DE2507218C3 - Vorrichtung zur Taktsteuerung eines Bogenanlegers für Papierverarbeitungsmaschinen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Taktsteuerung eines Papierverarbeitungsmaschinen Papierbögen unterschiedlichen Formats zuführenden Bogenanlegers, wobei die den zeitlichen Einlauf aufeinanderfolgender Bögen bestimmende Bogenfolgezeit auf die Formatgröße der Papierbögen eingestellt und proportional zur Maschinenlaufgeschwindigkeit geändert wird.

Eine derartige Vorrichtung ist aus der DE-OS 21 11 057 bekannt Die bekannte Vorrichtung ist ebenfalls dazu bestimmt, in einem gesteuerten Takt einer Papierverarbeitungsmaschine Papierbögen unterschiedlichen Formats mittels eines Bogenanlegers zuzuführen. Zur Steuerung dieses Bogenanlegers ist dabei ein Impulsgeber an einer Maschinenwelle vorgesehen, der eine zur Bogenlänge proportionale Anzahl von Impulsen erzeugt, die einem Digitalzähler zugeführt werden, an dem mittels eines Vorwahlschalters ein vorgegebener End-Zähler?»and eingestellt ist Bei Erreichen des eingestellten End-Zählerstandes veranlaßt der Digitalzähler bei der bekannten Vorrichtung durch einen Steuerimpuls die öffnung eines Ventils und damit das Einziehen des nächsten Bogens, wobei der Digitaizähler auch noch auf einen kleineren Zwischen-Zählersiand einstellbar ist, bei dessen Erreichung das Ventil durch einen Steuerimpuls des Digitalzählers geschlossen wird. Nachteilig an der bekannten Vorrichtung ist es, daß die Steuerung des Bogenanlegers mit Einern erheblichen schaltungstechnischen Aufwand verbunden ist und daß insbesondere Zähler benötigt werden, bei denen eine Voreinstellung auf bestimmte Zählerstände möglich ist und die mit genau definierten Impulsen angesteuert werden müssen.

Ausgehend vom Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die Steuerung für einen Bogenanleger erheblich zu vereinfachen, ohne auf die bei einer Digitalsteuerung mögliche Präzision zu verzichten.

Diese Aufgabe wird bei einer Vorrichtung der eingangs beschriebenen Art gemäß einer ersten Ausgestaltung der Erfindung dadurch gelöst, daß als Zettglied für die Bestimmung der Bogenfolgezeit und/oder Bogenansaugzeit ein mit einer Vergleichschaltung verbündender Kondensator vorgesehen ist, dem eine maschinengeschwincJigkeitsabhängige Ladespinnung zugeführt ist daß dem Ladestromkreis des Kondensators ein auf das Papierformat des zuzuführenden Bogens einstellbarer Widerstand zugeordnet ist und daß der Widerstand als digital einstellbare Widerstands-

dekade in Form von vier in Reihe geschalteten Widerständen mit der relativen Wertigkeit 1 ; 2 :3 ; 3 ausgebildet ist, denen Schalter parallel geschaltet sind, durch deren selektives Schließen die unterschiedliche Widerstandseinstellung erfolgt

Gemäß einer zweiten Ausgestaltung der Erfindung wird die gestellte Aufgabe bei einer Vorrichtung der eingangs beschriebenen Art dadurch gelöst, daß als Zeitglied für die Bestimmung der Bogenfolgezeit und/oder Bogenansaugzeit ein mit einer Vergleichsschaltung verbundener Kondensator vorgesehen ist, dem eine konstante Ladespannung zugeführt ist und wobei dem anderen Eingang de- Vergleichsschaltung eine zur Maschinengeschwindigkeit umgekehrt proportionale Vergleichspannung zugeführt ist, und daß im Lade-Stromkreis für den Kondensator ein auf das Papierformat des zuführenden Bogens einstellbarer Widerstand zugeordnet ist und daß der Widerstand als digital einstellbare Widerstandsdekade in Form von vier in Reihe geschalteten Widerständen mit der relativen Wertigkeit 1 :2 :3 :3 ausgebildet ist, denen Schalter parallel geschaltet sind, durch deren selektives Schließen die unterschiedliche Widerstandseinstellung erfolgt

