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Die
Erfindung betrifft einen Wendevorrichtung gemäß dem Oberbegriff der Ansprüche 1 oder 2.
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Um
Materialbahnen, die aus zwei diametral entgegengesetzten Richtungen
zugeführt
werden, in einer einzigen nachgeordneten Maschine verarbeiten zu
können,
oder um Papierbahnen, die aus einer gleichen Richtung kommen, zwei
verschiedenen Maschinen zur Weiterverarbeitung zuführen zu
können, sind
Wendestangenapparate entwickelt worden, bei denen die Wendestangen
zwischen zwei Arbeitsstellungen bewegbar sind, die jeweils eine
Umlenkung der Materialbahn um 90° in
entgegengesetzte Richtungen bewirken.
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Ein
derartiger Wendestangenapparat ist aus
DE 43 11 438 C2 bekannt.
Er umfasst eine Mehrzahl von Wendestangen, die jeweils an ihren
beiden Längsenden
gelenkig mit Tragspindeln eines Gestells verbunden und entlang dieser
Tragspindeln verschiebbar sind. Die Wendestangen können zwei Arbeitspositionen
einnehmen, in denen sie sich jeweils unter einem Winkel von 45° zu den Tragspindeln
erstrecken. Durch eine Schwenkbewegung von 90° in der durch die Achsen der
Tragspindeln und der Wendestangen definierten Ebene sind die Wendestangen
jeweils von einer ihrer zwei Arbeitspositionen in die andere überführbar. Diese Überführung verläuft über eine
Zwischenposition, in der die Wendestangen jeweils senkrecht zu den
Tragspindeln verlaufen. Um eine solche Überführung zu ermöglichen,
müssen
die Tragspindeln gekoppelt an die Bewegung der Wendestangen jeweils
senkrecht zueinander bewegbar sein.
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Es
sind zwar auch Wendestangenapparate bekannt, bei denen die Wendestangen
durch eine 180°-Drehung
um eine zur von den Achsen der Tragspindeln und der Wendestangen
definierten Ebene parallele Achse von einer Arbeitsstellung in die
andere umschaltbar sind. Eine solche Wendestangenanordnung erfordert
jedoch oberhalb oder unterhalb dieser Ebene ausreichend Platz, um
die Umschaltbewegung durchführen
zu können.
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Die
DE 29 20 684 A1 offenbart
ein Linearstellglied zum Verschwenken einer Wendestange.
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Die
DE 31 27 872 C2 beschreibt
eine Wendestange deren erstes Ende gelenkig mit einem Gestell veränderbar
und deren zweites Ende verschiebbar in einer Führung gelagert ist. Eine Druckluftzufuhr erfolgt
durch ein Gelenk und die Führungen
sind mittels Linearantriebe verstellbar sowie mittels Klemmeinrichtungen
sicherbar.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Wendevorrichtung mit
einer einfach und sicher schwenkbaren Wendestange zu schaffen.
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Die
Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die
Merkmale der Ansprüche
1 oder 2 gelöst.
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Ein
mit der Erfindung erzielbarer Vorteil besteht insbesondere darin,
dass sich der mechanische Aufbau der Wendevorrichtung vereinfacht,
da eine gelenkige Verbindung des zweiten Längsendes der Wendestange mit
dem Gestell entfällt.
Es ist daher weder eine zweite Tragspindel noch Mittel zum Steuern
von deren Bewegung erforderlich. Die Durchführung der Druckluftzufuhrleitung
durch das die Wendestange mit dem Gestell verbindende Gelenk erlaubt
einen insbesondere in vertikaler Richtung äußerst kompakten Aufbau; darüber hinaus
ist es möglich,
auf eine verschleiß-
oder verletzungsgefährdete flexible
Rohrleitung zum Heranführen
der Druckluft an die Wendestange zu verzichten.
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Wenn
die Wendestange zum Umlenken von Materialbahnen wechselnder Breite eingesetzt
wird, ist es wünschenswert,
die Ausdehnung des Oberflächenbereichs
des Mantels der Wendestange, auf der Blasluft zum Bilden eines Luftkissens
unter der umzulenkenden Materialbahn austritt, auf die Breite der Materialbahn
begrenzen zu können.
Zu diesem Zweck ist vorzugsweise wenigstens ein Kolben, der den
druckluftgespeisten Innenraum axial begrenzt, in der Wendestange
axial verschiebbar.
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Da
das freie Ende der Wendestange nicht zum Anschließen der
Druckluftzufuhrleitung benötigt wird,
kann an diesem freien Ende vorteilhaft ein Stellelement zum Einstellen
der Position des wenigstens einen Kolbens aus der Wendestange herausgeführt sein.
