DE102005036484A1

DE102005036484A1 - Handhabungseinrichtung zum Verstellen einer Serviceeinheit einer Druckmaschine

Info

Publication number: DE102005036484A1
Application number: DE200510036484
Authority: DE
Inventors: Gunar Bormann; Ralf Zscheile; Horst Sachers
Original assignee: Koenig and Bauer AG
Current assignee: Koenig and Bauer AG
Priority date: 2005-08-03
Filing date: 2005-08-03
Publication date: 2007-02-08

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Handhabungseinrichtung, vorgesehen zum Verstellen einer gewichtsbelastet verschieb- oder verschwenkbaren Serviceeinheit einer Druckmaschine, mit einem Mittel zum Gewichtsausgleich, welches an einem Angriffspunkt der Serviceeinheit angreift, an der eine aus der Schwerkraft der Serviceeinheit resultierende Gewichtskraft wirkt, wobei das Mittel zum Gewichtsausgleich eine der Gewichtskraft entgegengerichtete Hubkraft erzeugt. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Handhabungseinrichtung zum Verstellen einer Serviceeinheit an einer Druckmaschine zu schaffen, bei der die Einklemm- und Quetschgefahr für das Bedien- und Wartungspersonal infolge der Relativbewegung der Serviceeinheit gegenüber den gestellfesten Bauteilen der Druckmaschine in jeder Stellung der Serviceeinheit vermieden wird. Die Aufgabe wird dadurch gelöst, dass das Mittel zum Gewichtsausgleich einen Energiespeicher (2) und einen Zugmitteltrieb (13) mit einem am Angriffspunkt angreifenden Zugmittel (12) aufweist, wobei mit dem Zugmitteltrieb (13) eine inkonstante Kraftübertragung derart realisierbar ist, das in Wirkverbindung mit dem Energiespeicher (2) in jeder Schiebe- oder Schwenkstellung der Serviceeinheit (15) eine dem Absolutbetrag der Gewichtskraft gleichgroße Hubkraft erzeugbar ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Handhabungseinrichtung, vorgesehen zum Verstellen einer gewichtsbelastet verschieb- oder verschwenkbaren Serviceeinheit einer Druckmaschine, mit einem Mittel zum Gewichtsausgleich, welches an einem Angriffspunkt der Serviceeinheit angreift, an der eine aus der Schwerkraft der Serviceeinheit resultierende Gewichtskraft wirkt, wobei das Mittel zum Gewichtsausgleich eine der Gewichtskraft entgegengerichtete Hubkraft erzeugt.

Aus der DE 42 14 049 C2 ist eine derartige Handhabungseinrichtung bekannt. Die Dokumentation beschreibt eine Vorrichtung zum Zuführen einer Druckplatte zu einem Plattenzylinder einer Druckmaschine, bei der ein verschwenkbarer Hebel an einem senkrecht hängenden Druckwerkschutz angreift, wobei der Hebel einerseits am Druckwerk drehbar gelagert und andererseits mit dem oberen Teilstück des Druckwerkschutzes einen winkelförmigen Arm bildet. Oberer und unterer Teilstück des Druckwerkschutzes sind durch ein Gelenk miteinander verbunden. Die Schwenkbewegung des Hebels erfolgt durch eine von einem Energiespeicher erzeugte Kraft, die auf den Hebel einwirkt. Als Energiespeicher ist eine Gasdruckfeder oder ein Pneumatikzylinder vorgesehen, welcher zwischen dem Druckwerk und dem Hebel angebracht ist. Am unteren Ende des unteren Teilstückes des Druckwerkschutzes ist dieser in einer am Druckwerk befindlichen vertikalen Führungsschiene zwischen zwei Endlagen verschiebbar gelagert. Der obere Anschlag der Führungsschiene begrenzt den Verfahrweg des Druckwerkschutzes in einer als Serviceposition geöffneten Stellung und die untere Endlage des Druckwerkschutzes in der Führungsschiene bildet die geschlossene Stellung. Da in dieser Vorrichtung nach dem Stand der Technik der Druckwerkschutz mit einer Plattenwechseleinrichtung kombiniert ist, stellt die Serviceposition gleichzeitig die Plattenwechselposition dar. Durch die Betätigung des Druckwerkschutzes von Hand mit Unterstützung der Gasdruckfeder oder durch die automatische Ansteuerung des Pneumatikzylinders wird über die Schwenkbewegung des Hebels eine gewichtsausgleichende Hubkraft realisiert und eine resultierende Förderkraft am Druckwerkschutz erzeugt, die den Druckwerkschutz in die vorgesehene Serviceposition auf- bzw. in die Schließposition abbewegt, wobei das Gelenk den Druckwerkschutz zusätzlich auf- bzw. zugeklappt. Mit dementsprechender Dimensionierung der Gasdruckfeder bzw. Druckbeaufschlagung des Pneumatikzylinders, wird der Druckwerkschutz entgegen der Schwerkraft des Druckwerkschutzes an dem Druckwerkschutz herauf gefahren und im oberen Anschlag der geöffneten Stellung (Serviceposition) gewichtsausgleichend gehalten bzw. in Richtung der Schwerkraft des Druckwerkschutzes in die Schließposition zurückgefahren.

