WO2002034484A1 - Verfahren und vorrichtung zum umschalten des eingriffsabstandes eines werkzeuges in eine vorbeilaufende materialbahn - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zum umschalten des eingriffsabstandes eines werkzeuges in eine vorbeilaufende materialbahn Download PDF

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WO2002034484A1
WO2002034484A1 PCT/DE2001/004026 DE0104026W WO0234484A1 WO 2002034484 A1 WO2002034484 A1 WO 2002034484A1 DE 0104026 W DE0104026 W DE 0104026W WO 0234484 A1 WO0234484 A1 WO 0234484A1
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engagement
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material web
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Ingo Hahn
Christoph Müller
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Rexroth Indramat Gmbh
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B26—HAND CUTTING TOOLS; CUTTING; SEVERING
    • B26D—CUTTING; DETAILS COMMON TO MACHINES FOR PERFORATING, PUNCHING, CUTTING-OUT, STAMPING-OUT OR SEVERING
    • B26D5/00—Arrangements for operating and controlling machines or devices for cutting, cutting-out, stamping-out, punching, perforating, or severing by means other than cutting
    • B26D5/20—Arrangements for operating and controlling machines or devices for cutting, cutting-out, stamping-out, punching, perforating, or severing by means other than cutting with interrelated action between the cutting member and work feed
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T83/00—Cutting
    • Y10T83/141—With means to monitor and control operation [e.g., self-regulating means]

Definitions

  • the invention relates to a method and a device for switching the engagement distance of at least one tool arranged on the outside on an assigned rotating roller in a passing material web according to the preamble of claims 1 and 4.
  • Tool-equipped rollers are used for processing material webs that pass by, for example as paper cutters.
  • Paper sheeter is used to cut a paper web wound on a roll by means of a knife as a tool into individual sections, which usually correspond to the standardized formats.
  • the present invention is applicable to all machines in which there is a periodic movement of a tool, such as cross-sawing machines, tubular bag machines and the like.
  • a paper cross cutter is known from US Pat. No. 5,662,018, which consists of two rollers arranged opposite one another, each of which is equipped with a plurality of knives arranged on the outside in radial direction, around a roller that is guided between the two rollers
  • the engagement distance of the knife-like tool is achieved by assigning different tools to different engagement distances, with those from the stock of available tools coming into engagement that bring about the desired L-engagement distance.
  • the control of the tool engagement takes place mechanically via hydraulic adjustment means.
  • Switching the engagement distance is due to the rather complicated structure of the device, which is complex to assemble due to the large number of mechanical parts and is subject to wear.
  • DE 36 08 1 1 1 C1 discloses switching the engagement distance of a tool electronically.
  • the drive of two rollers arranged opposite each other and each provided with a knife as a tool is carried out in a direct manner by respectively assigned electric motors.
  • the upper roller is driven with the lower roller by a gear drive for synchronizing the rotating rollers.
  • Special DC motors are used as electric motors, which are operated discontinuously by a common electronic control unit depending on various input data, i.e. in the manner of a cam-type control.
  • the input-side data for the control unit include the circumferential speed of the tool, determined via an incremental encoder, and data about the speed of the material web running through the rollers.
  • a desired engagement distance of the tool i.e. a desired format length can be specified.
  • the two special DC motors are controlled in such a way that they can be brought up to their full speed within a short period of time, which corresponds to the respective material web speed. This speed is kept constant during the entire length of the cutting process.
  • the motor can be reduced to a lower speed and then accelerated again to full speed during the cutting process.
  • the motor can be accelerated to higher speeds after passing through the cutting speed in order to rotate the roller at an increased speed and to carry out the cut before the material web has continued to move in the so-called synchronous format, which corresponds to the circumference of the knife.
  • a change in the engagement distance ie a change in shape length
  • a waste of the Zairrenster the changeover of the format length arises
  • this procedure causes a high expenditure of time and waste, which is disadvantageous in mass production, during the run-up or braking process
  • the invention includes the procedural teaching that to switch the
  • the advantage of the method according to the invention lies in particular in that there is no waste of the Matenal orbital as the previous arrival distance can still be assigned to the new intervention distance.
