DE102004022774B4

DE102004022774B4 - Anordnung eines Elektromotors zum Antrieb eines Zylinders einer Rotationsdruckmaschine

Info

Publication number: DE102004022774B4
Application number: DE102004022774.8A
Authority: DE
Inventors: Arndt Jentzsch; Christian Ziegenbalg; Bodo Zirnstein
Original assignee: Koenig and Bauer AG
Current assignee: Koenig and Bauer AG
Priority date: 2004-05-05
Filing date: 2004-05-05
Publication date: 2015-09-17
Anticipated expiration: 2024-05-06
Also published as: DE102004022774A1

Abstract

Anordnung eines Elektromotors zum Antrieb eines Zylinders einer Rotationsdruckmaschine, der bezüglich seiner Drehachse (5) axial und radial verstellbar in einer Wandung (1) drehgelagert ist, wobei – der Elektromotor einen steif und unmittelbar mit dem Zylinder verbundenen Rotor (2.2) und einen zum Rotor (2.2) konzentrischen Stator (2.1) umfasst, – der Stator (2.1) und der Rotor (2.2) durch Lager drehbeweglich unmittelbar miteinander verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, dass – als Drehmomentenstütze zwischen dem Stator (2.1) und der Wandung (1) ein in einer Belastungsachse zug- und drucksteifes und quer zur Belastungsachse biegeelastisches Zug- und Druckelement (4) vorgesehen und im Abstand zur Drehachse (5) des Zylinders angeordnet ist, – und das eine Ende des Zug- und Druckelements (4) fest mit dem Stator (2.1) und das andere Ende fest mit der Wandung (1) derart ausgerichtet verbunden ist, dass die vom Stator (2.1) in das Zug- und Druckelement (4) eingeleiteten Kräfte, die aus vom Elektromotor erzeugten Momenten resultieren, in der Ausgangslage des Zug- und Druckelements (4)in Richtung der Belastungsachse des Zug- und Druckelements (4) wirken.

