DE4233846A1 - Vorgreifer einer Bogendruckmaschine - Google Patents
Vorgreifer einer BogendruckmaschineInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf Vorgreifer zur
Einzelbogenanlage an einen umlaufenden Zylinder einer
Bogendruckmaschine nach dem Oberbegriff des
Patentanspruches 1.
Aus der DE 38 30 946 ist ein Vorgreiferantrieb für einen
solchen Vorgreifer bekannt. Neben einer Hauptkurve zum
Antrieb des Vorgreifers ist auf gleicher Drehachse eine
komplementäre Beiläuferkurve angeordnet, so daß zwei an den
Enden eines winkelförmigen Rollenhebels gelagerte Rollen die
Rollenhebelbewegung zwangsweise führen. Der Rollenhebel
seinerseits ist hiernach fest auf einer schwingend bewegten
Vorgreiferwelle angeordnet oder seine Bewegung wird durch ein
Hebelgetriebe auf einen Schwinghebel übertragen, der mit dem
einen Ende auf gestellfester Achse gelagert ist und an seinem
anderen Ende die Vorgreifermechanik trägt. Die Übergabe des
auf einem Anlegetisch ruhenden Bogens an einen mit
Maschinengeschwindigkeit umlaufenden Zylinder der
Druckmaschine stellt besondere Anforderungen an das
Vorgreifergetriebe und andere notwendige technische
Einrichtungen. Der ruhende Bogen muß einerseits auf
Umfangsgeschwindigkeit des Zylinders beschleunigt und
andererseits mit seiner Vorderkante äußerst genau zur
Übernahme durch die Greifermechanik des Zylinders
positioniert werden, wobei diese genaue Bogenlage auch bei
mehrmaligem Bogendurchlauf unter verschiedenen
Maschinengeschwindigkeiten gewährleistet sein muß. Um dabei
unerwünschte dynamische Effekte, insbesondere
Schwingungserregungen, hohe Extremwerte des periodischen
Antriebsmomentes am Vorgreifergetriebe und dergleichen zu
vermeiden, sind geringe Beschleunigungsspitzen im
Bewegungsablauf des Vorgreifers anzustreben. Dies kann für
den genannten Vorgang durch ein möglichst großes
Maschinenwinkelintervall und einen großen Übergabeweg vom
Anlegetisch zum Zylinder erreicht werden. Eine
erstrebenswerte steife Konstruktion des Vorgreifer s wird
durch die Wahl einer kurzen Vorgreiferlänge, das heißt, durch
einen geringen Abstand der Greiferauflage vom
Vorgreiferdrehpunkt, unterstützt. Dies führt jedoch dazu, daß
zur Erzeugung der periodischen Vorgreiferbewegung ein
ungleichmäßig übersetzendes Getriebe mit mehreren Gliedern
notwendig wird, die durch Gelenke miteinander verbunden sind,
welche selbst bei formschlüssiger Ausführung spielbehaftet
sind. Das Spiel in den Gelenken bewirkt, daß infolge der sich
periodisch ändernden Gelenkkräfte Anlagewechsel zwischen den
jeweiligen Gelenkelementen stattfinden, die zu Veränderungen
des Übertragungsverhaltens des Vorgreifergetriebes führen.
Passerungenauigkeiten sind die Folge. Ein sich periodisch
änderndes Antriebsmoment bewirkt einen unruhigen
Maschinenlauf, der die Druckqualität vermindert. Zur
Spieleliminierung in den Gelenken der Gelenkgetriebe sind
beispielsweise Torsionsfedern bekannt, durch die die Teile
des Hebelgetriebes miteinander verspannt werden, wie es
ähnlich in der DE 39 22 186-A1- dargestellt ist. Es ist auch
schon bekannt, anstelle solcher Torsionsfedern eine
Längsfeder vorzusehen, jedoch ist diese Feder so angeordnet,
daß an der Antriebsweite des Vorgreifergetriebes und eines
Nachführgetriebes Momente auftreten, die eine Blindleistung
in der Maschine fließen lassen. Die Rollenkräfte am
Vorgreifergetriebe erhöhen sich beispielsweise bei einer
symmetrischen Vorgreiferbewegung zwangsläufig auf das
Doppelte. Zum Leistungsausgleich ist es aus der schon
genannten DE 39 22 186 -A1- bekannt, ein Ausgleichsgetriebe
vorzusehen, welches unmittelbar auf den Vorgreiferschwingarm
einwirkt. Dadurch werden die Kräfte im Vorgreifergetriebe
minimiert. Die Bewegungscharakteristik bei der Hin- und
Rückbewegung des Vorgreifers ist jedoch gleich, so daß zur
Erzielung eines maximalen Effektes das Bewegungsgesetz des
Vorgreifers symmetrisch sein muß. Andere Vorrichtungen zum
Leistungsausgleich mit einem sehr hohen Aufwand
sind aus der DE 41 09 409 -A1- und
DE 41 09 824 -A1- bekannt. Anordnungen zum Leistungsausgleich
entsprechend der DE 12 63 434 B2- und nach dem
DE-GM 86 20 766.0 sind extern ausgebildet, so daß eine
Kombination mit Mitteln zum Spielausgleich im Getriebe nicht
möglich sind.