  • the engagement distance can be switched without waste at full web speed without the need to switch off the machine. This is achieved through the immediate provision of control data electronically, with the switching itself in a favorable manner depending on the
  • Intervention situation of the tool in the material web is controlled free of waste. This is achieved by using the time during the engagement of the tool to switch electronically to a new engagement distance. The synchronous operation is still maintained during the engagement of the tool, so that the new peripheral speed of the tool takes effect immediately afterwards.
  • the circumferential speed of the tool to be carried out for this purpose is preferably determined in such a way that a uniform movement component for determining the engagement distance is carried out as the basic movement, which is superimposed by a compensating component which accelerates or brakes in order to bring about an adaptation to the circumferential speed which is synchronous with the material web during the engagement of the tool.
  • a uniform movement component for determining the engagement distance is carried out as the basic movement, which is superimposed by a compensating component which accelerates or brakes in order to bring about an adaptation to the circumferential speed which is synchronous with the material web during the engagement of the tool.
  • the method described above is preferably carried out by means of a device which comprises an electronic control unit which represent the different desired engagement distances
  • control unit After activating a change-over switch, the control unit carries out the change to a different, predefined engagement distance exactly as soon as the tool is in engagement.
  • Sensor determines the corresponding setpoints for controlling the rollers according to the principle of a real master axis.
  • speed data that is obtained according to the principle of the virtual leading axis.
  • assigned drive latch unit is provided, via which the assigned roller can be controlled directly with position control.
  • a separate computer unit directly connected to the control unit - preferably a PC - can be provided, which calculates different cam disk-like circumferential speeds of the tool based on differently desired engagement distances of the tool.
  • the software used for this purpose serves as a cam disc generation tool.
  • the constant rotational movement of the virtual master axis is converted into a desired rotational movement of the roller.
  • the data determined by the computer are stored directly in the drive control unit assigned to each roller, together with the data of a virtual master axis transmission determined via the control unit.
  • the control unit preferably has a binary input which serves as a changeover switch.
  • the changeover switch switches over simultaneously between the several cam-type data stored in the drive control unit with the assigned master axis gearbox data.
  • the simultaneous switchover ensures that in any case the synchronization of the path speed with the peripheral speed of the tool is maintained.
  • Figure 1 is a block diagram representation of an inventive
  • FIG. 2 is a signal flow representation of the control of the rotating rollers.
  • the paper web 1 is wound out from an unwinding device 2 at a constant spinning speed.
  • an anti-friction control unit 3 is used. After processing, the web 1 arrives in the range of two rollers 4 and 5 arranged opposite each other Both rollers
  • Material path speed measured by the sensor 9 is fed to a control unit 10 on the input side.
  • the control unit 10 uses this to determine position setpoints of a virtual master axis and forwards them to drive control units 11 and 12 connected on the output side and assigned to each roller 4 and 5 are loaded by the control unit 10 together with the data of the associated control axis into the drive control units 1 1 and 12 of the two rollers 4 and 5
  • control unit 10 changes from the current entry distance of the two tools 6 and 7 to another entry distance as soon as the tool 6, 7 is in engagement
  • the invention is not restricted to the exemplary embodiment specified above. Modifications thereof are also conceivable, which nevertheless intervene in the scope of protection defined by the claims. It is also conceivable that the invention is used in a known paper cross-cutting device which cuts a material web which is divided several times lengthways and has different engagement distances such that different paper formats are produced in each longitudinal web at the same time, the engagement distances being switchable independently of one another during operation.

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Abstract

Um ein Verfahren anzugeben zum Umschalten des Eingriffsabstandes eines auf mindestens einer zugeordneten rotierenden Walze (4, 5) aussenradial angeordneten Werkzeugs (6, 7) in eine vorbeilaufende Materialbahn (1), das dahingehend weiter verbessert ist, dass ohne Zeitverlust ein verschnittfreies Umschalten des Eingriffsabstandes des Werkzeugs (6, 7) in die Materialbahn (1) zunächst mehrere unterschiedliche Eingriffsabstände anhand entsprechend unterschiedlicher Umfangsgeschwindigkeiten des Werkzeugs (6, 7) abrufbar elektronisch vordefiniert werden, wobei nach Aktivieren eines Umschalters (13) der Wechsel zu einem anderen vordefinierten Eingriffsabstand während des Betriebes genau dann durchgeführt wird, sobald sich das Werkzeug (6, 7) im Eingriff befindet, so dass mit dem nächsten Eingriff des Werkzeugs (6, 7) in die Materialbahn (1) der neue Eingriffsabstand ausgeführt wird.

