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Die
Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung und ein Verfahren zum
automatischen Befestigen von Karten, die Aufdrucke tragen, auf einer
bedruckten Bahn.
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Insbesondere
bezieht sich die Erfindung auf eine Vorrichtung und ein Verfahren
zum automatischen Befestigen vorbedruckter Karten auf einer sich bewegenden
bedruckten Papierbahn synchron mit der sich bewegenden Bahn, so
dass jede der Karten auf der sich bewegenden Bahn an einer vorbestimmten
Stelle eines Wiederholungsstückes
der sich bewegenden Bahn befestigt wird.
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Eine
Vorrichtung zum Befestigen von Karten an einer bewegten Bahn der
auf die Erfindung bezogenen Art ist in der
US-Patentschrift Nr. 4 351 517 (Neal
et al) beschrieben. Diese Vorrichtung weist eine sich drehende Zuführrolle
30 auf,
die einen Streifen oder eine Bahn
12 von vorbedruckten
Karten aufnimmt und die Bahn aus Karten einer Aufbringtrommel
80 zuführt, welche
periodisch eine der vorbedruckten Karten veranlasst, von der Kartenbahn
12 sich
zu trennen und auf eine bewegte Bahn
108 mit einer Anzahl
von vorbedruckten Seiten aufgebracht zu werden.
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Jede
Karte wird auf der bewegten Bahn 108 durch Klebstoff jeweils
an der gleichen vorbestimmten Stelle auf jeder Seite der Bahn 108 befestigt.
Um diese Funktion auszuüben,
muss die Lage der Kartenbahn 12 bezüglich der Zuführrolle 30 jederzeit
genau gesteuert werden. Zu diesem Zweck ist die Kartenbahn 12 mit
einer Anzahl von Registrierlöchern 34 entlang
ihrer Längserstreckung
versehen, wie in 3 des Pa tents von Neal et al
gezeigt, und die Zuführrolle 30 ist
mit einem Ring von Registrierdornen 32 versehen. Bei Betrieb
wird die Kartenbahn 12 über die
Zuführrolle 30 so
geleitet, dass die Registrierdornen 32 innerhalb der Registrierlöcher 34 in
der Kartenbahn 12 angeordnet sind, so dass kein Gleiten zwischen
der Kartenbahn 12 und der Zuführrolle 30 auftritt.
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Die
Lage der Kartenbahn 12 bezüglich der Zuführrolle 30 muss
festgehalten werden, so dass die Karten an ihren richtigen Stellen
auf der bedruckten Bahn 108 befestigt werden. Jede Gleitbewegung
zwischen der Kartenbahn 12 und der Zuführrolle 30 würde einen
kumulativen Fehler der Stellen bewirken, an denen die Karten auf
der bedruckten Bahn 108 befestigt werden. Wenn beispielsweise
die Kartenbahn 12 bezüglich
der Zuführrolle 30 mit
einer Rate von 0,025 mm (0,001 inch) je Karte gleitet, und wenn
die Vorrichtung mit einer Rate von 80 000 Karten in der Stunde läuft, wie
es in der Patentschrift von Neal et al beschrieben ist, wäre der kumulative
Lagefehler bei der Befestigung der Karten an der bedruckten Bahn 108 mehr
als 2,54 cm (1 inch) nach nur einer Minute Laufzeit.
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Eine
bekannte Vorrichtung der in der Patentschrift von Neal et al beschriebenen
Art, die von Hurletron Incorporated vertrieben wird und bei der
die vorbedruckten Karten mit Registrierlöchern in denselben auf eine
bewegte bedruckte Bahn unter Verwendung einer Kartenzuführvorrichtung
mit Registrierdornen, wie oben beschrieben, befestigt wurden, war
mit einer Steuereinrichtung zum Synchronisieren der Bewegungen der
Bahn der vorbedruckten Karten, die sich mit einer ersten verhältnismäßig niedrigen
Geschwindigkeit bewegte, mit der Bewegung einer bedruckten Bahn,
auf welcher die Karten befestigt werden sollten, versehen, wobei
sich die bedruckte Bahn mit einer zweiten verhältnismäßig hohen Geschwindigkeit bewegte.
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Die
Internationale Patentanmeldung
WO97/16370 beschreibt
ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung von Drucksachen,
wie Formblättern
und Werbungsmaterial, wobei die Vorrichtung eine Förderrolle
zur kontinuierlichen Förderung einer
ersten flexiblen Materialbahn mit einer ersten Ausgabegeschwindigkeit
(V
1) sowie eine Saugrolle zum Aufbringen
flacher Abdeckelemente auf die erste Materialbahn aufweist. Die
Abdeckelemente werden aus einer zweiten flexiblen Materialbahn durch Schneiden
in Querrichtung und in einer Schneidstation geschnitten und durch
Klebstoff mit der ersten Materialbahn verbunden. Die Drehzahl (U
1) der Saugrolle ist derart, dass die Abdeckelemente
der ersten Materialbahn mit einer Fördergeschwindigkeit (V
2) kontinuierlich zugeführt werden, welche niedriger
liegt als die erste Ausgabegeschwindigkeit (V
1).
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Die
US-Patentanmeldung 5 415 716 beschreibt eine Vorrichtung zur synchronen
Inline-Anordnung von Materialkissen, wie ein hochabsorbierendes
komprimiertes zusammengesetztes Laminat, die eine Zuführrolle
zum Zuführen
einer kontinuierlichen Materialbahn umfasst. Die Materialbahn wird
zu einem Paar von Zugrollen geführt,
welche eine Bewegung der Bahn mit einer ersten Geschwindigkeit V1 bewirken. Ein Schneidmechanismus schneidet einzelne
getrennte Kissen des Materials zum Anbringen auf einer zugeordneten
Vakuumübertragungstrommel.
