Antriebsvorrichtung für ein changierendes Arbeitsorgan einer Druckmaschine

Abstract

 Bei einer Antriebsvorrichtung für ein changierendes Arbeitsorgan einer Druckmaschine, etwa einen Rakelschlitten (7), mit einem an diesem angreifenden, eine Drehbewegung in eine hin- und hergehende Oszillationsbewegung umsetzenden Verschiebetriebwerk (14), das ein in Drehrichtung angetriebenes Element (16) und ein hiermit in formschlussigem Eingriff stehendes, oszillierendes Element (18) aufweist, das mit dem Schlitten (7) verbunden ist, laßt sich auf einfache Weise dadurch eine Verschiebung der Umkehrbereich der Schlittenbewegung erreichen, daß das in Drehrichtung angetriebene Element (16) des Verschiebetriebwerks (T4) mit Verschiebefreiheitsgrad in axialer Richtung angeordnet und mit Drehfreiheitsgrad an einem in axialer Richtung oszillierenden Element (41) eines ebenfalls eine Drehbewegung in eine oszillierende Bewegung umsetzenden Verstelltriebwerks (40) abgestützt ist, das mit kleinerer Geschwindingkeit angetrieben wird ais das Verschiebetnebwerk.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft eine Antriebsvorrichtung für ein changierendes Arbeitsorgan einer Druckmaschine, insbesondere für einen eine Rakel aufnehmenden Rakelschlitten, mit einem an einem zugeordneten Anschlußteil angreifenden, eine Drehbewegung in eine hin- und hergehende Oszillationsbewegung umsetzenden Verschiebetriebwerk, das ein in Drehrichtung angetriebenes Element und ein hiermit in formschlüssigem Eingriff stehendes, oszillierendes Element aufweist, das mit dem Anschlußteil verbunden ist.

[0002] Bei Antrieben dieser Art stellen die Umkehrbereiche der hin- und hergehenden Bewegung kritische Bereiche dar. Es -ist daher ungünstig, wenn die Umkehrbereiche immer an derselben Stelle liegen. Das kann z. B. im Falle einer changierenden Rakel zu einer ungleichmäßigen Abnutzung führen.

[0003] Hiervon ausgehend ist es daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Antriebsvorrichtung eingangs erwähnter Art mit einfachen Mitteln so zu verbessern, daß sich eine Verschiebung der Umkehrbereiche ergibt.

[0004] Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das in Drehrichtung angetriebene Element des Verschiebetriebwerks mit Verschiebefreiheitsgrad in axialer Richtung angeordnet und mit Drehfreiheitsgrad an einem in axialer Richtung oszillierenden Element eines ebenfalls eine Drehbewegung in eine oszillierende Bewegung umsetzenden Verstelltriebwerks abgestützt ist, das mit kleinerer Geschwindigkeit angetrieben wird als das Verschiebetriebwerk.

[0005] Diese Maßnahmen ergeben eine laufende Phasenverschiebung der durch das Verschiebetriebwerk bewerkstelligten hin-und hergehenden Bewegung, so daß die-Umkehrbereiche dieser Bewegung laufend wandern. Im Falle einer changierenden Rakel wird hierdurch eine besonders gleichmäßige Rakelabnutzung und damit eine besonders hohe Rakelstandzeit erreicht. Erhebungen im Bereich des Zylinderumfangs treffen hierbei auf immer neue Rakelbereiche und werden daher von der Rakel langsam abgetragen, ohne sich in die Rakel einarbeiten zu können, was sich positiv auf die Vermeidung von Rakelstreifen und damit positiv auf die erzielbare Druckqualität auswirkt. Die erfindungsgemäßen Maßnahmen bieten ferner die Möglichkeit, den laufend wandernden Umkehrbereichen hintereinander angeordneter Changierorgane, z. B. der den bei der Herstellung eines Mehrfarbendrucks hintereinander angeordneten Druckwerken zugeordneten Rakeln, eine gegenseitige Phasenverschiebung zu erteilen. Hierzu ist lediglich dafür zu sorgen, daß sich keine phasengleiche Verschiebung der Umkehrbereiche ergibt. Hierdurch ist in vorteilhafter Weise sichergestellt, daß es zu keiner Überlagerung der während des Richtungswechsels der Rakeln unter Umständen sich ergebenden Tonschwankungen kommen kann, was sich ebenfalls positiv auf die erzielbare Druckqualität auswirkt.

