DE10112415A1 - Wendestange - Google Patents
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Abstract
Eine Wendestange zum Umlenken einer Materialbahn weist einen wenigstens auf einem Teil ihres Umfangs mit Löchern versehenen Mantel und einen druckluftgespeisten Innenraum auf, in dem wenigstens ein Kolben zum selektiven Versperren der Löcher axial verschiebbar ist, einen Motor zum Verschieben des Kolbens und eine Steuerschaltung, die den Motor so betreibt, dass der Kolben eine durch ein der Steuerschaltung zugeführtes Steuersignal definierte Sollposition einnimmt. DOLLAR A Die Wendestange ist an einem Gestell um eine quer zu ihrer Längsachse verlaufende Schwenkachse um 90 DEG schwenkbar. Ein Getriebe koppelt eine Drehbewegung des Kolbens um die Achse an die Schwenkbewegung der Wendestange.
Description
Die Erfindung betrifft eine Wendestange zur Umlenkung einer Materialbahn gemäß dem
Oberbegriff des Anspruchs 1.
Wendestangen dieser Art kommen insbesondere am Ausgang einer
Rotationsdruckmaschine zum Einsatz, wenn es gilt, mehrere Teilbahnen, in die eine von
der Rotationsdruckmaschine bedruckte Papierbahn zerschnitten worden ist, und die
nebeneinander liegend eine Schneideinrichtung verlassen, so umzulenken, dass sie
übereinander gelegt, ggf. gefalzt und weiter verarbeitet werden können.
Durch die US 54 64 143 A sind Wendestangen bekannt, die mit einem
druckluftgespeisten Innenraum ausgebildet sind. Der Mantel der Wendestange ist auf
wenigstens einem Teil seines Umfangs mit Löchern versehen, durch die Luft aus dem
Innenraum austreten kann, um ein Luftkissen zwischen der Wendestange und der
Materialbahn zu bilden.
In dem Innenraum dieser bekannten Wendestange sind Kolben axial verschiebbar, die je
nach ihrer Stellung in der Wendestange eine mehr oder weniger große Zahl von Löchern
versperren, um so die Breite des auf der Wendestange erzeugten Luftkissens an die
Breite der darauf umzulenkenden Materialbahn anzupassen.
Eine solche Anpassung ist notwendig, denn Druckluft, die durch nicht von der
Materialbahn abgedeckte Löcher des Mantels entweicht, führt zu einer unerwünschten
Schwächung des Luftkissens, dass von den von der Materialbahn verdeckten Löchern
erzeugt wird, so dass im Falle einer schmalen Materialbahn die Luftkissenwirkung
unzureichend sein kann. Außerdem können die durch unverdeckte Löcher austretenden
Luftströme den Lauf benachbarter Materialbahnen stören.
Allerdings läßt sich mit der aus der oben genannten Schrift bekannten Wendestange
keine optimale Anpassung der Form des Luftkissens an den Verlauf der Materialbahn
erreichen. Der Grund dafür ist, dass die Kolbeninnenseiten plan sind, wohingegen die
Kante einer auf der Wendestange typischerweise um 90° umzulenkenden Materialbahn
auf dem Mantel der Wendestange einer Schraubenlinie folgt. Stellt man die Kolben so ein,
dass alle nicht von der Materialbahn bedeckten Löcher versperrt sind, so ergeben sich im
Randbereich der Materialbahn dreieckige Zonen, in der die Bahn nicht vollständig von
einem Luftkissen unterstützt ist. Stellt man die Kolben so ein, dass die gesamte Bahn von
einem Luftkissen unterstützt ist, so bleiben zwangsläufig druckluftversorgte Löcher
unbedeckt.
Um dieses Problem zu vermeiden, werden Kolben eingesetzt, die an ihrer dem Innenraum
zugewandten Seite nicht plan sind, sondern Ränder haben, deren Verlauf jeweils auf
einer Hälfte ihres Umfangs einer rechtshändigen und auf der anderen Hälfte einer
linkshändigen Schraubenlinie entspricht. Die Kolben sind in der Wendestange um ihre
Achse drehbar, so dass je nachdem, in welche Richtung die Materialbahn umgelenkt wird,
die eine oder andere der zwei schraubenlinienförmigen Kanten zu dem durchlöcherten
Teil des Umfangs des Mantels hin gedreht werden kann, der von der umzulenkenden
Materialbahn umschlungen ist.
Mit einem so geformten Kolben läßt sich die zur Verfügung stehende Druckluft optimal
nutzen, die Materialbahn wird auf ihrem Weg um die Wendestange auf ihrer gesamten
Breite homogen von einem Luftkissen unterstützt, und das Austreten von Luftströmen aus
unverdeckten Löchern wird vermieden.
