CH687186A5

CH687186A5 - Zugwalzenpaar, insbesondere an Druckmaschinen.

Info

Publication number: CH687186A5
Application number: CH00315/93A
Authority: CH
Inventors: Ingo Kobler
Original assignee: Roland Man Druckmasch
Priority date: 1992-04-01
Filing date: 1993-02-03
Publication date: 1996-10-15
Also published as: GB2265610B; DE4210777A1; GB9306515D0; DE4210777C2; US5417157A; JPH0679855A; FR2692191B1; GB2265610A; FR2692191A1

Description

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CH 687 186 A5

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Beschreibung

Die Erfindung betrifft ein Zugwalzenpaar, insbesondere an Druckmaschinen, nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Ein Zugwalzenpaar, dessen Walzen angetrieben werden und über auf den Walzenzapfen angeordneten Stirnrädern in Antriebsverbindung stehen, zeigt die DE-PS 65 501. Die Bahn wird dabei geradlinig durch die gegeneinander angestellten Walzen geführt. Würde die Bahn gleichzeitig abgelenkt, d.h. um eine der Walzen umgelenkt werden, so stellt sich während des Umfahrens der Walze auf der Oberseite der die Walze umschlingenden Bahn eine Geschwindigkeitserhöhung entsprechend der Radiuszunahme infolge der Bahndicke ein. Diese Erscheinung tritt umsomehr in Erscheinung, je dik-ker der Bahnstrang ist, je mehr übereinander liegende Bahnen er enthält. Die sich einstellende Geschwindigkeitsdifferenz zur auf die Bahn angestellten, mit unveränderter Bahngeschwindigkeit umlaufenden zweiten Walze des Zugwalzenpaares führt zu Faltenbildung und Verschieben der Lagen des Bahnstranges. Als Folge dessen tritt ein Abschmieren des Druckes sowohl innerhalb des Bahnstranges als auch auf dessen Oberfläche auf. Auch eine Beschädigung der Aussenflächen des Bahnstranges infolge Kratzwirkung der rauhen Mantelflächen der Walzen ist zu verzeichnen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Zugwalzenpaar zu schaffen, dessen Walzen hinsichtlich ihrer Umfangsgeschwindigkeit auf die Dik-ke des Bahnstranges abgestimmt sind. Diese Aufgabe wird bei einer gattungsgemässen Einrichtung durch die Anwendung der Merkmale des Kennzeichens des Anspruchs 1 erreicht. Das Anpassungsgetriebe bringt die Geschwindigkeit der Aussenseite des um eine Walze des Zugwalzenpaares geführten Bahnstranges und die Umfangsgeschwindigkeit der auf dieser aufliegenden Walze unabhängig von der Dicke des Bahnstranges in Übereinstimmung. Dadurch werden Faltenbildung und Verschiebung der Lagen des Bahnstranges sowie ein Abschmieren von Druckfarbe und eine Beschädigung der äusseren Oberflächen des Bahnstranges vermieden.

Weitere Merkmale und Vorteile ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen in Verbindung mit der Beschreibung.

Die Erfindung soll nachfolgend an einigen Ausführungsbeispielen näher erläutert werden. In den zugehörigen Zeichnungen zeigt schematisch

Fig. 1 ein Zugwalzenpaar in der Seitenansicht;

Fig. 2 das Zugwalzenpaar von Fig. 1, angetrieben mit einem Kegelrad-Planetengetriebe;

Fig. 3 ein Zugwalzenpaar mit einem anderen Ausgleichsgetriebe;

Fig. 4 und 6 Zugwalzenpaare mit weiteren Ausführungsformen von Anpassungsgetrieben;

Fig. 5 den Schnitt A-A von Fig. 4.

Fig. 1 zeigt ein Zugwalzenpaar 1 mit den Walzen 2, 3, zwischen denen eine mehrlagige Bahn 4 hindurchgefördert wird. Die Walzen 2, 3 sind mit ihren Walzenzapfen 5 bis 8 in Seitenwänden 9, 10 gelagert. Auf dem Walzenzapfen 5 ist fest ein Stirnrad 11 angeordnet, und auf dem Walzenzapfen 7 befindet sich drehbar ein ein Stirnrad 12 und ein Kegelrad 13 enthaltendes Doppelrad 14. Das Kegelrad 13 ist Bestandteil eines Kegelrad-Planetengetriebes 15 und steht über ein im Gehäuse 16 gelagertes Zwischenrad 17 mit einem Kegelrad 18 in Antriebsverbindung. Letzteres ist fest auf dem Walzenzapfen 7 montiert. Das Gehäuse 16 wird beispielsweise von der Längswelle der Druckmaschine unter Zwischenschaltung eines Getriebes mit stufenlos verstellbarem Übersetzungsverhältnis, einem sogenannten Variator 19, angetrieben.

