Drehzahlabhängige Andrückkraft

Abstract

 Bei einer Vorrichtung zur Anpassung der Andrückkraft einer Steuerrolle (36) an eine Steuerkurve (38) in einer Bogen verarbeitenden Maschine mittels eines Torsionsfederstabes (37) ist es vorgesehen, entweder die wirksame Federlänge oder die Federsteifigkeit in Abhängigkeit von der Drehzahl der Bogen verarbeitenden Maschine zu verändern.

Beschreibung

[0001] Vorrichtung zur Anpassung der Andrückkraft einer Steuerrolle an eine Steuerkurve in einer Bogen verarbeitenden Maschine.

[0002] Bei z. B. rollengesteuerten Greifereinrichtungen in Bogenrotationsdruckmaschinen besteht das Problem, dass z. B. die zur Steuerung der Greifer vorgesehenen Steuerrollen gerade bei hohen Verarbeitungsgeschwindigkeiten und damit hohen Drehzahlen sehr großen Kräften ausgesetzt sind, die dazu führen, dass die Steuerrollen von den Steuerkurven abheben. Daraus resultieren eine undefinierte Greiferbewegung und ein erhöhter Verschleiß der Steuerrollen. In der Regel kann diesem Problem dadurch entgegnet werden, dass die Anstellkräfte der Steuerrollen an die Steuerkurven an die höchste Verarbeitungsgeschwindigkeit angepasst sind.

[0003] Die DE 199 56 369 A1 zeigt einen Greifer einer Bogen verarbeitenden Maschine, der von einer Steuerrolle gesteuert wird, die mit einer Steuerkurve zusammenwirkt. Die Andrückkraft der Steuerrolle auf die Steuerkurve ist manuell einstellbar. Dies hat jedoch zur Folge, dass eine Einstellung hoher Anpresskräfte auch bei kleinen und mittleren Verarbeitungsgeschwindigkeiten sehr hoch ist und somit die Steuerrollen wie auch die Steuerkurve einem erhöhten Verschleiß unterliegen.

[0004] Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zu schaffen, die eine automatische Anpassung der Andrückkraft von Steuerrolle und Steuerkurve an unterschiedliche Betriebsbedingungen ermöglicht.

[0005] Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale der Ansprüche 1 und 2 gelöst.

[0006] Es ist ein besonderer Vorteil der Erfindung, dass die Standzeiten der an der Greifersteuerung beteiligten Elemente, wie z. B. Steuerrollen und/oder Steuerkurven, erhöht werden.

[0007] In einer besonders vorteilhaften Ausführung ist es vorgesehen, die Vorspannkraft einer die Andrückkraft erzeugenden Feder drehzahlabhängig zu erhöhen, beispielsweise durch eine Vorspannung einer Torsionsfeder. Als Stelleinrichtungen sind hydraulisch, pneumatisch, magnetisch oder elektrisch ansteuerbare Stellmittel vorgesehen.

[0008] Weitere vorteilhafte Ausbildungen beziehen sich auf die Ausbildung von drehzahlabhängig arbeitenden Druckerzeugern zur Versorgung der Stellelemente. Hierbei kann z. B. ein Druckerzeuger oder auch eine drehzahlgesteuerte Schrägscheibenpumpe oder ein mit Fliehkraft arbeitender Druckübersetzer vorgesehen sein.

[0009] Eine weitere Möglichkeit ist die Ansteuerung einer elektrischen Pumpe in Abhängigkeit von der Drehzahl der Bogen verarbeitenden Maschine, z. B. mittels des Steuerrechners.

[0010] Bei einer weiteren vorteilhaften Ausbildung erfolgt die Anpassung der Andrückkraft durch eine Veränderung der Federrate bzw. Federsteifigkeit des Greifersystems. Beispielsweise indem bei der Verwendung einer Torsionsfeder vorgesehen ist, die Federsteifigkeit dadurch zu erhöhen, dass die Länge des tordierbaren Anteils der Torsionsfeder durch die formschlüssige Verbindung mit einem verschiebbaren Element in Abhängigkeit von der Maschinendrehzahl verändert wird.

