-
Elektrische Steuervorrichtung für Maschinen zum Schneiden von Papierbahnen
mit Wasserzeichen Die Erfindung betrifft eine Steuervorrichtung für Maschinen zum
Schneiden von Papierbahnen, die in im wesentlichen gleichen Abständen Wasserzeichen
enthalten. Es wird verlangt, daß die aus der Papierbahn geschnittenen Bögen das
Wasserzeichen stets an der gleichen Stelle, beispielsweise in ihrer Mitte, enthalten.
Unter anderem ist dies wichtig beim Schneiden von Banknotenpapier. Bei der Herstellung
der Papierbahn treten aus verschiedenen Gründen Änderungen in den Abständen der
Wasserzeichen ein, beispielsweise weil die Papierbahn beim Trocknen zusammenschrumpft.
Beträgt der Fehler des Abstandes zweier Wasserzeichen voneinander beispielsweise
o,i mm, so wächst dieser Fehler bei ioo Bögen bereits auf io mm an. Zweck der Erfindung
ist die Schaffung einer sicher und schnell wirkenden Vorrichtung, die diese Fehler
durch Änderung der Drehzahl des Querschneidemessers ausgleicht.
-
Es ist bekannt, bei einer Vorrichtung der genannten Art eine durch
die Wasserzeichen beeinflußte, lichtempfindliche Zelle vorzusehen, die im Verein
mit einem auf der Messerwelle angeordneten Schleifer oder optischen System (Schlitzblende
mit Photozellen) Signale (Stromstöße) erzeugt, wenn der Schnitt nicht an der vorherbestimmten
Stelle erfolgt, und diese Signale zur Verstellung des Formatgetriebes zu verwenden.
Diesen
bekannten Einrichtungen gegenüber besteht das Wesen der Erfindung darin, daß ein
die Nullstellung des Formatgetriebes bestimmender; schwenkbarer Kontaktfedersatz
oder eine ähnliche Einrichtung vorgesehen ist, und dä:ß das ankommende Signal, z.
B. ein längere Formate verlangendes Signal' (»Signal lang«), eine Verstellung des
Formatgetriebes (Verstellscheibe) gegenüber der Nullage bewirkt (Ausschwenkveratellung),
welche bei Ausbleiben eines weiteren Signals oder Eintreffen eines entgegengesetzten
Signals (z. B. eines »Signals kurz«) rückgängig gemacht wird, während bei Eintreffen
eines weiteren .gleichen, Signals (z. B. eines zweiten »Signals läng«) eine Verstellung
des die Nullage bestimmenden Kontakt-Federsatzes erfolgt (Nullverstellung).
-
Gemäß weiterer Ausbildung der Erfindung ist die einzelne Verstellung
des Formatgetriebes (Verstellscheibe) gegenüber der durch den Kontaktfedersatz bestimmten
Nullage (Ausschwenkverstellung) größer als die Verstellung des die Nullsage bestimmenden
Kontaktfedersatzes (Nullverstellung). Gleichzeitig mit der Versteid'ung des die
Nullage bestimmenden Kontaktfedersatzes erfolgt dabei eine Vemstellung des. Abstandes
der lichtempfindlichen. Zelle vom Quersch neddemesser.
-
Der Vorteil dieser Anordnung besteht in einer besonders vorteilhaften,.
ruhigen und genauen Regulierung.
-
Weitere Einzelheiten und Vorzüge der Erfindung gehen aus der folgernden
Beschreibung eines Ausführungsbeispiels an Hand der Zeichnung hervor, die eine Steuervorrichtung
nach der Erfindung zusammen mit den wichtigsten Teilen des Querschneiders in schematischer,
teilweise perspektivischer Darstellung zeigt. ' Die fortlaufende Papierbahn i, die
in im wesentlichen gleichen Abständen mit Wasserzeichen 2 versehen ist, wird durch
die Walzen 3 vorgeschoben und zwischen dem umlaufenden Querschneidemesser q: und
dem feststehenden Gegenmesser 5 in einzelne Bögen zerschnitten. Die Steuerung erfolgt
entweder durch die Wasserzeichen 2 oder, bei -größeren, Wasserzeichen, durch am
Rande der Papierbahn angebrachte Wasserzeichenmarken 6.
