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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Rotationsdruckmaschine nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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In der
DE 197 54 544 C1 ist eine solche Rotationsdruckmaschine beschrieben, deren Zugmittelgetriebe zwar bei in die zweite Stellung verstelltem zweiten Zahnrad die Zähne der Zahnräder auf Lücke hält, jedoch bei in die erste Stellung verstelltem zweiten Zahnrad keine sichere Zahnflankenberührung ohne Zahnspiel gewährleistet.
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In
DE 72 19 343 U ist ein Zahnriemen- oder Kettenantrieb beschrieben, bei dem durch Verschieben einer Umlenkrolle die wirksame Länge des Lasttrums geändert und die angetriebene relativ zur treibenden Welle verdreht wird. Es erfolgt eine stufenlose Änderung der Winkelzuordnung während des Betriebs.
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In
DE 31 31 392 A1 ist eine Vorrichtung zum winkelsynchronen Drehen zweier Zylinder einer Druckmaschine beschrieben. Ein Bewegungsband ist zwischen den Zylindern über eine Umlenkrolle geführt, die in ihrem Abstand von den Zylindern einstellbar ist.
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Deshalb liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine der eingangs genannten Gattung entsprechende Rotationsdruckmaschine zu schaffen, deren Zugmittelgetriebe nicht nur bei entkoppeltem zweiten Zahnrad die Zähne auf Lücke hält sondern auch bei miteinander gekoppelten Zahnrädern eine sichere Zahnflankenberührung ohne Zahnspiel gewährleistet.
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Die gestellte Aufgabe wird durch eine Rotationsdruckmaschine mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
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Besonders vorteilhaft an der erfindungsgemäßen Rotationsdruckmaschine ist die multifunktionale Verwendung des Zugmittels. Dieses dient sowohl zum Sichern einer korrekten Drehwinkelstellung des zweiten Zahnrades relativ zum ersten Zahnrad bei voneinander entkoppelten Zahnrädern als auch zum Verspannen der Zahnräder miteinander, wenn diese gekoppelt sind.
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Funktionell und konstruktiv vorteilhafte Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Rotationsdruckmaschine sind in den Unteransprüchen genannt und ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele und der dazugehörigen Zeichnung.
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In dieser zeigt:
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1 eine erfindungsgemäße Rotationsdruckmaschine mit einem Zugmittel, welches zwei Räder umschlingt und das von zwei Spannelementen unter Spannung gehalten wird, und
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2 die Rotationsdruckmaschine in einer modifizierten Ausführung, gemäß welcher das Zugmittel ein weiteres Rad umschlingt.
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In 1 ist eine Rotationsdruckmaschine zur Verarbeitung von Bedruckstoffbögen im Ausschnitt dargestellt. Der Ausschnitt zeigt ein zum Drucken oder Lackieren verwendbares Beschichtungswerk der Rotationsdruckmaschine, welches einen ersten Zylinder 1 und einen zweiten Zylinder 2 umfaßt. Der erste Zylinder 1 ist ein mit Greifern zum Halten der Bedruckstoffbögen ausgestatteter und doppel-groß dimensionierter Gegendruckzylinder. Auf den zweiten Zylinder 2, der einfach-groß dimensioniert ist, kann wahlweise ein Gummituch für vollflächige Lackierarbeiten und eine Flexodruckplatte für Spotlackierungen aufgespannt werden.
