Folienspeicher und Verfahren zum Speichern einer bandförmigen Endlosfolie
Die Erfindung betrifft einen Folienspeicher für eine bandförmige Endlosfolie und ein Verfahren zu deren dynamischen Speicherung gemäß den Oberbegriffen der Ansprüche 1 und 11.
Ein gattungsgemäßer Folienspeicher ist aus der EP 2 923 981 B1 bekannt. Solche Folienspei cher dienen zum kontinuierlichen Bereitstellen einer Endlosfolie, indem auf beispielsweise zwei Vorratsrollen aufgewickelte Folienbahnen automatisch im Wechsel aneinandergefügt und somit endlos einer Behandlungsmaschine zur Etikettierung oder Verpackung von Behältern zugeführt werden. Aufgabe des Folienspeichers ist es, Änderungen im Folientransport sowohl eingangs seitig beim Aneinanderfügen der Folienbahnen als auch ausgangsseitig je nach Folienverbrauch in der Behandlungsmaschine zu kompensieren.
Beim gattungsgemäßen Folienspeicher wird die Endlosfolie mäanderförmig zwischen Umlenkrol len geführt, die an einem oberen und unteren Rollenträger befestigt sind. Letztere sind durch einen Seilzug gegenseitig gewichtskompensierend aneinandergekoppelt, sodass die Endlosfolie durch einen Gewichtsunterschied zwischen oberem und unterem Rollenträger gespannt wird. Bei der Größenanpassung des Folienspeichers im Arbeitsbetrieb bewegen sich der obere und untere Rollenträger dann in vertikaler Richtung gegenläufig aufeinander zu und voneinander weg.
Der Bandtransport der Endlosfolie durch den Folienspeicher erfolgt mittels Fördereinheiten, die stromaufwärts und stromabwärts der Umlenkrollen angeordnet sind. Derartige Fördereinheiten basieren vorzugsweise auf Servomotoren, wie beispielsweise aus der EP 0 989 084 A2 bekannt ist. Darin wird ebenso vorgeschlagen, die Kraft zum gegenläufigen Bewegen der Rollenhalter nicht durch Gewichtsunterschied aufzubringen, sondern mittels pneumatischen Antriebs.
Nachteilig dabei ist, dass sich die Folienspannung an den einzelnen zwischen den Umlenkrollen gebildeten Trumen der Transportbahn mit Gewichten oder Pneumatik nicht mit der gewünschten Genauigkeit und Flexibilität kontrollieren lässt, da sowohl die maximal zulässige Folienspannung je nach Material, Dicke und Breite der Endlosfolie formatspezifisch als auch die tatsächliche Fo lienspannung in den einzelnen Phasen des Vergrößerns und Verkleinerns des Folienspeichers erheblich variieren kann. Dies erschwert generell die Anpassung des Folienspeichers an eine bestimmte Maschinenleistung und Transportdynamik stromabwärts davon.
Insbesondere bei hoher Maschinenleistung und vergleichsweise kurzer Anfahr- / Stoppzeit kön nen derartige Folienspeicher meist nicht schnell genug reagieren. Das Zusammenspiel der För dereinheiten mit dem vergleichsweise trägen Spannmechanismus des Folienspeichers führt dann zu stark schwankenden Kräften und Längsspannungen in der Endlosfolie. Beispielsweise können
zu kleine oder zu große Bandspannung in der Endlosfolie nachgeordnete Probleme auslösen, wie beispielsweise einen unerwünschten Schlupf der Endlosfolie, eine fehlerhafte Regelung des Folientransports, eine unerwünschte Foliendehnung, einen Folienriss oder dergleichen.
Die tatsächliche Bandspannung der Endlosfolie variiert zudem mit der vom Spannmechanismus zur Überwindung der Reibung und Trägheit der bei der Größenanpassung bewegten Bauteile aufzubringenden Kraft. Beispielsweise beschleunigt die ausgangsseitige Fördereinheit des Foli enspeichers bei dessen Entleerung relativ zur eingangsseitigen Fördereinheit. Demzufolge sind die Rollenträger des Folienspeichers aufeinander zuzubewegen und hierfür zu beschleunigen. Dies verursacht vorübergehend eine zusätzliche Bandspannung in der Endlosfolie. Die Dynamik der Größenanpassung ist somit durch die zulässige Bandspannung der Endlosfolie begrenzt.
Limitierend ist hierbei auch, dass die dabei auftretenden Kräfte / Bandspannungen in einzelnen Trumen des Folienspeichers sehr unterschiedlich sein können. Diese werden bekanntermaßen durch die an den Schlitten angebrachten Umlenkrollen voneinander getrennt. Damit ein Trum die Bandspannung an das jeweils benachbarte Trum weitergeben und dabei ein Kräftegleichgewicht hersteilen kann, muss die Umlenkrolle dazwischen bewegt werden. Dem wirken die Reibung und Trägheit der Umlenkrollen begrenzend entgegen. Die Bandspannung in den einzelnen Trumen unterscheidet sich dann umso mehr, je weiter diese voneinander entfernt sind. Beispielsweise erhöht sich die Bandspannung im Ausgangsbereich des Folienspeichers bei dessen Entleerung im Vergleich zum Eingangsbereich. Dadurch wird die Speicherdynamik des Folienspeichers bei zunehmender Speichergröße in unerwünschtem Maße eingeschränkt.