-
Unterhalb der Papierbahn i ist eine elektrische Lampe 7 angebracht,
der eine lichtempfindliche Zelle 8 oberhalb der Papierbahn gegenübersteht; beide
befinden sich in einem Gehäuse g, das mittels der Rollen io auf feststehenden Schienen,
entlang bewegt werden kann. Der von der Lampe 7 ausgesandte, die lichtempfindliche
-Zelle treffende Lichtstrahl kann durch das Wasserzeichen leichter hindurchtreten
als durch das Papier, so daB der durch die Zelle fließende Strom bei jedem Vorbeikommen
eines Wasserzeichens ansteigt. Die hierdurch entstehenden Stromstöße werden von
einem (nicht dargestellten) Verstärker verstärkt. Die Wirkung ist im Endergebnis
die gleiche, als ob durch das Wasserzeichen ein -Kontakt geschlossen würde. Während
die Papierbahn durch die Walzen 3 mit gleichmäßiger Geschwindigkeit vorgeschoben
wird, wird das Q.uerschneidemesser q. über ein (nicht dargestelltes) stufenlos regelbares
Getriebe derart angetrieben, daß die Drehzahl beliebig geändert werden kann. Je
größer diese Drehzahl ist, desto kleiner wird die Länge der geschnittenen Bögen
(Formatlänge). Die Änderung des übersetzungsverhältnisses dieses Getriebes für das
Querschneidemesser q. erfolgt durch Drehen der links unten in der Zeichnung dargestellten
Verstellscheibe i i mittels einer Schnecke 12 und - eines Verstellmotors 13, der
in beiden Drehrichtungen angetrieben werden kann.
-
Die Welle 14 des Quersc'hneidsemessexs q. ist über die Kegelräder
i5 und das Zwischenrad 16 mit einer Welle 17 verbunden, die sich mit der gleichen
Drehzahl, jedoch in entgegengesetzter *Richtung dreht. Diese Welle trägt die weiter
unten beschriebenen Kontaktarme für die Steuerung.
-
Der Stromkreis der lichtempfindlichen Zelle 8 geht '(unter Außerachtlassung
des Verstärkers) von den Kathoden zweier Röhren i8 und ig über die Batterie 2o und
die Leitung 2i zur Zelle 8, und von dort tiber die Leitung 22 zu einem Schleifer
23 der Welle 17. Je nach der Stellung dieses Schleifers kann der Strom zu einem
der feststehenden Segmente 2q. oder 25, und von dort über die Leitung Zq.'
oder 25' entweder zum Gitter der Röhre ig oder zum Gitter der Röhre 18 gelangen.
Diese Gitter erhalten durch die-.Gitterbatterie 26 über die Widerstände 27 normalerweise
eine negative Vorspannung; wird der Schleifer 23 jedoch in dem Augenblick, in welchem
das Wasserzeichen vor der Zelle 8 vorübergleitet, mit einem der Segmente 2q. oder
25 verbunden, -so erhält das Gitter der zugehörigen Röhre 18 oder ig ein positives
Potential. Die Röhren 18 und 1g sind Thyratrons (sogenannte Stromtore). Der schwarze
Punkt in der Röhre deutet-an, daß es sich um eine gasgefüllte Röhre handelt. Erhält
das Gitter einer solchen Röhre ein positives Potential, so zündet die Röhre, und
es wird ein Stromweg von der Kathode zur Anode geschlossen, der auch nach Aufhören
des positiven Gitterpotentials fortdauert, bis der Anodenstromkreis unterbrochen
wird. Der Anodenstromkreis der Röhren 18 und ig geht von den beiden Kathoden über
die Leitung 28 und die Schleifkontakte 29 zur Anodenbatterie 30, und von dort über
die Leitung 31 zu den Relaisspulen 32 bzw. 33 und zur Anode der zugehörigen
Röhre 18 bzw. 1g. Statt der eingezeichneten Batterien können natürlich auch Schaltungen
zur Anwendung gelangen, die diese Spannungen dem Netz entnehmen. Die Schleifkontakte
29 berühren eine Unterbrecherscheibe auf der Welle 17, die den Anodenstromkreis
der Röhren 18 bzw. ig bei jeder Umdrehung der Messerwelle 14 einmal unterbricht.
Hierdurch wird erreicht, daß jede der Röhren kurz nach ihrer Zündung gelöscht wird
und somit für weiteres Ansprechen. zur Verfügung steht.
-
Bei Beginn eines Schneidvorganges wird zunächst die Papierbahn und
das Querschneidemesser
so eingestellt, daß der Schnitt an der gewünschten
Stelle erfolgt. Alsdann wird die Papierbahn durch Weiterdrehen der Maschine von
Hand verschoben, bis das Wasserzeichen oder die Registermarke 6 unter der -Zelle
8 steht; danach wird bei stillstehender Maschine das Zwischenrad 16 durch die über
einem Segment verschiebbare Feststellschraube 34 so eingestellt, daß der Schleifer
23 sich in der gezeichneten Stellung, also zwischen den Segmenten 24: und 25 befindet.