Es ist Aufgabe der Erfindung, einen Vorgreifer mit einem
spielfreien Vorgreiferantrieb und möglichst geringen,
gegebenenfalls regulierbaren dynamischen Rückwirkungen auf
die Druckmaschine und deren Antrieb zu gestalten.
Die Erfindung löst diese Aufgabe bei einem Vorgreifer der
eingangs genannten Bauart durch Ausbildungsmerkmale nach dem
Kennzeichen des Patentanspruches 1.
Durch diese Ausbildungsmerkmale wird erreicht, daß durch
Anordnung einer einzigen Feder ein Lagerspielausgleich in
einem Vorgreifergetriebe erreicht werden kann, bei dem die
Federkräfte nur innerhalb des Hebelgetriebes wirksam sind und
ohne Einfluß auf die Pressung der am freien Ende des
Rollenhebels gelagerten Kurvenrolle auf die Kurvenscheibe und
auch ohne Einfluß auf die Vorgreifermechanik bleiben. Es
bleibt aber auch die Möglichkeit erhalten, neben einem
Spielausgleich einen teilweisen Leistungsausgleich dadurch zu
erreichen, daß durch eine entsprechende Wahl der
Befestigungspunkte der Feder einerseits am Rollenhebel und
andererseits am Schwingarm des Vorgreifers eine gewünschte
Vergrößerung oder Verringerung der Federlänge sich beim
Betrieb des Vorgreifers ergibt. Dadurch wird bei der Bewegung
des Schwingarmes Energie gespeichert, die zum Beschleunigen
des Vorgreifers aus den Endlagen heraus wieder abgegeben
wird. Somit pendelt ein Teil der zum Abbremsen des
Vorgreifers abzuführenden bzw. zu seiner Beschleunigung
einzuleitenden kinetischen Energie zwischen dieser Feder 12
und dem Vorgreifer. Dadurch weist das vom Zuführzylinder
abgegriffene Antriebsmoment für den Vorgreifer geringere
positive und negative Spitzenwerte auf. Die Anzahl der
benötigten Bauteile für die Realisierung des
Erfindungsgedankens wird auf ein Minimum begrenzt.
In Anlehnung an praktisch gebräuchliche Ausführungsformen der
Rollenhebel für Vorgreiferantriebe und der
Schwingarmausbildung solcher Vorgreifer ist vorgesehene daß
eine Schraubenfeder zwischen einem Befestigungspunkt auf
einem mit dem Rollenhebel fest verbundenen Hebel und einem
Befestigungspunkt auf einer mit dem Schwingarm des
Vorgreifers fest verbundenen Schwinge gespannt ist. Dadurch
wird verdeutlicht, daß die Ausbildung der Erfindung auch bei
Hebelgetrieben möglich ist, welche in an sich bekannter Weise
zur Erzeugung ungleichmäßiger Bewegungsübersetzungen aus
mehreren Gliedern bestehen, die durch Gelenke miteinander
verbunden sind.
Bei einer anderen Ausbildung des Erfindungsgedankens im
Hinblick auf eine spielfreie Gestaltung des
Vorgreiferhebelgetriebes und einen regulierbaren
Leistungsausgleich ist nach einem anderen Vorschlag der
Erfindung vorgesehen, daß eine Zugfeder mit ihrem einen Ende
zwar am Schwingarm des Vorgreifers, mit ihrem anderen Ende
jedoch an einem gestellfest, gelagerten, von einer
Ausgleichskurvenscheibe angetriebenen zweiten Rollenhebel
befestigt ist.
