DE2749174A1

DE2749174A1 - Anordnung zum steuern der rotierenden schneidwalze einer querschneidvorrichtung

Info

Publication number: DE2749174A1
Application number: DE19772749174
Authority: DE
Inventors: Willy Rudszinat
Original assignee: Hauni Werke Koerber and Co KG
Current assignee: Koerber AG
Priority date: 1977-11-03
Filing date: 1977-11-03
Publication date: 1979-05-10
Also published as: US4255998A

Description

- 3 -stv.: Gleichlaufschneider-ungleichförmige Messerbewegung - A 1495

Anordnung zum Steuern der rotierenden Schneidwalze einer Querschneidvorrichtung

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zum Steuern einer rotierenden Schneidwalze einer Querschneidvorrichtung zum Abschneiden von bezüglich ihrer Länge vählbaren Abschnitten von einer fortlaufenden Materialbahn, deren Geschwindigkeit mit der Geschwindigkeit eines auf der Schneidwalze angeordneten Schneidmessers beim Schneidvorgang übereinstimmt· Derartige Schneidvorrichtungen werden auch als Gleichlaufquerschneider bezeichnet.

Beim Herstellen oder Verpacken von Tabakartikeln, z.B. Zigaretten, werden Umhüllungsmaterialabschnitte von einer fortlaufenden Materialbahn, im allgemeinen von einer Papierbahn, abgeschnitten und zur Veiterverarbeitung abgefördert. Derartige Abschnitte dienen z.B. zum Verbinden einer Zigarette mit einem Filtermundstück auf einer Filteransetzmaschine oder zum Herstellen einer Zigarettenpackung auf einer Packmaschine·

Bei Formatänderungen, also beispielsweise bei Änderungen der Packungsgrößen infolge Umstellung auf andere Zigarettenmarken oder Änderung der Steuerbestimmungen, müssen die Materialabschnitte an die neuen Größenverhältnisse angepaßt werden. Es ist dann erwünscht, diese Änderungen ohne Umbau der Schneideinrichtungen oder deren Getriebe vornehmen zu können. Das gleiche Problem besteht ganz allgemein für die papierverarbeitende Industrie, in der eine schnelle Anpassungsmöglichkeit der Querschneidvorrichtungen an Längenänderungen der Abschnitte angestrebt wird.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht darin, eine Anordnung vorzusehen, mit der eine Anpassung der Schnitt-

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länge, oder anders gesagt der Länge der Abschnitte, möglich ist, ohne daß Teile der Schneidvorrichtung selbst oder deren Getriebe ausgetauscht werden.

Die Lösung gemäß der Erfindung besteht in einem Meßwertgeber zum Bilden eines von der Materialbahnbewegung abhängigen Signals, in einer Steuereinrichtung zum Steuern der Winkelgeschwindigkeit eines Antriebsmotors der Schneidwalze während eines Schneidvorganges auf einen ersten Wert, bei dem die Umfangsgeschwindigkeit eines auf der Schneidwalze angeordneten Messers im Gleichlauf mit der Materialbahn ist, von deren Bewegung das Signal abgeleitet ist, und während der Bewegung zwischen zwei Sehneidvorgangen auf weitere Werte, die von dem ersten Wert abweichen, und in einer Einstellvorrichtung zum Ändern der Werte zwischen zwei Schneidvorgängen. Als Steuereinrichtung eignet sich gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ein Punktionsgeber, der ein erstes Steuersignal abgibt, das während des Schneidvorganges mit dem von der Materialbahnbewegung abhängigen Signal übereinstimmt, und das zwischen den Sehneidvorgängen weitere Signale abgibt, die von dem ersten Steuersignal abweichen.

