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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum
Erzeugen einer Ausgleichsschleife in einer Bahn, die einer
graphischen Maschine zugeführt wird, beispielsweise einer
Druckmaschine.
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In der graphischen Industrie entsteht oft das Problem, daß
eine fortlaufende Bahn eines Druckpapiers, das von einer
Zuführvorrichtung kommt, beispielsweise einer Spule oder
einem Kasten, die die Bahn in gefalteter Form der
Druckmaschine zuführt, wobei dieser Drucker oder diese
Druckmaschine intermittierend arbeiten kann, während die
Bahn, obwohl sie nicht fortlaufend und mit gleichmäßiger
Geschwindigkeit dem Drucker zugeführt wird, ihren Lauf
dennoch nicht plötzlich starten oder stoppen kann, weil sie
sonst entweder zerrissen oder am Druckmaschinen-Einlaß in
großen Mengen aufgestapelt werden könnte, so daß dort
Gleitprobleme auftreten können.
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Der vorliegenden Erfindung liegt mithin die Aufgabe zugrunde,
eine Vorrichtung zum Erzeugen einer Schleife in einer Bahn
anzugeben, die einer graphischen Maschine zugeführt wird, und
zwar zum Ausgleichen des intermittierenden Betriebes dieser
graphischen Maschine; dies bedeutet, daß der Vorschub der
Bahn manchmal nicht benötigt wird und daß zu anderen Zeiten
ein solcher Vorschub sehr notwendig ist.
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Eine weitere Aufgabe besteht darin, eine Signalvorrichtung
anzugeben, die in der Lage ist, die Bildung einer Schleife in
der Bahn an der Einlaßseite der graphischen Maschine zu
messen.
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Eine weiter Aufgabe besteht darin, die in die graphische
Maschine einlaufende Bahn dann zu stoppen, wenn die in der
Vorrichtung gebildete Ausgleichsschleife eine erste,
festgelegte Länge überschreitet und die Bahn dann wieder
anlaufen zu lassen, wenn diese Schleife kürzer ist als eine
zweite, vorgewählte Länge, d.h. dann, wenn diese Länge zu
kurz ist.
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Eine weitere Aufgabe besteht darin, das Stoppen und das
Wiederanlaufen der Bewegung der Bahn sanft ablaufen zu
lassen, um das Papier davor zu bewahren, zerstört zu werden.
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Ein bekanntes Verfahren, um eine besonders große Verkürzung
oder Längenausdehnung der Schleife anzuzeigen, besteht darin,
sehr empfindliche Mikroschalter anzuwenden, die jeweils mit
einer Schale verbunden sind, auf die sich das untere Ende der
Schleife auflegen kann sowie mit einer kurzen Stange, die
dann von der Ausgleichsschleife angehoben werden kann, wenn
diese sich zu sehr verkürzt, wobei die Mikroschalter auf
einen Motor einwirken, der seinerseits den Einlauf der Bahn
in die graphische Maschine steuert.
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Dieses Verfahren hat den Nachteil, daß es sehr empfindliche
Mikroschalter benötigt, die ihrerseits aufgrund der
Schwingungen leicht beschädigt werden, die für diese
Maschinenart typisch ist. Darüber hinaus können sehr schwache
oder empfindlich Mikroschalter oft Ausfälle aufweisen und
dabei ihre Wirkung und demzufolge auch die Steuerung der
Bahnschleife verlieren, wobei sich Folgen ergeben, die leicht
zu verstehen sind.
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Ein anderes Verfahren benutzt Näherungs-Meßvorrichtungen,
beispielsweise Kapazitäts-Meßvorrichtungen, mit deren Hilfe
die Kapazitätsänderung einer Elektrode gemessen wird, die
durch das Vorhandensein eines isolierenden Materials,
beispielsweise einer Bahn, verursacht wird. Diese Bauart von
Meßvorrichtungen hat eine gute Festigkeit und ist gegenüber
von Schwingungen relativ unempfindlich; sie hat jedoch den
Nachteil, daß fortlaufende Einstellungen dann benötigt
werden, wenn die Zusammensetzung der Bahn sich ändert oder
wenn sich aufgrund der Umweltbedingungen die Feuchtigkeit der
Bahn ändert.
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Eine weitere Vorrichtung zum Transportieren einer
fortlaufenden Aufzeichnungsbahn, beispielsweise einer
Papierbahn aus einem Vorrat zu einer Druckmaschine, ist durch
die DE-A-2 500 396 bekannt. Zwischen dem Papierlager und der
Druckmaschine wird eine Ausgleichsschleife in der Bahn
gebildet, deren Länge durch das Vorhandensein einer
Neßvorrichtung gesteuert wird, die ihrerseits wiederum die
Antriebsvorrichtung für die Papierbahn steuert.
