DE3323512A1

DE3323512A1 - Gelenkkupplungsanordnung zur bildung eines ungleichfoermigkeitsgetriebes, insbesondere zum antrieb einer fenstermesserwalze in einer briefhuellenherstellungsmaschine

Info

Publication number: DE3323512A1
Application number: DE19833323512
Authority: DE
Inventors: Jürgen 5413 Bendorf Jung; Gerd 5450 Neuwied Ruttert
Original assignee: WINKLER and DUENNEBIER MASCHINENFABRIK und EISENGIESSEREI GmbH and CO KG; Winkler and Duennebier Maschinefabrik und Eisengiesserei GmbH
Current assignee: WINKLER & DUENNEBIER MASCHINENFABRIK UND EISENGIES
Priority date: 1983-06-30
Filing date: 1983-06-30
Publication date: 1985-01-10
Also published as: US4583412A; GB2142412B; GB2142412A; GB8416756D0

Description

■j ■'-.:-'::■ "■..'■'■·'■ 332351

Winkler & Dünnebier
Maschinenfabrik und Eisengießerei GmhH & Co. KG

5450 Neuwied 1

Beschreibung

Gelenkkupplungsanordnung zur Bildung eines Ungleichförmigkeitsgetriebes, insbesondere zum Antrieb einer Fenstermesserwalze in einer Briefhüllenherstellungsmaschine

Die Erfindung betrifft eine Gelenkkupplungsanordnung zur Bildung eines Ungleichförmigkeitsgetriebes, insbesondere eine derartige Anordnung einer Fenstermesserwalze in einer von der Rolle arbeitenden Briefhüllenherstellungsmaschine.

Bei derartigen Briefhüllenherstellungsmaschinen läuft die Fensterschneideinrichtung bekanntlich im Takt,
d.h. die Fenstermesserwalze vollbringt je gefertigter Briefhülle eine Umdrehung, unabhängig von den
Abmessungen dieser Hülle.

TJm einen Schlupf zwischen der Mantelfläche der Fenstermesserwalze und der Papierbahn zu vermeiden, ist es notwendig, für jede in Betracht kommende , Formatgröße eine Walze mit geeigneter Abwicklungslänge bereit zu halten.

V/irklich störend ist der Schlupf zwischen Walzenmantel und Papierbahn allerdings nur in dem Winkelbereich der Walze, in dem sich das Fenstermesser mit der Papierbahn im Eingriff befindet. Hier bewirkt' der Schlupf vor allem Maßverzerrungen der Fensterhöhe, d.h. die in die Papierbahn eingestanzten Fensteröffnungen entsprechen in ihrer Höhe nicht den Abmessungen des Fenstermessers. Mit zunehmenden Schlupf steigen nicht nur die Maßverzerrungen an, sondern es

■15 setzt auch ein verstärkter Messerverschleiß ein, der recht bald unzulässige Werte annimmt. Bei noch stärkerem Schlupf schließlich, kann es zur Rißbildung in der Papierbahn kommen.
Es ist deshalb bereits versucht worden, die Winkel- _ geschwindigkeit ■ der Fenstermesserwalze während eines jedem Umlaufs derart zu steuern, daß trotz Vorhandenseins eines Abwicklungsfehlers, die Umfangsgeschwindigkeit des Messers während es auf die Papierbahn einwirkt, annähernd mit der Papierbahngeschwindigkeit übereinstimmt.

332351;

Erreicht worden ist dies durch das Einschalten eines sogenannten Ungleichförmigkeitsgetriebes in den Antriebszug der Messerwalze.
■Bekannte und für diesen Zweck eingesetzte Ungleichförmigkeitsgetriebe erinnern in ihrem Aufbau an einen Kurbeltrieb, wobei der Kurbelarm in einen Gleitstein eingreift, der sich'während des Umlaufs der Kurbel zum Zentrum der Kurbel hin- bzw. aus dem Zentrum der - ^ ..-Kurbel heraus bewegt. Die Folge hiervon ist, wie für ~ den geschilderten Anwendungsfall gefordert, eine schwankende Umfangsgeschwindigkeit bei konstanter mittlerer Drehzahl.\ - ■

Die. Erzeugung der Ungleichförmigkeit mittels eines •in Führungen hin-und her bewegten Gleitseines ist - jedoch mit erheblichen Wachteilen verbunden.

In erster Linie ist hierbei das niedrige Kraftübertragungsvermögen zu nennen, das sich dahingehend auswirkt, daß diese"'Art von Getrieben nur bei Vergleichs -weise- niedrigen Drehzahlen bei nicht zu starkem Un-" ; gleichförmigkeitsgrad einsetzbar sind.

