DE2530365B2 - Einrichtung zur Durchmesserverstellung eines Zylinders - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zur Durchmesserverstellung eines Zylinders mit in mehrere radial bewegbare Segmente unterteilter Mantelfläche und zumindest teilweise hohl ausgeführter Zylinderwelle, insbesondere eines Falzapparate-Sammelzyinders, in welcher koaxial zur Zylinderwelle ein axial verschiebbares Stellglied vorgesehen ist das für jedes Segment der Mantelfläche eine gegen die Achse der Zylinderwelle geneigte und eine schiefe Ebene bildende Führungsbahn aufweist in die ein auf dieses Segment einwirkender radialer Stößel formschlüssig eingreift, und in welcher innerhalb der hohl ausgeführten Zylinderwelle eine durch eine außerhalb des Zylinders gelegene stationäre Betätigungsvorrichtung axial bewegbare und auf das axial verschiebbare Stellglied einwirkende Schubstange angeordnet ist, die sich an einem ihrer Enden über ein Axiallager abstützt

Eine Einrichtung dieser Gattung ist aus der US-PS 28 46 751 bekannt Sie dient hier dazu, einen Führungszylinder für eine Stoffbahn in seinem mittleren Bereich aufzuweiten oder einzuschnüren, um dadurch Verwerfungen der Stoffbahn auszugleichen. Die radialen Stößel sind dabei unmittelbar mit ihren zugehörigen Mantelflächensegmenten verbunden.

Diese Anordnung hat — zumindest bei größeren Zylinderdurchmessern, wie sie beispielsweise bei Falzapparate-Sammelzylindern auftreten — den Nachteil, daß die auf die Mantelflächensegmente einwirkenden Fliehkräfte das Stellglied im Sinne einer Durchmesservergrößerung des Zylinders verschieben können und weiterhin die Führungsbahnen aufzuweiten trachten, so daß diese unverhältnismäßig massiv ausgebildet sein müssen.

Der Erfindung liegt nun demgegenüber die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung zur Durchmesserverstellung eines Zylinders der eingangs genannten Art dahingehend abzuwandeln, daß sie die bei höheren Drehzahlen auftretenden Fliehkräfte oder die bei einem plötzlichen Abbremsen des Zylinders entstehenden Trägheitskräfte aufnehmen kann, ohne daß das Stellglied für die Stößel dabei verschoben oder verbogen werden kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß jeder radiale Stößel über einen zweiarmigen Hebel mit seinem zugehörigen Segment verbunden ist und daß die Steigung (oder der Steigungswinkel) der gegen die Achse der Zylinderwelle geneigten Führungsbahn den Reibungskoeffizienten (bzw. den Reibungswinkel) des Stößels in der Führungsbahn unterschreitet

Durch diese Maßnahmen wird erreicht daß die Flieh- und Trägheitskräfte nur zusammendrückend auf die Führungsbahnen des Stellgliedes einwirken und dadurch ohne weiteres von diesen aufgenommen werden können. Die Führungsbahnen in dem Stellglied brauchen also nur so dimensioniert zu werden, daß sie im Stillstand des Zylinders das Gewicht des jeweils oberen Segmentes tragen können.

Ein besonders stabiler Aufbau der Einrichtung wird gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung dadurch erzielt, daß jeder Stößel mit einem Lagergehäuse verbunden ist, das einen ersten Exzenter umfaßt, welcher über eine Exzenterspindel mit mindestens

einem weiteren Exzenter verbunden ist, der von einem Träger für das zugehörige Segment umfaßt wird, und daß die Mitten der beiden Exzenter auf entgegengesetzten Seiten der Achse der Exzenterspindel angeordnet sind.

Nach einer anderen Ausgestaltung der Erfindung können die in einem Falzapparat bei sogenannten Stoppern infolge des entstehenden Papierstaues auftretenden radial nach innen auf den Zylindermantel gerichteten Kräfte dadurch in besonders einfacher Weise abgebaut werden, daß jeder Stößel über ein aus einer Kugelpfanne und einem Kugelstößel bestehendes Kugelgelenk mit seinem zugehörigen Segment verbunden ist und daß die Kugelpfanne aus einem elastischen Kunststoff besteht.

Da die Kräfte am Stößel dann radial nach außen gerichtet sind, können sie nämlich, wenn sie eine bestimmte Größe unterschreiten, den Kugelstößel aus der Kugelpfanne reißen und dadurch dem nachdrängenden Papier Raum verschaffen.

