專(zhuān)利名稱(chēng)：卷筒更換器的驅(qū)動(dòng)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種根據(jù)權(quán)利要求1、6或62前序部分所述的卷筒更換器的驅(qū)動(dòng)裝置。
在EP1155987A2中披露了一種印刷機(jī)的卷筒更換器。其中設(shè)置有三相交流異步電機(jī)、通常的三相交流電機(jī)或交流電機(jī)、萬(wàn)能電機(jī)或直流電機(jī)實(shí)現(xiàn)對(duì)卷筒更換器上的材料卷筒的驅(qū)動(dòng)。其中根據(jù)一種實(shí)施方式僅在材料卷筒的一側(cè)上實(shí)現(xiàn)對(duì)材料卷筒的驅(qū)動(dòng)，同時(shí)在相對(duì)的一側(cè)材料卷筒被無(wú)驅(qū)動(dòng)地設(shè)置在旋轉(zhuǎn)軸承上。
在DE10224839A1中同樣披露了一種在印刷機(jī)上的卷筒更換器的驅(qū)動(dòng)裝置。
在DE9409754U1中披露了一種帶子和繃帶的卷繞機(jī)，其中卷繞機(jī)被同步電機(jī)驅(qū)動(dòng)。
在DE4126392C1和DE3111990C2中記載了在已知的卷繞裝置的領(lǐng)域?qū)ν诫姍C(jī)的應(yīng)用。
在在后公開(kāi)的EP1460010A2中記載了一種優(yōu)選作為同步電機(jī)的和用于對(duì)卷筒的卷繞芯直接驅(qū)動(dòng)的電機(jī)。
在DE1599036中披露了一種具有由扇形件構(gòu)成的膨脹頭的卷繞裝置。扇形件成環(huán)形圍繞一個(gè)具有凸面的可旋轉(zhuǎn)的卷繞心軸設(shè)置和在對(duì)應(yīng)于卷繞心軸進(jìn)行軸向調(diào)整時(shí)徑向向心軸的軸移動(dòng)或與所述軸相背移動(dòng)。扇形件被一在軸向上作用于一個(gè)方向上的彈簧保持在一個(gè)膨脹位置。用壓力介質(zhì)加載的在反向上抵消彈簧力的活塞用于解除所述扇形件的膨脹狀態(tài)。
在EP0981443B1中披露了一種輪轉(zhuǎn)印刷機(jī)的旋轉(zhuǎn)的滾筒或輥的空心軸電機(jī)。
EP1155987A2涉及一種卷筒更換器的驅(qū)動(dòng)裝置，具有至少一個(gè)作為紙卷筒的中心驅(qū)動(dòng)裝置的電機(jī)。電機(jī)的轉(zhuǎn)矩或驅(qū)動(dòng)力通過(guò)張緊軸被傳遞給紙卷筒芯。
在WO02/24564A1中披露了一種在卷筒更換器上的張緊心軸的執(zhí)行件。筒管固定在張緊心軸上。為實(shí)現(xiàn)筒管在張緊心軸上的固定，壓縮彈簧將設(shè)有的卡爪上的曲柄向外抵壓。為實(shí)現(xiàn)對(duì)在空心軸上的卡爪的控制，通過(guò)一個(gè)液體驅(qū)動(dòng)的活塞實(shí)現(xiàn)對(duì)執(zhí)行件的調(diào)整，從而使卡爪被向外抵壓和對(duì)筒管進(jìn)行固定。在張緊心軸上設(shè)置有一個(gè)頂推裝置，用于對(duì)用完的筒管進(jìn)行拆卸。頂推裝置軸向可移動(dòng)地設(shè)置在空心軸上和與空心軸一起圍繞機(jī)殼內(nèi)的中心軸旋轉(zhuǎn)。
在已知的驅(qū)動(dòng)裝置中卷筒芯驅(qū)動(dòng)裝置對(duì)材料卷筒直接進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，其中不設(shè)有中間連接傳動(dòng)裝置或諸如皮帶等轉(zhuǎn)矩傳遞機(jī)構(gòu)，在這種驅(qū)動(dòng)裝置中轉(zhuǎn)矩通過(guò)圓錐型面和/或摩擦配合地被傳遞給材料卷筒的筒管上。但所述圓錐不能實(shí)現(xiàn)張緊。另外還已知一種具有皮帶傳動(dòng)裝置的卷筒更換器中的可張緊的圓錐。
本發(fā)明的目的在于提出一種印刷機(jī)的卷筒更換器的驅(qū)動(dòng)裝置。
根據(jù)本發(fā)明通過(guò)權(quán)利要求1、6或62的特征實(shí)現(xiàn)所述目的。
本發(fā)明的驅(qū)動(dòng)裝置的優(yōu)點(diǎn)特別在于，設(shè)置有一個(gè)作為可減弱磁場(chǎng)的同步電機(jī)的電機(jī)。這種同步電機(jī)具有特別寬的功率譜和制造成本低廉?；诰哂羞@種電機(jī)特性，所述電機(jī)特別適用于印刷機(jī)的卷筒更換器的驅(qū)動(dòng)。
在已知的卷筒更換器的驅(qū)動(dòng)裝置中通常設(shè)置有驅(qū)動(dòng)圓錐，所述驅(qū)動(dòng)圓錐用于將轉(zhuǎn)矩傳遞給材料卷筒的筒管的內(nèi)側(cè)。所述圓錐被用于驅(qū)動(dòng)的電機(jī)的驅(qū)動(dòng)軸驅(qū)動(dòng)。根據(jù)一種驅(qū)動(dòng)裝置的優(yōu)選實(shí)施方式，為實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)的簡(jiǎn)化和降低成本，同步電機(jī)本身的驅(qū)動(dòng)軸將轉(zhuǎn)矩傳遞給材料卷筒，特別是傳遞給材料卷筒的筒管。驅(qū)動(dòng)錐直接地，特別是剛性地設(shè)置在同步電機(jī)的轉(zhuǎn)子上。
其中用于傳遞轉(zhuǎn)矩的驅(qū)動(dòng)軸上的掣子件優(yōu)選剛性地，特別是一體地與驅(qū)動(dòng)軸連接。采用此方式可以省去用于對(duì)掣子件進(jìn)行調(diào)整的通常必要的和特別昂貴的執(zhí)行機(jī)構(gòu)。
