehend vermieden werden.

Das erfindungsgemäße Verfahren sieht vorzugsweise vor, daß der Speicherinhalt des Materialspeichers sowohl selbst ge­ messen wird als auch (zusätzlich) dadurch ermittelt wird, daß registriert wird, welche Materialmenge in den Material­ speicher eingegeben und welche Materialmenge demgegenüber aus dem Materialspeicher entnommen wird. Die Ermittlung des Speicherinhaltes selbst kann dabei beispielsweise durch Wiegen oder durch Messen der Bahnlänge der im Speicher befindlichen Materialbahn geschehen. Vorzugsweise wird die Materialbahn in zick-zack-förmigen Lagen in den Materialspeicher eingegeben, so daß der Speicherinhalt auch dadurch erfaßt werden kann, daß die Anzahl der Lagen ermittelt wird. Eine solche zick-zack-förmige Einbringung der Materialbahn ist insbesondere bei Materialbahnen vor­ teilhaft und in einfacher Weise durchführbar, die bereits in Zuschnitte unterteilt sind, welche über Restverbindun­ gen noch aneinanderhängen, da im Bereich dieser Restverbin­ dungen Schwächungen ausgebildet sind, die ein Knicken der Materialbahn erleichtern.

Durch die Ermittlung des Speicherinhaltes einerseits durch den Vergleich der Ein- und der Ausgabe des Speichers und andererseits durch die mehr direkte Ermittlung des Speicherinhaltes ist eine optimale Steuerung des Antriebes der Bobine möglich.

Vorzugsweise wird bei dem erfindungsgemäßen Verfahren dann, wenn ein vorbestimmter intermediärer Speicherinhalts­ wert zwischen dem minimalen und dem maximalen Speicherin­ halt unterschritten wird, die Ausförderung aus dem Speicher entweder nicht freigegeben oder es wird zumindest die Einförderung schneller durchgeführt als die Ausförde­ rung, bis der vorbestimmte intermediäre Wert überschritten ist. Die Bobine wird somit vorzugsweise mit einer Geschwin­ digkeit angetrieben, die ihrer Größe nach abhängig ist vom Füllgrad des Materialspeichers. Dabei wird der Antrieb der Bobine so lange wie möglich aufrechterhalten, d. h. konti­ nuierlich durchgeführt, wenn auch mit veränderlicher Ge­ schwindigkeit. Die Bobine wird vorzugsweise nur dann ange­ halten, wenn der Materialspeicher vollständig gefüllt ist und eine Ausförderung aus dem Materialspeicher nicht er­ folgt. Selbstverständlich können auch gewisse Not-Halt-Si­ tuationen vorgesehen sein, beispielsweise bei einem Riß der Materialbahn.

Zur exakten Ermittlung des Speicherinhaltes werden bei be­ vorzugten Ausführungsbeispielen Walzen zum Einfördern der Materialbahn in den Speicher und zum Ausfördern aus dem Speicher verwendet, wobei die ein- bzw. ausgeförderte Materialmenge, speziell Materialbahnlänge, durch Regi­ strierung der Drehbewegung der Walzen unter Berücksichti­ gung des Walzenumfanges registriert wird. Hierzu können an sich bekannte Drehimpulsgeber verwendet werden. Beispiels­ weise können mittels eines solchen Drehimpulsgebers 1000 Impulse pro einer Umdrehung einer Walzen abgegeben werden.

Der tatsächliche Speicherinhalt wird auf direkterem Wege vorzugsweise mittels optischer Sensoren ermittelt, wobei vorzugsweise jeder Lage der im Speicher zick-zick-förmig gefalteten Materialbahn ein Sensorenpaar zugeordnet ist. Insbesondere dann, wenn der Materialspeicher lotrecht aus­ gebildet ist, bildet sich durch das Eigengewicht der Lagen im Materialspeicher ein Lagenstapel, dessen jeweilige Ober­ kante gegebenenfalls auch mit einer geringeren Anzahl von Sensoren ermittelt werden kann.

Alternativ kann der Speicher bzw. der Speicherinhalt ge­ wogen werden, was sich insbesondere bei einer waagerechten Orientierung des Speichers empfiehlt.

Weitere vorteilhafte Durchführungsformen des erfindungsge­ mäßen Verfahrens ergeben sich aus den Patentansprüchen 2 bis 17.

