DE4431682A1 - Kurvengesteuertes Bogenbeschleunigungssystem - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein kurvengesteuertes Bogenbeschleuni­ gungssystem, insbesondere für Druckmaschinen, mit einer den Bogen in Ruhelage erfassenden Schwinganlage, die den Bogen auf einen Bruchteil der Druckzylindergeschwindigkeit beschleunigt, mit dieser den Bogen an eine nachgeordnete, periodisch umlau­ fende Bogenbeschleunigungseinrichtung übergibt, die den Bogen mindestens auf Druckzylindergeschwindigkeit beschleunigt und an den Druckzylinder übergibt.

In Bogendruckmaschinen besteht allgemein die Aufgabe, die Bo­ gen aus der Ruhe auf die Umfangsgeschwindigkeit der Druckzylin­ der zu beschleunigen. Dazu werden um eine Ruhelage schwingende Systeme, sogenannte Schwinganlagen verwendet, die die Bogen in der Ruhelage übernehmen und auf Druckzylindergeschwindigkeit beschleunigen. Zur Erzeugung der hin- und hergehenden Bewegung der Schwinganlage werden im allgemeinen kraftschlüssige Kurven­ getriebe verwendet. Um hohe Maschinengeschwindigkeiten zu rea­ lisieren, ist es bekannt, den Schwinganlagenantrieb mit Hilfe einer Steuerkurve und einer Federnachführungskurve zu realisie­ ren, wobei in der Regel der an der Steuerkurve angreifende Rol­ lenhebel über ein nachgeordnetes Viergelenkgetriebe mit dem auf der Schwingerwelle gelagerten Schwinger in Verbindung steht.

Nachteilig bei diesem Antrieb ist der hohe Aufwand und der zur Realisierung erforderliche große Bauraum. Außerdem besteht die Gefahr, daß Störmomente und Schwingungen eingeleitet werden, die zu Passerdifferenzen und Qualitätsverlusten führen können.

Weiterhin ist es bekannt, mittels eines um einen Mittelwert oder eines zwischen einer Rast und einem Maximalwert mit alternieren­ der Geschwindigkeit umlaufenden Bogenbeschleunigungssystems die Bogen auf Druckzylindergeschwindigkeit zu beschleunigen. Dabei ist es bekannt, mittels einer ersten Bogenbeschleunigungseinrich­ tung die Bogen aus einer Ruhelage auf einen Bruchteil der Um­ fangsgeschwindigkeit eines Druckzylinders zu beschleunigen, nach­ folgend an eine zweite Bogenbeschleunigungseinrichtung zu über­ geben und mit dieser den Bogen mindestens auf Druckzylinderum­ fangsgeschwindigkeit zu beschleunigen (EP 303 053, DE 24 35 665). Zum Antrieb der periodisch umlaufenden Bogenbeschleunigungssy­ steme werden Kurvengetriebe, Kurbelschleifengetriebe, Malteser­ getriebe, Differentialgetriebe, Planetengetriebe oder Schnecken­ getriebe verwendet. Dabei hat sich insbesondere beim Antrieb von umlaufenden Bogenbeschleunigungssystemen die Verwendung von ebe­ nen Kurvengetrieben als günstig erwiesen, da durch diese peri­ odische Bewegungen große Massen erzeugt werden können, wobei dy­ namisch günstige Bewegungsgesetzte realisierbar sind. Diese Kur­ vengetriebe sind als 3 gliedrige Getriebe ausgebildet und beste­ hen aus einem Gestell sowie einem Antriebsglied und einem Ab­ triebsglied. Das Antriebsglied setzt sich aus zwei fest mitein­ ander verbundenen ebenen Kurvenscheiben zusammen, während das Abtriebsglied, das auch als Rollenstern bezeichnet wird, als Scheibe mit am Umfang angeordneten Kurvenrollen ausgebildet ist. Dabei befinden sich die Kurvenrollen in den entsprechenden Kur­ venkörperebenen (Formpaarung) und übernehmen wechselseitig die Bewegungsübertragung bzw. Zwanglaufsicherung, wobei das Antriebs- und das Abtriebsglied gegensinnig umlaufen (Volmer, Getriebe­ technik-Kurvengetriebe, VEB Verlag Technik, 2. Auflage, Berlin 1989, S. 102 ff.).

Nachteilig bei diesen Getrieben ist ihre komplizierte, auf Grund der erforderlichen zwei Kurvenscheiben und zwei Rollensterne mas­ sebehaftete Bauweise sowie ihr sich in radialer und axialer Richtung erstreckender großer Bauraum. Außerdem wird auf Grund der sich aus den größeren Massen und der sich aus den periodischen Bewegungen resultierenden hohen Beschleunigungskräften die Maxi­ maldrehzahl der Bogenbeschleunigungseinrichtungen und damit die Leistung der Gesamtmaschine begrenzt.

