Die vorliegende Erfindung wird angewandt auf dem Gebiet der
Gerberei und betrifft insbesondere eine Vorrichtung zum
automatischen Anpassen des Betriebsdrucks, der in
Stapelmaschinen mit schlagenden Platten zum Strecken und
Erweichen von industriellen Häuten und ähnlichen Produkten
angelegt werden kann.
Herkömmliche Stapelmaschinen werden im wesentlichen aus einer
oder mehr Paaren von sich gegenüber liegenden Platten
gebildet, die sich relativ zueinander bewegen können und Werkzeuge
aufweisen, die alternierend zusammen wirken mit den zu
behandelnden Häuten, wobei sie im wesentlichen rechtwinklig
zur reziproken Bewegung der Platten bewegt werden mittels
zwei benachbarter Förderriemen.
Mindestens eine der Platten ist verbunden mittels einem
Nocken- und verbindungsartigen System mit einer
Schwungradmasse, die von einem elektrischen Motor angetrieben wird, um
so eine periodische Bewegung zu und weg von der anderen
Platte zu fördern.
Ein Beispiel dieser herkömmlichen Maschinen ist offenbart in
IT-1,247,078, auf die bezug genommen wird für eine genaue
Beschreibung der unterschiedlichen Teile und mit der
Stapelmaschine Modell PAL-3200 mit mehrfachen Köpfen, die
hergestellt wird vom selben Anmelder.
Bei diesen herkömmlichen Maschinen sind die Werkzeuge einer
der sich gegenseitig gegenüber liegenden Platten im
allgemeinen gebildet durch Vorsprünge oder Zapfen, wohingegen
die auf der anderen Platte gebildet sind durch Öffnungen oder
ähnliche Höhlungen. Die Tiefe der Eindringung der Zapfen in
die Öffnungen bestimmt den Stapel- oder Betriebsdruck der
Häute.
Zum Variieren des Stapeldrucks, zum Beispiel zum Anpassen an
unterschiedliche Arten von Haut oder Behandlung, ist es
erforderlich, die relative Position der Platten zu variieren,
indem eine einstellbar in Höhe und Winkel ausgebildet wird
mit Bezug zur anderen. Zu diesem Zweck ist die feste, obere
Platte am Umfang gehalten mit vier Ständern mit Gewinde oder
Schneckengewinden, die in Buchsen mit komplementärem Gewinde
geschraubt sind, die fest verbunden sind mit dem Rahmen, um
so die obere Platte zu oder weg von dem Bett zu bewegen und
deshalb zu oder weg von einander. Um die Platte fest zu
verriegeln, wenn sie einmal eingestellt ist, sind
Verriegelungsvorrichtungen vorgesehen aus zwei seitlichen
hydraulischen Pressen, die parallel zu der Achse der
Schneckengewinde wirken, um so deren Drehung in den Buchsen
zu verhindern.
Normalerweise werden die Schneckengewinde von Hand und
diskontinuierlich in Schritten gedreht, die translatorischen
Bewegungen von 1 mm entsprechen, wobei eine Vernier-Skala
verwendet wird, die an dem oberen Ende des Schneckengewindes
ausgebildet ist. DE-A 29 35 742 offenbart eine Vorrichtung
zum Einstellen des Stapeldrucks von Hand mittels eines
Kettenmechanismus.
In der Praxis ist es zum Ausführen der Einstellung
erforderlich, die folgenden Vorgänge auszuführen: a) Stoppen des
Förderriemens der Häute und des Motors, der die Schwungmasse
antreibt bis die Maschine vollständig zum Halten kommt; b)
Entspannen der Pressen um die Schneckengewinde zu entlasten;
c) schrittweises Drehen der Schneckengewinde, um so die Höhe
der festen Platte ein zu stellen; d) Spannen der Pressen um
die Schneckengewinde in der beabsichtigten Position zu
verriegeln; e) erneutes Starten der Maschine und Hochfahren
auf ihren normalen Betriebszustand.
