EP0082945B1

EP0082945B1 - Druckmaschine mit einem mit einer Antriebseinrichtung kuppelbaren Zylinder

Info

Publication number: EP0082945B1
Application number: EP82110510A
Authority: EP
Inventors: Anton Weis
Original assignee: Albert Frankenthal AG
Current assignee: Albert Frankenthal AG
Priority date: 1981-12-24
Filing date: 1982-11-12
Publication date: 1986-02-12
Also published as: US4453464A; DE8137709U1; ATE17932T1; EP0082945A1; DE3269097D1

Description

Die Erfindung betrifft eine Druckmaschine, insbesondere Tiefdruckmaschine, mit mindestens einem, über eine Kupplung mit einer Antriebseinrichtung kuppelbaren Zylinder, wobei die Kupplung eine mittels der Antriebseinrichtung antreibbare, in radialer Richtung nachgiebige Büchse aufweist, die einen zylinderseitige vorgesehenen Zapfen umgreift und an diesen mittels eines auf der Büchse aufgenommenen, aus tellerrandförmig gegen eine zur Drehachse lotrechte Radialebene schräg geneigten Ringen bestehenden Ringpakets anpreßbar ist, das im Bereich einer Stirnseite in axialer Richtung abgestützt und andererseits kraftbeaufschlagbar ist.
Eine Anordnung dieser Art ist aus der DE-A 2402101 bekannt. Bei dieser bekannten Anordnung umfaßt die nachgiebige Büchse nicht nur den zylinderseitigen Zapfen, sondern auch einen diesem koaxial gegenüberliegenden, mit der Antriebseinrichtung drehfest verbundenen Zapfen. Beiden Zapfen ist jeweils ein Ringpaket zugeordnet. Diese beiden Ringpakete sind an den voneinander abgewandten Seiten an stationären Ringflanschen abgestützt und liegen mit den einander zugewandten Seiten an zwei Scheiben an, die eine im Querschnitt keilförmige Ringnut begrenzen und mittels in diese Ringnut eindringender Kugeln zur Beaufschlagung der beiden Ringpakete auseinandergefahren werden können. Zur Betätigung der Kugeln ist eine auf einen Ringflansch aufgeschraubte Schraubmutter mit konischem Kragen vorgesehen. Diese bekannte Anordnung erfordert ersichtlich einen hohen Bedienungsaufwand zur Betätigung der Kupplung in Ein- bzw. Auskuppelrichtung, da die mit den Kugeln zusammenwirkende Schraubmutter von Hand betätigt werden muß. Ein weiterer Nachteil der bekannten Anordnung ist darin zu sehen, daß hier die auf die Ringpakete ausgeübte Kraft und damit die zur Herstellung einer drehschlüssigen Verbindung zwischen Antriebseinrichtung und Zylinder wirksame Kraft vom Anzugsmoment der auf die Kugeln wirkenden Schraubmutter abhängig ist, was im Hinblick auf erwünschte konstante Verhältnisse ebenfalls negativ auf den Bedienungsaufwand durchschlägt. Als weiterer Nachteil kommt hinzu, daß die bekannte Anordnung gemäß DE-A 24 02 101 auch einen sehr hohen baulichen Aufwand erfordert. Diese Anordnung benötigt nämlich nicht nur zwei den beiden Zapfen zugeordnete Ringpakete samt den diesen zugeordneten Abstütz- und Verschiebeeinrichtungen, sondern auch eine sehr lange, den Abstand zwischen den beiden Zapfen überbrückende und beide Zapfen auf ausreichender Länge umfassende, in radialer Richtung nachgiebige Büchse, die im Bereich zwischen den beiden Zapfen zudem noch auf Torrsion beansprucht wird. Hinzu kommt, daß sich bei der bekannten Anordnung mit zwei einander gegenüberliegenden, in die nachgiebige Büchse eingreifenden Zapfen auch eine sehr große Baulänge in axialer Richtung ergiebt.
Die US-A 4185539 zeigt eine Blockiereinrichtung für eine Welle oder eine Kolbenstange mil einem die zu blokkierende Welle oder Stange umfassenden, geschlitzten Ring, der eine konische Außenkontur aufweist und mit einem eine entsprechend konische innenkontur aufweisenden Betätigungselement zusammenwirkt, das zur Bewirkung einer Blockierung bzw. Freigabe der Welle bzw. Stange in axialer Richtung verschiebbar ist. Bei einer Ausführung liegt dieses Betätigungselement einerseits an einer Tellerfeder an und begrenzt andererseits einen mit einem Druckmittel beaufschlagbaren Druckraum. Hierdurch wird zwar eine hohe Bedienungsfreundlichkeit erreicht. Die bekannte Anordnung gemäß US-A 4185539 ermöglicht jedoch lediglich eine Blockierung einer Welle bzw. Stange, jedoch keine Kupplung mit einem anderen bewegten Organ. Ganz abgesehen davon benötigt diese bekannte Anordnung ein mit dem geschlitzten Ring zusammenwirkendes Betätigungselement, was sich ebenfalls ungünstig auf den Bauaufwand auswirken kann.
