EP0441131B1 - Verfahren und Vorrichtung zur Zuführung einer Materialbahn zu einer Ver- bzw. Bearbeitungsmaschine, insbesondere Verpackungsmaschine - Google Patents
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- EP0441131B1 EP0441131B1 EP91100381A EP91100381A EP0441131B1 EP 0441131 B1 EP0441131 B1 EP 0441131B1 EP 91100381 A EP91100381 A EP 91100381A EP 91100381 A EP91100381 A EP 91100381A EP 0441131 B1 EP0441131 B1 EP 0441131B1
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- B65H—HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL, e.g. SHEETS, WEBS, CABLES
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- B65H20/32—Arrangements for accumulating surplus web by making loops
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B31—MAKING ARTICLES OF PAPER, CARDBOARD OR MATERIAL WORKED IN A MANNER ANALOGOUS TO PAPER; WORKING PAPER, CARDBOARD OR MATERIAL WORKED IN A MANNER ANALOGOUS TO PAPER
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- B65H2408/20—Specific machines for handling web(s)
- B65H2408/21—Accumulators
- B65H2408/212—Accumulators of zigzag-type
Definitions
- the invention relates to a device for feeding a material web, preferably of packaging material to form separable blanks, to a processing or processing machine, in particular a packaging machine or folding assembly thereof, with a drive for the material web and with a material store through which the material web can be conveyed is, wherein means for detecting the memory content are provided, by means of which the drive of the material web can be controlled, in such a way that a minimum memory content is not undershot and a maximum memory content is not exceeded.
- the processing machine in particular the packaging machine, is usually operated in different operating states, which often and frequently alternate quickly.
- the machine's operating states include, for example, standstill, normal running, brief overspeed operation or brief crawling.
- the heavy bobbin has a mass inertia, which makes an immediate, albeit delayed, reaction to the needs of the machine or the operating conditions of the machine hardly or not possible.
- heavy bobbins are used in connection with packaging machines if, for example, packaging material made of thin cardboard is to be processed into packaging.
- packaging processes it is known to already subdivide the material web into packaging blanks, the individual blanks remaining connected to one another via residual connections and thus being able to continue to be provided as a material web on a bobbin. Only in the area of the packaging machine are the individual cuts cut from the material web, for example by tearing or shearing off.
- DE-OS 37 16 897, DE-OS 37 35 674 and DE-OS 37 35 675 is made in connection with this prior art reference is made to DE-OS 37 16 897, DE-OS 37 35 674 and DE-OS 37 35 675.
- a device for handling a web of fabric is known from US-A-4,589,580.
- the fabric web is fed into a vertical store by suitable drive rollers.
- the web should come to lie in a zigzag fold in the memory.
- the fabric web in the store will form an unordered heap, to which additional tissue is fed from above and from which tissue is removed downwards.
- a bobbin or a drive for this are not recognizable.
- the object of the present invention is to provide a method and a device for particularly advantageous coordination between the memory content and the drive of the material web.
- control of the drive of the bobbin according to the invention advantageously and in a surprisingly simple manner enables the bobbin to fill the material store, practically irrespective of the operating states of the subsequent machine, can be driven in a continuously rotating manner, under circumstances with moderately changing speeds, but largely without interruptions. In particular, complicated stopping or restarting of the bobbin can be largely avoided in this way.
- the removal of material from the material store is preferably only released if there is at least one predetermined intermediate storage content, between the minimum and the maximum storage content, or at least until the intermediate storage content has been reached, the introduction takes place faster than the removal.
- the bobbin is thus preferably driven at a speed which, depending on its size, depends on the degree of filling of the material store.
- the drive of the bobbin is maintained as long as possible, that is to say it is carried out continuously, albeit at a variable speed.
- the bobbin is preferably only stopped when the material store is completely filled and there is no discharge from the material store. Certain emergency stop situations can of course also be provided, for example if the material web breaks.
- a device is characterized in that the material store comprises a storage container which is intended and set up for receiving the material web in zigzag-shaped layers, that the means for detecting the memory content comprise measuring elements which are used to determine the number of layers in the Material storage are formed and by which the memory content can be measured in this way, and that a motor for driving a bobbin of the material web can be controlled as a function of the determined memory content.
- inventive method can in particular be carried out by means of such a device according to the invention.
- Preferred training and further developments can be found in claims 7 to 12.
- FIG. 1 shows a section from a feed device according to the invention for feeding a material web, in particular a packaging material web, to a packaging machine (not shown) in a side view.
- the material web 10 is drawn off from a bobbin 11 which is driven in rotation via a drive pin 12.
- the drive pin has a gear 13 which meshes with a pinion 14 of a shaft 15 of a motor drive 16 (FIG. 2).
- the motor drive 16 is arranged on a machine frame 17.
- the material web 10 is pulled off the rotating bobbin 11 by means of a pair of rollers 18, 19 and inserted into a storage housing 20 for a material store of the material web 10.
- the driven roller 18 acts as a push roller.
- the roller 19 can be designed as a rotating pressure roller.
- the material web 10 is inserted in zigzag layers 21 by the pair of rollers 18, 19 into the storage housing 20.
- the storage housing 20 is oriented perpendicularly, so that a layer stack with a recognizable upper edge forms due to the weight of the layers 21.
- a pair of traction rollers 22, 23 are provided for conveying the material web 10 out of the storage housing 20.
- the roller 22 is a driven pull roller
- the roller 23 is a rotating pressure roller.
- the material web 10 is conveyed further to the packaging machine (not shown) via further conveyor elements, in particular conveyor rollers 24.
- the two driven rollers 18 and 22 have rotary pulse generators, via which the rotational movement of these rollers is registered.
- Rotary pulse generators are preferably used which emit 1000 pulses per revolution of the roller.
