DE202016102779U1

DE202016102779U1 - Vorrichtung zur Betätigung einer hydraulischen Trägerstange einer Rotationsdruckmaschine

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Publication number: DE202016102779U1
Application number: DE202016102779.9U
Authority: DE
Original assignee: Bobst Bielefeld GmbH
Current assignee: Bobst Bielefeld GmbH
Priority date: 2016-05-25
Filing date: 2016-05-25
Publication date: 2017-08-28
Anticipated expiration: 2026-05-26
Also published as: EP3463889B1; US11001052B2; WO2017202506A1; ES2828311T3; JP6690058B2; JP2019520249A; EP3463889A1; US20190152217A1; CA3024377C; CA3024377A1

Abstract

Vorrichtung zur Betätigung einer hydraulischen Trägerstange (16) einer Rotationsdruckmaschine, die einen Drehantrieb (18) für die Trägerstange, eine elektronische Steuereinrichtung (58) für den Drehantrieb, und eine entfernbare Lageranordnung (28) zur Lagerung eines Endes der Trägerstange (16) aufweist und bei der die Trägerstange (16) ein hydraulisches Spannsystem (22) zum Festspannen einer auf die Trägerstange aufgeschobenen Zylinderhülse (20) aufweist und das Spannsystem an dem Ende der Trägerstange, das in der entfernbaren Lageranordnung (28) gelagert ist, ein drehbares Betätigungsorgan (36) mit einer Kupplung (38) für ein Werkzeug (40) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung einen Werkzeughalter (42) aufweist, mit dem das Werkzeug (40) axialbeweglich und drehfest an der Lageranordnung (28) gehalten ist, und dass die Steuereinrichtung (58) dazu eingerichtet ist, eine axiale Ausfahrbewegung des Werkzeughalters (42) zu steuern und dadurch das Werkzeug (40) mit der Kupplung (38) in Eingriff zu bringen, und den Drehantrieb (18) zu aktivieren, um dadurch die Trägerstange (16) relativ zu dem Werkzeug (40) zu drehen.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Betätigung einer hydraulischen Trägerstange einer Rotationsdruckmaschine, die einen Drehantrieb für die Trägerstange, eine elektronische Steuereinrichtung für den Drehantrieb, und eine entfernbare Lageranordnung zur Lagerung eines Endes der Trägerstange aufweist und bei der die Trägerstange ein hydraulisches Spannsystem zum Festspannen einer auf die Trägerstange aufgeschobenen Zylinderhülse aufweist und das Spannsystem an dem Ende der Trägerstange, das in der entfernbaren Lageranordnung gelagert ist, ein drehbares Betätigungsorgan mit einer Kupplung für ein Werkzeug aufweist.
Es sind Rotationsdruckmaschinen bekannt, beispielsweise aus EP 1 362 697 B1 , bei denen auswechselbare Zylinderhülsen wie beispielsweise Druckzylinderhülsen auf eine Trägerstange aufgeschoben werden, die drehantreibbar im Gestell der Druckmaschine gelagert ist und permanent in dem Gestell verbleibt. Zur Fixierung der Zylinderhülse weist die Trägerstange ein hydraulisches Spannsystem auf, mit dem Teile der Umfangswand der Trägerstange durch hydraulischen Druck aufgeweitet werden können, so dass die Zylinderhülse klemmend auf der Trägerstange gehalten wird. Wenn der hydraulische Druck entspannt wird und die Lageranordnung an einem Ende der Trägerstange entfernt wird, lässt sich die Zylinderhülse dann axial von der Trägerstange abziehen.
Zum Aktivieren und Deaktivieren des hydraulischen Spannsystems ist am Ende der Trägerstange ein drehbares Betätigungsorgan vorgesehen. Durch Drehung dieses Betätigungsorgans in eine Richtung wird die Hydraulikflüssigkeit unter Druck gesetzt, und durch Drehung in der entgegengesetzten Richtung wird der Druck entspannt. Das Betätigungsorgan weist eine Kupplung für ein Werkzeug auf. Diese Kupplung hat beispielsweise die Form eines Innensechskants, in den ein Sechskantschlüssel eingesteckt werden kann.
