DE2848872A1

DE2848872A1 - Vorrichtung zur steuerung einer eine kontinuierlich zugefuehrte materialbahn taktweise verarbeitenden maschine

Info

Publication number: DE2848872A1
Application number: DE19782848872
Authority: DE
Inventors: Jean Grob; Roger Roch
Original assignee: J Bobst et Fils SA
Current assignee: Bobst Mex SA
Priority date: 1977-11-11
Filing date: 1978-11-10
Publication date: 1979-05-17
Also published as: IT1192627B; SE444804B; SE7811618L; FR2408538A1; CH618660A5; ES474987A1; DE2848872C2; JPS606264B2; US4244504A; CA1086788A; GB2010227A; FR2408538B1; JPS5477960A; GB2010227B; IT7812835A0

Description

Patentanwälte Dipl.-Inc. H. Veickmann, D^pl.-Phys. Dr. K. Fincke

Dipl.-Ing. EA₁WeICKMANn,. Dipl.-Chem. B. Huber Dr. Ing. H. Liska

ENRT 8000 MÜNCHEN 86, DEN \ Q

- POSTFACH 860820
MÖHLSTRASSE 22, RUFNUMMER 98 39 21/22

J. BOBST & FILS S.A.
Prilly (Waadt) Sclweiz

Vorrichtung zur Steuerung einer eine kontinuierlich zugeführte Materialbahn taktweise verarbeitenden Maschine

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Beschreibung

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung der im Oberbegriff des Anspruchs 1 bezeichneten Art. Typische Vertreter der darin bezeichneten Maschinengattung sind beispielsweise Tiegelstanzpressen. Dabei wird das Bahnmaterial, z.B. Karton, im allgemeinen kontinuierlich mittels gleichmäßig umlaufender Zuführ- und Transportrollen zugeführt. In der Stanzstation wird die Materialbahn kurzfristig für den Stanzvorgang angehalten. Dadurch entsteht vor der Stanzstation eine Ansammlung von Material.

Es ist bereits eine Vorrichtung der gattungsgemäßen Art bekannt, bei der die Bahnführungswalze um ihre eigene Achse frei drehend ausgebildet ist und welche im gleichen Drehsinn umläuft, wie die dieser Bahnführungswalze unmittelbar vor- und nachgeschalteten Transportwalzen (DE-OS 26 53 173)· Außerdem erfolgt die überlagerte Vor- und Rückschwingung jeweils entlang einer Tangente an die Umlaufbahn.

Es hat sich gezeigt, daß diese Anordnung zwar bei geringer Arbeitsgeschwindigkeit zuverlässig arbeitet, da sich die Rotationsgeschwindigkeit der frei drehenden Bahnführungswalze durch die Reibung mit dem sie umschlingenden Bandmaterial stets schnell an die jeweilige Bandgeschwindigkeit anpaßt, so daß keine übermäßigen Spannungsschwankungen sowie Spannungsspitzen im Bandmaterial auftreten. Bei hohen Arbeitsgeschwindigkeiten wird jedoch das Trägheitsmoment der bei jedem Umlauf einmal beschleunigten und einmal verzögerten Bahnführungswalze so groß, daß es zu großen Spannungsschwankungen sowie Spannungsspitzen im einlaufenden Bandtrum kommt. Die Folge davon sind Ungenauigkeiten im Passermaß der zu verarbeitenden Bögen, starke Reibung

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zwischen Band und Bandführungswalze, große Lärmentwicklung sowie hohe Belastung der Vorrichtung sowie des Bandmaterials.

Es ist die Aufgabe der Erfindung, eine Einrichtung der gattungsgemäßen Art so zu verbessern, daß bei hoher Produktionsgeschwindigkeit eine stark wechselnde Zugbelastung des Bahnmaterials und damit Gleiten des Materials auf der Walze, starke Arbeitsgeräusche sowie ungenügende Passergenauigkeit vermieden werden.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 aufgeführten Merkmale gelöst.

