DE2118587C3 - Einrichtung zum gegenseitigen Anpassen der Fördergeschwindigkeiten zweier Förderer - Google Patents

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 Umständen 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 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 damch 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 ein 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 ers»genannten Reglers gekoppelt ist, wobei der Ausgang des Additions-Netzwerkes über einen sowohl das integrale als auch proportionale Verhalten aufweisenden Regler 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

Fig. 1 eine schematische Darstellung der gesamten Einrichtung,

F i g. 2 eine Schaltung für einen Regier der Einrichtung,

F i g. 3 eine Schaltung für den anderen Regler der Einrichtung.

Wie aus F i g. 1 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 ü 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 vcn 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

b"i anderen Satz Umlenkrollen 6 schlupffrei getragen, von welchen wiederum mindestens eine Rolle angelrieben ist.

Die Geschwindigkeit des Förderbandes I 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, darsüt je ein Greifer εη der Übergabestelle 5 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 im Grunde genommen zwei Regler verwendet, und zwar ein Mittelwertregler Mi und ein Pliasenregler Ph (F ig. X). Diese beiden Regler bewirken die Anpassung der Geschwindigkeit des Tk ansportbandes 2 an die Bewegung der ihm zu übergebenden 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 /j 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 Übergabestelle ü vorbeibewegen.

Die Fühler l/und l_s können wie von der Schlitzscheibe 8 betätigte elektrische Kontakte ausgeführt werden, 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 i 1 den J5 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 em 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 Roiler 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 Ausgangssignal erzeugt wird, das die Speisung des das Transportband 2 antreibenden Motors M steuert. Diese Steuerung der Speisung für den Motor M wirkt sich derart aus, t>o2 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 Oibzw. O₅ eingeschaltet, dessen Ausgang je über einen Stromgenerator Ai bzw. A₅ an einem gemeinsamen Kondensator C* angeschlossen ist. Ein Teil des Ausganges der Stromgeneratoren Ai bzw. A_s wird jeweils über Rückkoppiungswiderstände Rp, R'p am Eingang der Impulsformer Oi bzw. O₅ zurückgeführt Der Miasenregler umfaßt ferner noch einen Verstärker, der die vom Abtaster 7 gelieferten Impulse verstärkt Der Ausgang dieses Verstärkers bildet einen dritten Eingang für die Impulsformer O/bzw. O₅.

Der Mittelwertregler wird später im einzelnen beschrieben; deshalb sind in dieser Fig. 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 welchen eine Klemme — U_z der nicht dargestellten Speisequelle über einen ersten Widerstand R\ und einen ersten Kondensator Q an die Basis eines Trennungstransistors 7Ί angeschlossen ist Der durch Schalten des Schalters ACi entstandene Spannungsimpuls wird über den ersten Kondensator Ci der Basis des Transistors 7! zugeführt Die dem Transistor Ti vorgeschaltete Diode D\ dient zum Schütze der Bask-Emitter-Strecke des Transistors Ti beim Umpolen der Spannung am Kondensator Q. Der vom Kollektor des Transistors Tl abgeleitete Ausgang, der zugleich den Ausgang des im unteren Teil dieser F i g. 3 angedeuteten Verstärkers darstellt, wird über Koppelkondensatoren G und G an die Impulsgeber Oi und Os verzweigt.

Die Fühler // bzw. I₅ sind ebenfalls wie gesteuerte Kontakte Ki bzw. Ki ausgeführt, die eine Klemme der nicht dargestellten elektrischen Speisequelle für die Einrichtung an Eingänge der zugehörigen Impulsformer Oi bzw. O₅ einschalten. Der erste Fühler Ia der die Verzögerung des Transportbandes 2 veranlaßt, betätigt den mit ihm mechanisch gekoppelten Kontakt K2. Die negative Spannung U\ wird über einen weiteren Widerstand R3 und eine weitere Trennungsstufe, bestehend aus einem Transistor Ti und einer Diode Di, einem Pi-nkt 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 T₃ und Ti logisch verarbeitet. Diese steuern über Transistoren Ti und Tf, den Leistungstransistoren Τη an. Am Ausgang des Leistungstransistors Tj, welcher Ausgang als Punkt 12 bezeichnet ist, ist eine Klemme eines weiteren Kondensators C4 angeschlossen, so daß die Ladung des Kondensators durch die vom Leistungstransistor Tj abgegebenen Impuls gesteuert wird. Von diesem Punkt 12 wird ebenfalls ein Rückkopplungssignal abgeleitet, das über einen regelbaren Widerstand Rp dem Eingang der die Transistoren Tj und T₄ enthaltenden monostabilen Kippschaltung zugeführt wird und so die Impulsdauer der monostabilen Kippschaltung steuert.

