DE4225061A1 - Deckungssteuerung fuer eine verpackungsmaschine mit kontinuierlich gefoerdertem schichtverpackungsmaterial - Google Patents
Deckungssteuerung fuer eine verpackungsmaschine mit kontinuierlich gefoerdertem schichtverpackungsmaterialInfo
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
- B65B—MACHINES, APPARATUS OR DEVICES FOR, OR METHODS OF, PACKAGING ARTICLES OR MATERIALS; UNPACKING
- B65B41/00—Supplying or feeding container-forming sheets or wrapping material
- B65B41/18—Registering sheets, blanks, or webs
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- Mechanical Engineering (AREA)
- Controlling Rewinding, Feeding, Winding, Or Abnormalities Of Webs (AREA)
Description
Die Erfindung betrifft Schichtverpackungen und insbesondere
sich kontinuierlich bewegende bzw. geförderte Rollen von
bedrucktem Material und vorgeformtem Verpackungsmaterial,
deren Relativbewegung zueinander streng zu überwachen oder
zu kontrollieren ist, so daß diese bei der fertigen Ver
packung sich zueinander in Deckung befinden.
Verpackungen der als "Blasen" oder "Blister"-Verpackungen
bekannten Art weisen oft einen bedruckten Folien- oder Pa
pierabschnitt auf, der in Deckung oder Passung mit einem
vorgeformten durchsichtigen plastischen Bereich zu halten
ist. Dies ist insbesondere bei solchen Verpackungen wich
tig, bei denen der Blasenabschnitt in dem vorgeformten
durchsichtigen Kunststoff, der die Ware enthält, mit der
Dekorationsbedruckung auf der Folie oder dem Papier aus
gerichtet sein muß, wie dies z. B. bei Verpackungen für
pharmazeutische Präparate oder Muster der Fall ist.
Beim Aufeinanderschichten eines derartigen Verpackungser
zeugnisses, stellt das Zur-Deckung-Bringen ein Problem dar,
da die einzelnen Materialien hinsichtlich ihrer Dehnbarkeit
während der Verarbeitung nicht genau kontrolliert werden
können. Verschiedene Versuche, einschließlich der folgen
den, wurden unternommen, um dies zu erreichen. Eine bekann
te Maschine, die bei "Weich"-Folien ohne Papierrücken ver
wendet wird, verwendet einen nockenartigen Stößel, um ein
unterbrochenes, intermittierendes Dehnen zu bewirken. Bei
einer derartigen Maschine, wie sie schematisch in der Fig.
1 als Stand der Technik veranschaulicht ist, wandert das zu
verarbeitende Material zwischen den Klauen 100, 102 des
Stößels 104 durch. Der Stößel hat zwei zylindrische Stäbe
106, 108, die voneinander beabstandet auf einem Kopf ange
ordnet sind, wobei die Achsen der Zylinder quer zur Förder
richtung des Materials 110 verlaufen. Auf dem anderen Kopf
befindet sich ein einziger zylindrischer Stab 112, dessen
Achse quer zur Förderrichtung des Materials verläuft. Sie
sind wie veranschaulicht angeordnet, so daß die beiden Stä
be 106, 108 den einen Stab 112 einfassen. Wenn der Stößel
sich auf das Material in der Richtung des in Fig. 1 gezeig
ten Pfeiles bewegt, kann er hervorrufen, daß das Material
gespannt oder gedehnt wird, indem das Maß der Kraft gegen
die Flächen des Materials, während es zwischen den drei
Rollen in Berührung mit diesen hindurchwandert, angepaßt
oder eingestellt wird. Falls der Stößel mit großer Kraft
auftrifft, kann dieser weiter in das Material gegen den
Klemmwiderstand der Polster, die das Material im unter
brochenen Betrieb greifen, eindringen, wodurch dieses noch
mehr gespannt wird, so daß bei einer derartigen Vorrichtung
das Papier normalerweise zerreißen würde.
In einer bekannten Maschine wird auf das kontinuierlich
bewegte Material ein Sog durch eine bewegliche Unterdruck
rolle ausgeübt; dies ist in der Fig. 2 als Stand der Tech
nik schematisch veranschaulicht. Bei dieser Anordnung be
wegt sich das Material 200 von einer Hauptförderrolle 202
um mehrere Vakuumrollen 204, 206 zu einer Versiegelungs
rolle 208. Zwischen der Hauptförderrolle und der ersten Va
kuumrolle befindet sich ein optischer Aufnehmer 210, der
einen gedruckten Punkt auf dem Material erkennen kann. Alle
diese Rollen laufen normalerweise mit der gleichen Dreh
zahl. Wenn der optische Aufnehmer erkennt, daß eine Ände
rung erforderlich ist, wird die erste Vakuumrolle 204 um 1%
verlangsamt, indem ein durch den optischen Aufnehmer ausge
löster Gangwechsel durchgeführt wird. Bei dieser Anordnung
mit festen Getriebeübersetzungsverhältnissen ist die
Steuerbarkeit innerhalb fester Grenzen eingeschränkt.
Andere Maschinen gemäß dem Stand der Technik arbeiten nicht
kontinuierlich, sondern halten an und stellen die Länge und
die Position der Materialien zueinander ein. Bei derartigen
Maschinen, die als "Flachsiegel"-Maschinen bekannt sind,
wird das Material ergriffen und zusammengequetscht. Wenn
die elektrischen optischen Aufnehmer anzeigen, daß die Fo
lie und der Kunststoff zu weit außerhalb der Deckung lie
gen, justiert die Maschine mit einer festen Anschlagjustie
rung (wie eine Feineinstellung), die die Länge einstellt,
wobei nicht sehr viel Bewegung zugelassen ist. Allerdings
wurde dies nie bei einer Produktionsmaschine mit konti
nuierlich geförderten Materialien eingesetzt.