Die Vakuumübertragungstrommel
enthält eine
Umfangsfläche,
die mit einer zweiten Geschwindigkeit V2 gleich
oder größer als
die erste Geschwindigkeit V1 angetrieben
wird, wobei die Geschwindigkeit V2 gleich
der linearen Bewegungsgeschwindigkeit eines zugehörigen kontinuierlichen
Substrats, wie im Luft strom aufgebrachte Holzpulpe, ist. Die getrennten
Materialkissen werden dadurch auf das Substrat mit einem relativen
Abstand S zwischen benachbarten einzelnen Kissen übertragen,
wobei der Abstand gleich L(V2 – V1) – L
ist.
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Zusammenfassende Darstellung
der Erfindung
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Die
Erfindung schaftt eine Vorrichtung gemäß Anspruch 1.
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Die
Kartenzuführeinrichtung
ist vorzugsweise eine dornlose Kartenzuführeinrichtung, die geeignet
ist, die Kartenbahn zu veranlassen durch die dornlose Kartenzuführeinrichtung
so zu laufen, dass die Kartenbahn bezüglich der dornlosen Zuführeinrichtung
nicht um mehr als 0,025 oder 0,0127 mm (0,001 oder 0,0005 inch)
je Karte der Kartenbahn gleitet.
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Die
Kartenzuführeinrichtung
kann einen Kraftanwender aufweisen, der geeignet ist, die Kartenbahn
gegen einen Teil der Kartenzuführeinrichtung,
wie ein zylindrisches Zuführrad,
zu drücken. Der
Kraftanwender kann ein Band aufweisen, das nahe dem Teil der Kartenbahn
angeordnet ist, sowie eine Einrichtung zum Anwenden einer Spannung
auf das Band, um das Band gegen den Teil der Kartenbahn zu drücken. Statt
dessen kann der Kraftanwender wenigstens eine Rolle aufweisen, welche
den genannten Teil der Kartenbahn berührt.
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Die
Erfindung schafft ferner ein Verfahren gemäß Anspruch 16.
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Der
oben erwähnte
Schritt (b) nach Anspruch 16 kann die folgenden Schritte umfassen:
Leiten der Kartenbahn über ein
drehbares zylindrisches Zuführrad,
während
das Zuführrad
sich mit einer Drehzahl dreht, und, während die Kartenbahn über das
Zuführrad
läuft,
Ausüben
eines Druckes, um einen Teil der Kartenbahn gegen das Förderrad
derart zu drücken, dass
im Wesentlichen kein Gleiten zwischen der Kartenbahn und dem Zuführrad auftritt.
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Die
Erfindung wird nachfolgend lediglich beispielhaft mit Bezugnahme
auf die Figuren näher
erläutert.
Es zeigen:
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1 die
mechanischen Teile einer bevorzugten Ausführungsform eines Kartenanbringers zum
Befestigen vorbedruckter Karten an einer bewegten bedruckten Bahn;
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2 einen
Abschnitt einer bedruckten Bahn, an der erfindungsgemäß eine Anzahl
von vorbedruckten Karten befestigt ist;
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3 eine
Seitenansicht eines Teils des Zuführrades des in 1 dargestellten
Kartenanbringers, wobei die relative Lage einer Kartenbahn und eines
Spannungsriemens dargestellt ist;
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4 eine
erste alternative Ausführungsform
einer Zuführeinrichtung
zum Zuführen
einer Bahn von vorbedruckten Karten;
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5 eine
zweite alternative Ausführungsform
einer Zuführeinrichtung
zum Zuführen
einer Bahn von vorbedruckten Karten;
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6 eine
dritte alternative Ausführungsform
einer Kartenzuführeinrichtung
zum Zuführen
einer Bahn von vorbedruckten Karten;
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7 ein
Blockschaltbild, welches die elektronischen Teile des in 1 gezeigten
Kartenanbringers darstellt; und
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8A–8C ein
Ablaufdiagramm eines Computerprogramms, das in die Steuereinrichtung gemäß 7 eingegeben
ist, um den Betrieb des Kartenanbringers zu steuern.
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Ausführliche Beschreibung der bevorzugten
Ausführungsformen
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1 zeigt
die mechanischen Teile eines Kartenanbringers 10 zum automatischen
Befestigen vorbedruckter Papierkarten an einer bewegten bedruckten
Bahn. Die vorbedruckten Karten, welche beispielsweise Coupons oder
Antwortpostkarten sein können,
werden dem Kartenanbringer 10 in Form einer Kartenbahn 12 zugeführt, in
welcher ein geschwächtes
Verbindungsglied oder Verbindungsgelenk, wie eine Perforation, zwischen
jedem Paar von benachbarten Karten angeordnet ist (wie in 3 gezeigt).
Der Kartenanbringer 10 trennt die Kartenbahn 12 in
einzelne Karten und gibt dann jede Karte auf eine bewegte Bahn 14,
die so vorbedruckt ist, dass sie ein identisches Bild auf jedes
aus einer Anzahl von benachbarten Wiederholungsstücken aufgedruckt
hat, beispielsweise einem Wiederholungsstück, das einer Seite eines Werbungs-Flugblattes oder
Magazins entspricht.
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2 zeigt
einen Teil der bedruckten Bahn 14, wobei zwei volle Seiten 16 dargestellt
sind, an deren jeder eine Karte 18 befestigt ist, beispielsweise durch
Klebstoff, und zwar an einer vorbestimmten Stelle jeder Seite 16.
Weder die Karten 18 noch die Kartenbahn 12 hat
irgendwelche Registrierlöcher eingeformt.
