DE102004014868A1 - Drehzahlabhängige Andrückkraft - Google Patents
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Abstract
Bei einer Vorrichtung zur Anpassung der Andrückkraft einer Steuerrolle an eine Steuerkurve in einer Bogen verarbeitenden Maschine mittels eines Torsionsfederstabes ist es vorgesehen, entweder die wirksame Federlänge oder die Federsteifigkeit in Abhängigkeit von der Drehzahl der Bogen verarbeitenden Maschine zu verändern.
Description
- 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.
- 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. - 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.
- Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale der Ansprüche 1 und 2 gelöst.
- 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.
- 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.
- 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.
- Eine weitere Möglichkeit ist die Ansteuerung einer elektrischen Pumpe in Abhängigkeit von der Drehzahl der Bogen verarbeitenden Maschine, z. B. mittels des Steuerrechners.
- 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.
- In vorteilhafter Ausgestaltung ist es vorgesehen, die elastizitätsbehafteten Elemente durch paralleles Aufschalten bauraumsparend anzuordnen.
- 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.
- Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im Folgenden beschrieben.
- Es zeigen:
-
1 eine Bogen verarbeitende Rotationsdruckmaschine im Schnitt in schematischer Darstellung, -
2 einen Bogen transportierenden Zylinder in der Draufsicht in schematischer, teilweise geschnittener Darstellung, -
2a ein erstes Ausführungsbeispiel für die Ansteuerung eines hydraulischen Aktuators, -
2b ein zweites Ausführungsbeispiel für die Ansteuerung des hydraulischen Aktuators, -
3 ein drittes Ausführungsbeispiel für eine Möglichkeit zur Veränderung der Federsteifigkeit des Greifersystems, und -
4 ein viertes Ausführungsbeispiel mit geregelter Andrückkraft. - Eine Bogen
7 verarbeitende Maschine1 , z. B. eine Druckmaschine, weist einen Anleger2 , mindestens ein Druckwerk3 bzw.4 und einen Ausleger6 auf. Die Bogen7 werden von einem Bogenstapel8 entnommen und vereinzelt oder schuppenförmig über einen Zuführtisch9 den Druckwerken3 und4 zugeführt. Diese enthalten in bekannter Weise jeweils einen Plattenzylinder11 ;12 . Die Plattenzylinder11 und12 weisen jeweils eine Vorrichtung13 ,14 zum Befestigen flexibler Druckplatten auf. Darüber hinaus ist jedem Plattenzylinder11 ;12 eine Vorrichtung16 ;17 für den halb- oder vollautomatischen Druckplattenwechsel zugeordnet. - Der Bogenstapel
8 liegt auf einer gesteuert anhebbaren Stapelplatte10 auf. Die Entnahme der Bogen7 erfolgt von der Oberseite des Bogenstapels8 mittels eines sogenannten Saugkopfes18 , der unter anderem eine Anzahl von Hub- und Schleppsaugern19 ,21 für die Vereinzelung der Bogen7 aufweist. Darüber hinaus sind die Blaseinrichtungen22 zur Auflockerung der oberen Bogenlagen und Tastelemente23 zur Stapelnachführung vorgesehen. Zur Ausrichtung des Bogenstapels8 , insbesondere der oberen Bogen7 des Bogenstapels8 sind eine Anzahl von seitlichen und hinteren Anschlägen24 vorgesehen. - Der Transport der Bogen durch die Bogen verarbeitende Maschine erfolgt mittels an den Transportzylindern
24 ,26 ,27 ,28 angeordneten Greifersystemen29 . Der Aufbau dieser Greifersysteme ist im Wesentlichen gleich und wird daher nur anhand des Übergabezylinders27 beschrieben. -
