DE10151490B4 - Diagonalregister für Druckmaschinen, insbesondere Bogenoffsetmaschinen mit Lackierwerk - Google Patents
Diagonalregister für Druckmaschinen, insbesondere Bogenoffsetmaschinen mit Lackierwerk Download PDFInfo
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Abstract
Diagonalregister für Druckmaschinen mit einem an zwei beabstandeten Lager (14, 14a, 15) in den Seitenwänden (16, 17) der Druckmaschine gelagerten Umführzylinder (13, 13a, 13b), der schrägstellbar ist und der – außerhalb des vom Exzenter (18) abgewandten Lagers (14, 14a) – mit einem Zahnrad (19, 19a) in Drehverbindung steht, wobei das Zahnrad (19, 19a) separat in der zugeordneten Seitenwand (16) der Druckmaschine gelagert (23) und über eine nur die Torsionskräfte übertragende Gelenkverbindung (24, 27, 27a) mit dem Umführzylinder (13a, 13b) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, a) dass das Zahnrad (19a) über eine spielfreie Metallmembrankupplung (27, 27a) mit dem Umführzylinder (13a, 13b) in Drehverbindung steht, b) dass die Metallmembrankupplung (27, 27a) aus zwei beabstandeten je eine Metallmembran (30 bzw. 31) enthaltenden Membrangehäusen (28, 29) und einer koaxial zu den Membrangehäusen (28, 29) angeordneten, die beiden Metallmembranen (30, 31) verbindenden Zwischenwelle (32, 32a) besteht und entweder ca) dass die Metallmembrankupplung (27) insgesamt zwischen dem Zahnrad (19a) und dem zahnradseitigen Lager (14a) des Umführzylinders (13a) angeordnet ist, derart, dass der Abstand (a) der beiden Metallmembranen (30, 31) gleich dem Abstand (b) der zahnradferneren Metallmembran (31) vom zahnradseitigen Lager (14a) des Umführzylinders (13a) ist oder cb) dass nur das eine – zahnradnahe – Metallmembrangehäuse (28) außerhalb des zahnradseitigen Lagers (14a) des Umführzylinders (13b) angeordnet, das zweite Metallmembrangehäuse (34) jedoch unmittelbar innerhalb des Umführzylinders (13b) ausgebildet ist, und dass der Abstand (a) der zahnradnahen Metallmembran (30) vom zahnradseitigen Lager (14a) des Umführzylinders (13b) gleich dem Abstand (b) der innerhalb des Umführzylinders (13b) angeordneten zahnradferneren Metallmembran (31) vom zahnradseitigen Lager (14a) des Umführzylinders (13b) ist.
Description
- Die Erfindung bezieht sich auf ein Diagonalregister nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
- Ein derartiges Diagonalregister hat die Funktion, Schräglagefehler beim Mehrfarbendruck in Bogenrotationsdruckmaschinen durch Schrägstellung des Umführzylinders zu vermeiden. Die Schrägstellung des Umführzylinders im Lackierwerk wird üblicherweise dadurch realisiert, dass man das zahnradferne Lager des Umführzylinders (sog. Bus-Lager) innerhalb eines Exzenters anordnet, welcher seinerseits in der Seitenwand der Druckmaschine drehverstellbar gelagert ist. Zum Stand der Technik werden die
DE 40 12 928 A1 und dieEP 1 000 738 A1 genannt. - Da bei den bisher bekannt gewordenen Diagonalregistern das Zahnrad seitlich des sog. AS-Lagers fest mit dem Umführzylinder verschraubt ist, kommt es bei Schrägstellung des Umführzylinders zu einem Verkippen des Zahnrads, wobei dieses über den Hebelarm (BS-Lagerung/Zahneingriff) ausgelenkt wird. Durch den Zahneingriff mit benachbarten Zahnrädern verändert sich das Zahnspiel. So stellt sich in der Anordnung der Zahnräder – bei einer +1-mm-Stellung des Exzenters (bzw. des Umführzylinders) – minimales Zahnspiel und bei einer –1-mm-Stellung des Exzenters (bzw. des Umführzylinders) ein maximales Zahnspiel ein. Hierbei ist zu beachten, dass bei der +1-mm-Stellung das Zahnspiel ein gewisses Mindestmaß nicht unterschreiten darf. Auch bei 0-Stellung des Exzenters (der Umführzylinder steht hier exakt horizontal) stellt sich somit immer ein größeres Zahnspiel ein.
- Durch das größere Zahnspiel wird vor allem die Bogenübergabe gestört. Eine geringere Reproduzierbarkeit führt zu einem sog. Dublieren im Lackierwerk. Des Weiteren werden Stöße in den Räderzug eingeleitet, die bis zu den Druckwerken weitergeleitet werden und somit ebenfalls Druckprobleme verursachen.
