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Die Erfindung betrifft eine Kurvensteuervorrichtung für ein Bogenhaltesystem in einer Verarbeitungsmaschine, vorzugsweise einer Bogenrotationsdruckmaschine, nach dem Oberbegriff von Anspruch 1.
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Eine Steuervorrichtung dieser Art ist beispielsweise aus
EP 0 908 314 B1 bekannt. Das Bogenhaltesystem ist insbesondere an rotierenden Bogenführungszylindern und Vorgreifern zum Fixieren von Bogen einsetzbar und weist eine kraftschlüssig mit einer Kurve in einem Kurvengelenk gepaarte, mit einer Welle gekoppelte Kurvenschwinge mit Rolle auf. Während des Bewegungsablaufes sind die Getriebeglieder im Kurvengelenk (Paarungsstelle) durch Kraftschluss ständig in Berührung (Zwanglaufsicherung).
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine Kurvensteuervorrichtung der eingangs beschriebenen Art zu schaffen, die in einem Kurvengelenk einen sicheren Zwanglauf gestattet und die die Zwanglaufsicherung bedarfsweise aufhebt.
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Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch Merkmale von Anspruch 1 gelöst. Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
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Die erfindungsgemäße Kurvensteuervorrichtung ist mit einem eine Welle aufweisenden Bogenhaltesystem gekoppelt, welches insbesondere an rotierenden, in Seitengestellen gelagerten Bogenführungszylindern, wie Druckzylindern, Transfertrommeln und Wendeeinrichtungen (Wendetrommeln) sowie Anlagetrommeln, anordenbar ist. Dabei ist das Bogenhaltesystem bevorzugt durch eine Vielzahl von auf einer Greiferwelle angeordneter Greifer oder ein pneumatisch beaufschlagbares Bogenhaltesystem, beispielsweise eine Saugerwelle mit entsprechenden Saugersystemen, gebildet. In einer Weiterbildung ist das Bogenhaltesystem auch als Schwenkeinrichtung, beispielsweise mit wenigstens einer Schwenkwelle, für Schöndruck- und/oder Widerdruckgreifer und/oder Sauger in einer Wendetrommel einsetzbar.
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Die Kurvensteuervorrichtung für das Bogenhaltesystem ist somit für Verarbeitungsmaschinen, insbesondere Bogenrotationsdruckmaschinen, geeignet, die im Schöndruck und insbesondere umschaltbar im Schöndruck – bzw. Schön- und Widerdruck betreibbar sind. In bekannter Weise ist die Welle, vorzugsweise eine Greiferwelle, eine Saugerwelle bzw. eine Schwenkwelle, des Bogenhaltesystemes u. a. mit einem Rollenhebel mit Rolle, der mit einer Kurve kraftschlüssig gepaart ist, gekoppelt. Die Welle stellt dabei getriebetechnisch ein Drehgelenk mit einem Drehpunkt dar und der daran angeordnete Rollenhebel (mit Rolle) entspricht getriebetechnisch einer Kurvenschwinge und ist mit einer benachbarten Kurve kraftgepaart, derart, dass der Zwanglauf im durch Rolle/Rollenhebel und Kurve gebildeten Kurvengelenk gesichert ist. Unter Zwanglaufsicherung ist dabei die ständige Berührung von Rolle/Rollenhebel (Eingriffsglied) und Kurve (Kurvenglied) im Kurvengelenk zu verstehen.
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In vorteilhafter Weise ist in einem derartigen Kurvengelenk zusätzlich die Zwanglaufsicherung bedarfsweise aufhebbar. D. h. in dem Kurvengelenk ist an der Paarungsstelle eine Trennung zwischen der Kurve und dem als Teil der Kurvenschwinge ausgebildeten Rolle/Rollenhebel realisierbar, so dass keine Drehmomentübertragung auf die Weile realisierbar ist.