Durch die um ihre eigene Achse feststehende Anordnung der Bahnführungswalze werden zunächst alle die nachteiligen Effekte eliminiert, welche als Folge der mit großem Massenträgheitsmoment rotierenden Walze aufgetreten waren. Da jedoch bei der herkömmlichen Umlaufrichtung der Drehsinn der blockierten Bahnführungswalze derart ist, daß ihre Oberfläche sich entgegengesetzt zur Bandförderrichtung bewegt, kommt es zwar nicht mehr zu großen Spannungsschwankungen, jedoch zu großer Reibung und damit zu Beschädigungen des Bandmaterials. Durch die erfindungsgemäße Wahl der Umlaufrichtung sind die Bewegungsrichtung der Oberfläche der Bahnführungswalze im wesentlichen gleichgerichtet wie die Bewegungsrichtung des Bandmaterials, so daß die schädliche Reibung stark vermindert oder sogar aufgehoben werden kann.

Dadurch, daß die überlagerte Schwingbewegung der Bahnführungswalze exakt entlang der Umlaufbahn erfolgt, kann zusammengesetzte Winkellage exakt an die Länge der sich bildenden und wieder abbauenden Schlaufe angepaßt werden, ohne daß sich dabei, wie bei der genannten bekannten Lösung, gleichzeitig die Exzentrizität der Bahnführungswalze ändert. Auf diese Weise· kann

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Jegliches "Spiel" zwischen Band und Walze vermieden und ein gleichförmiger Umlauf der Walze ohne Unwuchtprobleme erreicht werden.

Die im Anspruch 2 beschriebenen Merkmale stellen eine konstruktiv einfache Lösung für eine Vorrichtung gemäß der Erfindung dar. Die Bahnführungswalze wird sowohl in radialer als auch in Umfangsrichtung von den Haltern gehalten und macht dessen Schwingungen um die Umlaufachse mit.

Soll die Bahnführungswalze in ihrer Exzentrizität verstellt werden können, so wird sie im Halter zunächst nur in Umfangsrichtung gehalten. In radialer Richtung wird sie in an sich bekannter Weise durch eine auf einer Gewindespindel verschiebbare Spindelmutter geführt. Da die Gewindespindel selbst im Halter gelagert ist, muß sie dessen Schwingbewegung mitmachen, so daß sie über ein diese Bewegung erlaubendes Gelenk mit dem Drehantrieb verbunden ist.

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Weitere Merkmale sowie Vorteile der Erfindung sind in den weiteren Ansprüchen sowie der Beispielsbeschreibung enthalten* Ein Ausführungsbeispiel ist in der Zeichnung dargestellt sowie im folgenden näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Gesamtansicht der zur Einführung und zum Transport des bahnartigen Werkstoffs verwendeten Mittel;

Fig. 2 "eine Schnittansicht eines Teils der Einrichtung zum Antrieb der Bahnführungswalze;

Fig. 3 eine Schnittansicht gemäß der Linie III-III in Fig. 2;

Fig. 4 eine Schnittansieht gemäß der Linie IV-IV in Fig. 2;

Fig. 5 einen Schnitt gemäß der Linie V-V in Fig. 2.

Fig. 1 ist eine schematische Gesamtansicht der zur Einführung und zum Transport der Bahn verwendeten Mittel und veranschaulicht den durch die Bahn 1 bei ihrer Einführung in eine Tiegelstanze' 2 beschriebenen Weg. Der von einer vorangehenden Station (nicht dargestellt) in der Richtung des Pfeils 1' herangeführte bahnartige Werkstoff 1 wird durch die Rollen 4 und 5 einer Ausgleichswalze 3 zugeführt. Anschließend gelangt die Bahn über eine Umleitwalze 7 zu einem Zugwerk 6. Das Zugwerk 6 umfaßt eine Zugwalze 8, auf welcher die Bahn 1 läuft, sowie aus.einer Preßwalze 9. Dieses

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Zugwerk 6 ist zur kontinuierlichen Speisung eines Einführorgans 10 bestimmt. Dieses Einführorgan 10 umfaßt eine untere Walze 11, die mit einer leicht höheren Umfangsgeschwindigkeit dreht als die maximale Beförderungsgeschwindigkeit der Bahn 1, sowie einen Satz Druckrollen 12, welche auf Wunsch angehoben werden körinen, damit die auf die Bahn ausgeübte Zugwirkung aufgehoben werden kann. Zwischen dem Zugwerk 6 und dem Einführorgan 10 ist eine Aufnahmevorrichtung 13 zur Übernahme der Bahn 1 eingebaut, welche in der Richtung des Pfeils 13' dreht.

