Rakelvorrichtung für Rotationstiefdruckmaschinen Die Erfindung betrifft eine Rakelvorrichtung für Rotationstiefdruckmaschinen, deren Rakelmesserhalter in seiner Mitte an einem Achszapfen schwenkbar gela gert ist, der rechtwinklig zu der parallel zum Formzy linder verlaufenden Schwenkachse für den Rakelträger liegt.
Damit sich die Rakel an den Formzylinder selbst bei vorkommenden Unregelmässigkeiten in der Form, wie z. B. umrundem Lauf oder konischer Oberfläche, selbsttätig anpassen kann und die Farbe in der ge wünschten Gleichmässigkeit abgestreift werden kann, ist schon vorgeschlagen worden, statt des Achszapfens eine Kugel zur Lagerung des Rakelmesserhalters zu verwenden. über ein Kugelgelenk lässt sich aber kein Drehmoment übertragen, wie es zur Ausübung eines Anpressdruckes auf die Rakel gegen den Formzylinder notwendig ist.
Deshalb liegen hinter dem Rakehmesser- halter Pratzen, an denen er sich abstützen kann, wobei dann aber seine allseits bewegliche Halterung aufgeho ben ist.
Um auf die Rakel den erforderlichen Anpressdruck bei einer allseitig freischwingenden Haltung der Rakel ausüben zu können, schlägt die Erfindung vor, dass der drehbare Teil der Achszapfenlagerpaarung eine zweite Achszapfenlagerpaarung trägt, deren drehbarer Teil den Rakelmesserhalter trägt und deren Achse in einem rechten Winkel zu der Achse der erstgenannten Achszapfenlagerpaarung in der gemeinsamen, zur Rakelträger-Schwenkachse rechtwinkligen Längsmittel eb; ne liegt.
Ein so gelagertes Rakelmesser ist selbst bei Ausbil dung als weichelastische Steilrakel in der Lage, alle Unregelmässigkeiten in der Oberfläche des Formzylin ders auszugleichen und sich in schraubenförmiger An passungslinie über die ganze Länge des Rakelmessers auf den Formzylinder unter gleichmässigem Druck anpressen zu lassen.
Um ohne Beeinträchtigung der freien Beweglichkeit zusätzlich noch den Anstellwinkel der Rakel verändern zu können, kann der Lagerteil der erstgenannten Achs- zapfenlagerpaarung an dem Rakelträger um eine zu dessen Schwenkachse parallele Achse schwenkbar an gelenkt sein unter weiterer Kopplung des dem Rakel- messerhalter zugeordneten Lagerteils an den Rakelträ- ger mittels einer längsveränderlichen Koppelstange - z. B.
zweiteiligen Gewindespindel mit Gewindeschloss - mit wenigstens einer Kugelgelenkanlenkung.
Bei einer Einrichtung zum Anstellen des Rakelhal- ters an den Formzylinder entgegen Federkraft kann als Anstellmittel ein mit Druckmittel beaufschlagbarer Kraftkolben dienen. Damit kann der Anpressdruck der Rakel genau dosiert und allenfalls auch durch Fernbe tätigung bequem eingestellt werden.
Zweckmässigerweise kann der Kraftkolben zwi schen dem Rakelträger und einem Schwenkhebel ange ordnet sein, wobei beide durch eine Koppelstange mit einem toten Gang aneinandergelenkt sind, über den der Rakelträger nach Aufliegen der Koppelstange auf sei nen Schwenkbegrenzungsanschlag entgegen der Kraft einer zwischengehängten Zugfeder auf den Formzylin der zu weiterschwenkbar ist.
