EP0982252B1 - Verfahren zum automatischen Verbinden von zwei Bahnen aus Verpackungsmaterial - Google Patents

Verfahren zum automatischen Verbinden von zwei Bahnen aus Verpackungsmaterial Download PDF

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EP0982252B1
EP0982252B1 EP99115358A EP99115358A EP0982252B1 EP 0982252 B1 EP0982252 B1 EP 0982252B1 EP 99115358 A EP99115358 A EP 99115358A EP 99115358 A EP99115358 A EP 99115358A EP 0982252 B1 EP0982252 B1 EP 0982252B1
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EP
European Patent Office
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web
finishing
new
reel
process according
Prior art date
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EP99115358A
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EP0982252A1 (de
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Heinz Focke
Eckhard Grundmann
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Focke and Co GmbH and Co KG
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Focke and Co GmbH and Co KG
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    • B65CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65HHANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL, e.g. SHEETS, WEBS, CABLES
    • B65H23/00Registering, tensioning, smoothing or guiding webs
    • B65H23/04Registering, tensioning, smoothing or guiding webs longitudinally
    • B65H23/046Sensing longitudinal register of web
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B65HHANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL, e.g. SHEETS, WEBS, CABLES
    • B65H2301/00Handling processes for sheets or webs
    • B65H2301/40Type of handling process
    • B65H2301/46Splicing
    • B65H2301/4601Splicing special splicing features or applications
    • B65H2301/46013Splicing special splicing features or applications and maintaining register of spliced webs
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B65H2511/51Presence
    • B65H2511/512Marks, e.g. invisible to the human eye; Patterns

Definitions

  • the invention relates to a method for automatically connecting an outgoing Web of packaging material with a new web, the webs in Periodically spaced print marks for control of organs and wherein the process of joining in accordance with Consumption of the running web is initiated, namely by determining a residual length of the trajectory.
  • Efficient packaging machines handle the packaging material of particular importance, with the use of manual labor is to be kept as low as possible.
  • Mainly processing packaging machines Packaging material in the form of long webs of material, called bobbins available. When using a running track, the new train should be possible be connected to the running track without manual intervention. This ensures a continuous operation of the packaging machine.
  • the relative position must be observed from running and new track while connecting both tracks become. Namely, even blanks are made from the web are, the webs are to connect in the right place with each other. To a positionally correct To connect, the webs are at a distance provided by blank lengths printed on the web print marks. There are Brand readers known which recognize the printed print marks and the Control the process of joining based on the detected print marks.
  • EP 0 211 291 discloses a device in which the initial section of the new path before a connection does not automatically move to a reference position is brought for subsequent joining, but by hand an operator must be attached to a web holder. The exact position This initial section must be recognized by hand, with only the Position of the trajectory before joining via a print mark recognition of the brand reader.
  • US 5 518 202 discloses a connection method for connecting an outgoing one railway with a new railway, in which the new railway by means of a Swing lever is brought into a connection position.
  • EP 0 831 048 A1 discloses a method for adjusting the tension of a material web. To calculate the residual length of the material web, the angle of rotation the running track is related to the length of one of the reel the running web withdrawn track piece.
  • the invention is based on the problem, an improved method for positionally correct To create connecting material webs.
  • the detected print marks are used for the control of the so-called splice processes or processes for connecting from running with new material web used.
  • the material webs are positioned in such a way during that the print marks keep the same distances even in the area of the connection.
  • the width of imprints and the following empty spaces can be detected and measured and compared with input reference values. If it matches the reference values, it will print as a print mark recognized. In this way you can reliably between foreign prints and differentiate between print marks. In particular, you can in this way error detection Avoid printing as print marks.
  • the speed of one of the expiring and / or new Web carrying Bobine depending on the degree of filling of a Bru appointmentss and the speed or speed of the operated Calculated machine or the conveying speed of the trajectory and set.
  • Preference is given to the respective Bobbin diameter taken into account.
  • This speed connection the bobbin has the speed of the waning machine Advantage that reduces the pendulum deviations of the web memory become.
  • the pendulum accelerations or Inertia forces in the web memory is reduced, so that the mechanical Tension in the web is constant.
  • a drive, for. B. a servomotor while the speed of the expiring or new bobbins.
  • the servomotor is under consideration the pendulum deviation and engine speed and in particular the Bobbin diameter controlled, so that the desired Bobinenburniere established.
  • the length of the withdrawn piece of web is the running track determined from the angle of rotation of a running with the running web Pulley, in particular taking into account the Circumference of the pulley.