Der andere Fühler /_ft der die schnellere Bewegung des Transportbandes 2 veranlaßt, falls der jeweilige Greifer spätPr in die Übergabcslelle 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 ftf, der wiederum über eine Trennungsstufe,

bestehend aus einem weiteren Transistor T₈ und einer weiteren Diode Ds, über eine zweite monostabile Kippschaltung mit Transistoren 7g und 7To und über einen Steuertransi^tor Tn an einen weiteren Leistungstransistor 7t2 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'n der über einen weiteren Transistor 71a der zweiten monostabilen Kippschaltung mit den Transistoren Tj und 7ΐο verbunden ist. Eine Elektrode des Kondensators C* ist ebenfalls an den Punkt 12 des Phasenreglers (Fig. 2} angeschlossen. Der Kondensator Q wird durch die von den Leistungstransistoren T₇ bzw. ΤΗ gelieferten Impulsen geladen bzw. entladen. Die zeitliche Relativlage der vom Abtaster 7 und von den Fühlern /, bzw. h 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 71 und ein Eingangssignal vom zweiten Tachodynamo Ti, 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 /?s an die Basis des Transistors Tu angeschlossen, wobei zwischen seinem Kollektor und seinem Lastwiderstand Ri ein weiterer Widerstand R₇ eingeschaltet ist.

Die eingeschalteten Widerstände Rs und R₇ sind für das proportionale Verhalten des Reglers besorgt. Parallel zur Basis-Kollektor-Strecke des Transistors Tu ist eine Reihenschaltung bestehend aus einem Widerstand Rg und einem Kondensator Q, angeschlossen, welche Reihenschaltung zusammen mit einer weiteren derartigen Reihenschaltung R₉, Q, für das integrale Verhalten des Reglers besorgt ist. Die weitere Reihenschaltung, bestehend aus dem Widerstand Rs und dem Kondensator Ce, ist wiederum parallel zur Basis-Kollektor-Strecke eines dem Transistor Tu nachgeschalteten Transistors T\$ eingeschaltet. Nach einer notwendigen Verstärkung mit Hilfe vom Transistor 7"i6 wird das so gewonnene Steuersignal einem Unijunction-Transistor T\i zugeführt der über einen Transformator T_r einen steuerbaren, zur Speisung des Niotors M bestimmten Brücken-Gieichrichter 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 7} 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 Dreh zahlen werden entweder analog oder digital gemessen und in einem Analog- bzw. Digitalregler ausgewertet

Der Mittelwertregler soll proportionales und integrales Verhalten haben. ^; Durch den Phäsenregler soH die örtliche Lage der zu 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 Oberga bepunkt mit gewissen. zulässigen Abweichungen (±20% vom Zeitungsabstand) zusammengeführt wird

Die Lage der Zeitung sowie des Mitnehmers 4 wird digital festgestellt: die Zeitungsläge 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 5 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 /ι 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 I₅ für mehr, beim Fühler /_p für weniger Umdrehungen. Für zunehmende Phasenfehler wird die Korrekturimpulslänge entsprechend dem Impulsgeber rückgeführt werden. Die Korrekturimpule schalten, dem Vorzeichen des Phasenfehiers entsprechend, einen positiven oder negativen Stromgenerator A; bzw. Α_Λ welche den Kondensator C linear auf- bzw. entladen. Es entsteht so eine polarisierte Korrekturspannung, weiche 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 Regelsy- stems. Die Unempfindlichkeitszone ist im wesentlichen durch die Entfernung zwischen den beiden Fühlern // bzw./_s 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 Λ/bzw. .A₁ 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 Obersetzung 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)

Patentansprüche:

1. 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, 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 Additions-Netzwerk (13) mit drei Eingängen aufweist, dessen erster Eingang (a)an einen ersten, vom vorangehend angeordneten Förderer (1) angetriebenen Tachogenerator (Ti) und dessen zweiter Eingang (b) an einen zweiten, vom nachfolgenden Förderer (2) angetriebenen Tachogenerator (T$ angeschlossen ist, während der dritte Eingang (c) an den Ausgang des erstgenannten Reglers (Ph) gekoppelt ist, wobei 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 (!.^verbunden ist.