DE69919498T2

DE69919498T2 - Verfahren und Vorrichtung zur genauen Handhabung eines Bogens

Info

Publication number: DE69919498T2
Application number: DE69919498T
Authority: DE
Inventors: Peter Renze Boorsma
Original assignee: Neopost Industrie BV
Current assignee: Neopost Industrie BV
Priority date: 1998-12-31
Filing date: 1999-12-30
Publication date: 2005-09-08
Anticipated expiration: 2019-12-31
Also published as: DE69919498D1; US6296246B1; NL1010931C2; EP1016607B1; EP1016607A1

Description

GEBIET UND HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Verfahren und eine Vorrichtung zur genauen Handhabung wenigstens eines Bogens.
In Maschinen, welche Bögen wie beispielsweise Papierdokumente handhaben, ist es oftmals notwendig, die Bögen aus einer Bewegung in eine vorbestimmte Orientierung oder Position mit einer bestimmten Geschwindigkeit zu bringen. Es ist ebenfalls der Fall, daß Bögen zu einem genau bestimmten Zeitpunkt mit einer bestimmten Geschwindigkeit zuzuführen sind, beispielsweise um diese zu einem entlang einer Transportbahn passierenden Bogen hinzuzufügen.
Aus der US 4,558,256 ist es bekannt, einen Anfangszeitpunkt für eine Verzögerung eines elektrischen Motors in Abhängigkeit von der Beschleunigung festzusetzen. Es ist ein zweiter Steuerungsbereich vorgesehen, in welchem der Motor gemäß einem Verzögerungsmerkmal verzögert wird, welches in Abhängigkeit von einem Rotationswinkel bestimmt wurde. Dieser Rotationswinkel befindet sich zwischen einer dem Verzögerungsstartpunkt entsprechenden Stellung und der befohlenen Haltestellung, wobei das Motordrehmoment und die Trägheit der Last zum Verzögerungsstartpunkt festgestellt werden.
Obwohl es als solches mit verbesserten Motorsteuerungen sehr gut möglich ist, den in der Praxis gestellten Anforderungen zu entsprechen, besteht ein Bedarf nach einer Optimierung der Verarbeitungsgeschwindigkeit und der gleichzeitigen Vereinfachung der Motorsteuerungen, wodurch die Möglichkeit von breiten Herstellungstoleranzen ermöglicht und der Gebrauch von Sensoren eingeschränkt wird.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Es ist ein Ziel dieser Erfindung, eine Lösung vorzusehen, welche ermöglicht, Bögen schnell und genau in eine bestimmte Position zu bringen und sie in einem bestimmten Moment mit einer bestimmten Geschwindigkeit entlang einer bestimmten Bahn zu fördern.
Dieses Ziel wird gemäß der Erfindung durch Ausbilden eines Verfahrens entsprechend dem Anspruch 1 erreicht. Um dieses Ziel zu erreichen, sieht die Erfindung des weiteren eine Vorrichtung gemäß Anspruch 5 vor, welche insbesondere dazu vorgesehen ist, das Verfahren gemäß Anspruch 1 durchzuführen.
Daß die Verzögerung während eines ersten Zeitabschnitts zur Vorhersage der Verzögerung während eines nachfolgendes Zeitabschnitts genutzt wird, bietet den Vorteil, daß eine genaue Vorhersage möglich ist, insbesondere in Situationen, in denen keine starke Beziehung zwischen den erhaltenen Beschleunigungen und Verzögerungen vorliegt.
Weitere Ziele, Merkmale, Effekte und konstruktive Einzelheiten der Erfindung werden in den Ansprüchen und der nachfolgenden Beschreibung mit Bezug auf die Zeichnungen offenbart.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 zeigt als schematische Darstellung in einer seitlichen Schnittansicht eine Vorrichtung gemäß der Erfindung,
2 zeigt eine entlang der Linie II-II aus 1 genommene Schnittansicht,
3 zeigt ein Weg-Zeitdiagramm der Geschwindigkeitskurve beim Betrieb der in den 1 und 2 dargestellten Vorrichtung,
4 zeigt eine schematische Darstellung der Vorrichtung gemäß einer zweiten beispielhaften Ausführungsform der Erfindung,
5 zeigt ein Weg-Ortdiagramm betreffend den Versatz von Objekten in einer in 4 dargestellten Richtung und
6 zeigt ein Weg-Zeitdiagramm einer alternativen Geschwindigkeitskurve beim Betrieb der in den 1 und 2 dargestellten Vorrichtung.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
Die mittels eines Beispiels in den 1 und 2 beschriebene Vorrichtung bildet ein Beispiel einer Vorrichtung, in welchem die Erfindung genutzt werden kann.
Nachdem ein Beispiel einer Anwendung der Erfindung im Zusammenhang mit dieser Vorrichtung beschrieben wurde, werden einige andere Möglichkeiten des Gebrauches benannt werden.
