DE4307934A1 - Control system for controlling units used for wrapping paper roll esp. A0 format ream - has unit for controlling passage of roll and activating of driven rollers also includes at least one scanning unit arranged at first belt - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Steuer­ vorrichtung, anbringbar an Einrichtungen zum Umwickeln von Papierries, insbesondere von großen Ries.

Heute werden zur Herstellung der Umwicklung von großen Ries (s. insbesondere vom Format A0) Einrichtungen ver­ wendet, die im wesentlichen aus einer beweglichen Gleit­ fläche für das Ries bestehen, hergestellt aus einer Serie von angetriebenen Bändern, die eins nach dem anderen und voneinander getrennt angeordnet sind, so daß der Platz für die notwendigen Bearbeitungs- und Konfektioniersta­ tionen frei bleibt. Die erste dieser Stationen hat die Aufgabe, eine bestimmte Menge von Packpapier von einer kontinuierlichen Rolle abzuwickeln, so daß das Auftref­ fen der Kopfseite des mit gleichbleibender Geschwindig­ keit vorlaufenden Ries auf dieses erlaubt ist; anschlie­ ßend bewirkt das Vorlaufen des Ries selbst auf der beweglichen Fläche, daß das Packpapier an seinen eigenen größeren Flächen parallel zu der beweglichen Gleitfläche umwickelt.

Die anschließende Station dagegen sorgt für das maßge­ rechte Zuschneiden des Packpapiers und gleichzeitig be­ findet sich neben letzterer eine Aufsprühstation für Klebstoff, die den Rand des zugeschnittenen Packpapiers mit einem entsprechenden Klebemittel befeuchtet, so daß infolge der Betätigung entsprechender Faltelemente das Schließen durch Umwickeln desselben an dessen größeren Flächen möglich ist. In dieser Phase liegt das Ries still auf einem zwischenliegenden Warteband, um eben auf den Schneide- und Klebevorgang zu "warten", und die Geschwin­ digkeitsveränderung des Ries auf dem zwischenliegenden Band wird von mehreren Fotozellen gesteuert, die oberhalb des genannten zwischenliegenden Bandes angeordnet und so mit dessen Antrieb verbunden sind, daß dessen Verlangsa­ mung gesteuert wird; genauer gesagt sind, wie aus Abb. 1 ersichtlich ist, normalerweise zwei Fotozellen vorgesehen, von denen die erste an einem Punkt x ein­ greift und eine plötzliche Verlangsamung bewirkt, die bis zur Annäherung an 0 geht, während die zweite, wenn sie freigegeben ist, den Anhaltpunkt x′ des Riesendes be­ stimmt. Dies, um ein eventuelles Verrutschen des Ries durch zu brüske Verlangsamungen zu vermeiden.

Schließlich ist noch eine Vorrichtung vorhanden, dazu bestimmt, das hintere Verschließen des Ries durch Umfal­ ten und Überlappen der freien Ränder auszuführen, und das Falten (Unterschieben) mit dem Verschließen der schmaleren Seiten des Ries in einer weiteren Station der Maschine durch herkömmliche Faltelemente beweglicher und feststehender Art.

Die so ausgelegte Einrichtung zeigt sich als optimiert in den Zyklusphasen, weist jedoch eine wirkliche globale Produktivitätsgrenze von Verpackungen in Zeiteinheit auf, die im Verhältnis zu den heutigen Anforderungen unzurei­ chend ist. Um diese Produktivität zu erhöhen, hat die Anmeldende nicht erst daran gedacht, auf die Zyklusphasen der Maschine einzuwirken, die folglich eine radikale Än­ derung der Struktur der Einrichtung in ihren grundlegen­ den Elementen erfordert hätte, sondern auf den sogenann­ ten "kritischen Abschnitt" der Maschine selbst, das heißt die Vorschubgeschwindigkeit des Ries während des Durchlaufs von der Beschickungsstation zu der Zwischen­ station zu ändern, bzw. zu erhöhen.