All dies bringt eine erhebliche Verschwendung an Zeit mit
sich und vor allem bringt es Stillstand für Arbeiten an der
Maschine für einige Minuten mit sich.
Wenn man berücksichtigt, dass diese Arbeiten manchmal
mehrfach wiederholt werden müssen, bevor die optimale
Einstellung gefunden ist, dann ist es offensichtlich, dass
sie eine erheblich negative Auswirkung auf eine Tagesleistung
und auf den gesamten Produktionszyklus haben und insbesondere
für Subunternehmer und kleine Gerbereien.
Der Nachteil, Einstellungen diskontinuierlich aber nicht
kontinuierlich ausführen zu können, ist zudem offensichtlich.
Es sind Stapelmaschinen bekannt mit Systemen zum
automatischen Einstellen des Stapeldrucks, die jedoch ziemlich
kompliziert sind und erfordern, dass die Maschine für diesen
Zweck ausgebildet ist. Mit anderen Worten: mit den gängigen
Lösungen ist es nicht möglich, eine vorhandene, manuell
eingestellte Maschine abzuändern, um sie mit einer
kontinuierlichen und automatischen Einstellung auszurüsten und zu
vermeiden, sie zu stoppen. DE-A 35 07 567 offenbart eine
Vorrichtung zum automatischen Einstellen des Stapeldrucks mit
all den Merkmalen, die im Oberbegriff des Anspruchs 1 erwähnt
sind. Eine derartige bekannte Vorrichtung hat jedoch keine
Einrichtung zum Verriegeln der festen Platte in der
beabsichtigten Position.
Eine Aufgabe der Erfindung ist es, die oben genannten
Nachteile zu überwinden, in dem eine Vorrichtung geschaffen
wird, die es ermöglicht, automatisch während der Bearbeitung
den Stapeldruck in Stapelmaschinen mit Heizplatten ein zu
stellen, ohne die Maschine anhalten zu müssen, wobei es
möglich ist die feste Platte in der beabsichtigten Position
zu verriegeln.
Eine Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung zu
schaffen, die es ermöglicht, die Einstellzeiten deutlich zu
reduzieren.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, praktisch
kontinuierliche Einstellung des Stapeldrucks zu ermöglichen
oder auf jeden Fall eine Einstellung, die eine sehr feine
Auflösung aufweist.
Noch eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, eine
Vorrichtung zu schaffen, die auf jeder vorhandenen, von Hand
einstellbaren Maschine angebracht werden kann.
Dieses Ziel, diese Aufgaben und weitere, die im Folgenden
offensichtlich werden, werden mit einer Vorrichtung zum
kontinuierlichen Einstellen des Betriebsdrucks gemäß Anspruch
1 erreicht.
In einer ersten Ausgestaltung ist der Servomechanismus vom
elektromechanischen Typ und besteht aus mindestens einem
Servomechanismus, der verbunden ist mit den Ständern mit
Gewinde mittels flexibler Übertragungsvorrichtungen.
In einer alternativen Ausgestaltung ist der Servomechanismus
vom hydraulischen oder pneumatischen Typ und besteht aus
mindestens einem Zylinder mit einem durchgehenden Stiel, der
verbunden ist mit den Ständern mit Gewinde mittels flexibler
Übertragungsvorrichtungen.
Vorzugsweise bestehen die flexiblen Übertragungsvorrichtungen
aus einem Zahnriemen oder einer Kette.