Fig. 2 ist eine Schnittzeichnung eines Teils der Aufnahmevorrichtung 13 zur Übernahme des bahnartigen Werkstoffs 1. Zur Vereinfachung der Beschreibung wird nur eine Seite dieser Vorrichtung dargestellt, da die andere Seite entsprechend aufgebaut ist. Die Aufnahmevorrichtung 13 zur Übernahme der Bahn 1 umfaßt eine zylindrische Bahnführungswalze 14, welche so eingebaut ist, daß sie sich nicht um ihre theoretische Achse 15 drehen kann. Die zylindrische Bahnführungswalze 14 besteht aus einem Mantel 16, welcher an beiden Enden mit einer Muffe IJ versehen ist. Die letztere Muffe umfaßt einen Gleitschuh 18, welcher in einer an einem Halter 20 angeordneten Gleitschiene 19 geführt wird. Halter 20 umfaßt zwei Aufnahmen 21 und 22 zur Aufnahme der auf dem Teil 25 einer zweiteiligen Gewindespindel montierten Kugellager 23 und 24. Dieser erste Teil 25 besitzt ein Rechtsgewinde und trägt eine Spindelmutter 26. Diese ist mit einer Nase 27 versehen, welche in die am Gleitschuh 18 angeordnete Rille 28 eingreift. Somit verursacht die vertikale Verschiebung der Spindelmutter 26 bei Drehung der Gewindespindel 25 eine gleichartige Verschiebung der Bahnführungswalze 14.

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Halter 20 besitzt eine zentrale Lagerbohrung 29 mit einem Kugellager 30, dessen innerer Ring auf eine Antriebswelle 31 montiert ist. Das Kugellager 30 wird in der Lagerbohrung 29 mit Hilfe eines Ringes 32, welcher mit den Schrauben 33 am Halter 20 befestigt ist, gesichert. Die Antriebswelle 31 wird in ihrer Lagerbohrung 34 mittels eines Rohres 35 zentriert, welches zwei Kugellager Z>6 und 37 aufnimmt. Das Rohr 35 trägt eine Kulissenscheibe 38, welche an diesem Rohr 35 z.B. mit Schrauben (nicht dargestellt) befestigt wird. Das Rohr 35 ist am Rahmen 39 so angeordnet, daß es sich nicht verschieben kann. Die Antriebswelle 31 ist außerdem mit einem Antriebsritzel 40 versehen, welches auf die erwähnte Antriebswelle 31 aufgekeilt und gegen das Kugellager 37 mittels einer Mutter 41 verspannt ist. Die Antriebswelle 31 besitzt an ihrem der Walze 14 zugewandten Ende eine Seitenwange 42 mit einer Aufnahme 43, welche dazu bestimmt ist, das Kugellager 44 des Teils 45 der Gewindespindel aufzunehmen. Dieser Teil 45 besitzt ein Linksgewinde und trägt ein Gegengewicht 46. Das dem Teil 25 zugewandte Ende des Teils 45 trägt einen Flansch 47, welcher mit dem äußeren Ring 48 des Kugelgelenks 49 verbunden ist. Der innere Teil 50 des Kugelgelenks 49 nimmt seinerseits das geriffelte Ende 51 des Teils 25 der Gewindespindel auf. Das andere Ende des Teils 45 trägt ein Kegelritzel 52, mit welchem die Gewindespindel 25 bzw. 45 betätigt wird. Das konische Ritzel 52 kann mit Hilfe des Stifts 53j welcher gleitend in die Seitei wange 42 eingebaut ist, je nach Wunsch in der erforderlichen Stellung verriegelt werden. Stift ist mit einem Kugellager 54 versehen, gegen welches das Zahnrad 55 bei der längsweisen Verschiebung der Welle 56 sich anlegt. Bei dieser Verschiebung greift das Kegelrad in das Kegelritzel 52 ein, wobei gleichzeitig einerseits das Zahnrad 55 von seiner Sicherheitsverriegelung 58 und anderseitr der Stift 53 von den Zähnen des Kegelritzels 52 freigegeben

