(19) |
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(11) |
EP 0 453 623 B1 |
(12) |
EUROPÄISCHE PATENTSCHRIFT |
(45) |
Hinweis auf die Patenterteilung: |
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26.10.1994 Patentblatt 1994/43 |
(22) |
Anmeldetag: 18.06.1990 |
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(51) |
Internationale Patentklassifikation (IPC)5: B65H 45/18 |
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(54) |
Schwertsteuerung für Falzmaschinen
Knife controller for folding machines
Commande de lame pour machines de pliage
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(84) |
Benannte Vertragsstaaten: |
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CH DE FR GB IT LI |
(30) |
Priorität: |
25.04.1990 DE 4013183
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(43) |
Veröffentlichungstag der Anmeldung: |
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30.10.1991 Patentblatt 1991/44 |
(73) |
Patentinhaber: Maschinenbau Oppenweiler
Binder GmbH & Co. |
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71570 Oppenweiler (DE) |
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(72) |
Erfinder: |
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- Reim, Werner
W-7517 Waldbronn (DE)
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(74) |
Vertreter: Ebbinghaus, Dieter, Dipl.-Ing. et al |
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Patentanwälte v. Füner, Ebbinghaus, Finck,
Mariahilfplatz 2 & 3 81541 München 81541 München (DE) |
(56) |
Entgegenhaltungen: :
DE-A- 2 504 489 DE-U- 1 952 053
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DE-A- 3 027 343
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Anmerkung: Innerhalb von neun Monaten nach der Bekanntmachung des Hinweises auf die
Erteilung des europäischen Patents kann jedermann beim Europäischen Patentamt gegen
das erteilte europäischen Patent Einspruch einlegen. Der Einspruch ist schriftlich
einzureichen und zu begründen. Er gilt erst als eingelegt, wenn die Einspruchsgebühr
entrichtet worden ist. (Art. 99(1) Europäisches Patentübereinkommen). |
[0001] Die Erfindung bezieht sich auf eine Schwertsteuerung für Falzmaschinen mit einem
das Schwert antreibenden Kurbeltrieb und einem den oberen Totpunkt des Kurbeltriebs
erfassenden Fühler, wobei das Schwert im Bereich des oberen Totpunktes stillgesetzt
wird. Eine derartige Schwertsteuerung ist aus DE-A- 2504489 bekannt.
[0002] Bei Schwertantrieben dieser Art wird angestrebt, das Schwert im oberen Totpunkt stillzusetzen,
damit das Papier ausreichend Raum hat, um unter das Falzschwert einlaufen zu können.
Zur Feststellung des oberen Totpunktes ist es üblich, auf der Kurbelwelle einen symmetrisch
aufgebauten Nocken zu befestigen, der den Schwertantrieb über den Fühler im oberen
Totpunkt stillsetzt. Dieser Nocken muß in Drehrichtung so lang ausgelegt sein, daß
bei höchster Maschinengeschwindigkeit der Schaltzeitpunkt so früh gewählt wird, daß
das Schwert in der oberen Totlage zum Stillstand kommt. Es wird dabei in Kauf genommen,
daß der obere Totpunkt in Abhängigkeit von der Maschinengeschwindigkeit mehr oder
weniger stark überlaufen wird. Bei sehr langsamen Fahren der Maschine oder beim Durchdrehen
von Hand wird das Schwert dann schon so früh stillgesetzt, daß möglicherweise das
Papier nicht mehr ungehindert unter das Falzschwert einlaufen kann, oder es muß der
Weg des Schwertes besonders groß gewählt werden. Überläuft der Nocken den Fühler,
so bedeutet dies eine Maschinenstörung.
[0003] Startvoraussetzung für das erneute Einschalten des Schwertantriebes ist dann, daß
das Schwert in der oberen Totpunktlage steht und der Fühler durch den Nocken entsprechend
bedämpft ist. Damit diese Position immer erreicht wird, müssen Kupplung und Bremse
sehr exakt eingestellt werden. Wenn aber bereits nach geringem Verschleiß der Reibbeläge
sich das Verhalten von Kupplung und Bremse ändert, ist eine Nachstellung unumgänglich.
[0004] Um bei Falzmaschinen eine hohe Leistung zu erzielen, soll der Abstand von Bogen zu
Bogen möglichst kurz sein, wobei der minimale Bogenabstand abhängig ist von der Position
des Schwertes bezogen auf die Transportebene des zu falzenden Bogens.