Um die Vorteile des im oben genannten US Patent beschriebenen Kolbens wie auch des
hier beschriebenen Kolbens voll zu nutzen, ist es notwendig, jedes Mal, wenn die
Wendestange zur Umlenkung einer Materialbahn mit veränderter Breite eingesetzt
werden soll, die Position der Kolben exakt an diese Breite anzupassen. Auch wenn nicht
die Breite, sondern nur die Umlenkrichtung der Materialbahn verändert wird, so kann dies
eine Neueinstellung der Position der Kolben erfordern. Dieser Vorgang ist sehr
arbeitsaufwendig und mühsam, weil der Kolben im Innern des Mantels der Wendestange
nicht zu sehen ist. Zwar kann eine Bedienungsperson, so lange keine Bahn über die
Wendestange geführt ist, eventuell in die Löcher hineinschauen und feststellen, ob ein
Loch durch einen Kolben versperrt ist oder nicht, sobald jedoch die Bahn über die
Wendestange geführt ist, gibt es keine Möglichkeit mehr, zu prüfen, ob alle von der Bahn
verdeckten Löcher tatsächlich frei sind, so dass das Luftkissen auf der benötigten Breite
erzeugt wird.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Wendestange zu schaffen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
Die mit der Erfindung erzielbaren Vorteile bestehen insbesondere darin, dass eine
Anpassung der Stellung der Kolben an die Breite bzw. die Lage einer Materialbahn auf
der Wendestange schnell und gezielt erfolgen kann. Selbst eine Anpassung der Position
der Kolben an eine Bahnverlagerung bei laufender Bahn ist ohne weiteres möglich.
Um diese Vorteile zu erreichen, ist ein Motor zum Verschieben des Kolbens und eine
Steuerschaltung vorgesehen, die den Motor so betreibt, dass der Kolben eine durch ein
der Steuerschaltung zugeführtes Steuersignal definierte Sollposition einnimmt.
Als Steuersignal für die Steuerschaltung kommen insbesondere zwei Typen von Signale
in Betracht, zum einen ein quantitatives Signal, d. h. ein Signal, dem ein Zahlenwert
zugeordnet werden kann und das es der Steuerschaltung ermöglicht, den Motor so lange
zu betreiben, bis der Kolben eine dem Zahlenwert entsprechende Position erreicht hat,
zum anderen ein Signal mit wenigstens zwei diskreten Zuständen, von denen einer als
"verbotener" und der andere als "erlaubter" Zustand bezeichnet werden kann, wobei dann
die Steuerung darin bestehen kann, den Motor so lange zu betreiben, bis das Signal in
den "erlaubten" Zustand übergeht.
Der erste Typ von Steuersignal eignet sich besonders, um ihn an einer der Wendestange
vorgelagerten, die Materialbahn bearbeitenden Vorrichtung wie etwa einem
Schneidwerkzeug abzugreifen, sei es durch Messen der Position einer Einrichtung, die
die Position einer Bahnkante festlegt oder direkt durch Ableiten von einem Steuersignal,
das die Position einer solchen Einrichtung bestimmt.
Ein Steuersignal vom zweiten Typ kann vorzugsweise mit Hilfe eines an die jeweilige
Position des Kolbens gekoppelten beweglichen Detektors zur Erfassung der Lage der
Bahnkante erzeugt werden. Dabei kann die Kopplung eine mechanische Verbindung
zwischen Kolben und Detektor beinhalten; es kommt aber, insbesondere wenn der
Detektor von der Wendestange entfernt am Weg der Materialbahn angeordnet ist, eine
steuerungstechnische Kopplung in Betracht.
Die schnelle und gezielte Anpassbarkeit der Kolbenstellung ist besonders wichtig bei
einer schwenkbaren Wendestange, die eine Umlenkung der Materialbahn wahlweise in
zwei verschiedene Richtungen erlaubt. Der Vorgang des Positionierens der Kolben kann
so vollständig automatisiert werden, was die Umstellung auf verschiedene Bahnbreiten
und gegebenenfalls Umlenkrichtungen weiter vereinfacht.
Ein weiterer Vorteil ist, dass nach einem Schwenken der Wendestange ein eigener
Arbeitsgang des Drehens der Kolben zur Anpassung von deren Kantenverlauf an den
Verlauf der Bahnkanten entfällt.
Um ein Austreten von Druckluft durch den Schlitz zu vermeiden, kann vorteilhaft ein durch
den Luftdruck des Innenraumes gegen die Ränder des Schlitzes gepreßtes Dichtband
vorgesehen werden. Um eine Behinderung der Bewegung des Trägers durch das
Dichtband zu vermeiden, ist letzteres vorzugsweise an den Kolben gekoppelt und vor dem
Schlitz verschiebbar.
Alternativ kann der Detektor auch innerhalb des Kolbens zur Erfassung der Anwesenheit
oder Nichtanwesenheit der Materialbahn vor einem der Löcher angebracht sein.