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Der erste Zylinder 1, ein erstes Zahnrad 3 und ein erstes Rad 4 sind koaxial zueinander angeordnet und drehfest miteinander verbunden. Der zweite Zylinder 2, ein zweites Zahnrad 5 und zweites Rad 6 sind ebenfalls koaxial zueinander angeordnet und drehfest miteinander verbunden. Das erste Zahnrad 3 und das zweite Zahnrad 5 sind Bestandteile eines Zahnradgetriebes, über welches die Zylinder 1, 2 während des Druckbetriebes rotativ angetrieben werden. In der Zeichnung mit dem Bezugszeichen „1”, „2”, „3” und „5” versehene Kreislinien repräsentieren sowohl Umfangskonturen der Zylinder 1, 2 als auch mit den Umfangskonturen durchmessergleiche Teilkreise der stirnseitig verzahnten Zahnräder 3, 5. Nur im Umfangswinkelbereich eines von den Zylindern 1, 3 gebildeten Druckspalts sind die ineinander greifenden Verzahnungen der Zahnräder 3, 5 angedeutet. Auch die Räder 4, 6, welche ebenfalls als stirnseitig verzahnte Zahnräder ausgebildet sind, sind in den 1 und 2 lediglich anhand ihrer Teilkreise schematisch dargestellt.
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Der zweite Zylinder 2 ist mittels einer Stelleinrichtung 19, z. B. einer Exzenterbuchse, wahlweise in eine dargestellte Druck-An-Stellung am ersten Zylinder 1 und in eine nicht dargestellte, vom ersten Zylinder 1 zurückgezogene Zylinderstellung verstellbar gelagert, in welcher sich das zweite Zahnrad 5 vollständig außer Zahneingriff mit dem ersten Zahnrad 3 befindet und der zweite Zylinder 2 ausschließlich über ein ebenes Zugmittelgetriebe rotativ angetrieben wird. Das Zugmittelgetriebe (traction mechanism) umfaßt neben den Rädern 4, 6 ein um letztere umlauffähig angeordnetes, in sich geschlossenes Zugmittel (traction element) 7.
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Möglich ist eine Ausbildung des die Räder 4, 6 umschlingenden Zugmittels 7, welches zur Kraftübertragung nur auf Zug und nicht auf Druck belastbar ist, als ein schmiegsames oder vielgliedriges und mit den Rädern 4, 6 formschlüssig gekoppeltes, d. h. kämmendes Zugmittel, wie z. B. ein Zahnriemen oder eine Gelenkkette. Die Räder 4, 6 können als Riemenräder fungieren, falls das Zugmittel 7 ein Riemen ist, oder als Kettenräder fungieren, falls das Zugmittel 7 eine Kette ist.
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Das in der Zeichnung dargestellte Zugmittel 7 ist ein innen- und außenseitig verzahnter, endloser Zahnriemen, der schmiegsam ist und mit den Rädern 4, 6 im kämmenden Eingriff steht. Der Verlauf des Zugmittels 7 ist so gewählt, dass das erste Rad 4 an der Innenseite und das zweite Rad 6 an der Außenseite des Zugmittels 7 anliegt.
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Weiterhin gehören zum Zugmittelgetriebe ein mittels einer Feder 8 am Zugmittel 7 in permanenter Anlage gehaltenes erstes Spannelement 9 und ein mittels eines fernbedienbaren Stellantriebes 10 wahlweise in eine erste Schaltstellung und eine zweite Schaltstellung verstellbar gelagertes zweites Spannelement 11. Das als eine Spannrolle ausgebildete, gefederte, erste Spannelement 9 ist einem ersten Trum 12 des Zugmittels 7 zugeordnet und liegt an dessen Innenseite an. Das ebenfalls als eine Spannrolle ausgebildete, schaltbare, zweite Spannelement 11 ist einem zweiten Trum 13 des Zugmittels 7 zugeordnet. Der Stellantrieb 10 ist ein doppeltwirkender, pneumatischer Arbeitszylinder mit einem aus- und einfahrbaren Hubkolben.
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Durch eine Verstellung des zweiten Spannelements 11 aus der dargestellten, ersten Schaltstellung in die nicht dargestellte zweite Schaltstellung wird eine Kontaktfläche 14 von einem die erste Schaltstellung bestimmenden, einstellbaren Anschlag 15, z. B. einer Anschlagschraube, abgehoben und die Spannung des Zugmittels 7 erhöht. Die am Stellantrieb 10 ausgebildete Kontaktfläche 14 befindet sich an einer Kolbenstange des Stellantriebes 10, an welcher auch das Spannelement 11 über ein Drehgelenk befestigt ist. Anstelle der Einstellbarkeit des Anschlages 15 kann es auch vorgesehen sein, dass die Drehwinkelstellung des Rades 4 relativ zum Zahnrad 3 und/oder die Drehwinkelstellung des Rades 6 relativ zum Zahnrad 5 einstellbar ist.
