-
Die
Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Antreiben einer Bogenanlage
in einer Bogen verarbeitenden Maschine mit einer die auf einen Anlegtisch
geförderten
Bogen erfassenden und zu einer nachgeordneten Trommel transportierenden
Schwinganlage, die einen auf einer Schwingerwelle gelagerten, eine
periodische Schwenkbewegung ausführenden
Schwinger aufweist und die Schwingerwelle direkt mit einem Motor
verbunden ist, der mit einem die Schwenkbewegung realisierenden
Bewegungsgesetz antreibbar ist.
-
Es
ist allgemein bekannt, in der Bogenanlage von Bogen verarbeitenden
Maschinen eine Schwinganlage zur Bogenbeschleunigung vorzusehen.
Durch die Schwinganlage werden an Anlegmarken nach der Vorderkante
ausgerichtete sowie in Ruhe befindliche Bogen erfasst und vom Anlegtisch
zu einer nachgeordneten Trommel transportiert. Dabei werden die
Bogen auf die Umfangsgeschwindigkeit der nachgeordneten Trommel
beschleunigt und an diese übergeben.
Nachfolgend wird die Schwinganlage verzögert bis zu einer Umkehrlage,
um anschließend 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 Genauigkeitsforderungen
an die Doppelkurvenscheiben bedingt sind. Derartige Antriebe sind
sehr aufwändig.
-
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 Passerfehlern und zum Dublieren führt.
-
Um
diese Nachteile zu beseitigen wird in der
DE 3138540 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.
-
Nachteilig
ist, dass der Motor zum Antreiben der Schwinganlage direkt der den
Schwinger tragenden Schwingerwelle zugeordnet ist. Dadurch werden hohe
Torsionskräfte
in das System der Schwinganlage eingeleitet, die durch aufwändige konstruktive Maßnahmen,
welche zu einer Masse- und Aufwandserhöhung führen, kompensiert werden müssen.
-
Bei
allen Bogenanlagen, die mit einer Schwinganlage versehen sind, ist
es erforderlich, die Bogen auf dem Anlegtisch nach der Vorderkante
auszurichten. Dies erfolgt derart, dass die Bogen mit der Vorderkante
gegen in die Bahn der Bogen führbare Anlegmarken
transportiert und zur Ruhe gebracht werden. Bei hohen Arbeitsgeschwindigkeiten
und den daraus resultierenden hohen Aufprallgeschwindigkeiten der
Bogen ist auf diese Weise eine nur mit Fehlern behaftete Grobausrichtung
möglich,
die zu Produktivitätseinschränkungen
der Bogen verarbeitenden Maschine führt.
-
Aufgabe
der Erfindung ist es, eine Einrichtung zum Antreiben einer Bogenanlage
so auszugestalten, dass diese mit geringen Kosten realisierbar ist
und Produktivitätseinschränkungen
vermieden werden können.
-
Erfindungsgemäß wird die
Aufgabe durch eine Einrichtung nach den Merkmalen des Anspruchs
1 gelöst.
-
Durch
die erfindungsgemäße Lösung ist
es möglich,
mit einfachen Mitteln eine Schwinganlage so anzutreiben, dass das
Einleiten von Schwingungen in das System vermieden wird. Weiterhin
können die
Bogen während
des Transports durch die Schwinganlage nach der Vorderkante problemlos ausgerichtet
werden.
-
An
einem Ausführungsbeispiel
wird die Erfindung näher
erläutert.
In den zugehörigen
Zeichnungen zeigen
-
1 eine
prinzipielle Darstellung einer Bogenanlage in der Seitenansicht,
-
2 die
Darstellung nach 1 mit einer veränderten
Position der Schwinganlage,
-
3 eine
räumliche
Darstellung des Antriebs der Schwinganlage,
-
4 eine
Ansicht A nach 2,
-
5 eine
Schnittdarstellung entlang der Linie B-B in 4,
-
6 die
Schnittdarstellung einer Antriebseinheit.
-
In
den 1 und 2 sind von einer Bogenanlage
ein Anlegtisch 1 mit Anlegmarken 2, eine Schwinganlage 3 und
eine nachgeordnete Trommel 4 gezeigt. Die Schwinganlage 3 weist
einen Schwinger 5 auf, der auf einer Schwingerwelle 6 gelagert
ist. Der Schwinger 5 besteht aus einem ersten Steg 7 und
mindestens einem zweiten Steg 8 (4). Der erste
Steg 7 ist drehfest mit der Schwingerwelle 6 verbunden,
während
der zweite Steg 8 am dem ersten Steg 7 abgewandten
Ende der Schwingerwelle 6 angeordnet ist. Die Stege 7, 8 begrenzen
den Schwinger 5 seitlich. In den Stegen 7, 8 ist
eine Greiferwelle 9 aufgenommen, die durch nicht dargestellte Mittel
geschwenkt werden kann. Auf der Greiferwelle 9 sind beabstandet
zueinander Greiferfinger 10 geklemmt, die mit Greiferaufschlägen 11 korrespondieren.