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung eines Elektromotors zum Antrieb eines Zylinders einer Rotationsdruckmaschine, der bezüglich seiner Drehachse axial und radial verstellbar in einer Wandung drehgelagert ist, nach dem Oberbegriff von Patentanspruch 1. Die Anordnung ist in Druckmaschinen, insbesondere Offsetdruckmaschinen, anwendbar. Dabei stellen die Zylinder der Druckmaschine, die drehbar und bezüglich der Seiten-, Umfangs- und Diagonalregister verstellbar sind, die relevanten Drehkörper dar.
Es ist allgemein bekannt, Druckwerke von Offsetdruckmaschinen mit einem Hauptantrieb anzutreiben und dessen Antriebsleistung über eine mechanische Längswelle oder einen Getriebezug auf die Einzelaggregate der Druckmaschine und weiter auf die einzelnen Zylinder, Walzen und Trommeln zu verteilen. Die Druckwerke sind durch diese mechanische Längskopplung derart miteinander verbunden, dass auch deren Synchronlauf zueinander sichergestellt ist. Zur praktischen Realisierung ist ein komplexes mechanisches System mit einer Vielzahl unterschiedlicher Komponenten wie z. B. Getriebe, Kupplungen usw. notwendig.
Die dabei unvermeidbaren Synchronitätsfehler aufgrund des Zahnspieles, der durch die großen Trägheitsmassen bedingten Elastizität des Antriebsräderzuges und der Eigenschwingungen beeinträchtigen die Registergenauigkeit und damit die Druckbildgüte. Deshalb sind Bestrebungen bekannt, diese mechanische Kopplung zwischen den einzelnen Druckwerken und innerhalb der Druckwerke ganz oder teilweise durch Elektromotoren (Einzelantrieb) an Zylindern bzw. dezentrale Antriebe an Zylindergruppen, Druckwerken oder Druckwerksgruppen und eine elektronische Synchronisierung der Antriebe zu ersetzen.
Zur Verbindung eines bezüglich seiner Drehachse verstellbar gelagerten Zylinders einer Druckmaschine mit einem Elektromotor ist gemäß der DE 196 23 287 A1 bekannt, den Stator des Elektromotors mit der Wandung fest zu verschrauben und den Rotor des Elektromotors über eine verdrehsteife Kupplung mit dem Zylinder zu verbinden. Nachteilig ist daran, dass zur Anordnung der Kupplung zusätzlicher Einbauraum benötigt wird.
Aus der DE 41 38 479 C2 ist eine Anordnung eines Elektromotors bekannt, bei der der Drehkörper innerhalb der Wandung mit exzentrisch ausgelenkt geführter Drehachse drehgelagert ist. Der Stator ist nicht über Lager mit dem Rotor verbunden. Reicht der zwischen Stator und Rotor gebildete Luftspalt nicht aus, um z. B. exzentrische Auslenkungen des Drehkörpers aufzufangen, wirkt eine Nachführeinrichtung auf den an der Wandung steif und ortsfest abgestützten Stator derart ein, dass er die Drehkörperverstellbewegung entsprechend nachvollzieht.
Der Nachteil dieser Lösung besteht darin, dass die Ausbildung der Nachführeinrichtung einen großen technischen Aufwand erfordert und für jeden Anwendungsfall speziell angepasst werden muss.
Aus der gattungsbildenden DE 44 22 097 A1 ist weiter bekannt, den Rotor des Elektromotors fest mit dem Drehkörper zu verbinden und als Drehmomentenstütze eine Koppel auszubilden, die über Gelenke an der Wandung und am Stator angelenkt ist. Die Gelenke sind vorzugsweise als räumliches Verschwenken ermöglichende Kugelgelenke ausgebildet. Nachteilig ist daran, dass die Gelenke ein Lagerspiel aufweisen und sich das Lagerspiel der beiden benötigten Gelenke beim Abstützen der Drehmomente summiert, was zu Druckstörungen infolge von Lastwechseln führen kann. Zudem unterliegen die Gelenke dem Verschleiß, in dessen Folge sich das Lagerspiel vergrößert.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung eines Elektromotors zum Antrieb eines Zylinders einer Rotationsdruckmaschine zu schaffen, die einfach aufgebaut ist und Beeinträchtigungen der Druckqualität vermeidet, wenn der den Zylinder antreibende Elektromotor zwischen den Betriebsarten Antreiben und Bremsen wechselt.
Diese Aufgabe wird mit einer Anordnung eines Elektromotors zum Antrieb eines Zylinders einer Rotationsdruckmaschine gelöst, die gemäß den Merkmalen des Patentanspruchs 1 ausgebildet ist.
Die erfindungsgemäße Anordnung hat den Vorteil, dass sie kostengünstig zu fertigen ist und das axiale, radiale oder diagonale Verschwenken des Zylinders in einfacher Weise ermöglicht. Die Anordnung kann mit wenig Aufwand für verschiedene Anwendungen adaptiert werden.
Beim axialen, radialen oder diagonalen Verschwenken des Zylinders wird das vorzugsweise als Rundstab ausgebildete Zug- und Druckelement quer zu seiner Belastungsrichtung, die der Längsachse des Rundstabs entspricht, elastisch gebogen. Auf die gleiche Weise werden auch die unerwünschten Relativbewegungen zwischen Stator und Wandung ausgeglichen, die sich bei jeder Umdrehung als Folge von unvermeidbaren Fertigungstoleranzen und Montagetoleranzen ergeben und als Taumelbewegungen bezeichnet werden.
Eine weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Anordnung besteht darin, dass die Abstützung des Drehmoments völlig verschleißfrei erfolgt, da zwischen den direkt miteinander in Kontakt stehenden Bauelementen keine Relativbewegung auftritt.
