DE3931967A1 - Vorrichtung zur steuerung von maschinen zur herstellung von beuteln oder saecken - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Steuerung von Maschinen zur Herstellung von von Schlauch- oder Halbschlauch­ bahnen aus thermoplastischem Kunststoff abgeschweißten Beuteln oder Säcken mit einem Vorzugswalzenpaar für die Bahn, das unmittelbar von einem Motor oder über ein Getriebe von einem Motor angetrieben ist, mit einem die Bahn mit Schweißnähten, Querschweißnähten oder Querschweißtrennähten versehenden Schweiß­ backenpaar, dessen Bewegungen über ein Getriebe von einem zweiten Motor abgeleitet sind, gegebenenfalls mit weiteren mit Antrieben versehenen Bearbeitungseinrichtungen, wie Stanzen, Perforiermessern und/oder Ablagen oder Stapeleinrichtungen o.dgl., und mit einer zentralen Recheneinheit, die die Motore derart steuert, daß dem Motor des Schweißbackenpaares bereits Antriebsenergie zugeführt wird, während der das Vorzugswalzen­ paar antreibende Motor noch zum Antrieb des Vorzugswalzenpaares Antriebsenergie erhält, und daß nach der Stilltstandsphase des Motors des Vorzugswalzenpaares dieser bereits angetrieben wird, bevor der Motor des Schweißbackenpaares zum Stillstand gekommen ist.

Eine Vorrichtung dieser Art ist aus der EP-Veröffentlichung 2 97 434 bekannt. Die bekannte Vorrichtung ermöglicht durch Entkoppelung der Antriebe der Vorzugswalzen und der Schweiß­ backen eine Leistungssteigerung nicht nur dadurch, daß die Still­ standszeiten, die auf die reinen Schweißzeiten begrenzt werden können, von den Vorzugszeiten unabhängig sind, sondern zusätzlich noch dadurch, daß die Laufzeiten der Motoren einander teilweise überlappen, so daß unter Vermeidung von Leerzeiten mit größter Leistung gefahren werden kann.

Es ist nun nicht immer wünschenswert, die Maschine mit ihrer größtmöglichen Leistung zu fahren. Vielmehr kann es zweckmäßig sein, die Maschine zur Anpassung an andere Produktions­ einrichtungen oder an bestimmte Betriebsabläufe mit einer entsprechend angepaßten Leistung zu betreiben.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Vorrichtung der eingangs angegebenen Art zu schaffen, deren Leistung bis zur Höchstleistung variabel ist.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe bei einer Vorrichtung der gattungsgemäßen Art dadurch gelöst, daß die Drehzahl des Vorzugs­ walzenpaares zur Verlängerung oder Verkürzung der Vorzugszeit für einen einer Beutel- oder Sacklänge entsprechenden Bahn­ abschnitt beliebig veränderbar ist.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung ermöglicht es somit, die Beutel- oder Sackmaschine entsprechend vorgegebenen Bedingungen oder gewünschten Betriebsabläufen mit größerer oder geringerer Leistung zu fahren. Insbesondere läßt sich die Leistung der erfindungsgemäßen Maschine auch so steuern, daß sie nicht nur kontinuierlich ständig oder über kürzere oder längere Zeit­ abschnitte mit einer erhöhten oder verringerten Leistung arbeitet, sondern daß auch eine einzelne Taktlänge verkürzt oder verlängert werden kann.

Bei mit hoher Leistung arbeitenden Beutel- oder Sackmaschinen bedeutet es ein besonderes Problem, die aus den hergestellten Säcken oder Beuteln gebildeten Stapel abzufördern, ohne die Produktion der Beutel- oder Sackmaschine zu stoppen, um zu verhindern, daß nachgeförderte Beutel oder Säcke einen störungs­ freien Abtransport eines fertigen Stapels behindern. Es ist bekannt, Beutel- oder Sackmaschinen derart zu steuern, daß sie während des Abtransports eines Stapels einen oder mehrere Leer­ takte ausführen, was aber aufwendige Steuerungen und einen erheblichen Eingriff in das Produktionsverfahren bedeutet.