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Alle vorstehend im Zusammenhang mit dem in 1 gezeigten ersten Ausführungsbeispiel beschriebenen Merkmale weist auch das in 2 gezeigte zweite Ausführungsbeispiel der Erfindung auf.
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Nachfolgend werden konstruktive Besonderheiten beschrieben, in welchen sich die in den 1 und 2 dargestellten beiden Ausführungsbeispiele voneinander unterscheiden.
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Beim im 1 dargestellten ersten Ausführungsbeispiel liegt das zweite Spannelement 11 an der Innenseite des Zugmittels 7 an. Das Zugmittel 7 verläuft somit über drei bezüglich des Zugmittels 7 innenliegend angeordnete Elemente, nämlich über das erste Rad 4 und die Spannelemente 9, 11, sowie über das bezüglich des Zugmittels 7 außenliegend angeordnete zweite Rad 6 geführt. Das zweite Trum 13 fängt am zweiten Rad 6 an und endet am ersten Rad 4.
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Beim eine Modifikation des ersten Ausführungsbeispieles darstellenden und in 2 gezeigten zweiten Ausführungsbeispiel liegt das zweite Spannelement 11 an der Außenseite des Zugmittels 7 an. Außerdem steht eine Walze 16 mit dem zweiten Zylinder 2, genauer gesagt mit der Flexodruckplatte oder dem Gummituch auf dem zweiten Zylinder 2, in Abrollkontakt. Die Walze 16 ist eine Farbauftrag- und/oder Rasterwalze. Ein, wie auch jedes der Räder 4, 6, als ein stirnseitig verzahntes Riemenrad ausgebildetes drittes Rad 17 ist koaxial zur Walze 16 angeordnet und drehfest mit letzterer verbunden.
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Das mit dem dritten Rad 17 im kämmenden Eingriff stehende und das dritte Rad 17 umschlingende Zugmittel 7 ist so geführt, dass das dritte Rad 17 an der Innenseite des Zugmittels 7 anliegt. Gemäß des zweiten Ausführungsbeispieles verläuft das Zugmittel somit über drei bezüglich des Zugmittels 7 innenliegend angeordnete Elemente, nämlich die Räder 4, 17 und das erste Spannelement 9, sowie über zwei bezüglich des Zugmittels 7 außenliegend angeordnete Elemente, nämlich das zweite Rad 6 und das zweite Spannelement 11, geführt. Das zweite Trum 13 fängt am dritten Rad 17 an und endet am ersten Rad 4. Ein drittes Trum 18 des Zugmittels 7 fängt am zweiten Rad 6 an und endet am dritten Rad 17.
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Nachfolgend wird mit Geltung für beide Ausführungsbeispiele die Funktion erläutert:
Das Beschichtungswerk ist mindestens einem Druckwerk, wie z. B. einem Flexo- oder Offsetdruckwerk, der Rotationsdruckmaschine in Bedruckstofftransportrichtung gesehen nachgeordnet. Die Rotationsdruckmaschine ist in einer ersten und in einer zweiten Betriebsart betreibbar.
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Gemäß der ersten Betriebsart werden in einem einzigen Druckgang die Bedruckstoffbögen zuerst in dem mindestens einen Druckwerk bedruckt und danach im Beschichtungswerk lackiert. Gemäß der zweiten Betriebsart werden die Bedruckstoffbögen zwar in dem mindestens einen Druckwerk bedruckt, jedoch durch das Beschichtungswerk hindurch transportiert, ohne darin lackiert zu werden.