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Diese Meßvorrichtung besteht im wesentlichen aus einer
fotoelektrischen Zelle, die ihrerseits aus einer Lichtquelle
und einem Lichtempfänger-Element besteht, die einander
gegenüberliegend angeordnet sind.
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Auf diese Weise kann das Lichtempfänger-Element Licht von der
Lichtquelle nur dann empfangen, wenn das untere Ende der
Ausgleichsschleife sich oberhalb einer festgelegten Stellung
befindet, die dem Weg des Lichtstrahles von der Lichtquelle
zum Lichtempfängerelement entspricht.
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Wenn das untere Ende der Ausgleichsschleife sich unterhalb
dieser vorgewählten Stellung befindet, dann wird der
Lichtstrahl unterbrochen.
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In der erstgenannten Stellung wird die Antriebsvorrichtung
für die Papierbahn aktiviert, während diese Vorrichtung in
der zweiten Stellung angehalten wird.
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Die Vorrichtung, die den Gegenstand des oben erwähnten
Patents bildet, hat einen erheblichen Nachteil insofern, als
sie auf dem Prinzip eines Strahles beruht, der durch das
untere Ende der Ausgleichsschleife entweder unterbrochen oder
nicht unterbrochen wird. Die Unterbrechung oder die
Wiederherstellung des Strahles findet plötzlich statt und
dies führt demgemäß zu einem sehr plötzlichen Anhalten oder
Wiederanlassen der Antriebsvorrichtung. Diese Betriebsart ist
für die Papierbahn besonders gefährlich, die auf diese Weise
in nicht wiedergutzumachender Weise zerstört wird.
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Ein weiterer Nachteil besteht in der Notwendigkeit, die
Zufuhr zur Druckmaschine unmittelbar anzuhalten, um die
normalen Anfangsbedingungen wiederherzustellen, was zu
erheblichen Leerlaufszeiten und zu steigenden Kosten führt.
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Die DE-A-2 912 656 offenbart und stellt in der beigefügten
Figur eine Vorrichtung zum Zuführen entweder einer
fortlaufenden Papierbahn 14 oder einzelner Papierblätter 24
zur Druckmaschine dar, wobei die Vorrichtung mit
optoelektronischen Meßvorrichtungen 7 und 8 versehen ist, mit
deren Hilfe entweder das Vorhandensein irgendeiner Papierart
an einer Stelle gemessen wird, die stromabwärts einer
Bewegungsrolle 1 (Transportrolle 1) mit Hilfe einer
Meßvorrichtung 7 oder eines einzelnen Papierblattes 24 mit
Hilfe einer Meßvorrichtung 8 gemessen wird, die stromaufwärts
der Bewegungsrolle 2 angeordnet ist, wobei beide
Meßvorrichtungen 7 und 8 eine reflektierende Bauart haben,
die im wesentlichen aus einer Lampe und einem Fotodetektor
besteht, die nebeneinander in einem Gehäuse angeordnet sind,
wobei der Fotodetektor das Licht aufnimmt, das durch die
Lampe erzeugt und entweder durch die Papierbahn 14 oder das
Papierblatt 24 reflektiert worden ist. In dieser
Veröffentlichung können die opto-elektronischen
Meßvorrichtungen 7 und 8 mit Hilfe der Refelxion entweder das
Vorhandensein oder die Abwesenheit in üblichen Bereichen
feststellen, und zwar durch das einfache Prinzip
"angeschaltet - abgeschaltet"; diese bekannte Vorrichtung hat
jedoch keine Vorrichtung, mit deren Hilfe die Intensität des
reflektierten Lichtes und damit die umgekehrten Abstände
zwischen Papier und Meßvorrichtung bewertet werden können,
was für die vorliegende Erfindung von wesentlicher Bedeutung
ist, da diese Bewertung der reziproken oder umgekehrten
Abstände zwischen Papier und Meßvorrichtung für das Bestimmen
der Einzelheiten der Ausgleichsschleife, die durch die
Vorrichtung vorgesehen wird, unverzichtbar ist.