Der entscheidende Vorteil der erfindungsgemäßen Vorrichtung besteht darin, daß eine Art Hybrid-Lösung gefunden wurde, indem einerseits ein Kondensator mit einer von der Maschinengeschwindigkeit abhängigen analogen Spannung aufgeladen wird und indem andererseits dem Kondensatoraufladebereich ein digital einstellbarer, kostengünstig herstellbarer Widerstand in Form von Widerstandsdekaden zugeordnet ist, so daß mittels empfindlicher Vergleichsschaltungen die Steuerbefehle in präziser zeitlicher Folge erzeugt werden können.

Die Erfindung wird nachstehend noch anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele in Verbindung mit Zeichnungen näher erläutert Es zeigt

F i g. 1 einen Bogenanleger in Seitenansicht mit zugeordneter Verarbeitungsmaschine,

F i g. 2 in diagrammäßiger Darstellung den Verlauf der Bogenansaugzeit und Bogenfolgezeit

Fig.3 zwei mögliche Ausführungsbeispiele zur Einstellung der beim Betrieb des Bogenanlegers erforderlichen Zeiten,

Fig.4 ein Ausführungsbeispiel c'nes Tachogenerators zur Erzeugung einer geschwindigkeitsabhängigen Spannung,

Fig.5 ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung, wobei Tachogenerator und Zeitschaltung mit einem einzigen, gemeinsamen Kondensator auskammen,

Fig.6a und 6b ein Ausführungsbeispiel eines Einstellwiderstandes für die Formatgröße der Bögen.

Wie der Darstellung der F i g. 1 entnommen werden kann, sind einer Papierverarbeitungsmaschine 1 in v> aufeinander abgestimmter Folge von einem Papierstapel 2 Bögen zuzuführen, wobei zwei Bedingungen wichtig sind; erstens muß es möglich sein, das System der Bogenzuführung, nämlich im engeren Sinne den Bogenanleger auf die verschiedenen FormatgFößen mi einzustellen und zweitens muß zur Gewinnung einer möglichst hohen Maschinenleistung der Abstand zwischen zwei aufeinanderfolgenden Bögen möglichst kleingehalten werden.

Zu diesem Zweck ist ein Saugrad 3 vorgesehen, hi welches unter Vakuumpinfluß gebracht werden kann und in der Lage ist, jeweils einen der Bögen im Papierstapel 2 zu erfassen und der Papierverarbeitungsmaschine zuzuführen, und zwar zunächst zwei dieser zugeordneten und den zugeführten Papierbogen ergreifenden, aufeinander abgestimmten Walzen 4s und 4ft. Für die Erfindung ist lediglich wesentlich der Zeitraum, bis zu welchem der Papierbogen sicher von den Walzen 4a und 46 der Papierverarbeitungsmaschine erfaßi und zur weiteren Verarbeitung abtransportiert wird. Es versteht sich aber, daß der Systemtakt des Bogenanlegers abzustimmen ist auf die maximal erreichbare Geschwindigkeit der Papierverarbeitungsmaschine, damit keine Leerzeiten entstehen und eine möglichst hohe Maschinenleistung erreicht wird. Das Saugrad 3 ist über ein elektrisch gesteuertes Magnetventil 5 mit einer Vakuumpumpe 6 verbunden; es ist das Zusammenwirken des von der Vakuumpumpe 6 erzeugten Vakuums mit dem Magnetventil, welches das Vakuum dem Saugrad zuführt, das die Taktsteuerung des Bogenanlegers bestimmt Das Magnetventil 5 wird während der Bogenansaugzeit betätigt; diese in Fig.2 im oberen Diagramm dargestellte Bogenansaugzeit muß mindestens so lange andauern, bis ein Bogei. vom Saugrad sicher bis zur Übernahme durch die Walzen der Papierverarbeitungsmaschine transportiert worden ist. Anschließend kann das Vakuum für das Saugrad abgeschaltet werden und es läuft dann noch die Bogenfolgezeit weiter, die angibt, zu welchem Zeitpunkt der nächste Bogen über das Saugrad vom Papierstapel abgezogen werden muß. Diese Bogenfolgezeit ist daher grundsätzlich größer als die Bogenansaugzeit und lediglich etwas langer als die Zeit die sich aus der Maschinenlaufgeschwindigkeit dividiert durch die Bogenlänge des jeweiligen Bogens ergibt