Weitere Probleme im Stand der Technik betreffen die Bedin
gungen, unter denen diese Maschinen arbeiten, wie z. B. Hit
ze und Vibration, was ebenfalls die Druckausrichtung ver
ändert und normale Druckvorgänge stört.
Die vorliegende Erfindung löst die Probleme des Standes der
Technik durch Aufdrucken einer Marke auf das Material und
anschließendes Erfassen dieser Marke mit einem optischen
Aufnehmer, während das Material kontinuierlich zu der Be
schichtungsstation gefördert wird. Der optische Aufnehmer
schickt ein Signal zu einer Steuerung, ein weiterer Aufneh
mer überwacht das sich kontinuierlich geförderte bzw. sich
bewegende vorgeformte Kunststoffmaterial und sendet eben
falls ein Signal zu der Steuerung. Eine elektrisch betätig
te magnetische Bremse übt eine Kraft auf die Hauptförder
rolle des markierten Materials aus, um das markierte Mate
rial zu dehnen. Üblicherweise ist das vorbedruckte markier
te Material absichtlich kürzer bedruckt als es sein sollte
und wird dann durch die Dehnung zur Deckung mit dem Kunst
stoffmaterial gebracht. Wenn die beiden Signale bei der
Steuerung zur gleichen Zeit ankommen, erhöht die Steuerung
das Maß der Kraft, die durch die Bremse auf das vorbedruck
te markierte Material ausgeübt wird, so daß dieses sich
noch weiter dehnt. Dies tritt auf, wenn das markierte Ma
terial den Punkt erreicht hat, wo es nicht mehr in genauer
Deckung mit dem Kunststoffmaterial ist. In Übereinstimmung
mit der Erfindung ist es damit möglich, mit größerer Ge
nauigkeit hinsichtlich der Deckung, bzw. Übereinstimmung
oder Passung vorbedrucktes Material mit dem vorgeformten
Kunststoffmaterialen zu verbinden, die die Verpackung bil
den, indem das vorbedruckte Material in Deckung bzw. Über
einstimmung zurückgezogen wird.
Fig. 1 ist eine schematische Darstellung einer
Vorrichtung zum Strecken von Material nach dem
Stand der Technik;
Fig. 2 ist eine schematische Ansicht einer anderen
Vorrichtung zum Strecken von Material gemäß dem
Stand der Technik;
Fig. 3 ist eine schematische Vorderansicht eines
Abschnitts der Vorrichtung gemäß der Erfindung;
Fig. 4 ist eine schematische Ansicht eines Abschnitts
der Vorrichtung gemäß Fig. 3, gesehen in der
Richtung des mit 4 bezeichneten Pfeils in Fig. 3;
Fig. 5 ist eine vergrößerte perspektivische Ansicht
eines Abschnitts der Vorrichtung gemäß Fig. 3;
Fig. 6 ist eine vergrößerte perspektivische
Teilexplosionsdarstellung eines Bereichs der
Vorrichtung gemäß Fig. 3 von hinten;
Fig. 7 ist eine vergrößerte perspektivische
Teilexplosionsdarstellung von einem Teil des
Bereichs der Vorrichtung gemäß Fig. 6;
Fig. 8 ist eine graphische Darstellung der
Aufnehmerfunktionen der Vorrichtung gemäß Fig. 3;
Fig. 9 ist eine graphische Darstellung der
Prozessoreinheit der Erfindung gemäß Fig. 3;
Fig. 10A und 10B sind elektrische Schaltpläne des Prozessors gemäß
Fig. 9;
Fig. 11 ist ein elektrischer Schaltplan, der die
elektrischen Verbindungen eines Bereichs der
Vorrichtung gemäß der vorherigen Figuren der
Erfindung veranschaulicht.
Die bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung
ist schematisch in Fig. 3 veranschaulicht, aus der zu
erkennen ist, daß vorbedrucktes Material in der Form einer
Rolle mit Folie oder Papier 10 in die Maschine von einer
ersten Förderrolle 13 gebracht wird. Diese Rolle wird durch
einen Sonar- bzw. Ultraschallsensor 14 überwacht. Die
Sonareinrichtung, die die erste Förderrolle kontrolliert,
verfolgt den Durchmesser der Rolle. Wenn die Rolle dünner
wird, erkennt der Sensor, daß der Abstand (zwischen dem
Sensor und der Rolle) sich ändert und speist diese Infor
mation zu einer (nicht veranschaulichten, aber mit bekann
ten Eigenschaften ausgestatteten) Steuereinheit, die Teil
der Spannungssteuervorrichtung ist, woraufhin eine gerin
gere Spannung an eine magnetische Teilchenbremse 17 ange
legt wird, die ortsfest in der Maschine eingebracht ist.
Diese Bremse 17 ist mit der Förderrolle vorzugsweise durch
einen Zahnriemenantrieb verbunden und übt einen Zug auf die
Förderrolle 13 auf. Die Bremse reagiert mit einer Andrucks
verringerung und vermindert daher den Zug und somit die
Spannung in der Folie. Dadurch wird die Folie schneller in
der Maschine transportiert.
Nachdem das vorbedruckte Material über Führungsrollen 16,
18 und 20 geführt ist, gelangt es durch ein Paar Druck
rollen 22, die Informationen, wie z. B. Gebindenummern oder
Verfallsdaten, auf die Seite A des Materials drucken kön
nen. Allerdings sei im Zusammenhang mit der vorliegenden
Erfindung klargestellt, daß eine Passermarke oder ein Punkt
bereits auf der Seite A der vorbedruckten Seite des Mate
rials vorgedruckt ist. Daher handelt es sich bei dem Druck
durch die Druckrollen 22 um einen zusätzlichen Druckvor
gang, der im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung
zwar nützlich aber nicht notwendig ist.
