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Stellvorrichtung für Weichen an Papier-oder Kunststoffverarbeitungsmaschinen,
insbesondere Schlauchziehmaschinen An Papier- und Kunststoffolienverarbeitungsmaschinen,
beispielsweise Schlauchziehmaschinen, zur Herstellung von Säcken ist es üblich,
die aus der Maschine mit hoher Geschwindigkeit herauslaufenden Werkstücke, beispielsweise
Schlauchabschnitte, abgezählt abwechselnd einer oberen und einer unteren Ablagestation
zuzuführen. Dies geschieht dadurch, daß man die Abschnitte über eine Weiche laufen
läßt, die sie abwechselnd einer oberen und einer unteren Bänderpartie in der gewünschten
Stückzahl zuführt.
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Die durch die technische Entwicklung ermöglichte Erhöhung der Maschinengeschwindigkeit
hat es mit sich gebracht, daß das Umschalten der Weiche mit einer sehr hohen Geschwindigkeit
vor sich gehen muß. Der Schaltvorgang muß eingeleitet werden, während das Ende des
vorauslaufenden Werkstückes die Weiche verläßt, und muß bereits beendet sein, wenn
das nächste Werkstück die Weiche erreicht. An einer Hochleistungsschlauchmaschine
muß der Umschaltvorgang beispielsweise in weniger als 1/,,, Sekunde erfolgt sein.
Ferner muß der Umschaltvorgang sehr präzise mit dem Arbeitstakt der Maschine synchronisiert
sein, und zwar unabhängig von der Maschinengeschwindigkeit.
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Diese Bedingungen konnten bisher nur mit mechanischen Vorrichtungen
erreicht werden, welche zum periodischen Umsteuern der Schlauchabschnitte in verschiedene
Transportwege mit einem mechanisch arbeitenden Zählwerk kombiniert sind und das
Umsteuern der Weiche zwangsweise im richtigen Moment und mit der erforderlichen
hohen Geschwindigkeit ausführen. Unmittelbar durch einen Elektromagneten betätigte
Weichen, wie sie zum Ausscheiden doppelt transportierter Schlauchabschnitte aus
der Förderfläche zu einer Weiterverarbeitungsstation bekannt sind, ferner auch hydraulisch
oder pneumatisch betätigte Einrichtungen, arbeiten mit zu großer Verzögerung, so
daß für eine exakte Synchronisierung der Weichenschaltung ein erheblicher Aufwand
mit entsprechend vielen Störungsquellen erforderlich wäre. Sie sind daher für eine
sehr hohe Folgegeschwindigkeit der Abschnitte, welche überdies noch wechseln kann,
ungeeignet.
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Andererseits ist bei der rein mechanischen Steuerung die Umstellung
auf eine andere abzuzählende Stückzahl zeitraubend und umständlich, so daß man meist
deren Zählvorrichtung auf einige Werte, z. B.
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15, 20, 30 und 40 Stück festlegt, um die Umstellung zu vereinfachen.
Dennoch bleibt die Umstellung zeitraubend, während andererseits die Beschränkung
auf wenige Stückzahlen der zu bildenden Schlauchabschnittstapel nachteilig ist.
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Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, eine mechanische Steuereinrichtung
mit ihren Vorteilen einer guten Synchronisierung und hohen Schaltgeschwindigkeit
zu schaffen, die dennoch mit einem elektrischen Zählwerk mit dessen Vorteilen einer
sehr schnellen Umstellung auf jede gewünschte Stückzahl oder mit anderen elektrischen
Steuereinrichtungen kombiniert werden kann. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch
gelöst, daß zwischen einer bei jedem Maschinentakt eine Stellbewegung ausführenden
mechanischen Stelleinrichtung und dem Stellhebel der Weiche eine elektromagnetisch,
hydraulisch oder pneumatisch einrückbare Kupplung vorgesehen ist, die die Stellbewegung
im eingerückten Zustand an den Weichen-Stellhebel weiterleitet. Die Kupplung wird
beispielsweise durch einen elektrischen Impuls aus einem mit der Maschine gekuppelten
einstellbaren Wiederholungszähler zur Wirkung gebracht. Vorteilhaft wird hierbei
durch die Kupplungsbetätigungseinrichtung, also beispielsweise durch den Elektromagneten,
die Stellung eines Mitnehmerteiles derart verändert, daß bei der nächstfolgenden
Stellbewegung der Stelleinrichtung das zum Weichen-Stellhebel führende Übertragungsgestänge
mit dem Mitnehmer der Stelleinrichtung in mechanische Berührung kommt.