Bei schnellerem Lauf der Maschine können sich selbstverständlich die Bogenansaugzeit und die Bogenfolgezeit verringern, sie sind jedoch immer proportional zur Bogenlänge.

Die Erfindung umfaßt daher zur Durchführung der soeben geschilderten Funktionen mindestens einen Zeitschaltkreis, der die Bogenfolgezeit bestimmt: bevorzugt ist auch noch ein Zeitschaltkreis parallel dazu vorgesehen, der die Bogenansaugzeit bestimmt und der im Grunde den gleichen Kriterien unterworfen ist, wie der Zeitschaltkreis für die Bogenfolgezeit, so daß im folgenden lediglich noch auf einen solchen Zeitschaitkreis für die Bogenfolgezeit eingegangen wird.

Der Darstellung der F i g. 3 lassen sich nun zwei schaltungsmäßige Ausführungsbeispiele, nämlich a) und b) entnehmen, die beide in der Lage sind, in Abstimmung auf das jeweilige Papierformat und die jeweilige Maschinengeschwirdigkeit ein Ausgangssignal, nämlich bevorzugt ein Triggersignal abzugeben, welches im Ausführungsbeispiel das Magnetventil 5 so steuert, daß c"'.e In F i g. 2 dargestellten Bogenansaugzeiten und Bogenfolgezeiten erzielt werden.

Das in Fig.3d dargestellte Ausführusigsbeispiel besteht aus der Reihenschaltung eines in seinem Widerstandswen einstellbaren Widerstandes R und eines Kondensators C, wobei der Verbindungspunkt von Widerstand und Kondensator mit dem nichtinvertierenden Eingang einer Vergleichsschaltung 8 verbun* den ist. Dem invertierenden Eingang ist eine konstante Spannung zugeführt. Die der Klemme 7 der Schaltung nach F i g. 3a, also dem freien Ende des einstellbaren Widerstandes R zu geführte Ladespannung Ul für den Kondensator ist nun jedoch maschinengeschwindigkeitsabhängig, d. h. ihre Größe ändert sich in Abhängigkeit zu der jeweiligen Verarbeitungsgeschwindigkeit von Papierverarbeitungsmaschine 1 und Bogenanleger.

Eine solche geschwindigkeitsabhängige Spannung ist in einfacher Weise beispielsweise durch die Verwendung eines Tachogenerators zu gewinnen, der von einer sich mit Maschinengeschwindigkeit drehenden Welle, beispielsweise der Hauptwelle des Systems oder einer anderen geeigneten Welle angetrieben ist. Dann ergibt sich an der Klemme 7 eine um so größere Spannung, je höher die Maschinengeschwindigkeit ist und der Kondensator wird eher aufgeladen.