- the memory content of the memory housing 22 can be determined by comparing the rotational movements of the two rollers 18 and 22 determined in this way. For additional, more direct determination of the memory content, sensors or measuring elements are provided, which are explained in more detail in particular in connection with FIGS. 4 to 6.
- the material web 10 is indicated in FIG. 1 once with a solid line when the bobbin is approximately full and once with a dash-dotted line when the bobbin is approximately empty (reference number 10 ').
- the storage housing 20 is largely box-shaped, the lower and the upper end face being open in the exemplary embodiment according to FIG. 1 for conveying the material web 10 through.
- the storage housing 20 each has a pair of outlet parts 25. These outlet parts 25 protrude in the direction of the rollers 18, 19 or 22, 23 and ensure safe and exact feeding or removal of the material web.
- outlet parts 25 are shaped like tongues.
- the rollers 18, 19 and 22, 23 have recesses 26 into which the outlet parts 25 protrude approximately tangentially.
- the storage housing 20 has a continuous slot 27 which extends in the conveying direction of the material web 10 and through which the layers 21 of the material web 10 in the storage housing 20 can be observed.
- FIG. 3 once again shows the exemplary embodiment according to FIG. 1 in a more schematic representation.
- the topology of the material web feed is made clearer.
- the storage housing 20 is again largely perpendicular.
- a measuring element 30, which comprises a series of sensors arranged one above the other.
- FIG. 4 shows a second exemplary embodiment of a feed device according to the invention in a schematic representation, which corresponds to the representation of FIG. 3.
- the embodiment according to FIG. 4 differs from the embodiment according to FIG. 3 essentially in that the storage housing 20 is arranged horizontally.
- the layers 21 of the material web 10 in the storage housing 20 do not form a stack of layers with a recognizable upper edge in this orientation of the storage housing 20.
- a measuring element 31 is therefore assigned to the storage housing 20 and comprises a weighing element or a weighing device. In this embodiment of the device, the memory content is thus recorded in a weighing manner.
- FIG. 5 and 6 show a region of the memory housing 20 according to the embodiment of FIG. 1.
- a plurality of sensors 32a and 32b are arranged in the interior of the storage housing 20.
- the sensors 32a, b are arranged one above the other, at a distance from one another, which corresponds approximately to the distance between two layers 21 in the layer stack forming in the storage housing 20.
- a transmitter 32a and a receiver 32b are arranged opposite one another as sensors.
- the sensors 32a, b which are assigned to one another are arranged somewhat offset in height from one another, so that a test beam 33 emitted by the transmitter 32a extends at a somewhat acute angle (angle 34) to the respectively adjacent folded edge 35 of the layers 21 of the material web 10. This ensures that each test beam 33 intersects a folded edge 35 in the maximum case, which is thus detected by the receiver 32b. It is thus possible to use sensors 32a and b to determine the number of layers 21 of the material web 10 in the storage housing 20, at least the layers 21, which together form a stack of layers due to the weight of the material web 10.
- the zigzag-shaped folding and layering of the material web 10 shown can in particular be carried out in a simple manner in the case of material webs which are already divided into individual blanks, but which are still connected to one another via residual connections, since in the region of these residual connections the material web 10 is weakened in such a way that a fold edge 35 can easily be formed in this area, so that each layer 21 is formed by a blank.
- FIG. 7 and 8 show block diagrams for a control of the feed device according to the invention, via which the drive 16 of the bobbin 11 is controlled.
- the controls each include measuring elements 30 and 31, respectively.
- the control according to FIG. 7 is operated largely analog, while the control according to FIG. 8 is operated largely digitally.
- the first circuit has been assigned to a sensor measuring element 30 and the second circuit has been assigned to a weighing measuring element 31. It could also be a reverse Assignment done.
- circuits shown as signal transmitters comprise rotary pulse transmitters 36 and 37 which are assigned to the rollers 18 and 22.
- the output signal of the measuring element 30 or 31 is fed to an analog / digital converter 38.
- the signals of the rotary pulse generators 36 and 37 and the output signal of the analog / digital converter (ADC) are supplied to counters 39..41. In the embodiment shown in FIG. 7, these signals are continued without a counter.
- the rotary pulse generator 37 of the pull roller 22 and the measuring member 30 and 31 are connected to the inputs of a summer 42.
- the output signal of the summer 42 and the output signal of the rotary pulse generator 36 of the push roller 18 are given to the inputs of a comparator 43.
- the output signal of the comparator 43 is fed to a speed controller 44, which controls the motor drive 16 of the bobbin 11.
- a motor (emergency) shutdown 45 is assigned to the motor drive 16 via the speed controller 44.
- the output signal of the measuring element 30 or 31 is also fed to a speed controller 46 with which the drive element 29 of the pull roller 22 is controlled.
- the speed controller 46 is preceded by a release member 47.
- the mark 48 means a minimum fill level
- the mark 49 an intermediate fill level
- the mark 50 a maximum fill level
- the mark 51 a complete filling of the memory housing 20.
- the feed device according to the invention or its control works as follows:
- the speed of the drive in particular a relatively heavy bobbin, is to be adapted to the partially intermittent material take-off to a packaging machine, with as little speed change or acceleration as possible.
- the pressure roller 19 is pressed against the push roller 18 and the pressure roller 23 against the pull roller 22.
- the rotary pulse generators 36 and 37 the push roller 18 and the pull roller 22 emit angular momentum during the movement of the rollers 18, 22, preferably 1000 impulses per revolution, whereby the rotational movement of the rollers 18, 22 is detected quantitatively. From this rotary movement, it is determined how much material is input into the storage housing 20 and how much material, in contrast, is removed from the storage housing 20. The memory content of the memory housing 20 is determined from this.