僅在一側(cè)被電機(jī)驅(qū)動(dòng)的卷筒更換器的優(yōu)點(diǎn)特別在于無(wú)驅(qū)動(dòng)的旋轉(zhuǎn)軸承特別是在穿軸過(guò)程中也可以承受沿材料卷筒的中軸的軸向力。因此可以將在電機(jī)一側(cè)的端支承不必設(shè)計(jì)得特別堅(jiān)固。
其中優(yōu)選在材料卷筒的兩側(cè)形成用于固定材料卷筒的卡固裝置的結(jié)構(gòu)，由于采用相應(yīng)的部件相同，因而節(jié)省了成本。兩個(gè)卡固裝置是可旋轉(zhuǎn)的設(shè)置，其中僅一個(gè)卡固裝置被同步電機(jī)驅(qū)動(dòng)。
根據(jù)另一有益的實(shí)施方式利用同步電機(jī)可以將材料卷筒的自由端頭回繞到材料卷筒上。
本發(fā)明的另一優(yōu)點(diǎn)在于將迄今已知可張緊的卡固心軸的優(yōu)點(diǎn)與材料卷筒的直接中心驅(qū)動(dòng)裝置的優(yōu)點(diǎn)結(jié)合在一起。因而可減少為部件付出的代價(jià)和降低機(jī)構(gòu)的復(fù)雜性。在實(shí)現(xiàn)至少同樣高的功能的前提下整個(gè)裝置的結(jié)構(gòu)更為緊湊。在卡固心軸上固定裝置可被調(diào)整到工作位置和靜止位置，以便將材料卷筒的筒管固定在卡固裝置上和重新松開(kāi)。驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩通過(guò)一個(gè)作為驅(qū)動(dòng)軸的空心軸被傳遞給材料卷筒，所述電機(jī)驅(qū)動(dòng)軸優(yōu)選與卡固裝置一體構(gòu)成。
通過(guò)一個(gè)在空心軸上軸向上設(shè)置的執(zhí)行件對(duì)卡固裝置上的固定裝置進(jìn)行控制?？招妮S具有空隙，在所述空隙內(nèi)設(shè)置有彈簧裝置。所述彈簧裝置用于將筒管應(yīng)力作用于執(zhí)行件，從而使執(zhí)行件將固定裝置返回到對(duì)材料卷筒進(jìn)行固定的靜止位置。在執(zhí)行件上在與卡固裝置相對(duì)的一側(cè)軸向上設(shè)置一個(gè)控制裝置，所述控制裝置用于將執(zhí)行件推移到松開(kāi)材料卷筒的工作位置。另外在靜止位置通過(guò)在位置固定的控制裝置和與空心軸一起旋轉(zhuǎn)的執(zhí)行件之間的間隔實(shí)現(xiàn)兩者之間的去耦，以便避免位置固定的控制裝置與旋轉(zhuǎn)的執(zhí)行件之間的摩擦。
在實(shí)踐中控制裝置是一個(gè)設(shè)置在執(zhí)行件的增長(zhǎng)的軸向上的隔膜式缸。為實(shí)現(xiàn)隔膜式缸尺寸較小的設(shè)計(jì)和對(duì)裝置結(jié)構(gòu)更為緊湊的設(shè)計(jì)，控制裝置具有一個(gè)杠桿臂的杠桿機(jī)構(gòu)，所述杠桿機(jī)構(gòu)被隔膜式缸控制，所述隔膜式缸設(shè)置在平行于電機(jī)的軸向上。
用于對(duì)材料卷筒進(jìn)行導(dǎo)向的兩個(gè)卡固心軸分別具有一個(gè)作為驅(qū)動(dòng)裝置的電機(jī)。因此可以將一個(gè)電機(jī)的必要的功率分配給兩個(gè)相應(yīng)的設(shè)計(jì)尺寸較小的電機(jī)上。
在軸向上與卡固裝置同心設(shè)置有一個(gè)推頂單元，所述推頂單元用于從卡固裝置上對(duì)材料卷筒進(jìn)行拆卸。采用執(zhí)行件或優(yōu)選設(shè)置平行于中心軸的氣動(dòng)缸實(shí)現(xiàn)對(duì)推頂單元的控制。
下面將對(duì)照附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例做進(jìn)一步說(shuō)明。圖中示出

圖1為卷筒更換器的局部剖視圖2為圖1用于驅(qū)動(dòng)卷筒更換器的電機(jī)的剖視圖；圖3為圖2所示的電機(jī)的用于設(shè)置材料卷筒的卡固裝置的側(cè)視圖；圖4為圖3的固定裝置的正視圖；圖5為無(wú)驅(qū)動(dòng)的旋轉(zhuǎn)軸承的第二實(shí)施方式的剖視圖；圖6為卷筒更換器的示意圖；圖7為空心軸電機(jī)的剖視示意圖；圖8為具有在軸向上增長(zhǎng)的控制裝置的中心驅(qū)動(dòng)裝置的剖視圖；圖9為具有杠桿機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)裝置的剖視圖；圖10為具有推頂單元的驅(qū)動(dòng)裝置的剖視圖；圖11為卷筒更換器的側(cè)視圖；圖12為具有制動(dòng)器的中心驅(qū)動(dòng)裝置的示意圖；圖13對(duì)驅(qū)動(dòng)裝置進(jìn)行調(diào)節(jié)的方框圖。
圖1為用于設(shè)置材料卷筒02的卷筒更換器01的，特別是卷筒輪轉(zhuǎn)印刷機(jī)的卷筒更換器01的局部剖視圖，其中材料卷筒的寬度例如為300mm至1000mm，在所述材料卷筒上卷繞材料帶，特別是卷繞承印材料帶。設(shè)置有一個(gè)電機(jī)03，特別是同步電機(jī)03用于對(duì)材料卷筒02進(jìn)行單側(cè)驅(qū)動(dòng)。同步電機(jī)03具有一個(gè)驅(qū)動(dòng)軸04，所述驅(qū)動(dòng)軸在面向材料卷筒02的一側(cè)突出于同步電機(jī)03的機(jī)殼。驅(qū)動(dòng)軸04的該突出端作為卡固裝置06，材料卷筒02可旋轉(zhuǎn)地設(shè)置在所述卡固裝置06上。
利用一作為剪切杠桿機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)的軸向調(diào)整裝置07可以對(duì)一個(gè)在卷筒更換器01上可擺動(dòng)設(shè)置的支撐臂08在材料卷筒02的縱軸方向上進(jìn)行調(diào)整，從而使同步電機(jī)03的卡固裝置06作用在材料卷筒02上設(shè)置的筒管09的內(nèi)側(cè)上。為實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)矩從驅(qū)動(dòng)軸04向筒管09的傳遞，在卡固裝置06上設(shè)置有徑向突出的掣子件11，所述掣子件在驅(qū)動(dòng)軸04的材料上一體成型和轉(zhuǎn)矩以型面配合和摩擦配合的方式傳遞給材料卷筒02。
