DE4101847A1

DE4101847A1 - Kurvengetriebe

Info

Publication number: DE4101847A1
Application number: DE19914101847
Authority: DE
Inventors: Victor Dr Ing Hefftler; Dietmar Dipl Ing Mueller
Original assignee: Planeta Druckmaschinenwerk AG
Current assignee: Koenig and Bauer AG
Priority date: 1990-01-31
Filing date: 1991-01-23
Publication date: 1991-08-01
Anticipated expiration: 2011-01-24
Also published as: DE4101847C2; DD291728A5

Description

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Kurvengetriebe zum Antrieb einer Schwinganlage von Bogenrotationsmaschinen, deren Bewegung sich in vier zeitlich gleiche Bewegungsabschnitte gliedert, wobei das Kurvengetriebe einen Steuerrollenhebel und einen Federnachführungsrollenhebel aufweist.

Die hin- und hergehende Bewegung der Schwinganlage einer Bogenrotationsmaschine setzt sich aus vier zeitlich gleichen Bewegungsabschnitten - Beschleunigung auf Anlegtrommelumfangsgeschwindigkeit, Verzögerung bis zum Stillstand, Rückbeschleunigung, Verzögerung bis zum Stillstand am Anlegtisch - zusammen.

Zur Realisierung dieses Bewegungsablaufes werden in der Regel Kurvengetriebe verwendet.

Charakteristik des bekannten Standes der Technik

Die Kurvengetriebe sind durch Formschluß oder Kraftschluß prinzipiell arbeitsfähig, jedoch scheidet aufgrund der hohen Massenkräfte, der zu realisierenden großen Schwingwinkel sowie der sehr hohen Anforderungen an die Laufgüte bzw. Arbeitsgenauigkeit bei Schwinganlagen der Formschluß aus.

Bei der Verwendung einer Kurvenscheibe mit Kraftschluß bedingen die genannten Forderungen einen großen Bauraum, um einerseits eine flache Federkennlinie realisieren zu können, die eine geringe Beeinflussung des Antriebsmomentes ermöglicht, sowie um andererseits hohe Federkräfte aufbringen zu können, die eine ständige Anlage der Kurvenrolle an der Kurve sichern. Darüber hinaus sind diese Kurvengetriebe nicht für hohe Maschinengeschwindigkeiten geeignet, da die zu leitende Federarbeit zur Erhöhung des Antriebsmomentes auf mindestens das Doppelte gegenüber den auftretenden Massenträgheitsmomenten führt.

Um eine hohe Maschinengeschwindigkeit zu ermöglichen, ist es bekannt, den Schwinganlagenantrieb mit Hilfe einer Steuerkurve und einer Federnachführungskurve zu realisieren.

Dabei sind auf der Anlegtrommelwelle eine Steuerkurve und eine Federnachführungskurve angeordnet. Die Steuerkurve steht über einen Rollenhebel und ein nachgeordnetes Viergelenkgetriebe mit dem auf der Schwingerwelle gelagerten Schwinger in Verbindung, während ein an der Federnachführungskurve angreifender Rollenhebel eine am Viergelenk angelenkte Druckfeder so nachführt, daß die Druckfeder immer unter gleicher Spannung steht und keinen Arbeitshub ausführt.

Nachteilig an diesen Kurvenmechanismen ist der große Material- und Fertigungsaufwand sowie der hohe Bedarf an Bauraum in axialer Richtung.

Es ist auch ein Kurvengetriebe zum Antrieb einer Schwinganlage bekannt (DE 36 24 185), bei dem die Steuerkurve auf einer ersten Welle und die Federnachführungskurve auf einer zweiten Welle angeordnet ist, die zur ersten Welle parallel verläuft und beide Wellen in einem festen Drehzahlverhältnis umlaufen. Zwischen der Steuerkurve und der Federnachführungskurve ist ein einteiliger Rollenhebel vorgesehen, der mit einer ersten Rolle an der Steuerkurve und einer zweiten Rolle an der Federnachführungskurve angreift, wobei die zweite Rolle federnd im Rollenhebel gelagert ist.

Auch dieses Kurvengetriebe bedingt einen hohen Material- und Fertigungsaufwand sowie einen hohen Raumbedarf.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist ein Kurvengetriebe zum Antrieb einer Schwinganlage, welches für hohe Maschinengeschwindigkeiten geeignet ist, wirtschaftlich gefertigt werden kann und einen geringen Bauraum erfordert.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Kurvengetriebe zum Antrieb einer Schwinganlage zu schaffen, bei dem mit einer Kurvenscheibe die Steuer- und Nachführungsfunktion realisiert wird.

