DE19806172A1 - Selbstkompensierende Spanneinrichtung - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine automatische Spanneinrichtung für eine Vielzahl von nebeneinander angeordneten Bändern, im besonderen für die sich in einem Falzapparat einer Rollenoffsetdruckmaschine befindliche Vielzahl von Bändern.

Eine Vielzahl von nebeneinander angeordneten Bändern ist gewöhnlich in Falzapparaten von Druckmaschinen, z. B. Rollenoffsetdruckmaschinen, vorzufinden. Spanneinrichtungen oder Spannsysteme, die für eine Vielzahl von nebeneinander angeordneten Bändern vorgesehen sind, erfordern eine Regulierung, wenn Bänder installiert oder ersetzt werden, oder um sich streckende Bänder periodisch zu spannen. Gewöhnlich ist jedes der Bänder auf einer Walze angebracht, die mit einem Spannarm verbunden ist, und alle Bänder müssen unter gleicher Spannung stehen. Wenn z. B. ein einzelnes Band reißt, muß das neue Band installiert und manuell derart reguliert werden, daß seine Spannung mit der Spannung der anderen Bänder äquivalent ist. Auch wenn keine Bänder ersetzt werden müssen, erfordert das Dehnen oder Strecken der Bänder eine häufige Regulierung, um eine konstante Spannung in den Bändern aufrechtzuerhalten. Für die manuelle Regulierung bedarf es normalerweise spezieller Werkzeuge; um eine korrekte Spannung zu gewährleisten; zudem ist es schwierig, die Regulierung akkurat durchzuführen, nicht zuletzt wegen des begrenzten Bewegungsraumes der Walzen, die die Bänder tragen oder halten. Deshalb entstehen zusätzliche Kosten bei der Montage, Reparatur oder Wartung der Maschine, und das normale Strecken der Bänder erfordert Überwachung und Unterhalt des Systems, um einen einwandfreien Maschinenbetrieb zu gewährleisten.

Beispielsweise werden die sich in einem herkömmlichen Druckmaschinen-Falzapparat mit relativ hohen Geschwindigkeiten bewegenden Signaturen durch Reibkontakt mit einer Vielzahl von nebeneinander angeordneten Bändern des Falzapparats beschleunigt, um sie in ein Schaufelrad oder eine Verzögerungseinrichtung zu befördern, wo sie abgebremst und zur weiteren Verarbeitung vorbereitet werden. In solch einem herkömmlichen Falzapparat ist das Ersetzen von Bändern ein Problem, da dieser wenig Arbeitsraum bietet und somit die Bewegung (z. B. das Hochheben) der Einzugswalzen notwendig wird, um den Bandwechsel zu erleichtern. Zur Kompensierung des durch das Hochheben der Einzugswalzen entstandenen Durchhangs der Bänder werden diese gewöhnlich mittels einer gegen alle Bänder gerichtete pneumatisch betriebenen Spanneinrichtung gespannt. In solch einem System sind jedoch alle Arme der Spanneinrichtung auf einer gemeinsamen Welle befestigt, und es ist z. B. für das Auswechseln eines einzelnen Bandes, die Durchführung von Wartung oder das Beseitigen eines Papierstaus keine unabhängige Bewegung der Arme ohne Werkzeuge möglich.