Beim Schwenken der Rakel aus der Ruhe- in die Arbeitsstellung kann es nämlich auf diese Weise zu keiner Beschädigung der Formzylinderoberfläche kommen, da das Anschwenken von einem Anschlag begrenzt wird. Erst beim Einsatz des erwähnten Kraftkolbens wird dann die Rakel mit der erforderlichen Feinfühligkeit und dem gewünschten Druck angestellt.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden in den Zeichnungen schematisch dargestellt. Es zeigt: Fig. 1 eine perspektivische Teilansicht der Rakel- messerhalterung, Fig. la einen Teilquerschnitt durch die Rakelhalte- rung, Fig. 2 eine Seitenansicht der Rakelhalterung, Fig. 3 einen Teillängsschnitt durch die Rakelhalte- rung entsprechend Schnitt 3-3 auf Fig. 2,
Fig. 4 eine vergrösserte Teilansicht im Schnitt ent lang der Linie 4-4 auf Fig. 3, Fig.5 ein stark vergrösserter Teilquerschnitt des Rakelmessers, Fig. 6 eine Teilansicht im Schnitt entsprechend 6-6 in Fig. 4, Fig. 7 einen Teilquerschnitt entsprechend der Linie 7-7 in Fig. 6, Fig.8 einen Teilquerschnitt entsprechend der Schnittline 8-8 in Fig. 7, Fig.9 eine Teildraufsicht entsprechend der Linie 9-9 in Fig. 4,
Fig. 10 einen Teillängsschnitt entsprechend 10-10 auf Fig. 4 und 9, Fig. 11 einen Teillängsschnitt entsprechend 11-11 auf Fig. 4, Fig. 12 eine grafische Darstellung eines hydrauli schen bzw.
pneumatischen Steuersystems für die Rakelhalterung, Fig. 13 einen Querschnitt durch eine Rakelhalte- rung mit einem anderen Rakelmesser im gleichen Prin zip, Fig.14 einen Teillängssehnitt entsprechend der Schnittlinie 14-14 in Fig. 13.
In Fig. 1, la und 2 ist ein Formzylinder 21 derart gelagert, dass er mit einem Teil seines Umfanges in einen Farbkasten 22 taucht. Der Formzylinder 21 rotiert entgegen dem Uhrzeigersinn und steht mit dem Druckzylinder 24 in Berührung. Das Rakelmesser 23 rakelt in üblicher Weise als sog. Steilrakel die Farbe vom Formzylinder 21 ab. Kurz danach wird der Ab druck auf die Papierbahn zwischen Zylinder 21 und Zylinder 24 ausgeführt.
Das Rakclmesser 23 wird in einem Rakelmesser- halter 25 festgeklemmt, der wiederum von einer Schwenkvorrichtung 26 getragen wird. Zum Bewegen der Schwenkvorrichtung 26 und des Rakelmessers 23 zu bzw. von dem Formzylinder 21 weg, dient eine hydraulische bzw. pneumatische Bewegungsvorrichtung 27. Diese gesamte Vorrichtung ist in einem Gestell 30 gelagert.
In Fig.5 ist zu sehen, dass das Rakelmesser 23 eine Fläche 23a aufweist, welche schräg zu einer dün nen Schabkante 23b verläuft, die wiederum so mit der Oberfläche des Formzylinders 21 in Berührung steht, dass die Fläche 23a dem Zylinder zugewendet ist.
In Fig. 1 bis 2 ist zu sehen, dass das Gestell 30 am Schlitten 28 befestigt ist, welcher in einer Prismenfüh- rung 29 verschiebbar ist und von einem nicht darge stellten Antrieb in Längsrichtung hin- und herbewegt wird. Die Prismenführung 29 ist auf einer Platte 22a des Farbkast.-ns 22 befestigt.
Fig. 3 zeigt enen Lagerbock 32, der auf einem Schlitten 28 befestigt ist und aus zwei parallelen äusseren Armen 32a und zwei parallelen inneren Platten 32b besteht. In den Armen 32a und Platten 32b sind zwei fluchtende Drehzapfzn 35 gelagert, auf denen wiederum ein A-förmiger Rahmen 33 über Rollenlager 37 drehbar gelagert ist. Im oberen Teil der Platten 32b befinden sich Zapfen 35, auf denen ein Schwenkarm paar 34 schwenkbar gelagert ist.