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Wie
aus 1 ersichtlich, wird die Kartenbahn 12 in
den Kartenanbringer 10 aus einem Kartenbahnvorrat, wie
einem großen
Kasten (nicht gezeigt), gezogen. Die Kartenbahn 12 tritt
in den Kartenanbringer 10 über ein Paar von drehbaren Leerlaufrollen 20, 22 ein,
die an einem Stützarm 24 drehbar
gelagert sind, und bewegt sich in Richtung der Pfeile. Jede der
Leerlaufrollen 20, 22 besitzt ein Paar von Bünden 20a, 22a mit
größerem Durchmesser, zwischen
welchen die Kartenbahn 12 durchläuft. Die Bünde 20a, 22a jeder
Rolle 20, 22 sind in einem Abstand angeordnet,
der im Allgemeinen der Breite der Kartenbahn 12 entspricht,
um die Kartenbahn 12 in einer vorbestimmten seitlichen
Lage zu halten.
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Nach
dem Durchlaufen über
die Leerlaufrollen 20, 22 läuft die Kartenbahn 12 über einen
Spannungsriemen 26, der an einem Ende durch die Stützrolle 28 abgestützt ist,
und sodann läuft
die Kartenbahn 12 zwischen dem Spannungsriemen 26 und
einem drehbaren Zuführrad 30 durch.
Das Zuführrad 30,
das eine aus glattem Aluminium bestehende Außenfläche besitzen kann, wird in
einer weiter unten beschriebenen Weise in Drehung versetzt. Der
Riemen 26 wird nicht angetrieben, sondern bewegt sich mit
der gleichen Geschwindigkeit wie die Kartenbahn 12 infolge
der Spannung des Riemens 26 und der Reibung zwischen der
Kartenbahn 12 und dem Spannungsriemen 26.
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Der
Spannungsriemen 26 wird ferner durch eine Rolle 32 abgestützt, die
an einer festen Stelle drehbar gelagert ist, sowie durch eine Rolle 34,
die an einem Schwenkarm 36 drehbar gelagert ist, welcher
mit einem Ende mit einer Tragestruktur 38 an einem Schwenkpunkt 40 schwenkbar
verbunden ist. Der Schwenkarm 36 ist geeignet, den Riemen 26 in einem
festgezogenen Zustand zu halten, so dass die sich ergebende Spannung
des Riemens 26 die Kartenbahn 12 gegen das Zuführrad 30 drückt, so
dass kein Gleiten zwischen der Kartenbahn 12 bezüglich des
Zuführrades 30 auftritt,
wie weiter unten näher beschrieben.
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Der
Schwenkarm 36 kann im Uhrzeigersinn federbelastet sein,
um die Riemenspannung zu ergeben, oder statt dessen kann das Ende
des Schwenkarms 36 mit der Trägerstruktur 38 beispielsweise durch
eine Mutter-und-Bolzenanordnung derart verbunden sein, dass die
Stellung des Schwenkarms 36 fest und nicht beweglich ist.
Im letzteren Fall kann der Schwenkarm 36 im Uhrzeigersinn
gedrückt
werden, um die gewünschte
Riemenspannung zu erhalten, und mit dem Schwenkarm 36 in
dieser Stellung kann die Mutter der Mutter-und-Bolzenanordnung sodann festgezogen
werden, so dass der Schwenkarm 36 seine Lage und die gewünschte Riemenspannung aufrecht
erhält.
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Eine
Klebstoffaufbringeinrichtung, die schematisch bei 42 dargestellt
ist, ist neben der Kartenbahn 12 an einer Stelle am oberen
rechten Abschnitt des Zuführrades
angeordnet, wie in 1 gezeigt. Wie in 3 gezeigt,
gibt die Klebstoffaufbringeinrichtung 42 einen verhältnismäßig dünnen kontinuierlichen
Wulst von Klebstoff 44 längs der Seite der Kartenbahn 12 ab.
Der Spannungsriemen 26 ist schmaler als die Kartenbahn 12,
so dass der Klebstoffwulst 44 aufgebracht werden kann,
ohne in Berührung
mit dem Spannungsriemen 26 zu kommen, der die Kartenbahn 12 überdeckt.
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Wie
aus 1 ersichtlich, wird die Kartenbahn 12,
nachdem sie in Berührung
mit dem Zuführrad 30 über annähernd den
halben Umfang des Zuführrades 30 stand,
durch mehrere untere Führungsorgane 50 und
mehrere obere Führungsorgane 52 zu einer
Kartenbehandlungseinrichtung geführt,
welche die Form einer drehbaren Vakuumtrommel 60 und einer
drehbaren Klemmrolle 62 besitzen kann. Die Führungsorgane 50, 52 haben
eine verhältnismäßig schmale
Breite und schließen
Abstände
quer zur Breite der Kartenbahn 12 derart ein, dass sie
den vorher durch die Klebstoffaufbringeinrichtung 42 aufgebrachten
Kleb stoffwulst 44 vermeiden. Die oberen Führungsorgane 52 sind
durch einen Haltearm 61 abgestützt.
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Um
jede Karte 18 an der gleichen relativen Stelle auf jeder
Seite 16 der bedruckten Bahn 14 zu befestigen,
muss die Geschwindigkeit, mit der die bedruckte Bahn 14 durch
den Kartenanbringer 10 läuft, größer sein als die Geschwindigkeit,
mit der die Kartenbahn 12 durch den Kartenanbringer 10 läuft, da die
Größe einer
Karte 18 kleiner ist als die Größe einer Seite 16,
an der die Karte 18 befestigt ist, wie in 2 gezeigt.
Die Vakuumtrommel 60 wird so in Drehung versetzt, dass
die Geschwindigkeit der äußeren Zylinderfläche der
Vakuumtrommel 60 die gleiche ist wie die Geschwindigkeit
der bedruckten Bahn 14. So ist die Oberflächengeschwindigkeit
der Außenfläche der
Vakuumtrommel 60 und diejenige des Klemmrades 62,
die in Berührung
mit der Vakuumtrommel 60 steht, größer als die Geschwindigkeit,
mit der die Kartenbahn 12 durch das Zuführrad 30 zugeführt wird.