[0006] In vorteilhafter Ausgestaltung der übergeordneten Naßnahmen kann den beiden Triebwerken ein Antriebsvorgelege zugeordnet sein, das eine angetriebene Welle und einen über ein Untersetzungsgetriebe hiermit verbundenen Ring aufweist, wobei die Welle mit Verschiebefreiheitsgrad in axialer Richtung mit einer Spindel des Verschiebetriebwerks drehschlüssig verbunden ist, die über einen in eine Führungsnut eingreifenden Gleitstein mit einer mit dem Anschlußteil verbundenen Büchse -zusammenwirkt, und wobei der Ring mit Verschiebefreiheitsgrad in axialer Richtung mit einer die angetriebene Spindel des Verschiebetriebwerks umfassenden, in axialer Richtung hieran abgestützten Hohlwelle drehschlüssig verbunden ist, die in einer gehäusefesten Trommel in axialer Richtung verschiebbar gelagert und hiermit zur Bildung des Verstelltriebwerks über einen in eine Führungsnut eingreifenden Gleitstein zusammenwirkt. Diese Maßnahmen ermöglichen in vorteilhafter Weise einen rotationssymmetrischen Aufbau und damit eine sehr kompakte Bauweise. Das hier vorgesehene Vorgelege ergibt die Aufteilung einer Antriebsdrehzahl in zwei unterschiedliche Drehzahlen und ermöglicht somit einen gleichzeitigen Antrieb des Verschiebetriebwerks und des Verstelltriebwerks. Die Verwendung einer Gleitstein-Schrägnutverbindung zur Umsetzung einer rotierenden Bewegung in eine hin-und hergehende Bewegung stellt sicher, daß die hin-und hergehenden Bewegungen schnell aber dennoch ohne Unstetigkeiten ineinander übergehen und stip slick-Erscheinungen unterbleiben.

[0007] Das Untersetzungsgetriebe kann vorteilhaft als harmonic drive-Getriebe ausgebildet sein. Hierbei ergibt sich in vorteilhafter Weise ein sehr hohes, ungerades Untersetzungsverhältnis, was zur Lösung des übergeordneten Problems sehr förderlich ist.

[0008] Eine weitere vorteilhafte Maßnahme kann darin bestehen, daß die Welle und der Ring des Antriebsvorgeleges mittels einer Keilverzahnung mit der Spindel bzw. der Hohlwelle verbunden sind. Diese Maßnahmen ergeben eine einfache drehschlüssige Verbindung mit leichtgängiger Verschiebemöglichkeit in axialer Richtung.

[0009] In weiterer Fortbildung der übergeordneten Maßnahmen kann die oszillierende Büchse des Verschiebetriebwerks mittels eines im Bereich außerhalb seiner Enden uneingespannten Stabs vorzugsweise drehfest mit dem Anschlußteil verbunden sein. Mit Hilfe eines derartigen Stabs, der sich außerhalb seiner Enden durchbiegen kann und daher einen Biegestab bildet, lassen sich Fluchtungsfehler ausgleichen, ohne daß eine Gelenkverbindung notwendig wäre und ohne daß nennenswerte Querkräfte auftreten. Der mögliche Verzicht auf eine Gelenkverbindung stellt sicher, daß praktisch eine spielfreie Verbindung zwischem dem hin-und herbewegten Element des Verschiebetriebwerks und dem Anschlußteil des zu bewegenden Arbeitsorgans möglich ist, so daß Stöße und Schläge, die aufgrund eines in der Regel nicht vermeidbaren Spiels im Bereich einer Gelenkverbindung zu befürchten wären, in vorteilhafter Weise entfallen und zwar sowohl bei Schubals auch bei Zugbeanspruchung des Stabs.