Diese Schwenkarme 34 enthalten nach innen ragende fluchtende Lagerbolzen 38, die mit einer Boh rung 39 versehen sind, in welchen die Zapfen 41 eines Lagerringes 42 gelagert sind. In d=m Lagerring 42 ist ein h;: draulischer oder pneumatischer Zylinder 43 gela gert, der wiederum eine nach unten ragende Kolben stange 44 mit gegabeltem Ende 45 aufweist (Fig.4). Innerhalb dem gegabelten Ende 45 ist mittels Stift 46 eine Öse 47 drehbar befestigt, die wiederum mit dem Lagerbock 32 verbunden ist.
Auf diese Weise werden dann durch das Ausfahren der Kolbenstange 44 die Schwenkarme 34 aus der auf Fig.2 ausgezogen ge zeichneten Stellung in die gestrichelt gezeichnete Stel lung geschwenkt.
Fig. 4 und 6 zeigen, dass die Schwenkarme 34 und der A-förmige Rahmen 33 mit Bohrungen 48 und 49 versehen sind, in denen die Spindeln 52 und 53 dreh bar gelagert sind. Auf diesen Spindeln sind zwei Ver bindungsglieder 54 gelagert, wobei am oberen Ende die Bohrung 54a kein Lagerspiel hat und an ihrem unteren Ende die Bohrung 54b in ihrem Durchmesser grösser gehalten wurde und hierdurch eine begrenzte Relativ bewegung der Spindel 53 zulässt. Hier ist es möglich, den Rahmen 33 und den Schwenkarm 34 etwas gegen einander zu bewegen.
Die Enden der Spindeln 52 und 53 ragen über die Schwenkarme und Schenkel des A-förmigen Rahm--ns hinaus und besitzen Bohrungen zur Aufnahme von Gewindebolzen 55a und 55b, mittels denen über Spannmuttern 56 die Schraubenfedern 55 zwischen den Spindeln gespannt werden können. Hierdurch wird im Rahmen der Bohrung 54b die Spindel 53 ge gen die Spindel 51 gezogen.
Weiterhin ist an der Spindel 52 ein hydraulischer oder pneumatischer Zylinder 57 befestigt, dessen Kol benstange 58 an der Spindel 53 befestigt ist. Durch das Ausfahren dieser Kolbenstange 58 wird entgegen dem Zug der Federn 55 im Rahmen der Bohrung 54b die Spmdel 53 von der Spindel 52 weggedrückt. Beim Ab lassen des Druckmittels aus dem Zylinder 57 bewirken die Federn 55, dass die Kolbznstange 58 in ihre Aus gangslage geschoben wird und die Spindel 53 sich ge gen die Spindel 52 bewegt.
Sobald die Arme 34 mittels Zylinder 43 im Uhrzei gersinn verschwenkt werden, heben die Verbindungsglie der 54 und die Federn 55 die Spindel 53 an, wodurch der A-förmige Rahmen 33 ebenfalls um den Bolzen 35 im Uhrzeigersinn verschwenkt wird. Der lose Sitz der Verbindungsglieder 54 auf der Spindel 53 begrenzt hierbei die Relativbewegung zwischen den Schwenkar men 34 und dem A-förmigen Rahmen 33.
Durch die Einstellmöglichkeit der Federn 55 ist es möglich, den A-förmigen Rahmen 33 mit der Rakel- halterung in der Schwebe zu halten und mit dem Zylinder 57 eine Feinregulierung der Auflagekraft des Rakelmessers zu erreichen. Hierbei werden die Verbin dungsglieder 54 von dem hydraulischen oder pneuma tischen Zylinder 43 auf verstellbare Anschlagschrau ben 59 gedrüc':t (Fig. 4).
Am äusseren Ende dws A-förmigen Rahmens 33 (Fig. 3 und 4) befindet sich der Schwenkkopf 26, der ein Schwenken dcs Rakelmesserhalters 25 ge gen den Zylinder 21 gestattet. Zu diesem Zwecke sind in dem fluchtenden Lagerkopf 61 an dem A-förmigen Rahmen 33 Lager 62 zur Aufnahme des Drehzapfens 63 eines Schwenklagergehäuses 64. angeordnet, welches auf den gegenüberliegenden Seiten ebne Flächen be sitzt, die wiederum an die kreisförmigen inneren Enden der Lagerköpfe 61 anliegen und mit endlosen Ringen 65a und 65b versehen sind zur Abdichtung gegen die Enden der genannten Lagerköpfe.
