Produkten

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung, die flächige, biege¬ schlaffe Produkte, wie Blätter oder Blattpakete aus Papier oder Kunststoff, von einer konstanten Eingangsgeschwindigkeit v _E auf eine andere konstante Ausgangsgeschwindigkeit v _Ä bringen soll. Als Beispiel sei der Transport von bedruckten Blattpaketen ange¬ führt, die von einer großen Eingangsgeschwindigkeit auf eine kleine Ausgangsgeschwindigkeit zu verzögern sind, um eine An¬ passung an die Verarbeitungsgeschwindigkeit eines Falzapparates zu bewirken.

Die DE 1 189 919 A beschreibt bereits eine Vorrichtung, die aus einem Eingangstransportband mit konstanter Geschwindigkeit, einem Zwischentransportband mit periodisch sich verändernder Geschwindigkeit und einem Ausgangstransportband besteht. Die Übergabe des zu transportierenden Produktes von einem Band auf das nächste Band erfolgt jeweils bei gleichen Geschwindigkeiten der betroffenen Bänder. Das Zwischentransportband bewirkt eine Beschleunigung des Produktes auf eine höhere Geschwindigkeit. Sein Antrieb erfolgt durch ein periodisch übersetzendes Getrie¬ be. Periodengetriebe sind bekannt. Als Beispiel sei das in der DE 646 002 A gezeigte Getriebe mit unrunden Rädern angeführt.

Für Produkte mit der Länge L, die in der Taktzeit T aufeinander folgen, setzt sich der Achsabstand a der Umlenkscheiben des

Zwischentransportbandes im Fall einer Produktverzögerung aus der Länge L und der Verzögerungslänge Ly und im Fall einer Produkt- bechleunigung aus der Länge L und der Beschleunigungslänge L _B zusammen.

Relativ kurze Taktzeiten T erfordern verhältnismäßig große Be¬ schleunigungen und Verzögerungen des Zwischentransportbandes. Dadurch entstehen relativ hohe Massenkräfte, die zum Ausfall von Triebwerksteilen führen können. Außerdem besteht die Gefahr, daß die Produkte rutschen, ihre Abstände verändern und dadurch den Taktbetrieb stören.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, für einen in der Takt¬ zeit T vorgegebenen Bewegungsablauf den Zusammenhang zwischen Achsabstand a der Umlenkscheiben und Radius der Treibscheibe r des Zwisehentransportbandes aufzuzeigen, die Massenkräfte mög¬ lichst klein zu halten und einen schlupffreien Transport der Produkte zu gewährleisten.

Erfindungsgemäß betrachtet man den Achsabstand a als einen Teil des Umfanges einer Ersatzscheibe mit dem Radius R, zu der die Winkelbereiche φ _E für die konstante Eingangsgeschwindigkeit v _E , φ _v für den Verzögerungsbereich, φ _A für die konstante Ausgangs¬ geschwindigkeit v _A und <p _B für den Beschleunigungsbereich gehören und die in der Taktzeit T eine Umdrehung ausführt, so daß die Beziehungen a = L + R <p _v für den Fall der Produktverzögerung oder a = L + R φ _B für den Fall der Produktbeschleunigung gelten.

Treibscheiben mit einem Radius R würden zu groß bauen und daher zu hohe Massenträgheitsmomente haben. Um bei einem vorgegebenen periodischen Bewegungsablauf und Achsabstand a der Umlenkschei¬ ben des Zwischentransportbandes die Verzögerungs- und Beschleu¬ nigungsdrehmomente möglichst klein zu halten, sieht die Erfin¬ dung einen wesentlich kleineren Radius r der Treibscheibe des Zwischentransportbandes als den Radius R der Ersatzscheibe vor. Dies wird dadurch erreicht, daß zwischen dem Periodengetriebe

und der Treibscheibe ins Schnelle übersetzende Zahnradstufen angeordnet werden, die insgesamt betragsmäßig die konstante Übersetzung i < 1 haben. Der Radius der Treibscheibe wird dann ohne Veränderung der Geschwindigkeiten des Zwischentransportban- des zu r = iR.