  • angle of the bobbin is detected by a rotation angle sensor.
  • These sizes reach a central one Arithmetic unit that calculates the bobbin diameter from the sizes. Likewise, this arithmetic unit from the detected sizes the remaining amount or length of wound on a reel Calculate the train.
  • Fig. 1 shows a material unit 10 of a packaging machine in a schematic view.
  • rotatable mounted Bobinenarm 12 are located at the ends of the Bobinenarms 12 an expiring reel 13 and a new reel 14.
  • a material web is wound in each case. Such webs are used in particular when making blanks for cigarette packs as well other used in connection with the packaging of cigarettes Packaging units.
  • the material web 15 of the expiring Bobine 13 becomes the part in the direction of arrow 16 promoted the packaging machine, from the web Produces packaging.
  • Pulleys 24-28 lead the expiring web 15 of the running bobbin past the second light sensor 23 to a material storage 32.
  • the guide roller 24 performs the expiring Material web 15 past the new reel 14.
  • 26 is the expiring Material web 15 substantially parallel to the new material web 17th
  • deflection roller 29 Between the pulleys 27, 28 is another deflection roller 29, which is a counter for counting the number of revolutions the deflection roller 29 has.
  • the counter receives from so-called initiators 30, 31, d. H. non-contact sensors, Signals counted by the counter. From the number of Revolutions, especially fractions of revolutions, can be carried along the length of the guide roller 29 on the length Close material web 15. Here is the diameter or circumference of the guide roller 29 to be considered. The conversion of turns in lengths takes place in a not shown Control unit. Alternatively, you can choose the length of the subsidized Material web 15 also by a rotary encoder, also taking into account the diameter or circumference the deflection roller 29, determine.
  • the material storage 32 each has a number of upper pulleys 33 and lower pulleys 34. He serves a delay the conveying movement of the running material web 15 in Area between the pulleys 24 to 28, for example when connecting the running material web 15 with the new Material web 17, compensate. To ensure this balance, is the row of lower pulleys 34 in height displaced arranged. Due to this displacement is the material storage 32 capable of different web lengths take. Alternatively, the row of upper pulleys 33 be arranged adjustable in height. As well It is possible both upper and lower row of pulleys 33, 34 height adjustable to position. Ultimately it comes to a change in the relative position of the series upper Deflection rollers 33 to the row of lower pulleys 34 at.
  • a further initiator 35 is mounted, which serves to determine the exact position of the gripper carriage 20 on the linear guide 19.
  • the travel S of the gripper carriage 20 can be determined.
  • the rotation angle sensor By means of this rotation angle sensor, the rotation angle of the respective bobbin can be detected.
  • the angle of rotation of the new reel 14 is denoted by ⁇ .
  • Fig. 2 illustrates the automatic recognition of the correct print mark and shows a web of material 36 with print marks 37-39. Between the print marks 37-39 there are foreign prints 40-42, which are referred to as imprints. The dashed lines indicate each beginning or end of a blank.
  • the invention makes it possible among the imprints "filter out” which represent the print marks. This takes place the automatic recognition of the correct print marks 37-39 over two criteria.
  • the distance and the width are using the light scanner 22, 23 and the measured values of an evaluation unit fed.
  • the evaluation unit has previously reference data for the width of a print mark and the distance between a print mark Print mark and a foreign pressure received.
  • the evaluation unit compares a measured width with the previously entered one Width as well as a measured distance with the previously entered Distance and generates a corresponding signal, if the values are essentially the same. This generated signal indicates the detection of a print mark.
  • These measurements can either only be used to initiate a connection process two webs or permanently during operation the plant / packaging machine, in particular the material unit 10, done.
  • This method also reliably allows print marks to recognize correctly when viewed in the direction of movement between the print marks 37-39 and foreign prints 40-42 are arranged. It is quite possible that foreign prints the same Have width as the print marks and yet reliable can be distinguished between external printing and print marks can, in addition to the width of the distance between imprints is taken into account.
  • Fig. 3 illustrates the Bobinenburniere for driving the active Bobine, i. the bobbin, from which the material web directly the decreasing packaging machine is supplied. In Fig. 1 this would be the expiring reel 13.
  • the active reel is powered by a motor, not shown.
  • the speed The bobbin is thereby specified by the drive. This speed is shown by the lower block 45.
  • Bobbin speed 45 is dependent on what is shown as block 46 Pendulum deviation and the block 47 shown Engine speed.
  • Pendulum deviation means the deviation the material storage 32 of a normal degree of filling and Machine speed the working speed of the packaging machine based on a packaging machine, rotating reference wheel.