Bei der erfindungsgemäßen Anordnung ist der Stator bei hoher Verdrehsteifigkeit mit der Wandung gekoppelt, wobei die Drehsteifigkeit in beiden Richtungen also sowohl in Bezug auf vom Elektromotor erzeugte Antriebsmomente als auch in Bezug auf Bremsmomente gleich groß ist. Die Anordnung arbeitet völlig spielfrei, da der Stator ohne Lagerstellen mit der Wandung verbunden ist.
Arbeitet der Elektromotor im Fortdruckbetrieb, etwa bei Verwendung von Aufzügen mit großen Dicken, oder beim Verlangsamen der Druckgeschwindigkeit kurzzeitig oder dauerhaft im Bremsbetrieb, treten keine für die Druckqualität nachteiligen Lastwechselfolgereaktionen auf.
Die erforderliche Zug- und Drucksteifigkeit in Richtung der Belastungsachse bei ausreichender Biegeelastizität quer zur Belastungsachse ist in einfacher Weise dadurch einstellbar, dass ein Federstahl als Basismaterial verwendet und das Zug- und Druckelement mit einer Länge, die ein Vielfaches seines Durchmessers beträgt, ausgebildet wird. Bei einem derart ausgebildeten Zug- und Druckelement verläuft die Belastungsachse in Richtung der Längenachse.
Nach einer anderen bevorzugten Ausführungsform sind am Stator und an der Wandung Klemmeinrichtungen ausgebildet, mit denen das Zug- und Druckelement endseitig am Stator und an der Wandung durch Einspannen fixierbar ist. Vorzugsweise sind am Zug- und Druckelement Verbindungselemente ausgebildet, die formschlüssig in korrespondierende, an den Klemmelementen ausgebildete Verbindungselemente eingreifen. Das hat den Vorteil, dass das Zug- und Druckelement leicht zu montieren ist, wobei die Fixierung des Zug- und Druckelements vorrangig durch Klemmen erfolgt und die formschlüssigen Verbindungselemente als Sicherung für die Klemmverbindung wirken.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels weiter erläutert. In den dazugehörigen Zeichnungen zeigt
1 in schematischer Darstellung einen Zylinder mit der erfindungsgemäßen Anordnung eines Elektromotors zum Antrieb desselben und
2 einen Schnitt zu 1 entlang der Linie A-A.
Die erfindungsgemäße Anordnung ist Bestandteil einer Druckmaschine mit mehreren Druckwerken. Jedes der Druckwerke umfasst Zylinder, die entsprechend ihrer Funktion als Druckzylinder, Gummituchzylinder oder Plattenzylinder ausgebildet sind. Von den genannten Zylindern ist mindestens der Plattenzylinder zur Einstellung des Registers axial, radial und schräg verstellbar angeordnet, an dessen Beispiel die Erfindung stellvertretend für alle anderen direkt angetriebenen und verstellbaren Zylinder der Druckmaschine nachfolgend beschrieben wird.
Der Plattenzylinder ist drehbar in der Wandung 1, d. h. den seitlichen Gestellwänden der Druckmaschine oder mit ihnen fest verbundenen Teilen, gelagert. Die radiale Verstellbarkeit ist durch zwei nicht dargestellte Exzenterbuchsen, die drehbar den beiden Wandungen 1 zugeordnet sind und in denen die beiden seitlich am Zylinder ausgebildeten Zylinderschenkel 8 gelagert sind, realisiert. Der Zylinder wird von einem Elektromotor, der aus Stator 2.1 und Rotor 2.2 gebildet ist, direkt angetrieben. Der Elektromotor umfasst Lager, die den konzentrisch vom Stator 2.1 umgebenen Rotor 2.2 mit dem Stator 2.1 drehbeweglich verbinden.
Der Rotor 2.2 ist über Befestigungsschrauben 6 unmittelbar mit einem der Zylinderschenkel 8 verbunden. Am Stator 2.1 ist ein Flansch 3 ausgebildet, der eine Klemmeinrichtung 9 trägt, die abhängig von den Einbaumöglichkeiten möglichst weit von der Drehachse 5 des Zylinders beabstandet ist, um die auf das Zug- und Druckelement 4 wirkenden Kräfte zu minimieren.
Im Abstand zu der dem Flansch 3 zugeordneten Klemmeinrichtung 9 ist eine weitere Klemmeinrichtung 9 angeordnet, die mit der Wandung 1 fest verbunden ist.
Die Klemmeinrichtungen 9 bestehen jeweils aus zwei Klemmelementen die mit Klemmschrauben 7 gegeneinander verklemmt werden können. Zwischen den Klemmelementen ist ein sich längs der Belastungsachse erstreckender, im Querschnitt dreieckiger oder trapezförmiger Klemmspalt 9.1 ausgebildet. Die Klemmeinrichtungen 9 fixieren das Zug- und Druckelement 4 endseitig am Stator 2.1 und an der Wandung 1, das in einer Belastungsachse zug- und drucksteif und quer zur Belastungsachse biegeelastisch ist.
Die Klemmeinrichtungen 9 sind derart angeordnet, dass sich die Längsachse des geklemmten und als Rundstab ausgebildeten Zug- und Druckelements 4, in Richtung der Kraftwirkung der vom Stator 2.1 in das Zug- und Druckelement 4 eingeleiteten Kräfte, die aus vom Elektromotor erzeugten Momenten resultieren, erstreckt.
Erzeugt der Elektromotor ein Antriebsmoment, stützt sich der Stator 2.1 über Flansch 3, die Klemmeinrichtungen 9 und Zug- und Druckelement 4 an der Wandung 1 der Druckmaschine ab.
Nimmt der Zylinder in Bezug auf die möglichen Verstellungen axial und radial zur Drehachse 5 die Ausgangslage ein, wirken die Kräfte die aus den vom Elektromotor erzeugten Brems- oder Antriebsmomenten resultieren, genau in Richtung der Belastungs-achse des Zug- und Druckelements 4 und im Zug- und Druckelements 4 werden ausschließlich Zug- bzw. Druckkräfte erzeugt.
Ist der Zylinder in Bezug zur Ausgangslage axial verstellt (Seitenregister) und das Zug- und Druckelement 4 seitlich ausgelenkt, weicht die Wirkungsrichtung der Kräfte geringfügig von der Längsachse des Zug- und Druckelements 4 ab.