- In
DE 44 07 853 A1 ist eine Vorrichtung beschrieben, bei welcher die Gelenkverbindung von Zahnrad und Zylinder durch die Balligkeit eines Lagerzapfenansatzes und einer Aussparung gebildet wird. Die Torsionskräfte werden durch eine elastische Reibscheibe übertragen. - In
DE 295 05 822 U1 ist eine Vorrichtung beschrieben, bei der die Gelenkverbindung von Antriebszahnrad und Trommelkörper durch die Balligkeit einer Zentrierbohrung und einer Zentrierhülse gebildet wird. Die Torsionskräfte werden von einer Koppelscheibe übertragen. - In
DE 66 00 498 U ist eine Vorrichtung beschrieben, bei der ein Zahnrad und der Zylinder zusammen über ein Pendelkugellager in einer Seitenwand gelagert sind. - Aufgabe der Erfindung ist es, die bisher mit einer (notwendigen) Schrägstellung des Umführzylinders verbundene radiale Auslenkung und Verkippung des Zahnrades zu vermeiden.
- Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch ein Diagonalregister mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.
- Durch die Erfindung wird vorteilhafterweise eine Entkopplung des Zahnrades vom Umführzylinder hinsichtlich der Radialkräfte bewirkt. Vom Zahnrad wird somit nur noch das Drehmoment auf den Umführzylinder übertragen. Radialkräfte dagegen werden durch die Lagerungen aufgenommen, so dass eine radiale Auslenkung und Verkippung des Zahnrades nicht mehr stattfinden kann.
- In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt, die im Folgenden detailliert beschrieben werden. Es zeigen:
-
1 – in Seitenansicht – den Zahnradplan einer Bogenoffset-Druckmaschine mit Lackierwerk, -
2 – in Pfeilrichtung A (1 ) betrachtet – ein Diagonalregister im Lackierwerk der Druckmaschine nach1 , wobei Zahnrad und Umführzylinder noch in herkömmlicher Weise miteinander gekuppelt sind, -
3 – anhand einer schematischen Darstellung – die bei der Diagonalregisterkonstruktion nach1 auftretende Problematik, -
4 – in (schematischer) Darstellung entsprechend2 – eine nicht erfindungsgemäße Ausführungsform eines Diagonalregisters, bei dem Umführzylinder und Zahnrad nach dem Kardanprinzip miteinander gekuppelt sind, und -
5 und6 – jeweils in Darstellung entsprechend2 bzw.4 – zwei erfindungsgemäße Varianten eines Diagonalregisters, bei dem Umführzylinder und Zahnrad durch eine Metallmembrankupplung miteinander drehverbunden sind. - Bei der Darstellung nach
1 handelt es sich um eine in ihren (strichpunktiert skizzierten) Außenkonturen mit10 bezifferte Bogenoffset-Druckmaschine, deren konstruktive Grundkonzeption bekannt ist, so dass sich detaillierte Ausführungen hierzu erübrigen. Entsprechendes gilt grundsätzlich auch für die – ebenfalls strichpunktiert angedeuteten – sämtlich in Drehverbindung miteinander stehenden Zahnräder der Druckmaschine10 . - Der für die Erfindung maßgebende Teil der Druckmaschine
10 ist mit11 bezeichnet. Es handelt sich hierbei um das Lackierwerk mit Diagonalregister12 . Ein solches Diagonalregister geht im Einzelnen aus2 hervor (siehe hierzu auch3 ). Es besteht im Wesentlichen aus einem Umführzylinder13 für die in der Druckmaschine10 zu verarbeitenden Bogen (nicht gezeigt), der an zwei beabstandeten Lager14 ,15 in Seitenwänden16 (AS) bzw.17 (BS) der Druckmaschine10 drehbar gelagert ist. - Um den Umführzylinder
13 in eine Schräglage stellen zu können – siehe hierzu die (aus Gründen der Anschaulichkeit überhöht dargestellte) Schrägstellung13' in3 –, ist das BS-Lager15 in einem Exzenter18 befestigt, der seinerseits in der Seitenwand17 drehverstellbar angeordnet ist. - Bei dem aus