  • the engine speed is in the Usually depending on the conveying speed of the material web in the area of the packaging machine, i. especially in the field downstream of the material reservoir 32.
  • the determination of the bobbin diameter thus allows a variety Applications.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum automatischen Verbinden einer ablaufenden Bahn aus Verpackungsmaterial mit einer neuen Bahn, wobei die Bahnen in regelmäßigen Abständen voneinander angeordnete Druckmarken zur Steuerung von Organen aufweisen und wobei der Vorgang des Verbindens nach Maßgabe des Verbrauchs der ablaufenden Bahn eingeleitet wird, nämlich durch Feststellen einer Restlänge der ablaufenden Bahn.
Bei leistungsfähigen Verpackungsmaschinen ist die Handhabung des Verpackungsmaterials von besonderer Bedeutung, wobei der Einsatz manueller Arbeitskraft so gering wie möglich zu halten ist. Überwiegend verarbeiten Verpackungsmaschinen Verpackungsmaterial in Form langer Materialbahnen, die als Bobinen vorliegen. Beim Verbrauch einer ablaufenden Bahn soll die neue Bahn möglichst ohne manuelle Eingriffe mit der ablaufenden Bahn verbunden werden. Dies gewährleistet einen durchgehenden Betrieb der Verpackungsmaschine.
Bei gedrucktem Verpackungsmaterial mit wiederkehrendem Druck muss die Relativstellung von ablaufender und neuer Bahn beim Verbinden beider Bahnen beachtet werden. Sollen nämlich gleichmäßige Zuschnitte aus der Bahn gefertigt werden, sind die Bahnen positionsgerecht miteinander zu verbinden. Um eine positionsgerechte Verbindung herzustellen, sind die Materialbahnen mit im Abstand von Zuschnittslängen auf der Bahn aufgedruckten Druckmarken versehen. Es sind Markenleser bekannt, welche die aufgedruckten Druckmarken erkennen und den Vorgang des Verbindens anhand der erkannten Druckmarken steuern.
Die EP 0 211 291 offenbart eine Vorrichtung bei der der Anfangsabschnitt der neuen Bahn vor einem Verbindungsvorgang nicht automatisch in eine Referenzposition für das anschließende Verbinden gebracht wird, sondern händisch von einem Bediener an einem Bahnhalter befestigt werden muss. Die exakte Position dieses Anfangsabschnitts muss dabei von Hand erkannt werden, wobei nur die Position der ablaufenden Bahn vor dem Verbinden über eine Druckmarkenerkennung des Markenlesers festgelegt wird.
Das gleiche gilt für eine in der US 4 859 270 gezeigte Vorrichtung.
Auch in der US 5 284 197 ist ein Verbindungsverfahren dargestellt, bei der vor dem Verbinden eine Referenzposition für die neue Bahn händisch ermittelt werden muss. Der Anfangsabschnitt der neuen Bahn wird in dieser Referenzposition während des Verbindungsvorganges festgehalten. Nur die Druckmarken der ablaufenden Bahn werden vor dem Verbinden erkannt und dann die ablaufende Bahn in entsprechender Position zur neuen Bahn angehalten.
Aus der EP 0 186 750 ist ein Verfahren zur Erkennung von Fremddrucken, die zwischen den Druckmarken angeordnet sind, bekannt, bei dem diese Fremddrucke dadurch ermittelt werden, dass bestimmte Merkmale der zu erkennenden Drucke über Sensoren abgetastet werden und diese Merkmale mit gespeicherten Merkmalen verglichen werden.
Die US 5 518 202 offenbart ein Verbindungsverfahren zum Verbinden einer ablaufenden Bahn mit einer neuen Bahn, bei der die neue Bahn mittels eines Schwenkhebels in eine Verbindungsposition gebracht wird.
Die EP 0 831 048 A1 zeigt ein Verfahren zum Anpassen der Spannung einer Materialbahn. Zur Berechnung der Restlänge der Materialbahn wird der Drehwinkel der ablaufenden Bahn in Beziehung gesetzt zu der Länge eines von der Bobine der ablaufenden Bahn abgezogenen Bahnstücks.
Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, ein verbessertes Verfahren zum positionsgerechten Verbinden von Materialbahnen zu schaffen.