Bei herkömmlichen Druckmaschinen wird das Spannsystem betätigt, indem das Betätigungsorgan mit Hilfe des Werkzeugs von Hand gedreht wird.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung zu schaffen, die es erlaubt, die Betätigung des Spannsystems zu vereinfachen und weitgehend zu automatisieren.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Vorrichtung einen Werkzeughalter aufweist, mit dem das Werkzeug axialbeweglich und drehfest an der Lageranordnung gehalten ist, und dass die Steuereinrichtung dazu eingerichtet ist, eine axiale Ausfahrbewegung des Werkzeughalters zu steuern und dadurch das Werkzeug mit der Kupplung in Eingriff zu bringen, und den Drehantrieb zu aktivieren und dadurch die Trägerstange relativ zu dem Werkzeug zu drehen.
Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist somit das Werkzeug drehfest an der Lageranordnung gehalten, so dass das Werkzeug bei Bedarf jederzeit zur Hand ist. Um das Werkzeug an das Betätigungsorgan anzukuppeln, wird wie üblich das Werkzeug axial in Richtung auf das Betätigungsorgan bewegt, so dass es mit dessen Kupplung in Eingriff kommt. Statt jedoch das Werkzeug zu drehen, wird erfindungsgemäß bei festgehaltenem Werkzeug die Trägerstange gedreht. Dazu wird der ohnehin vorhandene Drehantrieb benutzt. Die Ausfahrbewegung des Werkzeughalters und die Drehung der Trägerstange werden durch die elektronische Steuereinrichtung gesteuert, so dass die Arbeitsabläufe weitgehend automatisch erfolgen.
Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen angegeben.
In einer vorteilhaften Ausführungsform ist die Steuereinrichtung, wie an sich bekannt, so ausgebildet, dass sie auch das durch den Drehantrieb auf die Trägerstange ausgeübte Drehmoment erfassen kann. Bei der Betätigung des Spannsystems erlaubt es diese Funktion, auch das Gegendrehmoment zu erfassen, das das durch das Werkzeug festgehaltene Betätigungsorgan auf die Trägerstange ausübt. Dadurch wird es möglich, die auf das Betätigungsorgan ausgeübte Betätigungskraft und damit den Druck im Hydrauliksystem präzise zu dosieren.
Wahlweise oder zusätzlich kann auch der Drehwinkel erfasst werden, um den die Trägerstange mit Hilfe des Drehantriebs gedreht wird. Das erlaubt es beispielsweise, das Betätigungsorgan beim Lösen des Spannsystems wieder in eine präzise definierte Ausgangsposition zurückzustellen.
Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel anhand der Zeichnung näher erläutert.
Es zeigen:
1 eine Ansicht einer auf eine Trägerstange aufgespannten und drehbar in einer Druckmaschine gelagerten Zylinderhülse;
2 einen axialen Schnitt durch ein Ende der Trägerstange;
3 eine Ansicht einer Lageranordnung an einem Ende der Trägerstange;
4 eine Ansicht der Lageranordnung in einer Position, in der die Zylinderhülse von der Trägerstange abgezogen werden kann;
5 eine Innenansicht der Lageranordnung in dem Zustand gemäß 3, aus Richtung der Pfeile V-V in 3; und
6 eine Innenansicht der Lageranordnung in dem Zustand gemäß 4, aus Richtung der Pfeile VI-VI in 4.