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Kurz gesprochen ist eine Vorrichtung zum Erzeugen einer
Ausgleichsschleife in einer Papierbahn vorgesehen, die von
einer aus Papiervorrat und Zuführeinheit bestehenden
Papierzuführvorrichtung zu einer mit unterschiedlicher
Druckgeschwindigkeit arbeitenden Laser-Druckmaschine
zugeführt wird, zum Ausgleich des periodischen Betriebes
dieser Laser-Druckmaschine aufgrund deren unterschiedlicher
Druckgeschwindigkeit mit
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einer zwischen der Vorrats- und Zuführeinheit und der
Druckmaschine angeordneten Bahnvorrichtung zum Lagern und
Vorbewegen der Bahn, mit deren Hilfe ein Ende der Bahn
gelagert werden kann,
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einer an der Druckmaschine angeordneten Vorrichtung zum
Aufnehmen des anderen Endes der Bahn,
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wobei die Bahnvorrichtung Einrichtungen zum Vorbewegen
der Papierbahn in der Richtung von der Papierzuführeinheit
zur Laser-Druckmaschine und zum Abstützen dazwischen umfaßt,
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wobei ferner die Bahn dann eine Ausgleichsschleife
bildet, wenn sie die Bahnvorrichtung verläßt und in die
Druckmaschine eintritt, die ihrerseits mit einer periodisch
schwankenden Zuführgeschwindigkeit arbeitet, und
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wobei schließlich die Vorschubvorrichtung Rollen
aufweist, mit deren Hilfe die Bahn über die
Ausgleichsschleife in die Druckmaschine gelangt,
gekennzeichnet durch
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einen mit veränderbarer Drehzahl betreibbaren Motor, der
zum Antrieb der Rollen entsprechend des periodisch
schwankenden Betriebs der Druckmaschine an der
Rollentragvorrichtung angebracht ist,
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ein einzelnes, nahe an der Bahn angebrachtes Meßgerät
zum Aussenden von Strahlen auf die Bahn und zum Aufnehmen von
der Bahn reflektierter Strahlen zum Feststellen des
Vorhandenseins einer bestimmten Länge der Ausgleichsschleife,
wobei das Meßgerät mit dem mit veränderbarer Drehzahl
betreibbaren Motor zum Steuern von dessen Drehzahl verbunden
ist, um die Papierbahn entsprechend dem periodisch
schwankenden Betrieb der Druckmaschine zu fördern und
einen der Meßvorrichtung zugeordneten, elektronischen
Schaltkreis mit einer engen Hysterese-Schleife, deren
Ausgangssignal sich mit einem klaren Schnitt, bestimmt und
ohne Ungenauigkeit entsprechend dem Vorhandensein oder dem
Fehlen der Schleife von einem hohen zu einem niedrigen
Zustand verändert und der aus einem
Spannungsvergleichswiderstand zum Vergleichen des
Ausgangssignals eines Fotodetektors des Meßgeräts mit einer
durch eine Spannungsregulierungsvorrichtung (Potentiometer)
festgelegten Spannung zum Beeinflussen der Empfindlichkeit
des elektronischen Schaltkreises besteht, wobei der
Spannungsvergleichswiderstand den elektronischen Schaltkreis
dazu bringt, seinen Zustand bei einem festgelegten Abstand
zwischen dem Meßgerät und der Schleife und damit bei einer
vorbestimmten Intensität des reflektierten Lichts zu ändern.
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Um darüber hinaus eine stufenweise Beschleunigung bis zur
Höchstgeschwindigkeit des Motors der Antriebsrolle und eine
stufenweise Verzögerung bis zum vollständigen Stillstand des
Motors zu erzielen, ist dem Spannungsvergleichswiderstand ein
Kippgenerator nachgeschaltet, mit dessen Hilfe die
Geschwindigkeit des Motors vom Wert Null auf den Höchstwert
und zurück vom Höchstwert auf den Wert Null verändert wird
und zwar in festgelegten Zeiten, wodurch Beschleunigungen und
Verzögerungen des Motors so gewählt werden können, daß die
Bahn nicht zerstört wird.
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Die Einzelheiten und Vorteile der vorliegenden Erfindung
gehen noch besser aus der nachfolgenden Beschreibung einer
Ausführungsform hervor, wobei auf die beigefügten Zeichnungen
Bezug genommen wird. Es zeigen:
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Fig. 1 ist eine perspektivische Teilansicht der
Ausgleichsvorrichtung nach der vorliegenden
Erfindung,
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Fig. 2 ist eine weggeschnittene Seitenansicht der
Vorrichtung gemäß Fig. 1, und
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Fig. 3 stellt einen vereinfachten, elektronischen
Schaltkreis dar, mit dessen Hilfe ein Fotodetektor
zum Feststellen des Vorhandenseins einer Schleife
mit einem Elektromotor zum Vorschub der Bahn
verbunden wird.