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werden. In diesem Zustand besteht somit die Möglichkeit, durch Verdrehen der Welle 56 über Kegelrad 57, Ritzel 52, Gewindespindel 25 den Exzentritätswert der Bahnführungswalze 14 in bezug auf die Antriebswelle 3I zu verändern. Die Längsverschiebung der Welle 56 wird mit Hilfe des schematisch dargestellten Organs 59 erzielt, welches letztere z.3. aus einem elektro-mechanischen Verschiebesystem mit einem Schieber besteht, wie es z.B. in einem Automobilgetriebe zur Verwendung gelangt. Der Drehantrieb der Welle 56 wird durch einen Schrittmotor 60 bewerkstelligt, welcher ^e nach der erwünschten Exzentrizität der Bahnführungswalze 14 gesteuert wird, wobei jeder Exzentrizitätswert der Bahnführung einer bestimmten einzuführenden Bahnlänge entspricht. Halter 20 ist auf seiner der Walze l6 abgewandten Seite mit einer Gleitschiene 61 versehen, in welche ein Gleitschuh 62 eingreift, welch letzterer an einem der Arme des zweiarmigen Nockenhebels 63 befestigt ist, wie insbesondere Fig. 4 zeigt. Der andere Arm des Nockenhebels 63 ist mit einer in einer Kulisse 74 der Kulissenscheibe 38 laufenden Nockenrolle 64 versehen. Die Kippachse 65 des Nockenhebels 63 ist mit nicht dargestellten Mitteln an der Seitenwange 42 gelagert.

Fig. 3 ist eine Schnittdarstellung gemäß der Linie III-III der Fig. 2 und veranschaulicht die Anordnung der Mittel zum Verstellen der Exzentrizität sowie der Winkellage der Bahnführungswalze 14. Der Gleitschuh l8 ist in der Gleitschiene 19 der Muffe 17 verschiebbar aufgenommen, welche aus zwei Spannleisten 66 und 67 besteht, die auf Halter 20 angebracht sind. Gestrichelt dargestellt ist der Nockenhebel 63 mit der Nockenrolle 64 und dem Gleitschuh 62. Der Teil 45 der Gewindespindel mit dem Gegengewicht 46 und dem Kegelritzel 52 liegt parallel zu der Vertikalachse 71 der

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Seitenwange 42, welche die Kulissenscheibe 38 verdeckt. Das Kegelritzel 52 ist am unteren Ende des Teils 45 der Gewindespindel aufgekeilt und mit Mutter 68 gesichert. Der andere Teil 25 der Gewindespindel wird an seinem äußeren Ende durch das Lager 23, welche in der Aufnahme 21 sitzt und durch Mutter 69 (siehe Fig. 2) gesichert wird, gehalten. Das Kugelgelenk 49 befindet sich im Kreuzungspunkt der Achsen 70 und "Jl der Seitenwange 42. Das Gegengewicht 46 weist eine zentrale Bohrung mit einer Gewindebuchse auf, die ihrerseits mit dem Teil 45 der Gewindespindel zusammenwirkt.

Fig. 4 ist eine Schnittansicht gemäß der Linie IV-IV in Fig. 2, in welcher die Vorrichtung zur winkelmäßigen Verstellung der Bahnführungswalze 14 mittels des auf der Antriebswelle 31 mit Kugellagern 30 drehbar gelagerten Halters im einzelnen dargestellt wird. Der Halter 20 umfaßt eine Gleitschiene 61, in welche ein Gleitschuh 62 geführt ist, welcher seinerseits an einem Arm des zweiarmigen Nockenhebels 63 mittels der Achse 73 befestigt ist. Nockenhebel 63 dreht um die Achse 65, die auf der Seitenwange gelagert ist. Bei dieser Darstellung wird auch die Form der Kulisse 74 der Kulissenscheibe 38 veranschaulicht.