Hiervon ausgehend ist es daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Anordnung eingangs erwähnter Art mit einfachen Mitteln so zu verbessern, daß eine hohe Bedienungsfreundlichkeit und gleichzeitig eine hohe Funktionssicherheit gewährleistet sind.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Kupplung ein drehschlüssig mit der Antriebseinrichtung verbundenes Gehäuse aufweist, in welches der koaxial hierzu angeordnete, zylinderseitig vorgesehene Zapfen eingreift und mit dem die den Zapfen umfassende, in radialer Richtung nachgiebige Büchse verbunden ist und daß das auf der Büchse aufgenommene, dem Zapfen zugeordnete Ringpaket auf der seiner axialen Abstützung gegenüberliegenden Seite mittels einer Federanordnung beaufschlagbar ist, die entgegen ihrer auf das Ringpaket wirkenden Kraft mittels eines im Gehäuse in axialer Richtung verschiebbaren Kolben beaufschlagbar ist, der eine der federanordnung gegenüberliegende, an eine Druckquelle anschließbare Druckkammer begrenzt.
Durch Druckbeaufschlagung des Kolbens ist das Ringpaket, das bei Beaufschlagung durch die zugeordnete Federanordnung die Büchse zusammendrückt und damit eine kraftschlüssige Verbindung zwischen dem zylinderseitig vorgesehenen Zapfen und dem mit der Antriebseinrichtung verbundenen Gehäuse herstellt, entlastbar und damit der zylinderseitig vorgesehene Zapfen freigebbar. Die erfindungsgemäßen Maßnahmen ergeben somit praktisch eine Schaltkupplung, mit welcher die drehschlüssige Verbindung zwischen Gehäuse und Zapfen schnell, einfach und zuverlässig lösbar bzw. herstellbar ist. Außerdem wird durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen sichergestellt, daß die auf das Ringpaket wirkende Axialkraft, die von diesem in eine um ein Vielfaches höhere Radialkraft umgesetzt wird, bei jeder Betätigung der Kupplung dieselbe Größe hat, was ebenfalls vorteilhaft auf die Zuverlässigkeit und die Bedienungsfreundlichkeit durchschlägt. Außerdem ergeben die erfindungsgemäßen Maßnahmen eine sehr kompakte Bauweise, wobei zudem der Außenumfang des zylindrischen Gehäuses in vorteilhafter Weise als Bremstrommel bzw. Aufnahme für eine Bremstrommel dienen kann.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung des übergeordneten Maßnahmen kann das Gehäuse zylinderseitig mit einem abnehmbar festgelegten Deckel versehen sein, an dem die den Zapfen umgebende Büchse vorzugsweise durch Anformung befestigt ist. Hierdurch ist eine zuverlässige Lagesicherung der Büchse bei gleichzeitig gewährleisteter, besonders einfacher Ausführungsform sichergestellt.
Eine weitere besonders vorteilhafte Maßnahme kann darin bestehen, daß die Büchse mit durchgehenden, von im Bereich ihres deckelseitigen Endes angeordneten Radialbohrungen ausgehenden Schlitzen versehen ist, deren lichte Weite kleiner als der Durchmesser der jeweils zugeordneten Bohrung ist. Hierdurch ergibt sich eine hohe Ausreißfestigkeit im Bereich des Schlitzgrundes und damit eine hohe Standzeit des die Büchse aufweisenden Bauteils.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und zu bevorzugende Weiterbildungen der übergeordneten Maßnahmen ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand der Zeichnung in Verbindung mit den restlichen Unteransprüchen.
In der Zeichnung zeigen :

Figur 1 eine Teilansicht eines mit einer Antriebswelle gekuppelten Formzylinders einer Tiefdruckmaschine und
Figur 2 einen Längsschnitt durch die Kupplung der Anordnung gemäß Fig. 1.

