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Die
Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Antreiben einer Bogenanlage
in einer Bogen verarbeitenden Maschine mit einer die auf einen Anlegtisch
geförderten
Bogen erfassenden und zu einer nachgeordneten Trommel transportierenden
Schwinganlage, die einen durch ein Koppelgetriebe angetrieben Schwinger
aufweist.
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Es
ist allgemein bekannt, in der Bogenanlage von Bogen verarbeitenden
Maschinen eine Schwinganlage zur Bogenbeschleunigung vorzusehen.
Durch die Schwinganlage werden an Anlegmarken nach der Vorderkante
ausgerichtete sowie in Ruhe befindliche Bogen erfasst und vom Anlegtisch
zu einer nachgeordneten Trommel transportiert. Dabei werden die
Bogen auf die Umfangsgeschwindigkeit der nachgeordneten Trommel
beschleunigt und an diese übergeben.
Nachfolgend wird die Schwinganlage verzögert bis zu einer Umkehrlage,
um anschließend beschleunigt
und zum Anlegtisch zur Übernahme
eines Folgebogens zurückgeführt zu werden.
Dem Antrieb der Schwinganlage dienen Kurvengetriebe. Zur Schwingwinkelerhöhung ist
es üblich,
den Kurvengetrieben eine Doppelschwinge vorzuordnen (
DE 196 49 521 C2 ). Die
dem Antrieb der Schwinganlage dienende Arbeitskurve ist aus kinestotatischen
Gründen in
der Regel als Kurve und Gegenkurve ausgebildet, wodurch hohe Genauigkeitsforderung
an die Doppelkurvenscheiben bedingt sind.
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Darüber hinaus
haben die Schwinganlagen den Nachteil, dass immer positive und negative
Antriebsmomente auftreten, deren Amplituden mit steigenden Drehzahlen
und Formatbreiten immer größer werden,
so dass die Schwinganlage der Hauptschwingungserreger in Bogen verarbeitenden
Maschinen darstellt. Der periodische schwankende Momentbedarf führt zu Schwingungen
im Bogenzuführsystem
und über
den Räderzug
zu den Druckwerken, was letztlich zu Passerfehlern und zum Dublieren führt.
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Um
diese Nachteile zu beseitigen wird in der
DE 3138540 A1 vorgeschlagen,
den Antrieb der Schwinganlage vom Hauptantrieb zu trennen und mit einem
eigenen Antrieb zu versehen, der von einem mit dem Bewegungsgesetz
der Schwinganlage programmierten Rechner angesteuert wird. Dabei
tritt jedoch das Problem auf, dass bei Rechnerfehlern oder bei Netzausfall
es zu einer Kollision der Haltesysteme der Schwinganlagen und der
nachgeordneten Trommel kommt, was zur Zerstörung dieser Systeme führt. Außerdem ist
es von Nachteil, dass der den Schwinger treibende Motor nach den
durch die Schwingerbewegungen initiierten Momentenschwankungen ausgelegt
werden muss, was einen hohen Strombedarf bedingt und zu hohen Kosten führt.
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Letztlich
ist es aus „Getriebetechnik-Koppelgetriebe", VEB Verlag Technik,
1979, S. 211 ff. bekannt, theoretisch ein viergliedriges
Koppelgetriebe zum Antrieb einer Schwinganlage vorzusehen.
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Mit
einem solchen als Kurbelschwinge ausgebildeten Koppelgetriebe ist
es möglich,
von den hochbelasteten, hochgenauen Doppelkurven bei Schwingerantrieben
abzugehen und eine kompakte sowie dynamisch steife Bauweise zu realisieren.
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Bei
allen Bogenanlagen, die mit einer Schwinganlage versehen sind, ist
es erforderlich, die Bogen auf dem Anlegtisch nach der Vorderkante
auszurichten. Dies erfolgt derart, dass die Bogen mit der Vorderkante
gegen in die Bahn der Bogen führbare Anlegmarken
transportiert und zur Ruhe gebracht werden. Bei hohen Arbeitsgeschwindigkeiten
und den daraus resultierenden hohen Aufprallgeschwindigkeiten der
Bogen ist auf diese Weise eine nur mit Fehlern behaftete Grobausrichtung
möglich,
die zu Produktivitätseinschränkungen
der Bogen verarbeitenden Maschine führt.
