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Dokumentenidentifikation DE10160381A1 02.10.2003
Titel Einrichtung zum Verschieben eines Bogens
Anmelder NexPress Solutions LLC, Rochester, N.Y., US
Erfinder Dobrindt, Dirk, 24147 Klausdorf, DE
Vertreter Lauerwald, J., Dipl.-Phys., Pat.-Anw., 24214 Gettorf
DE-Anmeldedatum 10.12.2001
DE-Aktenzeichen 10160381
Offenlegungstag 02.10.2003
Veröffentlichungstag im Patentblatt 02.10.2003
IPC-Hauptklasse B65H 9/16
IPC-Nebenklasse B65H 9/10   B41F 21/14   
Zusammenfassung Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zum Verschieben eines Bogens quer zu seiner Transportrichtung bei einer Druckmaschine sowie auf eine Sperreinrichtung. Eine Aufgabe der Erfindung ist, das Verschieben eines Bogens quer zu seiner Transportrichtung kostengünstig, zuverlässig und sicher durchzuführen. Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist, eine Sperreinrichtung zum Sperren der Bewegung von Zahnrädern bereitzustellen. Die Erfindung offenbart eine Einrichtung zum Verschieben eines Bogens quer zu seiner Transportrichtung mit einem Riemengetriebe zum Antreiben einer Spindel, welcher Transportrollen zum Angreifen an den Bogen zugeordnet sind, mit einer Sperreinrichtung mit wenigstens zwei Zahnrädern beim Riemengetriebe, wobei die Zahnräder Sperrelemente aufweisen, die aufgrund eines bestimmten Übersetzungsverhältnisses der zwei Zahnräder nach einer bestimmten Anzahl von Umdrehungen der Zahnräder gegeneinander treffen und die Bewegung der Zahnräder sperren. Ferner offenbart die Erfindung eine Sperreinrichtung mit wenigstens zwei Zahnrädern mit Sperrelementen, die nach einer bestimmten Anzahl von Umdrehungen der Zahnräder aufgrund eines bestimmten Übersetzungsverhältnisses der Zahnräder gegeneinander treffen und die Bewegung der Zahnräder sperren.

Beschreibung[de]

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zum Verschieben eines Bogens quer zu seiner Transportrichtung nach Anspruch 1 sowie auf eine Sperreinrichtung nach Anspruch 4.

Bei Druckmaschinen ist die genaue Ausrichtung des transportierten Bedruckstoffs auf einem Transportband für das gewünschte lagerichtige Aufbringen von Druckbildern auf den Bedruckstoff von erheblicher Bedeutung. Bogen von Bedruckstoff werden auf einem Transportband durch die Druckmaschine befördert, wobei Fehlausrichtungen der Bogen in Querrichtung zur Transportrichtung bei einer Lösung durch an die Bogen angreifende Transportrollen korrigiert werden. Ferner werden Bogen vor dem Ablegen auf einem Stapel nach dem Druckvorgang gewünscht verschoben, um diese mit einem Versatz auf dem Stapel zu ordnen. Der Bediener der Druckmaschine kann die Bogen anschließend ohne Sortieren der Bogen stoßweise versetzt entnehmen. Die Transportrollen sind an einer Welle angebracht, rollen am Bedruckstoff ab und werden durch eine Spindel in der Welle in Querrichtung zur Transportrichtung entsprechend einer ermittelten Querverschiebung der Bogen verschoben. Durch die Reibkraft der Transportrollen an den Bogen werden die Bogen entsprechend der Querbewegung der Transportrollen quer verschoben. Die Spindel, welche sich quer zur Transportrichtung der Bogen bewegt, kann über ein Riemengetriebe von einem Schrittmotor angetrieben sein. Der Schrittmotor erhält entsprechende Steuerungssignale von einer Steuerungseinrichtung der Druckmaschine, welche dem Maß der ermittelten und zu korrigierenden Fehlausrichtung oder des gewünschten Versatzes des Bogens auf dem Transportband angepasst sind. Der Schrittmotor ist mit dem Riemengetriebe verbunden, welches die Drehbewegung des Schrittmotors in die Bewegung der Spindel umsetzt. Zu beachten ist, dass die Spindel in der Welle, an welcher die Transportrollen angebracht sind, einen bestimmten Bewegungsbereich nicht überschreitet. Das Überschreiten des Bewegungsbereichs der Spindel und folglich der Welle kann bei dauerhaftem Betrieb der Druckmaschine zu Beschädigungen an der Spindel, der Welle und am Wellengehäuse und zum Ausfall der Einrichtung zum Querverschieben von Bogen führen. Eine Lösung dieser Problematik besteht darin, die Ansteuerung des Schrittmotors an den maximal zulässigen Bewegungsbereich der Spindel anzupassen, d. h. wenn der Schrittmotor eine bestimmte Schrittzahl in eine Richtung durchgeführt hat, wird der Schrittmotor gestoppt. Diese Lösung ist jedoch dauerhaft nur geeignet, wenn die Ansteuerung des Schrittmotors mit hoher Zuverlässigkeit durchführbar ist. Die Ansteuerung des Schrittmotors erfolgt durch Software in der Steuerungseinrichtung der Druckmaschine. Bei Fehlern der Software, die gewöhnlich auftreten, ist die fehlerfreie Ansteuerung und die Beschränkung der Bewegung der Spindel auf einen maximal zulässigen Bewegungsbereich nicht gewährleistet. Eine weitere Lösung der vorstehenden Problematik ist das Verwenden von Lichtschranken, welche die Endlagen des Bewegungsbereichs der Spindel erfassen und der Steuerungseinrichtung melden. Der Ausfall der Lichtschranken jedoch führt gleichermaßen zum Ausfall der Sicherung vor dem Überschreiten des zulässigen Bewegungsbereichs und stellt daher keine geeignete Lösung dar.