Das Material gelangt dann über zwei zusätzliche Führungs
rollen 24 und 26, die von Hand einstellbar sind, um das
später erfolgende zur Deckung bringen des Materials bezüg
lich des vorgeformten Kunststoffmaterials 35 zu verändern.
Dies kann mit Hilfe eines (nicht veranschaulichten, aber
für sich bekannten) Nocken erfolgen, um die Rollen zu be
wegen und somit den Förderweg des Materials zu verringern
oder zu vergrößern.
Dieser Druck- und Einstellmechanismus wird nur verwendet,
wenn es erwünscht ist, zusätzliche Informationen auf das
Material zu drucken. Wie bereits vorstehend erläutert, kann
das Passungs- oder Deckungssystem auch ohne diese zusätz
liche Druckvorrichtung arbeiten. Das Material gelangt dann
durch eine photoelektrische optische Aufnehmereinrichtung
28, die den Ort oder die Position des Punktes oder der Pas
sermarke erfaßt.
Der optische Aufnehmer strahlt einen Lichtstrahl aus, und
wenn dieser den Punkt trifft, wird der Lichtstrahl reflek
tiert. Typischerweise kann der Aufnehmer so eingestellt
werden, daß er ein "Hell"- oder "Dunkel"-Bild liest und so
den Kontrast aufnimmt, so daß auf diese Weise der Punkt
erkannt wird. Eine derartige Vorrichtung wird durch SICK,
eine deutsche Firma, hergestellt.
Zwei horizontale faseroptische Aufnehmer 27 und 29 sind in
diesem Abschnitt (einer hinter dem anderen, wie in Fig. 3
veranschaulicht) angeordnet. Dies ist ebenfalls in Fig. 4
gezeigt. Ein Sensor 27 ist an der Außenkante der Folie an
geordnet und der andere Sensor 29 ist innerhalb der Kante
der Folie angeordnet. In einem typischen Ausführungsbei
spiel ist der Punkt oder die Passermarke 2 mm hoch und 5 mm
breit, wie dies in der Fig. 4 als Maßangabe B gezeigt ist.
Die Sensoren 27 und 29 sind in axialer Richtung 4 mm von
einander beabstandet angeordnet, wie dies mit der Maßangabe
C bezeichnet ist. Wenn sich die Folie in Längsrichtung be
wegt, driftet sie auch in seitlicher Richtung. Wenn der fa
seroptische Aufnehmer 27 (der außen angeordnet ist) dies
erfaßt, ertönt ein hörbares und sichtbares Signal von der
Maschine, um die Bedienperson davon in Kenntnis zu setzen,
daß die Maschine justiert werden muß. Das gleiche erfolgt,
wenn die Folie in die andere Richtung zu der Stelle drif
tet, wo der Aufnehmer 29 innerhalb des Materials angeordnet
ist. Die seitliche Justierung wird an der ersten Förder
rolle 13 mit Hilfe einer (im Stand der Technik bekannten)
manuellen Einrichtung ausgeführt.
Wie in der Fig. 3 weiterhin veranschaulicht, gelangt das
Material über zwei weitere Führungsrollen 30 und 32 und
durch eine Vor-Erwärmungsstufe, die mit 34 bezeichnet ist.
Gleichzeitig wurde das Kunststoffmaterial, das den Blasen
abschnitt der Blasenpackung bildet, von einer zweiten För
derrolle (die nicht veranschaulicht, aber für sich genommen
bekannt ist) abgewickelt und vorbehandelt, um in ihre end
gültige vorgeformte Gestalt gebracht zu sein. Danach ge
langt das vorgeformte Material um eine Antriebsrolle 36
(die in der Fig. 5 perspektivisch veranschaulicht ist), de
ren Oberfläche Vertiefungen 38 aufweist, wie dies in Fig. 5
gezeigt ist, um die Bewegung des Kunststoffs zu steuern.
Jede Ausnehmung 38 hat eine Vertiefung, die mit der Gestalt
übereinstimmt, in die der Kunststoff geformt wurde. Der
Kunststoff gelangt dann weiter über eine angetriebene Rolle
40 (siehe Fig. 3). Das vorbedruckte Material 11 und das
Kunststoffmaterial 35 werden in einer mit 42 bezeichneten
Heißsiegelungsvorrichtung (siehe Fig. 3) miteinander ver
bunden, um die gefertigte Verpackung 37 in Streifenform zu
bilden.
Oftmals hat die mit D (in Fig. 3) bezeichnete Oberfläche
des Materials 11 eine mehrfarbige Informationsdarstellung
aufgedruckt. Die mit E bezeichnete Oberfläche des Kunst
stoffmaterials 35 ist dazu eingerichtet, eine bestimmte Po
sition bezüglich diesem vorbedrucktem Material einzunehmen.
Beispielsweise kann das Kunststoffmaterial eine blasenför
mige Ausnehmung aufweisen, die von der Oberfläche E von der
normalen planaren Materialbahn sich nach außen erstreckt
(wie in Fig. 5 durch Linien und Pfeile 39 veranschaulicht),
die in Deckung mit einem farbigen kreisförmigen Bereich auf
der Oberfläche D sein müssen und die, im Fall von pharma
zeutischen Erzeugnissen, eine pharmazeutische Pille enthal
ten können, die in diese Blase eingesetzt worden ist, bevor
sie durch die Hitzeversiegelungseinheit 42 geführt wird.
Bei einer derartigen Ausgestaltung ist es für eine ord
nungsgemäße visuelle Darstellung notwendig, daß die Blase
mit ihrer darin befindlichen Pille innerhalb des Kreises
ist, der bereits auf der Oberfläche D vorgedruckt ist. Um
dieses Ziel zu erreichen, wird die Dehnung des Materials 11
auf der Grundlage von Signalen kontrolliert, die durch Ein
richtungen erzeugt werden, welche die Bewegung des Kunst
stoffverpackungsmaterials und die Bewegung des vorbedruck
ten Materials überwachen. Nachstehend ist diese Anordnung im
Detail erläutert.
