EP0388866A2 - Antriebsstation an einer Vorrichtung zum Einziehen von Materialbahnen - Google Patents
Antriebsstation an einer Vorrichtung zum Einziehen von Materialbahnen Download PDFInfo
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- B41F13/02—Conveying or guiding webs through presses or machines
- B41F13/03—Threading webs into printing machines
Definitions
- the invention relates to a drive station on a device for drawing in material webs - preferably a paper web drawing device in web-fed rotary printing presses - according to the features in the preamble of patent claim 1.
- a generic device is known from DE-C 35 05 515.
- a feed element is driven by a transport wheel which is rigidly mounted above the same.
- the distance between the transport wheel and the feed element is selected so that the former protrudes into the travel path of the latter to such an extent that the teeth on the outer circumference of both parts can come into non-positive engagement.
- a spring-loaded ball protrudes from below into the path of the feed element, which actuates a switch for the connection of a motor driving the transport wheel with the interposition of a drive gear when the same runs in.
- the ball also has the function of pushing the feed element up and thus ensuring its positive engagement with the teeth of the transport wheel.
- the running-in process at this drive station is also not smooth if one tooth head of the pull-in element and the transport wheel meet.
- the invention has for its object to provide a drive station that enables a highly wear and jerk-free transport of a feed element.
- pull-in elements flexible rope-like elements with a circular or polygonal cross-section, rope-like elements which are additionally provided with a helical spiral on the outside or chain-like elements.
- all of the retraction elements are suitable for the drive station according to the invention, which allow a positive engagement of a toothed transport wheel.
- a pull-in element 1 is formed on the circumference of the cable by a flexible cable 2 with a circular cross section and a helical coil 3 firmly connected thereto, as can be seen in FIG. 1.
- a plurality of fastening elements 4 are arranged, to which a flexible pull element 5 is fastened.
- a paper web (not shown) is connected to this before the drawing-in process.
- the feed element can be moved in a tubular guide 6 with a circular cross section.
- the guide 6 has a slot 7 on one side, through which the fastening members 4 are guided.
- Drive stations 8, one of which is shown in FIG. 2 are arranged at intervals along the printing press.
- Each drive station 8 consists of a base plate 9 to which the guide 6 is fastened and on which all other elements required for the drive are mounted.
- the base plate 9 is in turn attached to a machine side wall of the printing press (not shown).
- the guide 6 at least instructs in the area of a drive station 8 a recess on its upper side, through which an externally toothed transport wheel 10 partially projects into the guide.
- the guide 6 can, however, just as well, as shown in FIG. 2, be interrupted over part of its length.
- both ends 6 a and 6 b of the guide 6 are fastened to the base plate 9 in alignment with their longitudinal axis.
- the feed element 1 is supported in the region of the tooth engagement of the transport wheel 10 from below by a counter pressure roller 11.
- the transport wheel 10 is in engagement with a drive wheel 12 which can be driven by a motor 14 fastened to the base plate 9 by means of a flange 13.
- the motor 14 is preferably designed as a pneumatic motor.
- a bearing 16 receiving the axle ends 15 of the transport wheel 10 is, according to the invention, opposite the longitudinal axis of the feed element 1 against the direction of travel of the same at an acute angle ⁇ against a force F movable.
- the forces acting on the transport wheel 10 can be better seen in the schematic illustration in FIG. 3.
- the force is introduced into the transport wheel 10 by the drive wheel 12 at the common point of contact 17.
- the force is diverted from the transport wheel 10 to the feed element 1 at the common point of contact 18.
- the pitch circle tangents in the points of contact are designated 17 a and 18 a. They are identical to the lines of action of the forces acting on the transport wheel 10 in these points, the driving force F17 and the reaction force F18 of the feed element 1 on the transport wheel 10.
- the drive wheel 12 is always arranged to the transport wheel 10 so that the bisector 19 at an acute angle ß / 2 against Running direction of the feed element 1 is inclined. This always results in a resultant force F res on the transport wheel 10 during operation, which pulls the transport wheel 10 into the wedge formed from the pitch circle tangents 17 a and 18 a; and the stronger, the greater the transmitted driving force F17 or F18.
- the transport wheel 10 is easily movable in the opposite direction, ie out of the wedge formed by the pitch circle tangents. So it can easily move upwards when the feed element 1 runs in.
