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Die
Erfindung betrifft einen Antrieb für eine Farbwalze eines Farbwerkes
einer Druckmaschine gemäß dem Oberbegriff
des Patentanspruches 1.
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Mittels
Farbwalzen wird die zu verdruckende Farbe auf eine um einen Formzylinder
gespannte Druckplatte aufgebracht. Von dieser Druckplatte gelangt
der Druck dann entweder direkt (Rotationsdruck) oder über einen
Gummituchzylinder (Offset-Druck) auf das zu bedruckende Material
(Papier/Stoff).
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Einige
oder mehrere der Farbwerkswalzen führen während des Farbauftrages eine
Axialbewegung (Verreibung) aus. Eine derartige Lösung ist beispielsweise in
der
DE 195 05 625
C1 beschrieben. Bei dieser bekannten Druckmaschine erfolgt
der Axialvorschub der Farbauftragswalze über ein Koppelgetriebe, über das
eine Drehbewegung eines Antriebs in eine Axialbewegung zur Verschiebung
der Farbwalze umgesetzt wird.
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In
der
DE 41 40 048 C1 ist
eine ähnliche
Lösung
beschrieben, bei der die Verreibebewegung der Farbauftragswalze über eine
Kupplung unterbrochen werden kann.
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Nachteilig
bei diesen Lösungen
ist, dass aufgrund der sehr aufwendigen mechanischen Getriebe ein
hoher vorrichtungstechnischer Aufwand erforderlich ist, um die oszillierende
Axialverschiebung der Farbauftragswalze zu realisieren. Des Weiteren
ist es aufwendig, den Hub dieser Bewegung geeignet einzustellen
und zu steuern.
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In
der
US 3,179,047 ist
eine Druckmaschine offenbart, bei der die Axialverschiebung der
Farbauftragswalzen pneumatisch erfolgt. Die Ansteuerung der Pneumatikzylinder
erfolgt dabei über
ein Ventil, das in den Totpunkten der axialen Verschiebebewegung
umgesteuert wird, um den Rückhub
einzuleiten. Auch bei dieser Lösung
ist die Einstellung des Hubs nur mit sehr großem Aufwand möglich.
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Die
US 5,134,939 offenbart eine
Druckmaschine, bei der mehrere Farbauftragswalzen hydraulisch über einen
Masterzylinder in Axialrichtung verschoben werden. Der Antrieb des
Masterzylinders erfolgt über
einn Hebelmechanismus, dessen Hub per Hand veränderbar ist, um entsprechend
den Hub der Farbauftragswalzen zu ändern. Die Hebelanordnung zur
Betätigung
des Masterzylinders hat – ähnlich wie die
eingangs beschriebenen Lösungen – einen
sehr komplexen Aufbau.
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Demgegenüber liegt
der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Antrieb für eine Farbwalze
eines Farbwerks einer Druckmaschine zu schaffen, bei der eine oszillierende
Axialverschiebung mit geringem vorrichtungstechnischem Aufwand möglich ist.
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Diese
Aufgabe wird durch einen Antrieb für eine Farbwalze mit den Merkmalen
des Patentanspruches 1 gelöst.
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Erfindungsgemäß wird der
Antrieb für
die Farbwalze hydraulisch über
einen Hubzylinder betätigt,
dessen Druckräume über ein
Schaltventil mit einer Hochdruck führenden Zulaufleitung oder
einer Niederdruck führenden
Rücklaufleitung
verbindbar sind. Der Hub des Hubzylinders lässt sich durch geeignete Ansteuerung
des Schaltventils sehr exakt und einfach steuern, so dass eine derartige
Lösung den
herkömmlichen
Lösungen überlegen
ist, bei denen ein großer
Aufwand zur Realisierung der mechanischen Getriebe erforderlich
ist. Die erfindungsgemäße Lösung zeichnet
sich somit durch einen äußerst kompakten
Aufbau aus, der mit geringstem vorrichtungstechnischem Aufwand realisierbar
ist.