Derzeitige Briefhüllenmaschinen erreichen Drehzahlen, die etwa das Doppelte der zulässigen Drehzahlen der beschriebenen Ungleichförmigkeitsgetriebe betragen.

Zusätzlich wird die Forderung gestellt, mit nur zwei oder höchstens drei Fenstermesserwalzen den gesamten Einsteirbereich derartiger Maschinen abdecken zu können. Diesen Anforderungen sind die bekannten Ungleichförmigkeitsgetriebe nicht gewachsen*

Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Ungleichförmigkeitsgetriebe , insbesondere zum Antrieb einer Fenstermesserwalze in einer Briefhüllenherstellungsmaschine zu schaffen, das bei Vermeidung eines Gleitsteines bei hohen Drehzahlen einen hohen Ungleichförmigkeitsgrad einzustellen erlaubt.

Die Aufgabe der Erfindung wird dadurch gelöst, daß die Gelenkkupplungsanordnung mindestens eine Gelenkkupplung enthält, die zwei Wellen miteinander verbindet, deren Achsen sich unter einem 7/inkel / kreuzen und daß unter- bzw. übersetzende Zahnradpaare ange*· ordnet sind, die bewirken, daß die Gelenkkupplungs*- anordnung mit halber Fenstermesserv/alzendrehzahl umläuft.

Vorteilhaft an dieser Lösung ist die Vermeidung eines hin-und her bewegten Gleitsteines und der damit verbundenen Beschränkung der Drehzahlfestig-

_oc keit und des Kraftübertragungsvermögens. 25

4 In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung ist ^:; vorgesehen, mehrerer Gelenkkupplungen hintereinander % geschaltet anzuordnen.

; Damit läßt sich nicht nur ein höherer Ungleichförmig- I keitsgrad erreichen, sondern vor allem lassen sich an-

und abtreibende Wellen in einer Flucht anordnen. ■'": Weiterhin erlaubt eine derartige Anordnung in einfacher ■ Weise die" Einstellung des Ungleichförmigkeitsgrades.

. Weitere Einzelheiten hierzu können den Unteransprüchen

': entnommen werden.

( Im Folgenden soll das erfindungsgemäße Ungleichförmig-

- keitsgetriebe anhand von Ausfiihrungsbeispielen, die in einer rein schematischen Zeichnung dargestellt sind, näher erläutert werden.

; In der Zeichnung zeigen:

: Fig. 1 Ungleichförmigkeitsgetriebe,gebildet i aus zwei Gelenkkupplungen,mit Verstellung Γ des Ungleichförmigkeitsgrades durch Ver-

ί : drehung der Gelenkkupplung'en gegeneinander

■' Fig. 2 Ungleichförmigkeitsgetriebe,gebildet aus ■ . vier Gelenkkupplungen,mit Verstellung des

Ungleichförmigkeitsgrades durch Veränderung 25^: der Beugungswinkel 0 .

« w uv

In Pig. 1 ist ein einfaches Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Ungleichförmigkeitsgetriebes dargestellt. Es besteht im wesentlichen aus einer Eingangswelle 1, die über eine ausrückbare Kupplung 2 ein Zahnrad 3 antreibt, das mit einem weiteren Zahnrad 4 von doppelter Zähnezahl in Eingriff steht.'.' Dieses Zahnrad 4 ist auf einer Welle 5 angeordnet, die über eine Gelenkkupplung 6 eine Welle 7 antreibt, die ihrerseits über eine Art Differntialgetriebe 8 eine Welle 9 antreibt, die in einer zweiten Gelenkkupplung 10 endet. Gelenkkupplung 10 treibt die zur Welle 9 unter dem Beugungswinkel 0 angeordnete Welle

• : · : i ι

11 an, auf der ein Zahnrad 12 verdrehfest angeordnet ist, das mit einem Zahnrad 13 von halber Zähnezahl^ im Eingriff steht. Über eine ausrückbare Kupplung 3.4 schließlich, erfolgt der Antrieb der Penstermesserr walze 15.