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Bei der erfindungsgemäß ausgebildeten Stellvorrichtung kann die Umschaltung
der Kupplung zu einer beliebigen Zeit während des ganzen Arbeitstaktes vorgenommen
werden, ohne daß die Schaltung zum falschen Zeitpunkt erfolgt, und beispielsweise
bereits einen halben Arbeitstakt vor dem erforderlichen Umschaltzeitpunkt der Weiche
einsetzen könnte. Hierdurch ist es möglich, zur Einleitung
des
Schaltvorganges einen Elektromagneten oder eine Elektrokupplung oder auch eine hydraulische
oder pneumatische Kolben-Zylindereinheit normaler Bauart mit verhältnismäßig großer
Verzögerung bzw. Hubdauer zu verwenden.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist es vorteilhaft, wenn
der Weichen-Stellhebel in Richtung auf die jeweils andere Weichenstellung unter
der Wirkung eines Arbeitsspeichers steht und durch eine durch die Stellbewegung
lösbare Sperrklinke festgehalten ist. Die Umstellung der Weiche wird also nicht
durch das im Maschinentakt seine Stellbewegungen ausführende Stellglied selbst vorgenommen,
sondern durch dieses und das zum Weichen-Stellhebel führende Ubertragungsgestänge
lediglich ausgelöst, indem die jeweils im Eingriff befindliche Sperrklinke gelöst
wird. Die eigentliche Umschaltbewegung kann dann mit sehr großer Schnelligkeit durch
den Arbeitsspeicher, beispielsweise eine oder mehrere stark vorgespannte Zugfedern,
bewirkt werden.
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Die Erfindung ist in der nachstehenden Beschreibung an Hand der Zeichnung
näher erläutert, in welcher ein Ausführungsbeispiel dargestellt ist.
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Eine Weiche 1 mit dreieckförmiger Weichenzunge ist auf der im Maschinengestell
drehbar gelagerten Welle 2 befestigt. Sie kann mit Hilfe des ebenfalls auf der Welle
2 befestigten Weichen-Stellhebels 3 in die strichpunktierte Stellung 1' geschwenkt
werden.
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In der gezeichneten Stellung 1 laufen die Abschnitte 38, 39 in Pfeilrichtung
von links nach rechts oben über die Weiche. Die hierfür benötigten Transportrollen
oder -bänder vor und hinter der Weiche sind nicht eingezeichnet. Wird die Weiche
in die Stellung 1' geschwenkt, so laufen die Abschnitte 38', 39' von links nach
rechts unten unterhalb der Weiche hindurch. Das Umschalten der Weiche von der Stellung
1 nach 1' oder umgekehrt muß in dem Augenblick erfolgen, in dem sich ein Zwischenraum
x zwischen den aufeinanderfolgenden Schlauchabschnitten gerade über der Zunge der
Weiche 1 befindet und muß beendet sein, bevor die Vorderkante des nachfolgenden
Abschnittes die Spitze der Zunge der Weiche 1 erreicht hat.
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Die Betätigung des Hebels 3 erfolgt über eine Stange 6 durch den
Hebel 4, welcher auf dem Bolzen 5 drehbar im Maschinengestell gelagert ist.
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Die mechanische Betätigung der Weiche wird eingeleitet durch eine
in Pfeilrichtung im Takt der Maschine umlaufende, also für jeden über die Weiche
1 laufenden Abschnitt 38 bzw. 39 genau eine Umdrehung ausführende Exzenterscheibe
7. Die Exzentrizität des Kurbelzapfens 8 ist mittels einer Nut 7, die vorzugsweise
als Schwalbenschwanznut ausgebildet ist, in bekannter Weise in ihrer Größe einstellbar.
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Zur Verdeutlichung der Funktion sind vier jeweils um 90" in Drehrichtung
der Exzenterscheibe 7 gegeneinander versetzte Stellungen des Kurbelzapfens 8 mit
8 a, 8 b, 8 c und 8 d bezeichnet. Der Zapfen 8 ist in der Zeichnung in einer Stellung
links von der Stellung 8 a gezeigt. Zweckmäßig wird die Winkelstellung der Exzenterscheibe
zu der Taktwelle der Maschine derart gewählt, daß der Zapfen 8 die Stellung 8 c
hat, wenn sich die Hinterkante des Abschnittes 39 gerade über die Spitze der Weichenzunge
1 befindet, d. h., wenn der Umschaltvorgang eingeleitet werden muß. In dieser Stellung
hat nämlich die Stange 9 und damit die gesamte Schalteinrichtung die höchste Bewegungsgeschwindigkeit.
