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Antrieb eines Walzenvorschubapparates Die Erfindung betrifft den Antrieb
eines Walzenvorschubapparates, bestehend aus einem Walzenpaar mit mindestens einer
getriebenen Walze, die ihren Vorschub in Abhängigeit von der Kurbel- bzw. Exzenterwelle
einer Bearbeitungsmaschine über Schwinge und Freilauf erhält, dem eine Einrichtung
zur Regelung der Vorschubgröße vorgeschaltet ist.
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Walzenvorschubapparate dienen dem Zweck, Streifen- oder Bandmaterial
in Abhängigkeit von der Arbeitsbewegung eines auf das Material einwirkenden Werkzeuges
einen schrittweisen Vorschub zu erteilen. Das Werkzeug ist am Stößel einer Bearbeitungsmaschine
befestigt, die mit einer kurbel- bzw. Exzenterwelle versehen ist, welche den Stößel
auf- und niederbewegt.
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Während der Eingriffsperiode des Werkzeuges darf zwangläufig ein Materialvorschub
erfolgen. Dieser kann nur innerhalb eines Zeitabschnittes durchgeführt werden, da
sich der Stößel zum oberen Totpunkt hin und aus diesem
heraus bewegt.
Dies entspricht einem bestimmten Bewegungsabschnitt der Kurbel- bzw. Exzenterwelle,
welcher bekannterweise ausgenutzt wird, um dann über Schwinge und Freilauf einen
Vorschubschritt der bdalzen zu erzielen. Die Reihe folge der Vorschubschritte, die
notwendig sind, um einen Materialstreifen mit einem Einzelwerkzeug abzuarbeiten,
hängt ab von der Anordnung der zu fertigenden Zuschnitte.
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Diese Anordnung erfolgt hintereinander und je nach Breite des Materialstreifens
auch nebeneinander. Dabei sind zur besseren Materialausnutzung die in einer Reihe
hintereinander angeordneten Zuschnitte zu den daneben liegenden Reihen versetzt.
Dadurch liegen die Zuschnitte jeder zweiten Reihe auf einer Geraden rechtwinklig
zur Durchlaufrichtung des Materialstreifens und werden nacheinander ausgeschnitten,
ohne daß zwischen ihnen ein Materialvorschub in Längsrichtung der Streifen erfolgt,
Zwischen den einzelnen Kurbel- bzw. Exzenterwellenbewegungen für jeden Werkzeugeingriff
erfolgt dann lediglich ein seitlicher Versatz, nämlich eine Bewegung rechtwinklig
zur Materialdurchlaufrichtung, an welcher der gesamte Walzenvorschubapparat beteiligt
sein kann. Erst wenn die auf einer Geraden liegenden Zuschnitte ausgeschnitten wurden,
wird das Material in Durchlaufrichtung um einen Vorsc hubschritt bewegt. Zu diesem
Zweck wird mindestens eine Vorschubwalze über Schwinge und Freilauf von der Kurbel-
bzw. Exzenterwelle her angetrieben, wodurch das Material sowie die anliegende zweite
Vorschubwalze mitgenommen werden.
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Dieser Antrieb erfolgt also nicht bei jedem Umlauf der Exzenter-bzw.
Kurbelwelle sondern in einem bestimmten, sich wiederholdenden Zyklus in Abhängigkeit
der Lage der Werkzeugeingriffe auf dem zu bearbeitenden Material.
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Dabei umfaßt ein Zyklus eine bestimmte unregelmäßige Bewegungsfolge,
von denen mehrere aneinandergereiht eine ltegelmäßigkeit ergeben.
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Es sind bereits Antriebe für Vorschubwalzen bekannt, die sich auf
den jeweils gewünschten Zyklus abstimmen lassen.
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Sie besitzen jedoch Nachteile, -die in den Antriebsmitteln selbst
begründet sind.
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Bei einer dieser Ausführungen wird von einem Exzenter auf der Kurbelwelle
eine Koppelstange betätigt, welche an der Schwinge angelenkt ist, die über den Freilauf
die Vorschubwalze antreibt. In die Koppelstange ist ein Pneumatikzylinder eingefügt,
der über Wegeventile drucbeaufschlagt wird. Steht er unter Druck, so gibt er als
starres Obertragungselement die Exzenterbewegung an die Vorschubwalze weiter. Ist
jedoch ein Ventil geöffnet, so wird das Druckmittel ausgestoßen, wodurch eine Relativbewegung
zwischen Zylinder und Kolben erfolgt und keine Antriebsbewegung auf die Vorschubwalze
ausgeübt wird.