ln weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist daher vorgesehen, daß die Vorzugszeit für einen Bahnabschnitt auf eine Zeit verlängerbar ist, die zum Abtransport eines aus den Beuteln oder Säcken gebildeten Stapels erforderlich ist. Die erfindungsgemäße Vorrichtung erlaubt es daher, ohne Stillstand der Maschine und ohne Leertakte fahren zu müssen, während eines entsprechend verlängerten Vorzugtaktes störungsfrei einen gebildeten Stapel mit vorbestimmter Stückzahl gegebenenfalls nach vorheriger Bearbeitung, beispielsweise Verblockung, störungsfrei abzufördern, ohne grundsätzlich in den Produktionsablauf eingreifen zu müssen.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert. In dieser zeigt

Fig. 1 eine Beutel- oder Sackherstellungsmaschine mit zugehöriger Steuerung in schematischer Darstellung,

Fig. 2 den Antrieb zweier Vorzugswalzenpaare und der Schweiß­ einrichtung durch jeweils getrennte Motore in schematischer Seitenansicht,

Fig. 3 einen überdrückbaren Kurbeltrieb zum Antrieb eines Schweißbackens in schematischer Seitenansicht in unterschiedlichen Winkelstellungen der Kurbel und

Fig. 4 ein Drehzahl-Zeitdiagramm, aus dem die Antriebs- und Stillstandszeiten des Vorzugsrollenpaares während eines Stapelbildungszyklus ersichtlich sind.

Die Maschine 1 zur Herstellung von Beuteln oder Säcken aus einer Schlauch- oder Halbschlauchbahn weist einen üblichen Bahn­ speicher 2 auf, aus dem die beiden Vorzugswalzenpaare 3 inter­ mittierend die Bahn jeweils um eine Abschnittlänge vorziehen. Die beiden Vorzugswalzenpaare 3 werden von einem gemeinsamen Motor 4 über übliche zwischengeschaltete Getriebe 5, 6 oder aber auch unmittelbar von diesem angetrieben.

Zum gegenläufigen Antrieb der Schweißbacken des Schweißbacken­ paares 7 ist der Schrittmotor 8 vorgesehen, der durch übliche Getriebeglieder 9 mit dem Schweißbacken 7 verbunden ist.

Zur Steuerung des einander teilweise überlappenden Antriebs der Motore 4, 8 ist eine zentrale Recheneinheit 10 vorgesehen. Die Dateneingabe für diese zentrale Recheneinheit erfolgt über die Tastatur 11.

Die zentrale Recheneinheit 10 kann aus einem winzigen Mikro­ computer bestehen, der mit entsprechend angepaßter Software arbeitet.

Als Steuereinheit 10 kann aber auch ein Zentralrechner 12 vorgesehen werden, dem von der Dateneingabe 11 über die Daten­ leitungen 13 die erforderlichen Daten, die beispielsweise die Vorzugszeit, die Schweißzeit und die Takte pro Minute betreffen, zugeführt werden.

Der Zentralrechner kann dann die Drehzahl des Führungsantriebes 14 ermitteln und gleichzeitig alle Maschinenfunktionen steuern und überwachen.

Werden als Antriebsmotore hochdynamische Asynchronmotore verwendet, gibt der Zentralrechner (NC-Steuerung) die Verfahrgeschwindigkeit und die Positionierung an.

Der Führungsantrieb 14 kann aus einem Motor bestehen, dessen Drehzahl der Zentralrechner vorgibt, und aus einem Winkel­ codierer. Sind als Motore Schrittmotore vorgesehen, kann der Führungsantrieb eine elektronische Antriebssteuerung 15 steuern, die ihrerseits über die Schrittimpulse die Laufzeiten der Schrittmotore steuert. Die Schrittmotore können dabei mit Positionskontrolleinrichtungen 17, 18 versehen sein, die die jeweiligen Positionen an den Zentralrechner zurückmelden. Schrittmotore sind jedoch nur ein Beispiel für in Frage kommende Motore. Grundsätzlich können als Antriebsmotore alle Motore verwendet werden, die steuerbar sind.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 sind die beiden Vorzugs­ walzenpaare 3 nicht über einen gemeinsamen Motor 4 und über ein zwischengeschaltetes Getriebe 5, wie nach Fig. 1, sondern vielmehr über je einen Motor 4, 4′ angetrieben. Die Verwendung von zwei separaten Motoren 4, 4′ für die beiden Vorzugswalzenpaare vermeidet unflexible Getriebe und ermöglicht es somit, die beiden Vorzugswalzenpaare auf einfache Art und Weise mit unterschiedlichen Drehzahlen zu betreiben, so daß die zwischen den Vorzugswalzenpaaren gewünschte Spannung der Folien­ bahn auf einfache Weise auf den gewünschten Wert eingestellt werden kann. Die einzelnen Vorzugswalzenpaare bilden weiterhin mit ihren Antrieben und Motoren Montageeinheiten, die sich erforderlichenfalls leicht austauschen lassen.

