DE4122105A1 - Vorrichtung zum beruehrungslosen auftragen eines fluessigkeitsstreifens auf eine laufende materialbahn - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum berührungs­ losen Auftragen eines Flüssigkeitsstreifens, insbesonde­ re eines Leimstreifens, auf eine laufende Materialbahn mit wenigstens einem Auftragkopf, der mit wenigstens ei­ ner mit Abstand zur Materialbahn angeordneten Düse ver­ sehen ist, die mittels eines Ventils aktivierbar bzw. passivierbar ist, das in Abhängigkeit vom gewünschten Auftragmuster ansteuerbar ist.

Eine Vorrichtung dieser Art ist aus der DE 37 40 045 A1 bekannt. Der kontinuierliche Flüssigkeitsauftrag ist mit vielen Vorteilen hinsichtlich Verschleiß- und Störungs­ freiheit verbunden. Vorrichtungen dieser Art wurden je­ doch ausgehend von Vorrichtungen, bei denen die Düse Bahnkontakt hat, entwickelt. So ist es zu erklären, daß bisher bei der Ansteuerung des Ventils der Bahnabstand der Düse unberücksichtigt blieb. Die Folge davon ist je­ doch, daß mit zunehmender Bahngeschwindigkeit immer größere Fehler bezüglich Anfang und Ende der aufgetrage­ nen Flüssigkeitsstriche in Kauf genommen werden müssen, was insbesondere im Falle eines Leimauftrages besonders nachteilig ist.

Hiervon ausgehend ist es daher die Aufgabe der vorlie­ genden Erfindung, eine Vorrichtung eingangs erwähnter Art mit einfachen und kostengünstigen Mitteln so zu ver­ bessern, daß trotz des kontaktlosen Flüssigkeitsauftrags eine hohe Genauigkeit gewährleistet ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Einsatzpunkte des Ventils gegenüber den auftragmuster­ abhängigen Grundwerten um einen in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit der Materialbahn sowie zumindest dem Bahnabstand der Düse ermittelbaren Korrekturwert verän­ derbar sind.

Mit diesen Maßnahmen läßt sich die Flugzeit der Flüssig­ keit von der Düse zur Bahn vollständig kompensieren. Die erfindungsgemäßen Maßnahmen ergeben daher unter Beibe­ haltung der Vorteile des kontaktlosen Flüssigkeitsauf­ trags eine hohe Genauigkeit.

Vorteilhafte Weiterbildungen und zweckmäßige Ausgestal­ tungen der übergeordneten Maßnahmen sind in den Unter­ ansprüchen angegeben. So können die auftragmusterabhän­ gigen Grundwerte mittels einer durch einen die Bahn ab­ tastenden Sensor taktbaren Programmsteuereinrichtung er­ mittelbar sein, mit welcher eine den Korrekturwert er­ mittelnde Hilfssteuereinrichtung kaskadenförmig gekoppelt ist. Die erfindungsgemäße Kaskade ergibt in vorteilhafter Weise eine einfache Rückkopplung und führt dementspre­ chend zu einer besonders hohen Genauigkeit. Vorteilhaft ist es in diesem Zusammenhang auch, daß sich aus den vom Sensor lieferbaren Takten sowohl die Geschwindigkeit als auch deren Faktoren ableiten lassen, so daß man in vor­ teilhafter Weise trotz der Geschwindigkeitsabhängigkeit des Korrekturwerts und der Positionsabhängigkeit des Grundwerts lediglich einen Sensor mit nachgeordnetem Signalaufbereitungsglied benötigt.

Eine weitere zweckmäßige Maßnahme kann darin bestehen, daß die Hilfssteuereinrichtung eine Eingabeeinheit für manuelle Eingabe der in den Korrekturwert eingehenden Parameter aufweist. Dies ermöglicht eine hohe Variabili­ tät und Vielseitigkeit bei gleichzeitiger, hoher Be­ dienungsfreundlichkeit.

In weiterer Fortbildung der übergeordneten Maßnahmen kann die Hilfssteuereinrichtung so ausgebildet sein, daß aus den in diese eingebbaren Parametern ein Zeitfaktor gebildet wird, der mit der Geschwindigkeit der Bahn mul­ tipliziert wird, wobei sich der Korrekturwert in Form einer bestimmten Taktzahl ergibt, der von der abstands­ abhängigen Verzögerung in Form ebenfalls einer Taktzahl subtrahiert werden kann. Dies ermöglicht einen besonders einfachen schaltungstechnischen Aufbau.