Description

Verfahren und Vorrichtung zum Umschauen des Ξingri fsabstandes eines Werkzeuαss in eine vcrbeüaufende IVtateπaibahn
Beschreibung
Die Erfindung betrifft ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zum Umschalten des Eingriffsabstandes mindestens eines auf einer zugeordneten rotierenden Walze außenradial angeordneten Werkzeuges in eine vorbeilaufende Materialbahn gemäß dem Oberbegriff der Ansprüche 1 bzw. 4.
Werkzeugbestückte Walzen werden zur Bearbeitung hieran vorbeilaufender Materialbahnen beispielsweise als Papierquerschneider eingesetzt. Ein
Papierquerschneider dient zum Zerschneiden einer auf einer Rolle aufgewickelten Papierbahn mittels eines Messers als Werkzeug in einzelne Abschnitte, die gewöhnlich den standardisierten Formaten entsprechen. Die vorliegende Erfindung ist bei allen Maschinen anwendbar, bei denen eine zeitlich-periodische Bewegung eines Werkzeugs erfolgt, wie beispielsweise Quersägemaschinen, Schlauchbeutelmaschinen und dergleichen.
Aus der US 5,662,018 ist ein Papierquerschneider bekannt, der aus zwei gegenüberliegend angeordneten Walzen besteht, die je mit mehreren außenradial angeordneten Messern bestückt sind, um eine zwischen beiden Walzen hindurchgeführte
Materialbahn in vorgegebene Abschnitte zu zerschneiden. Während des Eingriffs der Werkzeuge in die Materialbahn wird die Umfangsgeschwindigkeit des Werkzeugs mit der Geschwindigkeit der Materialbahn synchronisiert, um das Zerschneiden entlang einer korrekten Linie zu ermöglichen. Mit dieser Vorrichtung ist auch das Zerschneiden der Materialbahn in verschiedene Formaie möαlich. Ein Umschalten des hierfür erforderlichen 9 -
Eingriffsabstandes des messerartigen Werkzeuges erfolgt dadurch, dass verschiedene Werkzeuge unterschiedlichen Eingriffsabständen zugeordnet sind, wobei aus dem Vorrat der zur Verfügung stehenden Werkzeuge diejenigen in Eingriff kommen, die den gewünschten L-ingriffsabstand herbeiführen. Die Steuerung des Werkzeugeingriffs erfolgt dabei über hydraulische Verstellmittel auf mechanischem Wege. Ein Nachteil dieser
Umschaltung des Eingriffsabstandes liegt in dem recht komplizierten Aufbau der Vorrichtung begründet, die wegen der Vielzahl an mechanischen Einzelteilen aufwendig in der Montage ist und einem Verschleiß unterliegt.
Demgegenüber offenbart die DE 36 08 1 1 1 C1 die Umschaltung des Eingriffsabstandes eines Werkzeugs auf elektronischem Wege. Der Antrieb von zwei gegenüberliegend angeordneten und mit je einem Messer als Werkzeug versehenen Walzen erfolgt durch jeweils zugeordnete Elektromotoren in direkter Weise. Die obere Walze wird mit der unteren Walze durch einen Zahnradtrieb zum Synchronisieren der rotierenden Walzen angetrieben.
Als Elektromotoren kommen Spezialgleichstrommotoren zum Einsatz, die von einer gemeinsamen elektronischen Steuerungseinheit in Abhängigkeit von verschiedenen Eingangsdaten diskontinuierlich, d.h. nach Art einer kurvenscheibenartigen Steuerung, angetrieben werden. Zu den eingangsseitigen Daten für die Steuerungseinheit, gehört die über einen Inkrementalgeber ermittelte Umfangsgeschwindigkeit des Werkzeugs sowie Daten über die Geschwindigkeit der durch die Walzen laufenden Materialbahn. Weiterhin ist ein gewünschter Eingriffsabstand des Werkzeugs, d.h. eine gewünschte Formatlänge vorgebbar. In Abhängigkeit von diesen Daten werden die beiden Spezialgleichstrommotoren so gesteuert, dass sie bei Stillstand innerhalb kürzester Zeit auf ihre volle Drehzahl gebracht werden können, die der jeweiligen Materialbahngeschwindigkeit entspricht. Diese Geschwindigkeit wird während der gesamten Länge des Schneidvorganges konstant gehalten. Je nach gewünschter Formatiänge kann der Motor auf eine niedrigere Geschwindigkeit heruntergeregelt und dann zum Schnittvorgang wieder auf die volle Geschwindigkeit hochbeschleunigt werden.