Dieses Stellelement kann z. B. die Form eines Rändelrades oder einer Kurbel
zum Drehen einer Gewindestange haben, die sich in Längsrichtung durch
die Wendestange erstreckt und deren Gewinde mit einer Gewindebohrung
des Kolbens kämmt.
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Der
Schließkörper, der
zum selektiven Schließen
jeweils einer Gruppe von Löchern
des Mantels der Wendestange dient, ist vorzugsweise als Hohlzylinder
ausgebildet, wobei der wenigstens eine Kolben innerhalb des Hohlzylinders
verschiebbar ist. Diese Anordnung ermöglicht es, den Schließkörper und
den wenigstens einen Kolben unabhängig voneinander zu bewegen.
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Wenn
der wenigstens eine Kolben an dem mit dem Gelenk verbundenen Längsende
der Wendestange angeordnet ist, so ist es notwendig, die Druckluft,
mit der der Innenraum der Wendestange gespeist wird, durch diesen
Kolben hindurch zuzuführen.
Zu diesem Zweck ist im Innern der Wendestange ein Abschnitt der
Druckluftzufuhrleitung als Rohrabschnitt ausgebildet, der den Kolben
durchquert.
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Das
Gestell weist zwei Anschläge
zum Festlegen der Endpositionen der Schwenkbewegungsfreiheit auf,
die vorzugsweise justierbar sind.
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Ferner
ist zweckmäßigerweise
wenigstens eine Fixiereinrichtung zum Fixieren der Wendestange in
jeweils einer Endposition der Schwenkbewegungsfreiheit vorgesehen.
Diese Fixiereinrichtung umfasst zweckmäßigerweise einen mit dem Gestell verbundenen
Riegel zum Eingreifen an einem Vorsprung der Wendestange. Einer
einfachen Ausgestaltung zufolge ist der Riegel um eine zur Längsachse
der Wendestange senkrechte Achse schwenkbar.
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Der
Schließkörper, der
zum selektiven Verschließen
jeweils einer Gruppe von Löchern
des Mantels vorgesehen ist, ist vorzugsweise um die Längsachse
der Wendestange zwischen seinen zwei Stellungen drehbar. Dieses
Merkmal erlaubt im Vergleich zu der aus
DE 43 11 438 C2 bekannten
axialen Verschiebbarkeit des Schließkörpers einen vergrößerten Hub
der Bewegung des Schließkörpers, so dass
die Anforderungen an die Positionsgenauigkeit der Löcher im
Mantel und im Schließkörper relativ niedrig
sein können.
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Um
ein schnelles Umschalten der Wendevorrichtung zwischen den zwei
Arbeitspositionen der Wendestange zu ermöglichen, kann ein Linearstellglied,
insbesondere ein Pneumatikzylinder, zum Antreiben der Schwenkbewegung
vorgesehen werden.
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Ausführungsbeispiele
der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im
folgenden näher
beschrieben.
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Es
zeigen:
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1 eine
teilweise geschnittene Draufsicht auf den Basisbereich der Wendestange,
der mit dem Gestell gelenkig verbunden ist;
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2 einen
Schnitt entlang der Linie A-A aus 1;
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3 eine
Draufsicht auf den freien Endbereich der Wendestange;
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4 einen
Schnitt entlang der Line B-B aus 1;
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5 eine Draufsicht auf eine Wendestange gemäß einer
zweiten Ausgestaltung der Erfindung;
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6 eine
Draufsicht auf eine Fixiereinrichtung gemäß einer dritten Ausgestaltung
der Erfindung.
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1 zeigt
in einer Draufsicht und teilweise geschnitten einen Teil des Gestells
der Wendevorrichtung sowie einen Endbereich der daran montierten
Wendestange 01, der hier als Basisbereich bezeichnet werden
soll. Das Gestell umfasst zwei in einem nicht dargestellten Rahmen
fest und parallel gelagerte Tragspindeln 21 und eine zwischen
diesen drehbar gelagerte Gewindespindel 22. Ein Gleitkörper 23,
z. B. ein Gleitstein 23 ist von den Tragspindeln 21 getragen
und mit Hilfe einer geteilten Mutter 24, die mit der Gewindespindel 22 in
Eingriff ist, durch Drehen der Gewindespindel 22 in deren
Längsrichtung
verschiebbar.
