DE10046366C2 - Antrieb einer Druckeinheit - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Antrieb einer Druckeinheit gemäß Anspruch 1.

Durch die DE 42 02 722 A1 ist eine Druckmaschine bekannt, bei der mechanisch entkoppelte, einzeln angetriebene Aggregate, auch Zylinder oder Trommeln, im Havariefall, z. B. bei Reglerausfall durch eine Kupplung zwangskoppelbar sind.

Aus der DE 196 03 663 A1 ist ein Vierzylinderdruckwerk für einen fliegenden Druckplattenwechsel bekannt, wobei die zwei zusammen wirkenden Übertragungszylinder miteinander fest gekoppelt, und wahlweise über den Antrieb eines oder beider zugeordneter Formzylinder antreibbar sind. In einer Ausführung ist an dieses Vierzylinderdruckwerk ein weiteres, eigens antreibbares Zylinderpaar aus Form- und Übertragungszylinder anstellbar.

Die EP 09 97 273 A2 offenbart ein Eindruckwerk in Form einer Vierzylinder-Druckeinheit, wobei die vier Zylinder durch zwei Antriebsmotoren antreibbar sind. Zwei Kupplungen an den Zapfen der beiden Formzylinder und jeweils zwei auf den Zapfen der beiden Übertragungszylinder axial verschiebbare Zahnräder ermöglichen die Bildung unterschiedlicher Antriebsverbände. Im Druckbetrieb werden die beiden Paare aus Form- und Übertragungszylinder jeweils durch einen Antriebsmotor angetrieben, wobei zusätzlich eine Antriebsverbindung zwischen den beiden Antriebsmotoren vorgesehen sein kann.

Insbesondere bei Bogenrotationsdruckmaschinen ist es bekannt, Zahnspiel im Antriebsräderzug durch Verspannung mittels im Drehmoment abgestufter Motoren zu eliminieren.

Durch die DE 197 32 330 A1 wird eine Druckeinheit offenbart, wobei alle Formzylinder einen eigenen Antriebsmotor aufweisen, und mehrere Übertragungszylinder von einem vom Antriebsmotor des Formzylinders unabhängigen Antriebsmotor gemeinsam antreibbar sind. In einer Variante weist die Druckeinheit zwecks Rüstens jeweils zwischen zwei zusammen wirkenden Zylindern eine schaltbare Kupplung auf.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Antrieb einer Druckeinheit mit einzeln angetriebenen Zylinderpaaren betriebssicher und für den Druckablauf exakt zu gestalten.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

Die mit der Erfindung erzielbaren Vorteile bestehen insbesondere darin, dass eine große Betriebsvielfalt und Variabilität einer Druckeinheit oder eines Zylinderverbundes bei gleichzeitig hoher Betriebssicherheit durch Redundanz geschaffen wird, ohne dass jeder Zylinder mit einem eigenen Antrieb versehen ist. Die Erfindung vereint die Vorteile der hohen Flexibilität aus der teuren und aufwendigen Einzelantriebstechnik und die Vorteile des Antriebes von gekoppelten Zylindergruppen, nämlich der Einsparung von Motoren und der mechanischen Synchronisierung der verbundenen Zylinder.

Durch die optimierte Anordnung von schaltbaren Kupplungen und Motoren sind i. d. R. ebenso viele der gewünschten Betriebszustände möglich, wie bei der Ausführung aller Zylinder mit Einzelantrieben. So lassen sich bei geöffneter Kupplung Zylinder, Zylinderpaare bzw. Zylindergruppen voneinander unabhängig bewegen, was beispielsweise bei Druckform- oder Gummituchwechsel, beim Einzug einer Papierbahn, beim unabhängigen Einfärben oder Waschen von Walzen und Zylindern erforderlich ist. In vielen Fällen ist somit ein Hilfsantrieb einsparbar, da dies bei entsprechender Schaltung der Kupplungen durch die Hauptantriebe übernommen werden kann. Ebenso lässt sich ein Umsteuern einzelner Zylinder oder Zylindergruppen größerer Zylinderverbände bewirken, indem neue Antriebsverbände durch Öffnen von Kupplungen und schließen anderer Kupplungen gebildet werden.