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Die Wegeventile werden dem gewünschten Bewegungezyklus entsprechend
gesteuert. Der Nachteil hierbei ist jedoch, daß die Geschwindigkeit der Bewegungsabläufe
dem Fluß des Druckmittels angepaßt werden muß. ber den Druckmittelfluß ist beim
Leerhub die im Zylinder gespeicherte Energie erst zu vernichten, was mit einem bestimmten
Zeitaufwand verbunden ist. Es ist also nicht möglich, schneller zu arbeiten, als
es der Druckmittelfluß zuläßt, Damit sind der Produktivität' dieser Vorschubapparate
Grenzen gesetzt. Bei einer anderen Ausführung ist die Vorschubwalze unmittelbar
an einen elektrischen Schrittmotor angeschlossen, der seine Auslöseimpulse für den
Vorschub von der Kurbelwelle erhält. Der Bewegungszyltlus wird durch eine Steuerelektronik
bewirkt. Ein solcher Antrieb ermöglicht hohe Schaltzahlen sowie Zyklupvariationen,
welche bei einem Walzenvorschubapparat nur in geringem Maße genutzt werden. Demgegenüber
steht jedoch ein hoher Kostenaufwand.
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Die Erfindung bezweckt somit, den Antrieb für einen Walzenvorschubapparat
mit ausreichend hoher Vorschubfolge kostengünstiger zu gestalten, bei Erreichung
einer hohen Zuverlässigkeit,
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde,
den Antrieb eines Walzenvorschubapparates, bestehend aus einem Walzenpaar mit mindestens
einer getriebenen Walze, die ihren Vorschub in Abhängigkeit von der Kurbel- bzw.
Exzenterwelle einer Bearbeitungsmaschine über Schwinge und Freilauf erhält, dem
eine Einrichtung zur Regelung der Vorschubgröße vorgeschaltet ist, zu schaffen,
welcher die Antriebsbewegung mittels mechanischer Elemente überträgt, die im Zwanglauf
arbeiten.
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Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß zwischen Kurbel- bzw.
Exzenterwelle und Schwinge ein mechanisches Untersetzungsgetriebe sowie eine davon
angetriebene Kurvenscheibe angeordnet sind, wobei an der Kurvenscheibe ein Abtriebsglied
elastisch geführt ist, das direkt oder über Getriebeelemente mit der Schwinge verbunden
ist.
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Der Kurvenverlauf der Kurvenscheibe besitzt sowohl zentrische als
auch nicht zentrische Abschnitte mit kreisförmigem bzw. kurvenförmigem Verlauf,
wobei die Summe dieser Abschnitte der Untersetzung durch das Getriebe angepaßt ist.
Dieses Untersetzungsgetriebe wie auch die Kurvenscheibe sind auswechselbar angeordnet.
Das Abtriebsglied ist entweder als Stößelschwinge oder als Rollenstößel ausgebildet.
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Diese Lösung ermöglicht einen Lauf der Antriebselemente für die Vorschubwalze
synchron mit jeder Winkelstellung der Kurbel- bzw. Exzenterwelle. Dabei können die
Bewegungsabläufe auch den gewünschten Arbeitszyklen angepaßt werden. Der Aufwand
hierfür bewegt sich nur innerhalb der für die zu erbringenden Arbeitszyklen unbedingt
notwendigen Elemente und wird dadurch wie auch durch den Einsatz einfacher mechanischer
Elemente eingeschränkt.
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Die Erfindung soll nachstehend an Ausführungsbeispielen näher erläutert
werden. In den zugehörigen Zeichnungen zeigen:
Fig. 1: ein Streifenbild
mit zweireihiger Zuschnittanordnung; Fig. 2: ein Streifenbild mit dreireihiger Zuschnittanordnung;
Fig. 3: ein Streifenbild mit vierreihiger Zuschnittanordnung; Fig. 4: die Antriebsgestaltung
mit einer Kurvenscheibe für das Streifenbild gemäß Fig. 3 ß Fig. 5: Antriebselemente
mit einer Kurvenscheibe für das Streifenbild gemäß Fig. 2.