Wenn die Wendestange um eine zu ihrer Längsachse senkrechte Achse um 90°
schwenkbar ist, um eine Materialbahn wahlweise in entgegengesetzte Richtungen
umzulenken, so beschreiben die Ränder der Materialbahn auf der Oberfläche der
Wendestange je nach Umlenkrichtung eine linksdrehende oder eine rechtsdrehende
Schraubenlinie. Durch eine axiale Drehung der Kolben kann immer derjenige Bereich des
Kolbenrandes, dessen Drehsinn dem der Bahnkante entspricht, mit dem durchlöcherten
Umfangsbereich des Mantels in Kontakt gebracht werden, um so einen mit dem Verlauf
der Bahnkante kongruenten Verlauf des Randes des Kolbens zu erzielen.
Um die Drehstellung der Kolben schnell an die jeweilige Umlenkrichtung anpassen zu
können, ist die axiale Drehung der Kolben vorzugsweise durch ein Getriebe an die
Schwenkbewegung der Wendestange gekoppelt.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im
folgenden näher beschrieben.
Es zeigen:
Fig. 1 eine schematisierte Draufsicht auf die Wendestange;
Fig. 2 eine Seitenansicht auf die Wendestange aus Fig. 1 in Richtung des Pfeils II;
Fig. 3 einen Teilschnitt durch den in Fig. 1 mit III gekennzeichneten Bereich der
Wendestange;
Fig. 4 einen Querschnitt durch die Wendestange entlang der Line IV-IV aus Fig. 1;
Fig. 5 einen Schnitt durch den Endbereich der Wendestange aus Fig. 1;
Fig. 6 den mittleren Bereich der Wendestange in einem axialen Schnitt,
Fig. 7 einen Schnitt analog dem der Fig. 5 durch den Endbereich einer Wendestange
gemäß einer zweiten Ausgestaltung;
Fig. 8 einen Querschnitt durch eine Wendestange gemäß einer dritten Ausgestaltung;
Fig. 9 eine schematische Darstellung von Wendestangen und ihrer Steuerung.
Die in Fig. 1 in Draufsicht gezeigte Wendestange 01 ist ein zylindrischer Hohlkörper, der
durch einen an seinem Mantel 02 etwa mittig angreifenden Tragarm 03 mit einem (nicht
gezeigten) Gestell verbunden ist. Der Tragarm 03 besitzt ein Gelenk 04, das eine
Schwenkbewegung der Wendestange 01 um eine zur Ebene der Fig. 1 senkrechte Achse
um einen Winkel von 90° zuläßt. Die Wendestange 01 ist mit dem Gelenk 04 durch ein
Verbindungsstück 06 verbunden, welches in den Endstellungen der
Schwenkbewegungsfreiheit der Wendestange 01 jeweils an einen von zwei Anschlägen
07 des Tragarms 03 anstößt. Die Anschläge 07 sind jeweils längenjustierbar, um die
Bewegungsfreiheit der Wendestange 01 auf exakt 90° justieren zu können.
Durch den Tragarm 03, das Gelenk 04 und das Verbindungsstück 06 verläuft eine
Druckluftzufuhrleitung (nicht dargestellt), über die ein Innenraum der Wendestange 01 mit
Druckluft versorgt wird. Dieser Innenraum ist zum einen durch den Mantel 02 und zum
anderen durch zwei im Mantel 02 axial verschiebbare Kolben 17 begrenzt, auf deren
Aufbau später im Bezug auf Fig. 3 genauer eingegangen wird. Der Mantel 02 ist auf der
vom Verbindungsstück 06 abgewandten Hälfte seines Umfangs mit einer regelmäßigen
Anordnung von Löchern 08 versehen, durch die Druckluft aus dem Innenraum austreten
kann, um ein Luftkissen für eine auf der Wendestange 01 umgelenkte Materialbahn 09 zu
bilden. Diese Materialbahn 09 ist in der Fig. 1 transparent gezeichnet, ihre Kanten 11 sind
als gestrichelte Linien dargestellt.
An der von den Löchern 08 abgewandten Rückseite des Mantels 02 sind beiderseits des
Verbindungsstücks zwei Schlitze 12 in Längsrichtung der Wendestange 01 mit einer
Länge I ausgebildet, von denen einer in der Seitenansicht der Fig. 2 zu sehen ist. Diese
Fig. 2 zeigt eine Ansicht der Wendestange 01 in Richtung des Pfeils II aus Fig. 1. Durch
jeden Schlitz 12 erstreckt sich ein Stab 13, der einen Detektorhalter 14 bzw. 15 mit einem
der zwei bereits erwähnten Kolben 17 im Innern der Wendestange 01 verbindet. Der
Detektorhalter 14 hat hier die Gestalt eines Rahmens mit einem Langloch, in dem eine
Detektoreinheit aus zwei Fotozellen 16 parallel zur Längsachse der Wendestange 01
justierbar gehaltert ist. Wie man in Fig. 2 erkennt, ist eine der zwei Fotozellen 16 nach
oben, die andere nach unten orientiert. In der in Fig. 1 gezeigten Stellung erfaßt die nach
unten orientierte Fotozelle 16 des Detektorhalters 15 eine Kante 11 der auslaufenden
Materialbahn 09. Die nach oben orientierte Fotozelle 16 im Detektorhalter 14 erfaßt eine
Kante 11 der einlaufenden Materialbahn 09.
