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Die Erfindung bezieht sich auf eine
Einrichtung zum Verschieben eines Bogens quer zu seiner Transportrichtung,
zum Beispiel nach der
DE
101 130 007 A1 .
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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 Ansteu erung 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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Aufgabe der Erfindung ist, das Verschieben eines
Bogens quer zu seiner Transportrichtung kostengünstig, zuverlässig und
sicher durchzuführen.
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Die Aufgabe löst die Erfindung mit den Merkmalen
des Anspruchs 1. Hierzu ist eine Einrichtung zum Verschieben eines
Bogens quer zu seiner Transportrichtung mit einem Riemengetriebe
zum Antreiben einer Spindel mit umkehrbarer Drehrichtung vorgesehen,
welcher ein Transportrollen zum Angreifen an den Bogen tragendes
Rohr zugeordnet ist, mit einer Sperreinrichtung mit wenigstens zwei
in Zahneingriff stehenden Zahnrädern
mit gegenläufigem
Drehsinn bei der Antriebsseite des Riemengetriebes, wobei die Zahnräder Sperrelemente
aufweisen, die aufgrund eines bestimmten Übersetzungsverhältnisses
der zwei Zahnräder
nach einem vom Übersetzungsverhältnis abhängigen bestimmten Drehweg
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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1 zeigt
eine Transparentdarstellung von zwei Zahnrädern mit jeweils einem Sperrelement,
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2 zeigt
eine perspektivische Darstellung der zwei Zahnräder mit jeweils einem Sperrelement nach 1, angebracht an einem Schrittmotor,
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3 zeigt
eine perspektivische Darstellung einer Einrichtung zum Verschieben
eines Bogens quer zu seiner Transportrichtung.
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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 1 wirkt
folglich als Sperreinrichtung. In 1 sind
der Anschlag 3 und das Stößel 4 in eine Richtung
im glei chen Winkel ausgerichtet, dies ist die Ausgangsstellung der
Sperreinrichtung. 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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2 zeigt
eine perspektivische Darstellung der zwei Zahnräder 1, 2 mit
jeweils einem Sperrelement, dem Anschlag 3 und dem Stößel 4,
nach 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 beide Drehrichtungen gleich ist.
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Zur Verdeutlichung der Verwendung
der Sperreinrichtung zeigt 3 die
Sperreinrichtung nach 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 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
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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 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.