DE3341539C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Überwachung der relativen Stellung einer laufenden Verpackungsmaterialbahn mit aufgebrachtem Aufreißstreifen sowohl in Längs- als auch in Querrichtung.

In Verpackungsmaschinen ist die Über­ wachung von Verpackungsmaterial-Bahnen erforderlich. Zum einen geht es darum, Materialfehler zu identifizieren, beispielsweise Löcher, Risse, aber auch Bahnverbindungen durch Klebe­ streifen etc. Die Feststellung derartiger Fehler führt zu der Aussonderung einer oder mehrerer aus dem Verpackungs­ material mit diesen Fehlern hergestellter Packungen, insbe­ sondere Zigaretten-Packungen. Darüber hinaus ist aber auch der Lauf der Materialbahn, also deren Relativstellung, zu überwachen. Bei Abweichungen von den Soll-Positionen wird die Bahn durch geeignete Stellorgane in die korrekte Be­ wegungsrichtung verstellt.

Eine Überwachungs- und Steuerungseinrichtung dieser Art ist in der EP-A 00 25 563 beschrieben. Einem Bobinen-Träger ist bei diesem bekannten Vorschlag ein photoelektrisches Abtast­ gerät zugeordnet, welches aus zwei im Abstand voneinander angeordneten Sensorstäben besteht. Zwischen diesen läuft die Bahn des Verpackungsmaterials hindurch, derart, daß eine Reihe von mit geringem Abstand voneinander ange­ ordneten Sensoren jeweils zu beiden Seiten der Bahn sich er­ streckt. Darüber hinaus sind an jedem Sensorstab zwei seitliche Sensoren (Sender und Empfänger) angeordnet, die die Seitenkanten der Bahn abtasten und einen etwaigen Schieflauf erkennen. Diese letztgenannten Sensoren bzw. etwaige Fehlersignale werden bei der bekannten Vorrichtung zur Betätigung eines Stellmotors verwendet, der die Bobine bzw. die Bobinenhalterung in korrigierendem Sinne verstellt.

Die bekannte Einrichtung ist zwar zur Überwachung von Material- und Stellungsfehlern einer Materialbahn geeignet, jedoch nur in Querrichtung, wobei sie zudem im Aufbau und in der Handhabung verhältnismäßig aufwendig ist.

Auch aus der EP 00 43 723 ist eine Überwachungseinrichtung zur Überwachung von Stellungsfehlern eines Material­ streifens entnehmbar, wobei Sensoren vorgesehen sind, die auf dem Materialstreifen aufgebrachte Kennzeichen abtasten. Die Abtastungssignale können zur Steuerung bzw. Kompensierung der Stellungsfehler verwendet werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine im Aufbau einfache und kostengünstige, in der Funktion gleichwohl zuverlässige Einrichtung zur Erkennung von Stellungsfehlern sowohl in Längs- als auch in Querrichtung einer Verpackungs­ materialbahn vorzuschlagen.

Zur Lösung dieser Aufgabe sieht die erfindungsgemäße Ein­ richtung vor, die Lage der Seitenränder des Aufreiß­ streifens durch einen taktweise Infrarotlicht emittierenden Sender und zwei an gegenüberliegenden Randbereichen des Auf­ reißstreifens angeordneten Sensoren zu überwachen, wobei der Aufreißstreifen ferner Marken aufweist, die zusätzlich durch die gleichen Sensoren erfaßt werden und wobei eine Steuerelektronik vorgesehen ist, die zu Zwecken der Bahn­ steuerung in Längs- und Querrichtung beide Signaltypen auf­ bereitet.

Eine Gruppe von Abtastorganen, nämlich ein Sender und zwei im Abstand voneinander angeordnete Sensoren, dient erfindungsgemäß der Überwachung eines auf die Bahn aufge­ brachten Aufreißstreifens. Die Sensoren sind dabei in einem Abstand voneinander angeordnet, der vorzugsweise geringer ist als die Breite des Aufreißstreifens, so daß beide Sensoren von diesem überdeckt sind. Bei einer Abweichung des Streifens von der Normallage in Querrichtung wird dem einen oder anderen Sensor mehr Licht zugeführt, woraus ein Fehlersignal abgeleitet wird.

