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Die
Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Antreiben einer Schwinganlage,
die auf einen Anlegtisch geförderte
Bogen erfasst sowie zu einer nachgeordneten Trommel transportiert
und einen auf einer Schwingerwelle gelagerten, eine periodische Schwenkbewegung
ausführenden
Schwinger aufweist, wobei die Schwingerwelle direkt mit einem Motor
verbunden ist, der mit einem die Schwenkbewegung realisierenden
Bewegungsgesetz antreibbar ist.
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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 Genauigkeitsforderungen
an die Doppelkurvenscheiben bedingt sind. Derartige Antriebe sind
sehr aufwändig.
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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 3138540A1 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.
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Nachteilig
ist, dass der Motor zum Antreiben der Schwinganlage an einem Ende
der Schwingerwelle vorgesehen ist. Dadurch werden hohe Torsionskräfte in das
System der Schwinganlage eingeleitet, die durch aufwändige konstruktive
Maßnahmen, welche
zu einer Masse- und Aufwandserhöhung
führen,
kompensiert werden müssen.
Ein erhöhtes
Massenträgheitsmoment
bedingt wiederum einen die Kosten erhöhenden größeren Motor.
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Aus
DE 298 21 683 U1 und
DE 197 32 059 C2 ist
ein Heberfarbwerk bekannt, bei der die Heberwalze mit einem separaten
Antrieb versehen ist, der so steuerbar ist, dass die Heberwalze
bei ihrer Pendelbewegung zwischen einer Duktorwalze und einer ersten Übertragungswalze
die Umdrehungszahl des Antriebs derart geändert wird, dass die Umfangsgeschwindigkeit
der Heberwalze mit der Umfangsgeschwindigkeit der jeweils als nächstes mit
ihr in Kontakt kommenden Walze übereinstimmt.
Dazu ist der Antrieb als Hohlwellenmotor mit einem Außenläufer ausgebildet,
indem auf einer drehfest angeordneten Achse ein die Heberwalze bildender
Zylinder drehbar gelagert ist. Im Inneren des Hohlzylinders sind
auf der feststehenden Achse die Statorwicklung des Motors und an
der Innenwand des Hohlzylinders die Polschuhe des Rotors vorgesehen.
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Aufgabe
der Erfindung ist es, die gattungsgemäße Einrichtung zum Antreiben
der Schwinganlage so auszubilden, dass die Schwinganlage kostengünstig zu
realisieren und in vorteilhafter Weise zu betreiben ist.
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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,
die Massenträgheitsmomente
sowie die Torsions- und Biegeverformungen des Schwingers zu minimieren
und die für
das Antreiben der Schwinganlage erforderliche Antriebsleistung herabzusetzen. Die
Möglichkeit,
die Schwinganlage unterschiedlichen Bewegungsgesetzen folgend anzutreiben,
erhöht
die Maschinensicherheit und die Variabilität der Druckmaschine.
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An
einem Ausführungsbeispiel
wird die Erfindung näher
erläutert.
In den zugehörigen
Zeichnungen zeigen
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1:
die schematische Darstellung einer Schwinganlage in der Seitenansicht,
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2:
die räumliche
Darstellung nach 1.
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In
der 1 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 mit einer Schwingerwelle 6 drehfest
verbunden ist. Die Schwingerwelle 6 ist beidseitig mit
Lagerzapfen 7 versehen, die mittels nicht dargestellten
Lagern in einem ebenfalls nicht dargestellten Gestell aufgenommen
sind.
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Der
Schwinger 5 besteht aus einem diesen seitlich begrenzenden
ersten äußeren Steg 8 und
einen zweiten äußeren Steg 9,
die drehsteif mit der Schwingerwelle 6 verbunden sind.
Zwischen den äußeren Stegen 8, 9 sind
inner Stege 10 vorgesehen, die ebenfalls drehfest mit der
Schwingerwelle 6 verbunden sind. Im der Schwingerwelle 6 abgewanden Bereich
der Stege 8, 9, 10 ist eine Greiferwelle 11 gelagert,
mit der drehsteif Greiferfinger 12 verbunden sind, die
mit Greiferaufschlägen 13 korrespondieren, welche
einer ebenfalls von den Stegen 8, 9, 10 gehaltenen
Greiferleiste 14 zugeordnet sind. Die Greiferwelle 11 kann
durch nicht dargestellte Mittel im oder entgegen dem Uhrzeigersinn
geschwenkt und damit die Greiferfinger 12 den Greiferaufschlägen 13 angenähert oder
von diesen entfernt werden.
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Der
Antrieb der Schwinganlage 3 erfolgt durch einen Hohlwellenmotor 15.