Die Vorrichtung 1 entsprechend der im folgenden beispielhaft beschriebenen Ausführungsform ist zum Drehen gefüllter Umschläge 2 vorgesehen, welche von einem Einsetzsystem zugeführt wurden, dessen Ausgangsbereich 3 in 1 sichtbar ist. Ein Drehen der Umschläge kann beispielsweise notwendig sein, falls dem Einsetzsystem in Förderrichtung nachfolgend eine Frankiermaschine angeordnet ist, um die Umschläge auf einer der Adresseite gegenüberliegenden Seite der Umschläge in der Stellung, in welcher sie das Einsetzsystem verlassen, zu bedrucken. Es kann ebenfalls notwendig sein, die Umschläge für Sortierzwecke und zum Präsentieren der Umschläge zu drehen, wobei die gewünschte Seite einem Nutzer zugewandt ist.
Die im nachfolgenden mittels eines Beispiels vorgeschlagene Vorrichtung gemäß der Erfindung besteht unter anderem aus:

– einem Rahmen, von dem in der Zeichnung Teile 4 dargestellt sind, während der Rest aus Gründen der Klarheit weggelassen wurde,
– einem Rotor 5, welcher relativ zum Rahmen 4 rotierbar aufgehängt und zum Erhalt eines Objektes, wie beispielsweise des dargestellten Umschlages 2 vorgesehen ist und rotierende Transportelemente aufweist, hier in Form von Transportrollen 8 bis 11,
– ein Übertragungselement 12, welches gemäß dieses Beispiels als ein koaxial bezüglich der Rotationsachse 13 des Rotors 5 aufgehängtes Übertragungszahnrad ausgebildet ist,
– Verbindungsgreifer 14 zwischen dem Übertragungszahnrad 12 und dem Rotor 5,
– Übertragungseinheiten 15, 16 zwischen dem Übertragungszahnrad 12 und den Transportrollen 8, 10 bzw. 9, 11 des Rotors 5 zum Rotieren der Transportrollen 8 bis 11 relativ zum Rotor 5 als Reaktion auf eine Rotation des Übertragungszahnrades 12 relativ zum Rotor 5,
– eine Positionierungsstruktur in der Form einer indizierenden Scheibe 17 und damit zusammenwirkenden indizierenden Klinken 18, um den Rotor 5 in zwei unterschiedlichen Positionen relativ zum Rahmen 4 zu halten und
– einen Antrieb, welcher durch einen Motor 19, eine Übertragungseinheit mit Riemenscheiben 20, 21, einen Riemen 22 und eine Antriebsachse 23 (nur in 2 dargestellt) zum Antreiben des Übersetzungszahnrades 12 gebildet ist.

Der Rotor 5 weist des weiteren Passagen 24, 25 auf, um die zu drehenden Umschläge zu erhalten und nach dem Drehen auszugeben. Zwischen den Passagen 24, 25 erstreckt sich eine Führungsbahn 26 zum Leiten der durch die Transportrollen 8 bis 11 versetzten Umschläge 2. Die Transportrollen 8 bis 11 weisen eine zirkulierende umlaufende Oberfläche auf und sind derart angeordnet, daß diese umlaufenden Oberflächen die in die Führungsbahn 26 des Rotors 5 zu transportierenden Umschläge 2 erfassen können. In der dargestellten Stellung des Rotors 5 ist eine Passage 25 der Passagen in einer Stellung zum Aufbringen eines Umschlages 2 über diese Passage 25 aus dem Rotor heraus angeordnet. In dieser Stellung des Rotors 5 ist die andere Passage 24 in einer Stellung zum Erhalten eines Umschlages von dem Einsetzsystem 3 und zum Zuführen des erhaltenden Umschlages 2 über diese Passage 24 in den Rotor angeordnet.
Die Übertragungseinheiten 15, 16 sind unterschiedlich ausgebildet, um zu verursachen, daß die Transportrollen 8, 10 einerseits und die Transportrollen 9, 11 andererseits mit einem beiderseits identischen Rotationssinn aufgrund der Rotation des Übertragungszahnrades 12 zu drehen. Zu diesem Zweck ist die Übertragungseinheit 16 mit einem Satz Übertragungsräder 40 und einem Umkehrungsrad 41 ausgerüstet, während die Übertragungseinheit 15 ausschließlich mit einem Satz Übertragungsräder 43 ausgerüstet ist.
Durch Drehen des Rotors 5 um eine halbe Umdrehung (180°) um die Rotationsachse 13 wird nach dem Erhalt eines Umschlages 2 der Umschlag 2 im Rotor gedreht. Nach dem Drehen kann der Umschlag 2 durch Rotieren der Transportrollen 8 bis 11 in einer den Pfeilen 27 bis 30 entgegengesetzten Richtung ausgegeben werden.
Die Verbindungsgreifer 14 sind vorgesehen, um eine Rotation des Übertragungszahnrades 12 relativ zum Rotor 5 in eine Transportbedingung zu ermöglichen, in welcher die Positionierungsstruktur 17, 18 den Rotor 5 relativ zum Rahmen 4 hält, und um das Übertragungszahnrad relativ zum Rotor 5 in einem rotierenden Zustand zu halten, in welchem die Positionierungsstruktur 17, 18 eine Rotation des Rotors 5 relativ zum Rahmen 4 ermöglicht.