Ein wesentlicher Vorteil liegt darüber hinaus in der Möglichkeit, einzelne kleine Gruppen, beispielsweise ein Zylinderpaar aus einem Formzylinder und einem Übertragungszylinder mit einer entsprechenden Kupplung, zu standardisieren und in beliebiger Weise je nach Lieferwunsch zu größeren Einheiten zu kombinieren. Eine Standardgruppe kann auch ein o. g. Paar zusammen mit einem zweiten Übertragungszylinder darstellen. Die Zapfen der Zylinder sind je nach Bedarf z. B. wahlweise mit oder ohne Kupplung, mit drehfestem oder feststellbarem Zahnrad, passend für eine erste oder zweite Antriebsebene ausführbar.

Insbesondere in Verbindung mit der Anforderung an vielfältige Betriebweisen und Papierführungen, ist je nach Größe und Konfiguration der Einheit eine Drehrichtungsumkehr einer oder mehrerer Zylinder erforderlich.

Weiterhin vorteilhaft im Falle mehrerer, über Kupplungen koppelbarer Antriebe ist für einige Betriebszustände die hohe Betriebssicherheit durch die Redundanz in der Anzahl der nutzbaren Antriebsmotoren, der sog. back-up Funktion.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben.

Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Seitenansicht eines ersten Ausführungsbeispiels für eine Druckeinheit;

Fig. 2 eine schematische Darstellung einer Seitenansicht eines zweiten Ausführungsbeispiels für eine Druckeinheit;

Fig. 3 eine schematische Darstellung einer Seitenansicht eines dritten Ausführungsbeispiels für eine Druckeinheit;

Fig. 4 eine schematische Darstellung einer Seitenansicht eines vierten Ausführungsbeispiels für eine Druckeinheit in einer Sechszylinder-Druckeinheit;

Fig. 5 eine schematische Darstellung einer Seitenansicht eines fünften Ausführungsbeispiels für eine Druckeinheit in einer Neunzylinder-Druckeinheit;

Fig. 6 eine schematische Darstellung einer Seitenansicht eines sechsten Ausführungsbeispiels für eine Druckeinheit in einer Zehnzylinder-Druckeinheit

Eine Druckeinheit einer Druckmaschine, insbesondere einer Rollenrotationsdruckmaschine, weist ein erstes Paar 02 zusammen wirkender Zylinder 03; 04, z. B. einen Formzylinder 03 und einen mit diesem zusammen wirkenden ersten Übertragungszylinder 04 auf. Das Paar 02 kann für alle Ausführungsbeispiele auch mit einem Farb- und/oder Feuchtwerk fest oder schaltbar gekoppelt sein. Der Formzylinder 03 und der Übertragungszylinder 04 des Paares 02 sind antriebstechnisch mechanisch miteinander gekoppelt und werden während der Produktion durch einen gemeinsamen Antriebsmotor 06 angetrieben, mit welchem die beiden fest gekoppelten Zylinder 03; 04 des ersten Paares 02 einen Antriebsverbund 07 bilden. Der Antriebsmotor 06 treibt entweder den Formzylinder 03 an, welcher über eine feste mechanische Kopplung, beispielsweise über eine formschlüssige Kopplung mittels Zahnrädern, auf den Übertragungszylinder 04 abtreibt, oder umgekehrt. Es können jedoch auch beide Zylinder 03; 04 über ein Motorritzel und/oder eine Räderkette oder über Zahnriemen indirekt und/oder parallel angetrieben werden. In den Figuren ist ein Antriebsverbund mit fester Kopplung mittels durchgezogener, die Rotationsachsen der betreffenden Zylinder 03; 04 und ggf. den Antriebsmotor 06 verbindender Linien dargestellt. Zwischen dem fest gekoppelten Paar 02 und dem Antriebsmotor 06 kann, in den Figuren nicht dargestellt, auch eine lösbare Kopplung vorgesehen sein. Aus dem Abstand zweier zusammen wirkender Zylinder ist in den schematischen Darstellungen der Fig. 1 bis 6 nicht auf den An- bzw. Abstell-Zustand zu schließen. In den Figuren wird eine schaltbare Kopplung generell durch zwei einen Antriebsverbund senkrecht unterbrechende Linien dargestellt.