Der elektrische optische Aufnehmer 28 sendet ein Signal zu
einer Mikroprozessorkontrollereinheit (die nicht veran
schaulicht ist, aber z. B. von einer Fa. Allen Bradley er
hältlich ist). Der Aufnehmer 28 ist, wie vorstehend er
wähnt, ein "Hell-" oder "Dunkel-"Aufnehmer, d. h. er erkennt
entweder eine helle oder dunkle Darstellung von Daten auf
einem Hintergrund. Im vorliegenden Fall erkennt er eine
dunkle Darstellung, da die Punkte, die auf der Seite A des
Materials 11 vorgedruckt sind, normalerweise aus schwarzer
Tinte bestehen. Sie weisen eine rechtwinklige Gestalt auf,
wie dies in strichlierter Darstellung in Fig. 4 veranschau
licht ist und mit 41 bezeichnet, um einen schwarzen Fleck
darzustellen, der auf der Seite A angebracht ist, welche
die gegenüberliegende Seite von der in Fig. 4 gezeigten
Seite ist. Zusammenfassend ist festzustellen, daß der Auf
nehmer 28 das Signal aussendet, wenn er den schwarzen Fleck
41 erfaßt, und daß er kein Signal aussendet, wenn sich der
schwarze Fleck nicht in seinem Erfassungsbereich befindet.
Die magnetische Bremse 17 in Fig. 3 (nicht detailliert dar
gestellt, aber im Stand der Technik bekannt, beispielsweise
hergestellt durch die Fa. MagPower) kontrolliert den Zug
auf die erste Förderrolle 13. Das Maß des Zuges kann durch
eine derartige magnetische Bremse durch die Spannung ein
gestellt werden, die an sie angelegt wird. Der Vergleich
des Signals von dem elektrischen Aufnehmer 28 mit einem an
deren Signal (welches später beschrieben wird) steuert das
Maß der Spannung, die der magnetischen Bremse zugeführt
wird. Auf diese Weise wird die magnetische Bremse betätigt,
die eine Kraft auf die erste Förderrolle ausübt, um die
Dehnung des Materials 11 zu berichtigen. Der Zweck dieser
Kraft und die Korrektur ist es, den Aufdruck auf der Vor
derseite D auf dem vorgedruckten Material 11 mit dem Kunst
stoffabdeckmaterial 35 zur Deckung zu bringen.
Eine weitere Vorrichtung zum Steuern der Spannung ist in
den Fig. 6 und 7 detailliert veranschaulicht.
Die Steuerung für das Kunststoffmaterial 35 ist in Fig. 6
veranschaulicht. Dabei ist zu beachten, daß die Walze 36
eine Welle 50 aufweist, um die sie rotiert. Ein Ketten
antrieb 46 ist mit einem Zahnrad 48 im Eingriff, das auf
der Mittelwelle 50 befestigt ist. Der Kettenantrieb 46
steht darüber hinaus mit der Druckrolle 22 im Eingriff. Ein
Daten-Nocken- oder Sternrad 52 ist ebenfalls drehfest mit
der Welle 50 verbunden, wie dies in einer perspektivischen
Detailansicht in Fig. 7 gezeigt ist. Dabei ist zu beachten,
daß jedes Paar von Erhebungen und Ausnehmungen auf dem
Sternrad 52 längs eines Umfangsabschnittes der Länge einer
Plastikverpackung entsprechen, die durch die Versiegelungs
rollen bearbeitet wird. Das veranschaulichte Segment, das
durch eine gekrümmte Linie und die Pfeile S-S in Fig. 7
veranschaulicht ist, gibt das Maß des Weges wieder, das das
Kunststoffmaterial zurücklegt und der Länge einer Kunst
stoffverpackung entspricht, z. B. 63 mm.
Dies bedeutet, daß die S-S Abmessung in Grad dem Weg einer
Blisterverpackung entspricht. Das Maß T-T und das Maß U-U
entsprechen der Hälfte einer S-S Abmessung, so daß die
Strecke S-S gleich der Summe aus T-T und U-U ist.
Wenn z. B. die Versiegelungsrolle 6 Blasenverpackungen längs
ihres Umfanges aufweist, dann hat das Daten-Nocken- oder
Sternrad sechs Erhebungen und sechs Ausnehmungen, das be
deutet 360° dividiert durch sechs entspricht 60° und der
Winkel, welcher der S-S Abmessung entspricht ist die Summe
aus den beiden Winkeln, die den Abmessungen T-T und U-U
entsprechen, die beide jeweils 30° sind.
Eine Aufnehmereinheit 58 (Fig. 6) ist in der Nähe des
Sternrades 52 angeordnet, um das Nichtvorhandensein von
Metall zu erfassen. Diese Aufnehmereinheit ist vorzugsweise
in einem Abstand von nicht mehr als 2 mm von dem Sternrad
angebracht. Dies bedeutet, wenn kein Metall vorhanden ist,
also wenn eine Ausnehmung 59 (Fig. 7) an dem Aufnehmer 58
vorbeiwandert, dieser Aufnehmer aktiviert wird und ein
Signal aussendet. Dieses Signal kann z. B. ein positives 24-
Volt-Signal an die Mikroprozessorsteuerung sein.