Eine weitere Ausgestaltung der Steuerungsanordnung gemäß der Erfindung, bei der mit großer Sicherheit ein absoluter Gleichlauf zwischen Materialbahn und Schneidmesser während des Schneidvorganges gewährleistet ist, besteht darin, daß der Meßwertgeber ein synchron mit der Materialbahn umlaufender Impulsgeber konstanter Teilung ist, und daß der Punktionsgeber ein synchron mit der Messerwalze umlaufender Impulsgeber mit teilweise unterschiedlicher Teilung ist, dessen Teilung im Schneidbereich mit der Teilung des Meßwertgebers übereinstimmt und außerhalb des Schneidbereichs davon abweicht.

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Bei einer derartigen Ausbildtang von Meßwertgeber und Punktionsgeber läßt sich ein vorzugsweise elektrischer Antriebsmotor dadurch steuern, daß die von dem Meßwertgeber abgegebenen und die von dem Punktionsgeber abgegebenen Impulse jeweils einem Zähler zugeführt sind, daß den Zählerständen entsprechende Signale einem Vergleichsglied zugeführt sind und daß ein von etwaigen Abweichungen der Zählerstände abhängiges Signal einem Regelverstärker für die Steuerung des Antriebsmotors zugeführt sind.

Der mit der Erfindung verbundene Vorteil besteht darin, daß durch einfache steuertechnische Maßnahmen, z.B. durch Austausch des Punktionsgebers, eine Änderung der Schnittlänge und damit eine Änderung der Abschnittslängen vorgenommen werden kann.

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Die Erfindung wird anhand der ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung näher erläutert.

Von einer Bobine 1 ziehen angetriebene Abzugswalzen 2 und 3, deren Antriebe nicht dargestellt sind, eine Materialbahn 4 ab, die z.B. aus Papier, Karton oder Folie (Metall oder Kunststoff) besteht. Die Bahn 4 gelangt über eine Führung 6 zu einem Gleichlaufquerschneider 7, der aus zwei Schneidwalzen 8 und 9 mit Messern 11 und 12 besteht. Die Schneidwalzen 8 und 9 sind von einem elektrischen Antriebsmotor (Gleichstrommotor) 13 zu einer rotierenden aber teilweise ungleichförmigen Bewegung angetrieben, wie unten ausführlich beschrieben ist. Die Bewegung der vom Motor 13 direkt angetriebenen Schneidwalze 8 wird über ein miteinander kämmendes Zahnradpaar 14a, 14b auf die Schneidwalze 9 übertragen. Die abgeschnittenen Abschnitte 16 gelangen über eine Führung 17 zur Weiterverarbeitung, also beispielsweise nach Beleimung auf eine nicht dargestellte Rollfläche einer Filteransetzmaschine zum Verbinden einer Zigarette mit einem Mundstück oder auf einen Packungsrevolver einer Packmaschine zum Einschlagen von Zigaretten. Die Abschnitte lassen sich aber auch zu einer in der Papierverarbeitungstechnik bekannten Sammelvorrichtung fördern, in der sie zu Lagen oder Stapeln angesammelt werden.

Auf der Welle 3a der Abzugswalze 3 ist ein Meßwertgeber zum Bilden eines von der Materialbahnbewegung abhängigen Signals in Form einer als Impulsgeber ausgebildeten Strichscheibe 21 angeordnet. Als derartige Strichscheiben eignen sich z.B. Rasterscheiben aus Glas, auf denen Striche in sehr dichter Folge aufgebracht, z.B. eingeätzt sind. Zur Abtastung der Striche 22 gleicher Teilung (die Striche haben jeweils