Der Aufbau und die Wirkungsweise einer Tiefdruckmaschine sind an sich bekannt und bedürfen daher im vorliegenden Zusammenhang keiner näheren Erläuterung mehr. Der in Fig. 1 als Ganzes mit 1 bezeichnete Formzylinder ist mit seinen Enden in Lagerschalen 2 aufgenommen, die zusammen mit dem Formzylinder 1 in zugeordnete Ausnehmungen der Maschinenseitenwände 3 einführbar sind. Zum Antrieb des Formzylinders 1 ist eine Antriebswelle 4 vorgesehen, die mit dem Formzylinder 1 über ein Gelenk 5 und eine zum Ein- und Ausbau des Formzylinders 1 lösbare Kupplung 6 verbunden ist.
Die Kupplung 6 besteht, wie Fig. 2 zeigt, aus einem mit der Antriebswelle 4 drehschlüssig verbundenen, topfförmigen Gehäuse 7, in das ein an den Formzylinder 1 koaxial hierzu angesetzter Zapfen 8 eingreift. Zur Bildung eines Anschlags ist im Bereich des Zapfenansatzquerschnitts ein Bund vorgesehen. Das Gehäuse 7 und der Zapfen 8 bilden praktisch zwei Kupplungshälften, die drehschlüssig aneinander festiegbar sind. Das Gehäuse 7 ist zylinderseitig mit einem abnehmbaren Deckel 9 versehen, an den eine in das Gehäuseinnere hineinragende, den Zapfen 8 umfassende Büchse 10 angeformt ist, die zur Bewerkstelligung einer radialen Nachgiebigkeit mit zwei oder mehreren, axial verlaufenden, von ihrem freien Ende bis zu im Bereich ihres deckelseitigen Ansatzquerschnitts vorgesehenen Radialbohrungen 11 sich erstreckenden Schlitzen 12 versehen ist. Der Durchmesser der Bohrungen 11 beträgt etwa 3 mm, die lichte Weite der Schlitze 12 etwa 1 mm. Die Bohrungen 11 stellen sicher, daß die Schlitze 12 sich nicht durch Ausreißen des Materials im Bereich des Schlitzgrundes vergrößern können. Die an den mit dem Gehäuse 7 verschraubten Deckel 9 angeformte Büchse 10 ist zur Übertragung eines Drehmoments vom Gehäuse 7 auf den Zapfen 8 mittels eines auf ihrem Außenumfang aufgenommenen Ringpakets 13 an den zapfen 8 anpreßbar. Das Ringpaket 13 besteht aus mehreren, tellerrandförmig gegen eine zur Kupplungsachse 14 lotrechte Radialebene geneigten, zu einem Paket zusammenvulkanisierten Metallringen 15, die bei Beanspruchung in axialer Richtung die hierauf wirkende Axialkraft etwa im Verhältnis 1 : 5 in eine Radialkraft umsetzen.
Zur Beaufschlagung des Ringpakets 13 ist eine hier aus zwei Tellerelementen bestehende, im Gehäuse 7 angeordnete, die Büchse 10 umgebende Tellerfeder 16 vorgesehen. Zwischen der Tellerfeder 16 und dem hiervon zu beaufschlagenden Ringpaket 13 ist ein verschiebbarer Betätigungsring 17 angeordnet. Das Ringpaket 13 ist mittels eines dem Betätigungsring 17 gegenüberliegenden Anschlags in axialer Richtung gesichert. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist hierzu ein Anschlagring 18 vorgesehen, der an einen in eine zugeordnete Nut der Büchse 10 eingreifenden Spannring 19 abgestützt ist. Der Betätigungsring 17 und insbesondere der Anschlagring 18 können zur Erzielung einer hohen Formstabilität und Abriebfestigkeit aus gehärtetem Material bestehen. Die Ringe 15 des Ringpakets 13 sind im dargestellten Ausführungsbeispiel mit ihrem äußeren Umfang zum Betätigungsring 17 hin geneigt. Zur Vermeidung eines Festfressens des im Bereich der radial inneren Kante des Anschlagrings 18 an diesem anliegenden Ringpakets 13 und zur Gewährleistung einer exakten Lagesicherung ist der aus gehärtetem Material bestehende Anschlagring 18 mit scharfen, ungebrochenen Kanten versehen. Das Ringpaket 13 ist mittels eines im Gehäuse 7 in axialer Richtung verschiebbar angeordneten Kolbens 20 entlastbar, mittels dessen die Tellerfeder 16 entgegen der auf das Ringpaket 13 ausgeübten Kraft zusammendrückbar ist. Der Kolben 20 begrenzt eine Druckkammer 21, die zum Verschieben