[0005] Üblicherweise wird der Bogenabstand durch manuelles Optimieren eingestellt, d.h.
durch Verkürzen des Bogenabstandes, bis der Bogen gerade noch ungestört unter das
Schwert läuft. Dies ist jedoch schwierig und zeitaufwendig, da sich mit dem menschlichen
Auge die Bewegungsabläufe zwischen Bogen und Falzschwert sowie deren gegenseitige
Zuordnung nicht exakt genug erfassen lassen. Der Bogenabstand wird dadurch häufig
größer eingestellt, als dies unbedingt erforderlich ist.
[0006] Angesichts der beim Stand der Technik bestehenden Schwierigkeiten liegt der Erfindung
die Aufgabe zugrunde, zur Erzielung einer möglichst hohen Maschinenleistung eine Schwertsteuerung
für Falzmaschinen zu schaffen, bei der einerseits das Falzschwert unabhängig von der
Maschinengeschwindigkeit und unabhängig von geringen Zustandsänderungen von Kupplung
und Bremse genau im oberen Totpunkt stillgesetzt werden kann und bei der es andererseits
möglich ist, den optimalen Bogenabstand zu ermitteln und automatisch einzustellen.
[0007] Die beiden voneinander unabhängigen Teilaspekte der der Erfindung zugrundeliegenden
Aufgabe werden erfindungsgemäß gleichermaßen durch eine synchron mit der Kurbelwelle
des Kurbeltriebs umlaufende Zahnscheibe mit mehreren Zähnen gelöst, die von einer
Auswerteelektronik erkennbar sind und von denen wenigstens ein Zahn von der Auswerteelektronik
von den anderen Zähnen unterschieden werden kann und von denen vorzugsweise der in
Drehrichtung letzte in der oberen Totpunktlage des Schwertes dem Fühler gegenüberliegt.
[0008] Statt einer Zahnscheibe und einem zugehörigen elektromagnetischen Fühler kann auch
ein anderer, z.B. Lichtfühler verwendet werden, wobei dann die Zahnscheibe durch eine
Scheibe zu ersetzen ist, auf die in Abständen voneinander Markierungen aufgebracht
sind.
[0009] Mit Hilfe der erfindungsgemäßen Zahnscheibe ist es möglich, den Schaltvorgang je
nach der Maschinengeschwindigkeit und je nach dem Zustand der Brems- und Kupplungseinheit,
beginnend mit den in Drehrichtung ersten Zahn, mehr oder weniger früh vor Erreichen
des oberen Totpunktes auszulösen, so daß das Schwert stets genau im oberen Totpunkt
zum Stillstand kommt.
[0010] Um drehrichtungsunabhängig arbeiten zu können, sind in einer bevorzugten Ausführungsform
die Zähne der Zahnscheibe symmetrisch zu dem der oberen Totpunktlage des Schwertes
entsprechenden Zahn angeordnet. Entsprechend ist dann der "letzte" Zahn der die Symmetrieachse
bestimmende mittlere Zahn.
[0011] Damit die Auswerteelektronik erkennen kann, welcher Zahn sich jeweils unter dem Fühler
befindet, können diese und insbesondere der letzte bzw. der die Symmetrieachse bestimmende
mittlere Zahn z.B. mit unterschiedlichen Höhen und/oder Breiten ausgeführt werden,
so daß je nach dem Zahn, der unter dem Fühler durchläuft, mehr oder weniger hohe bzw.
breite Ausgangssignale erzeugt werden. Besonders einfach ist dies bei Verwendung eines
photoelektrischen Fühlers, wenn auf der Scheibe Markierungen unterschiedlicher Art
aufgetragen werden. Auch ist denkbar, die Zähne bzw. Markierungen auf der Scheibe
in in Drehrichtung unterschiedlichen Abständen oder in in Drehrichtung unterschiedlicher
Breite anzubringen. Am einfachsten ist es, sowohl hinsichtlich der konstruktiven Ausführung
der Zahnscheibe als auch hinsichtlich der Auswerteelektronik, die Zähne über einen
Sektor der Zahnscheibe verteilt anzuordnen und den Rest der Zahnscheibe mit einheitlichem
Durchmesser in Höhe des Zahngrundes oder des Zahnkopfes auszuführen oder den Rest
der Zahnscheibe ganz abzuschneiden.
[0012] Mit Hilfe der erfindungsgemäßen Schwertsteuerung ist es möglich, die Wartungsintervalle
der Kupplungs-Bremseinheit wesentlich zu verlängern, da bei mehr Schlupf die Abschaltung
der Maschine durch die eingebaute Regellogik länger betriebsbereit bleibt.