Wie aus Fig. 2 er sichtlich, kann sich also das Schwenklagergeh.luse 64 gegenüber dem A-förmigen Rahmen 33 im Uhrzeiger sinn oder entgegengesetzt drehen. Die Enden der Lagerköpfe 61 sind mit Deckeln 61a verschlossen. Innerhalb des Schwenklagergehäuses 64 ist in Lagern 67 und 67a eine Welle 66 gelagert, die an einem Ende aus dem Schwenklagergehäuse 64 heraus ragt, um eine Lagerbüchse 68 aufzunehmen. An dieser Lagerbüchse sind zwei parallele Befestigungsvorrich tungen 69 festgeschraubt, die seitlich mittels der Platte 68a diese verschliessen.
In der Lagerbüchse 68 (Fig. 4) ist über Rollenlager 73 eine Welle 72 gelagert, die in Richtung auf den Zylinder 21 aus der Lagerbüchse herausragt und als Kopfschiene 74 ausgebildet ist, auf welcher der Rakel- balken 25 mittels Schrauben 75 befestigt ist.
Wie aus Fig. 4, 9 und 11 ersichtlich ist, besteht der Rakelbalken 25 aus den Klemmhälften 76 und 77, welche durch die Schrauben 78 miteinander verklemmt werden können, wobei das Rakelmesser 23 zwischen beiden festgehalten wird.
Hierbei gestattet die Welle 72 (Fig. 4), dass sich der Rakelbalken 25 in Blickrichtung der Fig. 3 im Uhrzeigersinn oder entgegengesetzt dreht, wohingegen die Welle 66 ein Schwenken des Rakel- messerbalkens in einer Ebene senkrecht zu Fig. 3 zu- lässt. In beiden Fällen können also die Drehb ewegUn- gen des Rakelmessers die Enden desselben zu dem Formzylinder hin- bzw. von diesem wegbewegt werden, allerdings in zwei verschiedenen Ebenen.
An der ebenen Fläche 74a der Kopfschiene 74 be findet sich mit geringem Abstand ein einstellbarer par alleler Anschlag 7.9, der mittels Schrauben 82 über Schlitze 83 mit dem Gehäuse 64 verschraubt ist. Durch Lockern der Schrauben 82 kann der Anschlag 79 gegen die Fläche 74a oder von dieser weg verstellt werden, wodurch die zulässige Drehbewegung des Rakelmessers 23 begrenzt wird.
Wie aus Fig. 2 und 4 ersichtlich, wird mittels Bal ken 86 auf dem Farbkasten 22 ein elastisches Spritz- blech 85 befestigt, das auf einer Abnutzungsauflage 87 an dem Teil 76 aufliegt. Nachdem das Spritzblech 85 feststeht und der Rakelbalken sich bewegt, ist die Ab- nutzungsauflage 87 beim Verschleiss austauschbar. Durch das Spritzblech 85 wird die abgerakelte Farbe in den Farbkasten 22 zurückgeleitet.
Um die Schwenkbewegung des Lagers 64 gegen über dem Rahmen 33 und die Drehbewegung des Lagers 26 in dem Lager 64 zu begrenzen, wurde in der Befestigungsvorrichtung 69 ein Drehzapfen 88 ange ordnet, durch den die Gewindespindel 91 hindurchragt, die wiederum über zwei Muttern 92 einstellbar ist. Am anderen Ende der Spindel 91 befindet sich eine mit 93 gekennzeichnete Lagerung, durch welche der Stift 89 hin durchragt. Diese Lagerung besteht aus einem ringförmigen Lagergehäuse 94, in das eine mit einer balligen Innen fläche versehene Lagerbüchse 95 eingepresst wird, die mit einem ringförmigen ebenfalls balligen Lagereinsatz 96 beweglich verbunden ist.
