DE2353961B2

DE2353961B2 - Stauchfalzwerk

Info

Publication number: DE2353961B2
Application number: DE2353961A
Authority: DE
Inventors: Emil 7157 Murrhardt Klenk
Original assignee: Maschinenbau Oppenweiler 7157 Oppenweiler GmbH
Current assignee: Maschinenbau Oppenweiler 7157 Oppenweiler GmbH
Priority date: 1973-10-27
Filing date: 1973-10-27
Publication date: 1975-07-31
Also published as: GB1449969A; US3958799A; DD114385A5; JPS5083128A; ES431398A1; DE2353961A1; IT1023896B

Description

Die Erfindung betrifft ein Stauchfalzwerk mit mehreren, Paare bildenden Falzwaizen, die hinsichtlich ihres Abstandes voneinander verstellbar gelagert und mit einer gemeinsamen Antriebsvorrichtung gekuppelt sind.

Die Falzwalzen derartiger Stauchfalzwerke müssen in der Regel genau auf die Stärke des durchlaufenden und zu falzenden Bogens oder Bogenheftes eingestellt werden, da sie den Bogen in der ganzen Breite gleichmäßig mit leichtem Druck erfassen und fördern sollen. Die Falzwalzen müssen aber auch gegen Federdruck ausweichen können, damit keine Störungen auftreten, wenn der Spalt etwas zu eng eingestellt ist oder wenn mehr als die vorgesehene Anzahl von Bogen gleichzeitig einlaufen. Die Möglichkeit des Ausweichens gegen Federdruck ist ferner bei bestimmten Falzarten, insbesondere bei einem Zick-Zack-Falz oder Wickelfalz, notwendig, da die vorgefaßten Bogenteile immer vor-S auslaufen und der einfache Bogenteil den nächsten Falz einleiten muß.

Die richtige Falzwalzeneinstellung und damit der gleichmäßige, federnde Andruck der Falzwalzen sind zur Erzielung eines geraden Bogentransportes und

ίο einer exakten Falzung sehr wichtig. Der Grund hierfür liegt darin, daß Papier und Folien in gewissem Grade nachgiebig sind und daß zwischen zwei Falzwalzen je nach dem Andruck ein mehr oder weniger großer Schlupf gegenüber der Umfangsgeschwindigkeit der Falzwalzen auftritt Ist dieser Schlupf unterschiedlich über die Breite des Bogens, so läuft er zwangsweise schief und wird dann schief gefalzt

Bei den bekannten Stauchfalzwerken (DL-PS 29 654) erfolgt der Antrieb der Falzwalzen über Zahnräder, die auf den Falzwalzenwellen sitzen, mit dem Zahnrad der benachbarten Falzwalze in Eingriff stehen und von einer gemeinsamen Antriebsvorrichtung angetrieben werden. Nachteilig ist hierbei in erster Linie, daß die Zahnräder in der Regel nicht in optimaler Weise tnein-

2s ander eingreifen können, da das Ausmaß des Eingriffes abhängig ist vom eingestellten Späh zwischen den Falzwaizen. Das bei nicht optimalem Eingriff vorhandene Spiel zwischen den sich im Eingriff befindenden Zähnen kann zu störenden Abweichungen vom synchronen Lauf der Falzwalzen führen. Außerdem erhöht sich das Laufgeräusch der Zahnräder mit zunehmender Abweichung vom optimalen Eingriff sehr stark, wobei diese Geräuschentwicklung nicht durch die Verwendung von Zahnrädern aus Kunststoff bekämpft werden kann, weil diese sehr rasch verschleißen, wenn ein optimaler Eingriff der Zähne nicht gewährleistet ist Ein weiterer Nachteil besteht darin, daß die unmittelbar auf der Falzwalzenwelle sitzenden Zahnräder infolge des Flankenwinkels ihrer Zähne, der genormt ist und 20" beträgt das Drehmoment nur zusammen mit einer in radialer Richtung wirkenden Kraft übertragen können. Diese Kraft führt auch dann, wenn die Falzwalzen und ihr Andruck genau eingestellt worden sind, im Betrieb zu einem über die Walzenbreite ungleichen Andruck.