Es ist auch nach der DE 6 17 107 bekannt, mit einer Schwingan­ lage den Bogen in der Ruhelage zu übernehmen, auf einen Bruch­ teil der Druckzylindergeschwindigkeit zu beschleunigen, mit die­ ser Geschwindigkeit den Bogen an eine periodisch umlaufende Bo­ genbeschleunigungseinrichtung zu übergeben, die den Bogen auf Druckzylindergeschwindigkeit beschleunigt und an den nachgeord­ neten Druckzylinder übergibt.

Der Antrieb dieses Beschleunigungssystems erfolgt über Kurven- bzw. Kurvenkoppelgetriebe, die einen großen Bauraum beanspruchen und lediglich eine geringe Leistung gestatten.

Die Aufgabe der Erfindung ist ein kurvengesteuertes Bogenbeschleu­ nigungssystem, das eine raumsparende sowie kompakte und damit starre Bauweise gestattet, auf Grund einer massereduzierten Aus­ führung geringe Beschleunigungskräfte aufweist und damit eine höhere Maximaldrehzahl erlaubt, eine kostengünstige Fertigung er­ möglicht sowie einen auf die Funktion der Maschine rückwirkungs­ freien Betrieb realisiert.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch die Merkmale des ersten Anspruchs gelöst.

Durch die erfindungsgemäße Lösung ist es möglich, ein aus einer Schwinganlage und einer nachgeordneten, periodisch umlaufenden Beschleunigungseinrichtung bestehendes Bogenbeschleunigungssy­ stem kompakt, starr sowie massereduziert und kostengünstig zu fertigen. Die Anordnung des Antriebsgliedes des dem Antrieb der periodisch umlaufenden Bogenbeschleunigungseinrichtung dienenden Beschleunigungsgetriebes sowie der für den Antrieb der Schwing­ anlage vorgesehenen Kurvenscheiben in einem gemeinsamen Gestell­ punkt, gestattet eine Reduzierung oder den Verzicht auf für den Antrieb, die Bewegungsübertragung und ggf. der Bewegungsumkehr dienende Getriebeglieder oder Maschinenelemente. Weiterhin wird durch die Anordnung der Schwingerwelle in einem geringen Abstand zum Gestellpunkt des Antriebsgliedes vom Beschleunigungsgetriebe und durch den Direktantrieb der Schwinganlage eine starre Bau­ weise realisiert, die das Einleiten von Schwingungen und Stör­ momenten minimiert. Außerdem werden durch die massereduzierte Bauweise die massebedingten Beschleunigungskräfte eingeschränkt und so eine Erhöhung der Maximaldrehzahl bei Reduzierung der An­ triebsmomente ermöglicht.

Nachstehend soll die Erfindung an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden.

In den zugehörigen Zeichnungen zeigen

Fig. 1 eine schematische Darstellung des Bogenbeschleunigungs­ systems in Seitenansicht,

Fig. 2 das Bogenbeschleunigungssystem in einer Schnittdarstel­ lung von vorn,

Fig. 3 das kinematische Schema des Beschleunigungsgetriebes.

In Fig. 1 ist das kurvengesteuerte Bogenbeschleunigungssystem 1 schematisch in Seitenansicht dargestellt. Das Bogenbeschleuni­ gungssystem 1 besteht aus einer Schwinganlage 2 und einer peri­ odisch umlaufenden Bogenbeschleunigungseinrichtung 3, die als Trommel ausgebildet ist.

Der Bogenbeschleunigungseinrichtung 3 ist ein Druckzylinder 4 nachgeordnet und der Schwinganlage 2 ein Anlegtisch 5 vorge­ ordnet.

Die Schwinganlage 2 besteht aus einem Schwinger 6, der auf der Schwingerwelle 7 drehbar gelagert und drehfest mit einem an der Antriebskurve 8 angreifenden Rollenhebel 9 sowie drehfest mit einem an der Gegenkurve 10 angreifenden Rollenhebel 11 verbun­ den ist. Der Rollenhebel 9 ist mit einer Kurvenrolle 12 und der Rollenhebel 11 mit einer Kurvenrolle 13 versehen. Die Antriebs­ kurve 8 und die Gegenkurve 10 sind im Gestellpunkt A_o, dem Ge­ stellpunkt des Antriebsgliedes 15 eines Beschleunigungsgetriebes 14, angeordnet (Fig. 2).