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Von Vorteil ist dabei, dass das Aufheben der Zwanglaufsicherung im Kurvengelenk universell, beispielsweise bei Montage- bzw. Servicearbeiten, an der Verarbeitungsmaschine nutzbar ist. Bevorzugt ist jedoch diese Zwanglaufsicherung bei einer bedarfsweisen Betriebsartumstellung einer Bogenrotationsdruckmaschine an einer Wendeeinrichtung (Umstellen der Maschine vom Schöndruck auf Widerdruck bzw. vom Widerdruck auf Schöndruck) aufhebbar und nach erfolgter Umstellung wieder im Kurvengelenk herstellbar. Die Umstellung der Betriebsart erfolgt vorzugsweise winkelkorreliert und in Kopplung mit einer zentralen Steuerung, bevorzugt einem Leitstand, so dass subjektive Fehler beim Umstellvorgang vermeidbar sind. Weiterhin ist eine umfangsseitige Verstellung einer Kurve bzw. eines mehrere Kurven tragenden Kurvenblockes bei einer Betriebsartumstellung hinfällig.
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Die Erfindung soll an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. Dabei zeigen schematisch:
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1 einen Bogenführungszylinder als Wendeeinrichtung zwischen zwei Druckwerken (Seitenansicht),
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2 eine Kurvensteuervorrichtung,
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3 die Vorrichtung gemäß 2 im Schnitt,
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4a–c Detaildarstellungen von 2 und 3,
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5 eine Seitenansicht des Bogenführungszylinders (ohne Seitengestell),
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5a ein Detail von 5 (Draufsicht).
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In einer Verarbeitungsmaschine, vorzugsweise einer Bogenmaterial verarbeitenden Rotationsdruckmaschine in Reihenbauweise, ist bevorzugt zwischen den Druckwerken ein Bogenführungszylinder 4 als Wendeeinrichtung (Wendetrommel) angeordnet. Alternativ ist der Bogenführungszylinder 4 als Wendeeinrichtung zwischen einem Druckwerk und einem Lackwerk oder zwischen zwei Lackwerken anordenbar. Das in Bogenförderrichtung vorgeordnete Druckwerk ist durch einen bogenführenden Druckzylinder 1, einen Gummituchzylinder 2 und einen Plattenzylinder 3 mit zumindest einem Farbwerk gebildet. Analog ist das in Bogenförderrichtung dem Bogenführungszylinder 4 nachgeordnete Druckwerk durch einen bogenführenden Druckzylinder 1, einen Gummituchzylinder 2 und einen Plattenzylinder 3 gebildet. Die Gummituch- und Plattenzylinder 2, 3 sind jeweils einfachgroß (eintourig), und die Bogenführungszylinder 1, 4 sind jeweils doppeltgroß (1/2-tourig) ausgebildet. Der Bogenführungszylinder 4 ist nach dem Prinzip der Eintrommelwendung ausgebildet, trägt am Umfang zwei diametral angeordnete Bogenhaltesysteme 5 und ist umstellbar in den Betriebsarten Schöndruck bzw. Schön- und Widerdruck betreibbar.
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Im vorliegenden Beispiel besteht jedes Bogenhaltesystem 5 aus einem Saugersystem 8, einem ersten Greifersystem 6 (Widerdruckgreifer) und einem zweiten Greifersystem 7 (Schöndruckgreifer). Die erfindungsgemäße, dem jeweiligen Bogenhaltesystem 5 zugeordnete Kurvensteuervorrichtung wird nachstehend beispielhaft an einem einzelnen Bogenhaltesystem 5 näher erläutert.
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An wenigstens einer am Bogenführungszylinder 4 drehbar gelagerten, axial unverschiebbaren Welle 9 eines Bogenhaltesystems 5, beispielsweise der Schwenkwelle für ein Greifersystem 6 oder 7, ist endseitig eine zweiteilige Kurvenschwinge 10, 12, bestehend aus einem Rollenhebel 10, welcher am freien Ende eine drehbare Rolle 11 trägt (erstes Teil), und einem benachbarten Hebel 12 (zweites Teil) angeordnet. Dabei ist der Rollenhebel 10 auf der Welle 9 in einem Radiallager 17 drehbar gelagert und bei Bedarf in Achsrichtung auf diesem Radiallager 17 gegen eine benachbarte Lagerung 18 verschiebbar gelagert. Weiterhin trägt der Rollenhebel 10 an einer von der Lagerung 18 abgewandten Seite, d. h. dem Hebel 12 zugewandt, ein erstes Kupplungselement 15.