Die Stange 9
überträgt die Bewegungen des Kurbelzapfens 8 als hin- und hergehende
Bewegungen auf den Hebel 10, der auf dem Bolzen 11 drehbar im Maschinengestell gelagert
ist. Der Hebel 10 überträgt die hin- und hergehende Bewegung auf die Stange 12,
die in dem Gleitstück 13 gleiten kann. Das Gleitstück 13 ist drehbar in dem Stangenkopf
14 gelagert, welcher in der Hubstange des Elektromagneten 15 befestigt ist. Der
Elektromagnet 15 ist in ausgeschaltetem Zustand dargestellt. Die Stange 12 trägt
in der Mitte eine Verstärkung mit der Kante 16, welche sich in der gezeichneten
Stellung des Elektromagneten 15 frei unter dem an dem dreiarmigen Hebel 18 fest
angebrachten Druckstück 17 hin- und herbewegen kann. Der dreiarmige Hebel 18 ist
mittels des Bolzens 19 am Maschinengestell drehbar gelagert und liegt mit einem
Arm an der im Maschinengestell befestigten Anschlagschraube 40 an, so daß eine Linksdrehung
verhindert wird. Wird der Elektromagnet 15 in dem Moment eingeschaltet, in dem sich
der Zapfen 8 in der Stellung 8 d und damit die Stange 12 in der rechten Einstellung
befindet, so zieht er so weit an, daß sich die Verstärkung der Stange 12 unter das
Druckstück 17 legt. Beim Weiterlauf der Exzenterscheibe 7 bewegt sich die Stange
12 nach links, und der Magnet 15 kann weiter anziehen in dem Augenblick, in dem
das Druckstück 17 die Kante 16 der Stange 12 freigibt.
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Dies erfolgt etwa in dem Moment, in dem sich der Zapfen 8 zwischen
den Stellungen 8 a und 8 b befindet. Beim Weiterlauf der Exzenterscheibe 7 über
die Stellungen 8 b, 8 c bis zur Stellung 8 d des Kurbelzapfens 8 wird die Stange
12 nach rechts geschoben, die Kante 16 der durch den Elektromagneten angehobenen
Stange 12 legt sich gegen das Druckstück 17 und bewirkt eine Rechtsdrehung des dreiarmigen
Hebels 18. An dem Hebel 18 befinden sich die Druckrollen 20 und 21. In der gezeichneten
Stellung des dreiarmigen Hebels 18, die seiner Ruhestellung entspricht, liegt an
die Druckrolle 20 die obere Fläche eines Klinkenhebels 22 an, der mittels des Bolzens
28 drehbar am Maschinengestell gelagert ist. Eine einerseits am Klinkenhebel 22
und andererseits am Maschinengestell befestigte Zugfeder 24 bewirkt, daß der Klinkenhebel
22 fest an der Druckrolle 20 anliegt und den dreiarmigen Hebel 18 gegen die Anschlagschraube
40 drückt. Wird nun in der oben beschriebenen Weise der dreiarmige Hebel 18 nach
rechts gedreht, so drückt er mittels der Rolle 20 auf den Klinkenhebel 22, so daß
sich dessen Klinke 26 anhebt. Diese gibt die obere rechte Kante des Hebels 4 frei.
An dem Hebel 4 ist ein Bolzen 34 befestigt, auf dem drehbar das Aufhängestück 35
gelagert ist, an welchem zwei stark gespannte Zugfedern 30, 31 angreifen. An Stelle
der Zugfedern 30, 31 kann man auch andere Arbeitsspeicher, wie unter vorgespannter
Preßluft stehende Zylinder od. dgl. verwenden, sofern die Bedingung erfüllt ist,
daß sie entsprechend trägheitslos und ohne Verzögerung arbeiten. Die Zugfedern 30,
31 ziehen nunmehr den Hebel schlagartig gegen die fest im Maschinengestell angebrachte
Anschlagschraube 36, wobei die Stange 6 nach links bewegt und die Zunge der Weiche
1 nach oben umgeschaltet wird. Dieser Vorgang geschieht durch die vorgespannten
Federn 30, 31 sehr schnell und in dem durch die Stellung der Exzenterscheibe 7 genau
festgelegten Moment, unabhängig davon, wann während des Arbeitstaktes der Elektromagnet
15 angezogen hat.