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Wenn
daher die Kartenbahn 12 in Berührung mit der Schnittstelle
des Klemmrades 62 und der Vakuumtrommel 60 kommt,
wird die Karte 18 am vorderen Abschnitt der Kartenbahn 12 dicht
zwischen der Vakuumtrommel 60 und dem Klemmrad 62 ergriffen, das
eine Gummioberfläche
aufweist, und wird dann beschleunigt, um eine Trennung der vorderen
Karte 18 vom restlichen Teil der Kartenbahn 12 an
einer Trennstelle zu bewirken, welche dem geschwächten Verbindungsgelenk entspricht,
das zwischen der vorderen Karte 18 und dem Rest der Kartenbahn 12 vorgesehen
ist. Das Klemmrad 62 hat eine verhältnismäßig geringe Breite, d. h. etwa
2,54 cm (1 inch), so dass das Klemmrad 62 nicht in Berührung mit
dem Klebstoffwulst 44 auf der Kartenbahn 12 kommt.
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Ein
Funkenrechen (burst deflector) 65 ist zwischen dem Zuführrad 30 und
der Klemmrolle 62 angeordnet. Das Funkenrechen 65,
der die Form einer verhältnismäßig dünnen, vertikal
angeordneten, dreieckig geformten Platte besitzen kann, hat ein
abgerundetes unteres Ende, das eine geringe nach unten gerichtete
Kraft auf die Kartenbahn 12 an einer Kontaktstelle ausübt. Der
Kontaktpunkt fällt
vorzugsweise mit der Perforation oder dem geschwächten Verbindungsgelenk oder
Verbindungsglied am hinteren Ende der vorderen Karte 18 der
Kartenbahn 12 zusammen, wenn die Vorderkante dieser Karte 18 zuerst
zwischen dem Klemmrad 62 und der Vakuumtrommel 60 ergriffen
wird. Die nach abwärts
gerichtete Kraft, die durch den Funkenrechen 65 auf das
geschwächte
Verbindungsglied ausgeübt
wird, wenn das Klemmrad 62 und die Vakuumtrommel 60 die Trennkraft
auf die vordere Karte 18 ausüben, konzentriert die Trennkräfte am geschwächten Verbindungsglied
und erleichtert die Abtrennung der vorderen Karte 18. Falls
zwei untere Führungen 50 verwendet
werden, wobei jede untere Führung 50 unterhalb
einer entsprechenden Längsseite
der Kartenbahn 12 angeordnet ist, kann der Funkenrechen 65 den
Mittelabschnitt der Kartenbahn 12 an der Berührungsstelle
dazu veranlassen, leicht nach unten gebogen zu werden.
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Nachdem
die vordere Karte 18 vom Rest der Kartenbahn 12 abgetrennt
ist, wird diese Karte 18 auf ihren Platz auf der Vakuumtrommel 60 durch
einen verminderten oder Saugdruck gehalten. Die Vakuumtrommel 60 hat
einen hohlen Innenteil, in welchem ein verminderter oder Saugdruck
vorgesehen ist, und eine zylindrische Außenfläche mit einer Anzahl von darin
ausgebildeten Löchern,
so dass der Saugdruck mit der Oberfläche der Vakuumtrommel 60 in
Verbindung steht. Der Saugdruck im Inneren der Vakuumtrommel 60 ist über eine
Vakuumleitung oder einen Vakuumkanal 63 zugeführt, die
bzw. der mit einer (nicht gezeigten) Vakuumpumpe pneumatisch verbunden
ist.
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Der
Saugdruck kann nur in einem Winkelabschnitt der Oberfläche der
Vakuumtrommel 60 vorgesehen sein, wie dem Abschnitt zwischen
der gestrichelten Linie 64 und der gestrichelten Linie 66,
so dass die Karte 18 an ihrer Stelle gehalten wird, bis
sie die bedruckte Bahn 14 an der Schnittstelle der Vakuumtrommel 60 mit
einer Druckrolle 68 berührt.
Die Druckrolle 68 drückt
die bedruckte Bahn 14 gegen die Karte 18, so dass
der Klebstoffwulst auf der Karte 18 die Karte 18 an
der bedruckten Bahn 14 hält.
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Das
Klemmrad 62 kann mit einem Einstellmechanismus in Form
einer Kolben-Zylinder-Anordnung 72 versehen sein, die mit
einer beweglichen Achse 74 exzentrisch gekoppelt ist, welche
das Klemmrad 62 drehbar abstützt, so dass das Klemmrad 62 zwischen
einer Arbeitsstellung, in der es die Vakuumtrommel 60 berührt, und
einer Nichtarbeitsstellung verschoben werden kann, in welcher es
einen Abstand von der Vakuumtrommel 60 aufweist.
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Eine
Kartenführung 80 kann
nahe der Vakuumtrommel 60 zwischen dem Klemmrad 62 und
der Druckrolle 68 angebracht sein. Der Zweck der Kartenführung 80 besteht
darin, im Fall des Ausfalls des Saugdruckes in der Vakuumtrommel 60 herumfahrende
Karten 18 daran zu hindern, dass sie auf die bedruckte
Bahn 14 unter einem solchen Winkel auftreffen, dass die
Bahn 14 reißt.
Der Kartenanbringer 10 kann ferner eine Anzahl von Aufhänghaken 82 zu Einbauzwecken
und einen Schaltkasten 84 mit verschiedenen Betätigungssteuerknöpfen, wie
einem Start/Stopp-Knopf 86, einem Knopf 88 zum
Starten und Stoppen der Klebstoffaufbringeinrichtung 42 und einen
Notstopp-Knopf 90, aufweisen.