Als Folge wird der Rotor 5 durch das Übertragungszahnrades 12 mitgenommen, es kann eine starke Verbindung zwischen dem Rotor 5 und dem Übertragungszahnrad 12 erhalten werden, so daß der Rotor 5 mit einer hohen Beschleunigungsrate beschleunigt und verzögert werden kann. Da die Verbindungsgreifer 14 eine Rotation des Rotors 5 relativ zum Übertragungszahnrad 12 ermöglichen, wenn die Positionierungsstruktur 17, 18 den Rotor relativ zu Rahmen 4 hält, ist der Widerstand beim Rotieren des Übertragungszahnrades 12 relativ zum Rotor 5 im Gegensatz dazu sehr gering.
Um die Drehrichtung der Transportrollen 8 bis 11 umzukehren, ist es notwendig, die Drehrichtung des Übertragungszahnrades 12 umzukehren. Um eine unnötige Umkehr der Drehrichtung des Übertragungszahnrades 12 zu vermeiden, wird bevorzugt, daß das Rotor 5 zusammen mit dem Übertragungszahnrad 12 abwechselnd im Uhrzeigersinn und gegen den Uhrzeigersinn mitgenommen wird.
Um festzustellen, ob sich der Rotor 5 seiner Endstellung nähert oder diese erreicht hat, sind zwei Ultraschallsensoren 31, 32 befestigt und ist der Rotor 5 mit Nasen 33 bis 36 versehen, welche sehr nahe an der Vorderseite der Abstandssensoren 31, 32 angeordnet sind, falls der Rotor 5 sich in einer Stellung zum Übernehmen und Ausgeben von Umschlägen 2 befindet. Die Entfernung der Sensoren 31, 32 vom Umfang des Rotors 5 ist, falls dieser nicht kreisförmig ausgebildet ist, eine Anzeige für die Stellung des Rotors 5. Durch Wirkung der Nasen 33 bis 36 kann die Stellung zum Aufnehmen und Ausgeben von Umschlägen 2 insbesondere genau ermittelt werden, da die Nasen 33 bis 36 in dieser Stellung eine besonders starke Verminderung des Abstandes zwischen den Sensoren 31, 32 und dem Rotor 5 bewirken.
Obwohl die Verbindungsstruktur 14 und die Positionierungsstruktur 17, 18 als voneinander getrennte Strukturen ausgebildet sein können, welche zusammen gesteuert werden, ist es zum Zwecke der konstruktiven und steuerungstechnischen Vereinfachung vorteilhaft, die Verbindungsstruktur 14 wie im beschriebenen Beispiel mit der Positionierungsstruktur 17, 18 zu verbinden, um zu verursachen, daß die Verbindungsstruktur 14 beim Lösen der Positionierungsstruktur 17, 18 greift und umgekehrt.
Bei der Vorrichtung gemäß dieses Beispiels wurde dieses durch Vorsehen der Verbindungsgreifer 14 mit Auslösevorrichtungen 37, durch Vorsehen der Positionierungsstruktur mit Auslösevorrichtungen 39, welche die Indizierungsklinken tragen, und durch Aufhängen der Auslösevorrichtungen 37, 39 derart, daß sie gegenseitig verbunden, allerdings drehbar um eine gemeinsame Rotationsachse 38 verbunden sind, erreicht. Die Auslösevorrichtungen 37 bewegen daher die Verbindungsgreifer 14 in ihre eingreifende Stellung, wenn die Auslösevorrichtungen 39 sich bei Herauskommen der indizierenden Klinken 18 aus ihrer eingreifenden Stellung bewegen. Offensichtlich existieren viele andere mögliche Konfigurationen in der Weise, in der dieses Prinzip genutzt werden kann. Die Verbindungen und/oder die indizierenden Klinken können daher ein Übertragungselement oder eine indizierende Struktur beispielsweise von der Innenseite oder axial betätigen.
Zum Betrieb sowohl der Verbindungsgreifer 14 als auch der Positionierungsstruktur 17, 18 ist ein Betätigungselement in der Form eines Schaltelementes 42 vorgesehen, welches drehbar um die Rotationsachse 13 des Rotors 5 und zum Zusammenwirken mit den indizierenden Stellen 44, 45 vorgesehen ist, welche an der indizierenden Scheibe 17 vorgesehen sind. Das Schaltelement 42 ist zwischen der dargestellten Stellung, in welcher die indizierenden Stellen 44, 45 zum Erhalt der indizierenden Klinken 18 frei sind, und einer Stellung, in welcher die indizierenden Klinken 18 durch die Ausnehmungen betätigt werden, beweglich. Zum Antrieb dieser Bewegungen des Schaltelementes 42 ist ein Elektromagnet 46 vorgesehen, welcher mit dem Schaltelement 42 über einen Betätigungsstab 47 verbunden ist.