2 zeigt eine sogenannte Greiferbrücke, die schwenkbar in einem Zylinderkanal31 des Übergabezylinders27 gelagert ist. Die Greiferbrücke besteht im Wesentlichen aus einem Greiferrohr32 , welches eine Anzahl von nebeneinander beabstandet angeordneten Greifern33 trägt. Das Greiferrohr32 trägt an seinem ersten Ende einen Steuerhebel34 für eine Steuerrolle36 , die unter der Kraft einer Torsionsfeder37 mit einer stationär angeordneten Steuerkurve38 in Arbeitskontakt steht. Die Torsionsfeder37 ist ein koaxial vom Greiferrohr32 umgebener Torsionsfederstab, der auf dem der Steuerrolle36 zugewandten Ende fest mit dem Greiferrohr32 verbunden ist. Mit dem anderen Ende ragt die Torsionsfeder37 aus dem Greiferrohr32 hinaus und trägt zwischen einer Lagerstelle39 für den Torsionsfederstab37 und dem Greiferrohr32 ein Zahnrad41 . - Das Zahnrad
41 steht im Zahneingriff mit einem weiteren Zahnrad42 , welches auf einer zweiten, parallel zur ersten angeordneten Torsionsfeder43 , insbesondere Torsionsfederstab, befestigt ist. Die zweite Torsionsfeder43 weist eine erste drehbare Lagerung44 und auf der gegenüberliegenden Seite eine feste Einspannung46 auf. - Die Torsionsfeder
43 trägt einen in Abhängigkeit von der Drehzahl der Bogen verarbeitenden Maschine ansteuerbaren und entsprechend betätigbaren Aktuator47 , der eine Verdrillung der beiden Torsionsfederstäbe37 und43 bewirkt. Die Torsionsfederstäbe37 ,43 sind so gegeneinander verspannt eingebaut, dass die Steuerrolle36 im Stillstand der Maschine mit leichtem Druck gegen die Steuerkurve38 angedrückt wird. Bei Drehzahlerhöhung ruft der Aktuator47 eine Verdrillung der Torsionsfeder43 und somit über die Zahnradverbindung42 ,41 eine Verdrillung der Torsionsfeder37 bzw. höhere Andrückkraft der Steuerrolle36 an der Steuerkurve38 hervor. - Der Aktuator
47 arbeitet elektrisch, magnetisch, pneumatisch oder vorzugsweise hydraulisch. - Zu diesem Zweck ist – wie in
2a dargestellt – eine extern angeordnete, elektrisch antreibbare Hydraulikpumpe49 vorgesehen, die drehzahlabhängig vom Steuerrechner51 der Bogen verarbeitenden Maschine den Aktuator47 über z. B. eine Drehdurchführung mit Druck beaufschlagt. Der Aktuator47 besteht – wie in2a , b dargestellt – im Wesentlichen aus einem Arbeitszylinder52 , dessen Zylinderkörper53 an der Lagerposition der festen Einspannung46 am Zylinder27 befestigt ist. Der Arbeitszylinder52 weist einen in seinem Zylinderkörper gegen Verdrehung gesicherten Kolben54 auf, welcher mittels eines Bolzens55 in eine Schrägnut56 eines zweiten Zylinders57 eingreift. Der zweite Zylinder57 ist mit dem Torsionsfederstab43 derart verbunden, dass die Achse58 der Torsionsfeder43 mit der Mittelachse58 des Arbeitszylinders53 identisch ist. Eine Beaufschlagung des zwischen Zylinderkörper53 und Kolben54 gebildeten Arbeitsraumes59 führt zu einer translatorischen Verschiebung des Kolbens54 und einer über Bolzen55 und Schrägnut56 erzeugten Verdrillung des zweiten Zylinders57 bzw. des Torsionsfederstabes43 . - Eine weitere Möglichkeit zur Ansteuerung bzw. Druckbeaufschlagung des Aktuators
47 , insbesondere des Arbeitszylinders52 , zeigt2b . Eine mit ihrem Gehäuse an einer Gestellwand62 der Bogen verarbeitenden Maschine1 stationär angeordnete Axialkolbenpumpe63 wird durch die Drehung des Zylinderzapfens64 angetrieben (z. B. Antrieb der Taumelscheibe) und versorgt den Arbeitszylinder52 über eine Leitung66 mit einem Arbeitsmedium, vorzugsweise Hydrauliköl. Eine zweite Leitung67 verbindet einen im Zylinder27 angeordneten Hydraulikölspeicher69 mit der Axialkolbenpumpe63 . - Die Leitungen