Eine erfindungsgemäße Vorrichtung zeichnet sich aus durch eine Steuerung für den Motor für die Bobine, welche Erfas­ sungsmittel zur Erfassung des Speicherinhaltes umfaßt und mittels welcher der Motor nach Maßgabe des (fortlaufend) ermittelten Speicherinhaltes steuerbar ist, derart, daß ein minimaler Speicherinhalt nicht unterschritten und ein maximaler Speicherinhalt nicht überschritten wird.

Mittels einer solchen erfindungsgemäßen Vorrichtung kann insbesondere das erfindungsgemäße Verfahren durchgeführt werden.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung umfaßt vorzugsweise För­ derorgane zum Einfördern der Materialbahn in den Speicher und zum Ausfördern aus dem Speicher, deren Bewegung zur mehr indirekten Ermittlung des Speicherinhaltes erfaßt werden kann. Bevorzugt sind Walzen, Schub- bzw. Zugwalzen, als Förderorgane vorgesehen, mit Drehzahlmessern bzw. Dreh­ impulsgebern als Meßorgane.

Zur direkteren Bestimmung des tatsächlichen Speicherin­ haltes können dem Speicher Sensoren zugeordnet sein, vor­ zugsweise optische Sensoren zum Abtasten von Lagen der Materialbahn oder Wägesensoren bzw. Wägeelemente zum Wiegen des gesamten Speicherinhaltes.

Bevorzugte Aus- und Weiterbildungen sind darüber hinaus den Patentansprüchen 19 bis 35 entnehmbar.

Ausführungsbeispiele, aus denen sich weitere erfinderische Merkmale ergeben, sind in der Zeichnung dargestellt. Es zeigen schematisch:

Fig. 1 einen Ausschnitt einer erfindungsgemäßen Zu­ führungsvorrichtung mit einer angetriebenen Bo­ bine, Förderwalzen und einem Materialspeicher in der Seitenansicht,

Fig. 2 eine teilgeschnittene Ansicht der Vorrichtung gemäß Fig. 1 entlang der in Fig. 1 mit II-II be­ zeichneten strichpunktierten Linie,

Fig. 3 ein weiteres, vereinfachtes Schema der Vorrich­ tung gemäß Fig. 1,

Fig. 4 ein vereinfachtes Schema gemäß der Fig. 3 eines zweiten Ausführungsbeispieles einer erfindungs­ gemäßen Zuführungsvorrichtung,

Fig. 5 einen Ausschnitt aus dem Materialspeicher gemäß Fig. 1 in vergrößertem Maßstab,

Fig. 6 einen Schnitt durch den Ausschnitt des Material­ speichers gemäß Fig. 5 entlang der in Fig. 5 mit VI-VI bezeichneten strichpunktierten Linie,

Fig. 7 ein Blockschaltbild eines ersten, weitgehend analog arbeitenden Ausführungsbeispiels einer Steuerung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung, und

Fig. 8 ein Blockschaltbild eines zweiten Ausführungs­ beispieles einer weitgehend digital arbeitenden Steuerung entsprechend Fig. 7.

Fig. 1 zeigt einen Ausschnit aus einer erfindungsgemäßen Zuführungsvorrichtung zur Zuführung einer Materialbahn, speziell einer Verpackungsmaterialbahn, zu einer nicht dar­ gestellten Verpackungsmaschine in einer Seitenansicht.

Die Materialbahn 10 wird von einer Bobine 11 abgezogen, die über einen Antriebszapfen 12 drehend angetrieben wird.

Zu seinem eigenen Antrieb weist der Antriebszapfen ein Zahnrad 13 auf, welches mit einem Ritzel 14 einer Welle 15 eines Motorantriebes 16 (Fig. 2) kämmt. Der Motorantrieb 16 ist an einem Maschinenrahmen 17 angeordnet.

Die Materialbahn 10 wird von der sich drehenden Bobine 11 mittels eines Walzenpaares 18, 19 abgezogen und in ein Speichergehäuse 20 für einen Materialspeicher der Material­ bahn 10 eingeschoben. Dabei fungiert die angetriebene Walze 18 als Schubwalze. Die Walze 19 kann als drehende Andrückwalze ausgebildet sein.

Die Materialbahn 10 wird in Zick-Zack-Lagen 21 von dem Walzenpaar 18, 19 in das Speichergehäuse 20 eingeschoben.

Im Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 ist das Speicherge­ häuse 20 lotrecht orientiert, so daß sich aufgrund des Eigengewichtes der Lagen 21 ein Lagenstapel mit einer er­ kennbaren Oberkante bildet.