Mit dieser Vorrichtung ist es möglich, über die Gewindespindel 91 und die Mut- tern 92 die Winkelstellung des Lagers 64 gegenüber dem A-förmigen Rahmen zu verstellen, während die Lagerung 93 eine Drehbewegung des Gehäuses 68 und der Welle 66 gegenüber dem Gehäuse 64 in engen Grenzen gestattet. Der Stift 89 ist beiderseits in Lager ösen 90 befestigt.
Fig. 12 zeigt eine schematische Steueranlage, bei der ein hydraulisches und pneumatisches System kom biniert verwendet wird. Hierbei steht die Leitung 102 mit der Druckluftanlage der Maschine (nicht darge stellt) in Verbindung und wird zur Versorgung der Luftzylinder (57 und 107) in die Leitungen 102a und 102b aufgeteilt. Über Druckregelventile 103 und 104 wird die Druckluft manuell bedienbaren Stuerventilen 105 und<B>106</B> zugeleitet.
Bei dem Steuerventil 105 han delt es sich um ein Vierweg-Ventil, welches die Luft von der Einlassöffnung 105a an die eine oder andere der Auslassöffnungen 105b und 105c leiten kann. Hierb.-i ist es möglich, die Luft der Auslassöffnungen 105b oder 105c entsprechend an die Auslassöffnungen 105d oder 105e abzuleiten.
Je nach Stellung des Ven tils 105 wird die Luft an das eine oder andere Ende des Luftzylinders 107 geführt, um die Kolbenstange 108 entweder aus- oder einzuziehen. Die Kolbenstange 108 ist wiederum mit der Kolbenstange 109 und dem Kolben 109a des hydraulischen Zylinders 110 direkt vebunden, der wiederum mit dem hydraulischen Zylin der 43 über manuell regulierbare Steuerventile<B>111</B> und 112 in Verbindung steht. Beim Eindrücken des Kolbens 109a wird somit die Druckflüssigkeit durch das Regulierventil 111 in den Zylinder 43 gedrückt, wodurch die Kolbenstange 44 sich nach aussen bewegt. Beim Zurückziehen des Kolbens 109a funktioniert die Anlage umgekehrt.
Der Hauptzylinder 110 besitzt ein grösseres Fassungsvermögen als der abhängige Zylin der 43, wodurch ein Lecken, welches bei einem hydraulisch geschlossenen Steuerkreis möglich ist, aus geglichen wird. Ausserdem befindet sich ein kleines Flüssigkeitsreservoir <B>113</B> in Verbindung mit diesem hydraulischen Steuerkreis, um ebenfalls Flüssigkeits verluste auszugleichen.
Durch Bedienen des Zweiweg-Handsteuerventils 105 wird der Luftzylinder 57 über das von Hand ver stellbare Strömungsventil 114 mit Druckluft versorgt. Über das Strömungsventil 114 lässt sich die Luftströ mung zu dem Zylinder 57 und damit die Schnelligkeit der Kolbenstange 58 b:im Ausfahren regulieren. Sobald das Ventil 106 bedient wird, um die Eintritts öffnung 106a zu schliessen und die Drucköffnung 106b mit einer Ablassöffnung 106c in Verbindung zu brin gen, wird die Kolbenstange 58 durch die Federn 55 in den Zylinder 57 zurückgeschoben.
Dieses spezielle Ausführungsbeispiel hat den Vor teil, dass zur Betätigung des hydraulischen Zylinders <B>110</B> keine hydraulische Pumpe und kein Flüssigkeits behälter erford--rlich ist. Das hydraulische System kann aber auch durch eine pneumatische Anlage ersetzt wer den.
Auf Fig. 13 und 14 wird ein anderes Rakelmesser- Halterungssystem als Alternative vorgeschlagen, bei dem sämtliche Elemente, welche funktionsmässig de nen auf Fig. 1-11 entsprechen, die gleichen Kennzif fern haben, jedoch jeweils um 100 höher. Abwei chende Elemente besitzen dagegen neue Nummern.