- the memory content of the memory housing 20 is also determined by the measuring element 30 or 31. Both measurements are linked to one another via the summer 42.
- the bobbin 11 and the pusher roller 18 are first driven alone, with the storage housing 20 empty, without the pull roller 22 until the intermediate mark 49 is reached.
- the memory has thus reached a filling level at which when the material removal is started with relatively high acceleration the bobbin can adapt to the removal speed with relatively low acceleration without the Memory becomes empty.
- the drive member 29 for the pull roller 22 is started and thus the removal or removal from the storage housing 20 is released. Thereafter, the drive 16 of the bobbin 11 is operated depending on the fill level of the storage housing 20, specifically within the limits of the marks 48 and 50 for the minimum and maximum fill level. If the intermediate mark 49 is undershot, the speed of the bobbin 11 is increased by the amount that the mark falls below this mark until this mark 49 is reached or exceeded again. If the mark 49 is exceeded, the bobbin is slowed down by a corresponding amount. This ensures that the degree of filling is largely kept in the region of the intermediate mark 49.
- variable speed component of the bobbin 11 is preferably added to a basic speed of the bobbin.
- the drive 29 of the pull roller 22 for the conveyance is switched off. If, on the other hand, the maximum mark 50 is reached and exceeded, the drive 16 of the bobbin 11 switches to a creep speed until the mark 51 of complete filling of the storage housing 20 is reached. If (still) no delivery from the storage housing 20 is made when this mark 51 is reached, the drive 16 switches off via the engine shutdown 45.
- Engine shutdowns by the engine shutdown 45 can also be provided, for example, in the event of a web break or similar emergency situations.
Landscapes
- Controlling Rewinding, Feeding, Winding, Or Abnormalities Of Webs (AREA)
- Advancing Webs (AREA)
Description
- Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung des Antriebs einer Bobine aus einer fortlaufenden Materialbahn mit im Bereich von Restverbindungen aneinanderhängenden Zuschnitten, mit folgenden Merkmalen:
- a) von der Materialbahn werden die Zuschnitte nacheinander abgetrennt und einer Ver- bzw. Bearbeitungsmaschine, insbesondere einer Verpackungsmaschine bzw. einem Faltaggregat derselben, zugeführt,
- b) die Materialbahn bildet einen Materialspeicher, dessen Inhalt fortlaufend ermittelt wird,
- c) die Zufuhr der Materialbahn in den Materialspeicher wird so gesteuert, daß ein minimaler Speicherinhalt nicht unterschritten und ein maximaler Speicherinhalt nicht überschritten wird,
- d) die Materialbahn wird durch Förderorgane in den Materialspeicher hinein- und aus diesem herausgefördert.
- Des weiteren betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur Zuführung einer Materialbahn, vorzugsweise von Verpackungsmaterial zur Bildung abtrennbarer Zuschnitte, zu einer Ver- bzw. Bearbeitungsmaschine, insbesondere Verpackungsmaschine bzw. Faltaggregat derselben, mit einem Antrieb der Materialbahn und mit einem Materialspeicher, durch den die Materialbahn hindurchförderbar ist, wobei Mittel zum Erfassen des Speicherinhalts vorgesehen sind, mittels derer der Antrieb der Materialbahn steuerbar ist, derart, daß ein minimaler Speicherinhalt nicht unterschritten und ein maximaler Speicherinhalt nicht überschritten wird.
- Bei dem obengenannten Verfahren bzw. der obengenannten Vorrichtung besteht ein Problem bei der Zuführung der Materialbahn zur Be- bzw. Verarbeitungsmaschine darin, daß die Be- bzw. Verarbeitungsmaschine, insbesondere Verpackungsmaschine, in der Regel in unterschiedlichen Betriebszuständen betrieben wird, die einander oftmals häufig und schnell abwechseln. Als Betriebszustände der Maschine kommen beispielsweise Stillstand, Normallauf, kurzzeitiger Overspeed-Betrieb oder kurzzeitiger Kriechgang in Betracht.
- Trotz dieser wechselnden Betriebszustände der Be- bzw. Verarbeitungsmaschine muß diese in jedem der Betriebszustände immer ausreichend mit Material versorgt werden. Diese ausreichende Versorgung kann grundsätzlich dadurch sichergestellt werden, daß zwischen der Bobine und der Be- bzw. Verarbeitungsmaschine ein Materialspeicher als Puffer ausgebildet wird. Je nach Aufnahmekapazität des Materialspeichers kann dann die Bobine mit einer gewissen zeitlichen Verzögerung auf den jeweiligen Bedarf der Maschine reagieren und den Materialspeicher dem Bedarf entsprechend auffüllen. Das heißt, die Betriebszustände der Bobine müssen, bei Vorhandensein eines Materialspeichers, den Betriebszuständen der nachgeordneten Maschine zeitverzögert folgen.
- Dies wird insbesondere dann problematisch, wenn es sich um eine schwere Bobine handelt, bei der zur Änderung der Betriebszustände relativ große Beschleunigungen aufgebracht werden müssen. Die schwere Bobine besitzt eine Massenträgheit, die ein unmittelbares, wenn auch zeitverzögertes Reagieren auf den Bedarf der Maschine bzw. der Betriebszustände der Maschine kaum oder nicht möglich macht.
- Insbesondere werden schwere Bobinen im Zusammenhang mit Verpackungsmaschinen betrieben, wenn beispielsweise Verpackungsmaterial aus dünnem Karton zu Verpackungen verarbeitet werden soll. Bei derartigen Verpackungsvorgängen ist es bekannt, die Materialbahn bereits in Verpackungszuschnitte zu unterteilen, wobei die einzelnen Zuschnitte über Restverbindungen miteinander verbunden bleiben und somit weiterhin als Materialbahn auf einer Bobine bereitgestellt werden können. Erst im Bereich der Verpackungsmaschine werden dann die einzelnen Zuschnitte von der Materialbahn abgetrennt, beispielsweise durch Abreißen oder Abscheren. Im Zusammenhang mit diesem Stand der Technik wird auf die DE-OS 37 16 897, DE-OS 37 35 674 und DE-OS 37 35 675 verwiesen.