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Aufgabe
der Erfindung ist es, eine Einrichtung zum Antreiben einer Bogenanlage
so auszugestalten, dass diese mit geringen Kosten realisierbar ist
und Produktivitätseinschränkungen
vermieden werden können.
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Erfindungsgemäß wird die
Aufgabe durch eine Einrichtung nach den Merkmalen des Anspruchs
1 gelöst.
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Durch
die erfindungsgemäße Lösung ist
es möglich,
mit einfachen Mitteln eine Schwinganlage so anzutreiben, dass das
Einleiten von Schwingungen in das System vermieden wird. Weiterhin
können die
Bogen während
des Transports durch die Schwinganlage nach der Vorderkante problemlos ausgerichtet
werden.
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An
einem Ausführungsbeispiel
wird die Erfindung näher
erläutert.
In den zugehörigen
Zeichnungen zeigen
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1 eine
prinzipielle Darstellung einer Bogenanlage in der Seitenansicht,
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2 die
Darstellung nach 1 mit einer veränderten
Position der Schwinganlage,
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3 eine
Ansicht A nach 2,
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4 eine
Schnittdarstellung entlang der Linie B-B in 3.
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In
den 1 und 2 sind von einer Bogenanlage
ein Anlegtisch 1 mit Anlegmarken 2, eine Schwinganlage 3 und
eine nachgeordnete Trommel 4 gezeigt. Die Schwinganlage 3 weist
einen Schwinger 5 auf, der auf einer Schwingerwelle 6 gelagert
ist. Der Schwinger 5 besteht aus einem ersten Steg 7 und
mindestens einem zweiten Steg 8. Der erste Steg 7 ist
drehfest mit der Schwingerwelle 6 verbunden, während der
zweite Steg 8 am dem ersten Steg 7 abgewandten
Ende der Schwingerwelle 6 angeordnet ist. Die Stege 7, 8 begrenzen
den Schwinger 5 seitlich. In den Stegen 7, 8 ist
eine Greiferwelle 9 aufgenommen, die durch nicht dargestellte
Mittel geschwenkt werden kann. Auf der Greiferwelle 9 sind beabstandet
zueinander Greiferfinger 10 geklemmt, die mit Greiferaufschlägen 11 korrespondieren.
Die Greiferaufschläge 11 sind
einer Greiferaufschlagleiste 12 zugeordnet, die mit den
Stegen 7, 8 verbunden ist. In vorteilhafter Weise
ist die Greiferaufschlagleiste 12 durch mindestens einen
Freiheitsgraf f = 1 aufweisende Gelenke den Stegen 7, 8 zugeordnet.
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In
der Nähe
des zweiten Stegs 8 ist ein Führungsstück 13 vorgesehen.
Das Führungsstück 13 ist drehfest
mit der Schwingerwelle 6 verbunden und mit einer Führung 14 versehen,
in die die Greiferaufschlagleiste 12 eingreift (4).
In der Führung 14 sind
einstellbare Anschläge 15 vorgesehen.
In 3 sind lediglich die den Schwinger 5 seitlich
begrenzenden Stege 7, 8 dargestellt. Zur Erhöhung der
Stabilität
des Schwingers 5 ist es möglich, zwischen den Stegen 7, 8 weitere
Stege vorzusehen, die drehbeweglich auf der Schwingerwelle 6 gelagert
sind. Die Schwingerwelle 6 ist drehbar in Maschinenwänden 16 aufgenommen.
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Der
Antrieb des Schwingers 5 erfolgt mittels eines ersten Koppelgetriebes 17 und
eines zweiten Koppelgetriebes 18. Das erste Koppelgetriebe 17 besteht
aus einer ersten Antriebskurbel 17.1 und einer ersten Koppel 17.2.
Die erste Koppel 17.2 ist durch ein erstes Drehgelenk 17.3 mit
dem ersten Steg 7 verbunden, wobei das Drehgelenk 17.3 beabstandet zur
Schwingerwelle 6 vorgesehen ist. Der drehfest mit der Schwingerwelle 6 verbundene
erste Steg 7 bildet ein erstes Abtriebsglied 17.4 des
ersten Koppelgetriebes 17. Das erste Koppelgetriebe 17 ist
als eine erste Kurbelschwinge 19 ausgebildet. Der Antrieb
der ersten Kurbelschwinge 19 erfolgt durch einen ersten
Motor 20, der z. B. an der Maschinenwand 16 befestigt
ist. Das zweite Koppelgetriebe 18 besteht aus einer zweiten
Antriebskurbel 18.1 und einer zweiten Koppel 18.2.