Für kleinere Formate kann der Motor nach Durchlauf der Schnittgeschwindigkeit auf höhere Geschwindigkeiten beschleunigt werden, um die Walze mit erhöhter Geschwindigkeit zu drehen und den Schnitt durchzuführen, bevor die Materialbahn sich um das so genannte Synchronformat, das dem Flugkreisumfang der Messer entspricht, weiterbeweαt hat. Bei dem vorstehend beschriebenen bekannten Verfahren zur Bestimmung des Eingriffsabstandes von auf rotierenden Walzen außenradial angeordneten Messern in eine vorbenaufende Matenalbahn tritt das Problem auf, dass ein Umschalten des Eingriffsabstandes, d h eine Änderung αer Formεiiange, wahrend des Betriebes zwar möglich ist, hierbei jedoch ein Verschnitt wahrend des Zairrensters der Umschaltung der Formatlange entsteht Um keinen derartigen Verschnitt entstehen zu lassen war es bisner üblich, die Maschine zum Umschalten des Eingriffsabstandes zunächst außer Betrieb zu setzen, dann ein Einrichten der Maschine auf den neuen Eingriffsabstand vorzunehmen und anschließend die Maschine wieder in Betrieb zu setzen Diese Vorgehensweise verursacht andererseits jedoch einen hohen, in der Massenproduktion nachteiligen, Zeitaufwand und Verschnitt wahrend des Hochlaufens bzw Bremsvorganges
Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, das gattungsgemaße Verfahren sowie die diesbezügliche Vorrichtung dahingehend weiter zu verbessern, dass ohne
Zeitverlust ein verschnittfreies Umschalten des Eingriffsabstandes des Werkzeugs möglich ist
Die Aufgabe wird ausgehend von einem Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 in Verbindung mit dessen kennzeichnenden Merkmaien gelost.
Vorπchtungsgemaß wird das Verfahren wie in Anspruch 4 angegeben gelost Die jeweils ruckbezogenen abhangigen Ansprüche geben vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung wieder
Die Erfindung schließt die verfahrenstechnische Lehre ein, dass zum Umschalten des
Eingriffsabstandes des Werkzeugs in die vorbeilaufende Materialbahn zunächst mehrere Unterschiedliche Eingπffsabstande anhand entsprechend unterschιedlιche Umfangsgeschwindigkeiten des Werkzeugs abrufbar vordefiniert, d h bereitgestellt, werden, wobei nach Aktivieren eines Umschalters der Wechsel zu einem anderen vordefinierten Eingriffsabstand wahrend des Betriebes genau dann durchgeführt wird, sobald sicn das Werkzeug im Eingriff befindet, so dass mit dem nächsten Eingriff αes Werkzeugs in die Matenalbahn der neue Eιngrιfτsabstand ausgeführt wird
Der Vorteil des erfindungsgemaßen Verfahrens liegt insbesondere dann, dass hierdurch kein Verschnitt der Matenalbahn auftritt der weαer αem vorhergehenden Eingπffsabstand noch dem neuen Eingriffsabstand zuzuordnen ist. Somit kann durch das erfindungsgemäße Verfahren ein verschnittfreies Umschalten des Eingriffsabstandes bei voller Bahngeschwindigkeit erfolgen, ohne dass ein Abschalten der Maschine erforderlich ist. Dieses wird durch die unmittelbare Bereitstellung von Ansteuerdaten auf elektronischem Wege erzielt, wobei das Umschalten selbst in günstiger Weise in Abhängigkeit von der
Eingriffssituation des Werkzeuges in die Materialbahn verschnitrfrei gesteuert wird. Dies wird dadurch realisiert, dass die Zeit während des Eingriffs des Werkzeugs dafür genutzt wird, auf einen neuen Eingriffsabstand elektronisch umzuschalten. Der Synchronlauf bleibt während des Eingriffs des Werkzeugs noch erhalten, so dass die neue Umfangs- geschwindigkeit des Werkzeuges unmittelbar danach wirksam wird.