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Eine
Wendestange 01 ist an einem Längsende über ein Gelenk 26 mit
dem Gleitstein 23 um eine vertikale, zur Ebene der 1 senkrechte
Achse mit einer Bewegungsfreiheit von 90° zwischen zwei Arbeitspositionen
schwenkbar verbunden. Die 1 zeigt
die Wendestange 01 in einer „rechten" Arbeitsposition, die zweite, „linke" Arbeitsposition
ist durch einen strichpunktierten Umriss angedeutet. Wie insbesondere
in dem Schnitt entlang der Linie B-B der 4 zu erkennen
ist, umfasst das Gelenk 26 einen mit dem Längsende
der Wendestange 01 fest verbundenen flachzylindrischen
Körper 27,
der entlang der Schwenkachse in beide Richtungen durch zylindrische
Fortsätze 28 mit
einem kleineren Durchmesser als dem des Körpers 27 verlängert ist.
Diese Fortsätze 28 sind
in einer Bohrung des Gleitsteins 23 drehbar gehalten.
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Eine
Bohrung 29 erstreckt sich in der Ebene der 1 mittig
durch den flachzylindrischen Körper 27.
Sie verbindet eine in dem Gleitstein 23 gebildete Kammer 31 mit
einem Rohrabschnitt 06, der sich entlang der Längsachse
der Wendestange 01 bis etwa in deren Mitte erstreckt.
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Der
Gleitstein 23 ist ferner mit einem Anschlussstutzen 32 zum
Verbinden mit Druckluftleitung versehen, so dass über den
Anschlussstutzen 32, die Kammer 31, die Bohrung 29 und
den Rohrabschnitt 06 das Innere der Wendestange 01 mit
Druckluft beaufschlagbar ist.
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Die
Wendestange 01 hat einen zylindrischen Mantel 02,
der auf seinem gesamten Umfang und abgesehen von kurzen Stücken an
den Längsenden
auf seiner gesamten axialen Länge
mit gleichmäßig verteilten
Löchern 08 versehen
ist. Ein Schließkörper 03 in
Form eines Hohlzylinders 03 liegt an der Innenwand des
Mantels 02 an und ist um die Längsachse der Wendestange 01 drehbar.
Wie insbesondere in dem in 2 dargestellten
Schnitt entlang der Line A-A aus 1 zu sehen
ist, ist der Schließkörper 03 jeweils
auf einer Hälfte
seines Umfangs mit Löchern 04 versehen,
die andere Hälfte
seines Umfangs ist geschlossen. Die Löcher 04 des Schließkörpers 03 fluchten
mit einer ersten Gruppe der Löcher 08 des Mantels 02,
die an einer von den Tragspindeln 21 abgewandten Seite
des Mantels 02 (in 2 der nach unten
links orientierten Hälfte)
liegt. Wenn die Wendestange 01 mit Druckluft beaufschlagt
wird, so tritt diese aus dieser ersten Gruppe von Löchern 08 aus und
bildet so ein Luftkissen, auf dem ein um 90° umzulenkende Materialbahn,
die die Wendestange 01 auf einer Hälfte ihres Umfangs umschlingt,
praktisch reibungsfrei geführt
werden kann. Die restlichen Löcher 08 des
Mantels 02, die auf einem nicht von der Materialbahn umschlungenen
Bereich von dessen Umfang (der nach oben rechts orientierten Hälfte in 2)
liegen, sind durch den Schließkörper 03 von der
Druckluftzufuhr abgeschnitten.
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Beim
Verstellen der Wendestange 01 von einer Arbeitsposition
in die andere führt
der Schließkörper 03 vorzugsweise
eine Drehung um 180° aus,
so dass die Gruppe von Löchern 04; 08,
die in einer Arbeitsstellung der Wendestange 01 offen sind,
in der anderen Arbeitsstellung der geschlossenen Hälfte des
Umfangs des Schließkörpers 03 gegenüber liegt, während die
Löcher 08 der
anderen Gruppe dann mit den Löchern 04 des
Schließkörpers 03 fluchtet.
Eine solche Kopplung der Drehung des Schließkörpers 03 an die Verstellung
der Wendestange 01 kann z. B. mit Hilfe eines (nicht dargestellten)
ortsfesten Zahnkranzes am Gelenk 26 erfolgen, der mit einer
Außenzahnung
des Schließkörpers 03 kämmt.