2 und3 ersichtlichen Diagonalregister12 wird der Umführzylinder13 von einem Zahnrad19 angetrieben, welches – außerhalb des AS-Lagers14 bzw. der Seitenwand16 – durch Bolzen20 ,21 starr mit dem Umführzylinder13 verbunden ist. Wird nun der Umführzylinder13 durch Verstellung des Exzenters18 in die in3 mit13' bezifferte Schrägstellung gebracht, so ergibt sich – infolge der starren Verbindung von Zahnrad19 und Umführzylinder13 – eine entsprechende Schrägstellung19' des Zahnrads19 , verbunden mit einer radialen Verschiebung des Zahnrad-Mittelpunkts22 um den Wert x. Die Folge ist eine Veränderung des Zahnspiels, wodurch die Bogenübergabe gestört wird und – wegen der dadurch bedingten geringeren Reproduzierbarkeit – ein Dublieren im Lackwerk11 (1 ) auftritt. Außerdem pflanzen sich durch die Schrägstellung (19' ) und die Außermittigkeit (x) des Zahnrads19 auftretende Stöße in den gesamten Zahnräderzug (1 ) der Druckmaschine10 fort. -
4 zeigt nun eine nicht erfindungsgemäße Lösung, wie die im Vorstehenden geschilderten Probleme vermieden werden können. Hierbei sind – der Übersichtlichkeit halber – die der Konstruktion nach2 und3 entsprechenden Bauteile mit denselben Bezugszeichen wie dort – bei Abweichungen gegenüber2 und3 ergänzt durch den Buchstaben „a” – versehen. - Ein Unterschied gegenüber der Ausführungsform nach
2 bzw.3 besteht zunächst darin, dass das Zahnrad19a unabhängig von der AS-Lagerung14a des Umführzylinders13a an einem separaten Lager23 in der Seitenwand16 gelagert ist. - Eine wesentliche Besonderheit liegt nun darin, dass die notwendige Drehverbindung (zur Übertragung der Torsionskräfte) zwischen Zahnrad
19a und Umführzylinder13a nicht durch eine starre Verbindung, sondern durch eine Kupplung24 erfolgt, die nach dem Kardanprinzip arbeitet. Zwischen Zahnrad19a und Umführzylinder13a werden somit nur Torsionskräfte übertragen, nicht jedoch auch Kippbewegungen wie sie bei einer Schrägstellung des Umführzylinders13a auftreten (vgl. hierzu3 ). - Um einen Gleichlauf von Zahnrad
19a und Umführzylinder13a zu gewährleisten, besteht die Kupplung24 aus zwei hintereinandergeschalteten (in4 schematisch dargestellten) Kreuzgelenken25 und26 . - Eine solche Kreuzgelenkkonstruktion zum Zwecke des Gleichlaufs zweier gekuppelter Wellen, die verschiedene Winkelstellungen zueinander einnehmen können, ist im Prinzip bekannt, so dass in
4 auf eine detaillierte Darstellung verzichtet werden konnte. Die Kupplung24 ist vorteilhafterweise in der Lage, einen Radial- und Winkelversatz des Umführzylinders13a gegenüber dem Zahnrad19a auszugleichen. Zur Übertragung des Drehmoments ist es wichtig, dass die Kupplung24 spielfrei arbeitet. - Denkbar ist es auch, anstelle einer Kupplung mit zwei Kreuzgelenken ein homokinetisches Gelenk zu verwenden, wie es beispielsweise im Automobilbau bei zugleich angetriebenen und lenkbaren Rädern zur Anwendung kommt.
- Bei der erfindungsgemäßen Variante nach
5 entsprechen Lagerung23 bzw.14a ,15 des Zahnrads19a bzw. des Umführzylinders13a der Ausführungsform nach4 , so dass für die betreffenden übereinstimmenden Bauteile gleiche Bezugszeichen wie in4 (bzw.2 und3 ) verwendet werden. - Auch bei der Variante nach
5 ist die Verbindung zwischen Zahnrad19a und Umführzylinder13a dergestalt ausgeführt, dass ausschließlich Torsionskräfte übertragen werden können. Hierfür ist eine insgesamt mit27 bezifferte Metallmembrankupplung eingesetzt. Eine solche Metallmembrankupplung erweist sich insofern als besonders vorteilhaft, als sie einerseits absolut spielfrei ist, andererseits aber auch hohe Drehmomente problemlos zu übertragen vermag, da sie eine hohe Drehsteifigkeit besitzt. - Im Einzelnen weist die Metallmembrankupplung
27 zwei Membrangehäuse28 ,29 auf, in denen jeweils eine Metallmembran30 bzw.31 drehfest angeordnet ist. Die beiden Metallmembranen30 ,31 sind durch eine Zwischenwelle32 miteinander verbunden. Die Längsachse der Metallmembrankupplung27 deckt sich – wie aus5 erkennbar – mit der (in 0°-Stellung des Umführzylinders13a ) gemeinsamen Rotationsachse33 von Umführzylinder13a und Zahnrad19a . - Damit die Metallmembrankupplung