Vorteilhaft können als Parameter neben dem Bahnabstand der Düse auch die Viskosität und der Druck der Flüssig­ keit und vorzugsweise auch die Totzeit des Ventils ein­ gebbar sein. Die Berücksichtigung einer derartigen Viel­ zahl von Parametern ergibt eine besonders hohe Genauig­ keit. Infolge der Berücksichtigung der Totzeit des Ven­ tils lassen sich in vorteilhafter Weise nicht nur die Flugzeit der Flüssigkeit, sondern auch die Verzögerung des Ventils kompensieren.

Nachstehend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Die einzige Figur der Zeichnung enthält ein Blockschaltbild einer erfin­ dungsgemäßen Vorrichtung.

Die in der Figur angedeutete Materialbahn 1 kann bei­ spielsweise eine bedruckte Papierbahn sein, die einem Falzapparat zugeführt wird. Auf die Materialbahn 1 wird am durch eine Umlenkwalze 2 angedeuteten Falzapparat­ einlauf ein Leimauftrag in Form eines unterbrochenen Leimstreifens 3 aufgebracht. Hierdurch lassen sich die aufeinander liegenden Bahnen eines Bahnpakets linien­ förmig miteinander verbinden.

Zum Auftragen des Leimstreifens 3 ist ein oberhalb der von der Bahn 1 umfahrenen Umlenkwalze 2 angeordneter Auftragkopf 4 vorgesehen, der an eine Versorgungsleitung 5 angeschlossen ist und eine Düse 6 aufweist, durch wel­ che ein dünner Leimstrahl 7 auf die Bahn 1 aufgespritzt werden kann. Die Düse 6 ist von der Materialbahn 1 distanziert. Der Abstand ist mit a bezeichnet. Da die Düse 6 mit der laufenden Materialbahn 1 nicht in Berüh­ rungskontakt kommt, ist eine hohe Störungs- und Ver­ schleißfreiheit gewährleistet. Zum Auf- bzw. Absteuern der Düse 6 ist ein ihr vorgeordnetes, hier in den Auf­ tragkopf 4 integriertes Ventil 8 vorgesehen, das bei­ spielsweise einen elektromagnetisch betätigbaren Schie­ ber aufweisen kann.

Zur Steuerung der hier durch einen Elektromagneten ge­ bildeten Betätigungseinrichtung 9 des Ventils 8 ist ei­ ne Programmsteuereinrichtung 10 vorgesehen. Diese ent­ hält als zentralen Rechnerbaustein einen frei program­ mierbaren Speicher 11, in den das gewünschte Leimmuster in Form von Länge und Abstand der den unterbrochenen Leimstreifen 3 bildenden Leimstriche bzw. der diesen zu­ geordneten Einsatzpunkte des Ventils 8 einprogrammierbar ist. Hierzu ist dem Speicher 11 eine Eingabeeinrichtung 12 zugeordnet. Die Programmsteuereinrichtung 10 wird mittels eines in Abhängigkeit vom Bahnlauf betätigbaren Sensors 13 getaktet. Hierbei kann es sich um einen Win­ kelcodierer handeln, der eine mit einer von der Mate­ rialbahn 1 umfahrenen Umlenkwalze 14 verbundene Inkre­ mentalscheibe 15 abtastet. Dem Sensor 13 ist ein Signal­ aufbereitungsglied 16 nachgeordnet, das die vom Sensor 13 empfangenen Impulse so aufbereitet, daß sich ein exaktes Impulsprofil, beispielsweise ein Rechteckprofil, ergibt. Jede von der Materialbahn 1 zurückgelegte Weg­ strecke läßt sich als die innerhalb dieser Wegstrecke anfallende Anzahl von Impulsen darstellen.

Die Einsatzpunkte zum Auf- bzw. Absteuern des Ventils werden mittels geeigneter, in den Speicher 11 integrier­ ter Zähleinrichtungen unter Verwendung der im Speicher 11 gespeicherten Werte und der vom Sensor 13 gelieferten Impulse ausgezählt. Der durch den Abstand 1 angedeutete Weg, den die Materialbahn 1 zwischen dem Sensor 13 und der Düse 6 zurücklegt, wird dabei mittels eines dem Speicher 11 nachgeordneten Verzögerungsglieds 17 berück­ sichtigt. Dieses verzögert die vom Speicher 11 erhalte­ nen Schaltsignale um die dem Abstand 1 entsprechende An­ zahl von Impulsen des Sensors 13. Der Ausgang des Ver­ zögerungsglieds 17 liegt unter Zwischenschaltung eines Leitungsverstärkers 18 an der Ventilbetätigungseinrich­ tung 9.