Nachteilig an dieser Lösung ist, dass im erheblichen Umfang seitliche und horizontale Zwischenräume zwischen den bewegten Druckwerkschutz einschließlich der Stellhebel und den gestellfesten Gehäuseteilen der Druckmaschine mit Scherwirkung bestehen, und, falls Fremdkörper, insbesondere Körperteile des Bedien- und Wartungspersonal in die Zwischenräume geraten, der Bewegungsablauf des Druckwerkschutzes nicht sofort und kontrolliert gestoppt werden kann. Einerseits muss zum Stoppen des Druckwerkschutzes eine erhebliche Handkraft gegen die permanent wirkende Druckkraft der pneumatisch betätigten Elemente aufgebracht werden und andererseits erfolgt selbst bei sofortigem Betätigen eines Maschinen-Not-Aus-Schalters kein Anhalten der ausgelösten Gasdruckfeder bzw. ein gewisser Nachlauf des Pneumatikzylinderhubes, da das Regelverhalten des Pneumatiksystems gegenüber dem Regelverhalten der elektrischen Schalteinheit träger ist.

Zudem kann bei Bruch des Stellhebels, oder bei Druckausfall am Pneumatikzylinder bzw. an der Gasdruckfeder während einer Hubbewegung der permanent wirkenden Gewichtskraft des Druckwerkschutzes keine Gegenkraft mehr entgegengesetzt werden, so dass der Druckwerkschutz wegen fehlendem Kräftegleichgewicht ungebremst herabstürzt. Selbst wenn in der Handhabungseinrichtung die genannten Komponenten gedoppelt vorgesehenen sein sollten, was bereits eines hohen Aufwandes bedarf, kann einer der pneumatischen Elemente die ausgefallene Stützkraft der paritätischen Komponente nicht ausreichend ausgleichen. Der Druckwerkschutz bewegt sich dann zumindest unkontrolliert herab. Die vorgenannten Nachteile stellen ein hohes Unfallrisiko dar, da mögliche Quetschungen von Körperteilen nicht sicher ausgeschlossen werden können.

Um dem abzuhelfen sind Lösungen üblich, die starre Verblendungen und flexible Schaltleisten in den Eingriffsbereich zwischen den beweglichen Bauteilen und den feststehenden Bauteilen der Druckmaschine vorsehen. Da die möglichen Eingriffsbereiche um die beweglichen Serviceeinheiten einschließlich deren Verstellgestänge ein großes Ausmaß erreichen, erfordern solche Verblendungen und Schaltleisten einen erheblichen Aufwand, ohne vollständige Sicherheit zu bieten. Zudem sind diese fest montierte Verblendungen für das anderweitige Handling an der Druckmaschine hinderlich.