Eine Aufgabe der Erfindung ist, das Verschieben eines Bogens quer zu seiner Transportrichtung kostengünstig, zuverlässig und sicher durchzuführen. Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist, eine Sperreinrichtung zum Sperren der Bewegung von Zahnrädern bereitzustellen.

Die Aufgaben löst die Erfindung mit den Merkmalen der Ansprüche 1 und 4. Hierzu ist eine Einrichtung zum Verschieben eines Bogens quer zu seiner Transportrichtung mit einem Riemengetriebe zum Antreiben einer Spindel vorgesehen, welcher Transportrollen zum Angreifen an den Bogen zugeordnet sind, mit einer Sperreinrichtung mit wenigstens zwei Zahnrädern beim Riemengetriebe, wobei die Zahnräder Sperrelemente aufweisen, die aufgrund eines bestimmten Übersetzungsverhältnisses der zwei Zahnräder nach einer bestimmten Anzahl von Umdrehungen der Zahnräder gegeneinander treffen und die Bewegung der Zahnräder sperren. Ferner ist eine Sperreinrichtung mit wenigstens zwei Zahnrädern mit Sperrelementen vorgesehen, die nach einer bestimmten Anzahl von Umdrehungen der Zahnräder aufgrund eines bestimmten Übersetzungsverhältnisses der Zahnräder gegeneinander treffen und die Bewegung der Zahnräder sperren.

Ausführungsformen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen aufgeführt. Vorteilhaft enthält das erste Sperrelement einen Anschlag und das zweite Sperrelement ein Stößel. Mit diesen Ausführungen wird die Sperrung der Bewegung der Zahnräder auf sichere und kostengünstige Weise durchgeführt. Bei einer Ausführungsform der Erfindung ist die Anzahl von Umdrehungen der Zahnräder bis zur Sperrung der Zahnräder durch die Ausformung der Sperrelemente beeinflussbar. Je größer die Sperrelemente ausgeformt sind, desto eher treffen die Sperrelemente gegeneinander und folglich ist die Anzahl von Umdrehungen der Zahnräder bis zur Sperrung umso kleiner.

Im Folgenden ist die Erfindung bezüglich der Figuren in Einzelheiten beschrieben.

Fig. 1 zeigt eine Transparentdarstellung von zwei Zahnrädern mit jeweils einem Sperrelement,

Fig. 2 zeigt eine perspektivische Darstellung der zwei Zahnräder mit jeweils einem Sperrelement nach Fig. 1, angebracht an einem Schrittmotor,

Fig. 3 zeigt eine perspektivische Darstellung einer Einrichtung zum Verschieben eines Bogens quer zu seiner Transportrichtung.

