DE2507218A1 - Verfahren und vorrichtung zur taktsteuerung eines bogenanlegers fuer papierverarbeitungsmaschinen - Google Patents

Description

• Verfahren und Vorrichtung zur Taktsteuerung eines Bogenanlegers für Papierverarbeitungsmaschinen Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Takts teuerung eines Papierverarbeitungsmaschinen Papierbögen unterschiedlichen Formats zuführenden Bogenanlegers.
• Aus der DT-OS 2 111 057 ist eine elektronische Vorrichtung zur Steuerung der Bogenzuführung an Bogenanlegern für Papierverarbeitungsmaschinen bekannt, bei welcher einem Zähler ein die Formatgröße betreffender Wert eingegeben und beim Betrieb des Bogenanlegers diesem Zähler dann eine solche Anzahl von Impulsen zugeführt wird, wie dies der Bogenlänge entspricht. Zu diesem Zweck ist an der Welle der Zuführwalze des Bogenanlegers eine Lochscheibe angeordnet, die in ein Abtastsystem, nämlich eine Lichtschrankenanordnung'Impulse einzäblt. Sobald der -vorgegebene Zählerstand erreicht ist, wird von dem Zähler über ein Magnetventil die Zuführung einesFolgebogens ausgelöst und es wird erneut mit der Zählung begonnen. Eine solche Anordnung benötigt Schaltungen, die in der Lage sind, digitale Informationen zu verarbeiten, insbesondere wird ein Zähler benötigt, der so ausgebildet sein muß, daß ein vorgegebener Zählerstand eingegeben werden kann und eine Auslösung bei Erreichen dieses Zählerstandes erfolgt.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine elektronische Taktsteuerung eines Bogenanlegers zu schaffen, die einfach aufgebaut ist und beliebigen Formatgrößen und Geschwindigkeiten von Bogenanleger und Papierverarbeitungsmaschinenangepaßt werden kann.
• Zur Lösung dieser Aufgabe geht die Erfindung aus von dem eingangs genannten Verfahren und besteht erfindunsgemäß darin, daß die die zeitliche Aufeinanderfolge der Bogen bestimmende Bogenfolgezeit auf die Formatgröße der Papierbogen eingestellt und proportional zur Maschinenlaufgeschwindigkeit des Bogenanlegers geändert wird.
• Eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zur Taktsteuerung eines Bogenanlegers besteht darin, daß als Zeitglied für die Bestimmung der Bogenfolgezeit ein mit einer Vergleichsschaltung verbundener Kondensator vorgesehen ist, dem eine über einen Tachogenerator gewonnene, maschinengeschwindigkeitsabhängige Ladespannung zugeführt ist.
• Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel ist dann die dem Zeitkondensator zugeführte Ladespannung von einer konstanten Spannungsquelle abgeleitet und der Vergleichschaltung wird an einem anderen Eingang eine maschinengeschwindigkeitsorientierte, ebenfalls mit Hilfe eines Tachogenerators gewonnene Vergleichsspannung zugeführt. Jeweils nach Vorliegen einer Spannungsgleichheit an der Vergleichsschaltung wird dann an deren Ausgang ein Signal abgegeben, das die Zuführung des nächsten Folgebogens veranlaßt.
• Bei einem solchen System ist vorteilhaft, daß sich gleichzeitig auch noch die erforderliche Zeit unter. Ausnutzung vorhandener Schaltungen bestimmen läßt, während welcher das bei Bogenanlegern Dlicherweise vorhandene Saugrad von einem Papierstapel einen neuen Bogen ergreift und der Verarbeitungsmaschine und ihren boqenführenden Systemen zuführt. Diese, im folgenden als Bogenansaugzeit bezeichnete Zeit, läßt sich ebenfalls proportional mit der Maschinenlaufgeschwindigkeit ändern, wobei die gesamten Verhältnisse geschwindigkeitsorientiert sind, so daß ein Nachstellen der Taktzeiten nicht erforderlich 'st. Bogenansaugzeit und Bogenfolgezeit sind dadurch immer proportional zur Bogenlänge.
• Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche und in diesen niedergelegt.
• Im folgenden werden Aufbau und Wirkungsweise von Ausführungsbeispielen der Erfindung anhand der Figuren im einzelnen näher erläutert. Dabei zeigen: Figur 1 einen Bogenanleger in Seitenansicht mit zugeordneter Verarbeitungsmaschine, Figur 2 in diagrammäßiger Darstellung den Verlauf der Bogenansaugzeit und Bogenfolgezeit, Figur 3 zwei mögliche Ausführungsbeispiele zur Einstellung der beim Betrieb des Bogenanlegers erforderlichen Zeiten, Figur 4 ein Ausführunqsbeispiel eines Tachogenerators zur -Erzeugunq einer geschwindigkeitsabhängigen Spannung, Figur 5 ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung, wobei Tachogenerator und Zeitschaltung mit einem einzigen, gemeinsamen Kondensator auskommen.