Der Übertragungszylinder 04 des Paares 02 bildet mit einem dritten Zylinder 08, z. B. dem zweiten Übertragungszylinder 08 eines zweiten Paares 09 aus dem zweiten Übertragungszylinder 08 und einem weiteren Zylinder 11, z. B. einem zweiten Formzylinder 11, eine Druckstelle. An dieser Druckstelle wirken die beiden Zylinder 04; 08 in einer Druck-an-Stellung über eine zwischen den Zylindern 04; 08 verlaufenden Bahn, z. B. eine Bedruckstoff- oder Papierbahn, zusammen. Der zweite Übertragungszylinder 08 dient dem Übertragungszylinder 04 in Druck-an-Stellung als Widerlager und umgekehrt. Das erste Paar 02 und der Übertragungszylinder 08 sind mittels einer schaltbaren, mechanischen Kopplung 14, beispielsweise mittels einer schaltbaren Kupplung 14, verbunden. Die schaltbare Kupplung 14 kann eine Eindeutigkeitskupplung oder eine kontinuierliche Kupplung, eine form- oder eine kraftschlüssige Kupplung sein.

In einer ersten, vierzylindrigen Gruppe von Ausführungsbeispielen (Fig. 1 bis 3) bilden die beiden Paare 02 und 09 zusammen eine Vierzylinder-Druckeinheit 16, z. B. ein Vierzylinder-, Brücken- oder U-Druckwerk.

Das zweite Paar 09 bildet ebenfalls einen festen Antriebsverbund 17, der durch einen zweiten, am Formzylinder 11, am Übertragungszylinder 08 oder über ein Getriebe angeordneten Antriebsmotor 18 angetrieben ist.

Ein vorteilhaftes Ausführungsbeispiel, insbesondere zur Integration in größeren Zylinderverbänden, ist in Fig. 1 dargestellt. Das über die Kupplung 14 verbundene zweite Paar 09 ist mechanisch fest gekoppelt und weist einen eigenen Antriebsmotor 18 auf. Der Antriebsverbund 07 und/oder 17 kann über eine weitere schaltbare Kopplung, z. B. Kupplung, mit einem nicht dargestellten benachbarten Zylinder oder Antriebsverbund verbunden sein. Das erste Paar 02 wird beispielsweise durch den Antriebsmotor 06 am Formzylinder 03 angetrieben von dem auf den Übertragungszylinder 04 abgetrieben wird. Das erste Paar 02 kann jedoch auch wie o. g. in anderer Weise angetrieben sein.

Verbunden über die schaltbare Kupplung 14, ist das zweite Paar 09 ebenfalls als fester Antriebsverbund 17 ausgebildet, der z. B. durch einen zweiten Antriebsmotor 18 am zweiten Formzylinder 11 antreibbar ist.

Wie in Fig. 2 dargestellt, können die Antriebsmotoren 06; 18 jeweils auch am Übertragungszylinder 04; 08 angeordnet sein. Es kann auch einer der Antriebsmotoren 06; 18 am Formzylinder 03; 11 und der andere Antriebsmotor 18; 06 am Übertragungszylinder 04; 08 oder umgekehrt angeordnet sein.

In Fig. 3 werden die Form- 03; 11 und Übertragungszylinder 04; 08 parallel, z. B. mittels nicht dargestellter Getriebe angetrieben.

In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung bilden die Einheiten aus dem gekoppelten Paar 02 mit seinem Antriebsmotor 06 und der Kupplung 14 aus den Ausführungsbeispielen der Fig. 1 bis 3 standardisierbare Basiskonfigurationen für die flexible Konfigurierung größerer Zylinderverbände, wie beispielsweise von als Y oder λ ausgebildeten Sechszylinder- 22, von achtzylindrigen H-Einheiten oder von Neun- 23 bzw. Zehnzylinder-Druckeinheiten 27 (H-, Semisatellit- bzw. Satelliteneinheiten). Letztere insofern, dass ein Umschalten von Gummi- auf Stahl- auf Gummi- auf Gummi-Betrieb möglich ist.

Fig. 4 zeigt eine als y-Einheit ausgebildete Sechszylinder-Druckeinheit 22 mit drei angetriebenen Paaren 02; 09; 28 aus jeweils einem Übertragungszylinder 04; 08; 33, einem Formzylinder 03; 11; 32 sowie einem Antriebsmotor 06; 18; 29. Über zwei schaltbare Kupplungen 11; 14 ist das Paar 09 wahlweise oder gemeinsam mit den Paaren 02; 28 antreibbar und bildet dann je nach gedachter Teilung mit einem der beiden angetriebenen Paare 02; 28 eine Vierzylinder-Druckeinheit 16 gemäß Fig. 1.