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gleiche Abstände voneinander) dient eine bekannte fotoelektrische Abtastvorrichtung 23, deren den Strichen entsprechende Ausgangsinpulse einem Zähler 24 zugeführt sind. Auf einer Welle 25 der Schneidvalze 9, die über das Zahnradpaar 14a, 14b synchron zur Schneidvalze 8 angetrieben ist, ist ein Punktionsgeber in Form einer als Impulsgeber ausgebildeten Strichscheibe 26 lösbar und ausvechselbar angeordnet· Die Strichscheibe 26 kann ebenfalls als gerastete Glasscheibe ausgebildet sein· Die darauf aufgebrachten Striche 27 haben nur im Bereich a gleiche Teilung, die mit der Teilung der Striche 22 der Strichscheibe 21 übereinstimmt· Der Bereich a ist dem Walzenbereich zugeordnet, in dem die Materialbahn geschnitten vird· In dem übrigen Bereich b veicht die Strichteilung ab, vobei es grundsätzlich gleichgültig ist, ob sie größer oder kleiner vird. In dem Ausführungsbeispiel vird die Strichteilung im Bereich b zunächst kontinuierlich größer, d.h. die Abstände der Striche voneinander verden größer, und verringert sich dann vieder auf gleiche Teilung im Bereich a, Zum schnellen Lösen und Ausvechseln der Strichscheibe 26 gegen eine Strichscheibe mit anderer Teilung dient eine Einstellvorrichtung 28, Diese besteht aus einer Nut 29 in der Welle 25, einer Paßfeder 31 für die Nut, einer entsprechend ausgebildeten Ausnehmung 32 in der Strichscheibe 26, einer Andrüc kscheibe 33 und einer Schraube 34, die in eine Gevindebohrung in der Welle 25 eindrehbar ist· Mit der Einstellvorrichtung 28 kann daher durch Lösen der Schraube 34 die Strichscheibe 26 schnell abgenommen und durch eine andere Strichscheibe mit unterschiedlicher Strichteilung im Bereich b ersetzt verden· Hierbei ist sichergestellt, daß die neue Strichscheibe 26 bezüglich des Messers 12 genau positioniert ist. Eine fotoelektrische Abtastvorrichtung 36 tastet die Striche 27 ab und gibt entsprechende Impulse an einen Zähler 37·

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Auf der Strichscheibe 26 ist noch ein Nocken 35 angeordnet, der, venn er an einem Näherungsinitiator 40 vorbeiläuft, einen Rück— setzimpuls für die Zähler 24 und 37 auslöst. Die Zählerstände der Zähler 24 und 37 werden in einem Vergleichsglied 38 verglichen, das eine proportionale Spannung an einen Regler 39 abgibt. Die Polarität der Ausgangsspannung hängt dabei davon ab, welcher Zählerstand überwiegt· Dem Regler 39 ist ein Verstärker 41 zur Steuerung des Antriebsmotors 13 nachgeschaltet· Bei dem Verstärker handelt es sich vorteilhaft um einen sogenannten Vierquadrantenverstärker, der sowohl eine Speisespannung zum Antreiben eines Gleichstrommotors abgeben kann, als auch eine von dem beim Bremsen als Generator arbeitenden Antriebsmotors abgegebene Spannung aufnehmen kann. Die Polarität des Ausgangssignals von Vergleichsglied 38 ist so gewählt, daß beim Überwiegen des Zählerstandes von Zähler 24 ein Signal an den Regler 39 abgegeben wird, bei dem der Leistungsverstärker 41 den Antriebsmotor 13 beschleunigt. Umgekehrt gibt das Vergleichsglied 38 eine Ausgangsspannung der umgekehrten Polarität ab, wenn der Zählerstand des Zählers 37 überwiegt. Die Ausgangsspannung der umgekehrten Polarität hat dann zur Folge, daß der Regler über den Leistungsverstärker 41 den Antriebsmotor 13 abbremst.

Wirkungsweise der vorbeschriebenen Steueranordnung : Die mit gleichförmiger Geschwindigkeit rotierenden Abzugswalzen 2 und 3 schieben kontinuierlich die Materialbahn 4 zu dem Querschneider 7» dessen Messer 11 und 12 Abschnitte 16 abschneiden. Bei einem Schnitt läuft der Nocken 35 an dem Näherungsinitiator 40 vorbei und löst einen Rücksetzimpuls aus, der die Zähler 24 und 37 auf ihren Ausgangswert zurücksetzt. Der Zähler 24 erhält nach dem Zurücksetzen fortlaufend Impulse von der Abtastvorrichtung 23 entsprechend den an dieser vorbeilaufenden Strichen 22 der Strichscheibe 21. Venn von der Ab-

