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Antrieb für eine Vorrichtung zum intermittierenden Fördern einer kontinuierlich
zugeführten Bahn aus Pappe, Karton od. dgl. in eine Schneid- oder Falzpresse Karten
aus Pappe oder Karton werden in der benötigten Größe auf einer Presse von einer
kontinuierlich zugeführten Bahn, die gegebenenfalls bereits vorbedruckt sein kann,
geschnitten und eventuell auch gefalzt und gelocht. In der Presse darf während dieser
Schneid- und Falzarbeit die Bahn sich nicht bewegen. Die Bahn wird der Presse also
intermittierend zugeführt, und die dort von der Bahn abgetrennten Karten werden
gleichfalls intermittierend von der Presse abgeführt. Einer solchen Presse sind
nicht nur Dosier- und Zufuhrwalzen, sondern auch Bremsstangen sowie ein Differentialantrieb
zum registerhaltigen Steuern der Bahn vorgeschaltet. Auf den Antrieb dieser der
Presse vorgeschalteten Teile bezieht sich die Erfindung.
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Für diese Vorgänge werden sowohl reine Umlaufbewegungen benötigt
wie auch in einer Ebene vor sich gehende Schubbewegungen, und diese verschiedenen
Bewegungsvorgänge müssen aufeinander sehr genau abgestimmt sein. Es ist naheliegend,
an getrennte Antriebe zu denken. Über jeweils getrennte Antriebsmotoren lassen sich
zwar dann die gewünschten Bewegungsvorgänge recht genau erzeugen, aber der Aufwand
hierfür ist sehr groß, und es bleibt die Schwierigkeit bestehen, die verschiedenen,
getrennt erzeugten Arbeitsvorgänge mit der erforderlichen Genauigkeit aufeinander
abzustimmen.
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Man könnte daran denken, für jeden der unterschiedlich verlaufenden
Bewegungsvorgänge eine unabhängige Antriebsquelle vorzusehen und auszunutzen, doch
wäre dies mit einem unverhältnismäßig hohen Aufwand verbunden. Gedankliche Überlegungen
würden dann dazu führen, danach zu streben, die gesonderten Kraftquellen weitgehend
zu verringern.
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Dies ist auch insoweit gelungen, als von einem Elektromotor aus eine
Welle angetrieben wurde, von der aus jeweils über gesonderte Getrieberäderpaare
die Presse betätigt und verschiedene umlaufende Walzen angetrieben werden.
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Bei einer anderen, auch mit Bremsstangen ausgerüsteten Presse dieser
Gattung ist die Aufgabe, neben den Antrieben für die Umlaufbewegung auch solche
für die Translationsbewegungen vorzusehen, auch nur durch ein kompliziertes, in
Verbindung mit hydraulisch betätigbaren Hebelgestängen arbeitendes und daher sehr
aufwendiges und entsprechend störanfälliges Rädergetriebe gelöst worden.
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Die Aufgabe, mittels eines einfachen und trotzdem sehr genau arbeitenden
Antriebs unter Verwendung von wenig anzutreibenden Einzelelementen nicht nur die
Presse selbst zu betätigen und die kontinuierlich umlaufenden Walzen anzutreiben,
sondern auch die
weiter notwendigen, intermittierend arbeitenden, reine Translationsbewegungen
ausführenden Vorrichtungen zu betreiben, hatte auch durch diese bekannten Bauarten
keine Lösung gefunden.
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Antriebsmäßig ist es nun aber nicht nur eine wenig elegante, sondern
auch recht primitive und dabei höchst aufwendige Lösung, für jedes weitere etwa
noch anzutreibende Maschinenelement ein weiteres Rädergetriebe miteinzubauen. Es
führt dies rein additiv zu einer ständigen Vermehrung der Getrieberäder und damit
zur ständigen Vergrößerung der Reibung zwischen den Zahnflanken und der aufzubringenden
Leistung. Gleichfalls äußerst aufwendig ist es, ein Teil der Bewegungsvorgänge,
insbesondere die Translationsbewegungen, durch intermittierend beaufschlagte ÖIdruckzylinder
zu steuern. In dieser Hinsicht zu einer Lösung zu gelangen, die ohne additive Vermehrung
der Getriebe mit Rädern, Wellen und Lagern und ohne Verwendung getriebefremder Bauelemente,
wie hydraulisch betätigte Kraftzylinder, die Möglichkeit bietet, die bei Vorrichtungen
zum intermittierenden Fördern einer kontinuierlich zugeführten Bahn die hierbei
benötigten, an sich bekannten weiteren intermittierend arbeitenden, teilweise Translationsbewegungen
ausführenden Vorrichtungen von dem an sich schon vorhandenen Antriebsmechanismus
aus
anzutreiben, und den Antrieb jeweils in der gleichen Richtung vorzunehmen, ist Aufgabe
der Erfindung.
