DE4230938C2

DE4230938C2 - Vorrichtung zur In-Line-Perforation durchlaufender Materialbahnen

Info

Publication number: DE4230938C2
Application number: DE4230938A
Authority: DE
Inventors: Gerd Raasch; Gerhard Goerl
Original assignee: Heidelberger Druckmaschinen AG
Current assignee: Heidelberger Druckmaschinen AG
Priority date: 1992-09-16
Filing date: 1992-09-16
Publication date: 1995-10-05
Anticipated expiration: 2012-09-17
Also published as: US5685213A; DE4230938A1; GB2270680A; GB9319022D0; FR2695588B1; GB2270680B; FR2695588A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur In-Line-Perforation durchlaufender, sowohl einseitig als auch beidseitig bedruckter Materialbahnen, die einen Spalt zwischen zwei Zylindern passieren, die beide in Seitenwänden eines Perforierwerkes aufgenommen sind, wobei einer der Zylinder Perforiereinrichtungen zum Perforieren einer Materialbahn aufnimmt und das Perforierwerk einen separaten, die Zylinder antreibenden Antrieb umfaßt.

US 4,674,377 zeigt einen Perforierwerkantrieb, bei welchem zusätzlich zu dem vorhandenen Antriebsräderzug ein Differentialgetriebe benötigt wird, um eine Phasenverstellung zwischen einer Antriebs- und einer Abtriebswelle vornehmen zu können. Die Antriebswelle des Differentialgetriebes steht wiederum über einem separaten Räderzug mit einem Zwischenrad an einer Seitenwand in Eingriff. Diese Lösung der Phasenregelung des Perforierzylinders ist zu aufwendig, umfaßt zuviele einzelne Komponenten und ist daher nicht mehr kostengünstig herstellbar.

Andere Antriebskonzeptionen sehen eine Abzweigung eines Antriebs aus dem Hauptantriebszug einer Druckmaschine, beispielsweise einer mehrfach gelagerten, besonders drehsteif konstruierten Längswelle vor. Dort wird der Antrieb über ein Kegelradgetriebe von der Längswelle an eine Kupplung übertragen, welche als Überlastkupplung aufgeführt ist. Bei dieser Konfiguration werden ebenfalls eine Vielzahl unterschiedlicher Komponenten benötigt, welche viel Bauraum beanspruchen und wegen fertigungsbedingter Toleranzen eine genaue Phasenregulierung des Perforierzylinderpaares nicht unerheblich beeinträchtigen.

Aus "Jagenberg, technische Information 5/72" ist ein Antrieb eines Rotationsquerschneiders bekannt geworden, der eine Vielzahl von Übersetzungsstellen aufweist und bei dem zwei Motoren zum Antrieb eingesetzt werden, die miteinander synchron laufen müssen, um Schneidkomponenten und Fördereinrichtungen im Rotationsquerschneider genau zueinander anzutreiben. Nachteilig bei dieser Lösung ist der Umstand, daß keine Vorkehrungen getroffen sind, eine Bahn bei der Passage des Rotationsquerschneiders zu straffen.

DE-AS 21 44 590 offenbart eine Einrichtung zur Schnittkorrektur beim Längsschneiden von endlosem Bahnmaterial, insbesondere von Papierbahnen in Druckmaschinen. Ein axial verschiebbar angeordnetes Schneidwerkzeugpaar kann in jede beliebige Längsschneidposition gestellt werden, um die Bahnen längs zu schneiden.

Ausgehend vom skizzierten Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, den Antrieb eines Perforierwerkes so zu verbessern, daß eine das Perforierwerk passierende Materialbahn stets straff gespannt geführt wird.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst.

Die mit dieser Lösung erzielbaren Vorteile liegen zum einen darin, daß bei Verwendung eines separaten Antriebes auf Kegelradgetriebe, Überlastkupplung und Längswellenabzweigung verzichtet werden kann, was die Herstellkosten senkt. Die Anzahl der zum Antrieb erforderlichen Komponenten kann auf ein Mindestmaß reduziert werden. Da eine Zugwalze durch den Perforierwerkantrieb mitangetrieben wird, kann die Bahnspannung konstant gehalten werden, wozu der Umschlingungswinkel der Materialbahn um die Zugwalze maßgeblich beiträgt. Die Verwendung eines preisgünstigen Direktantriebes erlaubt zum anderen eine unabhängige Ansteuerung dieses Motors und damit des Perforierwerkes.

Eine vorteilhafte Ausführung des Erfindungsgegenstandes sieht vor, daß an dem Antriebsmotor ein Drehwinkelgeber vorgesehen ist, durch welchen die Phasenlage des Perforierzylinders während des Maschinenlaufes regulierbar ist. Damit ist eine Phasenregulierung des Umfangsregisters unmittelbar über den Direktantrieb möglich.