Durch die Maßnahme, jede Exzenterspinde] durch einen von außen zugänglichen Betätigungskopf bis zum Einrasten eines herausgesprungenen Kugelstößels in seine Kugelpfanne verschwenkbar auszubilden, kann dann nach einem solchen Stopper der Zylinder schnell wieder einsatzbereit gemacht werden.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den übrigen Unteransprüchen. Im folgenden wird die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert Es zeigt

F i g. 1 ein Ausführungsbeispiel der Erfindung im Längsschnitt,

F i g. 2 einen Schnitt entlang der Linie H-II in F i g. 1 und

F i g. 3 einen Schnitt entlang der Linie III-III in F i g. 1.

F i g. 1 zeigt einen Falzzylinder, bei dem auf der Welle 1 des Zylinders in axialem Abstand voneinander die Stirnwände 2 und 3 befestigt sind, in denen sechs Exzenterspindein 4 bis 9 für die Lagerung der über die Länge des Zylinders reichenden Träger 10 bis 15 der Segmente des Zylindermantels drehbar gelagert sind. Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel eines Falzzylinders mit sechs verstellbaren Segmenten am Umfang sind, wie insbesondere aus F i g. 2 ersichtlich, jeweils die zwischen den Falzmessern 16,17,18 gelagerten Träger 10, U bzw. 12,13 und 14,15 auf den Exzenterspindeln 4, 5 bzw. 6, 7 und 8, 9 gelagert und paarweise mit einer zweckmäßig nach Art einer Muffenführung ausgeführten Geradführung 19, 20 und 21 verbunden. Hierdurch wird eine exakte radiale Verstellung der Träger 10 bis 15 erreicht. Im Raum zwischen den Trägern 10,11 und 12, 13 sowie 14,15 sind Punkturen 22,23 und 24 sowie mit Schneidmessern an einem entsprechenden Gegenzylinder zusammenarbeitende Schneidbalken 25, 36 und 27 untergebracht. Durch Verdrehen der Exzenterspindeln 4 bis 9 können die Träger 10 bis 15 und damit die hierauf befestigten Segmente des Walzenumfangs zur Regulierung der Papierbahnspannung und insbesondere zur schnellen Durchmesserverkleinerung des dargestellten Falzzylinders bei einem Papierstau radial verstellt werden.

Dies wird im gezeigten Ausführungsbeispiel durch Verdrehen des Handrades 28 erreicht, welches hierdurch eine beispielsweise in der Maschinenseitenwand gelagerte Gewindespindel 29 verdreht, die hier die Stelleinrichtung bildet, und in ein Gewinde einer Schubstange 30 eingreift, welche hierdurch koaxial zur Zylinderachse bewegbar ist Die Schubstange 30 ist über ein Gelenklager 31 mit einem in der Welle 1 axial frei bewegbar gelagerten Stellglied in Achsrichtung fest verbunden. Zweckmäßig nimmt hierbei ein Axiallager 32 die Verstellkräfte auf und läßt den Zylinder mit dem Stellglied gegenüber der radial feststehenden Schubstange 30 frei drehen.

Im dargestellten Ausführungsbeispiel wird die Längsbewegung des Stellglieds mittels einer schiefen Ebene und mittels Hubstößeln direkt in eine radiale Hubbewe gung umgesetzt Das Stellglied ist bei dieser vorteilhaf ten Ausführungsform der Erfindung als Kolben 58 ausgebildet, der in einer zentralen Ausnehmung der Welle 1 verschiebbar ist Am Umfang des das Stellglied bildenden Kolbens 58 sind, wie aus F i g. 1 ersichtlich ist, unter einer Neigung in Richtung der Längsachse des Kolbens sich erstreckende Nuten vorgesehen, in denen Stößel 59 bis 64 gleiten. Aus F i g. 3 ist erkennbar, daß die eine schiefe Ebene bildenden Nuten gleichmäßig unter 60° am Umfang des Kolbens 58 verteilt sind und einen vorzugsweise T-förmigen Querschnitt aufweisen. Durch den T-förmigen Querschnitt ist gewährleistet, daß die Stößel 59 bis 64 mit einem T-förmigen Kopf formschlüssig in die Nuten eingreifen können. Durch die Ausführung der T-Nuten im Kolben 58 als schiefe Ebene werden die in der Wand der Welle 1 in radialer Richtung geführten Stößel 59 bis 64 durch eine Längsbewegung des Kolbens 58 gleichmäßig auf- und abbewegt Zur Verbindung des Kolbens 58 mit dem Stellmotor, der hier durch eine Gewindespindel 29 angedeutet wird, ist das in einer auf der Seite des Kolbens 58 mit der geringen Nuttiefe vorgesehenen Ausnehmung angeordnete Axiallager 32 vorgesehen, welches mit der Gewindespindel 29 verbunden ist In die Stößel 59 bis 64 sind radial außerhalb der Wand der Welle 1 Kugelpfannen 65 bis 70 eingeschraubt welche weitere Kugelstößel 71 bis 76 aufnehmen, die mit Lagergehäusen 77 bis 82 verschraubt sind. Die Lagergehäuse 77 bis 82 sitzen auf zugeordneten Exzentern 83 bis 88 der Exzenterspindeln 4 bis 9.