- Um das im vorhergehenden geschilderte Problem, welches durch das relativ hohe Eigengewicht der anzutreibenden Bobine verursacht wird, nach Möglichkeit zu umgehen bzw. zu vermeiden, ist es wünschenswert, die Bobine, weitgehend unabhängig von den Betriebszuständen der nachfolgenden Maschine, möglichst kontinuierlich anzutreiben.
- Aus der US-A-4 719 855 ist ein Verfahren bzw. eine Vorrichtung der eingangs genannten Art bekannt. In der Schrift ist eine Materialbahn mit einem durch Sensoren überwachten Durchhang als Speicher gezeigt. In Abhängigkeit vom jeweiligen Durchhang werden Antriebsrollen entsprechend angesteuert. Diese ziehen zugleich die Bahn von einer Bobine ab. Der erzielbare Speicher ist klein. Es besteht die Gefahr der Bahnbeschädigung, da die Materialbahn gegen die Trägheit der Bobine durch die Antriebsrollen abgezogen wird.
- Eine Vorrichtung zur Handhabung einer Gewebebahn ist aus der US-A-4 589 580 bekannt. Die Gewebebahn wird durch geeignete Antriebsrollen in einen vertikalen Speicher eingefördert. Nach der Darstellung in den Figuren soll die Bahn im Speicher in einer zick-zack-förmigen Faltung zu liegen kommen. Es ist aber nicht erkennbar, wie diese besondere Faltung erzielt werden soll. Vielmehr wird die Gewebebahn in dem Speicher einen ungeordneten Haufen bilden, dem von oben weiteres Gewebe zugeführt und aus dem nach unten Gewebe abgeführt wird. Eine Bobine oder ein Antrieb hierfür sind nicht erkennbar.
- Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren bzw. eine Vorrichtung zur besonders vorteilhaften Abstimmung zwischen dem Speicherinhalt und dem Antrieb der Materialbahn zu schaffen.
- Zur Lösung der Aufgabe ist das erfindungsgemäße Verfahren durch folgende Merkmale gekennzeichnet:
- die Materialbahn wird in einem Behälter zur Bildung des Materialspeichers zick-zack-förmig unter Bildung von neben- bzw. übereinanderliegenden Lagen angeordnet,
- dabei wird die Anzahl der neben- bzw. übereinander angeordneten Lagen der Materialbahn bzw. der durch aufeinanderfolgende Lagen gebildete Füllstand zur Ermittlung des Speicherinhalts bestimmt,
- der Antrieb der Bobine wird in Abhängigkeit vom ermittelten Speicherinhalt gesteuert.
- Die erfindungsgemäße Steuerung des Antriebes der Bobine ermöglicht mit Vorteil und in überraschend einfacher Weise, daß die Bobine zur Auffüllung des Materialspeichers, praktisch unabhängig von den Betriebszuständen der nachfolgenden Maschine, ständig kontinuierlich drehend angetrieben werden kann, zwar unter Unständen mit mäßig wechselnden Geschwindigkeiten, aber weitgehend ohne Unterbrechungen. Insbesondere ein aufwendiges Anhalten bzw. Wiederanfahren der Bobine kann so weitgehend vermieden werden.
- Vorzugsweise wird die Ausförderung von Material aus dem Materialspeicher nur freigegeben, wenn wenigstens ein vorbestimmter intermediärer Speicherinhalt, zwischen dem minimalen und dem maximalen Speicherinhalt vorhanden ist oder zumindest bis zum Erreichen des intermediären Speicherinhalts die Einförderung schneller erfolgt als die Ausförderung. Die Bobine wird somit vorzugsweise mit einer Geschwindigkeit angetrieben, die ihrer Größe nach abhängig ist vom Füllgrad des Materialspeichers. Dabei wird der Antrieb der Bobine so lange wie möglich aufrechterhalten, das heißt kontinuierlich durchgeführt, wenn auch mit veränderlicher Geschwindigkeit. Die Bobine wird vorzugsweise nur dann angehalten, wenn der Materialspeicher vollständig gefüllt ist und eine Ausförderung aus dem Materialspeicher nicht erfolgt. Selbstverständlich können auch gewisse Not-Halt-Situationen vorgesehen sein, beispielsweise bei einem Riß der Materialbahn.
- Weitere vorteilhafte Durchführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens ergeben sich aus den Patentansprüchen 2 bis 5.
- Eine erfindungsgemäße Vorrichtung zeichnet sich dadurch aus, daß der Materialspeicher einen Speicherbehälter umfaßt, der zur Aufnahme der Materialbahn in zick-zack-förmigen Lagen bestimmt und eingerichtet ist, daß die Mittel zum Erfassen des Speicherinhalts Meßorgane umfassen, die zur Bestimmung der Anzahl der Lagen im Materialspeicher ausgebildet sind und durch die auf diese Weise der Speicherinhalt meßbar ist, und daß in Abhängigkeit vom ermittelten Speicherinhalt ein Motor zum Antrieb einer Bobine der Materialbahn steuerbar ist.
- Mittels einer solchen erfindungsgemäßen Vorrichtung kann insbesondere das erfindungsgemäße Verfahren durchgeführt werden. Bevorzugte Aus- und Weiterbildungen sind den Patentansprüchen 7 bis 12 entnehmbar.
