DE2619299C3

DE2619299C3 - Elektronische Einrichtung zur Ermittlung des Ungleichförmigkeitsgrades einer von einer gleichförmigen Bewegung abgeleiteten ungleichförmigen Bewegung

Info

Publication number: DE2619299C3
Application number: DE2619299A
Authority: DE
Inventors: Reinold 4020 Mettmann Scheffer
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1976-04-30
Filing date: 1976-04-30
Publication date: 1978-12-21
Also published as: DE2619299A1; SE410900B; DE2619299B2; GB1538353A; SE7703759L

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine elektronische Einrichtung zur Ermittlung des Ungleichförmigkeitsgrades einer von einer gleichförmigen Bewegung abgeleiteten ungleichförmigen Bewegung, und zwar insbesondere auf die Anwendung als Sicherheitseinrichtung für Papierquerschneider od. dgl. mit formatabhängigem Gleichlauf zwischen Vorziehpartie und Messerpartie und einem zwischen Antrieb der Messerpartie und Messertrommeln geschalteten, einstellbaren Ungleichförmigkeitsgetriebe (Koppeltrieb).

Ein Gleichlaufquerschneider hat die Aufgabe, Materialbahnen aus Papier, Karton oder Folien quer zur Transportrichtung zu schneiden, so daß Bogen gleicher Länge entstehen* Die Vorziehpartie des Querschneiders zieht dabei von einer oder mehreren Abrollungen die Bahnen ab und führt sie der Längs- und Quermesserpar» tie zu. Der konventionelle Antrieb ist ein Gleichstrommotor, der über ein Stirnradgetriebe die Vorziehwalze und über das Formatgetriebe die Messertrommelri antreibt. Anstelle des Formatgetriebes kann auch ein gesonderter Gleichstrommotor zum Antrieb der Messertrommeln benutzt werden, wobei die Gleichlaufrelation dann durch an sich bekannte Regelungsmittel erzwungen werden muß. Um während des Schnittes bei jeder Bogenlänge einen Synchronismus zwischen der ι Materialbahn und den Quermessern der Messertrommeln zu erreichen, wird zwischen dem Antrieb der Messerpartie und den Messertrommeln ein Ungleichförmigkeitsgetriebe eingeschaltet Dabei wird die Umfangsgeschwindigkeit der Messertrommeln nach

K) dem Schneidvorgang bei Bogenlängen, die kleiner als das Synchronformat sind, erhöht und bei Bogenlängen, die größer als das Synchronformat sind, verringert Bei einem Synchronformat entspricht die Bogenlänge der Kreisbahn der Messerschneide etwa einer Umdrehung.

Die durch das Ungleichförmigkeitsgetriebe hervorgerufene Ungleichförmigkeit der Umfangsgeschwindigkeit der Messertrommeln macht eine formatabhängige Schnittzahlbegrenzung notwendig, damit die Maschine mechanisch nicht überlastet wird. Hierzu wird bei der

jo bekannten Anordnung ein von einer Potentiometereinstellung am Ungieichförmägkeitsgetriebe abgenornrne ner Wert und ein der Drehzahl des Messerantriebes proportionaler Wert einer Einrichtung zugeführt, die diese beiden Werte miteinander verknüpft, und beim

2' Oberschreiten vorgegebener Grenzwerte in die Drehzahlbegrenzung des Antriebes eingreift und damit die Antriebsgeschwindigkeit der Maschine reduziert

Mit diesem Stand der Technik wird auf eine Anordnung Bezug genommen, wie sie beispielsweise in

i« der Siemens-Zeitschrift 1972, S. 339 bis 344 beschrieben ist.

Eine derartige Anordnung hat sich vielfach bewährt; da aber Schäden mit Sicherheit vermieden werden sollen, wäre es wünschenswert, von der Verarbeitung

π von abgeleiteten mechanischen oder elektrischen Ersatzgrößen für die maximal zulässige Beanspruchung fortzukommen und eine eindeutige direkte Anzeige für die Ungleichförmigkeit der Bewegung der Messertrommeln zu bekommen.

•to Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht demgemäß darin, auf einfache Weise eine relativ eindeutige und sichere Größe für die Ungleichförmigkeit zu gewinnen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst,

4Ί daß eine in der Bahn der ungleichförmigen Bewegung liegende Schaltvorrichtung eine Zählschaltung in zwei definierten Bewegungsbereichen freigibt und die Differenzen der in den Freigabezeiten in die Zählschaltung gelangenden Pulse, die von einem entsprechend der

ίο gleichförmigen Bev/egung angetriebenen Pulsgeber kommen, als Maß für die vorliegende Ungleichförmigkeit dient.