Fig. 5 ist eine Schnittdarstellung gemäß der Linie V-V in Fig. 2 und veranschaulicht die Bahnführungswalze 14, welche mit Hilfe der Muffe 17 an dem Halter 20, welcher die Winkelverstellung durchführt, gelagert ist. Die Nase 27 der Mutter 26 ragt in die durch die beiden Spannleisten und 67 gebildete Gleitbahn hinein und greift in die Rille 28 ein, welche am Gleitschuh 18 der Muffe 17 ausgebildet ist. Spannleisten 66, 6"J sind auf ihrem Halter mit Hilfe der Schrauben 75 und der Zentrierstifte 76 angebracht. Wird

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die Bahnführungswalze l4 an einer eigenen Drehung um ihre Achse gehindert, so bewegt sie sich winkelmäßig mit konstanter, mittlerer Geschwindigkeit bei ihrer Umdrehung um die Antriebsachse 31· Diese Geschwindigkeit ist von gleicher Richtung wie die Geschwindigkeit der Bahn 1, wenn die Seitenwangen bei Bahnlauf von rechts nach links im Uhrzeigersinn gedreht werden.

Die geteilte Gewindespindel, deren beide Teile 25 und 45 durch ein Gelenk 49 verbunden sind, welches ein Drehmoment überträgt, ein Knicken der Gewindespindel jedoch erlaubt, ermöglicht die überlagerte Winkelbewegung des Halters 20 und damit der Bahnführungswalze 14. Die Verstellung der Exzentrizität der Bahnführungswalze 14 ist bei jeder Winkelstellung des Halters 20 möglich, da die Drehverbindung zwischen den Teilen 25, 45 der Gewindespindel nicht unterbrochen wird.

DJe sich aus der Anwendung einer solchen Vorrichtung ergebenden Vorzüge liegen darin, daß die Schwerkraft der Bahnführungswalze 14 die Beanspruchung der Bahn nicht mehr beeinflußt, da die Bahnschlaufe durch die Bahnführungswalze stets gleichmäßig gespannt und geführt bleibt, so daß sich z.B. Eigenschwingungen der Bahnschlaufe nicht ausbilden können. Das auf die BahnfUhrungswalze 14 auflaufende Bahnstück ist im wesentlichen gleich gespannt wie das von der Bahnführungswalze 14 ablaufende Bahnstück.

Sämtliche mit der Passergenauigkeit zusammenhängenden Fragen werden somit gelöst. Es tritt ein verhältnismäßig geringes betriebsmäßiges Gleiten auf. Andererseits vermindert dieses Vorgehen den Umhüllungswinkel der'Bahn 1 um die Bahnführungswalze 14 bei Stillstehen der Bahn im Stanzorgan der Tiegelstanzpresse.

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Wie insbesondere aus Pig. 1 hervorgeht, hat die Bahnführungswalze IK bei einer UmIaufrichtung gemäß Pfeil 13' selbst die Drehrichtung 13" um" ihre-eigene Achse. Damit bewegt sich der mit dem Band 1 in Berührung stehende Teil ihrer Oberfläche in Transportrichtung des Bandes, so daß eine gegenseitige Reibung gering ist oder - bei bestimmten Bogenlängen, die dem Umfang der Bahnführungswalze entsprechen überhaupt nicht auftritt.