des Kolbens 20 entgegen der von der Tellerfeder 16 ausgeübten Kraft mit einem Druckmittel beaufschlagbar ist. Hierzu ist in der dem Kolben 20 benachbarten Gehäusestirnwand eine zentral angeordnete Gewindebohrung 22 vorgesehen, an die eine hier lediglich durch ihren Anschlußnippel angedeutete, zu einer Druckquelle führende Versorgungsleitung 23 anschließbar ist. Die Versorgungsleitung 23 kann zentral durch das Gelenk 5 und die Antriebswelle 4 hindurchgeführt sein, deren dem Gelenk 5 gegenüberliegendes Ende mit einer als Drehverbindung ausgebildeten Druckmittelzuführung versehen sein kann. Als Druckmittel zur Beaufschlagung der Druckkammer kann Druckluft oder vorzugsweise ein Hydraulikmittel Verwendung finden.
Der Kolben 20 ist im Bereich seiner von der Druckkammer 21 abgewandten Stirnseite mit einer Sackbohrung 24 versehen, welche das Ringpaket 13 und den dieses aufnehmenden Bereich der Büchse 10 und des Zapfens 8 aufnimmt. Die von der Druckkammer 21 abgewandte Stirnseite des Kolbens 20 ist an den Betätigungsring 17 anstellbar. Der Durchmesser der Tellerfeder 16 ist wesentlich größer als der Durchmesser des Ringpakets 13. Dasselbe gilt für den Betätigungsring 17. Zur Anpassung an diese radiale Weite ist der Kolben 20 federseitig mit einem Randflansch 25 versehen. Die zur Aufnahme des Kolbens 20 im Gehäuse 7 vorgesehene Bohrung ist dementsprechend abgestuft. Zur Abdichtung des radial äußeren Kolbenumfangs gegenüber der zugeordneten Gehäusebohrung können einer oder mehrere, am Umfang des Kolbens 20 angeordnete Dichtringe 26 vorgesehen sein. Zur Gewährleistung einer ordnungsgemäßen Be- und Entlüftung des durch die Gehäusestufe gebildeten, von der Druckkammer 21 abgesetzten Bohrungsabschnitt ist die Gehäusewandung mit einer Entlüftungsbohrung 27 versehen. Die Spannung der Tellerfeder 16 ist mittels einer Stelleinrichtung einstellbar, die einen dem Betätigungsring 17 gegenüberliegenden Stellring 28 aufweist, der an im Bereich des Gehäusedeskels 9 vorgesehenen Stellschrauben 29 abgestützt ist. Dies ermöglicht auch einen Ein- und Ausbau des Ringpakets 13 und der Tellerfeder 16 in spannungslosem Zustand.
In der der Fig. 2 zugrunde liegenden Stellung des Kolbens 20 ist die Tellerfeder 16 zusammengeschoben und damit das Ringpaket 13 entlastet. Die Büchse 10 ist dabei vom Zapfen 8 gelöst, so daß dieser bei der Entnahme des zugehörigen Zylinders 1 aus dem Gehäuse 7 herausgefahren werden kann. Der Hub des Kolbens 20 wird dabei einfach durch die vordere Stirnseite der Büchse 10 begrenzt. Zur Zentrierung des gelenkig mit der Antriebswelle 4 verbundenen Gehäuses 7 bei herausgefahrenem Zapfen 8 ist, wie Fig. 1 am besten erkennen läßt, eine das Gelenk 5 übergreifende, an der Antriebswelle 4 befestigte Büchse 30 vorgesehen, die mit ihrem von der Antriebswelle 4 abgewandten Stirnrand das Gehäuse 7 übergreift, das einen der Büchse 30 zugeordneten, angedrehten Bund 31 aufweisen kann. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Büchse 30 als Bremstrommel einer zum Abbremsen des Formzylinders 1 vorgesehenen Bremse ausgebildet, die mit in einem am antriebswellenseitigen Getriebekasten 32 befestigten Ringgehäuse 33 angeordneten, vorzugsweise durch Druckluft betätigbaren Bremsbacken 34 versehen ist. Die Verwendung der Bremstrommel als Zentrierbüchse ergibt eine sehr kompakte Bauweise. Zur Übertragung des Drehmoments von der Antriebswelle 4 auf das Gehäuse 7 sind wellenseitig und gehäuseseitig angeflanschte Laschen 35 vorgesehen, die über jeweils einen Gelenkbolzen 36 mit einem im Querschnitt H-förmigen Mitnehmerelement 37 verbunden sind. Diese gelenkige Verbindung ermöglicht den Ausgleich von Fluchtungsfehlern.