Zweck der vorliegenden Erfindung ist daher der, eine Steuervorrichtung für die obengenannten Maschinen von einfacher Installierung und mit einer perfekten Steuerung sei es der Geschwindigkeit wie der Positionierung der auf den Transportbändern vorlaufenden Ries herzustellen, wo­ bei die Darstellung des Ries vollkommen erhalten bleibt.

Die technischen Eigenschaften der Erfindung sind zu den obengenannten Zwecken deutlich erkennbar aus dem Inhalt der nachstehenden Ansprüche, und die Vorteile derselben gehen deutlicher aus der nachstehenden detaillierten Be­ schreibung hervor, die unter Bezugnahme auf die beilie­ genden Zeichnungen gemacht wird, welche eine rein als Beispiel gedachte und nicht begrenzende Verwirklichungs­ form darstellen, und von denen

• - Abb. 1 und 2 zwei Graphiken darstellen, von denen die erste sich auf die bekannte Lösung bezieht und die zweite auf die Lösung nach der Erfindung, in der die Zeit aufgezeigt wird, die ein Ries benötigt, um an den Anhaltpunkt auf dem zwischenliegenden Band einer Verpackungsmaschine für große Ries zu kommen;
• - Abb. 3a, 3b und 3c zeigen alle in einer schemati­ schen Seitenansicht mit einigen Teilen entfernt, um andere besser zu verdeutlichen, den Teil einer Ver­ packungsmaschine in den jeweiligen Arbeitspositio­ nen, in denen die Steuervorrichtung, Gegenstand der vorliegenden Erfindung, angebracht ist.

In Übereinstimmung mit den beiliegenden Zeichnungen ist die betreffende Steuervorrichtung an Einrichtungen zum Umwickeln von Papierries anbringbar, die unter anderem (s. insbesondere die Abb. 3) ein erstes, ringförmig ge­ schlossenes Band 1 enthalten, das über mindestens ein Paar von Rollen 2a und 2b läuft, von denen eine angetrie­ ben ist (die mit 2b bezeichnete).

Dieses erste Band 1 erlaubt die horizontale Zuführung der Ries 3 in Richtung (mit Pfeil A in Abb. 3a bezeichnet) einer Station zum Auftreffen der Kopfseite T des Ries 3 auf einen Abschnitt von Packpapier 5, das im Anschluß an das erste Band 1 angeordnet ist. Dieses Papier 5 wird durch eine Serie von Rollen 50 mit horizontaler Achse zugeführt, welche das Packpapier 5, das unterhalb der durch das erste Band 1 beschriebenen Linie angeordnet ist, so zuführt, daß es vertikal angeordnet wird, und zwar mit Hilfe von entsprechenden Positioniermitteln 51, die aus einer Kette 52 bestehen, die sich vertikal er­ streckt und ringförmig geschlossen über ein Paar von an­ getriebenen Zahnrädern 53 läuft, und zwar dicht an dem Ende des ersten Bandes 1, um eine Abfangfläche für das vorlaufende Ries 3 zu bilden. Der Vorlauf selbst des Ries 3 bewirkt, daß der Abschnitt Packpapier das Ries selbst zum Teil umwickelt.

Im Anschluß an diese Positioniermittel 51 ist eine wei­ tere Station 20 zum Schneiden des Abschnittes Packpapier 5 vorgesehen sowie zum anschließenden Auftragen eines Klebemittels auf einen Rand des Papiers selbst, bestehend im wesentlichen aus einem Messer 21 und einem Klebemit­ telspender 22, beide angeordnet vertikal oberhalb der Vorschublinie des Ries 3 und vertikal und wechselweise beweglich in Richtung des Pfeiles F aus Abb. 3a (nur schematisch dargestellt, da von bekanntem Typ). Im An­ schluß an diese Schneidestation ist ein zweites hori­ zontales Band 6 vorgesehen, ebenfalls ringförmig ge­ schlossen und über wenigstens ein zweites Paar von Rollen 7a und 7b laufend, von denen eine, 7b, angetrieben ist.