[0010] Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und zweckmäßige Fortbildungen der übergeordneten Maßnahmen ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels anhand der Zeichnung in Verbindung mit den restlichen Unteransprüchen.

[0011] In der Zeichnung zeigen:

Figur 1 eine Seitenansicht einer Tiefdruckmaschine in schematischer Darstellung,

Figur 2 einen Teilschnitt durch einen zur Aufnahme einer Rakel vorgesehenen Schlitten und.

Figur 3 einen Axialschnitt durch eine dem Rakelschlitten zugeordnete, erfindungsgemäße Antriebsvorrichtung.

[0012] Die in Figur 1 schematisch dargestellte Tiefdruckmaschine besteht aus einem angetriebenen, gravierten Formzylinder 1, der in einen Farbkasten 2 eintaucht und an den die zu bedruckende Papierbahn 3 mittels eines hierauf abrollenden Presseurs 4 angepreßt wird. Die aus dem Farbkasten 2 austauchende Umfangshälfte des Formzylinders 1 wird mittels einer Rakel 5 abgerakelt. Die Drehrichtung des Formzylinders 1 ist umsteuerbar. Es sind daher zwei einander gegenüberliegende Rakeln 5 vorgesehen, die wahlweise an den Formzylinder 1 anstellbar sind.

[0013] Die Rakeln 5 sind in einem jeweils zugeordneten Rakelhalter 6 eingespannt, der in nicht näher dargestellter Weise schwenkbar auf einem in Figur 2 teilweise dargestellten, hin- und hergehenden Schlitten 7 aufgenommen ist. Der Schlitten 7 ist mit seitlichen Zapfen 8 versehen, die jeweils mittels einer Kugelbüchsenführung auf zugeordneten, an den Maschinenseitenwänden 9 befestigten Lagerböcken 10 hin- und herbewegbar gelagert sind. In Drehrichtung ist der Schlitten 7 gesperrt.

[0014] Zur Bewerkstelligung der hin- und hergehenden Bewegung des Schlittens 7 ist dieser mittels eines koaxial zum benachbarten Lagerzapfen 8 angeordneten Stabs 13 mit einem etwa koaxial zum zugeordneten Lagerzapfen 8 angeordneten, vom zugehörigen Lagerbock 10 umfaßten Verschiebetriebwerks 14 verbunden. Dieses besteht, wie aus Figur 3 ersichtlich ist, aus einer in Drehrichtung angetriebenen, mit einer umlaufenden Nut 15 versehenen Spindel 16 und einer diese umfassenden, mit einem in die Nut 15 eingreifenden, als Kugel ausgebildeten Gleitstein 17 versehenen Büchse 18, die axial verschiebbar und in Drehrichtung festgehalten ist. Die Spindel 16 ist durch Nadellager in der Büchse 18 gelagert, die über einen stirnseitig angeordneten Flansch 19 mit dem koaxial hierzu angeordneten Stab 13 fest verbunden ist.

[0015] Die Mittelebene der umlaufenden Nut 15 ist gegenüber der Achse der Spindel 16 gekippt, wodurch die Drehbewegung der Spindel in eine hin- und hergehende Bewegung der Büchse 18 umgesetzt wird. Aufgrund der Schräglage der Nut 15 ergibt sich praktisch ein dreieckförmiges Weg-Zeit-Diagramm mit abgerundetem Umkehrbereich und linear verlaufenden Schenkeln.

[0016] Um zu verhindern, daß der Umschlag von der hinin die hergehende Bewegung der Büchse 16 und damit des Rakelschlittens 7 und der hierauf aufgenommenen Rakel immer an derselben Stelle erfolgt, wird die Spindel 16 laufend in axialer Richtung verstellt. Hierzu ist der Spindel 16 ein Stelltriebwerk 40 zugeordnet. Das Stelltriebwerk 40 besteht aus einer von der Spindel 16, diemit Verschiebefreiheitsgrad in axialer Richtung angeordnet ist, mit Spiel durchsetzten, in Drehrichtung angetriebenen Hohlwelle 41, die in axialer Richtung durch Axiallager 42, 43 an der Spindel 16 abgestützt ist und durch eine axiale Verschiebung zulassende Nadellager in einer sie umfassenden, gehäusefest angeordneten Trommel 44 gelagert ist. Die Hohlwelle 41 ist mit einer Führungsnut 45 versehen, deren Mittelebene gegenüber der Spindelachse gekippt ist und in die ein zweckmäßig ebenfalls als Kugel ausgebildeter, in der Trommel 44 in derselben Weise wie der Gleitstein 17 frei drehbar gelagerter Gleitstein 46 eingreift.

