DE2118587B2 - Einrichtung zum gegenseitigen Anpassen der Fördergeschwindigkeiten zweier Förderer - Google Patents
Einrichtung zum gegenseitigen Anpassen der Fördergeschwindigkeiten zweier FördererInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zum gegenseitigen Anpassen der Fördergeschwindigkeiten
zweier nacheinander angeordneter, zur Förderung von Einzelstücken eingerichteter Förderer, mit einem
Regler, der die Bewegung der beiden Förderer in bezug aufeinander derart synchronisiert, daß die Einzelstücke
in gleichen Abständen auf den nachfolgenden Förderer gelangen.
Bei einer bekannten Einrichtung dieser Art (US-PS 30 75 630) wird der vorangehende Übergabe-Förderer
von einem diesen noch vorgeschalteten Förderer mit jeweils einem Einzelstück beschickt und dient gewissermaßen
als Warteraum, bis der nachfolgende Förderer dieses Einzelstück abruft. Dabei wird die Fördergeschwindigkeit
des vorangehenden Übergabe-Förderers verzögert, sobald auf diesem durch eine Lichtschranke
das Vorhandensein eines Einzelstückes festgestellt wird. Sobald dann durch den nachfolgenden Förderer über
einen Schaltnocken und einen Impulsgeber mit einer vorbestimmten Vorgabezeit ein Abrufsignal erzeugt
wird, wird der vorangehende Übergabe-Förderer wieder beschleunigt, so daß das auf diesem vorhandene
Einzelstück nach einem bestimmten Zeitintervall auf den mit konstanter Geschwindigkeit laufenden, nachfolgenden
Förderer gelangt. Diese Einrichtung ist somit nur für »Einzelabfertigung« geeignet. Der nachfolgende
Förderer läuft mit konstanter Geschwindigkeit und bestimmt die Beschleunigungsphase des vorangehenden
Förderers, nachdem das darauf befindliche Einzelstück zuvor dessen Verzögerungsphase ausgelöst hat. Für
Einzelstücke, die in sehr dichter Folge, unter Umstä nden sogar einander überlappend anfallen, wie dies beispielsweise
bei Zeitungen der Fall ist, ist diese Einrichtung somit offensichtlich nicht geeignet.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Einrichtung der eingangs genannten Art so weiter
auszugestalten, daß auch dicht aufeinanderfolgend auf dem vorangehenden Förderer anfallende Einzelstücke
in vorbestimmten Abständen dem nachfolgenden Förderer übergeben werden.
Die erfindungsgemäße Einrichtung, bei der diese Aufgabe gelöst ist, zeichnet sich im wesentlichen
dadurch aus, daß ein zweiter Regler angeordnet ist, der
to die Geschwindigkeit des nachfolgenden, mit Greifern versehenen Förderers entsprechend der mittleren
Geschwindigkeit des vorangehend angeordneten Förderers regelt.
Bei dieser Einrichtung durchläuft somit der vorangehende Förderer nicht wegen jedes Einzelstückes eine
Verzögerungs- und danach eine Beschleunigungsphase. Die Geschwindigkeit des nachfolgenden, mit Greifern
versehenen Förderers wird vielmehr so geregelt, daß dieser ebenfalls Geschwindigkeitsschwankungen unterworfen
ist. Dies ist jedoch unbedenklich, weil die Einzelstücke auf dem nachfolgenden Förderer durch die
Greifer festgehalten werden und sich dadurch die Abstände aufeinanderfolgender Einzelstücke auf dem
nachfolgenden Förderer nicht mehr ändern.
Als besonders zweckmäßig im Hinblick auf die Verknüpfung des zweiten Reglers mit dem erstgenannten
Regler hat es sich herausgestellt, wenn der zweite Regler e:n Additions-Netzwerk mit drei Eingängen
aufweist, dessen erster Eingang an einen ersten, vom vorangehend angeordneten Förderer angetriebenen
Tachogenerator und dessen zweiter Eingang an einen zweiten, vom nachfolgenden Förderer angetriebenen
Tachogenerator angeschlossen ist, während der dritte Eingang an den Ausgang des erstgenannten Reglers
gekoppelt ist, wobei der Ausgang des Additions-Netzwerkes über einen sowohl das integrale als auch
proportionale Verhalten aufweisenden Regier mit einem den Antrieb des nachfolgenden Förderers
steuernden Leistungsteil verbunden ist.