Zur Ausförderung der Materialbahn 10 aus dem Speicherge­ häuse 20 ist ein Zugwalzenpaar 22, 23 vorgesehen. Von diesen Walzen ist die Walze 22 eine angetriebene Zugwalze, während die Walze 23 eine mitlaufende Andrückwalze ist.

Über weitere Förderorgane, insbesondere Förderwalzen 24 wird die Materialbahn 10 zur nicht dargestellten Verpac­ kungsmaschine weitergefördert.

Die beiden angetriebenen Walzen 18 und 22 weisen Drehim­ pulsgeber auf, über die die Drehbewegung dieser Walzen registriert wird. Vorzugsweise werden Drehimpulsgeber ver­ wendet, die 1000 Impulse pro Umdrehung der Walze abgeben.

Über einen Vergleich der so ermittelten Drehbewegungen der beiden Walzen 18 und 22 miteinander kann der Speicherin­ halt des Speichergehäuses 22 ermittelt werden. Zur zusätz­ lichen direkteren Ermittlung des Speicherinhaltes sind Sensoren bzw. Meßorgane vorgesehen, die insbesondere im Zu­ sammenhang mit den Fig. 4 bis 6 näher erläutert werden.

Die Materialbahn 10 ist in der Fig. 1 einmal mit durchge­ zogener Linie bei annähernd voller Bobine und einmal mit strichpunktierter Linie bei annähernd leerer Bobine (Bezugszahl 10′) angedeutet.

Das Speichergehäuse 20 ist weitgehend kastenförmig ausge­ bildet, wobei im Ausführungsbeispiel gemäß der Fig. 1 die untere und die obere Stirnseite zur Hindurchförderung der Materialbahn 10 offen ist. Im Bereich dieser Stirnseiten weist das Speichergehäuse 20 jeweils ein Paar von Auslauf­ teilen 25 auf. Diese Auslaufteile 25 ragen in Richtung auf die Walzen 18, 19 bzw. 22, 23 vor und gewährleisten eine sichere und exakte Zuführung bzw. Abführung der Material­ bahn.

Aus der Darstellung der Fig. 2 ist entnehmbar, daß die Aus­ laufteile 25 zungenartig ausgeformt sind. Die Walzen 18, 19 und 22, 23 weisen Eindrehungen 26 auf, in die die Aus­ laufteile 25 etwa tangential einragen.

In einer bzw. in zwei einander gegenüberliegenden Seiten­ wandungen weist das Speichergehäuse 20 einen durchgehenden Schlitz 27 auf, der sich in Förderrichtung der Material­ bahn 10 erstreckt und durch den die Lagen 21 der Material­ bahn 10 im Speichergehäuse 20 beobachtbar sind.

In der Fig. 2 sind außerdem Antriebsorgane 28 und 29 für die Walzen 18 und 22 angedeutet.

Die Fig. 3 zeigt noch einmal in etwa das Ausführungsbei­ spiel gemäß der Fig. 1 in schematischerer Darstellung. In dieser schematischeren Darstellung wird die Topologie der Materialbahn-Zuführung deutlicher gemacht. Das Speicherge­ häuse 20 ist wieder weitgehend lotrecht angeordnet. Dem Speichergehäuse 20 zugeordnet ist ein Meßorgan 30 angedeu­ tet, welches eine Reihe von übereinander angeordneten Sensoren umfaßt.

Fig. 4 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel einer erfin­ dungsgemäßen Zuführungsvorrichtung in einer schematisier­ ten Darstellung, die der Darstellung der Fig. 3 ent­ spricht. Die Ausführungsform gemäß der Fig. 4 unterschei­ det sich von der Ausführungsform gemäß der Fig. 3 im wesentlichen dadurch, daß das Speichergehäuse 20 waage­ recht angeordnet ist. Die Lagen 21 der Materialbahn 10 im Speichergehäuse 20 bilden bei dieser Orientierung des Speichergehäuses 20 keinen Lagenstapel mit erkennbarer Oberkante. Dem Speichergehäuse 20 ist daher ein Meßorgan 31 zugeordnet, welches ein Wägeelement bzw. eine Wiegeein­ richtung umfaßt. Bei dieser Ausbildungsform der Vorrich­ tung wird der Speicherinhalt somit wiegend erfaßt.

Die Fig. 5 und 6 zeigen einen Bereich des Speichergehäuses 20 gemäß der Ausführungsform der Fig. 1.

