EP0453623B1

EP0453623B1 - Schwertsteuerung für Falzmaschinen

Info

Publication number: EP0453623B1
Application number: EP90111467A
Authority: EP
Inventors: Werner Reim
Original assignee: Maschinenbau Oppenweiler Binder GmbH and Co KG
Current assignee: MBO Postpress Solutions GmbH
Priority date: 1990-04-25
Filing date: 1990-06-18
Publication date: 1994-10-26
Anticipated expiration: 2010-06-18
Also published as: DE59007570D1; DE4013183A1; EP0453623A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schwertsteuerung für Falzmaschinen mit einem das Schwert antreibenden Kurbeltrieb und einem den oberen Totpunkt des Kurbeltriebs erfassenden Fühler, wobei das Schwert im Bereich des oberen Totpunktes stillgesetzt wird. Eine derartige Schwertsteuerung ist aus DE-A- 2504489 bekannt.
Bei Schwertantrieben dieser Art wird angestrebt, das Schwert im oberen Totpunkt stillzusetzen, damit das Papier ausreichend Raum hat, um unter das Falzschwert einlaufen zu können. Zur Feststellung des oberen Totpunktes ist es üblich, auf der Kurbelwelle einen symmetrisch aufgebauten Nocken zu befestigen, der den Schwertantrieb über den Fühler im oberen Totpunkt stillsetzt. Dieser Nocken muß in Drehrichtung so lang ausgelegt sein, daß bei höchster Maschinengeschwindigkeit der Schaltzeitpunkt so früh gewählt wird, daß das Schwert in der oberen Totlage zum Stillstand kommt. Es wird dabei in Kauf genommen, daß der obere Totpunkt in Abhängigkeit von der Maschinengeschwindigkeit mehr oder weniger stark überlaufen wird. Bei sehr langsamen Fahren der Maschine oder beim Durchdrehen von Hand wird das Schwert dann schon so früh stillgesetzt, daß möglicherweise das Papier nicht mehr ungehindert unter das Falzschwert einlaufen kann, oder es muß der Weg des Schwertes besonders groß gewählt werden. Überläuft der Nocken den Fühler, so bedeutet dies eine Maschinenstörung.
Startvoraussetzung für das erneute Einschalten des Schwertantriebes ist dann, daß das Schwert in der oberen Totpunktlage steht und der Fühler durch den Nocken entsprechend bedämpft ist. Damit diese Position immer erreicht wird, müssen Kupplung und Bremse sehr exakt eingestellt werden. Wenn aber bereits nach geringem Verschleiß der Reibbeläge sich das Verhalten von Kupplung und Bremse ändert, ist eine Nachstellung unumgänglich.
Um bei Falzmaschinen eine hohe Leistung zu erzielen, soll der Abstand von Bogen zu Bogen möglichst kurz sein, wobei der minimale Bogenabstand abhängig ist von der Position des Schwertes bezogen auf die Transportebene des zu falzenden Bogens.
Üblicherweise wird der Bogenabstand durch manuelles Optimieren eingestellt, d.h. durch Verkürzen des Bogenabstandes, bis der Bogen gerade noch ungestört unter das Schwert läuft. Dies ist jedoch schwierig und zeitaufwendig, da sich mit dem menschlichen Auge die Bewegungsabläufe zwischen Bogen und Falzschwert sowie deren gegenseitige Zuordnung nicht exakt genug erfassen lassen. Der Bogenabstand wird dadurch häufig größer eingestellt, als dies unbedingt erforderlich ist.
Angesichts der beim Stand der Technik bestehenden Schwierigkeiten liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, zur Erzielung einer möglichst hohen Maschinenleistung eine Schwertsteuerung für Falzmaschinen zu schaffen, bei der einerseits das Falzschwert unabhängig von der Maschinengeschwindigkeit und unabhängig von geringen Zustandsänderungen von Kupplung und Bremse genau im oberen Totpunkt stillgesetzt werden kann und bei der es andererseits möglich ist, den optimalen Bogenabstand zu ermitteln und automatisch einzustellen.