Die zweite Koppel 18.2 ist durch ein zweites Drehgelenk 18.3 mit
dem zweiten Steg 8 verbunden, wobei das Drehgelenk 18.3 ebenfalls
beabstandet zur Schwingerwelle 6 vorgesehen ist. Der drehbar
auf der Schwingerwelle 6 gelagerte zweite Steg 8 bildet
ein zweites Abtriebsglied 18.4 des zweiten Koppelgetriebes 18.
Das zweite Koppelgetriebe 18 ist als eine zweite Kurbelschwinge 21 ausgebildet.
Der Antrieb der zweiten Kurbelschwinge 21 erfolgt mittels
eines zweiten Motors 22. Die Steuerung der Motore 20, 22 erfolgt
durch eine Auswert-/Steuereinheit 23, die mit einer Maschinensteuerung
und einer die Lage der Vorderkante des auf dem Anlegtisch 1 befindlichen
Bogen detektierenden Erfassungseinheit 24 verbunden ist.
Die Erfassungseinheit 24 kann z. B. als zwei beabstandet
zueinander im Anlegtisch 1 angeordnete Messzeilen oder
als eine über
dem Anlegtisch 1 vorgesehene Kamera ausgebildet sein. Die
Motore 20, 22 werden über die Auswert-/Steuereinheit 23 und
die Maschinensteuerung gleichförmig
eintourig umlaufend angetrieben, so dass die Antriebskurbeln 17.1, 18.1 synchron
umlaufen. Von den Kurbelschwingen 19, 21 wird
ein Bewegungsverlauf und ein Grundgeschwindigkeitsverlauf der Schwinganlage 3 realisiert.
Dazu wird innerhalb eines Arbeitstaktes, der dem Maschinentakt entspricht,
der Schwinger 5 in Richtung des Anlegtischs 1 bewegt, übernimmt
in einer Umkehrlage einen an den gegen den Anlegtisch 1 geschwenkten
Anlegmarken 2 nach der Vorderkante ausgerichteten Bogen,
indem die Greiferfinger 10 gegen die Greiferaufschläge 11 geführt werden,
und transportiert den Bogen zur nachgeordneten Trommel 4.
Dazu wird der Schwinger 5 so beschleunigt, dass die Geschwindigkeit
der Greiferfinger 10/Greiferaufschlagflächen 11 gleich der
Geschwindigkeit eines der Trommel 4 zugeordneten Trommelgreifersystems
ist. Nach der Bogenübergabe
wird der Schwinger 5 verzögert und nach dem Durchlaufen
einer weiteren Umkehrlage zum Anlegtisch 1 zurückgeführt. Dabei
wird der Schwinger 5 beschleunigt, um vor dem Einlaufen
in die Umkehrlage am Anlegtisch 1 wieder verzögert zu werden.
Um die Rastgüte
des Schwingers 5 am Anlegtisch 1 zu verbessern,
ist es möglich,
beim Annähern
des Schwingers 5 an den Anlegtisch 1 über die Auswert-/Steuereinheit 23 die
Drehzahl der Motore 20, 22 synchron unter die
Solldrehzahl zu führen.
Damit wird eine Rast am Anlegtisch 1 zur Bogenübernahme
realisiert und nach erfolgter Bogenübernahme sowie nach dem Durchlaufen
eines über
der Solldrehzahl liegenden Drehzahlbereichs der Schwinger 5 zur
Solldrehzahl zurückgeführt.