Claims

1. Druckmaschine, insbesondere Tiefdruckmaschine mit mindestens einem über eine Kupplung mit einer Antriebseinrichtung kuppelbaren Zylinder (1), wobei die Kupplung eine mittels der Antriebseinrichtung antreibbare, in radialer Richtung nachgiebige Büchse (10) aufweist, die einen zylinderseitig vorgesehenen Zapfen (8) umgreift und an diesen mittels eines auf der Büchse (10) aufgenommenen, aus tellerrandförmig gegen eine zur Drehachse lotrechte Radialebene schräg geneigten Ringen (15) bestehenden Ringpakets (13) anpreßbar ist, das im Bereich einer Stirnseite in axialer Richtung abgestützt und andererseits Kraftbeaufschlagbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplung ein drehschlüssig mit der Antriebseinrichtung verbundenes Gehäuse (7) aufweist, in welches der koaxial hierzu angeordnete, zylinderseitig vorgesehene Zapfen eingreift und mit dem die den Zapfen (8) umfassende, in radialer Richtung nachgiebige Büchse (10) verbunden ist und daß das auf der Büchse (10) aufgenommene, den Zapfen (8) zugeordnete Ringpaket (13) auf der seiner axialen Abstützung genüberliegenden Seite mittels einer Federanordnung (16) beaufschlagbar ist, die entgegen ihrer auf das Ringpaket (13) wirkenden Kraft mittels eines im Gehäuse (7) in axialer Richtung verschiebbaren Kolbens (20) beaufschlagbar ist, der eine der Federanordnung gegenüberliegende, an eine Druckquelle anschließbare Druckkammer (21) begrenzt.

₂. Druckmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (7) zylinderseitig mit einem abnehmbar festgelegten Deckel (9) versehen ist, an dem die den Zapfen (8) umgebende Büchse (10) befestigt, vorzugsweise angeformt, ist die mit durchgehenden, von im Bereich ihres deckelseitigen Ansatzquerschnitts angeordneten Bohrungen (11) ausgehenden Schlitzen (12) versehen ist, deren lichte Weite kleiner als der Bohrungsdurchmesser ist.

3. Druckmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Ringpaket (13) auf der der Federanordnung (16) gegenüberliegenden Seite an einem aus gehärtetem Material bestehenden, auf der Büchse (10) aufgenommenen, vorzugsweise mit ungebrochenen Kanten versehenen Anschlagring (18) abgestützt ist.

4. Druckmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (20) im Bereich seiner von der Druckkammer (21) abgewandten Stirnseite eine Sackbohrung (24) aufweist, die das Ringpaket (13) und das diesem zugeordnete Ende der Büchse (10) und des Zapfens (8) aufnimmt.

5. Druckmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Federanordnung aus einer gegenüber dem Ringpaket (13) radial erweiterten Tellerfeder (16) besteht, die an einen über das Ringpaket (13) und die diesem benachbarte Kolbenstirnseite sich erstreckenden Betätigungsring (17) anliegt.

6. Druckmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (20) im Bereich seiner dem Betätigungsring (17) zugewandten Stirnseite einen Randflansch (25) und das Gehäuse (7) eine dem Kolben (20) zugeordneten, abgestufte Bohrung aufweisen.

7. Druckmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die vorzugsweise durch eine Tellerfeder (16) gebildete Federanordnung mittels einer im Bereich der benachbarten Gehäusestirnseite angeordneten, vorzugsweise durch einen an Stellschrauben (29) abgestützten Stellring (28) gebildeten Stelleinrichtung einstellbar ist.

8. Druckmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die vom Kolben (20) begrenzte Druckkammer (21) über eine koaxial zur Kupplungsachse (14) in der zugeordneten Gehäusestirnwand vorgesehene Bohrung (22) mit einem Druckmittel beaufschlagbar ist.

9. Druckmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (7) der Kupplung mittels eines Fluchtungsfehler ausgleichenden Gelenks (5) mit einer Antriebseinrichtung (Antriebswelle 4) verbunden ist, die vorzugsweise mit einer Bremseinrichtung (30, 34) versehen ist.

10. Druckmaschine nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Gelenk (5) von einer antriebswellenseitig festgelegten, einen Zentrierbund der zugewandten Stirnseite des Gehäuses (7) der Kupplung übergreifenden Trommel (30) umfaßt ist, die als Bremstrommel ausgebildet ist.