Die Greiferaufschläge 11 sind
einer Greiferaufschlagleiste 12 zugeordnet, die mit den
Stegen 7, 8 verbunden ist. In vorteilhafter Weise
ist die Greiferaufschlagleiste 12 durch mindestens einen
Freiheitsgraf f=1 aufweisende Gelenke den Stegen 7, 8 zugeordnet.
-
In
der Nähe
des zweiten Stegs 8 ist ein Führungsstück 13 vorgesehen.
Das Führungsstück 13 ist drehfest
mit der Schwingerwelle 6 verbunden und mit einer Führung 14 versehen,
in die die Greiferaufschlagleiste 12 eingreift (5).
In der Führung 14 sind
einstellbare Anschläge 15 vorgesehen.
In 4 sind lediglich die den Schwinger 5 seitlich
begrenzenden Stege 7, 8 dargestellt. Zur Erhöhung der
Stabilität
des Schwingers 5 ist es möglich, zwischen den Stegen 7, 8 – wie in 3 gezeigt – weitere
Stege vorzusehen, die drehbeweglich auf der Schwingerwelle 6 gelagert
sind. Die Schwingerwelle 6 ist drehbar in Maschinenwänden 16 aufgenommen.
-
Im
der Schwingerwelle 6 abgewandten Bereich des Schwingers 5 greift
ein Abtriebsglied 20 einer Antriebseinheit 17 an.
Im Ausführungsbeispiel sind
eine erste Antriebseinheit 18 und eine zweite Antriebseinheit 19 vorgesehen.
Die Antriebseinheiten 18, 19 sind im Ausführungsbeispiel
an den Enden der Greiferwelle 9 mittels eines ersten Abtriebgliedes 21 und
eines zweiten Abtriebgliedes 22 angelenkt. Es ist aber
auch möglich,
dem ersten Steg 7 einen ersten Anlenkpunkt 23 und
dem zweiten Steg 8 einen zweiten Anlenkpunkt 24 zuzuordnen
und diese mit den Antriebseinheiten 18, 19 zu
verbinden.
-
Die
erste Antriebseinheit 18 besteht aus einem ersten Motor 25 und
die zweite Antriebseinheit 19 aus einem zweiten Motor 26 (6).
Der erste Motor 25 ist mittels einer ersten Kuppelung 27 mit
einer ersten Gewindespindel 29 und der zweite Motor 26 mittels
einer zweiten Kupplung 28 mit einer zweiten Gewindespindel 30 verbunden.
Die Kupplungen 27, 28 sind eine Drehbewegung winkelgetreu überfragend
ausgebildet. Die erste Gewindespindel 29 steht mit einer
ersten Gewindemutter 31 und die zweite Gewindespindel 30 mit
einer zweiten Gewindemutter 32 in Eingriff. Die erste Gewindemutter 31 ist
drehfest mit einer ersten Schubstange 33 und die zweite
Gewindemutter 32 mit einer zweiten Schubstange 34 drehfest
verbunden. Die erste Schubstange 33 ist in einem ersten
Gehäuse 35 mit
Hilfe von Linearlagern 37 in Axialrichtung und die zweite
Schubstange 34 mit Hilfe von Linearlagern 38 in
einem zweiten Gehäuse 36 in
Axialrichtung verschiebbar gelagert. Die Gehäuse 35, 36 sind
in gestellfesten Drehgelenken 39, 40 aufgenommen,
deren Drehachsen parallel zur Drehachse der Schwingerwelle 6 verlaufen.
Die Gehäuse 35, 36 und
die Motore 25, 26 bilden eine funktionelle Einheit.
Die erste und zweite Schubstange 33, 34 sind als
erstes und zweites Abtriebsglied 21, 22 gelenkig
beidseitig mit der Greiferwelle 9 verbunden. Es ist aber
auch möglich,
die Schubstangen 33, 34 ggf. den Anlenkpunkten 23, 24 zuzuordnen.
-
Erste
Gewindespindel 29, erste Gewindemutter 31, erste
Schubstange 33 sowie erstes Gehäuse 35 bilden ein
erstes Schraubengetriebe 43 und zweite Gewindespindel 31,
zweite Gewindemutter 32, zweite Schubstange 34 sowie
zweites Gehäuse 36 bilden
ein zweites Schraubengetriebe 44.