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Bei einem Antrieb für eine Vorrichtung zum intermittierenden Fördern
einer kontinuierlich zugeführten Bahn aus Pappe, Karton od. dgl. in eine Schneid-oder
Falzpresse mit Dosier- und Zuführwalzen und zwischen diesen angeordneten Bremsstangen
sowie mit einer vom Preßplattenantrieb gesteuerten Einrichtung, die während der
Pressenarbeit die Bremsstangen betätigt und während der Bahnschlaufenbildung die
Zufuhrwalzenförderung unwirksam macht, ist zu diesem Zweck gemäß der Erfindung im
Stirnradantrieb zur Dosierwalze eine drei Nocken tragende Welle vorgesehen, wovon
zwei Nocken über vorzugsweise einstellbare Stößel die Zufuhrwalze und der verbleibende
Nocken über einen weiteren Stößel die Bremsstange betätigen.
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Auch kann zur weiteren Vereinfachung von der gleichen Nockenwelle
aus über weitere Zahnräder die weitere Zufuhrwalze, wie an sich bekannt, mit höherer
Geschwindigkeit als die Dosierwalze angetrieben werden.
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Ein Ausführungsbeispiel des gemäß der Erfindung ausgebildeten Antriebs
ist in der Zeichnung dargestellt; in dieser ist Fig. 1 eine Seitenansicht des Antriebs,
wobei gewisse Teile teils weggenommen, teils im Schnitt dargestellt sind, Fig.2
eine Draufsicht auf die zum Antrieb gehörenden Teile, die in der Ansichtsebene auseinandergezogen
sind, Fig.3 und 4 vertikale Querschnitte des Bremsstangenantriebs in rechtwinklig
zueinander versetzten Ansichten, F i g. 5 und 6 vertikale Querschnitte des Antriebs
für die untere Zufuhrwalze in rechtwinklig zueinander versetzten Ansichten.
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Allgemeines Zunächst sei der allgemeine Aufbau der Presse und die
vor der Presse befindlichen Maschinenteile erläutert. Bei letzteren handelt es sich
teilweise um intermittierend arbeitende Maschinenteile, teils um umlaufende Antriebsteile.
Eine Bahn W verläuft durch die Schneid- und Falzpresse P in der durch den in Fig.
1 angegebenen Pfeilrichtung. Die Bahn kommt von einer in der Zeichnung nicht dargestellten
Rolle oder vorhergehenden Bearbeitungsmaschine, die im Zusammenhang mit der vorliegenden
Erfindung nicht weiter erläutert zu werden braucht. Bevor die Bahn in die Presse
eingeführt wird, läuft sie durch die Dosierwalzen S und FU, von denen nur die Walze
S angetrieben ist und zusammen mit der Walze FU eine kontinuierliche Umlaufbewegung
ausführt.
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Die Bahn läuft dann durch ein Paar Bremsstangen BB und BBU, von denen
die untere Stange BB lotrecht hin- und herbeweglich ist, um mit der festen oberen
Stange BBU zu einem intermittierenden Klemmeingriff zu gelangen und dadurch zeitweise
die Bahn anzuhalten, wenn das Ausstanzen und Falzen der Bahn auf der Presse erfolgt.
Danach wird die Bahn für eine weitere Zufuhrlänge durch die intermittierend arbeitenden
ZufuhnvalzenlF und IFU freigegeben.
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Die untere Zufuhrwalze IF wird durch eine Schwenkbewegung in und
außer Klemmeingriff mit
der oberen Walze IFU gebracht. Diese obere Walze ist angetrieben,
während die untere Walze lediglich von der Bahn mitgenommen wird, was zur Folge
hat, daß ein gewisser Schlupf zwischen ihnen auftreten kann, wenn die Bahn zu straff
ist, was zur Folge hat, daß die Geschwindigkeit zwischen den Walzen IF und IFU zeitweise
leicht schwanken kann.
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Während der jedesmaligen Preßtätigkeit wird zwischen den kontinuierlich
angetriebenen Dosierwalzen und der Bremsstange eine BahnschlaufeL (Fig.3) gebildet,
wenn die Bremsstange die Bahn hält.