Für den Antrieb des Zugwalzenpaares 1 wird zunächst das Gehäuse 16 des Kegelrad-Planetenge-triebes 15 über den Variator 19 angetrieben. Vom Gehäuse 16 wird mittels des Zwischenrades 17 auf die Kegelräder 13 und 18 getrieben. Letzteres treibt die Walze 3 und das Kegelrad 13 über die Stirnräder 12 und 11 die Walze 2 an. Dabei passt das Zwischenrad 17 durch Drehung um seine eigene Achse die Umfangsgeschwindigkeiten der Walzen 1 und 2 an die Geschwindigkeiten der Ober- und Unterseite der Bahn 4 selbständig an. Mittels des Variators 19 kann die Transportgeschwindigkeit des Zugwalzenpaares 1 insgesamt zur Einstellung einer gewünschten Bahnspannung variiert werden.

Detaillierte Ausführungen zur Abstandsveränder-barkeit der Walzen 2 und 3 entsprechend der Bahndicke werden zu diesem und den nachfolgenden Ausführungsbeispielen nicht gemacht, da dies nicht Gegenstand der Erfindung ist und dem Fachmann hierfür Lösungen bekannt sind. Erwähnt sei nur, dass im Ausführungsbeispiel an eine elastische, ein Drehmoment übertragungsfähige Lagerung der Walzenmäntel auf den Achsen der Walzen gedacht ist. Aber auch die Ausführung der Zahnräder 11, 12 als Zwischenräder und deren Antrieb auf Zahnräder der Walzenzapfen ist denkbar, wobei eine Walze in Hebeln um ihr Antriebszahnrad schwenkbar gelagert ist.

Zum Schutzumfang des Patentes gehörig können auch andere Varianten von Kegelrad-Planetengetrieben sowie Stirnrad-Planetengetriebe oder Ausgleichsgetriebe in Harmonic-Drive-Bauart zum Antrieb eines Zugwalzenpaares zum Einsatz kommen. So kann vorteilhaft die Drehachse des Gehäuses eines Kegelrad-Planetengetriebes senkrecht zu den Längsachsen der Walzenzapfen des Zugwalzenpaares gelegt werden und die in der Drehachse liegenden Abtriebswellen des Getriebes treiben mittels Kegelräder auf Kegelräder der Walzenzapfen des Zugwalzenpaares.

Beim Einsatz eines Stirnrad-Planetengetriebes können die mit den Walzenzapfen in Antriebsverbindung stehenden Abtriebszahnräder vorteilhaft als Sonnenräder mit Innenverzahnung ausgeführt werden.

Als Antriebsglied dieses Getriebes fungiert der Steg, der zwei miteinander in Eingriff stehende Planetenräder trägt und wobei jeweils ein Planetenrad mit einem Sonnenrad kämmt.

Beim Einsatz eines Ausgleichsgetriebes in Harmonic-Drive-Bauart stehen vorteilhaft der Circular Spline und der Dynamic Spline mit jeweils einem

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Walzenzapfen in Antriebsverbindung, wobei beispielsweise der Circular Spline direkt auf einem Walzenzapfen befestigt ist und der Dynamic Spline unter Zwischenschaltung eines Zahnrades auf ein Zahnrad des anderen Walzenzapfens treibt. Der Antrieb erfolgt am Wave Generator (siehe hierzu Erläuterung am Ende).

In Fig. 3 sind die Walzen 20, 21 eines Zugwalzenpaares 22 mit ihren Walzenzapfen 23, 24 in Seitenwänden 25 gelagert. Jeder Walzenzapfen 23, 24 trägt ein Kegelrad 26, 27, das mit jeweils einem Kegelrad 30, 31, das auf je einer im Gestell drehbar gelagerten Scheibe 28, 29 befestigt ist, in Eingriff steht. Die Scheiben 28, 29 sind parallel und mit Abstand zueinander angeordnet. Im gebildeten Spalt befindet sich ein beide Scheiben 28, 29 berührender Kugelring 32. Letzterer trägt einen Zahnkranz 33 und ist in radialer Richtung der Scheiben 28, 29 verschiebbar. Der Zahnkranz 33 steht mit einem zusammen mit dem Kugelring 32 verschiebbaren Ritzel 34 in Zahneingriff. Letzteres wird unter Zwischenschaltung einer Gelenkwelle 35 beispielsweise von der Hauptwelle der Druckmaschine angetrieben.