Durch Betätigen des Elektromagneten 46 werden die indizierenden Stellen 44, 45 deaktiviert, um dem Rotor 5 zu ermöglichen, frei zu rotieren. Wenn die indizierenden Stellen 44, 45 deaktiviert sind, werden die indizierenden Klinken 18 nach außen gezwungen, wodurch sich die Auslösevorrichtungen 39 nach außen um die Achsen 38 drehen. Als Resultat darauf drehen sich die Auslösevorrichtungen 37 der Verbindungsgreifer 14, welche mit den Auslösevorrichtungen 39 der indizierenden Klinken 18 fest verbunden sind, nach innen und setzen die durch den Rotor 5 getragenen Verbindungsgreifer 14 mit dem Übertragungszahnrad 12 in Eingriff. Im Ergebnis wird eine relative Rotation des Rotors 5 und des Übertragungszahnrades 12 verhindert, so daß der Rotor 5 durch das Übertragungszahnrad 12 mitgenommen wird. Die indizierenden Klinken 18, die als Lagerrollen ausgebildet sind, laufen dann über den Umfang der indizierenden Scheibe 17. Infolgedessen verbleiben die Verbindungsgreifer 14 während der Rotation des Rotors 5 sicher im Eingriff, solange die Klinken 18 eine aktivierte Indizierungsposition noch nicht erreicht haben. Es ist daher darüber hinaus sichergestellt, daß die Transportrollen 8 bis 11, welche durch die relative Rotation des Übertragungszahnrades 12 relativ zum Rotor 5 angetrieben werden, stillstehen, solange sich der Rotor 5 nicht in einer indizierten Stellung befindet.
Da dieses System ein zentrales Betätigungselement zum Aktivieren und Deaktivieren der indizierenden Positionen nutzt, kann die Anzahl der indizierenden Positionen in einer besonders einfachen Weise gesteigert werden, ohne daß dieses zu einem proportionalen Ansteigen der Komplexität und der Teilezahl der Konstruktion führen würde.
Obwohl die Steuerung des Motors 19 ohne Kenntnis der Stellung des Rotors 5 möglich ist, beispielsweise durch nur kurzes Betätigen des Motors 19 nach einem Abfallen der Rotation des Rotors 5 und einem nachfolgenden Ermöglichen, daß der Rotor 5 ausläuft, bis die indizierenden Klinken 18 in die indizierenden Positionen 44, 45 fallen, ist es insbesondere im Falle einer Rotation des Rotors 5 mit einer größeren Geschwindigkeit erstrebenswert, den Motor 19 derart zu steuern, daß der Rotor 5 kurz vor dem Erreichen einer indizierten Stellung abgebremst wird und die indizierte Stelle mit einer geringen Geschwindigkeit erreicht. Zu diesem Zweck sind die Sensoren 31, 32 zum Feststellen der Stellung des Rotors 5 mit einem Steuerungssystem 48 verbunden, welches des weiteren mit dem zentralen Schaltelement 42 oder wenigstens dem Elektromagneten 46 zum Betätigen des zentralen Schaltelementes 42 verbunden ist. Dieses Steuerungssystem 48 ist vorgesehen, um das zentrale Schaltelement 42 (durch den Elektromagneten 46) abhängig von der festgestellten Stellung des Rotors 5 zu betätigen. Dieses ermöglicht, den Rotor 5 in unterschiedlichen vorbestimmten Stellungen mittels eines einzelnen zentralen Schaltelementes 42 anzuhalten. Dieses ist im wesentlichen daher vorteilhaft, da die Anzahl der indizierenden Stellungen 18 und folglich die Anzahl der Stellungen, in welchen der Rotor 5 angehalten werden kann, größer ist, beispielsweise zum selektiven Ausgeben von Umschlägen in unterschiedlichen Richtungen.
Das Schaltelement 42 ist entfernt von der Rotationsachse 13 und in Richtung der Rotation entfernt voneinander mit zwei Nockenoberflächen 49, 50 versehen. Diese Nockenoberflächen 49, 50 sind jeweils mit einer bestimmten indizierenden Stellen 44 bzw. 45 verbunden und sind zum Zusammenwirken mit dieser indizierenden Stellung zum Aktivieren und Deaktivieren der verbundenen indizierenden Stellen 44 bzw. 45 vorgesehen.
Die Positionierungsstruktur und insbesondere die indizierenden Klinken 18 und die indizierenden Positionen 44, 45 sind dazu ausgebildet, um über eine Betätigungsbahn aus der Rotationsbedingung in die Transportbedingung einzugreifen. Während die indizierenden Klinken 18 aus der Rotationsbedingung in die Transportbedingung eingreifen, ist der Motor relativ zum Rahmen 4 in seiner Rotation beschränkt und die Verbindungsgreifer 14 und die Auslösevorrichtungen 37, 39 sind zum Zwecke eines wenigstens beschränkten Lösens der Rotation des Übertragungszahnrades relativ zum Rotor 5 vorgesehen, bevor die indizierenden Klinken 18 die Betätigungsbahn gequert haben. Der daraus herrührende Effekt ist, daß das Übertragungszahnrad 12 nach Erreichen einer indizierenden Stellung nicht angehalten werden muß, sondern fortwährend zunächst zusammen mit dem Rotor 5 rotieren kann und nachfolgend mit verminderter Rotationsgeschwindigkeit bezüglich des Rotors 5 zum Stillstand kommt, wodurch die Transportrollen 8 bis 11 in Rotation versetzt werden.