Im Inneren des Speichergehäuses 20 ist eine Vielzahl von Sensoren 32a und 32b angeordnet. Die Sensoren 32a,b sind übereinander angeordnet, und zwar in einem Abstand zueinan­ der, der etwa dem Abstand zweier Lagen 21 in dem sich im Speichergehäuse 20 ausbildenden Lagenstapel entspricht.

Einander gegenüberliegend sind jeweils ein Sender 32a und ein Empfänger 32b als Sensoren angeordnet. Dabei sind die einander zugeordneten Sensoren 32a, b etwas höhenversetzt zueinander angeordnet, so daß ein vom Sender 32a ausge­ sandter Prüfstrahl 33 etwas spitzwinklig (Winkel 34) zur jeweils benachbarten Faltkante 35 der Lagen 21 der Materi­ albahn 10 verläuft. Hierdurch wird gewährleistet, daß jeder Prüfstrahl 33 im Höchstfalle eine Faltkante 35 schneidet, die somit vom Empfänger 32b erfaßt wird. Damit ist es möglich, mit Hilfe der Sensoren 32a und b die An­ zahl der Lagen 21 der Materialbahn 10 im Speichergehäuse 20 zu ermitteln, wenigstens die Lagen 21, die Zusammen auf­ grund des Eigengewichtes der Materialbahn 10 einen Lagen­ stapel bilden.

Die gezeigte zick-zack-förmige Faltung und Lagenbildung der Materialbahn 10 ist insbesondere in einfacher Weise bei Materialbahnen durchführbar, die bereits in einzelne Zuschnitte unterteilt sind, welche aber über Restverbindun­ gen noch aneinanderhängen, da im Bereich dieser Restverbin­ dungen die Materialbahn 10 derart geschwächt ist, daß in diesem Bereich leicht eine Faltkante 35 ausgebildet werden kann, so daß jede Lage 21 von einem Zuschnitt gebildet wird.

Die Fig. 7 und 8 zeigen Blockschaltbilder für eine Steue­ rung der erfindungsgemäßen Zuführungsvorrichtung, über die der Antrieb 16 der Bobine 11 gesteuert wird. Dabei umfas­ sen die Steuerungen jeweils die Meßorgane 30 bzw. 31.

Die Steuerung gemäß Fig. 7 wird weitgehend analog betrie­ ben während die Steuerung gemäß Fig. 8 weitgehend digital betrieben wird. Dabei ist die erste Schaltung einem Sen­ sor-Meßorgan 30 und die zweite Schaltung einem Wiege-Meß­ organ 31 zugeordnet worden. Es könnte auch eine umgekehrte Zuordnung erfolgen.

Außer dem Meßorgan 30 bzw. 31 umfassen die gezeigten Schal­ tungen als Signalgeber Drehimpulsgeber 36 und 37, die den Walzen 18 und 22 zugeordnet sind.

Das Ausgangssignal des Meßorgans 30 bzw. 31 wird einem Analog/Digital-Wandler 38 zugeführt. Bei der digital arbei­ tenden Schaltung gemäß der Fig. 8 werden die Signale der Drehimpulsgeber 36 und 37 sowie das Ausgangssignal des Ana­ log/Digital-Wandlers (ADC) Zählern 39..41 zugeführt. Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 7 werden diese Signale ohne Zähler unmittelbar weitergeführt.

Der Drehimpulsgeber 37 der Zugwalze 22 und das Meßorgan 30 bzw. 31 sind an Eingängen eines Summierers 42 angeschlos­ sen. Das Ausgangssignal des Summierers 42 und das Ausgangs­ signal des Drehimpulsgebers 36 der Schubwalze 18 werden auf die Eingänge eines Vergleichers 43 gegeben. Das Aus­ gangssignal des Vergleichers 43 wird einem Drehzahlregler 44 zugeführt, der den Motorantrieb 16 der Bobine 11 regelt. Außerdem ist dem Motorantrieb 16 über den Drehzahl­ regler 44 eine Motor-(Not-)Abschaltung 45 zugeordnet.

Das Ausgangssignal des Meßorgans 30 bzw. 31 wird außerdem einem Drehzahlregler 46 zugeführt, mit dem das Antriebs­ organ 29 der Zugwalze 22 angesteuert wird. Beim Ausfüh­ rungsbeispiel gemäß der Fig. 8 ist dem Drehzahlregler 46 ein Freigabeorgan 47 vorgeordnet.