Da die Düse 6 von der Materialbahn 1 den Abstand a auf­ weist, benötigt der Leimstrahl 7 eine bestimmte Zeit, um den Abstand a zu durchlaufen. Innerhalb dieser Flugzeit bewegt sich aber die Materialbahn weiter. Zur Erzielung einer hohen Genauigkeit muß daher die Flugzeit bei der Ermittlung der Einsatzpunkte des Ventils d berücksich­ tigt werden. Hierzu wird die oben erwähnte, der Weg­ strecke 1 entsprechende Verzögerung der Weiterleitung der Schaltsignale entsprechend verkürzt.

Zur Bewerkstelligung dieser Beeinflussung des Ausgangs des Verzögerungsglieds 17 ist eine mit der Programm­ steuereinrichtung 10 kaskadenförmig gekoppelte Hilfs­ steuereinrichtung 19 vorgesehen. Das Signalaufbereitungs­ glied 16 ist dabei so ausgebildet, daß nicht nur der Po­ sition, sondern auch der Bahngeschwindigkeit entsprechen­ de Ausgangssignale erzeugt werden. Das Signalaufberei­ tungsglied ist mit zwei Ausgängen versehen, an denen der Speicher 11 bzw. die die Hilfssteuereinrichtung umfassen­ de Kaskade liegen. Am dem Speicher 11 zugeordneten Aus­ gang steht die Zahl der Impulse, also ein Positionssig­ nal, an. Am der Hilfssteuereinrichtung 19 zugeordneten Ausgang steht ein der Bahngeschwindigkeit entsprechendes Signal in Form der Impulszahl pro Zeiteinheit an.

Mit Hilfe der Hilfssteuereinrichtung 19 wird die vom Signalaufbereitungsglied 16 abgenommene Bahngeschwindig­ keit mit einem der erwünschten Korrektur entsprechenden Zeitfaktor multipliziert. Das Ergebnis dieses Rechen­ vorgangs ist eine bestimmte Anzahl von Impulsen, um die die oben erwähnte, der Wegstrecke 1 entsprechende Ver­ zögerung gekürzt werden muß. Diese Subtraktion findet im Verzögerungsglied 17 statt, in das hierzu ein Komparator 20 integriert sein kann, der mit einem Eingang am Aus­ gang der die Hilfssteuereinrichtung 19 umfassenden Kas­ kade und mit einem weiteren Eingang am Ausgang der be­ nachbarten Verzögerungseinrichtung 21 liegt. Das den Komparator 20 und die Verzögerungseinrichtung 21 umfas­ sende Verzögerungsglied besitzt dementsprechend zwei Ein­ gänge, von denen einer dem Speicher 11 und der andere der Hilfssteuereinrichtung 19 zugeordnet sind.

Die Hilfssteuereinrichtung 19 enthält eine vorzugsweise mit einem Speicher gekoppelte Recheneinrichtung 22, der eine Eingabeeinrichtung 23 für manuelle Eingabe der in den oben erwähnten Zeitfaktor eingehenden Parameter zu­ geordnet ist. Als Parameter wird in erster Linie der Ab­ stand a zwischen Düse 6 und Materialbahn 1 benutzt. Wei­ tere Parameter können die Leimviskosität und der Druck in der Versorgungsleitung 5 sein. Da das Ventil 8 und die Ventilbetätigungseinrichtung 9 auch eine bestimmte Totzeit zwischen dem Eintreffen eines Schaltsignals und der Durchführung eines Schaltvorgangs aufweisen, kann auch diese Totzeit als Parameter Verwendung finden. Bei Verwendung sämtlicher Parameter ergibt sich eine beson­ ders hohe Gesamtgenauigkeit.