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Gemäß den Figuren und insbesondere gemäß den Fig. 1 und 2,
ist erkennbar, daß die Vorrichtung 10 zum Erzeugen einer
Ausgleichsschleife gemäß der vorliegenden Erfindung ein
Gestell 12 umfaßt, das aus ersten, vertikalen Seitenwangen 14
und 16 besteht, ferner aus Längsverbindungsteilen 18 und 20,
die am Unterteil der Seitenwangen 14 und 16 angebracht sind,
ferner aus zwei kürzeren Seitenwangen 22 und 24 und
schließlich einem Zylinderverbindungsteil 26, das die
kürzeren Seitenwangen jeweils an ihren oberen Enden
miteinander verbindet. In den unteren Teilen der beiden
ersten, vertikalen Seitenwangen 14 und 16 ist eine erste
Leerlaufrolle 28 gelagert und im oberen Teil der Seitenwangen
ist eine zweite Rolle 30 gelagert, die mit Hilfe geeigneter
Mittel, beispielsweise mit Hilfe eines Riemens 34, von einem
Elektromotor antreibbar ist. Mit Hilfe einer Druckvorrichtung
37 halten Gegendruckrollen 36a, 36b und 36c eine Bahn 38
gegen die zweite Rolle 30 angepreßt, nachdem die Bahn um die
Leerlaufrolle 28 herumgelaufen ist, wobei die Bahn von einem
Papiervorrat kommt, beispielsweise von einer nicht
dargestellten Spule oder einer Kiste.
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Nachdem die Bahn 38 die Rolle 30 verlassen hat, bildet sie
eine nach unten verlaufende Schleife 40, die während des
Betriebes die Stellungen 40a und 40b einnehmen kann und
gelangt dann zu einer weiteren Rolle 42, die mit Hilfe von
Halteteilen, beispielsweise mit Halteteilen 44, am Gehäuse 46
einer graphischen Maschine gelagert ist.
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Die richtige Form der Schleife 40 wird mit Hilfe eines
Näherungs-Meßgerätes gemessen, das aus einer Lampe oder einem
lichtaussendenden Teil 50 besteht sowie aus einem
Fotodetektor 52, der die Lichtstrahlen mißt, die von der
Lampe 50 ausgestrahlt und von der Schleife 40 der Bahn 38
reflektiert oder zerstreut wird, die ihrerseits in Richtung
der Pfeile 54 und 56 verläuft.
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Die oberen Enden der Seitenwangen 14 und 16 sind über eine
Brücke 57 miteinander verbunden, die den Motor 32 trägt sowie
die Vorrichtung 37, mit deren Hilfe die Gegendruckrollen 36a,
36b und 36c gegen die Rolle 30 angedrückt werden und eine der
Seitenwangen hat ein Gehäuse 58 für die Steuerschaltkreise
der Bahn 38, wobei das Gehäuse mit Knöpfen und Anzeigetafeln
59a, 59b und 59c versehen ist.
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Ein elektronischer Schaltkreis zum Messen der Schleife 40
umfaßt gemäß Fig. 3 einen Fototransistor 62, der über einen
Lastwiderstand 64 mit einer dauernden Eingangsspannung +VR
und über einen Koppelwiderstand 66 mit einem nicht
umkehrenden Einlaß eines Spannungsvergleichswiderstandes 68
verbunden, der seinerseits über einen Rückkopplungswiderstand
70, dessen Wert durch einen Fachmann bestimmt werden kann,
eine schmale Hysterese-Schleife hat, um einen klaren Schnitt
und eine genau bestimmte Veränderung seines Eingangszustandes
zu fördern. Der umgekehrte Einlaß des
Spannungsvergleichswiderstandes 68 ist über einen
Koppelwiderstand 72 mit einem Potentiometer 74 verbunden,
dessen Einstellung die Empfindlichkeit des gesamten
Schaltkreises 60 beeinflußt und damit den Abstand zwischen
der Schleife und dem Näherungsgemäßgerät 48, der seinerseits
eine Veränderung im Auslaß des
Spannungsvergleichswiderstandes 68 hervorruft.