[0013] Weiterhin ist es mit Hilfe der erfindungsgemäßen Zahnscheibe und des erfindungsgemäßen
Fühlers möglich, im Lauf der Maschine den kürzestmöglichen und damit den optimalen
Bogenabstand zu ermitteln und automatisch einzustellen. Mit Hilfe der erfindungsgemäßen
Zahnscheibe und des erfindungsgemäßen Fühlers läßt sich nämlich die Position des Schwertes
bezogen auf die Papiertransportebene messen. Abhängig von der Position des Schwertes,
das bereits so weit nach oben gefahren sein muß, daß ausreichend Raum für das Einlaufen
des Bogens vorhanden ist, kann nunmehr der Abstand von Bogen zu Bogen automatisch
errechnet und der Bogen "vorausschauend" dem Schwertfalzwerk zugeführt werden. Bei
Kombinationsmaschinen, bei denen vor dem Schwertfalz noch Parallelbrüche ausgeführt
werden, muß in die Berechnung die Verkürzung des Bogens durch die Parallelbrüche mit
einbezogen werden.
[0014] Im folgenden wird ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Schwertsteuerung
anhand der Zeichnung erläutert. Es zeigen:
- Fig. 1
- schematisch den Aufbau eines Schwertantriebs und
- Fig. 2
- die Draufsicht einer Zahnscheibe.
[0015] Gemäß Fig. 1 enthält der Schwertantrieb einen Motor 11, an dessen Welle eine Kupplungs-
und Bremseinheit 12 befestigt ist. Am angetriebenen Teil der Kupplungs- und Bremseinheit
12 sitzt eine Kurbelwelle 13, deren Zapfen 14 im Schwert 15 bzw. dessen Geradführung
drehbar und seitlich (senkrecht zur Zeichenebene) beweglich geführt ist. Das Schwert
15 selbst ist in Führungen 16, 17 geführt. Auf dem unterhalb des Schwertes angeordneten
Falztisch befindet sich ein Papierbogen 18, der nach Einführen des Schwertes 15 in
den Falzspalt von den Falzwalzen 19 und 20 ergriffen und abgeführt wird.
[0016] Auf der Kurbelwelle 13 sitzt eine Zahnscheibe 21, deren Umfang gegenüberliegend ein
Fühler 22 angeordnet ist.
[0017] Gemäß Fig. 2 ist die Zahnscheibe 21 über einen Abschnitt ihres Umfanges mit Zähnen
0, 1, 2, 3, 4 und 1', 2', 3', 4' besetzt, wobei der Zahn 0 im Sinne der eingangs gegebenen
Definition den "letzten" Zahn darstellt. Der untere Teil der Zahnscheibe 21 ist abgeschnitten.
[0018] Läuft im Betrieb die Zahnscheibe z.B. entgegen dem Uhrzeigersinn um, so entsteht
im Bereich des Abschnittes zunächst eine Pause, während der der Fühler 22 keine Impulse
abgibt. Läuft der in Umlaufrichtung erste Zahn 4 unter den Fühler 22, so gibt der
Fühler 22 den ersten Impuls ab. Der fünfte Impuls entspricht dann genau dem oberen
Totpunkt des Schwertes, an dem das Schwert stillgesetzt werden soll. Läuft nun die
Zahnscheibe 21 mit der Kurbelwelle 13 langsam um, so kann der Bremsvorgang verhältnismäßig
spät eingeleitet werden, beispielsweise wenn sich der Zahn 1 unterhalb des Fühlers
22 befindet. Bei höherer Maschinendrehzahl oder nach einiger Abnutzung der Kupplungs-
und Bremseinheit 12 leitet die Steuerelektronik den Bremsvorgang früher ein, beispielsweise
wenn sich der Zahn 2 oder 3 unterhalb des Fühlers 22 befindet. Müßte der Bremsvorgang
bereits eingeleitet werden, wenn sich der Zahn 4 unterhalb des Fühlers 22 befindet,
oder wird die Zahnscheibe erst stillgesetzt, wenn sich der Zahn 1' unterhalb des Fühlers
22 befindet, so bedeutet dies, daß eine Fehlermeldung ausgegeben wird, und die Kupplungs-
und Bremseinheit 12 zu überprüfen ist. Bei noch stärkerem Überlaufen des Fühlers 22
müßte die Maschine unverzüglich stillgesetzt werden.
[0019] Es läßt sich ferner sehr genau bestimmen, welcher Zahn und damit welcher Impuls welcher
Höhe der Unterkante des Schwertes 15 über dem Falztisch entspricht. Damit ist es möglich,
die Höhe des Schwertes sehr genau zu bestimmen und den Abstand zwischen den Bogen
auf ein Minimum zu reduzieren, bei dem die Vorderkante des jeweils folgenden Bogens
unter das der Zufuhrseite zugewandte Ende des Schwertes läuft, wenn dieses sich nach
einem Falzvorgang gerade so weit über die Tischebene gehoben hat, daß es den ungestörten
Einlauf der Vorderkante des folgenden Bogens nicht mehr behindert.