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Beim Verlassen der Pressee werden die Karten von gegenläufig zueinander
umlaufenden Rollen SR (F i g. 1) ergriffen und in der Vorrichtung SU ausgeworfen.
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Die Presse im allgemeinen Wie aus Fig. 1 ersichtlich ist, trägt der
Grundrahmen 10 die obere feste Platte 11 auf vier Säulen 12 und die untere Platte
13, die lotrecht auf diesen Säulen hin- und herbeweglich ist. Eine der Platten trägt
die Vorrichtung zum Schneiden und zum Falzen, während die andere eine Grundplatte
trägt. Diese mit 14 und 15 bezeichneten Teile werden durch Tragarme 18 festgehalten.
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Die lotrecht bewegliche Platte 13 wird durch zwei Paare exzentrisch
angetriebener Verbindungsstangen 20 und 21 hin- und herbewegt, die an ihren oberen
Enden auf den von der Platte 13 getragenen Wellen 22 und 23 drehbar gelagert sind.
Die unteren Enden dieser Stangen sind auf Kurbelwellen 24 und 25 befestigt, die
im Rahmen angeordnet und durch Zahnräder 26 und 27 miteinander verbunden sind. Ein
mit dem Zahnrad 27 verbundenes Zahnrad 27 a steht mit einem Leeriaufzahnrad 28 im
Eingriff, das am Rahmen auf der Seite des Bedienungsmannes befestigt ist. Paare
von Gegengewichten29 und 29 a (Fig.2) sind an den Kurbelwellen24 und 25 befestigt.
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Eine große Riemenscheibe 30 ist an einem Ende der Kurbelwelle 25
befestigt und wird durch Treibriemen 31 von einem Elektromotor 32 angetrieben; die
Welle 25 stellt die Hauptantriebswelle der Maschine dar.
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Nockenwelle Der Grundrahmen 10 der Presse trägt ebenfalls drehbar
eine Nockenwelle 35 mit einem Zahnrad 36 an ihrem Ende, das mit einem Leerlaufzahnrad
28 im Eingriff steht. Mit der Nockenwelle ist unmittelbar eine Vorrichtung verbunden,
um die Bremsstange in und außer Klemmeingriff mit der Bahn zu bringen, während die
Presse in Tätigkeit ist und die intermittierenden Zufuhrwalzen unwirksam sind; dies
geschieht wie folgt: Bremsstangen-Betätigungsvorrichtung Die Welle 35 weist einen
einzigen Mittelnocken 38 (Fig. 3 und 4) auf, der auf einem Viertel des Umfanges
eine Erhebung 38a hat. Dieser Nocken dient dazu, die Bremsstange BB anzuheben, die
verschiebbar von einem Paar Blattfedern 37 getragen wird.
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Gegen den Nocken liegt eine starre Schubstange 39 an, die in der Länge
durch ihren Gewindeteil 39 a verstellbar ist und deren unteres Ende am freien Ende
eines um den Zapfen 41 drehbar gelagerten Tragarmes 40 befestigt ist. Dieser Tragarm
trägt eine Nockenrolle 42, die auf der Erhebung 38 a abrollt.
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Das obere Ende der Schubstange39 stößt gegen die Unterseite der lotrecht
verschiebbaren Stange BB, um sie in Klemmeingriff mit der oberen festen Stange BBU
zu drücken. Durch verstellbare Federstangen 43 wird die untere Stange BB elastisch
nach unten gezogen und dadurch die Bahn aus der eingeklemmten Lage freigegeben.
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Betätigungsvorrichtung für die intermittierend arbeitenden Zufuhrrollen
Weiter ist die Welle 35 mit einer Vorrichtung verbunden, um die intermittierend
arbeitenden Zufuhrwalzen unwirksam zu machen, während eine Schlaufe in der Bahn
aufgebaut wird, und dies geschieht wie folgt: Die Welle 35 trägt für diesen Zweck
ein Paar Nocken 44 (F i g. 5 und 6), das auf Abstand voneinander auf der Welle 35
befestigt ist. Gegen diese Nocken liegen Schubstangen45 an, um die untere intermittierend
arbeitende Zufuhrwalze IF von ihrer ortsfest drehbar gelagerten oberen Zufuhrwalze
IFU wegzudrücken. Die Stangen 45 sind in ihrer Länge mit Hilfe ihrer Gewindehülsen
45 a verstellbar, um einen für beide Stangen gleichmäßigen Klemmdruck über die gesamte
Breite der Bahn einstellen zu können. Die unteren Enden der Stangen 45 sitzen in
ihren Armen 46, die drehbar auf Zapfen 47 montiert sind und eine Nockenrolle 48
auf ihrem freien Ende zum Eingriff mit den Nocken 44 tragen. Die Nocken 44 weisen
eine ungefähr ein Drittel des Umfanges umfassende Erhebung auf, die die gleiche
Lage einnimmt wie die Erhebung des Nockens 38.