Erfindungsgemäß wird das bei einem Kurvengetriebe gemäß Oberbegriff des 1. Anspruchs dadurch gelöst, daß die an einer Kurvenscheibe mittels Rollen angreifenden und gleiche kinematische Abmessungen aufweisenden Steuerrollenhebel und Federnachführungshebel mit ihren Lagerpunkten und dem Lagerpunkt der Kurvenscheibe auf einer ersten Geraden angeordnet sind.

Der Lagerpunkt der Rolle des Steuerrollenhebels, der Lagerpunkt der Kurvenscheibe sowie der Lagerpunkt der Rolle des Federnachführungshebels, wobei sich die Lagerpunkte der Rollen im jeweiligen Wendepunkt des Bewegungsgesetzes befinden, welches zentralsymmetrisch zu diesen Wendepunkten und spiegelsymmetrisch zu einem Umlenkpunkt verläuft, sind auf einer zweiten Geraden angeordnet.

Das zur Ausbildung der Kontur der Kurvenscheibe verwendete Bewegungsgesetz ist als Sinuslinie ausgebildet.

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. In den Zeichnungen zeigt

Fig. 1 die schematische Darstellung des Kurvengetriebes in Übergabestellung

Fig. 2 das Bewegungsschaubild.

In Fig. 1 ist die schematische Darstellung eines Kurvengetriebes für den Schwinganlagenantrieb einer Bogenrotationsmaschine in Übergabestellung an die nicht dargestellte Anlegtrommel gegeben.

Auf der Antriebswelle 1 ist eine Kurvenscheibe 2 drehfest angeordnet. An der Kurvenscheibe 2 greift die Rolle 3, die im Lagerpunkt 3.1 gelagert ist, des Steuerrollenhebels 4 an, der mit der Schwingerantriebswelle 5 verbunden sowie mit einer Greiferschwinge 4.1 und einer Federschwinge 4.2 versehen ist. Der Steuerhebel 4 weist eine Länge l_S auf.

Der Abstand zwischen dem Lagerpunkt des Steuerrollenhebels 4 und dem Lagerpunkt der Kurvenscheibe 2, im Ausführungsbeispiel ist dieser Abstand mit dem Abstand zwischen der Antriebswelle 1 und der Schwingerantriebswelle 5 identisch, wird als Gestellänge a_S bezeichnet.

Auf der Kurvenscheibe 2 läuft weiterhin eine Rolle 6, die im Lagerpunkt 6.1 gelagert ist, eines Federnachführungshebels 7 ab, der im Lagerpunkt 8 drehbar angeordnet und starr mit einem Zahnsegment 9 verbunden ist. Das Zahnsegment 9 kämmt mit einem Zahnsegment 10, das auf der Schwingerwelle 5 drehbar gelagert ist. Die Zahnsegmente 9 und 10 stimmen in ihren kinematischen Abmessungen überein und bilden so ein gleichförmig übersetzendes Getriebe mit dem Übersetzungsverhältnis i=-1.

Das Zahnsegment 10 ist mit einer Federschwinge 11 versehen, auf die sich eine Druckfeder 12 abstützt. Die Druckfeder 12 steht weiterhin mit der Federschwinge 4.2 in Verbindung und bewirkt damit, daß die Rollen 3 und 6 ständig an der Kurvenscheibe 2 anliegen.

Der Federnachführungshebel 7 weist eine Länge l_F auf. Der Abstand zwischen dem Lagerpunkt 8 und dem Lagerpunkt der Kurvenscheibe 2, im Ausführungsbeispiel ist dieser Lagerpunkt identisch mit der Antriebswelle 1, wird als Gestellänge a_F bezeichnet.

In Fig. 2 ist der durch die Greiferschwinge 4.1 zu realisierende Schwingwinkel, dargestellt. Danach ist die Greiferschwinge 4.1 innerhalb von =90 Grad der Eintourenwelle auf Anlegtrommelgeschwindigkeit zu beschleunigen, um nachfolgend während =90 Grad der ETW abgebremst zu werden. Anschließend erfolgt innerhalb der gleichen Zeitabschnitte eine Rückbeschleunigung mit nachfolgender Verzögerung. Zwischen den einzelnen Bewegungsabschnitten sind keine Rastbereiche vorgesehen. Dieser Bewegungszyklus wird gem. Fig. 2 durch Sinuslinien realisiert, einem Bewegungsgesetz, welches zentralsymmetrisch zu den Wendepunkten W und spiegelsymmetrisch zur Bewegungsumkehr U verläuft. Das Bewegungsschaubild ist in bekannter Weise Grundlage für die Ermittlung der kinematischen Abmessungen des Kurvengetriebes.