[0017] Die Spindel 16 und die Hohlwelle 41 werden mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten angetrieben. Hierzu ist ein Antriebsvorgelege 47 vorgesehen, das eine angetriebene Welle 48 und einen über ein durch ein harmonic drive-Getriebe gebildetes Untersetzungsgetriebe 49 hiermit verbundenen Ring 50 aufweist. Der Aufbau und die Wirkungsweise eines harmonic drive-Getriebes sind an sich bekannt und bedürfen daher im vorliegenden Zusammenhang keiner weiteren Erläuterung mehr. Im vorliegenden Fall ergibt diese Getriebeart eine besonders kompakte Anordnung, da der angetriebene Exzenter direkt auf der der Spindel 16 zugeordneten Welle 48 angeordnet senn kann. Die Welle 48 ist mit der Spindel 16 durch eine Keilverzahnung 51 verbunden. Hierzu ist die Welle 48 triebwerksseitig mit einer Innenverzahnung versehen, in die eine Außenverzahnung der Spindel 16 eingreift. Die wellenseitige Innenverzahnung ist hinterschnitten. Die spindelseitige Außenverzahnung ist länger als die wellenseitige Innenverzahnung, so daß sich eine axiale Verschiebbarkeit in der Größenordnung des Hubs des Verstelltriebwerks 40 ergibt und dennoch ein drehschlüssiger Eingriff gewährleistet ist. Der Ring 50 ist durch eine der Keilverzahnung 51 ähnliche Keilverzahnung 52 mit der Hohlwelle 41 verbunden, so daß hierbei ebenfalls eine drehschlüssige Verbindung mit Freiheitsgrad in axialer Richtung gewährleistet ist. Das zwischen der Welle 48 und dem Ring 50 des Vorgeleges vorgesehene harmonic drive-Getriebe ergibt eine hohe, ungerade Untersetzung, so daß die Spindel 16 und die Hohlwelle 41 mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten angetrieben- werden und eine laufende Phasenverschiebung der hin- und hergehenden Bewegung der-Büchse 18 und damit der hiermit verbundenen Arbeitsorgane bewerkstelligt wird. Das Vorgelege 47 ist in einem an der Maschinenseitenwand 9 befestigten Lagergehäuse 20 aufgenommen, an dem auch die hiervon umfaßte Trommel 44 des Verstelltriebwerks 40 starr befestigt ist.

[0018] Die die Gleitsteine 17 bzw. 46 bildenden Kugeln sind jeweils auf einem vorzugsweise aus Gleitmetall bestehenden Formstück 22 frei drehbar gelagert und können sich daher in der jeweils zugeordneten Nut 15 bzw. 45 abrollen, was eine reibungsarme Verbindung und dennoch einen zuverlässigen Formschluß ergibt. Zur weiteren Verbesserung der Leichtgängigkeit laufen die Triebwerke 14 bzw. 40 im Ölbad. Hierzu ist die durch das Lagergehäuse 20 und den jeweils gegenüberliegenden Lagerbock 10 gebildete Kammer über eine Bohrung in der Seitenwand 9, mit Öl beaufschlagbar und stirnseitig abgedichtet. Die Abdichtung im Bereich des Lagergehäuses 20 kann einfach durch einen Deckel erfolgen. Die Abdichtung im Bereich des Lagerbocks 10 erfolgt hier über einen am Umfang der Büchse 18 angeordneten Dichtring. Der Antrieb der Welle 48 des Vorgeleges 47 wird hier vom Antrieb des Formzylinders 1 abgeleitet. Hierzuiist die Welle 48 im Bereich ihres aus dem Lagergehäuse 20 herausragenden Endes mit einem hier als Zahnriemenscheibe ausgebildeten Antriebsrad 33 versehen, das mittels eines Zahnriemens 34 antreibbar ist. Der Zahnriemen gewährleistet eine hohe Elastizität, durch die Stöße gedämpft und gewährleistet dennoch einen rutschverlustlosen Antrieb. Das Antriebsrad 33 ist auf einer Auskragung der Welle 48 gelagert und mittels eines Freilaufs 35 hiermit kuppelbar. Der Freilauf 35 stellt sicher, daß die Welle 48 nur bei einer bestimmten Drehrichtung des Formzylinders mitgenommen wird und bei einem Antrieb in der Gegenrichtung automatisch stillgesetzt ist. Die den einander gegenüberliegenden Rakeln 5.,gemäß Figur 1 zugeordneten Freiläufe sind daher gegenläufig wirksam.