Dieses zweite Band 6 erlaubt einen Zwischenfaltvorgang des Packpapiers 5 über die größeren Flächen des Ries 3 parallel zu dem Band. Es sind ebenfalls Mittel 8 zum Steuern des Durchlaufs des Ries 3 und zur entsprechenden Aktivierung der angetriebenen Rolle 7b vorgesehen, welche auf das zweite Band 6 wirken, um eine Veränderung der Vorschubgeschwindigkeit des zweiten Bandes selbst je nach der Position des Ries 3 auf demselben zu erlauben, sowie ein Anhalten desselben bei Ankunft des Endes C des Ries selbst an einem bestimmten Punkt P des zweiten Bandes 6.

Wie man in den Abb. 3a, 3b und 3c sehen kann, be­ stehen die Mittel 8 zum Steuern und Aktivieren aus einem Abtaster 9, der zum Beispiel von optischer Art sein kann, das heißt eine Fotozelle 11, die vertikal an der Seite des ersten Bandes 1 oder seitlich zu diesem (wie in den Abbildungen gezeigt) angeordnet ist und in der Nähe des Endes des Bandes selbst, welches der Abfangstation 4 zugewandt ist. Diese Fotozelle 11 hat die Aufgabe, die Kopfseite T des genannten Ries 3 abzufangen, das mit einer gleichbleibenden Geschwindigkeit vorläuft, und am Ausgang einen entsprechenden Auslöseimpuls zum Aktivieren eines ersten Abgreifers 10 der Verschiebung des Ries 3 auszusenden. Genauer gesagt kann dieser Abgreifer 10 der Verschiebung aus Mitteln 12 zum Zählen der Umdrehungen bestehen, wie zum Beispiel Encoder, die axial an die obengenannte angetriebene Rolle 2b des ersten Transportbandes 1 und im Ausgang wiederum an den entsprechenden Antrieb des ersten Bandes 1 angeschlossen sind. Der erste Abgreifer 10 der Verschiebung ist seinerseits mit einem zweiten Abgreifer 10a der Verschiebung des Ries 3 verbunden, welcher an die obengenannten Rollen 7a und 7b angeschlossen ist (und immer aus den obengenannten Zählmitteln 12, wie Encoder, bestehend) sowie an ein Steuergehäuse 71 der Geschwindig­ keit dieser letzten Rollen. Im Falle der zweiten Rolle 7b kann der Antrieb aus einem Gleichstrommotor 13 oder generell aus hochdynamischen Motoren bestehen.

Der erste Abgreifer 10 liefert am Ausgang einen entspre­ chenden Impuls an den zweiten 10a und an das Steuerge­ häuse 71, je nach der Größe des vorlaufenden Ries 3, während der zweite Abgreifer 10a sie direkt an das Steu­ ergehäuse 71 aussendet, die praktisch aus einer elektro­ nischen Einheit bestehen (mit einer geeigneten Software), angeschlossen auch an den Antrieb 13 des zweiten Bandes 6, und die am Ausgang des Endes C des Ries 3 aus dem ersten Band 1 (das heißt in dem Augenblick, in dem das Ries 3 unter die Kontrolle desselben zweiten Bandes gerät, wie in Abb. 3b gezeigt wird) eine Beschleu­ nigung der Vorschubgeschwindigkeit des Ries 3 bewirken sowie eine entsprechende gesteuerte Verlangsamung desselben (alles zusammenhängend natürlich mit der zurückzulegenden Strecke), wobei praktisch eine Verformung der Bögen auf der Längsachse Y des Ries 3 bis zu dessen Anhalten vermieden wird, das heißt bei Ankunft des Endes C des Ries 3 an dem obengenannten Punkt P des zweiten Bandes 6. Praktisch wird das Ries 3 an dem festgelegten Punkt P auf dem zweiten Band 6 so angehalten, daß das Schneiden und das entsprechende Bestreichen des Randes des Papiers 5 erlaubt ist, mit dem das Ries selbst anschließend umwickelt wird (s. Abb. 3c).