Aus der DE 102 55 807 A1 ist eine Positioniereinrichtung für Funktionseinrichtungen von Druckmaschinen bekannt, mit der für die Gewichtskraft der Funktionseinrichtung ein Gewichtsausgleich vorgesehen wird, so dass mit geringen Kraftaufwand bzw. kleinem Antrieb auch relativ schwere Funktionseinrichtungen, wie z.B. Farbwerke bewegt und positioniert werden können. Dazu ist für eine Vertikalverstellung der Funktionseinrichtung eine Positioniereinrichtung 7 vorgesehen, auf der die Funktionseinrichtung lagert. Ein Motor 17 treibt über eine Welle 16 und ein Getriebe 12, 14, 15 die beiden Ritzel 13 an, die auf einer Welle 26 angeordnet sind und seitlich aus dem Gehäuse der Positioniereinrichtung herausragen. Die Ritzel 13 wirken jeweils mit Zahnstangen 6 zusammen, welche beidseitig an den senkrechten Führungen 2 angeordnet sind. Auf der Welle 26 befinden sich zwei als Torsionsfedern ausgebildete Federn 19, die ein Drehmoment auf die Welle 26 übertragen. Durch die Drehung der Welle 26 beim Abwärtsfahren der Positioniereinrichtung 7 in die niedrigste Position werden die Federn 19 gegen ihre feste Einspannung verdreht und somit gespannt und beim Aufwärtsfahren entspannt, wobei vorzugsweise in der höchsten Position eine restliche Vorspannung verbleibt. Durch die Federkraft wird der Motor 17 beim Anheben der Positioniereinrichtung 7 mit der Funktonseinrichtung entlastet, da durch die Federkraft die Gewichtskraft der Positioniereinrichtung 7 mit der Funktonseinrichtung teilweise kompensiert wird. Die Antriebsleistung zum Heben kann daher kleiner dimensioniert werden, als ohne Gewichtskraftkompensation.

Dieses System hat jedoch den Nachteil, dass es keinen vollständigen Gewichtsausgleich der Positioniereinrichtung 7 mit der Funktonseinrichtung über den gesamten Fahrweg realisiert. Die Federkraft jeder Feder hat entlang des Federweges einen linearen Verlauf entsprechend ihrer spezifischen Federkonstante, so dass die Federkraft mit der Aufwärtsbewegung der Positioniereinrichtung abnimmt, und die konstant wirkende Gewichtskraft immer weniger kompensiert. Die Positioniereinrichtung muss daher zwingend durch eine zunehmende Antriebsleistung des Motors gestützt werden. Ohne einen Antrieb würde sich die Positioniereinrichtung aus jeder angehobenen Position selbsttätig in die niedrigste Position bewegen und nur dort im Kräftegleichgewicht verharren. Fällt möglicherweise der Antrieb in einer angehobenen Position aus, bewegt sich die schwere Positioniereinrichtung mit der Funktonseinrichtung zwar federbelastet abgebremst, aber dennoch unaufhaltsam und mit anfänglich großen Kräften herab und gefährdet somit das Bedien- und Wartungspersonal. Des Weiteren sind keine Vorkehrungen vorgesehen, die beim Einfall von Fremdkörpern, insbesondere Körperteile, in die betreffenden gefährlichen Zwischenräume, die antriebsbedingte Weiterfahrt der Positioniereinrichtung sofort unterbrechen.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Handhabungseinrichtung zum Verstellen einer Serviceeinheit an einer Druckmaschine zu schaffen, bei der die Einklemm- und Quetschgefahr für das Bedien- und Wartungspersonal infolge der Relativbewegung der Serviceeinheit gegenüber den gestellfesten Bauteilen der Druckmaschine in jeder Stellung der Serviceeinheit vermieden wird.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch eine Handhabungseinrichtung mit den Merkmalen des Hauptanspruchs gelöst.