Hinzu kommt noch, daß die vom Zahnrad bei der Drehmomentübertragung erzeugte Radialkraft von der Drehzahl abhängig ist und schon aus diesem Grunde nicht mit einem wirtschaftlich vertretbaren Aufwand kompensiert werden kann.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem Stauchfalzwerk die vollständige Parallelität der Achsen zweier aneinander anzustellender, zusammenwirkender Falzwalzen zu erzielen, wobei in jeder Anstellstellung der Falzwalzenantrieb jeder Walze mit geringster Radialkraft sowie unter optimalem Eingriff und damit geräuscharm erfolgen soll.

Bei einem Stauchfalzwerk der eingangs genannten Art ist diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Antriebsrad jeder Falzwalze ortsfest gelagert ist daß die Drehmomentübertragung von den Antriebsrädern zu den in ihrem gegenseitigen Achsabstand verstellbaren Falzwalzen mittels Ausgleichskupplungen erfolgt deren teilweise Antriebsräder darstellenden, beide Naben durch ein Zwischenglied, welche:

in einer ersten radialen Richtung relativ zur einen und einer dazu rechtwinklig verlaufenden, zweiten radialer Richtung relativ zur anderen Nabe frei beweglich ist über Mitnehmerflächen formschlüssig miteinander ver

bunden sind, und daß die Mitnehmerflächen sich unterbrechungsfrei je von einer Stelle des Umfangs des Zwischengliedes bzw. der Nabe zu einer gegenüberliegenöϊη Stelle des Umfangs erstrecken.

Infolge der ortsfesten Lagerung des Antriebsrades jeder Falzwalze spielt es keine Rolle, ob und gegebenenfalls in welcher Größe auf dieses Antriebsrad eine Radialkraft ausgeübt wird. Auf die zugeordnete Falzwalze kann daher höchstens eine von der Ausgleichskupplung erzeugte Radialkraft ausgeübt werden. Diese Radialkraft ist aber, da die Reibung in der Ausgleichskupplung sehr gering gehalten werden kann, so klein, daß sie nicht merkbar in Erscheinung tritt Der Antrieb der Falzwalze hat daher keinen Einfluß auf die Lage ihrer Achse, so daSJ eine vollständige Parallelität der Achsen zweier zusammenwirkender Falzwatzen erreicht werden kann. Außerdem entfallen hierdurch auch Schwierigkeiten beim Einstellen des Walzenspaltes. Üin weiterer Vorteil der ortsfesten Lagerung der Antriebsräder besteht darin, daß der EingnrT stets optimal, die Verbindung also stets spielfrei sein kann. Hierdurch wird ein vorübergehender Asynchronismus der Falzwalzen verhindert wenn, was jedoch ohne Schwierigkeiten möglich ist die Ausgleichskupplung das Drehmoment spielfrei übertragen kann. Aber auch Laufgerausche werden durch den optimalen Eingriff erheblich reduziert

Die Ausbildung der Ausgleichskupplung derart daß ihre beiden Naben durch ein frei bewegliches Zwischenglied über Mitnehmerflächen formschlüssig miteinander verbunden sind, ermöglicht eine raumsparende Bauweise, was bei Falzwalzen wegen deren relativ kleinen Durchmessers und der Anordnung einer Mehrzahl von Falzwalzen nebeneinander bedeutungsvoll ist. Durch unterbrechungsfreie Mitnehmerflächen an Stelle von Mitnehmerflächen, welche nur im Bereich einer Randzone der Niben und des Zwischengliedes vorgesehen sind, wird eine maximale Größe der Mitnehmerflachen erzielt was im Hinblick auf eine möglichst geringe Baugröße der Ausgleichskupplung ebenfalls vorteilhaft ist Aber auch die Flächenbelastung der Mitnehmerflächen und damit der Verschleiß wird durch die unterbrechungsfreie Ausbildung so gering wie möglich gi alten.

Ls ist zwar bei einer Einrichtung zum \ η trieb des Druckzylinders einer Zylinderschnellpress ξ mit heb- und senkbarem Zylinder bekannt (DT-AS 10 67 043), den Druckzylinder in der angehobenen Lage, also nur für kurze Dauer, über eine Ausgleichskupplung mit Kreuzscheibe anzutreiben, wobei die Kreuzscheibe einerseits formschlüssig in ein auf dem Achszapfen des Druckzylinders sitzendes erstes Zahnrad und andererseits in ein ortsfest gelagertes zweites Zahnrad eingreift, das mit einem dritten Zahnrad kämmt, mit dem das erste Zahnrad in Eingriff ist wenn der Druckzylin- SS der abgesenkt ist Für ein Stauchfalzwerk ist eine derartige Ausbildung des Antriebes schon aus Platzgründen ungeeignet Aber auch die Antriebsbedingungen sind andere, da Falzwalzen keine der Betriebsstellung eines Druckzylinders entsprechende Arbeitsstellung mit nahezu konstantem Abstand von der benachbarten Walze haben, sondern bei unterschiedlichen Achsabständen angetrieben werden müssen.