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Das Beschichtungswerk ist somit bei der ersten Betriebsart aktiv und bei der zweiten Betriebsart inaktiv in den Inline-Prozeß eingebunden. Um von der ersten Betriebsart auf die zweite Betriebsart zu wechseln, ist eine mittels der Stelleinrichtung 19 durchgeführte Verstellung des zweiten Zylinders 2 aus der Druck-An-Stellung in die vom ersten Zylinder 1 zurückgezogene Zylinderstellung erforderlich. Bei dieser Verstellung wird der zweite Zylinder 2 zusammen mit dem zweiten Zahnrad 5 verstellt, welches dabei relativ zum ersten Zahnrad 3 aus einer ersten Stellung, in welcher das zweite Zahnrad 5 mit dem ersten Zahnrad 3 in Eingriff steht, in eine zweite Stellung, in welcher das zweite Zahnrad 5 außer Eingriff mit dem ersten Zahnrad 3 steht, verstellt wird. Die Entkoppelung des zweiten Zahnrades 5 vom ersten Zahnrad 3 ermöglicht die Einstellung eines sehr großen Abstandes zwischen den Zylindern 1, 2, durch welchen ein abschmierfreier Transport des an seiner Vorderkante in den Greifern des rotierenden ersten Zylinders 1 gehaltenen Bedruckstoffbogens am ebenfalls rotierenden zweiten Zylinder 2 vorbei gewährleistet ist, ohne dass dabei eine aufgrund einer großen Steifigkeit des Bedruckstoffbogens, z. B. eines Kartonbogens, und der Fliehkraftwirkung vom ersten Zylinder 1 etwas abstehende Hinterkante des Bedruckstoffbogens am zweiten Zylinder 2 anschlägt.
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Folgende Verfahrensschritte sind in der Reihenfolge ihrer Aufzählung durchzuführen, um das Beschichtungswerk von der ersten Betriebsart auf die zweite Betriebsart umzustellen.
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In einem ersten Verfahrensschritt wird das zweite Spannelement 11 mittels des Stellantriebes 10, dessen Kolbenstange dabei ausführt, aus der zweiten in die erste Schaltstellung verstellt und infolgedessen das zweite Zahnrad 5 relativ zum ersten Zahnrad 3 verdreht. Dabei wird das zweite Zahnrad 5 aus einer ersten Drehstellung, in welcher ein in eine Zahnlücke des ersten Zahnrades 3 eingreifender Zahn des zweiten Zahnrades in Zahnflankenkontakt mit einem von zwei die Zahnlücke begrenzenden Zähnen des ersten Zahnrades steht, in eine zweite Drehstellung, in welcher der Zahn des zweiten Zahnrades außer Zahnflankenkontakt mit jedem der beiden Zähne des ersten Zahnrades steht, verdreht. Im ersten Verfahrensschritt wird das zweite Trum 13 durch das Verstellen des ersten Spannelements 9 entspannt und durch das Verdrehen des zweiten Zahnrades 5 verkürzt und wird gleichzeitig das erste Trum 12 durch das Verdrehen des zweiten Zahnrads 5 verlängert und unter abnehmender Spannung der Feder 8 über das erste Spannelement 9 nachgespannt.
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In einem darauffolgenden zweiten Verfahrensschritt wird das zweite Zahnrad 5 mittels der Stelleinrichtung 19 relativ zum ersten Zahnrad 3 verstellt. Das zweite Zahnrad 5 wird im zweiten Verfahrensschritt aus der ersten Stellung in die zweite Stellung vom ersten Zahnrad 3 weg verstellt, wodurch der Zahn des zweiten Zahnrades 5 aus der Zahnlücke des ersten Zahnrades 3 herausgezogen wird.