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testvorrichtung 36 veniger Impulse an den Zähler 37 gelangen als Impulse an den Zähler 24» so gibt das Vergleichsglied 38 eine Spannung ab, die über den Segler 39 den Leistungsverstärker 41 so aussteuert, daß der Antriebsmotor 13 beschleunigt· Der Meßvertgeber 21 zieht somit den Antriebsmotor 13 des QuerSchneiders 7 nach. Umgekehrt gibt bei Uberviegen der von der Abtastvorrichtung 36 abgegebenen Impulse das Vergleichsglied 38 eine Spannung umgekehrter Polarität ab, das über den Regler 39 den Leistungsverstärker 41 so aussteuert, daß der Antriebsmotor 13 verzögert. Venn der Bereich a konstanter Strichteilung auf der Strichscheibe 26 aus dem Erfassungsbereich der Abtastvorrichtung 36 herausgelaufen ist, d.h. venn der Schneidvorgang beendet ist, so wird die Strichteilung auf der Strichscheibe 26 zunächst größer, d.h. die Abstände der Striche 27 verden größer. Es wird somit in der Zeiteinheit, in der die Strichscheibe einen Impuls abgibt, veniger als ein Impuls von der Strichscheibe 26 abgegeben, so daß das Vergleichsglied 38 sein Ausgangssignal im Sinne einer Beschleunigung des Antriebsmotors 13 verändert. Dies setzt sich solange fort, bis die Strichteilung auf der Strichscheibe 26 ihr Maximum erreicht hat, die Striche 27 also ihren größten Abstand voneinander haben.

Wird die Strichteilung auf der Strichscheibe 26 vieder kleiner, d.h. die Abstände zwischen den Strichen enger, so gelangen pro Zeiteinheit mehr Impulse zu dem Zähler 37. Das Vergleichsglied 38 sorgt dann über den Regler 39 und den Leistungsverstärker 41 dafür, daß der Antriebsmotor 13 seine Geschwindigkeit herabsetzt bis der Bereich a die Abtastvorrichtung 36 erreicht. Da jetzt die Teilungen der Strichscheiben 21 und gleich und konstant sind, sorgt die Nachführregelung dafür, daß der Antriebsmotor den Querschneider 7 in diesem Bereich,

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der den Schnittbereich enthält, mit konstanter Geschwindigkeit antreibt, bei der die Umfangsgeschwindigkeit der Messer 11 und 12 synchron zu der Umfangsgeschwindigkeit der Abzugswalzen 2 und 3 und damit der Bahn 4 sind. Der Schnitt erfolgt somit im Gleichlauf. Nach Rücksetzen der Zählerstände durch den Rücksetzimpuls von Näherungsinitiator 40 werden die Schneidwalzen 8 und 9 wieder beschleunigt und verzögert. Die Schneidwalzen führen somit eine ungleichförmige Bewegung aus, befinden sich aber im Schneidbereich im Gleichlauf mit der Bahn 14·

Durch Ersetzen der Strichscheibe 26 durch eine andere Strichscheibe, die im Bereich b eine andere Teilung hat, ändern sich auch die Geschwindigkeitsverhältnisse beim Umlauf der Schneidwalzen 8 und 9, während die Geschwindigkeitsverhältnisse im Bereich a, also im Schneidbereich, unverändert bleiben, so daß die Messer 11 und 12 zwar zu einer anderen Zeit als bei der Verwendung der vorigen Strichscheibe, aber wieder im Gleichlauf an der Schnittstelle ankommen. Die Länge der so geschnittenen Abschnitte ist dann unterschiedlich gegenüber der Länge der mit Hilfe der vorigen Strichscheibe geschnittenen Abschnitte. Auf diese Weise läßt sich durch einfaches Auswechseln der Strichscheiben praktisch jede gewünschte Abschnittslänge erreichen, ohne daß die Schneidwalzen ausgetauscht oder in das Getriebe eingegriffen werden muß.