Die Weise, in der das Signal von dem Aufnehmer 58 mit dem
Signal von dem Aufnehmer 28 in dem Mikroprozessor zusammen
wirkt, wird am besten deutlich, wenn zunächst die schemati
sche Darstellung in Fig. 8 erläutert wird. In dieser Dar
stellung sind die Ausnehmungen und Erhebungen in einer ebe
nen Darstellung abgewickelt, so daß der Abstand der durch
die Linien und Pfeile P-P veranschaulicht wird, die Länge
der Verpackungen oder den Abstand des Weges S-S in Fig. 7
wiedergibt. Der Aufnehmer 58 erfaßt eine Ausnehmung 59,
welche der Hälfte der Länge der Verpackung entspricht, wie
es durch den vorgeformten Kunststoffabschnitt des Materials
35 vorgegeben ist. Gleichzeitig erfaßt der Aufnehmer 28 die
schwarzen Punkte 41, die auf der Unterseite A des Ver
packungsmaterial 11 aufgedruckt sind. Jeder der beiden Auf
nehmer sendet kontinuierlich während der Erfassungsperiode
ein Signal. Dies bedeutet, daß der Aufnehmer 58 kein Signal
sendet, wenn die Erhebung 61 an ihm vorbeiwandert, und der
Aufnehmer 28 sendet dann kein Signal, wenn der Bereich des
fortlaufenden vorbedruckten Materials 11, der keine schwar
zen Punkte aufweist, vor ihm vorbeiwandert. Die Materialien
sind anfänglich justiert, so daß, wenn sie miteinander in
Deckung laufen, das Erfassungssignal von dem Aufnehmer 58
nicht gesendet wird, wenn das Erfassungssignal von dem Auf
nehmer 28 gesendet wird. Dies liegt daran, daß die Spitze
des Aufnehmers 58 so über einer Erhebung (z. B. 61) positio
niert wird, und daß zum selben Zeitpunkt die Spitze des
Aufnehmers 28 über einen schwarzen Punkt (z. B. 41) positio
niert wird, so daß der Aufnehmer 58 dann kein Signal sen
det, während der Aufnehmer 28 ein Signal sendet.
Falls während des Betriebs der Maschine (wie dies üblicher
weise der Fall ist) das Material 11 bezüglich des Kunst
stoffmaterials 35 vorwandert, hat dies zur Folge, daß der
Punkt 41 von der Position, die in durchgezogenen Linien in
der Fig. 8 veranschaulicht ist, zu der Position vorwandern
wird, die in gestrichelten Linien gezeigt ist. Da der Auf
nehmer 28 den Punkt 41 erfaßt, wird dieser dann zum glei
chen Zeitpunkt erfaßt, zu dem der Aufnehmer 58 eine Aus
nehmung oder Vertiefung 59 erfaßt. Jeder Aufnehmer, der
sich im Aufnehmerbetrieb befindet, sendet ein Signal zurück
zu dem Mikroprozessor, wie dies vorstehend erläutert ist.
Typischerweise ist dies ein positives 24-Volt-Signal. Unter
Bezugnahme auf die schematische Darstellung der Mikropro
zessorschaltung in bezug auf die Funktion des Mikroprozes
sors in Abhängigkeit von diesen Signalen, wie dies in Fig.
9 veranschaulicht ist, ist festzustellen, daß der Aufnehmer
an dem Daten-Nocken- oder Sternrad 52 sein positives 24-
Volt-Eingangssignal an der 01-Eingangsklemme in den Mikro
prozessor einspeist. Der Aufnehmer 28 für das Passerkreuz
oder den schwarzen Punkt 41 speist sein positives 24-Volt-
Eingangssignal an der 01-Eingangsklemme ein. Wenn an den
Eingangsanschlüssen 01 und 02 zum selben Zeitpunkt ein
Signal eintrifft, wird ein Relais 701 aktiviert (siehe Fig.
10A), welches einen Zeitschaltkreis 902 (siehe Fig. 10A)
für eine vorbestimmte Zeitdauer, z. B. zwei Sekunden, in
seinen erregten Zustand bringt. Dies entspricht einer Deh
nung, die zwei Sekunden dauert. Wenn der Zeitschaltkreis
901 abschaltet, wird der Zeitschaltkreis 902, der auf der
ersten Leitung der Fig. 10A als geschlossen gezeigt ist,
geöffnet, so daß das System in seinen Ausgangszustand
zurückkehrt.
Wie nachstehend detailliert veranschaulicht ist, wird beim
Aktivieren des Relais 701 eine erhöhte Spannung an die mag
netische Bremse angelegt, so daß der Zug und dementspre
chend die Spannung des Materials erhöht wird. Wenn der
Zeitschaltkreis 901 abschaltet und das System in seinen Ur
sprungszustand zurückkehrt, fällt die Spannung an dem Re
lais vorzugsweise um 20% ab, so daß die Spannung des Mate
rials reduziert wird. Diese Werte werden so eingestellt,
daß der schwarze Punkt in Fig. 8 aus der Position, die mit
unterbrochenen Linien dargestellt und mit dem Bezugszeichen
41 versehen ist, in die Position, die in der Fig. 8 mit
durchgezogenen Linien veranschaulicht und mit dem Bezugs
zeichen 41 versehen ist, zurückgezogen. Mit anderen Worten
wird das Material 11 durch Dehnen zurückgezogen und dabei
die Vorderseite D des Materials in Deckung mit der Kunst
stoffoberfläche E gebracht, mit der sie korrespondieren
muß. Da das Material 11, was die vorgedruckten schwarzen
Punkte angeht, vorzugsweise zu kurz gedruckt ist, wieder
holt sich der Vorgang von selbst.
Die Einrichtung zum Verändern der Spannung ist in Fig. 11
veranschaulicht, wobei zu bemerken ist, daß die dort sche
matisch veranschaulichten Spannungseinstellpotentiometer A
und B und das Spannungsrelais CR1 gezeigt sind. Die Aus
gangsstellung für die Spannungseinstellpotentiometer ist
die in der Fig. 11 gezeigte. Diese Potentiometereinstellung
ist etwa 20% geringer als die Potentiometereinstellung, die
in unterbrochenen Linien und Pfeilen als alternative Stel
lung veranschaulicht ist. Dies kann von Hand eingestellt
werden. Beispielsweise, wenn das Potentiometer A auf 70 ge
stellt ist, dann wäre das Potentiometer B auf 90 gestellt.