Zur Lösung dieses Problems ist das eingangs genannte Verfahren durch folgende zusätzliche Merkmale gekennzeichnet:
  • a) die Restlänge der ablaufenden Bahn wird anhand des Drehwinkels der Bobine der ablaufenden Bahn und einer Länge eines von der Bobine der ablaufenden Bahn abgezogenen Bahnstücks ermittelt,
  • b) ein Linearschlitten mit einem linear verfahrbaren Greiferschlitten greift einen Anfangsabschnitt der neuen Bahn,
  • c) der Anfangsabschnitt der neuen Bahn wird durch den linear verfahrbaren Greiferschlitten von der Bobine der neuen Bahn abgezogen und in einer durch Abtasten der Druckmarken der neuen Bahn bestimmten exakten Stellung zur Verbindung mit der ablaufenden Bahn derart bereitgehalten, dass die ablaufende Bahn und die neue Bahn positionsgerecht verbindbar sind,
  • d) die ablaufende Bahn wird verzögert oder angehalten und mittels auf dieser befindlicher Druckmarken in Bezug auf die durch den Linearschlitten positionierte neue Bahn derart ausgerichtet, dass sich eine auf der ablaufenden Bahn erkannte Druckmarke in entsprechender Position zur Druckmarke der neuen Bahn befindet,
  • e) die ablaufende und die neue Bahn werden in dieser Verbindungsstellung miteinander verbunden.
  • Die erkannten Druckmarken werden für die Steuerung der sogenannten Splice-Vorgänge bzw. Vorgänge zum Verbinden von ablaufender mit neuer Materialbahn verwendet. Dabei werden beim Verbinden die Materialbahnen derart positioniert, dass die Druckmarken auch im Bereich des Verbindens gleiche Abstände behalten.
    Die Breite von Aufdrucken sowie folgende Leerräume kann erkannt und ausgemessen und mit eingegebenen Referenzwerten verglichen werden. Bei Übereinstimmung mit den Referenzwerten, wird ein Aufdruck als Druckmarke erkannt. Auf diese Weise kann man zuverlässig zwischen Fremddrucken und Druckmarken unterscheiden. Insbesondere kann man auf diese Weise Fehlerkennungen von Aufdrucken als Druckmarken vermeiden.
    Ferner kann man durch eine während des Betriebs fortlaufende Druckmarkendetektion eine ständige Kontrolle der richtigen Vorschubgeschwindigkeit der Materialbahn bezüglich des Einleitens von Abschneidevorgängen, z. B. zum Fertigen von Zuschnitten, erzielen. Insbesondere kann man toleranzbedingtem, kontinuierlichen Verschieben durchzuführender Schnitte entgegenwirken, das zum Hinauslaufen des Schnittes aus seiner richtigen Position führen kann. Dadurch vermeidet man Fehlpackungen.
    Bevorzugt wird die Drehzahl einer die ablaufende und/oder neue Materialbahn tragende Bobine in Abhängigkeit des Füllgrades eines Bahnspeichers und der Drehzahl bzw. Geschwindigkeit der betriebenen Maschine bzw. der Fördergeschwindigkeit der ablaufenden Bahn berechnet und eingestellt. Bevorzugt wird dabei auch der jeweilige Bobinendurchmesser berücksichtigt. Diese Drehzahlankopplung der Bobine an die Drehzahl der abnehmenden Maschine hat den Vorteil, daß die Pendelabweichungen des Bahnspeichers vermindert werden. Dadurch werden die Pendelbeschleunigungen bzw. Trägheitskräfte in dem Bahnspeicher vermindert, so daß die mechanische Spannung in der Bahn konstant ist. Ein Antrieb, z. B. ein Servomotor, gibt dabei die Drehzahl der ablaufenden bzw. neuen Bobine vor. Der Servomotor wird unter Berücksichtigung der Pendelabweichung und Maschinendrehzahl und insbesondere dem Bobinendurchmesser gesteuert, so daß sich die gewünschte Bobinendrehzahl einstellt.
    Bevorzugt wird die Länge des abgezogenen Bahnstücks der ablaufenden Bahn ermittelt aus dem Drehwinkel einer mit der ablaufenden Bahn mitlaufenden Umlenkrolle, insbesondere unter Berücksichtigung des Umfangs der Umlenkrolle. winkel der Bobine wird dabei durch einen Drehwinkelsensor erfaßt. Ebenso kann man den Drehwinkel der mitlaufenden Umlenkrolle über einen Drehwinkelsensor oder ein Zählwerk zum Zählen der Umdrehungen der Umlenkrolle erfassen. Ferner kann man mittels eines Sensors am mitnehmenden Schlitten den Verfahrweg des Schlittens ermitteln. Diese Größen gelangen an eine zentrale Recheneinheit, die aus den Größen den Bobinendurchmesser berechnet. Ebenso kann diese Recheneinheit aus den erfaßten Größen die Restmenge bzw. Länge der auf einer Bobine aufgewickelten Bahn berechnen.
    Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der Beschreibung. Anhand der Zeichnung wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:
    Fig. 1
    eine Materialeinheit einer Verpackungsmaschine in schematischer Seitenansicht;
    Fig. 2
    eine Materialbahn mit Druckmarken und Fremddrucken und
    Fig. 3
    eine schematische Darstellung zur Ermittlung der Bobinensolldrehzahl.
    Fig. 1 zeigt eine Materialeinheit 10 einer Verpackungsmaschine in schematischer Ansicht. Auf einem um eine Achse 11 drehbar gelagerten Bobinenarm 12 befinden sich an den Enden des Bobinenarms 12 eine ablaufende Bobine 13 und eine neue Bobine 14. Auf den Bobjnen 13, 14 ist jeweils eine Materialbahn aufgewickelt. Derartige Materialbahnen finden insbesondere Verwendung beim Herstellen von Zuschnitten für Zigarettenpackungen sowie sonstige im Zusammenhang mit der Verpackung von Zigaretten verwendeten Verpackungseinheiten. Die Materialbahn 15 der ablaufenden Bobine 13 wird in Richtung des Pfeiles 16 zu dem Teil der Verpackungsmaschine gefördert, der aus der Materialbahn Verpackungen herstellt.
    Wenn sich die ablaufende Bobine 13 ihrem Ende nähert, muß die ablaufende Materialbahn 15 mit der neuen Materialbahn 17 der neuen Bobine 14 verbunden werden. Dieses Verbinden erfolgt in einer Verbindungsvorrichtung 18, die einen pneumatisch betriebenen Linearschlitten 19 aufweist. An dem Linearschlitten 19 befindet sich ein Greiferschlitten 20, der in Richtung des Pfeiles 21 und in umgekehrte Richtung linear verfahrbar ist und sich in Richtung seiner gestrichelt dargestellten Position bewegen kann, um ein Ende der neuen Materialbahn 17 zu greifen.
    Nach Ergreifen des Endes der neuen Materialbahn 17 fährt der Greiferschlitten 20 in Richtung des Pfeiles 21 in seine untere, voll ausgezogen dargestellte Position. Die genaue Position wird durch einen Sensor in Form eines Lichttasters 22 gesteuert, der Druckmarken auf der Materialbahn erfaßt. Der Linearschlitten 19 zieht also die neue Materialbahn 17 soweit nach unten, daß sich eine Druckmarke an einer bestimmten Position befindet. Ein zweiter Sensor in Form eines Lichttasters 23 tastet die Druckmarken der ablaufenden Materialbahn 15 ab.
    Umlenkrollen 24-28 führen die ablaufende Materialbahn 15 von der ablaufenden Bobine vorbei an dem zweiten Lichttaster 23 zu einem Materialspeicher 32. Die Umlenkrolle 24 führt die ablaufende Materialbahn 15 an der neuen Bobine 14 vorbei. Im Bereich zwischen den Umlenkrollen 25, 26 befindet sich die ablaufende Materialbahn 15 im wesentlichen parallel zu der neuen Materialbahn 17.
    Zwischen den Umlenkrollen 27, 28 ist eine weitere Umlenkrolle 29 angeordnet, die ein Zählwerk zum Zählen der Anzahl der Umdrehungen der Umlenkrolle 29 aufweist. Das Zählwerk erhält von sogenannte Initiatoren 30, 31, d. h. berührungslose Sensoren, Signale, die vom Zählwerk gezählt werden. Aus der Anzahl der Umdrehungen, insbesondere auch von Bruchteilen von Umdrehungen, kann man auf die Länge der an der Umlenkrolle 29 vorbeigeförderten Materialbahn 15 schließen. Dabei ist der Durchmesser bzw. Umfang der Umlenkrolle 29 zu berücksichtigen. Die Umrechnung von Umdrehungen in Längen erfolgt in einer nicht dargestellten Steuereinheit. Alternativ kann man die Länge der geförderten Materialbahn 15 auch durch einen Drehwinkelgeber, ebenfalls unter Berücksichtigung des Durchmessers bzw. Umfangs der Umlenkrolle 29, ermitteln.