Zum Erreichen dieses Effektes ist gemäß diesem Beispiel die Gestalt der indizierenden Stellen 44, 45 und der indizierenden Klinken 18 derart ausgewählt, daß, wenn der Rotor 5 eine indizierende Position erreicht und die indizierenden Stellen 44, 45 durch das Schaltelement 42 freigegeben wurden, die Auslösevorrichtungen 37, 38 einige Zeit vor dem Erreichen der indizierenden Position beginnen sich zu bewegen, um die Verbindungsgreifer 14 zu lösen. In diesem Zusammenhang ist es besonders wichtig, daß die indizierenden Positionen fließend ansteigende Flanken aufweisen.
Zum vorteilhaften Nutzen dieses Effektes ist es wichtig, daß der Drehsinn des Übertragungszahnrades 12 jedes mal nach Erhalt eines Umschlags 2 in dem Rotor 5 umgekehrt wird, so daß nach dem Umkehren des Rotors 5 eine fortgeführte Rotation des Übertragungszahnrades 12 zu einem Transport des Umschlags 2 in eine von dem Einsetzsystem 3 fortweisende Richtung führt.
Obwohl die fließend ausgebildeten Flanken der indizierenden Stellen 44, 45 zur Verhinderung von Stößen während des Anhaltens des Rotors beitragen können, ist es für eine weiche und geräuscharme Betätigung vorteilhaft, wenn elastische Positionierungselemente vorgesehen sind. Diese ermöglichen aus einer Position, in welcher der Motor zurückgehalten wird, ein Einfedern des Rotors, während eine rückeinstellende Kraft ausgeübt wird. In der Vorrichtung noch diesem Beispiel wurde dieses dadurch realisiert, daß die indizierenden Klinken 18 ein elastisches Gewinde aufweisen. Es ist allerdings beispielsweise ebenfalls möglich, durch eine federnde Verbindung der indizierenden Scheiben 17 mit dem Rahmen 4 eine größere Elastizität einzubringen.
In der zuvor beschriebenen Vorrichtung bilden der Motor 19, die Übertragungsteile 12, 20 bis 22, die Verbindungseinrichtungen 14, 37 und der Rotor 5 Einrichtungen zum Beschleunigen und Verzögern eines oder mehrerer in einem Umschlag 2 gepackten Bögen in dem Rotor 5. Um einen Umschlag 2 zu drehen, wird der Rotor 5 bis zu einer bestimmten maximalen Winkelgeschwindigkeit ω beschleunigt und nachfolgend bis zum Stillstand abgebremst. Wie bereits vorstehend festgestellt wurde, ist es von Wichtigkeit, daß die Winkelgeschwindigkeit beim Erreichen der indizierenden Stelle, an welcher der Stillstand vorliegt, nicht zu groß ist. Auf der anderen Seite ist es zum Verkürzen der Zykluszeit von Wichtigkeit, die Verzögerung so spät wie möglich zu beginnen. Es ist des weiteren ebenfalls von Wichtigkeit, die Steuerung des Motors 19 so einfach wie möglich zu halten und keine zwingenden Erfordernisse bezüglich der Vorhersagbarkeit von durchführbaren Beschleunigungen und Verzögerungen auferlegen zu müssen.
Zum Erreichen dieser Ziele weist die Vorrichtung gemäß dieses Beispiels des weiteren ein Meßmittel 51 zum Messen der Winkelgeschwindigkeit des Rotors 5 auf. Der Verlauf der Winkelgeschwindigkeit über der Zeit stellt die Verzögerungen und Beschleunigungen des Rotors 5 mit dem darin enthaltenden Umschlag 2 dar. Das Meßmittel ist durch einen Strommesser 50 ausgebildet, welcher den an den Motor 19 gelieferten Strom mißt. Die Zykluszeit der Stromstärke wird für die augenblickliche Geschwindigkeit des Rotors 5 gemessen und kann durch das Steuerungssystem 48 genutzt werden, um Beschleunigungen und Verzögerungen des Rotors 5 festzustellen. Das Steuerungssystem 48 ist dazu vorgesehen, nur erste Beschleunigungen und Verzögerungen nach Betätigung des Elektromagneten 46 zum Deaktivieren der indizierten Stellen 44, 45 in Betracht zu ziehen, da im Falle dieser Beschleunigungen und Verzögerungen des Motors 19 der Rotor 5 mitgenommen wird.
Das Steuerungsmittel 48 ist des weiteren ebenfalls zur Steuerung des Motors 19 eingerichtet. Zu diesem Zweck kann möglicherweise eine mit dem Motor verbundene Steuerung vorgesehen sein, welche auf von dem Steuerungssystem 48 kommende Steuerungsbefehle reagiert.
