EP0523408B1 - Vorrichtung zum berührungslosen Auftragen eines Flüssigkeitsstreifens auf eine laufende Materialbahn - Google Patents
Vorrichtung zum berührungslosen Auftragen eines Flüssigkeitsstreifens auf eine laufende Materialbahn Download PDFInfo
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- EP0523408B1 EP0523408B1 EP92110577A EP92110577A EP0523408B1 EP 0523408 B1 EP0523408 B1 EP 0523408B1 EP 92110577 A EP92110577 A EP 92110577A EP 92110577 A EP92110577 A EP 92110577A EP 0523408 B1 EP0523408 B1 EP 0523408B1
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- B05B13/04—Means for supporting work; Arrangement or mounting of spray heads; Adaptation or arrangement of means for feeding work the spray heads being moved during spraying operation
- B05B13/0463—Installation or apparatus for applying liquid or other fluent material to moving work of indefinite length
Definitions
- the invention relates to a device according to the preamble of claim 1.
- a device for applying a glue strip to spaced consecutive, by means of a conveyor belt under an applicator sheet-shaped objects in which a valve associated with a nozzle of the applicator head is controlled so that the speed of the conveyor belt, the flight time of the glue and the dead time of the valve are taken into account.
- a pulse generator that can be driven as a function of speed and a sensor that scans the front edges of the arcuate products are provided, through which the valve has a number of cascades assigned control device is controllable. Since the leading edges of the arcuate products must be detected in this known arrangement, the control device is comparatively complex.
- the measures according to the invention advantageously result in a speed-dependent correction value by means of which the flight time of the liquid from the nozzle to the web is compensated. With the aid of the delay element, the results of the program control device and the auxiliary control device are simply subtracted from one another. Both the speed and the factors for the program control device can advantageously be derived from the clocks supplied by the sensor, so that despite the speed dependency of the correction value and the position dependency of the basic value, only one sensor with a subordinate one Signal conditioning element is required.
- the measures according to the invention therefore result in a very simple structure.
- the material web 1 indicated in the figure can be, for example, a printed paper web that is fed to a folder.
- a glue application in the form of an interrupted glue strip 3 is applied to the material web 1 at the folder inlet indicated by a deflection roller 2.
- the superimposed webs of a web package can be connected to one another in a line.
- an application head 4 is provided above the deflection roller 2, which is surrounded by the web 1, which is connected to a supply line 5 and has a nozzle 6 which a thin jet of glue 7 can be sprayed onto the web 1.
- the nozzle 6 is distanced from the material web 1. The distance is labeled a. Since the nozzle 6 is not in contact with the running material web 1 comes, a high level of interference and wear is guaranteed.
- a valve 8, which is arranged upstream of it and is integrated here in the application head 4, is provided for opening and closing the nozzle 6 and can, for example, have an electromagnetically actuated slide.
- a program control device 10 is provided for controlling the actuating device 9 of the valve 8 formed here by an electromagnet.
- the central computer module contains a freely programmable memory 11 into which the desired glue pattern can be programmed in the form of the length and distance of the glue lines forming the interrupted glue strip 3 or the application points of the valve 8 assigned to them.
- an input device 12 is assigned to the memory 11.
- the program control device 10 is clocked by means of a sensor 13 which can be actuated as a function of the web run. This can be an angle encoder which scans an incremental disk 15 connected to a deflection roller 14 which is surrounded by the material web 1.
- a signal processing element 16 Downstream of the sensor 13 is a signal processing element 16, which processes the pulses received by the sensor 13 in such a way that an exact pulse profile, for example a rectangular profile, results.
- Each path covered by the material web 1 can be represented as the number of pulses occurring within this path.
- the points of use for opening and closing the valve are determined by means of suitable counting devices integrated in the memory 11, using those in the memory 11 stored values and the pulses supplied by sensor 13 are counted.
- the path indicated by the distance 1, which the material web 1 travels between the sensor 13 and the nozzle 6, is taken into account here by means of a delay element 17 arranged downstream of the memory 11. This delays the switching signals received from the memory 11 by the number of pulses of the sensor 13 corresponding to the distance 1.
- the output of the delay element 17 is connected to the valve actuation device 9 with the interposition of a line amplifier 18.
- the glue jet 7 needs a certain time to pass through the distance a.