Fig. 5 zeigt eine Neunzylinder-Druckeinheit 23 mit fünf Antriebsmotoren 06; 18; 26, wobei jeweils ein Paar 02; 09 den Antriebsmotor 06; 18 und ein zwischen den Paaren 02; 09 angeordneter Gegendruckzylinder 24 einen eigenen Antriebsmotor 26 aufweist.

Fig. 6 zeigt eine Zehnzylinder-Druckeinheit 27, wobei die jeweils vom Gummi-gegen- Stahl-Betrieb auf den Gummi-gegen-Gummi-Betrieb umsteuerbaren und verschwenkbaren oberen Übertragungszylinder 04; 08 jeweils mit ihren zusammen wirkenden Formzylindern 03; 11 eine Vierzylinder-Druckeinheit 16 bilden. Zwei unten angeordnete Paare 28 der Zehnzylinder-Druckeinheit 27 aus je einem Zylinder 32, z. B. Formzylinder 32, und einem Zylinder 33, z. B. Übertragungszylinder 33, bilden in diesem Beispiel jeweils mit den zusammen wirkenden Gegendruckzylindern 24 und jeweils durch einen Antriebsmotor 29 über eine Kupplung 31 verbundenen Verbund.

Mittels der Basiskonfigurationen aus den Fig. 1 bis 3 lassen sich für die Neun- 23 und Zehnzylinder-Druckeinheiten 27 beliebige zweckmäßige Konfigurationen bilden.

Die in den Ausführungsbeispielen genannten, und in den Fig. 1 bis 6 schematisch dargestellten Konfigurationen aus Antriebsmotoren 06; 18; 26; 29 und Kupplungen 14; 31 lassen sich auf verschiedene Art und Weise realisieren. So können beispielsweise die Antriebe direkt vom Rotor auf einen Zapfen eines der Zylinder 03; 04; 08; 11; 32; 33, über Wellen, über Ritzel mit oder ohne Räderkette, über Zahnriemen oder auch über Reibgetriebe erfolgen. Auch kann ein Ein- bzw. Auskuppeln von Zylindern 03; 04; 08; 11; 24; 32; 33 oder Zylindergruppen dadurch erfolgen, dass drehfest auf den Zapfen der Zylinder 03; 04; 08; 11; 24; 32; 33 angeordnete Zahnräder axial relativ zueinander verschiebbar und somit in und außer Eingriff bringbar sind. Auch der letztgenannte Fall soll im Sinne der Erfindung als Kupplung 14; 31 verstanden werden.

Jede einzelne der schematisch in den Fig. 1 bis 6 dargestellten Antriebskonfiguration kann auf unterschiedliche Weisen realisiert werden. So kann z. B. um zwei Zylinder 03; 04; 08; 11, beispielsweise den Übertragungszylinder 04 und den Übertragungszylinder 08, miteinander schaltbar zu koppeln, ein erstes Zahnrad drehfest auf einem Zapfen des Übertragungszylinder 04 und ein mit diesem in Eingriff stehendes zweites Zahnrad auf einem Zapfen des Übertragungszylinders 08 jedoch drehbar gelagert sein. Durch eine ebenfalls auf dem Zapfen des Übertragungszylinders 08 drehfest angeordneten Kupplung 14 ist das zweite Zahnrad auf dem Zapfen des Übertragungszylinders 08 wahlweise fixierbar. Die Anordnung kann ebenso umgekehrt erfolgen.

Eine bevorzugte Antriebsart für die Ausführung der beschriebenen Antriebe und Kopplungen 14; 31 sind o. g. Zahnradverbindungen und Zahnradketten, wobei ein schaltbares Koppeln durch Fixieren bzw. Freisetzen von Zahnrädern auf Wellen, insbesondere auf Zapfen der Zylinder 03; 04; 08; 11; 32; 33 erfolgt.

