-
HINTERGRUND
DER ERFINDUNG
-
Diese
Erfindung bezieht sich auf Druckmaschinen, Rollenrotationsdruckmaschinen
und einen Bahnzufuhrmechanismus für solche Druckmaschinen. Die
Erfindung befasst sich insbesondere mit verbesserten Mitteln in
einem Bahnzufuhrmechanismus, um zwei oder mehr Bahnen aus Papier
oder einem ähnlichen
bedruckbaren Material in Rollenform zu halten, und sieht Vorkehrungen
vor, um Bahnrollen mit unterschiedlichen Breiten oder Längen axial
zu verschiedenen vorbestimmten Arbeitspositionen zu schieben und
darin drehbar zu halten, von denen aus die Bahnen zu einer Druckstation
zu führen
sind, indem auf übliche
Art eine Bahn an die nächste
angeklebt wird.
-
Bahnzufuhrmechanismen,
die Bahnrollen unterschiedlicher Breite aufnehmen, sind bekannt und
werden in Verbindung mit Rollenrotationsdruckmaschinen verwendet.
Zu solchen bekannten Mechanismen zählt der Mechanismus, den das
US-Patent Nr.
1.980.879 lehrt.
Das Patent schlägt
Paare von Bahnrollen-Trägerarmen
vor, die an einer Rotationswelle in entlang des Umfangs beabstandeten
Positionen befestigt sind, wobei die Trägerarme jedes Paars axial zur
Welle einander gegenüberliegend
angeordnet sind, um zueinander hin- und voneinander fortbewegt zu
werden. An jedem Trägerarm
ist eine Muffe mit Innengewinde befestigt, um eine Stange mit Außengewinde
in Eingriff zu bringen, die drehbar an der Welle befestigt ist und
parallel zu deren Achse verläuft.
Die zwei Gewindestangen, die jedem Trägerarmpaar zugeordnet sind,
werden unabhängig
in zwei Richtungen angetrieben, um den Abstand zwischen den Trägerarmen
auf die Breite der dazwischen zu befestigenden Bahnrolle einzustellen.
-
Ein
Einwand gegen diese dem Stand der Technik entsprechende Vorrichtung
besteht darin, dass keine Mittel zum gemeinsamen Bewegen jedes Trägerarmpaars
zusammen mit der dazwischen gehaltenen Bahnrolle vorgesehen sind,
um die Bahnrolle axial zur Welle in die genaue Arbeitsposition zu führen. Obwohl
sich die Trägerarmpaare
durch synchrone Drehung der Gewindestangen gleichzeitig in dieselbe
Richtung bewegen lassen, sind sie nicht mechanisch miteinander gekoppelt.
Die Bewegung von zwei mechanisch nicht miteinander verbundenen Teilen
durch zwei exakt synchronisierte getrennte Antriebsmittel ist zwar
möglich,
aber sicherlich nicht praktisch.
-
Das
US-Patent Nr.
3.326.487 lehrt
einen anderen Bahnzufuhrmechanismus, der feststehende Trägerarme,
die unbeweglich nahe an einem Ende einer Rotationswelle angebaut
sind, sowie bewegliche Trägerarme
umfasst, die verschiebbar an der Welle befestigt sind, um sie entlang
der Wellenachse zu ihrem jeweiligen festen Trägerarm hin- und davon fortzubewegen.
Die beweglichen Trägerarme
verfügen über Ritzel,
die in Zahnstangen an der Welle eingreifen. Die Abstände zwischen
den feststehenden und beweglichen Armen sind deshalb auf die Breiten der
dazwischen zu befestigenden Bahnrollen einstellbar, da eine bidirektionale
Drehung auf die Ritzel übertragen
wird.
-
Diese
zweite dem Stand der Technik entsprechende Vorrichtung weist den
gleichen Nachteil wie die erste auf: die Paare beweglicher und feststehender
Arme lassen sich selbstverständlich
nicht gemeinsam bewegen, um die Bahnrolle fein justiert neu zu positionieren.
Ein weiterer Nachteil ergibt sich daraus, dass Bahnrollen unterschiedlicher
Breite nur an den feststehenden Trägerarmen positioniert werden können.
-
Das
US-Patent Nr.
4.102.511 lehrt
einen anderen Bahnzufuhrmechanismus, der Paare von Bahnrollen-Trägerarmen
umfasst, die an einer Rotationswelle in entlang des Umfangs beabstandeten Positionen
befestigt sind, wo bei die Trägerarme
jedes Paars axial zur Welle einander gegenüberliegend angeordnet sind,
um in verbundener Bewegung zueinander hin- und voneinander fortbewegt
zu werden. Jedes Trägerarmpaar
verfügt über Mittel
zur gleichzeitigen Bewegung der Arme entlang der Rotationswelle
von einer zu anderen Seite. Darüber
hinaus sind für
jedes Armpaar Mittel vorgesehen, um die Arme des Paars zueinander
oder auseinander zu führen,
wobei die Bewegung eines Arms des Paars mit der Bewegung des anderen
Arms verbunden ist.
-
Die
ungeprüfte
japanische Patentanmeldung Nr. 7-285709 schlägt ein ausgereifteres Positioniersystem
für Bahnrollen
vor, das umfasst: Stellglieder, um gleichzeitig die Bahnrollen-Trägerarme
jedes Paars zueinander hin- und voneinander fortzubewegen; Synchronisiermittel
für den
synchronen Betrieb der Armstellglieder; und Umpositioniermittel,
um die Synchronisierer axial zur Rotationswelle zu bewegen, an der
die Trägerarme
befestigt sind. Die Patentanmeldung lehrt auch die Verwendung von
abgeflachten, kegelförmigen
Wülsten
an den fernen Enden der Trägerarme.
Bei der synchronen Bewegung der Trägerarme jedes Paars zueinander
hin und voneinander fort müssen
die Wülste
in die gegenüberliegenden
Enden des rohrförmigen
Bahnrollenkerns eingeführt
werden und reibschlüssig
in diese Enden eingreifen. Die Bahnrolle wird demzufolge drehbar zwischen
den Trägerarmen
gehalten und – unabhängig von
ihrer jeweiligen Breite – mittig
zwischen den gegenüberliegenden
Enden der Rotationswelle positioniert. Ferner kann zur Feineinstellung
der Rollenposition jedes Trägerarmpaar
durch Umpositioniermittel gemeinsam mit der dazwischen befestigten Bahnrolle
in jede der entgegengesetzten Richtungen der Welle bewegt werden.
-
Dieses
dritte herkömmliche
Positioniersystem ist speziell dafür ausgelegt, Bahnrollen unterschiedlicher
Breite mittig zur Rotationswelle zu positionieren. Die Umladungsmittel
ermöglichen
eine Neueinstellung der Rollenposition nur nahe der Mittelposition
der Rotationswelle. Demzufolge konnte eine Bahnrolle nicht an versetzten
Positionen an der Welle platziert werden, also nicht an einem der
gegenüberliegenden
Außenenden
der Welle.
-
Ein
weiterer Einwand gegen dieses bekannte System betrifft die kegelförmigen Wülste an
jedem Trägerarmpaar,
die in die gegenüberliegenden
En den des rohrförmigen
Kerns der Bahnrolle eingepresst werden, um Letztere drehbar zwischen
den Trägerarmen
zu halten. Die Wülste üben dann
durch den Gegendruck eine Torsionsspannung auf die Trägerarme
aus, besonders an deren nahen Enden, wobei die Trägerarme
verschiebbar an der Rotationswelle befestigt sind. Die so beanspruchten
Trägerarme
benötigen
ein ungewöhnlich
hohes Drehmoment von den Umpositioniermitteln, wenn sie zusammen mit
der Bahnrolle axial zur Welle bewegt werden. Ein noch größerer Nachteil
ist hier, dass die Dauerhaltbarkeit der Vorrichtung in gravierendem
Maße eingeschränkt wird.