Die Erfindung hat den Vorteil, dass das Gewicht der zumeist sehr schweren Serviceeinheit mittels der erfindungsgemäßen Handhabungseinrichtung dauerhaft und in jeder Stellung der Serviceeinheit in der Art eines balancierenden Systems ausgeglichen wird. Zur Bewegung der Serviceeinheit müssen lediglich die Reibungskräfte und die Massenträgheitskräfte des Systems überwunden werden, so dass die Serviceeinheit ohne größere Kraftaufwendung von Hand in jede gewünschte Stellung des Verstellbereichs bewegt werden kann und dort verharrt. Die erfindungsgemäße Handhabungseinrichtung verbessert somit den Arbeitsschutz für das Bedien- und Wartungspersonal der Druckmaschine erheblich.

Mit der erfindungsgemäßen Handhabungseinrichtung können verschiedene Bewegungsvorgänge von Serviceeinheiten gewichtsausgleichend realisiert werden. So kann z.B. mit einer linear veränderlichen Kraft eines Energiespeichers, wie sie durch eine Feder bewirkt wird, über eine entsprechende Übersetzung des Zugmitteltriebes eine konstante Hubkraft erzeugt werden, wie sie bei einer vertikal zu verschiebenden Serviceeinheit als Gegenkraft zur konstant wirkenden Gewichtskraft erforderlich ist. Ebenso kann z.B. mit der linear veränderlichen Kraft der Feder oder mit einer konstanten Kraft eines Energiespeichers, wie sie durch eine Ausgleichsmasse bereitgestellt wird, über eine entsprechende Übersetzung des Zugmitteltriebes eine nicht linear veränderliche Hubkraft erzeugt werden, wie sie bei einer um einen Drehpunkt zu verschwenkenden Serviceeinheit als Gegenkraft zu der nichtlinear wirkenden Gewichtskraft erforderlich ist.

Die erfindungsgemäße Handhabungseinrichtung erfordert zudem weniger Bauraum als die im Stand der Technik beschriebenen herkömmlichen Vorrichtungen. Zum Beispiel ergibt sich durch den Wegfall der Pneumatikzylinder und der zugehörigen Stellhebel ein deutliches Platzersparnis. Die Zugmittelführung kann den geometrischen Gegebenheiten in oder an der Druckmaschine gut angepasst werden. Außerdem kann für den automatischen Betrieb der Handhabungseinrichtung in vorteilhafter Weise ein sehr kleiner Antriebsmotor eingesetzt werden.