Über die beschriebenen und durch Kombination weiterzubildende Varianten sind jeweils eine Vielzahl von Betriebszuständen realisierbar, von denen im Folgenden einige beispielhaft genannt werden:
Für die Vierzylinder-Druckeinheit 16 mit einem, am Paar 02 angeordneten Antriebsmotor 06 kann bei offener Kupplung 14 und in Druck-ab-Stellung ein Verdrehen der Zylinder 03; 04 erfolgen, ohne dass beispielsweise eine bereits eingezogene Bahn vom zweiten Übertragungszylinder 08 mit gefördert wird. Besitzt der zweite Übertragungszylinder 08 oder das zweite Paar 09 ebenfalls einen Antriebsmotor 18, so ist bei geöffneter Kupplung 14 darüber hinaus ein von dem Paar 02 unabhängiges Drehen des zweiten Übertragungszylinders 08 bzw. des zweiten Paares 09 möglich, ohne dass das Paar 02 mitdreht. Auch eine relative Änderung der Drehwinkellagen zwischen Paar 02 und dem Paar 09 ist möglich. Bei geschlossener Kupplung 14 hingegen ist im letzteren Fall und in Druck-an-Stellung eine Sicherheit durch volle Redundanz der beiden während der Produktion laufenden Antriebsmotoren 06; 18, einem sogenannten Full back-up, gegeben. Durch Abstufung in der Antriebsleistung, z. B. 60% zu 40%, ist auch ein unexakter Antrieb aufgrund eines ggf. vorhandenen Zahnrad- oder Getriebespiels, d. h. ein ggf. auftretender Zahnflankenwechsel, vermeidbar. Weiter besteht die Möglichkeit der mechanischen und/oder elektronischen Synchronisierung des Paares 02 und des Übertragungszylinders 08.

Für den Fall einer Sechszylinder-Druckeinheit 22 besteht darüber hinaus, die Möglichkeit einer einseitigen Imprinterfunktion bzw. eines einseitigen Plattenwechsels bei ununterbrochener Förderung der Bahn.

Bezugszeichenliste

01

02

Paar, erstes

03

Zylinder, Formzylinder (

02

)

04

Zylinder, Übertragungszylinder (

02

)

05

-

06

Antriebsmotor (

02

)

07

Antriebsverbund (

02

)

08

Zylinder, Übertragungszylinder (

09

)

09

Paar, zweites

10

-

11

Zylinder, Formzylinder (

09

)

12

-

13

-

14

Kopplung, schaltbar, Kupplung, erste

15

-

16

Vierzylinder-Druckeinheit

17

Antriebsverbund

18

Antriebsmotor (

09

)

19

-

20

-

21

-

22

Sechszylinder-Druckeinheit

23

Neunzylinder-Druckeinheit

24

Gegendruckzylinder

25

-

26

Antriebsmotor

27

Zehnzylinder-Druckeinheit

28

Paar

29

Antriebsmotor

30

-

31

Kupplung

32

Zylinder, Formzylinder

33

Zylinder, Übertragungszylinder

Claims (7)

1. Antrieb einer Druckeinheit, welche ein erstes Paar (02) aus einem ersten Formzylinder (03) und einem ersten Übertragungszylinder (04) sowie ein eine Druckstelle bildendes zweites Paar (09) aus einem zweiten Übertragungszylinder (08) und einem zweiten Formzylinder (11) aufweist, wobei die paarigen Zylinder (03, 04; 08, 11) jeweils miteinander gekoppelt und mit jeweils einem Antriebsmotor (06; 18) getrieben jeweils einen Antriebsverbund (07; 17) bilden, wobei der Antriebsverbund (07) des einen Paares (02) und der Antrieb des Übertragungszylinders (08) des anderen Paares (09) über eine Kupplung (14) wahlweise schaltbar miteinander mechanisch koppelbar sind und die Antriebsmotoren (06; 18) bei geschlossener Kupplung (14) mit vorgegebener Leistungsabstufung betrieben sind.

2. Antrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jeweils der Übertragungszylinder (04; 08) den Antriebsmotor (06; 18) des Paares (02; 09) aufweist.

3. Antrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jeweils der Formzylinder (03; 11) den Antriebsmotor (06; 18) des Paares (02; 09) aufweist.

4. Antrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Paar (09) mit einem weiteren Antriebsverbund (17) gekoppelt oder koppelbar ist.

5. Antrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckeinheit mit einem weiteren Paar (02; 09; 28) von Zylindern (03; 04; 08; 11; 32; 33) eine Sechszylinder-Druckeinheit (22) bildet.

6. Antrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckeinheit Bestandteil einer Neun- (23) oder einer Zehnzylinder-Druckeinheit (27) mit jeweils zugeordnetem angetriebenem Satellitenzylinder (24) ist.

7. Antrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Abstufung in der Antriebsleistung der Antriebsmotoren (06; 18) im Verhältnis 60% zu 40% vorgegeben ist.