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Dem Rollenhebel 10 ist (von der Lagerung 18 abgewandt) der endseitig an der Welle 9 verdrehfest fixierte Hebel 12 benachbart zugeordnet, welcher an der dem Rollenhebel 10 zugewandten Seite ein zweites Kupplungselement 16 trägt. Beide Kupplungselemente 15, 16 bilden eine Schaltkupplung 14 und sind bevorzugt als Zahnkupplung, alternativ als Klauenkupplung, ausgebildet. Die Schaltkupplung 14 ist derart ausgeführt, dass die Verzahnung als Eindeutigkeitskupplung (Formschluss) vorliegt. Somit ist die Verbindung der beiden Kupplungselemente 15, 16 – und damit die Verbindung von Rollenhebel 10 und Hebel 12 – bevorzugt in einer einzigen, vorbestimmten Position (Einrückposition) realisierbar. In 4a bis c ist die bevorzugte Ausbildung schematisch gezeigt. Die 4b und c zeigen die Kupplungselemente 15, 16 in Einbaulage, dagegen zeigt 4a die aus Übersichtlichkeitsgründen gedrehte Ansicht von 4b.
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Dem auf der Welle 9 fixierten Hebel 12 ist ein zweiter Energiespeicher 13, vorzugsweise ein Druckfederpaket, stirnseitig benachbart. Der zweite Energiespeicher 13 ist dazu in einer Halteplatte 23 aufgenommen, welche mit dem Rollenhebel 10 lösbar verbunden ist, und gleichzeitig stützt sich der zweite Energiespeicher 13 zumindest an der Welle 9 (Stirnseite) und ggf. dem Hebel 12 ab. Die Kraft des zweiten Energiespeichers 13 ist stets auf den Rollenhebel 10 gerichtet, so dass beide Kupplungselemente 15, 16 eingerückt sind und die Schaltkupplung 14 durch Formschluss ein Drehmoment zur Welle 9 übertragen kann.
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Im eingerückten Zustand der Schaltkupplung 14 ist zwischen Rollenhebel 10 und Lagerung 18 sowie zwischen Halteplatte 23 und Welle 9 (alternativ Welle 9 und/oder Hebel 12) je ein Freiraum 19, der für den Rollenhebel 10 (und Halteplatte 23) im ausgerückten Zustand der Schaltkupplung 14 als jeweilige Strecke für die Axialverschiebung zur Verfügung steht. Die Freiräume 19 können unterschiedlich groß ausgelegt sein. Ist vorzugsweise der Freiraum 19 zwischen Halteplatte 23 und Welle 9 bzw. Hebel 12 als kleinerer Freiraum 19 ausgelegt, so wird die axiale Verschiebung des Rollenhebels 10 (sowie der verbundenen Halteplatte 23) durch die Welle 9 bzw. den Hebel 12 anschlagsmäßig begrenzt.
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Zwecks Übertragung des Drehmomentes zur Welle 9 ist die Rolle 11 mit einer zugeordneten, gestellfesten Kurve 21 mittels Kraftpaarung in Eingriff und bildet somit ein Kurvengelenk 22. Hierzu ist die Welle 9 mit einem ersten Energiespeicher 28 gekoppelt, beispielsweise ist der erste Energiespeicher 28 eine an der Welle 9 fixierte Torsionsfeder oder zumindest eine radial an der Welle 9 angelenkte Zugfeder.