    Der Materialspeicher 32 weist je eine Reihe oberer Umlenkrollen 33 und unterer Umlenkrollen 34 auf. Er dient dazu, ein Verzögern der Förderbewegung der ablaufenden Materialbahn 15 im Bereich zwischen den Umlenkrollen 24 bis 28, beispielsweise beim Verbinden der ablaufenden Materialbahn 15 mit der neuen Materialbahn 17, auszugleichen. Um diesen Ausgleich zu gewährleisten, ist die Reihe unterer Umlenkrollen 34 in der Höhe verschiebbar angeordnet. Durch diese Verschiebbarkeit ist der Materialspeicher 32 in der Lage, unterschiedliche Materialbahnlängen aufzunehmen. Alternativ kann auch die Reihe oberer Umlenkrollen 33 in der Höhe verstellbar angeordnet sein. Ebenso ist es möglich sowohl obere als auch untere Reihe von Umlenkrollen 33, 34 höhenverstellbar zu positionieren. Letztlich kommt es auf eine Änderung der Relativstellung der Reihe oberer Umlenkrollen 33 zur Reihe unterer Umlenkrollen 34 an.
    Beim Verbinden der ablaufenden Materialbahn 15 mit der neuen Materialbahn 17 befindet sich die neue Materialbahn 17 in durch den Linearschlitten 19 nach unten gezogenen, an einer erkannten Druckmarke ausgerichteten Position. Die ablaufende Materialbahn 15 wird verzögert bzw. angehalten und zwar derart, daß sich eine auf der ablaufenden Materialbahn 15 erkannte Druckmarke in entsprechender Position zur Druckmarke der neuen Materialbahn 17 befindet. Nachdem diese Ausrichtung anhand der Druckmarken erfolgt ist, werden ablaufende Materialbahn 15 und neue Materialbahn 17 übereinander gebracht und verbunden bzw. verklebt.
    Am Greiferschlitten 20 ist ein weiterer Initiator 35 angebracht, der zum Ermitteln der exakten Position des Greiferschlittens 20 auf der Linearführung 19 dient. Anhand der ermittelten Position des Greiferschlittens 20 läßt sich der Verfahrweg S des Greiferschlittens 20 bestimmen. Ferner befindet sich an jedem Ende des Bobinenarms 12 - sowohl an der ablaufenden Bobine 13 als auch an der neuen Bobine 14 - je ein Drehwinkelsensor. Mittels dieses Drehwinkelsensors kann der Drehwinkel der jeweiligen Bobine erfaßt werden. Der Drehwinkel der neuen Bobine 14 ist mit ϕ bezeichnet. Anhand des von dem Greiferschlitten 20 zurückgelegten Verfahrweges S sowie dem Drehwinkel ϕ der neuen Bobine 14 läßt sich der Bobinendurchmesser berechnen. Er ergibt sich aus dem Quotienten der zweifachen Meßstrekke und dem Drehwinkel ϕ der Bobine, das heißt Bobinendurchmesser = 2 * Verfahrweg S/Drehwinkel ϕ.
    Fig. 2 erläutert das automatische Erkennen der richtigen Druckmarke und zeigt eine Materialbahn 36 mit Druckmarken 37-39. Zwischen den Druckmarken 37-39 befinden sich Fremddrucke 40-42, die als Aufdrucke bezeichnet werden. Die gestrichelten Linien deuten jeweils Anfang bzw. Ende eines Zuschnitts an.
    Die Erfindung ermöglicht es unter den Aufdrucken diejenigen "herauszufiltern", welche die Druckmarken darstellen. Dabei erfolgt das automatische Erkennen der richtigen Druckmarken 37-39 über zwei Kriterien. Zum einen wird die Breite 43 der Aufdrukke, zum anderen der Abstand 44 zwischen zwei Aufdrucken gemessen. Der Abstand sowie die Breite werden mittels der Lichttaster 22, 23 ermittelt und die gemessenen Werte einer Auswerteeinheit zugeführt. Die Auswerteeinheit hat zuvor Referenzdaten für die Breite einer Druckmarke sowie den Abstand zwischen einer Druckmarke und einem Fremddruck erhalten. Die Auswerteeinheit vergleicht eine gemessene Breite mit der zuvor eingegebenen Breite sowie einen gemessenen Abstand mit dem zuvor eingegebenen Abstand und erzeugt ein entsprechendes Signal, falls die Werte im wesentlichen übereinstimmen. Dieses erzeugte Signal zeigt das Erkennen einer Druckmarke an. Diese Messungen können entweder nur zum Einleiten eines Verbindungsvorganges zweier Materialbahnen oder aber permanent während des Betriebs der Anlage/Verpackungsmaschine, insbesondere der Materialeinheit 10, erfolgen.