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Bei
einem besonders bevorzugten Ausführungsbeispiel
wird das Schalt- oder Regelventil über einen Elektromagneten betätigt. Prinzipiell
ist jedoch eine hydraulische oder elektrohydraulische Betätigung möglich. Die
Ansteuerung des Schaltventils erfolgt in Abhängigkeit von der Steuerung
der Druckmaschine.
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Der
hydraulische Kreislauf ist besonders einfach ausgeführt, wenn
die den Hochdruck führende Zulaufleitung über eine
Pumpe mit Druckmittel versorgt wird, die ihrerseits vorzugsweise
vom Drehantrieb der Farbwalze angetrieben wird.
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Die
oszillierende Bewegung in Axialrichtung lässt sich vergleichmäßigen, wenn
das Pendelvolumen über
einen Niederdruckspeicher ausgeglichen ist, der an die Rücklaufleitung
angeschlossen wird.
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Eine
weitere Verbesserung kann dadurch erfolgen, indem die Pumpe in einen
mit der Zulaufleitung verbundenen Hochdruckspeicher fördert.
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Um
ein Leeren des Hochdruckspeichers zu vermeiden, ist zwischen diesem
und der Pumpe ein Rückschlagventil
vorgesehen.
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Der
Hochdruckspeicher ist vorzugsweise über ein Druckbegrenzungsventil
gegen Drucküberhöhung abgesichert.
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Erfindungsgemäß wird es
bevorzugt, wenn die Pumpe als Plungerpumpe ausgeführt ist.
Alternativ kann jedoch auch eine andere Konstantpumpenkonstruktion
oder auch eine Verstellpumpe eingesetzt werden.
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Ein
bevorzugtes Ausführungsbeispiel
der Erfindung wird im Folgenden anhand einer schematischen Zeichnung
näher erläutert.
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Die
einzige Figur zeigt einen Längsschnitt
einer Farbwalze eines Farbwerkes zum Auftragen von Druckfarbe auf
eine auf einen Formzylinder gespannte Druckplatte, wobei in der
Schnittdarstellung gemäß der einzigen
Figur lediglich der oberhalb der Symmetrieachse angeordnete Teil
der Farbwalze 1 und der dieser zugeordneten Bauelemente
dargestellt ist. Die Farbwalze 1 lässt sich mittels eines Drehantriebs 2 um
die Achse 4 drehen und mittels einer Hubeinrichtung 6 oszillierend
in Richtung der Achse 4 hin und her bewegen, um einen gewünschten
Farbauftrag auf die Druckplatte zu erzielen.
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Gemäß der Figur
ist die Farbwalze 1 als Hohlzylinder ausgeführt, der
entlang seines Außenumfangs
durch Wälzlager 8 in
Radialrichtung derart gelagert ist, dass er eine Axialverschiebung
durchführen
kann, um dem Hub der Hubeinrichtung 6 zu folgen. Die Farbwalze 1 hat
an ihrer Innenumfangswandung eine Längsverzahnung 10,
die mit einer entsprechenden Außenverzahnung 12 eines
Zahnrads 14 kämmt.
Dieses ist über
Lager 16 drehbar am Maschinengestell gelagert. Die Außenverzahnung 12 ist
so ausgebildet, dass die Farbwalze 1 in Axialrichtung verschiebbar
ist, ohne dass die beiden Verzahnungen 10, 12 außer Eingriff
kommen.
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Am
Außenumfang
des Zahnrads 14 ist ein weiterer Zahnkranz 18 ausgebildet,
der mit einem von einem nicht dargestellten Motor angetriebenen Antriebsrad 20 kämmt.