Es versteht sich, daß die Aufladung des Kondensators, beispielsweise dann, wenn diese in den nichllinearen Bereich kommt, auch über eine Konstantstromquelle erfolgen kann, die ihrerseits von einem maschinengeschwindigkeitsabhängigen Signal angesteuert ist. Das Ausführungsbeispiel der F i g. 3 stellt lediglich den einfachsten Fall einer möglichen Realisierung einer olchen Schaltung dar.

anderen F.ingang der Vergleichsschaltung 8 zugeführte Höhe erreicht, ergibt sich am Ausgang 9 der Vergleichsschaltung ein, beispielsweise das Magnetventil 5 ansteuerndes Signal. Am Widerstand R laßt sich, wie leicht einzusehen ist. das Format der der Papierverarbeitungsmaschine zuzuführenden Bögen einstellen.

Zweckmäßigerweise ist parallel zu dem Zeitsthahkreis der F i g. 3a ein weiterer Zeitschaltkreis vorgesehen, der praktisch identisch aufgebaut sein kann und die Dauer der Bogenansaugzeit bestimmt. In diesem Falle erscheint an diesem anderen Zeitschaltkreis ein Signal, weiches das Magnetventil dann, wenn der Papierbogen sicher von den Walzen 4a und 46 der Papierverarbeitungsmaschine 1 ergriffen ist. abschaltet: die Schaltung der F i g. 3a schaltet dann das Magnetventil 5 nach Abiauf der Bogenfolgezeit wieder ein: gleichzeitig werden die beiden Zeitschaltkreise für die Bogenansaugzeit und die Bogenfolgezeit neu gesetzt, d. h. die Kondensatoren werdei. -nladen und die Schaltungen fur den nächsten Zvkli -bereitet.

F.ine Variante des / ,aitkreises der F i g. 3a zeigt die F i e. 3b. die im v-t. !liehen gleich aufgebaut ist. wobei jedoch die Kondensatorladespannung oder zweckmäßigerweise der Kondensatorladestrom konstant ausgebildet ist und die maschinengeschwindig-Ke:: i.i&hängige Spannung dem jeweils anderen Eingang Jer Vti/eichsschaltung 8 zugeführt ist. Es ist einzusehen, ^.iß sich dadurch ein gleiches Schaltverhalten ergibt. In diesem Fall ist die maschinengeschwindigkeitsabhängie Spannung ίΛ umgekehrt proportional zur Geschwindigkeit v.

In F i g. 4 ist ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel zur Gewinnung einer maschinengeschwindigkeitsabhängigen Spannung dargestellt; bei diesem Ausführunqsbeispiel ist mit einer mit Maschinengeschwindigkeit laufenden Welle eine Schlitzscheibe 10 verbunden, die beispielsweise induktiv, kapazitiv, optisch oder auch magnetisch einen Impulsqeber 11 ansteuert der seinerseits ein monostabiles Kippglied 12 ansteuert Die Ausgangsimpulse des monostabilen Kippgliedes werden über einem Kondensator Ci integriert und an der Klemme 13 der Schaltung der Fig.4 ergibt sich die gewünschte geschwindigkeitsabhängige Spannung, die der Klemme 7 der Schaltung der F i g. 3a oder alternativ auch der Klemme 14 der Vergleichsschaltung 8 der F i g. 3b zugeführt werden kann. Die Spannung am Kondensator Ci ist proportional zu der pro Zeiteinheit eingehen den Impulsanzahl und damit ein Maß für die Maschineniaufgeschwindigkeit

Ein besonders vorteilhaftes Ausfuhrungsbeispiel zeigt schließlich noch die Darstellung der Fig.5, bei der die für die Erfindung erforderlichen Kondensatoren durch einen einzigen Kondensator Ci ersetzt sind.