Wenn die Wendestange 01 aus der in der Fig. 1 mit durchgezogenen Linien dargestellten
Endstellung um 90° in ihre andere, gestrichelt dargestellte Endstellung geschwenkt wird,
so erfaßt die nach oben orientierte Fotozelle 16 des Detektorhalters 15 eine einlaufende
Kante 11, und die nach unten orientierte Fotozelle 16 des Detektorhalters 14 erfaßt eine
auslaufende Kante 11.
Fig. 3 ist ein Teilschnitt durch die Wendestange 01 aus Fig. 1 in dem in Fig. 1 mit III
gekennzeichneten Bereich. Dieser Teilschnitt zeigt einen Teil des inneren Aufbaus der
Wendestange 01 und insbesondere einen der zwei darin axial verschiebbaren Kolben 17.
Die Ebene des Schnitts ist durch die mit III gekennzeichnete strichpunktierte Linie in Fig. 2
angegeben. Man erkennt in dem Schnitt deutlich die Löcher 08 und den Schlitz 12 im
Mantel 02 der Wendestange 01.
Der Kolben 17 ist in Fig. 3 links von der Längsachse X-X der Wendestange 01 in
Draufsicht und rechts von der Längsachse im Schnitt gezeigt. Er hat in etwa die Form
eines Bechers mit einem Boden 18 und einer Seitenwand 19, deren dem Innenraum 21
zugewandten Rand durch zwei schraubenlinienförmige Abschnitte 22; 23 mit jeweils
entgegengesetztem Drehsinn gebildet ist. In der hier gezeigten Stellung des Kolbens 17
hat der den Löchern 08 zugewandte Abschnitt 22 einen rechtshändigen und der dem
Schlitz 12 zugewandte Abschnitt 23 einen linkshändigen Drehsinn.
Bei dieser Orientierung des Kolbens 17 ist der Randabschnitt 22 exakt parallel zu einer in
der in Fig. 1 durchgezogen dargestellten Stellung der Wendestange 01 um diese
herumgeschlungenen Bahnkante 11.
Um den Verlauf des Randabschnitts 22 mit der Bahnkante 11 exakt in Deckung bringen
zu können, ist eine axiale Verschiebbarkeit des Kolbens 17 im Innern der Wendestange
01 erforderlich. Zu diesem Zweck dient eine Gewindespindel 24, die mit einem Gewinde
im Boden 18 des Kolbens 17 in Eingriff steht und von einem in Fig. 5 genauer gezeigten
Motor 36 drehangetrieben wird. Eine zweite, durch den gleichen Motor 36 drehantreibbare
Gewindespindel 26 durchquert ohne Gewindeeingriff eine Öffnung im Boden 18. Sie steht
in Eingriff mit einem Gewinde im Boden 18 eines analog zum Kolben 17 ausgebildeten
zweiten Kolben 17, der dem Kolben 17 diametral gegenüberliegend in der Wendestange
01 untergebracht ist.
Eine Stange 27 mit viereckigem Querschnitt erstreckt sich entlang der Achse X-X und mit
geringem Spiel durch eine Öffnung in den Böden 18 beider Kolben 17. Sie ist mit einem in
Fig. 6 dargestellten Getriebe 44, 46, 27 fest verbunden und dient zum Drehen der Kolben
17 um die Achse X-X im Falle einer Verschwenkung der Wendestange 01 zwischen ihren
zwei Anschlagpositionen.
In der Nähe des Bodens 18 ist in der Seitenwand 19 eine Ringnut 28 gebildet, in der ein
Ring 29 drehbar ist. Der Ring 29 ist fest verbunden mit dem bereits erwähnten Stab 13,
an dem der Detektorhalter 14 angeordnet ist. Durch den Ring 29 ist es möglich, den
Kolben 17 um die Achse X-X zu drehen, ohne dass der Detektorhalter 14 dieser
Drehbewegung folgen muß. An den Stab 13 ist ferner ein Dichtstreifen 31 angefügt, der
sich über die gesamte zum Innenraum 21 hin offene Länge des Schlitzes 12 erstreckt.
Fig. 4 zeigt diese Anordnung in einem Schnitt in Höhe der Linie IV-IV in Fig. 1. Der
Dichtstreifen 31 ist auf seiner gesamten Dicke in Auskehlungen 32 beiderseits des
Schlitzes 12 eingelassen, so dass er die Drehbarkeit der Kolben 17 nicht beeinträchtigt.
