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Die
Erfindung betrifft einen Farbkartuschen-Behälter zur Versorgung von Druckmaschinen-Farbwerken
mit Farbe, mit einem den Farbkartuschen-Behälter dicht verschließenen Deckel,
der es gestattet, im Innenraum des Behälters einen Luftdruck zum Auspressen
von Farbe aus einer Kartusche aufzubauen, mit einem Verriegelungsmechanismus
zum Verriegeln des Deckels in der geschlossenen Stellung und Entriegeln
beim Öffnen
des Deckels sowie einem Ventil zur Steuerung der Zufuhr und Ableitung
von Luft in bezug auf das Innere des Behälters, das in Abhängigkeit
von der verriegelten oder entriegelten Stellung des Deckels steuerbar
ist.
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Für die Zufuhr
von Druckfarbe werden in Fällen,
in denen nur begrenzte Farbmengen benötigt werden, Farbkartuschen
verwendet, aus denen die Druckfarbe mithilfe geeigneter Einrichtungen
ausgepreßt
werden kann. Es sind verschiedene, für den genannten Zweck geeignete
Auspreßvorrichtungen
bekannt, die beispielsweise aus einem eine Kartusche aufnehmenden
Behälter
bestehen, der durch einen Deckel dicht verschlossen werden kann.
Nach dem Verschließen
des Behälters
kann durch Einleitung von Druckluft die Farbe aus der Kartusche
durch den offenen Behälterboden
ausgepreßt
werden (
DE 199 53
324 A1 ). Auf einen derartigen Behälter mit der Funktion einer
Farbauspreßvorrichtung
bezieht sich die vorliegende Erfindung.
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Aus
der
DE 196 32 717
C2 ist eine pneumatische Kartuschenauspreßvorrichtung
der genannten Art bekannt. Der Deckel ist mit einem Bajonettverschluß auf dem
rohrförmigen
Behälter
arretierbar. Im Deckel befindet sich ein Luftanschluß, durch
den Druckluft in den oberen Bereich des Behälters unterhalb des Deckels
eingeleitet werden kann. Das entstehende Druckluftpolster drückt auf
den Kartuschen-Kolben und treibt diesen nach unten, so dass die
Farbe nach unten aus der Kartusche ausgepreßt wird. Die Druckschrift befaßt sich
insbesondere mit der Abdichtung eines Ringspalts, der bei ungenauem Sitz
der Kartusche in dem Behälter
zwischen der Kartusche und dem Behälter verbleiben kann. Mangels anderweitiger
Angaben ist davon auszugehen, dass der Deckel von Hand auf den Behälter aufgesetzt wird
und dass die Zufuhr und die Ableitung der Druckluft manuell gesteuert
wird.
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Die
DE 296 02 801 U1 befaßt sich
ebenfalls mit einer Vorrichtung zum Auspressen von Kartuschen. Auch
in diesem Fall handelt es sich um einen Behälter, der durch einen Deckel
verschließbar
ist. Es geht um die Beseitigung von Abdichtungsproblemen, mit dem
Ziel, auch Kartuschen mit unterschiedlichen Formaten auspressen
zu können.
Das Verschließen
des Deckels und die Steuerung der Druckluft sollen offenbar manuell
erfolgen.
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Die
EP 0 716 923 B1 beschreibt
eine weitere Auspreßvorrichtung
für Kartuschen,
die einen zylindrischen Behälter
umfaßt,
der durch eine Deckelklappe verschließbar ist, an die eine Druckluftleitung
anschließbar
ist. Das Verschließen
und Öffnen
der Deckelklappe soll offenbar von Hand erfolgen. Entsprechendes
soll für
die Zufuhr und die Ableitung der Druckluft gelten.
