Antriebsstation an einer Vorrichtung zum Einziehen von Materialbahnen

Abstract

 An einer Antriebsstation, wie sie an einer Vorrichtung zum Einziehen von Materialbahnen verwendet wird, die ein von einem Motor (14) angetriebenes Antriebsrad (12) und ein mit diesem in Eingriff stehendes Transportrad (10) aufweist, das mit einem in einer Führung (6) bewegbaren Einzugselement (1) in formschlüssigen Eingriff bringbar ist, sind Antriebsrad (12) und Transportrad (10) so angeordnet, daß die Wälzkreistangente (17a) in deren gemeinsamem Berührungspunkt (17) mit der Wälzkreistangente (18a) im Berührungspunkt (18) von Transportrad (10) und Einzugselement (1) einen Winkel (β) bilden, dessen Winkelhalbierende (19) unter einem spitzen Winkel (β/2) gegen die Laufrichtung des Einzugselementes (1) geneigt ist. Ferner ist das Transportrad (10) unter einem spitzen Winkel (α) (ebenfalls entgegen der Laufrichtung des Einzugselementes (1) gesehen) gegen eine Kraft (F) bewegbar gelagert. Die erfindungsgemäße Antriebsstation gewährleistet ein verschleiß- und ruckfreies Einlaufen, Kuppeln und Transportieren eines Einzugselementes (1).

Beschreibung

[0001] 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.

[0002] 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.

[0003] 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.

[0004] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Antriebssstation zu schaffen, die einen in höchstem Maße verschleiß- und ruckfreien Transport eines Einzugselements ermöglicht.

[0005] Diese Aufgabe wird durch die Merkmale im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 gelöst.

[0006] 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.

[0007] Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.

[0008] 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.

[0009] 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.

[0010] 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.

[0011] 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.

[0012] 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.

[0013] 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 F_res 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.

[0014] 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.

[0015] 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 F_res selbsttätig aufrechterhalten.

[0016] 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.

Ansprüche

1. Antriebsstation an einer Vorrichtung zum Einziehen von Materialbahnen, vorzugsweise einer Papierbahn-­Einziehvorrichtung an Rollenrotations- Druckmaschinen, mit einem mit Mitteln zur formschlüssigen Krafteinleitung versehenen Einzugselement, an dem die Materialbahn fixierbar ist, das in einer rohrartigen, geschlitzten Führung durch formschlüssigen Eingriff eines von einem Motor unter Zwischenschaltung eines Antriebsrades angetriebenen Transportrades bewegbar ist und mittels dessen in die Antriebsstation einlaufendem Ende ein Schalter für eine Aktivierung des Motors betätigbar ist, dadurch gekennzeichnet,
- 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.

2. Antriebsstation gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schalter (27) zur Aktivierung des Motors (14) mittels einer vom einlaufenden Einzugselement (1) hervorgerufenen Verdrängung des Transportrades (10, 10 b) über ein mit der Lagerung (16) in Verbindung stehendes Betätigungselement (21) betätigbar ist.

3. Antriebsstation gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Kraft F durch eine Feder (20, 20 b) erzeugt wird.

4. Antriebsstation gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Transportrad (10) längs einer Geraden verschiebbar ist.

5. Antriebsstation gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der spitze Winkel α zwischen 30° und 70° beträgt.

6. Antriebsstation gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der spitze Winkel α 45° beträgt.

7. Antriebsstation gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Winkel ß dem Winkel α entspricht.

8. Antriebsstation gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagerung (16 b) des Transportrades (10 b) auf einem Kreisbogen (29) um die Achse des Antriebsrades (12 b) verschwenkbar ist.

9. Antriebsstation gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zur Reduzierung der Schaltkraft dem Schalter zur Aktivierung des Motors (14) eine pneumatische Verstärkungsanordnung vorgelagert ist.

Zeichnung