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Die
Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Antreiben einer Bogenanlage
in einer Bogen verarbeitenden Maschine mit einer mittels eines Koppelgetriebes
angetriebenen Schwinganlage, die die an Vordermarken nach der Vorderkante
sowie ggf. mit Hilfe einer Seitenmarke nach der Seitenkante ausgerichteten
Bogen erfasst und zu einer nachgeordneten Trommel transportiert.
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Derartige
Bogenanlagen sind in Bogen verarbeitenden Maschinen allgemein bekannt,
wobei Schwinganlagen verbreitet zur Bogenbeschleunigung verwendet
werden. Durch die Schwinganlage werden in Ruhe auf einem Anlegtisch
befindliche Bogen erfasst, auf die Geschwindigkeit einer nachgeordneten
Trommel beschleunigt und an diese übergeben. Nachfolgend wird
die Schwinganlage verzögert
bis zu einer Umkehrlage, um anschließend wieder beschleunigt und
zum Anlegtisch zur Übernahme eines
Folgebogens zurückgeführt zu werden.
Dem Antrieb der Schwinganlage dienen Kurvengetriebe. Zur Schwingwinkelerhöhung ist
es üblich,
den Kurvengetrieben eine Doppelschwinge vorzuordnen (
DE 196 49 521 C2 ). Die
dem Antrieb der Schwinganlage dienende Arbeitskurve ist aus kinestotatischen
Gründen
in der Regel als Kurve und Gegenkurve ausgebildet, wodurch hohe
Genauigkeitsforderung an die Doppelkurvenscheiben bedingt sind.
Darüber
hinaus haben die Schwinganlagen den Nachteil, dass immer positive
und negative Antriebsmomente auftreten, deren Amplituden mit steigenden
Drehzahlen und Formatbreiten immer größer werden, so dass die Schwinganlage
der Hauptschwingungserreger in Bogen verarbeitenden Maschinen darstellt.
Der periodische schwankende Momentbedarf führt zu Schwingungen im Bogenzuführsystem
und über
den Räderzug
zu den Druckwerken, was letztlich zu Passfehlern und zum Dublieren
führt.
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Um
diese Nachteile zu beseitigen, wird in der
DE 31 38 540 A1 vorgeschlagen,
den Antrieb der Schwinganlage vom Hauptantrieb zu trennen und mit einem
eigenen Antrieb zu versehen, der von einem mit dem Bewegungsgesetz
der Schwinganlage programmierten Rechner angesteuert wird. Dabei
tritt jedoch das Problem auf, dass bei Rechnerfehlern oder bei Netzausfall
es zu einer Kollision der Haltersysteme der Schwinganlagen und der
nachgeordneten Trommel kommt, was zur Zerstörung dieser Systeme führt. Außerdem ist
es von Nachteil, dass der den Schwinger treibende Motor nach den
durch die Schwingerbewegungen initiierten Momentenschwankungen ausgelegt
werden muss, was einen hohen Strombedarf bedingt und zu hohen Kosten führt.
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In
der
DE 19 616 755
A1 ist ein weiterer Antrieb für eine Schwinganlage beschrieben,
bei dem der Schwinger mit dem Hauptantrieb ständig verbunden ist und dem
Schwinger mit Hilfe mindestens eines Linearantriebs zusätzlich Beschleunigungs-
und Bremsmomente zugeleitet werden. Damit soll der diskontinuierliche
Energiebedarf der Schwinger kompensiert werden.
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Bei
diesem Antrieb ist neben der die Bewegung des Schwingers realisierenden
Kurvensteuerung ein zweiter Antrieb zur Kompensation des aus der
Bewegung der Schwinger realisierenden Energiebedarfes erforderlich,
was zu einem hohen Aufwand führt.
Letztlich ist es aus „Getriebetechnik-Koppelgetriebe", VEB Verlag Technik,
1979, S. 211 ff. bekannt, theoretisch ein viergliedriges Koppelgetriebe zum
Antrieb einer Schwinganlage vorzusehen.