66 und67 sind mit einer Leitung verbunden, in die eine Drossel68 eingebaut ist. Der von der Pumpe63 geförderte Volumenstrom erzeugt vor der Drossel68 einen Staubereich, der zur Ansteuerung des Arbeitszylinders53 verwendet wird. - Bei einem dritten Ausführungsbeispiel gemäß
3 ist es vorgesehen, die Steifigkeit des gesamten Federsystems dadurch variabel zu machen, dass die tordierbare Länge des Torsionsfederstabes43 in Abhängigkeit von der Drehzahl der Bogen verarbeitenden Maschine verändert wird. Der als Vierkant ausgebildete Torsionsfederstab43 wird dabei mit einer Spielpassung von einer axial bewegbaren Aufnahme71 koaxial umfasst. Die Aufnahme71 ist verdrehfest gelagert und ist mittels eines Gewinde-Bohrung-Getriebes72 , welches von einem von der Maschinensteuerung51 ansteuerbaren Motor73 angetrieben wird. - Eine Verschiebung der Aufnahme
71 in Richtung der festen Einspannung46 verlängert die tordierbare Länge des Torsionsfederstabes43 , wodurch die Federsteifigkeit des gesamten Greifersystems abnimmt und die Andrückkraft der Steuerrolle36 auf die Steuerkurve38 verkleinert wird. Mit zunehmender Maschinendrehzahl wird die Aufnahme in die entgegengesetzte Richtung bewegt, wodurch die Federsteifigkeit des Greifersystems erhöht und die Andrückkraft der Steuerrolle36 auf die Steuerkurve38 zunimmt. - Bei einem vierten Ausführungsbeispiel gemäß
4 ist es vorgesehen, am Steuerhebel34 einen Kraftaufnehmer, z. B. einen Dehnungsmessstreifen (DMS)74 , anzuordnen, der mit dem Steuerrechner51 verbunden ist und die Andrückkraft ermittelt, mit welcher die Steuerrolle36 an die Steuerkurve angedrückt wird. Anhand vorgegebener Daten in Form von Kennlinien oder Formeln ermittelt der Steuerrechner51 mit den Messdaten die Stellwerte für den Aktuator47 . -
- 1
- Druckmaschine
- 2
- Anleger
- 3
- Druckwerk
- 4
- Druckwerk
- 5
- 6
- Ausleger
- 7
- Bogen
- 7a
- 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
Claims (14)
- 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. - 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. - 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. - 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. - Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass zur Änderung der Federsteifigkeit des Torsionsfederstabes (
37 ;43 ) ein Versteifungselement (71 ) vorgesehen ist. - Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Versteifungselement (
71 ) eine verdrehsichere, axial verschiebbare Aufnahme ist, die den Torsionsfederstab (43 ) umfasst. - Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Versteifungselement (
71 ) entlang des Torsionsfederstabes (43 ) mittels eines Stellmotors (73 ) verschiebbar ist. - 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. - Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Torsionsfederstäbe (
37 ,43 ) mittels einer Zahnradkopplung (41 ,42 ) miteinander in Wirkverbindung stehen. - Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Torsionsfederstab (
43 ) den Aktuator (47 ) zur Verdrehung des Torsionsfederstabes (43 ) aufweist. - Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Aktuator (
47 ) einen hydraulisch betätigbarer Arbeitszylinder (53 ) aufweist. - 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. - 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. - 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.
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