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Da im ausgerückten Zustand der Schaltkupplung 14 die Rolle 11 (Rollenhebel 10 ist drehbar) nicht auf der Kurve 21 geführt ist, ist zum Erreichen des eingerückten Zustandes bevorzugt an der Kurve 21 in einer definierten Position ein Gegenkurvenast 27 mit einer Einlaufkontur für die Rolle 11 angeordnet. Im Bereich von Gegenkurvenast 27 und Kurve 21 ist die Rolle 11 im Wesentlichen formschlüssig gepaart (bei Rotation des Bogenführungszylinders 4, siehe 5). Der Gegenkurvenast 27 dient insbesondere dem Führen der Rolle 11 in Richtung Kurve 21 zwecks Einrücken des Rollenhebels 10 bzw. der Schaltkupplung 14. Alternativ ist eine beliebige Führung für die Rolle 11 vorsehbar, welche zumindest die Rolle 11 bei Rotation des Bogenführungszylinders 4 auf die Kurve 21 zurückführt. In 5a ist schematisch ein Detail der beiden Betätigungseinrichtungen 25, 26 ist Draufsicht (Pos. 25', 26') gezeigt. Bei dieser Darstellung sind beide Betätigungseinrichtungen 25', 26' inaktiv, d. h. in Ausgangsposition gezeigt.
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Ein Seitengestell 24 ist zur Halteplatte 23 benachbart angeordnet, an dem u. a. die Kurve 21 lösbar angeordnet ist. Weiterhin sind an dem Seitengestell 24 eine erste und eine zweite Betätigungseinrichtung 25, 26 angeordnet. Beide Betätigungseinrichtungen 25, 26 sind in einer inaktiven Ausgangsposition und in einer Arbeitsposition betreibbar und beispielsweise als mit einem Kolben versehene pneumatisch wirksame Arbeitszylinder ausgeführt. Die Betätigungseinrichtungen 25, 26 sind vorzugsweise mit einer zentralen Maschinensteuerung gekoppelt und sind winkelkorreliert zum Bogenführungszylinder 4 ansteuerbar.
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Auf der Welle 9 ist bei Bedarf wenigstens ein Schwenkhebel 20 anordenbar, der mit einer weiteren Welle, beispielsweise einer Greiferwelle der Greifersysteme 6 oder 7, getriebetechnisch gekoppelt ist.
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Bei Ausbildung eines Bogenführungszylinders 4 mit mehreren Bogenhaltesystemen 5 weist jede mit einem ersten Energiespeicher 28 gekoppelte Welle 9 eine zweiteilige Kurvenschwinge 10, 12 mit Schaltkupplung 14 auf. Jeder Rollenhebel 10 ist wiedeum drehbar und axial verschiebbar auf der Welle 9 angeordnet und ist mit einem zweiten Energiespeicher 13 gekoppelt. Bei entsprechend winkelkorreliert angesteuerter Positionierung des Bogenführungszylinders 4 sind die im Seitengestell 24 angeordneten Betätigungseinrichtungen 25, 26 für jedes Bogehaltesystem 5 nutzbar.
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Zusammengefasst ist die Kurvensteuervorrichtung für ein Bogenhaltesystem 5 in einer Verarbeitungsmaschine, vorzugsweise einer Bogenrotationsdruckmaschine, mit einer an einer mit einem ersten Energiespeicher 28 gekoppelten Welle 9 angeordneten Kurvenschwinge 10, 12 mit Rolle 11, welche kraftschlüssig mit einer Kurve 21 in einem Kurvengelenk 22 gepaart ist, ausgebildet. Die Kurvenschwinge 10, 12 ist zweiteilig aus einem Rollenhebel 10 mit Rolle 11 und einem benachbarten Hebel 12 gebildet, wobei Rollenhebel 10 und Hebel 12 jeweils ein eine Schaltkupplung 14 bildendes Kupplungselement 15, 16 aufweisen. Der Rollenhebel 10 ist ferner mit einem zweiten Energiespeicher 13 gekoppelt und auf der Welle 9 in einem Radiallager 17 drehbar und in Achsrichtung verschiebbar gelagert. Dagegen ist der Hebel 12 an der Welle 9 fixiert. Es ist weiterhin eine erste Betätigungseinrichtung 25 (am Seitengestell 24 oder am Bogenführungszylinder 4) vorgesehen, welche in einer Ausgangsposition außer Eingriff zum zweiten Energiespeicher 13 ist und in einer Arbeitsposition kraftschlüssig gegen den zweiten Energiespeicher 13 wirkt, um die Schaltkupplung 14, speziell den Rollenhebel 10, auszurücken. Die zweite Betätigungseinrichtung 26 ist an dem Seitengestell 24 angeordnet, welche in einer Ausgangsposition außer Eingriff zum Bogenführungszylinder 4 (bzw. Energiespeicher 13) ist und in einer Arbeitsposition mit dem Hebel 12, bedingt durch die Rotation des Bogenführungszylinders 4, in Anlagekontakt bringbar ist. Der Kurve 21 des Kurvengelenkes 22 ist zur Führung, speziell zum Einlaufen, der Rolle 11 der Gegenkurvenast 27 zugeordnet, um die Schaltkupplung 14 bei rotierendem Bogenführungszylinder 4 einzurücken.