Da der Schleifer 23 bei dieser Einstellung im Augenblick des Stromstoßes keines
der Segmente berührt, wird keine der Röhren i8 oder i9 gezündet. Ändert sich nun
während des Betriebes die Erntfernung deer Wasserzeichen voneinander, so erfolgt
der Stromstoß nicht in der gezeichneten Stellung, sondern früher bzw. später. In
diesem Falle erhält eines der Segmente 2q. bzw. 25 Strom, so daß eine der Röhren
18 oder i9 zündet und eine der Spulen 32 bzw. 33 kurzzeitig erregt wird. Durch diese
Spulen wird der Verstellmotor 13 für die Formatlänge in der weiter unten geschilderten
Weise in der einen oder anderen Richtung angetrieben, um den Schnitt wieder in Übereinstimmung
mit der geänderten Lage der Wasserzeichen zu bringen. Der Schleifer 23 im Verein
mit der Zelle 8 dient also dazu, Signale (Stromstöße) zu geben, welche anzeigen,
daß die geschnittenen Formate vergrößert (»Signal lang«) oder verringert (»Signal
kurz«) werden müssen. Bei richtiger Lage der Wasserzeichen erfolgen keine Signale.
-
Durch ein »Signal lang« wird ein längeres Format angefordert und die
Spule 32 des »Vorrelais lang« kurzzeitig erregt, während ein »Signal kurz« eine
kurzzeitige Erregung der Spule 33 des »Vorrelais kurz« bewirkt. Zur Durchführung
der verschiedenen Verstellungen sind eine Reihe von Relais vorgesehen, und zwar
ein »Hilfsrelais lang« und ein »Hilfsrelais kurz«, ein »Motorrelais lang« und ein
»Motorrelais kurz«, ferner ein »Relais lang aus« und ein »Relais kurz aus«, ein
»Relais Mitte ein« und ein »Relais Mitte aus«, sowie ein Rückstellrelais, welches
in Verbindung mit einem besonderen Schleifer der Welle 17 arbeitet, und ein Sperrelais.
Darüber hinaus ist der Motor 13 vorgesehen, der die Verstellscheibe i i für die
Verstellung der Formatlänge betätigt, ferner ein auf einer Nullscheibe 35 angeordneter,
schwenkbarer Kontaktfedersatz sowie ein Schrittschaltwerk zur Verstellung der Nullscheibe
35 und ein Schrittschaltwerk zur Verstellung des Gehäuses 9, welches die Beleuchtungslampe
7 und die lichtempfindliche Zelle 8 trägt. Der Strom für die Betätigung der Relais
wird einem Transformator 36 entnommen, der primärseitig an ein Wechselstromnetz
angeschlossen ist. Sämtliche Relais sind in der unerregten Stellung dargestellt;
ihre Kontakte sind in der Reihenfolge von oben nach unten mit fortlaufenden, großen
Buchstaben bezeichnet.
-
Zur Erläuterung der Wirkungsweise sei angenommen, daß die Spule 32
des »Vorrelais lang« kurzzeitig erregt wird. Hierdurch wird folgender Stromkreis
geschlossen: Von der Leitung 37 b über Relais »Mitte aus«, Kontakte B von »lang
aus«, Leitung 38, Kontakte B von »Vorrelais lang«, Kontakte D von »Motorrelais kurz«
zur Wicklung des »Hilfsrelais lang«, welches dadurch einschaltet, und weiter von
den Kontakten A des »Hilfsrelais lang« über die Kontakte B des »Motorrelais kurz«
zur Wicklung des »Motorrelais lang« und zur Erde. Das »Motorrelais lang« wird über
die Leitung 38' gehalten und hält über seine Kontakte A und die Kontakte B des »Motorrelais
kurz« das »Hilfsrelais lang«. Durch Schließen des »Motorrelais lang« erhält der
Motor über die Leitung 37c, die Kontakte E des »Motorrelais lang« und die Leitung
39 derart Strom, daß er die Verstellscheibe i i entgegen dem Uhrzeigersinn dreht
und dadurch ein längeres Format einstellt.
-
Auf der Achse der Verstellscheibe i i ist eine Nullscheibe 35 angeordnet,
welche vier Kontaktfedern trägt. Die Nullscheibe 35 kann durch das dargestellte
Schrittschaltwerk in der einen oder anderen Richtung verstellt werden. Auf der Verstellscheibe
i i ist ein Stift 41 angeordnet, der in verschiedene Löcher der Scheibe ii eingesetzt
werden kann und mit den genannten Kontaktfedern zusammen arbeitet. Dieser Stift
erhält durch die Leitung 37 a Strom- und berührt in der gezeichneten Stellung
die beiden mittleren Kontaktfedern.