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Der
Spannungsriemen 26 gemäß 1 und 3,
der ein Gummiriemen mit inneren Fasersträngen von etwa 20 mm Breite
und 2 mm Dicke sein kann, ist geeignet, die Kartenbahn 12 gegen
das Zuführrad 30 zu
drücken,
so dass die Kombination des Reibungskoeffizienten zwischen der Zylinderfläche des
Zuführrades 30 und
der Kartenbahn 12 sowie der vom Spannungsriemen 26 ausgeübten Kraft
ausreicht, dass im Wesentlichen kein Gleiten zwischen der Kartenbahn 12 und
dem Zuführrad 30 eintritt, wenn
das Zuführrad 30 in
Drehung versetzt wird. Wenn irgendein Gleiten zwischen der Kartenbahn 12 und
dem Zuführrad 30 auftritt,
ist dieses Gleiten geringer als 0,127 mm (0,005 inch) und vorzugsweise weniger
als 0,025 mm (0,001 inch) je Karte oder weniger als 0,0127 mm (0,0005
inch) je Karte.
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Statt
der Verwendung einer oben beschriebenen besonderen Kartenzuführeinrichtung
können auch
andere Kartenzuführeinrichtungen
verwendet werden. 4 zeigt eine erste alternative
Ausführungsform,
bei der ein Paar von Druckrollen 92, 94 statt
des Spannungsriemens 26 verwendet wird. Eine der Druckrollen 92 ist
neben der Kartenbahn 12 an einer Stelle angeordnet, an
der die Bahn 12 zuerst das Zuführrad 30 berührt, und
die andere Druckrolle 94 ist neben der Stelle angeordnet,
wo die Bahn 12 das Zuführrad 30 verlässt. Die
Druckrollen 92, 94 können mit Gummi oder anderen
kompressiblen Beschichtungen versehen sein.
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Bei
einer zweiten alternativen Ausführungsform
gemäß 5 ist
das Zuführrad 30 erstzt
durch eine Vakuumtrommel 96, welche einen Saugdruck auf
die Kartenbahn 12 ausübt,
die in Berührung
mit der Vakuumtrommel 96 steht. Der Saugdruck kann nur
auf einen Teil der Oberfläche
der Trommel 96 ausgeübt
werden, wie auf den Teil rechts von der gestrichelten Linie 98.
Die Kombination des Reibungskoeffizienten zwischen der zylindrischen
Außenfläche der
Vakuumtrommel 96 und der Kartenbahn 12 sowie der
Vakuumkraft, welche die Kartenbahn 12 an der Vakuumtrommel 96 hält, sollte
ausreichen, um jedes merkliche Gleiten zwischen der Kartenbahn 12 und
der Vakuumtrommel 96 zu verhindern. Die Vakuumkraft sollte
auch ausreichen, ein Gleiten zu verhindern, wenn die vordere Karte
von der Kartenbahn 12 abgenommen wird, oder es sollten
andere Einrichtungen verwendet werden, um dieses Ergebnis zu erhalten.
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Bei
einer dritten alternativen Ausführungsform
gemäß 6 sind
das Zuführrad 30 und
der Spannungsriemen 26 durch ein Paar von Präzisionsdruckrollen 100, 102 ersetzt,
welche die Kartenbahn 12 in einer horizontalen Richtung
gemäß dem Pfeil
in 6 zuführen.
Eine oder beide Rollen 100, 102 können mit
Gummi oder einer kompressiblen Oberfläche versehen sein, um ein Gleiten
der Kartenbahn 12 bezüglich
der Präzisionsrollen 100, 102 zu
verhindern.
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Andere
Einzelheiten bezüglich
der Struktur des mechanischen Teils des oben beschriebenen Kartenanbringers
10 sind
in der
US-Patentschrift Nr. 4
351 517 von Neal et al beschrieben, wobei die Beschreibung
dieser Druckschrift hier eingeschlossen wird. Obwohl oben eine bestimmte
mechanische Struktur für
den Kartenanbringer
10 beschrieben ist, können zahlreiche
Abänderungen
an dieser Struktur vorgenommen werden, ohne die Erfindung zu verlassen.
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7 ist
ein Blockschaltbild des Steuerteils des Kartenanbringers 10,
welcher die Drehzahl des Zuführrades 30 und
der Vakuumtrommel 60 steuert. Aus 7 ist ersichtlich,
dass das Zuführrad 30 von einem
Motor 110 in Abhängigkeit
von Antriebssignalen gedreht wird, welche durch eine übliche Antriebsschaltung 112 erzeugt
werden. In gleicher Weise wird die Vakuumtrommel 60 von
einem Motor 114 in Abhängigkeit
von Antriebssignalen gedreht, die von einer Antriebsschaltung 116 erzeugt
werden. Die Antriebssignale, die von den beiden Antriebsschaltungen 112, 116 ausgegeben
werden, werden in Abhängigkeit
von Steuersignalen erzeugt, die auf die Antriebsschaltungen über eine
Anzahl von Steuerleitungen 118, 119 gegeben und
von einer Bewegungssteuereinrichtung 120 erzeugt werden,
die eine übliche
Bewegungssteuereinrichtung sein kann, welche im Handel von MEI Incorporated
erhältlich
ist.