-
ZUSAMMENFASSUNG
DER ERFINDUNG
-
Ein
Hauptziel der vorliegenden Erfindung besteht darin, alle oben aufgeführten Unannehmlichkeiten
und Schwierigkeiten zu beseitigen, die beim Stand der Technik auftreten,
und die schnelle Befestigung und hochgenaue Ladung von Bahnrollen
zu ermöglichen.
-
Ein
spezielleres Ziel der Erfindung besteht darin, eine Bahnrolle mit
irgendeiner der verschiedenen Standardbreiten in irgendeiner Arbeitsposition axial
zur Rotationswelle zu befestigen, und zwar ungeachtet der Breite
oder Position der vorher befestigten Bahnrolle.
-
Ein
weiteres Ziel der Erfindung besteht darin, die Trägerarme
jedes Paares nicht nur einzeln zueinander hin- und voneinander fortzubewegen,
sondern auch zusammen mit der dazwischen gehaltenen Bahnrolle gemeinsam
entlang der Rotationswelle zu führen.
-
Ein
weiteres Ziel der Erfindung besteht darin, die Bahnrolle entsprechend
ihrer möglichen
Axialverschiebung relativ zu den Trägerarmen fein justiert neu
an der Rotationswelle zu positionieren.
-
Ein
weiteres Ziel der Erfindung ist die Vereinfachung und Integration
der Mittel für
die Einzelbewegung jedes Trägerarmpaars
sowie der Mittel für
deren gemeinsame Bewegung.
-
Ein
weiteres Ziel der Erfindung besteht darin, die Mittel zu verbessern,
die eine Bahnrolle zwischen jedem Trägerarmpaar halten und dabei
zu vermeiden, dass Torsionsbelastung auf die Trägerarme ausgeübt wird.
-
Noch
ein weiteres Ziel der Erfindung ist die Automatisierung der Befestigung
und Ladung der Bahnrollen.
-
Kurz
gesagt: die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Bahnzufuhrmechanismus
in einer Rotationsdruckmaschine, wobei mehrere Bahnen aus Papier
oder einem ähnlichen
bedruckbaren Material in Rollenform gehalten werden können, um aufeinander
folgend zu einer Druckstation geführt zu werden, indem eine Bahn
an die nächste
angeklebt wird. Dazu gehören
mehrere – normalerweise
zwei – Paare
von Trägerarmen,
die an einer Rotationswelle befestigt sind, um unabhängig axial
zur Welle und in erzwungener gemeinsamer Drehung mit dieser bewegt
zu werden, wobei die Trägerarme
jedes Paars einander gegenüber
axial zur Welle angeordnet sind, um zwischen sich eine Bahnrolle
zu halten. Die Trägerarme
jedes Paars verfügen über drehbare
Eingriffmittel, damit dazwischen eine Bahnrolle gehalten wird, um
so eine Drehung der Bahnrolle relativ zu den Trägerarmen zu ermöglichen.
Dazu gehören
auch unabhängige
und gemeinsame Antriebsmittel für
die Trägerarme.
Die unabhängigen
Antriebsmittel dienen dazu, unabhängig die Trägerarme jedes Paars zueinander
hin- und voneinander fortzubewegen – zumindest zwischen "Bereit"-Positionen, wobei
der Abstand zwischen den Trägerarmen
jedes Paars größer ist
als die Länge
einer dazwischen zu befestigenden Bahnrolle, und "Aufnahme"-Positionen, wobei
die Bahnrolle über
die drehbaren Eingriffmittel zwischen den Trägerarmen des Paars in Eingriff
gebracht werden kann. Die gemeinsamen Antriebsmittel dienen dazu,
jedes Trägerarmpaar
gemeinsam und normalerweise zusammen mit der dazwischen befestigten neuen
Bahnrolle in eine der beiden gegenüberliegenden Längsrichtungen
der Welle zu bewegen, um die neue Bahnrolle in eine gewünschte Arbeitsposition zu
führen,
von der aus die Bahn abzurollen ist.
-
Das
vielleicht ausgeprägteste
Merkmal der Erfindung liegt in der Tatsache begründet, dass die Trägerarme
jedes Paars unabhängig
zueinander hin- und
voneinander fortbewegt sowie gemeinsam – zusammen mit der dazwi schen
befestigten Bahnrolle – in
beide Längsrichtungen
der Rotationswelle geführt werden
können.
Die drehbar zwischen den Trägerarmen
jedes Paars gehaltene Bahnrolle kann folglich entweder mittig zu
einer vorbestimmten Führungsbahn
an der Rotationswelle, an einem der beiden Führungsbahnenden oder an irgendeiner
Zwischenposition befestigt werden, ohne dabei das bzw. die anderen
Trägerarmpaare
der Welle oder die von dem bzw. den anderen Paaren gehaltenen Rolle(n)
zu beeinträchtigen.
-
Die
gemeinsamen Antriebsmittel sind besonders dafür ausgelegt, eine fein abgestimmte
Umladung jeder befestigten Bahnrolle zu ermöglichen, was wegen eines Fehlers
bei der richtigen Platzierung der Bahnrolle mittig zwischen dem
Trägerarmpaar
als Vorbereitung auf den Eingriff der drehbaren Eingriffmittel notwendig
sein könnte.
In diesem Fall kann die Bahnrolle zusammen mit dem Trägerarmpaar
zu der exakten Arbeitsposition geschoben werden.
-
Die
unabhängigen
Antriebsmittel umfassen vorzugsweise Muffen mit Innengewinde, von
denen jeweils eine drehbar an jedem Trägerarm befestigt und gegen
Axialverschiebung relativ zum Trägerarm gesichert
ist. Die gemeinsamen Antriebsmittel umfassen Gewindestangen, die
drehbar an der Welle gehalten werden, parallel zu deren Achse verlaufen und
gegen Axialverschiebung relativ zum Trägerarm gesichert sind. Jede
Stange erstreckt sich durch die Muffen eines Trägerarmpaars und steht durch
das Gewinde in Eingriff mit den Muffen. Die Trägerarme jedes Paars können demzufolge
unabhängig
bewegt werden, indem eine bidirektionale Drehung auf die Gewindemuffen übertragen
wird – beispielsweise durch
jeweils einen Elektromotor mit umschaltbarer Drehrichtung an jedem
Trägerarm –, und gemeinsam bewegt
werden, indem eine bidirektionale Drehung auf die Gewindestange übertragen
wird – beispielsweise
durch einen zusätzlichen
Elektromotor mit umschaltbarer Drehrichtung, der direkt an die Stange gekoppelt
ist.
-
Es
versteht sich, dass die unabhängigen
und gemeinsamen Antriebsmittel teilweise zusammenwirken und sich
möglichst
immer gegenseitig unterstützen,
um die für
sie beabsichtigten Funktionen durchzuführen. Die unabhängigen und
gemeinsamen Antriebsmittel bestehen deshalb aus einer minimalen
Anzahl von Teilen, um die Herstellungskosten zu senken. Solche Mittel
sind auch für
zwangläufigen,
problemlosen Betrieb und leichte Wartung über einen langen Zeitraum ausgelegt.
-
Besonders
zu beachten ist die Tatsache, dass eine einzige Gewindestange in
beide Richtungen betreibbar sein muss, um die Trägerarme jedes Paars zusammen
mit der dazwischen befestigten Bahnrolle zu bewegen. Die Trägerarme
können
von den gemeinsamen Antriebsmitteln, die überdies eine einfache Konstruktion
aufweisen, gleichmäßig und fast
ohne Ladungsfehler geführt
werden, so dass sich die Bahnrolle präzise in die genaue Arbeitsposition bewegen
lässt.