Der Hohlwellenmotor 15 ist zwischen den äußeren Stegen 8, 9 auf
der Schwingerwelle 6 angeordnet. Vorzugsweise ist der Hohlwellenmotor 15 mittig
zwischen den äußeren Stegen 8, 9 auf
der Schwingerwelle 6 vorgesehen. Der Hohlwellenmotor 15 ist
als Innenläufer
ausgebildet. Er besteht aus einem Gehäuse 17 mit einem Stator 18,
wobei Gehäuse 17 und
Stator 18 verdrehfest mit einem Maschinengestell 16 verbunden
sind. Ein im Stator 18 gelagerter Rotor 19 ist
als Hohlwelle 20 ausgebildet und verdrehfest mit der Schwingerwelle 6 verbunden.
Der Hohlwellenmotor 15 kann auch als Mittelabstützung der
Schwingerwelle 6 dienen. Der Rotor 19 ist mit
Polschuhen belegt, wobei eine hohe Polteilungszahl gewählt ist
(Torque-Motoren). Die Ansteuerung des Hohlwellenmotors 15 erfolgt
durch eine Motorsteuereinheit 21, die mit einem Drehgeber 22,
der einer Eintourenwelle der Bogen verarbeitenden Maschine zugeordnet
ist, verbunden ist. Weiterhin ist die Motorsteuereinheit 31 mit
einem Drehimpulsgeber 23 verbunden, der drehfest der Schwingerwelle 6 zugeordnet
oder im Hohlwellenmotor 15 integriert ist. In der Motorsteuereinheit 21 ist
ein Bewegungsgesetz abgelegt. Durch die Motorsteuereinheit 21 wird
der Hohlwellenmotor 15 und damit die Schwinganlage 3 dem
Bewegungsgesetz folgend angetrieben, wobei die durch den Drehimpulsgeber 23 erfasste
Winkellage der Schwingerwelle 6 ständig mit der durch den Drehgeber 22 erfassten
Winkellage der Maschine verglichen und der Hohlwellenmotor 15 synchron
nachgeführt
wird. Dabei wird der Schwinger 5 innerhalb eines Arbeitstaktes
aus einer Rast am Anlegtisch 1, während der durch die Wirkpaarung Greiferfinger 12/Greiferaufschläge 13 der
an den Anlegmarken 2 nach der Vorderkante ausgerichtete
Bogen erfasst wird, beschleunigt und zu einer der Schwinganlage 3 nach
geordneten Trommel 4 transportiert sowie an diese übergeben.
Während
des Transports des Bogens zur Trommel 4 wird dieser auf die
Umfangsgeschwindigkeit der Trommel 4 beschleunigt. Nach
der Bogenübergabe
wird der Schwinger 5 verzögert und nach dem Durchlaufen
einer Umkehrlage zum Anlegtisch 1 zurückgeführt, wobei der Schwinger 5 beschleunigt
und nachfolgend verzögert
wird bis zur Rast am Anlegtisch 1 zur Übernahme eines Folgebogens.
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In
der Maschinensteuereinheit 21 können weitere Bewegungsgesetze
abrufbar gespeichert sein. Damit ist es möglich, bei Bedarf das den Hohlwellenmotor 15 steuernde
Bewegungsgesetz den Erfordernissen anzupassen. Das ist dann z. B.
erforderlich, wenn das Maß „Papier
im Greifer", d.
h. der Greiferrand und damit die Papierfläche, die von der Wirkpaarung
Greiferfinger 12/Greiferaufschläge 13 gehalten wird,
verändert
werden soll. Weiterhin ist es möglich,
bei Früh-
oder Spätbogen
den Hohlwellenmotor 15 so anzusteuern, dass dieser in eine
Position geschwenkt wird, die sicher ein Erfassen und Einziehen des
Bogens in die Maschine verhindert bzw. ein Verschwenken ohne Bogen
nicht möglich
ist.
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Aufstellung der verwendeten
Bezugszeichen
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- 1
- Anlegtisch
- 2
- Anlegmarke
- 3
- Schwinganlage
- 4
- Trommel
- 5
- Schwinger
- 6
- Schwingerwelle
- 7
- Lagerzapfen
- 8
- Erster äußerer Steg
- 9
- Zweiter äußerer Steg
- 10
- Innerer
Steg
- 11
- Greiferwelle
- 12
- Greiferfinger
- 13
- Greiferaufschläge
- 14
- Greiferleiste
- 15
- Hohlwellenmotor
- 16
- Maschinengestell
- 17
- Gehäuse
- 18
- Stator
- 19
- Rotor
- 20
- Hohlwelle
- 21
- Motorsteuereinheit
- 22
- Drehgeber
- 23
- Drehimpulsgeber