Gemäß der vorliegenden Erfindung umfaßt eine sich selbst kompensierende Spanneinrichtung, insbesondere eine in einem Falzapparat einer Druckmaschine verwendete sich selbst kompensierende Spanneinrichtung, eine Vielzahl von Walzen, die für das Spannen eines jeden Bandes, Riemens oder ähnlichen Teils des Falzapparats (kollektiv als "Bänder" bezeichnet) konstruiert sind. Jede Walze ist beispielsweise auf einem Spannarm gelagert. Die Spannarme sind über Einwegkupplungen auf einer drehbaren Welle montiert, und an jedem der Spannarme ist ein Gewicht fest angebracht, so daß der Massenpunkt oder Schwerpunkt des Spannarmes von der drehbaren Welle versetzt ist. Somit wird der Spannarm mittels der Schwerkraft um die Welle gedreht, wobei durch die Walze das Band mit einer Minimumspannung versehen wird. Durch eine Einrückkupplung kann eine Hebelstange mit der Welle und ein Betätigungsorgan mit der Hebelstange verbunden sein, so daß, wenn das Betätigungsorgan und die Einrückkupplung aktiviert werden, die Hebelstange ein Drehmoment in die Welle einleitet. Die Einwegkupplung überträgt dieses Drehmoment auf die Spannarme, wodurch die Spannung in den Bändern auf das Arbeitsniveau erhöht wird. Wenn die Einrückkupplung entaktiviert ist, kann sich die Welle frei drehen, so daß es jedem Spannarm möglich ist, sein Gleichgewicht zu finden, wobei die jeweiligen Bändern mit einer gleichen Spannung versehen werden.

Mit der Einrichtung gemäß vorliegender Erfindung sind mehrere Vorteile verbunden. Da die Spannarme in der Weise konstruiert sind, so daß die Schwerkraft eine Minimumspannung in den Bändern aufrechterhält, können die Spannarme für ein automatisches Kompensieren jeglicher Abweichungen in der Spannung der Bänder verwendet werden. Wenn ein neues Band installiert oder ein altes ersetzt wird, stellt das erfindungsgemäße System automatisch die gleiche ursprüngliche Spannung in diesem Band wieder her, die in den anderen anwesenden Bändern vorhanden ist. Um durch Strecken der Bänder verursachte Spannungsabweichungen zu korrigieren, kann die Einrückkupplung zeitweilig entaktiviert werden, so daß die Bänder ein neues Gleichgewicht erlangen, bevor sie durch das Betätigungselement erneut in die Arbeitsspannung gebracht werden. Da mit der erfindungsgemäßen Einrichtung das Spannen der Bänder schnell und automatisch erfolgen kann, werden beim Installieren und Ersetzen von Bändern Zeit und Geld gespart; zudem kann eine gleiche Spannung unter den Bändern aufrechterhalten werden.

Ein weiteres vorteilhaftes Merkmal der erfindungsgemäßen Einrichtung ist, daß sie eine vollständig unabhängige Bewegung eines jeden Spannarmes zuläßt. Dies erlaubt eine größere Bewegungsfreiheit der Bandwalzen beim Installieren und Ersetzen von Bändern. Außerdem kann während der Bewegung eines oder mehrerer Spannarme durch die erfindungsgemaße Einrichtung eine Minimumspannung in den verbleibenden Bändern aufrechterhalten werden, so daß diese nicht von den Walzen fallen. Das Installieren und Ersetzen von Bändern wird somit weiter vereinfacht.

Es ist ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Einrichtung, daß das Installieren und Ersetzen sowie die Aufrechterhaltung einer konstanten Spannung in den Bändern ohne den Gebrauch von speziellen Werkzeugen erfolgen kann. Dadurch werden Produktion und Wartung weiter vereinfacht und weniger kostspielig.

Die vorliegende Erfindung wird in der folgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele im Zusammenhang mit den beigefügten, nachstehend erklärten Zeichnungen näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht einer sich selbst kompensierenden Spanneinrichtung gemaß vorliegender Erfindung;

Fig. 2 eine Seitenansicht der in Fig. 1 gezeigten sich selbst kompensierenden Spanneinrichtung, welche die damit verbundenen Kräfte aufzeigt;

Fig. 3 ein Ausführungsbeispiel eines sich selbst kompensierenden Spannarms gemäß vorliegender Erfindung.