Erfindungsgemäß hat diese Gruppe von Abtastorganen eine weitere Funktion, nämlich die Überwachung der Relativlage der Verpackungszuschnitte, die zusammen mit dem Material­ streifen von der Bahn abgetrennt werden. Zu diesem Zweck ist jeder Aufreißstreifen mit Marken versehen, die hin­ sichtlich der Relativlage von den Sensoren abgetastet werden. Eine Veränderung der Lage bedeutet auch eine nicht erwünschte Veränderung der Relativstellung des Zuschnitts in Längsrichtung.

Diese und ggf. weitere Sensoren sind nach einem weiteren Vorschlag der Erfindung in bzw. an einem gemeinsamen, ein­ heitlichen, U-förmig ausgebildeten Halter angeordnet, wie er rein prinzipiell der US-PS 32 32 547 entnehmbar ist. An horizontal gerichteten Schenkeln sind die sich gegenüberliegenden Sensoren (Sender und Empfänger) angeordnet, wobei die Bahn im Bereich eines einseitig offenen Schlitzes zwischen den Sensoren hindurchgefördert wird. Diese sind vorzugsweise auf einer gemeinsamen, U-förmigen Platine als Träger angebracht.

Eine so ausgebildete Überwachungs-Anordnung ist einfach zu handhaben, nämlich montierbar und erforderlichenfalls aus­ tauschbar. Die komplette Anordnung ist als handels- und handhabungsfähige Einheit ausgebildet.

Weitere Merkmale der Erfindung beziehen sich auf die kon­ struktive Ausbildung der Überwachungs-Anordnung sowie auf deren Organe.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend an­ hand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine Einheit zur Überwachung von Bahnen in Seitenansicht mit schematisch dargestellten Überwachungsorganen,

Fig. 2 die Einheit gemäß Fig. 1 in Stirnansicht mit Bahn in verkleinertem Maßstab,

Fig. 3 einen Grundriß zu Fig. 2,

Fig. 4 eine Darstellung entsprechend Fig. 3 mit eingezeichneten Marken auf dem Aufreißstreifen.

Das in den Zeichnungen dargestellte Ausführungsbeispiel einer Überwachungs- und Steuer-Einheit ist besonders ge­ eignet in Verbindung mit Verpackungsmaschinen, vorzugsweise Zigarettenpackmaschinen. Eine fortlaufend der Verpackungs­ maschine bzw. einem Verpackungsaggregat (z. B. Folien­ apparat) zulaufende Verpackungsmaterialbahn 10, beispiels­ weise aus einer Kunststoff-Folie, ist in bezug auf Relativ­ stellung, Fehler etc. abzutasten. Zu den Fehlern gehören Unregelmäßigkeiten in der Materialbeschaffenheit der Bahn 10 (Löcher, Risse, unerwünschte Verdickungen), aber auch querlaufende Klebestreifen 11 um Verbinden der Enden aufeinanderfolgender Bahnen 10.

Die Überwachungs-Anordnung besteht aus bzw. ist in einem separaten Gehäuse 12 komplett untergebracht. Diese im vor­ liegenden Fall etwa rechteckig bzw. quaderförmige Einheit kann komplett in bzw. an der Verpackungsmaschine installiert und erforderlichenfalls ausgewechselt werden.