Dabei sind die Abmessungen so gewählt, daß die Durchmesser der Rollen 3 und 6 übereinstimmen, die Länge l_S des Steuerrollenhebels 4 gleich der Länge l_F des Federnachführungshebels 7 und die Gestellänge a_S mit der Gestellänge a_F identisch ist. Außerdem liegen der Lagerpunkt 8, die Antriebswelle 1 als Lagerpunkt der Kurvenscheibe 2 und die Schwingerantriebswelle 5 als Lagerpunkt des Steuerrollenhebels 4 auf einer ersten Geraden g₁.

Befindet sich der Steuerrollenhebel 4 in einem auf der Kontur der Kurvenscheibe 2 gelegenen und dem Wendepunkt W₁ des Bewegungsgesetzes entsprechenden Punkt, muß sich der Federnachführungshebel 7 in einem dem Wendepunkt W₂ entsprechenden Punkt befinden. In dieser Stellung liegt der Lagerpunkt 3.1 der Rolle 3, der Lagerpunkt 1 der Kurvenscheibe 2 und der Lagerpunkt 6.1 der Rolle 6 auf einer zweiten Geraden g₂.

Durch die gewählten kinematischen Abmessungen des Kurvengetriebes und die Ausbildung der Kontur der Kurvenscheibe 2 führen der Steuerrollenhebel 4 und der Federnachführungshebel 7 und damit die nachgeordneten Mechanismen synchrone Bewegungen aus, so daß die Druckfeder 12 ständig unter gleicher Vorspannung steht und keinen Arbeitshub ausführt.

Die erfindungsgemäße Lösung gestattet es, mittels einer Kurvenscheibe 2 die Steuerfunktion und die Federnachführungsfunktion eines Kurvengetriebes zum Antrieb einer Schwinganlage zu realisieren. Dadurch ist es möglich, dieses Kurvengetriebe sehr kompakt auszuführen sowie wirtschaftlich zu fertigen und damit hohe Maschinengeschwindigkeiten zu verwirklichen.

Aufstellung der Bezugszeichen

1 Antriebswelle, Lagerpunkt der Kurvenscheibe 2
2 Kurvenscheibe
3 Rolle
3.1 Lagerpunkt
4 Steuerrollenhebel
4.1 Greiferschwinge
4.2 Federschwinge
5 Schwingerantriebswelle, Lagerpunkt der Federschwinge 4.2
6 Rolle
6.1 Lagerpunkt
7 Federnachführungshebel
8 Lagerpunkt
9 Zahnsegment
10 Zahnsegment
11 Federschwinge
12 Druckfeder
Schwingwinkel
a_F Gestellänge
a_S Gestellänge
l_S Länge des Steuerrollenhebels
l_F Länge des Federnachführungshebels
i Übersetzungsverhältnis
Winkel der Eintourenwelle
W Wendepunkt
U Punkt der Bewegungsumkehr
g Gerade

Claims

1. Kurvengetriebe zum Antrieb einer Schwinganlage von Bogenrotationsmaschinen, deren Bewegung sich in vier zeitlich gleiche Bewegungsabschnitte gliedert und das Kurvengetriebe einen Steuerrollenhebel sowie einen Federnachführungshebel aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die an einer Kurvenscheibe (2) mittels Rollen (3; 6) angreifenden und gleiche kinematische Abmessungen aufweisenden Steuerrollenhebel (4) und Federnachführungshebel (7) mit den Lagerpunkten (5; 8) und dem Lagerpunkt (1) der Kurvenscheibe (2) auf einer ersten Geraden (g₁) und der Lagerpunkt (3.1) der Rolle (3), der Lagerpunkt (1) der Kurvenscheibe (2) sowie der Lagerpunkt (6.1) der Rolle (6), wobei sich die Lagerpunkte (3.1, 6.1) im jeweiligen Wendepunkt (W₁, W₂) des Bewegungsgesetzes befinden, welches zentralsymmetrisch zu diesen Wendepunkten (W₁, W₂) und spiegelsymmetrisch zu einem Umkehrpunkt (U) verläuft, auf einer zweiten Geraden (g₂) angeordnet sind.

2. Kurvengetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das zur Ausbildung der Kontur der Kurvenscheibe (2) verwendete Bewegungsgesetz als Sinuslinie ausgebildet ist.