在卷筒更換器01的相對(duì)的一側(cè)設(shè)置有另一個(gè)支撐臂12，同樣利用軸向調(diào)節(jié)裝置13對(duì)支撐臂在材料卷筒02的縱軸方向上進(jìn)行調(diào)整。在支撐臂12上設(shè)置有一個(gè)無(wú)驅(qū)動(dòng)的旋轉(zhuǎn)軸承14，所述旋轉(zhuǎn)軸承14在與同步電機(jī)03相對(duì)的一側(cè)上對(duì)材料卷筒02的重力進(jìn)行接收。在旋轉(zhuǎn)軸承14面向材料卷筒02的一側(cè)上突出設(shè)置有卡固裝置16，所述卡固裝置的結(jié)構(gòu)基本與卡固裝置06的結(jié)構(gòu)相同和同樣作用于筒管09的內(nèi)側(cè)。在旋轉(zhuǎn)軸承14與卡固裝置16相對(duì)的一側(cè)上設(shè)置有一個(gè)無(wú)驅(qū)動(dòng)的軸17，利用所述軸旋轉(zhuǎn)軸承14在材料卷筒02的縱軸方向上被支撐在支撐臂12上，從而使旋轉(zhuǎn)軸承14甚至可以承受較大的軸向力。
至少兩個(gè)卡固裝置06；16的軸的支撐點(diǎn)的間距是相同的。兩個(gè)卡固裝置06；16的軸的支撐位置分別設(shè)置在支撐臂08；12的相對(duì)側(cè)?？ü萄b置06；16的兩個(gè)軸的支撐位置的間距近似等于支撐臂08；12的寬度。
在圖2的剖視圖中放大示出同步電機(jī)03的結(jié)構(gòu)。通過(guò)相應(yīng)適用的加工方法在驅(qū)動(dòng)軸04上加工出具有掣子件11的卡固裝置06。因此可以省去在筒管09和驅(qū)動(dòng)軸04之間的附加的錐形。
同步電機(jī)03是可以減弱磁場(chǎng)的同步電機(jī)03，其中同步電機(jī)可以以達(dá)1∶10的比例進(jìn)行磁場(chǎng)減弱工作。電機(jī)03具有六個(gè)極和一個(gè)電勵(lì)磁機(jī)構(gòu)。特別是同步電機(jī)03的轉(zhuǎn)子具有永磁鐵構(gòu)成的極和同步電機(jī)03的定子具有電勵(lì)磁機(jī)構(gòu)。永磁鐵優(yōu)選具有稀土材料。
同步電機(jī)03的持續(xù)靜止力矩(Dauerstillstandmoment)在100Nm至200Nm范圍內(nèi)。最大轉(zhuǎn)矩在600Nm至800Nm范圍內(nèi)，特別是為700Nm。另外同步電機(jī)03的理論空轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速在500轉(zhuǎn)/分鐘至600轉(zhuǎn)/分鐘的范圍內(nèi)。
在同步電機(jī)03前面接有一個(gè)用于調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速的變頻器。
另外在電機(jī)03上設(shè)置有一個(gè)轉(zhuǎn)角傳感器。該轉(zhuǎn)角傳感器的旋轉(zhuǎn)軸與同步電機(jī)03的轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)軸同軸設(shè)置。另外材料卷筒02的旋轉(zhuǎn)軸和同步電機(jī)03的轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)軸相互同軸設(shè)置。
在同步電機(jī)03上設(shè)置有一個(gè)冷卻裝置，所述冷卻裝置是一個(gè)風(fēng)機(jī)葉輪。在采用發(fā)電機(jī)方式工作時(shí)同步電機(jī)03本身作為制動(dòng)裝置工作。
另一種對(duì)電機(jī)03冷卻的方案是利用水或冷卻液體進(jìn)行冷卻。其中多個(gè)電機(jī)03可以接在一共同的冷卻劑源上。
根據(jù)一特殊的實(shí)施方式，同步電機(jī)03是插裝式電機(jī)。
根據(jù)一特殊的實(shí)施方式制動(dòng)裝置24，特別是摩擦制動(dòng)器設(shè)置在同步電機(jī)03上(圖12)。
制動(dòng)裝置24優(yōu)選是盤(pán)式制動(dòng)器。制動(dòng)器24一方面對(duì)電機(jī)03例如在正常掣停時(shí)對(duì)材料卷筒02的制動(dòng)效果，特別是在快速掣?；蛟谡{(diào)節(jié)過(guò)程中對(duì)制動(dòng)效果進(jìn)行支持。另一方面制動(dòng)器24作為固定保持制動(dòng)器，例如用于在材料卷筒02上進(jìn)行粘接準(zhǔn)備工作。制動(dòng)器是可調(diào)整的，特別是可改變制動(dòng)力的和可控制的，或根據(jù)另一實(shí)施方式制動(dòng)器可利用脈沖控制方式接通和斷開(kāi)。
制動(dòng)裝置24，特別是盤(pán)式制動(dòng)裝置的盤(pán)優(yōu)選與電機(jī)03的轉(zhuǎn)子同心設(shè)置和防扭固定地與轉(zhuǎn)子，特別是與空心軸04連接。
在圖3和4中放大示出具有掣子件11的卡固裝置06。
圖5示出無(wú)驅(qū)動(dòng)的旋轉(zhuǎn)軸承18的第二實(shí)施方式，所述旋轉(zhuǎn)軸承安裝在卷筒更換器01上。同樣用于接收軸向力，設(shè)置有一個(gè)無(wú)驅(qū)動(dòng)的軸19，利用所述軸旋轉(zhuǎn)軸承18被支撐在與卡固裝置16相對(duì)的一側(cè)上。