-
Ein
weiteres Merkmal der Erfindung ist ein Paar von Dehnspannfuttern,
das drehbar an jedem Trägerarmpaar
befestigt ist, um dazwischen eine Bahnrolle zu halten, damit sich
diese relativ zu den Trägerarmen
drehen kann. Jedes Dehnspannfutter umfasst einen Spannfutterkörper, der
in den hohlen Kern jeder Bahnrolle eingesetzt werden kann, und mehrere
Druckglieder, die radial zum Spannfutterkörper gegen und außer Anschlag
mit der Innenfläche des
hohlen Kerns der Bahnrolle bewegt werden können. Ein Spannfutter-Stellglied
wie z.B. ein hydraulisch betriebener Zylinder kann an jedem Trägerarm befestigt
werden, damit die Druckglieder eines Dehnspannfutters gegen und
außer
Anschlag mit der Innenfläche
des hohlen Kerns der Bahnrolle bewegt werden.
-
Im
Gegensatz zu der oben aufgeführten
und dem Stand der Technik entsprechenden Vorrichtung, bei der ein
Paar kegelförmiger
Wülste
an jedem Trägerarmpaar
die gegenüberliegenden
Enden der Bahnrolle festhält,
greifen die Dehnspannfutter gemäß der vorliegenden
Erfindung in die Bahnrolle ein, indem sie in entlang des Umfangs
gleich beabstandeten Positionen gegen die Innenfläche des
rohrförmigen
Bahnrollenkerns drücken.
Die Dehnspannfutter üben
keine Torsionsspannung auf die Trägerarme aus und tragen dazu
bei, dass die Trägerarme,
die unabhängigen
und gemeinsamen Antriebsmittel sowie andere zugehörige Teile
länger
verwendet werden können.
-
Im
Umfang dieser Erfindung ist auch vorgesehen, dass der gesamte Vorgang
der Befestigung einer Bahnrolle zwischen den Trägerarmen jedes Paars sowie
der Ladung der Bahnrolle in einer vorgeschriebenen Arbeitsposition
axial zur Rotationswelle automatisiert wird. Die Erfindung schlägt zu diesem Zweck
vor, dass bereitgestellt werden: Mittel (z.B. Begrenzungsschalter),
die erkennen, ob jeder Trägerarm
von den unabhängigen
Antriebsmitteln in die "Bereit"-Position bewegt
wurde; Mittel, die erkennen, ob jeder Trägerarm von unabhängigen Antriebsmitteln
in die "Aufnahme"-Position bewegt
wurde; und Mittel (z.B. photoelektrische Sensoren), um die Abstände zwischen
den Trägerarmen
jedes Paars und den gegenüberliegenden
Enden der Bahnrolle zu erfassen, die von den drehbaren Eingriffmitteln
zwischen den Trägerarmen
gehalten wird.
-
Zur
Automatisierung der Vorrichtung können solche Mittel alle mit
einer elektronischen Steuerung verbunden werden. Die Abstandssensoren
können dazu
verwendet werden – vorzugsweise
nachdem jedes Trägerarmpaar
zusammen mit der Bahnrolle in die "Aufnahme"-Position bewegt wurde –, die Längsverschiebung
der Bahnrolle relativ zu den Trägerarmen
zu messen, wobei die Verschiebung während der Platzierung der Bahnrolle
zwischen den Trägerarmen
verursacht wurde, als diese in den "Bereit"-Positionen gehalten wurden. Die Position
der Bahnrolle kann dann gemäß der gemessenen
Verschiebung neu justiert werden, indem das Trägerarmpaar gemeinsam mit der
Bahnrolle bewegt wird. Auf diese Weise lässt sich eine hochpräzise, automatische
Ladung der Bahnrollen durchführen.
-
Die
Erfindung bezieht sich darüber
hinaus auf ein Verfahren nach Anspruch 10.
-
Die
obigen und anderen Ziele, Merkmale und Vorteile dieser Erfindung
sowie die Art ihrer Realisierung werden offensichtlicher – und die
Erfindung selbst wird am besten verständlich – durch die folgende Beschreibung
und die angehängten
Patentansprüche,
wobei Bezug auf die begleitenden Zeichnungen genommen wird, die
eine bevorzugte Ausführung
der Erfindung darstellen.
-
KURZE BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
-
Es
zeigen:
-
1 eine schematische Darstellung
einer Rollenrotationsdruckmaschine einschließlich eines Bahnzufuhrmechanismus
gemäß den Grundsätzen der
vorliegenden Erfindung, wobei keine der gegenüberstehenden Rahmenwände des
Bahnzufuhrmechanismus abgebildet ist;
-
2 einen vergrößerten Axialquerschnitt durch
den Bahnzufuhrmechanismus der Druckmaschine von 1, wobei Teile abgebrochen dargestellt
sind, um andere Teile sichtbar zu machen;
-
3 einen Querschnitt durch
den Bahnzufuhrmechanismus entlang der Linie III-III von 2;
-
4 einen vergrößerten,
unvollständigen Axialquerschnit
durch eines der Dehnspannfutter des Bahnzufuhrmechanismus von 2, wobei das repräsentative
Dehnspannfutter zusammen mit einem der Spannfutter-Stellglieder dargestellt
ist, von denen eines für
jedes Dehnspannfutter vorgesehen ist;
-
5 einen Querschnitt durch
eines der Dehnspannfutter entlang der Linie V-V von 4;
-
6 eine schematische Darstellung,
die veranschaulicht, wie Bahnrollen mit unterschiedlichen Längen zwischen
jedem Trägerarmpaar
befestigt und für
die Bahnzufuhr positioniert sind; und
-
7 eine Darstellung, die 6 etwas ähnelt, dafür aber veranschaulicht, wie
die Bahnrolle mittig zwischen den gegenüberliegenden Enden einer Führungsschiene
bei jedem Trägerarmpaar
positioniert ist.
-
BESCHREIBUNG
DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNG
-
Allgemeines
-
Die
vorliegende Erfindung wird nun detailliert gemäß der Ausführung der beispielhaft in 1 dargestellten Rotationsdruckmaschine
beschrieben. Die als Beispiel dienende Maschine umfasst eine Druckstation 1,
die zwei aufeinander gesetzte Offset-Widerdruckwerke aufweist, um
beide Seiten einer Bahn aus Papier oder ähnlichem bedruckbaren Material
zu bedrucken. Die Bahn wird von einer Bahnzufuhrstation 2 aus
zugeführt,
wobei zwei Bahnrollen drehbar gehalten bei 6a und 6b dargestellt
sind. Durch die durchgehende Linie in dieser Figur wird die Bahn
dargestellt, von der angenommen wird, dass sie von der linken Rolle 6b abgerollt, über viele
Führungswalzen 7 gezogen
und in die Druckstation 1 geführt wird.
-
Sobald
die Bahnrolle 6b bis zu einem vorgeschriebenen Durchmesser
verbraucht ist, wird die gerade von ihr abrollende Bahn durch einen
Klebemechanismus 8, der eine Konstruktion nach dem Stand
der Technik hat, an die andere Bahnrolle 6a geklebt (in 1 dargestellt durch die
gestrichelten Linien). Die Bahn wird also kontinuierlich von der neuen
Rolle 6a aus zugeführt,
während
diese zu der Position gedreht wird, die vorher die alte Rolle 6b einnahm.
-
Wie
ebenfalls in 2 und 3 dargestellt, werden die
Bahnrollen 6a und 6b drehbar von und zwischen
den jeweiligen Rollenträgerarmen 3 und 4 gehalten,
die identisch ausgeführt
sind und radial an einer Rotationswelle 5 befestigt sind.
Die gegenüberliegenden
Enden dieser Welle 5 sind drehbar in einem Paar von gegenüberstehenden,
aufrechten Rahmenwänden 9 gelagert,
um die Rotation um eine feste horizontale Achse zu ermöglichen.