Anstelle der gezeichneten im Bereich b größer werdenden Teilung kann die Strichscheibe 26 in diesem Bereich auch eine gegenüber der Teilung im Bereich a verkleinerte Teilung aufweisen.

Die mit der Teilung der Strichscheibe 21 übereinstimmende Teilung der Strichscheibe 26 im Bereich a hat zur Voraussetzung,

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daß die Durchmesser der Abzugswalzen und der Messerbahnen gleich sind» vie in der Zeichnung dargestellt. Ist dies nicht der Fall, so müssen die Abstände der Striche auf der Strichscheibe 26 entsprechend den Durchmesserunterschieden geändert verden. Die Teilung im Abschnitt a bleibt aber konstant, lediglich die Abstände der Striche sind unterschiedlich gegenüber den Strichabständen auf der Strichscheibe 21.

Anstelle eines elektrischen Antriebsmotors 13 kann grundsätzlich auch ein anderer Antrieb, z.B. ein hydraulischer Motor vorgesehen sein.

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Claims

HAUNi-WERKE korber a co. kg. Bergedorf, den 2. November 1977 Patent Hi./Mo.- Stv»; Gleichlaufschneider-unqleichförmiqe Messerbewegung - A 1495 Patentansprüche

1. Anordnung zum Steuern einer rotierenden Schneidwalze einer Querschneidvorrichtung zum Abschneiden von bezüglich ihrer Länge wählbaren Abschnitten von einer fortlaufenden Materialbahn, deren Geschwindigkeit mit der Geschwindigkeit eines auf der Schneidwalze angeordneten Schneidmessers beim Schneidvorgang Übereinstimmt, gekennzeichnet durch einen Meßwertgeber (21 ... 23) zum Bilden eines von der Materialbahnbewegung abhängigen Signals,

durch eine Steuereinrichtung (26, 37 ·.· 41) zum Steuern der Winkelgeschwindigkeit eines Antriebsmotors (13) der Schneidwalze (8, 9) während eines Sehneidvorganges auf einen ersten Wert, bei dem die Umfangsgeschwindigkeit eines auf der Schneidwalze angeordneten Messers (11, 12) im Gleichlauf mit der Materialbahn (4) ist, von deren Bewegung das Signal abgeleitet ist, und während der Bewegung zwischen zwei Schneidvorgängen auf weitere Werte, die von dem ersten Wert abweichen, und durch eine Einstellvorrichtung (28) zum Ändern der Werte zwischen zwei Sehneidvorgangen.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung ein Punktionsgeber (26) ist, der ein erstes Steuersignal abgibt (Bereich a), das während des Schneidvorganges mit dem von der Materialbahnbewegung abhängigen Signal übereinstimmt, und das zwischen den Sehneidvor-

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gangen (Bereich b) weitere Signale abgibt, die von dem ersten Steuersignal abweichen.

3. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Meßwertgeber ein synchron mit der Materialbahn (4) umlaufender Impulsgeber konstanter Teilung (21 ... 23) ist, und daß der Funktionsgeber ein synchron mit der Messerwalze umlaufender Impulsgeber mit teilweise unterschiedlicher Teilung (26, 27, 36) ist, dessen Teilung (Bereich a) im Schneidbereich mit der Teilung des Meßwertgebers (21) übereinstimmt und außerhalb des Schneidbereiches (Bereich b) davon abweicht.

4. Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die von dem Meßwertgeber abgegebenen und die von dem Funktionsgeber abgegebenen Impulse jeweils einem Zähler (24, 37) zugeführt sind, daß den Zählerständen entsprechende Signale einem Vergleichsglied (38) zugeführt sind, und daß ein von etwaigen Abweichungen der Zählerstände abhängiges Signal einem Regelverstärker (39, 41) für die Steuerung des Antriebsmotors (13) zugeführt sind.

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