Weiterhin ist der Antriebsmotor mit einer Strombegrenzung ausgerüstet, was den Verzicht auf eine mechanische Überlastkupplung in konventioneller Bauweise ermöglicht. In weiterer Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Lösung ist die Spaltbreite zwischen dem Zylinder und dem Perforierzylinder durch eine Perforiertiefeneinstellung an die Dicke der Materialbahn anpaßbar. Damit kann sichergestellt werden, daß auch aus mehrere Bahnsträngen bestehende Materialbahnen die vor dem Perforierwerk zusammengeführt werden, durch alle Bahnlagen hindurch gleichmäßig perforiert werden.

Weitere Ausgestaltungen sind den weiteren aufgeführten Unteransprüchen zu entnehmen.

Anhand der Zeichnung wird die Erfindung nun detailliert erläutert.

Es zeigt:

Fig. 1 und 2 einen in eine Zeichenebene geklappten Schnitt durch die Einbauten im erfindungsgemäßen Perforierwerk,

Fig. 3 eine Seitenansicht des Perforierwerkes im Bereich der Seitenwand BS,

Fig. 4 einen Schnittverlauf in der Mitte des Perforierwerkes,

Fig. 5 eine Seitenansicht des Perforierwerkes im Bereich der Seitenwand AS,

Fig. 6 eine schematisch dargestellte Anordnung eines Drehwinkelgebers und

Fig. 7 eine Strombegrenzerschaltung für den Antriebsmotor.

In Fig. 1 und 2 sind die Einbauten eines erfindungsgemäßen Perforierwerkes wiedergegeben.

In den Seitenwänden 2 und 3 des Perforierwerkes 1 sind die Einbauten aufgenommen. Eine Zugwalze 4 steht über ein Zahnrad 5, welches mit einem Antriebszahnrad 6 kämmt, mit einem Antriebsmotor 7 in Verbindung. Der Antriebsmotor 7 ist durch eine hülsenförmige Kupplung 8 mit einer kurzen, in eine Wellenlagerung 9 der Seitenwand 2 gelagerten, Welle verbunden, die ihrerseits das Antriebszahnrad 6 aufnimmt. Das Antriebszahnrad 6 kämmt mit einem Zwischenrad 10 eines Zylinders 11. Der Zylinder 11 ist beidseitig in den Seitenwänden 2 und 3 des Perforierwerkes gelagert.

Das Zwischenrad 10 kämmt mit einem Zahnrad 13 eines Perforierzylinders 12, was besonders gut in Fig. 5 zu erkennen ist. Die Zapfen des Perforierzylinders 12 sind beidseitig in schwenkbaren Exzenterbuchsen 14 aufgenommen. Die in den Seitenwänden 2 und 3 gelagerten schwenkbaren Exzenterbuchsen 14 sind durch Spannhülsen 15, die ihrerseits an Hebeln 16 einer Achse 17 befestigt sind, bewegbar. Über eine an der Seitenwand 3 drehbar gelagerten Stellzylinder 19 - pneumatisch oder hydraulisch beaufschlagbar - wird die mit Achslagern 18 in den Seitenwänden 2 und 3 gelagerte Achse 17 verdreht, was durch die zwischengeschalteten Übertragungsglieder eine Schwenkbewegung der Exzenterbuchsen 14 zur Folge hat. Auf diese Weise kann der Perforierzylinder 12 an die Mantelfläche des Zylinders 11 an- oder abgestellt werden. Der in Fig. 1 dargestellte Spalt zwischen Perforierzylinder 12 und Zylinder 11 ist aus Gründen der Projektion vergrößert wiedergegeben. Fig. 1 ist darüber hinaus zu entnehmen, daß der Perforierzylinder 12 auf der Antriebsseite der Seitenwand 2 mit einer Lagenachführung 32 ausgerüstet ist. Durch diese Lagenachführung 32 kann die Axialposition des Perforierzylinders 12 dergestalt verstellt werden, daß die auf seineim Umfang beispielsweise in Gestalt von Perfo-Strips oder Perforierplatten angeordneten Perforierelemente mit einem noch nicht abgenutzten Oberflächenbereich des als Perforierunterlage dienenden Zylinders 11 zusammenarbeiten. Auf diese Art und Weise kann die Standzeit des Aufzugs des Zylinders 11 beträchtlich verlängert werden, ehe ein Austausch erforderlich wird.