Die Trägerarme 3 und 4 besitzen
Dehnspannfutter 23 samt Spannfutter-Stellgliedern, die
nahe an den fernen Enden der Arme eingebaut sind, um die Bahnrollen 6a und 6b sowie
andere Bahnrollen mit unterschiedlichen Breiten oder Längen drehbar
zu tragen. Eines der Dehnspannfutter und das zugeordnete Spannfutter-Stellglied
sind in 4 im Detail
dargestellt.
-
Die
Rollenträgerarmpaare 3 und 4 werden zur
gemeinsamen Drehung mit der Welle 5 gezwungen, um die Bahnrollen 6a und 6b zwischen
den zwei in 1 und 3 dargestellten Positionen
zu wechseln. Jedes Trägerarmpaar 3 oder 4 kann
jedoch frei axial zur Welle geführt
werden, entweder gemeinsam mit der Welle (mittels gemeinsamer Armantriebsmechanismen,
die Gewindestangen 18 und Stangenantriebsmotoren 22 umfassen)
oder unabhängig
(mittels unabhängiger
Armantriebsmechanismen, die Innengewindemuffen 13 und Muffenantriebsmotoren 16 umfassen).
Die zwei Trägerarmpaare 3 und 4 sind demzufolge
in der Lage, Bahnrollen unterschiedlicher Breite zu halten und diese
zu den erforderlichen Arbeitspositionen axial zur Rotationswelle 5 zu
bewegen, wobei die Bahn von diesen Positionen aus abgerollt und
zur Druckstation 1 geführt
wird.
-
Die
Platzierung der Bahnrollen an den ihrer Größe entsprechenden verschiedenen
Arbeitspositionen kann automatisiert werden. Die vorliegende Erfindung
lehrt elektronische Steuermittel für eine solche automatische
Ladung der Bahnrollen.
-
Nachstehend
folgen detailliertere Ausführungen über die
Bahnrollen-Trägerarme,
Dehnspannfutter und Spannfutter-Stellglieder, gemeinsamen Armantriebsmechanismen,
unabhängigen
Armantriebsmechanismen sowie die elektronische Steuerung in dieser
Reihenfolge und unter einzelnen Überschriften.
Die Beschreibung des Betriebs folgt den Ausführungen über die aufgelisteten Mittel.
-
Bahnrollen-Trägerarme
-
Wie
bereits gesagt, sollen die zwei Bahnrollen-Trägerarme 3 und 4 sowohl
gemeinsam als auch unabhängig
axial zur Welle 5 geführt
werden, müssen
sich jedoch mit dieser Welle drehen. Zur Realisierung dieser Zwecke
haben – wie
aus 2 und 3 hervorgeht – alle Teile
bis auf die gegenüberliegenden
Endzapfen der Welle 5 im Querschnitt eine rechteckige Form;
zwei Paare Führungsschienen 10a und 10b liegen
an den gegenüberliegenden
Seiten der Welle an, um so parallel zu deren Achse verlaufen.
-
Vier
Paare Gleitstücke 11a und 11b greifen verschiebbar
in diese Führungsschienen 10a und 10b ein,
wobei jedes Gleitstückpaar 11a am
nahen Ende eines Trägerarms 3 und
jedes Gleitstückpaar 11b am
nahen Ende eines Trägerarms 4 befestigt
ist. Die Trägerarme 3 und 4 können daher
axial zur Welle 5 verschoben werden, werden aber zur gemeinsamen
Drehung mit der Welle gezwungen.
-
Dehnspannfutter und Spannfutter-Stellglieder
-
2 veranschaulicht am besten,
dass alle Trägerarme 3 und 4 Dehnspannfutter 23 besitzen, die
zusammen mit den Spannfutter-Stellgliedern an den fernen Enden der
Trägerarme
montiert sind. Die zwei Dehnspannfutter jedes Paars der Trägerarme 3 und 4 sind
parallel zur Achse der Welle 5 ausgerichtet, um zwischen
sich eine Bahnrolle 6a oder 6b zu halten. Da die
in dieser Ausführung
verwendeten vier Dehnspannfutter und vier Spannfutter-Stellglieder alle
gleich konstruiert sind, wird unter Bezugnahme auf 4 und 5 nur
eines der Spannfutter zusammen mit dem zugeordneten Spannfutter-Stellglied
im Detail beschrieben, wobei es sich versteht, dass die gleiche
Beschreibung auch für
alle anderen Spannfutter und Spannfutter-Stellglieder gilt.
-
Für das in 4 stark vergrößert dargestellte
repräsentative
Dehnspannfutter 23 wird hier angenommen, dass es sich um
das linke Spannfutter des Trägerarmpaars 3 von 2 handelt, das die Bahnrolle 6a hält. Das
Dehnspannfutter 23 umfasst einen rohrförmigen Spannfutterkörper, der
an einem Ende geschlossen und am anderen Ende offen ist und mehrere
(in der dargestellten Ausführung
sechs) radial darin eingeschnittene Nuten sowie gleich viele Druckglieder 30 aufweist,
von denen jeweils eines verschiebbar in jeweils eine Nut des Spannfutterkörpers eingreift.
Die Pfeile in 5 weisen
darauf hin, dass die Druckglieder 30 relativ zum Spannfutterkörper 29 aus
den radialen Nuten heraus und wieder hineinbewegt werden können.
-
Für die in 4 durch gestrichelte Linien dargestellte
Bahnrolle 6a sowie alle anderen mit dieser Vorrichtung
verwendeten Bahnrollen wird angenommen, dass sie einen hohlen Kern 12 mit
einem bekannten Durchmesser aufweisen, der nur geringfügig größer ist
als der des Spannfutterkörpers 29. Das
Dehnspannfutter 23 muss mit seinen eingezogenen Druckgliedern 30 in
diesen hohlen Kern 12 eingeführt werden. Beim anschließenden Ausfahren stoßen die
Druckglieder 30 gegen die Innenfläche des hohlen Kerns 12,
wodurch die Bahnrolle an einem Ende fest in Eingriff gebracht wird.
Das Dehnspannfutter 23 lässt sich mit der Bahnrolle 6a und
Teilen des Spannfutter-Stellglieds
relativ zum Trägerarm 3 drehen,
was im Folgenden noch beschrieben wird.
-
In 4 ist bei 32 ein
Wulstrand dargestellt, der konzentrisch rings um den Spannfutterkörper 29 angrenzend
an dessen nahes Ende gebildet ist, das beim Einführen des Dehnspannfutters in
den hohlen Kern 12 der Bahnrolle gegenüber einem Ende dieser Rolle
gehalten werden muss. Auf diesen Wulstrand 32 wird später Bezug
genommen, wenn die Ladung der Bahnrollen axial zur Welle 5 beschrieben
wird.
-
Zum
Ausdehnen und Einziehen des Spannfutters 23 ist das Spannfutter-Stellglied
vorgesehen, das am besten in 4 ersichtlich
ist. Das Spannfutter-Stellglied ist ein doppelt wirkender Luftdruckzylinder 27 mit
doppelendiger Stange, der unbeweglich in einem Hohlraum 26 des
Trägerams 3 befestigt
ist. Im Zylinder 27 ist ein Kolben 28 verschiebbar
und druckdicht eingebaut, wodurch ein Paar gegenüberliegender Luftkammern definiert
wird. Der Kolben 28 ist als eine Konstruktion aus einem
Stück mit
einer hohlen, doppelendigen Kolbenstange 28a dargestellt,
die in gegenüberliegenden
Richtungen aus dem Zylinder 27 herausragt. Durch die Kolbenstange
verläuft
gleichochsig eine Antriebsspindel 25, die relativ zur Kolbenstange
gedreht werden kann, aber gegen axiale Verschiebung relativ zur
Stange gesichert ist. Die Antriebsspindel 25 kann ferner
axial durch zwei beabstandete Muffen 24a und 24b geschoben
werden, wird aber zur gemeinsamen Drehung mit beiden gezwungen;
beide Muffen werden über
Lager drehbar vom Trägerarm 3 gehalten.