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In Fig. 1 ist durch Pfeile der Arbeitsablauf bei einem Materialstreifen
1 mit zweireihigem Werkzeugeingriff angezeigt. Hierbei wird der Materialstreifen
1 nach jedem Werkzeugeingriff sowohl in Querrichtung versetzt als auch in Längsrichtung
um einen Vorschubschritt verschoben. Es ist also zwischen je zwei Werkzeugeingriffen
ein Vorschubschritt der Walzen, die den Materialstreifen 1 mitnehmen, erforderlich,
Hierbei, wie auch bei den weiteren Erläuterungen wird die Versatzbewegung quer zur
Durchlauf richtung des Materialstreifens 1 außer acht gelassen.
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In Fig. 2 zeigen die Pfeile einen Arbeitszyklus bei einem Materialstreifen
2 mit dreireihigem Werlczeugeingriff .
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Hierbei werden erst die beiden auf einer Geraden liegenden Werkzeugeingriffe
getätigt, zwischen denen ein Vorschubschritt des Materialstreifens 2 nicht zu erfolgen
braucht. Die nächsten beiden Werkzeugeingriffe sind jeweils mit einem Vorschubschritt
verbunden. Daraufhin ist dieser Arbeitszyklus beendet und die folgenden Bewegungsvorgänge
wiederholden die vorangegangenen, In Fig. 3 zeigen die Pfeile einen Arbeitszyklus
bei einem Materialstreifen 3 mit vierreihigem Werkzeugeingriff. Auch hier werden
erst die beiden auf.einer Geraden liegenden Werkzeugeingriffe getätigt, zwischen
denen kein Vorschubschritt erfolgt. Vor dem nächsten Wriczeugeingriff hat jedoch
ein Vorschubschritt zu erfolgen. Damit kann der Arbeitszyklus als abgeschlossen
betrachtet werden. Er kann jedoch hier und bei anderen
Streifenbildern
eine oder mehrere Wiederholungen einschließen.
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In Fig. 4 ist auf einer Kurbelwelle 4 ein Getrieberad 5 gelagert,
welches über ein Getrieberad 6 mit einem Getrieberad 7 verbunden ist. Letzteres
ist auf einer Welle 8 gelagert, auf der sich desweiteren eine Kurvenscheibe 9 befindet.
Am Umfang dieser Kurvenscheibe 9 liegt ein Ende einer Stößelschwinge 10 mit Hilfe
eines Federelementes 11 an. Der andere Arm der Stößelschwinge 10 trägt eine Koppel
12, die andererseits mit einer weiteren Schwinge 13 verbunden ist, die an einem
Freilauf 14 angelenkt ist. Die ser Freilauf 14 ist auf einer Welle 15 angeordnet,
auf der sich eine Vorschubwalze 16 befindet. Als eine Möglichkeit zur Veränderung
des Vorschubweges der Vorschubwalze 16 ist die Koppel 12 unmittelbar an einen Schieber
17 angelenkt, der in der Stößelschwinge 10 geführt ist. Am Schieber 17 ist eine
Gewindespindel 18 befestigt, die aus der Stößelschwinge 10 herausragt. Der Kurvenverlauf
teilt die Kurvenscheibe 9 in bestimmte Bereiche ein, wobei mit A jeweils ein Arbeitsbereich
und mit R jeweils ein Ruhebereich bezeichnet ist.
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In Fig. 5 ist lediglich eine Kurvenscheibe 19 gezeigt, die mit einem
Getrieberad 20 auf einer Welle 21 gelagert ist.
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Die Verbindung dieses Getrieberades 20 mit einer Kurbelwelle hätte
wie in Fig. 4 zu erfolgen. Auf eine entsprechende Darstellung wurde verzichtet,
Als Beispiel für eine andere Möglichkeit der Verbindung zwischen Kurvenscheibe 19
und einem Freilauf 22 ist ein Rollenstößel 23 vorgesehen, der über ein Federelement
24 am Umfang der Kurvenscheibe 19 zur Anlage gebracht ist. Im kollenstößel 23 ist
ein Schieber 25 geführt, an dem eine Schwinge 26 angelenkt ist, die andererseits
mit dem Freilauf 22 gekuppelt ist, der sich auf einer Welle 27 befindet, auf dem
auch eine Vorschubwalze 28 angeordnet ist.
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Die Schwinge 26 ist mit einer Verstellung 29 versehen1 wodurch deren
Länge und damit der Vorschubweg der Vorschubwalze 28 variiert werden kann. Auch
hier ist die Kurvenscheibe 19 in Arbeitsbereiche A und Ruhebereiche K unterteilt.
