DE4122105C2 - Vorrichtung zum berührungslosen Auftragen eines Flüssigkeitsstreifens auf eine laufende Materialbahn - Google Patents
Vorrichtung zum berührungslosen Auftragen eines Flüssigkeitsstreifens auf eine laufende MaterialbahnInfo
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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 8 berücksich
tigt werden. Hierzu wird die oben erwähnte, der Weg
strecke l 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 l 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 l 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. Vorrichtung zum berührungslosen Auftragen eines
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.
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