Eine besonders geringe axiale Baulänge des Falzwalzenantriebs wird bei einer vorteilhaften Ausführungsform mit einer Ausgleichskupplung erreicht, bei der die beiden Naben an den einander zugekehrten Stirnflächen je zwei axial abstehende Klauen aufweisen, deren einander zugekehrte Innenflächen parallel zueinander und zur Drehachse der Nabe liegen. Die Klauen der einen Nabe greifen hierbei zwischen die Klauen der anderen Nabe ein, und das Zwischenglied ist in radialer Richtung gleitend verschiebbar an den Innenflächen der Klauen beider Naben geführt

Zweckmäßigerweise fluchtet die Längsachse jedes Antriebsrades mit der Längsachse der zugeordneten Falzwalze in deren der Mitte des Verstellbereiches entsprechenden Stellung. Die maximale Achsversetzung ist dann nur halb so groß wie bei einer Ausrichtung der Längsachse des Antriebsrades auf die Falzwalze in deren einer Endstellung, was sich auf die Beanspruchung der aufeinandergleitenden Rächen der Ausgleichskupplung vorteilhaft auswirkt

Durch die ortsfeste Lagerung der Antriebsräder der Faizwalzen ist es möglich, die Antriebsvorrichtung als Riemengetriebe und die Antriebsräder als Riemenscheiben auszubilden. Hierdurch erhält man einen besonders geräuscharmen Antrieb. Eine geringe Geräuschentwicklung wird aber auch dann erzielt wenn die Antriebsvorrichtung als ein Zahnradgetriebe ausgebildet ist bei dem Zahnräder aus Metall mit Zahnrädern aus Kunststoff im Wechsel aufeinanderfolgen.

Im folgenden ist die Erfindung an Hand verschiedener in der Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele im einzelnen erläutert Es zeigt

F i g. 1 einen Längsschnitt des einen Walzenendes mit dessen Lagerung, dem zugeordneten Antriebsrad und der zugeordneten Ausgleichskupplung bei einem ersten Ausführungsbeispiel,

F i g. 2 einen Schnitt nach der Linie U-II der F i g. 1,

F i g. 3 einen Schnitt entsprechend F i g. 1 eines zweiten Ausführungsbeispiels,

F i g. 4 einen Schnitt nach der Linie IV-IV der F i g. 3,

F i g. 5 eine schematisch dargestellte Seitenansicht der Antriebsvorrichtung eines dritten Ausführungsbeispiels.

In einem Gestell 1 eines Stauchfalzwerkes sind in der bei solchen Falzwerken üblichen Weise mehrere Falzwalzen 2 treppenförmig angeordnet. Da die Lager und der Antrieb aller Falzwalzen 2 gleich ausgebildet ist, ist die folgende Erläuterung und die Darstellung in F i g. 1 auf eine einzige Falzwalze sowie den ihr zugeordneten Teil der Antriebsvorrichtung beschränkt

Der am einen Ende der Falzwalze 2 vorgesehene Lagerzapfen 3 ist in einem Wälzlager 4 gelagert, das von einer Lagerplatte S gehalten wird, die, im Ausführungsbeispiel mittels eines Exzenterzapfens 6, in radialer Richtung des Lagerzapfens 3 verstellbar am Gestell 1 befestigt ist In gleicher Weise ist die Falzwalze 2 an ihrem anderen, nicht dargestellten Ende radial verstellbar gelagert

Mit dem Lagerzapfen 3 in dessen der Mitte des Verstellbereichs der Falzwalze 2 entsprechenden Position fluchtend ist ein Zahnrad 7 im Abstand vom Lagerzapfen 3 fliegend mittels eines Wälzlagers 8 auf einem Schraubbolzen 9 gelagert, der in eine Bohrung einer fest mit dem Gestell 1 verbundenen Platte 10 eingreift also ortsfest angeordnet ist Der Teilkreisdurchmesser des Zahnrades 7 ist gleich dem Durchmesser der Falzwalze 2.