Das Verhältnis kann durch Verkoppeln der Potentiometer in
der Weise, daß eine Änderung des einen automatisch eine Be
wegung des anderen hervorruft, festgelegt werden. Nachste
hend wird erneut auf die Fig. 10 Bezug genommen. Wenn die
beiden Signale an den Eingangsklemmen 01 und 02 gleichzei
tig eintreffen, wird der Schaltkreis geschlossen, so daß
das Relais 701 aktiviert wird, welches seinerseits den
Zeitschaltkreis 901 aktiviert, welcher wiederum das Relais
702 betätigt, das seinerseits den Schaltkreis schließt und
ein Signal an die Spannungssteuerungsrelaisspule CR1 14
schickt, und diese schaltet die Spannungs-Steuerungs-Poten
tiometer von der A-Stellung in die B-Stellung, wie dies in
der Fig. 11 veranschaulicht ist, so daß ein erhöhtes Span
nungssignal an die magnetische Bremse 17 geschickt wird
(siehe Fig. 3). Während der Zeitschaltkreis die zwei Sekun
den läuft, kehren die Relaiskontakte CR1 des vorgespannten
Relais in ihre ursprüngliche Stellung zurück, die in durch
gezogenen Linien in Fig. 11 veranschaulicht ist und daher
fällt die Spannung ab. Dies bedeutet, daß ein geringerer
Zug auf die Rolle 10 ausgeübt wird und daher die Spannung
bzw. die Dehnung in dem Material 11 reduziert wird. In die
sen Figuren sind die Elemente mit den Bezugszeichen 90X
Zeitschaltkreise und die Elemente mit den Bezugszeichen 70X
Relais.
Unter Bezugnahme auf die Fig. 4 und die schematischen Dar
stellungen in den Fig. 9, 10A und 10B ist zu bemerken, daß
von den faseroptischen Aufnehmern 27 und 29 der Aufnehmer
27, der außerhalb des Materials 11 angeordnet ist, sein Si
gnal an die Eingangsklemme 06 sendet, und daß der faserop
tische Aufnehmer 29, der innerhalb des Bereiches der Mate
rialbahn, die vorbeiwandert, angeordnet ist, sein Signal an
die Eingangsklemme 7 sendet. Der äußere Aufnehmer oder Sen
sor 27 gibt in seinem nicht erregten Zustand (da es ein Re
flexionsaufnehmer ist) kein Signal, das bedeutet, er ist
auf "hell" ansprechend eingestellt. Der innenliegende Auf
nehmer bzw. Sensor 29 ist auf "dunkel" ansprechend einge
stellt. Falls einer der beiden Aufnehmer schließt, spricht
das Relais 704, wie in Fig. 10B veranschaulicht, an. Dabei
ist zu bemerken, daß das Relais 703 geschlossen ist, wäh
rend die Maschine läuft. Der Zeitschaltkreis 904 ist vor
zugsweise auf 5 Sekunden eingestellt. Dies bedeutet, daß,
falls für mehr als 5 Sekunden keine Übereinstimmung
herrscht, der Zeitschaltkreis 704 ausläuft und den Schalt
kreis schließt, so daß ein Ausgangssignal an Position 16
der Fig. 9 ausgegeben wird. Falls jedoch innerhalb der 5
Sekunden die Übereinstimmung bzw. Deckung wiederhergestellt
wird, unterbleibt die Auslösung eines Alarms.
Weiterhin gibt es einen Senkrecht-Alarm, der eine hörbare
und sichtbare Anzeige hervorruft. Die hörbare Anzeige kann
zurückgesetzt werden, aber der sichtbare Alarm bleibt ange
schaltet, bis eine senkrechte Ausrichtung bzw. Deckung er
reicht ist. Der Senkrecht-Alarm wird durch das Spannungs
steuerungssystem ausgelöst, wenn dieses seine Spannungsbe
triebsart in einem vorbestimmten Zeitabschnitt nicht än
dert. Dieser Zeitablauf kann durch die Bedienperson einge
stellt werden und beträgt vorzugsweise 5 bis 20 Sekunden.
Dies bedeutet, daß eine größere Zeitperiode zur Verfügung
steht, um die Ausrichtung wieder herzustellen.
Es ist zu beachten, daß eine von Hand vornehmbare äußere
Eingriffsmöglichkeit vorgesehen ist, um das Material 11 von
Hand zu verzögern, wenn es vorwärtsbewegt wird. Weiterhin
ist ein manueller Vorwärtstransport vorgesehen, der es er
möglicht, das Material von einem gestreckten Zustand in ei
nen vorbestimmten, festen Zustand zurückzubringen, wie dies
in den Zeichnungen veranschaulicht ist.
Wie bereits oben erwähnt, wird das vorbedruckte Material
stets zu kurz bedruckt, d. h. wenn die Verpackung 63 mm lang
ist, dann werden die Punkte etwa im Abstand von 62,9 mm
oder möglichst dicht bei diesem Wert vorbedruckt. Falls ein
weicheres Material verwendet wird, kann diese Abmessung
größer sein, da es leichter zu dehnen sein wird. Da das Ma
terial stets "vorwärtswandert", wenn es zu weit aus der
Bahn gerät (also wenn beide Aufnehmer gleichzeitig anspre
chen), wird dann die Bremseinheit das Material dehnen, um
es zurück in den ausgerichteten Zustand zu bringen. Dies
ist ein "Ein-Weg"-Korrektursystem, das bedeutet, es zieht
in eine Richtung, um die Korrektur durchzuführen. Die Ab
folge der einzelnen Zustände ist daher Dehnen, gefolgt von
Entspannen, gefolgt von Außer-Deckung-Geraten, gefolgt von
Dehnen.
Ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung wird deut
lich, wenn sie zusammen mit der Druckvorrichtung benutzt
wird. In diesem Zusammenhang ist es erwähnenswert, daß
derartige Maschinen zusammen mit Druckern eingesetzt wer
den, aber nicht mit den vorbedruckten Materialien in prä
zise Deckung bzw. Ausrichtung verwendet werden können. Wäh
rend des Dehnungsprozesses könnte man erwarten, eine gerin
gere Druckqualität zu erreichen und tatsächlich entstehen
ohne den Dehnungsvorgang Ausschußfaktoren von bis zu 40%.
Da gemäß der vorliegenden Erfindung eine geringfügige
schrittweise Dehnung vorgenommen wird, kann das Material
entweder so, wie es ist, verwendet werden, oder es kann ein
Aufdruck auf die vorbedruckten Materialien durch die Druck
rollen in der Maschine hinzugefügt werden.
Während des Betriebs der Vorrichtung zum Herstellen einer
Verpackung aus zwei Rollen von Material, die kontinuierlich
durch die Vorrichtung gefördert werden, bringt eine erste
Förderrolle das vorbedruckte erste Material und eine damit
zusammenwirkende (für sich im Stand der Technik bekannte)
Vorrichtung kontinuierlich gefördertes Material durch die
Vorrichtung. Eine Dehnungssteuereinrichtung weist eine
Bremse auf, um eine Widerstandskraft auf die Förderrolle
des vorbedruckten Materials auszuüben und das Material,
während es durch die Vorrichtung transportiert wird, zu
dehnen oder zu strecken. Eine zweite Förderrolle für ein
zweites Material, das mit dem ersten Material zur Deckung
zu bringen ist und mit diesem verbunden wird, um die Ver
packung zu bilden und eine mit dieser (für sich genommen im
Stand der Technik bekannten) zweiten Förderrolle zusammen
wirkende Vorrichtung fördern das zweite Material konti
nuierlich durch die Vorrichtung. Ein Aufnehmer oder Sensor
für das erste vorbedruckte Material zum Erfassen diskreter
Abschnitte des Materials, während es kontinuierlich durch
die Vorrichtung wandert, und ein Aufnehmer oder Sensor für
das zweite Material zum Erfassen der Position der diskreten
Segmente des Materials, während es durch die Vorrichtung
wandert, sowie eine Steuereinrichtung sind dazu eingerich
tet, Signale von beiden Aufnehmern zu erfassen, wobei die
Steuereinrichtung mit einer Dehnungssteuereinrichtung ver
bunden ist, um die durch die Bremse ausgeübte Widerstands
kraft auf die erste Förderrolle zu regulieren und auf diese
Weise das Maß der Dehnung in dem vorbedruckten ersten Ma
terial zu verringern oder zu vergrößern.
Die Vorrichtung führt dieses Verfahren zur Herstellung von
Verpackungen durch Verbinden von kontinuierlich geförderten
bzw. sich bewegenden Materialien aus. Dieses Verfahren um
faßt folgende Schritte: Bereitstellen eines sich konti
nuierlich bewegenden ersten vorbedruckten Materials, Aus
üben einer Spannung bzw. Dehnung auf das erste vorbedruckte
Material, Bereitstellen eines zweiten Materials, das in
Deckung bzw. Übereinstimmung mit dem ersten Material konti
nuierlich gefördert wird, Erfassen diskreter Abschnitte des
ersten Materials, während es kontinuierlich durch die Vor
richtung wandert, Verwenden der erfaßten bzw. aufgenommenen
Signale, um einen Mangel in der Übereinstimmung bzw.
Deckung der sich kontinuierlich bewegenden Materialien
festzustellen, Verwenden der erkannten mangelnden herein
stimmung, um eine erhöhte Spannung auf das erste Material
auszuüben, um so die beiden Materialien wieder miteinander
zur Deckung zu bringen. Weiterhin ist ein Gegenstand der
Erfindung beim Betrieb der Vorrichtung, die Anwendung eines
Verfahrens, das zusätzlich den Schritt des Zurückkehrens
der Spannung auf seinen ursprünglichen Wert umfaßt, nachdem
die Materialien wiederum zur Deckung gebracht sind.
Desweiteren werden Mittel in der Vorrichtung bereitgestellt
zum Bestimmen, ob seitliche Verschiebungen in dem vorbe
druckten Material auftreten und um diese seitlichen Ver
schiebungen zu korrigieren.
Claims (15)
1. Vorrichtung zum Herstellen einer Verpackung von zwei
Rollen von Material, das kontinuierlich durch die
Vorrichtung hindurchgeführt wird, gekennzeichnet durch
- A) eine erste Förderrolle für vorbedrucktes erstes Material und damit verbundene Mittel, um das Material kontinuierlich durch die Vorrichtung zu fördern;
- B) Dehnungssteuermittel mit einer Bremseinrichtung, um eine Widerstandskraft auf die Förderrolle des vorbedruckten Materials auszuüben und um das Material zu dehnen, während es durch die Vorrichtung gefördert wird;
- C) einer zweiten Förderrolle für zweites Material, das mit dem ersten Material in Deckung bzw. Ausrichtung zu einer Verpackung zusammenzufügen ist, und mit der zweiten Förderrolle verbundene Mittel, um das zweite Material durch die Vorrichtung zu fördern;
- D) zweite Materialerfassung- bzw. -Aufnehmermittel, zum Erfassen der Position diskreter Abschnitte des zweiten Materials, während das zweite Material kontinuierlich durch die Vorrichtung gefördert wird;
- E) erste Materialerfassungs- bzw. -aufnehmermittel, um an dem vorbedruckten ersten Material die Position diskreter Segmente des ersten Materials zu erfassen, während dieses kontinuierlich durch die Vorrichtung gefördert wird;
- F) Steuermittel, die dazu eingerichtet sind, von den zweiten Materialaufnehmermitteln und den ersten Materialaufnehmermitteln Signale zu empfangen, und die mit den Dehnungssteuer mitteln verbunden sind, um die Widerstandskraft, die durch die Bremse auf die erste Förderrolle ausgeübt wird, zu regulieren, um auf diese Weise das Maß der Dehnung in den vorbedruckten ersten Material zu erhöhen oder zu erniedrigen.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Bremseinrichtung eine magnetische Bremse
aufweist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, bei der die magnetische
Bremseinrichtung durch die Steuermittel durch Anlegen
von Vorspannungspotentialen an die Bremseinrichtung
gesteuert ist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,
daß die Spannungspotentiale so voreingestellt sind,
daß das eine Spannungspotential um 20% geringer ist als das andere.