- Ausführungsbeispiele, aus denen sich weitere erfinderische Merkmale ergeben, sind in der Zeichnung dargestellt. Es zeigen schematisch:
- Fig. 1
- einen Ausschnitt einer erfindungsgemäßen Zuführungsvorrichtung mit einer angetriebenen Bobine, Förderwalzen und einem Materialspeicher in der Seitenansicht,
- Fig. 2
- eine teilgeschnittene Ansicht der Vorrichtung gemäß Fig. 1 entlang der in Fig. 1 mit II-II bezeichneten strichpunktierten Linie,
- Fig. 3
- ein weiteres, vereinfachtes Schema der Vorrichtung gemäß Fig. 1,
- Fig. 4
- ein vereinfachtes Schema gemäß der Fig. 3 eines zweiten Ausführungsbeispieles einer erfindungsgemäßen Zuführungsvorrichtung,
- Fig. 5
- einen Ausschnitt aus dem Materialspeicher gemäß Fig. 1 in vergrößertem Maßstab,
- Fig. 6
- einen Schnitt durch den Ausschnitt des Materialspeichers gemäß Fig. 5 entlang der in Fig. 5 mit VI-VI bezeichneten strichpunktierten Linie,
- Fig. 7
- ein Blockschaltbild eines ersten, weitgehend analog arbeitenden Ausführungsbeispiels einer Steuerung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung, und
- Fig. 8
- ein Blockschaltbild eines zweiten Ausführungsbeispieles einer weitgehend digital arbeitenden Steuerung entsprechend Fig. 7.
- Fig. 1 zeigt einen Ausschnit aus einer erfindungsgemäßen Zuführungsvorrichtung zur Zuführung einer Materialbahn, speziell einer Verpackungsmaterialbahn, zu einer nicht dargestellten Verpackungsmaschine in einer Seitenansicht.
- Die Materialbahn 10 wird von einer Bobine 11 abgezogen, die über einen Antriebszapfen 12 drehend angetrieben wird. Zu seinem eigenen Antrieb weist der Antriebszapfen ein Zahnrad 13 auf, welches mit einem Ritzel 14 einer Welle 15 eines Motorantriebes 16 (Fig. 2) kämmt. Der Motorantrieb 16 ist an einem Maschinenrahmen 17 angeordnet.
- Die Materialbahn 10 wird von der sich drehenden Bobine 11 mittels eines Walzenpaares 18, 19 abgezogen und in ein Speichergehäuse 20 für einen Materialspeicher der Materialbahn 10 eingeschoben. Dabei fungiert die angetriebene Walze 18 als Schubwalze. Die Walze 19 kann als drehende Andrückwalze ausgebildet sein.
- Die Materialbahn 10 wird in Zick-Zack-Lagen 21 von dem Walzenpaar 18, 19 in das Speichergehäuse 20 eingeschoben. Im Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 ist das Speichergehäuse 20 lotrecht orientiert, so daß sich aufgrund des Eigengewichtes der Lagen 21 ein Lagenstapel mit einer erkennbaren Oberkante bildet.
- Zur Ausförderung der Materialbahn 10 aus dem Speichergehäuse 20 ist ein Zugwalzenpaar 22, 23 vorgesehen. Von diesen Walzen ist die Walze 22 eine angetriebene Zugwalze, während die Walze 23 eine mitlaufende Andrückwalze ist.
- Über weitere Förderorgane, insbesondere Förderwalzen 24 wird die Materialbahn 10 zur nicht dargestellten Verpackungsmaschine weitergefördert.
- Die beiden angetriebenen Walzen 18 und 22 weisen Drehimpulsgeber auf, über die die Drehbewegung dieser Walzen registriert wird. Vorzugsweise werden Drehimpulsgeber verwendet, die 1000 Impulse pro Umdrehung der Walze abgeben. Über einen Vergleich der so ermittelten Drehbewegungen der beiden Walzen 18 und 22 miteinander kann der Speicherinhalt des Speichergehäuses 22 ermittelt werden. Zur zusätzlichen direkteren Ermittlung des Speicherinhaltes sind Sensoren bzw. Meßorgane vorgesehen, die insbesondere im Zusammenhang mit den Fig. 4 bis 6 näher erläutert werden.
- Die Materialbahn 10 ist in der Fig. 1 einmal mit durchgezogener Linie bei annähernd voller Bobine und einmal mit strichpunktierter Linie bei annähernd leerer Bobine (Bezugszahl 10') angedeutet.
- Das Speichergehäuse 20 ist weitgehend kastenförmig ausgebildet, wobei im Ausführungsbeispiel gemäß der Fig. 1 die untere und die obere Stirnseite zur Hindurchförderung der Materialbahn 10 offen ist. Im Bereich dieser Stirnseiten weist das Speichergehäuse 20 jeweils ein Paar von Auslaufteilen 25 auf. Diese Auslaufteile 25 ragen in Richtung auf die Walzen 18, 19 bzw. 22, 23 vor und gewährleisten eine sichere und exakte Zuführung bzw. Abführung der Materialbahn.
- Aus der Darstellung der Fig. 2 ist entnehmbar, daß die Auslaufteile 25 zungenartig ausgeformt sind. Die Walzen 18, 19 und 22, 23 weisen Eindrehungen 26 auf, in die die Auslaufteile 25 etwa tangential einragen.
- In einer bzw. in zwei einander gegenüberliegenden Seitenwandungen weist das Speichergehäuse 20 einen durchgehenden Schlitz 27 auf, der sich in Förderrichtung der Materialbahn 10 erstreckt und durch den die Lagen 21 der Materialbahn 10 im Speichergehäuse 20 beobachtbar sind.
- In der Fig. 2 sind außerdem Antriebsorgane 28 und 29 für die Walzen 18 und 22 angedeutet.