Das Gehäuse 12 bildet einen hier außenmittig liegenden, an einem Rand offenen Schlitz 13. Durch diesen erhält das Gehäuse 12 eine im wesentlichen U-förmige Gestalt mit Schenkeln 14 und 15 und einem diese an einer Seite mitein­ ander verbindenden Steg 16. Die Bahn 10 läuft quer zur Längserstreckung des Gehäuses 12 durch den Schlitz 13 hindurch, vorzugsweise in horizontaler Ebene. In dem U-förmigen bzw. mit dem einseitig offenen Schlitz 13 ausge­ bildeten Gehäuse 12 sind die Überwachungsorgane, nämlich optische Sender und photoelektrische Sensoren sowie Anzeige­ organe und die elektronischen sowie elektrotechnischen Ein­ richtungen untergebracht. Hauptträger dieser Organe ist eine U-förmig bzw. mit einem Schlitz 13 ausgebildete Platine 17. Am Rand derselben, nämlich den Konturen folgend, ist eine ringsherumlaufende Querwand 18 gebildet. Diese begrenzt auch den Schlitz 13 zu beiden Seiten des­ selben. Außen sind zweckmäßigerweise Deckwandungen 19 ange­ bracht, die Teil des geschlossenen Gehäuses 12 sind.

Bei dem hier gezeigten, bevorzugten Ausführungsbeispiel wird die Bahn 10 hinsichtlich etwaiger Materialfehler durch ein erstes Überwachungssystem abgetastet, welches aus einem Sender 20 auf der einen und einem Empfänger 21 auf der anderen Seite des Schlitzes 13 und damit der Bahn 10 be­ steht.

Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird unabhängig von der Bahn 10 ein Materialstreifen überwacht, nämlich ein Aufreißstreifen 25, der außermittig auf der Bahn 10 ange­ bracht ist. Ein derartiger Aufreißstreifen 25 ist bei Außen­ umhüllungen von Verpackungen üblich, insbesondere bei der äußeren Folienumhüllung von Zigaretten-Packungen. Die Bahn 10 ist zur Verdeutlichung bei den Darstellungen in Fig. 3 und 4 mit gedachten Quertrennlinien 26 versehen, die durch später von der Bahn 10 abzutrennende Zuschnitte 27, je für eine Packung, definiert sind. Der Aufreißstreifen 25 er­ streckt sich über die volle Länge der Zuschnitte 27 und damit über die Bahn 10. An den Enden sind jeweils vorge­ stanzte Grifflaschen 28 zum Erfassen des Aufreißstreifens 25 beim Öffnen der Packungen markiert.

Das Vorhandensein sowie die exakte Relativlage des Aufreiß­ streifens 25 wird bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel durch ein unabhängiges System überwacht, welches aus einem gemeinsamen Sender 29 und zwei im Abstand voneinander ange­ ordneten Sensoren 30 und 31 besteht. Letzteren sind jeweils Verstärker 33 nachgeordnet.

Die Sensoren 30 und 31 sind in einem Abstand voneinander an­ geordnet (z. B. ca. 1 mm), der etwas kleiner ist als die Breite des Aufreißstreifens 25. Dadurch sind bei Anordnung des Aufreißstreifens 25 in der Normalstellung beide Sensoren 30, 31 durch diesen bzw. das Lichtstrahlenbündel überdeckt. Bei einer Abweichung von der Normalstellung (in Querrichtung) wird der eine oder andere Sensor 30, 31 unmittelbar mit Infrarotlicht beaufschlagt, wodurch ein Fehlersignal ausgelöst und eine Korrekturbewegung hin­ sichtlich der Zuführung des Aufreißstreifens 25 eingeleitet wird.

Den beiden Überwachungssystemen 20, 21 einerseits sowie 29, 30, 31 andererseits können optische Anzeigeorgane 32 zugeordnet sein, die hier im Bereich einer Stirnwand 35 des Gehäuses 12 aus diesem herausragen. Durch die Anzeigeorgane 32 wird zusätzlich ein etwaiger Fehler sichtbar ge­ macht.

Das Überwachungssystem mit Sender 29, Sensoren 30 und 31 erfüllt im vorliegenden Falle eine Doppelfunktion. Der Auf­ reißstreifen 25 ist zu diesem Zweck im Bereich der Grifflasche 28 mit einem Farb-Kenn­ zeichen (Marke) 36 versehen, vgl. Fig. 4. Dieses wird bei der vorliegenden Einrichtung als zusätzliches Überwachungs­ hilfsmittel herangezogen, und zwar für die exakte Relativ­ stellung in Längsrichtung des von der Bahn 10 abzu­ trennenden Zuschnitts 27 in bezug auf die einzuhüllende Packung (nicht gezeigt). Zu diesem Zweck wird das Farb- Kennzeichen 36 durch den Sender 29 bzw. die Sensoren 30, 31 abgetastet. Das Ergebnis wird dahingehend ausgewertet, daß im Falle einer festgestellten Differenz in bezug auf die Relativlage die Förderbewegung der Bahn 10 und damit die Relativstellung der Zuschnitte 27 verändert wird.