- the force F against which the transport wheel 10 is moved is very low. It should only bring about the first tooth engagement of the transport wheel 10 with the feed element 1.
- the force on the bearing 16 of the axles 15 of the transport wheel 10 is exerted by a compression spring 20; with a corresponding mass of the transport wheel 10, the weight of the same will be sufficient to produce the tooth engagement.
- a spring 20 is preferred, the force of which likewise acts on the transport wheel 10 at an acute angle ⁇ counter to the running direction of the feed element 1.
- the angle ⁇ is preferably between 30 ° and 70 °, in a particularly preferred embodiment at 45 °; Also advantageous is an arrangement in which the angle ⁇ corresponds to the angle ⁇ , because the transport wheel 10 is displaced tangentially to the drive wheel 12 and the meshing is best maintained.
- a switching element 21 cooperating with the bearing 16 of the transport wheel 10 is provided, which actuates a switch 22 when the transport wheel is moved, as is indicated schematically in FIG. 3.
- the switching element 21 is designed as a bolt, which is supported with one end on the bearing 16 and the other conically ground end is guided in a bore 23 of a switch housing 24.
- the shaft of the bolt also serves to guide those surrounding it at a short distance Spring 20.
- a blind hole 25 is arranged in the switch housing 24 at right angles to the bore 23.
- a ball 26 is supported, which is supported on the conical end of the bolt and is pressed by the bolt into the bore 25 when the transport wheel 10 is displaced. It actuates a pneumatic switch 27 which, directly or indirectly to reduce the switching force required, sets the motor 14 into operation via a pneumatic booster stage.
- the drive wheel 12 and the transport wheel 10 meshing with it are set in rotation.
- the entire drive station 8 acts in the running direction of the feed element 1 as an overrunning clutch or freewheel: As long as the feed element 1 is still from a further back drive station or as soon as it is moved by a preceding one again at a greater speed than the peripheral speed of the transport wheel 10 under consideration, the latter deviates the angle ⁇ obliquely upwards. However, as soon as the driving force of the drive station under consideration becomes effective after the run-up, the tooth engagement between the transport wheel 10 and the feed element 1 is automatically maintained due to the resulting force F res described further above.
- the oblique displacement of the bearing 16 shown in FIGS. 2 and 5 is provided in a slot-like guide 28, in which the ⁇ angle remains unchanged.
- a pivoting of the transport wheel 10b on a circular arc 29 around the axis of the drive wheel 12b is also possible, in which the angle ⁇ varies slightly with the small pivoting distance to be covered.
- the transport wheel 10 b is mounted in a pivoting lever 30 which can be rotated about the axis of the drive wheel 12 b.
- a spring 20 b acts on the latter, the force of which acts analogously to that of the spring 20 in FIG. 3 in the direction of the wedge formed by the pitch circle tangents.
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Abstract
Description
- Die Erfindung betrifft eine Antriebsstation an einer Vorrichtung zum Einziehen von Materialbahnen - vorzugsweise einer Papierbahn-Einziehvorrichtung an Rollenrotationsdruckmaschinen - gemäß den Merkmalen im Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
- Eine gattungsgemäße Vorrichtung ist aus der DE-C 35 05 515 bekannt. Bei dieser wird ein Einzugselement von einem Transportrad angetrieben, das oberhalb desselben starr gelagert ist. Der Abstand des Transportrades zum Einzugselement ist dabei so gewählt, daß ersteres in den Laufweg des letzteren soweit hineinragt, daß die Verzahnungen am Außenumfang beider Teile in kraftschlüssigen Eingriff geraten können. Von unten her ragt eine federnd gelagerte Kugel in den Laufweg des Einzugselementes, die beim Einlaufen desselben einen Schalter für die Zuschaltung eines das Transportrad unter Zwischenschaltung eines Antriebszahnrades antreibenden Motors betätigt. Die Kugel hat außerdem die Funktion, das Einzugselement nach oben zu drücken und somit dessen formschlüssigen Eingriff mit den Zähnen des Transportrades sicherzustellen.
- Abgesehen von der Abnutzung der Kugel und der Verzahnung am Einzugselement durch Gleitreibung gestaltet sich auch der Einlaufvorgang bei dieser Antriebsstation nicht ruckfrei, wenn je ein Zahnkopf des Einzugselements und des Transportrades aufeinandertreffen.
- Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Antriebssstation zu schaffen, die einen in höchstem Maße verschleiß- und ruckfreien Transport eines Einzugselements ermöglicht.