In Fig. 3 ist das kinematische Schema des Beschleunigungsgetrie­ bes 14 dargestellt. Im Gestellpunkt A_o ist das Antriebsglied 15, welches biegesteif miteinander verbundene, in sich geschlossene Kurvenkonturen K1, K2, K3 aufweist, drehbar gelagert. Das An­ triebsglied 14 ist als Kreisscheibe ausgebildet und am Umfang mit einem Zahnkranz 16 versehen, der mit einem Antriebsstirnrad 17 kämmt. Das Antriebsglied 15 läuft stetig mit einem Antriebs­ winkel ϕ um. Mit den Kurvenkonturen K1, K2, K3 stehen Kurvenrol­ len R1, R2, R3 in Wirkverbindung, die mittels Rollenbolzen 18 in Rollenhebeln RH1, RH2, RH3 gelagert sind, welche biegesteif zueinander und drehbar im Gestellpunkt B_o gelagert sind. Die Berührungspunkte der Kurvenrollen R1, R2, R3 mit den zugehörigen Kurvenkonturen K1, K2, K3 beschreiben, bedingt durch die Rotation des Antriebsgliedes 15, Kurvenzüge X1, X2, X3. Die Kurvenrollen R, die Rollenbolzen 18 und die drehbar im Gestellpunkt B_o ge­ lagerten Rollenhebel RH bilden das Abtriebsglied 19. Das Ab­ triebsglied 19 läuft periodisch mit einem Abtriebswinkel ψ um, der in seiner Drehrichtung mit der Drehrichtung des Antriebswin­ kels ϕ übereinstimmt. Das Abtriebsglied 19 ist drehfest mit der Bogenbeschleunigungseinrichtung 3 und das Antriebsglied 15 dreh­ fest mit der Arbeitskurve 8 und der Gegenkurve 10 verbunden.

Die Ausbildung der Kurvenkonturen K1, K2, K3 resultiert aus dem einerseits zu realisierenden Bewegungsgesetz, andererseits aus den gewählten geometrischen Abmessungen des Beschleunigungsge­ triebes 14 sowie der absoluten Anfangslage des Abtriebsgliedes 19 bzw. der Bogenbeschleunigungseinrichtung 3.

Durch die Anordnung von mindestens zwei Kurvenrollen K an dem Antriebsglied 15 wird Formschluß gesichert und erreicht, daß die Bewegungsübertragung sowie Zwanglauf gewährleistet werden. Eine Verbesserung der Bewegungsübertragung wird durch drei Kurvenrol­ len K erreicht.

Das mit den Kurvenkonturen K versehene Antriebsglied 15 läuft stetig, angetrieben durch das mit dem Zahnkranz 16 kämmende An­ triebszahnrad 17, mit dem Antriebswinkel ϕ um. Durch die in Eingriff mit den Kurvenkonturen K stehenden Kurvenrollen R, die entsprechend dem gewählten Bewegungsgesetz auf den zugehörigen Kurvenkonturen K ablaufen, wird das Abtriebsglied 19 und durch die drehsteife Verbindung mit der Bogenbeschleunigungseinrichtung 3 diese mit einem Abtriebswinkel ψ um den Gestellpunkt B_o dre­ hend angetrieben, wobei die Drehrichtung des Abtriebswinkels ψ mit der Drehrichtung des Antriebswinkels ϕ übereinstimmt. Durch die drehsteife Verbindung des mit dem Antriebswinkel ϕ stetig umlaufenden Antriebsgliedes 15 mit der Antriebskurve 8 sowie der Gegenkurve 10, die im Gestellpunkt A_o des Antriebs­ gliedes 15 gelagert sind, werden auch diese stetig angetrieben und damit über die an den Kurven 8; 10 angreifenden Rollenhe­ beln 9; 11 der Schwinger 6 der Schwinganlage 2 periodisch auf der Schwingerwelle 7 geschwenkt. Dabei ist es auch möglich, le­ diglich die Antriebskurve 8 im Gestellpunkt A_o anzuordnen sowie drehsteif min dem Antriebsglied 15 zu verbinden und an der An­ triebskurve 8 kraftschlüssig den Rollenhebel 9 angreifen zu las­ sen.

Der Schwinger 6 und damit die Schwinganlage 2 erfassen einen auf dem Anlegtisch 5 nach der Vorder- sowie Seitenkante ausge­ richteten und in der Ruhe befindlichen Bogen, beschleunigen die­ sen auf einen Bruchteil der Umfangsgeschwindigkeit des Druckzy­ linders 4 und übergeben ihn mit dieser Geschwindigkeit an die Bogenbeschleunigungseinrichtung 3. Dabei stimmt die Umlaufge­ schwindigkeit der Bogenbeschleunigungseinrichtung 3 mit der Bo­ gengeschwindigkeit überein oder die Bogengeschwindigkeit liegt geringfügig über der Umfangsgeschwindigkeit der Bogenbeschleuni­ gungseinrichtung 3.