Es besteht daher der Bedarf für einen Folienspeicher und ein Verfahren zum dynamischen Spei chern einer bandförmigen Etikettenfolie, mit denen wenigstens eines der beschriebenen Prob leme beseitigt oder zumindest abgemildert werden kann.
Die gestellte Aufgabe wird mit einem Folienspeicher gemäß Anspruch 1 und einem Verfahren gemäß Anspruch 10 gelöst.
Der Folienspeicher ist zum Speichern einer bandförmigen Endlosfolie ausgebildet, die beispiels weise zur Etikettierung oder Verpackung von Behältern dient. Der Folienspeicher umfasst hierzu wenigstens einen Speicherbereich mit einem oberen Schlitten und einem unteren Schlitten sowie Umlenkrollen, die an den Schlitten derart befestigt sind, dass die Umlenkrollen die Endlosfolie entlang einer jeweils zwischen oberem und unterem Schlitten mäanderförmig verlaufenden Transportbahn führen. Oberer und unterer Schlitten sind gegenseitig gewichtskompensierend und zur Größenanpassung des Folienspeichers gegenläufig vertikal bewegbar aneinandergekop pelt, beispielsweise mittels eines oberhalb des oberen Schlittens umgelenkten Seilzugs.
Erfindungsgemäß umfasst der jeweilige Speicherbereich einen drehmomentgeregelten oder kraftgeregelten Stellmotor zur gegenläufigen Bewegung des oberen und unteren Schlittens und/oder zum Spannen der Endlosfolie zwischen den Umlenkrollen.
Die Drehmomentregelung oder Kraftregelung des Stellmotors ermöglicht eine Begrenzung der auf die Endlosfolie bei der Größenanpassung, also beim Entleeren oder Auffüllen des Folienspei chers, auftretende Bandspannung beispielsweise durch Einhaltung einer maximal zulässigen Kraft oder eines maximal zulässigen Drehmoments des Stellmotors.
Dadurch lässt sich eine Beschädigung der Endlosfolie zuverlässig verhindern. Gleichzeitig kann die Speicherdynamik des Speicherbereichs und/oder der Maschinenleistung des Folienspeichers insgesamt angepasst und insbesondere maximiert werden.
Vorzugsweise ist der Stellmotor als Direktantrieb für einen antriebstechnisch fest mit den Schlitten verbundenen Zahnriemen oder als Direktantrieb für wenigstens einen der Schlitten ausgebildet, insbesondere in Form eines Servo-Drehmotors zum Antrieb des Zahnriemens oder in Form we nigstens eines starr an einen der Schlitten gekoppelten Servo-Linearmotors.
Beispielsweise kann ein Zahnriemen in einen Seilzug zur gewichtskompensierenden Aufhängung und gegenläufigen Bewegung der Schlitten integriert werden oder einen solchen Seilzug ausbil den und direkt von einem Servo-Drehmotor angetrieben werden. Der Läufer eines Servo-Line armotors könnte dagegen starr an einen der Schlitten gekoppelt werden, wobei die Schlitten dann ebenso gewichtskompensierend an einem Seilzug aufgehängt werden können.
Ein Servo-Drehmotor eignet sich besonders für eine Drehmomentregelung im beschriebenen Sinne, ein Servo-Linearmotor besonders für eine entsprechende Kraftregelung.
Vorzugsweise umfasst der Folienspeicher ferner eine elektronische Regelungseinrichtung, die dazu programmiert ist, bei der gegenläufigen Bewegung der Schlitten auftretende Reibungswi derstände und/oder Trägheitsmomente der Schlitten zu berechnen und daraus einen der Grö ßenanpassung des Folienspeichers zugeordneten Anteil eines Solldrehmoments / einer Sollkraft des Stellmotors zu berechnen.
Die Regelungseinrichtung kann diesen Anteil des Solldrehmoments / der Sollkraft während der Regelung des Stellmotors laufend aktualisieren und mit einem Anteil zur Erzeugung der Bandspannung beispielsweise additiv verrechnen und so laufend das Solldrehmoment / die Soll kraft des Stellmotors derart anpassen, dass eine zulässige Bandspannung in der Endlosfolie nicht überschritten wird.
Ebenso ist es denkbar, die gegenläufige Bewegung laufend so anzupassen, dass der dafür, also für die Größenanpassung, berechnete Anteil des Solldrehmoments / der Sollkraft einen spezifisch für die Endlosfolie vorgegebenen Maximalwert nicht übersteigt.
Dadurch lässt sich die Dynamik der gegenläufigen Bewegungen zum Entleeren und Befüllen des Folienspeichers ohne Beschädigung der Endlosfolie maximieren. Ebenso kann die Größe des Folienspeichers Folglich kann die Leistungsfähigkeit des Folienspeichers insgesamt hinsichtlich der möglichen Speicherdynamik und der Maschinenleistung optimieren.
