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Einrichtung zum Anfahren der zweiten von zwei zeitweise gekuppelten
Arbeitsmaschinen Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Anfahren der zweiten
von zwei Arbeitsmaschinen A
und B, wobei die Antriebswelle der zweiten Arbeitsmaschine
B zeitweise mit der ersten ArbeitsmaschineA drehzahl- und phasengleich verbunden
sein soll. Eine solche zeitweise Verbindung von Maschinen tritt häufig in der industriellen
Massenfertigang auf, wobei die Maschinen einen oder mehrere Arbeitsvorgänge selbsttätig
auszuführen haben. Dabei müssen dann auch die zu fertigenden oder zu bearbeitenden
Gegenstände selbsttätig von einer in die andere Maschine übergeleitet werden, ohne
daß ein besonderes Umlegen oder auch nur eine Beaufsichtigung der zu fertigenden
Gegenstände nötig wäre.
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Hierzu ist notwendig, zwei derart hintereinandergeschaltete Maschinen
so in ihrer Durchlaufgeschwindigkeit bzw. in ihrem Arbeitstakt aufeinander abzustimmen,
daß zwischen den beiden Maschinen keine Stauung der Bearbeitungsteile oder ein Leerlauf
einer der beiden Maschinen eintritt. Weiterhin muß es möglich sein, die Maschinen
unabhängig voneinander stillzusetzen und wieder in den Arbeitsgang einzuschalten.
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Insbesondere treten derartige Probleme z. B. in der Blechemballagenindustrie
auf. Hier ist ein häufig wiederkehrender Fall der, daß Bleche in einer Blechdruckmaschine
bedruckt und anschließend in einen Trockner eingeführt werden. Nachdem der Blechdruckmaschine
in bestimmter Taktzahl Bleche zugeführt und darin bedruckt worden sind, müssen diese
Bleche auch in den Trockner mit der gleichen Taktzahl eingelegt werden,
d. h., das Transportsystem des Trockners mit den Aufnahmeträgem für die Bleche
muß taktgleich bzw. synchron mit der Blechdruckmaschine arbeiten.
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Da die Trockenzeit bei derartigen Anlagen zwischen 10 und 20
Minuten beträgt, würde eine starre Kupplung zwischen der Blechdruckmaschine und
dem Trockner bedingen, daß bis zur Entleerung des Trockners auch die Blechdruckmaschine
weiterlaufen muß. Es ist jedoch erforderlich, nach Beendigung des Druckvorganges
die Blechdruckmaschine zum Reinigen stillzusetzen, wobei der Trockner weiterlaufen
muß, da er noch nicht leer ist. Es muß deshalb eine Vorrichtung vorgesehen werden,
mit deren Hilfe die Blechdruckmaschine vom Trockner abgekuppelt werden kann.
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Bisher wurde der Gleichlauf einer Blechdruckmaschine und eines Trockners
beispielsweise so erzielt, daß die Antriebswellen der beiden Maschinen gekuppelt
wurden und die Kupplungswelle z. B. mit einer Umdrehung pro Arbeitstakt lief. Durch
eine Klauenkupplung, die nur mit einem Eingriffszahn ausgerüstet war, ergab sich
bei Einrasten dieser Kupplung gleichzeitig die erforderliche übereinstimmung der
Phasenlage zwischen der Blechdruckmaschine und dem Trockner. Bei Kupplungswellen
mit einer höheren Drehzahl (z. B. zwei oder mehr Umdrehungen pro Arbeitstakt) wurde
eine Zwischenverriegelung angebracht, die ein Einkuppeln nur in der jeweils winkelrichtigen
Stellung der beiden zu kuppelnden Wellen erlaubte.
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Die heute üblichen höheren Geschwindigkeiten beim Betrieb solcher
Anlagen erfordern jedoch eine andere Lösung, da die bisher üblichen Klauenkupplungen
bei höheren Geschwindigkeiten bei ihrem plötzlichen Einkuppeln sehr hohe Beschleunigungskräfte
ergeben, die unter Umständen zum Bruch von Teilen der Anlage führen können.