Die Erfindung soll an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. Die dazugehörigen Zeichnung zeigt in:
1 eine schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Handhabungseinrichtung an einem Druckwerk einer Druckmaschine,
2 eine Detaildarstellung eines Ausschnittes der erfindungsgemäßen Handhabungseinrichtung.
Wie aus der 1 ersichtlich, weist die Handhabungseinrichtung 1 einen Energiespeicher 2 in Form von zwei Torsionsfedern 2a, 2b auf, die mit je einer Torsionsfederwelle 3a, 3b korrespondieren, welche über eine verstellbare Wellenkupplung 4 in Längsrichtung miteinander verbunden sind. Die Torsionsfederwellen 3a, 3b verlaufen horizontal im oberen Bereich eines Druckwerkes 5 einer Druckmaschine und werden in den Wellenlager 6a, 6b, 6c, 6d drehbar gelagert. Die äußeren Wellenlager 6a, 6d sind an den sich gegenüberliegenden Seitengestellen 7a, 7b des Druckwerkes 5 (in gestrichelter Darstellung) angeordnet und stützen die Torsionsfederwellen 3a, 3b an ihren ungekoppelten Enden. Die weiteren Wellenlager 6b, 6c sind mit einer horizontalen Quertraverse 8 gestellfest verbunden und stützen die Torsionsfederwellen 3a, 3b beidseitig der Wellenkupplung 4. Die Quertraverse 8, welche die Seitengestelle 7a, 7b miteinander verbindet, ist in gestrichelter Darstellung nur andeutungsweise wiedergegeben. Die Torsionsfederwellen 3a, 3b wird hülsenartig von den Torsionsfedern 2a, 2b umgeben (nur teilweise dargestellt), die an ihrem einem Ende mittels Drehmomentenverschluss 9a, 9b gegenüber der Torsionsfederwellen 2a, 2b vorgespannt und fixiert werden. Am anderen Ende der Torsionsfedern 2a, 2b sind diese mit je einer aus dem Stand der Technik bekannten Federbruchsicherung 10a, 10b verbunden. Dabei schlägt die Torsionsfeder 2a, 2b, verbunden mit je einer beweglichen Auslöseplatte an einem federbelasteten Klinkenhebel der Federbruchsicherung an (nicht näher dargestellt). Die Federbruchsicherungen 10a, 10b, jeweils mit den Wellenlagern 6b, 6c kombiniert, sind ebenfalls an der Quertraverse 8 verankert. Unter der Torsionsspannung der Torsionsfeder 2a, 2b wird der Klinkenhebel in geöffneter Stellung gehalten und gleichzeitig die Torsionsfeder 2a, 2b verdrehfest gegenüber der Quertraverse 8 gelagert. Auf jeder der Torsionsfederwellen 3a, 3b ist zwischen dem Wellenlager 6a, 6d und dem Drehmomentenverschluss 9a, 9b eine konische Seiltrommel 11a, 11b befestigt, auf der jeweils ein Stahlseil 12a, 12b läuft. Die beiden Stahlseile 12a, 12b werden parallel beabstandet über je eine Umlenkrolle 14a, 14b geführt und um 90° umgelenkt. Seiltrommel 11a, 11b, Stahlseil 12a, 12b und Umlenkrolle 14a, 14b bilden jeweils einen Seiltrieb 13a, 13b. Die Stahlseile 12a, 12b greifen an obere Halteösen (nicht dargestellt) einer senkrecht ausgerichteten Serviceeinheit 15 an, die im Beispiel aus einem Druckwerkschutz 15 besteht. In 1 befindet sich der Druckwerkschutz 15 beispielhaft in einer oberen Serviceposition, bei der die Farbwerke und die Zylinder des Druckwerkes 5 (nicht sichtbar) für die Bedienung und Wartung zugänglich sind, wobei der Druckwerkschutz 15 auf einer nicht dargestellten Kurvenführung in beispielsweise eine untere Schließposition, bei der die genannten Komponenten des Druckwerkes 5 abgedeckt sind, absenkbar ist und selbstverständlich aus dieser Position auch wieder anhebbar ist. Dabei wirkt eine im Wesentlichen konstante Gewichtskraft des Druckwerkschutzes 15 von beispielsweise 150 kg, gleichmäßig verteilt auf die Stahlseile 12a, 12b der Handhabungseinrichtung 1.