In der Fig. 7 sind am Meßorgan 30 vier verschiedene Füll­ grad-Werte 48..51 für das Speichergehäuse 20 angedeutet. Dabei bedeutet die Marke 48 minimalen Füllgrad, die Marke 49 einen intermediären Füllgrad, die Marke 50 einen maxi­ malen Füllgrad und die Marke 51 eine vollständige Füllung des Speichergehäuses 20. Bei Erreichen dieser letzten Marke 51 erfolgt ein Signal an die Motor-Abschaltung 45 für einen Stopp des Motorantriebes 16 der Bobine 11.

Die erfindungsgemäße Zuführungsvorrichtung bzw. deren Steuerung arbeitet folgendermaßen: Mit Hilfe der Steuerung soll die Geschwindigkeit des An­ triebes, insbesondere einer relativ schweren Bobine an den teilweise intermittierenden Materialabzug zu einer Ver­ packungsmaschine angepaßt werden, und zwar mit möglichst geringen Geschwindigkeitsänderungen bzw. geringer Be­ schleunigung.

Sobald die Bobine 11 bzw. deren Antrieb 16 gestartet wird, wozu beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 8 noch ein Start­ schalter 52 vorgesehen ist, wird die Andrückrolle 19 gegen die Schubwalze 18 gepreßt bzw. die Andrückrolle 23 gegen die Zugwalze 22. Die Drehimpulsgeber 36 und 37 der Schub­ walze 18 und der Zugwalze 22 geben bei der Bewegung der Walzen 18, 22 Drehimpulse ab, vorzugsweise 1000 Impulse pro Umdrehung, wodurch die Drehbewegung der Walzen 18, 22 quantitativ erfaßt wird. Aus dieser Drehbewegung wird er­ mittelt, wieviel Material in das Speichergehäuse 20 einge­ geben und wieviel Material demgegenüber aus dem Speicher­ gehäuse 20 entnommen wird. Hieraus wird der Speicherinhalt des Speichergehäuses 20 ermittelt.

Außerdem wird der Speicherinhalt des Speichergehäuses 20 zusätzlich durch das Meßorgan 30 bzw. 31 ermittelt. Beide Messungen werden über den Summierer 42 miteinander ver­ knüpft.

Beim erstmaligen Anfahren der Vorrichtung wird zunächst die Bobine 11 und die Schubwalze 18 bei leerem Speicherge­ häuse 20 so lange alleine angetrieben, ohne die Zugwalze 22, bis die intermediäre Marke 49 erreicht ist. Damit hat der Speicher einen Füllgrad erreicht, bei dem sich beim Starten der Materialabnahme mit relativ hoher Beschleuni­ gung die Bobine mit relativ niedriger Beschleunigung der Abnahmegeschwindigkeit angleichen kann, ohne daß der Speicher leer wird.

Sobald die intermediäre Marke 49 erreicht wird, wird das Antriebsorgan 29 für die Zugwalze 22 gestartet und somit die Entnahme bzw. Ausförderung aus dem Speichergehäuse 20 freigegeben. Danach wird der Antrieb 16 der Bobine 11 ab­ hängig vom Füllgrad des Speichergehäuses 20 betrieben, und zwar in den Grenzen der Marken 48 und 50 für den minimalen bzw. maximalen Füllgrad. Wird nämlich die intermediäre Marke 49 unterschritten, so wird die Geschwindigkeit der Bobine 11 um das Maß der Unterschreitung dieser Marke er­ höht bis diese Marke 49 wieder erreicht bzw. überschritten wird. Wird die Marke 49 überschritten, so wird die Bobine um ein entsprechendes Maß verlangsamt. Auf diese Weise wird gewährleistet, daß der Füllgrad weitgehend im Bereich der intermediären Marke 49 gehalten wird.

Dabei wird der variable Geschwindigkeitsanteil der Bobine 11 vorzugsweise auf eine Grundgeschwindigkeit der Bobine aufaddiert.

Wird die minimale Marke 48 erreicht, so wird zwingend der Antrieb 29 der Zugwalze 22 für die Ausförderung abgeschal­ tet. Wird dagegen die maximale Marke 50 erreicht und über­ schritten, so schaltet der Antrieb 16 der Bobine 11 in einen Schleichgang bis die Marke 51 vollständiger Füllung des Speichergehäuses 20 erreicht wird. Wird bei Erreichen dieser Marke 51 (immer noch) keine Ausförderung aus dem Speichergehäuse 20 vorgenommen, so schaltet der Antrieb 16 über die Motor-Abschaltung 45 ab.

Motorabschaltungen durch die Motor-Abschaltung 45 können beispielsweise auch bei Materialbahn-Riß oder dergleichen Notsituationen vorgesehen sein.

