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Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zum Verschieben eines Bogens
quer zu seiner Transportrichtung nach Anspruch 1 sowie auf eine Sperreinrichtung
nach Anspruch 4.
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Bei Druckmaschinen ist die genaue Ausrichtung des transportierten Bedruckstoffs
auf einem Transportband für das gewünschte lagerichtige Aufbringen von
Druckbildern auf den Bedruckstoff von erheblicher Bedeutung. Bogen von Bedruckstoff
werden auf einem Transportband durch die Druckmaschine befördert, wobei
Fehlausrichtungen der Bogen in Querrichtung zur Transportrichtung bei einer Lösung
durch an die Bogen angreifende Transportrollen korrigiert werden. Ferner werden
Bogen vor dem Ablegen auf einem Stapel nach dem Druckvorgang gewünscht
verschoben, um diese mit einem Versatz auf dem Stapel zu ordnen. Der Bediener
der Druckmaschine kann die Bogen anschließend ohne Sortieren der Bogen
stoßweise versetzt entnehmen. Die Transportrollen sind an einer Welle angebracht,
rollen am Bedruckstoff ab und werden durch eine Spindel in der Welle in
Querrichtung zur Transportrichtung entsprechend einer ermittelten Querverschiebung der
Bogen verschoben. Durch die Reibkraft der Transportrollen an den Bogen werden
die Bogen entsprechend der Querbewegung der Transportrollen quer verschoben.
Die Spindel, welche sich quer zur Transportrichtung der Bogen bewegt, kann über
ein Riemengetriebe von einem Schrittmotor angetrieben sein. Der Schrittmotor
erhält entsprechende Steuerungssignale von einer Steuerungseinrichtung der
Druckmaschine, welche dem Maß der ermittelten und zu korrigierenden Fehlausrichtung
oder des gewünschten Versatzes des Bogens auf dem Transportband angepasst
sind. Der Schrittmotor ist mit dem Riemengetriebe verbunden, welches die
Drehbewegung des Schrittmotors in die Bewegung der Spindel umsetzt. Zu beachten
ist, dass die Spindel in der Welle, an welcher die Transportrollen angebracht sind,
einen bestimmten Bewegungsbereich nicht überschreitet. Das Überschreiten des
Bewegungsbereichs der Spindel und folglich der Welle kann bei dauerhaftem
Betrieb der Druckmaschine zu Beschädigungen an der Spindel, der Welle und am
Wellengehäuse und zum Ausfall der Einrichtung zum Querverschieben von Bogen
führen. Eine Lösung dieser Problematik besteht darin, die Ansteuerung des
Schrittmotors an den maximal zulässigen Bewegungsbereich der Spindel
anzupassen, d. h. wenn der Schrittmotor eine bestimmte Schrittzahl in eine Richtung
durchgeführt hat, wird der Schrittmotor gestoppt. Diese Lösung ist jedoch
dauerhaft nur geeignet, wenn die Ansteuerung des Schrittmotors mit hoher
Zuverlässigkeit durchführbar ist. Die Ansteuerung des Schrittmotors erfolgt durch Software in
der Steuerungseinrichtung der Druckmaschine. Bei Fehlern der Software, die
gewöhnlich auftreten, ist die fehlerfreie Ansteuerung und die Beschränkung der
Bewegung der Spindel auf einen maximal zulässigen Bewegungsbereich nicht
gewährleistet. Eine weitere Lösung der vorstehenden Problematik ist das Verwenden
von Lichtschranken, welche die Endlagen des Bewegungsbereichs der Spindel
erfassen und der Steuerungseinrichtung melden. Der Ausfall der Lichtschranken
jedoch führt gleichermaßen zum Ausfall der Sicherung vor dem Überschreiten des
zulässigen Bewegungsbereichs und stellt daher keine geeignete Lösung dar.
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Eine Aufgabe der Erfindung ist, das Verschieben eines Bogens quer zu seiner
Transportrichtung kostengünstig, zuverlässig und sicher durchzuführen. Eine
weitere Aufgabe der Erfindung ist, eine Sperreinrichtung zum Sperren der Bewegung
von Zahnrädern bereitzustellen.