Die beiden voneinander unabhängigen Teilaspekte der der Erfindung zugrundeliegenden Aufgabe werden erfindungsgemäß gleichermaßen durch eine synchron mit der Kurbelwelle des Kurbeltriebs umlaufende Zahnscheibe mit mehreren Zähnen gelöst, die von einer Auswerteelektronik erkennbar sind und von denen wenigstens ein Zahn von der Auswerteelektronik von den anderen Zähnen unterschieden werden kann und von denen vorzugsweise der in Drehrichtung letzte in der oberen Totpunktlage des Schwertes dem Fühler gegenüberliegt.
Statt einer Zahnscheibe und einem zugehörigen elektromagnetischen Fühler kann auch ein anderer, z.B. Lichtfühler verwendet werden, wobei dann die Zahnscheibe durch eine Scheibe zu ersetzen ist, auf die in Abständen voneinander Markierungen aufgebracht sind.
Mit Hilfe der erfindungsgemäßen Zahnscheibe ist es möglich, den Schaltvorgang je nach der Maschinengeschwindigkeit und je nach dem Zustand der Brems- und Kupplungseinheit, beginnend mit den in Drehrichtung ersten Zahn, mehr oder weniger früh vor Erreichen des oberen Totpunktes auszulösen, so daß das Schwert stets genau im oberen Totpunkt zum Stillstand kommt.
Um drehrichtungsunabhängig arbeiten zu können, sind in einer bevorzugten Ausführungsform die Zähne der Zahnscheibe symmetrisch zu dem der oberen Totpunktlage des Schwertes entsprechenden Zahn angeordnet. Entsprechend ist dann der "letzte" Zahn der die Symmetrieachse bestimmende mittlere Zahn.
Damit die Auswerteelektronik erkennen kann, welcher Zahn sich jeweils unter dem Fühler befindet, können diese und insbesondere der letzte bzw. der die Symmetrieachse bestimmende mittlere Zahn z.B. mit unterschiedlichen Höhen und/oder Breiten ausgeführt werden, so daß je nach dem Zahn, der unter dem Fühler durchläuft, mehr oder weniger hohe bzw. breite Ausgangssignale erzeugt werden. Besonders einfach ist dies bei Verwendung eines photoelektrischen Fühlers, wenn auf der Scheibe Markierungen unterschiedlicher Art aufgetragen werden. Auch ist denkbar, die Zähne bzw. Markierungen auf der Scheibe in in Drehrichtung unterschiedlichen Abständen oder in in Drehrichtung unterschiedlicher Breite anzubringen. Am einfachsten ist es, sowohl hinsichtlich der konstruktiven Ausführung der Zahnscheibe als auch hinsichtlich der Auswerteelektronik, die Zähne über einen Sektor der Zahnscheibe verteilt anzuordnen und den Rest der Zahnscheibe mit einheitlichem Durchmesser in Höhe des Zahngrundes oder des Zahnkopfes auszuführen oder den Rest der Zahnscheibe ganz abzuschneiden.
Mit Hilfe der erfindungsgemäßen Schwertsteuerung ist es möglich, die Wartungsintervalle der Kupplungs-Bremseinheit wesentlich zu verlängern, da bei mehr Schlupf die Abschaltung der Maschine durch die eingebaute Regellogik länger betriebsbereit bleibt.
Weiterhin ist es mit Hilfe der erfindungsgemäßen Zahnscheibe und des erfindungsgemäßen Fühlers möglich, im Lauf der Maschine den kürzestmöglichen und damit den optimalen Bogenabstand zu ermitteln und automatisch einzustellen. Mit Hilfe der erfindungsgemäßen Zahnscheibe und des erfindungsgemäßen Fühlers läßt sich nämlich die Position des Schwertes bezogen auf die Papiertransportebene messen. Abhängig von der Position des Schwertes, das bereits so weit nach oben gefahren sein muß, daß ausreichend Raum für das Einlaufen des Bogens vorhanden ist, kann nunmehr der Abstand von Bogen zu Bogen automatisch errechnet und der Bogen "vorausschauend" dem Schwertfalzwerk zugeführt werden. Bei Kombinationsmaschinen, bei denen vor dem Schwertfalz noch Parallelbrüche ausgeführt werden, muß in die Berechnung die Verkürzung des Bogens durch die Parallelbrüche mit einbezogen werden.
Im folgenden wird ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Schwertsteuerung anhand der Zeichnung erläutert. Es zeigen:

Fig. 1: schematisch den Aufbau eines Schwertantriebs und
Fig. 2: die Draufsicht einer Zahnscheibe.

Gemäß Fig. 1 enthält der Schwertantrieb einen Motor 11, an dessen Welle eine Kupplungs- und Bremseinheit 12 befestigt ist. Am angetriebenen Teil der Kupplungs- und Bremseinheit 12 sitzt eine Kurbelwelle 13, deren Zapfen 14 im Schwert 15 bzw. dessen Geradführung drehbar und seitlich (senkrecht zur Zeichenebene) beweglich geführt ist. Das Schwert 15 selbst ist in Führungen 16, 17 geführt. Auf dem unterhalb des Schwertes angeordneten Falztisch befindet sich ein Papierbogen 18, der nach Einführen des Schwertes 15 in den Falzspalt von den Falzwalzen 19 und 20 ergriffen und abgeführt wird.
Auf der Kurbelwelle 13 sitzt eine Zahnscheibe 21, deren Umfang gegenüberliegend ein Fühler 22 angeordnet ist.
Gemäß Fig. 2 ist die Zahnscheibe 21 über einen Abschnitt ihres Umfanges mit Zähnen 0, 1, 2, 3, 4 und 1', 2', 3', 4' besetzt, wobei der Zahn 0 im Sinne der eingangs gegebenen Definition den "letzten" Zahn darstellt. Der untere Teil der Zahnscheibe 21 ist abgeschnitten.
Läuft im Betrieb die Zahnscheibe z.B. entgegen dem Uhrzeigersinn um, so entsteht im Bereich des Abschnittes zunächst eine Pause, während der der Fühler 22 keine Impulse abgibt. Läuft der in Umlaufrichtung erste Zahn 4 unter den Fühler 22, so gibt der Fühler 22 den ersten Impuls ab. Der fünfte Impuls entspricht dann genau dem oberen Totpunkt des Schwertes, an dem das Schwert stillgesetzt werden soll. Läuft nun die Zahnscheibe 21 mit der Kurbelwelle 13 langsam um, so kann der Bremsvorgang verhältnismäßig spät eingeleitet werden, beispielsweise wenn sich der Zahn 1 unterhalb des Fühlers 22 befindet. Bei höherer Maschinendrehzahl oder nach einiger Abnutzung der Kupplungs- und Bremseinheit 12 leitet die Steuerelektronik den Bremsvorgang früher ein, beispielsweise wenn sich der Zahn 2 oder 3 unterhalb des Fühlers 22 befindet. Müßte der Bremsvorgang bereits eingeleitet werden, wenn sich der Zahn 4 unterhalb des Fühlers 22 befindet, oder wird die Zahnscheibe erst stillgesetzt, wenn sich der Zahn 1' unterhalb des Fühlers 22 befindet, so bedeutet dies, daß eine Fehlermeldung ausgegeben wird, und die Kupplungs- und Bremseinheit 12 zu überprüfen ist. Bei noch stärkerem Überlaufen des Fühlers 22 müßte die Maschine unverzüglich stillgesetzt werden.
Es läßt sich ferner sehr genau bestimmen, welcher Zahn und damit welcher Impuls welcher Höhe der Unterkante des Schwertes 15 über dem Falztisch entspricht. Damit ist es möglich, die Höhe des Schwertes sehr genau zu bestimmen und den Abstand zwischen den Bogen auf ein Minimum zu reduzieren, bei dem die Vorderkante des jeweils folgenden Bogens unter das der Zufuhrseite zugewandte Ende des Schwertes läuft, wenn dieses sich nach einem Falzvorgang gerade so weit über die Tischebene gehoben hat, daß es den ungestörten Einlauf der Vorderkante des folgenden Bogens nicht mehr behindert.
Selbstverständlich lassen sich für die Einleitung des Stillsetzvorganges des Falzschwertes und für die Messung seiner Position verschiedene Fühler verwenden. Da aber die Auswerteelektronik so ausgestaltet werden kann, daß sie beide Vorgänge aus den gleichen Signalen ableitet, wird vorzugsweise nur ein Fühler 22 verwendet.

Claims

Schwertsteuerung für Falzmaschinen mit einem das Schwert (15) antreibenden Kurbeltrieb (13, 14) und einem den oberen Totpunkt des Kurbeltriebs (13, 14) erfassenden Fühler (22), wobei das Schwert (15) im Bereich des oberen Totpunktes stillgesetzt wird, gekennzeichnet durch eine synchron mit der Kurbelwelle (13) des Kurbeltriebs umlaufende Zahnscheibe (21) mit mehreren Zähnen (4, 3, 2, 1, 0), die von einer Auswerteelektronik erkennbar sind und von denen wenigstens ein Zahn von der Auswerteelektronik von den anderen Zähnen unterschieden werden kann.
Schwertsteuerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der in Drehrichtung letzte Zahn (0) in der oberen Totpunktlage des Schwertes (15) dem Fühler (22) gegenüberliegt.
Schwertsteuerung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zahnscheibe (21) auf der Welle (13) des Kurbeltriebs (13, 14) befestigt ist.
Schwertsteuerung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Zähne (4, 3, 2, 1, 0, 1', 2', 3', 4') der Zahnscheibe (21) symmetrisch zu dem der oberen Totpunktlage des Schwertes (15) entsprechenden Zahn (0) angeordnet sind.
Schwertsteuerung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Zähne (4, 3, 2, 1, 0, 1', 2', 3', 4') über einen Sektor der Zahnscheibe (21) verteilt angeordnet sind.