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Ist
die Erfassungseinheit 24 aktiviert und wird durch diese
die Lage der Vorderkante des damit an den Anlegmarken 2 angelegten
Bogens erfasst, kann bei einer fehlerbehafteten Lage der Vorderkante
diese vor der Übergabe
an das Greifersystem der Trommel 4 korrigiert werden. Dazu
wird durch die Erfassungseinheit 24 die Istlage der an
den Anlegmarken 2 angelegten Vorderkante erfasst, ein die
Istlage charakterisierender Istwert generiert und dieser der Auswert-/Steuereinheit 23 zugeführt. Stimmt
der Istwert nicht mit einem in der Auswert-/Steuereinheit 23 abgelegten
Sollwert, der die Solllage charakterisiert, überein, wird ein Stellwert
ermittelt und einer der Motore 20, 22 vor- oder
nacheilend nach der Bogenübernahme
angetrieben. Durch das vor- oder nacheilende Antreiben eines der
Motore 20, 22 erfolgt eine Schiefstellung der
Greiferwelle 9 mit den Greiferfingern 10 zusammen
mit der die Greiferaufschläge 11 tragenden
Greiferaufschlagleiste 12. Dabei erfolgt eine Schiefstellung
in einem solchen Maß,
dass die Solllage des von den Greiferfingern 10/Greiferaufschlägen 11 gehaltenen
Bogens bezüglich
der Vorderkante realisiert und so an das Greifersystem der Trommel 4 übergeben
werden kann. Nach der Übergabe
des Bogens an die Trommel 4 werden die Motore 20, 22 und
damit auch die Greiferwelle 9 mit den Greiferfingern 10 zusammen
mit der die Greiferaufschläge 11 tragenden
Greiferaufschlagleiste 12 in ihre Ausgangslage zurückgeführt zur Übernahme
eines Folgebogens. Die Schiefstellung der Greiferaufschlagleiste 12 und
damit der Greiferwelle 9 wird begrenzt durch das Spiel
in der Führung 14 des
Führungsstücks 13.
Gleichzeitig kann durch das Führen der
Greiferaufschlagleiste 12 in der Führung 14 verhindert
werden, dass bei Ausfall eines Motors 20, 22 die
Greiferfinger 10 mit dem Greifersystem der Trommel 4 kollidieren.
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In
den 1 und 2 sind dem Anlegtisch 1 Anlegmarken 2 zum
Ausrichten der Bogen nach der Vorderkante dargestellt. Es ist aber
auch möglich,
mit der erfindungsgemäßen Lösung die
auf den Anlegtisch 1 geförderten Bogen ohne in die Bahn
der Bogen führbare
Anlegmarken 2 nach der Vorderkante auszurichten. Dazu wird
die Lage der Vorderkante der auf den Anlegtisch 1 transportierten
Bogen, wobei die Bogen in der Regel mit einer alternierenden Geschwindigkeit
von einem vorgeordneten Bändertisch
transportiert und mit einer niedrigen Geschwindigkeit auf den Anlegtisch 1 gefördert werden,
von der Erfassungseinheit 24 detektiert und der die Istlage
charakterisierende Istwert der Auswert-/Steuereinheit 23 zugeführt. In
der Auswert-/Steuereinheit 23 erfolgt der Vergleich mit
einem die Solllage der Vorderkante wiedergebender Sollwert. Bei
Abweichungen des Istwertes vom Sollwert wird ein Stellwert generiert,
durch den einer der Motore 20, 22 vor- oder nacheilend
angetrieben und so die Solllage der Vorderkante realisiert wird.
Es ist aber auch möglich, beide
Motore 20, 22 gleichzeitig in einem gleichen Maß vor- oder
nacheilend zu stellen und damit so genannte Früh- oder Spätbogen in eine Solllage zu
bringen. Ebenso können
die zwei Motore 20, 22 gleichzeitig in einem unterschiedlichen
Maß vor-
oder nacheilend gestellt werden, wenn z. B. neben einer Schieflage
eine zu spät
oder zu frühe
Ankunft eines Bogens (Spät-
oder Frühbogen)
ausgeglichen werden soll.
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- 1
- Anlegtisch
- 2
- Anlegmarken
- 3
- Schwinganlage
- 4
- Trommel
- 5
- Schwinger
- 6
- Schwingerwelle
- 7
- Erster
Steg
- 8
- Zweiter
Steg
- 9
- Greiferwelle
- 10
- Greiferfinger
- 11
- Greiferaufschlag
- 12
- Greiferaufschlagleiste
- 13
- Führungsstück
- 14
- Führung
- 15
- Anschlag
- 16
- Maschinenwand
- 17
- Erstes
Koppelgetriebe
- 17.1
- Erste
Antriebskurbel
- 17.2
- Erste
Koppel
- 17.3
- Erstes
Drehgelenk
- 17.4
- Erstes
Abtriebsglied
- 18
- Zweites
Koppelgetriebe
- 18.1
- Zweite
Antriebskurbel
- 18.2
- Zweite
Koppel
- 18.3
- Zweites
Drehgelenk
- 18.4
- Zweites
Abtriebsglied
- 19
- Erste
Kurbelschwinge
- 20
- Erster
Motor
- 21
- Zweite
Kurbelschwinge
- 22
- Zweiter
Motor
- 23
- Auswert-/Steuereinheit
- 24
- Erfassungseinheit