Weitere Eigenschaften und Vorzüge werden offenbart von der
genauen Beschreibung einiger bevorzugter aber nicht
ausschließlicher Ausgestaltungen einer Vorrichtung zur
Einstellung des Stapeldrucks gemäß der Erfindung, die
dargestellt ist anhand eines nicht beschränkenden Beispiels
mit Hilfe der beigefügten Zeichnungen, in denen
Fig. 1 eine schematische Seitenansicht einer ersten
Ausgestaltung der Vorrichtung zur Einstellung des Stapeldrucks
gemäß der Erfindung ist, die angewandt ist auf eine
Stapelmaschine mit einem einzigen Paar schlagender Platten,
Fig. 2 ist eine ebene Ansicht des mechanischen Teils der
Vorrichtung von Fig. 1,
Fig. 3 ist ein Diagramm des hydraulischen Teils der
Vorrichtung der vorhergehenden Figuren,
Fig. 4 ist eine ebene Ansicht einer zweiten Ausgestaltung der
Vorrichtung gemäß der Erfindung.
Mit Bezug auf die oben genannten Figuren ist eine Vorrichtung
zur Einstellung des Stapeldrucks gemäß der Erfindung
dargestellt und im allgemeinen bezeichnet mit der Bezugsziffer 1,
die Vorrichtung ist angeordnet auf einer Stapelmaschine 2 mit
schlagenden Platten, zum Beispiel von der Art, die
hergestellt wird von den Officine di Cartigliano S.p.A., Modell
Nr. PAL 3200 mit zwei Köpfen. Zugunsten der Einfachheit in
der Darstellung wird die maschine dargestellt mit einem
einzigen Kopf anstelle von zwei, da der zweite Kopf absolut
identisch ist mit dem Ersten.
Auf eine an sich bekannte Weise weist die Maschine 2 ein Bett
3 auf, auf der sich eine bewegliche untere Platte 4 befindet,
die versehen ist mit hohl geformten Werkzeugen und einer
festen oberen Platte 5 mit zapfenförmigen Werkzeugen, die
ausgerichtet sind mit den Öffnungen der unteren Platte 4.
Die bewegliche untere Platte 4 ist schwenkbar zu dem Bett bei
6, so dass sie im wesentlichen vertikal schwingen kann, wobei
sie mit der oberen Platte 5 zusammen wirkt, um die Häute zu
strecken, und ist exzentrisch verbunden mit einer
Schwungmasse 7 durch eine Verbindung 8. Die Schwungmasse 7 wird von
einem elektrischen Motor 9 gedreht. Die obere Platte 5 ist
befestigt an einem rohrförmigen Stab 10, der auf dem Bett
mittels vier Ständern 11 mit Gewinde montiert ist, die
angeordnet sind an den Ecken des Stabs und sich drehen aber
keine translatorischen Bewegungen ausführen können relativ zu
dem Stab. Die Ständer 11 mit Gewinde sind in die Buchsen 12
mit Gewinde geschraubt, die fest verbunden sind mit dem Bett
3.
Zwei Pressen 13 sind zwischen dem Bett 3 und dem Stab 10
angeordnet, um es anzuheben, wobei selektiv die Drehung der
Ständer 11 mit Gewinde relativ zu den Buchsen 12 verriegelt
wird.
Zwei gegenüber liegende motorisierte Förderriemen 14 und 15
sind auf dem Bett 3 angeordnet und bewegen sich
übereinstimmend, um so die Häute P transversal zur Arbeitsrichtung
der Platten zu bewegen.
Gemäß der Erfindung weist die Vorrichtung 1 zum Einstellen
einen Servomechanismus auf, der auf der festen Platte 5
angeordnet ist und verbunden ist mit den Ständern 11 mit
Gewinde, um diese automatisch zu drehen, Sensoren 23 zum
Erfassen des Werts der maximalen Eindringung der Werkzeuge
und zum Erzeugen eines ersten elektrischen Signals,
elektronische Steuervorrichtungen zum Vergleich des ersten
elektrischen Signals mit einem zweiten voreinstellbaren
Signal, das dem vorgesehenen Stapeldruck entspricht und zum
kontinuierlichen Einstellen der Energiezufuhr zu dem
Servomechanismus.