In 1 sind in einem Teilschnitt zwei Seitenteile 10, 12 eines Gestells einer Rotationsdruckmaschine gezeigt. Das in 1 rechte Seitenteil 12 trägt einen Lagerbock 14, in dem eine Trägerstange 16 so gelagert ist, dass sie auslegerartig in Richtung auf das entgegengesetzte Seitenteil 10 vorspringt. An dem Lagerbock 14 ist außenseitig ein Drehantrieb 18 angeordnet, mit dem die Trägerstange 16 gedreht werden kann. Die Trägerstange 16 trägt eine Zylinderhülse 20, die mit Hilfe eines hydraulischen Spannsystems 22 auf die Trägerstange aufgespannt ist und somit ebenfalls mit Hilfe des Drehantriebs 18 gedreht werden kann. An dem in 1 linken Seitenteil 10 ist ein Lagerbock 24 angeordnet, der ein Entnahmefenster 26 aufweist, das so dimensioniert ist, dass es den Durchtritt der Zylinderhülse 20 gestattet. An dem Lagerbock 24 ist eine entfernbare Lageranordnung 28 gehalten. Diese Lageranordnung 28 weist eine Grundplatte 30 auf, die in dem in 1 gezeigten Zustand die Entnahmeöffnung 26 verschließt und auf der Innenseite ein Lager 32 für das dortige Ende der Trägerstange 16 trägt. Eine Antriebseinheit 34 erlaubt es, die Lageranordnung 28 axial von dem Lagerbock 24 abzuziehen und um eine Schwenkachse A in eine Position zu schwenken, in der sie die Entnahmeöffnung 26 freigibt, so dass die Zylinderhülse 20 von der Trägerstange 16 abgezogen werden kann, nachdem das hydraulische Spannsystem 22 deaktiviert wurde.
Zum Aktivieren und Deaktivieren des hydraulischen Spannsystems ist an dem in dem Lager 32 aufgenommenen Ende der Trägerstange 16 ein Betätigungsorgan 36 angeordnet, das relativ zu der Trägerstange 16 gedreht werden kann, um die Hydraulikflüssigkeit in dem hydraulischen Spannsystem 22 unter Druck zu setzen. An der Stirnseite, die der Grundplatte 30 der Lageranordnung 28 zugewandt ist, weist das Betätigungsorgan 36 eine Kupplung 38, beispielsweise in der Form eines Innensechskants, für ein Werkzeug 40 auf. Das Werkzeug 40, das einen zu der Kupplung 38 komplementären Außensechskant aufweist, ist mit Hilfe eines Werkzeughalters 42 axialbeweglich und drehfest an der Grundplatte 30 gehalten.
In 1 ist der Werkzeughalter 42 in einer Stellung gezeigt, in der er das Werkzeug 40 in einer von der Kupplung 38 abgerückten Position hält. In diesem Zustand kann somit die aus der Trägerstange 16 und der Zylinderhülse 20 gebildete Einheit mit Hilfe des Drehantriebs 18 in Rotation versetzt werden.
In 2 ist das Ende der Trägerstange 16, an dem sich das Betätigungsorgan 36 befindet, in einem vergrößerten axialen Schnitt dargestellt. Das hydraulische Spannsystem 22 wird durch mehrere Hydrobuchsen 44 gebildet, die eine Umfangswand 46 der Trägerstange von innen abstützen. Jede Hydrobuchse weist innerhalb ihrer äußeren Umfangswand eine Ringkammer 48 auf, die mit Hydraulikflüssigkeit gefüllt und über eine Hydraulikleitung 50 mit einer Druckkammer 52 verbunden ist. Die Druckkammer 52 ist in einem in das Ende der Trägerstange 16 eingesetzten Stopfen 54 gebildet, der auch das Betätigungsorgan 36 aufnimmt. Das Betätigungsorgan 36 hat die Form einer in den Stopfen 54 eingeschraubten Schraube und bildet zugleich einen Kolben, der die Druckkammer 52 begrenzt. Wenn das Betätigungsorgan 36 mit Hilfe des Werkzeugs 40 tiefer in den Stopfen 54 eingeschraubt wird, so wird folglich die Hydraulikflüssigkeit in der Druckkammer 52, der Hydraulikleitung 50 und den Ringkammern 48 komprimiert. Die Folge ist, dass sich die Hydrobuchsen und die durch sie abgestützten Zonen der Umfangswand 46 der Trägerstange 16 elastisch aufweiten. Die Umfangswand 46 der Trägerstange wird dadurch fest gegen die innere Umfangsfläche der Zylinderhülse 20 gespannt. Wenn das Betätigungsorgan 36 in Gegenrichtung gedreht wird, so wird die Hydraulikflüssigkeit entspannt und dadurch die Zylinderhülse 20 gelöst, so dass sie sich axial von der Trägerstange 16 abziehen lässt.
