DE10202386A1

DE10202386A1 - Lamellenkupplung

Info

Publication number: DE10202386A1
Application number: DE2002102386
Authority: DE
Inventors: Karl-Heinz Helmstaedter; Christian Goerbing
Original assignee: Heidelberger Druckmaschinen AG
Current assignee: Heidelberger Druckmaschinen AG
Priority date: 2001-02-19
Filing date: 2002-01-23
Publication date: 2002-08-22
Also published as: JP2002257155A; US6695114B2; US20020112935A1

Abstract

Bei einer Lamellenkupplung zum Einstellen der Drehlage zwischen einem Zahnrad und einem an diesem koaxial gelagerten Zahnkranz ist es vorgesehen, die einzelnen Lamellen axial verschiebbar an der Sitzfläche zwischen Zahnrad und Zahnkranz zu lagern und Mittel vorzusehen, die eine Spielfreiheit und hohe Steifigkeit der gekoppelten Übertragungsmittel gewährleisten.

Description

Vorrichtung zur Verstellung der Drehlage eines Zahnkranzes gegenüber einem axial fluchtenden Zahnrad.

Es ist bei Wendeeinrichtungen in Rotationsdruckmaschinen bekannt, dass die Greifereinrichtungen der Wendeeinrichtung, die beim Wendevorgang die Bogenhinterkante ergreifen, in Abhängigkeit von der Betriebsart und von der zu verarbeitenden Formatlänge verstellt werden müssen.

Zu diesem Zweck weist ein Zylinder der Wendeeinrichtung ein Zahnrad auf, welches mit den vorgeschalteten Druckwerken eines ersten Zahnradzuges in Antriebsverbindung steht. Das Zylinderrad trägt axial fluchtend einen Zahnradkranz, der mit den nachfolgenden Druckwerken mittels eines zweiten Zahnradzuges in Antriebsverbindung steht. Zahnrad und Zahnkranz sind miteinander lösbar gekuppelt.

Eine derartige Vorrichtung ist z. B. aus der EP 0 346 619 A1 bekannt. Diese zeigt zur . kraftschlüssigen Kupplung von Zahnrad und Zahnkranz eine Lamellenkupplung, bei der eine Anzahl ringförmiger, koaxial angeordneter Lamellen federnd an dem Zahnrad angebracht sind und eine Anzahl ringförmiger, koaxial angeordneter mit den ersten Lamellen zusammenwirkenden Lamellen federnd an dem Zahnkranz angeschraubt sind. Die Befestigungsstellen für die Lamellen sind beim Gegenstand der EP 0 346 619 A1 bei hohen Übertragungskräften großen Belastungen ausgesetzt und müssen daher sehr hoch dimensioniert ausgeführt werden.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine alternative Lamellenkupplung zu schaffen.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

Es ist ein Vorteil der Erfindung, dass mit dem Einbauort und der Einbauart der erfindungsgemäßen Lamellenkupplung eine formschlüssige Kraftübertragung von Zahnrad auf Lamelle und von Lamelle auf Zahnkranz auch bei hohen Drehmomenten möglich ist.

Zur Erzielung einer sicheren Anlage (Spielfreiheit und hohe Drehsteifigkeit) der an der Kraftübertragung beteiligten Elemente, ist es vorgesehen, axial verschiebbare Lamellenringe auf einem Zapfenansatz des Zahnrades anzuordnen. Diese können gegenüber den konventionellen, biegbaren Lamellen eine große Dicke und damit große Torsionssteifigkeit aufweisen. Jeder Lamellenring weist mindestens einen Mitnehmer auf, der jeweils in eine z. B. als Nut ausgebildete Aufnahme eingreift. Zur spielfreien Übertragung eines Drehmomentes sind je Drehrichtung zwei unterschiedliche Lamellenringe notwendig, nämlich ein erster mit einem Außenmitnehmer zum Eingreifen in den Zahnkranz und ein zweiter mit einem Innenmitnehmer zum Eingreifen in das Zahnrad, bzw. Zapfenansatz.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform sind eine Anzahl, z. B. vier Lamellenringe, zur Drehmomentübertragung im Uhrzeigersinn als Paket angeordnet und eine Anzahl, z. B. vier Lamellenringe, zur Drehmomentübertragung gegen den Uhrzeigersinn als weiteres Paket angeordnet, wobei die Mitnehmer der Lamellenpakete jeweils in Anlage mit den jeweiligen Aufnahmen gebracht werden müssen. Hierbei ist es zur Eliminierung von Spiel vorgesehen, elastische Federelemente in den Aufnahmen anzuordnen, die eine ständige Anlage der Mitnehmer an der Arbeitsseite der Aufnahme gewährleisten. Vorzugsweise werden hierzu mechanische Federn, Magnete, Kunststoffe oder Gummi etc. vorgeschlagen. Im bevorzugten Ausführungsbeispiel weist jeder Lamellenring drei Mitnehmer auf, die in einem Winkel von je 120° zueinander angeordnet sind und unter Montagespiel in die Aufnahmen eingreifen, um zusätzlich zur Übertragung eines Drehmomentes eine Verschiebung des Zahnkranzes aufgrund der Zahnkräfte zu verhindern.

Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel ist es vorgesehen, eine gute, sichere, möglichst spielfreie Anlage der Mitnehmer in den Aufnahmen dadurch zu gewährleisten, dass mindestens zwei Aufnahmenuten mit einem leichten Zug, d. h. in einer leichten Krümmung, in der Zapfenaufnahme bzw. mit entgegengesetzten Krümmungen in dem Zahnkranz angeordnet sind. Durch diese Maßnahme wird gewährleistet, dass die zur Drehmomentübertragung vorgesehenen Mitnehmer beim Schließen der Kupplung in Anlage mit den Aufnahmen gebracht werden.

Soll bei einer Weiterentwicklung zusätzlich das radiale Spiel beim Schließen der Kupplung aus den Drehkraft übertragenden Elementen herausgedrückt werden, ist es zur Aufnahme der Verschiebekräfte am Zahnkranz vorgesehen, jeweils zwei Aufnahmen je Zahnkranz bzw. je Zapfenansatz vorzugsweise gegenüberliegend vorzusehen und sowohl die Mitnehmer als auch die Aufnahmen mit einer radial angeordneten Anlaufschräge zu versehen.

Im bevorzugten Ausführungsbeispiel weist jeder Lamellenring drei Mitnehmer auf, die in einem Winkel von je 120° zueinander angeordnet sind und unter Montagespiel in die Aufnahmen eingreifen.

Es sind mehrere Ausführungsbeispiele in den Zeichnungen dargestellt, die im Folgenden beschrieben werden. Es zeigen

Fig. 1 eine Rotationsdruckmaschine im Schnitt in schematischer Darstellung,

Fig. 2 einen Schnitt durch die erfindungsgemäße Lamellenkupplung in schematischer Darstellung,

Fig. 3 ein Schnitt durch die Außen- und Innenlamellen in schematischer Darstellung,

Fig. 4a eine Draufsicht auf die Lamellenringe im Schnitt IVa-IVa in Fig. 2 in schematischer Darstellung,

Fig. 4b eine Draufsicht auf die Lamellenringe im Schnitt IVb-IVb in Fig. 2 in schematischer Darstellung,

Fig. 5 eine dreidimensionale Darstellung der Aufnahmen im Zahnkranz in schematischer Darstellung,

Fig. 6 eine Abwicklung von Zahnkranz und Zapfenansatz in schematischer Darstellung,

Fig. 7 einen Schnitt durch die formschlüssige Verbindung zwischen Mitnehmer und Aufnahme in schematischer Darstellung,

Fig. 8 einen Schnitt durch die formschlüssige Verbindung zwischen Mitnehmer und Aufnahme mit Anlaufschräge in schematischer Darstellung und

Fig. 9 einen Schnitt durch ein weiteres Ausführungsbeispiel der Lamellenkupplung mit getrennt schaltbaren Kupplungen für Links- und Rechtslauf in schematischer Darstellung.

Eine Rotationsdruckmaschine, z. B. eine Bogen 7 verarbeitende Druckmaschine 1, weist einen Anleger 2, mindestens ein Druckwerk 3 bzw. 4 und einen Ausleger 6 auf. Die Bogen 7 werden von einem Bogenstapel 8 entnommen und vereinzelt oder schuppenförmig über einen Zuführtisch 9 den Druckwerken 3 und 4 zugeführt. Diese enthalten in bekannter Weise jeweils einen Plattenzylinder 11; 12. Die Plattenzylinder 11 und 12 weisen jeweils eine Vorrichtung 13, 14 zum Befestigen flexibler Druckplatten auf. Darüber hinaus ist jedem Plattenzylinder 11; 12 eine Vorrichtung 16; 17 für den halb- oder vollautomatischen Druckplattenwechsel zugeordnet.

