(19)
(11) EP 0 162 139 A2

(12) EUROPÄISCHE PATENTANMELDUNG

(43) Veröffentlichungstag:
27.11.1985  Patentblatt  1985/48

(21) Anmeldenummer: 84114976.8

(22) Anmeldetag:  08.12.1984
(51) Internationale Patentklassifikation (IPC)4B31F 1/28
(84) Benannte Vertragsstaaten:
AT BE CH DE FR GB IT LI NL SE

(30) Priorität: 25.05.1984 DE 3419524

(71) Anmelder: Werner H. K. Peters Maschinenfabrik GmbH
D-2000 Hamburg 54 (DE)

(72) Erfinder:
  • Laumann, Werner, Dr.
    D-2087 Ellerbek (DE)

(74) Vertreter: Patentanwälte Hauck, Graalfs, Wehnert, Döring, Siemons 
Neuer Wall 41
20354 Hamburg
20354 Hamburg (DE)


(56) Entgegenhaltungen: : 
   
       


    (54) Vorrichtung zur Erfassung und/oder Steuerung der Kantenlage von Papierbahnen in Wellpappenmaschinen oder dergleichen


    (57) Vorrichtung zur Erfassung und/oder Steuerung der Kantenlage von Papierbahnen in Wellpappenmaschinen oder dergleichen mit einer optischen Fühlervorrichtung, die ein Signal abgibt, wenn die Kantenlage der Papierbahn von einer vorgegebenen Lage abweicht, wobei die Fühlvorrichtung mindestens einen bandförmigen quer zur Laufrichtung der Papierbahn angeordneten optoelektrischen Fühler aufweist, der in Abhängigkeit von der Überdeckung durch die Papierbahn ein variables analoges Signal erzeugt.




    Beschreibung


    [0001] Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Erfassung und/oder Steuerung der Kantenlage von Papierbahnen in Wellpappenmaschinen oder dergleichen, mit einer optischen Fühlervorrichtung, die ein Signal abgibt, wenn die Kantenlage der Papierbahn von einer vorgegebenen Lage abweicht.

    [0002] Es ist bekannt, bei einseitigen Wellpappenmaschinen den Leimauftragsbehälter mit verstellbaren Leimabdämmwänden zu versehen, um die Leimauftragsbreite der jeweiligen Lage bzw. Breite der gewellten Bahn anzupassen (DE-PS 29 34 496). Die Leimdämmwände sind mit einer Spindelmutter gekoppelt, die auf einer Gewindespindel sitzen. Mittels Drehlagern sitzen Motoren auf den Gewindespindeln, die über einen Ketten- oder Riemenantrieb die Spindelmuttern in Drehung versetzen können. Mit den Leimdämmwänden ist jeweils ein Paar Fotozellen gekoppelt, die zu den Kanten der zu wellenden Bahn ausgerichtet sind. In der Normallage wird eine Fotozelle freigelassen und die andere abgedeckt. Ist dies nicht der Fall, sondern werden z.B. beide Fotozellen abgedeckt, wird von einer geeigneten Steuervorrichtung ein Verstellsignal für den zugehörigen Motor erzeugt, der sich darauf in Drehung setzt und die Spindelmutter antreibt, um die Leimdämmwand der Papierbahnkante solange nachzufahren, bis die beschriebene Normallage erreicht ist.

    [0003] Die beschriebene Vorrichtung ist verhältnismäßig ungenau, da das Steuersignal nur qualitativ vorliegt. In dem Augenblick, in dem lediglich eine Fotozelle abgedeckt ist, wird die Verstellung der Leimdämmwand eingestellt. Eine genaue Übereinstimmung zwischen Bahnkante und Leimdämmwand ist dadurch nicht zu erreichen. Darüber hinaus ist der mechanische Aufwand zur Verstellung der Leimdämmwände verhältnismäßig groß.

    [0004] Ein anderes Problem bei einseitigen Wellpappenmaschinen und vor allem im Bereich einer Wellpappenanlage vor der Beklebemaschine besteht darin, daß die einzelnen Bahnen lagerichtig übereinander zu liegen kommen. Wird hierfür nicht Sorge getragen, ergeben sich mehrere Nachteile. Vor der Beklebemaschine ist ein Leimauftragswerk angeordnet, um die einseitig beschichtete gewellte Bahn mit Leim zu versehen, damit die zweite Deckschicht damit verbunden werden kann. Bei nicht lagerichtigem Übereinanderliegen der Bahnen gelangt mithin Leim in die Beklebemaschine, was nach einer gewissen Zeit deren Funktion erheblich beeinträchtigen kann. Die Reinigung der Klebemaschine ist aufwendig und bedingt den Stillstand der gesamten Wellpappenmaschine. Außerdem erfordert der nicht einwandfrei gebildete Rand der Wellpappe, daß er entsprechend abgeschnitten werden muß zwecks Bildung eines sauberen Randes. Dadurch entsteht eine mehr oder weniger große Abfallmenge.