Ein Bügel 33 kann an dem Verbindungsstück 06 zugewandten Ende des Schlitzes 12
angebracht sein, der den Dichtstreifen 31 auch in einem nicht druckbeaufschlagten
Zustand des Innenraums 21 gegen den Mantel 02 gedrückt hält und so gewährleistet,
dass dieser seine Dichtwirkung entfaltet, sobald Druckluft in den Innenraum 21 gegeben
wird.
Fig. 5 zeigt einen Schnitt entlang der Längsachse X-X der Wendestange 01 durch deren
in Fig. 1 mit 34 bezeichneten Endbereich 34. In diesem Endbereich 34 ist der bereits
erwähnte Motor 36 in einer Kammer untergebracht, die in Richtung zu den Kolben 17 hin
(nach oben in Fig. 5) durch eine Platte 37 begrenzt ist. Die Platte 37 ist mit Hilfe eines
Wälzlagers 38 drehbar im Mantel 02 gehalten. Die Stange 27 steht mit der Platte 37
drehfest in Eingriff. Die Gewindespindeln 24; 26 sind durch die Platte 37 drehbar
durchgeführt und tragen an ihren Enden im Innern der Kammer jeweils ein Antriebsrad 39;
41. Ein zu den Antriebsrädern 39; 41 komplementäres Rad 42 ist an der Antriebswelle 43
des Motors 36 montiert. Die Antriebswelle 43 ist in Richtung der Längsachse X-X
verlagerbar zwischen der in Fig. 5 gezeigten Stellung, in der das Rad 42 mit dem
Antriebsrad 39 in Eingriff ist, und einer Eingriffsstellung mit dem Antriebsrad 41. Durch
eine selektive Verlagerung der Antriebswelle 43 kann der Motor 36 somit wahlweise zum
Verlagern beider Kolben 17 genutzt werden. Die Räder 39; 41; 42 können Reibräder oder
Zahnräder sein; um das Eingreifen der Räder ineinander zu erleichtern, können die
Antriebsräder 39; 41 kegelstumpfförmig und das Rad 42 doppelkegelstumpfförmig
ausgebildet sein.
Wenn die Wendestange 01 geschwenkt wird, um die Umlenkrichtung der Materialbahn 09
zu verändern, so erfordert dies, wie bereits oben angegeben, eine Drehung der Kolben 17
um 180°. Die Gewindespindeln 24; 26 folgen dieser Drehung, so dass sie in Fig. 5 die
Plätze tauschen. Der Motor 36 wird dabei nicht mitgedreht, dennoch kann der Eingriff des
Rades 42 mit einem der Antriebsräder 39; 41 bei dieser Drehung bestehen bleiben.
Selbstverständlich kann die selektive Verstellung beider Kolben 17 mit Hilfe nur eines
Motors 36 auch mit Hilfe eines anderen Kupplungsmechanismus als des oben
beschriebenen bewirkt werden. Denkbar ist auch, jeder Gewindespindel 24; 26 einen
eigenen Motor zuzuordnen, der dann jeweils an dem Ende der Wendestange 01
angebracht sein könnte, dem der von dem Motor angetriebene Kolben benachbart ist.
Dieser Motor kann ortsfest angeordnet sein oder so, dass er einer Drehbewegung der
Stange folgt.
Fig. 6 zeigt ein Getriebe zum Antreiben einer 180°-Drehung der Kolben 17 im Falle einer
Schwenkbewegung der Wendestange 01 von einer ihrer Arbeitspositionen in die andere.
Das Bezugszeichen 44 bezeichnet einen Ausschnitt eines Zahnrades oder
Zahnradsegments, das in dem Verbindungsstück 06 untergebracht ist. Dieses Zahnrad
oder Zahnradsegment 44 kann in dem Verbindungsstück 06 stationär angeordnet sein, es
könnte jedoch auch an die Stellung der Wendestange 01 derart gekoppelt sein, dass es
im Fall einer Schwenkbewegung der Wendestange 01 eine Eigendrehung ausführt.
Dieses Zahnrad oder Zahnradsegment 44 kämmt über eine Schrägverzahnung mit einem
weiteren Zahnrad 46, das um die Längsachse X-X der Wendestange 01 drehbar ist und
das den freien Querschnitt des Innenraums 21 der Wendestange 01 im wesentlichen
ausfüllt. Dieses Zahnrad 46 ist in Fig. 6 links von der Längsachse X-X im Schnitt und
rechts von der Achse in Draufsicht gezeigt. Es ist mit der Stange 27 fest verbunden. Die
Gewindespindel 26, die zum Antreiben des Kolbens 17 an dem vom Motor 36
abgewandten Ende der Wendestange 01 dient, ist durch eine Bohrung des Zahnrads 46
frei drehbar hindurchgeführt. Die Gewindespindel 24, die zum Antreiben des dem Motor
36 benachbarten Kolbens 17 dient, ist in dem Zahnrad 46 drehbar gehaltert. Das Zahnrad
oder Zahnradsegment 44 und das Zahnrad 46 sind so ausgelegt, dass sie eine
Schwenkbewegung der Wendestange 01 um 90° um die Achse des Gelenks 04 in eine
180° Drehung des Zahnrads 46 und damit der Kolben 17 umsetzen. So gewährleistet das
in Fig. 6 gezeigte Getriebe 44, 46, 27, dass sich die Kolben 17 in jeder der zwei
Arbeitsstellungen der Wendestange 01 in der jeweils daran angepaßten Drehorientierung
befinden.