[0011] In vorteilhafter Ausgestaltung ist es vorgesehen, die elastizitätsbehafteten Elemente durch paralleles Aufschalten bauraumsparend anzuordnen.

[0012] Bei einem optimierten Ausführungsbeispiel ist es vorgesehen, die Anpassung der Andrückkraft des Federsystems in Abhängigkeit von der tatsächlichen, z. B. mittels Dehnungsmessstreifen, gemessenen Andrückkraft zwischen Steuerrolle und Steuerkurve zu regeln.

[0013] Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im Folgenden beschrieben.

[0014] Es zeigen:

Figur 1

eine Bogen verarbeitende Rotationsdruckmaschine im Schnitt in schematischer Darstellung,

Figur 2

einen Bogen transportierenden Zylinder in der Draufsicht in schematischer, teilweise geschnittener Darstellung,

Figur 2a

ein erstes Ausführungsbeispiel für die Ansteuerung eines hydraulischen Aktuators,

Figur 2b

ein zweites Ausführungsbeispiel für die Ansteuerung des hydraulischen Aktuators,

Figur 3

ein drittes Ausführungsbeispiel für eine Möglichkeit zur Veränderung der Federsteifigkeit des Greifersystems, und

Figur 4

ein viertes Ausführungsbeispiel mit geregelter Andrückkraft.

[0015] Eine Bogen 7 verarbeitende Maschine 1, z. B. eine Druckmaschine, weist einen Anleger 2, mindestens ein Druckwerk 3 bzw. 4 und einen Ausleger 6 auf. Die Bogen 7 werden von einem Bogenstapel 8 entnommen und vereinzelt oder schuppenförmig über einen Zuführtisch 9 den Druckwerken 3 und 4 zugeführt. Diese enthalten in bekannter Weise jeweils einen Plattenzylinder 11; 12. Die Plattenzylinder 11 und 12 weisen jeweils eine Vorrichtung 13, 14 zum Befestigen flexibler Druckplatten auf. Darüber hinaus ist jedem Plattenzylinder 11; 12 eine Vorrichtung 16; 17 für den halb- oder vollautomatischen Druckplattenwechsel zugeordnet.

[0016] Der Bogenstapel 8 liegt auf einer gesteuert anhebbaren Stapelplatte 10 auf. Die Entnahme der Bogen 7 erfolgt von der Oberseite des Bogenstapels 8 mittels eines sogenannten Saugkopfes 18, der unter anderem eine Anzahl von Hub- und Schleppsaugern 19, 21 für die Vereinzelung der Bogen 7 aufweist. Darüber hinaus sind die Blaseinrichtungen 22 zur Auflockerung der oberen Bogenlagen und Tastelemente 23 zur Stapelnachführung vorgesehen. Zur Ausrichtung des Bogenstapels 8, insbesondere der oberen Bogen 7 des Bogenstapels 8 sind eine Anzahl von seitlichen und hinteren Anschlägen 24 vorgesehen.

[0017] Der Transport der Bogen durch die Bogen verarbeitende Maschine erfolgt mittels an den Transportzylindern 24, 26, 27, 28 angeordneten Greifersystemen 29. Der Aufbau dieser Greifersysteme ist im Wesentlichen gleich und wird daher nur anhand des Übergabezylinders 27 beschrieben.