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Die
DE 198 54 494 C2 beschreibt
eine weitere Kartuschenaufnahme mit einem diese verschließenden Deckel
und einem Ventil zur Zufuhr von Druckluft durch den Deckel. In dieser
Schrift geht es vor allem um Bedienungssicherheit. Es soll sinngemäß sichergestellt
sein, dass Druckluft nur zugeführt wird,
wenn der Deckel ordnungsgemäß verschlossen ist,
und andererseits das Druckluftpolster abgebaut wird, bevor der Deckel
geöffnet
wird. Zu diesem Zweck wird für
die Luftsteuerung ein Ventil vorgesehen, das über eine Stelleinrichtung mit
dem Deckel verbunden ist, so dass das Ventil beim Verschließen der
Kartuschenaufnahme mit dem Deckel betätigbar ist.
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Alle
bekannten Kartuschenauspreßvorrichtungen
erfordern beim Kartuschenwechsel in mehr oder weniger großem Umfang
manuelle Tätigkeit. Die
Druckmaschine muß daher
ständig
durch eine Bedienungsperson überwacht
werden. Es ist nicht möglich,
wenigstens für
eine begrenzte Zeit einen Druckfarbevorrat bereitzuhalten, der über das
Volumen einer einzelnen Kartusche hinausgeht.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Farbkartuschenbehälter derart
auszubilden, dass er für
eine weitgehende Automatisierung des Kartuschenwechselvorgangs geeignet
ist.
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Zur
Lösung
der gestellten Aufgabe ist ein Schwenkantrieb zum selbsttätigen Öffnen und Schließen des
Deckels vorgesehen, der derart ausgebildet ist, dass er in einer
ersten Bewegungsphase den Deckel in die geschlossene Stellung bringt
und in einer zweiten Bewegungsphase den Deckel verriegelt und das
Luft-Ventil schaltet und beim Öffnen
entsprechend umgekehrt verfährt.
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Der
erfindungsgemäße Farbkartuschen-Behälter eignet
sich zur Integration in eine Anlage zur vollautomatischen Farbversorgung.
Es besteht beispielsweise die Möglichkeit,
Farbkartuschen in einem Magazin bereitzuhalten und nach dem Öffnen des Deckels
des Farbkartuschen-Behälters
gemäß der vorliegenden
Anmeldung eine leere Kartusche durch eine volle Kartusche auszutauschen.
Da die Öffnung und
Schließung
des Deckels, dessen Ver- und Entriegelung und die Steuerung der
Zufuhr und Abfuhr der Luft durch ein und denselben Schwenkantrieb
durchgeführt
werden, besteht die Möglichkeit,
die drei Vorgänge
so zu koordinieren, dass die erforderliche Betriebssicherheit erreicht
wird. Näheres
hierzu wird im weiteren Verlauf der Beschreibung deutlich werden.
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Vorzugsweise
umfaßt
der Schwenkantrieb einen Antriebszylinder mit ausfahrbarer Kolbenstange,
der auf einer mit dem Farbkartuschen-Behälter verbundenen Konsole befestigt
ist, auf der auch ein Scharniermechanismus des Deckels in einer
ersten Schwenkachse gelagert ist.
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Der
Scharniermechanismus umfaßt
einen Scharnierarm, der ein Langloch aufweist, in dem ein mit der
Kolbenstange verbundener Querbolzen geführt ist, der in der zurückgezogenen
Endstellung des Langlochs verriegelbar ist und bis zum Schließen des Deckels
verriegelt bleibt.
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In
der ersten Phase der Bewegung liegt der Querbolzen somit in dem
Scharnierarm bzw. in dessen Langloch fest. Der Scharnierarm kann
daher mithilfe der Kolbenstange über
den Querbolzen so geschwenkt werden, dass der Deckel aus der geöffneten
in die geschlossene Stellung gelangt. Erst wenn diese Stellung erreicht
ist, wird der Querbolzen entriegelt, so dass er durch das Langloch
vorgeschoben werden kann, ohne dass dies weiteren Einfluß auf den
Deckel hat.