Weitere Einzelheiten, Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung.
Auf der Zeichnung ist die Erfindung beispielsweise dargestellt und zwar zeigt
F i g. 1 eine schematische Darstellung der gesamten Einrichtung,
Fig. 2 eine Schaltung für einen Regler der Einrichtung,
Fig.3 eine Schaltung für den anderen Regler der
Einrichtung.
so Wie aus Fig. \ ersichtlich, besitzt die gesamte Einrichtung ein Förderband 1 und ein diesem Förderband
nachgeschaltetes Transportband 2. Das Förderband 1 nimmt einen Strom von Einzelstücken, z. B.
Zeitungen, von einer nicht dargestellten Verarbeitungsmaschine auf. Die an das Förderband 1 anfallenden
Zeitungen 3 werden an der Übergabestelle ö dem mit Greifern 4 versehenen Transportband 2 übergeben. Das
Transportband übernimmt so die Zeitungen 3 vom Förderband 1 und fördert sie zu einer weiteren,
ebenfalls nicht dargestellten Herstellungsmaschine.
Das Förderband 1 wird von einem ersten Satz Umlenkrollen 5 getragen, wobei mindestens eine dieser
Rollen 5 durch einen nicht dargestellten Motor angetrieben ist. Das Transportband 2 wird von einem
anderen Satz Umlenkrollen 6 schlupffrei getragen, von welchen wiederum mindestens eine Rolle angetrieben
ist.
Die Geschwindigkeit des Förderbandes 1 ist auf die
Die Geschwindigkeit des Förderbandes 1 ist auf die
Menge anfallender Zeitungen pro Zeiteinheit abgestimmt Die Geschwindigkeit ist jedoch zugleich auch so
bemessen, daß die nacheinander anfallenden Zeitungen einen Schuppenstrom bilden, und der Abstand a der
Zeitungsrücken der zwei nacheinander folgenden Zeitungen möglichst konstant beibehalten werden kann.
Die Geschwindigkeit des dem Förderband 1 nachgeschalteten Transportbandes 2 muß derart bemessen
werden, damit je ein Greifer an der Übergabestelle ü vorbereitet ist, wenn eine Zeitung an diese Übergabestelle
ü gelangt.
Die notwendige Übereinstimmung der Bewegungen der beiden Bänder 1 und 2 wird mit Hilfe der
nachstehend beschriebenen Schaltungskreise erreicht
Es werden :.m Grunde genommen zwei Regler
verwendet, und zwar ein Mittelwertregler Mi und ein Phasenregler Ph(F i g. 1). Diese beiden Regler bewirken
die Anpassung der Geschwindigkeit des Transportbandes 2 an die Bewegung der ihm zu überlebenden und
sich noch auf dem Förderband 1 befindenden Zeitungen.
Der Phasenregler Ph erhält seine Regelgröße erstens
von einem Abtaster 7, der die Lage einzelner, mit dem Förderband beförderten Zeitungen abtastet und zweitens
von einer Schlitzscheibe 8, die von 2 Fühlern l/und Is abgetastet wird. Die Schlitzscheibe 8 ist mit einem
Roller 6 drehfest verbunden und weist so viele Schlitze auf an seinem Umfang, wie sich Greifer während einer
Umdrehung des genannten Rollers 6 an der L bergabestelle ü vorbeibewegen.
Die Fühler 1/und /s können wie von der Schlitzscheibe
8 betätigte elektrische Kontakte ausgeführt werdest, die zeitlich nacheinander und entsprechend der Umdrehung
der Schlitzscheibe 8 einen Pol einer Spannungsquelle an
die Eingänge des Phasenreglers anschließen. Dieser Vorgang wirkt sich als Spannungsimpulse in den
Auswertungskreisen des Phasenreglers aus, wobei nur die vordere Flanke der jeweiligen Impulse ausgewertet
wird.