圖6為卷筒更換器01的示意剖視圖。驅(qū)動(dòng)軸04在面向材料卷筒02的一側(cè)突出于圖中未示出的同步電機(jī)03的機(jī)殼和起著材料卷筒02的卡固裝置06；16的作用。卷筒更換器01的兩個(gè)卡固裝置06；16分別具有一個(gè)自己的執(zhí)行馬達(dá)21，所述執(zhí)行馬達(dá)用于在材料卷筒02的軸向上對(duì)卡固裝置06；16進(jìn)行調(diào)整。最好執(zhí)行馬達(dá)21與卡固裝置06；16一起移動(dòng)。為此例如齒桿設(shè)置在卷筒更換器01的支架上，被執(zhí)行馬達(dá)21驅(qū)動(dòng)的齒輪分別與齒桿嚙合。
圖7為具有電機(jī)03，優(yōu)選具有如上所述同步電機(jī)03的卷筒更換器01的另一實(shí)施方式的剖視示意簡(jiǎn)圖。
電機(jī)03具有作為驅(qū)動(dòng)軸04的空心軸04，所述驅(qū)動(dòng)軸04與卡固裝置05連接，優(yōu)選一體連接和同時(shí)是電機(jī)03的轉(zhuǎn)子。卡固裝置心軸05是張緊心軸05和具有作為固定裝置26的可調(diào)整的卡爪26，所述卡爪在圖7中抽象地和示意地作為錐形示出。采用卡爪26可以實(shí)現(xiàn)對(duì)材料卷筒02的筒管27的固定。執(zhí)行件29位于空心軸04內(nèi)。執(zhí)行件29是一個(gè)在電機(jī)03的中心軸軸向上設(shè)置的控制軸29，所述控制軸在面向卡固心軸05的一側(cè)采用根據(jù)如WO02/24564A1中披露的現(xiàn)有技術(shù)已知的機(jī)械結(jié)構(gòu)與卡爪26連接。
通過(guò)控制軸29的移動(dòng)，當(dāng)對(duì)一新的材料卷筒02卡固時(shí)或?qū)⒉牧暇硗?2的筒管27從卡固心軸05上重新取下來(lái)時(shí)，卡爪26向外抵壓在筒管27上或卡爪26向內(nèi)收縮。
控制軸29被位于與卡固心軸05相背的一端上的控制裝置30控制?？刂蒲b置30可以是任何一種根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)已知的裝置，所述裝置可以在壓力和/或拉力的作用下實(shí)現(xiàn)對(duì)一個(gè)體件在至少兩個(gè)位置上移動(dòng)?？刂蒲b置30可以是一個(gè)根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)已知的液體驅(qū)動(dòng)的活塞，所述活塞將在軸向上的壓力加在控制軸29上和對(duì)此在圖7中用箭頭示意示出。
空心軸04在與卡固心軸05相背的一側(cè)具有軸向上圓柱體形式的卡固裝置，在所述軸向圓柱上設(shè)置有作為彈簧裝置32的盤(pán)簧32。所述盤(pán)簧32被一活塞33限制，所述活塞與控制軸29固定連接。盤(pán)簧32位于一管狀的中間空間31內(nèi)，所述中間空間在面向張緊心軸05的活塞33由一在空心軸04內(nèi)的位置固定的止擋和在相對(duì)的一側(cè)上的移動(dòng)的活塞33構(gòu)成。當(dāng)盤(pán)簧32在一去應(yīng)力的靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)，在卡固心軸05上的卡爪26被最大限度地向外抵壓。當(dāng)活塞33在工作狀態(tài)下被控制裝置30向卡固心軸05方向頂壓時(shí)，則卡爪26向內(nèi)向中心軸移動(dòng)。材料卷筒02的筒管27被卡固心軸05釋放和可以對(duì)一新的筒管27進(jìn)行卡固?？招妮S04通過(guò)滾動(dòng)軸承34可旋轉(zhuǎn)地設(shè)置在電機(jī)03上。
圖8示出中心驅(qū)動(dòng)裝置的第二實(shí)施方式，在已知的卷筒更換器01上至少兩個(gè)用于卡固05材料卷筒02設(shè)置的卡固心軸05中的一個(gè)卡固心軸05上設(shè)有中心驅(qū)動(dòng)裝置。圖8示出具有空心軸04的電機(jī)03的局部剖視圖?？招妮S04利用滾動(dòng)軸承34旋轉(zhuǎn)設(shè)置和同時(shí)構(gòu)成電機(jī)03的驅(qū)動(dòng)軸。出于簡(jiǎn)明起見(jiàn)圖中未示出已知的張緊心軸05?；钊?3旋固在執(zhí)行件29上?？招妮S04與控制軸29和活塞33構(gòu)成管狀的空腔31，盤(pán)簧32設(shè)置在所述空腔內(nèi)。實(shí)踐表明，優(yōu)選采用45-57個(gè)盤(pán)簧32?；钊?3被控制裝置30在圖中未示出的卡固心軸05方向上抵壓在工作位置，以便使圖7中示出的卡爪05向內(nèi)擺動(dòng)。控制裝置30在該特殊的實(shí)施方式中在控制軸29的延長(zhǎng)方向上軸向設(shè)置?？刂蒲b置30包括隔膜式缸35，所述隔膜式缸被氣動(dòng)控制。由于在制造環(huán)境通常就備有壓縮空氣，所以此點(diǎn)是非常有益的。在靜止位置，即盤(pán)簧32處于去應(yīng)力狀態(tài)，活塞33和隔膜式缸35的止擋推桿36相互不接觸。因而可以避免在靜止不動(dòng)的止擋推桿36和旋轉(zhuǎn)的活塞33之間的摩擦。
為實(shí)現(xiàn)同步電機(jī)03的控制，所謂的傳感器37通過(guò)皮帶37或齒鏈與驅(qū)動(dòng)軸04耦合。利用傳感器37對(duì)電機(jī)03的位置和速度進(jìn)行檢測(cè)和對(duì)電機(jī)進(jìn)行相應(yīng)的控制。有關(guān)其它內(nèi)容，請(qǐng)參見(jiàn)專(zhuān)門(mén)示出的設(shè)置及其主要的圖示。