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In
dieser Bewegungsphase, die hier als zweite Phase bezeichnet worden
ist, bewirkt die Verschiebung des Querbolzens eine Verriegelung
des Deckels und eine Umschaltung des Ventils.
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Im
einzelnen geschieht dies vorzugsweise dadurch, dass an dem Scharnierarm
ein Lagerbock angebracht ist, der zusammen mit dem Scharnierarm schwenkbar
ist und an dem ein Schwenkhebel in einer zweiten Schwenkachse gelagert
ist, die zur ersten Schwenkachse parallel am Lagerbock angebracht
ist. Der Lagerbock, der starr mit dem Scharnierarm verbunden ist,
weist ein Langloch auf, in das der Querbolzen ebenfalls eintritt.
Dieses Langloch ist deckungsgleich zu dem Langloch des Scharnierarms.
Nach dem Entriegeln des Querbolzens wird dieser auch in dem Langloch
des Lagerbocks verschoben. Diese Verschiebung schwenkt den Schwenkhebel
in bezug auf den Lagerbock. Der Schwenkhebel ist einerseits mit
einem Verriegelungsmechanismus des Deckels und andererseits mit
dem Ventil für
die Luftsteuerung verbunden.
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Die
Verriegelung des Querbolzens erfolgt vorzugsweise dadurch, dass
der Schwenkhebel in bezug auf den Lagerbock verriegelt wird. Da
der Querbolzen mit dem Schwenkhebel fest verbunden ist, wird auf
diese Weise auch der Querbolzen festgelegt, so dass er sich weder
im Langloch des Lagerbocks noch in dem Langloch des Scharnierarms
verschieben kann.
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Die
gesamte Anordnung aus Scharnierarm und Lagerbock ist in einer durchgehenden
Achse, der ersten Schwenkachse, auf der Konsole gelagert. Sie wird
beim Zuklappen des Deckels in Vorschubrichtung umgeklappt. Die Entriegelung
des Querbolzens erfolgt dadurch, dass bei diesem Umklappen der Riegelstift,
der die Verriegelung bewirkt, von einem Entriegelungsglied, das
auf der Konsole angeordnet ist, zurückgeschoben wird.
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Im
folgenden werden bevorzugte Ausführungsbeispiele
der Erfindung anhand der beigefügten Zeichnung
näher erläutert.
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1 ist
eine perspektivische Darstellung und zeigt einen Deckel eines erfindungsgemäßen Kartuschen-Behälters in
der geöffneten
Stellung;
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2 ist
eine entsprechende Darstellung und zeigt den Deckel während des
Schließvorgangs;
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3 zeigt
den Deckel in der geschlossenen Stellung;
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4 ist
eine perspektivische Darstellung des Deckels und zeigt wesentliche
Teile eines erfindungsgemäßen Schwenkantriebs
für den
Deckel;
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5 ist
eine perspektivische Draufsicht auf wesentliche Teile des Schwenkantriebs
des Deckels;
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6 ist
eine perspektivische, teilweise aufgeschnittene Darstellung wesentlicher
Teile des Schwenkantriebs des Deckels.
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1 zeigt
einen Deckel eines erfindungsgemäßen Farbkartuschen-Behälters, der
insgesamt mit 10 bezeichnet ist. Der Deckel 10 ist
mithilfe einer ersten Schwenkachse 12 auf einer Konsole 14 gelagert,
so dass er aus der dargestellten, hoch aufgerichteten Stellung nach
links in eine Stellung umgeklappt werden kann, in der er einen nicht
dargestellten Behälter
verschließt.
Die Position des Behälters ist
durch die bogenförmige
Randlinie einer nur teilweise dargestellten Verbindungsplatte 16 angedeutet,
die die Konsole 14 fest mit dem Behälter verbindet.
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Es
ist erkennbar, dass der Deckel 10 auf dem Umfang verteilt
insgesamt vier Schließbacken 18, 20, 22, 24 aufweist,
die klauenförmig über nicht
dargestellte Randelemente am oberen Rand des nicht dargestellten
Behälters
greifen und den Deckel auf diese Weise auf dem Behälter festlegen.