Der Abtaster 7 ist wie ein Hebel ausgeführt, dessen eines Ende über die Zeitungsrücken gleitet und dessen
anderes Ende dementsprechend einen weiteren elektrischen Kontakt betätigt. Es entsteht jeweils wiederum
ein Spannungsimpuls in Abhängigkeit von der momentanen Lage des jeweiligen Zeitungsrückens. Bei diesem
Spannungsimpuls wird ebenfalls nur die vordere Flanke ausgewertet, wie später noch näher beschrieben wird.
Der Ausgang des Phasenreglers wird an einen der Eingänge des Mittelwertreglers Mi zugeführt. Der
zweite Eingang des Mittelwertreglers ist mit einem ersten Tachodynamo und der dritte Eingang mit einem
zweiten Tachodynamo verbunden. Der erste Tachodynamo ist von einem der Roller 5 des Förderbandes 1 und
der andere Tachodynamo von einem der Roller 6 des Transportbandes 2 angetrieben. Alle drei Eingangssignale
werden in diesem Mittelwertregler derart verarbeitet, daß ein Ausgangssiginal erzeugt wird, das
die Speisung des das Transportband 2 antreibenden Motors Λ/steuert. Diese Steuerung der Speisung für den
Motor M wirkt sich derart aus, daß je einer der Greifer 4 an der Übergabestelle ü vorbereitet ist, um die an dieser
Stelle u eintreffende, vom Förderband 1 beförderte Zeitung zu ergreifen und weiter zu transportieren.
Der Phasenregler weist im wesentlichen zwei Wege auf, auf welchen die Eingangssignale verarbeitet
werden. Am Eingang jedes dieser Wege ist je ein Impulsformer O/bzw. Os eingeschaltet, dessen Ausgang
je über einen Stromgenerator Ai bzw. A5 an einem
gemeinsamen Kondensator Q angeschlossen ist. Ein Teil des Ausganges der Stromgeneratoren Ai bzw. As
wird jeweils über Rückkopplungswiderstände Rp, R'p am Eingang der Impulsformer Oibzw. O1 zurückgeführt
Der Phasenregler umfaßt ferner noch einen Verstärker, der die vom Abtaster 7 gelieferten Impulse verstärkt
Dtr Ausgang dieses Verstärkers bildet einen dritten Eingang für die Impulsformer O/bzw. O5.
Der Mittelwertregler wird später im einzelnen beschrieben; deshalb sind in dieser F i g. 1 nur Blöcke
dargestellt, welche die Wirkungsweise des Mittelwertreglers andeuten. Im Mittelwertregler werden die
eingenommenen Signale verstärkt (Block A) und derart zur Regelung der Speisung L des Motors M verarbeitet,
daß eine proportionale (Block p)und zugleich integrale (Block 1) Regelung des Motors M erreicht wird. Im
oberen Teil der F i g. 2 ist ein detailliertes Schema des Phasenreglers wiedergegeben, wobei unten noch einmal
die entsprechenden Blöcke aus der F i g. 1 wiederholt sind. Der hebelartige Abtaster 7 betätigt einen
elektrischen Kontakt K\, über weichen eine Klemme — Uz der nicht dargestellten Speisequelle über einen
ersten Widerstand R\ und einen ersten Kondensator G an die Basis eines Trennungstransistors Γι angeschlossen
ist. Der durch Schalten des Schalters K\ entstandene Spannungsimpuls wird über den ersten Kondensator Q
der Basis des Transistors 71 zugeführt. Die dem Transistoi Γι vorgeschaltete Diode D\ dient zum
Schütze der Basis-Emitter-Strecke des Transistors Γι
beim Umpolen der Spannung am Kondensator Ci. Der vom Kollektor des Transistors Γί abgeleitete Ausgang,
der zugleich den Ausgang des im unteren Teil dieser F i g. 3 angedeuteten Verstärkers darstellt, wird über
Koppelkondensatoren C2 und d an die Impulsgeber Oi
und Os verzweigt.