- Die Fig. 3 zeigt noch einmal in etwa das Ausführungsbeispiel gemäß der Fig. 1 in schematischerer Darstellung. In dieser schematischeren Darstellung wird die Topologie der Materialbahn-Zuführung deutlicher gemacht. Das Speichergehäuse 20 ist wieder weitgehend lotrecht angeordnet. Dem Speichergehäuse 20 zugeordnet ist ein Meßorgan 30 angedeutet, welches eine Reihe von übereinander angeordneten Sensoren umfaßt.
- Fig. 4 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Zuführungsvorrichtung in einer schematisierten Darstellung, die der Darstellung der Fig. 3 entspricht. Die Ausführungsform gemäß der Fig. 4 unterscheidet sich von der Ausführungsform gemäß der Fig. 3 im wesentlichen dadurch, daß das Speichergehäuse 20 waagerecht angeordnet ist. Die Lagen 21 der Materialbahn 10 im Speichergehäuse 20 bilden bei dieser Orientierung des Speichergehäuses 20 keinen Lagenstapel mit erkennbarer Oberkante. Dem Speichergehäuse 20 ist daher ein Meßorgan 31 zugeordnet, welches ein Wägeelement bzw. eine Wiegeeinrichtung umfaßt. Bei dieser Ausbildungsform der Vorrichtung wird der Speicherinhalt somit wiegend erfaßt.
- Die Fig. 5 und 6 zeigen einen Bereich des Speichergehäuses 20 gemäß der Ausführungsform der Fig. 1.
- Im Inneren des Speichergehäuses 20 ist eine Vielzahl von Sensoren 32a und 32b angeordnet. Die Sensoren 32a,b sind übereinander angeordnet, und zwar in einem Abstand zueinander, der etwa dem Abstand zweier Lagen 21 in dem sich im Speichergehäuse 20 ausbildenden Lagenstapel entspricht.
- Einander gegenüberliegend sind jeweils ein Sender 32a und ein Empfänger 32b als Sensoren angeordnet. Dabei sind die einander zugeordneten Sensoren 32a,b etwas höhenversetzt zueinander angeordnet, so daß ein vom Sender 32a ausgesandter Prüfstrahl 33 etwas spitzwinklig (Winkel 34) zur jeweils benachbarten Faltkante 35 der Lagen 21 der Materialbahn 10 verläuft. Hierdurch wird gewährleistet, daß jeder Prüfstrahl 33 im Höchstfalle eine Faltkante 35 schneidet, die somit vom Empfänger 32b erfaßt wird. Damit ist es möglich, mit Hilfe der Sensoren 32a und b die Anzahl der Lagen 21 der Materialbahn 10 im Speichergehäuse 20 zu ermitteln, wenigstens die Lagen 21, die Zusammen aufgrund des Eigengewichtes der Materialbahn 10 einen Lagenstapel bilden.
- Die gezeigte zick-zack-förmige Faltung und Lagenbildung der Materialbahn 10 ist insbesondere in einfacher Weise bei Materialbahnen durchführbar, die bereits in einzelne Zuschnitte unterteilt sind, welche aber über Restverbindungen noch aneinanderhängen, da im Bereich dieser Restverbindungen die Materialbahn 10 derart geschwächt ist, daß in diesem Bereich leicht eine Faltkante 35 ausgebildet werden kann, so daß jede Lage 21 von einem Zuschnitt gebildet wird.
- Die Fig. 7 und 8 zeigen Blockschaltbilder für eine Steuerung der erfindungsgemäßen Zuführungsvorrichtung, über die der Antrieb 16 der Bobine 11 gesteuert wird. Dabei umfassen die Steuerungen jeweils die Meßorgane 30 bzw. 31.
- Die Steuerung gemäß Fig. 7 wird weitgehend analog betrieben während die Steuerung gemäß Fig. 8 weitgehend digital betrieben wird. Dabei ist die erste Schaltung einem Sensor-Meßorgan 30 und die zweite Schaltung einem Wiege-Meßorgan 31 zugeordnet worden. Es könnte auch eine umgekehrte Zuordnung erfolgen.
- Außer dem Meßorgan 30 bzw. 31 umfassen die gezeigten Schaltungen als Signalgeber Drehimpulsgeber 36 und 37, die den Walzen 18 und 22 zugeordnet sind.
- Das Ausgangssignal des Meßorgans 30 bzw. 31 wird einem Analog/Digital-Wandler 38 zugeführt. Bei der digital arbeitenden Schaltung gemäß der Fig. 8 werden die Signale der Drehimpulsgeber 36 und 37 sowie das Ausgangssignal des Analog/Digital-Wandlers (ADC) Zählern 39..41 zugeführt. Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 7 werden diese Signale ohne Zähler unmittelbar weitergeführt.
- Der Drehimpulsgeber 37 der Zugwalze 22 und das Meßorgan 30 bzw. 31 sind an Eingängen eines Summierers 42 angeschlossen. Das Ausgangssignal des Summierers 42 und das Ausgangssignal des Drehimpulsgebers 36 der Schubwalze 18 werden auf die Eingänge eines Vergleichers 43 gegeben. Das Ausgangssignal des Vergleichers 43 wird einem Drehzahlregler 44 zugeführt, der den Motorantrieb 16 der Bobine 11 regelt. Außerdem ist dem Motorantrieb 16 über den Drehzahlregler 44 eine Motor-(Not-)Abschaltung 45 zugeordnet.
- Das Ausgangssignal des Meßorgans 30 bzw. 31 wird außerdem einem Drehzahlregler 46 zugeführt, mit dem das Antriebsorgan 29 der Zugwalze 22 angesteuert wird. Beim Ausführungsbeispiel gemäß der Fig. 8 ist dem Drehzahlregler 46 ein Freigabeorgan 47 vorgeordnet.