Der Spannfutterkörper 29 ist
in Presspassung mit der Muffe 24a verbunden, damit er gemeinsam
mit ihr gedreht werden kann.
-
Ein
gleichochsig fest an einem Ende der Antriebsspindel 25 angebauter
kegelförmiger
Nocken 31 erstreckt sich in den Dehnspannfutterkörper 29, um
die radialen Druckglieder 30 in Eingriff zu bringen. In 5 ist besser zu erkennen,
dass der Nocken 31 unterschnittene Nuten aufweist, um die
schwalbenschwanzförmigen
Vorsprünge
an den unteren Enden der Druckglieder 30 aufzunehmen.
-
Die
Antriebsspindel 25 bewegt sich folglich vor und zurück, während eine
Druckluftquelle (nicht dargestellt) über geeignete Rohre und Ventile
Druckluft abwechselnd in die Luftkammern des Zylinders 27 leitet.
Die Druckglieder 30 des Dehnspannfutters 23 werden
bei einer solchen linearen Hin- und Her bewegung der Antriebsspindel 25 aus-
und eingefahren und bedingt durch Spannung gegen und außer Anschlag
mit dem hohlen Kern 12 der Bahnrolle gebracht. Bei der
Rotation der Bahnrolle dreht sich auch das Dehnspannfutter 23 – wenn es
durch Spannung in Eingriff mit der Bahnrolle steht – zusammen
mit dem Nocken 31, der Antriebsspindel 25 und
den Muffen 24a und 24b.
-
Gemeinsame
Armantriebsmechanismen
-
Die
gemeinsamen Armantriebsmechanismen und die unabhängigen Armantriebsmechanismen
kooperieren und können
eigentlich nicht als getrennte Einheiten angesehen werden, da keiner
ohne den anderen funktionsfähig
ist. Sie werden trotzdem zum besseren Verständnis der Offenbarung einzeln beschrieben.
-
Insbesondere
Bezug nehmend auf 2, sind
zwei Gewindestangen 18 dargestellt, die übereinstimmend
mit den in dieser Ausführung
verwendeten zwei Bahnrollen-Trägerarmpaaren 3 und 4 drehbar
von und zwischen jeweiligen Paaren von Ansätzen 20a und 20b der
Welle 5 gehalten werden. Jede Gewindestange 18 verläuft parallel
zur Achse der Welle 5 und ist gegen Axial verschiebung
relativ zu dieser Welle gesichert. Ein Elektromotor 22 mit
umschaltbarer Drehrichtung ist an der Welle 5 befestigt und
antreibend über
einen Drehmomentbegrenzer 21 an jede Gewindestange 18 gekoppelt.
Die zwei Motoren 22 der gemeinsamen Armantriebsmechanismen
werden im Folgenden als gemeinsame Antriebsmotoren bezeichnet.
-
Unabhängige Antriebsmechanismen
-
2 zeigt außerdem,
dass die Innengewindemuffen 13 in den jeweiligen ausgerichteten
Bohrungen in jedem Paar der Bahnrollen-Trägerarme 3 oder 4 aufgenommen
sind. Jede Gewindestange 18 der gemeinsamen Armantriebsmechanismen
erstreckt sich durch die Gewindemuffen 13 eines Trägerarmpaars 3 oder 4 und
steht durch das Gewinde in Eingriff mit den Muffen. Die Innengewindemuffen 13 lassen
sich relativ zu den Trägerarmen 3 und 4 drehen,
sind aber gegen Axialverschiebung relativ zu den Armen gesichert.
-
Jede
Gewindemuffe 13 besteht aus einem Stück, wobei ein angetriebenes
Zahnrad 14 beweglich eine Gewindestange 18 umgibt.
Jedes angetriebene Zahnrad 14 greift in ein Antriebszahnrad 15 ein, das über einen
Drehmomentbegrenzer 17 an die Läuferwelle eines Elektromotors 16 mit
umschaltbarer Drehrichtung gekoppelt ist. Es sind also insgesamt
vier solche Motoren 16 vorgesehen, von denen jeweils einer
an einem Trägerarm 3 oder 4 angebaut ist,
um die vier Trägerarme
unabhängig
anzutreiben. Diese Motoren 16 werden im Folgenden als die
unabhängigen
Antriebsmotoren bezeichnet, um sie von den obigen gemeinsamen Antriebsmotoren 22 zu
unterscheiden.
-
Demzufolge
bewegt sich bei der bidirektionalen Drehung von einem der gemeinsamen
Antriebsmotoren 22 ein Trägerarmpaar 3 und 4 gemeinsam
in beide Richtungen entlang der Achse der Welle 5. Bei der
bidirektionalen Drehung der unabhängigen Antriebsmotoren 16 können darüber hinaus
alle Trägerarme
unabhängig
in beide Richtungen entlang der Wellenachse bewegt werden.
-
Elektronische
Steuerung
-
Vor
der Darlegung der elektronischen Steuerungsmittel, die in der dargestellten
Ausführung
für die
automatische Ladung der Bahnrollen verwendet werden, muss zuerst
auf die zu handhabenden Bahnrollen bestimmter Breiten und die von
ihnen eingenommenen Arbeitspositionen eingegangen werden. Die Bahnrollen
A, B und C mit drei verschiedenen Standardbreiten sind in 6 dargestellt, in der das große P die
Breite einer Zeitungsseite repräsentiert. Die
Bahnrolle A ist 4P breit, hat also eine Gesamtbreite von vier Zeitungsseiten;
die Bahnrolle B ist 3P und die Bahnrolle C 2P breit. Die breiteste
Bahnrolle A ist in ihrer einzigen möglichen Arbeitsposition bezogen
auf das Führungsschienenpaar 10a dargestellt, d.h.
mit ihrer axialen Mitte zentriert auf die Längsmitte 0 des Führungsschienenpaars
ausgerichtet. La und Lb sollen jetzt die beiden äußersten Rollenendpositionen
des Führungsschienenpaars 10a sein,
die von den gegenüberliegenden
Enden der breitesten Bahnrolle A einzunehmen sind, wenn sie zwischen
dem Trägerarmpaar 3 gehalten
und dadurch zentriert ist. Die Arbeitspositionen der mittelbreiten
Bahnrolle B und der schmalsten Bahnrolle C können so angeordnet sein, dass
sich entweder deren linke Enden (siehe 6) an der linken äußersten Rollenendposition La
oder deren rechte Enden an der rechten äußersten Rollenendposition Lb
befinden. Die kleineren Bahnrollen B und C können außer diesen versetzten Arbeitspositionen
auch mittige Arbeitspositionen wie die Bahnrolle A einnehmen, wobei
ihre gegenüberliegenden
Enden dann beide nach innen hin von den äußersten Rollenendpositionen
La und Lb beabstandet sind.
-
Das
Trägerarmpaar 3 ist
in 6 in den BEREIT-Positionen
bezogen auf die breiteste Bahnrolle A dargestellt, d.h., dass sich
die Arme in Positionen befinden; die als Vorbereitung für das spätere Einspannen
bereit für
die Aufnahme einer neuen breitesten Bahnrolle sind, während beispielsweise
ein fahrerloses Förderzeug
die Rolle von einem Lagerplatz holt und transportiert. Diese BEREIT-Positionen,
die in 6 durch Aa und
Ab gekennzeichnet sind, sind so angeordnet, dass die Wulstränder 32 der
Dehnspannfutter 23 von den äußersten Rollenendpositionen
La und Lb um die Strecken N beabstandet sind, die gleich der Länge S jedes
Dehnspannfutters plus dem Zwischenraum T zwischen der Spannfutterspitze
und dem gegenüberliegenden
Bahnrollenende sind. Die Zwischenräume T sind die Strecken, die
für die
Platzierung der breitesten Bahnrolle zwischen den Trägerarmen
des Paars 3 erforderlich sind, ohne dass dabei die Dehnspannfutter 23 beeinträchtigt werden.