-
Läuft der Motor 13 und verstellt die Scheibe i i entgegen dem Uhrzeigersinn,
so erhält nach einer vorherbestimmten Verstellung die Kontaktfeder 42 Strom. Hierdurch
wird ein Stromkreis von der Feder q.2 über die Leitung 43 zur Spule des Relais »lang
aus« geschlossen. Hierdurch wird der- beschriebene Stromkreis über die Kontakte
B von »lang aus« unterbrochen und damit der Motor 13 stillgesetzt.
-
Die Rückführung der Verstellscheibe i i in die Mittel- oder Nullstellung
erfolgt, unter der Voraussetzung, daß keine weiteren »Signale lang« eintreffen,
in folgender Weise: Durch das Ansprechen des »Relais lang aus« wird ein Stromkreis
geschlossen, der von Leitung 37 b über die Kontakte des Relais »Mitte aus«,
die Kontakte A von »lang aus« und die Leitung 44 zum Schleifer 45 der Welle 17 geht.
Wenn der Schleifer das Segment 47 berührt, geschieht nichts. Berührt er dagegen
das Segment 46, so erhält die Spule des Rückstellrelais Strom, so daß dieses anspricht.
Beim darauffolgenden Berühren des Segments 47 wird dann folgender Stromkreis geschlossen:
Vom Segment 47 über die Kontakte B des Rückstellrelais, die Leitung 48, die Kontakte
B des Sperrelais, die Kontakte C des »Hilfsrelais lang« und die Kontakte C des »Hilfsrelais
kurz« zur Spule des »Relais Mitte ein« und zur Erde. Hierdurch wird das »Motorrelais
kurz« folgendermaßen eingeschaltet: Von Leitung 37 b geht der Strom über Relais
»Mitte aus«, Kontakte B von »kurz aus«, Leitung 49, Kontakte B
von
»Mitte ein« und Kontakte B von »Motorrelais lang« zu den Kontakten A und zur Spule
des »Motorrelais kurz«. Dieses schaltet bei seinen Kontakten E über die Leitung
q.o den Motor 13 in der entgegengesetzten Drehrichtung ein wie bei der
vorstehend
beschriebenen Verstellung. Hierdurch wird die Verstellscheibe i i zurückbewegt,
bis der Stift 41 wieder die Kontaktfeder 5o berührt. Sobald dies geschieht, wird
das Relais »Mitte aus« über folgenden Stromkreis eingeschaltet: Vom Stift 41 über
die Kontaktfeder 5o, die Leitung 51, Kontakte C des »Motorrelais kurz«, Kontakte
B von »Hilfsrelais lang«, Kontakte B von »Hsd-fsrelais kurz« und Leitung 52 zur
Spule des Relais »Mitte aus«- und zur Erde. Das Relais »Mitte aus« spricht somit
an und unterbricht den oben beschriebenen Stromkreis zur Betätigung des. > Motorrelaüs
kurz«, so daß die Scheibe ii wieder in der gezeichneten Nullstellung zum Stillstand
kommt.
-
Aus dem Gesagten geht .hervor, daß die Rückstellung auf Mitte der
Kontaktfedern oder in die Nullstellung (relativ zur Nullscheibe 35) nur erfolgen
kann, wenn das Relais »lang aus« angesprochen hat und wenn das »HilfsTelais lang«
sich in Ruhestellung befindet, also wenn -keine weiteren »Signale lang«. erfolgen:
Das Ansprechen der Relais »lang aus« und »kurz aus« kann für besonders feine Regulierung
schon vor Beendigung der Verstellbewegung durch in der Zeichnung nicht dargestellte
Schnellschaltrelais bewerkstelligt werden.
-
Wird dagegen beispielsweise nach erfolgter Verstellung auf längere
Formate (d. h: nachdem der Stift 41 sich aus der Mittel- oder Nullstellung nach
links bewegt hat) weiter »Signal lang« gegeben, so erfolgt eine Verstellung der
Nullscheibe- 35 mit den vier Kontaktfedern in nachstehender Weise. Der Stromweg
geht von Leitung 37 b über die Kontakte des Relais »Mitte aus«, die Köntakte A von
»lang aus«, die Kontakte D von. »kurz aus« und die Leitung 53 zu den geschlossenen
Kontakten A des »Vorrelais lang«. Hier verzweigt sich der Stromkreis: Der eine Zweig.
erregt die Spule des Sperrrelais, welches bei seinen Kontakten B den beschriebenen
Stromkreis zur- Speisung des Relais »Mitte ein« unterbricht, während der andere
über die Leitung 5q., die Leitung 55 und die Kontakte C von »lang aus« zur Leitung
56 .geht, wo er sich zu den Spulen 57 und 58 der beiden Sclrittschaltwerke verzweigt.