Wie deutlicher dargestellt in Fig. 2 ist ein bidirektionaler
elektrischer Servomechanismus 16 auf dem Stab 143 angeordnet
und weist ein Kettenrad 17 mit Zähnen auf.
Jeder Ständer 11 mit Gewinde weist an seiner Spitze koaxiale
Riemenscheiben 18 mit Zähnen auf, die verbunden und gelöst
werden können relativ zu dem jeweiligen Ständer mittels
Bolzen 19, die geöffnet werden können.
Die Riemenscheiben 18 sind verbunden mit dem Kettenrad 17 des
Servomechanismus 16, vorzugsweise mittels einer flexiblen
Übertragungsvorrichtung, wie zum Beispiel einem Riemen oder
einer Kette. Insbesondere ist es möglich einen Zahnriemen 20
zu verwenden, der gespannt wird von Führungsrollen 21 und
Spannrollen 22.
Auf diese Weise verursacht die Drehung des Servomechanismus
16 die synchrone Drehung der Riemenscheiben 18, die all die
Ständer 11 mit Gewinde drehen, wodurch die vertikale
Einstellung des Stabs 10 und damit der oberen Platte 5
bewirkt wird.
Elektronische Steuereinrichtungen sind vorgesehen, um den
minimalen Abstand zu halten zwischen den Platten und
entsprechend dem Stapeldruck, der proportional ist zu diesem
Abstand.
Die elektronischen Steuereinrichtungen sind durch mindestens
einen potentiometrischen Weganzeiger 23 gebildet, der
zwischen den Platten 4 und 5 angeordnet ist und geeignet ist
deren minimalen Abstand zu erfassen und diesen in ein erstes
elektrisches Signal S1 umzusetzen. Das erste elektrische
Signal wird zu einem an sich bekannten Typ eines Differential-
Schaltkreises 24 übertragen, der in ein Steuerpult 25
eingefügt ist, zum Vergleich mit einem zweiten elektrischen
Signal S2, das von dem Betreiber voreingestellt wird mittels
zweier Schalter 26 und 27 und dargestellt ist auf einer
digitalen Anzeige 28. Die Fehleranzeige stellt die
Leistungszufuhr zum Servomechanismus 16 ein, so dass der voreingestellte
Wert des minimalen Abstands zwischen den Platten herbei
geführt wird. Die Einstellung kann mit minimalen Schritten
von ungefähr 0,1 mm durchgeführt werden, das heißt mit der
zehnfachen Genauigkeit herkömmlicher, manueller Maschinen.
Zur Einstellung der Neigung der Platte 5 ist es möglich die
Bolzen 19 zu lösen, so dass die manuelle Drehung der Ständer
11 zur Einstellung von jedem einzelnen möglich ist.
Die Leistungszufuhr der Verrieglungspressen 13 ist mit einer
Reihe von Standardkomponenten versehen, wie zum Beispiel
einem Ölbehälter 30, einer Pumpe 31, einem Prüfventil 32 und
einem Steuerventil 33 für die Hauptzufuhr, die normal sind
für herkömmliche Maschinen, die über keine automatische
Einstellvorrichtung verfügen.
Hinsichtlich der herkömmlichen Maschine ist auch ein
gesteuertes elektrisches Ventil 34 vorgesehen, das entlang
dem Rücklauf der Leistungszufuhr der Pressen 13 angeordnet
ist, um die Flüssigkeit zum Behälter 30 zu entsorgen, ein
Druckreduktionsventil 35, das stromabwärts des gesteuerten
elektrischen Ventils 34 vorgesehen ist, um den Druck auf
einem minimalen Wert zu halten, der so eingestellt ist, dass
das Gewicht der festen Platte 5 und des Stabs 10 ausgeglichen
sind, wodurch die erforderliche Kraft zum Drehen der Ständer
11 mit Gewinde auf ein Minimum gebracht wird. In diesem
Zustand ist die obere Platte in einem betriebsbereiter
Zustand zum Ausführen der automatischen Einstellung mittels
dem Servomechanismus 16 und dem zugeordneten elektronischen
Steuersystem.