- the material web continues to move within this flight time.
- the flight time must therefore be taken into account when determining the operating points of the valve 8. For this purpose, the above-mentioned delay of the forwarding of the switching signals corresponding to the route 1 is shortened accordingly.
- an auxiliary control device 19 is provided, which is coupled in a cascade fashion to the program control device 10.
- the signal processing element 16 is designed so that not only the position but also the web speed corresponding output signals are generated.
- the signal processing element is provided with two outputs at which the memory 11 or the cascade comprising the auxiliary control device are located. At the output assigned to the memory 11 the number of pulses, i.e. a position signal, is pending. A signal corresponding to the path speed in the form of the number of pulses per unit of time is present at the output assigned to the auxiliary control device 19.
- the path speed taken from the signal processing element 16 is multiplied by a time factor corresponding to the desired correction.
- the result of this calculation process is a certain number of pulses by which the above-mentioned delay corresponding to distance 1 must be reduced.
- This subtraction takes place in the delay element 17, into which a comparator 20 can be integrated, which has an input at the output of the cascade comprising the auxiliary control device 19 and a further input at the output of the adjacent delay device 21.
- the delay element comprising the comparator 20 and the delay device 21 accordingly has two inputs, one of which is assigned to the memory 11 and the other to the auxiliary control device 19.
- the auxiliary control device 19 contains a computing device 22 which is preferably coupled to a memory and which is assigned an input device 23 for manual input of the parameters which come into play in the time factor mentioned above.
- the distance a between nozzle 6 and material web 1 is primarily used as a parameter.
- Further parameters can be the glue viscosity and the pressure in the supply line 5. Since the valve 8 and the valve actuation device 9 also have a certain dead time between the arrival of a switching signal and perform a switching operation, this dead time can also be used as a parameter. When using all parameters, the overall accuracy is particularly high.
- the path speed present at the output of the signal processing element 16 assigned to the auxiliary control device 19 should be 15 ⁇ 10 3 pulses per second.
- the time factor determined from the individual parameters with the aid of an operating program contained in the computing device 22 should be 10 -3 seconds.
- the multiplication to be carried out by the computing device 22 accordingly results in a correction value of 15 pulses.
- the basic value in the form of the delay in the switching signals clocked out of the memory 11, which is accomplished with the aid of the delay device 21, must be shortened by this value.
- the distance 1 should be 150 pulses.
- the switching signals clocked out of the memory 11 are now not delayed by the stated basic value of 150 pulses, but only by the difference between the basic value and the correction value, that is to say only 135 pulses, which compensates for the flight time and dead time.
Description
- Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1.
- Aus der DE-A-37 40 045 ist eine Leimvorrichtung eingangs erwähnter Art bekannt. Bei dieser bekannten Anordnung wird bei der Ansteuerung des Ventils der Bahnabstand der Düse nicht berücksichtigt. Es ergeben sich daher Fehler bezüglich Anfang und Ende des Leimauftrags.
- Aus der US-A-4 164 001 ist eine Vorrichtung zum Aufbringen eines Leimstreifens auf mit Abstand aufeinander folgende, mittels eines Transportbands unter einem Auftragkopf vorbeibewegte, bogenförmige Gegenstände bekannt, bei der ein einer Düse des Auftragkopfes zugeordnetes Ventil so angesteuert wird, daß die Geschwindigkeit des Transportbands, die Flugzeit des Leims und die Totzeit des Ventils berücksichtigt werden. Hierzu sind ein geschwindigkeitsabhängig antreibbarer Pulsgenerator und ein die Vorderkanten der bogenförmigen Produkte abtastender Sensor vorgesehen, durch die eine mehrere Kaskaden aufweisende, dem Ventil zugeordnete Steuereinrichtung ansteuerbar ist. Da bei dieser bekannten Anordnung die Vorderkanten der bogenförmigen Produkte erfaßt werden müssen, ergibt sich ein vergleichsweise aufwendiger Aufbau der Steuereinrichtung.
- Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, bei einer einer laufenden Materialbahn zugeordneten Vorrichtung eingangs erwähnter Art mit einfachen und kostengünstigen Mitteln eine hohe Genauigkeit zu gewährleisten.
- Diese Aufgabe wird durch die Maßnahmen des Kennzeichens des Anspruchs 1 gelöst.