27 den notwendigen Gleichlauf von Umführzylinder13a und Zahnrad19a gewährleistet, ist einerseits dem Abstand der beiden Metallmembranen30 ,31 voneinander Beachtung zu schenken. Zum anderen kommt es darauf an, welchen Abstand die Metallmembrankupplung27 vom AS-Lager14a des Umführzylinders13a besitzt. Der Abstand zwischen den beiden Metallmembranen30 und31 ist in5 mit „a” bezeichnet. Den Abstand der zahnradferneren Metallmembran31 vom AS-Lager14a des Umführzylinders13a kennzeichnet der Buchstabe „b”. Um auch bei einem Winkelversatz des Umführzylinders13a gegenüber dem Zahnrad19a gleiche Winkelgeschwindigkeiten dieser beiden Bauteile, und damit Gleichlauf derselben zu gewährleisten, muss die Bedingung a = b erfüllt sein. - Auch bei der ebenfalls erfindungsgemäßen Variante nach
6 kommt eine Metallmembrankupplung – hier mit27a bezeichnet – zum Einsatz. Im Unterschied zur Ausführungsform nach5 liegt jedoch die Metallmembrankupplung27a nicht vollständig außerhalb des AS-Lagers14a des Umführzylinders13b , sondern lediglich das Membrangehäuse28 mit der Membran30 . Dagegen ist die zweite Metallmembran –31 – in einer zylindrischen Ausnehmung34 des Umführzylinders13b befestigt. Somit bildet hier der Umführzylinder13b selbst gewissermaßen das zweite Membrangehäuse. Die Ausführungsform der Metallmembrankupplung27a nach6 erfordert deshalb eine vergleichsweise große Längserstreckung der hier mit32a bezifferten Zwischenwelle. Die Anordnung der Metallmembran31 innerhalb des Umführzylinders13b erfordert die konstruktive Besonderheit, dass der mit35 bezifferte Lagerzapfen des Umführzylinders13b eine in die zylindrische Ausnehmung34 einmündende zentrische Bohrung36 aufweist, um den Durchtritt der Zwischenwelle32a zur der Metallmembran31 zu ermöglichen. - Wichtig für den notwendigen Gleichlauf von Umführzylinder
13b und Zahnrad19a sind die Abstände „a” bzw. „b” der Metallmembranen30 bzw.31 vom AS-Lager14a des Umführzylinders13b . Für gleiche Winkelgeschwindigkeiten und damit Gleichlauf gilt hier wiederum: a = b.
Claims (1)
- Diagonalregister für Druckmaschinen mit einem an zwei beabstandeten Lager (
14 ,14a ,15 ) in den Seitenwänden (16 ,17 ) der Druckmaschine gelagerten Umführzylinder (13 ,13a ,13b ), der schrägstellbar ist und der – außerhalb des vom Exzenter (18 ) abgewandten Lagers (14 ,14a ) – mit einem Zahnrad (19 ,19a ) in Drehverbindung steht, wobei das Zahnrad (19 ,19a ) separat in der zugeordneten Seitenwand (16 ) der Druckmaschine gelagert (23 ) und über eine nur die Torsionskräfte übertragende Gelenkverbindung (24 ,27 ,27a ) mit dem Umführzylinder (13a ,13b ) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, a) dass das Zahnrad (19a ) über eine spielfreie Metallmembrankupplung (27 ,27a ) mit dem Umführzylinder (13a ,13b ) in Drehverbindung steht, b) dass die Metallmembrankupplung (27 ,27a ) aus zwei beabstandeten je eine Metallmembran (30 bzw.31 ) enthaltenden Membrangehäusen (28 ,29 ) und einer koaxial zu den Membrangehäusen (28 ,29 ) angeordneten, die beiden Metallmembranen (30 ,31 ) verbindenden Zwischenwelle (32 ,32a ) besteht und entweder ca) dass die Metallmembrankupplung (27 ) insgesamt zwischen dem Zahnrad (19a ) und dem zahnradseitigen Lager (14a ) des Umführzylinders (13a ) angeordnet ist, derart, dass der Abstand (a) der beiden Metallmembranen (30 ,31 ) gleich dem Abstand (b) der zahnradferneren Metallmembran (31 ) vom zahnradseitigen Lager (14a ) des Umführzylinders (13a ) ist oder cb) dass nur das eine – zahnradnahe – Metallmembrangehäuse (28 ) außerhalb des zahnradseitigen Lagers (14a ) des Umführzylinders (13b ) angeordnet, das zweite Metallmembrangehäuse (34 ) jedoch unmittelbar innerhalb des Umführzylinders (13b ) ausgebildet ist, und dass der Abstand (a) der zahnradnahen Metallmembran (30 ) vom zahnradseitigen Lager (14a ) des Umführzylinders (13b ) gleich dem Abstand (b) der innerhalb des Umführzylinders (13b ) angeordneten zahnradferneren Metallmembran (31 ) vom zahnradseitigen Lager (14a ) des Umführzylinders (13b ) ist.
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