    [0005] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zu schaffen, mit der eine wirksame Erfassung der Kantenlage von Papierbahnen in Wellpappenmaschinen oder dergleichen möglich ist, um gewünschte Steuersignale zur Verstellung der Lage von Bahnen bzw. von Leimdämmwänden in einer Leimauftragsvorrichtung zu erhalten.

    [0006] Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Fühlvorrichtung mindestens einen bandförmigen, quer zur Laufrichtung der Papierbahn angeordneten optoelektrischen Fühler aufweist, der in Abhängigkeit von der Überdeckung durch die Papierbahn ein variables analoges Signal erzeugt.

    [0007] Der erfindungsgemäße bandförmige Fühler bildet einen sogenannten Lichtvorhang, welcher ein der jeweiligen Lichtstrahlabdeckung proportionales Signal, z.B. in Form eines Analog-Konstantstromausganges, liefert und somit eine quanti tative und qualitative Aussage über die jeweilige Bahnlage. Das der Bahnkantenposition entsprechende Signal dient als Führungsgröße zur Positionsregelung, z.B. der Leimabdämmwände damit die Leimbenetzung der Auftragswalze deckungsgleich zur Bahnlage erfolgt.

    [0008] Eine Ausgestaltung der Erfindung ist gekennzeichnet durch die Anordnung von Fühlern vor dem Auftragswerk einer Wellpappenanlage, von denen ein erster Fühler der einseitig gewellten Bahn und ein zweiter Fühler der zweiten Deckbahn zugeordnet ist, wobei der einseitig gewellten Bahn vor dem Auftragswerk eine Verstellvorrichtung zugeordnet ist, und ferner durch eine Vergleichsvorrichtung, in die das Signal des zweiten Fühlers als Sollwert und das des ersten Fühlers als Istwert gegeben wird und in Abhängigkeit von der Regelabweichung ein Stellsignal für die Verstellvorrichtung erzeugt.

    [0009] In Wellpappenbahnen wird die einseitig beschichtete gewellte Bahn vor dem Auftragswerk normalerweise einer sogenannten Vakuumbremse zugeführt, die für eine vorgegebene Spannung der Bahn hinter der Vakuumbremse sorgt. Die Vakuumbremse kann mit Hilfe eines Stellantriebs auch zur seitlichen Verstellung der Bahn dienen. Bei der beschriebenen Ausführungsform dient die Lage der zweiten Deckbahn als Sollwert, dem die Lage der einseitig beschichteten gewellten Bahn mit Hilfe der Vakuumbremse nachgefahren wird. Auf diese Weise ist es möglich, die einseitig beschichtete gewellte Bahn mit der zweiten Deckbahn vor der Beklebemaschine lagerichtig übereinanderzubringen, so daß so gut wie jeder Abfall vermieden wird.

    [0010] Eine andere Ausführungsform der Erfindung ist gekennzeichnet durch die Anordnung von mindestens einem Fühler an der von einem Verstellmotor verstellbaren Dämmwand eines Leimauftragsbehälters einer einseitigen Wellpappenmaschine und durch eine Vergleichsvorrichtung, in die ein Sollsignal und das Istsignal des Fühlers gegeben wird und die in Abhängigkeit von der Regelabweichung ein Stellsignal für den Verstellmotor erzeugt. Als Sollsignal kann z.B. das Ausgangssignal des bandförmigen Fühlers dienen, das z.B. bei einer halben Überdeckung erzeugt wird. Wird zu Beginn die Leimdämmwand so justiert, daß die halbe Fühlerüberdeckung der Sollage entspricht, ist eine Abweichung von der vorgegebenen Überdeckung eine Regelabweichung, die dazu verwendet werden kann, den Verstellmotor für die Leimdämmwand solange zu verstellen, bis die Sollüberdeckung erreicht worden ist. Es versteht sich, daß auch beliebige andere Überdeckungen zur Sollwertbildung herangezogen werden können. Schließlich ist alternativ auch denkbar, die Größe des Ausgangswertes des Fühlers auf einen Positionierantrieb zu geben, der in Abhängigkeit von der Größe des Signals eine Verstellung um einen vorgegebenen Weg bewirkt. Positionierantriebe sind jedoch bekanntlich aufwendiger als übliche Stellantriebe.