Die Fühler // bzw. U sind ebenfalls wie gesteuerte
Kontakte K2 bzw. ,K3 ausgeführt, die eine Klemme der
nicht dargestellten elektrischen Speisequelle für die Einrichtung an Eingänge der zugehörigen Impulsformer
Oi bzw. Os einschalten. Der erste Fühler U der die
Verzögerung des Transportbandes 2 veranlaßt, betätigt den mit ihm mechanisch gekoppelten Kontakt K2. Die
negative Spannung U\ wird über einen weiteren Widerstand Ri und eine weitere Trennungsstufe,
bestehend aus einem Transistor I2 und einer Diode Ch.
einem Punkt zugeführt, welchem, wie bereits beschrieben, ebenfalls ein Anteil des Signals vom Abtaster 7
zugeführt wird. Diese Signale werden nun gemeinsam in der monostabilen Kippschaltung mit Transistoren Γ3
und Ti1 logisch verarbeitet. Diese steuern über Transistoren
Ti und Ti den Leistungstransistoren Tj an. Am
Ausgang des Leistungstransistors Ti, welcher Ausgang als Punkt 12 bezeichnet ist, ist eine Klemme eines
weiteren Kondensators G. angeschlossen, so daß die Ladung des Kondensators durch die vom Leistungstransistor
Γ7 abgegebenen Impuls gesteuert wird. Von diesem Punkt 12 wird ebenfalls ein Rückkopplungssignal
abgeleitet, das über einen regelbaren Widerstand Rp dem Eingang der die Transistoren Γ3 und T4
enthaltenden monostabilen Kippschaltung zugeführt wird und so die Impulsdauer der monostabilen
Kippschaltung steuert.
Der andere Fühler /» der die schnellere Bewegung des Transportbandes 2 veranlaßt, falls der jeweilige
C-eifer später in die Übergabestelle ü als die Zeitung käme, ist ebenfalls über eine der eben beschriebenen
ähnliche Schaltung mit dem Punkt 12 verbunden. Diese zweite Schaltung besteht im wesentlichen aus einem
Widerstand Ra, der wiederum über eine Trennungsstufe,
bestehend aus einem weiteren Transistor Tt und einer
weiteren Diode Di, über eine zweite monostabile
Kippschaltung mit Transistoren T<, und 7io und über
einen Steuertransistor ΤΉ an einen weiteren Leistungstransistor Tu und somit auch an den Punkt 12 des
Phasenreglers angeschlossen ist. Ein Rückkopplungssignal für diese Schaltung wird ebenfalls aus dem Punkt 12
abgeleitet, und zwar über einen weiteren regelbaren Widerstand R'p, der über einen weiteren Transistor 7u
der zweiten monostabilen Kippschaltung mit den Transistoren T9 und 71o verbunden ist. Eine Elektrode
des Kondensators G ist ebenfalls an den Punkt 12 des Phasenreglers (F i g. 2) angeschlossen. Der Kondensator
G wird durch die von den Leistungstransistoren Τη bzw.
T\i gelieferten Impulsen geladen bzw. entladen. Die
zeitliche Relativlage der vom Abtaster 7 und von den Fühlern /s bzw. // abgegebenen Impulse steuert den
genannten Vorgang. Das auf diese Weise entstehende Ausgangssignal des Phasenreglers wird dem Mittelwertregler
zugeführt.
Am Eingang des Mittelwertreglers ist ein Additions-Netzwerk A eingeschaltet, in dem alle drei Eingangssignale,
d. h. ein Eingangssignal vom Phasenregler, ein Eingangssignal vom ersten Tachodynamo 7] und ein
Eingangssignal vom zweiten Tachodynamo 7}, addiert
werden. Diese addierten Signale werden in einem Schaltkreis mit dem Transistor TU verarbeitet, welcher
Schaltkreis für das proportional-integrale Verhalten des gesamten Reglers besorgt ist. Die Ausgangsklemme 14
des Additions-Netzwerkes ist über einen Widerstand Rs
an die Basis des Transistors TH angeschlossen, wobei
zwischen seinem Kollektor und seinem Lastwiderstand Rt ein weiterer Widerstand Ä7 eingeschaltet ist.