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In
der Darstellung links vom Zahnkranz 18 ist am Zahnrad 14 eine
Antriebsverzahnung 22 vorgesehen, die mit einem Pumpenzahnrad 24 kämmt, über die
eine Pumpe 26 antreibbar ist. wie eingangs ausgeführt, kann
diese Pumpe 26 als Konstantpumpe oder – wie beim dargestellten Ausführungsbeispiel – als Verstellpumpe
ausgeführt
werden. An einen Druckanschluss P der Pumpe 26 ist eine
Zulaufleitung 28 angeschlossen, die zu einem Druckanschluss
P eines Wegeventils 30 führt. Der Rücklaufanschluss R der Pumpe
ist an eine Rücklaufleitung 32 angeschlossen,
die mit dem Rücklaufanschluss
T des Wegeventils 30 verbunden ist. In der Rücklaufleitung 32 ist
ein Niederdruckspeicher 34 vorgesehen, der über eine
Membran 36 geschlossen ist, so dass Druckmittelvolumenschwankungen – beispielsweise resultierend
aus dem Pendelvolumen – ausgleichbar sind.
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Das
Wegeventil 30 ist durch eine Feder in eine Grundposition
vorgespannt, in der der Tankanschluss T mit einem Arbeitsanschluss
A und der Druckanschluss B mit einem Arbeitsanschluss B verbunden
sind. Das Wegeventil 30 wird beim dargestellten Ausführungsbeispiel über einen
Elektromagneten betätigt,
der von der Maschinensteuerung angesteuert wird. Die Ansteuerung
erfolgt so, dass die Farbwalze 1 mit einer vorbestimmten
Frequenz und einem vorbestimmten Hub changiert.
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Die
beiden Anschlüsse
A, B sind über
Arbeitsleitungen 38, 40 mit den Druckräumen 42 bzw. 44 eines
Hubzylinders 46 der Hubeinrichtung 6 verbunden.
Dieser Hubzylinder 46 hat einen die beiden Druckräume 42, 44 begrenzenden
Kolben 47, dessen Kolbenstange 48 an ihrem aus
dem Hubzylinder 46 vorstehenden Endabschnitt zwei radial
zueinander beabstandete Stützbünde 50, 52 hat,
an denen ein radial nach innen vorstehender Innensteg 54 der Farbwalze 1 über Axiallager 56 abgestützt ist,
so dass die Hubbewegung des Kolbens 47 über die Kolbenstange 48 auf
die Farbwalze 1 übertragen
wird. Durch Druckbeaufschlagung des Zylinderraums 42 wird
die Kolbenstange 48 nach rechts ausgefahren und entsprechend
die Farbwalze 56 nach rechts verschoben, während durch
Druckbeaufschlagung des Ringraums 44 eine Bewegung in Gegenrichtung
erfolgt.
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Wie
des Weiteren aus der Figur hervorgeht, zweigt von der Zulaufleitung 28 eine
Speicherleitung 58 ab, an die ein Hochdruckspeicher 60 angeschlossen
ist. Im Bereich zwischen der Pumpe 26 und dem Hochdruckspeicher 60 ist
des Weiteren noch ein Rückschlagventil 62 vorgesehen,
das ein Entladen des Speichers 60 in Richtung zur Pumpe 26 verhindert.
Zur Druckabsicherung des Hochdruckspeichers 60 ist zudem
ein Druckbegrenzungsventil 64 vorgesehen, das bei Überschreiten
eines voreingestellten Maximaldrucks eine Verbindung zur Rücklaufleitung 32 aufsteuert.
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Zum
Farbauftragen wird die Farbwalze 1 durch Ansteuerung des
Drehantriebs 2 in Rotation versetzt, wobei die Drehung
des Antriebsrads 20 über
den Eingriff mit der Außenverzahnung
des Zahnkranzes 18 auf das Zahnrad 14 übertragen
wird. Dieses treibt dann über
seine Außenverzahnung 12 die
Farbauftragswalze 1 an. Gleichzeitig treibt das Zahnrad 14 das
Pumpenzahnrad 24 an, so dass diese Druckmittel aus dem
mit Atmosphärendruck
beaufschlagten Niederdruckspeicher 34 ansaugt und über die
Zulaufleitung 28 den Hydrospeicher 60 auf seinen
vorbestimmten Systemdruck auflädt.