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Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, eine Einrichtung zu schaffen,
die in ihren Betriebseigenschaften den gesteigerten Anforderungen gewachsen ist.
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Die Erfindung löst die gestellte Aufgabe durch Kombination mehrerer
an sich bekannter Einzelmaßnahmen, die in ihrem Zusammenwirken sicherstellen, daß
zwei Maschinen sowohl einzeln als auch im Verbundbetrieb störungsfrei laufen, wobei
im Falle des gemeinsamen Betriebs gleiche Geschwindigkeit und gleiche Phasenlage
der beiden Maschinen gewährleistet ist.
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So ist es bekannt, bei Druckmaschinen die Winkellage einer Welle gegenüber
der Winkellage einer anderen Welle mit Hilfe eines Differentialgetriebes bei laufender
Maschine zu verstellen. Auch zur Lösung der vorliegenden Aufgabe wird ein solches
Differentialgetriebe
herangezogen. Dadurch wird es möglich, die bisher verwendete Klauenkupplung durch
eine auch bei höheren Drehzahlen einschaltbare Reibungskupplung zu ersetzen. Hiermit
ist jedoch die gestellte Aufgabe noch nicht vollständig gelöst, vielmehr wird nach
der Erfindung weiterhin ein zusätzliches Meßdifferential angeordnet, das bei abweichender
Phasenlage der beiden Maschinen eine elektrische Schalteinrichtung in Tätigkeit
setzt. Diese schaltet einen Stellmotor am erstgenannten Differential ein. Damit
wird die richtige Phasenlage der beiden miteinander gekuppelten Wellen wiederhergestellt.
Auch solche Meßdifferentiale sind an sich bekannt. Bei der erfindungsgemäßen Steuerung
geht es jedoch darum, die zunächst in beliebiger Winkelstellung der Wellen eingerückte
Kupplung bis zum Erreichen einer gewünschten Phasenlage der Wellen nachzuregulieren
und weiterhin bei Abweichungen von dieser Phasenlage wiederum Reguliervorgänge auszulösen.
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Demgemäß ist die erfindungsgemäße Einrichtung zum Anfahren einer Arbeitsmaschine
B, deren Antriebswelle zeitweise mit einer Arbeitsmaschine A
drehzahl- und
phasengleich verbunden sein soll, durch die Kombination folgender im einzelnen bekannter
Teile gekennzeichnet: a) eine im Lauf schaltbare Kupplung, vorzugsweise eine Elektromagnet-Lamellenkupplung,
ist im Kraftfluß von der Antriebswelle der Arbeitsmaschine B zur Maschine
A angeordnet; mit dieser Kupplung werden die Maschinen A und B im
Bedarfsfalle gekuppelt; b) ein Differentialgetriebe, dessen Steg in an sich
bekannter Weise gestellfest abgestützt und durch einen elektrischen Stellmotor verdrehbar
ist; dieses Getriebe ist wie die genannte Kupplung an geeigneter Stelle in den Kraftfluß
von der Maschine B zur Maschine A eingeschaltet und dient als Verstellgetriebe
zur Korrektur der Phasenlage der Antriebswelle der Maschine A gegenüber der
Maschine B;
e) schließlich ist ein weiteres Differentialgetriebe vorgesehen,
dessen Sonnenradwellen von den genannten Wellen der Maschinen A und B in
an sich bekannter Weise gleichlaufend angetrieben sind und dessen verdrehbarer Steg
in ebenfalls bekannter Weise mit einer elektrischen Schalteinrichtung derart in
Verbindung steht, daß diese bei einer Drehung des Differentialsteges in der einen
oder anderen Richtung den obengenannten Stellmotor einschaltet, so daß dieser den
Steg des erstgenannten Differentialgetriebes verdreht, während bei gleicher Phasenlage
der beiden Wellen der Maschinen A und B die elektrische Schalteinrichtung
den Stellmotor ausschaltet; dieses zweite Differentialgetriebe dient somit als Meßgetriebe
zur Kontrolle des drehzahl- und phasengleichen Laufs der beiden Maschinen
A,
B und als Steuergetriebe zur. Beeinflussung des obengenannten Verstellgetriebes.