Claims

Anordnung eines Elektromotors zum Antrieb eines Zylinders einer Rotationsdruckmaschine, der bezüglich seiner Drehachse (5) axial und radial verstellbar in einer Wandung (1) drehgelagert ist, wobei – der Elektromotor einen steif und unmittelbar mit dem Zylinder verbundenen Rotor (2.2) und einen zum Rotor (2.2) konzentrischen Stator (2.1) umfasst, – der Stator (2.1) und der Rotor (2.2) durch Lager drehbeweglich unmittelbar miteinander verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, dass – als Drehmomentenstütze zwischen dem Stator (2.1) und der Wandung (1) ein in einer Belastungsachse zug- und drucksteifes und quer zur Belastungsachse biegeelastisches Zug- und Druckelement (4) vorgesehen und im Abstand zur Drehachse (5) des Zylinders angeordnet ist, – und das eine Ende des Zug- und Druckelements (4) fest mit dem Stator (2.1) und das andere Ende fest mit der Wandung (1) derart ausgerichtet verbunden ist, dass die vom Stator (2.1) in das Zug- und Druckelement (4) eingeleiteten Kräfte, die aus vom Elektromotor erzeugten Momenten resultieren, in der Ausgangslage des Zug- und Druckelements (4)in Richtung der Belastungsachse des Zug- und Druckelements (4) wirken.
Anordnung eines Elektromotors zum Antrieb eines Zylinders nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Zug- und Druckelement (4) ein Rundstab vorgesehen ist, dessen Belastungsachse in Richtung seiner Längsachse verläuft.
Anordnung eines Elektromotors zum Antrieb eines Zylinders nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Länge des Rundstabes ein Vielfaches seines Durchmessers beträgt.
Anordnung eines Elektromotors zum Antrieb eines Zylinders nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Zug- und Druckelement (4) aus Federstahl besteht.
Anordnung eines Elektromotors zum Antrieb eines Zylinders nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass am Stator (2.1) und an der Wandung (1) Klemmeinrichtungen (9) ausgebildet sind, mit denen das Zug- und Druckelement (4) endseitig am Stator (2.1) und an der Wandung (1) fixierbar ist.
Anordnung eines Elektromotors zum Antrieb eines Zylinders nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Zylinder ein Druckzylinder, ein Gummituchzylinder oder ein Plattenzylinder ist.