- Diese Aufgabe wird durch die Merkmale im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 gelöst.
- Durch die Anordnung der Berührpunkte des Transportrades an der Krafteinleitungsstelle mit dem Antriebsrad und an der Kraftausleitungsstelle mit dem Einzugselement derart, daß die Winkelhalbierende des Schnittwinkels ß der Wälzkreistangenten in diesen Berührungspunkten unter einem spitzen Winkel ß/2 gegen die Laufrichtung des Einzugselements geneigt ist, üben die vom Antriebsrad wirkenden Kräfte eine resultierende Kraft in Richtung der Winkelhalbierenden aus, die das Transportrad im Betrieb selbsttätig in den von den Wälzkreistangenten gebildeten Keilspalt hineinzieht. Dies geschieht um so stärker, je größer die übertragene Kraft ist. Beim Einlaufen des Einzugselements in die Antriebsstation ist das Transportrad dagegen leicht vom Einzugslement in der entgegengesetzten Richtung aus dem Keilspalt heraus bewegbar. Dadurch wird mit einfachen Mitteln eine Antriebsstation geschaffen, die ein selbsttätiges ruckfreies Eingreifen des Einzugselements mit dem Transportrad ohne "Zahnkopfreiten" gewährleistet.
- Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.
- Nachfolgend sind mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnungen erklärt. Es zeigt:
- Fig. 1 einen Teil eines Einzugselements mit einer Halterung für eine Papierbahn,
- Fig. 2 eine Vorderansicht auf eine Antriebsstation mit einem verschiebbaren Transportrad,
- Fig. 3 eine schematische Darstellung der am Antrieb eines Einzugselements beteiligten Glieder,
- Fig. 4 eine schematische Darstellung eines verschwenkbaren Transportrades und
- Fig. 5 eine schematische Darstellung mit einem verschiebbaren Transportrad.
- Aus der DE-PS 30 18 740 (Bild 1) ist prinzipiell bekannt, wie Antriebsstationen einer Vorrichtung zum Einziehen von Materialbahnen in bestimmten Abständen längs einer Druckmaschine angeordnet sind. Die folgende Beschreibung beschränkt sich dementsprechend auf die zu einer Antriebsstation gehörenden Teile, das Einzugselement und dessen Führung.
- Als Einzugselemente sind bekannt: flexible seilartige Elemente mit kreisförmigem oder polygonalem Querschnitt, seilartige Elemente, die außen zusätzlich mit einer schraubenlinienförmigen Wendel versehen sind oder kettenartige Elemente. Für die erfindungsgemäße Antriebsstation eignen sich prinzipiell alle Einzugselemente, die einen formschlüssigen Eingriff eines gezahnten Transportrades ermöglichen.
- Im beschriebenen Ausführungsbeispiel wird ein Einzugselement 1 von einem flexiblen Seil 2 mit kreisförmigem Querschnitt und einer fest damit verbundenen schraubenlinienförmigen Wendel 3 am Umfang des Seiles gebildet, wie Fig. 1 zu entnehmen ist. Am hinteren Ende des Einzugselements 1 sind mehrere Befestigungsglieder 4 angeordnet, an denen ein flexibles Zugelement 5 befestigt ist. Mit diesem wird eine nicht dargestellte Papierbahn vor dem Einziehvorgang verbunden. Das Einzugselement ist in einer rohrartigen Führung 6 mit kreisförmigem Querschnitt bewegbar. Die Führung 6 weist auf einer Seite durchgehend einen Schlitz 7 auf, durch den die Befestigungsglieder 4 hindurchgeführt sind. Längs der Druckmaschine sind in Abständen Antriebsstationen 8 angeordnet, von denen eine in Fig. 2 dargestellt ist. Der größte Abstand zweier benachbarter, durch Führungen 6 verbundener Antriebsstationen ist kleiner als die Länge des Einzugselements 1, so daß dieses beim Transport stets mit wenigstens einer Antriebsstation 8 in Verbindung steht. Jede Antriebsstation 8 besteht aus einer Grundplatte 9, an der die Führung 6 befestigt ist und an der alle weiteren für den Antrieb erforderlichen Elemente gelagert sind. Die Grundplatte 9 ist ihrerseits an einer Maschinenseitenwand der