[0019] Der das Verschiebetriebwerk 14 und den Rakelschlitten 7 verbindende Stab 13 ist, wie Figur 2 weiter erkennen läßt, einerseits im Bereich des zugeordneten Flansches 19 der.Büchse 18 und andererseits am Schlitten 7 drehfest und verschiebefest eingespannt. Außerhalb seiner Enden ist der Stab 13 uneingespannt. Der Stab 13 bildet daher einen Biegestab, durch den leichte Fluchtungsfehler zwischen der Achse des schlittenseitigen Lagerzapfens 8 und der Achse des Verschiebetriebwerks 14 ausgleichbar sind, ohne daß nennenswerte Querkräfte im Bereich des Triebwerks 14 zur Wirkung kommen können. Triebwerksseitig ist der Stab 13 durch eine Nut-und Federverbindung drehfest und durch einen entspre-' chenden Bund und eine diesem gegenüberliegende Sicherungsschraube in axialer Richtung festgelegt.

[0020] Das andere Ende des Stabs 13 greift außerhalb der triebwerksseitigen Stirnfläche des Schlittens 7, vorzugsweise etwa in Schlittenmitte an diesem an. Hierzu ist der Schlitten 7 mit einer den triebwerksseitigen Lagerzapfen 8 durchsetzenden, nach innen laufenden Bohrung 28 versehen, in welche der Stab 13 eingreift. Der Durchmesser des Stabs 13 ist kleiner als der Durchmesser der Bohrung 28, so daß der Stab 13 ausreichend Biegefreiheitsgrad in radialer Richtung zum Ausgleich evtl. Fluchtungsfehler hat. Im Bereich des schlittenseitigen Endes des Stabs 13 ist dieser mit einer Verdickung 29 versehen, deren Durchmesser etwa dem Durchmesser der Bohrung 28 entspricht. Die Verdickung 29 weist eine umlaufende Kerbe 30 auf, in die eine konische Spitze 31 einer schlittenseitigen Klemmschraube 32 mit Preßsitz eingreift, was eine dreh-und verschiebefeste Festlegung ergibt und dennoch eine einfache Montage gewährleistet.

Ansprüche

1. Antriebsvorrichtung für ein changierendes Arbeitsorgan einer Druckmaschine, insbesondere für einen eine Rakel aufnehmenden Rakelschlitten, mit einem an einem zugenrdneten Anschlußteil (Schlitten 7) angreifenden, eine Drehbewegung in eine hin- und hergehende Oszillationsbewegung umsetzenden Verschiebetriebwerk (14), das ein in Drehrichtung angetriebenes Element (Spindel 16) und ein hiermit in formschlüssigem Eingriff stehendes, oszillierendes Element (Büchse 18) aufweist, das mit dem Anschlußteil verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß das in Drehrichtung angetriebene Element (Spindel 16) des Verschiebetriebwerks (14) mit Verschiebefreiheitsgrad in axialer Richtung angeordnet und mit Drehfreiheitsgrad an einem in axialer Richtung oszillierenden Element (Hohlwelle 41) eines ebenfalls eine Drehbewegung in eine oszillierende Bewegung umsetzenden Verstelltriebwerks (40) abgestützt ist, das mit kleinerer Geschwindigkeit angetrieben wird als das Verschiebetriebwerk (14).

2. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß den beiden Triebwerken (14, 40) ein Antriebsvorgelege (47) zugeordnet ist, das eine angetriebene Welle (48) und einen über ein Untersetzungsgetriebe (49) hiermit verbundenen Ring (50) aufweist, daß die Welle (48) mit Verschiebefreiheitsgrad in axialer Richtung mit einer Spindel (16) des Verschiebetriebwerks (14) drehschlüssig verbunden ist, die über einen in eine Führungsnut (15) eingreifenden Gleitstein (17) mit einer mit dem Anschlußteil verbundenen Büchse (18) zusammenwirkt, und daß der Ring (50) mit Verschiebefreiheitsgrad in axialer Richtung mit einer die angetriebene Spindel (16) des Verschiebetriebwerks (14) umfassenden, in axialer Richtung hieran festgelegten Hohlwelle (41) drehschlüssig verbunden ist, die in einer gehäusefesten Trommel (44) in axialer Richtung verschiebbar gelagert ist und hiermit zur Bildung des Verstelltriebwerks (40) über einen in eine Führungsnut (45) eingreifenden Gleitstein (46) zusammenwirkt.

3. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Untersetzungsgetriebe (49) als harmonic drive-Getriebe ausgebildet ist.

4. Antriebsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 2 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Hohlwelle (41) des Verstelltriebwerks (40) durch AxiallaGer (42, 43) an der Spindel (16) des Verschiebetriebwerks (14) abgestützt ist.

5. Antriebsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Welle (48) und der Ring (50) des Antriebsvorgeleges (47) mittels einer Keilverzahnung (51 bzw. 52) mit der Spindel (16) bzw. der Hohlwelle (41) verbunden sind.

6. Antriebsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das oszillierende Element (Büchse 18) des Verschiebetrieb-- werks (14) mittels eines im Bereich außerhalb seiner Enden uneingespannten Stabs (13) vorzugsweise drehfest mit dem Anschlußteil (Schlitten 7) verbunden ist.

7. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das mit seitlichen Lagerzapfen (8) versehene Anschlußteil (Schlitten 7) eine koaxial zur Lagerzapfenachse angeordnete Axialbohrung (28) aufweist, in die der Stab (13) mit Radialspiel eingreift, der im Bereich seines schlittenseitigen Endes eine Verdickung (29) mit dem Durchmesser der Axialbohrung (28) entsprechendem Durchmesser aufweist, die mit einer umlaufenden Kerbe (30) versehen ist, in die eine mit einer konischen Spitze (31) versehene Klemmschraube (32) mit Preßsitz eingreift, und daß das oszillierende Element (Büchse 18) des Verschiebetriebwerks (14) einen stirnseitigen Kragen aufweist, in dem.das zugewandte Ende des Stabs (13) eingespannt ist.

8. Antriebsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß im kinematischen Antriebskettenzug zwischen der vorzugsweise durch den Formzylinderantrieb gebildeten Antriebsquelle und der Welle (48) des Antriebsvorgeleges (47) ein in einer Richtung wirksamer Freilauf (35) vorgesehen ist und daß die einander gegenüberliegenden Rakeln zugeordneten Freiläufe (35) gegenläufig wirksam sind.

9. Antriebsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der kinematische Antriebskettenzug mindestens einen Zahnriemen (34) aufweist.

10. Antriebsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß im Falle einer Druckmaschine mit mehreren hintereinander angeordneten Druckeinheiten, denen jeweils mindestens ein changierendes Arbeitsorgan zugeordnet ist, eine phasenverschiedene Verschiebung der Umkehrbereiche der mittels des dem changierenden Arbeitsorgan jeweils zugeordneten Verschiebetriebwerks (14) bewerkstelligten Changierbewegung vorgesehen ist.

Zeichnung