[0018] Figur 2 zeigt eine sogenannte Greiferbrücke, die schwenkbar in einem Zylinderkanal 31 des Übergabezylinders 27 gelagert ist. Die Greiferbrücke besteht im Wesentlichen aus einem Greiferrohr 32, welches eine Anzahl von nebeneinander beabstandet angeordneten Greifern 33 trägt. Das Greiferrohr 32 trägt an seinem ersten Ende einen Steuerhebel 34 für eine Steuerrolle 36, die unter der Kraft einer Torsionsfeder 37 mit einer stationär angeordneten Steuerkurve 38 in Arbeitskontakt steht. Die Torsionsfeder 37 ist ein koaxial vom Greiferrohr 32 umgebener Torsionsfederstab, der auf dem der Steuerrolle 36 zugewandten Ende fest mit dem Greiferrohr 32 verbunden ist. Mit dem anderen Ende ragt die Torsionsfeder 37 aus dem Greiferrohr 32 hinaus und trägt zwischen einer Lagerstelle 39 für den Torsionsfederstab 37 und dem Greiferrohr 32 ein Zahnrad 41.

[0019] Das Zahnrad 41 steht im Zahneingriff mit einem weiteren Zahnrad 42, welches auf einer zweiten, parallel zur ersten angeordneten Torsionsfeder 43, insbesondere Torsionsfederstab, befestigt ist. Die zweite Torsionsfeder 43 weist eine erste drehbare Lagerung 44 und auf der gegenüberliegenden Seite eine feste Einspannung 46 auf.

[0020] Die Torsionsfeder 43 trägt einen in Abhängigkeit von der Drehzahl der Bogen verarbeitenden Maschine ansteuerbaren und entsprechend betätigbaren Aktuator 47, der eine Verdrillung der beiden Torsionsfederstäbe 37 und 43 bewirkt. Die Torsionsfederstäbe 37, 43 sind so gegeneinander verspannt eingebaut, dass die Steuerrolle 36 im Stillstand der Maschine mit leichtem Druck gegen die Steuerkurve 38 angedrückt wird. Bei Drehzahlerhöhung ruft der Aktuator 47 eine Verdrillung der Torsionsfeder 43 und somit über die Zahnradverbindung 42, 41 eine Verdrillung der Torsionsfeder 37 bzw. höhere Andrückkraft der Steuerrolle 36 an der Steuerkurve 38 hervor.

[0021] Der Aktuator 47 arbeitet elektrisch, magnetisch, pneumatisch oder vorzugsweise hydraulisch.

[0022] Zu diesem Zweck ist - wie in Figur 2a dargestellt - eine extern angeordnete, elektrisch antreibbare Hydraulikpumpe 49 vorgesehen, die drehzahlabhängig vom Steuerrechner 51 der Bogen verarbeitenden Maschine den Aktuator 47 über z. B. eine Drehdurchführung mit Druck beaufschlagt. Der Aktuator 47 besteht - wie in Figur 2a, b dargestellt - im Wesentlichen aus einem Arbeitszylinder 52, dessen Zylinderkörper 53 an der Lagerposition der festen Einspannung 46 am Zylinder 27 befestigt ist. Der Arbeitszylinder 52 weist einen in seinem Zylinderkörper gegen Verdrehung gesicherten Kolben 54 auf, welcher mittels eines Bolzens 55 in eine Schrägnut 56 eines zweiten Zylinders 57 eingreift. Der zweite Zylinder 57 ist mit dem Torsionsfederstab 43 derart verbunden, dass die Achse 58 der Torsionsfeder 43 mit der Mittelachse 58 des Arbeitszylinders 53 identisch ist. Eine Beaufschlagung des zwischen Zylinderkörper 53 und Kolben 54 gebildeten Arbeitsraumes 59 führt zu einer translatorischen Verschiebung des Kolbens 54 und einer über Bolzen 55 und Schrägnut 56 erzeugten Verdrillung des zweiten Zylinders 57 bzw. des Torsionsfederstabes 43.