Das Ritzel 34 versetzt über den Zahnkranz 33 den Kugelring 32 in Umdrehungen. Dessen Kugeln treiben die Scheiben 28, 29 reibschlüssig an. Letztere wiederum treiben über die Kegelräder 30 und 26 bzw. 31 und 27 die Walzen 20 und 21 an. Zur selbsttätigen Herstellung von erforderlichen Drehzahlunterschieden der Walzen 20, 21 ermöglichen die Kugeln des Kugelringes 32 durch Rollbewegungen in Umfangsrichtung der Scheiben 28, 29 deren entsprechende relative Drehung zueinander. Zur Änderung der Fördergeschwindigkeit des Zugwalzenpaares 22 an sich benötigt der Zugwalzenantrieb keinen speziellen Variator. Durch Verschieben des Kugelringes 32 wird der Antriebsradius an den Scheiben 28, 29 und damit das Übersetzungsverhältnis des Getriebes verändert.

Fig. 4 zeigt den Antrieb eines Zugwalzenpaares 36 mittels eines Kegelrollen-Riementriebes. Die Walzen 37, 38 des Zugwalzenpaares 36 sind mit ihren Walzenzapfen 39, 40 in Seitenwänden 41 gelagert. Der Walzenzapfen 40 trägt eine Kegelrolle 42, und auf dem Walzenzapfen 39 ist ein Zahnrad

43 befestigt, das über ein Zahnrad 44 mit einer Kegelrolle 45 in Antriebsverbindung steht. Die Kegelrollen 42 und 45 sowie eine Antriebsrolle 46 sind mittels eines endlosen Riemens 47 antriebsmässig miteinander verbunden (Fig. 5). Die Antriebsrolle 46 wird von einem Variator 48 angetrieben. Der Riemen 47 ist mittels einer Gabel 49 seitlich verschiebbar, die von einem Motor 50 betätigt wird. Der Motor 50 ist an eine Steuereinrichtung 51 angeschlossen, die von einem Messwertgeber für die Bahndicke 52 gespeist wird.

Die vom Variator 48 angetriebene Antriebsrolle 46 treibt mittels des Riemens 47 die Kegelrollen 42 und 45 an. Die Kegelrolle 42 treibt direkt auf die Walze 38 und die Kegelrolle 45 über die Zahnräder

44 und 43 auf die Walze 37. Zur Anpassung der Walzengeschwindigkeiten an die Geschwindigkeiten des Bahnstranges verschiebt der Motor 50 mittels der Gabel 49 den Riemen 47 seitlich. Bei einer

Verschiebung nach rechts wird z.B. die Umfangsgeschwindigkeit der Walze 38 verringert und die Umfangsgeschwindigkeit der Walze 37 erhöht. Die Riemenverschiebung wird vom Motor 50 bewerkstelligt, der von der Steuereinrichtung 51 angesteuert wird. Der Steuereinrichtung 51 wird hierfür ein die Bahndicke verkörperndes Signal des Messwertgebers 52 zugeführt. Das Signal kann beispielsweise auch eine speicherprogrammierbare Steuerung entsprechend den auftragsbezogenen Daten liefern. Die Einstellung der Geschwindigkeit des Zugwalzenpaares an sich erfolgt mittels des Variators 48.

Fig. 6 zeigt ein Zugwalzenpaar 53 mit den Walzen 54 und 55, deren Walzenzapfen 56 bis 59 in den Seitenwänden 60 und 61 lagern. Die Walzenzapfen 58 und 59 der Walze 55 tragen jeweils eine auf diesen verschiebbare Seitenscheibe 62, 63 mit einem Innenkonus 64, 65. In die Innenkonen 64, 65 ragt jeweils ein stirnseitig am Walzenmantel 66 der Walze 55 angebrachter Aussenkonus 67, 68. Der Walzenmantel 66 ist auf der Achse 69 der Walze 55 verdrehbar und radial verschiebbar. Die Seitenteile 62, 63 werden mittels Druckfedern 70, 71 in Richtung auf den Walzenmantel 66 druckbelastet. Der Walzenzapfen 58 trägt ein Stirnrad 72, das mit einem Stirnrad 73 auf dem Walzenzapfen 56 in Eingriff steht. Der Walzenzapfen 56 ist mit einem Variator 74 in Antriebsverbindung.