Bei diesem Ausführungsbeispiel ist wiederum der Impulsgeber 11 mit nachgeschaltetem monostabilem Kippglied 12 vorgesehen, welches einen Transistor 15 ansteuert, der bei jedem Impuls des monostabilen Multivibrators 12 leitend wird und den Kondensator d über den einstellbaren Widerstand R von einer konstanten Spannungsquelle + IJ auflädt. Wie einzusehen ist. erfolgt die Aufladung des Kondensators C) unmittelbar maschinengeschwindigkeitsproportional; am Widerstand R laßt sich wiederum das Papierformat einstellen, so daß dem anderen, hier invertierenden Eingang der Vergleichsschaltung 8 lediglich über einen Spannungsteiler aus den Widerständen 16 und 17 eine

braucht. Die Ladezeit für den Kondensator (Λ bestimmt sich durch die Folgefrequenz, der Ausgangsirnpulse am monostabilen Multivibrator 12 und durch die Einstellung des Widerstandes R. daher ändert sich die Verzögerungszeit dieser Zeitschaltung proportional zum Papierformat und umgekehrt proportional zur Maschinengeschwindigkeit.

Da sich, wie schon erwähnt, an dem Widerstand R das Papicrfo" ia; einstellen läßt, ist dieser Widerstand in einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung als digital einstellbare Widerstandsgekade ausgeführt. wobei die digitale Einstellung zweckmäßigerweise noch in einer l.ängenmaßeinheit, beispielsweise in Zentimetern oder Zoll geeicht sein kann, so daß eine Bedienungsperson lediglich die Maße des der Papierverarbeitungsmaschine I zuzuführenden Papierbogens am Widerstand R digital einstellt und dann sichergestellt ist. daß mit maximaler Geschwindigkeit und minimalem Abstand zwischen den einzelnen Papierbögen auf die Papierbogenformatgröße abgestimmt qefahren wird.

Die Widerstandsdekade selbst ist bevorzugt in einem digitalen 1-2-3-3 Code aufgebaut, was im folgenden anhand der F i g. 6a und 6b noch genauer erläutert wird. Die Widerstandsdekade der Fig. 6a besteht aus vier in Reihe geschalteten Widerständen 20, 21, 22 und 23. denen eine Anzahl parallelliegender Schalter zugeordnet sind.

Von wesentlichem Vorteil ist, daß diese Widerstände aufgrund der sinnreichen Schaltung lediglich die Wertigkeit 1-2-3-3 haben müssen; dennoch lassen sich sämtliche Werte von 1—9 für eine Widerstandsdekade einstellen. Von Vorteil ist, daß der maximale W.»ierstandswert nur dreimal größer zu sein braucht als der minimale Widerstandswert; dies ist besonders wichtig bei Fertigung solcher Widerstandsnetzwerke in integrierter Technik. Zur Herstellung eines solchen Digitaleinstellers ist daher nur ein minimaler Aufwand erforderlich.

Schaltet man die den Widerständen 20 bis 23 zugeordneten Schalter A bis G in der Weise, wie dies in dem Diagramm der F i g. 6b dargestellt ist, so ergeben sich an den AnschluBpunkten //und/des Digitaleinstellers die im Diagramm angegebenen 10'Widerstandswerte, wie leicht nachgeprüft werden kann. Die Kreuze im Diagramm der F i g. 6b geben jeweils die geschlossene Stellung eines zugeordneten Schalters an.

Bei einem praktischen Ausführungsbeispiei eines solchen Digitaleinstellers kann dieser aus 1 bis 4 Einzeldekaden mit jeweils zehn Stufen bestehen. Die Widerstandswerte von Einzeidekade zu Einzeldekade