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Eine
erste Gewindespindel 07 erstreckt sich von dem in 3 gezeigten
freien Ende der Wendestange 01 her in deren Innerem bis
in unmittelbare Nähe
des in 1 gezeigten, mit dem Gelenk 26 verbundenen
Endes. Die erste Gewindespindel 07 ist abseits der Längsachse
angeordnet und erstreckt sich außerhalb des Rohrabschnitts 06 parallel
zu diesem. Ihr Gewinde ist in Eingriff mit einem Innengewinde eines
ersten Kolbens 09, der so durch Drehen der ersten Gewindespindel 07 in
axialer Richtung der Wendestange 01 verschiebbar ist. Zum
Drehen der Gewindespindel 07 ist an ihrem am freien Ende
der Wendestange 01 aus dieser herausgeführten Ende ein Stellelement 10,
z. B. eine Mutter 10 drehfest angebracht, die z. B. mit
Hilfe eines aufgesteckten Schlüssels
drehbar ist. Die Seitenflächen
des ersten Kolbens 09 liegen dicht an der Innenfläche des
hohlzylindrischen Schließkörpers 03 an.
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Ein
entsprechender zweiter Kolben 11, der mit Hilfe einer zweiten,
ebenfalls eine Mutter 10 tragenden Gewindespindel 12 axial
verschiebbar ist, ist, wie 3 zeigt,
am freien Ende der Wendestange 01 angeordnet. Die zwei
Kolben 09; 11 bilden jeweils in axialer Richtung
eine Begrenzung des über
den Rohrabschnitt 06 mit Druckluft beaufschlagbaren Innenraums 13 der
Wendestange 01.
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Die
dem Innenraum 13 zugewandten Ränder der Kolben 09; 11 folgen
jeweils dem Verlauf einer Kante 14 einer um die Wendestange 01 herumgeschlungenen
Materialbahn, d. h. sie haben im wesentlichen den Verlauf von zwei
sich jeweils um den halben Kolbenumfang erstreckenden schraubenlinienförmigen Abschnitten
von jeweils entgegengesetzter Händigkeit.
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Der
Gleitstein 23 trägt
zwei unter einem Winkel von 90° zueinander
abstehende Arme 16, an deren Ende jeweils ein Anschlag 17 montiert
ist, der eine in 2 gezeigte, der Wendestange 01 zugewandte
konkave Seite 18 aufweist. Die beiden Anschläge 17 begrenzen
die Schwenkbewegungsfreiheit der Wendestange 01 in dem
Gelenk 26 auf exakt 90°.
Für eine
Feineinstellung der Einstellpositionen bzw. der Schwenkbewegungsfreiheit
kann ein Justiermechanismus zum Verstellen der Position des Anschlags 17 parallel
zur Richtung der Linie A-A vorgesehen werden.
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Die
Wendestange 01 trägt
an zwei gegenüberliegenden
Seiten Vorsprünge 33,
die jeweils eine dem Mantel 02 der Wendestange 01 zugewandte Schrägfläche 34 aufweisen.
Eine in jedem Arm 16 drehbar gelagerte Welle 36 trägt an einem
von der Wendestange 01 abgewandten Ende einen Vierkantfortsatz 37,
auf den ein entsprechender Schlüssel zum
Schwenken der Welle 36 aufsteckbar ist. An ihrem gegenüberliegenden,
der Wendestange 01 zugewandten Ende trägt die Welle 36 einen
Riegel 38, der an dem linken Arm 16 des Gleitsteins 23 und
am rechten Arm 16 jeweils in um 90° gegeneinander verschwenkten
Positionen gezeigt ist. Der Riegel 38 des rechten Arms 16 greift
hinter die Schrägfläche 34 des Vorsprungs 33 ein
und hält
so die Wendestange 01 gegen den rechten Anschlag 17 gepresst.
Der Riegel 38 weist seinerseits eine Schrägfläche auf,
die in dem verriegelten Zustand gegen die Schrägfläche 34 des Vorsprungs 33 drückt. Durch
den schrägen
Verlauf dieser Schrägflächen 34 wird
erreicht, dass wenn durch Schwenken des Riegels 38 aus
der am Riegel 38 des linken Arms 16 gezeigten
vertikalen Stellung in die horizontale Stellung die Wendestange 01 an dem
Anschlag 17 festgelegt wird, der Riegel 38 bereits
hinter den Vorsprung 33 eingreifen kann, bevor die Wendestange 01 unmittelbar
am Anschlag 17 anliegt, und dass die Verriegelung spielfrei
ist.
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5 zeigt eine Draufsicht auf eine Wendevorrichtung
gemäß einer
zweiten Ausgestaltung der Erfindung. Die hier vollständig gezeigte
Wendestange 01, der Gleitstein 23 sowie die ihn
tragenden Tragspindel 21 und Gewindespindel 22 sind
die gleichen wie oben mit Bezug auf 1 bis 4 beschrieben. Der
Gleitstein 23 trägt
auch jeweils einen linken und einen rechten Anschlag 17 zum
Begrenzen der Schwenkbewegungsfreiheit der Wendestange 01.