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Die
Bewegungssteuereinrichtung 120 bildet einen Teil der Gesamtsteuereinrichtung 130,
welche auch eine Hauptsteuereinrichtung 140 enthält. Die Hauptsteuereinrichtung 140 kann
eine bekannte Steuereinrichtung, wie ein Personalcomputer, sein, der
einen Programmspeicher 142 enthält, wie einen Read-Only-Speicher
(ROM), einen Mikroprozessor (MP) 144, einen Random-Access-Speicher
(RAM) 146 und eine Input-Output-(I/O)-Schaltung 148, die alle über eine
Adress/Daten-Busleitung 150 verbunden
sind. Die Hauptsteuereinrichtung 140 kann mit einer Displayeinrichtung 152,
wie einem CRT, und einer Eingabeeinrichtung 154, wie einer
Tastatur, verbunden sein.
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Der
Steuerteil des Kartenanbringers 10 hat einen Sensor 156,
wie einen Wellencodierer, der mit der Vakuumtrommel 60 verbunden
ist und ein Signal zur Anzeige der Drehwinkelstellung der Vakuumtrommel 60 erzeugt.
Beispielsweise kann der Sensor 156 eine vorbestimmte Anzahl
von Impulsen, beispielsweise 10 000, bei jeder vollständigen Umdrehung
der Vakuumtrommel 60 erzeugen, oder statt dessen kann er
eine vorbestimmte Anzahl von Impulsen, beispielsweise 5 000, für eine vorbestimmte
Drehstrecke der Vakuumtrommel, wie 30,4 cm (1 foot) erzeugen. Das
vom Sensor 156 erzeugte Signal wird auf die Bewegungssteuereinrichtung 120 und
auf die I/O-Schaltung 148 über eine Signalleitung 158 übertragen.
Der Kartenanbringer 10 enthält einen Sensor 160,
wie einen Wellencodierer, der mit dem Zuführrad 30 verbunden
ist, welches ein Signal zur Anzeige der Drehwinkelstellung des Zuführrades 30 erzeugt und
das Signal auf die Bewegungssteuereinrichtung 120 und auf
die I/O-Schaltung über
eine Signalleitung 162 überträgt.
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Der
Kartenanbringer 10 hat einen Sensor in Form eines Pressencodierers 164,
der betriebsmäßig mit
einem Teil der (nicht gezeigten) Druckpresse gekoppelt ist, welche
die bedruckte Bahn 14 bedruckt. Der Pressencodierer 164 erzeugt
ein Signal zur Anzeige der Geschwindigkeit und der Stellung der
bedruckten Bahn 14 und überträgt dieses
Signal auf die I/O-Schaltung 148 über eine
Signalleitung 166.
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Der
Kartenanbringer 10 hat ferner einen Kartensensor 168,
der an einer festen Stelle zwischen dem Zuführrad 30 und der Vakuumtrommel 60 angeordnet
ist, an der die vordere Karte 18 der Kartenbahn 12 von
der Kartenbahn 12 abgetrennt worden ist. Der Kartensensor 168 erzeugt
ein Signal beim Erfassen einer Kante der abgetrennten Karte 18,
wie der hinteren Kante der Karte 18, und überträgt dieses Kantenerfassungssignal
auf die I/O-Schaltung 148 über die Leitung 170.
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In
Abhängigkeit
von den von den Sensoren 156, 160, 164, 168 abgegebenen
Signalen erzeugt die Hauptsteuereinrich tung 140 ein Paar
von Steuersignalen auf einem Paar von Leitungen 172, 174 und gibt
sie auf die Bewegungssteuereinrichtung 120, um die Drehzahl
des Zuführrades 30 und
der Vakuumtrommel 60 einzustellen.
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8A bis 8C stellen
ein Ablaufdiagramm einer Computerprogramm-Steuerroutine 200 dar,
welche durch die Hauptsteuereinrichtung 140 durchgeführt wird,
um die Drehzahl des Zuführrades 30 und
der Vakuumtrommel 60 während
des Betriebes des Kartenanbringers 10 zu steuern. Die Steuerroutine 200 führt die
folgenden Grundfunktionen aus: 1) Sie veranlasst einen Drehantrieb
der Vakuumtrommel 60 derart, dass die Geschwindigkeit,
mit der sich die Außenfläche der
Vakuumtrommel 60 bewegt, im Wesentlichen die gleiche ist
wie die Geschwindigkeit der bedruckten Bahn 14; 2) sie
bewirkt eine Synchronisierung der Drehgeschwindigkeit des Zuführrades 30 mit
der Geschwindigkeit der bedruckten Bahn 14 derart, dass
genau eine Karte 18 für
jedes Wiederholungsstück
oder jede Seite 16 der bedruckten Bahn zugeführt wird;
und 3) sie bewirkt, dass die Drehgeschwindigkeit des Zuführrades 30 derart
phasengesteuert wird, dass jede Karte 18 in der gleichen
vorbestimmten Lage in jeder Wiederholungslänge oder jeder Seite 16 der
bedruckten Bahn 14 angeordnet wird.
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Aus 8A ist
zu ersehen, dass die Steuerroutine 200 ihren Betrieb beim
Schritt 202 beginnt, bei dem die Bedienungsperson über die
Eingabeeinrichtung 154 die relative Lage auf der Seite 16 eingibt,
bei der die Karten 18 angeordnet werden sollen. Beispielsweise
könnte
diese Lage der Kartenversetzung, beispielsweise in Zentimeter (inches)
entsprechen, wie in 2 gezeigt.
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Die
von der Bedienungsperson eingegebene Versetzungsstelle kann, wenn
sie in Einheiten einer Strecke eingegeben wird, in andere Einheiten übersetzt
werden, wie die Anzahl von Impulsen, die vom Pressencodierer 164 während der
Bewegung der bedruckten Bahn 14 über einen Abstand erzeugt werden,
welcher der Versetzungsstelle entspricht. Wenn beispielsweise die
Bedienungsperson eine Versetzungsstelle von 7,6 cm (3 inches) eingegeben
hat und wenn der Pressencodierer 164 je 30,5 cm (1 foot)
10 000 Impulse Verschiebung der bedruckten Bahn 14 erzeugt,
dann würde
die übersetzte
Versetzungsstelle 2 500 Impulse betragen (10 000 Impulse je 30,5
cm (1 foot) multipliziert mit 7,6 cm (0,25 foot)).