In Fig. 3 ist eine von einem Kurbeltrieb angetriebene Schweiß­ backe 7′ dargestellt, die mit einer festen Gegenbacke oder Gegen­ leiste 7′′ zusammenarbeitet. Die erste Phase der Fig. 3 zeigt die von der Gegenleiste 7′′ abgehobene obere Schweißbacke 7′. Die zweite Phase stellt den Zeitpunkt dar, in dem die obere beweg­ liche Schweißbacke 7′ gerade auf die feste Gegenleiste 7′′ aufgesetzt hat. In der dritten Phase hat der Kurbelzapfen 16 seine untere Stellung erreicht, während er in der vierten Phase die Stellung erreicht hat, in der gerade die obere Schweißbacke 7′ wieder von der festen Unterlage 7′′ abgehoben wird. Die zweite bis vierte Phase stellen somit die Überdrückungszeit und den während der Überdrückung zurückgelegten Kurbelwinkel dar. Aus Fig. 3 wird deutlich, daß der obere Schweißbacken 7′′ während der Phasen zwei bis vier auf dem Gegenlager 7′′ aufruht, obwohl der Kurbelzapfen 16 während dieser Phasen einen bestimmten Winkelbereich durchläuft. Es findet also die beschriebene Über­ drückung statt.

Bei bekannten Maschinen wurde bisher lediglich ein einstellbarer Anteil des Drehwinkels der Kurbelwelle zum Schweißen und der Rest des Drehwinkels zum Lüften und zum Zustellen des Schweiß­ backens verwendet. Dabei entspricht ein Maschinentakt einer Umdrehung der Kurbelwelle. Normalerweise bleibt der Über­ drückungswinkel nach dem Einstellen fest, so daß die tat­ sächliche Schweißzeit immer von der aktuellen Taktzahl abhängig ist.

Erfindungsgemäß ist es nunmehr möglich, den Antriebsmotor 8 so zu schalten, daß beispielsweise der Schweißbalken nicht mit gleichbleibender Drehzahl betrieben wird, sondern während jeder Umdrehung so beschleunigt und verzögert wird, daß die Schweiß­ zeit (Überdrückungsbereich) immer dem geforderten Wert entspricht und nur der restliche Drehwinkel entsprechend der aktuellen Taktzahl durchlaufen wird. Weiterhin ist es möglich, den Motor 8 so zu schalten, daß die Kurbelwelle kurzzeitig zum Stillstand kommt. Die Zeit, die der Kurbelzapfen 16 benötigt, um einen bestimmten Drehwinkel zu durchlaufen, kann folglich je nach Bedarf geändert werden.

Gegenüber einem Linearantrieb für die Schweißbackenbewegung, der grundsätzlich auch in Betracht käme, hat der Kurbeltrieb den Vorteil der einfacheren Positionierung, wobei die Position "Schweißen" mit der höchstmöglichen Motordrehzahl durchfahren werden kann, ohne die Drehzahl für die Richtungsumkehr des Schweißbalkens umkehren zu müssen. Bei einem Linearantrieb müßte die Position "Schweißen" mit Verzögerung angefahren und aus einem Stillstand heraus in entgegengesetzter Bewegungsrichtung wieder mit Beschleunigung verlassen werden.