Druckmaschine (nicht dargestellt) befestigt. Die Führung 6 weist im Bereich einer Antriebsstation 8 wenigstens an ihrer Oberseite eine Ausnehmung auf, durch die ein außen verzahntes Transportrad 10 teilweise in die Führung hineinragt. Die Führung 6 kann aber ebensogut, wie in Fig. 2 dargestellt, auf einem Teil ihrer Länge unterbrochen sein. In diesem Fall sind beide Enden 6 a und 6 b der Führung 6 bezüglich ihrer Längsachse fluchtend an der Grundplatte 9 befestigt. Bei unterbrochener Führung 6 wird das Einzugselement 1 im Bereich des Zahneingriffs des Transportrades 10 von unten her durch eine Gegendruckrolle 11 gestützt. Das Transportrad 10 steht mit einem Antriebsrad 12 im Eingriff, das von einem mittels eines Flansches 13 an der Grundplatte 9 befestigten Motor 14 antreibbar ist. Der Motor 14 ist vorzugsweise als Pneumatikmotor ausgeführt. Während das Antriebsrad 12 und die Führung 6 mit der Gegendruckrolle 11 starr an der Grundplatte 9 gelagert sind, ist eine die Achsenden 15 des Transportrades 10 aufnehmende Lagerung 16 erfindungsgemäß gegenüber der Längsachse des Einzugselements 1 entgegen der Laufrichtung desselben unter einem spitzen Winkel α gegen eine Kraft F bewegbar.
- Die auf das Transportrad 10 einwirkenden Kräfte sind in der schematischen Darstellung in Fig. 3 besser erkennbar. Die Krafteinleitung in das Transportrad 10 erfolgt durch das Antriebsrad 12 im gemeinsamen Berührungspunkt 17. Die Kraftausleitung aus dem Transportrad 10 an das Einzugselement 1 erfolgt im gemeinsamen Berührungspunkt 18. Die Wälzkreistangenten in den Berührungspunkten sind mit 17 a und 18 a bezeichnet. Sie sind identisch mit den Wirkungslinien der in diesen Punkten auf das Transportrad 10 wirkenden Kräfte, der Antriebskraft F₁₇ und der Reaktionskraft F₁₈ des Einzugselements 1 auf das Transportrad 10. Bei Vernachlässigung der Reibung in der Lagerung 16 des Transportrades 10 sind die beiden Kräfte F₁₇ und F₁₈ gleich groß und bilden eine resultierende Kraft Fres, deren Wirkungslinie mit der Winkelhalbierenden 19 des Winkels ß zusammenfällt, den die Walzkreistangenten 17 a und 18 a einschließen.
- Das Antriebsrad 12 ist zum Transportrad 10 stets so angeordnet, daß die Winkelhalbierenden 19 unter einem spitzen Winkel ß/2 entgegen der Laufrichtung des Einzugselementes 1 geneigt ist. Dadurch ergibt sich im Betrieb stets eine resultierende Kraft Fres auf das Transportrad 10, die das Transportrad 10 in den aus den Wälzkreistangenten 17 a und 18 a gebildeten Keil hineinzieht; und dies um so stärker, je größer die übertragene Antriebskraft F₁₇ bzw. F₁₈ ist. In umgekehrter Richtung, also aus dem durch die Wälzkreistangenten gebildeten Keil heraus, ist das Transportrad 10 dagegen leicht bewegbar. So kann es beim Einlaufen des Einzugselementes 1 leicht nach oben ausweichen. Die Kraft F, gegen die das Transportrad 10 dabei bewegt wird, ist sehr gering. Sie soll nur den ersten Zahneingriff des Transportrades 10 mit dem Einzugselement 1 bewirken. In Fig. 2 und 3 wird die Kraft auf die Lagerung 16 der Achsen 15 des Transportrades 10 durch eine Druckfeder 20 ausgeübt; bei entsprechender Masse des Transportrades 10 wird die Gewichtskaft desselben ausreichen, um den Zahneingriff herzustellen. Bevorzugt ist jedoch die Verwendung einer Feder 20, deren Kraft ebenfalls unter einem spitzen Winkel α entgegen der Laufrichtung des Einzugselementes 1 auf das Transportrad 10 wirkt. Der Winkel α liegt vorzugsweise zwischen 30° und 70°, in einer besonders bevorzugten Ausführungsform bei 45°; vorteilhaft ist ferner eine Anordnung bei der der Winkel α dem Winkel ß entspricht, weil dabei das Transportrad 10 tangential zum Antriebsrad 12 verschoben wird und dabei der Zahneingriff am besten aufrechterhalten wird.