Bezugszeichenliste

10 Materialbahn
10′ Materialbahn
11 Bobine
12 Antriebszapfen
13 Zahnrad
14 Ritzel
15 Welle
16 Motorantrieb
17 Maschinenrahmen
18 Schubwalze
19 Andrückwalze
20 Speichergehäuse
21 Lagen von 10 im Speicher
22 Zugwalze
23 Andrückwalze
24 Förderwalze
25 Auslaufteile
26 Eindrehungen
27 Schlitz
28 Antriebsorgan von 18
29 Antriebsorgan von 22
30 Meßorgan (Sensorleiste)
31 Meßorgan (Wägeelement)
32a Sensor
32b Sensor
33 Prüfstrahl
34 Spitzwinkel
35 Faltkante
36 Drehimpulsgeber
37 Drehimpulsgeber
38 Analog/Digital-Wandler (ADC)
39 Zähler
40 Zähler
41 Zähler
42 Summierer
43 Vergleicher
44 Drehzahlregler
45 Motor-(Not-)Abschaltung
46 Drehzahlregler
47 Freigabeorgan
48 Füllgrad-Marken an 20
49 Füllgrad-Marken an 20
50 Füllgrad-Marken an 20
51 Füllgrad-Marken an 20
52 Startschalter

Claims (35)

1. Verfahren zur Steuerung des Antriebs einer Bobine aus fortlaufender Material-Bahn, vorzugsweise Verpackungs­ material-Bahn, von der Zuschnitte nacheinander abgetrennt und einer Ver- bzw. Bearbeitungsmaschine, insbesondere einer Verpackungsmaschine bzw. einem Faltaggregat (Falt­ revolver) derselben, zugeführt werden, wobei die Material­ bahn einen Materialspeicher bildet, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Inhalt des Material­ speichers (fortlaufend) ermittelt wird und der Antrieb der Bobine nach Maßgabe des Speicherinhalts gesteuert wird, derart, daß ein minimaler Speicherinhalt nicht unterschrit­ ten und ein maximaler Speicherinhalt nicht überschritten wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die in den Materialspeicher eingeförderte und die diesem entnommene Materialmenge gemessen und danach der Speicherinhalt ermittelt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Materialbahn durch Förderorgane in den Material­ speicher und aus diesem herausgefördert wird, wobei je­ weils die Förderbewegung der Ein- und Ausförderorgane quantitativ registriert und daraus der Speicherinhalt er­ mittelt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Materialbahn durch Schubwalzen in den Material­ speicher und durch Zugwalzen aus diesem herausgefördert wird, wobei die (Anzahl der) Umdrehungen sowohl der Schub­ walzen als auch der Zugwalzen gemessen und danach der Speicherinhalt ermittelt wird.

5. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehen­ den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Speicherin­ halt durch Messung mit wenigstens einem dem Materialspei­ cher zugeordneten Meßorgan bestimmt wird.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Materialbahn im Materialspeicherbehälter zick-zack-förmig angeordnet wird, wobei die Anzahl der neben- bzw. übereinander angeordneten Lagen der Material­ bahn bzw. der durch aufeinanderfolgende Lagen gebildete Füllstand zur Ermittlung des Speicherinhalts bestimmt wird.

7. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die im Materialspeicher befindliche Material­ menge mit Sensoren abgetastet wird.

8. Verfahren nach Anspruch 6 und 7, dadurch gekenn­ zeichnet, daß eine Mehrzahl über die Länge bzw. Höhe des Speicherbehälters angeordneter optischer Sensoren verwen­ det wird, deren Prüfstrahlen etwa parallel zu Faltkanten der Materialbahn ausgerichtet werden.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Prüfstrahlen zwischen Sender- und Empfänger-Sen­ soren unter einem spitzen Winkel zur Ebene der Lagen der Materialbahn ausgerichtet werden.

10. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß als Meßorgan ein Wägeelement verwendet wird und damit der Speicher bzw. der Speicherinhalt gewogen und ermittelt wird.

11. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausförderung von Material aus dem Materialspeicher nur freigegeben wird, wenn wenigstens ein vorbestimmter intermediärer Speicherinhalt, zwischen dem minimalen und dem maximalen Speicherinhalt vorhanden ist, oder zumindest bis zum Erreichen des intermediären Speicherinhalts die Einförderung schneller erfolgt als die Ausförderung.