Fig. 1 zeigt eine Transparentdarstellung von einem ersten Zahnrad 1 neben einem zweiten Zahnrad 2, welche über Zahnkränze, die symbolisch dargestellt sind, in Wirkverbindung stehen. Die Zahnräder 1, 2 weisen ein bestimmtes Übersetzungs verhältnis ungleich Eins auf. Das erste Zahnrad 1 umfasst einen Anschlag 3, der fest an einer Seitenfläche des ersten Zahnrads 1 angebracht ist, in diesem Beispiel verschraubt. Das zweite Zahnrad 2 umfasst einen Ring 7, der fest an einer Seitenfläche des zweiten Zahnrads 2 angebracht ist und ein Stößel 4 umfasst, welches einteilig mit dem Ring 7 ausgebildet ist. Der Anschlag 3 und das Stößel 4 befinden sich in einer Ebene und sind derart ausgeformt, dass diese in dem Fall gegeneinander treffen, wenn diese gegeneinander ausgerichtet sind. Bei einem Gegeneinander Treffen des Anschlags 3 mit dem Stößel 4 wird die Bewegung der Zahnräder 1, 2 angehalten, die Darstellung nach Fig. 1 wirkt folglich als Sperreinrichtung. In Fig. 1 sind der Anschlag 3 und das Stößel 4 in eine Richtung im gleichen Winkel ausgerichtet, dies ist die Ausgangsstellung der Sperreinrichtung.

Beim Antrieb der Zahnräder 1, 2 in eine Drehrichtung verändern sich die Ausrichtungswinkel des Anschlags 3 und des Stößels 4, da diese fest mit dem ersten Zahnrad 1 bzw. dem zweiten Zahnrad 2 verbunden sind. Der Ausrichtungswinkel des Anschlags 3 ist nach der Bewegung der Zahnräder 1, 2 aus der Ausgangsstellung ungleich dem Ausrichtungswinkel des Stößels 4, da das Übersetzungsverhältnis der Zahnräder 1, 2 ungleich Eins ist. Nach einer gewissen Umdrehungszahl der Zahnräder 1, 2, wobei die Umdrehungszahl des ersten Zahnrads 1 ungleich der Umdrehungszahl des zweiten Zahnrads 2 ist, greift der Anschlag 3 an das bezüglich des Anschlags 3 gegenläufige Stößel 4 an und der Antrieb der Zahnräder 1, 2 wird gestoppt. Das Übersetzungsverhältnis kann jede beliebige rationale Zahl annehmen.

Fig. 2 zeigt eine perspektivische Darstellung der zwei Zahnräder 1, 2 mit jeweils einem Sperrelement, dem Anschlag 3 und dem Stößel 4, nach Fig. 1. Die Sperreinrichtung ist mit einem Schrittmotor 5 verbunden, welcher mittels einer Welle 6 das zweite Zahnrad 2 antreibt und mittels einer Verbindungsleitung 16 von einer Steuerungseinrichtung einer Druckmaschine gesteuert wird. Der Schrittmotor 5 ist in beide Richtungen antreibbar, so dass die Welle 6 und das Zahnrad 2 zwei Drehrichtungen aufweisen. Der Zahnkranz des zweiten Zahnrads 2 greift in den Zahnkranz des ersten Zahnrads 1 ein. Daher wird das erste Zahnrad 1 gegenläufig zum zweiten Zahnrad 2 bewegt. Nach einer bestimmten Anzahl von Umdrehungen der Welle 6 in eine Richtung, welche anhand des Übersetzungsverhältnisses des ersten Zahnrads 1 zum zweiten Zahnrad 2 einstellbar ist, trifft das Stößel 4 gegen den Anschlag 3 und der Schrittmotor 5 wird aufgrund der Sperrung durch die gegeneinander wirkenden Kräfte des Stößels 4 und des Anschlags 3 gesperrt, obwohl die Steuerungseinrichtung den Schrittmotor 5 ansteuert und den Stromkreis des Schrittmotors 5 geöffnet hält. Die Zahnräder 1, 2 führen eine bestimmte Anzahl von Umdrehungen in eine Richtung aus, wobei die Anzahl eine beliebige rationale Zahl ist, bevor die Sperrung eintritt. Verständlich ist, dass die Anzahl von Umdrehungen der Zahnräder 1, 2 bis zur Sperrung ausgehend von der dargestellten Ausgangslage, bei welcher der Anschlag 3 und das Stößel 4 den gleichen Ausrichtungswinkel aufweisen, in beiden Drehrichtungen gleich ist.