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Mit anderen Worten gesagt geschieht in den beiden Verfahrensschritten folgendes: Das zweite Spannelement 11 wird von der zweiten Schaltstellung, in welcher sich die Kontaktfläche 14 auf Abstand zum Anschlag 15 befindet, in die erste Schaltstellung, in welcher die Kontaktfläche 14 am Anschlag 15 anliegt, verstellt. Durch diese Verstellung wird die Zugspannung des Zugmittels 7 im Bereich des zweiten Trums 13 herabgesetzt, wodurch der Feder 8 eine Entspannung ermöglicht wird, infolge welcher das zweite Trum 13 wieder gestrafft und das zweite Zahnrad 5, bezogen auf die 1 und 2, etwas im Uhrzeigerdrehsinn verdreht wird. Das zweite Zahnrad 5 wird aber nur soweit verdreht, dass eine nacheilende Zahnflanke des zweiten Zahnrades 5 von einer voreilenden Zahnflanke des ersten Zahnrades 3 abgehoben und der die nacheilende Zahnflanke aufweisende Zahn des zweiten Zahnrades 5 genau auf Mitte der Zahnlücke des ersten Zahnrades 4 gestellt wird. Der Anschlag 15 ist so eingestellt, dass der Zahn des zweiten Zahnrades 5 auch während und nach der Verstellung des zweiten Zahnrades 5 außer Eingriff mit dem ersten Zahnrad 3 seine für einen erneuten Eingriff in die Zahnlücke erforderliche mittig fluchtende Stellung relativ zur Zahnlücke im wesentlichen beibehält, d. h., dass eine Zahn-Auf-Zahn-Stellung des Zahnes des zweiten Zahnrades 5 mit einem Zahn des ersten Zahnrades 3 auf jeden Fall ausgeschlossen ist.
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Die eigentliche Durchführung der zweiten Betriebsart, d. h. das Drucken ohne zu lackieren, bildet einen dritten Verfahrensschritt, bei welchem das zweite Zahnrad 5 ausschließlich über das Zugmittelgetriebe rotativ angetrieben wird.
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Um von der zweiten Betriebsart wieder auf die erste Betriebsart zurück zu wechseln, sind ein vierter und ein fünfter Verfahrensschritt erforderlich, die zum Zwecke eines Koppelns des zweiten Zahnrades 5 mit dem ersten Zahnrad 3 durchgeführt werden.
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Im vierten Verfahrensschritt wird das zweite Zahnrad 5 mittels der Stelleinrichtung 19 relativ zum ersten Zahnrad 3 aus der zweiten Stellung in die erste Stellung verstellt. Bei dieser Verstellung des zweiten Zahnrades 5 zum ersten Zahnrad 3 hin wird der Zahn des zweiten Zahnrades 5 in die Zahnlücke des ersten Zahnrades 3 mittig hineingeschoben, ohne dabei an einer Zahnflanke einer der die Zahnlücke begrenzenden Zähne des ersten Zahnrades 3 zu schleifen.
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Im fünften Verfahrensschritt wird das zweite Spannelement 11 mittels des Stellantriebes 10, dessen Kolbenstange dabei wieder einfährt, zurückverstellt und infolgedessen über das Zugmittelgetriebe das zweite Zahnrad 5 relativ zum ersten Zahnrad 3 entgegen dem Uhrzeigerdrehsinn verdreht. Im fünften Verfahrensschritt erfolgt somit eine Verdrehung des zweiten Zahnrades 5 aus der zweiten Drehstellung, in welcher der Zahn des zweiten Zahnrades 5 außer Zahnflankenkontakt mit den zwei die Zahnlücke begrenzenden Zähnen des ersten Zahnrades 3 steht, in die erste Drehstellung zurück, in welcher der Zahn des zweiten Zahnrades 5 in Zahnflankenkontakt mit dem einen der beiden Zähne des ersten Zahnrades 3 steht. Im fünften Verfahrensschritt wird das zweite Trum 13 durch das Verstellen des zweiten Spannelementes 11 angespannt und durch das Verdrehen des zweiten Zahnrades 5 verlängert und wird gleichzeitig das erste Trum 12 durch das Verdrehen des zweiten Zahnrades 5 unter zunehmender Spannung der das erste Spannelement 9 belastenden Feder 8 verkürzt.