Vorzugsweise wird die hierfür auszuführende Umfangsgeschwindigkeit des Werkzeuges derart festgelegt, dass als Grundbewegung ein gleichförmiger Bewegungsanteil zur Festlegung des Eingriffsabstandes ausgeführt wird, der von einem ein Beschleunigen oder Abbremsen bewirkenden Ausgleichsanteil überlagert wird, um eine Anpassung an die materialbahnsynchrone Umfangsgeschwindigkeit während des Eingriffs des Werkzeugs herbeizuführen. Dabei kann zur Erzielung eines kürzeren Eingriffsabstandes des Werkzeugs ein schnellerer gleichförmiger Bewegungsanteil der Walze relativ zur Geschwindigkeit der Materialbahn ausgeführt werden, wogegen zur Erzielung eines längeren Eingriffsabstandes des Werkzeugs ein relativ verlangsamter gleichförmiger
Bewegungsanteil der Walze ausgeführt wird.
Das vorstehend beschriebene Verfahren wird vorzugsweise mittels einer Vorrichtung ausgeführt, die eine elektronische Steuerungseinheit umfasst, welche die unterschiedlichen gewünschten Eingriffsabstände repräsentierenden
Umfangsgeschwindigkeiten abrufbar bereitstellt. Die Steuerungseinheit führt nach Aktivieren eines Umschalters den Wechsel zu einem anderen, vordefinierten Eingriffsabstand genau dann durch, sobald sich das Werkzeug im Eingriff befindet.
Zur Messung der hierfür benötigten Geschwindigkeitsdaten der Materialbahn ist ein
Sensor vorgesehen, der zur Ansteuerung der Walzen nach dem Prinzip einer realen Leitachse die entsprechenden Sollwerte ermittelt. Daneben ist es auch möglich Geschwindigkeitsdaten zu verwenden, die nach dem Prinzip der virtuellen Leitachse gewonnen werden. Vorteilhafterweise werden diese Sollwerte einer jeder Walze zugeordneten Antriebsriegeleinheit zur Verfügung gestellt, worüber die zugeordnete Walze direkt lagegeregelt ansteuerbar ist.
Weiterhin kann eine separate, direkt mit der Steuerungseinheit in Verbindung stehende Rechnereinheit - vorzugsweise ein PC - vorgesehen werden, welche ausgehend von unterschiedlich gewünschten Eingriffsabständen des Werkzeuges entsprechend unterschiedliche kurvenscheibenartige Umfangsgeschwindigkeiten des Werkzeugs berechnet. Die hierfür eingesetzte Software dient insoweit ais Kurvenscheibengenerierungswerkzeug. Es wird die konstante Drehbewegung der virtuellen Leitachse in eine zeitlich gewünschte Drehbewegung der Walze umgewandelt.
Hierbei existiert pro Umdrehung der Walze ein Bereich konstanter Umfangsgeschwindigkeit, die zur Realisierung eines synchronen Eingriffs in die Materialbahn mit der Bahngeschwindigkeit übereinstimmt. Über die Geschwindigkeit im übrigen Bereich wird der Eingriffsabstand des Werkzeuges in die Materialbahn festgelegt.
Gemäß einer weiteren, die erfindungsgemäße Vorrichtung verbessernden Maßnahme sind die vom Rechner ermittelten Daten gemeinsam mit den über die Steuerungseinheit ermittelten Daten eines virtuellen Leitachsgetriebes direkt in der jeder Walze zugeordneten Antriebsregeleinheit abgespeichert. Vorzugsweise verfügt die Steuerungseinheit über einen binären Eingang, der als Umschalter dient. Über den
Umschalter erfolgt ein zeitgleiches Umschalten zwischen den mehreren in der Antriebsregeleinheit hinterlegten kurvenscheibenartigen Daten mit den zugeordneten Leitachsgetriebedaten. Durch das zeitgleiche Umschalten wird erreicht, dass in jedem Fall die Synchronisation der Bahngeschwindigkeit mit der Umfangsgeschwindigkeit des Werkzeuges erhalten bleibt.