Auf diesen Verriegelungsmechanismus soll später noch einmal genauer eingegangen
werden.
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Die
erste Schwenkachse 12 läuft
quer über die
gesamte Breite der Konsole 14 und ist an ihren beiden Enden
in Lagern 26, 28 gelagert. Zwischen diesen beiden
Lagern befindet sich ein Scharnierarm 30, der durch eine Öffnung der
unteren Schließbacke 22 hindurch
fest mit dem Deckel 10 verbunden ist, wie in 1 zumindest
andeutungsweise entnommen werden kann.
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Der
Scharnierarm besteht aus drei parallelen Elementen, die durch Schlitze 32, 34 unterteilt
sind, in die die beiden Finger eines Gabelkopfes 36 eintreten
(4), der sich am Ende einer Kolbenstange 38 eines
Pneumatikzylinders 40 (5) befindet,
der die Antriebsquelle sowohl zum Öffnen und Schließen des
Deckels, zum Verriegeln und Entriegeln des Deckels sowie zum Zuführen und
Abführen
von Luft in bezug auf den Behälter
darstellt.
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Der
Scharnierarm 30 bildet eine zusammenhängende Einheit mit einem Lagerbock 42,
der ebenso wie der Scharnierarm und parallel zu diesem von einem
gemeinsamen, um die erste Schwenkachse 12 schwenkbaren
Grundkörper 44 ausgeht.
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Der
Scharnierarm 30 und der Lagerbock 42 weisen kongruente
Langlöcher 46, 48 auf,
die über die
gesamte Länge
der Anordnung aus Scharnierarm und Lagerbock von einem Querbolzen 50 durchlaufen
werden.
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Der
Querbolzen 50 ist mithilfe des Gabelkopfes 36 der
Kolbenstange 38 in den Langlöchern 46, 48 unter
bestimmten Voraussetzungen quer zu seiner Längsachse verschiebbar, wie
später
genauer erläutert
werden soll.
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Bei
geöffnetem
Deckel 10 befindet sich die Kolbenstange 38 in
der zurückgezogenen
Stellung, und der Querbolzen 50 liegt in der hinteren Endstellung
der Langlöcher 46, 48 des
Scharnierarm 30 und des Lagerbocks 42. In dieser
Stellung ist der Querbolzen während
der ersten Bewegungsphase des Schwenkmechanismus gemäß der vorliegenden
Erfindung verriegelt. Der Querbolzen liegt also fest in dem Scharnierarm 30,
so dass er beim Vorschieben der Kolbenstange 38 den Scharnierarm 30 um
die erste Schwenkachse 12 schwenkt und damit den Deckel 10 in
die geschlossene Stellung umklappt.
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Zur
Durchführung
der zweiten Bewegungsphase ist ein Schwenkhebel 52 vorgesehen,
der in bezug auf den Lagerbock 42 in einer zweiten Schwenkachse 54,
die parallel zu der ersten Schwenkachse 12 verläuft, schwenkbar
gelagert ist. Bei der Schwenkung des Schwenkhebels 52 läuft der Querbolzen 50 in
dem Langloch 48 des Lagerbocks 42. Das Langloch 48 und
damit auch das Langloch 46 beschreiben somit einen Kreisbogen
um die zweite Schwenkachse 54.
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Zur
Verriegelung des Querbolzens 50 in bezug auf die Langlöcher 46, 48,
in denen er quer zu seiner Achse verschiebbar geführt ist,
kann dadurch bewirkt werden, dass die Schwenkbewegung des Schwenkhebels 52 in
bezug auf den Lagerbock 42 unterdrückt wird. Wie dies geschieht,
ist 1 und 6 zu entnehmen.