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Im
Schritt 204 wird ein Synchronisierungsfaktor zum Synchronisieren
der Drehung des Zuführrades 30 mit
der Geschwindigkeit der bedruckten Bahn 14 bestimmt. Wenn
beispielsweise die Länge einer
Karte 18, die auf die bedruckte Bahn 14 aufgebracht
werden soll, 15,2 cm (6 inches) beträgt und wenn die Wiederholungslänge (oder
Länge einer
Seite 16) der bedruckten Bahn 18 für jeweils
30,5 cm (12 inches) 30,5 cm (12 inches) Bewegung der bedruckten
Bahn 14 beträgt,
muss sich die Außenfläche des Zuführrades 30 15,2
cm (6 inches) verschieben, um in Synchronismus mit der bedruckten
Bahn 14 zu verbleiben.
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Der
im Schritt 204 bestimmte Synchronisierungsfaktor kann beispielsweise
die Anzahl der Impulse sein, die vom Zuführradsensor 160 für jedes Wiederholungsstück der bedruckten
Bahn 14 erzeugt werden. Wenn daher beim obigen Beispiel
die Länge der
Karten 18 15,2 cm (6 inches) beträgt und der Zuführradsensor 160 10
000 je 30,5 cm (1 foot) erzeugt, würde der Synchronisierungsfaktor
in diesem Fall 10 000 Impulse je 30,5 cm (1 foot) der Bewegung multipliziert
mit 15,2 cm (0,5 feet bzw. 6 inch Kartenlänge) betragen, um einem Synchronisierungsfaktor
von 5 000 Impulsen je Wiederholungsstück zu entsprechen.
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Im
Schritt 206 wird die Anzahl von Impulsen, die vom Pressencodierer 164,
welcher mit der Druckpresse gekoppelt ist, die die bedruckte Bahn 14 für jedes
Wiederholungsstück
der bedruckten Bahn bedruckt, auf Grundlage des Wiederholungsstückes bestimmt.
Wenn beispielsweise der Pressencodierer 164 je 30,5 cm
(lineal foot) 10 000 Impulse der bedruckten Bahn 14 erzeugt,
und wenn das Wiederholungsstück
(siehe 2) 22,9 cm (9 inches) beträgt, bestimmt der Schritt 206 die
Anzahl von Druckpressenimpulsen je Wiederholungsstück durch
Multiplizieren von 10 000 Impulsen je 30,5 cm (1 foot) mit 0,75
mal 22,9 cm (0,75 feet)/Wiederholungsstück bzw. Wiederholungslänge, um
zu einer Zahl von 7 500 Pressenimpulsen je Wiederholungsstück zu gelangen.
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Im
Schritt 208 wird ein Wiederholungszähler (nicht gezeigt) gestartet.
Der Wiederholungszähler, der
ein üblicher
Modul-Zähler
sein kann, der z. B. in der Software implementiert ist, zählt kontinuierlich
die Anzahl von Impulsen, die vom Pressencodierer 164 erzeugt
werden.
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Im
Schritt 210 wartet die Routine auf den Beginn eines Wiederholungsstückes. Der
Beginn eines Wiederholungsstückes
(siehe 2) wird angenommen, wenn die Anzahl von Pressencodiererimpulsen, gezählt vom
Wiederholungszähler,
die vorbestimmte Zahl (bestimmt im Schritt 206) erreicht,
die genau einer Wiederholungslänge
entspricht. Bei Beginn der Wiederholung zweigt die Routine auf den
Schritt 212 ab.
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Bei
jedem Beginn der Wiederholung, welcher der Bewegung einer einzigen
Wiederholungslänge
oder Seite 16 entspricht, werden die Schritte 212 bis 234 durchgeführt, um
ein Paar von Steuersignalen zu erzeugen, die auf die Bewegungssteuereinrichtung über die
Leitungen 172, 174 gegeben werden, die die Bewegungssteuereinrichtung 120 veranlassen,
die Drehgeschwindigkeit des Steuerrades 30 und der Vakuumtrommel 60 einzustellen.
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Der
Kartenanbringer 10 hat einen Synchronisierungszähler, der
zum Synchronisieren der Drehung des Zuführrades 30 mit der
Geschwindigkeit der bedruckten Bahn 14 verwendet wird.
Beispielsweise kann der Synchronisierungszähler, der beispielsweise ein
in der Software implementierter Zähler sein kann, die Anzahl
von Impulsen kontinuierlich zählen,
die vom Zuführradsensor 160 erzeugt
werden, um der Drehbewegung des Zuführrades 30 zu entsprechen.
Da der Schritt 212 einmal bei jeder Wiederholungslänge oder
jedem Wiederholungsstück der
bedruckten Bahn 14 durchgeführt wird, entspricht die im
Schritt 212 gespeicherte Zählung dem Abstand (gemessen
in Zuführradimpulsen),
um welchen das Zuführrad 30 während des
letzten Wiederholungslänge
gedreht worden ist. Im Schritt 214 wird der Synchronisierungszähler auf
Null zurückgesetzt, wonach
er fortfährt,
die vom Zuführradsensor 160 erzeugten
Impulse zu zählen.
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Der
Kartenanbringer 10 enthält
einen Kartenstellungszähler,
der verwendet wird, um die Phase oder Lage einzustellen, in der
Karten 18 auf der bedruckten Bahn 14 angeordnet
sind. Der Kartenstellungszähler
kann beispielsweise die Anzahl von Impulsen kontinuierlich zählen, die
vom Pressencodierer 164 erzeugt werden. Im Schritt 216 wird
der Kartenstellungszähler
auf Null zurückgesetzt,
da es der Beginn ei ner neuen Wiederholungslänge ist, wie sie im Schritt 210 bestimmt
wird.