Die Zahnräder mit der Übersetzung i haben zur Folge, daß das Massenträgheitsmoment von Treibscheiben mit dem Radius r im Vergleich zu Treibscheiben mit dem Radius R um den Faktor i ⁵ und reduziert auf die Antriebswelle des Periodengetriebes um den Faktor i ³ kleiner wird, wenn man voraussetzt, daß das Verhältnis Breite zu Radius der Scheiben konstant bleibt.

Da nun für eine vorgegebene Beanspruchung Treibscheiben für Transportbänder erheblich größer als Zahnräder bauen, erhält das auf die Antriebswelle des Periodengetriebes reduzierte Massen¬ trägheitsmoment auch unter Berücksichtigung der zusätzlichen Zahnräder einen beachtlich kleineren Wert. Dadurch entstehen geringere Drehmomente für die Verzögerung und Beschleunigung des Transportbandes.

Insbesondere führen bei Produkten mit relativ kleinen Massen gleich große Winkelbereiche φ _v und φ _B und symmetrische zeitabhän¬ gige Verläufe der Verzögerung und Beschleunigung der Abtriebs- welle des Periodengetriebes zu gleichen Beträgen der Extremwerte von Verzögerung und Beschleunigung und damit zu einem Minimum des sonst größten Betrages der Extremwerte. Der Achsabstand der Umlenkscheiben des Zwischentransportbandes hat in einem solchen Fall der Beziehung a = π r/i zu genügen.

Um die Produkte am Anfang und Ende des Zwischentransportbandes ohne Querspalt übergeben zu können, wird in Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, daß die Transportbänder jeweils mit Ab¬ stand parallel angeordnete Riemen aufweisen, wobei zwischen den Abständen der Umlenkscheiben an den Enden des Zwischentransport¬ bandes einerseits Umlenkscheiben des Eingangstransportbandes und

andererseits Umlenkscheiben des Ausgangstransportbandes lagern.

Zur Vermeidung gegenseitiger Verschiebungen der zu transportie¬ renden Produkte infolge des Schlupfes der Transportbänder können Zahnriemen verwendet werden, deren Zähne im Eingriff mit Zahn¬ riemenscheiben stehen, wobei die treibenden Zahnriemenscheiben des Zwischentransportbandes Teilkreise mit dem Radius r haben.

Um ferner die Produkte während einer Beschleunigungs- oder Ver- zögerungsphase relativ zum Zwischentransportband schlupffrei zu befördern, kann das Zwischentransportband aus einem unteren und parallel dazu aus einem oberen Transportband bestehen, deren einander zugewandte Arbeitstrums sich gleichsinnig und synchron bewegen, wobei federnd angestellte Scheiben Kraftschluß zwischen den Arbeitstrums und den Produkten erzeugen.

Zur Vermeidung von Stößen in den Verzahnungen infolge des Flan¬ kenwechsels der Zähne durch den Wechsel zwischen Beschleuni¬ gungs- und Verzögerungsphasen und der dadurch bedingten Tragfä- higkeitsminderung sind in weiterer Ausgestaltung der Erfindung zwei gleich ausgebildete, parallele Zahnrad-Getriebezüge vor¬ gesehen, die sich mit Kupplungen so drehmomentmäßig vorspannen lassen, daß kein Anlagewechsel der Zahnflanken geschieht. Unter¬ suchungen zeigen, daß die dadurch bedingten zusätzlichen Massen den Vorteil von kleinen Treibscheiben des Zwischentransportban¬ des im. Hinblick auf das reduzierte Massenträgheitsmoment an der Antriebswelle des Periodengetriebes nicht beseitigen.