Fig. 1 zeigt eine Vielzahl von Bändern 1 die durch jeweilige Walzen 12 gespannt werden. Die Walzen 12 sind z. B. mit respektiven Spannarmen 11 verbunden, die durch jeweilige Einwegkupplungen 10 auf einer Welle 2 angebracht sind. Jede Einwegkupplung ist von herkömmlicher Art. Die Welle 2 ist in Lagern 4, die z. B. in den Rahmen 3 und 8 eines Falzapparats angebracht sind, frei drehbar gelagert. Die Einwegkupplungen 10 der Fig. 1 ermöglichen das Drehen der Welle 2 durch die Spannarme 11 entgegen dem Uhrzeigersinn und das Drehen der Spannarme 11 um die Welle 2 im Uhrzeigersinn. Alternativ können die Einwegkupplungen 10 bewirken, daß die Welle 2 ein Drehmoment im Uhrzeigersinn in die Spannarme 11 einleitet und daß die Spannarme 11 ein Drehmoment entgegen dem Uhrzeigersinn in die Welle 2 einleiten.

Eine Hebelstange 5 weist einen kurzen und einen langen Teil auf. Die Einrückkupplung 7 verbindet den kurzen Teil der Hebelstange 5 fest mit der Welle 2, wenn die Einrückkupplung 7 z. B. durch ein Signal 9 aktiviert wird. Das Signal 9 kann beispielsweise durch ein herkömmliches Steuersystem einer gewöhnlichen Rollenoffsetdruckmaschine erzeugt werden, oder es kann durch einen sich am Falzapparat befindlichen mechanischen Schalter oder eine am Falzapparat vorgesehene mechanische Kupplung oder Druckluft-Steuereinrichtung erzeugt werden. Bei entaktivierter Einrückkupplung 7 kann sich die Welle 2 innerhalb der Einrückkupplung 7 frei drehen. Der lange Teil der Hebelstange 5 ist z. B. mit einem Betätigungsorgan 6 verbunden. Bei Aktivierung stößt das Betätigungsorgan 6 an den langen Teil der Hebelstange 5 und leitet dabei ein Drehmoment in die Welle 2 ein, wie oben beschrieben.

Fig. 2 zeigt die Schwerkraft 17, die ein Drehmoment im Uhrzeigersinn in den Spannarm 11 einleitet, so daß sich dieser um die Welle 2 dreht. Diesem Drehmoment wird z. B. durch Spannung 13 im Band über die Walze 12 ein in den Spannarm 11 eingeleitetes Drehmoment entgegen dem Uhrzeigersinn entgegengesetzt. Bei Aktivierung der Einrückkupplung 7 übt das Betätigungsorgan 6 eine Kraft 19 aus, die durch die Hebelstange 5, die Welle 2 und die Einwegkupplung 10 ein zusätzliches Drehmoment im Uhrzeigersinn im Spannarm 11 erzeugt. Das durch die Kraft 19 des Betätigungsorgans erzeugte zusätzliche Drehmoment dreht den Spannarm 11 im Uhrzeigersinn und erhöht die Spannung 13 im Band 1 auf ein Arbeitsniveau.

Wie in den Fig. 1 und 2 gezeigt, sind die Spannarme 11 derart konstruiert, daß die Schwerkraft 17 ein Drehmoment in jeden Spannarm 11 einleiten kann, so daß sich dieser im Uhrzeigersinn um die Welle 2 dreht, es sei denn, daß eine andere Kraft auf ihn ausgeübt wird. Beispielsweise kann ein Gewicht 22 an dem Spannarm 11 unbeweglich befestigt sein, so daß der Massenpunkt oder Schwerpunkt des Spannarmes 11 auf der rechten Seite der Welle 2 liegt. Alternativ kann z. B. das Gewicht 22 über einen Ansatz an dem Spannarm 11 bewegbar oder lösbar befestigt sein, so daß sich (hinsichtlich der Fig. 1) der Massenpunkt des Spannarmes 11 und des Gewichtes 22 gemeinsam auf der rechten Seite der Welle 2 befinden und somit der Wert des Gewichtes 22 variiert werden kann.