Vorzugsweise ist die elektronische Regelungseinrichtung dazu programmiert, das Solldrehmo ment / die Sollkraft des Stellmotors aus dem der Größenanpassung zugeordneten Anteil und ei nem der Bandspannung der Endlosfolie zugeordneten Anteil zu berechnen. Dadurch kann das Drehmoment eines Drehmotors oder die Kraft eines Linearmotors je nach zulässiger Bandspan nung einer bestimmten Endlosfolie maximiert werden, um die Speicherdynamik und die Maschi nenleistung des Folienspeichers gegebenenfalls formatspezifisch zu optimieren. Die Bandspan nung kann zudem jeweils hinsichtlich zu vermeidender Transportprobleme, wie unerwünschtem Schlupf, Foliendehnung oder dergleichen optimiert werden.
Die oben beschriebene Anpassung des Solldrehmoments ermöglicht relative große Veränderun gen des Sollwerts des Drehmoments und der Bandspannung je Etikett / Trum. Obwohl dies ge nerell vorteilhaft ist, kann auch ein derartiger fest vorgegebener Sollwert, der beispielsweise einer bestimmten Etikettensorte zugeordnet ist, ausreichend sein.
Vorzugsweise umfasst der Folienspeicher einen ausgangsseitigen Speicherbereich und einen diesem mittels wenigstens einer Fördereinheit seriell vorgeschalteten weiteren Speicherbereich, wobei die Fördereinheit dann zur Förderung der Endlosfolie bei gleichzeitiger Entkopplung der in den Speicherbereichen herrschenden Bandspannung ausgebildet ist. Das heißt, die Endlosfolie wird im Bereich der Fördereinheit derart beim Transport geführt, dass im Wesentlichen keine Bandspannung von einem Speicherbereich zum anderen übertragen wird. Dadurch lassen sich Speicherdynamik und Speichergröße der Speicherbereiche unabhängig voneinander optimieren und/oder aneinander anpassen.
Vorzugsweise ist der ausgangsseitige Speicherbereich dann kleiner als der seriell vorgeschaltete Speicherbereich. Dadurch ist im ausgangsseitigen Speicherbereich eine relativ große Speicher dynamik möglich, die einer stromabwärts des Folienspeichers vorgegebenen Transportdynamik folgen kann. Demgegenüber lässt sich die Speicherkapazität stromaufwärts des ausgangsseiti-
gen Speicherbereichs durch die Entkopplung der Bandspannung mit einer gegenüber dem aus gangsseitigen Speicherbereich reduzierten Speicherdynamik optimieren und insbesondere ma ximieren.
Vorzugsweise umfasst der Speicherbereich eine eingangsseitige Fördereinheit für die Endlosfolie und der Folienspeicher zudem eine elektronische Regelungseinrichtung, mit der die Förderge schwindigkeit der eingangsseitigen Fördereinheit an eine ausgangsseitige Fördergeschwindigkeit des Speicherbereichs angepasst werden kann. Dies ermöglicht eine Größenanpassung des Fo lienspeichers in Abhängigkeit von einer am jeweiligen Speicherbereich ausgangsseitig vorgege benen Speicherdynamik / Transportdynamik.
Vorzugsweise ist die Regelungseinrichtung dann derart programmiert, dass die eingangsseitige Fördergeschwindigkeit der zugeordneten ausgangsseitigen Fördergeschwindigkeit mit diesbe züglich reduzierter Beschleunigung oder Verzögerung und/oder mit diesbezüglich reduziertem Ruck folgt. Dadurch lässt sich die Speicherdynamik hinsichtlich der bei Lastwechseln beispiels weise ruckartig auftretenden Beanspruchung der Endlosfolie zum Eingang des Folienspeichers hin auf vorteilhafte Weise reduzieren.
Vorzugsweise umfasst der Folienspeicher ferner eine stromabwärts der Speicherbereiche ange ordnete ausgangsseitige Fördereinheit. Die Regelungseinrichtung ist dann dazu ausgebildet, die Fördergeschwindigkeiten der eingangsseitigen Fördereinheiten insgesamt ausgehend von der Fördergeschwindigkeit der ausgangsseitigen Fördereinheit entgegen Bandlaufrichtung kaskadie- rend aneinander anzupassen. Darunter ist zu verstehen, dass eine Regelungskaskade bereitge stellt wird, die die eingangsseitige Fördergeschwindigkeit eines bestimmten Speicherbereichs an dessen ausgangsseitige Fördergeschwindigkeit bzw. die eingangsseitige Fördergeschwindigkeit des stromabwärts anschließenden Speicherbereichs anpassen kann.
Dies ermöglicht eine sukzessive Abnahme der Speicherdynamik entgegen Bandlaufrichtung, wodurch die Speicherkapazität einzelner Speicherbereiche entgegen Bandlaufrichtung sukzes sive vergrößert werden kann. Dadurch lassen sich Folienspeicher mit ausgangsseitig optimierter Speicherdynamik und eingangsseitig optimierter Speicherkapazität durch Reihenschaltung der artiger Speicherbereiche gegebenenfalls modular zusammenstellen und an vorgegebene Trans portdynamiken und Maschinenleistungen flexibel anpassen.