    Diese Methode erlaubt es zuverlässig auch dann Druckmarken richtig zu erkennen, wenn in Bewegungsrichtung gesehen zwischen den Druckmarken 37-39 auch Fremddrucke 40-42 angeordnet sind. Dabei ist es durchaus möglich, daß Fremddrucke die gleiche Breite aufweisen wie die Druckmarken und gleichwohl zuverlässig zwischen Fremddrucken und Druckmarken unterschieden werden kann, da neben der Breite auch der Abstand zwischen Aufdrucken berücksichtigt wird.
    Mit Hilfe der automatischen Erkennung einer Druckmarke ist es möglich, eine Druckmarke während des gesamten Abwickelvorgangs zu kontrollieren. Anhand des beschriebenen Verfahrens ist eine Identifizierung der richtigen Druckmarke auch im laufenden Betrieb der Anlage möglich. Eine einmal identifizierte Druckmarke kann weiterverfolgt werden, indem die nächste Druckmarke im Abstand von einer Zuschnittslänge erwartet und erkannt wird.
    Fig. 3 erläutert die Bobinendrehzahl für den Antrieb der aktiven Bobine, d.h. der Bobine, von der die Materialbahn direkt der abnehmenden Verpackungsmaschine zugeführt wird. In Fig. 1 wäre dies die ablaufende Bobine 13. Die aktive Bobine wird angetrieben durch einen nicht dargestellten Motor. Die Drehzahl der Bobine wird dabei vom Antrieb vorgegeben. Diese Drehzahl ist durch den unteren Block 45 dargestellt.
    Die Bobinendrehzahl 45 ist abhängig von der als Block 46 dargestellten Pendelabweichung und der als Block 47 dargestellten Maschinendrehzahl. Dabei bedeutet Pendelabweichung die Abweichung des Materialspeichers 32 von einem normalen Füllgrad und Maschinendrehzahl die Arbeitsgeschwindigkeit der Verpackungsmaschine bezogen auf ein sich in der Verpackungsmaschine befindendes, drehendes Referenzrad. Die Maschinendrehzahl ist in der Regel abhängig von der Fördergeschwindigkeit der Materialbahn im Bereich der Verpackungsmaschine, d.h. insbesondere im Bereich stromabwärts des Materialspeichers 32.
    Durch diese Art der Steuerung des Bobinenantriebs nach einer Bobinensolldrehzahl erreicht man eine Minderung der Pendelabweichungen des Bahnspeichers bzw. der Regelschwankungen des Materialspeichers 32. Dadurch erhält man eine gleichmäßigere Bahnspannung, da durch vermindernde Pendelabweichungen die Pendelbeschleunigungen und Trägheitskräfte kleiner sind.
    Außer der Pendelabweichung und der Maschinendrehzahl kann in die Berechnung der Bobinendrehzahl auch der aktuelle Bobinendurchmesser einfließen. Dann erhält man eine Drehzahlankopplung der abnehmenden Maschine unter Berücksichtigung des aktuellen Bobinendurchmessers sowie zweier Proportionalitätsfaktoren (Faktor1, Faktor2) gemäß folgender Gleichung Bobinendrehzahl = Faktor1/Bobinendurchmesser * (Maschinendrehzahl + Faktor2 * Pendelabweichung)
    Dabei wird der Bobinendurchmesser anhand folgender Gleichung berechnet: Bobinendurchmesser = Umdrehungen der Umlenkrolle * Umfang der Umlenkrolle/Bobinendrehwinkel ϕ
    Im erläuterten Beispiel kann man den ermittelten Bobinendurchmesser für folgende Vorgänge verwenden. Erstens kann man anhand des Bobinendurchmessers das Ende der ablaufenden Materialbahn vorhersagen und entsprechend kurz vor Ablauf der ablaufenden Materialbahn den Splice-Vorgang starten. Zweitens kann man anhand des Bobinendurchmessers den Drehwinkeln ϕ der Bobine in eine Materialbahnlänge umrechnen. Drittens kann man mit Hilfe des Bobinendurchmessers die Bobinendrehzahl an die Drehzahl der abnehmenden Maschine anpassen.
    Die Ermittlung des Bobinendurchmessers ermöglicht somit vielfältige Einsatzgebiete. Insbesondere im Zusammenhang mit der Druckmarkenerkennung ergibt sich die Möglichkeit einer leistungsfähigen und störungssicheren Verbindung einer ablaufenden mit einer neuen Materialbahn.