Zur Verdeutlichung der Verwendung der Sperreinrichtung zeigt Fig. 3 die Sperreinrichtung nach Fig. 2 in einer perspektivischen Darstellung einer Einrichtung zum Verschieben eines Bogens quer zu seiner Transportrichtung, wobei die Einrichtung Teil eines Transportweges einer Druckmaschine ist. Die Einrichtung umfasst hierbei zwei Rahmen 15, 15', die entgegengesetzt etwa parallel zueinander angeordnet sind und an der Druckmaschine befestigt sind. Die Rahmen 15, 15' sind durch ein Rohr 9 miteinander verbunden, welches sich durch Öffnungen in den Rahmen 15, 15' erstreckt. Das Rohr 9 ist drehbar in den Rahmen 15, 15' gelagert und umfasst in diesem Beispiel zwei Transportrollen 8, 8', die fest mit dem Rohr 9 verbunden sind und eine Anpresskraft auf den auf einem Transportband beförderten Bogen 17 ausüben. Im Rohr 9 befindet sich die Spindel, welche das Rohr 9 in beide Pfeilrichtungen bewegt. Der Antrieb der Spindel und des Rohrs 9 wird durch den Schrittmotor 5 bereitgestellt, der von der Steuerungseinrichtung der Druckmaschine über die Verbindungsleitung 16 angesteuert wird. Der Schrittmotor 5 ist in der in Fig. 2 dargestellten Weise mit der Welle 6 und den Zahnrädern 1, 2 mit Anschlag 3 bzw. Stößel 4 ausgeführt. An der Welle 6 bei einem Ende des Rahmens 15 ist ferner eine erste Riemenscheibe 10 angebracht und fest mit dieser verbunden. Beim anderen Ende des Rahmens 15 befindet sich eine zweite Riemenscheibe 12. Ein Antriebsriemen 11 ist um die erste Riemenscheibe 10 und um die zweite Riemenscheibe 12 gespannt. Der Antrieb des Schrittmotors 5 bewegt folglich mittels der Welle 6 die erste Riemenscheibe 10, die mittels des Antriebsriemens 11 die Bewegung zur zweiten Riemenscheibe 12 überträgt. Die zweite Riemenscheibe 12 ist mit der Spindel im Rohr 9 verbunden, das sich durch den Rahmen 15 erstreckt. Das an der Spindel befestigte Rohr 9 ist daher in die durch den Doppelpfeil dargestellte Richtung bewegbar, in Abhängigkeit von der gewählten Spindelsteigung. Der Antrieb des Schrittmotors 5 und der Welle 6 bewirkt daher eine Bewegung des Rohrs 9, das mit der Spindel in Wirkverbindung steht. Mit Hilfe der vorstehend beschriebenen Sperreinrichtung ist die Bewegung des Rohrs 9 entlang der Spindel unabhängig von der Ansteuerung des Schrittmotors 5, d. h. unabhängig davon, ob der Schrittmotor 5 Leistung liefert, sicher begrenzbar. Wenn bei der Bewegung des Rohrs 9 in Längsrichtung eine Endposition des Rohrs 9 erreicht ist, die nicht überschritten werden soll, sperrt die Sperreinrichtung die Bewegung des Rohrs 9. Die Sperrung bei der Endposition wird durch Kenntnis der Steigung der Spindel, des Weges von der Mittenlage der Spindel bis zur Endposition in beiden Richtungen, durch die Übersetzung zwischen den Zahnrädern 1, 2, durch die Übersetzung des Riemengetriebes 10, 11, 12, durch die Schrittweite der Schritte des Schrittmotors 5 und zuletzt durch die Ausformung des Anschlags 3 und des Stößels 4 bestimmt. Bei Vorgabe der Spindelsteigung, des Wegs von der Mittenlage der Spindel bis zur Endposition, der Übersetzung des Riementriebes 10, 11, 12 und der Schrittweite der Schritte des Schrittmotors 5 wird die Übersetzung der Zahnräder 1, 2 angepasst und gegebenenfalls die Ausformung des Anschlags 3 und des Stößels 4. Je breiter diese etwa ausgebildet sind, desto kürzer ist der Drehweg, welchen die Zahnräder 1, 2 bis zur Sperrung zurücklegen und desto kleiner ist das Übersetzungsverhältnis der Zahnräder 1, 2 bei ansonsten gleichen Bedingungen einzustellen. Das Sperren der Drehbewegung der Zahnräder 1, 2 verhindert einen Verschleiß oder eine Beschädigung der Spindel oder der Lager 19, 19' in der Endposition. Das Aufschlagen der Spindel im Lager 19, 19' bei der Endposition führt zu Materialermüdung oder zum Bruch, die Endposition der Spindel bei ihrer Bewegung im Rohr 9 ist daher unerwünscht. Die Begrenzung der Bewegung der Spindel durch entsprechende Steuerung des Schrittmotors 5 bietet keine zuverlässige Lösung. Hierbei wird die Anzahl der Schritte des Schrittmotors 5 in eine Richtung gezählt und in Bezug zur Bewegung der Spindel begrenzt. Bei Erreichen einer maximalen Schrittzahl in einer Richtung wird der Schrittmotor 5 gestoppt und auf diese Weise die Endposition des Rohrs 9 und der Spindel vermieden. Ebenso bietet die Verwendung einer Lichtschranke beim Rohr 9, das sich mit der Spindel bewegt, keine zuverlässige Lösung. Bei der offenbarten Ausführungsform wird der Schrittmotor 5 nach der Sperrung durch den Anschlag 3 und das Stößel 4 bei der Endposition in die andere Drehrichtung bewegt, der Anschlag 3 und das Stößel 4 entfernen sich voneinander und bewegen sich in die Ausgangslage der Sperreinrichtung nach Fig. 1. Hierbei bewegt sich das Rohr 9 in seine Ausgangslage, die durch eine Mittenlage zwischen den Lagern 19, 19' definiert ist. Das Rohr 9 wird hierbei angehoben, so dass die Transportrollen 8, 8' auf dem Transportband beförderte Bogen 17 beim Lauf in die Ausgangslage der Sperreinrichtung nicht beeinflussen und unerwünscht verschieben. Die in der Ausführungsform vorgeschlagene Lösung ist vollständig mechanisch ausgeführt und ist unabhängig von Fehlern der Steuerungselektronik, Steuerungssoftware oder von elektronischen Bauelementen und gewährleistet eine sichere, zuverlässige und dauerhafte Sicherung für die Begrenzung der Bewegung einer mit der Sperreinrichtung verbundenen Spindel und Rohr 9.