daß die Spannungspotentiale so voreingestellt sind,
daß das eine Spannungspotential um 20% geringer ist als das andere.
5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die zweiten Materialaufnehmermittel einen Daten-
Nocken in der Form eines Sternrades mit Erhebungen und
Vertiefungen aufweist, das an einer Welle angebracht
ist, wobei die Welle in der Vorrichtung angeordnet
ist, und ein mit Ausnehmungen versehener
(unterbrochener) Zylinder auf der Welle angeordnet
ist, dessen unterbrochene Abschnitte mit bestimmten
Abschnitten des zweiten Materials in Eingriff
gelangen, und bei der ein Abschnitt des Sternrades
eine Erhebung und eine fortlaufende Vertiefung
aufweist, und der Anschnitt mit einem bestimmten
Abschnitt auf dem zweiten Material korrespondiert.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet,
daß die zweiten Aufnehmermittel weiterhin eine
Tiefenaufnehmer(-erfassungs-)einrichtung aufweisen,
die an das Sternrad angrenzend angeordnet ist, um so
das Vorhandensein der Ausnehmungen zu erfassen,
während das Sternrad sich um die Welle dreht, und um
ein Signal an die Steuermittel zu schicken.
7. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Aufnehmermittel zum Erfassen des
vorbedruckten ersten Materials einen optischen
Aufnehmer aufweisen und das vorbedruckte erste
Material ein bestimmtes, diskretes, randseitig
begrenztes Bild aufweist, das auf das Material
vorgedruckt ist und so angeordnet ist, daß es durch
den optischen Aufnehmer erfaßbar ist, wenn das
vorbedruckte erste Material kontinuierlich durch die
Vorrichtung gefördert wird und der optische Aufnehmer
ein Signal an die Steuereinrichtung schickt.
8. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Steuermittel die Signale von den ersten und
den zweiten Aufnehmermitteln aufnehmen und, falls sie
diese Signale gleichzeitig erfassen, ein größeres
Spannungspotential an die Bremseinrichtung abgeben, um
eine größere Widerstandskraft auf die Förderrolle des
vorbedruckten Materials auszuüben.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet,
daß die Steuermittel bzw. die Bremseinrichtung die
größere Widerstandskraft für eine feste Zeitdauer
ausüben und daran anschließend ein geringeres
Spannungspotential an die Bremseinrichtung anlegen,
das im wesentlichen gleich mit dem Spannungspotential
ist, das anlag, bevor die Steuermittel die
gleichzeitigen Signale erfaßt haben.
10. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß Aufnehmermittel vorgesehen sind, um die seitliche
Verschiebung des vorbedruckten Materials zu erfassen,
während dieses kontinuierlich durch die Vorrichtung
gefördert wird.
11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet,
daß die Aufnehmermittel zum Erfassen der seitlichen
Bewegung oder Verschiebung des Materials ein Paar von
optischen Aufnehmern sind, wobei einer dieser
Aufnehmer außerhalb der üblichen Förderlinie einer
Kante des vorbedruckten Materials angeordnet ist, und
der andere innerhalb der Förderlinie der gleichen
Kante des vorbedruckten Materials angeordnet ist.
12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet,
daß das vorbedruckte Material einen Punkt aufgedruckt
hat, um durch den Materialaufnehmer für das
vorbedruckte erste Material erfaßt zu werden, wobei
der Punkt eine seitliche Abmessung aufweist, die
geringfügig größer ist als der Abstand zwischen den
Achsen der beiden optischen Aufnehmer.
13. Verfahren zum Herstellen von Verpackungen durch
Zusammenfügen kontinuierlich sich bewegender
Materialien mit folgenden Schritten:
- A) Bereitstellen eines kontinuierlich geförderten ersten vorbedruckten Materials;
- B) Ausüben einer Spannung oder Streckung auf das vorbedruckte erste Material;
- C) Bereitstellen eines zweiten Materials, das in Deckung bzw. Ausrichtung mit dem ersten Material kontinuierlich gefördert wird;
- D) Erfassen von Abschnitten des ersten Materials während es kontinuierlich gefördert wird;
- E) Verwenden der Erfassung(s-Signale), um einen Mangel in der Deckung bzw. Ausrichtung der beiden kontinuierlich geförderten Materialien zu bestimmen; und
- F) Verwenden dieser Bestimmung, um eine erhöhte Spannung auf das erste Material auszuüben, um die Materialien zur Deckung bzw. zur Ausrichtung zu bringen.
14. Verfahren nach Anspruch 13, gekennzeichnet durch den
zusätzlichen Schritt des Zurückführens der Spannung
bzw. Dehnung auf den ursprünglichen Zustand vor dem
Wieder-zur-Deckung-bringen der Materialien.
15. Verfahren nach Anspruch 13, gekennzeichnet durch die
zusätzlichen Schritte des Erfassens der seitlichen
Position des vorbedruckten ersten Materials, während
dieses kontinuierlich durch die Vorrichtung gefördert
wird; und Abgeben eines Signals, wenn die seitliche
Position sich außerhalb vorbestimmter Werte befindet.
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