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Die Wirkungsweise dieser erfindungsgemäßen Antriebe ist im Prinzip
wie folgt: Die Drehbewegung der Kurbelwelle 4 z. B. wird durch die Getrieberäder
5t 6; 7 auf die Welle 8 geleitet. Dadurch wird die Kurvenscheibe 9 gedreht und zwar
in der Weise, daß ihre Drehbewegung über einen der Arbeitsbereiche A bzw. Ruhebereiche
R hinweg aufgrund der Untersetzung mit Hilfe der Gertrieberäder 5; 6; 7 einer vollen
Umdrehung der Kurbebelle 4 entspricht. Der Kurvenverlauf eines Arbeitsbereiches
A ist so gestaltet, daß die Stößelschwinge 10 dann beginnt, sich aus ihrer Ausgangslage
herauszubewegen, wenn die Kurbelwelle 4 das nicht dargestellte Werkzeug aus dem
Materialstreifen, z. 8. 3 herausbewegt hat. Daraufhin wird die Stößelschwinge 10
in die Stellung des größten Ausschlages und aus dieser heraus in die Ausgangslage
zurückbewegt, bevor das Werkzeug den nächsten Eingriff beginnt. Durch diesen Ausschlag
der Stößelschwinge 10 wird die Koppel 12 sowie die Schwinge 13 und über diese beiden
der Freilauf 14 betätigt, wobei letzterer die Welle 15 und über diese die Vorschubwalze-16
um eine bestimmte Winkelbewegungdreht.
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Diese Winkelbewegung der Vorschubwalze 16 ergibt eine bestimmte Vorschubbewegung
des zu transportierenden Materialstreifens. Soll ein Vorschubschritt anderer Größe
erzielt werden, so ist die Winkelbewegung der Vorschubwalze 16 zu verändern, was
erzielt wird, wenn die Gewindespindel 18 gedreht, dadurch der Schieber 17 in der
Stößelschwinge 10 verschoben und somit die Länge dieses Armes der Stößelschwinge
10 verändert wird. Liegt die Stößelschwinge 10 über einen Ruhebereich R der Kurvenscheibe
9 an, so erfolgt ein Ausschlag und damit eine Vorschubbewegung
der
Vorschubwalze 16, weil die Umfangslinie der Kurvenscheibe 9 über einen Ruhebereich
R hinweg zentrisch zur Welle 8 verläuft. Die Kurvenscheibe 9 wurde so gestaltet,
daß Arbeitsbereich A und Ruhebereich R zweimal einander folgen. Dies entspricht
einem Ablauf, wie er bei einem Streifenbild nach Fig. 3 erforderlich ist, wobei
allerdings zwei sich wiederholende Folgen, nämlich "kein Vorschub - Vorschub" zu
einem Arbeitszyklus zusammengefaßt sind, Es wäre also auch denkbar, die Kurvenscheibe
9 mit einem Ruhebereich R und einem Arbeitsbereich A zu versehen, wobei die Untersetzung
dann in der Weise zu erfolgen hätte, daß zwei Umdrehungen der Kurbelwelle 4 einer
Umdrehung der Welle 8 und damit der Kurvenscheibe 9 entsprächen.
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Die Kurvenscheibe 19 ist mit zwei einander folgenden Arbeitsbereichen
A und einem Ruhebereich R versehen. Diese Gestaltung ist dem Streifenbild nach Fig.
2 angepaßt, dessen Arbeitszyklus einen Ruhe be reich R und zwei Arbeitsbereiche
A erfordert. Dieser Zyklus wiederholt sich dann.
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Dementsprechend wäre ein Untersetzngsgetriebe zu wählen, welches bewirkt,
daß drei Umdrehungen einer in Fig. 5 nicht dargestellten Kurbelwelle einer Umdrehung
der Kurvenscheibe 19 entsprechen. Der Kurvenverlauf eines Arbeitsbereiches A der
Kurvenscheibe 19 bewirkt eine Bewegung des Rollenstößels 23 aus seiner einen Endlage
heraus in die andere und wieder zurück. Dadurch wird die Schwinge 26 und über diese
der Freilauf 22 betätigt, der die Vorschubwalze 28 um einen Schritt bewegt. Der
Ruhebereich R der Kurvenscheibe 19 verläuft zentrisch zur Welle 21, so daß während
dieser Zeit, die einer Umdrehung der Kurbelwelle entspricht, eine Bewegung des Rollenstößels
23 und damit der Vorschubwalze 28 unterbleibt. Eine Veränderung des Vorschubweges
kann hierbei mittels der Vers tellung 29 erfolgen, wodurch die Länge und damit der
Schwenkwinkel der Schwinge 26 beeinflußt wird.