Wie aus 2 ersichtlich, läuft das Stahlseil 12b auf der konischen Seiltrommel 11b in einer Seilrille 16b, deren Wickelradius je nach Laufrichtung des Stahlseiles 12b linear ansteigend bzw. abfallend ist. Gemäß der paritätischen Anordnung des Seiltriebes 13 läuft auch das Stahlseil 12a in der Seilrille 16a der konischen Seiltrommel 11a. Die konische Seiltrommel 11a, 11b bewirkt mit ihrem linear veränderlichen Radius der Seilrille 16a, 16b einen Ausgleich des linear veränderlichen Drehmomentes der Torsionsfederwelle 3a, 3b, welches die vorgespannte Torsionsfeder 2a, 2b in die Torsionsfederwelle 3a, 3b einleitet, so dass die über das Stahlseil 12a, 12b wirksame Zugkraft entlang des gesamten Fahrweges der Handhabungseinrichtung 1 konstant bleibt.
Die Vorspannung der Torsionsfeder 2a, 2b in Zusammenwirken mit der Wickelrichtung der Seiltrommel 11a, 11b erfolgt derart, dass beim Erreichen des größten Drehmomentes durch die gespannte Torsionsfeder 2a, 2b sich der Druckwerkschutz 15 in der unteren Schließposition befindet, wobei das abgewickelte Stahlseil 12a, 12b am größten Wickelradius der Seilrille 16a, 16b angreift und bei der Aufwärtsbewegung des Druckwerkschutzes 15 unter Abbau der Torsionsfederspannung und des Drehmomentes sich das Stahlseil 12a, 12b in Richtung des kleinsten Wickelradius der Seilrille 16a, 16b aufwickelt. Zugleich ist der Betrag der Vorspannung der Torsionsfeder 2a, 2b im Verhältnis zum jeweiligen Wickelradius der Seilrille 16a, 16b genau auf die hälftige Gewichtskraft des angehängten Druckwerkschutzes 15 abgestimmt, so dass die gesamte Gewichtskraft des Druckwerkschutzes 15 ausgeglichen wird. Daraus ergibt sich in jeder Stellung der Handhabungseinrichtung 1 eine über die beiden Stahlseile 12a, 12b auf den anhängenden Druckwerkschutz 15 ausgeübte konstante Hubkraft, die der an den Halteösen des Druckwerkschutzes 15 angreifenden konstanten Gewichtskraft mit gleichgroßem Betrag entgegenwirkt. Somit befindet sich der Druckwerkschutz 15 in jeder beliebigen Stellung des Verfahrbereiches in einem Kräftegleichgewicht zwischen der Gewichtskraft des Druckwerkschutzes 15 und der durch das Gewichtsausgleichssystem der Handhabungseinrichtung 1 erzeugten Hubkraft, das den Druckwerkschutz 15 in seiner momentanen Stellung verharren lässt. Zur Verschiebung des Druckwerkschutzes 15 sind lediglich die geringen Reibungskräfte des Gesamtsystems aus der Handhabungseinrichtung 1 und gegebenenfalls der Führungen des Druckwerkschutzes 15 sowie die Massenträgheitskräfte dieses Systems zu überwinden. Zur Überwindung dieser Kräfte reicht bereits eine Betätigung von Hand aus. Befindet sich der Druckwerkschutz 15 gerade in einer Verschiebebewegung, kann im Falle des Eindringens eines Fremdkörpers beispielsweise in den Spalt zwischen dem verfahrenden Druckwerkschutz 15 und den gestellfesten Seitengestellen 7a, 7b des Druckwerkes 5 die Weiterfahrt des an sich schweren Druckwerkschutzes 15 sogleich und leicht von Hand gestoppt werden. Der Druckwerkschutz 15 verharrt in der gestoppten Stellung oder kann nachfolgend von Hand zurück bewegt werden. Diese Handhabbarkeit verbessert die Arbeitsschutzbedingungen für das an dem Druckwerk 5 tätige Bedien- und Wartungspersonal erheblich.
Das Wellenlager 6a, 6d und der Drehmomentenverschluss 9a, 9b der Torsionsfeder 2a, 2b sind auf der jeweiligen Torsionsfederwelle 3a, 3b unmittelbar neben der zugehörigen konischen Seiltrommel 11a, 11b positioniert, um einerseits die Hebelwirkung des Seilangriffspunktes gegenüber dem Wellenlager 6a, 6d gering zu gestalten und andererseits den Kraftfluss vom Eintrag des Drehmoments der Torsionsfeder 2a, 2b in die Torsionsfederwelle 3a, 3b zur Seiltrommel 11a, 11b kurz zu halten. Dadurch tritt keine Verfälschung des Kräftegleichgewichtes durch ungewollte Biege- und Torsionsspannungen an den Torsionsfederwellen 3a, 3b auf. Die Verschiebung und Positionierung des Druckwerkschutzes 15 unterliegt somit keinen fehlerhaften Schwankungen.