圖9示出圖8的中心驅(qū)動(dòng)裝置。其主要的區(qū)別在于控制裝置30是杠桿機(jī)構(gòu)。杠桿臂38被隔膜式缸35控制。隔膜式缸35的軸平行于電機(jī)03的中間軸設(shè)置。杠桿臂38在具有延長(zhǎng)端的電機(jī)03的半徑上延伸。在杠桿臂38的較短端上的電機(jī)03的外半徑上設(shè)置有一個(gè)位置固定的擺動(dòng)點(diǎn)。在相對(duì)端上杠桿臂38在軸向上移動(dòng)和被隔膜式缸35調(diào)整。一個(gè)環(huán)圈或球位于移動(dòng)的活塞33的高度上，當(dāng)杠桿臂38被隔膜式缸35在軸向上向張緊心軸05擺動(dòng)時(shí)，所述環(huán)圈或球?qū)钊?3抵壓，對(duì)執(zhí)行件29進(jìn)行控制。杠桿臂38的杠桿比或傳動(dòng)比優(yōu)選為i＝3，4，即被隔膜式缸35控制的杠桿臂38優(yōu)選等于440長(zhǎng)度單元，其中對(duì)活塞33進(jìn)行抵壓的杠桿臂38優(yōu)選等于130個(gè)長(zhǎng)度單元。因此隔膜式缸35的尺寸相應(yīng)地小于圖8的實(shí)施方式。此點(diǎn)有助于降低制造成本和減小所需的缸35的流體壓力。這種設(shè)置實(shí)現(xiàn)的中心驅(qū)動(dòng)裝置比圖2所示的實(shí)施方式更為緊湊。
圖10示出中心驅(qū)動(dòng)裝置的第三實(shí)施方式。在該實(shí)施方式中兩個(gè)氣缸平行于電機(jī)03的中間軸設(shè)置，其中沖程優(yōu)選為125mm，以便形成推頂裝置40。在對(duì)材料卷筒02進(jìn)行更換時(shí)，所述推頂裝置40將材料卷筒02的筒管27推離張緊心軸05。推頂裝置40位置固定地與卡固心軸05同心地定位在中心驅(qū)動(dòng)裝置上和因此不與材料卷筒02一起移動(dòng)。圖10在剖視圖中清楚地示出卡固心軸05的卡爪26，所述卡爪徑向略擴(kuò)張地對(duì)材料卷筒02的筒管27抵壓，以便實(shí)現(xiàn)牢固的固定。由于材料卷筒02的重量可以超過(guò)1000公斤和因此將出現(xiàn)大的轉(zhuǎn)矩，因此這種可靠的固定是重要的。根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)已知用于這種卡爪的相應(yīng)的機(jī)械機(jī)構(gòu)，因此在圖中沒(méi)有示出。另外中心驅(qū)動(dòng)裝置的結(jié)構(gòu)如圖7-9所示。
在圖11中示出具有兩個(gè)同步電機(jī)03的卷筒更換器。所述卷筒更換器01具有兩對(duì)卡固裝置05；06；16，所述卡固裝置分別用于對(duì)一個(gè)材料卷筒02進(jìn)行卡固。在此最好同樣用同步電機(jī)03對(duì)驅(qū)動(dòng)裝置進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。
兩對(duì)卡固裝置05；06；16與兩個(gè)被穿軸的材料卷筒02或殘余的滾筒圍繞一共同的擺動(dòng)軸擺動(dòng)。通過(guò)執(zhí)行馬達(dá)22實(shí)現(xiàn)該被動(dòng)。其中每對(duì)卡固裝置05；06；16僅一側(cè)被一驅(qū)動(dòng)電機(jī)03驅(qū)動(dòng)。而且也可以將兩對(duì)卡固裝置05；06；16的兩個(gè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)03設(shè)置在卷筒更換器01的相同側(cè)?？ü萄b置05；06；16在材料卷筒02軸向上的調(diào)整是通過(guò)各自的執(zhí)行馬達(dá)21實(shí)現(xiàn)的。
卷筒(dRolle)的連續(xù)變化的直徑和恒定的帶應(yīng)力(FBahn)基于關(guān)系式MRolle＝FBahn*dRolle/2需要寬的卷筒的制動(dòng)力矩(MRolle)的調(diào)整范圍，所述制動(dòng)力矩根據(jù)卷筒的直徑進(jìn)行控制或通過(guò)一個(gè)拉力調(diào)節(jié)器進(jìn)行調(diào)節(jié)。
為了以高的精確性將帶的牽拉應(yīng)力保持在所需的額定值上，需要對(duì)卷筒的精確的直徑加以確定。由于采用的卷筒具有不同的起始半徑，最好利用機(jī)器導(dǎo)向值對(duì)卷筒直徑加以確定。當(dāng)直徑是已知的時(shí)，通過(guò)關(guān)系式MRolle＝FBahn*dRolle/2對(duì)帶的所需的力額定值加以控制。與卷筒的摩擦相同，對(duì)取決于速度的非線性同樣進(jìn)行補(bǔ)償。一個(gè)選擇的疊加的比例積分微分調(diào)節(jié)器利用帶應(yīng)力的實(shí)際值附加對(duì)未知的干擾量以及系統(tǒng)參數(shù)的變化進(jìn)行補(bǔ)償。
利用一個(gè)具有限制器的數(shù)字轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器實(shí)現(xiàn)對(duì)電機(jī)力矩的控制。所述的具有額定值0轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器避免在出現(xiàn)帶斷裂時(shí)卷筒被失控加速，其中轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器在此情況時(shí)對(duì)卷筒進(jìn)行制動(dòng)，直至實(shí)現(xiàn)掣停并進(jìn)行電氣保持。
另外在靜止?fàn)顟B(tài)下帶應(yīng)力被降低到預(yù)定的值上。
圖13舉例示出進(jìn)行驅(qū)動(dòng)調(diào)節(jié)的框圖。