• Figur 6a ein Ausführungsbeispiel eines Einstellwider-und 6b standes für die Formatgröße der Bögen.
• Wie der Darstellung der Figur 1 entnommen erden kann, sind einer Papierverarbeitungsmaschine 1 in 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 Formatgrößen 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, welches unter Sakuumeinflua gebracht werden kann und in der Lage ist, jeweils erzen der Bogen im Papierstapel 2 zu erfassen und der Papierverarbeitungsmaschine zuzuführen, und zwar zunächst zwei dieser zugeordneten und den zugeführten Papierbogen ergreifenden, aufeinander abgestimmten Walzen 4a und 4b. Für die Erfindung ist lediglich wesentlich der Zeitraum, bis zu welchem der Papierboen sicher von den Walzen 4a und 4b der Papierverarbeitunsmaschine erfaßt und zur weiteren Verarbeitung abtransportiert wird. Es versteht sich aher, 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 Figur 2 im oberen Diagramm dargestellte Bogenansaugzeit muß mindestens so lange andauern, bis ein Bogen 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 Papier stapel abgezogen werden muß. Diese Bogenfolgezeit ist daher grundsätzlich größer als die Bogenansaugzeit und lediglich etwas länger 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 Boqenansauqzeit und ae 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 Zeitschaltdazu kreis parallel/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 Zeitschaltkreis für die Bogenfolgezeit eingegangen wird.
• Der Da-rstellung der Figur 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 Maschinengeschwindigkeit ein Ausgangssignal, nämlich bevorzugt ein Triggersignal abzugeben, welches im Ausführungsbeispiel das Magnetventil 5 so steuert, daß die in Figur 2 dargestellten Bogenansaugzeiten und Bogenfolgezeiten erzielt werden.
• Das in Figur 3a dargestellte Ausführungsbeispiel besteht aus der Reihenschaltunq eines in seinem Widerstandswert einstellbaren Widerstandes R und eines Kondensators C, wobei der Verbindungspunkt von Widerstand und Kondensator mit dem nichtinvertierenden Eingang einer Vergleichsschaltung 8 verbunden ist. Dem invertierenden Eingang ist eine konstante Spannung zugeführt. Die der Klemme 7 der Schaltung nach Figur 3a, also dem freien Ende des einstellbaren Widerstandes R zugeführte Ladespannung UL für den Kondensator ist nun jedoch maschinengeschwindigkeitsabhängig, d.h. ihre GroBe sande sich n Abhängigkeit zu der jeweiligen erarbe*tungsge-schwindig}efit von Papierverarbeitungsmaschine 1 und Bogenanleger. Eine Solche gescha7indigkeitsabhängige Spannung ist in einfacher Weise beispielsweise durch die Verwendung eines Tachogenerators zu gewinde, 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 nichtlinearen Bereich kommt, auch über eine Konstantstromquelle erfolgen kann, die ihrerseits von einem maschinengeschwindigkeitsabhängigen Signal angesteuert ist. Das Ausführungsbeispiel der Figur 3 stellt lediglich den einfachsten Fall einer möglichen Realisierung einer solchen Schaltung dar.
• Sobald die Spannung am Kondensator C die dem anderen Eingang der Vergleichsschaltung 8 zugeführte Höhe erreicht, ergibt sich am Ausgang 9 der Vergleichsschaltung ein, beispielsweise das Magnetventil 5 ansteuerndes Signal. Am Widerstand R läßt sich, wie leicht einzusehen ist, das Format der der Papierverarbeitungsmaschine zuzuführenden Bögen einstellen.
• Zweckmäßige7eise ist parallel zu dem Zeitschaltkreis der Figur 3a ein weiterer Zeitschaltkreis vorsehen, der praktisch identisch aufgebaut sein kann und die Dauer der Bogenansaugzeit bestimmt. In diesem Falle erscheint an diesem anderen Zeitschaltkreis ein Signal, welches das Magnetventil dann, wenn der Papierbogen sicher von den Walzen 4a und 4b der Papierverarbeitungsmaschine 1 ergriffen ist, abschaltet; die Schaltung der Figur 3a schaltet dann das Magnetventil 5 nach Ablauf der Bogenfolgezeit wieder ein; cleichzeitig werden die beiden Zeitschaltkreise für die Bogenansaugzeit und die Bogen folgezeit neu gesetzt, d.h. die Kondensatoren werden entladen und die Schaltungen für den nächsten Zyklus vorbereitet.