Das Steuerungssystem 48 ist darüber hinaus eingerichtet, um in Zusammenarbeit mit dem Meßmittel 51 ein Meßergebnis zu erhalten, welches eine Verzögerung oder Beschleunigung des Rotors 5 mit dem darin enthaltenen Umschlag 2 innerhalb eines ersten Zeitintervalls repräsentiert. Das Steuerungssystem enthält des weiteren einen Speicher zum Registrieren der Meßergebnisse und einen in geeigneter Weise programmierten Prozessor, um auf Basis der registrierten Meßergebnisse festzustellen, zu welchem Zeitpunkt eine Beschleunigung oder Verzögerung in einem zweiten Zeitintervall begonnen werden muß, um den Rotor 5 so spät wie möglich abzubremsen und dennoch zu ermöglichen, daß dieser eine indizierende Stellung mit einer Winkelgeschwindigkeit unterhalb eines bestimmten Maximums erreicht.
Der Arbeitsschritt des Feststellens des Zeitpunkts, an welchem die Verzögerung begonnen werden muß, um eine bestimmte indizierende Position so schnell wie möglich, allerdings mit einer bestimmten maximalen Geschwindigkeit zu erreichen, wird im folgenden auf Basis des in 3 dargestellten Diagramms beschrieben.
3 zeigt, daß die Winkelgeschwindigkeit ω des Rotors 5 in jedem Fall von einem Stillstand bis zu einem Maximalwert von 100 % gesteigert und nachfolgend nach einiger Zeit wieder auf den Wert 0 reduziert wird. Der Rotor 5 wird beschleunigt, verzögert und dann wiederum beschleunigt und verzögert. Nach diesem Beispiel wird der Verlauf der Geschwindigkeit über der Zeit während der Verzögerung in dem Zeitintervall A gemessen und nachfolgend das Integral der Geschwindigkeit während der Verzögerung bestimmt. Dieses Integral von t₁ bis t₂ ist der „Bremsweg" des Rotors 5. Die auf diese Weise erhaltene Information wird nachfolgend registriert.
Es wird beiläufig festgestellt, daß die Bewegung des Rotors 5 während des ersten Zeitintervalls A eine Testbewegung nach einem Starten der Vorrichtung oder eine Bewegung während eines vorbestimmten Übernahmezyklusses sein kann.
Nachfolgend wird der Zeitpunkt S bestimmt, zu welchem das Verzögern des Rotors in dem zweiten Zeitintervall B begonnen werden muß. Zu diesem Zweck folgt beginnend von der Beschleunigung aus einem Stillstand (t₃) das Integral der Geschwindigkeit über der Zeit. Sobald der Unterschied zwischen dem beabsichtigten Wenden und dem beendeten Wenden gleich dem registrierten Bremsweg ist (optional zuzüglich eines Sicherheitswertes), muß die Verzögerung des Rotors 5 während des zweiten Zeitintervalls begonnen werden. Folglich wird auf eine sehr einfache Weise eine sehr genaue Steuerung der Bewegungen des Rotors mit einem darin beinhalteten Umschlag erhalten.
Nach diesem Beispiel geht in dem ersten Zeitintervall A die Beschleunigung des Rotors 5 vor und die gemessene Größe ist die Verzögerung des Rotors 5 während der vorangehenden Bewegung. Daß eine Verzögerung des Rotors 5 während eines ersten Zeitintervalls A zur Vorhersage der Verzögerung des Rotors während des folgenden Zeitintervalls B genutzt wird, bietet den Vorteil, daß eine genaue Vorhersage, insbesondere in Situationen, in denen keine starke Beziehung zwischen erhaltenen Beschleunigungen und Verzögerungen besteht, möglich ist.
Die Bestimmung des Bremswegs aus einer bestimmten ersten Geschwindigkeit als eine Anzeige des Zeitpunktes, zu welchem die Verzögerung begonnen werden muß, bietet den Vorteil, daß eine Vorhersage der Stellung, in welcher die Verzögerung erreicht werden wird, direkt erhalten werden kann. Das ist insbesondere in dem Fall vorteilhaft, wenn die Verzögerung in einer vorbestimmten Stellung erreicht werden muß.
Wenn es andererseits der Fall ist, daß eine bestimmte Geschwindigkeit oder ein Stillstand in einem bestimmten Moment erhalten werden muß, ist es vorteilhafter, die Bremszeit als Eingangsvariable zur Bestimmung des Zeitpunktes, an welchem eine Beschleunigung oder Verzögerung begonnen werden muß, zu nutzen.
Es ist ebenfalls möglich, die Beschleunigung, welche der Verzögerung in dem zweiten Zeitintervall B vorangeht, in einem ersten Zeitintervall C zu messen, wobei die Beschleunigung Teil der gleichen Bewegung des Rotors 5 mit einem darin befindlichen Umschlag 2 wie die beabsichtigte Verzögerung ist, und dieses als Eingangsvariable zur Bestimmung des Zeitpunktes zu nutzen, an welchem die Verzögerung begonnen werden muß. Zu diesem Zweck wird gemäß dieses Beispiels die Beschleunigung in dem Zeitintervall t₃ bis t₄ gemessen, wobei t₄ durch das Erreichen der 67 %igen Maximalgeschwindigkeit gekennzeichnet ist. Die Vorhersage der Verzögerung durch eine Beschleunigung, welche Teil der gleichen Bewegung wie die vorherzusagende Verzögerung ist, ist insbesondere vorteilhaft, falls die Verzögerung von einer Bewegung zu einer anderen aufgrund externer Einflüsse, wie beispielsweise dem Gewicht der Bögen, stark variiert.