Das Infrarotlicht wird taktweise von den Sendern erzeugt (2- 5 kHz), um Fremdlichteinflüsse weitgehende auszuschalten. Bei der Abtastung des Aufreißfadens 25 kann die Relativ­ stellung der Organe so gewählt werden, daß die Sensoren 30, 31 je zur Hälfte durch den Aufreißstreifen 25 überdeckt sind, also etwa ihre halbe mögliche Leistung liefern. Durch die jedem Sensor 30, 31 nachgeschalteten, getrennten Ver­ stärker 33 werden bei mittig verlaufendem Aufreißstreifen 25 die Ausgangswerte so eingestellt, daß sie annähernd gleich sind und die Ausgangssignale noch keinen Fehler melden. (Schwellenwert-Einstellung je nach zugelassener Toleranzabweichung in seitlicher Richtung.)

Die Auswertung der Signale kann bei dieser Anordnung in ver­ schiedener Weise erfolgen. Wenn einer der Verstärker 33 oder beide ein Fehlersignal abgeben, kann dieses über eine UND-Verknüpfung an den Ausgang als Fehler weitergegeben werden. Alternativ kann jeder Verstärker 33 ein unterschied­ liches Signal abgeben, z. B. Plus-Spannung einerseits und Minus-Spannung andererseits. Beide signale werden auf einen Summenverstärker gegeben, dessen Ausgang bei ordnungsgemäß laufendem Aufreißstreifen 25 Null ist. Durch mit Potentio­ meter einstellbare Hysteresen nach Plus- und Minuswerten am Ausgang kann die zulässige Abweichung des Aufreißstreifens 25 aus der Null-Lage eingestellt werden. Zugleich dienen diese Plus- und Minuswerte dazu über ein Korrektur­ stellglied die Lage des Aufreißstreifens wieder zu justie­ ren.

Claims (5)

1. Anordnung zur Überwachung der relativen Stellung einer laufenden Verpackungsmaterialbahn (10) mit aufge­ brachtem Aufreißstreifen (25) sowohl in Längs- als auch in Querrichtung, wobei die Lage der Seitenränder des Aufreiß­ streifens (25) durch einen taktweise Infrarot­ licht emittierenden Sender (29) und zwei an gegenüber­ liegenden Randbereichen des Aufreißstreifens (25) ange­ ordneten Sensoren (30, 31) überwacht wird, wobei der Auf­ reißstreifen (25) ferner Marken (36) aufweist, die zu­ sätzlich durch die gleichen Sensoren (30, 31) erfaßt werden und wobei eine Steuerelektronik vorgesehen ist, die zu Zwecken der Bahnsteuerung in Längs- und Querrichtung beide Signaltypen aufbereitet.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand der Sensoren (30, 31) voneinander kleiner ist als die Breite des Aufreißstreifens (25).

3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß Sender (29) und Sensoren (30, 31) an einer gemeinsamen Platine ange­ ordnet sind, die durch einen einseitig offenen, sich in Längsrichtung erstreckenden, durchgehenden Schlitz (13) annähernd U-förmig ausgebildet ist, und die Verpackungs­ materialbahn (10) im Bereich des Schlitzes (13) zwischen Schenkeln (14, 15) hindurchförderbar ist.

4. Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Platine (17) innerhalb eines U-förmigen Gehäuses (12) angeordnet ist.

5. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß an der Außenseite des Gehäuses (12), insbe­ sondere an einer schmalen Stirnwand (35), optische Anzeige­ organe (32) zum Anzeigen von Fehlersignalen aufgrund der Abtastung durch die Sensoren (30, 31) angeordnet sind.