• Eine Variante des Zeitschaltkreises der Figur 3a zeigt die Figur 3b, die im wesentlichen gleich aufgebaut ist, wobei jedoch die Kondensatorladespannuna oder zweckmäßigerweise der Kondensatorladestrom konstant ausgebildet ist und die maschinengeschwindigkeitabhängiqe Spannung dem jeweils anderen Eingang der Vergleichsschaltung 8 zugeführt ist. Es ist einzusehen, daß sich dadurch ein gleiches Schaltverhalten ergibt.In diesem Fall ist die maschinengeschwindigkeitsabhängige Spannung UK umgekehrt proportional zur Geschwindigkeit v.
• In Figur 4 ist ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel zur Gewinnung einer maschinengeschwindigkeitsabhängigen Spannung dargestellt; bei diesem Ausführungsbeispiel ist mit einer mit Maschinengeschwindigkeit laufenden Welle eine Schlitz scheibe 10 verbunden, die beispielsweise induktiv, kapazitiv, optisch oder auch magnetisch einen Impulsgeber 11 ansteuert, der seinerseits ein monostabiles Kippglied 12 ansteuert. Die Ausgangsimpulse des monostabilen I;ippgliedes werden über einem Kondensator C2 integriert und an der Klemme 13 der Schaltung der Figur 4 ergibt sich die gewünschte geschwindigkeitsabhängige Spannung, die der klemme 7 der Schaltung der Figur 3a oder alternativ auch der Klemme 14 der Vergleichsschaltung 8 der Figur 3b zugeführt werden kann. Die Spannung am Kondensator C2 ist proportional zu der pro Zeiteinheit eingehenden Impulsanzahl und damit ein Maß für die Maschinenlaufgeschwindigkeit.
• Ein besonders vorteilhaftes Ausführungsbeispiel zeigt schließlich noch die Darstellung der Figur 5, bei der die für die Erfindung erforderlichen Kondensatoren durch einen einzigen Kondensator C3 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 C3 über den einstellbaren Widerstand R von einer konstanten Spannungsquelle + U auflädt. Wie einzusehen ist, erfolgt die Aufladung des Kondensators C3 unmittelbar maschinengeschwindigkeitsproportional; am Widerstand R läßt sich wiederum das Papierformat einstellen, so daß dem anderen, hier invertierenden Eingang der Vergleichsschaltung 8 lediglich über einen Spannungsteiler aus den Widerstanden 16 und 17 eine konstante Vergleichsspannung zugeführt zu werden braucht. Die Ladezeit für den Kondensator C3 bestimmt sich durch die Folgefrequenz der Ausgangsimpulse 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 Papierformat einstellen läßt, ist dieser Widerstand in einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung als digital einstellbare VJiderstandsdekade ausgeführt, wobei die digitale Einstellung zweckmäßigerweise noch in einer Längenmaßeinheit, beispielsweise in Zentimetern oder Zoll geeicht sein kann, so daß eine Bedienungsperson lediglich die Maße des der Papierverarbeitungsmaschine 1 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 gefahren wird.
• Die Widerstandsdekade selbst ist bevorzugt in einem digitalen 1-2-3-3 Code aufgebaut, was im folgenden anhand der Figuren 6a und 6b noch genauer erläutert wird. Die Widerstandsdekade der Figur 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 Widerstandswert nur dreimal größer zu sein braucht als der minimale Widerstandsert; dies ist besonders wichtig bei Fertigung solcher Widerstandsnetzwerke in integrierter Technik, Zur erstellung eines solchen Digitaleinstellers ist daher nur ein minimaler Aufwand erforderlich.
• Schaltet man die den Widerständen 20 bis 23 zugeordneten Schalter A bis C in der Weise, wie dies in dem Diagramm der Figur 6b dargestellt ist, so ergeben sich an den nschlußpunkten H und J des Digitaleinstellers die im Diagramm angegebenen 10 Widerstandswerte, wie leicht nachgeprüft werden kann. Die Kreuze im Diagramm der Figur 6b geben jeweils die geschlossene Stellung eines zugeordneten Schalters an.
• Bei einem praktischen Ausführungsbeispiel eines solchen Digiaus taleinstellers kann dieser/ 1 bis 4 Einzeldekaden mit jeweils zehn Stufen bestehen. Die Widerstandswerte von Einzeldekade zu Einzeldekade sind dabei immer um eine Zenerpotenz höher, so daß bei Reihenschaltung dieser auf diee Wese gebildeten Widerstandsdekaden sich je nach Anzahl der Schalter Widerstandswerte von 0 - 9; 0 - 99; 0 - 999 und 0 - 9 999 oder darüber einstellen lassen.