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Mit
einem solchen als Kurbelschwinge ausgebildeten Koppelgetriebe ist
es zwar möglich,
von den hochbelasteten, hochgenauen Doppelkurven bei Schwingerantrieben
abzugehen und eine kompakte sowie dynamisch steife Bauweise zu realisieren, aber
es ist nicht möglich,
eine für
eine exakte Bogenübernahme
am Anlegtisch erforderliche Rast zu realisieren.
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Aufgabe
der Erfindung ist es, eine gattungsgemäße Einrichtung zum Antreiben
einer Bogenanlage so zu verändern,
das mit einfachen Mitteln eine variable Rastgüte bei einer Bogenübernahme
am Anlegtisch realisiert werden kann, ohne Drehmomentschwankungen
in das System einzuspeisen.
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Erfindungsgemäß wird die
Aufgabe durch eine Einrichtung nach den Merkmalen des Anspruchs
1 gelöst.
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Durch
die erfindungsgemäße Lösung ist
es möglich,
die teueren hochbelasteten und hochgenauen Doppelkurven durch ein
stabiles Viergelenkgetriebe mit einer variablen Rastgüte zu realisieren.
Der Antrieb des Viergelenks mittels eines Motors ermöglicht es,
einerseits durch einen entsprechenden Drehzahlenverlauf eine variable
Rastgüte
zu realisieren, andererseits mit einem geringen Aufwand den Direktantrieb
der Schwinganlage, die aufgrund ihres Bewegungsverlaufes einen diskontinuierlichen
Energiebedarf erfordert, mit einfachen Mitteln so anzutreiben, dass
keine Störmomente
in das System eingespeist werden. Dabei ist der Motor keinem Drehrichtungswechsel
ausgesetzt, so dass die Eigenträgheit des
Motors ohne Bedeutung und damit die Drehmomentbeanspruchung gering
ist.
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An
einem Ausführungsbeispiel
wird die Erfindung näher
erläutert.
In den zugehörigen
Zeichnungen zeigen
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1 eine
prinzipielle Darstellung einer Bogenanlage in der Seitenansicht,
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2 die
prinzipielle Darstellung einer Antriebswelle.
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In 1 ist
eine Bogenbeschleunigungseinrichtung 1, die als Schwinganlage 2 ausgebildet
ist, mit einem vorgeordneten Anlegtisch 3 und einer nachgeordneten
Trommel 4 in Seitenansicht gezeigt. Die Schwinganlage 2 besteht
aus einem Schwinger 5, der auf einer gestellfest angeordneten
Schwingerwelle 6 gelagert ist. Am Schwinger 5 greift
ein Abtriebsglied 9 eines viergliedrigen Koppelgetriebes 7, das
als Kurbelschwinge 8 ausgebildet ist, an. Das Abtriebsglied 9 ist über eine
Koppel 10 mit einer Antriebskurbel 11 verbunden,
die drehfest auf einer gestellfesten Antriebswelle 12 angeordnet
ist.
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Der
Schwinger 5 ist am der Schwingerwelle 6 abgewandten
Ende mit einer Bogenhalteeinheit 13 versehen, die steuerbare
Greiferfinger 14 aufweist. Die Steuerung der Greiferfinger 14 wird
mittels mindestens einer in einem Kurvenstück 15 geführten Kurvenrolle 16 realisiert.
Das Kurvenstück 15 ist
mit einem aufgeprägten
Bewegungsgesetz versehen und schwenkbar in einem Gestellpunkt 17 gelagert. Am
Kurvenstück 15 greift
ein Übertragungsglied 18 an,
das mit einer Kurvenrolle 19 verbunden ist, die an einer
Kurve 20 abläuft.
Die Kurve 20 ist drehfest mit der Antriebswelle 12 verbunden
(2). Über
Kurve 20, Kurvenrolle 19 und Übertragungsglied 18 kann das
Kurvenstück 15 um
den Gestellpunkt 17 geschwenkt und so das Schließ- und Öffnungsverhalten der
Greiferfinger 14 beeinflusst werden.