In einem weiteren in Fig. 3 gezeigten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung können anstelle des Gewichtes 22 die Walze 12 und/oder der Spannarm 11 als Gegengewicht fungieren. Beispielsweise kann der Massenpunkt der Walze 12 und/oder des Spannarmes 11 über und nach rechts der Welle 2 versetzt liegen, so daß das Gewicht der Walze 12 und/oder des Spannarmes 11 durch die Schwerkraft 17 ein Anfangsdrehmoment und eine Minimumspannung erzeugt.

Mit der erfindungsgemaßen Einrichtung erzeugt die Schwerkraft 17 bei entaktivierter Einrückkupplung 7 eine gleiche Spannung in allen Bändern 1. In Fig. 1 leitet z. B. die Schwerkraft 17 ein Drehmoment im Uhrzeigersinn in den Spannarm 11 ein, so daß sich dieser im Uhrzeigersinn um die Welle 2 dreht und dabei das Band 1 streckt. Während sich das Band 1 streckt, leitet es durch die Walze 12 ein sich erhöhendes Drehmoment in den Spannarm 11 ein. Schließlich erreicht der Spannarm 11 eine Gleichgewichtsposition, in welcher die Spannung im Band 1 ein Drehmoment in den Spannarm 11 einleitet, das dem durch die Schwerkraft 17 eingeleiteten Drehmoment gleichkommt. Da die durch die Schwerkraft 17 in die Spannarme 11 eingeleiteten Drehmomente identisch sind, ist auch die Spannung in den jeweiligen Bändern 1 identisch. Die Schwerkraft 17 hat eine gleiche Wirkung in den Ausführungsbeispielen der Fig. 2 und 3.

Wenn die Spannarme 11 das Gleichgewicht einmal erreicht haben und somit gleiche Spannung auf die Bänder 1 ausüben, kann die Einrückkupplung 7 durch das Signal 9 aktiviert werden, wobei das Betätigungsorgan 6 auf den langen Teil der Hebelstange 5 Kraft ausübt. Diese Kraft leitet über die Einrückkupplung 7 ein Drehmoment im Uhrzeigersinn in die Welle 2 ein. Das Drehmoment bewirkt das Drehen der Welle 2 im Uhrzeigersinn, und die Welle 2 veranlaßt wiederum das Drehen der Spannarme über die Einwegkupplungen 10, wobei die Bänder 1 nochmals gestreckt werden, so daß für den normalen Betrieb des Bandsystems alle Bänder die gleiche Spannung haben.

Mit der erfindungsgemäßen Einrichtung ist das Installieren oder Ersetzen von Bändern einfacher geworden. Wenn beispielsweise ein Band 1 reißt, kann das Betätigungsorgan 6 gelockert und die Einrückkupplung 7 entaktiviert werden, so daß sich die Welle 2 innerhalb der Einrückkupplung 7 frei drehen kann. Der dem gerissenen Band zugeordnete Spannarm 11 kann entgegen dem Uhrzeigersinn gedreht werden, wobei eine Lockerung des gerissenen Bandes eintritt, so daß es leicht entfernt werden kann. Während der Spannarm 11 entgegen dem Uhrzeigersinn gedreht wird, zwingt dieser die Welle 2 über die Einwegkupplung 10, sich ebenfalls entgegen dem Uhrzeigersinn zu drehen. Da sich jedoch die Welle 2 durch die anderen Einwegkupplungen frei entgegen dem Uhrzeigersinn drehen kann, verbleiben die anderen Spannarme 11 in ihrer jeweiligen Gleichgewichtsposition. Folglich verbleiben die anderen Bänder 1 unter einer Minimumspannung und fallen nicht von den jeweiligen Walzen 12. Wenn ein gerissenes Band ersetzt wird, kann sich der Spannarm 11 frei um die Welle 2 im Uhrzeigersinn drehen und dabei das neue Band spannen, bis es seine Gleichgewichtsposition erreicht hat. Zu diesem Zeitpunkt haben alle Bänder die gleiche Spannung. Die Einrückkupplung 7 und das Betätigungsorgan 6 können dann aktiviert werden, um dem Bandsystem z. B. eine Arbeitsspannung zu verleihen, wobei die Spannung 13 aller Bänder die gleiche ist.