[0023] Eine weitere Möglichkeit zur Ansteuerung bzw. Druckbeaufschlagung des Aktuators 47, insbesondere des Arbeitszylinders 52, zeigt Figur 2b. Eine mit ihrem Gehäuse an einer Gestellwand 62 der Bogen verarbeitenden Maschine 1 stationär angeordnete Axialkolbenpumpe 63 wird durch die Drehung des Zylinderzapfens 64 angetrieben (z. B. Antrieb der Taumelscheibe) und versorgt den Arbeitszylinder 52 über eine Leitung 66 mit einem Arbeitsmedium, vorzugsweise Hydrauliköl. Eine zweite Leitung 67 verbindet einen im Zylinder 27 angeordneten Hydraulikölspeicher 69 mit der Axialkolbenpumpe 63.

[0024] Die Leitungen 66 und 67 sind mit einer Leitung verbunden, in die eine Drossel 68 eingebaut ist. Der von der Pumpe 63 geförderte Volumenstrom erzeugt vor der Drossel 68 einen Staubereich, der zur Ansteuerung des Arbeitszylinders 53 verwendet wird.

[0025] Bei einem dritten Ausführungsbeispiel gemäß Figur 3 ist es vorgesehen, die Steifigkeit des gesamten Federsystems dadurch variabel zu machen, dass die tordierbare Länge des Torsionsfederstabes 43 in Abhängigkeit von der Drehzahl der Bogen verarbeitenden Maschine verändert wird. Der als Vierkant ausgebildete Torsionsfederstab 43 wird dabei mit einer Spielpassung von einer axial bewegbaren Aufnahme 71 koaxial umfasst. Die Aufnahme 71 ist verdrehfest gelagert und ist mittels eines Gewinde-Bohrung-Getriebes 72, welches von einem von der Maschinensteuerung 51 ansteuerbaren Motor 73 angetrieben wird.

[0026] Eine Verschiebung der Aufnahme 71 in Richtung der festen Einspannung 46 verlängert die tordierbare Länge des Torsionsfederstabes 43, wodurch die Federsteifigkeit des gesamten Greifersystems abnimmt und die Andrückkraft der Steuerrolle 36 auf die Steuerkurve 38 verkleinert wird. Mit zunehmender Maschinendrehzahl wird die Aufnahme in die entgegengesetzte Richtung bewegt, wodurch die Federsteifigkeit des Greifersystems erhöht und die Andrückkraft der Steuerrolle 36 auf die Steuerkurve 38 zunimmt.

[0027] Bei einem vierten Ausführungsbeispiel gemäß Figur 4 ist es vorgesehen, am Steuerhebel 34 einen Kraftaufnehmer, z. B. einen Dehnungsmessstreifen (DMS) 74, anzuordnen, der mit dem Steuerrechner 51 verbunden ist und die Andrückkraft ermittelt, mit welcher die Steuerrolle 36 an die Steuerkurve angedrückt wird. Anhand vorgegebener Daten in Form von Kennlinien oder Formeln ermittelt der Steuerrechner 51 mit den Messdaten die Stellwerte für den Aktuator 47.

Bezugszeichenliste

[0028] 

1

Druckmaschine

2

Anleger

3

Druckwerk

4

Druckwerk

5

./.

6

Ausleger

7

Bogen

7 a

nächster Bogen

8

Bogenstapel

9

Zuführtisch

10

Stapelplatte

11

Plattenzylinder

12

Plattenzylinder

13

Druckplattenbefestigungseinrichtung

14

Druckplattenbefestigungseinrichtung

15

./.

16

Druckplattenwechsler

17

Druckplattenwechsler

18

Saugkopf

19

Hubsauger

20

./.

21

Schleppsauger

22

Blaseinrichtung

23

Tastelement

24

Transport-/bzw. Übergabezylinder

25

./.

26

Transport-/bzw. Übergabezylinder

27

Transport-/bzw. Übergabezylinder

28

Transport-/bzw. Übergabezylinder

29

Greifersystem

30

./.

31

./.

32

Greiferrohr

33

Greifer

34

Steuerhebel

35

./.

36

Steuerrolle

37

Torsionsfederstab

38

Steuerkurve (36)

39

Lagerstelle (37)

40

./.

41

Zahnrad

42

Zahnrad

43

Torsionsfederstab

44

Lagerung

45

./.