Um die Wendestange 01 an die Führung einer neuen Materialbahn 09 anzupassen, kann
z. B. folgendermaßen vorgegangen werden. Zunächst werden die Kolben 17 in ihre
jeweils den Enden der Wendestange 01 benachbarten Anschlagposition verfahren. In
diesen Positionen liegen die Detektoren jeweils nicht einer über die Wendestange 01
geführten Materialbahn 09 gegenüber. Ein von der Detektoreinheit in diesem Zustand
gelieferter Signalpegel wird als "verbotener" Pegel aufgefasst. Anschließend werden die
Kolben 17 aus den Anschlagpositionen jeweils soweit zur Mitte der Wendestange 01 hin
verfahren, bis die Detektoreinheit des Kolbens 17 eine Bahnkante 11 registriert und ihr
Ausgabesignal auf einen "erlaubten" Pegel wechselt. Da in jeder der zwei
Arbeitsstellungen der Wendestange 01 von den zwei Fotozellen 16 jeder Detektoreinheit
nur eine einer Bahnkante 11 gegenüberliegen kann, genügt es für die Auswertung des
Detektorsignals, eine Oder-Verknüpfung der von den zwei Fotozellen 16 jeder
Detektoreinheit erzeugten Signale auszuwerten, um das Erreichen der Bahnkante 11
durch die Detektoreinheit zu erfassen. Um die Erfassungssicherheit zu erhöhen, kann
auch vorgesehen sein, dass je nach Arbeitsstellung der Wendestange 01 von den zwei
Fotozellen 16 jeder Detektoreinheit nur eine betrieben wird. Eine Steuerschaltung, die
diese Aufgabe wahrnimmt, ist in der Fig. 6 nicht eigens dargestellt.
Wenn die Position der Detektoreinheit in den Detektorhaltern 14, 15 korrekt justiert ist, so
entspricht in dem Moment, wo die Detektoreinheit eine Bahnkante 11 registriert, die
Position des der Außenseite des Mantels 02 zugewandten Randabschnitts 22 oder 23 des
Kolbens 17 exakt dem Verlauf der Kante 11 der Materialbahn 09 auf der Wendestange
01. Somit schneiden die zwei Kolben 17 alle diejenigen Löcher 08 auf dem Mantel 02 der
Wendestange 01 von der Druckluftzufuhr aus dem Innenraum 21 ab, die nicht von der
Materialbahn 09 abgedeckt werden; unterhalb der Materialbahn 09 hingegen kann ein
vollflächiges, homogenes Luftkissen erzeugt werden.
Fig. 7 zeigt einen Schnitt durch den Endbereich einer Wendestange 01 gemäß einer
zweiten Ausgestaltung der Erfindung. Die Lage des Schnitts ist die gleiche wie bei Fig. 5.
Elemente, die in Gestalt oder Funktion den Elementen des oben beschriebenen
Ausführungsbeispiels entsprechen, sind mit den gleichen Bezugszeichen versehen. Die
Platte 37 ist hier drehfest mit dem Mantel 02 verbunden, die Stange 27 ist drehbar an der
Platte 37 gelagert. Der Motor 36 treibt über die Räder 42; 39 nur die Spindel 26 eines der
Kolben 17 an; ein entsprechender Motor für den anderen Kolben befindet sich am
anderen Ende der Wendestange 01. Ein durch einen Schlitz 47 im Mantel 02
eingreifendes Rad 48 ist im Eingriff mit dem Rad 42; es überträgt eine Drehung des
Motors 36 auf eine außerhalb der Wendestange 01 parallel zu dieser gehaltene
Gewindespindel 49. Diese Gewindespindel 49 treibt einen (in der Fig. 7 nicht gezeigten)
Detektorhalter wie den Detektorhalter 14 aus Fig. 1 zu einer an die Bewegung des
Kolbens 17 gekoppelten Bewegung an.