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In
derjenigen Seite des Lagerbocks 42, die beim Vorschieben
der Kolbenstange 38 auf die Konsole 14 umgeklappt
wird, befindet sich ein Fenster 56, in dem ein Riegelbolzen 58 sichtbar
wird, der durch eine Druckfeder 60 nach rechts in 6 vorgespannt
wird. In der vorgeschobenen Stellung tritt die relativ dünne Spitze 62 des
Riegelbolzens durch den Lagerbock 42 hindurch in eine Bohrung 64 des Schwenkhebels 52 ein.
Dadurch ist der Schwenkhebel 52 in bezug auf den Lagerbock 42 verriegelt,
so dass der Querbolzen 50 sich nicht in dem Langloch 48 bewegen
kann. Das bedeutet, dass der Querbolzen 50 auch in bezug
auf die Langlöcher 46 des Scharnierarms 30 festgelegt
ist.
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Auf
der Oberfläche
der Konsole 14 befindet sich ein Entriegelungsblock 66 mit
einer nicht bezeichneten Nut, auf die der Riegelbolzen 58 beim Umklappen
des Lagerbocks 42 auf die Oberfläche der Konsole 14 auftrifft.
Der Riegelbolzen hat in diesem Bereich eine kegelstumpfförmige Übergangsfläche 68,
die auf den linken Rand der nicht bezeichneten Nut trifft und dadurch
durch den Entriegelungsblock 66 nach links in 6 entgegen
dem Druck der Druckfeder 60 zurückgeschoben wird. Damit wird
der Schwenkhebel 52 in bezug auf den Lagerbock 42 entriegelt.
Bei einem weiteren Vorschub der Kolbenstange 38 mit dem
Querbolzen 50 wird der Querbolzen in den Langlöchern 46, 48 vorgeschoben.
Dies hat in bezug auf den Scharnierarm 30 und den Deckel 10 keine
Wirkung. Es führt
aber dazu, dass der Schwenkhebel 52 um die zweite Schwenkachse 54 geschwenkt
wird, und zwar in Uhrzeigerrichtung in bezug auf 3 oder 4.
Der Querbolzen 50 läuft dabei
durch das Langloch 48 des Lagerbocks 42 und wird
zugleich durch das Langloch 46 des Scharnierarms 30 quer
zu seiner Längsrichtung
verschoben. Die Verschiebung in diesen Langlöchern hat jedoch keine Wirkung,
so dass der Deckel in der zugeklappten Stellung bleibt.
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Auf
der Oberseite des Schwenkhebels 52 ist eine Zugstange 70 mithilfe
eines Kugelgelenks 72 befestigt, die auf der anderen Seite
mithilfe eines weiteren Kugelgelenks 74 mit einem Stellring 76 verbunden
ist, der auf dem Deckel 10 in nicht näher dargestellter Weise drehbar
geführt
ist. In der zweiten Phase der Bewegung des Schwenkantriebs wird
daher die Zugstange 70 nach rechts in 3 und 4 gezogen.
Auf dem Stellring 76 sind Führungsbolzen 78, 80, 82, 84 befestigt,
die senkrecht von dem Stellring aufragen und in Führungs-Langlöchern 86, 88, 90, 92 auf
einem oberen, nach innen gerichteten Flansch 94, 96, 98, 100 der
Schließbacken 18, 20, 22, 24 laufen.
Die Schließbacken 18, 20, 22, 24 sind
in waagerechten Achsen 102 (4) auf dem äußeren Umfang
des Deckels schwenkbar gelagert. Bei der angegebenen Drehung des
Stellrings 76 werden die Schließbacken 18, 20, 22, 24 an
den Behälter
herangeklappt, an dem sie nicht dargestellte Gegenelemente hintergreifen.
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Auf
der anderen Seite ist erkennbar, dass bei der entgegengesetzten
Bewegung des Stellrings die Führungsbolzen 78, 80, 82, 84 zunächst in
einem konzentrischen Abschnitt der Führungs-Langlöcher 86, 88, 90, 92 laufen,
bevor die Bahn nach außen
abknickt und die Schließbacken
damit gelöst
werden.