Die BEREIT-Positionen
können
daher auch als die Positionen bezeichnet werden, bei denen die Zwischenräume T zwischen
den Spitzen der Dehnspannfutter 23 und den gegenüberliegenden
Enden der Bahnrolle A vorhanden sind.
-
6 zeigt ferner, dass sich
die BEREIT-Positionen der Trägerarme 3 befinden:
bei Ba und Ab, wenn die mittelbreite Bahnrolle B mit einem Ende
an der rechten äußersten
Rollenendposition Lb zu platzieren ist; bei Aa und Bb, wenn die
mittelbreite Bahnrolle B mit einem Ende an der linken äußersten
Rollenendposition La zu platzieren ist; bei Ca und Ab, wenn die
schmalste Bahnrolle C mit einem Ende an der rechten äußersten
Rollenendposition Lb zu plat zieren ist; und bei Aa und Cb, wenn
die schmalste Bahnrolle C mit einem Ende an der linken äußersten Rollenendposition
zu platzieren ist.
-
Die
beiden Trägerarme 3 müssen beispielsweise
von den BEREIT-Positionen
Aa und Ab aus aufeinander zu in die AUFNAHME-Positionen Aaa und
Abb bewegt werden, wobei die Dehnspannfutter 23 so weit
in den hohlen Kern der breitesten Bahnrolle A eingeführt werden,
wie es für
das Einspannen der Rolle erforderlich ist. Die Wulstränder 32 der Dehnspannfutter
sind in diesen AUFNAHME-Positionen jeweils um eine vorbestimmte
Minimalstrecke Y von einem Ende der Bahnrolle beabstandet, so dass die
Strecken von den BEREIT- zu den AUFNAHME-Positionen jeweils gleich
N (= S + T) minus Y sind.
-
Die
Trägerarme 3 in ähnlicher
Weise bewegt werden: in die AUFNAHME-Positionen Baa und Abb, um
die mittelbreite Bahnrolle B mit einem Ende an der rechten äußersten
Rollenendposition Lb einzuspannen; in die AUFNAHME-Positionen Aaa
und Bbb, um die mittelbreite Bahnrolle B mit einem Ende an der linken äußersten
Rollenendposition La einzuspannen; in die AUFNAHME-Positionen Caa
und Abb, um die schmalste Bahnrolle C mit einem Ende an der rechten äußersten
Rollenendposition Lb einzuspannen; in die AUFNAHME-Positionen Aaa
und Cbb, um die schmalste Bahnrolle C mit einem Ende an der linken äußersten
Rollenendposition La einzuspannen. Alle zusätzlichen in diesem Abschnitt
genannten AUFNAHME-Positionen Baa, Bbb, Caa und Cbb sind jeweils
um die gleiche Strecke (N – Y)
von den BEREIT-Positionen
Ba, Bb, Ca und Cb beabstandet.
-
Zur
automatischen Steuerung der Bahnrollen-Ladung sind nun im Gegensatz
zur Darstellung von 6 zwei
Begrenzungsschalter 35a und 36a, die an einem
Trägerarm
des Paars 3 (auch an einem Trägerarm des anderen Paars 4)
befestigt sind, und zwei Begrenzungsschalter 35b und 36b vorgesehen, die
am anderen Trägerarm
des Paars 3 (auch am anderen Trägerarm des anderen Paars 4)
befestigt sind.
-
6 zeigt ebenfalls, dass
sich an einer Führungsschiene
des Paars 10a (auch an einer Führungsschiene des anderen Paars 10b)
eine Reihe von Anschlägen 37a, 37b und 37c sowie
einen weitere ähnliche
Reihe von An schlägen 37d, 37e und 37f befindet.
Die Stellarme der Begrenzungsschalter 35a bzw. 35b der
beiden Trägerarme 3 müssen gegen
die zwei Anschlagreihen stoßen,
wenn diese Trägerarme
die BEREIT-Positionen Aa, Ba und Ca bzw. die BEREIT-Positionen Ab,
Bb und Cb erreichen.
-
An
der anderen Führungsschiene
des Paars 10a (auch an der anderen Führungsschiene des anderen Paars 10b)
befindet sieh eine Reihe von Anschlägen 38a, 38b und 38c sowie
einen weitere ähnliche
Reihe von Anschlägen 38d, 38e und 38f,
gegen die die Stellarme der Begrenzungsschalter 36a bzw. 36b der
beiden Trägerarme 3 stoßen müssen, wenn diese
Arme die AUFNAHME-Positionen Aaa, Baa und Caa bzw. die AUFNAHME-Positionen
Abb, Bbb und Cbb erreichen.
-
Die
Bewegung der Rollenträgerarme 3 oder 4 zu
den BEREIT- und AUFNAHME-Positionen kann auch von anderen Mitteln
als den obigen Begrenzungsschaltern erfasst werden. Alternativ können beispielsweise
Impulsgeber verwendet werden, die Impulse proportional zu den Umdrehungen
der Innengewindemuffen 13 (2)
aller Trägerarme 3 und 4 senden.
Da die von jedem Trägerarm
pro Einheit der Winkeldrehung der Muffe 13 zurückgelegte Strecke
bekannt sein kann, lässt
sich die Bewegung der Trägerarme
zu irgendeiner der BEREIT- und AUFNAHME-Positionen anhand eines
Bezugswerts feststellen, indem die Impulse gezählt werden.
-
Als
weitere Alternative können
Impulsgeber und Begrenzungsschalter kombiniert eingesetzt werden.
Impulsgeber können
beispielsweise zum Erkennen der Bewegung der Trägerarme nur zu den BEREIT-Positionen
und Begrenzungsschalter zum Erkennen der Trägerarmbewegung nur zu den AUFNAHME-Positionen
verwendet werden oder umgekehrt.
-
In 6 sind bei 39a und 39b Abstandssensoren
dargestellt, von denen jeweils einer an jedem Trägerarm 3 (auch an
jedem Trägerarm 4)
befestigt ist, um die Abstände
zwischen den Trägerarmen
und den gegenüberliegenden
Enden der dazwischen eingespannten Bahnrolle zu messen. Diese Abstandssensoren
sind Wegsensoren bekannter Bauart, die einen Laser und einen Photodetektor
umfassen und Abstände
durch Triangulation messen. Der durch eine Linse gebündelte Laserstrahl
bestrahlt ein Ende der Bahnrolle, und ein be stimmter Winkelanteil
des reflektierten Streulichts fällt
als Lichtfleck auf den Photodetektor. Die Position des Strahlflecks ändert sich
mit dem Abstand zwischen dem Sensor und dem Bahnrollenende, und
die Ausgangsspannung des Photodetektors variiert ungefähr linear
mit der Position des Strahlflecks. Der Abstand zwischen Sensor und
Bahnrolle kann demzufolge durch Verarbeitung der Ausgangsspannung
des Photodetektors ermittelt werden.