Vorzugsweise können zwischen den Lagergehäusen 77 bis 82 und den Exzentern 83 bis 88 Nadellager vorgesehen sein. Die Exzenterspindeln 4 bis 9 weisen neben den Exzentern 83 bis 88 jeweils weitere Exzenter 89 bis 94 auf, auf welchen die als Hohlwellen ausgebildeten Träger 10 bis 15 der Segmente des Mantelumfangs sitzen. Gemäß der Erfindung sind die Exzenter 89 bis 94, welche die Träger 10 bis 15 abstützen, um 180° gegenüber den auf der gleichen Welle sitzenden Exzentern 83 bis 88 versetzt angeord net Hierdurch ergibt sich in vorteilhafter Weise eine Hebelwirkung mit einer Umkehr der Bewegungsrichtung. Die Hubbewegung der Stößel 59 bis 64, die über die Exzenter 83 bis 88 in eine Drehbewegung der Exzenterspindeln 4 bis 9 umgesetzt wird, bewirkt dadurch in einfacher Weise eine Durchmesserveränderung der Walze.

Die auf den Exzentern 89 bis 94 gelagerten Träger 10 bis 15 werden bei der Rotation des dargestellten Falzzylinders durch die Fliehkräfte radial nach außen gezogen. Dadurch, daß die Exzentrizitäten der Exzenter 83 bis 88 und 89 bis 94 jeweils um 180° versetzt sind, werden in der Stößelverbindung radial nach innen gerichtete-, Druckkräfte erzeugt Diese Druckkräfte werden dufch die Lagergehäuse 77 bis 82 über die Kugelstößel 71 bis 76 auf die Kugelpfannen 65 bis 70 übertragen und von hier über die Stößel 59 bis 64 auf die schiefen Ebenen des Kolbens 58 geleitet Vorzugsweise ist nun der Anstellwinkel dieser schiefen Ebenen so

ausgeführt, daß die Steigung der Nuten kleiner als der Reibungskoeffizient ist. Auf diese Weise läßt sich zweckmäßig eine Selbsthemmung erreichen. Die Druckkräfte können also keine selbständige Verstellung auslösen und das Axiallager 32 sowie die hier als s Stelleinrichtung dienende Gewindespindel 29 werden nur bei einer Verstellbewegung, die durch das Verdrehen des Handrades 28 ausgelöst wird, beansprucht. Auch in einer Ausführungsform, bei der die Stelleinrichtung beispielsweise als Hydraulikzylinder ausgebildet ist, ist eine derartige Selbsthemmung von Vorteil, da die Hydraulikanlage auch hier lediglich während der Verstellbewegung in Betrieb sein muß.

Während des Betriebszustands des dargestellten Falzzylinders, d. h. während einer sehr schnellen Rotation, werden die Kugelstößel 71 bis 76 in die Kugelpfannen 65 bis 70 gedrückt und die Stößel 59 bis 64 liegen bei ruhender Beanspruchung mit der breiten Unterseite auf den Gleitflächen, d. h. auf dem Nutgrund der Nuten des Kolbens 58 auf. Wenn nun plötzlich ein sogenannter Stopper auftritt, werden bekanntlich die Träger 10 bis 15 radial nach innen in den Zylinder herein gedrückt und die Exzenter 83 bis 88 mit den darauf sitzenden Lagergehäuse 77 bis 82 und den Stößeln 71 bis 76 aufgrund der oben beschriebenen Hebelwirkung radial nach außen gezogen. Die Kugelpfannen 65 bis 70 sind dabei vorzugsweise so ausgebildet, daß sie die Kugeln mit einer bestimmten Kraft festhalten, so daß das bloße Gewicht der Träger 10 bis 15 die Kugeln noch nicht aus der zugeordneten Pfanne lösen kann, wenn sie beim stillstehenden Zylinder nach unten hängen. Werden jedoch bei einem Stopper diese Kräfte überschritten, so werden die Kugelstößel aus den Kugelpfannen herausgerissen. Zweckmäßig bestehe die Kugelpfannen 65 bis 70 hierzu aus Kunststofl Aufgrund der Elastizität dieses Materials ist dann ei nachträgliches Wiedereinrasten der Kugeln in di zugeordneten Pfannen leicht möglich. Die Träger 10 bii 15 können infolge des Ausrastens der Kugeln aus de zugeordneten Kugelpfannen zur Zylinderachse hii nachgeben und so dem nachdrängenden Papier Raun verschaffen, so daß sich die Stopperkräfte in einfache Weise sofort verringern. Die Kugelstößel lassen sie anschließend durch einfaches Verdrehen der Exzenter spindeln 4 bis 9 insbesondere bei aus Kunststof bestehenden Kugelpfannen 65 bis 70 leicht wiede einrasten. Die Exzenterspindeln 4 bis 9 weisen hierzi beispielsweise außerhalb der Stirnwand 3 des Zylinder zugängliche Sechskanten 95 auf, an denen Verdreh werkzeuge, beispielsweise einfache Schraubenschlüssel angesetzt werden können. Durch Verdrehen de Kugelstößel 71 bis 76 läßt sich infolge der Gewindever bindung die Gesamtlänge der Stößel regulieren, so dal hierdurch auf einfache Weise eine Justierung de Zylinderdurchmessers möglich ist, indem hierdurch di Träger 10 bis 15 auf gleiche radiale Höhe gebrach werden.