Die Fig. 1 bis 9 erläutern die Erfindung am Beispiel eines Zwi- schentransportbandes für die Verzögerung von Blattpaketen in einer Druckereianlage.

Fig. 1 zeigt schematisch das Zwischentransportband, bei dem der Achsabstand a der Umlenkscheiben sich aus der Produktlänge L und der Verzögerungsstrecke L, für die Verzögerung des Produktes zusammensetzt.

In Fig. 2 ist die Ersatzwalze mit dem Radius R dargestellt. Zum Kreisbogen mit der Länge L gehört der Winkelbereich φ _E für die konstante Eingangsgeschwindigkeit v _E , zum Kreisbogen mit der Länge L, der Winkelbereich φ _v für den Verzögerungsbereich, zum Kreisbogen mit der Länge L der Winkelbereich φ _A = φ _E für die konstante Ausgangsgeschwindigkeit v _A und zum Kreisbogen mit der Länge L _B der Winkelbereich φ _B für den Beschleunigungsbereich. Außerdem zeigt Fig. 2 den Kreisbogen mit der Länge a des Achs¬ abstandes der Umlenkscheiben des Zwischentransportbandes.

Fig. 3 zeigt schematisch eine Seitenansicht des Zwischentrans¬ portbandes und Wälzkreise von Zahnrädern. Es bedeuten 1 unteres Transportband, 2 oberes Transportband, 3 Zahnrad auf der Ab¬ triebswelle B des Periodengetriebes, 4 und 5 Zahnräder auf der Welle C, 6 Zahnrad auf der Welle D, 7 Zwischenzahnrad und 8 Zahnrad auf der Welle E. Die Welle D steht mit den treibenden Zahnriemenscheiben 9 des unteren und die Welle E mit den trei¬ benden Zahnriemenscheiben 10 des oberen Transportbandes über Zahnräder in Verbindung. Die treibenden Zahnriemenscheiben haben den Teilkreisradius r. Die Zahnriemenscheiben 11 und 12 dienen zur Umlenkung der Zahnriemen, a kennzeichnet den Achsabstand zwischen Welle D der Zahnriemenscheibe 9 und Welle der Zahnrie¬ menscheibe 11 bzw. zwischen Welle E der Zahnriemenscheibe 10 und der Zahnriemenscheibe 12 der Zwischentransportbänder. ω _D und ω _E bezeichnen die gleich großen gegenläufigen Winkelgeschwindig¬ keiten der Wellen D und E. Die verstellbaren Zahnriemenscheiben 13 und 14 erzeugen die notwendige Vorspannung der Transportbän¬ der. Federn 15 drücken die in Balken 16 gelagerten Zahnriemen¬ scheiben 17 über die Zahnriemen gegen die Blattpakete, die auf diese Weise kraftschlüssig befördert werden. Der Vektor v _E be¬ zeichnet die Geschwindigkeit des Eingangstransportbandes und der Vektor v _A die Geschwindigkeit des Ausgangstransportbandes.

Fig. 4 stellt das Ineinandergreifen der Zahnriemen 18 des unte- ren Transportbandes mit den Zahnriemen 19 des Eingangstransport¬ bandes und mit den Zahnriemen 20 des Ausgangstransportbandes

jeweils an den Übergabestellen der Blattpakete dar. Zwischen den treibenden Zahnriemenscheiben 9 lagern die Umlenk-Zahnriemen¬ scheiben 21 des Eingangstransportbandes und zwischen den Um¬ lenk-Zahnriemenscheiben 11 die Umlenk-Zahnriemenscheiben 22 des Ausgangstransportbandes.