- Die erfindungsgemäßen Maßnahmen ergeben in vorteilhafter Weise einen geschwindigkeitsabhängigen Korrekturwert, durch den die Flugzeit der Flüssigkeit von der Düse zur Bahn kompensiert wird. Mit Hilfe des Verzögerungsglieds werden einfach die Ergebnisse der Programmsteuereinrichtung und der Hilfssteuereinrichtung voneinander subtrahiert. Aus den vom Sensor gelieferten Takten lassen sich in vorteilhafter Weise sowohl die Geschwindigkeit als auch die Faktoren für die Programmsteuereinrichtung ableiten, sodaß trotz der Geschwindigkeitsabhängigkeit des Korrekturwerts und der Positionsabhängigkeit des Grundwerts lediglich ein Sensor mit nachgeordnetem Signalaufbereitungsglied benötigt wird. Die erfindungsgemäßen Maßnahmen ergeben daher einen höchst einfachen Aufbau.
- Vorteilhafte Ausgestaltungen und zweckmäßige Fortbildungen der übergeordneten Maßnahmen sind in den Unteransprüchen angegeben und aus der nachstehenden Beispielsbeschreibung anhand der Zeichnung entnehmbar.
- Die einzige Figur der nachstehend beschriebenen Zeichnung enthält ein Blockschaltbild einer erfindungsgemäßen Vorrichtung.
- Die in der Figur angedeutete Materialbahn 1 kann beispielsweise eine bedruckte Papierbahn sein, die einem Falzapparat zugeführt wird. Auf die Materialbahn 1 wird am durch eine Umlenkwalze 2 angedeuteten Falzapparateinlauf ein Leimauftrag in Form eines unterbrochenen Leimstreifens 3 aufgebracht. Hierdurch lassen sich die aufeinanderliegenden Bahnen eines Bahnpakets linienförmig 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 welche 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 Berührungskontakt kommt, ist eine hohe Störungs- und Verschleißfreiheit gewährleistet. Zum Auf- bzw. Absteuern der Düse 6 ist ein ihr vorgeordnetes, hier in den Auftragkopf 4 integriertes Ventil 8 vorgesehen, das beispielsweise einen elektromagnetisch betätigbaren Schieber aufweisen kann.
- Zur Steuerung der hier durch einen Elektromagneten gebildeten Betätigungseinrichtung 9 des Ventils 8 ist eine Programmsteuereinrichtung 10 vorgesehen. Diese enthält als zentralen Rechnerbaustein einen frei programmierbaren Speicher 11, in den das gewünschte Leimmuster in Form von Länge und Abstand der den unterbrochenen Leimstreifen 3 bildenden Leimstriche bzw. der diesen zugeordneten 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 Winkelcodierer handeln, der eine mit einer von der Materialbahn 1 umfahrenen Umlenkwalze 14 verbundene Inkrementalscheibe 15 abtastet. Dem Sensor 13 ist ein Signalaufbereitungsglied 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 Wegstrecke 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 integrierter 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 berücksichtigt. Dieses verzögert die vom Speicher 11 erhaltenen Schaltsignale um die dem Abstand 1 entsprechende Anzahl von Impulsen des Sensors 13. Der Ausgang des Verzögerungsglieds 17 liegt unter Zwischenschaltung eines Leitungsverstärkers 18 an der Ventilbetätigungseinrichtung 9.
- Da die Düse 6 von der Materialbahn 1 den Abstand a aufweist, 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 berücksichtigt werden. Hierzu wird die oben erwähnte, der Wegstrecke 1 entsprechende Verzögerung der Weiterleitung der Schaltsignale entsprechend verkürzt.