Die beschriebene Ausführungsform mit schiefe Ebene und Hubstößel bietet in vorteilhafter Weise ein besondere Platzersparnis. Außerdem ist diese einfach Konstruktion unempfindlich gegen Verschmutzung.

Es ist auch eine weitere besonders einfach Ausführung denkbar, bei der die Träger als Gleitschuh ausgebildet sind, die in zugeordneten Radialnuten eine oder beider Stirnseiten 2 und 3 geführt sind und etw mittels einer Stößelanordnung radial verstellbar sind.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (8)

Patentansprüche:

1. Einrichtung zur Durchmesserverstellung eines Zylinders mit in mehrere radial bewegbare Segmente unterteilter Mantelfläche und zumindest teilweise hohl ausgeführter Zylinderwelle, insbesondere eines Falzapparate-Sammelzylinders, in welcher koaxial zur Zylinderwelle ein axial verschiebbares Stellglied vorgesehen ist, das für jedes Segment der Mantelfläche eine gegen die Achse der Zylinderwelle geneigte und eine schiefe Ebene bildende Führungsbahn aufweist, in die ein auf dieses Segment einwirkender radialer Stößel formschlüssig eingreift, und in welcher innerhalb der hohl ausgeführten Zylinderwelle eine durch eine außerhalb des Zylinders gelegene stationäre Betätigungsvorrichtung axial bewegbare und auf das axial verschiebbare Stellglied einwirkende Schubstange angeordnet ist, die sich an eitern ihrer Enden über ein Axiallager abstützt, dadurch gekennzeichnet, daß jeder radiale Stößel (59) über einen zweiarmigen Hebel (83,4,89) mit seinem zugehörigen Segment verbunden ist und daß die Steigung der gegen die Achse der Zylinderwelle (1) geneigten Führungsbahn den Reibungskoeffizienten des Stößels (59) in der Führungsbahn unterschreitet

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Stößel (59) mit einem Lagergehäuse (77) verbunden ist, das einen ersten Exzenter (83) umfaßt, welcher über eine Exzenterspindel (4) mit mindestens einem weiteren Exzenter (89) verbunden ist, der von einem Träger (10) für das zugehörige Segment umfaßt wird, und daß die Mitten der beiden Exzenter (83,89) auf entgegengesetzten Seiten der Achse der Exzenterspindel (4) angeordnet sind.

3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Stößel (59) über ein aus einer Kugelpfanne (65) und einem Kugelstößel (71) bestehendes Kugelgelenk mit seinem zugehörigen Segment verbunden ist und daß die Kugelpfanne (65) aus einem elastischen Kunststoff besteht.

4. Einrichtung nach Anspruch 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß jede Exzenterspindel (4) durch einen von außen zugänglichen Betätigungskopf (95) bis zum Einrasten eines herausgesprungenen Kugelstößels (71) in seine Kugelpfanne (65) verschwenkbar ist

5. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Stellglied als Kolben (58) mit radialen Nuten ausgebildet ist, deren gegen die Achse der Zylinderwelle (1) geneigte Nutenböden auf einer zur Zylinderwelle (1) koaxialen gedachten Kreiskegelfläche liegen.

6. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die stationäre Betätigungsvorrichtung zum axialen Bewegen der Schubstange (30) eine mit einem Gewinde der Schubstange (30) zusammenwirkende Gewindespindel (29) enthält

7. Einrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Träger (10) für ein Segment der Mantelfläche eine exzentrisch auf einer Exzenterspindel (4) gelagerte Hohlwelle enthält, die durch eine Geradführung (19) gegen Verdrehen gesichert ist

8. Einrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß jede Geradführung (19) aus zwei nach Art einer Muffenführungen ineinandergreifenden Teilen besteht, die mit zwei benachbarten Trägern (10,11) verbunden sind.