-
Die
Steuerung der Motoren 25, 26 der Antriebseinheiten 18, 19 erfolgt
durch eine Steuerund Auswerteinheit 41. In der Steuer-
und Auswerteinheit 41 sind Bewegungsgesetze abgelegt, nach
denen der Antrieb des Schwingers 5 realisiert werden soll. Die
Steuer- und Auswerteinheit 41 ist mit einer Maschinensteuerung
und einer die Lage der Vorderkante des auf dem Anlegtisch 1 befindlichen
Bogens detektierenden Erfassungseinheit 42 verbunden. Die Erfassungseinheit 42 kann
z. B. als zwei beabstandet zueinander im Anlegtisch 1 angeordnete
Messzeilen oder als eine über
dem Anlegtisch 1 vorgesehene Kamera ausgebildet sein.
-
Die
Motore 25, 26 werden durch die Steuer- und Auswerteinheit 41 und
die Maschinensteuerung entsprechend eines abgelegten und aktivierten
Bewegungsgesetzes eintourig im Maschinentakt angetrieben. Der Antrieb
der Motore 25, 26 erfolgt synchron, wobei über die
Kupplungen 27, 28 die Gewindespindeln 29, 30 der
Antriebsbewegung der Motore 25, 26 folgen, so
dass die mit den Gewindespindeln 29, 30 korrespondierenden
Gewindemuttern 31, 32 und damit die Schubstangen 33, 34 in
axiale Richtung verschoben werden sowie der Schwinger 5 eine Schwenkbewegung
ausführt.
Durch die Lagerung der die Schubstangen 33, 34 führenden
Gehäuse 35, 36 in
den Drehgelenken 39, 40 wird der von einer Geradführung abweichende
Bewegungsverlauf der Anlenkpunkte 23,24 der Schubstangen 33, 34 an
dem Schwinger 5 ausgeglichen.
-
Von
den Antriebseinheiten 18, 19 wird ein Bewegungsverlauf
und ein Geschwindigkeitsverlauf der Schwinganlage 3 realisiert.
Dabei wird innerhalb eines Arbeitstaktes, der dem Maschinentakt
entspricht, der Schwinger 5 in Richtung des Anlegtischs 1 bewegt, übernimmt
in einer Umkehr- bzw. Rastlage einen an den gegen den Anlegtisch 1 geschwenkten Anlegmarken 2 nach
der Vorderkante ausgerichteten Bogen, indem die Greiferfinger 10 gegen
die Greiferaufschläge 11 geführt werden,
und transportiert den Bogen zur nachgeordneten Trommel 4.
Dazu wird der Schwinger 5 so beschleunigt, dass die Geschwindigkeit
der Greiferfinger 10/Greiferaufschlagflächen 11 gleich der
Geschwindigkeit eines der Trommel 4 zugeordneten Trommeigreifersystems
ist. Nach der Bogenübergabe
wird der Schwinger 5 verzögert und nach dem Durchlaufen
einer weiteren Umkehrlage, wobei die Drehrichtung der Motore 25, 26 umgesteuert
wird, zum Anlegtisch 1 zurückgeführt.
-
Dabei
wird der Schwinger 5 beschleunigt, um vor dem Einlaufen
in die Umkehrlage am Anlegtisch 1 wieder verzögert zu
werden.
-
Ist
die Erfassungseinheit 42 aktiviert und wird durch diese
die Lage der Vorderkante des damit an den Anlegmarken 2 angelegten
Bogens erfasst, kann bei einer fehlerbehafteten Lage der Vorderkante
diese vor der Übergabe
an das Greifersystem der Trommel 4 korrigiert werden. Dazu
wird durch die Erfassungseinheit 42 die Istlage der an
den Anlegmarken 2 angelegten Vorderkante erfasst, ein die
Istlage charakterisierender Istwert generiert und dieser der Steuer-
und Auswerteinheit 41 zugeführt. Stimmt der Istwert nicht
mit einem in der Steuer- und Auswerteinheit 41 abgelegten
Sollwert, der die Solllage charakterisiert, überein, wird ein Stellwert
ermittelt und einer der Motore 25, 26 vor- oder
nacheilend nach der Bogenübernahme
angetrieben. Durch das vor- oder nacheilende Antreiben eines der
Motore 25, 26 erfolgt eine Schiefstellung der
Greiferwelle 9 mit den Greiferfingern 10 zusammen
mit der die Greiferaufschläge 11 tragenden
Greiferaufschlagleiste 12. Dabei erfolgt eine Schiefstellung
in einem solchen Maß, dass
die Solllage des von den Greiferfingern 10/Greiferaufschlägen 11 gehaltenen
Bogens bezüglich
der Vorderkante realisiert und so an das Greifersystem der Trommel 4 übergeben
werden kann. Nach der Übergabe
des Bogens an die Trommel 4 werden die Motore 25, 26 und
damit auch die Greiferwelle 9 mit den Greiferfingern 10 zusammen
mit der die Greiferaufschläge 11 tragenden
Greiferaufschlagleiste 12 in ihre Ausgangslage zurückgeführt zur Übernahme
eines Folgebogens. Die Schiefstellung der Greiferaufschlagleiste 12 und
damit der Greiferwelle 9 wird begrenzt durch das Spiel
in der Führung 14 des
Führungsstücks 13.