Wie aus dem Drehzahl- oder Geschwindigkeits-Zeitdiagramm gemäß Fig. 4 ersichtlich ist, wird nach der Bildung eines Beutel- oder Sackstapels mit vorbestimmter Stückzahl für den Vorzug des nächsten Beutels für den folgenden Stapel eine so große Vorzugszeit t1 gewählt, die ausreicht, um den zuvor gebildeten Stapel abzutransportieren. Nach der Vorzugszeit t1 für den ersten Beutel des folgenden Stapels wird der Vorzug für einen Zeitraum t2 abgeschaltet, in welchem geschweißt wird und/oder andere Bearbeitungen an dem nicht bewegten Beutel bzw. dem entsprechenden nicht bewegten Bahnabschnitt vorgenommen werden. Anschließend wird der Vorzug für eine relativ kurze Zeit t3 wieder eingeschaltet, wobei, wie aus dem Diagramm ersichtlich ist, die Vorzugswege jeweils gleich bleiben. Stillstandszeiten t2 und Vorzugszeiten t3 wechseln sich so lange ab, bis ein Beutelstapel mit der gewählten vorbestimmten Anzahl von Beuteln gebildet worden ist. Die Zeit für die Bildung eines gesamten Beutelstapels setzt sich also aus den Zeiten t1+t2+n (t3+t2) zusammen.

Während der Zeit t1 können zusätzlich auch Bearbeitungen an dem fertigen Stapel vorgenommen werden. Nachdem beispielsweise Greifer den Beutelstapel erfaßt haben, können gegebenenfalls beheizte Stapelstifte, die den Beutel verblocken, aus dem Beutelstapel herausgezogen werden. Anschließend wird der Beutelstapel abgefahren oder weggezogen und der entsprechend der Höhe des sich bildenden Stapels abgesenkte Ablagetisch wieder in seine obere Stellung gefahren, so daß er den nächst folgenden Beutel als ersten eines neuen Stapels aufnehmen kann.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung ermöglicht es somit, einen Beutelstapel zu komplettieren und den Stapel abzufördern und die Stapeleinrichtung zur Bildung eines neuen Stapels wieder vorzu­ bereiten, ohne die Produktionsmaschine vollständig stillsetzen zu müssen. Während des Langsamtaktes t1 wird also die Vorzugsgeschwindigkeit nur so weit wie nötig verringert. Da alle Bearbeitungs- und Transporteinrichtungen einzeln angetrieben und gesteuert sind, ist der synchrone Ablauf des gesamten Produktionsprozesses nach wie vor sichergestellt, ohne daß ein vollständiger Stillstand der Maschine während des Abtransports des Stapels erforderlich wäre.

Claims (2)

1. Vorrichtung zur Steuerung von Maschinen zur Herstellung von von Schlauch- oder Halbschlauchbahnen aus thermoplastischem Kunststoff abgeschweißten Beuteln oder Säcken
mit einem Vorzugswalzenpaar für die Bahn, das unmittelbar von einem Motor oder über ein Getriebe von einem Motor angetrieben ist,
mit einem die Bahn mit Schweißnähten, Querschweißnähten oder Querschweißtrennähten versehenden Schweißbackenpaar, dessen Öffnungs- und Schließbewegungen über ein Getriebe von einem zweiten Motor abgeleitet sind,
gegebenenfalls mit weiteren mit Antrieben versehenen Bearbeitungseinrichtungen, wie Stanzen, Perforiermessern Ablagen und/oder Stapeleinrichtungen o.dgl., und
mit einer zentralen Recheneinheit, die die Motore derart steuert, daß dem Motor des Schweißbackenpaares bereits Antriebsenergie zugeführt wird, während der das Vorzugswalzenpaar antreibende Motor noch zum Antrieb des Vorzugswalzenpaares Antriebsenergie erhält, und daß nach der Stillstandsphase des Motors des Vorzugswalzenpaares dieser bereits angetrieben wird, bevor der Motor des Schweißbackenpaares zum Stillstand gekommen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehzahl des Vorzugswalzenpaares (3) zur Verlängerung oder Verkürzung der Vorzugszeit für einen einer Beutel- oder Sacklänge entsprechenden Bahnabschnitt beliebig veränderbar ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorzugszeit für einen Bahnabschnitt auf eine Zeit verlängerbar ist, die zum Abtransport eines aus den Beuteln oder Säcken gebildeten Stapels erforderlich ist.