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Die Aufgaben löst die Erfindung mit den Merkmalen der Ansprüche 1 und 4. Hierzu
ist eine Einrichtung zum Verschieben eines Bogens quer zu seiner
Transportrichtung mit einem Riemengetriebe zum Antreiben einer Spindel vorgesehen, welcher
Transportrollen zum Angreifen an den Bogen zugeordnet sind, mit einer
Sperreinrichtung mit wenigstens zwei Zahnrädern beim Riemengetriebe, wobei die
Zahnräder Sperrelemente aufweisen, die aufgrund eines bestimmten
Übersetzungsverhältnisses der zwei Zahnräder nach einer bestimmten Anzahl von Umdrehungen
der Zahnräder gegeneinander treffen und die Bewegung der Zahnräder sperren.
Ferner ist eine Sperreinrichtung mit wenigstens zwei Zahnrädern mit
Sperrelementen vorgesehen, die nach einer bestimmten Anzahl von Umdrehungen der
Zahnräder aufgrund eines bestimmten Übersetzungsverhältnisses der Zahnräder
gegeneinander treffen und die Bewegung der Zahnräder sperren.
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Ausführungsformen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen aufgeführt.
Vorteilhaft enthält das erste Sperrelement einen Anschlag und das zweite
Sperrelement ein Stößel. Mit diesen Ausführungen wird die Sperrung der Bewegung der
Zahnräder auf sichere und kostengünstige Weise durchgeführt. Bei einer
Ausführungsform der Erfindung ist die Anzahl von Umdrehungen der Zahnräder bis zur
Sperrung der Zahnräder durch die Ausformung der Sperrelemente beeinflussbar.
Je größer die Sperrelemente ausgeformt sind, desto eher treffen die
Sperrelemente gegeneinander und folglich ist die Anzahl von Umdrehungen der Zahnräder bis
zur Sperrung umso kleiner.
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Im Folgenden ist die Erfindung bezüglich der Figuren in Einzelheiten beschrieben.
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Fig. 1 zeigt eine Transparentdarstellung von zwei Zahnrädern mit jeweils
einem Sperrelement,
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Fig. 2 zeigt eine perspektivische Darstellung der zwei Zahnräder mit jeweils
einem Sperrelement nach Fig. 1, angebracht an einem Schrittmotor,
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Fig. 3 zeigt eine perspektivische Darstellung einer Einrichtung zum
Verschieben eines Bogens quer zu seiner Transportrichtung.
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Fig. 1 zeigt eine Transparentdarstellung von einem ersten Zahnrad 1 neben einem
zweiten Zahnrad 2, welche über Zahnkränze, die symbolisch dargestellt sind, in
Wirkverbindung stehen. Die Zahnräder 1, 2 weisen ein bestimmtes Übersetzungs
verhältnis ungleich Eins auf. Das erste Zahnrad 1 umfasst einen Anschlag 3, der
fest an einer Seitenfläche des ersten Zahnrads 1 angebracht ist, in diesem
Beispiel verschraubt. Das zweite Zahnrad 2 umfasst einen Ring 7, der fest an einer
Seitenfläche des zweiten Zahnrads 2 angebracht ist und ein Stößel 4 umfasst,
welches einteilig mit dem Ring 7 ausgebildet ist. Der Anschlag 3 und das Stößel 4
befinden sich in einer Ebene und sind derart ausgeformt, dass diese in dem Fall
gegeneinander treffen, wenn diese gegeneinander ausgerichtet sind. Bei einem
Gegeneinander Treffen des Anschlags 3 mit dem Stößel 4 wird die Bewegung der
Zahnräder 1, 2 angehalten, die Darstellung nach Fig. 1 wirkt folglich als
Sperreinrichtung. In Fig. 1 sind der Anschlag 3 und das Stößel 4 in eine Richtung im
gleichen Winkel ausgerichtet, dies ist die Ausgangsstellung der Sperreinrichtung.
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Beim Antrieb der Zahnräder 1, 2 in eine Drehrichtung verändern sich die
Ausrichtungswinkel des Anschlags 3 und des Stößels 4, da diese fest mit dem ersten
Zahnrad 1 bzw. dem zweiten Zahnrad 2 verbunden sind. Der Ausrichtungswinkel
des Anschlags 3 ist nach der Bewegung der Zahnräder 1, 2 aus der
Ausgangsstellung ungleich dem Ausrichtungswinkel des Stößels 4, da das
Übersetzungsverhältnis der Zahnräder 1, 2 ungleich Eins ist. Nach einer gewissen Umdrehungszahl
der Zahnräder 1, 2, wobei die Umdrehungszahl des ersten Zahnrads 1 ungleich
der Umdrehungszahl des zweiten Zahnrads 2 ist, greift der Anschlag 3 an das
bezüglich des Anschlags 3 gegenläufige Stößel 4 an und der Antrieb der Zahnräder
1, 2 wird gestoppt. Das Übersetzungsverhältnis kann jede beliebige rationale Zahl
annehmen.