Fig. 8 zeigt eine dritte Ausgestaltung der Wendestange 01 in einem Querschnitt. Der
wesentliche Unterschied zwischen der oben beschriebenen Ausgestaltung und der
Ausgestaltung der Fig. 7 ist die Anordnung der Detektoren. Bei den Detektoren kann es
sich wiederum beispielsweise um Fotozellen 16 handeln. Diese Fotozellen 16 sind bei der
Ausgestaltung der Fig. 8 im Innern der Wendestange 01 angeordnet, und zwar sind sie
jeweils in die Seitenwand 19 der Zylinder 17 jeweils in der Nähe des Randabschnitts 22;
23 eingelassen, so dass sie die Anwesenheit der Bahn 09 erfassen können, sofern die
Detektoren sich vor einem der Löcher 08 befinden. Zwar ist bei dieser Ausgestaltung die
Genauigkeit, mit der die Position der Bahnkante 11 erfaßt werden kann, auf den Abstand
der Löcher 08 in axialer Richtung begrenzt, doch tut dies der Funktionalität der
Vorrichtung keinen Abbruch, da der Kolben 17 im Innern der Wendestange 01 um eben
diesen Abstand verschoben werden kann, ohne dass sich dadurch die Zahl der offenen
oder versperrten Löcher 08 ändert.
Bei dieser Ausgestaltung ist als Detektor insbesondere auch ein Strömungssensor
anwendbar, der den Durchfluß von Luft aus dem Innenraum 21 nach Außen registriert,
wenn er ein Loch 08 passiert, das nicht von der Materialbahn 09 verdeckt ist.
Fig. 9 zeigt eine schematische Darstellung von Wendestangen 01 und ihrer Steuerung.
Eine Mehrzahl von Wendestangen 01, die z. B. im Anschluss an eine Schneideinrichtung
angeordnet sind, in der eine Materialbahn 09, insbesondere eine bedruckte Papierbahn
09, in eine Mehrzahl von Teilbahnen 09 zerschnitten wird, die jeweils von einer
Wendestange 01 umgelenkt werden. Die Position der einzelnen rotierenden Messer 51
der Schneideinrichtung ist an einem Leitstand 54 einstellbar. Ein Steuersignal, das die
Sollposition jedes Messers 51 angibt, wird (nicht gezeigten) Stelleinheiten der Messer 51
über eine Signalleitung 52 zugeführt. Dieses Steuersignal, das gleichzeitig auch die Lage
der Kanten 11 der von den Messern 51 geschnittenen Teilbahnen 09 definiert, wird zu
einer Steuerschaltung 53 abgezweigt, die daraus unter Berücksichtigung der Positionen
der - quer zur Bahnrichtung verstellbaren - Wendestangen 01 jeweils eine Sollposition
der Zylinder im Innern der Wendestangen 01 berechnet und deren Motoren ansteuert, um
diese Sollposition anzufahren.
Alternativ könnte das Steuersignal auch mit Hilfe von Positionsdetektoren gewonnen
werden, die die Position der Messer 51 oder der von ihnen erzeugten Bahnkanten 11 in
der Schneideinrichtung messen.
Um die so berechnete Sollposition einzustellen, kann die Steuerschaltung die Ist-Position
jedes einzelnen Zylinders in einem Speicher halten, die Differenz zwischen beiden
Positionen berechnen und jeden Motor bei einer bekannten Drehgeschwindigkeit so lange
betreiben, bis der Kolben aus der Ist-Position in die Soll-Position übergegangen sein
müsste.
Alternativ kann ein Betriebszustand der Steuerschaltung vorgesehen werden, in dem die
Steuerschaltung zur Anpassung an eine veränderte Bahnbreite oder eine veränderte
Stellung der Wendestangen jeden Kolben zunächst in eine Anschlagposition fährt. Wenn
diese erreicht ist, wird in einen Steuerzustand gewechselt, in dem die Steuerschaltung
aus dieser genau bekannten Anschlagposition heraus die Sollposition durch Betreiben
des Motors für einen berechneten Drehwinkel oder eine berechnete Zeit bei bekannter
Drehgeschwindigkeit anfährt.