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Im
Schritt 218 wartet die Routine, bis der Kartensensor 168 die
Vorderkante der nächsten
Karte 18 erfasst, in welchem Zeitpunkt das Programm auf
den Schritt 220 abzweigt, wo der Kartenlagezähler angehalten
wird, und sodann auf den Schritt 222, wo die Versetzungslage
der augenblicklichen Karte gespeichert ist, indem die Zählung des
Kartenlagezählers
gespeichert wird.
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Im
Schritt 224 wird der Synchronisierungsfehler zwischen der
Drehung des Zuführrades 30 und der
Bewegung der bedruckten Bahn 14 bestimmt, beruhend auf
dem Synchronisierungsfaktor, der im Schritt 204 bestimmt
wurde, und der Synchronisierungszählung, die im Schritt 212 gespeichert
wurde. Bei dem oben in Verbindung mit dem Schritt 204 erwähnten Beispiel
betrug der Synchronisierungsfaktor 5 000 Impulse des Zuführradsensors 160 je
Wiederholungsstück
oder Wiederholungslänge.
Wenn bei Anwendung dieses Beispiels die Synchronisierungszählung, die
in Schritt 212 gespeichert wurde, nur 4 500 Impulsen entsprach
(erzeugt vom Zuführradsensor 160 während des
Wiederholungsstückes),
wird der Synchronisierungsfehler bestimmt im Schritt 224 mit
500 Impulsen (der Differenz zwischen dem Synchronisierungsfaktor
und der Synchronisierungszählung),
was bedeutet, dass die Drehgeschwindigkeit des Zuführrades 30 zu
niedrig war (um 500 Impulse oder etwa 10%).
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Im
Schritt 226 wird der Phasen- oder Lageversetzungsfehler
auf Grundlage der gewünschten Versetzungslage,
die von der Bedienungsperson im Schritt 202 eingegeben
wurde, und die Zählung
des Kartenlagezählers,
wie im Schritt 220 bestimmt, erfasst. Wenn beispielsweise
die gewünschte
Versetzungslage der Karten 18 7,62 cm (3 inches) entsprechend
2 500 Impulsen des Pressencodierers 164 beträgt, und
wenn die Stellung des Kartenlagesensors, bestimmt im Schritt 222,
2 000 Impulsen des Pressencodierers 164 entsprach, entspricht
der Phasenfehler, bestimmt im Schritt 226, der Differenz
zwischen der gewünschten
Stellung und der gemessenen Stellung oder in diesem Fall 500 Impulsen
(die Karte 18 würde
in diesem Fall zu nahe an der vorausgehenden oder linken Kante der
Seite 16 um 20% des gewünschten
Versetzungsabstandes angeordnet sein).
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Im
Schritt 228 wird der Gesamtfehler in der Lage des Zuführrades 30 bestimmt,
indem im Schritt 224 bestimmte Synchronisierungsfehler
zu dem im Schritt 226 bestimmten Phasenfehler addiert wird, wobei
das Vorzeichen beider Fehler berücksichtigt wird
(d. h. das Zuführrad 30 könnte in
einem Fall zu schnell gehen und im anderen zu langsam). Im Schritt 230 wird
der im Schritt 228 bestimmte Gesamtfehler auf die Bewegungssteuereinrichtung 120 über die
Steuerleitung 174 übertragen,
und die Bewegungssteuereinrichtung 120 bewirkt eine Einstellung
der Lage- und/oder Drehgeschwindigkeit des Zuführrades 30 über die
Steuerleitung 119.
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Die
Schritte 232 und 234 werden durchgeführt, um
die Vakuumtrommel 16 zu steuern, um sie zu veranlassen,
sich mit der gleichen Geschwindigkeit zu drehen, mit der sich die
bedruckte Bahn 14 bewegt. Im Schritt 232 wird
die gegenwärtige
Geschwindigkeit der bedruckten Bahn 14 auf Grundlage der
Rate bestimmt, mit der Impulse vom Pressencodierer 164 beispielsweise
empfangen werden. Im Schritt 234 wird die gegenwärtige Geschwindigkeit der
bedruckten Bahn 14 auf die Bewegungssteuereinrichtung 120 über die
Steuerleitung 172 übertragen,
und die Bewegungssteuereinrichtung 120 bewirkt eine Einstellung der
Geschwindigkeit der Vakuumtrommel 60 (wenn erforderlich),
um sie der Geschwindigkeit der bedruckten Bahn 14 anzupassen über die
Steuerleitung 118. Nach Beendigung des Schrittes 234 zweigt
das Programm zurück
zum Schritt 210 (gezeigt in 8A), wo
das Programm den Beginn der nächsten
Wiederholungslänge
abwartet.
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Es
ist zwar eine bestimmte Art der Synchronisierung des Zuführrades 30 mit
der Geschwindigkeit der bedruckten Bahn 14 sowie der Steuerung
der Versetzungslage, bei der Karten 18 an der bedruckten
Bahn 14 befestigt werden, beschrieben worden ist, jedoch
können
andere Verfahren zur Steuerung benutzt werden.
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Zahlreiche
Abänderungen
und alternative Ausführungsformen
der Erfindung sind dem Fachmann im Hinblick auf die obige Beschreibung
klar. Diese Beschreibung soll lediglich illustrativ sein und dient
dem Zweck einer Belehrung der Fachleute über die beste Ausführungsform
der Erfindung. Die Einzelheiten der Struktur und des Verfahrens
können
abgeändert
werden, im Wesentlichen ohne vom Umfang der beigefügten Ansprüche abzuweichen.