Um die Beschädigung des Einstellsystems zu vermeiden, ist
auch ein differentieller Druckschalter 36 vorgesehen, der
geeignet ist, den Druck in der Leistungszufuhr der Pressen zu
erfassen und die Zufuhr der elektrischen Leistung zu dem
Servomechanismus 16 nur bei diesem minimalen Druck zu
ermöglichen.
Fig. 4 ist eine schematische Ansicht von oben einer
Abwandlung der Vorrichtung gemäß der Erfindung, bei der die
Komponenten, die ähnlich sind zu denen von Fig. 2 mit den
selben Bezugszeichen bezeichnet worden sind. Die Abwandlung
unterscheidet sich von der aus Fig. 2 im wesentlicher
dadurch, dass anstelle des bidirektionalen elektrischen
Servomechanismus 16 einer der hydraulischen oder
pneumatischen Art 16' vorgesehen ist, der vorzugsweise
gebildet ist durch einen doppelt wirkenden Zylinder, der mit
einem durchgehenden Pleuel gebildet ist. Insbesondere sind
Versorgungs- und Entsorgungsleitungen 37, 38 an den Enden der
Zylinder 16' verbunden mit einer hydraulischen Steuereinheit,
die in den Figuren nicht dargestellt ist aber dem fachmann
auf dem Gebiet bekannt ist.
Während des Betriebs stoppt der Betreiber die Maschine nicht
sondern setzt die obere Platte 5 in eine ausgeglichene oder
betriebsbereite Position, dann stellt er den Abstand zwischen
den Platten und dem Stapeldruck mittels der Schalter 26 und
27 ein, nach Ablesen der sich ergebenden Werte auf der
Anzeige 28 löst er möglicherweise die Bolzen 19 und stellt
von Hand die Neigung ein, indem er auf jeden einzelnen
Ständer einwirkt, schließlich stellt er den Druck der Ständer
wieder auf den normalen Betriebswert ein und nimmt die Arbeit
wieder auf.
Praktische Versuche haben gezeigt, dass die erforderliche
Zeit für diese Vorgänge zwischen ungefähr 30 und 60 sek.
liegt.
Aus der obigen Beschreibung ist es offensichtlich, dass die
Vorrichtung gemäß der Erfindung die gestellten Aufgaben löst,
insbesondere wird hingewiesen auf die kontinuierliche und
genaue automatische Einstellung des Stapeldrucks, ohne dass
die Maschine gestoppt werden muß, auf die deutliche
Zeitersparnis beim Einstellen und auf die Möglichkeit es auf
jede vorhandene, vom Typ der von Hand einstellbaren Maschinen
zu installieren.
Die Vorrichtung gemäß der Erfindung kann vielerlei
Modifikationen und Abänderungen erfahren. Alle Einzelheiten
können ersetzt werden mit anderen technischen Äquivalenten,
die alle als mit geschützt zu verstehen sind.
Zum Beispiel der einzelne elektrische Servomotor 16 kann
ersetzt werden durch einen oder mehrere hydraulische Kolben,
die auf den Riemen 20 wirken. Als eine Alternative ist es
möglich für jeden Ständer mit Gewinde elektrische,
pneumatische oder hydraulische Servomotoren vorzusehen, die
unabhängig sind und gesteuert werden von einem geeigneten
elektronischen Schaltkreis.
Wo technische Merkmale in irgendeinem Anspruch von einem
Bezugszeichen gefolgt sind, wurden diese Bezugszeichen zu dem
einzigen Zweck eingeführt, um die Verständlichkeit der
Ansprüche zu verbessern und entsprechend haben solche
Bezugszeichen keine beschränkende Wirkung auf den
Schutzbereich von jedem Element, das beispielhaft mittels
solcher Bezugszeichen gekennzeichnet ist.