Nachfolgend, in dieser Zeit wird der Schwinger 6 zum Anlegtisch 5 zurückgeführt, wird die Bogenbeschleunigungseinrichtung 3 über das Abtriebsglied 15 des Beschleunigungsgetriebes 14 so beschleu­ nigt, daß mindestens die Umfangsgeschwindigkeit des Druckzylin­ ders 4 erreicht wird. Mit dieser oder einer geringfügig darüber liegenden Geschwindigkeit wird ein Bogen an den Druckzylinder 4 übergeben. Nach der Bogenübergabe erfolgt eine Verzögerung der Bogenbeschleunigungseinrichtung 3 auf einen Minimalwert, der mit der Geschwindigkeit des Schwingers 6 bei der Bogenübergabe übereinstimmt oder geringfügig unter dieser liegt.

Bezugszeichenliste

1 Bogenbeschleunigungssystem
2 Schwinganlage
3 Bogenbeschleunigungseinrichtung
4 Druckzylinder
5 Anlegtisch
6 Schwinger
7 Schwingerwelle
8 Antriebskurve
9 Rollenhebel
10 Gegenkurve
11 Rollenhebel
12 Kurvenrolle
13 Kurvenrolle
14 Beschleunigungsgetriebe
15 Antriebsglied
16 Zahnkranz
17 Antriebszahnrad
18 Rollenbolzen
19 Abtriebsglied
A_o Gestellpunkt des Antriebsgliedes
B_o Gestellpunkt des Abtriebsgliedes
K1 Kurvenkontur
K2 Kurvenkontur
K3 Kurvenkontur
X1 Kurvenzug
X2 Kurvenzug
X3 Kurvenzug
R1 Kurvenrolle
R2 Kurvenrolle
R3 Kurvenrolle
RH1 Rollenhebel
RH2 Rollenhebel
RH3 Rollenhebel
ϕ Antriebswinkel
ψ Abtriebswinkel

Claims (5)

1. Kurvengesteuertes Bogenbeschleunigungssystem für Druckmaschi­ nen, mit einer den Bogen in Ruhelage erfassenden Schwinganla­ ge, die den Bogen auf den Bruchteil einer Druckzylinderge­ schwindigkeit beschleunigt, mit dieser den Bogen an eine nach­ geordnete, periodisch umlaufende Bogenbeschleunigungseinrich­ tung übergibt, die den Bogen mindestens auf Druckzylinderge­ schwindigkeit beschleunigt und an den Druckzylinder übergibt, wobei das Antriebsglied der die Beschleunigungseinrichtung an­ treibenden Kurvengetriebe mehrere Kurvenkörper aufweist, die in Wirkverbindung mit Kurvenrollen eines umlaufenden Abtriebs­ gliedes stehen, dadurch gekennzeichnet, daß die Gestellpunk­ te (A_o) des Antriebsgliedes (15) und (B_o) des Antriebsglie­ des (19) in ihrer Projektion auf die durch das Antriebsglied (15) gebildete Ebene innerhalb der durch die Berührungspunkte der Kurvenkonturen (K) des Antriebsgliedes (15) mit den Kur­ venrollen (R) des Abtriebsgliedes (19) durch die Rotation des Antriebsgliedes (15) gebildeten Kurvenzüge (X) liegen und ei­ ne die Bewegung der Schwinganlage (2) steuernde Antriebskur­ ve (8) oder eine Antriebskurve (8) und eine Gegenkurve (10) im Gestellpunkt (A_o) angeordnet sind.

2. Kurvengesteuertes Bogenbeschleunigungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebskurve (8) oder die Antriebskurve (8) und die Gegenkurve (10) drehsteif mit dem Antriebsglied (15) verbunden sind.

3. Kurvengesteuertes Bogenbeschleunigungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Antriebsglied (15) stetig um­ läuft.

4. Kurvengesteuertes Bogenbeschleunigungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die an der Antriebskurve (8) bzw. an der Gegenkurve (10) angreifenden Rollenhebel (9, 11) auf der den Schwinger (6) der Schwinganlage (2) tragenden Schwin­ gerwelle (7) angeordnet sind.

5. Kurvengesteuertes Bogenbeschleunigungssystem nach Anspruch 1 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Rollenhebel (9, 11) drehsteif mit dem Schwinger (6) verbunden sind.