Von der ersteren Lösung unterscheidet sich diese Ausbildung
dadurch, daß die Feder bei der Bewegung des Vorgreifers nur
soweit gespannt wird, daß in der für die Bogenübergabe
bedeutsamen Phase ein Anlagewechsel der spielbehafteten
Gelenke ausgeschlossen ist. Dazu wird die Feder in dieser
Phase so nachgeführt, daß sich ihre Länge nicht ändert, aber
gleichzeitig erfolgt durch die auf den zweiten Rollenhebel
einwirkende Ausgleichskurvenscheibe eine Kraftbeaufschlagung,
durch die das Spiel im Hebelgetriebe eliminiert wird. Der
Richtungswechsel der Vorgreiferbeschleunigung nach der
Bogenübergabe bewirkt möglicherweise einen Anlagewechsel der
Drehgelenke im Hebelgetriebe und das Anlegen der Kurvenrolle
an die Beiläuferkurve, wodurch jedoch kein Einfluß auf die
Passergenauigkeit entsteht. In der Endlage des Vorgreifers
wird die Feder durch das in der Ausgleichskurvenscheibe
integrierte Bewegungsgesetz entspannt und die freiwerdende
potentielle Energie zur Beschleunigung des Vorgreifers für
die Rückbewegung genutzt. Bei Erreichung der anderen Endlage
ist der gleiche Betrag an potentieller Energie wieder in der
Feder gespeichert, weit eine dem Ausgangszustand
entsprechende Federauslenkung erfolgt.
Auf der Zeichnung ist für beide erfindungsgemäße Lösungen der
Aufgabe ein Ausführungsbeispiel schematisch dargestellt.
Fig. 1 zeigt die Seitenansicht einer Federanordnung zum
Spielausgleich im Hebelgetriebe und
Fig. 2 zeigt die Seitenansicht einer Federanordnung zum
Spielausgleich und zum geregelten Leistungsausgleich.
An der Stirnseite eines im Maschinengestell 1 drehbar
gelagerten, den Bogen führenden Zylinders 2, gegebenenfalls
auch an einer anderen angetriebenen Welle, ist eine
Kurvenscheibe 3 sowie eine entsprechende
Beiläuferkurvenscheibe 4 befestigt. An der Hauptkurve der
Kurvenscheibe 3 liegt die Kurvenrolle 6 und an der
Beiläuferkurve der Kurvenscheibe 4 liegt die Kurvenrolle 7
an, die an den freien Enden eines winkelförmigen Doppelhebels
8 drehbar gelagert sind und die rotatorische Bewegung des
Zylinders 2 im Zusammenwirken mit den Kurvenscheiben 3 und 4
In eine oszillierende Bewegung umformen. Der doppelarmige
Rollenhebel 8 ist in einem am Gestell 1 festen Lager 5
schwenkbar gelagert und durch eine starre Koppel 9 gelenkig
mit dem Schwingarm 10 des Vorgreifers 11 verbunden. Zum
Zwecke einer Schwingwinkelvergrößerung ist das eine Ende der
Koppel 9 In dem Gelenk 12 mit einem einstückig am Rollenhebel
8 angeordneten Hebel 13 und das andere Ende in dem Gelenk 14
mit einer Schwinge 15 verbunden, die einstückig mit dem
Schwingarm 10 ausgebildet ist. Der Schwingarm 10 mit der
Schwinge 15 sind in dem Lager 25 ebenfalls gestellfest,
gelagert. Eine Zugfeder 16, zum Beispiel eine Schraubenfeder,
ist zwischen einem Befestigungspunkt 17 an dem
Rollenhebelarm 13 und einem Befestigungspunkt 18 an der
Schwinge 15 des Schwingarmes 10 befestigt und erstreckt sich
neben der Koppel 9. Die Befestigungspunkte 17 und 18 sind so
gewählt, daß der Befestigungspunkt 17 bei der Bewegung
des Schwingarmes 10 sich etwa auf einem Kreisbogen bewegt,
dessen Zentrum im Befestigungspunkt 18 liegt, so daß bei der
Schwingarmbewegung im wesentlichen keine Längenänderung der
Feder 16 erfolgt. Dies ermöglicht eine Verspannung der Hebel
des Hebelgetriebes ohne Rückwirkung auf die Pressung
der Kurvenrollen 6 bzw. 7. Ein fertigungs- oder
montagebedingtes Spiel im Kurvengetriebe kann weitestgehend
dadurch eliminiert werden, daß eine der beiden Kurvenrollen 6
bzw. 7 mit einer an s ich bekannten Exzenterlagerung 19
ausgebildet ist, welche einen Nachstellvorgang zum
Spielausgleich ermöglicht.
Abweichend von der erläuterten Eliminierung eines
Gelenkespiels kann durch eine solche Einrichtung auch ein
teilweiser Leistungsausgleich erfolgen. Dazu muß der
Befestigungspunkt 18 der gespannten Feder 16 näher an die
Bewegungsbahn des Befestigungspunktes 17 bei der
Greiferbewegung gelegt werden. Dadurch vergrößert sich die
Federlänge bei der Bewegung der Schwinge 15 in eine ihrer
beiden Endlagen, welche in der Zeichnung mit gestrichelten
Linien angedeutet sind. Dabei wird kinetische Energie in
der Feder gespeichert, die zum Beschleunigen des Vorgreifers
aus seinen Endlagen heraus wieder abgegeben wird, wie es
weiter oben schon beschrieben wurde.