- In der Fig. 7 sind am Meßorgan 30 vier verschiedene Füllgrad-Werte 48..51 für das Speichergehäuse 20 angedeutet. Dabei bedeutet die Marke 48 minimalen Füllgrad, die Marke 49 einen intermediären Füllgrad, die Marke 50 einen maximalen Füllgrad und die Marke 51 eine vollständige Füllung des Speichergehäuses 20. Bei Erreichen dieser letzten Marke 51 erfolgt ein Signal an die Motor-Abschaltung 45 für einen Stopp des Motorantriebes 16 der Bobine 11.
- Die erfindungsgemäße Zuführungsvorrichtung bzw. deren Steuerung arbeitet folgendermaßen:
- Mit Hilfe der Steuerung soll die Geschwindigkeit des Antriebes, insbesondere einer relativ schweren Bobine an den teilweise intermittierenden Materialabzug zu einer Verpackungsmaschine angepaßt werden, und zwar mit möglichst geringen Geschwindigkeitsänderungen bzw. geringer Beschleunigung.
- Sobald die Bobine 11 bzw. deren Antrieb 16 gestartet wird, wozu beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 8 noch ein Startschalter 52 vorgesehen ist, wird die Andrückrolle 19 gegen die Schubwalze 18 gepreßt bzw. die Andrückrolle 23 gegen die Zugwalze 22. Die Drehimpulsgeber 36 und 37 der Schubwalze 18 und der Zugwalze 22 geben bei der Bewegung der Walzen 18, 22 Drehimpulse ab, vorzugsweise 1000 Impulse pro Umdrehung, wodurch die Drehbewegung der Walzen 18, 22 quantitativ erfaßt wird. Aus dieser Drehbewegung wird ermittelt, wieviel Material in das Speichergehäuse 20 eingegeben und wieviel Material demgegenüber aus dem Speichergehäuse 20 entnommen wird. Hieraus wird der Speicherinhalt des Speichergehäuses 20 ermittelt.
- Außerdem wird der Speicherinhalt des Speichergehäuses 20 zusätzlich durch das Meßorgan 30 bzw. 31 ermittelt. Beide Messungen werden über den Summierer 42 miteinander verknüpft.
- Beim erstmaligen Anfahren der Vorrichtung wird zunächst die Bobine 11 und die Schubwalze 18 bei leerem Speichergehäuse 20 so lange alleine angetrieben, ohne die Zugwalze 22, bis die intermediäre Marke 49 erreicht ist. Damit hat der Speicher einen Füllgrad erreicht, bei dem sich beim Starten der Materialabnahme mit relativ hoher Beschleunigung die Bobine mit relativ niedriger Beschleunigung der Abnahmegeschwindigkeit angleichen kann, ohne daß der Speicher leer wird.
- Sobald die intermediäre Marke 49 erreicht wird, wird das Antriebsorgan 29 für die Zugwalze 22 gestartet und somit die Entnahme bzw. Ausförderung aus dem Speichergehäuse 20 freigegeben. Danach wird der Antrieb 16 der Bobine 11 abhängig vom Füllgrad des Speichergehäuses 20 betrieben, und zwar in den Grenzen der Marken 48 und 50 für den minimalen bzw. maximalen Füllgrad. Wird nämlich die intermediäre Marke 49 unterschritten, so wird die Geschwindigkeit der Bobine 11 um das Maß der Unterschreitung dieser Marke erhöht bis diese Marke 49 wieder erreicht bzw. überschritten wird. Wird die Marke 49 überschritten, so wird die Bobine um ein entsprechendes Maß verlangsamt. Auf diese Weise wird gewährleistet, daß der Füllgrad weitgehend im Bereich der intermediären Marke 49 gehalten wird.
- Dabei wird der variable Geschwindigkeitsanteil der Bobine 11 vorzugsweise auf eine Grundgeschwindigkeit der Bobine aufaddiert.
- Wird die minimale Marke 48 erreicht, so wird zwingend der Antrieb 29 der Zugwalze 22 für die Ausförderung abgeschaltet. Wird dagegen die maximale Marke 50 erreicht und überschritten, so schaltet der Antrieb 16 der Bobine 11 in einen Schleichgang bis die Marke 51 vollständiger Füllung des Speichergehäuses 20 erreicht wird. Wird bei Erreichen dieser Marke 51 (immer noch) keine Ausförderung aus dem Speichergehäuse 20 vorgenommen, so schaltet der Antrieb 16 über die Motor-Abschaltung 45 ab.
- Motorabschaltungen durch die Motor-Abschaltung 45 können beispielsweise auch bei Materialbahn-Riß oder dergleichen Notsituationen vorgesehen sein.
Claims (12)
- Verfahren zur Steuerung des Antriebs einer Bobine (11) aus einer fortlaufenden Materialbahn (10), mit im Bereich von Restverbindungen aneinanderhängenden Zuschnitten, mit folgenden Merkmalen:a) von der Materialbahn (10) werden die Zuschnitte nacheinander abgetrennt und einer Ver- bzw. Bearbeitungsmaschine, insbesondere einer Verpackungsmaschine bzw. einem Faltaggregat derselben, zugeführt,b) die Materialbahn (10) bildet einen Materialspeicher (20), dessen Inhalt fortlaufend ermittelt wird,c) die Zufuhr der Materialbahn (10) in den Materialspeicher (20) wird so gesteuert, daß ein minimaler Speicherinhalt nicht unterschritten und ein maximaler Speicherinhalt nicht überschritten wird,d) die Materialbahn (10) wird durch Förderorgane in den Materialspeicher (20) hinein- und aus diesem herausgefördert,gekennzeichnet durch folgende Merkmale:e) die Materialbahn (10) wird in einem Behälter zur Bildung des Materialspeichers (20) zick-zack-förmig unter Bildung von neben- bzw. übereinanderliegenden Lagen (21) angeordnet,f) dabei wird die Anzahl der neben- bzw. übereinander angeordneten Lagen (21) der Materialbahn (10) bzw. der durch aufeinanderfolgende Lagen (21) gebildete Füllstand zur Ermittlung des Speicherinhalts bestimmt,g) der Antrieb der Bobine (11) wird in Abhängigkeit vom ermittelten Speicherinhalt gesteuert.
- Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die im Materialspeicher befindliche Materialmenge mit Hilfe von Sensoren abgetastet wird.
- Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausförderung von Material aus dem Materialspeicher nur freigegeben wird, wenn wenigstens ein vorbestimmter intermediärer Speicherinhalt, zwischen dem minimalen und dem maximalen Speicherinhalt vorhanden ist oder Zumindest bis zum Erreichen des intermediären Speicherinhalts die Einförderung schneller erfolgt als die Ausförderung.
- Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Bobine (11) mit einer besonders langsamen Schleichgeschwindigkeit angetrieben wird, wenn der Füllgrad des Materialspeichers (20) einen als maximal vorgegebenen Speicherinhaltswert erreicht bzw. überschreitet, und zwar bis zum Erreichen der vollständigen Füllung des Materialspeichers (20).
- Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die zick-zack-förmige Anordnung der Lagen (21) im Behälter durch Faltung der Materialbahn (10) im Bereich von Restverbindungen zwischen einzelnen Zuschnitten gebildet ist.
- Vorrichtung zur Zuführung einer Materialbahn (10), vorzugsweise von Verpackungsmaterial zur Bildung abtrennbarer Zuschnitte, zu einer Ver- bzw. Bearbeitungsmaschine, insbesondere Verpackungsmaschine bzw. Faltaggregat derselben, mit einem Antrieb der Materialbahn (10) und mit einem Materialspeicher (20), durch den die Materialbahn (10) hindurchförderbar ist, wobei Mittel zum Erfassen des Speicherinhalts vorgesehen sind, mittels derer der Antrieb der Materialbahn (10) steuerbar ist, derart, daß ein minimaler Speicherinhalt nicht unterschritten und ein maximaler Speicherinhalt nicht überschritten wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Materialspeicher (20) einen Speicherbehälter umfaßt, der zur Aufnahme der Materialbahn (10) in zick-zack-förmigen Lagen (21) bestimmt und eingerichtet ist, daß die Mittel zum Erfassen des Speicherinhalts Meßorgane (30, 31, 32a, 32b) umfassen, die zur Bestimmung der Anzahl der Lagen (21) im Materialspeicher (20) ausgebildet sind und durch die auf diese Weise der Speicherinhalt meßbar ist, und daß in Abhängigkeit vom ermittelten Speicherinhalt ein Motor zum Antrieb einer Bobine (11) der Materialbahn (10) steuerbar ist.
- Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Meßorgan (30) eine Mehrzahl von Sensoren (32a, 32b) umfaßt, die nebeneinander bzw. übereinander innerhalb des Speicherbehälters (20) angeordnet sind zur Abtastung der Anzahl der Lagen (21) der zick-zack-förmigen Materialbahn (10).
- Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß einander zugeordnete Sender und Empfänger als Sensoren (32a, 32b) vorgesehen sind, die der Höhe nach geringfügig versetzt zueinander angeordnet sind, so daß Prüfstrahlen (33) der Sender, vorzugsweise Lichtstrahlen optischer Sender, jeweils unter einem spitzen Winkel zur Ebene der Lagen (21) der Materialbahn (10) gerichtet sind.
- Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß Förderorgane zum Einfördern der Materialbahn (10) in den Speicher (20) und zum Ausfördern aus dem Speicher (20) vorgesehen sind, und daß die Meßorgane (36, 37) insbesondere den Förderorganen zur Messung der eingeförderten und der ausgeförderten Materialmenge zugeordnet sind und daß eine Vergleichseinrichtung (43) vorgesehen ist, die die jeweiligen Ein- und Ausfördermengen zur Ermittlung des Speicherinhalts miteinander vergleicht, wobei als Förderorgane vorzugsweise Schub- bzw. Zugwalzen (18, 19 und 22, 23) vorgesehen sind und daß die diesen zugeordneten Meßorgane Drehzahlmesser (36, 37) umfassen.
- Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Antrieb (29) des Ausförderorgans auf ein Steuerelement anspricht, welches mit dem den Speicher (20) zugeordneten Meßorgan (30, 31) in Wirkverbindung steht, derart, daß die Ausförderung von Material aus dem Materialspeicher nur freigegeben wird, wenn wenigstens ein vorbestimmter intermediärer Speicherinhalt (49), zwischen dem minimalen und dem maximalen Speicherinhalt (48 bzw. 50), vorhanden ist oder daß zumindest bis zum Erreichen des intermediären Speicherinhalts (49) die Ausförderung langsamer erfolgt als die Einförderung.
- Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Meßorgan (36) des Einförderorgans und das Meßorgan (30, 31) des Materialspeichers ausgangssignalmäßig gemeinsam mit dem Eingang eines Vergleichers (43) verbunden sind, welcher ausgangsseitig mit einem Steuerorgan (44) des Bobinenantriebs (16) verbunden ist.
- Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das kastenförmige Speichergehäuse des Materialspeichers (20) ein zungenförmiges Auslaufteil (25) aufweist und daß das als Förderwalze (18, 19 bzw. 22, 23) ausgebildete Förderorgan eine Eindrehung (26) aufweist, in die das zungenförmige Auslaufteil (25) mit seinem freien Ende insbesondere tangential einragt.
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