Die während der Beschleunigung des Bogens in diesem Beispiel gemessene Größe ist der in dem Zeitraum von t₃ bis t₄ zurückgelegte Weg, da diese zur Vorhersage des Bremswegs geeignet ist. Abhängig von der genannten Aufgabe kann es vorteilhafter sein, die Beschleunigung selbst oder die vom Zeitpunkt t₃ bis zum Zeitpunkt t₄ verstrichene Zeitdauer zu messen und zu registrieren.
Der Motor 19 zum Beschleunigen und Verzögern des Rotors ist durch einen elektrischen Motor ausgebildet. Das Steuerungsmittel ist zum Bestimmen des Zeitpunktes S vorgesehen, zu welchem die Verzögerung in dem zweiten Zeitintervall B in linearer Abhängigkeit von der gegenwärtigen Geschwindigkeit begonnen wird. In derartigen Motoren wird daher vorteilhafterweise Gebrauch von dem Phänomen gemacht, daß der Auslauf im wesentlichen proportional zur Rotationsgeschwindigkeit ist.
4 und 5 stellen ein zweites Anwendungsbeispiel dieser Erfindung dar, wobei die durchzuführende Bewegung durch eine an einem bestimmten Zeitpunkt t_s beginnende Beschleunigung gefolgt von einem Passieren eines bestimmten Punktes I gebildet wird. Der innerhalb des ersten Zeitintervalls zu messende Wert ist die Zeitdauer zwischen dem Beginn der Beschleunigung zum Zeitpunkt t_s und dem Zeitpunkt t_i des Passieren des Punktes I. Der Punkt in diesem Fall ist, einen Bogen zur richtigen Zeit und mit einer richtigen Geschwindigkeit von einem Einlegeeinschub 52 einem Förderer 53 zuzuführen, so daß der Bogen auf einem Abschnitt 54 des Förderers 53, welcher sich unter dem Einlegeeinschub 52 erstreckt, genau plaziert wird. Der Zeitpunkt t_w ist in erster Linie zum Feststellen des Zeitpunktes t_s bestimmend, an welchem eine Grenze 55 eines Abschnitts 54 einen Meßpunkt W_d passiert. Das diesbezügliche Ziel ist, daß ein Bogen am Punkt I zum Zeitpunkt t_i mit einer der Geschwindigkeit des Förderers entsprechenden Geschwindigkeit ankommt. Nachdem sichergestellt ist, daß der Bogen auf die richtige Geschwindigkeit beschleunigt ist, ist es nur eine Sache der Bestimmung des Zeitpunktes t_s, an welchem der Bogen gestartet werden muß. Durch Messen, wie lange ein Bogen nach dem Starten benötigt, um den Punkt I zu erreichen, ist es bekannt, um welche Zeitdauer der Zeitpunkt t_s der Zeit t_i vorgehen muß. Zum Feststellen, daß ein Bogen von der Umschlagzuführung 52 den Punkt I erreicht hat, ist dort ein Sensor Wo plaziert. Die Zeitdauer zwischen dem Zeitpunkt t_w und t_i ist darüber hinaus ebenfalls bekannt. Durch Berechnung des Unterschieds zwischen diesen Zeitdauern kann auf einfache Weise festgestellt werden, wie lange die Zeitdauer zwischen den Zeitpunkten t_w und t_s sein muß.
Daher kann auf eine sehr einfache Weise eine genaue Zufuhr von Bögen erreicht werden. Die Erfindung ist insbesondere von Vorteil, falls die Beschleunigungen ohne Steuerungen durchgeführt werden, da ohne ein genau zu steuerndes Feedback während der Beschleunigung oder Verzögerung und der verbundenen schnellen Überwachung und Echtzeitregulierung der Bewegung immer noch eine sehr genau gesteuerte Manipulation der Bögen erhalten wird.