Die eingeschalteten Widerstände Rs und /?7 sind für
das proportionale Verhalten des Reglers besorgt. Parallel zur Basis-Kollektor-Strecke des Transistors 7u
ist eine Reihenschaltung bestehend aus einem Widerstand Rg und einem Kondensator Cs angeschlossen,
welche Reihenschaltung zusammen mit einer weiteren derartigen Reihenschaltung /?9, Ct, für das integrale
Verhalten des Reglers besorgt ist. Die weitere Reihenschaltung, bestehend aus dem Widerstand R9 und
dem Kondensator G» ist wiederum parallel zur Basis-Kollektor-Strecke eines dem Transistor TU
nachgeschalteten Transistors ΤΊ5 eingeschaltet. Nach
einer notwendigen Verstärkung mit Hilfe vom Transistor 7)6 wird das so gewonnene Steuersignal einem
Unijunction-Transistor Γ17 zugeführt, der über einen
Transformator Tr einen steuerbaren, zur Speisung des
Motors M bestimmten Brücken-Gleichrichter steuert. Die Antriebsleitung von diesem Motor M wird, wie
vorstehend bereits beschrieben, einer der Umlenkrollen 6 des Transportbandes 2 übertragen. Mit der Welle des
Motors 2 ist ebenfalls der zweite Tachodynamo Ti
drehfest verbunden, dessen Ausgangssignal als eines der Eingangssignale dem Additions-Netzwerk zugeführt
wird.
Der Zweck der beschriebenen Einrichtung besteht darin, daß die Mitnehmer der Verarbeitungsmaschine
zusammen mit der Zeitung immer am selben Übergabeort innerhalb einer möglichst kleinen Toleranz
eintreffen sollen, wobei jeder Zeitung eine Transportzange zugeordnet werden kann. Dies wird im Grunde
genommen dadurch erreicht, daß zwei Regelsysteme verwendet werden, von welchen das eine auf die
mittlere Geschwindigkeit des vom Förderband 1 beförderten Zeitungsstromes — der Mittelwertregler —
und das andere auf die Lage einzelner Zeitungen im Zeitungsstrom der Phasenregler anspricht. Diese beiden
Systeme können entweder auf einen Motor M gemeinsam oder auf mehreren Motoren getrennt oder
gemeinsam einwirken (z. B. Booster-Triebwerk). Es wäre auch ein Leistungsselsyn anwendbar.
Im Mittelwertregler muß die mittlere Geschwindigkeit
des Zeitungsstroms mit der mittleren Geschwindigkeit der Mitnehmer 4 ausgewertet werden. Beide
Geschwindigkeiten, bzw. beide entsprechenden Drehzahlen werden entweder analog oder digital gemessen
und in einem Analog- bzw. Digitalregler ausgewertet.
Der Mittelwertregler soll proportionales und integrales
Verhalten haben.
Durch den Phasenregler soll die örtliche Lage der zu
!5 übergebenden Zeitung im Zeitungsstrom festgestellt
und mit derjenigen des jeweiligen Mitnehmers vom Transportband 2 verglichen werden, so daß je eine
Zeitung mit je einem Greifer 4 innerhalb des gesamten Mittelwertreglerbereiches in einem definierten Übergabepunkt
mit gewissen zulässigen Abweichungen (± 20% vom Zeitungsabstand) zusammengeführt wird.
Die Lage der Zeitung sowie des Mitnehmers 4 wird digital festgestellt: die Zeitungslage mit dem Abtaster 7,
die Position des Greifers 4 mit der Schlitzscheibe 8 und zwei Fühlern // bzw. /* Der Abtaster 7 erkennt den
Zeitungsrücken und gibt dabei einen elektrischen Impuls ab, dessen vordere Flanke digital ausgewertet
wird. Ein Schlitz in der Impulsscheibe 8 entspricht einem Mitnehmer 4 und sein Anteil S am Umfang dem
erfaßbaren Phasenfehler.
Die Schlitzscheibe muß so viele Schlitze aufweisen, wie sich pro Scheibenumdrehung Mitnehmer 4 an einem
festen Übergabepunkt ü vorbeibewegen. Nur ein Schlitz in der Scheibe ergäbe die größte Auflösung, und die
Scheibe würde sich dann zwischen zwei Mitnehmern je einmal drehen.
Der in der Bewegungsrichtung (F i g. 2) vom Schlitz in
der Schlitzscheibe 8 zuerst durchfahrene Fühler /5
bereitet eine Korrektur für mehr Umdrehungen, der andere Fühler /1 für weniger vor. Erscheint die Flanke
des Impulses vom Zeitungsabtaster 7 während der Schlitz der Schlitzscheibe 8 einen Fühler durchfährt,
wird dies einem Korrekturimpuls von definierter Länge z. B. 20 ms für minimale Phasenfehler innerhalb des
ganzen Mittelwertregler-Bereiches auslösen; beim Fühler /s für mehr, beim Fühler In für weniger Umdrehungen.