Bei der Vorrichtung nach Fig. 13 und 14 wird ein herkömmliches Rakelmesser 123 verwendet, bei dem eine feinfühlige Regulierung gegenüber dem Zylinder 121, wie sie bei einem Steilrakel 23 erforderlich ist, nicht benötigt wird, da dieses Rakel 123 in einem stumpfen Winkel zum Zylinder 121 steht, so dass selbst bei grosse m Anpressdruck eine Beschädigung der Zylinderoberfläche nicht eintritt. Aus diesem Grunde entfallen hier die Schwenkarme 34, die Federn 55, der Luftzylinder 57 sowie die Verbindungsglieder 54 und alle zugehörigen Elemente.
Der A-förmige Rahmen 133 ist auf der Auflage 133b arretiert, welche auf dem Schlitten 128 befestigt ist, d2,r wiederum mit der auf dem Farbkasten 122 be festigten Prismenführung 129 verschiebbar verbunden ist. D-r Schw--n'=kopf 126 entspricht dem Schwenk kopf 25, jedoch erfolgt die ganze Schwenkb-wegung um die Drehzapfen 1 9 in den Lagerungen 161 herum.
D2m-jm_iss ist zum Bewegen des Schwenkkopfs 126 ein in zwei Richtungen wirkender hydraulischer Zylin der 143 in einem Schwenklager 142 aufgehängt, wel ches zwischen den inneren Befestigungsplatten 132b der Befestigungsvorrichtung 132 angeordnet ist, wobei Lag:rbolzen 138 die Drehzapfen 141 aufnehmen. Das Ende der Kolbenstange 144 steht mit dem Verbin dungsstück 144a in Schraubverbindung, das wiederum über die Stange 191 mit der Lagerung 193 in Verbin dung steht. Die Lagerung 193 ist mit der vorherbe- schriebenen Lagerung 93 gleich. Durch die Lagerung 193 verläuft ein Querstift 189, welcher von der Befe stigungsvorrichtung 169 gehalten wird.
Hierbei kann diese Lagerung 193 gegenüber dem Querstift 189 in jeder R'chtung bewegt werden, um eine begrenzte Schwenkbewegung des Gehäuses 168 gegenüber dem Gehäuse 164 zu ermöglichen. Die mit Gewinde ausge stattete Kolbenstange 144 und das Verbindungsstück 144a gestatten es, die Winkelanordnung des Schwenk kopfes 126 um die Drehzapfen 163 herum zu verän dern, damit der richtige Anpressdruck der Rakel 123 auf dem Zylinder 121 in der ausgezogen gezeichneten Arbeitsstellung geschaffen wird.
Das herkömmliche Rakelmesser 123 ist in dem Rakzlbalken 125 befestigt und zwar in der Art, dass das Ralelmssser 123 zwischen Klemmschienen 176 und 177 verklemmt wird. Der Rakelbalken 125 ist auf der Rakelkopfschiene 174 befestigt, welche wiederum von dem Schwenkkopf 126 zentral getragen wird ent sprechend der Ausführung auf Fig. 3, 4 und 10.
Um nun den Schwenkkopf 126 und das Rakehmes- ser 123 in die auf Fig. 13 gestrichelt gezeichnete Ruhe stellung zu bringen, wird der Zylinder 143 mit dem Druckmittel derart beaufschlagt, dass sich die Kolben stange 144 nach innen bewegt. Hierdurch wird der Schwenkkopf 126 um die Zapfen 163 im Uhrzeigersinn verschwenkt, wobei der Zylinder 143 um den Drehzapfen 141 herum ebenfalls eine Schwenkbewegung ausführt. Zum Bewegen des Rakelmessers in Arbeitsstellung wird sinngemäss umgekehrt verfahren.
In Arbeitsstellung legt sich die Klemmschiene 176 an das Spritzbleck 185 an, das mittels Leisten 186 an dem Farbkasten 122 befestigt ist. Der hydraulische Zylinder 143 b 2sitzt einen länge ren Hub wie der Zylinder 43, ist aber mit diesem in seiner Funktion und Steuerungsart sonst identisch.