Der Abstand des Zahnrades 7 vom Lagerzapfen 3 der Falzwalze 2 ist durch den axialen Raumbedarf einer als Ganzes mit 11 bezeichneten Ausgleichskupplung bestimmt, welche den Lagerzapfen 3 mit dem Zahnrad 7 kuppelt Um einen möglichst geringen axialen Abstand zwischen dem Lagerzapfen und dem Zahnrad zu

erzielen, bildet letzteres gleichzeitig die eine Kupplungsnabe. Die andere Kupplungsnabe 12 ist auf das über das Wälzlager 4 überstehende Ende des Lagerzapfens 3 aufgesetzt und mittels eines Querstiftes 13 fest mit diesem verbunden. Der Außendurchmesser der s Kupplungsnabe 12 ist im AusfUhrungsbeispiel gleich dem Außendurchmesser des Zahnrades 7.

Denselben Außendurchmesser hat ein scheibenförmiges Zwischenglied 14 der Ausgleichkupplung 11, dessen Stärke geringfügig geringer ist als der Abstand der dem Zahnrad 7 zugekehrten Stirnfläche der Kupplungsnabe 12 voa der ihr zugekehrten Stirnfläche des Zahnrades 7. Das Zwischenglied 14 ist auf seinen beiden Stirnseiten mit je einer im Querschnitt rechteckförmigen Quernut 15 bzw. 16 versehen, welche sich in radialer Richtung über den gesamten Durchmesser des Zwischengliedes 14 erstrecken und im rechten Winkel zueinander stehen. In diese beiden Quernuten 15 und 16 greifen Leisten 17 bzw. 18 ein, welche an den einander zugekehrten Stirnflächen des Zahnrades 7 bzw. der Kupplungsnabe 12 vorgesehen und im Ausführungsbeispiel einstückig mit diesen ausgebildet sind. Die Abmes sungen der Leisten 17 und 18 sind so gewählt, daß sie sich in den Quernuten 15 bzw. 16 in deren Längsrichtung ohne Spiel verschieben lassen.

Da das Zwischenglied 14 relativ zum Zahnrad 7 und zur Kupplungsnabe 12 in aufeinander senkrecht stehenden Richtungen verschiebbar ist wird das Antriebsdrehmoment vom Zahnrad 7 auf den Lagerzapfen 3 auch dann ohne Radialkraft übertragen, wenn der Lagerzapfen 3 nicht mit dem Schraubbolzen 9 fluchtet.

Die mit dem Zahnrad 7 in Eingriff stehenden, nicht dargestellten Zahnräder sind ebenfalls ortsfest gelagert so daß sie unabhängig von der Einstellung der Falzwalzen stets die gleiche, optimale Eingriffstiefe haben. Erhöhte Laufgeräusche und verstärkter Verschleiß der Zahnräder sind dadurch vermieden. Außerdem sind Schwingungen der Falzwalzen 2 vermieden, welche bei den bekannten Falzwerken auftreten, wenn die Eingriffstiefe der Zahnräder relativ gering ist.

Ein Ausführungsbeispiel, das sich von demjenigen gemäß den F i g. 1 und 2 nur durch eine andere Ausbildung der Ausgleichskupplung unterscheidet ist in den F i g. 3 und 4 dargestellt

Das ortsfeste Zahnrad 107 bildet hier wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel gleichzeitig die eine Kupplungsnabe der als Ganzes mit 111 bezeichneten Ausgleichskupplung. Ferner ist die andere Kupplungsnabe 112 auf den Lagerzapfen 103 aufgesetzt und mit diesem verstiftet. Abweichend von der Ausgleichskupplung 11 sind jedoch bei der Ausgleichskupplung 111 an den einander zugekehrten Stirnflächen des Zahnrades 107 und der Kupplungsnabe 112 je J'.wei axial abstehende Klauen 120 bzw. 121 vorgesehen, die ineinandergreifen und, wie F i g. 4 zeigt, mit ihren einander zugekehrten und zueinander sowie zur Längsachse parallelen Innenflächen 120' bzw. 121 einen im Querschnitt quadratischen Hohlraum begrenzen. In diesen Hohlraum ist das Zwischenglied 114 eingesetzt, das mit seinen Mantelflächen gleitend verschiebbar an den Innenflächen 120' und 121' anliegt. Da, wie F i g. 4 zeigt die Kantenlänge der quadratischen Querschnittsfläche des Zwischengliedes 114 größer ist als die Länge der Sehne, welche die kreisabschnittförmige Querschnittsfläche der Klauen 120 und 121 begrenzt, gestattet die Ausgleichskupplung 111 ebenso wie die Ausgleichskupplung 11 eine radiale Versetzung der Achse des Lagerzapfens 103 bezüglich der Achse des das Zahnrad 107 tragenden Schraubbolzens 109. obwohl die Klauen 120 und 121 ineinandergreifen.