Für zunehmende Phasenfehler wird die Korrekturimpulslänge entsprechend dem Impulsgeber rückgeführt
werden. Die Korrekturimpule schalten, dem Vorzeichen des Phasenfehlers entsprechend, einen positiven oder
negativen Stromgenerator A/ bzw. A& welche den
Kondensator G linear auf- bzw. entladen. Es entsteht so eine polarisierte Korrekturspannung, welche nun dem
Mittelwertregler oder einem Hilfsantrieb zugeführt wird.
Sobald der minimale Phasenfehler auftritt, pendelt der Schlitz der vom Motor M angetriebenen Schlitzscheibe
8 mindestens innerhalb der Unempfindlichkeitszone, gemäß der Zeitkonstante des ganzen Regelsystems.
Die Unempfindlichkeitszone ist im wesentlichen durch die Entfernung zwischen den beiden Fühlern /;
bzw. I5 gegeben.
Sobald das Schwungmoment des Transportbandes 2 größer als ihr Reibmoment wird, muß für einen stabilen
Betrieb der Einrichtung ein zusätzliches Bremssystem eingeführt werden.
Die Stromgeneratoren Ai bzw. As und die Korrektursignalrückführungen
Rp bzw. R'p sind einstellbar.
wodurch der Phasenregler dem Transportband 2 optimal angepaßt werden kann.
Beim beginn der Produktion wird der Mittelwertregler
mit dem Start der Zeitungsproduktionsmaschine sofort wirksam, hingegen der Phasenregler erst, wenn
der Zeitungsstrom den Abtaster erreicht hat. Mit einem zweiten, vorgelagerten Abtaster kommt der Phasenregler
früher zum Einsatz. Der zweite Abtaster erfüllt die Aufgaben des ersten, bis dieser vom Zeitungsstrom
erreicht wird, dann wird er durch den ersten ausgeschaltet. Die günstige Lage der beiden Abtaster
wird durch Probeläufe bestimmt.
Werden mehrere Abtaster 7, z. B. x-Abtaster, auf einen Zeitungsabstand a verteilt und eine entsprechende
Übersetzung der Schlitzscheibe durchgeführt, können Phasenfehler bereits innerhalb eines Zeitungsabstandes
x-mal gemessen werden, was zu einer feineren und genaueren Phasenregelung führt.
Mit der Messung von Beschleunigungen und Beschleunigungsänderungen
etc. könnte phasenstarre Synchronisierung noch verbessert werden.
Hierzu 3 Blatt Zeichnungen
Claims (2)
1. Einrichtung zum gegenseitigen Anpassen der Fördergeschwindigkeiten zweier nacheinander angeordneter,
zur Förderung von Einzelstückeii eingerichteter Förderer, mit einem Regler, der die
Bewegung der beiden Förderer in bezug aufeinander derart synchronisiert, daß die Einzelstücke in
gleichen Abständen auf den nachfolgenden Förderer gelangen, dadurch gekennzeichnet, daß
ein zweiter Regler (Mi) angeordnet ist, der die Geschwindigkeit des nachfolgenden, mit Greifern
(4) versehenen Förderers (2) entsprechend der mittleren Geschwindigkeit des vorangehend angeordneten
Förderers (1) regelt
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Regler (Mi) ein AJdhions-Netzwerk
(13) mit drei Eingängen aufweist, dessen erster Eingang (a) an einen ersten, vom vorangehend
angeordneter) Förderer (1) angetriebenen Tachogenerator (Ti) und dessen zweiter Eingang (b) an
einen zweiten, vom nachfolgenden Förderer (2) angetriebenen Tachogenerator (Tfi angeschlossen
ist, während der dritte Eingang (c) an den Ausgang des erstgenannten Reglers (Ph) gekoppelt ist, v/obei
der Ausgang des Additions-Netzwerkes (13) über einen sowohl das integrale als auch proportionale
Verhalten aufweisenden Regler (P, I) mit einem den Antrieb (M) des nachfolgenden Förderers (2)
steuernden Leistungsteil (X^ verbunden ist.
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