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Fig. 2 zeigt eine perspektivische Darstellung der zwei Zahnräder 1, 2 mit jeweils
einem Sperrelement, dem Anschlag 3 und dem Stößel 4, nach Fig. 1. Die
Sperreinrichtung ist mit einem Schrittmotor 5 verbunden, welcher mittels einer Welle 6
das zweite Zahnrad 2 antreibt und mittels einer Verbindungsleitung 16 von einer
Steuerungseinrichtung einer Druckmaschine gesteuert wird. Der Schrittmotor 5 ist
in beide Richtungen antreibbar, so dass die Welle 6 und das Zahnrad 2 zwei
Drehrichtungen aufweisen. Der Zahnkranz des zweiten Zahnrads 2 greift in den
Zahnkranz des ersten Zahnrads 1 ein. Daher wird das erste Zahnrad 1 gegenläufig zum
zweiten Zahnrad 2 bewegt. Nach einer bestimmten Anzahl von Umdrehungen der
Welle 6 in eine Richtung, welche anhand des Übersetzungsverhältnisses des
ersten Zahnrads 1 zum zweiten Zahnrad 2 einstellbar ist, trifft das Stößel 4 gegen den
Anschlag 3 und der Schrittmotor 5 wird aufgrund der Sperrung durch die
gegeneinander wirkenden Kräfte des Stößels 4 und des Anschlags 3 gesperrt, obwohl
die Steuerungseinrichtung den Schrittmotor 5 ansteuert und den Stromkreis des
Schrittmotors 5 geöffnet hält. Die Zahnräder 1, 2 führen eine bestimmte Anzahl
von Umdrehungen in eine Richtung aus, wobei die Anzahl eine beliebige rationale
Zahl ist, bevor die Sperrung eintritt. Verständlich ist, dass die Anzahl von
Umdrehungen der Zahnräder 1, 2 bis zur Sperrung ausgehend von der dargestellten
Ausgangslage, bei welcher der Anschlag 3 und das Stößel 4 den gleichen
Ausrichtungswinkel aufweisen, in beiden Drehrichtungen gleich ist.
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Zur Verdeutlichung der Verwendung der Sperreinrichtung zeigt Fig. 3 die
Sperreinrichtung nach Fig. 2 in einer perspektivischen Darstellung einer Einrichtung zum
Verschieben eines Bogens quer zu seiner Transportrichtung, wobei die Einrichtung
Teil eines Transportweges einer Druckmaschine ist. Die Einrichtung umfasst
hierbei zwei Rahmen 15, 15', die entgegengesetzt etwa parallel zueinander
angeordnet sind und an der Druckmaschine befestigt sind. Die Rahmen 15, 15' sind durch
ein Rohr 9 miteinander verbunden, welches sich durch Öffnungen in den Rahmen
15, 15' erstreckt. Das Rohr 9 ist drehbar in den Rahmen 15, 15' gelagert und
umfasst in diesem Beispiel zwei Transportrollen 8, 8', die fest mit dem Rohr 9
verbunden sind und eine Anpresskraft auf den auf einem Transportband beförderten
Bogen 17 ausüben. Im Rohr 9 befindet sich die Spindel, welche das Rohr 9 in
beide Pfeilrichtungen bewegt. Der Antrieb der Spindel und des Rohrs 9 wird durch
den Schrittmotor 5 bereitgestellt, der von der Steuerungseinrichtung der
Druckmaschine über die Verbindungsleitung 16 angesteuert wird. Der Schrittmotor 5 ist in
der in Fig. 2 dargestellten Weise mit der Welle 6 und den Zahnrädern 1, 2 mit
Anschlag 3 bzw. Stößel 4 ausgeführt. An der Welle 6 bei einem Ende des Rahmens
15 ist ferner eine erste Riemenscheibe 10 angebracht und fest mit dieser
verbunden. Beim anderen Ende des Rahmens 15 befindet sich eine zweite
Riemenscheibe 12. Ein Antriebsriemen 11 ist um die erste Riemenscheibe 10 und um die
zweite Riemenscheibe 12 gespannt. Der Antrieb des Schrittmotors 5 bewegt folglich
mittels der Welle 6 die erste Riemenscheibe 10, die mittels des Antriebsriemens
11 die Bewegung zur zweiten Riemenscheibe 12 überträgt. Die zweite
Riemenscheibe 12 ist mit der Spindel im Rohr 9 verbunden, das sich durch den Rahmen
15 erstreckt. Das an der Spindel befestigte Rohr 9 ist daher in die durch den
Doppelpfeil dargestellte Richtung bewegbar, in Abhängigkeit von der gewählten
Spindelsteigung. Der Antrieb des Schrittmotors 5 und der Welle 6 bewirkt daher eine
Bewegung des Rohrs 9, das mit der Spindel in Wirkverbindung steht. Mit Hilfe der
vorstehend beschriebenen Sperreinrichtung ist die Bewegung des Rohrs 9 entlang
der Spindel unabhängig von der Ansteuerung des Schrittmotors 5, d. h.