Die Spule 57 schaltet die Nullscheibe 35 mit den Kontaktfedern durch die dargestellte
Schaltklinke um einen Zahn entgegen dem Uhrzeigersinn fort, so daß eine neue Nullstellung
erreicht wird, die von nun an die Wirkungsweise der Kontaktfedern bestimmt. Dä die
Verstellung des Nullpunktes eine Art Dauerverstellung darstellt, hat es sich als
vorteilhaft erwiesen, die Größe der Verstellung bei der »Nullverstellung« kleiner
zu machen als die der beschriebenen, ihrer Natut nach vorübergehenden »Ausschwenkverstellung«.
-
Gleichzeitig mit der Nullverstellung der Nullscheibe 35 erfolgt durch
die Spule 58 eine Nullverstellung der lichtempfindlichen Zelle 8, und zwar durch
Verdrehung des Klinkenrades 59, dessen Welle ein in die Zahnstange 6o eingreifendes
Zahnrad trägt; welches das Gehäuse g verschiebt. Eine Nullverstellung der Zelle
8 ist erforderlich, weil die Entfernung von der Zelle 8 bis zur Schnittstelle (Messer
5) stets ein Vielfaches der Formatlänge betragen muß; es ist daher ersichtlich,
daß diese Entfernung sich mit der Änderung des Formates, ändert.
-
Die Wirkungsweise der dargestellten Einrichtung ist nach dem Gesagten
folgende: Solange die Entfernung der Wasserzeichen mit der geschnittenen Formatlänge.
übereinstimmt, erfolgt keine Verstellung. Vergrößert sich aber beispielsweise die
Entfernung der Wasserzeichen; so erfolgt ein »Signal lang«, welches das »Vorrelais
lang« zum kurzzeitigen Ansprechen bringt. Dieses bewirkt ein Schließen des »Hilfsrelais
lang« und des »Motorrelais lang«, welches den Verstellmotor betätigt, so daß die
Verstellscheibe i i entgegen dem Uhrzeigersinn gedreht und auf längere Formate eingestellt
wird. Diese Drehung wird beendet, sobald die Kontaktfeder q:2 Strom erhält oder
das Relais »lang aus« durch eines der obenerwähnten Schnellschaltrelais vorzeitig
zum Ansprechen gebracht wird. Etwa eine Umdrehung (der Messerwelle) nach Beendigung
der Verstellung erfolgt eine Rückstellung der Verstellscheibe in die Mitte oder
in die Nullage; falls keine weiteren »Signale lang« erfolgen. Werden dagegen weitere
»Signale lang« gegeben, so wird hierdurch angezeigt; daß die Verstellung nicht ausreichend
war. In diesem Fall erfolgt eine Verstellung der Nullscheibe 35, d. h. die Einstellung
einer neuen Nullage. Die Einrichtung ist dabei so- getroffen, daß die Größe der
Ausschwenkverstellung (gegenüber der Mittel- oder Nullage) größer ist als die der
Nullverstellung (Änderung der -Nullage). Durch die beschriebene Anordnung wird eine
sehr gleichmäßige und ruhige, den praktischen Bedürfnissen entsprechende Regulierung
erzielt.
-
Die Erfindung beschränkt sich nicht auf das dargestellte und beschriebene
Ausführungsbeispiel, sondern umfaßt auch Abänderungen, die im Rahmen des dargelegten
Erfindungsgedankens liegen. So können außer den erwähnten Schnellschaltrelais besondere
Sperrelais vorgesehen sein, die eine Nullverstellung erst nach Ausführung eines
zweiten Kommandos der gleichen Verstellrichtung wirksam werden lassen. Ferner ist
es möglich, zwei Drucktasten vorzusehen, die bei eingeschalteter Automatik eine
zusätzliche Verstellung von Hand ermöglichen; diese Drucktasten sind vorzugsweise
so angeordnet, .daß sie eine-Verbindung zwischen der Leitung 37 und den Leitungen
61 bzw. 62 herstellen. Hierbei können auch Einrichtungen vorgesehen sein, um die
Automatik gewünschtenfalls ganz auszuschalten und das Formatgetriebe lediglich durch
Betätigung der erwähnten Drucktasten zu steuern.