附圖標(biāo)記對(duì)照表01卷筒更換器02材料卷筒03馬達(dá)，電機(jī)，同步電機(jī)，驅(qū)動(dòng)電機(jī)04驅(qū)動(dòng)軸，空心軸05卡固裝置，卡固心軸，張緊心軸06卡固裝置07軸向調(diào)節(jié)裝置08支撐臂09筒管10-11掣子件12支撐臂13軸向調(diào)節(jié)裝置14旋轉(zhuǎn)軸承15-16卡固裝置17軸18旋轉(zhuǎn)軸承19軸20-21執(zhí)行馬達(dá)22執(zhí)行馬達(dá)23-24制動(dòng)裝置，制動(dòng)器25-26固定裝置，卡爪27筒管
28-29執(zhí)行件，控制軸30控制裝置，推頂單元31空隙，中間空間，空腔32彈簧裝置，盤(pán)簧33活塞34滾動(dòng)軸承35缸，隔膜式缸36止擋推桿37傳感器38杠桿臂39氣缸40推頂單元
權(quán)利要求
1.一種卷筒更換器(01)的驅(qū)動(dòng)裝置，具有至少一個(gè)電機(jī)(03)，所述電機(jī)對(duì)一個(gè)保持在卷筒更換器(01)的卡固裝置(06)上的材料卷筒(02)進(jìn)行旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)，材料帶被卷繞在所述材料卷筒(02)上，其特征在于，所述電機(jī)(03)是同步電機(jī)。
2.按照權(quán)利要求1所述的驅(qū)動(dòng)裝置，其特征在于，同步電機(jī)(03)的驅(qū)動(dòng)軸(04)與材料卷筒(02)嚙合，直接對(duì)轉(zhuǎn)矩進(jìn)行傳遞。
3.按照權(quán)利要求2所述的驅(qū)動(dòng)裝置，其特征在于，驅(qū)動(dòng)軸(04)具有徑向突出的掣子件(11)，所述掣子件以型面配合和摩擦配合的方式將轉(zhuǎn)矩傳遞給材料卷筒(02)。
4.按照權(quán)利要求3所述的驅(qū)動(dòng)裝置，其特征在于，掣子件(11)剛性地，特別是一體地與驅(qū)動(dòng)軸(04)連接。
5.按照權(quán)利要求1所述的驅(qū)動(dòng)裝置，其特征在于，同步電機(jī)(03)的驅(qū)動(dòng)軸(04)是空心軸(04)。
6.一種卷筒更換器(01)的驅(qū)動(dòng)裝置，具有至少一個(gè)電機(jī)(03)，所述電機(jī)具有一個(gè)將驅(qū)動(dòng)軸(04)保持在與材料卷筒(02)同軸中心位置的卡固裝置(05；06；16)，其中驅(qū)動(dòng)軸(04)對(duì)卡固裝置(05；06；16)旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)，其特征在于，驅(qū)動(dòng)軸(04)是空心軸(04)。
7.按照權(quán)利要求5或6所述的驅(qū)動(dòng)裝置，其特征在于，在空心軸(04)內(nèi)設(shè)置有一個(gè)可調(diào)整的執(zhí)行件(29)。
8.按照權(quán)利要求7所述的驅(qū)動(dòng)裝置，其特征在于，執(zhí)行件(29)是一個(gè)控制軸(29)。
9.按照權(quán)利要求7或8所述的驅(qū)動(dòng)裝置，其特征在于，空心軸(04)具有空隙(31)，在所述空隙內(nèi)設(shè)置有彈簧裝置(32)，所述彈簧裝置用于將執(zhí)行件(29)推回到靜止位置。
10.按照權(quán)利要求9所述的驅(qū)動(dòng)裝置，其特征在于，彈簧裝置(32)是盤(pán)簧(32)。
11.按照權(quán)利要求7至10中任一項(xiàng)所述的驅(qū)動(dòng)裝置，其特征在于，一控制裝置(30)設(shè)置在與卡固裝置(05)相對(duì)的一側(cè)上的執(zhí)行件(29)的軸向位置上，所述控制裝置用于將執(zhí)行件(29)推移到工作位置。
12.按照權(quán)利要求11所述的驅(qū)動(dòng)裝置，其特征在于，控制裝置(30)具有隔膜式缸(35)。
13.按照權(quán)利要求11所述的驅(qū)動(dòng)裝置，其特征在于，控制裝置(30)具有杠桿機(jī)構(gòu)。
14.按照權(quán)利要求13所述的驅(qū)動(dòng)裝置，其特征在于，杠桿機(jī)構(gòu)被隔膜式缸(35)在平行于電機(jī)(03)的軸向上動(dòng)作。
15.按照權(quán)利要求7至9或11所述的驅(qū)動(dòng)裝置，其特征在于，材料卷筒(02)通過(guò)利用固定裝置(26)對(duì)執(zhí)行件(29)的調(diào)整被固定在卡固裝置(05)上。
16.按照權(quán)利要求1、6或11所述的驅(qū)動(dòng)裝置，其特征在于，用于將材料卷筒從卡固裝置(05；06)上拆卸下來(lái)的推頂單元(30)在軸向上與卡固裝置(05；06)同心。
17.按照權(quán)利要求16所述的驅(qū)動(dòng)裝置，其特征在于，通過(guò)對(duì)執(zhí)行件(29)的調(diào)整對(duì)推頂單元(30)進(jìn)行控制。
18.按照權(quán)利要求17所述的驅(qū)動(dòng)裝置，其特征在于，利用在卡固裝置(05；06)的軸向上設(shè)置的氣缸對(duì)推頂單元(30)進(jìn)行控制。
19.按照權(quán)利要求5或6所述的驅(qū)動(dòng)裝置，其特征在于，空心軸(04)與卡固裝置(05)一體構(gòu)成。
20.按照權(quán)利要求6所述的驅(qū)動(dòng)裝置，其特征在于，電機(jī)(03)是一個(gè)同步電機(jī)(03)。
21.按照權(quán)利要求1或20所述的驅(qū)動(dòng)裝置，其特征在于，同步電機(jī)(03)是可以減弱磁場(chǎng)的同步電機(jī)(03)。
22.按照權(quán)利要求21所述的驅(qū)動(dòng)裝置，其特征在于，同步電機(jī)(03)的磁場(chǎng)可以減弱到1∶10的比例。