Für die Anwendung als Sicherheitsvorrichtung wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß die an den Pulsgeber

r> angeschlossene Zählschaltung mindestens in einem definierten Drehwinkelbereich der Messertrommeln durch die an der Messerwelle angeordnete Schaltvorrichtung freigebbar ist und das Ausgangssignal der Zählschaltung als Meßzahl für die Ungleicnförmigkeit

M) dient. Auf diese Weise erhält man ein bereits auf die Drehzahl des Antriebes bezogenes Maß für die Ungleichförmigkeit, was neben der Vereinfachung der Istwerterfassung auch dann eine Vereinfachung im Sollwertgeber mit sich bringt

Obwohl man unter Umständen mit der Messung in nur einem Winkelbereich auskommt, ist es doch zur Erhöhung der Genauigkeit und Sicherheit vorteilhafter, wenn die Schaltanordnung die Zählschaltung in zwei

definierten Winkelbereichen Freigibt und die Differenz der in die Zählschaltung gelangenden Pulse als Maß für die Ungleichförmigkeit verwendet wird.

Anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels sei die Erfindung näher erläutert:

Die zu schneidende Papierbahn 1 wird in Richtung des Pfeiles 2 von den Walzen 3 der Vorziehpartie von einem nicht dargestellten Speicher abgezogen und den Messertromrneln 4 der Messerpartie zugeführt und hier auf die gewählten Formate geschnitten.

Zum Antrieb der Walzen 3 dient ein elektrischer Gleichstrommotor 5, der seine Ankerspannung aus einem Stellglied 6 erhält. Das Stellglied 6 wird seinerseits von einer Regeleinrichtung 7 aus gesteuert, die einen Strom- und überlagerten Drehzahlregelkreis enthält Zur Einstellung der Geschwindigkeit der Papierbahn 1 wird der Regeleinrichtung 7 ein DrehzdhlsoIIwert n_v von einem Sollwertgeber 24 vorgegeben, der in an sich bekannter We^:se digital und analog mit den entsprechenden Werten verglichen wird, die von einer mit dem Motor 5 gekuppelten Tachometermaschine 20 und einem digital· η Impulsgeber 21 abgeleitet sind.

Zum Antrieb der Messertrommeln 4 ist in diesem Ausführungsbeispiel kein Formatgetriebe, sondern ein Gleichstrommotor 8 vorgesehen, der die Messertrommeln über ein einstellbares Ungleichförmigkeitsgetnebe 11 antreibt. Dem Motor 8 sind ein Thyristorstellglied 9 und eine Regeleinrichtung 10 zugeordnet, die ihre Istwerte von Tachometermaschine 18 und Impulsgeber 19 beziehen und deren Sollwerte zur Sicherung des relativen Gleichlaufes von der Papierbahnguschwindij;-keit abhängig gemacht sind, wie durch die Verbindungslinie 22 angedeutet.

Zur Erfassung der Ungleichförmigkeit u der Drehbewegung der Messertrommeln 4 ist an der Welle der Messertrommeln eine Schaltvorrichtung angeordnet, die im wesentlichen aus zwei gegeneinander versetzten Gebern 16 und 17 besteht. Diese Geber 16 bzw. 17 geben je .eils in einem durch ihre fixierte Lage definierten bestimmten Drehwinkelbereich, z. B. 2 · 180°, der Messertrommeln 4 ein Freigabesignal an eine Impulsweiche 15, so daß jeweils während der Weichenstellung durch Geber 16 oder 17 die von dem Pulsgeber 19 zugeführten Pulse entweder auf den Vorwärts- oder auf den Rückwäi'szahleingang einer Zählschaltung 12 gelangen. Die Differenz am Ausgang der Zählschaltung 12 wird in einen Speicher 13 übernommen und über einen speziellen Digital-Analog-Wandler 14 als Istwert der Ungleichförmigkeit υ einem Vergleichsglied 23 zugeführt, das diesen Wert ständig mit dem tatsächlich gefahrenen η-Istwert der Messerpartie vergleicht.

Überschreitet der Drehzahl-Istwert der Messerpartie den aus der Ungleichförmigkeit abgeleiteten Vergleichswert ü. so wird drehzahlbegrenzend in den Sollwertgeber 24 und damit in die Drehzahlregelung des Motors 5 eingegriffen. Zur Erhöhung der Sicherheit der Istwertaussage der Ungleichförmigkeit υ wird dieser

Wert ständig einer Wiederholungskonirolle - Baustein 25 - unterworfen.