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Weiterhin können Mittel vorgesehen sein, die sicherstellen, daß die
Beschickung der Arbeitsmaschinen A und B nur dann freigegeben ist, wenn der
Stellmotor des Verstellgetriebes stillsteht. Schließlich kann in an sich bekannter
Weise vorgesehen sein, daß die Kupplung zwischen den beiden Maschinen
A und B bei überschreiten einer vorgegebenen Grenze des zu übertragenden
Drehmomentes den Kraftfluß zwischen den beiden Maschinenwellen selbsttätig trennt.
Mit der Einrichtung nach der Erfindung ist es möglich, z. B. eine Blechdruckmaschine
und einen nachgeschalteten Trockner mit erheblich höheren Arbeitsgeschwindigkeiten
laufen zu lassen als bisher. Demgemäß kann auch der Durchsatz wesentlich erhöht
werden. Dies gilt jedoch ganz allgemein für zwei Arbeitsmaschinen, die drehzahl-
und phasengleich laufen ,sollen, die jedoch zeitweise getrennt laufen müssen. Neben
der Erhöhung der Arbeitsgeschwindigkeit erlaubt die Einrichtung nach der Erfindung,
da sie vollkommen selbsttätig wirkt, einen Betrieb der Anlage durch ungelerntes
Personal.
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In der Zeichnung ist eine Einrichtung gemäß der Erfindung beispielsweise
und schematisch an Hand einer Blechdruckmaschine und eines dieser nachgeordneten
Trockners dargestellt.
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Die Antriebswelle der Blechdruckmaschine A ist mit
1 bezeichnet und die mit dieser Welle zu kuppelnde Antriebswelle des Trockners
B mit 2. Mit der Antriebswelle 1 der Blechdruckmaschine ist (z. B. über einen
Kettentrieb) das Kegelrad 5 eines Getriebes I, des Verstelldifferentialgetriebes,
verbunden. Ebenso steht das Kegelrad 7 (z. B. wiederum über einen Kettentrieb)
mit der Welle 2 bzw. der Sekundärseite einer auf der Welle 2 sitzenden ein- und
ausschaltbaren Reibungskupplung, z. B. einer Magnetkupplung 10, in Verbindung.
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Der Planetenkranz 6, also der Steg des Differentialgetriebes,
wird über eine Schnecke 12 und ein Schnekkenrad 11 von einem Elektromotor
13 angetrieben.
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Werden also die beiden Antriebswellen 1 und 2 durch Einschalten
der Kupplung 10 miteinander gekuppelt, so wird die Druckmaschine
A unmittelbar von der Welle 1, der Trockner B über das Verstelldifferentialgetriebe
5, 6, 7, die Kupplung 10 und die Welle 2 angetrieben.
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Steht der Elektromotor 13 still, so steht ebenfalls der Planetenkranz
6 still; die Wellen 1 und 2 sind dann starr gekuppelt. Wird der Elektromotor
13 in Bewegung gesetzt und damit der Planetenkranz 6
g gedreht, so
werden die beiden Kegelräder 5 und 7
gegeneinander verdreht, und auf
diese Weise wird die Winkellage der Antriebswellen 1 und 2 zueinander verändert.
Sollen also die beiden Antriebswellen 1
und 2 winkelgleich laufen, so kann
nach Einkuppeln der Magnetkupplung 10 durch Verdrehen des Planetenkranzes
6 mit Hilfe des Elektromotors 13 gleiche Phasenlage der Wellen
1, 2 bzw. der Maschinen A, B
hergestellt werden.