23.按照權(quán)利要求1、6或20所述的驅(qū)動(dòng)裝置，其特征在于，電機(jī)(03)具有六個(gè)極。
24.按照權(quán)利要求1或20至22中任一項(xiàng)所述的驅(qū)動(dòng)裝置，其特征在于，同步電機(jī)(03)具有電氣勵(lì)磁裝置。
25.按照權(quán)利要求1或20至24中任一項(xiàng)所述的驅(qū)動(dòng)裝置，其特征在于，同步電機(jī)(03)具有持久的勵(lì)磁裝置。
26.按照權(quán)利要求1或20至25中任一項(xiàng)所述的驅(qū)動(dòng)裝置，其特征在于，同步電機(jī)(03)的轉(zhuǎn)子具有由永磁鐵構(gòu)成的極。
27.按照權(quán)利要求1或20至26中任一項(xiàng)所述的驅(qū)動(dòng)裝置，其特征在于，同步電機(jī)(03)的持續(xù)靜止力矩在100Nm至200Nm范圍內(nèi)。
28.按照權(quán)利要求1或20至27中任一項(xiàng)所述的驅(qū)動(dòng)裝置，其特征在于，同步電機(jī)(03)的持續(xù)靜止力矩在600Nm至800Nm范圍內(nèi)，特別是大約為700Nm。
29.按照權(quán)利要求1或20至28中任一項(xiàng)所述的驅(qū)動(dòng)裝置，其特征在于，同步電機(jī)(03)的理論空載轉(zhuǎn)速在500轉(zhuǎn)/分鐘至600轉(zhuǎn)/分鐘范圍內(nèi)。
30.按照權(quán)利要求1或20至29中任一項(xiàng)所述的驅(qū)動(dòng)裝置，其特征在于，在同步電機(jī)(03)的前面連接有一個(gè)用于對(duì)轉(zhuǎn)速進(jìn)行調(diào)節(jié)的變頻器。
31.按照權(quán)利要求1或20至30中任一項(xiàng)所述的驅(qū)動(dòng)裝置，其特征在于，在同步電機(jī)(03)上設(shè)置有一個(gè)轉(zhuǎn)角傳感器。
32.按照權(quán)利要求1或20至31中任一項(xiàng)所述的驅(qū)動(dòng)裝置，其特征在于，在同步電機(jī)(03)上設(shè)置有一個(gè)冷卻裝置，特別是風(fēng)機(jī)輪。
33.按照權(quán)利要求1、6或20至32中任一項(xiàng)所述的驅(qū)動(dòng)裝置，其特征在于，在電機(jī)(03)上設(shè)置有一個(gè)制動(dòng)裝置(24)。
34.按照權(quán)利要求1、6或20至33中任一項(xiàng)所述的驅(qū)動(dòng)裝置，其特征在于，當(dāng)以發(fā)電機(jī)方式工作時(shí)電機(jī)作為制動(dòng)裝置(24)。
35.按照權(quán)利要求1或6所述的驅(qū)動(dòng)裝置，其特征在于，轉(zhuǎn)角傳感器的旋轉(zhuǎn)軸與電機(jī)的轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)軸同軸設(shè)置。
36.按照權(quán)利要求1或6所述的驅(qū)動(dòng)裝置，其特征在于，材料卷筒(02)的旋轉(zhuǎn)軸和電機(jī)(03)的轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)軸相互同軸設(shè)置。
37.按照權(quán)利要求1或6所述的驅(qū)動(dòng)裝置，其特征在于，材料卷筒(02)的旋轉(zhuǎn)軸和電機(jī)(03)的轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)軸具有相同的轉(zhuǎn)速。
38.按照權(quán)利要求1或6所述的驅(qū)動(dòng)裝置，其特征在于，材料卷筒(02)具有筒管(09；27)。
39.按照權(quán)利要求1、6或38所述的驅(qū)動(dòng)裝置，其特征在于，卡固裝置(05；06；16)嵌入材料卷筒(02)的兩個(gè)端的每一端內(nèi)。
40.按照權(quán)利要求1、6或39所述的驅(qū)動(dòng)裝置，其特征在于，設(shè)置有兩個(gè)卡固裝置(05；06；16)，所述卡固裝置用于設(shè)置材料卷筒(02)，兩個(gè)卡固裝置(05；06；16)旋轉(zhuǎn)設(shè)置和兩個(gè)卡固裝置(05；16)中僅一個(gè)卡固裝置被電機(jī)(03)驅(qū)動(dòng)。
41.按照權(quán)利要求39所述的驅(qū)動(dòng)裝置，其特征在于，卡固裝置(06；16)具有徑向不移動(dòng)的掣子，和卡固裝置(06；16)型面配合地被壓入被穿軸的材料卷筒(02)的筒管(09)內(nèi)。
42.按照權(quán)利要求39或41所述的驅(qū)動(dòng)裝置，其特征在于，無(wú)驅(qū)動(dòng)的旋轉(zhuǎn)軸承(14；18)承受穿軸過(guò)程中沿材料卷筒(02)的中軸的軸向力。
43.按照權(quán)利要求40所述的驅(qū)動(dòng)裝置，其特征在于，卡固裝置(06)，特別是錐件具有用于在被電機(jī)(03)驅(qū)動(dòng)的一側(cè)上對(duì)材料卷筒(02)進(jìn)行設(shè)置的結(jié)構(gòu)，所述結(jié)構(gòu)與無(wú)驅(qū)動(dòng)一側(cè)的卡固裝置(16)的結(jié)構(gòu)相同。
44.按照權(quán)利要求42所述的驅(qū)動(dòng)裝置，其特征在于，利用軸向調(diào)整裝置(07；13)對(duì)旋轉(zhuǎn)軸承(14，18)在材料卷筒(02)的中軸的方向上對(duì)應(yīng)于卷筒更換器(01)進(jìn)行相對(duì)軸向調(diào)整。