Im unteren Bereich des Perforierwerkes 1 ist zwischen den Seitenwänden 2 und 3 eine Einlaufwalze 21 eingebaut, über welche eine zu behandelnde Materialbahn 25 in den Spalt zwischen Perforierzylinder 12 und dem Zylinder 11 gelangt. Oberhalb der Einlaufwalze 21 ist eine versteifende Traverse 22 angebracht (Fig. 3). Ebenfalls im oberen Perforierwerkteil befinden sich je an einer der Seitenwände 2 bzw. 3 befestigt zwei Führungsschienen 30 und 31. Auf der Führungsschiene 30 ist mindestens ein Längsschneidrad 29, welches in axialer Richtung verstellbar ist, angeordnet. Das Längsschneidrad 29 ist an die Oberfläche der Zugwalze 4 angestellt und trennt einen seitlichen Bereich der Materialbahn 25 ab. Demgegenüber ist auf der Führungsschiene 31 mindestens eine Andrückrolle 28 in axialer Richtung verschiebbar angeordnet und an die Oberfläche der Zugwalze 4 angestellt, um die Materialbahn 25 zu straffen.

Über einen Drehwinkelgeber 27, der mit dem Antriebsmotor 7 zusammenarbeitet und diesem seine Impulse zuleitet, kann eine Veränderung der Phasenlage des Perforierzylinders 12 erfolgen. Damit ist die Einstellung einer Voreilung oder einer Nacheilung des Perforierzylinders 12 und damit eine Entkopplung der Phasenregulierung vom Maschinentakt der vorgeschalteten Druckmaschine gegeben.

Fig. 3 zeigt die Seitenansicht des Perforierwerkes im Bereich der Seitenwand BS.

Aus Fig. 3 geht die räumliche Anordnung der Einbauten des Perforierwerkes 1 hervor; auch der Lauf der Materialbahn 25 durch das Perforierwerk 1 ist erkennbar. Demnach ist der an der - hier nicht dargestellten Seitenwand 3 - drehbar gelagerte Stellzylinder 19 oberhalb der Zugwalze 4 aufgenommen. Das durch den Antriebsmotor 7 angetriebene Antriebszahnrad 6 treibt den Zylinder 11 unmittelbar an, während der Perforierzylinder 12 mittelbar angetrieben ist. An der Bahneinlaufseite der Abdeckung 23 des Perforierwerkes 1 ist eine Perforiertiefeneinstellung 24 angebracht. Über ein Handrad ist eine mit einem Feingewinde versehene Welle derart in axialer Richtung bewegbar, daß die Umfangslage der in den Seitenwänden 2 und 3 schwenkbar gelagerten Exzenterbuchsen 14 des Perforierzylinders 12 veränderbar ist. Auf diese Weise wird der von der Materialbahn 25 zu durchlaufende Spalt zwischen Perforierzylinder 12 und dem Zylinder 11 an die Stärke der jeweils zu verarbeitenden Materialbahn 25 angepaßt, um deren vollständige alle Bahnstränge durchdringende Perforation zu gewährleisten.

Fig. 4 zeigt einen durch die Mitte des Perforierwerkes verlaufenden Schnitt. Die über den Stellzylinder 19 bewegten Hebel 16 sind um die Achse 17 schwenkbar und bewegen durch die Spannhülsen 15 die Exzenterbuchsen; in deren oberen Teil sind die Anschläge für eine verdrehbare Welle der Perforiertiefeneinstellung 24 erkennbar. Die Welle der Perforiertiefeneinstellung 24 stützt sich dort ab und verändert damit die im Perforierzylinderpaar vorherrschende Spaltdicke in gewünschtem Sinne. Oberhalb des Perforierzylinderpaares 11, 12 ist die Zugwalze 4 angeordnet, an welche ein Längsschneidrad 29 sowie eine Andruckrolle 28 angestellt sind. Die von der angetriebenen Zugwalze 4 ablaufende Materialbahn 25 kann sowohl über als auch unter einer Ablaufwalze 26 geführt werden; deren Durchmesser entspricht etwa dem Durchmesser der Einlaufwalze 21, welche im unteren Teil des Perforierwerkes 1 vorgesehen ist.

Fig. 5 schließlich zeigt die Seitenansicht des Perforierwerkes im Bereich der Seitenwand AS.

Neben den beiden zwischen den Seitenwänden 2 und 3 verlaufenden Führungsschienen 30 und 31 sind das am Perforierzylinder 12 aufgenommene Zahnrad 13 sowie das am Zylinder 11 befestigte Zahnrad 10 zu erkennen, welche miteinander kämmen. Der Antriebsmotor 7 der dem Perforierwerk 1 separat zugeordnet ist, leitet den Antrieb über eine Kupplung 8 (siehe Fig. 1) in das Perforierwerk 1 ein. Hinter der Wellenlagerung 9 in der Seitenwand 2 des Perforierwerkes 1 ist das hier nicht dargestellte Antriebszahnrad 6 aufgenommen. Neben den sich über die Breite des Perforierwerkes 1 erstreckenden Traversen 20 und der Einlaufwalze 21, welche sich im unteren Teil des Perforierwerkes befinden, sind hier außerdem die Aufstelleinrichtungen des Perforierwerkes angedeutet.