46

feste Einspannung (43)

47

Aktuator

48

./.

49

Hydraulikpumpe

50

./.

51

Steuerrechner

52

Arbeitszylinder

53

Zylinderkörper (52)

54

Kolben (52)

55

Bolzen (54)

56

Schrägnut (57)

57

zweiter Arbeitszylinder bzw. Rohr

58

Achse (43)

59

Arbeitsraum (52)

60

./.

61

./.

62

Gestellwand

63

Axialkolbenpumpe

64

Zylinderzapfen

65

./.

66

Leitung

67

Leitung

68

Drossel

69

Ölspeicher

70

./.

71

Aufnahme

72

Gewindebohrungetriebe

73

Motor

74

Dehnungsmessstreifen

Ansprüche

1. Vorrichtung zur Anpassung der Andrückkraft einer Steuerrolle an eine Steuerkurve mittels einer vorgespannten Feder,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Kraft der Feder (37) in Abhängigkeit von der Drehzahl einer Bogen verarbeitenden Maschine (1) einstellbar ist.

2. Vorrichtung zur Anpassung der Andrückkraft einer Steuerrolle an eine Steuerkurve mittels einer vorgespannten Feder,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Kraft der Feder (37) in Abhängigkeit von der Andrückkraft zwischen der Steuerrolle (36) und der Steuerkurve (38) regelbar ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Feder ein Torsionsfederstab (37; 43) ist und dass die Einstellung der Federkraft durch Änderung der Vorspannung des Torsionsfederstabes (37; 43) mittels eines Aktuators (47) erfolgt.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Feder ein Torsionsfederstab (37; 43) ist und dass die Einstellung der Federkraft durch Änderung der Federsteifigkeit des Torsionsfederstabes (37; 43) mittels eines Versteifungselementes (71) erfolgt.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet,
dass zur Änderung der Federsteifigkeit des Torsionsfederstabes (37; 43) ein Versteifungselement (71) vorgesehen ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Versteifungselement (71) eine verdrehsichere, axial verschiebbare Aufnahme ist, die den Torsionsfederstab (43) umfasst.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Versteifungselement (71) entlang des Torsionsfederstabes (43) mittels eines Stellmotors (73) verschiebbar ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 7,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Steuerrolle (36) Teil eines kurvengesteuerten Greifersystems (29) ist, bei welchem die Andrückkraft mittels der Torsionsfederstäbe (37, 43) aufgebracht wird, wobei diese parallel geschaltet miteinander in Wirkverbindung stehen.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Torsionsfederstäbe (37, 43) mittels einer Zahnradkopplung (41, 42) miteinander in Wirkverbindung stehen.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Torsionsfederstab (43) den Aktuator (47) zur Verdrehung des Torsionsfederstabes (43) aufweist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Aktuator (47) einen hydraulisch betätigbarer Arbeitszylinder (53) aufweist.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11,
dadurch gekennzeichnet,
dass ein Arbeitsraum (59) des Arbeitszylinders (52) mit Druck von einer stationär angeordneten Pumpe (49) beaufschlagbar ist, die von einem Steuerrechner (51) in Abhängigkeit von der Drehzahl der Bogen verarbeitenden Maschine antreibbar ist.

13. Vorrichtung nach Anspruch 11,
dadurch gekennzeichnet,
dass ein Arbeitsraum (59) des Arbeitszylinders (52) mit Druck von einer Hydraulikpumpe (63) beaufschlagbar ist, die von dem Zylinder (27) angetrieben wird, welcher die Torsionsstabfeder (43) trägt.

14. Vorrichtung nach Anspruch 13,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Pumpe (63) über eine Zuleitung (66) mit dem Arbeitsraum (59) und über eine weitere Zuleitung (67) mit einem zylinderfesten Ölspeicher (69) verbunden ist, wobei die Zuleitung (66, 67) mittels einer Drossel (68) verbunden sind.

Zeichnung