Wie man bereits aus der bis hierher gemachten Beschrei­ bung ableiten kann, arbeitet die betreffende Steuervor­ richtung auf folgende Weise: Während des normalen Betrie­ bes der Maschine laufen die einzelnen Ries 3 auf dem ersten Band 1 mit einer gleichbleibenden Geschwindigkeit vor (in der Graphik mit Vc bezeichnet), bis die Kopfseite T des Ries selbst nicht von der Fotozelle 11 erfaßt wird, welche ihrerseits einen Impuls an den Encoder 10 aussendet, der an der Rolle 2b positioniert ist. Das Ries 3 läuft mit gleichbleibender Geschwindigkeit weiter, wo­ bei es auf den Abschnitt Packpapier 5 trifft und diesem somit eine teilweise Umwicklung des Ries selbst (s. Abb. 3a) erlaubt. In dem Moment, in dem das Ende C des Ries 3 das erste Band 1 verläßt (s. Abb. 3b) und damit unter die Kontrolle des zweiten Bandes 6 gerät, sendet der erste Abgreifer 10 (der auf den Vorschub programmiert ist, den das Ries 3 zurücklegen muß, wie auch auf die Länge desselben) einen Impuls an das Steuergehäuse 71 und an den zweiten Abgreifer 10a aus. Das Steuergehäuse 71 bestimmt an diesem Punkt eine Veränderung in Form einer Beschleunigung der Zuführgeschwindigkeit des Bandes (in Abb. 2 mit Va bezeichnet), indem es auf den Motor 13 wirkt. Naturlich erweist sich die Beschleunigung als allmählich und "weich" (dank des Motortyps und der Steu­ ersoftware), so daß kein Auseinanderrutschen des Ries 3 bewirkt wird, welches anschließend eine Verlangsamung Vd erfährt, bis es praktisch bei der Ankunft des Endes C an dem auf dem zweiten Band 6 festgelegten Punkt P anhält (stets unter Kontrolle des zweiten Abgreifers 10a), um das Schneiden und das Bestreichen des Randes des Packpa­ piers 5 zu erlauben.

Diese Geschwindigkeitsveränderungen bei der Zuführung des Ries im Vorschubbereich bewirken, daß die Arbeitszeiten des Umwickelzyklus sich erheblich verringern (dies kann beim Vergleich der beiden Graphiken in den Abb. 1 und 2 festgestellt werden, in denen die Zuführgeschwindigkeit des Ries in einer Steigung dargestellt ist, und die zu­ rückgelegte Strecke desselben als Ordinate), da die Ge­ schwindigkeit in der gleichen durchlaufenen Streckenein­ heit erheblich zunimmt. Der Zyklus bleibt außerdem unverändert, wobei stets die Zuverlässigkeit des Betrie­ bes der Maschine gewährleistet ist, ohne die Struktur der Maschine einbeziehen zu müssen.

Die so ausgelegte Erfindung unterliegt zahlreichen Ände­ rungen und Varianten, die alle in den Bereich des erfin­ derischen Konzepts fallen; beispielsweise kann der oben­ genannte optische Fühler gegen ein anderes Abtastmittel der Kopfseite des Ries ausgetauscht werden, welches gleichwertige Eigenschaften hat. Außerdem können alle Details gegen technisch gleichwertige Elemente ausge­ tauscht werden.

Claims (6)