Der Bogenstapel 8 liegt auf einer gesteuert anhebbaren Stapelplatte 10 auf. Die Entnahme der Bogen 7 erfolgt von der Oberseite des Bogenstapels 8 mittels eines sogenannten Saugkopfes 18, der unter anderem eine Anzahl von Hub- oder Schleppsaugern 19, 21 für die Vereinzelung der Bogen 7 aufweist. Darüber hinaus sind Blaseinrichtungen 22 zur Auflockerung der oberen Bogenlagen und Tastelemente 23 zur Stapelnachführung vorgesehen. Zur Ausrichtung des Bogenstapels 8, insbesondere der oberen Bogen 7 des Bogenstapels 8, sind eine Anzahl von seitlichen und hinteren Anschlägen vorgesehen.

Zwischen den Druckwerken 3 und 4 ist eine Wendeeinrichtung 24 angeordnet, die im Ausführungsbeispiel aus einem Übergabezylinder 26, einer Speichertrommel 27 und einer Wendetrommel 28 besteht. Die Wendetrommel 28 weist hierbei ein Antriebszahnrad 29 auf, welches mit dem Zahnräderzug der vorgeordneten Zylinder in Eingriff steht. Das Antriebszahnrad 29 trägt auf einem Zapfenansatz 30 einen verdrehbar gelagerten Zahnkranz 31, der im Zahneingriff mit dem Zahnräderzug der nachgeordneten Zylinder bzw. Druckwerke steht. Der Zahnkranz 31 ist gegenüber dem Zahnrad 29 mittels einer Lamellenkupplung 32 reibschlüssig kuppelbar. Die Lamellenkupplung 32 besteht im Wesentlichen aus einer Anzahl axial verschiebbar angeordneter Lamellenringe 33 bis 36.

Die Lamellenringe 33, 35 weisen mindestens einen radial nach innen weisenden Mitnehmer 37; 38 auf, der in mindestens eine nutförmige Aufnahme 39 des Zapfenansatzes 30 des Zahnrades 29 eingreift. Die Lamellenringe 34, 36 weisen mindestens einen radial nach außen weisenden Mitnehmer 41; 42 auf, der in mindestens eine nutförmige Aufnahme 43 im Zahnkranz 31 eingreift. Die Lamellenringe sind für die Kraftübertragung in eine Drehrichtung paarweise bzw. paketweise zusammengefaßt, z. B. die Lamellenringe 33 und 34 für eine Drehrichtung gegen den Uhrzeigersinn, die Lamellenringe 35 und 36 für eine Kraftübertragung in einer Drehrichtung im Uhrzeigersinn.

Bei einer paarweisen Anordnung befinden sich jeweils die Lamellenringe 33, 34 für die Kraftübertragung gegen den Uhrzeigersinn in Reibkontakt mit den Lamellenringen 35, 36 für die Kraftübertragung im Uhrzeigersinn. Je nach Auslegung der Kupplung kann die Anzahl der Lamellenringpaare vergrößert werden, wobei diese abwechselnd angeordnet sind, d. h. z. B. 33, 34-35, 36-33, 34-35, 36.

Zur Erhöhung der Übertragungskräfte durch Erhöhung der wirksamen Reibfläche bei gleicher Auslegung und Anzahl der Lamellenringe wird eine paketweise Anordnung vorgeschlagen. Hierbei ergibt sich eine Anordnung der Lamellenringe von 33, 34-33, 34-35, 36-35, 36.

Damit die Lamellenkupplung 32 spielfrei arbeitet, ist es vorgesehen, dass Federelemente 44 in den Aufnahmen 39; 43; 61 bis 64 angeordnet sind, die den jeweiligen Mitnehmer 37; 38; 41; 42 in ständiger Anlage an der Kraftübertragungsseite der Aufnahme 39; 41 halten. Als Federelemente 44 werden Magnete oder Druckfedern oder Blattfedern eingesetzt, die sich mit einem Ende an der der Kraftübertragungsseite gegenüberliegenden Seite und mit dem anderen Ende am Mitnehmer 37; 38; 41; 42 (Rückseite) abstützen. Alternativ können auch elastische Elemente wie Kunststoff oder Gummi in den Raum auf der Rückseite des Mitnehmers 37; 38; 41; 42 eingebracht werden.