An einem zweiten Arm 39 ist das Gehäuse eines Linearstellglied 41,
z. B. doppelt wirkenden Pneumatikzylinders 41 aufgehängt. Die
Aufhängung
greift an denjenigen Ende des Zylinders 41 an, an dem auch
eine Kolbenstange 42 aus dem Gehäuse austritt. Die Kolbenstange 42 ist
wiederum gelenkig mit der Wendestange 01 verbunden. Durch
Ein- und Ausfahren der Kolbenstange 42 ist die Wendestange 01 zwischen ihren
Arbeitspositionen an einem der zwei Anschläge 17 verstellbar;
durch Arretieren der Kolbenstange 42 kann sie in jeweils
einer dieser Arbeitsstellungen unbeweglich gehalten werden.
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Diese
Ausgestaltung ermöglicht
ein ferngesteuertes Umschalten der Wendestange 01 zwischen ihren
zwei Arbeitspositionen, ohne dass ein direkter Zugang einer Bedienungsperson
zu der Wendestange erforderlich ist.
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6 zeigt
einen Ausschnitt einer Wendevorrichtung gemäß einer dritten Ausgestaltung
der Erfindung. Wiederum sind die Wendestange 01, deren
Vorsprünge 33,
das Gelenk 26 und der Gleitstein 23 die gleichen
wie mit Bezug auf 1 bis 4 beschrieben.
Es ist lediglich ein Arm 16 in der 6 dargestellt,
ein symmetrisch dazu angeordneter zweiter Arm ist vorhanden. Der
Arm 16 trägt
zusätzlich
zum Anschlag 17 ein Linearstellglied 43, das elektromagnetisch
betrieben sein kann oder bei dem es sich wie im Falle der 5 um einen Pneumatikzylinder 41 handeln
kann. Das Linearstellglied 43 trägt parallel zur Längsachse
der Wendestange 01 verschiebbar einen Riegel 38.
Der Riegel 38 weist zwei Schrägflächen 44; 46 auf,
von denen die eine Schrägfläche 44 parallel
zur Schrägfläche 34 des Vorsprungs 33 ausgerichtet
ist und die andere Schrägfläche 46 sich
nahezu senkrecht zur Bewegungsrichtung des Riegels 38 erstreckt.
So trifft, wenn die Wendestange 01 in die in der 6 dargestellte
Anschlagposition bewegt wird, der Vorsprung 33 zunächst auf
die Schrägfläche 44 und
gleitet an dieser entlang, wobei der Riegel 38 entgegen
einer von dem Linearstellglied 43 ausgeübten Kraft zurückgedrängt wird.
Wenn der Vorsprung 33 die Schrägfläche 44 passiert hat,
springt der Riegel 38 wieder vor, und die Schrägflächen 34; 46 kommen
in Kontakt miteinander, wodurch die Wendestange 01 in der
dargestellten Anschlagposition arretiert wird. Um die Wendestange 01 in
die jeweils andere Position zu schwenken, wird das Linearstellglied 43 angesteuert, so
dass es den Riegel 38 zurückzieht und die Wendestange 01 freigibt.
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- 01
- Wendestange
- 02
- Mantel
- 03
- Schließkörper, Hohlzylinder
- 04
- Loch
- 05
-
- 06
- Rohrabschnitt
- 07
- Gewindespindel,
erste
- 08
- Loch
- 09
- Kolben,
erster
- 10
- Stellelement,
Mutter
- 11
- Kolben,
zweiter
- 12
- Gewindespindel,
zweite
- 13
- Innenraum
- 14
- Kante
- 15
-
- 16
- Arm
- 17
- Anschlag
- 18
- Seite,
konkave
- 19
-
- 20
-
- 21
- Tragspindel
- 22
- Gewindespindel,
dritte
- 23
- Gleitkörper, Gleitstein
- 24
- Mutter,
geteilte
- 25
-
- 26
- Gelenk
- 27
- Körper, flachzylindrischer
- 28
- Fortsatz
- 29
- Bohrung
- 30
-
- 31
- Kammer
- 32
- Anschlussstutzen
- 33
- Vorsprung
- 34
- Schrägfläche
- 35
-
- 36
- Welle
- 37
- Vierkantfortsatz
- 38
- Riegel
- 39
- Arm
- 40
-
- 41
- Linearstellglied,
Pneumatikzylinder
- 42
- Kolbenstange
- 43
- Linearstellglied
- 44
- Schrägfläche
- 45
-
- 46
- Schrägfläche