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Mit anderen Worten gesagt wird die Kontaktfläche 14 im fünften Verfahrensschritt wieder vom Anschlag 15 abgehoben, so dass die nacheilende Zahnflanke des Zahnes des zweiten Zahnrades 5 von dem als eine Druckluftfeder wirkenden Stellantrieb 10 gegen die voreilende Zahnflanke des Zahnes des ersten Zahnrades 3 mit einer definierten Kraft gepresst wird.
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Ein nachfolgender sechster Verfahrensschritt beinhaltet den Druckbetrieb gemäß der ersten Betriebsart der Rotationsdruckmaschine, wobei durch die Verspannung des zweiten Zahnrades 5 mit dem ersten Zahnrad 3 ein Zahnflankenwechsel unterbunden wird, welcher ohne die beschriebenen Maßnahmen durch die von einem umfangsseitig offenen Zylinderkanal des zweiten Zylinders 2 hervorgerufene Unwucht des zweiten Zylinders 2 verursacht würde. In dem Zylinderkanal ist ein Klemm- und Spannsystem zum Klemmen und Spannen der Flexodruckplatte und des Gummituches angeordnet.
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Wenn sich das zweite Zahnrad 5 in der ersten Stellung befindet und mit dem ersten Zahnrad 3 verspannt ist, fungiert das zweite Trum 13 als Lasttrum des Zugmittels 7. Dabei übersteigt eine vom Stellantrieb 10 über das zweite Spannelement 11 auf das Zugmittel 7 ausgeübte Spannkraft die Summe einer von der Feder 8 über das erste Spannelement 9 auf das Zugmittel 7 aufgebrachten Spannkraft und einer Kraft eines Unwuchtmomentes, welches aus der Unwucht des Zylinderkanales resultiert. Ist jedoch die Kontaktfläche 14 vom Anschlag 15 abgehoben und befindet sich der Zahn des zweiten Zylinders 2 in Mittelstellung relativ zur Zahnlücke des ersten Zylinders 1, dann fungiert das erste Trum 12 als Lasttrum des Zugmittelgetriebes 7. Eine die Spannkraft des Spannelementes 9 aufbringende Federkraft der Feder 8 ist ca. 1,8 mal größer als eine resultierende Zugkraft (Riemenkraft) im Zugmittel 7, die von der Unwucht des Zylinderkanales und dem zugehörigen Hebelarm, nämlich dem Radius des zweiten Zylinders 2, bestimmt ist.
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Die in 2 gezeigte Walze 16 wird sowohl in der ersten Betriebsart als auch in der zweiten Betriebsart der Rotationsdruckmaschine, d. h. sowohl im Druckbetrieb als auch im reinen Bogentransportbetrieb des in 2 gezeigten Beschichtungswerkes ausschließlich über das Zugmittel 7 und das dritte Rad 17 formschlüssig angetrieben. Ein mit den Zahnrädern 3 und 5 vergleichbares Zahnrad zum rotativen Antrieb braucht der Dosierwalze 16 deshalb vorteilhafterweise nicht zugeordnet werden.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- erster Zylinder (Gegendruckzylinder)
- 2
- zweiter Zylinder (Druckform- oder Gummituchzylinder)
- 3
- erstes Zahnrad (Gegendruckzylinder-Zahnrad)
- 4
- erstes Rad (Gegendruckzylinder-Riemenrad)
- 5
- zweites Zahnrad (Druckformzylinder-Zahnrad)
- 6
- zweites Rad (Druckformzylinder-Riemenrad)
- 7
- Zugmittel
- 8
- Feder
- 9
- erstes Spannelement (gefederte Spannrolle)
- 10
- Stellantrieb
- 11
- zweites Spannelement (schaltbare Spannrolle)
- 12
- erstes Trum
- 13
- zweites Trum
- 14
- Kontaktfläche
- 15
- Anschlag
- 16
- Walze
- 17
- drittes Rad (Walzen-Riemenrad)
- 18
- drittes Trum
- 19
- Stelleinrichtung