Die Lösung entsprechend Fig. 2 stimmt im Aufbau prinzipiell
mit der Anordnung nach Fig. 1 überein. Die Feder 16 ist
jedoch zwischen einem Befestigungspunkt 18 am Schwingarm 10
und einem Befestigungspunkt 17 an einem zweiten Rollenhebel
20 angeordnet, der durch eine Ausgleichskurvenscheibe 21
angetrieben wird, die koaxial mit der Kurvenscheibe 3 und der
Beiläuferkurvenscheibe 4 zur Achse des Zylinders 2 angeordnet
ist. Der zweite Rollenhebel 20 stützt sich mit einer
Kurvenrolle 22 gegen die Ausgleichskurvenscheibe 21 ab.
Bei dieser Anordnung kann die Feder nur soweit gespannt
werden, daß in der für die Bogenübergabe bedeutsamen Phase,
nämlich bei der Beschleunigung des Bogens und seinem
Transport vom Anlegetisch zum Zylinder, ein Anlagewechsel
der spielbehafteten Gelenke ausgeschlossen ist. Die Feder 16
ist durch ein Zugglied 23 mit dem Schwingarm 10 verbunden und
wird in dieser Bewegungsphase so nachgeführt, daß sich ihre
Länge nicht ändert. Gleichzeitig erfolgt eine zusätzliche
Kraftbeaufschlagung durch die Ausgleichskurvenscheibe 21 über
den zusätzlichen Rollenhebel 20 zur Eliminierung des Spiels
im Hebelgetriebe. Es wurde weiter oben schon ausgeführt, daß
der Richtungswechsel der Vorgreiferbeschleunigung nach
der Bogenübergabe einen Anlagewechsel der Drehgelenke im
Hebelgetriebe und gegebenenfalls eine Erhöhung der
Andrückkraft der Kurvenrolle 7 gegen die
Beiläuferkurvenscheibe 4 bewirken kann, was jedoch auf die
technologisch wichtige Passergenauigkeit keinen Einfluß
hat. Im Bereich der Endlage des Vorgreifers 11 wird die Feder
16 durch das in der Ausgleichskurvenscheibe 21 integral
berücksichtigte Bewegungsgesetz entspannt und die
freiwerdende potentielle Energie zur Beschleunigung des
Vorgreifers für die Rückbewegung genutzt. In der anderen
Endlage ist der gleiche Energiebetrag wieder in der Feder
gespeichert, weil eine den Ausgangszustand entsprechende
Federdehnung erfolgt. Bei dieser Anordnung ist während der
Bogenübergabe das gesamte Getriebe verspannt, und sämtliche
Gelenkspiele sind eliminiert. Beim Einsatz einer weichen
Feder ist eine verminderte Präzision bei der Fertigung der
Bauelemente zur Vorspannung zulässig. Durch eine
entsprechende Festlegung des Bewegungsgesetzes der
Ausgleichskurvenscheibe 21 kann das ungleichmäßige
Antriebsmoment für die Vorgreiferrückbewegung teilweise
ausgeglichen werden. Im Gegensatz zur vorhergehend
beschriebenen Lösung ist eine wesentliche Verringerung
der Verspannung und somit der Gelenkkräfte möglich, da der
Zwangslauf im Hebelgetriebe nach der Bogenübergabe durch die
formschlüssige Verbindung der Kurvenrolle 7 und der
Beiläuferkurvenscheibe 4 gesichert ist. Es fließt eine
stark reduzierte Blindleistung zwischen Vorgreifer und
Ausgleichsgetriebe. Die Bauteile können daher leicht und
kompakt ausgeführt werden. Eine Exzenterlagerung 19 zur
Einstellung der Kurvenrollen kann entfallen.