In gleicher Weise kann mit der Spanneinrichtung der vorliegenden Erfindung eine gleiche Spannung in allen Bändern 1 aufrechterhalten werden, wenn Bänder sich strecken oder lockern. Die Einrückkupplung 7 und das Betätigungsorgan 6 können zeitweise entaktiviert sein. Zu diesem Zeitpunkt ist wegen der sich bei normaler Nutzung der Bänder ergebenden Unterschiede in Länge und Elastizität möglicherweise die jeweilige Spannung 13 in den Bändern 1 nicht die gleiche. Folglich werden dann die Bänder keine äquivalenten Drehmomente in die Spannarme 11 einleiten, die genügen, um den durch die Schwerkraft erzeugten Drehmomenten entgegengesetzt zu werden. Jeder Spannarm 11 kann sich deshalb im Uhrzeigersinn um die Welle 2 drehen und somit die Spannung im zugeordneten Band 1 erhöhen, bis das durch das Band erzeugte Drehmoment dem durch die Schwerkraft erzeugten Drehmoment gleich ist. Wenn alle Spannarme 11 ihre jeweilige Gleichgewichtsposition erreicht haben, ist die Spannung 13 in den jeweiligen Bändern 1 identisch. Zu diesem Zeitpunkt können die Einrückkupplung 7 und das Betätigungsorgan 6 aktiviert werden, um dem Bandsystem eine Arbeitsspannung zu verleihen, wobei die jeweilige Spannung 13 aller Bänder gleich ist.

Bezugszeichenliste

1

Bänder

2

Welle

3

Rahmen des Falzapparats

4

Lager der Welle

2

5

Hebelstange

6

Betätigungsorgan

7

Einrückkupplung

8

Rahmen des Falzapparats

9

Signal

10

Einwegkupplung

11

Spannarm

12

Walzen

13

Spannung

17

Schwerkraft

19

Kraft

22

Gewicht

Claims (13)

1. Selbstkompensierende Spanneinrichtung, mit einem Spannarm (11), der einen ersten und einen zweiten Teil aufweist, wobei der erste Teil in lösbaren Kontakt mit einem Band (1) gebracht ist und der zweite Teil eine Schwerkraft (17) entwickelt, die den Spannarm (11) dreht und somit eine Spannung im Band erzeugt; und mit einer innerhalb des Spannarmes (11) angeordneten Einwegkupplung (10), die das Drehen des Spannarmes (11) um eine Welle (2) bis zu einer Gleichgewichtsposition erlaubt, in welcher ein durch die Spannung (13) im Band (1) in den Spannarm (11) eingeleitetes Drehmoment einem durch die Schwerkraft (17) in den Spannarm (11) eingeleiteten Drehmoment gleichkommt.

2. Die sich selbst kompensierende Spanneinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Teil des Spannarmes (11) ein Gewicht (22) umfaßt, das an dem Spannarm (11) unbeweglich befestigt ist.

3. Die sich selbst kompensierende Spanneinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Teil des Spannarmes (11) ein Gewicht (22) umfaßt, das über einen Ansatz an dem Spannarm (11) lösbar befestigt ist.

4. Selbstkompensierende Spanneinrichtung, mit einem Rahmen (3, 8), einer im Rahmen (3, 8) drehbar gelagerten Welle (2), und einem Spannarm (11), der einen ersten und einen zweiten Teil aufweist und über eine Einwegkupplung (10) auf der Welle (2) bewegbar angeordnet ist, wobei der erste Teil über eine Walze in lösbaren Kontakt mit einem Band (1) gebracht ist und der zweite Teil eine Schwerkraft (17) entwickelt, die den Spannarm (11) dreht und somit eine Spannung im Band (1) erzeugt.