Durch Ansteuerung des Wegeventils 30 beispielsweise in seine dargestellte
Position (a) wird dann das Druckmittel über die Zulaufleitung 28,
den Druckanschluss P und den Arbeitsanschluss B des Wegeventils 30 und
die Arbeitsleitung 40, die dann als Vorlaufleitung wirkt,
in den Ringraum 44 gefördert,
so dass der Kolben 47 nach links verschoben wird. Das aus
dem grösseren
Zylinderraum 42 verdrängte
Druckmittel strömt über die
Arbeitsleitung 38, die dann als Ablaufleitung wirkt, über den
Arbeitsanschluss A und den Tankanschluss T des Wegeventils 70 zurück zum Niederdruckspeicher 34 – der hydraulische
Kreislauf ist geschlossen. Nach Erreichen eines voreingestellten
Hubes wird das Schaltventil 30 mittels der Maschinensteuerung
in seine mit (b) gekennzeichnete Schaltposition verschoben, in der
dann der Ringraum 44 mit dem Niederdruckspeicher 34 und
der Zylinderraum 42 mit dem Druckanschluss P der Pumpe 26 verbunden
ist – der
Kolben wird umgesteuert und führt
einen Hub in Gegenrichtung, d.h. in der Figur nach rechts durch,
bis das Wegeventil 30 wieder in seine Schaltposition (a)
zurückgeschaltet
wird – der Zyklus
beginnt von neuem. Durch geeignete Ansteuerung des Wegeventils 30 und
der Verstellpumpe 26 lässt
sich praktisch jeder gewünschte
Hub und auch die Hubgeschwindigkeit einstellen, so dass ein äußerst exakter
Farbauftrag ermöglicht
ist, wobei die erfindungsgemäße hydraulische
Lösung
zusätzlich noch
einen wesentlich geringeren vorrichtungstechnischen Aufwand als
die eingangs beschriebenen bekannten Lösungen erfordert.
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In
dem Fall, in dem eine Verstellpumpe 26 eingesetzt wird,
wird diese vorzugsweise mit einer Druckregelung ausgeführt. Selbstverständlich kann der
Antrieb der Pumpe 26 auch durch direkte Übertragung
der Drehbewegung der Farbauftragswalze 1 auf das Pumpenzahnrad 24 erfolgen.
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Offenbart
ist ein Antrieb einer Farbwalze eines Farbwerkes einer Druckmaschine,
wobei die Farbwalze über
einen Drehantrieb gedreht und über eine
Hubeinrichtung oszillierend in Axialrichtung verschoben wird. Die
Hubeinrichtung hat einen Hubzylinder, dessen Druckräume über ein
Schaltventil wechselnd mit einer Hochdruck führenden Zulaufleitung oder
einer Niederdruck führenden
Rücklaufleitung
verbindbar sind.
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- 1
- Farbwalze
- 2
- Drehantrieb
- 4
- Achse
- 6
- Hubeinrichtung
- 8
- Wälzlager
- 10
- Längsverzahnung
- 12
- Außenverzahnung
- 14
- Zahnrad
- 16
- Lager
- 18
- Zahnkranz
- 20
- Antriebsrad
- 22
- Antriebsverzahnung
- 24
- Pumpenzahnrad
- 26
- Pumpe
- 28
- Zulaufleitung
- 30
- Wegeventil
- 32
- Rücklaufleitung
- 34
- Niederdruckspeicher
- 36
- Membran
- 38
- Arbeitsleitung
- 40
- Arbeitsleitung
- 42
- Druckraum
- 44
- Druckraum
- 46
- Hubzylinder
- 47
- Kolben
- 48
- Kolbenstange
- 50
- Stützbund
- 52
- Stützbund
- 54
- Innensteg
- 56
- Axiallager
- 58
- Speicherleitung
- 60
- Hochdruckspeicher
- 62
- Rückschlagventil
- 64
- Druckbegrenzungsventil