Fig. 5 zeigt schematisch einen Achsschnitt des Zwischentrans¬ portbandes, der Zahnräder mit konstanter Übersetzung i und des Periodengetriebes mit der Antriebswelle A. Die Wellen A, B, C, D und E haben die Winkelgeschwindigkeiten ω _A , ω _B , ω _c , ω _D und ω _E . In jeder Getriebestufe sind zwei gleiche parallel angeordnete Radsätze vorhanden, wobei sich die Zahnräder 23, 24 und 23', 24' mit der Kupplung K- _, , die Zahnräder 3, 4 und 3' , 4' mit der Kupp¬ lung K ₂ , die Zahnräder 5, 6 und 5', 6' mit der Kupplung K ₃ und die Zahnräder 5, 7, 8 und 5', 1 ' , 8' mit der Kupplung K _ή drehmo¬ mentmäßig vorspannen lassen. Die Kupplung K ₅ dient zum Anschluß der Welle D und die Kupplung K ₆ zum Anschluß der Welle E des Zwi¬ schentransportbandes.

Für den geforderten Bewegungsablauf des Zwischentransportbandes stellt Fig. 6 die vom Periodengetriebe zu realisierenden Ver¬ läufe der vorgegebenen Winkelverzögerung bzw. Winkelbeschleuni¬ gung ε, der Winkelgeschwindigkeit ω und des Drehwinkels φ ab¬ hängig von der Zeit t für eine Periode, d.h. für die Taktzeit T dar. ω folgt aus der Integration von ε und φ aus der Integration von ω.

In diesem Beispiel besteht das Periodengetriebe aus unrunden Zahnrädern, die den Bewegungsablauf nach Fig. 6 erfüllen. Fig. 7 zeigt die Wälzkurve des auf der Welle A mit dem Mittelpunkt 0 _A sitzenden Zahnrades und den minimalen Wälzkurvenradius r _HAmin sowie den maximalen Wälzkurvenradius r _MAmax . Die Welle A dreht mit konstanter Winkelgeschwindigkeit. Fig. 8 zeigt analog zu Fig. 7 die Wälzkurve des sich auf der Welle B mit dem Mittelpunkt 0 _B befindenden Zahnrades mit r _ramin als minimalem und r _raπax als maxi¬ malem Wälzkurvenradius. In den Fig. 7 und 8 bezeichnen E' die

Winkelbereiche für die konstante Geschwindigkeit v _E , V die Winkelbereiche für die Verzögerungsphase, A' die Winkelbereiche für die konstante Geschwindigkeit v _A und B' die Winkelbereiche für die Beschleunigungsphase des Zwischentransportbandes. Die Wälzkurven der Unrundräder rollen ohne Gleiten aufeinander ab. Die zu den jeweiligen Winkelbereichen gehörenden Bogenlängen der Wälzkurven sind also gleich lang. Die Wälzkurven lassen sich durch die Koordinaten X _A , Y _A bzw. X _B , Y _B beschreiben.

Fig. 9 zeigt analog Fig. 5 den Achsschnitt des Zwischentrans¬ portbandes mit einem Getriebe, bei dem anstelle des Periodenge¬ triebes mit unrunden Zahnrädern ein ebenfalls bekanntes Peri¬ odengetriebe mit runden Zahnrädern in der Anordnung eines Plane¬ tengetriebes mit dem Planetenradträger 25, den Planetenzahnrä- dem 26 und 26' sowie den Sonnenzahnrädern 27 und 27' vorgesehen ist. Die Räder 26, 27 und 26', 27' lassen sich mit der Kupplung K ₇ drehmomentmäßig vorspannen. Die im Planetenrad 26' exzentrisch gelagerte Rolle 28 wälzt auf der Kurvenscheibe 29 ab, stützt das Drehmoment der Planetenräder ab und überlagert den Planetenrä- dem den periodischen Bewegungsablauf nach Fig. 6, die anstelle der Welle B nach Fig. 5 die Bewegung auf die Welle C übertragen. Das Zahnräder-Planetengetriebe wirkt bereits im Sinne der Erfin¬ dung als eine Stufe der Zahnräder, die die konstante Übersetzung i = r/R zu realisieren haben.