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Der Auslaß des Spannungsvergleichswiderstandes 68 ist mit dem
Einlaß eines Sägezahngenerators 76 verbunden, der nach dem
Empfang eines sowohl nach unten als auch nach oben
abgestuften Signals an seinem Eingang dieses Signal an seinem
Ausgang in ein rampenförmiges Signal umformt, das sich über
die Zeitdauer der genannten Veränderung hinwegerstreckt. Das
rampenförmige Signal wird in einen zweiten Einlaß einer
Rückkopplungsverbindung 78 eingeleitet, um eine
Geradlinigkeit hinzuzufügen und er wird dann in den Einlaß
eines Antriebsverstärkers 80 eingeleitet, dessen Zweck darin
besteht, einen Elektromotor zu betreiben, beispielsweise den
Elektromotor 32, der eine Umdrehungszahl hat, die der
angelegten Spannung proportional ist.
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Die Wirkungsweise der vorliegenden Erfindung ist im einzelnen
die folgende: Eine zu bedruckende Bahn 38, die aus einem
Vorrat abgezogen wird, wird um die Rollen 28 und 30 des
Gestells 12 herumgeleitet und dann, nachdem sie eine Schleife
40 gebildet hat, gelangt sie zu einer Rolle 42 der
graphischen Maschine.
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Der Motor 32 dreht sich mit seiner größtmöglichen Drehzahl
und treibt dabei die Rolle 30 und damit die Bahn 38 an, deren
Schleife die Stellungen 40, 40a und 40b einnimmt. Während die
Schleife von der Stellung 40 zur Stellung 40b überwechselt,
wechselt das Licht, das von der Lampe 50 auf dem Fotodetektor
52 reflektiert wird, von einer Intensität, die nahe bei Null
liegt, zu einer ansteigenden Intensität, wodurch der
Fototransistor gemäß Fig. 3 mehr und mehr leitfähig wird und
zwar solange, bis seine Anodenspannung auf einen Wert
heruntergeht, bei dem er den Auslaß des
Spannungsvergleichswiderstandes 68 von seinem hohen Wert auf
einen niedrigen Wert umwandelt. An diesem Punkt beginnt der
Kippgenerator 76 an seinem Auslaß eine absteigende Rate, die
dazu führt, daß der Motor 32 sich solange verlangsamt, bis er
anhält. Wenn der Motor 32 angehalten hat, dann fährt die
Rolle 42 fort, die Bahn 38 einzuziehen, wobei sich deren
Schleife von der Stellung 40b in die Stellung 40 bewegt,
wobei das Fehlen von Licht, das auf den Fotodetektor 52
auftrifft, die hohe Spannung am Auslaß des
Spannungsvergleichsgenerators 68 sowie eine fortlaufende
Rückkehr hoher Spannung entsprechend der ansteigenden Rampe
am Auslaß des Kippgenerators 76 wiederherstellt. Dies
wiederum führt dazu, daß der Motor sich schrittweise wieder
beschleunigt, und dies wiederum führt dazu, daß die Bahn 38
wiederum die Schleife bildet, die von der Stellung 40 zur
Stellung 40b gelangt und der Betriebszyklus des Motors 32
wiederholt sich.
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Wenn die graphische Maschine aus irgendeinem Grunde anhält,
dann würde die Bahn 38 durch die Rolle 42 nicht mehr
eingezogen werden und die Schleife wird schnell in eine
Stellung unterhalb der Stellung 40b gelangen; dies würde dazu
führen, daß der Motor 32 entsprechend den Eigenschaften der
Rampe des Kippgenerators 76 anhält, wodurch sichergestellt
wird, daß die Bahn sanft anhält. In derselben Weise würde ein
Aufsteigen der Schleife in eine Stellung oberhalb der
Stellung 40 dazu führen, daß der Motor 32 entsprechend den
Eigenschaften der Rampe betrieben wird, wodurch
sichergestellt wird, daß die Bahn 38, ohne zerrissen zu
werden, wieder gestartet wird.
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Die oben beschriebene Ausführungsform ist eine bevorzugte,
nicht jedoch eine begrenzende Form der vorliegenden Erfindung
und es ist klar, daß ein Austausch oder ein Ersatz mit Hilfe
von funktionell äquivalenten Teilen für eine oder mehrere
Baugruppen der beschriebenen Vorrichtung zu Ausführungsformen
führt, die alle innerhalb des Schutzbereiches der Erfindung
liegen.
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Beispielsweise könnte der Kippgenerator 76 durch einen
Generator mit Schrittfunktion oder durch einen Mikroprozessor
ersetzt werden, der mit einer Serie von numerischen Daten
versehen und in der Lage ist, Beschleunigungs- und
Verzögerungssteuerungen für den Motor 32 durchzuführen.