Der Folienspeicher gemäß wenigstens einer der beschriebenen Ausführungsformen ist vorzugs weise Bestandteil einer Vorrichtung zum Bereitstellen einer Endlosfolie, mit einer Vorrichtung zur automatisch wechselnden Folienzufuhr von parallel geschalteten Vorratsrollen. Damit lassen sich
Endlosfolien beispielsweise zur Verpackung oder zur Etikettierung von Behältern, wie beispiels weise Flaschen, kontinuierlich und bei vergleichsweise hoher Maschinenleistung bereitstellen.
Das beschriebene Verfahren dient zum dynamischen Speichern einer bandförmigen Endlosfolie in einem Folienspeicher, der wenigstens einen Speicherbereich mit einem oberen Schlitten und unteren Schlitten sowie daran befestigten Umlenkrollen für die Endlosfolie umfasst. Demnach führt man die Endlosfolie entlang einer jeweils zwischen oberem und unterem Schlitten mäander förmig verlaufenden Transportbahn und verändert die Größe des Folienspeichers im Speicher betrieb durch gegenläufige Bewegung des oberen und unteren Schlittens unter gegenseitiger Gewichtskompensation.
Erfindungsgemäß werden der obere und untere Schlitten hierfür von einem drehmomentgeregel ten oder kraftgeregelten Stellmotor aufeinander zu oder voneinander wegbewegt. Ergänzend o- der alternativ wird die Endlosfolie zwischen den Umlenkrollen vom Stellmotor gespannt.
Vorzugsweise geht man bei der Regelung des Stellmotors wie folgt vor: Bei der gegenläufigen Bewegung der Schlitten auftretende Reibungswiderstände und/oder Trägheitsmomente der Schlitten werden maschinell berechnet; darauf basierend wird ein der Größenanpassung des Speicherbereichs zugeordneter Anteil eines Solldrehmoments oder einer Sollkraft des Stellmo tors maschinell berechnet; und der Stellmotor wird darauf basierend geregelt. Insbesondere wird hierfür der der Größenanpassung zugeordnete Anteil mit einem der Bandspannung der Endlos folie zugeordneten Anteil des Solldrehmoments / der Sollkraft beispielsweise additiv verrechnet.
Alternativ ist auch eine beispielsweise vom Etikettenbandtyp abhängige feste Vorgabe des Soll drehmoments bzw. der Sollkraft denkbar.
Vorzugsweise werden die Fördergeschwindigkeiten von Fördereinheiten für die Endlosfolie, die den jeweiligen Speicherbereich begrenzen, ausgehend von einer ausgangsseitigen Förderge schwindigkeit des Folienspeichers mittels einer entgegen Bandlaufrichtung verlaufenden Rege lungskaskade aneinander angepasst. Unter der Regelungskaskade ist zu verstehen, dass die Regelung der Fördereinheiten kaskadenförmig oder stufenförmig derart organisiert ist, dass Ma schinenparameter einer bestimmten Fördereinheit jeweils an die Maschinenparameter wenigs tens einer stromabwärts davon angeordneten Fördereinheit, insbesondere an die jeweils unmit telbar stromabwärts nachfolgende Fördereinheit, angepasst werden. Dieses Prinzip setzt sich vorzugsweise entgegen Bandlaufrichtung kaskadenförmig / stufenförmig fort.
Dadurch lässt sich die ausgangsseitig vorgegebene Transportdynamik / Speicherdynamik entge gen Bandlaufrichtung sukzessive stufenförmig / kaskadenförmig abschwächen und so die Spei cherkapazität des Folienspeichers unter Einhaltung einer maximal zulässigen Bandspannung in der Endlosfolie insgesamt maximieren.
Vorzugsweise wird eine maximale Bandspannung in der Endlosfolie durch Drehmomentregelung oder Kraftregelung des Stellmotors insbesondere durch Vorgabe formatspezifischer Maximal werte und/oder Minimalwerte begrenzt. Die Maximalwerte können beispielsweise maximale Dreh momente oder Kräfte des Stellmotors sein oder maximal zulässige Bandspannungen oder der gleichen in der Endlosfolie auftretende Kräfte. Entsprechendes gilt für die Minimalwerte. Dadurch lässt sich der Betrieb des Folienspeichers hinsichtlich zulässiger Speicherdynamik und Speicher kapazität gegebenenfalls auch formatspezifisch, also für unterschiedliche Typen von Endlosfo lien, optimieren.
Vorzugsweise folgt die ausgangsseitige Fördergeschwindigkeit des Folienspeichers einem stromabwärts davon vorgegebenen Geschwindigkeitsprofil der Endlosfolie. Ferner wird eine dadurch im ausgangsseitigen Speicherbereich des Folienspeichers verursachte Speicherdyna mik mittels einer Regelungskaskade in wenigstens einem stromaufwärts angeordneten Speicher bereich des Folienspeichers abgemildert, so dass dort mehr Endlosfolie unter Einhaltung einer maximal zulässigen Bandspannung gespeichert werden kann als im ausgangsseitigen Speicher bereich. Auch dies dient einer Optimierung der Speicherdynamik und der Speicherkapazität des Folienspeichers insgesamt.
Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung ist zeichnerisch dargestellt. Es zeigen:
Figur 1 eine seitliche Ansicht des Pufferspeichers;
Figur 2 eine ausgangsseitige Ansicht des Pufferspeichers; und
Figur 3 eine schematische Ansicht der bestückten Speicherbereiche des Pufferspeichers.
Wie die Figur 1 erkennen lässt, umfasst der Folienspeicher 1 in einer bevorzugten Ausführungs form einen eingangsseitigen Speicherbereich 4 mit einem ersten oberen Schlitten 6 und einem ersten unteren Schlitten 8, an dem eine Vielzahl von Umlenkrollen 3 befestigt sind. Ferner um fasst der Folienspeicher 1 einen ausgangsseitigen Speicherbereich 5 mit einem zweiten oberen Schlitten 7, einem zweiten unteren Schlitten 9 und daran jeweils befestigte Umlenkrollen 3.
Die Schlitten 6 bis 9 sind in der Figur 1 in einer aneinander gefahrenen Stellung und somit bei minimaler Speichergröße des Folienspeichers 1 dargestellt. Demgegenüber sind die Schlitten 6 bis 9 in der Figur 3 im Abstand zueinander dargestellt.
Die Umlenkrollen 3 legen demnach eine zwischen dem ersten oberen Schlitten 6 und dem ersten unteren Schlitten 8 mäanderförmig (schleifenförmig) verlaufende erste Transportbahn 10 des ers ten Speicherbereichs 4 fest, die Umlenkrollen 3 des zweiten oberen Schlittens 7 und des zweiten unteren Schlittens 9 entsprechend eine davon unabhängige zweite Transportbahn 11 des aus gangsseitigen Speicherbereichs 5.
In der Figur 3 ist beispielhaft eine bandförmige Endlosfolie 2 dargestellt, die in den Speicherbe reichen 4, 5 entlang der Transportbahnen 10, 11 geführt und dadurch während ihres Transports durch den Folienspeicher 1 in diesem gespeichert wird. Die Endlosfolie 2 dient beispielsweise zur Etikettierung oder Verpackung von Behältern, insbesondere Flaschen (nicht dargestellt).
Die Speicherbereiche 4, 5 können auch als Speicherstufen des Folienspeichers 1 verstanden werden. Im Folienspeicher 1 können auch mehr als zwei Speicherbereiche / Speicherstufen in der beschriebenen Weise hintereinander geschaltet sein (nicht dargestellt).
Die Größe des eingangsseitigen Speicherbereichs 4 wird durch den Abstand zwischen den Um lenkrollen 3 des ersten oberen Schlittens 6 und des ersten unteren Schlittens 8 festgelegt. Ent sprechend wird die Größe des ausgangsseitigen Speicherbereichs 5 durch den Abstand zwi schen den Umlenkrollen 3 des zweiten oberen Schlittens 7 und des zweiten unteren Schlittens 9 festgelegt. Die Kapazität der Speicherbereiche 4, 5 ergibt sich jeweils bei maximalem Abstand (nicht dargestellt).
Wie in der Figur 3 ferner zu erkennen ist, umfasst der Folienspeicher 1 einen ersten Stellmotor 12, mit dem der obere und untere Schlitten 6, 8 des eingangsseitigen Speicherbereichs 4 aufei nander zu oder voneinander weg bewegt werden können, und mit dem die Endlosfolie 2 zwischen den Umlenkrollen 3 in Form einer Vielzahl im Wesentlichen vertikal verlaufender Trume gespannt werden kann.
Entsprechend umfasst der ausgangsseitige Speicherbereich 5 einen zweiten Stellmotor 13, mit dem der obere und untere Schlitten 7, 9 des ausgangsseitigen Speicherbereichs 5 entsprechend bewegt und die darin gespeicherte Endlosfolie 2 gespannt werden kann.
Der eingangsseitige Speicherbereich 4 umfasst eine diesbezüglich eingangsseitige Fördereinheit 14 zum Zuführen der Endlosfolie 2 in den ersten Speicherbereich 4. Ferner umfasst der zweite
Speicherbereich 5 eine diesbezüglich eingangsseitige Fördereinheit 15, welche die Endlosfolie 2 aus dem ersten Speicherbereich 4 zieht und dem zweiten Speicherbereich 5 zuführt.
Der Folienspeicher 1 umfasst ferner eine ausgangsseitige Fördereinheit 16, welche die Endlos folie 2 aus dem ausgangsseitigen Speicherbereich 5 zieht und zur Weiterverarbeitung stromab wärts des Folienspeichers 1 beispielsweise in einer Verpackungsmaschine oder Etikettierma schine (nicht dargestellt) bereitstellt.
Schematisch angedeutet ist ferner eine elektronische Regelungseinrichtung 17 zur Steuerung / Regelung der Stellmotoren 12, 13 sowie zur Steuerung / Regelung der Fördereinheiten 14 bis 16.