Die Wirkungsweise dieses in seinen Einzelteilen soweit beschriebenen Ungleichförmigkeitsgetriebes wird verständlich wenn man die Gelenkkupplungen 6 u. 10 .

betrachtet. Sieht man die Wellen 7 und 9 zusamme^ mit dem Differentialgetriebe 8 als "Zwischenwelle" an, so kann man erkennen, daß die Gabeln der an dieser "Zwi-

¹ .,III.

schenwelle" angeordneten Gelenkkupplungen um 90° gegeneinander versetzt sind. Diese, nach üblichen ,Montage-

regeln als "falsch" einzustufende Anordnung führt zur vollen Überlagerung der in den Gelenkkupplungen 6 u. IO entstehenden Ungieichförmigkeiten und damit zu dem für dieses Getriebe maximal möglichen Un-

5- gleiehförmigkeitsgrad der Ausgangswelle und somit der Eenstermesserwalze 15. Unter der Voraussetzung einer'gleichförmigen Winkelgeschwindigkeit u>^der Eingangswelle 1 schwankt-die. Winkelgeschwindigkeit^^" der Ausgangswelle zwischen den Extremwerten: Cj^jf —Cul'COS /^_Und CAi^ ~ bh cos* f

⁴Λ

Mittels des Differentialgetriebes 8 lassen sich die Gabeln der Gelenkkupplungen 6 u-. 10 an der "Zwischenwelle" aus ."der in Pig. I gezeigten Stellung mit 90° -■ Versatz ausgehend soweit verstellen, bis sie in einer Ebene zu liegen kommen. In diesem Fall führt die Überlagerung der von den Gelenkkupplungen 6 u.10 ausgehenden Ungleichförmigkeiten zu deren Kompensation, der resultierende Ungleichförmigkeitsgrad wird -also O, Zwischen diesen beiden Endstellungen des Differentialgetriebes ist selbstverständlich jede Zwischenstellung und somit jeder Zwischenwert des Ungleichförmigkeitsgrades einstellbar.

Bekanntlich schwankt die Winkelgeschwindigkeit einer

- ίο -

Gelenkwelle "bei einer Umdrehung zweimal sinusförmig zwischen Maximal-und Minimalwert. Die Fenstermesserwalze 15 hingegen, darf während eines Umlauf nur einen Maximal-bzw. Minimalwert der Umfangsgeschwindigkeit erreichen. Diesem Zweck dienen die Zahnradpaare und 4 bzw. 12 u. 13. Sie bewirken, daß die Gelenkkupplungen 6 u. 10 mit der halben Drehzahl von Fenstermesserwalze 15 und Eingangswelle 1 umlaufen, d.h. während einer vollen Umdrehung der Fenstermesserwalze 15 nur eine halbe Umdrehung ausführen.

Wie eingangs erwähnt, soll eine Fenstermesserwalze einen möglichst breiten Bereich von Formatabwicklungen abdecken. Dazu gehört es, daß sowohl kleinere als auch größere Formate gefertigt werden als es der Abwicklungslänge der betreffenden Fenstermesserwalze entspricht. Dies bedeutet, daß das Ungleichförmigkeitsgetriebe imstande sein muß, das Fenstermesser derart zu steuern, daß dieses während der Zeit des Einwirkens auf die Papierbahn, je nach zur fertigender Formatgröße, entweder seine Maximal-oder seine Minimalgeschwindigkeit erreicht. Eine Möglichkeit dies zu bewirken besteht darin, den Verstellbereich des Differentialgetriebes von 90° auf l8o° zu erweitern. Aus der Fig. 1 ist jedoch ein anderer Lösungsvorschlag ersichtlich. Benötigt werden hierzu die beiden ausrückbaren Kupplungen 2 und 14. Werden diese gelöst, lassen sich die Gelenkkupplungen 6 und 10 verdrehen

- 11 -

ohne die Eingangswelle 1 oder Fenstermesserwalze 15 mitzunehmen. Verdreht man nun die Gelenkkupplungen 6 u. 10 um 90° und rückt dann die Kupplungen 2 und 14 wieder ein, so wird ein Penstermesser, das zuvor z. B- mit seiner Maximalgeschwindigkeit auf die Papierbahn eingewirkt hat, nunmehr mit seiner Minimalgeschwindigkeit zum Eingriff kommen.

Ein weiteres, besonders zweckmäßiges Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Ungleichförmigkeits- getriebes, ist aus Fig. 2 ersichtlich. Es unterscheidet sich vom ersten Ausführungsbeispiel dadurch, daß die Anordnung von 2 Gelenkkupplungen mit dazwischen eingeschaltetem Differntialgetriebe durch eine Anordnung von 4 Gelenkkupplungen ohne Differentialgetriebe ersetzt worden ist. Eingangsseitig ist wiederum die bereits aus Fig. 1 bekannte Eingangswelle 1 zu sehen, die über die ausrückbare Kupplung Zahnrad 3 antreibt, das mit Zahnrad 4 in Singriff stehend, über Welle 5 die Eingangs-Gelenkkupplung 6 antreibt. Ausgangsseitig findet man, beginnend mit Gelenkkupplung 10, die auf '.VeIle Il angeordnet ist, und über das Zahnradpaar 12, 13 und die ausrückbare Kupplung 14 die Fenstermesserwalze 15 antreibt, ebenfalls eine aus Fig. 1 bekannte Anordnung wieder.