Weitere die Erfindung verbessernde Maßnahmen werden nachstehend gemeinsam mit der Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung anhand der Figuren näher dargestellt. Es zeigt:
Figur 1 eine blockschaltbildartige Darstellung einer erfindungsgemäßen
Vorrichtung, die nach Art eines Papierquerschneiders ausgebildet ist, und
Figur 2 eine Signalflussdarstellung der Ansteuerung der rotierenden Walzen. Gemäß Figur 1 wird die aus Papier bestehende Matenalbahn 1 ausgehend von einer Abwickeleinrichtung 2 mit konstanter Banngeschwindigkeit aogewickelt Zur Erzielung der konstanten, von einer virtuellen Leitachse abgeleiteten Geschwindigkeit der Matenalbahn 1 wird eine Antπebsregeleinhe't 3 eingesetzt Nach Abwicklung gelangt die Matenalbahn 1 in den Bereich von zwei gegenüberliegend angeordneten Walzen 4 und 5 Beide Walzen
4 und 5 sind je mit außenraαial angeordneten Werkzeugen 6 und 7 ausgestattet, die nach Art von Messern ausgebildet sind, um die Materialbahn 1 in definierte Abschnitte zu zerschneiden Die geschnittenen Abschnitte werden anschließend einer Sammlereinrichtung 8 zugeführt, worin eine Zwischenlagerung erfolgt Ein im Bereich der Materialbahn 1 angeordneter Sensor 9 dient der Messung der
Mateπalbahngeschwindigkeit Die durch den Sensor 9 gemessene Mateπalbahngeschwindigkeit wird einer Steuerungseinheit 10 eingangsseitig zugeführt. Die Steuerungseinheit 10 ermittelt hieraus Lagesollwerte einer virtuellen Leitachse und gibt diese an ausgangsseitig angeschlossene und jeder Walze 4 und 5 zugeordnete Antriebsregeleinheiten 11 und 12 weiter Über eine ebenfalls mit der Steuerungseinheit 10 in Verbindung stehenden Rechnereinheit 14 werden nach dem Prinzip einer Kurvenscheibentabelle diejenigen Daten erstellt, die von der Steuerungseinheit 10 gemeinsam mit den Daten des zugeordneten Leitachsgetnebes in die Antriebsregeleinheiten 1 1 und 12 der beiden Walzen 4 und 5 geladen werden
Über einen der Steuerungseinheit 10 eingangsseitig zugeordneten Umschalter 13 wird mittels der Steuerungseinheit 10 ein Wechsel von dem aktuellen Eingπffsabstand der beiden Werkzeuge 6 und 7 zu einem anderen Eingπffsabstand durchgeführt, sobald sich das Werkzeug 6, 7 im Eingriff befindet
Gemäß Figur 2 erfolgt zur Ansteuerung eine Signalverarbeitung der eingangsseitig vorgegebenen Leitachsposition sowie des Leitachsgetnebes Die Leitachsoosition entspricht der aktuellen Position der Walzen, welche beispielsweise über einen Inkrementalgeber ermittelt und der Ansteuerung zur Veπugung gestellt werden können Über die Daten des Leitachsgetnebes wird der gewünschte Eingriffsabstand in Form einer konstanten Drehgeschwindigkeit für die Walzen vorgegeben Weiterhin ist aufgrund der Schragstellung der Messer eine Wmkelverschiebung am Anfang zu berücksichtigen, um den gewünschten Scnnittbereich einzustellen Nachfolgend bestimmt eine Kurvenscheibentabelle die erforderliche Differenzkurve zum Beschleunigen oder Bremsen der Walzen, so dass eine Ausgleichsbewegung zwischen der der Materialbahngeschwindigkeit entsprechenden Umfangsgeschwindigkeit des Werkzeugs während des Eingriffs und der den Eingriffsabstand bestimmenden Umfangsgeschwindigkeit außerhalb des Eingriffs des Werkzeuges ermöglicht wird. Über eine Änderung der Amplitude der Differenzkurve ist - vergleichbar mit dem Kurvenscheibenhub - die Synchrcnität zur Materiaibahngeschwindigkeit herstellbar. Über einen zusätzlichen Multiplikator 1 /Nutzen ist eine steuerungstechnische Anpassung der Werkzeuganzahl pro Walze möglich.