    [0011] Wie bereits erwähnt, können die Leimdämmwände mit Hilfe eines Spindelantriebs angetrieben werden. In diesem Zusammenhang sieht eine weitere Ausgestaltung der Erfindung vor, daß die Dämmwände jeweils mit einer Spindelmutter gekoppelt sind und die axial fest gelagerte Spindel geteilt ist mit relativ zueinander drehbaren, von jeweils einem Verstellmotor angetriebenen Spindelabschnitten. Eine derartige Ausführung des Antriebs für die Leimdämmwände weist mehrere Vorteile auf. Da die Spindelmutter sich translatorisch bewegt und die Spindelabschnitte drehbar angetrieben sind, können die Motoren ortsfest positioniert werden. Die Leimdämmwände können dabei einzeln oder synchron geregelt werden. Der Abdämmbereich wird nur durch die Baulänge der Spindelmuttern begrenzt. Der besondere Vorteil der Erfindung liegt jedoch in der qualitativen und quantitativen Erfassung der Bahnkanten und der Regelmöglichkeit der Leimdämmwände, so daß eine genaue Positionierung erfolgen kann.

    [0012] Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Zeichnungen näher erläutert.

    [0013] 

    Fig. 1 zeigt äußerst schematisch die Zuordnung von zwei erfindungsgemäßen Fühlern zu einer Papierbahn.

    Fig. 2 zeigt schematisch die Seitenansicht einer Wellpappenmaschine im Bereich vor einer Beklebemaschine.

    Fig. 3 zeigt ein Blockschaltbild für die Regelung von Leimdämmwänden im Auftragswerk einer einseitigen Maschine.

    Fig. 4 zeigt sehr schematisch eine einseitige Maschine mit einem Auftragswerk.

    Fig. 5 zeigt ein Blockschaltbild zur Positionierung von Bahnen in einer Wellpappenmaschine nach Fig. 2.

    Fig. 6 zeigt schematisch, teilweise im Schnitt, den Verstellantrieb für Dämmwände in einer Auftragsvorrichtung einer einseitigen Maschine nach Fig. 4.



    [0014] Bevor auf die in den Zeichnungen dargestellten Einzelheiten näher eingegangen wird, sei vorangestellt, daß jedes der beschriebenen Merkmale für sich oder in Verbindung mit Merkmalen der Ansprüche von erfindungswesentlicher Bedeutung ist.

    [0015] In der oberen und unteren Darstellung nach Fig. 1 sind bandförmige optoelektrische Fühler 10, 11 im Abstand L1 voneinander angeordnet. Sie sind unterhalb einer Papierbahn 12 von der Breite L1 angeordnet. Die Fühler 10, 11 bestehen z.B. aus einer Reihe von Fotodioden, die sich quer zur Laufrichtung der Papierbahn 12 erstreckt. Alle Ausgänge der Fotodioden gehen auf einen gemeinsamen Leiter, dessen Signal mithin abhängig ist von dem Grad der Überdeckung des gesamten Fühlers 10, 11. In der oberen Darstellung nach Fig. 1 liegt die Papierbahn 12 mit den Kanten in der Mitte der FÜhler 10, 11. In dieser Neutrallage wird z.B. ein Strom I, bzw. I2 erzeugt. Dieser Strom ändert sich, wenn gemäß der unteren Darstellung nach Fig. 1 die Papierbahn 12 nach rechts verschoben liegt. Das Ausmaß der Verschiebung Δ1 entspricht dem Ausgangsstrom I1 bzw. I2. Mit Hilfe der gezeigten Vorrichtung läßt sich mithin eine klare Aussage zur Lage der Bahn 12 treffen. Die Signale der Fühler 10, 11, die Analogsignale darstellen, können mithin als Führungsgrößen bzw. als Regelgrößen verwendet werden, wie nachfolgend gezeigt wird.