In 3 ist die Lageranordnung 28 in vergrößertem Maßstab gezeigt. Der Werkzeughalter 42 weist einen Pneumatikzylinder 56 auf, der in dem in 1 und 3 gezeigten Zustand auf die Achse der Trägerstange 16 zentriert ist und mit dem das Werkzeug 40 axial ausfahrbar ist, so dass sein Außensechskant mit der Kupplung des Betätigungsorgans 36 in Eingriff tritt, wie in 3 gezeigt ist.
Wenn nun die Zylinderhülse 20 von der Trägerstange 16 gelöst werden soll, so muss zunächst das hydraulische Spannsystem 22 entspannt werden. Zu diesem Zweck werden die Trägerstange 16 und die Zylinderhülse 20 mit Hilfe des Drehantriebs 18 so gedreht, dass das durch das Werkzeug 40 drehfest gehaltene Betätigungsorgan 36 ein Stück weit aus dem Stopfen 54 heraus geschraubt wird, so dass sich das Volumen der Druckkammer 52 vergrößert und dementsprechend der hydraulische Druck abnimmt. Das Werkzeug 40 wird dann mit Hilfe des Pneumatikzylinders 56 wieder in die ausgekuppelte Stellung zurückgezogen.
Anschließend wird mit Hilfe der Antriebseinheit 34 die gesamte Lageranordnung 28 axial von dem Lagerbock 24 weg bewegt. Dabei wird das Lager 32 vom Ende der Trägerstange 16 abgezogen. Danach wird die Lageranordnung 28 mit Hilfe der Antriebseinheit 24 um die Schwenkachse A in die in 4 und 6 gezeigte Position geschwenkt, in der sie die Entnahmeöffnung 26 freigibt, so dass die Zylinderhülse 20 abgezogen werden kann.
Durch Umkehr der oben beschriebenen Bewegungsabläufe kann eine neue Zylinderhülse auf der Trägerstange 16 montiert werden. Wenn dabei die Lageranordnung 28 in die in 3 und 5 gezeigte Stellung zurückgeschwenkt wird, so sind das Lager 32 und auch das Werkzeug 40 wieder auf die Achse der Trägerstange und damit auf die Kupplung 38 des Betätigungsorgans 36 zentriert.
Wenn mit Hilfe des Pneumatikzylinders 56 das Werkzeug wieder in Richtung auf das Betätigungsorgan 36 ausgefahren wird, so kann es vorkommen, dass der Außensechskant des Werkzeugs und der Innensechskant der Kupplung 38 gegeneinander verdreht sind, so dass das Werkzeug nicht sofort einrasten kann. Wenn dann jedoch mit Hilfe des Drehantriebs 18 die Trägerstange und damit auch das Betätigungsorgan 36 gedreht wird, so rastet das Werkzeug 40, da es durch den Pneumatikzylinder unter elastischer Vorspannung gehalten wird, automatisch ein, sobald die richtige Winkelstellung erreicht ist. Bei der weiteren Drehung der Trägerstange wird dann das Betätigungsorgan 36 tiefer eingeschraubt und somit das Hydrauliksystem wieder unter Druck gesetzt.
In 1 ist schematisch eine elektronische Steuereinrichtung 58 der Druckmaschine gezeigt. Diese Steuereinrichtung steuert unter anderem auch die Funktion des Drehantriebs 18 sowie die Funktion des Pneumatikzylinders 56 des Werkzeughalters, so dass die oben beschriebenen Bewegungsabläufe durch die Steuereinrichtung 58 koordiniert und gesteuert werden können.