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Die Erfindung ist nicht auf die beschriebene Ausführung beschränkt. So ist beispielsweise die erste Betätigungseinrichtung 25 statt am Seitengestell 24 alternativ unmittelbar am Bogenführungszylinder 4 anordenbar und wirkt in Arbeitsposition kraftschlüssig gegen den zweiten, mit dem Rollenhebel 10 gekoppelten Energiespeicher 13. Die Position von Rollenhebel 10 und Hebel 12 ist auf der Weile 9 unter Beibehaltung der gegenüberliegenden Anordnung der Kupplungselemente 15, 16 untereinander austauschbar. Dabei ist der Hebel 12 mit Kupplungselement 16 stets fest an der Welle 9 und der Rollenhebel 10 mit Kupplungselement 15 stets drehbar und axial verschiebbar auf der Welle 9 anordenbar.
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Die Wirkungsweise der Kurvensteuervorrichtung für ein Bogenhaltesystem 5 ist wie folgt: Zur Übertragung eines Drehmomentes auf die Welle 9 ist die Schaltkupplung 14 eingerückt, d. h. die beiden Kupplungselemente 15, 16 sind bedingt durch die Wirkung des zweiten Energiespeichers 13 auf den Rollenhebel 10 und den fixierten Hebel 12 in formschlüssigen Eingriff. Da die Welle 9 mit dem ersten Energiespeicher 28 gekoppelt ist, ist der Rollenhebel 10 mit Rolle 11 mit der Kurve 21 im Kurvengelenk 22 kraftschlüssig gepaart. Somit ist im Kurvengelenk 22 ein sicherer Zwanglauf und gleichzeitig ist die Momentenübertragung auf die Welle 9 und damit zum Bogenhaltesystem 5 für eine Betriebsart gewährleistet.
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Bei Bedarf, beispielsweise beim Umstellen der Betriebsart, wird die Zwanglaufsicherung im Kurvengelenk 22 aufgehoben. Dabei wird der antreibbare Bogenführungszylinder 4 (mit den Bogenhaltesystemen 5) aus einer beliebigen Position, beispielsweise mittels Hauptantrieb, in eine Umstellposition winkelkorreliert bewegt. Dabei wird zuerst die zweite Betätigungseinrichtung 26, vorzugsweise von der Maschinensteuerung angesteuert, in Richtung Bogenführungszylinder 4 bzw. Bogenhaltesystem 5 um einen definierten Betrag bewegt, wobei eine Kollision mit dem Bogenführungszylinder 4 zu vermeiden ist. Bevorzugt weist die zweite Betätigungseinrichtung 26 endseitig einen Anschlagbolzen auf, der in Richtung Bogenhaltesystem 5 (bzw. Bogenführungszylinder 4) bewegbar (Arbeitsposition) und in die Ausgangsposition zurückführbar ist. Der Bogenführungszylinder 4 wird mit verminderter Geschwindigkeit rotativ um einen definierten Winkelbetrag vorwärts bewegt und gestoppt, so dass der Hebel 12 an der ausgefahrenen, zweiten Betätigungseinrichtung 26 (Arbeitsposition) unter geringer Vorspannung anliegt und – da die Schaltkupplung 14 noch eingerückt ist – wird gleichzeitig der Rollenhebel 10 mit Rolle 11 um einen relativ kleinen Winkelbetrag von der Kurve 21 abgehoben.