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Am Ende der oben beschriebenen Rechtsdrehung des dreiarmigen Hebels
18 hat sich dessen Druckrolle 21 gegen die untere Fläche eines zweiten Klinkenhebels
23 gelegt. Dieser Klinkenhebel 23 ist mittels des Bolzens 29 drehbar im Maschinengestell
gelagert und steht unter dem Zug einer an diesem und dem Maschinengestell befestigten
Zugfeder 25, die bewirkte, daß seine Klinke 27 bis jetzt auf der oberen Fläche des
Hebels 4 auflag. Nach dem oben beschriebenen Umschaltvorgang des Hebels 4 ist nunmehr
durch diesen die Klinke 27 freigegeben worden, und der Klinkenhebel 23 drückt mittels
der Zugfeder 25 über die Druckrolle 21 auf den linken Arm des dreiarmigen Hebels
18. Beim Weiterlauf der Exzenterscheibe 7 von der Stellung 8 d über die Stellung
8 a bis zur Stellung 8b des Kurbelzapfens 8 folgt das Druckstück 17 unter der Wirkung
der Zugfeder 25 der sich nach links bewegenden Stange 12, so daß sich der dreiarmige
Hebel 18 nach links dreht und sich die Klinke 27 vor die linke Kante des Hebels
4 legt, während sich die Klinke 26 nunmehr auf die obere Fläche des Hebels auflegt.
In dem Moment, in dem sich der dreiarmige Hebel gegen die Anschlagschraube 40 legt,
löst sich die Kante 16 der Stange 12 bei deren weiterer Linksbewegung von dem Druckstück
17. Da inzwischen der Elektromagnet 15 im Verlauf der Linksbewegung der Stange 12
abgeschaltet wurde, fällt diese nach unten, so daß sie sich wieder in der gezeichneten
Lage befindet und sich hin- und herbewegen kann, ohne das Druckstück 17 mitzunehmen.
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Die Zugfedern 30, 31 sind mit ihrem zweiten Ende an dem Schwenkhebel
32 befestigt, welcher sich mittels eines Getriebemotors oder eines hydraulischen
oder pneumatischen Antriebes um die Achse 33 in die Lage 32 a schwenken läßt. Dieser
Vorgang erfolgt im Anschluß an die oben beschriebenen Umschaltvorgänge automatisch
beispielsweise über ein Verzögerungsrelais, welches gleichzeitig von dem auf den
Elektromagneten gegebenen Impuls gesteuert wird. Hierdurch werden die Zugfedern
30, 31 in der entgegengesetzten Richtung gespannt, so daß die Einrichtung nunmehr
für den Umschaltvorgang der Weichenzungen nach unten vorbereitet ist. Bei dem nächsten
auf den Magneten 15 gegebenen Impuls wird in gleicher Weise, wie oben beschrieben,
nunmehr die Klinke 27 angehoben, so daß die Linksdrehung des Hebels 4 gegen die
Anschlagschraube 37 mit entsprechender Schaltung der Weiche 1 nach unten ausgelöst
wird.
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Die Schaltimpulse für den Elektromagneten 15 können von einem einstellbaren
Wiederholungszähler
bekannter Bauart mit auf beliebige Stückzahl einstellbarer Kontaktgabe
gegeben werden, wobei die Dauer und das zeitliche Eintreffen des Impulses in weiten
Grenzen veränderlich sein können. Sobald die Kante 16 auf ihrem Weg von links nach
rechts unter dem Druckstück 17 vorbeigelaufen ist, kann der Magnet 15 schon anziehen,
obwohl die Weichenumschaltung erst beim nächsten Durchgang der Kante 16 von links
nach rechts ausgelöst wird. Weiterhin genügt es, wenn der Magnet während des anschließenden
Rückganges der Stange 12 zu einem beliebigen Zeitpunkt abfällt. Für die Umschaltung
des Schwenkhebels 32 steht die Zeit zwischen zwei Weichenumschaltungen zur Verfügung,
so daß auch diese Bewegung langsam ausgeführt werden kann.