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Claims

Patentansprüche

1. Vorrichtung zur Steuerung einer eine kontinuierlich zugeführte Materialbahn taktweise weiterverarbeitenden Maschine, mit einer zwischen zwei umlaufenden Seitenwangen exzentrisch zur Umlaufachse angeordneten Bahnführungswalze, welche die sich während der Bearbeitungsphase bildende Bahnschlaufe spannt, wobei die Bahnführungswalze während jedes Umlaufes zugleich eine der UmIaufbewegung überlagerte Vor- und Rückschwingung um die Umlaufachse ausführt, dadurch gekennzeichnet, daß die Bahnführungswalze (14) um ihre eigene Achse (15) feststehend ausgebildet ist, daß die Umlaufrichtung der Bahnführungswalze entgegengesetzt zur Umlaufrichtung der vorgeschalteten bzw. nachgeschalteten Transportwalzen (8, 11) ist, und daß die überlagerte Bewegung der Bahnführungswalze exakt auf ihrer Umlaufbahn erfolgt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bahnführungswalze (14) mit ihren Enden radial und in Umfangsrichtung in Haltern (20) fest gehalten ist, welche ihrerseits um die Umlaufachse (31) drehbar auf den Seitenwangen (42) gelagert sind, und daß an jeder Seitenwange (42) ein zweiarmiger Nockenhebel (63) schwenkbar angeordnet ist, dessen einer Arm in einer am Maschinengestell (39) ausgebildeten Steuernut (74) oder-dgl. geführt ist und dessen zweiter Arm am drehbaren Halter (20) angreift und diesen zu einer . Schwingbewegung um die Umlaufachse antreibt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, umfassend jeweils eine ari jeder Seitenwange angeordnete, radial zur Umlaufachse angeordnete drehbare Gewindespindel zur radial verstellbaren Lagerung der Bahnführungswalze, dadurch gekennzeichnet, daß die Bahnführungswalze (14) mit an ihren Enden angeordneten Gleitschuhen (18) bezüglich der Umlaufachse (31) radial verschieb-

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ORIGINAL INSPEGfiÖ

bar in den Haltern (20) geführt ist, daß die Gewindespindeln (25) in den Haltern (20) drehbar gelagert sind und jeweils mit. einer im Halter (20) radial verschiebbaren Spindelmutter (-26) zusammenwirken, welche mit den Gleitschuhen (18) in radialer Richtung kraftübertragend verbunden sind und daß die Gewindespindeln (25) jeweils über ein drehkraftübertragendes, die überlagerte Schwingbewegung der Gewindespindeln gestattendes Gelenk (49) im Bereich der Umlaufachse mit einer Welle (45) verbunden sind, welche an der zugehörigen Seitenwange (42) gelagert und mit einem Drehantrieb (57* 56, 60) verbindbar sind.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, daß die Wellen jeweils als Gewindespindeln (45) mit einer den ersteren Gewindespindeln (25) entgegengesetzten Gewindesteigung ausgebildet sind und daß sie als Ausgleichsgewichte (46) ausgebildete Spindelmuttern tragen.

5. Vorrichtung■nach einem der Ansprüche 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die drehbaren Halter (20) mit bezüglich der Umlaufachse (3I) radialen Gleitschienen (I9) zur Führung der Gleitschuhe (l8) der Bahnführungswalzen (14) versehen sind.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die die Bahnführungswalze (14) haltenden Spindelmuttern (2β) jeweils mit einem daran ausgebildeten Vorsprung (27) in eine Ausnehmung (28) der Gleitschuhe (18) eingreifen.

7· Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die die BahnfUhrungswalze (14) haltenden

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Gewindespindeln (.25) durch zwei Lager (23» 24) in den drehbaren Haltern (20) gelagert sind.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das die beiden der Gewindespindeln (25, 45) verbindende Gelenk (49) als Kugelgelenk ausgebildet ist.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Kugelgelenk (49) als Gleichlauf-Faudi-Gelenk ausgebildet ist.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis S, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Arm des Nockenhebels (63) mit einem daran drehbar gelagerten Gleitschuh (62) versehen ist, welcher in einer am drehbaren Halter (20) ausgebildeten Gleitschiene (61) geführt ist. '

11. Vorrichtung nach, einem der Ansprüche 2 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Arm des Nockenhebels (63) eine Rolle (64) oder dgl. trägt, welche in einer am Maschinengestell (39) angeordneten Kulisse (74) geführt ist.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Bahnführungswalze (14) aus einem zylindrischen Mantel (l6) besteht, welcher drehfest auf zwei Muffen (17) angeordnet ist, an denen die Gleitschuhe (l8) zur Führung im drehbaren Halter ausgebildet sind.

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