Bei einer alternativen Ausführungsform ist es möglich, auf den Einsatz von Federelementen zu verzichten, wenn zwei gegenläufige nutförmige Aufnahmen windschief (gewindeartig) zur Achse des Zapfenansatzes 30 sowohl im Zahnkranz 31 als auch im Zapfenansatz 30 angeordnet werden. Bei dieser Anordnung sind im Zapfenansatz 30 zwei entgegengesetzte Steigungen aufweisende nutförmige Aufnahmen 61, 62 und im Zahnkranz 31 zwei entgegengesetzte Steigungen aufweisende nutförmige Aufnahmen 63, 64 vorgesehen, wobei die Aufnahmen 61 und 63 sowie 62 und 64 parallel angeordnet sein können. Hierbei greifen die Mitnehmer 37 der Lamellenringe 33 in die Aufnahme 61 des Zapfenansatzes 30 ein, die Mitnehmer 38 der Lamellenringe 35 greifen in die Aufnahme 62 des Zapfenansatzes 30 ein. Die Mitnehmer 41 der Lamellenringe 34 greifen in die Aufnahme 64 des Zahnkranzes 31 ein, die Mitnehmer 42 der Lamellenringe 36 greifen in die Aufnahme 63 des Zahnkranzes 31 ein. Die Aufnahmen 61 bis 64 beschreiben eine Art Gewindezug mit sehr großer Steigung.

Beim Klemmen der Lamellenkupplung 32 wird mittels eines z. B. hydraulisch betätigbaren Hebels 46 eine axiale Klemmkraft aufgebracht. Hierbei werden die Lamellenringe 33 bis 36 axial verschoben und gelangen dabei automatisch mit ihren Mitnehmern in Anlage an die kraftübertragende Seite der windschief angeordneten Aufnahmennut 61 bis 64. Der Spannweg ist hierbei (vom gelüfteten in den gespannten Zustand) so groß, dass die Flanken sicher zur Anlage kommen.

Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 9 ist es vorgesehen, zwischen den Lamellenpaketen 33, 34 für die Drehübertragung gegen den Uhrzeigersinn (Linkslauf) und die Lamellenpakete 35, 36 für die Drehübertragung im Uhrzeigersinn (Rechtslauf) ein auf dem Zapfenansatz 30 befestigtes Widerlager 47 anzuordnen, an welchem die Lamellenpakete im geschlossenen Zustand der Lamellenkupplung 32 zur Anlage kommen. Ein zweiter z. B. hydraulisch betätigbarer Hebel 48 bringt hierbei die Klemmkraft für das Lamellenpaket 35, 36 auf, welches somit getrennt vom Lamellenpaket 33, 34 für den Linkslauf betätigbar ist.

Um auch ein radiales Spiel zwischen den Mitnehmern 39, 41 und den Aufnahmen 29, 31 beim Klemmen der Lamellenkupplung 32 herausstellen zu können, ist es vorgesehen, dass jeder Lamellenring 33 bis 36 mindestens zwei gegenüberliegend angeordnete Mitnehmer 49, S 1 aufweist, die in radialer Richtung eine Anlaufschräge 52, 53 aufweisen. Die entsprechenden Aufnahmen 54, 56 weisen ebenfalls eine an die Mitnehmerschräge 52, 53 angepaßte Aufnahmeschräge 57, 58 auf.

Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist es vorgesehen, dass jeder Lamellenring 33 bis 36 jeweils drei in einem Winkel von 120° zueinander angeordnete Mitnehmer 37; 38 aufweist, die mit jeweils kleinem Spiel zwischen Mitnehmer 37; 38 und Aufnahmen 39; 43 axial bewegbar gelagert sind.

Beim Schließen bzw. Klemmen der Lamellenkupplung 32 werden die Lamellenringe 33 bis 36 durch die axiale Kraftwirkung soweit in den Aufnahmenuten verschoben, bis die Lamellenringe mit ihren jeweils benachbarten Lamellenringen in Reibkontakt gelangen. Durch die schräg verlaufenden Aufnahmenuten gelangen die Mitnehmer in Umfangsrichtung in Arbeitskontakt mit der Arbeitsseite der Aufnahmen. Durch die Anlaufschrägen wird radiales Spiel zwischen den Mitnehmern und den Aufnahmen durch die in Umfangsrichtung erzeugte Drehrichtung der Lamellenringe herausgedrückt. Bei einer Anordnung der Mitnehmer um 120° phasenversetzt tritt kein radiales Spiel auf.