[0020] Selbstverständlich lassen sich für die Einleitung des Stillsetzvorganges des Falzschwertes
und für die Messung seiner Position verschiedene Fühler verwenden. Da aber die Auswerteelektronik
so ausgestaltet werden kann, daß sie beide Vorgänge aus den gleichen Signalen ableitet,
wird vorzugsweise nur ein Fühler 22 verwendet.
1. Schwertsteuerung für Falzmaschinen mit einem das Schwert (15) antreibenden Kurbeltrieb
(13, 14) und einem den oberen Totpunkt des Kurbeltriebs (13, 14) erfassenden Fühler
(22), wobei das Schwert (15) im Bereich des oberen Totpunktes stillgesetzt wird, gekennzeichnet
durch eine synchron mit der Kurbelwelle (13) des Kurbeltriebs umlaufende Zahnscheibe
(21) mit mehreren Zähnen (4, 3, 2, 1, 0), die von einer Auswerteelektronik erkennbar
sind und von denen wenigstens ein Zahn von der Auswerteelektronik von den anderen
Zähnen unterschieden werden kann.
2. Schwertsteuerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der in Drehrichtung letzte Zahn (0) in der oberen Totpunktlage des Schwertes
(15) dem Fühler (22) gegenüberliegt.
3. Schwertsteuerung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zahnscheibe (21) auf der Welle (13) des Kurbeltriebs (13, 14) befestigt
ist.
4. Schwertsteuerung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Zähne (4, 3, 2, 1, 0, 1', 2', 3', 4') der Zahnscheibe (21) symmetrisch zu
dem der oberen Totpunktlage des Schwertes (15) entsprechenden Zahn (0) angeordnet
sind.
5. Schwertsteuerung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Zähne (4, 3, 2, 1, 0, 1', 2', 3', 4') über einen Sektor der Zahnscheibe
(21) verteilt angeordnet sind.
1. A blade control for folding machines, having a crank mechanism (13, 14) which drives
the blade (15), and having a sensor (22) which detects the upper dead centre of the
crank mechanism (13, 14), the blade (15) being stopped in the region of the upper
dead centre, characterized by a toothed disc (21) which rotates synchronously with
the crankshaft (13) of the crank mechanism and has a plurality of teeth (4, 3, 2,
1, 0) which can be detected by an electronic evaluator and of which teeth at least
one tooth can be distinguished from the other teeth by the electronic evaluator.
2. A blade control according to claim 1, characterized in that the last tooth (0) in
the direction of rotation is located opposite the sensor (22) in the upper dead centre
position of the blade (15).
3. A blade control according to claim 1 or 2, characterized in that the toothed disc
(21) is fastened on the shaft (13) of the crank mechanism (13, 14).
4. A blade control according to any of the preceding claims, characterized in that the
teeth (4, 3, 2, 1, 0, 1', 2', 3', 4') of the toothed disc (21) are arranged symmetrically
to the tooth (0) corresponding to the upper dead centre position of the blade (15).
5. A blade control according to any of the preceding claims, characterized in that the
teeth (4, 3, 2, 1, 0, 1', 2', 3', 4') are arranged distributed over a sector of the
toothed disc (21).
1. Commande à lame pour des machines de pliage avec une commande à manivelle (13, 14)
entraînant la lame (15) et un capteur (22) détectant le point mort supérieur de la
commande à manivelle (13, 14), la lame (15) étant arrêtée au voisinage du point mort
supérieur, caractérisée par un disque denté (21) tournant de façon synchrone avec
l'arbre de manivelle (13) de la commande à manivelle avec plusieurs dents (4, 3, 2,
1, 0) qui peuvent être reconnues par une électronique d'évaluation et dont au moins
une dent peut être distinguée par l'électronique d'évaluation des autres dents.
2. Commande à lame selon la revendication 1, caractérisée en ce que la dernière dent
(0) dans le sens de rotation est opposée dans la position de point mort supérieur
de la lame (15) au capteur (22).
3. Commande à lame selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que le disque denté
(21) est fixé sur l'arbre (13) de la commande à manivelle (13, 14).
4. Commande à lame selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que
les dents (4, 3, 2, 1, 0, 1', 2', 3' ,4') du disque denté (21) sont disposées symétriquement
à la dent (0) correspondant à la position de point mort supérieur de la lame (15).
5. Commande à lame selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que
les dents (4, 3, 2, 1, 0, 1', 2', 3', 4') sont disposées selon une répartition sur
un secteur du disque denté (21).