Anspruch[de]
  1. 1. Einrichtung zum Verschieben eines Bogens (17) quer zu seiner Transportrichtung mit einem Riemengetriebe (10, 11, 12) zum Antreiben einer Spindel, welcher Transportrollen (8, 8') zum Angreifen an den Bogen (17) zugeordnet sind, gekennzeichnet durch eine Sperreinrichtung mit wenigstens zwei Zahnrädern (1, 2) beim Riemengetriebe (10, 11, 12), wobei die Zahnräder (1, 2) Sperrelemente aufweisen, die aufgrund eines bestimmten Übersetzungsverhältnisses der zwei Zahnräder (1, 2) nach einer bestimmten Anzahl von Umdrehungen der Zahnräder (1, 2) gegeneinander treffen und die Bewegung der Zahnräder (1, 2) sperren.
  2. 2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Sperrelement am ersten Zahnrad (1) einen Anschlag (3) enthält und das zweite Sperrelement am zweiten Zahnrad (2) einen Stößel (4) enthält.
  3. 3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzahl von Umdrehungen der Zahnräder (1, 2) bis zur Sperrung der Zahnräder (1, 2) durch die Ausformung der Sperrelemente beeinflussbar ist.
  4. 4. Sperreinrichtung mit wenigstens zwei Zahnrädern (1, 2), gekennzeichnet durch Sperrelemente, die nach einer bestimmten Anzahl von Umdrehungen der Zahnräder (1, 2) aufgrund eines bestimmten Übersetzungsverhältnisses der Zahnräder (1, 2) gegeneinander treffen und die Bewegung der Zahnräder (1, 2) sperren.






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