    [0016] Fig. 2 zeigt schematisch den Aufbau einer Wellpappenmaschine kurz vor einer Beklebemaschine 13. Der Beklebemaschine 13 ist ein Auftragswerk 14 und eine Walzenanordnung 15 zu Vorheizzwecken vorgeordnet. Eine obere einseitig beschichtete Wellpappenbahn 16 wird über eine Brücke 17 herangeführt und passiert eine Vakuumbremse 18. Sie gelangt über die obere Heizwalze 19 in das Auftragswerk und anschliessend in die Beklebemaschine 13. Eine zweite einseitig beschichtete Wellpappenbahn 20 passiert eine Vakuumbremse 21 und wird um den mittleren Vorheizzylinder 22 umgelenkt und gelangt anschließend in das Auftragswerk 14 und ebenfalls in die Beklebemaschine 13. Eine zweite Deckbahn 23 wird ebenfalls von der Brücke 17 zugeführt und umschlingt den unteren Vorheizzylinder 24 und gelangt über Umlenkrollen im Auftragswerk 14 ebenfalls zur Beklebemaschine 13.

    [0017] Die beschriebene Anordnung ist an sich bekannt. Es versteht sich, daß bei einer Einfachwellung nur die Bahn 16 bzw. 20 und die Deckbahn 23 der Beklebemaschine 13 zugeführt wird.

    [0018] Zwischen Vorheizanordnung 15 und Auftragswerk 14 sind allen drei Bahnen 16, 20, 23 Fühleranordnungen 26, 27 bzw. 28 zugeordnet, die entsprechend Fig. 1 ausgebildet sind. Es ist jedoch auch möglich, jeweils nur einer Bahnkante eine Fühleranordnung zuzuordnen. Ferner ist zu erwähnen, daß die Vakuumbremsen 18 bzw. 21 einen Verstellantrieb aufweisen zwecks Verlagerung der Bahn 16 bzw. 20 quer zur Laufrichtung.

    [0019] Die Wirkungsweise der Anordnung nach Fig. 2 ergibt sich aus der Darstellung nach Fig. 5. Aus dieser ist ersichtlich, daß die optischen Fühleranordnungen 26 bis 28 mit einem Rechner 29 verbunden sind, von dem Stellsignale für Verstellantriebe 30 bzw. 31 ausgehen für die Vakuumbremsen 18 bzw< 21. Die optische Fühleranordnung 28 ermittelt die Position der Deckbahn 23, wobei das Fühlersignal von der FÜhleranordnung 28 als Sollwert in den Rechner 29 eingegeben wird. Der Rechner vergleicht die Fühlersignale der Fühler 26 bzw. 27 mit diesem Sollsignal. Besteht keine Übereinstimmung, wird vom Rechner 29 ein Verstellsignal auf die Stellantriebe 30 bzw. 31 für die Vakuumbremse 18 bzw. 21 erzeugt, um die Bahn 16 bzw. 20 in Übereinstimmung mit der Lage der Deckbahn 23 zu bringen. Auf diese Weise ist gewährleistet, daß die Bahnen 16, 20 und 23 lagerichtig übereinander liegen.

    [0020] In Fig. 4 ist äußerst schematisch eine einseitige Maschine mit den beiden Riffelwalzen und der Preßwalze angedeutet. Die zu riffelnde Bahn ist mit 30 und die Deckbahn mit 31 bezeichnet. Ein Auftragswerk weist eine Leimwalze 32 und eine Auftragswalze 33 auf sowie einen in Fig. 4 nicht zu sehenden Leimbehälter mit Leimdämmwänden. Hierauf wird in Verbindung mit Fig. 6 eingegangen. Das Auftragswerk ist auf einem Wagen 34 angeordnet, der in Richtung des Doppelpfeils 35 auf die untere Riffelwalze zu bzw. von dieser fort verstellbar ist. Auf diese Weise läßt sich durch Ver- schiebung des Wagens 34, der auf Rollen oder Rädern ruht, ein freier Zugang zu den Riffelwalzen erhalten., Mit den Leimdämmwänden ist eine Fühleranordnung gemäß Fig. 1 verbunden, wobei in Fig. 4 eine Fühleranordnung 36 zu sehen ist, die an einem Haltearm 37 angeordnet ist, der seinerseits mit einer Leimdämmwand verbunden ist. Die Fühleranordnung 36 ist auf eine Kante der Bahn 30 vor den Riffelwalzen gerichtet und stellt die Relativlage von Fühleranordnung und Bahnkante fest, wie dies anhand von Fig. 6 beschrieben wurde.