-
Befestigung
der Bahnrollen
-
Bezug
nehmend auf 2, können beispielsweise
zur Befestigung einer Bahnrolle 6a der Breite L zwischen
Trägerarmen
des Paars 3 die Arme zuerst in die BEREIT-Positionen bewegt
werden, wobei der Abstand zwischen den Spitzen der Dehnspannfutter 23 gleich
der Bahnrollenbreite L plus 2T ist (siehe 6). Anschließend können diese Trägerarme 3 mit
der zwischen ihnen gehaltenen Bahnrolle 6a zueinander hin
von den BEREIT- zu den AUFNAHME-Positionen bewegt werden, wobei
die Dehnspannfutter 23 im erforderlichen Maß in den hohlen
Kern 12 (siehe 4)
der Bahnrolle eingeführt
werden.
-
Die
in die Trägerarme 3 eingebauten
Druckluftzylinder 27 können
dann beide ausgefahren werden, wodurch die Nocken 31 der
Antriebsspindeln 25, die gleichachsig an die Kolbenstangen
der Druckluftzylinder gekoppelt sind, die Druckglieder 30 der Dehnspannfutter
radial aus den Spannfutterkörpern 29 herausbewegen.
Die ausfahrenden Spannfutter-Druckglieder 30 stoßen gegen
die Innenfläche des
Bahnrollenkerns 12. Die Bahnrolle ist nun zwischen dem
Trägerarmpaar 3 eingespannt
und bereit, sich mit den Dehnspannfuttern 23 und den Spindeln 25 der
Spannfutter-Stellglieder relativ zu den Trägerarmen 3 zu bewegen.
-
Möglicherweise
muss die Bahnrolle jedoch axial zur Welle 5 umpositioniert
werden, bevor die Bahnzufuhr von der eingespannten Rolle aus beginnt.
Die Bahnrolle lässt
sich leicht mit dem Trägerarmpaar 3 in
beide Richtungen entlang der Welle 5 bewegen, während die
Trägerarme
entlang dem an der Welle befindlichen Führungsschienenpaar 10a gleiten,
wobei sich der gemeinsame Antriebsmotor 22 in die erforderliche
Richtung dreht.
-
Im
Folgenden wird beschrieben, wie die breiteste Bahnrolle A automatische
zwischen den Trägerarmen
des Paars 3 befestigt und mittig zum Führungsschienenpaar 10a positioniert
wird. Der Bediener kann am Eingabegerät (nicht dargestellt) die Größe der Bahnrolle
A sowie das Trägerarmpaar 3 angeben,
an dem die Rolle zu befestigen ist. Da nun davon ausgegangen wird,
dass die Bahnrolle die breiteste ist, wird die an das Eingabegerät angeschlossene
elektronische Steuerung angewiesen, das Trägerarmpaar 3 in die
für die
breiteste Bahnrolle geltenden BEREIT-Positionen Aa und Ab zu führen.
-
Die
elektronische Steuerung sorgt folglich dafür, dass die am Trägerarmpaar 3 angeordneten Innengewindemuffen 13 von
den jeweiligen unabhängigen
Antriebsmotoren 16 so in eine Richtung geführt werden,
dass die Trägerarme
voneinander fortbewegt und an den BEREIT-Positionen Aa und Ab vorbeigeführt werden,
bis sie in vorbestimmten Startpositionen den Initialisierungsbefehl
erhalten. Dann wird die Drehrichtung der unabhängigen Antriebsmotoren 16 umgekehrt,
so dass sich die Trägerarme 3 aufeinander
zubewegen. Die Begrenzungsschalter 35a und 35b an
den Trägerarmen 3 stoßen gegen
die Anschläge 37a bzw. 37d,
wenn die Trägerarme
die BEREIT-Positionen Aa und Ab erreichen, wodurch bei den unabhängigen Antriebsmotoren 16 die
Drehung abgeschaltet wird. Dieser Zustand ist in 6 dargestellt.
-
Es
wird nun angenommen, dass die zwischen den Trägerarmen 3 zu befestigende
neue Bahnrolle A beispielsweise von einem fahrerlosen, nicht auf
Gleisen geführten
Förderzeug
(nicht dargestellt) von einem Lagerplatz geholt und transportiert wurde.
Es versteht sich ferner, dass das Förderzeug mit einer Vorrichtung
ausgerüstet
ist, die die neue Bahnrolle zwischen den Trägerarmen 3, die wie
oben in die BEREIT-Positionen gebracht wurden, und etwa in axialer
Ausrichtung zu den Dehnspannfuttern 23 beider Trägerarme
hebt und hält.
-
Bei
den unabhängigen
Antriebsmotoren 16 wird anschließend wieder die Drehung angeschaltet, damit
die Trägerarme 3 um
die vorbestimmte Strecke (N – Y)
zueinander hinbewegt werden, wobei die Dehnspannfutter 23 folg lich
in den hohlen Kern 12 der Bahnrolle eingeführt werden.
Die Begrenzungsschalter 36a und 36b an den Trägerarmen 3 bringen die
Anschläge 38a bzw. 38d in
Eingriff, wodurch die Drehung der unabhängigen Antriebsmotoren 16 ausgeschaltet
wird, wenn die Trägerarme
die AUFNAHME-Positionen Aaa und Abb erreichen. In diesen AUFNAHME-Positionen
sind die Wulstränder 32 der Dehnspannfutter – wie bereits
gesagt – um
die vorbestimmte Minimalstrecke Y von den gegenüberliegenden Enden der Bahnrolle
beabstandet.
-
Das
fahrerlose Förderzeug
hat die neue Bahnrolle A möglicherweise
axial verschoben zwischen den Trägerarmen 3 positioniert,
als diese sich in den BEREIT-Positionen Aa und Ab befanden. Die Verschiebung
war eventuell sogar so groß,
dass der Spannfutter-Wulstrand 32 von einem der Trägerarme 3 – die sich
beide zu den AUFNAHME-Positionen Aaa und Abb bewegen – gegen
ein Ende der Bahnrolle stößt, lange
bevor die erforderliche Strecke (N – Y) zurückgelegt wurde. Dann wird der
Antriebsmotor 16 überlastet,
der den betreffenden Trägerarm 3 bewegt,
woraufhin der Drehmomentbegrenzer 17 in Bezug auf die Kraftübertragung
diesen Motor von dem zugeordneten Trägerarm trennt, so dass sich
der Motor unbelastet weiterdreht. Der Motor wird jedoch unmittelbar
danach automatisch ausgeschaltet, da ein Sensor (nicht dargestellt)
das Hochdrehen des Motors erkennt und dies demgemäß der elektronischen Steuerung
meldet.
-
Die
elektronische Steuerung registriert das vom Sensor eingehende Signal,
zeigt die unnormale Bahnrollenzufuhr sichtbar an und veranlasst
eine erneute Zufuhr der Bahnrolle. Der neue Versuch kann beispielsweise
mit einem anderen fahrerlosen Förderzeug
durchgeführt
werden, das eine andere Bahnrolle trägt.
-
Es
wird nun wieder vom Normalfall ausgegangen, bei dem beide unabhängigen Antriebsmotoren 16 anhalten,
nachdem beide Trägerarme 3 etwa die
gleiche Strecke (N – Y)
von den BEREIT-Positionen Aa und Ab zu den AUFNAHME-Positionen Aaa und
Abb zurückgelegt
haben. Dann wird Druckluft in die Zylinder 27 (4) geleitet, die die Spannfutter betätigen, woraufhin
sich die Kolben 28 der Zylinder bei ihrem Einspannhub vorwärts bewegen
(in dieser Figur nach rechts). Bei der Vorwärtsbewegung der Kolben 28 bewegen
sich auch die Antriebsspindeln 25 und die Nocken 31 nach
vorne. Die Vorwärtsbewegung
der Nocken 31 führt
dazu, dass die radialen Druckglieder 30 der Dehnspannfutter 23 ausfahren und
bedingt durch Spannung mit dem hohlen Kern 12 der neuen
Bahnrolle in Eingriff gebracht werden, die in 4 mit 6a gekennzeichnet ist.