Die Wirkungsweise der elektronischen Einrichtung zur Ermittlung der Ungleichförmigkeit υ ist dabei die folgende:

Es sei angenommen, daß die Schaltvorrichtung 16 in einem definierten Winkelbereich ag von z. B. 180" (entspricht 90-270° bei Schnittpunkt 0°) ein Freigabesignal liefert Die Dauer dieses Freigabesignals

T₁ = U' "Ί

wobei mit ωι die mittlere Winkelgeschwindigkeit der Messerwelle in dem genannten Drehwinkelbereich bezeichnet ist Für die durch den Geber 17 bewirkte Freigabezeit gilt dann über den Winkelbereich 360° — Δρ entsprechend

T, =

360 I

Wird die Winkelgeschwindigkeit des Motors 8 mit ω™ bezeichnet, so gelangen während der Freigabezeit T, 2-, vorwärts zählende Impulse in die Zählschaitung 12, und zwai beträgt die Zahl

I <■ =

•■■ι

T₁

Gleichermaßen gilt für die während der Freigabezeit des Gebers 17 erreichte Pulszahl, die auf den Rückwärtszähleingang der Zählychaltung 12 gelangt

..„(360- U)

Eliminiert man die Zeit aus diesen Gleichungen, so ergibt sich am Ausgang der Zählschaltung 12 für die Ungleichförmigkeit u

V = Z₁ Z₂ -

(360 l„)

"Ί

Dieser bezogene Wert ist ein relati/ genaues Abbild der Ungleichförmigkeit; bei definiert vorgegebenen Bewegungsabläufen kann es aber durchaus auch ausreichend sein, wenn man nicht die Differenz der beiden Werte bildet, sondern sich mit einem der beiden Werte begnügt, da ja auch schon dieser Wert •^•innerhalb eines Bereiches ZIo< 360° ein Indiz für die

Abweichung von dem Antriebswinkel ist. Auf die vorstehend beschriebene Weise ist es relativ einfach möglich, ein Abbild für die Ungleichförmigkeit zu gewinnen, zumal, wenn, wie in diesem Ausführungsbeispiel dargestellt, der Impulsgeber an und für sich schon für die Gleichlaufregelung vorhanden ist und nur noch zusätzlich eine e nfache Zählschaltung benötigt wird.

Hierzu I Blatt Zeichnungen

Claims

ι ϊ ί ι Patentansprüche:

1. Elektronische Einrichtung zur Ermittlung des Ungleichförmigkeitsgrades einer von einer gleichförmigen Bewegung abgeleiteten ungleichförmigen Bewegung, dadurch gekennzeichnet, daß eine in der Bahn der ungleichförmigen Bewegung liegende Schaltvorrichtung (16, 17) eine Zählschaltung (12) in zwei definierten Bewegungsbereichen (do, 360° — Δρ) freigibt und die Differenz der in den Freigabezeiten in die Zählschaltung (12) gelangenden Pulse, die von einem entsprechend der gleichförmigen Bewegung angetriebenen Pulsgeber kommen, als Maß für die vorliegende Ungleichförmigkeit dient

2. Anwendung der Einrichtung als Sicherheitseinrichtung für Papierquerschneider od. dgl, mit formatabhängigem Gleichlauf zwischen Vorziehpartie und Messeipartie, mit einem zwischen Antrieb der fviesserpartie und Messertrommeln geschalteten einstellbaren Ungleichförmigkeitsgetriebe, bei der ein der Einstellung des Ungleichförmigkeitsgetriebes entsprechender und ein der Drehzahl des Messerantriebes proportionaler Wert einer Schaltung zuführbar sind, die beim Oberschreiten eines vorgegebenen Wertes ein Signal zur Drehzahlbegrenzung gibt, dadurch gekennzeichnet, daß die an den Pulsgeber (19) angeschlossene Zählschaltung (12) mindestens in einem definierten Drehwinkelbereich der f-'essertrommeln (4) durch die an der Messerwelle angeordnete Schaltvorrichtung (16,17) freigebbar ist und das Ausgangssignal der Zählschaltung (12) als Meßzahl für die Ungleichförmigkeit dient.

3. Sicherheitseinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Ausgangssignal der Zählschaltung (12) über einen Digital-Analog-Wandler (14) unter Berücksichtigung mechanischer Kenngrößen als Istwert der Ungleichförmigkeit (u) einer Begrenzungsschaltung für die Drehzahl zuführbar ist und während des Betriebes gleichzeitig einor ständigen Wiederholkontrolle unterliegt.