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Die bewegliche Zuführwalze IF ist auf zwei im Abstand voneinanderliegenden
Armen 49 montiert, die an den Enden der Kippwelle 50 befestigt sind. Die oberen
Enden der Schubstangen 45 liegen gegen ein Ende dieser Arme an, und die Walze IF
ist in den anderen Enden montiert.
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Luftzylindereinheiten 51, die auf stationären Armen 51 a montiert
sind, wirken auf die Trägerarme, um die Walze IF in Zufuhrstellung zu drücken.
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Auf diese Art und Weise wird der intermittierend erfolgende Einsatz
der Bremsstange mit dem intermittierend erfolgenden Einsatz der Zufuhrwalzen IF
und IFU zeitlich abgestimmt.
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Wählschalter Ein Wählschalter S (Fi g. 2 und 6) ist direkt mit der
Nockenwelle an der Seite des Bedienungsmannes der Maschine mit Hilfe einer Kupplung
52 angeordnet. Die Welle 35 betätigt den Wählschalter, der dadurch zeitlich mit
der Schneid- und Falzpresse abgestimmt wird. Der Wählschalter ist mit einem elektrischen
AugenabfühlkopfE synchronisiert, der die vorgedruckte Bahn W abtastet. Zusammen
betätigen diese Organe einen Korrekturmotor53, der durch eine endlose Antriebskette
54 mit einer sekundären Differentialgetriebeeinheit SD verbunden ist. Bei einer
gegebenen Drehstelle der Nockenwelle gibt der Wählschalter ein Signal, das mit einem
anderen Signal verglichen wird, das vom elektrischen Augenabfühlkopf gegeben wird,
während eine Marke auf der Bahn vorbeiläuft. Wenn diese beiden Signale in der Phase
übereinstimmen, ist keinerlei Korrektur notwendig.
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Wenn die Signale außer Phase geraten, wird ein Kor-
rekturimpuls zum
Korrekturmotor 53 in der Richtung und in dem Ausmaße geschickt, wie die Signale
sich außer Phase befinden. Dieses Kontrollsystem wird nachstehend genauer bezeichnet.
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Der Antrieb von der Nockenwelle Wie klar in F i g. 1 und 2 gezeigt,
ist am anderen Ende der Nockenwelle 35 ein Wechselrad 57 befestigt, das mit einem
anderen Wechselrad 62 in Eingriff kommt, das auf einer Welle 63 montiert ist, die
sich von der Antriebsseite der Maschine aus erstreckt, d. h. der Seite gegenüber
der Seite des Bedienungsmannes. Die Wechselräder 57 und 62 sind fest angeordnet
und können durch andere Paare ersetzt werden, die verschiedene tXbersetzungsverhältnisse
haben. Auf diese Art und Weise wird das gewünschte Obersetzungsverhältnis zwischen
den Zufuhrwalzen und der Kurbelwelle erzielt. Um das Übersetzungsverhältnis zwischen
den Zufuhrwalzen und der Kurbelwelle stufenlos veränderlich zu machen, wird die
Abstufung zwischen verschiedenen Wechselrädern durch einen Variator V überbrückt,
der nachstehend beschrieben wird.
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An der Welle 63 ist auch ein Zahnrad 64 befestigt, das mit einem
Leerlaufzahnrad 65 im Eingriff steht, das auf der Welle 66 auf der Antriebsseite
befestigt ist. Das Zahnrad 65 speist ein primäres Planetendifferential PD, das auf
der Dosierungswalzenwelle 60 der unteren Dosierungswalze F befestigt ist, und steht
mit dem Zahnradelement 70 des Verbundzahnrades 71 im Eingriff, das drehbar auf der
Welle 60 gelagert ist.