Bei dem in F i g. 5 dargestellten Ausführungsbeispiel kann die Lagerung der Falzwalzen 202 und ihre Kupplung mit dem zugeordneten Antriebsrad wie bei einem der zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiele ausgebildet sein. Der Unterschied gegenüber diesen Ausführungsbeispieleii besteht in einer anderen Ausbildung der Antriebsvorrichtung. Wie F i g. 5 zeigt sind an Stelle der Zahnräder Riemenscheiben 207 vorgesehen, über die ein Antriebsriemen 223 geführt ist Beim Ausführungsbeispiel handelt es sich hierbei um einen Zahnriemen. Es könnte aber auch ein Flachriemen verwendet werden.

Der Antriebsriemen 223 läuft nicht nur über die Riemenscheiben 207 und eine Antriebsscheibe 224, sondern im Ausführungsbeispiel auch noch über Riemenscheiben 225. mittels denen zwei Perforier- und Rillenrollen 226 und eine Ausgangswalze 227 angetrieben werden. Die Ausbildung der Antriebsvorrichtung als Riemenantrieb hat vor allem den Vorteil, daß sich das Laufgeräusch auch bei hohen Drehzahlen sehr gering halten läßt.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Stauchfalzwerk mit mehreren, Paare bildenden Falzwalzen, die hinsichtlich ihres Abstandes voneinander verstellbar gelagert und mit einer gemeinsamen Antriebsvorrichtung gekuppelt sind, dadurch gekennzeichnet, daß das Antriebsrad (7,107.207) jeder Falzwalze (2,102,202) ortfest gelagert ist, daß die Drehmomentübertragung von den Antriebsrädern zu den in ihrem gegenseitigen Achsabstand verstellbaren Falzwalzen mitteis Ausgleichskupplungen (11, 111) erfolgt, deren teilweise Antriebsräder darstellende, beide Naben (7,12,107, 112) durch ein Zwischenglied (14, 114), welches in einer ersten radialen Richtung relativ zur einen und einer dazu rechtwinklig verlaufenden, zweiten radialen Richtung relativ zur anderen Nabe frei beweglich ist, über Mitnehmerflächen (15, 16, 120'. 12Γ) formschlüssig miteinander verbunden sind, und daß die Mitnehmerflächen sich unterbrechungsfrei je von einer Stelle des Umfangs des Zwischengliedes bzw. der Nabe zu einer gegenüberliegenden Steile des Umfangs erstrecken.

2. Stauchfalzwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Naben (107, 112) an den einander zugekehrten Stirnflächen je zwei axial abstehende Klauen (120, 121) aufweisen, deren einander zugekehrte Innenflächen (120', 121') parallel zueinander und zur Drehachse der Nabe liegen, daß die Klauen (120) der einen Nabe (107) zwischen die Klauen (121) der anderen Nabe (112) eingreifen und daß das Zwischenglied (114) in radialer Richtung gleitend verschiebbar an den Innenflächen (120', 121') der Klauen beider Naben geführt ist.

3. Stauchfalzwerk nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Längsachse jedes Antriebsrades (7, 107, 207) mit der Längsachse der zugeordneten Falzwalze (2, 102, 202) in deren der Mitte des Verstellbereiches entsprechenden Stellung fluchtet

4. Stauchfalzwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet daß die Antriebsvorrichtung als Riemengetriebe und die Antriebsräder als Riemenscheiben (207) ausgebildet sind.

5. Stauchfalzwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet daß die Antriebsvorrichtung als ein Zahnradgetriebe ausgebildet ist, bei dem Zahnräder (7, 107) aus Metall mit Zahnrädern aus Kunststoff im Wechsel aufeinanderfolgen.