1. Steuervorrichtung, anbringbar an Einrichtungen zum Umwickeln von Papierries, enthaltend unter anderem ein erstes Band (1), ringförmig geschlossen um wenigstens ein erstes Paar von Rollen (2a, 2b) laufend, von denen wenig­ stens eine angetrieben ist und dazu dient, horizontal die genannten Ries (3) in Richtung (A) einer Station zum Auf­ treffen (4) der Kopfseite (T) des genannten Ries (3) auf einen Abschnitt Packpapier (5) zu führen, der im An­ schluß an das genannte erste Band (1) und vor wenigstens einer Station (20) zum Schneiden des genannten Abschnit­ tes des genannten Packpapiers (5) und zum Verkleben des entsprechenden, durch das genannte Schneiden erhaltenen Randes angeordnet ist; wobei im Anschluß an die genannte Station zum Schneiden und entsprechenden Verkleben (20) ein zweites horizontales Band (6) vorgesehen ist, eben­ falls ringförmig geschlossen und um wenigstens ein zwei­ tes Paar von Rollen (7a, 7b) laufend, von denen wenig­ stens eine angetrieben ist, und zwar zum Zwischenfalten des genannten Packpapiers (5) über die größeren Flächen des genannten Ries (3); und wobei Mittel (8) zum Steuern des Durchlaufs des genannten Ries (3) und zum Aktivieren der genannten angetriebenen Rolle (7b) vorgesehen sind, die auf wenigstens das genannte zweite Band (6) wirken und dazu bestimmt sind, eine Geschwindigkeitsveränderung desselben zu ermöglichen, und zwar je nach der Anordnung des genannten Ries (3) auf demselben und mit Anhalten an einem bestimmten Punkt (P) von dessen Ende (C), dadurch gekennzeichnet, daß die genannten Mittel (8) zum Steuern und Aktivieren aus wenigstens einem Abtaster (9) beste­ hen, der entsprechend zu dem genannten ersten Band (1) angebracht ist und dazu dient, die Kopfseite (T) des mit einer gleichbleibenden Geschwindigkeit vorlaufenden Ries (3) abzufangen und im Ausgang einen entsprechenden Impuls zum Aktivieren der ersten Abgreifer (10) der Verschiebung des genannten Ries (3) auszusenden, welche an die genann­ ten ersten Rollen (2a, 2b) angeschlossen sind, die dazu dienen, je nach der festgelegten Abmessung des genannten Ries ein Signal zum Aktivieren eines zweiten Abgreifers (10a) der Verschiebung des genannten Ries auszusenden, der mit den genannten zweiten Rollen (7a, 7b) und mit Mitteln (71) zum Steuern der Geschwindigkeit derselben verbunden ist, so daß beim Austritt des genannten Ries (3) aus dem genannten ersten Band (1) eine Beschleunigung der Vorschubgeschwindigkeit des genannten Ries (3) und eine entsprechende gesteuerte Verlangsamung desselben bei wirkt wird, die von der Strecke abhängig ist, beziehungs­ weise wobei eine Verformung auf der Längsachse (Y) des genannten Ries (3) vermieden wird, bis dies im wesentli­ chen angehalten ist, und zwar bei Ankunft des Endes (C) des genannten Ries (3) an dem genannten Punkt (P) des genannten zweiten Bandes (6).

2. Vorrichtung nach Patentanspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der genannte Abtaster (9) vertikal an der Seite des genannten ersten Bandes (1) angeordnet ist und dicht an dem Ende desselben, das dem genannten zweiten Band (6) zugewandt ist.

3. Vorrichtung nach Patentanspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die genannten ersten und zweiten Abgreifer der Verschiebung (10, 10a) jeweils aus Mitteln (12) zum Zählen der Umdrehungen bestehen, die axial an eine jede der genannten angetriebenen Rollen (2b, 7b) des genannten ersten (1) und zweiten (6) Transportbandes angeschlossen sind.

4. Vorrichtung nach Patentanspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die genannten ersten und zweiten Abgreifer (10, 10a), der genannte optische Abtaster (9) und die ge­ nannten Antriebe alle an ein elektronisches Steuergehäuse der Geschwindigkeit angeschlossen sind, welches die ge­ nannten Mittel zur Steuerung der Geschwindigkeit bildet.

5. Vorrichtung nach Patentanspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die genannten Antriebe für wenigstens die genannte Rolle (7b) des genannten zweiten Transportbandes (6) aus einem hochdynamischen Gleichstrommotor (13) bei­ stehen.

6. Vorrichtung nach den vorstehenden Patentansprüchen und nach dem, was unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen und zu den erwähnten Zwecken beschrieben und gezeigt wurde.