Wie Figur 3 ferner erkennen lässt, ist je ein oberer Schlitten 6, 7 mittels eines Seilzugs 18, 19 paarweise an einen unteren Schlitten 8, 9 gegenseitig gewichtskompensierend gekoppelt. Zu diesem Zweck umfasst jeder Seilzug 18, 19 auf prinzipiell bekannte Weise eine oberhalb des zugehörigen oberen Schlittens 6, 7 angeordnete Umlenkrolle 18a, 19a. Dieses Prinzip der ge genseitig gewichtskompensierenden Aufhängung ist bekannt und daher nicht weiter erläutert.
Jeder Seilzug 18, 19 wird separat von einem der Stellmotoren 12, 13 direkt angetrieben. Hierzu umfassen die Seilzüge 18, 19 jeweils einen am oberen und unteren Schlitten 6 bis 9 befestigten Zahnriemen 18b, 19b, der vom zugeordneten Stellmotor 12, 13 mittels eines Zahnrads direkt angetrieben wird. Prinzipiell könnten anstelle von oder in Kombination mit Zahnriemen 18b, 19b auch Ketten, Tragseile, Bänder oder dergleichen (nicht dargestellt) zur direkten Drehmomen tübertragung von den Stellmotoren 12, 13 auf die Seilzüge 18, 19 vorhanden sein.
Der Direktanrieb der Seilzüge 18, 19 an den Zahnriemen 18b, 19b durch die Stellmotoren 12, 13 minimiert Antriebsspiel und ermöglicht so eine besonders präzise Regelung. Die Stellmotoren 12, 13 sind hierzu vorzugsweise als drehmomentgeregelte Servo-Drehmotoren ausgebildet.
Es wäre aber prinzipiell auch möglich, wenigstens einen funktional entsprechenden Stellmotor 20 als kraftgeregelten Servo-Linearmotor auszubilden, dessen Läufer 20a antriebstechnisch direkt an einen der Schlitten 6 bis 9 gekoppelt ist. Derart bewegte Schlitten 6 bis 9 könnten dann ebenso paarweise an je einem Seilzug 18, 19 gewichtskompensierend aufgehängt sein. Dies ist in der Figur 3 lediglich schematisch für einen der Speicherbereiche 4, 5 gestrichelt angedeutet.
Nachfolgend wird die Stellmotorregelung anhand der dargestellten Ausführungsform mit Servo- Drehmotoren im Sinne einer Drehmomentregelung beschrieben. Käme stattdessen wenigstens ein Servo-Linearmotor zum Einsatz, so würde dieser Stellmotor 20 auf entsprechende Weise kraftgeregelt. Das heißt, anstelle von Drehmomenten würde es sich dann um entsprechende Kräfte handeln.
Die elektronische Regelungseinrichtung 17 ist vorzugsweise derart programmiert, dass je ein Soll-Drehmoment MS1, MS2 für die Stellmotoren 12, 13 vorgegeben werden kann, dass sich jeweils aus einem ersten Anteil zur Größenanpassung des Folienspeichers 1 , also zum paarwei sen Bewegen der Schlitten 6 bis 9 aufeinander zu oder voneinander weg, und einem zweiten Anteil zum Spannen der Endlosfolie 2 zwischen den Umlenkrollen 3 der einander zugeordneten Schlitten 6 bis 9 zusammensetzt.
Um den ersten Drehmomentanteil des Speicherbereichs 4, 5 zu bestimmen, sind in der elektro nischen Regelungseinrichtung 17 vorzugsweise Wertetabellen und/oder Algorithmen abgelegt, die es ermöglichen, für die jeweils ausgeführte gegenläufige Bewegung einen Reibungswider stand und/oder ein Trägheitsmoment der Schlitten 6 bis 9 zu berechnen. Auf dieser Grundlage berechnet die Regelungseinrichtung 17 dann laufend einen zur Größenanpassung momentan benötigten Anteil des Soll-Drehmoments MS1, MS2.
Ferner können in der Regelungseinrichtung 17 Werte für den zweiten Anteil des Solldrehmo ments MS1 , MS2 abgelegt sein, die für eine vorgegebene Bandspannung der Endlosfolie 2 im jeweiligen Speicherbereich 4, 5 benötigt werden oder maximal zulässig sind.
Beispielsweise können für unterschiedliche Typen der Endlosfolie 2 individuelle Werte für die Bandspannung im Sinne eines Sollwerts und/oder eines maximal zulässigen Werts und/oder ei nes minimal zulässigen Werts formatspezifisch abgelegt sein.
Je nach Typ der zu verarbeitenden Endlosfolie 2 kann die elektronische Regelungseinrichtung 17 den zweiten Drehmomentanteil zum Spannen der Endlosfolie 2 gegebenenfalls fest vorgeben und diesem jeweils den zur Größenanpassung momentan benötigten ersten Drehmomentanteil dynamisch hinzufügen. Somit können formatspezifisch und an die benötigte Speicherdynamik der Speicherbereiche 4, 5 angepasste Soll-Drehmomente MS1 , MS2 für die Stellmotoren 12, 13 laufend aktualisiert und zu deren Regelung vorgegeben werden.