- 12 -

Zwischen den bereits bekannten Gelenkkupplungen 6 und 10 sind zwei weitere Gelenkkupplungen 2Ou. 21 angeordnet, die über eine kurze Welle 22 miteinander und über teleskopartig ausziehbare Zahnwellen 23 bzw. 24 mit den Gelenkkupplungen 6 bwz. 10 verbunden sind. Dabei sind sämtliche Gelenkkupplungen derart gegeneinander versetzt, daß die Ebenen benachbarter Gabeln sich unter 90 kreuzen. Dies hat zur Folge, daß sich die von den einzelnen Gelenkkupplungen verursachten Ungleichförmigkeiten voll verstärkend überlagern. Diese, auf maximalen Ungleichförmigkeitsgrad ausgelegte Stellung der Gelenkkupplungen zueinander ist nicht veränderbar. Die Einstellung des Ungleichförmigkeitsgrades erfolgt vielmehr ausschließlich durch Veränderung des Beugungswinkels 0 .

In Fig. 2 dargestellt sind die möglichen Extremwerte des Beugungswinkel 0 . In der mit ausgezogenen Strichen dargestellten Einstellung des Ungleichförmigkeitsgetriebes haben die Beugungswinkel 0 ihren Maximalwert erreicht, und das Getriebe arbeitet mit höchtmöglichem Ungleichförmigkeitsgrad. In der strichpunktiert dargestellten Einstellung hingegen, liegen die Gelenkkupplungen in einer Ebene, d.h. die Beugungswinkel 0 sind auf 0° verringert worden und schließen somit die Erzeugung einer Ungleichförmigkeit aus.

332351

Zwischen diesen "beiden Extremwerten der Beugungswinkeleinstellung ist auch hier jede Zwischenstellung und somit jeder Zwischenwert des Ungleichiörmigkeitsgrades einstellbar.

.5 · '. Ils Einstelleinrichtung dient eine mittels eines Handrades 25 betätigte Gewindespindel 26, die auf die' kurze Y/elle 22 einwirkt und diese entlang nicht dargestellten Führung.en auf sämtliche Positionen zwischen"den gezeichneten Extremwerten einzustellen _ erlaubt.

■ -Aufgabe und Wirkungsweise der Zahnradpaare 3,4 bzw. 12'j-13 und der ausrückbaren Kupplungen 2 ozw. 14 stimmen mit denen des, Äusführungsbeispiels nach Fig.l völlig überein und sind bereits im Zusammenhang mit .diesem Ausführungsbeispiel erläutert worden.

Leerseite -

Claims

332351; Winkler & Dünnebier Maschinenfabrik und Eisengießerei GmbH & Co. KG Neuwied 1. - Patentansprüche

1. J Ge! en kopplungsanordnung zur Bildung eines Ungle.ichförmigkeitsgetriebes, insbesondere eine derartige Anordnung zum Antrieb einer Fenstermesserwalze in einer von der Rolle arbeitenden Briefhüllenhersteriungsmaschine, dadurch gekenn-

. zeichnet, daß die Gelenkkupplungsanordnung mindestens eine Gelenkkupplung enthält, die zwei Wellen miteinander verbindet, deren Achsen sich unter einem Winkel Jfkreuzen und daß unter- bzw.

• übersetzende Zahnradpaare (3,4 bzw. 12,13) angeordnet sind, die bewirken, daß die Gelenkkupplung^· anordnung mit halber Penstermesserwalzendrehzahl umläuft i

2.'Gelenkkupplungsanordnung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eingangs- und ausgangsseitig angeordnete ausrückbare Kupplungen (2,14)

3. Gelenkkupplungsanordnung nach Anspruch 1 und 2, gekennzeichnet durch zwei Gelenkkupplungen (6 u.10) , die über eine differentialgetriebeartige Einrichtung (8) gegeneinander verdrehbar angeordnet sind.

4. Gelenkkupplungsanordnung nach Anspruch 1 und 2, gekennzeichnet durch vier Gelenkkupplungen (6,10,20,21), die derart angeordnet sind, daß die Ebenen der Gabeln fortlaufend um 90 gegeneinander versetzt sind, und daß die Verbindungswelle (22) der inneren Gelenkkupplungen (20,21) höhenverschiebbar gelagert ist und die äußeren Gelenkkupplungen (6,20 bzw. 10,21) auf teleskopartig längenveränderbaren Wellen (23 bzw. 24) angeordnet sind.