    [0021] Die Normallage bzw. Neutrallage kann z.B. durch die halbe Überdeckung der Papierbahn am Fühler definiert werden. Ein Sollwertgeber 39 gemäß Fig. 3 gibt mithin ein entsprechendes Signal auf einen Rechner 38, der sowohl von der Fühleranordnung 36 als auch von der Fühleranordnung 36a Signale erhält. Der Rechner 38 erzeugt Stellsignale für Verstellmotoren 40, 41 für die Leimdämmwände. Weicht das Istsignal der optischen Anordnungen 36 bzw. 36a vom Sollwert ab, erzeugt der Rechner 38 Stellsignale für die Verstellmotoren 40, 41, um die Leimdämmwände entsprechend auf die zugehörige Bahnkante einzustellen. In Fig. 1 ist der Leimbehälter 42 im Schnitt gezeigt, in dem zwei Leimdämmwände 43 bzw. 44 angeordnet sind. Die Leimdämmwände 43, 44 sind mit Spindelmuttern 45 bzw. 46 verbunden, die auf Spindelabschnitten 47 bzw. 48 einer sich über die gesamte Breite des Leimbehälters 42 erstreckenden Gewindespindel bilden. Die Spindelabschnitte 47, 48 weisen Lager 49 bzw. Zapfen 50 auf, sind mithin relativ zueinander verdrehbar. Die äußeren Enden der Spindelabschnitte 47, 48 sind mit Wellen 51 bzw. 52 versehen, die über Kupplungen 53, 54 mit den Verstellmotoren 40, 41 gekoppelt sind. Die Spindelabschnitte 47, 48 sind mithin axial fest, jedoch drehbar gelagert. Die Spindelmuttern 45, 46 sind hingegen drehfest und bewegen sich translatorisch. Mit Hilfe der Verstellmotoren 40, 41 lassen sich die einzelnen Leim- dämmwände 43, 44 unabhängig von den ortsfest angeordneten Motoren 40, 41 verste llen.


    Ansprüche

    1. Vorrichtung zur Erfassung und/oder Steuerung der Kantenlage von Papierbahnen in Wellpappenmaschinen oder dergleichen mit einer optischen Fühlervorrichtung, die ein Signal abgibt, wenn die Kantenlage der Papierbahn von einer vorgegebenen Lage abweicht, dadurch gekennzeichnet, daß die Fühlvorrichtung mindestens einen bandförmigen quer zur Laufrichtung der Papierbahn (12) angeordneten optoelektrischen Fühler (10, 11) aufweist, der in Abhängigkeit von der Überdeckung durch die Papierbahn (12) ein variables analoges Signal erzeugt.
     
    2. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die Anordnung von Fühlern (26, 27, 28) vor dem Auftragswerk (14) einer Wellpappenanlage, von denen ein Fühler (26 bzw. 27) der einseitig beschichteten gewellten Bahn (16 bzw. 20) und ein zweiter Fühler (28) der zweiten Deckbahn (23) zugeordnet ist, wobei der einseitig beschichteten gewellten Bahn (16 bzw. 20) vor dem Auftragswerk (14) eine Verstellvorrichtung (18 bzw. 21) zugeordnet ist, und ferner durch eine Vergleichsvorrichtung (29), in die das Signal des zweiten Fühlers (28) als Sollwert und das des ersten Fühlers (26 bzw. 27) als Istwert gegeben wird und die in Abhängigkeit von der Regelabweichung ein Stellsignal für die Verstellvorrichtung (18 bzw. 21) erzeugt.
     
    3. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die Anordnung von mindestens einem Fühler (36, 36a) an der von einem Verstellmotor (40, 41) verstellbaren Dämmwand (43, 44) eines Leimauftragbehälters (42) einer einseitigen Wellpappenmaschine und durch eine Vergleichsvorrichtung (38), in die ein Sollsignal und das Istsignal des FÜhlers (36, 36a) gegeben wird und die in Abhängigkeit von der Regelabweichung ein Stellsignal für den Verstellmotor (40, 41) erzeugt.
     
    4. Vorrichtung nach Anspruch 3, bei der die Dämmwände über einen Spindelantrieb von einem Verstellmotor antreibbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Dämmwände (43, 44) mit einer Spindelmutter (45, 46) gekoppelt sind und die axial fest gelagerte Spindel geteilt ist mit relativ zueinander drehbaren vom jeweiligen Verstellmotor (40, 41) antreibbaren Spindelabschnitten (47, 48).
     




    Zeichnung