12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebsgeschwindigkeit der Bobine abhängig (reziprok) vom Füllgrad des Materialspeichers gewählt bzw. eingesteuert wird, wobei vorzugsweise der intermediäre Speicherinhaltswert als Bezugsgröße genommen wird.

13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebsgeschwindigkeit der Bobine sich zusammen­ setzt aus der vom Füllgrad abhängigen Variablen plus einer Grundgeschwindigkeit als Konstanten.

14. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 13, da­ durch gekennzeichnet, daß die Bobine lediglich mit einer besonders langsamen Schleichgeschwindigkeit angetrieben wird, wenn der Füllgrad des Materialspeichers einen als maximal vorgegebenen Speicherinhaltswert erreicht bzw. überschreitet, und zwar bis zum Erreichen der vollständi­ gen Füllung des Materialspeichers.

15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Bobine angehalten wird, wenn der Materialspeicher völlig gefüllt ist und eine Ausförderung aus dem Material­ speicher nicht erfolgt.

16. Verfahren nach Anspruch 3 und 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das der quantität der Förderbewegung ent­ sprechende analoge oder digitale Ausgangssignal eines Sig­ nalgebers des Einförderorgans mit entsprechenden Signalen eines Signalgebers des Ausförderorgans und des dem Materialspeicher zugeordneten Meßorgans verglichen wird und daß zur Steuerung des Bobinenantriebs das Vergleichs­ ergebnis herangezogen wird.

17. Verfahren nach Anspruch 11 und 16, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Ausgangssignal des Signalgebers des dem Materialspeicher zugeordneten Meßorgans vor dem Start einer Ausförderung aus dem Materialspeicher im Hinblick auf den Füllgrad des Speichers geprüft wird.

18. Vorrichtung zur Zuführung einer Materialbahn, vor­ zugsweise von Verpackungsmaterial zur Bildung abtrennbarer Zuschnitte, zu einer Ver- bzw. Bearbeitungsmaschine, insbe­ sondere Verpackungsmaschine bzw. Faltaggregat (Faltrevol­ ver) derselben, mit einem Motor zum Antrieb einer Bobine der Materialbahn in abwickelndem Sinne und mit einem Material-(Bahn-)Speicher, durch den die (abgewickelte) Materialbahn hindurchförderbar ist, gekennzeich­ net durch eine Steuerung für den Motor (16) für die Bobine (11), welche Erfassungsmittel zur Erfassung des Speicherinhalts umfaßt und mittels welcher der Motor (16) nach Maßgabe des (fortlaufend) ermittelten Speicherinhalts steuerbar ist, derart, daß ein minimaler Speicherinhalt nicht unterschritten und ein maximaler Inhalt nicht über­ schritten wird.

19. Vorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeich­ net, daß Förderorgane zum Einfördern der Materialbahn (10) in den Speicher (20) und zum Ausfördern aus dem Speicher (20) vorgesehen sind, daß die Erfassungsmittel Meßorgane (Drehimpulsgeber 36, 37) umfassen, die den Förderorganen zur Messung der eingeförderten und der ausgeförderten Materialmenge zugeordnet sind und daß eine Vergleichsein­ richtung (43) vorgesehen ist, die die jeweiligen Ein- und Ausfördermengen zur Ermittlung des Speicherinhaltes mitein­ ander vergleicht.

20. Vorrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeich­ net, daß als Förderorgane Schub- bzw. Zugwalzen (18, 19 und 22, 23) vorgesehen sind und daß die diesen zugeordne­ ten Meßorgane Drehzahlmesser (36, 37) umfassen.

21. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 18 bis 20, da­ durch gekennzeichnet, daß die Erfassungsmittel wenigstens ein Meßorgan (30, 31) umfassen, welches dem Material­ speicher (20) zugeordnet ist und den Speicherinhalt mißt (Füllgradmesser).

22. Vorrichtung nach Anspruch 21, dadurch gekennzeich­ net, daß das Meßorgan (31) ein Wägeorgan ist.

23. Vorrichtung nach Anspruch 21, dadurch gekennzeich­ net, daß der Materialspeicher einen Speicherbehälter (20) umfaßt, der zur Aufnahme des Speichermaterials (Material­ bahn 10) in zick-zack-förmigen Lagen (21) bestimmt und ein­ gerichtet ist und daß das Meßorgan (30) zur Bestimmung der Anzahl der Lagen (21) im Speichergehäuse (20) ausgebildet ist.