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Bei
der Öffnungsbewegung
führt der
Mechanismus daher zunächst
einen Vorlauf durch, bevor er den Deckel freigibt. Auf diesen Zusammenhang
soll anschliessend eingegangen werden.
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Beim
Vorklappen des Scharnierarms 30 und des Lagerbocks 42 während der
ersten Bewegungsphase beim Ausfahren der Kolbenstange 38 trifft
der Lagerbock 42 bei der Annäherung an die Oberfläche der
Konsole 14 mit einer Nut 104 an der Unterseite des
Schwenkhebels 52 auf ein L-förmig abgebogenes Ende eines
Schiebers 106, der auf der Oberfläche der Konsole 14 verschiebbar
geführt
ist (5). Dieser Schieber steuert ein Drei-Zwei-Wegeventil 110,
das die Luftzufuhr zum Behälterinneren
und das Ableiten der Luft aus dem Behälterinneren steuert.
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Im
Zusammenhang mit der Beschreibung des Stellrings wurde ausgeführt, dass
die Führungs-Langlöcher 86, 88, 90, 92 bei
der Öffnungsbewegung
des Stellrings bzw. des Schwenkhebels 52 zunächst ein
Stück des
Weges zurücklegen
müssen, ohne
dass der Deckel entriegelt wird.
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Auf
der anderen Seite setzt mit der Schwenkung des Schwenkhebels 52 die
Verschiebung des Schiebers 108 unverzüglich ein, und diese Verschiebung
führt ebenfalls
unverzüglich
zur Umschaltung des Drei-Zwei-Wegeventils. Das heißt, dass
der Druck im Behälter
zunächst
abgebaut wird, bevor der Deckel entriegelt wird. Es besteht daher
nicht die Gefahr, dass der Deckel schlagartig auffliegt und möglicherweise
Verletzungen verursacht.
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In 5 ist
besonders deutlich zu erkennen, dass der Pneumatikzylinder auf der
Konsole 14 in einer Schwenkachse 112 mithilfe
von zwei Lagern 114, 116 schwenkbar gelagert ist.
Die Kolbenstange 38 und mit dieser der Gabelkopf 36 kann
somit der Bewegung des Querbolzens 50 in den Langlöchern 46, 48 und
der Schwenkbewegung des Scharnierarms 30 folgen, ohne dass
es zu Verspannungen kommt.
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Wenn
der Querbolzen 50 bei der Rückzugsbewegung der Kolbenstange 38 in
der hinteren Endstellung der Langlöcher 46, 48 angelangt
ist, beginnt der Querbolzen 50, den Scharnierarm 30 und
mit diesem den Lagerbock 42 und das zugehörige Basisteil 44 anzuheben.
Wenn der Lagerbock 42 von der Oberfläche der Konsole abgehoben wird,
kommt der Verriegelungsbolzen 58 von dem Entriegelungsblock 66 frei,
so dass er durch die Druckfeder 60 vorgeschoben wird. Der
Verriegelungsbolzen tritt dabei mit der dünnen Spitze 62 in
die Bohrung 64 des Schwenkhebels 52 ein. Der Schwenkhebel 52 und mit
diesem der Querbolzen 50 werden in der hinteren Endstellung
der Langlöcher 46, 48 verriegelt.
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Die
Funktion des Drei-Zwei-Wegeventils 110 erfordert keine
umfangreiche Erläuterung.
Das Ventil weist einen nicht bezeichneten Einlaß für Druckluft und einen Auslaß zur Weiterleitung
der Druckluft in den Kartuschenbehälter sowie einen dritten Ausgang auf,
der es gestattet, das Druckluftpolster im Behälter an die Umgebung abzubauen.
Dazu sind entsprechende Leitungsverbindungen vorgesehen, die in
der Zeichnung nicht gezeigt sind.