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Diese Winkelposition (Umstellposition) ist erreicht, wenn die erste Betätigungseinrichtung 25 und die Welle 9 im Wesentlichen fluchten. In dieser Winkelposition wird nun die sich in der Ausgangsposition befindende erste Betätigungseinrichtung 25, vorzugsweise von der Maschinensteuerung aus, aktiviert, greift kraftschlüssig an der fluchtenden Halteplatte 23 an (Arbeitsposition) und löst dabei gegen die Kraft des zweiten Energiespeichers 13 die Kurvenschwinge 10, so dass die Schaltkupplung 14 ausgerückt (die Momentenübertragung ist getrennt) ist. Beim Ausrücken der Schaltkupplung 14 wird der Rollenhebel 10 in Achsrichtung der Welle 9 auf dem Radiallager 17 um den Betrag des Freiraumes 19 gegen die Lagerung 18 verschoben. Anschließend wird der Bogenführungszylinder 4, beispielsweise mittels Hauptantrieb, um einen geringen Winkelbetrag rückwärts bewegt (entgegen der ursprüngliche Drehbewegung), die erste Betätigungseinrichtung 25 wird, vorzugsweise von der Maschinensteuerung aktiviert, in die Ausgangsposition zurück bewegt und der Rollenhebel 10 wird in Folge der freigegebenen Kraftwirkung des zweiten Energiespeichers 13 auf der Welle 9 bzw. dem Radiallager 17 in Richtung Hebel 12 bewegt. Die beiden Kupplungselemente 15, 16 liegen undefiniert jetzt im ausgerückten Zustand lediglich kraftschlüssig aneinander, die sonst durch Formschluss eindeutige Zuordnung von Rollenhebel 10 und Hebel 12 wurde durch das Ausrücken der Schaltkupplung 14 vorher aufgehoben. Dabei wurde der mit der Welle 9 verbundene Hebel 12 in Folge des an der Welle 9 angreifenden ersten Energiespeichers 28 drehbewegt. Anschließend wird die zweite Betätigungseinrichtung 26, vorzugsweise von der Maschinensteuerung aktiviert, in die Ausgangsposition zurückbewegt.
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Zur erneuten Zwanglaufsicherung im Kurvengelenk 22, beispielsweise bei der nächsten Betriebsartumstellung, ist die Kurve 21 am Seitengestell 24 fixiert. Der Bogenführungszylinder 4 wird, beispielsweise mittels Hauptantrieb, winkelkorreliert in seine Umstellposition rotativ bewegt. Dabei durchläuft der Rollenhebel 10 mit Rolle 11 den Bereich des Gegenkurvenastes 27. In diesem Bereich wird die Rolle 11 mittels Gegenkurvenast 27 in Richtung auf die Kurve 21 bewegt und im Wesentlichen formschlüssig zwischen Kurve 21 und Gegenkurvenast 27 geführt. Dabei wird der Kraftschluss zwischen beiden Kupplungselementen 15, 16 (ausgerückter Zustand) überwunden und das Kupplungselement 15 rastet zum Kupplungselement 16 eindeutig formschlüssig ein, so dass die Schaltkupplung 14 eigerückt ist, die Zwanglaufsicherung im Kurvengelenk 22 gesichert ist und der Drehmomentenfluss vom Kurvengelenk 22 zur Welle 9 wieder gewährleistet ist.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Druckzylinder
- 2
- Gummituchzylinder
- 3
- Plattenzylinder
- 4
- Bogenführungszylinder (Wendeeinrichtung)
- 5
- Bogenhaltesystem
- 6
- erstes Greifersystem
- 7
- zweites Greifersystem
- 8
- Saugersystem
- 9
- Welle
- 10
- Rollenhebel
- 11
- Rolle
- 12
- Hebel
- 13
- zweiter Energiespeicher
- 14
- Schaltkupplung
- 15
- erstes Kupplungselement
- 16
- zweites Kupplungselement
- 17
- Radiallager
- 18
- Lagerung
- 19
- Freiraum
- 20
- Schwenkhebel
- 21
- Kurve
- 22
- Kurvengelenk
- 23
- Halteplatte
- 24
- Seitengestell
- 25
- erste Betätigungseinrichtung
- 26
- zweite Betätigungseinrichtung
- 27
- Gegenkurvenast
- 28
- erster Energiespeicher