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Auf
der Antriebswelle 12 ist eine weitere Kurve 21 drehfest
angeordnet, an der eine in einem Rollenhebel 22 gelagerte
Rolle 23 abläuft.
Der Rollenhebel 22 ist mit einer Schwenkwelle 24 verbunden,
auf der Führungselemente 25 geklemmt
sind und im Arbeitstakt eine Schwenkbewegung ausführen.
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In 1 sind
weiterhin am Anlegtisch 3 Seitenmarken 26 und
Anlegmarken 27 dargestellt. Die Anlegmarken 27 sind über die
Maschinenbreite verteilt angeordnet und werden durch ein oder mehrere Markengetriebe 28 innerhalb
eines Arbeitsaktes wechselweise aus einer Arbeitsposition am Anlegtisch 3 in
eine unter dem Anlegtisch 3 gelegene Rastposition verbracht.
Der Antrieb der Markengetriebe 28 erfolgt ebenfalls durch
eine drehfest mit der Antriebswelle 12 verbundene Kurvenscheibe 29,
mit der ein dem Markengetriebe 28 zugeordnetes Eingriffsglied 30 in
Wirkverbindung steht.
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Die
in üblicher
Weise jeweils einer Seite des Anlegtisches 3 zugeordneten
Seitenmarken 26 werden über
ein Seitenmarkengetriebe 31 im Arbeitstakt angetrieben.
Die Steuerung des Seitenmarkengetriebes 31 erfolgt mittels
einer an einem Kurvenkörper 32 ablaufenden
Kurvenrolle 36. Der Kurvenkörper 32 ist mit der
Antriebswelle 12 drehfest verbunden. Die Antriebswelle 12 ist,
wie in 2 gezeigt, in Wänden 33 gelagert und
mit einem Motor 34 verbunden. Der Motor 34 ist
z.B. an einer Wand 33 angeordnet und über eine Steuereinheit 35 mit
einer Maschinensteuerung verbunden. Der Motor 34 wird über die
Steuereinheit 35 und die Maschinensteuerung gleichförmig eintourig
umlaufend angetrieben und treibt so die Antriebswelle 12 an.
Durch die Antriebswelle 12 erfolgt der Antrieb der Kurbelschwinge 8,
indem die Antriebskurbel 11 mit der Antriebswelle 12 umläuft. Von
der Kurbelschwinge 8 wird ein Bewegungsverlauf und ein Grundgeschwindigkeitsverlauf
der Schwinganlage 2 realisiert. Dabei wird innerhalb eines
Arbeitstaktes, der dem Maschinentakt entspricht, der Schwinger 5 in
Richtung des Anlegtisches 3 geführt, übernimmt in einer Umkehrlage
einen an den gegen den Anlegtisch 3 geschwenkten Anlegmarken 27 nach
der Vorderkante sowie ggf. durch die Seitenmarken 26 nach der
Seitenkante ausgerichteten Bogen mit der Bogenhalteeinheit 13 und
transportiert diesen zur nachgeordneten Trommel 4. Dazu
wird die Schwinganlage 2 so beschleunigt, dass die Geschwindigkeit
der den Bogen führenden
Bogenhalteeinheit 13 gleich der Geschwindigkeit eines der
Trommel 4 zugeordneten Trommelgreifersystems ist. Nach
der Bogenübergabe
wird die Schwinganlage 2 verzögert und nach dem Durchlaufen
einer weiteren Umkehrlage zum Anlegtisch 3 zurückgeführt. Dabei
wird der Schwinger 5 beschleunigt, um vor dem Einlaufen
in die Umlehrlage am Anlegtisch 3 wieder verzögert zu werden.