Bezugszeichenliste
1 Maschinengestell
2 Zylinder
3 Kurvenscheibe
4 Beiläuferkurvenscheibe
5 Lager
6 Kurvenrolle
7 Kurvenrolle
8 Rollenhebel
9 Koppel
10 Schwingarm
11 Vorgreifer
12 Gelenk
13 Hebel
14 Gelenk
15 Schwinge
16 Feder
17 Befestigungspunkt
18 Befestigungspunkt
19 Exzenterlagerung
20 Rollenhebel
21 Ausgleichskurvenscheibe
22 Kurvenrolle
23 Zugglied
24 Kreisbahn
25 Lager
2 Zylinder
3 Kurvenscheibe
4 Beiläuferkurvenscheibe
5 Lager
6 Kurvenrolle
7 Kurvenrolle
8 Rollenhebel
9 Koppel
10 Schwingarm
11 Vorgreifer
12 Gelenk
13 Hebel
14 Gelenk
15 Schwinge
16 Feder
17 Befestigungspunkt
18 Befestigungspunkt
19 Exzenterlagerung
20 Rollenhebel
21 Ausgleichskurvenscheibe
22 Kurvenrolle
23 Zugglied
24 Kreisbahn
25 Lager
Claims (9)
1. Vorgreifer zur Einzelbogenanlage an einen umlaufenden
Zylinder in einer Bogendruckmaschine, welcher einen
Kurvenantrieb mit einem um eine gestellfeste Achse
schwenkbar gelagerten Rollenhebel und zur Übertragung der
Bewegung des Rollenhebels ein Hebelgetriebe aufweist,
welches mit dem Rollenhebel und mit einem um eine
gestellfeste Achse beweglich gelagerten Schwingarm des
Vorgreifers gelenkig verbunden ist, dadurch
gekennzeichnet, daß etwa parallel zu einer einerseits
gelenkig mit dem Rollenhebel (8) und andererseits
gelenkig mit dem Schwingarm (10) verbundenen, starren
Koppel (9) eine vorgespannte Feder (16) zwischen einem
Befestigungspunkt (17) an dem Rollenhebel (8) und einem
Befestigungspunkt (18) an dem Schwingarm (10) angeordnet
ist.
2. Vorgreifer nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß eine Schraubenfeder (16) zwischen einem
Befestigungspunkt (17) auf einem mit dem Rollenhebel (8)
fest verbundenen Hebel (13) und einem Befestigungspunkt
(18) auf einer mit dem Schwingarm (10) des Vorgreifers
(11) fest verbundenen Schwinge (15) gespannt ist.
3. Vorgreifer nach den Ansprüchen 1 und 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Befestigungspunkte (17,18) außerhalb der
Anlenkung (12) der Koppel (9) an den Rollenhebel (8) und
der Anlenkung (14) der Koppel (9) an den Schwingarm (10)
des Vorgreifers ( 11) angeordnet sind.
4. Vorgreifer nach den Ansprüchen 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Lage der Befestigungspunkte (17,18) im
wesentlichen keine Längenänderung der vorgespannten Feder
(16) bei der Vorgreiferbewegung im Bereich zwischen den
Endlagen des Vorgreifers (11) bewirkt.
5. Vorgreifer nach den Ansprüchen 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß (17,18) eine vorbestimmte Längenänderung der
vorgespannten Feder (16) bei der Vorgreiferbewegung
zwischen seinen beiden Endlagen bewirkt.
6. Vorgreifer nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis
5,
dadurch gekennzeichnet,
daß sich der Befestigungspunkt (17) der vorgespannten
Feder (16) an einem mit dem Rollenhebel (8) einen Winkel
einschließenden und mit diesem fest verbundenen Hebel
(13) befindet und sich angenähert auf einer gedachten
Kreisbahn (24) bewegt, deren Zentrum im Befestigungspunkt
(18) der Feder (16) an einer mit dem Schwingarm (10) des
Vorgreifers (11) einen Winkel einschließenden und mit dem
Vorgreifer (11) fest verbundenen Schwinge (15) liegt.
7. Vorgreifer nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß eine Zugfeder (16) mit ihrem einen Ende am Schwingarm
(10) des Vorgreifers (11) und mit ihrem anderen Ende an
einem gestellfest gelagerten, von einer
Ausgleichskurvenscheibe (21) angetriebenen zweiten
Rollenhebel (20) befestigt ist.
8. Vorgreifer nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Kurvenscheibe (3) zum Antrieb des
Vorgreiferschwingarmes, eine komplementäre Kurvenscheibe
(4) für eine Kurvenrolle (7) an einem mit dem Rollenhebel
(8) des Vorgreiferantriebes verbundenen Hebel (13)
und eine weitere Kurvenscheibe (21) zum Antrieb des
zweiten Rollenhebels (20) zur Regelung der Federspannung
koaxial auf der Achse des Zylinders (2) der Druckmaschine
angeordnet sind.
9. Vorgreifer nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet,
daß das eine Ende der Zugfeder (16) mittels eines
Zuggliedes (23) mit einem am Schwingarm (10) des
Vorgreifers (11) befestigten Bauteil verbunden ist.
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