24. Vorrichtung nach Anspruch 23, dadurch gekennzeich­ net, daß das Meßorgan (30) eine Mehrzahl von Sensoren (32a, b) umfaßt, die nebeneinander bzw. übereinander inner­ halb des Speicherbehälters (20) angeordnet sind, zur Ab­ tastung der Anzahl der Lagen (21) der zick-zack-förmigen Materialbahn (10).

25. Vorrichtung nach Anspruch 24, dadurch gekennzeich­ net, daß einander zugeordnete Sender und Empfänger als Sen­ soren (32a, b) vorgesehen sind, die der Höhe nach gering­ fügig versetzt zueinander angeordnet sind, so daß Prüf­ strahlen (33) der Sender, vorzugsweise Lichtstrahlen opti­ scher Sender, jeweils unter einem spitzen Winkel zur Ebene der Lagen (21) der Materialbahn (10) gerichtet sind.

26. Vorrichtung nach Anspruch 19 und 21, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Antrieb (29) des Ausförderorgans auf ein Steuerelement anspricht, welches mit dem dem Speicher (20) zugeordneten Meßorgan (30, 31) in Wirkverbindung steht, derart, daß die Ausförderung von Material aus dem Material­ speicher nur freigegeben wird, wenn wenigstens ein vorbe­ stimmter intermediärer Speicherinhalt (49), zwischen dem minimalen und dem maximalen Speicherinhalt (48 bzw. 50), vorhanden ist oder daß zumindest bis zum Erreichen des in­ termediären Speicherinhalts (49) die Ausförderung lang­ samer erfolgt als die Einförderung.

27. Vorrichtung nach Anspruch 26, dadurch gekennzeich­ net, daß das Meßorgan (Drehimpulsgeber 36) des Einförder­ organs und das Meßorgan (30, 31) des Materialspeichers aus­ gangssignalmäßig gemeinsam mit dem Eingang eines Ver­ gleichers (43) verbunden sind, welcher ausgangsseitig mit einem Steuerorgan (Drehzahlregler 44) des Bobinenantriebs (Motor 16) verbunden ist.

28. Vorrichtung nach Anspruch 27, dadurch gekennzeich­ net, daß das Meßorgan (30, 31) des Materialspeichers und das Meßorgan (Drehimpulsgeber 37) des Ausförderorgans aus­ gangssignalmäßig gemeinsam mit dem Eingang eines Summie­ rers (42) verbunden sind, der ausgangsseitig mit dem Ein­ gang des Vergleichers (43) verbunden ist.

29. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 18 bis 28, dadurch gekennzeichnet, daß das Speichergehäuse (20) des Materialspeichers im wesentlichen kastenförmig mit einander entgegengesetzten offenen bzw. teilweise offenen Stirnseiten zur Hindurchförderung der Materialbahn (10) ausgebildet ist.

30. Vorrichtung nach Anspruch 29, dadurch gekennzeich­ net, daß das Speichergehäuse (20) zur lagenweisen Speiche­ rung der Materialbahn (10) vorgesehen ist, wobei die Lagen (21) im wesentlichen quer zur Durchförderrichtung vorge­ sehen sind.

31. Vorrichtung nach Anspruch 19 und 29 oder 30, da­ durch gekennzeichnet, daß an einem oder beiden offenen Stirnseiten des Speichergehäuses (20) wenigstens ein Aus­ laufteil (25) vorgesehen ist, das in Richtung auf das je­ weilige zugeordnete Förderorgan vom Speichergehäuse (20) vorragt und zur Führung der Materialbahn (20) von oder zum Förderorgan dient.

32. Vorrichtung nach Anspruch 31, dadurch gekennzeich­ net, daß das Auslaufteil (25) zungenartig ausgebildet ist.

33. Vorrichtung nach Anspruch 31 oder 32, dadurch ge­ kennzeichnet, daß an der jeweiligen Stirnseite ein Paar von Auslaufteilen (25) angeordnet ist, wobei die Auslauf­ teile (25) in Richtung auf das Förderorgan schräg aufeinan­ der zulaufen.

34. Vorrichtung nach Anspruch 20 und 32, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das als Förderwalze (18, 19 bzw. 22, 23) aus­ gebildete Förderorgan eine Eindrehung (26) aufweist, in die das zungenartige Auslaufteil (25) mit seinem freien Ende (tangential) einragt.

35. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 30 bis 34, da­ durch gekennzeichnet, daß das Speichergehäuse (20) in wenigstens einer Seitenwand eine sich in Förderrichtung er­ streckende Öffnung, vorzugsweise einen Schlitz (27), auf­ weist, durch die die Materiallagenbildung beobachtbar ist.