Fig. 6 zeigt eine schematisch dargestellte Anordnung eines Drehwinkelgebers.

Der Drehwinkelgeber 27 ist, in einem Gehäuse untergebracht, am Wellenzapfen des Perforierzylinders 12 gelagert. Im Gehäuse sind sowohl Lichtquelle 33 als auch Empfangssensor 34 angeordnet um mittels einer Codierscheibe 35 die Drehlage eines entsprechenden Zylinders festzustellen. Die Impulse des Drehwinkelgebers 27 werden über eine Logik 36 dem Antriebsmotor 7 überlagert. Mittels dieser Impulse und der Ansteuerung des Motors 7 von der Zentralbedienung her, kann eine entsprechende Vor- oder Nacheilung des Perforierzylinders 12 eingestellt werden.

In Fig. 7 schließlich ist eine Strombegrenzungsschaltung vereinfacht dargestellt. Diese Schaltung 37 ist bestimmt, eine mechanische, konventionelle Überlastkupplung zu ersetzen, um den Antriebsmotor 7 vor Überbeanspruchung zu schützen. Der im Antriebsmotor 7 fließende Strom I_M wird über einen Stromwandler 38, beispielsweise einem Operationsverstärker, einer Steuerschaltung 39 als I_ist zugeführt. Die Steuerschaltung 39 kann beispielsweise nach dem Prinzip des Schwellwertvergleiches mit einem vorgegebenen Strom I_soll arbeiten. In Abhängigkeit des Ergebnisses des Vergleiches wird die Leistungselektronik 40 - beispielsweise ein Thyristor - zur Begrenzung des Antriebsmotorstromes gesteuert.

Bezugszeichenliste

1 Perforierwerk
2 Seitenwand AS
3 Seitenwand BS
4 Zugwalze
5 Zahnrad
6 Antriebszahnrad
7 Antriebsmotor
8 Kupplung
9 Wellenlagerung
10 Zwischenrad
11 Zylinder
12 Perforierzylinder
13 Zahnrad
14 Exzenterbuchse
15 Spannhülse
16 Hebel
17 Achse
18 Achslagerung
19 Stellzylinder
20 Traverse
21 Einlaufwalze
22 Traverse
23 Abdeckung
24 Perforiertiefeneinstellung
25 Materialbahn
26 Ablaufwalze
27 Drehwinkelgeber
28 Andrückrolle
29 Längsschneidrad
30 Führungsschiene
31 Führungsschiene
32 Lagenachführung
33 Lichtquelle
34 Empfangssensor
35 Codierscheibe
36 Logik
37 Strombegrenzungsschaltung
38 Stromwandler
39 Steuerschaltung
40 Leistungselektronik (Thyristor oder Transistor).

Claims

1. Vorrichtung zur In-Line-Perforation durchlaufender sowohl einseitig als auch beidseitig bedruckter Materialbahnen, die einen Spalt zwischen zwei Zylindern passieren, die beide in Seitenwänden eines Perforierwerkes aufgenommen sind, wobei einer der Zylinder Perforiereinrichtungen zum Perforieren einer Materialbahn aufnimmt und das Perforierwerk einen separaten, die Zylinder antreibenden Antrieb umfaßt, dadurch gekennzeichnet, daß der Antrieb (7) des Perforierwerkes (1) gleichzeitig mit dem Zylinderpaar (11, 12) eine in Laufrichtung der Materialbahn (25) gesehen, hinter dem Zylinderpaar (11, 12) und oberhalb des Zylinderpaares (11, 12) in den Seitenwänden (2, 3) des Perforierwerkes (1) angeordnete Zugwalze (4) antreibt.

2. Vorrichtung zur In-Line-Perforation gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Antriebsmotor (7) ein Drehwinkelgeber (27) vorgesehen ist, durch den die Phasenlage des Perforierzylinders (12) während des Maschinenlaufes regulierbar ist.

3. Vorrichtung zur In-Line-Perforation gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Antriebsmotor (7) mit einer Strombegrenzung (37) ausgerüstet ist.

4. Vorrichtung zur In-Line-Perforation gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Spaltbreite zwischen dem Zylinder (11) und dem Perforierzylinder (12) durch eine Perforiertiefeneinstellung (24) an die Dicke einer Materialbahn (25) anpaßbar ist.

5. Vorrichtung zur In-Line-Perforation gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß oberhalb der Zugwalze (4) an einer Führungsschiene (31) mindestens ein axial positionierbares Andrückelement (28) angeordnet ist.

6. Vorrichtung zur In-Line-Perforation gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Perforierzylinder (12) durch ein Stellzylinder (19) über eine Achse (17), Hebel (16), Spannhülsen (15) an die Oberfläche des Zylinders (11) anstellbar ist.