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Das Verbundzahnrad 71 hat auch ein kleineres Zahnradelement 73, das
mit den um den Umfang in einem Abstand angeordneten Planetenrädern 75 im Eingriff
steht, die auf dem drehbaren Gehäuse 76 mit Hilfe der Wellen 77 montiert sind. Fest
auf den anderen Enden der Wellen 77 befinden sich die Zahnräder 75a, die mit dem
Sonnenrad 74 im Eingriff stehen, das auf der Welle 60 aufgekeilt ist. Das Gehäuse
76 ist auf der Welle 60 drehbar und hat einen großen peripheren Zahnkranz 78.
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Dieser Zahnkranz 78 treibt das Zahnrad 79 auf der Korrekturwelle
80 des Primärdifferentials PD. Die Welle 80 ist drehbar in ihrem (nicht gezeigten)
am Grundrahmen 10 befestigten Rahmen angeordnet, und diese primäre Differentialkorrekturwelle
treibt die gesamte Planeteneinheit. Über eine am anderen Ende der Welle 80 angeordnete
Riemenscheibe 84 und einen Treibriemen 85 besteht Verbindung zu einer Riemenscheibe86
eines sekundären Differentials SD, dessen andere, eine Riemenscheibe 91 tragende
Seite durch einen weiteren Treibriemen 90 mit einer Riemenscheibe92 verbunden ist,
die auf der Welle eines üblichen Variators V von »Cleveland« angeordnet ist. Die
andere Seite des Variators V wird von der Dosierungs-Walzenwelle 60 durch einen
Treibriemen 94 und Riemenscheiben 95 und 96 angctrieben.
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Der Korrekturmotor 53 kann das gesamte sekundäre Differential durch
die Kette 54 antreiben. Auf diese Art und Weise sind der Wählschalter S und das
elektrische Auge E durch den Korrekturmotor 53, das sekundäre Differential SD und
den Variator wirksam, um die Geschwindigkeit der Dosierungswalze zu regeln. Dieses
elektrische Auge E und der Korrekturmotor 53 schaffen eine Korrektur, die dem Fehler
proportional ist, den das elektrische Auge E abfühlt.
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Ein weiterer Korrekturmotor 97 treibt den Variator V über die Zahnräder
98 und 98 a und 98 b an.
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Das elektrische Auge E betätigt auch diesen Korrekturmotor. Dieser
zweite Korrekturmotor 97 korrigiert das Variatorverhältnis so, daß der Fehler kontinuierlich
korrigiert wird. Beispielsweise verändert für je fünf Korrekturen oder jede beliebige
andere vorher bestimmte Anzahl von Korrekturen, die der Korrekturmotor 53 veranlaßt,
der zweite Korrekturmotor 97 die Variatoreinstellung und bewirkt so, daß der Variator
kontinuierlich den Fehler ausschaltet und sich selbst auf die genaue Wiederholungslänge
des Druckes einstellt.
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Die vorstehend beschriebene Kontrollanordnung schafft zwei getrennte,
aber dennoch kombinierte Korrekturen, nämlich eine durch den Korrekturmotor des
elektrischen Auges in das sekundäre Differential und die andere als eine Korrektureinstellung
im Variatorverhältnis, wodurch der Fehler kontinuierlich ausgeglichen wird.
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Die DosierungswalzenwelleF ist mit der intermittierend arbeitenden
Zufuhrwalze IF verbunden, um diese anzutreiben, und zwar mit Hilfe eines auf der
Welle 60 befestigten Zahnrades 100, eines Leerlaufzahnrades 101 und eines am Ende
der Walze IFU befestigten Zahnrades 102. Auf diese Weise erfolgt der Antrieb von
der Nockenwelle zunächst durch die Dosierungswalzen und dann direkt zu den intermittierend
arbeitenden Zufuhrwalzen.
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Das Primärdifferential treibt direkt die Dosierungszufuhrwalzen und
demgemäß die intermittierend arbeitenden Zufuhrwalzen und bringt die Korrekturen
an ihnen an. Der Antrieb zu dem primären Differential von der Nockenwelle erfolgt
stets in der gleichen Richtung, und es erfolgt daher keine schädliche Umkehr der
Kräfte.
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Eine Schmiermittelpumpe 105 ist am Ende des Zahnrädersatzes vorgesehen,
um der Maschine
Schmiermittel zuzuführen. Diese Pumpe ist durch ih Zahnrad 106 mit
dem Zahnrad 102 verbunden unc dient auch der wichtigen Funktion, jegliches tot Spiel
im Zahnrädersystem auszugleichen.
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Die über das Patentbegehren hinausgehenden Teil der Beschreibung
dienen nur der Erläuterung unc sind nicht Gegenstand der Erfindung.