Anders gesagt lässt sich einerseits die Dynamik von Größenanpassungen je nach verwendetem Typ der Endlosfolie 2 maximieren und dabei eine Beschädigung der Endlosfolie 2 vermeiden. Andererseits kann die Speicherkapazität der Speicherbereiche 4, 5 passend zur darin jeweils zu bewältigenden Speicherdynamik und je nach Belastbarkeit der Endlosfolie 2 optimiert werden.
Die Regelungseinrichtung 17 ist so eingerichtet / programmiert, dass die Stellmotoren 12, 13 unabhängig voneinander jeweils passend zu den Größenänderungen der Speicherbereiche 4, 5 geregelt werden können.
Zu diesem Zweck werden die Speicherbereiche 4, 5 mittels der jeweils dazwischen angeordneten Fördereinheiten, im Beispiel mittels der eingangsseitigen Fördereinheit 15 des ausgangsseitigen Speicherbereichs 5, hinsichtlich der Bandspannung der Endlosfolie 2 voneinander entkoppelt.
Das heißt, die Endlosfolie 2 wird von der eingangsseitigen Fördereinheit 15 des ausgangsseitigen Speicherbereichs 5 so gefördert, dass sich Bandspannungen über die Fördereinheit 15 hinweg nicht aufaddieren können. Dies lässt sich dort beispielsweise durch eine Folienführung zwischen Förderrollen und Gegendruckrollen bewirken. Somit lässt sich insbesondere vermeiden, dass Bandspannung in den ausgangsseitigen Speicherbereich 5 übertragen wird, welcher eine ver gleichsweise große Speicherdynamik ohne Beschädigung der Endlosfolie 2 bewältigen muss.
Im dargestellten Beispiel fungiert die Fördereinheit 15 sowohl als eingangsseitige Fördereinheit für den ausgangsseitigen Speicherbereich 5 als auch als ausgangsseitige Fördereinheit für den eingangsseitigen Speicherbereich 4. Prinzipiell könnten stattdessen separate eingangsseitige und ausgangsseitige Fördereinheiten direkt hintereinandergeschaltet werden, um entsprechende Spannungsentkopplung zwischen den Speicherbereichen 4, 5 des Folienspeichers 1 zu erzielen.
Die Arbeitsweise des Folienspeichers 1 ist in der Regel so, dass dessen Speicherdynamik insge samt ausgangsseitig von einer stromabwärts mit der Endlosfolie 2 versorgten Behandlungseinheit vorgegeben wird, wobei die ausgangsseitige Fördereinheit 16 dann der stromabwärts so vorge gebenen Transportdynamik im Sinne einer ausgangsseitigen Speicherdynamik unmittelbar folgt.
Entsprechend ist die Regelungseinrichtung 17 als Gegenstrom-Regelungskaskade ausgebildet, die von der Fördergeschwindigkeit V3 der ausgangsseitigen Fördereinheit 16 ausgeht und die Fördergeschwindigkeiten V1 , V2 der vorgeschalteten Fördereinheiten 14, 15 daran anpasst.
Das heißt, zunächst wird die Fördergeschwindigkeit V2 der Fördereinheit 15 am Eingang des ausgangsseitigen Speicherbereichs 5 je nach auszuführender Größenanpassung des zweiten Speicherbereichs 5 an dessen ausgangsseitige Fördergeschwindigkeit V3 angepasst. Die För dergeschwindigkeit V1 der eingangsseitigen Fördereinheit 14 des eingangsseitigen Speicherbe reichs 4 wird dann wiederum an die dort ausgangsseitig herrschende Fördergeschwindigkeit V2 angepasst, also an die unmittelbar stromabwärts nachgeschaltete Fördereinheit 15.
Die beschriebene Kaskadierung entgegen der Stromrichtung / Bandlaufrichtung bewirkt, dass die zu bewältigende Transport- und Speicherdynamik vom ausgangsseitigen Speicherbereich 5 zum eingangsseitigen Speicherbereich 4 und somit entgegen der Bandlaufrichtung der Endlosfolie 2 abnimmt. Dies gilt prinzipiell auch für gegebenenfalls dazwischen angeordnete weitere Speicher bereiche /Speicherstufen (nicht dargestellt), sodass eine stufenartig sukzessive Reduzierung der
Speicherdynamik zum Eingang des Folienspeichers 1 hin möglich ist. Die Kapazität einzelner Speicherbereiche 4, 5 kann dann entgegen der Bandlaufrichtung sukzessive zunehmen, wobei jeweils eine maximal bzw. minimal zulässige Bandspannung in der Endlosfolie 2 eingehalten wer den kann.
Durch eine gezielte steuerungstechnische Kaskadierung von Speicherbereichen 4, 5 entgegen der Bandlaufrichtung lässt sich so eine an die stromabwärts des Folienspeichers 1 vorgegebene Transportdynamik / Speicherdynamik angepasste Optimierung der Speicherkapazität und der Maschinenleistung je nach maximal zulässiger Bandspannung in der Endlosfolie 2 einrichten. Das heißt, der Folienspeicher 1 kann gegebenenfalls durch entsprechende Kombination seriell hintereinandergeschalteter Speicherbereiche 4, 5 im Sinne einer modularen Regelungskaskade flexibel an unterschiedliche Produktionsbedingungen angepasst werden.