Gleichzeitig kann durch das Führen der
Greiferaufschlagleiste 12 in der Führung 14 verhindert
werden, dass bei Ausfall eines Motors 25, 26 die
Greiferfinger 10 mit dem Greifersystem der Trommel 4 kollidieren.
-
In
den 1 und 2 sind dem Anlegtisch 1 Anlegmarken 2 zum
Ausrichten der Bogen nach der Vorderkante dargestellt. Es ist aber
auch möglich,
mit der erfindungsgemäßen Lösung die
auf den Anlegtisch 1 geförderten Bogen ohne in die Bahn
der Bogen führbare
Anlegmarken 2 nach der Vorderkante auszurichten. Dazu wird
die Lage der Vorderkante der auf den Anlegtisch 1 transportierten
Bogen, wobei die Bogen in der Regel mit einer alternierenden Geschwindigkeit
von einem vorgeordneten Bändertisch
transportiert und mit einer niedrigen Geschwindigkeit auf den Anlegtisch 1 gefördert werden,
von der Erfassungseinheit 42 detektiert und der die Istlage
charakterisierende Istwert der Steuerund Auswerteinheit 41 zugeführt. In
der Steuer – und
Auswerteinheit 41 erfolgt der Vergleich mit einem die Solllage der
Vorderkante wiedergebender Sollwert. Bei Abweichungen des Istwertes
vom Sollwert wird ein Stellwert generiert, durch den einer der Motore 25, 26 vor-
oder nacheilend angetrieben und so die Solllage der Vorderkante
realisiert wird. Es ist weiterhin möglich, beide Motore 25, 26 gleichzeitig
in einem gleichen Maß vor- oder nacheilend
zu stellen und damit so genannte Früh- oder Spätbogen in eine Solllage zu
bringen. Ebenso können
die zwei Motore 25, 26 gleichzeitig in einem unterschiedlichen
Maß vor-
oder nacheilend gestellt werden, wenn z. B. neben einer Schieflage
eine zu spät
oder zu frühe
Ankunft eines Bogens (Spät-
oder Frühbogen)
ausgeglichen werden soll.
-
- 1
- Anlegtisch
- 2
- Anlegmarken
- 3
- Schwinganlage
- 4
- Trommel
- 5
- Schwinger
- 6
- Schwingerwelle
- 7
- Erster
Steg
- 8
- Zweiter
Steg
- 9
- Greiferwelle
- 10
- Greiferfinger
- 11
- Greiferaufschlag
- 12
- Greiferaufschlagleiste
- 13
- Führungsstück
- 14
- Führung
- 15
- Anschlag
- 16
- Maschinenwand
- 17
- Antriebseinheit
- 18
- erste
Antriebseinheit
- 19
- zweite
Antriebseinheit
- 20
- Abtriebsglied
- 21
- Erstes
Abtriebsglied
- 22
- Zweites
Abtriebsglied
- 23
- Erster
Anlenkpunkt
- 24
- Zweiter
Anlenkpunkt
- 25
- Erster
Motor
- 26
- Zweiter
Motor
- 27
- Erste
Kupplung
- 28
- Zweite
Kupplung
- 29
- Erste
Gewindespindel
- 30
- Zweite
Gewindespindel
- 31
- Erste
Gewindemutter
- 32
- Zweite
Gewindemutter
- 33
- Erste
Schubstange
- 34
- Zweite
Schubstange
- 35
- Erstes
Gehäuse
- 36
- Zweites
Gehäuse
- 37
- Linearlager
- 38
- Linearlager
- 39
- Drehgelenk
- 40
- Drehgelenk
- 41
- Steuer-
und Auswerteinheit
- 42
- Erfassungseinheit
- 43
- Erstes
Schraubengetriebe
- 44
- Zweites
Schraubengetriebe