Claims (14)

P a t e n t a n s p r ü c h e :

1. Verfahren zur Taktsteuerung eines Papierverarbeitungsmaschinen Papierbögen unterschiedlichen Formats zuführenden Bogenanlegers, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die die zeitlich aufeinanderfolgenden Eögen bestimmende Bogenfolgezeit auf die Formatgröße der Papierbögen eingestellt und proportional zur Maschinenlaufgeschwindigkeit geändert wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die die Zuführung eines Vakuums zum Saurad des Bogenanlegers bestimmende Bogenansaugzeit parallel zur Bogenfolgezeit erzeugt und ebenfalls proportional der Maschinenlaufgeschwindigkeit geändert wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß mit Hilfe eines Tachogenerators eine zur Maschinengeschwindigkeit proportionale Spannung erzeugt und als Ladespannung einem Kondensator zugeführt wird, wobei zur Berücksichtigung des Papierformats im Stromweg ein einstellbarer Widerstand angeordnet ist, oder daß die geschwindigkeitsabhängige Tachogeneratorspannung dem zweiten Eingang einer invertiert Vergleichsschaltung/zupeführt wird, deren erster Eingang mit dem mit Konstantspannung aufgeladenen Kondensator verbunden ist.

4. Vorrichtung zur Taktsteuerung eines Papierverarbeitungsmaschinen Papierbögen unterschiedlichen Formats zuführenden Bogenanlegers zur Durchführung des Verfahrens nach einem k e n n z e i c h n e t , daß als Zeitglied für die Bestimmung der Bogen folgezeit und/oder ogenansaugzeit ein mit einer Vergleichsschaltung (8) verbundener Kondensator (C, C3) vorgesehen ist, dem eine über einen Tachogenerator (10, 11, 12, C2) anqesteuertemaschinengeschwindigkeitsabhängige Ladespannung (UL) zugeführt ist.

5. Vorrichtung zur Taktsteuerung eines Papierverarbeitungsmaschinen Papierbögen unterschiedlichen Formats zuführenden Bogenanlegers zur Durchführung des Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß als Zeitglied für die Bestimmung der Bogen folgezeit und/oder Pogenansaugzeit ein mit einer Vergleichsschaltung (8) verbundener Kondensator (C, C3) vorgesehen ist, dem eine konstante Ladespannung zugeführt ist und wobei dem anderen Eingang der Vergleichsschaltung (8) eine maschinengeschwindigkeitsabhängige, über einen Tachogenerator (10, 11, 12, C2) gewonnene Vergleichs spannung (UK) zugeführt wird, die zur Maschinengeschwindigkeit umgekehrt proportional ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß im-Ladestromkreis für den Kondensator (C, C3) ein auf das Papierformat des zuzuführenden Bogens einstellbarer Widerstand (R) angeordnet ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 4, 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzeugung der geschwindigkeitsabhängigen Spannung (UL) eine an einer maschinensynchron angetriebenen Welle angeordnete Schlitzscheibe (10) vorgesehen ist, der ein Impulsgeber t 11 ) zugeordnet ist, der ein monostabiles und mit enem integrierenden Kondensator (C2) verbundenes Kippglied (12) ansteuert.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das monostabile Kippglied (12) einen Transistor (15) steuert, der im Ladestromweg des mit einer konstanten Ladespannung (+U) beaufschlagten Zeitkondensators (C3) liegt, derart, daß als Integrationskondensator und Zeitkondensator lediglich ein Kondensator (C3) benötigt ist.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der im Ladestrompfad für den Kondensator (C, C3) angeordnete veränderbare Widerstand (R) als digital einstellbare Widerstandsdekade (20, 21, 22, 23) ausgebildet ist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Widerstandsdekade aus vier in Reihe geschalteten Widerständen (20, 21, 22, 23) besteht, die einen relativen Widerstandswert von 1:2:3:3 aufweisen, daher nach dem 1-2-3-3 Code ausgebildet sind.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß parallel zu den Widerständen in geeigneter Anordnung Schalter (A bis G) angeordnet sind, die durch selektives Schließen die unterschiedliche Einstellung der Widerstandsdekade ermögr lichen.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzechne, daß die digitale Einstellung der Widerstandsdekerdw in eier Langenmaßeinheit geeicht ist.

13. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 4 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß der jeweils die nächste Bogenfdlge einleitende triggernde Ausgangsimpuls der Vergleichsschaltung (8) als Zählimpuls für die Bogenzählung verwendet und gegebenenfalls einem Zähler zuführbar ist.

14. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 4 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die über dem Integrierkondensator (C2) gewonnene maschinengeschwindigkeitsabhängige Spannung einem Meßinstrument zur Anzeige der Maschinenlaufgeschwindigkeit zugeführt ist.

Leerseite