- Zur Bewerkstelligung dieser Beeinflussung des Ausgangs des Verzögerungsglieds 17 ist eine mit der Programmsteuereinrichtung 10 kaskadenförmig gekoppelte Hilfssteuereinrichtung 19 vorgesehen. Das Signalaufbereitungsglied 16 ist dabei so ausgebildet, daß nicht nur der Position, sondern auch der Bahngeschwindigkeit entsprechende Ausgangssignale erzeugt werden. Das Signalaufbereitungsglied ist mit zwei Ausgängen versehen, an denen der Speicher 11 bzw. die die Hilfssteuereinrichtung umfassende Kaskade liegen. Am dem Speicher 11 zugeordneten Ausgang steht die Zahl der Impulse, also ein Positionssignal, 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 Bahngeschwindigkeit mit einem der erwünschten Korrektur entsprechenden Zeitfaktor multipliziert. Das Ergebnis dieses Rechenvorgangs ist eine bestimmte Anzahl von Impulsen, um die die oben erwähnte, der Wegstrecke 1 entsprechende Verzögerung gekürzt werden muß. Diese Subtraktion findet im Verzögerungsglied 17 statt, in das hierzu ein Komparator 20 integriert sein kann, der mit einem Eingang am Ausgang der die Hilfssteuereinrichtung 19 umfassenden Kaskade und mit einem weiteren Eingang am Ausgang der benachbarten Verzögerungseinrichtung 21 liegt. Das den Komparator 20 und die Verzögerungseinrichtung 21 umfassende Verzögerungsglied besitzt dementsprechend zwei Eingänge, 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 zugeordnet ist. Als Parameter wird in erster Linie der Abstand a zwischen Düse 6 und Materialbahn 1 benutzt. Weitere 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 besonders 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 Signalaufbereitungsglieds 16 anstehende Bahngeschwindigkeit 15 x 10³ Impulse pro Sekunde betragen. Der aus den einzelnen Parametern mit Hilfe eines in der Recheneinrichtung 22 enthaltenen Betriebsprogramms ermittelte Zeitfaktor soll 10⁻³ Sekunden betragen. Die von der Recheneinrichtung 22 durchzuführende Multiplikation führt dementsprechend 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 (8)
- Vorrichtung zum berührungslosen Auftragen eines Flüssigkeitsstreifens, insbesondere Leimstreifens (3), auf eine laufende Materialbahn (1) mit wenigstens einem Auftragkopf (4), der mit wenigstens 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 Auftragmuster ansteuerbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Einsatzpunkte des Ventils (8) gegenüber den auftragmusterabhängigen Grundwerten um einen in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit der Materialbahn (1) sowie zumindest dem Bahnabstand (a) der Düse (6) ermittelbaren Korrekturwert veränderbar sind, wobei die auftragmusterabhängigen Grundwerte mittels einer durch einen den Bahnlauf abtastenden Sensor (13) taktbaren Programmsteuereinrichtung (10) ermittelbar sind, mit welcher eine den Korrekturwert ermittelnde Hilfssteuereinrichtung (19) kaskadenförmig gekoppelt ist, und wobei 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.
- Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Verzögerungsglied (17) eine Verzögerungseinrichtung (21) und einen Komparator (20) enthält, wobei mit Hilfe der Verzögerungseinrichtung (21) die aus dem Speicher (11) auszählbaren Grundwerte für die Einsatzpunkte des Ventils (8) in Abhängigkeit von der dem Abstand zwischen Sensor (13) und Düse (6) entsprechenden Impulszahl des Sensors (13) verzögerbar und wobei diese Verzögerung mittels des Komparators (20) um den Ausgangswert der Hilfssteuereinrichtung (19) verkleinerbar ist.
- Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß dem Sensor (13) ein Signalaufbereitungsglied (16) nachgeordnet 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.
- Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß der Sensor (13) als Winkelcodierer ausgebildet ist, der einer von der Materialbahn (1) zumindest teilweise umfahrenen Umlenkwalze (14) zugeordnet ist.
- Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß die Hilfssteuereinrichtung (19) eine Recheneinrichtung (22) mit Eingabeeinrichtung (23) für manuelle Eingabe der in den Korrekturwert eingehenden Parameter aufweist.
- Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß mittels der Hilfssteuereinrichtung (19) aus den eingebbaren Parametern ein Zeitfaktor gebildet wird, der mit der Geschwindigkeit der Materialbahn (1) multipliziert wird, wobei der Korrekturwert erhalten wird, der mittels des Komparators (20) vom abstandsabhängigen Grundwert subtrahiert wird.
- Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüchen 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß als Parameter neben dem Abstand (a) der Düse (6) von der Materialbahn (1) zumindest die Totzeit des Ventils (8) und dessen Betätigungseinrichtung (9) eingebbar sind.
- Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüchen 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß als Parameter neben dem Bahnabstand (a) die Viskosität und der Druck der Flüssigkeit eingebbar sind.
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