unabhängig davon, ob der Schrittmotor 5 Leistung liefert, sicher begrenzbar. Wenn bei der
Bewegung des Rohrs 9 in Längsrichtung eine Endposition des Rohrs 9 erreicht ist,
die nicht überschritten werden soll, sperrt die Sperreinrichtung die Bewegung des
Rohrs 9. Die Sperrung bei der Endposition wird durch Kenntnis der Steigung der
Spindel, des Weges von der Mittenlage der Spindel bis zur Endposition in beiden
Richtungen, durch die Übersetzung zwischen den Zahnrädern 1, 2, durch die
Übersetzung des Riemengetriebes 10, 11, 12, durch die Schrittweite der Schritte
des Schrittmotors 5 und zuletzt durch die Ausformung des Anschlags 3 und des
Stößels 4 bestimmt. Bei Vorgabe der Spindelsteigung, des Wegs von der
Mittenlage der Spindel bis zur Endposition, der Übersetzung des Riementriebes 10, 11, 12
und der Schrittweite der Schritte des Schrittmotors 5 wird die Übersetzung der
Zahnräder 1, 2 angepasst und gegebenenfalls die Ausformung des Anschlags 3
und des Stößels 4. Je breiter diese etwa ausgebildet sind, desto kürzer ist der
Drehweg, welchen die Zahnräder 1, 2 bis zur Sperrung zurücklegen und desto
kleiner ist das Übersetzungsverhältnis der Zahnräder 1, 2 bei ansonsten gleichen
Bedingungen einzustellen. Das Sperren der Drehbewegung der Zahnräder 1, 2
verhindert einen Verschleiß oder eine Beschädigung der Spindel oder der Lager
19, 19' in der Endposition. Das Aufschlagen der Spindel im Lager 19, 19' bei der
Endposition führt zu Materialermüdung oder zum Bruch, die Endposition der
Spindel bei ihrer Bewegung im Rohr 9 ist daher unerwünscht. Die Begrenzung der
Bewegung der Spindel durch entsprechende Steuerung des Schrittmotors 5 bietet
keine zuverlässige Lösung. Hierbei wird die Anzahl der Schritte des Schrittmotors
5 in eine Richtung gezählt und in Bezug zur Bewegung der Spindel begrenzt. Bei
Erreichen einer maximalen Schrittzahl in einer Richtung wird der Schrittmotor 5
gestoppt und auf diese Weise die Endposition des Rohrs 9 und der Spindel
vermieden. Ebenso bietet die Verwendung einer Lichtschranke beim Rohr 9, das sich
mit der Spindel bewegt, keine zuverlässige Lösung. Bei der offenbarten
Ausführungsform wird der Schrittmotor 5 nach der Sperrung durch den Anschlag 3 und
das Stößel 4 bei der Endposition in die andere Drehrichtung bewegt, der Anschlag
3 und das Stößel 4 entfernen sich voneinander und bewegen sich in die
Ausgangslage der Sperreinrichtung nach Fig. 1. Hierbei bewegt sich das Rohr 9 in
seine Ausgangslage, die durch eine Mittenlage zwischen den Lagern 19, 19'
definiert ist. Das Rohr 9 wird hierbei angehoben, so dass die Transportrollen 8, 8' auf
dem Transportband beförderte Bogen 17 beim Lauf in die Ausgangslage der
Sperreinrichtung nicht beeinflussen und unerwünscht verschieben. Die in der
Ausführungsform vorgeschlagene Lösung ist vollständig mechanisch ausgeführt und
ist unabhängig von Fehlern der Steuerungselektronik, Steuerungssoftware oder
von elektronischen Bauelementen und gewährleistet eine sichere, zuverlässige
und dauerhafte Sicherung für die Begrenzung der Bewegung einer mit der
Sperreinrichtung verbundenen Spindel und Rohr 9.