Die Regelungskaskade ist dann vorzugsweise so aufgebaut, dass die eingangsseitigen Förder geschwindigkeiten V1, V2 der Speicherbereiche 4, 5 der jeweils zugeordneten ausgangsseitigen Fördergeschwindigkeiten V2, V3 mit diesbezüglich reduzierter Beschleunigung oder Verzöge rung und/oder mit diesbezüglich reduziertem Ruck folgt. Das heißt, ruckartige Belastungen / Be schleunigungen der Endlosfolie 2 werden entgegen der Bandlaufrichtung sukzessive reduziert.
Auch dies hat zur Folge, dass die Speicherbereiche 4, 5 entgegen Bandlaufrichtung gesehen zunehmend größere Speicherkapazität aufweisen können, da mit zunehmender Entfernung vom Ausgang des Folienspeichers 1 dynamische Belastungen der Endlosfolie 2 abnehmen und somit in den einzelnen Speicherbereichen 4, 5 zulässige Bandspannungen auch bei entsprechend grö ßerer Kapazität des einzelnen Speicherbereichs 4, 5 eingehalten werden können.
Somit lässt sich der Folienspeicher 1 insgesamt durch die beschriebene Kaskadierung von Spei cherbereichen 4, 5 / Speicherstufen maßgeschneidert an bestimmte Eigenschaften der zu verar beitenden Endlosfolie 2 und/oder an die Anforderungen der vom Folienspeicher 1 versorgten Behandlungseinheiten (nicht dargestellt) anpassen.
Durch die Drehmomentregelung / Kraftregelung kann die Speicherdynamik zudem in jedem ein zelnen Speicherbereich 4, 5 im Rahmen der mechanischen Belastbarkeit der Endlosfolie 2 maxi miert werden, da Belastungsspitzen durch die so bewirkte Drehmoment- / Kraftbegrenzung redu ziert oder weitgehend vermieden werden können. Das heißt, die Endlosfolie 2 kann durch die Drehmomentregelung der Stellmotoren 12, 13 (durch die Kraftregelung des Stellmotors 20) auch bei unterschiedlichen gegenläufigen Bewegungen der Schlitten 6 bis 9 zum Entleeren oder Be füllen des Folienspeichers 1 relativ gleichmäßig belastet werden.
Anders gesagt lassen sich die einzelnen Bewegungsabläufe der Schlitten 6 bis 9 beim Entleeren und Befüllen des Folienspeichers 1 insgesamt hinsichtlich Geschwindigkeit und Beschleunigung und somit Speicherdynamik optimieren. Die modulare Kaskadierung ermöglicht auf dieser Grund lage zudem eine zielgerichtete Kapazitätsanpassung des Folienspeichers 1 ohne Einschränkung der Speicherdynamik und mit großer Flexibilität und Effizienz bei Konstruktion und Fertigung.
Der Vollständigkeit halber sind in den Figuren 1 und 2 vertikale Linearführungen 21, 22 für die Schlitten 6 bis 9 dargestellt, ebenso ein Rahmen 23, an dem die Linearführungen 21 , 22 und die Stellmotoren 12, 13 sowie die Fördereinheiten 14 bis 16 befestigt sind.
Der Folienspeicher 1 ist vorzugsweise Bestandteil einer Vorrichtung (nicht dargestellt) zum kon tinuierlichen Bereitstellen der Endlosfolie 2. Diese wird darin auf prinzipiell bekannte Weise her gestellt, indem Folienbänder automatisch abwechselnd von parallel geschalteten Vorratsrollen abgewickelt und durch Verkleben oder Verschweißen ihrer Enden zur Endlosfolie 2 zusammen gefügt werden, die dann unmittelbar anschließend dem nachgeschalteten Folienspeicher zuge führt wird.
Zu Arbeitsbeginn des Folienspeichers 1 werden die Schlitten 6 bis 9 auf prinzipiell bekannte Weise, und wie in der Figur 1 dargestellt ist, auf ihren geringstmöglichen Abstand aneinander (beispielsweise ineinandergreifend) zusammengefahren, um auf diese Weise die Endlosfolie 2 um die Umlenkrollen 3 mäanderförmig / schleifenförmig einzufädeln. Diese Stellung entspricht auch der minimalen Speichergröße des Folienspeichers 1.
Anschließend werden die oberen und unteren Schlitten 6 bis 9 paarweise auf einen geeigneten Abstand zueinander gefahren und die Fördereinheiten 14 bis 16 mit geeigneter Geschwindigkeit betrieben, um die Endlosfolie 2 sukzessive in den Folienspeicher 1 einzuspeichern und diesen somit zu befüllen.
Im anschließenden Speicherbetrieb richtet sich die Größenänderung des Folienspeichers 1 auf die beschriebene Weise nach den Produktionsanforderungen stromabwärts des Folienspeichers 1 , wobei die Speicherdynamik ausgehend von der ausgangsseitigen Fördereinheit 16 durch eine Kaskadierung der Regelung einzelner Speicherbereiche 4, 5 entgegen der Bandlaufrichtung ab gemildert wird und so eine materialschonende Folienspeicherung und eine flexible modulartige Konstruktion ermöglicht wird.