    Bezugszeichenliste:
    10
    Materialeinheit
    11
    Achse
    12
    Bobinenarm
    13
    ablaufende Bobine
    14
    neue Bobine
    15
    ablaufende Materialbahn
    16
    Pfeil
    17
    neue Materialbahn
    18
    Verbindungsvorrichtung
    19
    Linearschlitten
    20
    Greiferschlitten
    21
    Pfeil
    22
    Lichttaster
    23
    Lichttaster
    24
    Umlenkrolle
    25
    Umlenkrolle
    26
    Umlenkrolle
    27
    Umlenkrolle
    28
    Umlenkrolle
    29
    Umlenkrolle
    30
    Initiator
    31
    Initiator
    32
    Materialspeicher
    33
    obere Umlenkrolle
    34
    untere Umlenkrolle
    35
    Initiator
    36
    Materialbahn
    37
    Druckmarke
    38
    Druckmarke
    39
    Druckmarke
    40
    Fremddruck
    41
    Fremddruck
    42
    Fremddruck
    43
    Breite eines Aufdrucks
    44
    Abstand zwischen Aufdrucken
    45
    Bobinendrehzahl
    46
    Pendelabweichung
    47
    Maschinendrehzahl
    S
    Verfahrweg
    ϕ
    Drehwinkel

    Claims (6)

    1. Verfahren zum automatischen Verbinden einer ablaufenden Bahn (15) aus Verpackungsmaterial mit einer neuen Bahn (17), wobei die Bahnen (15, 17) in regelmäßigen Abständen voneinander angeordnete Druckmarken (37, 38, 39) zur Steuerung von Organen aufweisen und wobei der Vorgang des Verbindens nach Maßgabe des Verbrauchs der ablaufenden Bahn (15) eingeleitet wird, nämlich durch Feststellen einer Restlänge der ablaufenden Bahn (15), gekennzeichnet durch folgende Merkmale:
      a) die Restlänge der ablaufenden Bahn (15) wird anhand des Drehwinkels der Bobine (13) der ablaufenden Bahn (15) und einer Länge eines von der Bobine (13) der ablaufenden Bahn (15) abgezogenen Bahnstücks ermittelt,
      b) ein Linearschlitten (19) mit einem linear verfahrbaren Greiferschlitten (20) greift einen Anfangsabschnitt der neuen Bahn (17),
      c) der Anfangsabschnitt der neuen Bahn (17) wird durch den linear verfahrbaren Greiferschlitten (20) von der Bobine (14) der neuen Bahn (17) abgezogen und in einer durch Abtasten der Druckmarken der neuen Bahn (17) bestimmten exakten Stellung zur Verbindung mit der ablaufenden Bahn (15) derart bereitgehalten, dass die ablaufende Bahn (15) und die neue Bahn (17) positionsgerecht verbindbar sind,
      d) die ablaufende Bahn (15) wird verzögert oder angehalten und mittels auf dieser befindlicher Druckmarken in Bezug auf die durch den Linearschlitten (19) positionierte neue Bahn (17) derart ausgerichtet, dass sich eine auf der ablaufenden Bahn (15) erkannte Druckmarke in entsprechender Position zur Druckmarke der neuen Bahn (17) befindet,
      e) die ablaufende und die neue Bahn werden in dieser Verbindungsstellung miteinander verbunden.
    2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Länge des abgezogenen Bahnstücks der ablaufenden Bahn (15) ermittelt wird aus dem Drehwinkel einer mit der ablaufenden Bahn (15) mitlaufenden Umlenkrolle (29), insbesondere unter Berücksichtigung des Umfangs der Umlenkrolle.
    3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Zeitpunkt des Verbindens und/oder eines Trennschnitts, insbesondere an der ablaufenden Bahn (15), ermittelt wird aus dem Drehwinkel (ϕ) der Bobine (13) der ablaufenden Bahn (15) und dem Drehwinkel einer mit der ablaufenden Bahn (15) mitlaufenden Umlenkrolle (29), insbesondere unter Berücksichtigung des Umfangs der Umlenkrolle.
    4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die einzustellende Drehzahl der ablaufenden oder neuen Bobine in Abhängigkeit des Füllgrades eines Bahnspeichers (32) und der Drehzahl bzw. Geschwindigkeit der betriebenen Maschine bzw. der Fördergeschwindigkeit der ablaufenden Bahn (15) berechnet wird.
    5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Bobinendrehzahl in Abhängigkeit des jeweiligen Bobinendurchmessers berechnet wird.
    6. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass beim Beginn des Verbindens der Bahnspeicher (32) im wesentlichen vollständig gefüllt ist.
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