Wird nun der durch die Kurbelschwinge 8 bestimmte Geschwindigkeitsverlauf
mit einer über
einen Arbeitstakt um eine Solldrehzahl schwankende Drehzahl, initiiert
durch den Motor 34 und die diesem zugeordneten Steuereinheit 35, überlagert,
kann eine Rastgüte
der Schwinganlage 2 am Anlegtisch 3 problemlos
realisiert werden. Dabei kann die Rastgüte am Anlegtisch 3 variable
eingestellt werden. Zum Erzeugen einer Rast am Anlegtisch 3 wird
beim Annähern
des Schwingers 5 an den Anlegtisch 3 über die
Steuereinheit 35 die Drehzahl des Motors 34 unter
die Solldrehzahl geführt,
damit eine Rast zur Bogenübernahme
realisiert, und nach erfolgter Bogenübernahme sowie nach dem Durchlaufen
eines über der
Solldrehzahl liegenden Drehzahlbereichs zur Solldrehzahl zurückführt. Das
Zurückführen in
die Solldrehzahl durch die Drehzahlerhöhung kann auch im Bereich nach
der Bogenübergabe
an der Trommel 4 erfolgen, wodurch in vorteilhafter Weise
das Einbringen zusätzlicher
Störbeschleunigungen
in die Bogenführung
vermieden wird. Durch das Antreiben der Kurbelschwinge 8 mittels
des Motors 34 mit einer über 360° um eine beliebig wählbare Solldrehzahl schwankende
Drehzahl kann eine variable Rastgüte des Schwingers 5 am
Anlegtisch 3 realisiert werden.
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Mit
dem über
die Steuereinheit 35 beeinflussbaren Motor 34 können, wie
in 2 gezeigt, nicht nur die Kurbelschwinge 8 sondern
auch alle anderen Arbeitsorgane 13, 25, 26, 27 und
damit die gesamte Bogenanlage angetrieben werden, indem in herkömmlicher
Weise von der innerhalb eines Arbeitstaktes nicht konstant drehenden
Antriebswelle 12 deren Bewegungen abgeleitet werden. Dabei
wird eine Kollision zwischen der Bogenhalteeinheit 13 und dem
Trommelgreifersystem bei Ausfall der Steuereinheit 35 oder
des Motors 34 verhindert, da durch das ortsfeste Kurvenstück 15 die
Bogenhalteeinheit 13 beim Durchlaufen des Bereichs der
Bogenübergabe
an das Trommelgreifersystem während
der Rückbewegung
zum Anlegtisch 3 geschlossen wird. Werden, wie im Ausführungsbeispiel
beschrieben, sämtliche
Arbeitsorgane der Bogenanlage über
die zentrale Antriebswelle 12 angetrieben, wird der Rundlauf der
Maschine und damit das Druckergebnis positiv beeinflusst.
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Aufstellung der verwendeten
Bezugszeichen
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- 1
- Bogenbeschleunigungseinrichtung
- 2
- Schwinganlage
- 3
- Anlegtisch
- 4
- Trommel
- 5
- Schwinger
- 6
- Schwingerwelle
- 7
- Koppelgetriebe
- 8
- Kurbelschwinge
- 9
- Abtriebsglied
- 10
- Koppel
- 11
- Antriebskurbel
- 12
- Antriebswelle
- 13
- Bogenhalteeinheit
- 14
- Greiferfinger
- 15
- Kurvenstück
- 16
- Kurvenrolle
- 17
- Gestellpunkt
- 18
- Übertragungsglied
- 19
- Kurvenrolle
- 20
- Kurve
- 21
- weitere
Kurve
- 22
- Rollenhebel
- 23
- Rolle
- 24
- Schwenkwelle
- 25
- Führungselemente
- 26
- Seitenmarke
- 27
- Anlegmarke
- 28
- Markengetriebe
- 29
- Kurvenscheibe
- 30
- Eingriffsglied
- 31
- Seitenmarkengetriebe
- 32
- Kurvenkörper
- 33
- Wand
- 34
- Motor
- 35
- Steuereinheit
- 36
- Kurvenrolle