01 Wendestange
02 Mantel
03 Tragarm
04 Gelenk
05 -
06 Verbindungsstück
07 Anschlag
08 Löcher
09 Materialbahn
02 Mantel
03 Tragarm
04 Gelenk
05 -
06 Verbindungsstück
07 Anschlag
08 Löcher
09 Materialbahn
10
-
11
Kante (0
9
)
12
Schlitze
13
Stab, Träger
14
Detektorhalter
15
Detektorhalter
16
Fotozelle
17
Kolben
18
Boden
19
Seitenwand
20
-
21
Innenraum
22
Randabschnitt
23
Randabschnitt
24
Gewindespindel
25
-
26
Gewindespindel
27
Stange
28
Ringnut
29
Ring
30
-
31
Dichtstreifen
32
Aushebung
33
Bügel
34
Endbereich
35
-
36
Motor
37
Platte
38
Wälzlager
39
Antriebsrad
40
-
41
Antriebsrad
42
Rad
43
Antriebswelle
44
Zahnrad/-segment (0
6
)
45
-
46
Zahnrad
47
Schlitz
48
Rad
49
Gewindespindel
50
-
51
Messer
52
Signalleitung
53
Steuerschaltung
54
Leitstand
l Länge
X-X Längsachse
l Länge
X-X Längsachse
Claims (19)
1. Wendestange (01) zur Umlenkung einer Materialbahn (09), die einen wenigstens
auf einem Teil ihres Umfangs mit Löchern (08) versehenen Mantel (02) und einen
druckluftgespeisten Innenraum (21) aufweist, in dem wenigstens ein Kolben (17)
zum selektiven Versperren der Löcher (08) axial verschiebbar ist, und die an
einem Gestell um eine quer zu ihrer Längsachse (X-X) verlaufende Schwenkachse
um 90° schwenkbar ist, gekennzeichnet durch ein Getriebe (44, 46, 27) zum
Koppeln der Drehbewegung des Kolbens (17) an die Schwenkbewegung der
Wendestange (01).
2. Wendestange (01) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Getriebe
(44, 46, 27) die 90°-Schwenkbewegung der Wendestange (01) in eine 180°-
Drehung des Kolbens (17) umsetzt.
3. Wendestange (01) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das
Getriebe (44, 46, 27) einen um die Längsachse (X-X) drehbaren, mit einer relativ
zur Schwenkachse ortsfesten Zahnung (44) kämmenden Zahnkranz (46) umfaßt.
4. Wendestange (01) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die ortsfeste
Zahnung (44) durch einen Schlitz (12) des Mantels (02) in den innerhalb des
Mantels (02) angeordneten Zahnkranz (44) eingreift.
5. Wendestange (01) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass das Getriebe (44, 46, 27) eine unrunde Stange (27)
umfasst, auf der der Kolben (17) drehfest und axial verschiebbar geführt ist.
6. Wendestange (01) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet
durch einen Motor (36) zum Antreiben der axialen Verschiebung des Kolbens (17).
7. Wendestange (01) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Motor
(36) gemeinsam mit dem Kolben (17) drehbar ist.
8. Wendestange (01) nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass ein
zweites Getriebe (17) zum Umsetzen einer Drehung des Motors (36) in eine
Verschiebung des Kolbens (17) ein auf der Längsachse (X-X) angeordnetes, an
die Motorwelle (43) gekoppeltes erstes Rad (42) und ein mit dem ersten Rad (42)
kraftschlüssiges zweites Rad (39) umfasst, das an die Drehbewegung des Kolbens
(17) gekoppelt auf einem Kreisbogen um das erste Rad (42) drehbar ist.
9. Wendestange (01) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass eine Steuerschaltung (53), den Motor (36) so betreibt, dass
der Kolben (17) eine durch ein der Steuerschaltung (53) zugeführtes Steuersignal
definierte Sollposition einnimmt.
10. Wendestange (01) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das
Steuersignal ein quantitatives Signal ist, und dass die Steuerschaltung (53) den
Motor (36) so lange betreibt, bis ein dem Steuersignal entsprechender Drehweg
zurückgelegt ist.
11. Wendestange (01) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das
Steuersignal ein Signal mit zwei diskreten Zuständen ist, und dass die
Steuerschaltung, falls das Steuersignal einen verbotenen Zustand innehat, den
Motor (36) so lange betreibt, bis das Steuersignal in einen erlaubten Zustand
übergeht.
12. Wendestange (01) nach Anspruch 9, 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass
die Steuerschaltung (53) über einen Betriebszustand zum Verschieben des
Kolbens (17) in eine Endstellung unabhängig vom Steuersignal verfügt
13. Wendestange (01) nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass ein mit dem
Kolben (17) gekoppelt verschiebbarer Detektor das Steuersignal liefert.
14. Wendestange (01) nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Detektor
eine Fotozelle (16) umfasst.
15. Wendestange (01) nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass der
Detektor am Kolben (17) montiert ist.
16. Wendestange (01) nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Mantel
(02) der Wendestange (01) einen Schlitz (12) aufweist und dass der Detektor
außerhalb des Mantels (02) angeordnet und über einen den Schlitz (12)
durchquerenden Träger (13) mit dem Kolben (17) verbunden ist.
17. Wendestange (01) nach Anspruch 16, gekennzeichnet durch ein durch den
Luftdruck des Innenraums (21) gegen die Ränder des Schlitzes (12) gepresstes
Dichtband (31).
18. Wendestange (01) nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass das
Dichtband (31) an den Kolben (17) gekoppelt und vor dem Schlitz (12)
verschiebbar ist.
19. Wendestange (01) nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Detektor
(16) innerhalb des Kolbens (17) zur Erfassung der Anwesenheit oder
Nichtanwesenheit der Materialbahn (09) vor einem der Löcher (08) angebracht ist.
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