Der Drehantrieb 18 enthält üblicherweise einen integrierten Winkelinkrementgeber, mit dem die Winkelposition der Trägerstange gemessen werden kann. Die Winkelposition wird an die Steuereinrichtung 58 zurückgemeldet. Auf diese Weise kann sichergestellt werden, dass das Betätigungsorgan 36 stets um den gleichen Winkel gedreht wird, so dass der hydraulische Druck im Spannsystem 22 mit hoher Genauigkeit auf dem vorgegebenen Wert gehalten werden kann.
In einer vorteilhaften Ausführungsform ist die Steuereinrichtung 58 auch in der Lage, auf bekannte Weise, beispielsweise anhand der Stromaufnahme des Drehantriebs 18, das aktuell von dem Drehantrieb ausgeübte Drehmoment zu messen. In dem Fall kann die Steuereinrichtung auch so arbeiten, dass sie beim Spannen des Spannsystems die Drehbewegung beendet, sobald das Drehmoment einen bestimmten Schwellenwert erreicht hat.
Sofern auch die Ausschraubbewegung des Betätigungsorgans 36 durch einen (hier nicht gezeigten) Anschlag begrenzt wird, kann in entsprechender Weise auch beim Lösen des Spannsystems die Ausschraubbewegung beendet werden, sobald das Drehmoment einen bestimmten Schwellenwert erreicht. Andernfalls wird anhand der Daten des Winkelinkrementgebers sichergestellt, dass das Betätigungsorgan 36 beim Lösen des Spannsystems in eine definierte Nullposition gebracht wird.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

EP 1362697 B1 [0002]

Claims

Vorrichtung zur Betätigung einer hydraulischen Trägerstange (16) einer Rotationsdruckmaschine, die einen Drehantrieb (18) für die Trägerstange, eine elektronische Steuereinrichtung (58) für den Drehantrieb, und eine entfernbare Lageranordnung (28) zur Lagerung eines Endes der Trägerstange (16) aufweist und bei der die Trägerstange (16) ein hydraulisches Spannsystem (22) zum Festspannen einer auf die Trägerstange aufgeschobenen Zylinderhülse (20) aufweist und das Spannsystem an dem Ende der Trägerstange, das in der entfernbaren Lageranordnung (28) gelagert ist, ein drehbares Betätigungsorgan (36) mit einer Kupplung (38) für ein Werkzeug (40) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung einen Werkzeughalter (42) aufweist, mit dem das Werkzeug (40) axialbeweglich und drehfest an der Lageranordnung (28) gehalten ist, und dass die Steuereinrichtung (58) dazu eingerichtet ist, eine axiale Ausfahrbewegung des Werkzeughalters (42) zu steuern und dadurch das Werkzeug (40) mit der Kupplung (38) in Eingriff zu bringen, und den Drehantrieb (18) zu aktivieren, um dadurch die Trägerstange (16) relativ zu dem Werkzeug (40) zu drehen.
Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der der Werkzeughalter (42) einen Pneumatikzylinder (56) zum Ausfahren und Zurückziehen des Werkzeugs (40) aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, bei der die Steuereinrichtung (58) dazu eingerichtet ist, die Trägerstange (16) beim Spannen und/oder beim Lösen des hydraulischen Spannsystems (22) um einen definierten Winkel relativ zu dem durch das Werkzeug (40) festgehaltenen Betätigungsorgan (36) zu drehen.
Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei der die Steuereinrichtung (58) dazu eingerichtet ist, das von dem Drehantrieb (18) erzeugte Drehmoment zu überwachen und beim Spannen und/oder beim Lösen des hydraulischen Spannsystems (22) die Drehung der Trägerstange (16) zu beenden, sobald das Drehmoment einen vorgegebenen Schwellenwert erreicht.