Die Erfindung ist nicht beschränkt auf das vorstehend angegebene Ausführungsbeispiel. Es sind auch Abwandlungen hiervon denkbar, die dennoch in den durch die Ansprüche definierten Schutzbereich eingreifen. Es ist auch denkbar, dass die Erfindung bei einer bekannten Papierquerschneidereinrichtung eingesetzt wird, die eine mehrfach längsgeteilte Materialbahn mit unterschiedlichen Eingriffsabständen derart schneidet, dass in jeder Längsbahn gleichzeitig unterschiedliche Papierformate produziert werden, wobei die Eingriffsabstände hierbei während des Betriebes unabhängig voneinander umschaltbar sind.
Bezuαszeichenliste
1 Materϊalbahn
2 Abwickelreinrichtung
3 Antriebsregeleinheit
4 Walze
5 Walze
6 Werkzeug
7 Werkzeug
8 Sammlereinheit
9 Sensor
10 Steuerungseinheit
11 Antriebsregeleinheit
12 Antriebsregeleinheit
13 Umschalter
14 Rechnereinheit

Claims

Ansorüche
1 . Verfahren zum Umschalten des Eingriffsabstandes eines auf mindestens einer zugeordneten rotierencen Walze (4, 5) außenradial angeordneten Werkzeugs (6, 7) in eine vorbeilaufende Materialbahn (1 ), die mit konstanter Geschwindigkeit geradlinig bewegt wird, wobei nach Art einer Kurvenscheibensteuerung während der Dauer des Eingriffs des Werkzeugs (6, 7) in die Materialbahn (1 ) die Umfangsgeschwindigkeit des Werkzeugs (6, 7) mit der Geschwindigkeit der Materialbahn (1 ) synchronisiert wird, und während der übrigen Dauer der gewünschte Eingriffsabstand durch eine erhöhte oder verminderte
Umfangsgeschwindigkeit der Walze (4, 5) festgelegt wird,
dadurch gekennzeichnet,
- dass für das Umschalten des Eingriffsabstandes des Werkzeugs (6, 7) in die Materialbahn (1 ) zunächst mehrere unterschiedliche Eingriffsabstände anhand entsprechend unterschiedlicher Umfangsgeschwindigkeiten des Werkzeugs (6, 7) abrufbar elektronisch vordefiniert werden,
- wobei nach Aktivieren eines Umschalters (13) der Wechsel zu einem anderen vordefinierten Eingriffsabstand während des Betriebes genau dann durchgeführt wird, sobald sich das Werkzeug (6, 7) im Eingriff befindet, so dass mit dem nächsten Eingriff des Werkzeugs (6, 7) in die Materialbahn (1 ) der neue Eingriffsabstand ausgeführt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Eingriffsabstand derart durch die Umfangsgeschwindigkeit des Werkzeugs (6, 7) festgelegt wird, dass als Grundbewegung ein gleichförmiger Bewegungsanteil zur Festlegung des Eingriffsabstandes ausgeführt wird, der von einem ein Beschleunigen oder Abbremsen bewirkenden Ausgleichsbewegungsanteil überlagert wird, um eine Anpassung an die materialbahnsynchrone Umfangsgeschwindigkeit während des Eingriffs des Werkzeugs (6, 7) herbeizuführen.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass zur Erzielung eines kürzeren E'ngr rfsabstΞrces c~≤ Werkzeugs (6, 7) ein schnellerer gleichförmiger Bewegungsanteil der Walze (4, 5) relativ zur Geschwindigkeit der Materialbahn (1 ) ausgeführt wird wogegen zur Erzielung eines längeren Eingriffsabstandes des Werkzeugs (6, 7) ein relativ verlangsamter gleichförmiger Bewegungsanteil der Walze (4, 5) ausgeführt wird
Vorrichtung zum Umschalten des Eingriffsabstandes eines auf mindestens einer zugeordneten rotierenden Walze (4, 5) außenradial angeordneten Werkzeuges (6,
7) in eine vorbeilaufende, sich mit konstanter Geschwindigkeit geradlinig bewegende Matenalbahn (1 ), mit einer elektronischen Steuerungseinheit (10), die nach Art einer Kurvenscheibensteuerung wahrend der Dauer des Eingriffs des Werkzeugs (6, 7) in die Matenalbahn (1 ) die Umfangsgeschwindigkeit des Werkzeugs (6, 7) mit der Geschwindigkeit der Matenalbahn (1 ) synchronisiert, wobei wahrend der übrigen Dauer durch Einstellung einer erhöhten oder verminderten Umfangsgeschwindigkeit der Walze (4, 5) der gewünschte Eingriffsabstand festgelegt ist,