45.按照權(quán)利要求44所述的驅(qū)動(dòng)裝置，其特征在于，軸向調(diào)整裝置(07；13)為剪切杠桿機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)。
46.按照權(quán)利要求39所述的驅(qū)動(dòng)裝置，其特征在于，兩個(gè)卡固裝置的軸支撐點(diǎn)的間隔分別相同。
47.按照權(quán)利要求39所述的驅(qū)動(dòng)裝置，其特征在于，在支撐臂(08；12)的相對(duì)側(cè)分別設(shè)置一個(gè)卡固裝置(06；16)的軸支撐點(diǎn)。
48.按照權(quán)利要求39所述的驅(qū)動(dòng)裝置，其特征在于，卡固裝置(06；16)的兩個(gè)軸支撐點(diǎn)的間隔近似等于支撐臂(08；12)的寬度。
49.按照權(quán)利要求39所述的驅(qū)動(dòng)裝置，其特征在于，卡固裝置(06；16)具有結(jié)構(gòu)相同的支撐設(shè)置。
50.按照權(quán)利要求39所述的驅(qū)動(dòng)裝置，其特征在于，設(shè)置有分別用于卡固材料卷筒(02)或殘余滾筒的兩對(duì)卡固裝置(05；06；16)。
51.按照權(quán)利要求50所述的驅(qū)動(dòng)裝置，其特征在于，兩對(duì)卡固裝置(05；06；16)圍繞共同的擺動(dòng)軸擺動(dòng)。
52.按照權(quán)利要求51所述的驅(qū)動(dòng)裝置，其特征在于，設(shè)置有一個(gè)用于對(duì)兩對(duì)卡固裝置(05；06；16)進(jìn)行擺動(dòng)的執(zhí)行馬達(dá)(22)。
53.按照權(quán)利要求51所述的驅(qū)動(dòng)裝置，其特征在于，對(duì)每對(duì)卡固裝置(05；06)利用電機(jī)(03)僅單側(cè)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。
54.按照權(quán)利要求53所述的驅(qū)動(dòng)裝置，其特征在于，在卷筒更換器(01)的相同側(cè)上設(shè)置兩對(duì)卡固裝置(05；06)的兩個(gè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)(03)。
55.按照權(quán)利要求50所述的驅(qū)動(dòng)裝置，其特征在于，每個(gè)卡固裝置(05；06；16)具有一個(gè)電機(jī)(03)。
56.按照權(quán)利要求50所述的驅(qū)動(dòng)裝置，其特征在于，卷筒更換器(01)的每個(gè)卡固裝置(05；06；16)具有各自的執(zhí)行馬達(dá)(21)，所述執(zhí)行馬達(dá)用于在材料卷筒(02)的軸向上對(duì)卡固裝置(05；06；16)進(jìn)行調(diào)整。
57.按照權(quán)利要求56所述的驅(qū)動(dòng)裝置，其特征在于，執(zhí)行馬達(dá)(21)與卡固裝置(05；06；16)一起移動(dòng)。
58.按照權(quán)利要求57所述的驅(qū)動(dòng)裝置，其特征在于，屬于執(zhí)行馬達(dá)(21)的功率部分或控制電子裝置與卡固裝置(05；06；16)一起移動(dòng)。
59.按照權(quán)利要求1或6所述的驅(qū)動(dòng)裝置，其特征在于，驅(qū)動(dòng)電機(jī)(03)將材料卷筒(02)的自由始端回繞在材料卷筒(02)上。
60.按照權(quán)利要求1或6所述的驅(qū)動(dòng)裝置，其特征在于，卷筒更換器(01)設(shè)置在卷筒輪轉(zhuǎn)印刷機(jī)上。
61.按照權(quán)利要求5或6所述的驅(qū)動(dòng)裝置，其特征在于，驅(qū)動(dòng)軸(04)是電機(jī)(03)的轉(zhuǎn)子。
62.一種卷筒更換器(01)的驅(qū)動(dòng)裝置，具有至少一個(gè)電機(jī)(03)，所述電機(jī)對(duì)一個(gè)保持在卷筒更換器(01)的卡固裝置(06)上的材料卷筒(02)進(jìn)行旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)，材料帶卷繞在所述材料卷筒(02)上，其中卡固裝置具有徑向可以移動(dòng)的卡爪(26)，其特征在于，設(shè)置有一個(gè)對(duì)卡爪(26)進(jìn)行控制的隔膜式缸(35)。
63.按照權(quán)利要求62所述的驅(qū)動(dòng)裝置，其特征在于，隔膜式缸(35)作用于杠桿臂(38)的一端上，所述杠桿臂的另一端可擺動(dòng)地設(shè)置。
64.按照權(quán)利要求63所述的驅(qū)動(dòng)裝置，其特征在于，在杠桿臂(38)的兩端之間設(shè)置有一個(gè)作用于杠桿臂(38)的對(duì)卡爪(26)進(jìn)行控制的執(zhí)行件(29)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種卷筒更換器的驅(qū)動(dòng)裝置，具有至少一個(gè)電機(jī)，一個(gè)保持在卷筒更換器上的材料卷筒被電機(jī)旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)，材料帶被卷繞在所述材料卷筒上，其中所述電機(jī)是同步電機(jī)。
文檔編號(hào)B65H75/24GK1914106SQ200580003523
公開(kāi)日2007年2月14日 申請(qǐng)日期2005年1月25日 優(yōu)先權(quán)日2004年1月30日
發(fā)明者瓦爾特·里特爾, 克勞斯·瓦爾特·勒德?tīng)? 卡爾·里夏德·勒施, 哈特維?！せ羲固亍ぬ佤攺貭?申請(qǐng)人:柯尼格及包爾公開(kāi)股份有限公司