Das Zugwalzenpaar 53 wird beispielsweise von der Hauptwelle der Druckmaschine über den Variator 74 angetrieben. Der Antrieb der Walze 54 erfolgt über den Walzenzapfen 56, der Antrieb der Walze 55 über die Zahnräder 73 und 72 und die Walzenzapfen 58, 59. Mit letzteren laufen die Seitenscheiben 62 und 63 um, deren Innenkonen 64, 65 reibschlüssig die Aussenkonen 67, 68 und damit den Walzenmantel 66 der Walze 55 antreiben. Bei dicken Warenbahnen wird der Walzenmantel 66 weiter von der Walze 54 abgerückt. Dies erfolgt unter seitlicher Verschiebung der Seitenteile 62, 63 vom Walzenmantel 66 weg infolge einer Axialkraftkomponente in der Berührungszone der Innen- und Aussenkonen 64, 65, 67, 68. Dabei verlagert sich die Berührungszone bei den Innenkonen 64, 65 zu einem grösseren und bei den Aussenkonen 67, 68 zu einem kleineren Durchmesserbereich hin. Dadurch erhöht sich die Umfangsgeschwindigkeit des Walzenmantels 66 und passt sich selbständig an die erhöhte Geschwindigkeit der Oberfläche des um die Walze 54 geführten Bahnstranges an. Eine Veränderung der Geschwindigkeit des Zugwalzenpaares 53 an sich wird mittels des Variators 74 bewirkt.

Zur Harmonic-Drive-Bauart wird verwiesen auf «Konstruktion 43» (1991), 275-280, Springer Verlag 1991 und auf die DE-PS 1 135 259.

Claims

Patentansprüche

1. Zugwalzenpaar, insbesondere an Druckmaschinen, zwischen dessen Walzen unter gegenseitiger Anpressung eine ein- oder mehrlagige Bahn gefördert wird, dessen Walzen weiterhin angetrieben werden und miteinander über auf ihren Walzenzapfen angeordneten Antriebselementen in Antriebsverbindung stehen, dadurch gekennzeichnet,

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dass in der Antriebsverbindung der Walzen (2, 3, 20, 21, 37, 38, 54, 55) ein Anpassungsgetriebe liegt.

2. Zugwalzenpaar nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Zugwalzenpaar (1, 22, 36, 53) von einem drehzahlstellbaren Antrieb angetrieben wird.

3. Zugwalzenpaar nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Walzen (2, 3, 20, 21) über ein Ausgleichsgetriebe miteinander in Verbindung stehen.

4. Zugwalzenpaar nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Walzenzapfen (5, 6) mit jeweils einem Abtrieb eines Kegelrad-Planetengetrie-bes (15) in Antriebsverbindung stehen.

5. Zugwalzenpaar nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Walzenzapfen mit jeweils einem Abtrieb eines Stirnrad-Planetengetriebes in Antriebsverbindung stehen.

6. Zugwalzenpaar nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Walzenzapfen mit jeweils einem Abtrieb eines Getriebes in Harmonic-Drive-Bauart in Antriebsverbindung stehen.

7. Zugwalzenpaar nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass Zahnräder (26, 27) der Walzenzapfen (23, 24) mit jeweils einer Scheibe (28, 29) antriebsmässig verbunden sind und beide Scheiben (28, 29) mit einem angetriebenen Kugelring (32) in Berührung stehen.

8. Zugwalzenpaar nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Kugelring (32) in radialer Richtung der Scheiben (28, 29) verschiebbar ist.

9. Zugwalzenpaar nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Walzen (37, 38) über einen Kegelrollen-Riementrieb in Antriebsverbindung stehen, dessen seitliche Riemenverschiebung von einer Steuereinrichtung (51) gesteuert wird, die von einem Messwertgeber (52) für die Dicke der Bahn gespeist wird.

10. Zugwalzenpaar nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Walzenzapfen (58, 59) einer Walze (55) beidseitig des Walzenmantels (66) schiebbar und druckfederbela-stet mit Kraftrichtung auf den Walzenmantel (66) je eine Seitenscheibe (62, 63) tragen, die einen Innenkonus (64, 65) aufweisen, in den jeweils ein stirnseitiger Aussenkonus (67, 68) des Walzenmantels (66) hineinragt, der verdrehbar und radial verschiebbar auf der Achse (69) der Walze lagert.

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