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Zur Kontrolle der relativen Winkelstellung der Wellen 1, 2
ist ein weiteres Getriebe 11 vorhanden, welches in gleicher Weise wie das
erstgenannte Getriebe als Differentialgetriebe ausgebildet ist. Es ist dabei gleichgültig,
ob man Stimrad-Differentialgetriebe oder Kegelrad-Differentialgetriebe wählt. Der
Planetensteg 14 des zweiten Differentialgetriebes dient als Indikator für die Phasenlage
der beiden Wellen 1
und 2. Bei eingeschalteter Kupplung 10 und synchronem
Lauf der beiden Wellen 1 und 2 drehen sich (z. B. wiederum über Kettentriebe)
die angetriebenen Sonnenräder des Meßdifferentialgetriebes entgegengesetzt,
d. h., der Planetensteg 14 bleibt in Ruhe. Eine am Planetensteg14 angebrachte
elektrische Kontaktvorrichtung 17 schaltet, wenn der Planetensteg seine Ruhestellung
verläßt, den Elektromotor 13 ein, der seinerseits über den Planetenkranz
6 des erstgenannten Differentialgetriebes 1 die beiden Wellen
1 und 2 gegeneinander verdreht, und zwar so lange, bis die
dem
phasengleichen Synchronlauf der Wellen 1 und 2 entsprechende Kontaktstellung
wieder erreicht ist.
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Gleitet die Kupplung 10 aus irgendwelchen Gründen, z. B. wegen
Überlastung, so ergibt dies eine Verdrehung an der Kontaktvorrichtung am Planetensteg
14 des zweiten Differentialgetriebes, was wiederum eine Korrektur der Phasenlage
der Welle 1,
z. B. der Blechdruckmaschine, gegenüber der Welle 2, z. B. des
Trockners, durch den Motor 13 und das erste Differentialgetriebe
5, 6, 7 nach sich zieht.
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Beim Einschalten der zu kuppelnden Maschinen zieht die Magnetkupplung
sogleich an, so daß der Trockner sofort weich gekuppelt wird und mit der gleichen
Drehzahl wie die Blechdruckmaschine läuft. Sollte die gewünschte gleiche Phasenlage
der beiden Antriebswellen beim Einschalten nicht bestehen, schaltet das Meßgetriebe
den Elektromotor 13 ein, und zwar so lange, bis die Solleinstellung der Wellen
zueinander erreicht ist.
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Im Augenblick des Abschaltens des Trockners B von der Druckmaschine
A werden der Steuerstromkreis, der von dem Kontakt 17 geschaltet wird,
und die Leitung zum Korrekturmotor 13 stromlos gemacht, d. h., es
entfällt jede Kontaktgabe, die im Verbundbetrieb für die Gleichlaufschaltung zwischen
der Druckmaschine A und dem Trockner B vorhanden ist. Bei abgeschaltetem
Trockner werden also von der Kontakteinrichtung 17 wohl mechanische Hubbewegungen
ausgeführt, die aber keine elektrischen Impulse ausüben, da der elektrische Teil
der Kontakteinrichtung stromlos ist.
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Die Anordnung nach der Erfindung hat den Vorteil, daß sich der Maschinist
nicht mehr darum zu kümmern braucht, wie schnell die Maschinen beim Einkuppeln laufen
und ob sie im Gleichtakt laufen. Es kann also bei dieser Anordnung wegen des weichen
Kuppelns der Reibungskupplung 10 bei jeder beliebigen Geschwindigkeit und
bei jeder relativen Winkelstellung der Wellen 1, 2 eingekuppelt werden, so
z. B., wenn die Druckmaschine A wieder anlaufen soll, während der Trockner
B noch läuft, weil z. B. der Trockenvorgang des letzten Arbeitsganges noch nicht
beendet ist. Harte Einschaltstöße, wie sie z. B. bei einer Klauenkupplung auftreten,
werden bei der Einrichtung nach der Erfindung vermieden.