Für einen Fachmann wird klar sein, daß es innerhalb des Rahmenwerkes der vorliegenden Erfindung viele alternative Ausführungsformen und Arten gibt. Eine besonders vorteilhafte Art, mit welcher gesichert ist, daß die beabsichtigte Endstellung erreicht wird, ist in 6 dargestellt. Gemäß dem darin dargestellten Geschwindigkeitsdiagramm wird der Rotor 5 von einem Zeitpunkt t₁ nur bis zu einer bestimmten Minimalgeschwindigkeit ω_min verzögert. In dem dargestellten Beispiel wird die Minimalgeschwindigkeit ω_min zu einem Zeitpunkt t_u vor dem Zeitpunkt t₂ erreicht, an welchem der Rotor 5 seine Endstellung erreicht hat. Der Antrieb des Rotors wird dann so gesteuert, daß die Minimalgeschwindigkeit ω_min aufrechterhalten wird, bis die beabsichtigte Endstellung erreicht wurde. Als Minimalgeschwindigkeit ω_min wird eine Geschwindigkeit ausgewählt, welche einerseits so gering ist, daß die Bewegungsnocken 18 unausweichlich in die Ausnehmungen 44, 45 eingreifen, welche allerdings andererseits so groß wie möglich ist, um die durch die Rotation mit der Minimalgeschwindigkeit verursachte Verzögerung bestmöglich einzugrenzen. Durch Beenden der aktiven Verzögerung sobald eine vorbestimmte Minimalgeschwindigkeit ω_min erreicht wurde, wird der Vorteil erreicht, daß es auf einfache Weise sichergestellt ist, daß die Endstellung in jedem Fall erreicht wird. Darüber hinaus wird dann ermöglicht, den Zeitpunkt t₁ der beginnenden Verzögerung so früh auszuwählen, daß auch unter mißlichen Umständen (beispielsweise im Fall einer schweren Last) die Geschwindigkeit bei Erreichen der beabsichtigten Endstellung ausreichend gering ist. Wenn die Minimalgeschwindigkeit ω_min dann zu einem Zeitpunkt t_u vor dem Zeitpunkt t₂, zu welchem der Rotor 5 seine Endstellung erreicht hat, erreicht wird, stellt das Auslaufen mit der Minimalgeschwindigkeit ω_min sicher, daß die beabsichtigte Endstellung immer noch erreicht wird. Abhängig von der Beschleunigung ist es ebenfalls möglich, anstelle des Gebrauches einer Minimalgeschwindigkeit ω_min, auf einen minimalen Geschwindigkeitsunterschied Δω_min zu beschleunigen oder zu verzögern.

Claims

Verfahren zur genauen Handhabung wenigstens eines Bogens (2), aufweisend: Abbremsen des wenigstens einen Bogens (2), eines anderen Bogens (2) oder eines Halters (5) zum Aufnehmen eines Bogens (2) in einer ersten Zeitspanne (A), Messen wenigstens einer Größe, welche ein Maß für die Verzögerung in der ersten Zeitspanne (A) bildet, Speichern wenigstens eines durch die Messung erhaltenen Messergebnisses, Beschleunigen des Bogens (2) aus dem Stillstand und nachfolgend gemäß dem gespeicherten Messergebnis Bestimmen eines Zeitpunktes (St_s), an welchem eine Verzögerung des wenigstens einen Bogens (2) in einer zweiten Zeitspanne (B) nach der ersten Zeitspanne (A) begonnen wird, wobei die Verzögerung auf eine im wesentlichen vorbestimmte Geschwindigkeit (ω_min) erfolgt, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Zeitspanne (A) der Beschleunigung des wenigstens einen Bogens (2) vorangeht.
Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine gemessene Größe der Bremsweg von einer bestimmten ersten Geschwindigkeit zu einer bestimmten geringeren zweiten Geschwindigkeit oder zum Stillstand ist.
Verfahren gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine gemessene Größe die Bremszeit von einer bestimmten ersten Geschwindigkeit zu einer bestimmten geringeren zweiten Geschwindigkeit oder zum Stillstand ist.
Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jede der Beschleunigungen und Verzögerungen in der ersten Zeitspanne (A, C) und in der zweiten Zeitspanne (B) ohne Steuerung mit einem Echtzeit-Feedback ausgeführt werden.
Vorrichtung zur genauen Handhabung wenigstens eines Bogens (2) aufweisend: Mittel (5, 12, 14, 19, 20-22, 14, 37) um wenigstens einen Bogen (2) wenigstens zu beschleunigen oder zu verzögern, wenigstens ein Messmittel (51) zum Messen wenigstens einer Größe, welche ein Maß für die Verzögerung des wenigstens einen Bogens (2) bildet, ein Steuerungsmittel (48) zum Betreiben der Mittel (5, 12, 14, 19, 20-22, 14, 37), um wenigstens einen Bogen (2) wenigstens zu beschleunigen oder zu verzögern, um eine Bewegung von einem Stillstand, beginnend mit einer Beschleunigung und endend mit einer Verzögerung auf eine im wesentlichen vorbestimmte Geschwindigkeit (ω_min), zu verursachen, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuerungsmittel (48) vorgesehen ist, um in Zusammenarbeit mit dem wenigstens einen Messmittel (51) wenigstens ein Messergebnis zu erhalten, welches eine Verzögerung des wenigstens einen Bogens (2) innerhalb einer ersten Zeitspanne (A) repräsentiert, um das Messergebnis zu speichern und gemäß dem gespeicherten Messergebnis einen Zeitpunkt (S, t_s) zu bestimmen, an welchem eine Verzögerung in einer zweiten Zeitspanne (B) begonnen wird und dass das Steuerungsmittel (48) des weiteren vorgesehen ist, um die Größe während der ersten Zeitspanne (A) vor der Beschleunigung des wenigstens einen Bogens (2) zu messen.
Vorrichtung gemäß Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel (5, 12, 14, 19, 20-22, 14, 37) zum Beschleunigen und Verzögern des wenigstens einen Bogens (2) einen elektrischen Motor (19) aufweisen, und das Steuerungsmittel (48) vorgesehen ist, um den Zeitpunkt (S), an welchem die Verzögerung in der zweiten Zeitspanne (B) begonnen wird, in linearer Abhängigkeit von der augenblicklichen Geschwindigkeit des wenigstens einen Bogens (2) zu bestimmen.