5. Die sich selbst kompensierende Spanneinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Teil des Spannarmes ein unbeweglich daran befestigtes Gewicht (22) umfaßt.

6. Die sich selbst kompensierende Spanneinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Teil des Spannarmes (11) ein Gewicht (22) umfaßt, das über einen Ansatz an dem Spannarm (11) lösbar befestigt ist.

7. Die sich selbst kompensierende Spanneinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet,
daß diese ferner eine Einrückkupplung (7) umfaßt, die in einen aktivierten und einen entaktivierten Zustand gebracht werden kann und mit der Welle (2) derart verbunden ist, daß im aktivierten Zustand die Einrückkupplung (7) mit der Welle (2) fest verbunden ist und im entaktivierten Zustand der Einrückkupplung (7) sich die Welle (2) innerhalb der Einrückkupplung (7) frei drehen kann;
eine Hebelstange (5) mit einem langen und einem kurzen Teil, wobei der kurze Teil mit der Einrückkupplung (7) fest verbunden ist; und
ein Betätigungsorgan (6), das in einen aktivierten und in einen entaktivierten Zustand gebracht werden kann und mit dem langen Teil der Hebelstange (5) fest verbunden ist, so daß im aktivierten Zustand das Betätigungsorgan (6) eine Kraft auf die Hebelstange (5) ausübt und im deaktivierten Zustand das Betätigungsorgan (6) keine Kraft auf die Hebelstange (5) ausübt.

8. Die sich selbst kompensierende Spanneinrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Teil des Spannarmes ein unbeweglich daran betestigtes Gewicht (22) umfaßt.

9. Die sich selbst kompensierende Spanneinrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Teil des Spannarmes (11) ein Gewicht (22) umfaßt, das über einen Ansatz an dem Spannarm (11) lösbar befestigt ist.

10. Eine sich selbst kompensierende Spanneinrichtung, mit einem Rahmen (3, 8), einer im Rahmen (3, 8) drehbar gelagerten Welle (2), und mit einer Vielzahl von Spannarmen (11), die jeweils einen ersten und einen zweiten Teil aufweisen und über eine Einwegkupplung (10) auf der Welle (2) bewegbar angeordnet sind, wobei der erste Teil eines jeweiligen Spannarmes (11) über eine Walze in lösbaren Kontakt mit einem Band (1) gebracht ist und der zweite Teil eines jeweiligen Spannarmes (11) eine Schwerkraft (17) entwickelt, die den Spannarm dreht und somit eine Spannung im Band (1) erzeugt.

11. Die sich selbst kompensierende Spanneinrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Teil des Spannarmes ein unbeweglich daran befestigtes Gewicht (22) umfaßt.

12. Die sich selbst kompensierende Spanneinrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Teil des Spannarmes (11) ein Gewicht (22) umfaßt, das über einen Ansatz an dem Spannarm (11) lösbar befestigt ist.

13. Die sich selbst kompensierende Spanneinrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet,
daß diese ferner eine Einrückkupplung (7) umfaßt, die in einen aktivierten und einen entaktivierten Zustand gebracht werden kann und mit der Welle (2) derart verbunden ist, daß im aktivierten Zustand die Einrückkupplung (7) mit der Welle (2) fest verbunden ist und im entaktivierten Zustand der Einrückkupplung (7) sich die Welle (2) innerhalb der Einrückkupplung (7) frei drehen kann;
eine Hebelstange (5) mit einem langen und einem kurzen Teil, wobei der kurze Teil mit der Einrückkupplung (7) fest verbunden ist; und
ein Betätigungsorgan (6), das in einen aktivierten und in einen entaktivierten Zustand gebracht werden kann und mit dem langen Teil der Hebelstange (5) fest verbunden ist, so daß im aktivierten Zustand das Betätigungsorgan (6) eine Kraft auf die Hebelstange (5) ausübt und im deaktivierten Zustand das Betätigungsorgan (6) keine Kraft auf die Hebelstange (5) ausübt.