Aus dem nachstehend angegebenen Rechenbeispiel wird die einfache Funktionsweise der erfindungsgemäßen Vorrichtung besonders deutlich. In diesem Beispiel soll die am der Hilfssteuereinrichtung 19 zugeordneten Ausgang des Sig­ nalaufbereitungsglieds 16 anstehende Bahngeschwindigkeit 15·10³ Impulse pro Sekunde betragen. Der aus den ein­ zelnen Parametern mit Hilfe eines in der Recheneinrich­ tung 22 enthaltenen Betriebsprogramms ermittelte Zeit­ faktor soll 10^-3 Sekunden betragen. Die von der Rechen­ einrichtung 22 durchzuführende Multiplikation führt dem­ entsprechend zu einem Korrekturwert von 15 Impulsen. Um diesen Wert muß der Grundwert in Form der mit Hilfe der Verzögerungseinrichtung 21 bewerkstelligten Verzögerung der aus dem Speicher 11 herausgetakteten Schaltsignale verkürzt werden. Der Abstand 1 soll 150 Impulse betragen. Mit Hilfe des Verzögerungsglieds 17 werden die aus dem Speicher 11 herausgetakteten Schaltsignale nun aber nicht um den genannten Grundwert von 150 Impulsen, sondern nur um die Differenz zwischen Grundwert und Korrekturwert, also nur um 135 Impulse verzögert, womit die Flugzeit und Totzeit ausgeglichen sind.

Claims (10)

1. Flüssigkeitsstreifens, insbesondere Leimstrei­ fens (3), auf eine laufende Materialbahn (1) mit wenigstens einem Auftragkopf (4), der mit wenig­ stens einer mit Abstand (a) zur Materialbahn (1) angeordneten Düse (6) versehen ist, die mittels eines Ventils (8) aktivierbar bzw. passivierbar ist, das in Abhängigkeit vom gewünschten Auftrag­ muster ansteuerbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Einsatzpunkte des Ventils (8) gegenüber den auftragmusterabhängigen Grundwerten um einen in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit der Ma­ terialbahn (1) sowie zumindest dem Bahnabstand (a) der Düse (6) ermittelbaren Korrekturwert veränder­ bar sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß die auftragmusterabhängigen Grundwerte mittels einer durch einen den Bahnlauf abtastenden Sensor (13) taktbaren Programmsteuereinrichtung (10) ermittelbar sind, mit welcher eine den Korrek­ turwert ermittelnde Hilfssteuereinrichtung (19) kaskadenförmig gekoppelt ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeich­ net, daß die Programmsteuereinrichtung (10) ein dem Ventil (8) vorgeordnetes Verzögerungsglied (17) enthält, das zwei Eingänge aufweist, an denen ein das Auftragmuster enthaltender programmierbarer Speicher (11) und die Hilfssteuereinrichtung (19) liegen.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeich­ net, daß das Verzögerungsglied (17) eine Verzöge­ rungseinrichtung (21) und einen Komparator (20) enthält, wobei mit Hilfe der Verzögerungseinrich­ tung (21) die aus dem Speicher (11) auszählbaren Grundwerte für die Einsatzpunkte des Ventils (8) in Abhängigkeit von der dem Abstand zwischen Sen­ sor (13) und Düse (6) entsprechenden Impulszahl des Sensors (13) verzögerbar und wobei diese Ver­ zögerung mittels des Komparators (20) um den Aus­ gangswert der Hilfssteuereinrichtung (19) verklei­ nerbar ist.

5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprü­ che 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß dem Sen­ sor (13) ein Signalaufbereitungsglied (16) nach­ geordnet ist, das einen der Geschwindigkeit der Materialbahn (1) zugeordneten Ausgang, an welchem die Hilfssteuereinrichtung (19) liegt, und einen der Position zugeordneten Ausgang, an welchem der Speicher (11) liegt, aufweist.

6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprü­ che 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Sen­ sor (13) als Winkelcodierer ausgebildet ist, der einer von der Materialbahn (1) zumindest teilweise umfahrenen Umlenkwalze (14) zugeordnet ist.

7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprü­ che 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Hilfs­ steuereinrichtung (19) eine Recheneinrichtung (22) mit Eingabeeinrichtung (23) für manuelle Eingabe der in den Korrekturwert eingehenden Parameter aufweist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeich­ net, daß mittels der Hilfssteuereinrichtung (19) aus den eingebbaren Parametern ein Zeitfaktor ge­ bildet wird, der mit der Geschwindigkeit der Ma­ terialbahn (1) multipliziert wird, wobei der Kor­ rekturwert erhalten wird, der mittels des Kompara­ tors (20) vom abstandsabhängigen Grundwert sub­ trahiert wird.

9. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprü­ che 7 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß als Pa­ rameter neben dem Abstand (a) der Düse (6) von der Materialbahn (1) zumindest die Totzeit des Ventils (8) und dessen Betätigungseinrichtung (9) eingebbar sind.

10. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprü­ che 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß als Pa­ rameter neben dem Bahnabstand (a) die Viskosität und der Druck der Flüssigkeit eingebbar sind.