-
Die
neue Bahnrolle ist jetzt fest und drehbar zwischen den Trägerarmen
des Paars 3 befestigt. Es versteht sich, dass die elektronische
Steuerung so ausgerüstet
ist, dass sie das Einspannen der Bahnrolle registriert, damit die
Hubvorrichtung des Förderzeugs
herabgelassen werden kann, sobald das Einspannen der Bahnrolle beendet
ist.
-
Wie
bereits gesagt, befinden sich die Trägerarme des Paars 3 nun
in den AUFNAHME-Positionen Aaa und Abb, wobei die Begrenzungsschalter 36a und 36b der
Trägerarme
in Eingriff mit den Anschlägen 38a bzw. 38d stehen.
Die neue Bahnrolle ist daher in der für die breiteste Rolle passenden
Arbeitsposition, wobei sich ihre gegenüberliegenden Enden an den äußersten
Rollenendpositionen La und Lb befinden, wenn sie exakt in der Mitte
zwischen den Trägerarmen 3 platziert
wurde, als diese an den BEREIT-Positionen Aa und Ab waren.
-
Dies
ist allerdings nicht immer der Fall. Die neue Bahnrolle könnte geringfügig außer Position
auf das Förderzeug
geladen worden sein, oder das Förderzeug
ist bei seiner Fahrt etwas vom gewünschten Kurs abgewichen. Die
Bahnrolle ist in solchen Fällen möglicherweise
nicht in der korrekten Arbeitsposition, obwohl sich die Trägerarme
selbst an den richtigen AUFNAHME-Positionen
befinden.
-
Damit
die Bahnrolle in solchen Fällen
umpositioniert werden kann, sind an beiden Trägerarmen die gekennzeichneten
Abstandssensoren 39a und 39b vorgesehen (in 6 und 7 dargestellt). Sobald die Bahnrolle
fertig eingespannt ist, wird nach Ablauf eines vordefinierten Zeitraums,
der durch die Zählung
von Taktimpulsen gemessen wird, die Ausgangsspannung des Abstandssensors 39a beispielsweise
von der elektronischen Steuerung dazu genutzt, den Abstand U (7) zwischen diesem Sensor
und einem Ende der Bahnrolle festzustellen. Der gemessene Ist-Abstand
U kann anschließend
mit dem Ab stand V verglichen werden, der dazwischen vorhanden sein
sollte, wenn die Bahnrolle an der exakten Arbeitsposition ist. Man
kann dann beurteilen, ob die Differenz zwischen Ist- und Sollabständen innerhalb
des vorgeschriebenen Bereichs für
zulässige Verschiebungen
liegt.
-
Falls
der Differenzwert den zulässigen
Bereich übersteigt – d.h. wenn
die Bahnrolle zu weit in eine Richtung gegenüber der richtigen Arbeitsposition
verschoben ist –,
kann der gemeinsame Antriebsmotor 22 eingeschaltet werden,
um die Gewindestange 18 zu drehen und folglich beide Trägerarme
3 gemeinsam in die erforderliche Richtung zu bewegen, bis die Enden
der Bahnrolle die richtigen Rollenendpositionen La und Lb erreichen.
Die von den Trägerarmen 3 zurückgelegte
Strecke sollte halb so groß sein
wie die Differenz zwischen den Ist- und Sollabständen. Die Drehrichtung des
Motors 22 hängt
davon ab, ob der Ist-Abstand U größer oder kleiner als der richtige
Abstand V ist. Die Drehung des Motors 22, die für die Trägerarmbewegung über die
erforderliche Strecke sorgen muss, kann von der elektronischen Steuerung
gesteuert werden.
-
Im
obigen Fall war nur ein Abstandssensor notwendig. In einigen Fällen könnte es
aber erforderlich sein, dass die unterschiedlich breiten Bahnrollen A,
B und C (siehe 6) bezogen
auf die Mitten C1, C2,
C3, C4 und C5 ihrer Arbeitspositionen umplatziert werden
müssen.
Die breiteste Bahnrolle A sollte beispielsweise ihre Längsmitte
bei C3 haben, wenn sie mit ihren gegenüberliegenden
Enden an den äußersten
Rollenendpositionen La und Lb platziert ist; die mittelbreite Bahnrolle
B sollte ihre Längsmitte
bei C2 haben, wenn sie mit ihrem rechten
Ende an der rechten Rollenendposition Lb platziert ist; die schmalste Bahnrolle
C sollte ihre Längsmitte
bei C1 haben, wenn sie mit ihrem rechten
Ende an der rechten Rollenendposition Lb platziert ist usw.
-
In
solchen Fällen
können
die beiden Abstände
U und U' (dargestellt
in 7) zwischen den Abstandssensoren 39a und 39b der
zwei Trägerarme 3 und
den gegenüberliegenden
Enden der dazwischen gehaltenen Bahnrolle gemessen werden, die hier
mit A gekennzeichnet ist. Die mögliche
Verschiebung X der Längsmitte
der Bahnrolle A gegenüber
der Mitte (hier C3) der für die breiteste
Bahnrolle geltenden richtigen Arbeitsposition kann anhand der Gleichung X = (U + U')/2–Uoder X = (U + U')/2–U'berechnet werden.
-
Wenn
U beispielsweise fünf
und U' sieben ist (Maßeinheit
ausgelassen), dann ist X = (5 + 7)/2–5 = 1oder X = (5 + 7)/2–7 = –1.
-
Die
Verschiebung war also gleich +1 oder –1 (welche Maßeinheit
auch immer gilt), wobei die Plus- und Minuszeichen auf die Richtung
der Verschiebung hinweisen. Es kann dann bestimmt werden, ob die Strecke
der berechneten Verschiebung innerhalb des vorgeschriebenen Toleranzbereichs
liegt. Falls nicht, kann der gemeinsame Antriebsmotor 22 eingeschaltet
werden, um die Trägerarme
des Paars 3 zusammen mit der dazwischen befestigten Bahnrolle
um die berechnete Verschiebung X in die Richtung des größeren der
gemessenen Abstände
U und U' zu bewegen.
Die Bahnrolle gelangt dann in die richtige Arbeitsposition, bei
der ihre Mitte exakt zur Mitte C3 der Arbeitsposition
passt. Die Drehrichtung des gemeinsamen Antriebsmotors 22 hängt in diesem
Fall davon ab, welche der obigen zwei Gleichungen für die Berechnung
der Verschiebung X verwendet wurde und ob diese Verschiebung positiv
oder negativ ist.
-
In
beiden Fällen
einer Neujustierung der Bahnrollenposition durch den gemeinsamen
Antriebsmotor 22 kann ständig überwacht werden, wie weit die
Gewindestange 18 gedreht wird, z.B. in Form von Impulsen,
die abgestimmt auf die Drehung der Stange gesendet werden. Die Drehung
des gemeinsamen Antriebsmotors 22 lässt sich demgemäß von der
Steuerelektronik steuern.
-
Obwohl
sich die obige Beschreibung des Betriebs auf die mittige Ladung
der breitesten Bahnrolle beschränkte,
versteht es sich von selbst, dass die schmaleren Bahnrollen ebenso
an den mittigen oder versetzten Positionen oder in irgendeiner Position dazwischen
befestigt werden können.
-
Trotz
der obigen detaillierten Offenbarung ist nicht beabsichtigt, dass
die vorliegende Erfindung auf die exakte Darstellung der Zeichnungen
oder deren Beschreibung beschränkt
ist. Für
einen Fachmann ergeben sich von selbst verschiedene Modifikationen
oder Änderungen
der dargestellten Ausführung,
die an bevorzugte Konstruktionen oder an die Anforderungen jeder
speziellen Anwendung der Erfindung auf eine bestimmte Druckmaschine
angepasst werden kann, ohne dabei vom Umfang der angehängten Patentansprüche abzuweichen.