dadurch gekennzeichnet,
dass die elektronische Steuerungseinheit (10) unterschiedliche gewünschte Eingπffsabstande repräsentierende Umfangsgeschwindigkeiten abrufbar bereitstellt,
wobei nach Maßgabe der Steuerungseinheit (10) nach Aktivieren eines Umschalters (13) den Wechsel zu einem anderen, vordetinierten Eingriffsabstand genau dann durchfuhrt wird, sobald sich das Werkzeug (6, 7) im Ξingπfr benndet, um mit dem nächsten Eingruf des Werkzeugs (6, 7) den neuen Eingπffsabstand auszufuhren
5. Vorrichtung nach Anspruch 4. dadurch gekennzeichnet, dass ein Sensor (9) zur Messung der Geschwindigkeit der Materialbahn (1 ) vorgesehen ist, der eingangsseitig an die Steuerungsei heit (10) angeschlossen ist, die hieraus die für das Steuerungsprinzip der realen Leitachse benötigten Sollwerte berechnet.
6. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass elektronisch berechnete Geschwindigkeitsdaten für die Geschwindigkeit der Materialbahn (1) eingangsseitig der Steuerungseinheit (10) zugehen, die hieraus die für das Steuerungsprinzip der virtuellen Leitachse benötigten Sollwerte berechnet.
7. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerungseinheit (10) die ermittelten Sollwerte für die Leitachse einer jeder Walze (4, 5) zugeordneten Antriebsregeleinheit (11 , 12) zur Verfügung stellt, worüber die zugeordnete Walze (4, 5) lagegeregelt ansteuerbar ist.
8. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass eine mit der Steuerungseinheit (10) in Verbindung stehende Rechnereinheit (14) vorgesehen ist, die ausgehend von unterschiedlichen gewünschten
Eingriffsabständen des Werkzeugs (6, 7) entsprechend unterschiedliche kurvenscheibenartige Umfangsgeschwindigkeiten des Werkzeugs (6, 7) elektronisch ermittelt.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die von der Rechnereinheit (14) ermittelten Daten gemeinsam mit den über die Steuerungseinheit (10) ermittelten Daten eines virtuellen Leitachsgetriebes direkt in der jeder Walze (4, 5) zugeordneten Antriebsregeieinheit (1 1 , 12) abgespeichert sind.
10. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerungseinheit (10) über einen binären Eingang als Umschalter (13) verfügt, über den die Umschaltung zwischen mehreren in der Antriebsregeleinheit
(1 1 , 12) hinterlegten kurvenscheibenartigen Daten mit den zugeordneten Leitachsgetriebedaten zeitgleich erfolgt.
11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Werkzeug (6, 7) mindestens ein Messer ist, das außenradial auf der umlaufenden Walze (4, 5) angeordnet ist, um eine Materialbahn (1) in einzelne Abschnitte zu zerschneiden.
12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass genau zwei gegenüberliegend angeordnete und miteinander zum Zerschneiden der Materialbahn (1 ) zusammenwirkende Walzen (4, 5) mit zugeordneten messerartigen Werkzeugen (6, 7) vorgesehen sind.
13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Materialbahn (1 ) aus einem Papierwerkstoff, einem Textilwerkstoff, einerm Kunststoff oder einem Metall besteht.
PCT/DE2001/004026 2000-10-26 2001-10-26 Verfahren und vorrichtung zum umschalten des eingriffsabstandes eines werkzeuges in eine vorbeilaufende materialbahn WO2002034484A1 (de)

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