sind dabei immer um eine Zenerpotenz höher, so daß bei Reihenschaltung dieser auf diese Weise gebildeten Widerstandsdekaden sich je nach Anzahl der Schalter Widerstandswerte von 0—9; 0—99; 0—999 und 0-9999 oder darüber einstellen lassen.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (8)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zur Taktsteuerung eines Papierverarbeitungsmaschinen Papierbögen unterschiedlichen Formats zuführenden Bogenanlegers, wobei s die den zeitlichen Einlauf aufeinanderfolgender Bögen bestimmende Bogenfolgezeit auf die Formatgröße der Papierbögen eingestellt und proportional zur Maschinenlaufgeschwindigkeit geändert wird, dadurch gekennzeichnet, daß als Zeitglied für die Bestimmung der Bogenfolgezeit und/oder Bogenansaugzeit ein mit einer Vergleichschaltung (8) verbundener Kondensator (C, C3) vorgesehen ist, dem eine maschinengeschwindigkeitsabhängige Ladespannung (UL) zugeführt ist, daß dem Lade-Stromkreis des Kondensators (Q C3) ein auf das Papierformat des zuzuführenden Bogens einstellbarer Widerstand (R) zugeordnet ist und daß der Widerstand als digital einstellbare Widerstandsdekade (20, 21, 22, 23) in Form von 4 in Reihe geschalteten Widerständen mit der relativen Wertigkeit 1 :2 :3 :3 ausgebildet ist, denen Schalter parallel geschaltet sind, durch deren selektives Schließen die unterschiedliche Widerstandseinstellung erfolgt.

2. Vorrichtung /ur Taktsteuerung eines Papierverarbeitungsmaschinen Papierbögen unterschiedlichen Formats zuführenden Bogenanlegers, wobei die die zeitliche Abfolge aufeinanderfolgender Bögen bestimmende Bogenfolgezeit auf die Formatgröße der Papierbögen eingestellt und proportional zur Maschinenlaufgeschwinc.gkeit geändert wird, dadurch gekennzeichne;, daß als Zeitglied für die Bestimmung der Bogenfolgez. ι und/oder Bogenansaugzeit ein mit einer Vergleichsschaltung (8) verbundener Kondensator (C, C3) vorgesehen ist, dem eine konstante Ladespannung zugeführt ist und wobei dem anderen Eingang der Vergleichschaltung (8) eine zur Maschinengeschwindigkeit umgekehrt proportionale Vergleichsspannung (UK) zugeführt ist, und daß im Ladestromkreis für den Kondensator (C, C3) ein auf das Papierformat des zuzuführenden Bogens einstellbarer Widerstand (R) zugeordnet ist und daß der Widerstand als digital einstellbare Widerstandsdekade (20,21, 22, 23) in Form von 4 in Reihe geschalteten Widerständen mit der relativen Wertigkeit 1 : 2 :3 :3 ausgebildet ist, denen Schalter parallel geschaltet sind, durch deren selektives Schließen die unterschiedliche Widerstandseinstellung erfolgt. w

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzeugung der geschwindigkeitsabhängigen Spannung ein Tachogenerator (10, 11, 12, C2) vorgesehen ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekenn- « zeichnet, daß zur Erzeugung der geschwindigkeitsabhängigen Spannung (UL)e\ne an einer maschinensynchron angetriebenen Welle angeordnete Schlitzscheibe (10) vorgesehen ist, der ein Impulsgeber (11) zugeordnet ist. der ein monostabiles und mit einem integrierenden Kondensator (C2) verbundenes Kippglied (12) ansteuert.

5. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß das monostabile Kippglied (12) einen Transistor (15) steuert, der im Ladestrompfad des mit einer konstanten Ladespannung (+U) beaufschlagten Zei'kondensators (C3) liegt, derart, daß als Integrationskondensator und Zeitkondensa tor lediglich ein Kondensator (C3) benötigt ist

6. Vorrichtung nach Anspruch t, dadurch gekennzeichnet, daß die digitale Einstellung der Widerstandsdekade in einer Längenmaßeinheit geeicht ist

7. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 —6, dadurch gekennzeichnet, daß der jeweils die nächste Bogenfolge einleitende, triggemde Ausgangsimpuls der Vergleichsschaltung (8) als Zählimpuls für die Bogenzählung verwendet und gegebenenfalls einem Zähler zuführbar ist

8. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1—7, dadurch gekennzeichnet, daß die über den Integrierkondensator (C2) gewonnene, maschinengeschwindigkeitsabhängige Spannung einem Meßinstrument zur Anzeige der Maschinenlaufgeschwindigkeit zugeführt ist