Bezugszeichenliste

1

Druckmaschine

2

Anleger

3

Druckwerk

4

Druckwerk

5

6

Ausleger

7

Bogen

7

a 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

Wendeeinrichtung

25

26

Übergabezylinder

27

Speichertrommel

28

Wendetrommel

29

Antriebszahnrad

30

Zapfenansatz (

29

)

31

Verstellzahnrad (Zahnkranz)

32

Lamellenkupplung

33

Lamellenring

34

Lamellenring

35

Lamellenring

36

Lamellenring

37

Mitnehmer (

33

)

38

Mitnehmer (

35

)

39

Aufnahme (

37

,

38

)

40

41

Mitnehmer (

34

)

42

Mitnehmer (

36

)

43

Aufnahme (

41

,

42

)

44

Federelemente

45

46

Hebel

47

Widerlager

48

Hebel

49

Mitnehmer

50

51

Mitnehmer

52

Anlaufschräge (

49

)

53

Anlaufschräge (

51

)

54

Aufnahme (

49

)

55

56

Aufnahme (

51

)

57

Aufnahmeschräge (

54

)

58

Aufnahmeschräge (

55

)

59

60

Mitnehmer

61

Aufnahme (

33

)

62

Aufnahme (

35

)

63

Aufnahme (

36

)

64

Aufnahme (

34

)
ϕ Winkel

Claims

1. Vorrichtung zur kraftschlüssigen Kupplung eines Kraftübertragungselementes mit einem gegenüber diesem in seiner Drehlage einstellbaren weiteren Kraftübertragungselement mittels einer aus mindestens vier Lamellenringen bestehenden Lamellenkupplung, dadurch gekennzeichnet, dass die Lamellenringe (33 bis 36) axial verschiebbar gelagert sind und dass diese für beide Drehrichtungen eine spielfreie Wirkverbindung mit den Kraftübertragungs elementen aufweisen.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Zahnrad (29) einen Zapfenansatz (30) aufweist und an einer gemeinsamen Sitzfläche mit dem Verstellzahnrad (31) eine Aufnahme (39) für die Lamellenringe (33, 34) und eine Aufnahme (43) für die Lamellenringe (35, 36) aufweist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Lamellenring (33, 34; 35, 36) mindestens einen Mitnehmer (37, 41; 38, 42) aufweist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Mitnehmer (37, 38) der Lamellenringe (33, 35) radial nach innen weisen und dass die Mitnehmer (41, 42) der Lamellenringe (34, 36) radial nach außen weisen.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Mitnehmer (38) der Lamellenringe (35) in eine achsparallele Aufnahme (39) im Zapfenansatz (30) und die Mitnehmer (42) der Lamellenringe (36) in eine achsparallele Aufnahme (43) im Zahnkranz (31) eingreifen.

6. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Mitnehmer (37) der Lamellenringe (33) in die achsparallele Aufnahme (39) im Zapfenansatz (30) und die Mitnehmer (41) der Lamellenringe (34) in die achsparallele Aufnahme (43) im Zahnkranz (31) eingreifen.

7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Mitnehmer (37, 38) jeweils in zwei Gewindeaufnahmen (61, 62) im Zapfenansatz (30) und die Mitnehmer (41, 42) jeweils in zwei Gewindeaufnahmen (63, 64) im Zahnkranz (31) eingreifen.

8. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass zwei gegenüberliegend angeordnete Mitnehmer (49, 51) je Lamellenring (33 bis 36) vorgesehen sind und dass diese jeweils eine Anlaufschräge (52, 53) aufweisen.

9. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Mitnehmer (49, 51) in zwei gegenüberliegende Aufnahmen (54, 56) im Zahnkranz (30) und die Mitnehmer in zwei Aufnahmen (56) im Zapfenansatz (30) eingreifen.

10. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Lamellenringe (33, 34) für eine Drehrichtung im Uhrzeigersinn und die Lamellenringe (35, 36) für eine Drehrichtung gegen den Uhrzeigersinn unabhängig voneinander schaltbar angeordnet sind.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den Lamellenringen (33, 34) für eine Drehkraftübertragung im Uhrzeigersinn und den Lamellenringen (35, 36) für eine Drehkraftübertragung gegen den Uhrzeigersinn ein Widerlager (47) angeordnet ist und dass die verschiedenen Lamellenpakete (33, 34; 35, 36) mittels unabhängig voneinander arbeitender Klemmeinrichtungen (46, 48) schaltbar sind.

12. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Federelemente (44) zur Unterstützung der Anlage der Mitnehmer in den Aufnahmen angeordnet sind.

13. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Federelemente (44) Druckfedern, Blattfedern, Magnete, Kunststoffe oder Gummis sind.

14. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Lamellenkupplung (32) in der Wendeeinrichtung (24) einer Bogenrotationsdruckmaschine (1) eingebaut ist.