- Vorteilhafterweise wird die Ausweichbewegung des Transportrades 10, die von einem in die Antriebsstation 8 einlaufenden Einzugselement ausgelöst wird, gleichzeitig zur Auslösung eines Schaltvorganges benutzt, durch den der Motor 14 in Betrieb gesetzt wird. Hierzu ist ein mit der Lagerung 16 des Transportrades 10 zusammenwirkendes Schaltelement 21 vorgesehen, das bei Verlagerung des Transportrades einen Schalter 22 betätigt, wie in Fig. 3 schematisch angedeutet ist. In Fig. 2 ist das Schaltelement 21 als Bolzen ausgebildet, der sich mit einem Ende auf der Lagerung 16 abstützt und dessen anderes konisch angeschliffenes Ende in einer Bohrung 23 eines Schaltgehäuses 24 geführt ist. Der Schaft des Bolzens dient gleichzeitig zur Führung der ihn mit geringem Abstand umgebenden Feder 20. Im rechten Winkel zur Bohrung 23 ist im Schaltgehäuse 24 eine Sacklochbohrung 25 angeordnet. In dieser ist eine Kugel 26 gelagert, die sich am konischen Ende des Bolzens abstützt und bei Verlagerung des Transportrades 10 vom Bolzen in die Bohrung 25 gedrückt wird. Dabei betätigt sie einen pneumatischen Schalter 27, der unmittelbar oder zur Reduzierung der erforderlichen Schaltkraft mittelbar über eine pneumatische Verstärkerstufe den Motor 14 in Tätigkeit setzt.
- Beim Anlauf des Motors 14 werden das Antriebsrad 12 und das mit diesem im Eingriff stehende Transportrad 10 in Drehung versetzt. Die gesamte Antriebsstation 8 wirkt in Laufrichtung des Einzugselements 1 als Überholkupplung oder Freilauf: Solange das Einzugselement 1 von einer weiter zurückliegenden Antriebsstation noch oder sobald es von einer vorausliegenden schon wieder mit einer größeren Geschwindigkeit als der Umfangsgeschwindigkeit des betrachteten Transportrades 10 bewegt wird, weicht dieses unter dem Winkel α schräg nach oben aus. Sobald jedoch die Antriebskraft der betrachteten Antriebsstation nach dem Hochlaufen wirksam wird, wird der Zahneingriff zwischen Transportrad 10 und Einzugselement 1 aufgrund der weiter oben beschriebenen resultierenden Kraft Fres selbsttätig aufrechterhalten.
- Als Varianten für eine Ausweichbewegung des Transportrades 10 ist zum einen die in den Fig. 2 und 5 dargestellte schräge Verschiebung der Lagerung 16 in einer langlochartigen Führung 28 vorgesehen, bei der der α Winkel unverändert bleibt. Zum anderen ist auch eine Veschwenkung des Transportrades 10 b auf einem Kreisbogen 29 um die Achse des Antriebsrades 12 b möglich, bei der der Winkel α bei dem geringen zurückzulegenden Schwenkweg leicht variiert. Bei dieser in Fig. 4 dargestellten Variante ist das Transportrad 10 b in einem um die Achse des Antriebsrades 12 b drehbaren Schwenkhebel 30 lagert. An diesem greift des weiteren eine Feder 20 b an, deren Kraft analog zu der der Feder 20 in Fig. 3 in Richtung des von den Wälzkreistangenten gebildeten Keiles wirkt.
Claims (9)
- daß die Wälzkreistangente (17 a) im Berührungspunkt (17) von Antriebsrad (12) und Transportrad (10, 10 b) mit der Wälzkreistangente (18 a) im Berührungspunkt (18) von Transportrad (10) und Einzugselement (1) einen Winkel ß bildet, dessen Winkelhalbierende (19) unter einem spitzen Winkel ß/2 entgegen der Laufrichtung des Einzugselements (1) geneigt ist und
- daß eine die Achsenden (15) des Transportrades (10, 10 b) aufnehmende Lagerung (16) unter einem spitzen Winkel α gegenüber der Längsachse des Einzugselementes (1) entgegen der Laufrichtung desselben gegen eine Kraft F bewegbar ist.
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