Wie des Weiteren aus der 2 ersichtlich, ist zur Automatisierung des Verschiebevorganges des Druckwerkschutzes 15 am Wellenstumpf 17 der Torsionsfederwelle 3b über eine zwischengelagerte Durchrastkupplung 18 ein Stellantrieb 19 angeschlossen, der die Torsionsfederwellen 3a, 3b antreibt. Der Stellantrieb 19 verfügt über eine geringe Antriebsleistung bei annähernd konstantem Drehmoment, da zur Verstellung des Druckwerkschutzes 15 nur die oben erwähnten geringen Kräfte aufgebracht werden müssen. Die aus dem Stand der Technik bekannte Durchrastkupplung 18 wird auf ein minimal notwendiges Drehmoment eingestellt, bei der die Handhabungseinrichtung 1 gerade noch funktionstüchtig betrieben werden kann. Da die Kräfte zum Betrieb der Handhabungseinrichtung 1 sehr gering sind, sichert diese Voreinstellung des Ansprechdrehmomentes der Durchrastkupplung 18 zugleich die Einhaltung des Grenzwertes der Handkraft für die Auslösung einer Sicherheitseinrichtung gemäß den Arbeitsschutzvorgaben. Bei Erreichen des Ansprechdrehmomentes, durch beispielsweise einen unregelmäßigen Widerstand entgegen der Fahrtrichtung der Handhabungseinrichtung 1, trennt die Durchrastkupplung 18 sofort den Kraftschluss zwischen den gekoppelten Torsionsfederwellen 3a, 3b und dem Stellantrieb 19. Die Durchrastkupplung 18 verfügt zudem über einen Endschalter 20, der beim Erreichen des Ansprechdrehmomentes ein Signal auslöst, das beispielsweise für eine Sicherheitsabschaltung des Stellantriebes 19 sorgt.
Ein Drehpotentiometer 21, beispielhaft installiert auf dem Wellenstumpf 17 der Torsionsfederwelle 3b, erfasst jeden Drehwinkel und jede Umdrehung der Torsionsfederwellen 3a, 3b über den gesamten Fahrweg des mit der Handhabungseinrichtung 1 verbundenen Druckwerkschutzes 15, so dass alle Stellungen des Druckwerkschutzes 15 entlang seines Fahrweges reproduzierbar sind. Mittels einer nicht dargestellten Steuereinheit wird der Stellantrieb 19 so angesteuert, dass in Abhängigkeit eines Istwertes der Stellung des Druckwerkschutzes 15 die gewünschten Sollwerte der Stellungen des Druckwerkschutzes 15 einstellbar sind. Sofern ein Fremdkörper während des automatischen Betriebes der Handhabungseinrichtung 1 in den Verfahrbereich eindringt, kann der Druckwerkschutz 15 leicht von Hand gestoppt und entgegen der Fahrtrichtung verschoben werden. Dieser Widerstand entgegen der automatischen Verschiebebewegung löst die Durchrastkupplung 18 und den Endschalter 20 aus, was im Beispiel zum Abbruch der automatischen Verschiebebewegung, insbesondere zur Abschaltung des Stellantriebes 19 führt. Wird der automatisch bewegte Druckwerkschutz 15 beispielsweise aus der oberen Serviceposition gegen einen Widerstand, den beispielsweise ein Fremdkörper bildet, herab gefahren, vermindert sich die am Stahlseil 12a, 12b wirkende Gewichtskraft und stört das eingestellte Kräftegleichgewicht durch eine nach oben gerichtete, resultierende Kraft. Das daraus resultierende Drehmoment der Handhabungseinrichtung 1 wirkt dem konstanten Drehmoment des Stellantriebes 19 für den Abwärtstrieb der Handhabungseinrichtung 1 entgegen, so dass das Ansprechdrehmoment der Durchrastkupplung 18 überschritten wird. Hierbei wird der Kraftschluss zwischen dem Stellantrieb 19 und den Torsionsfederwellen 3a, 3b getrennt und der Endschalter 20 auslöst, dessen Signal die Abschaltung des Stellantriebes 19 veranlasst. Alternativ zur Abschaltung des Stellantriebes 19 kann das Signal des Endschalters 20 mit Hilfe des Drehpotentiometers 21 und der Steuereinheit eine kontrollierte Rückfahrt der Handhabungseinrichtung 1 bewirken, indem eine entgegen der momentanen Drehrichtung des Stellantriebes 19 nächstliegenden Sollstellung des Druckwerkschutzes 15 angesteuert wird. Wird dagegen der automatisch bewegte Druckwerkschutz 15 von der unteren Schließstellung gegen einen Widerstand herauf gefahren, erhöht sich die am Stahlseil 12a, 12b wirkende Gewichtskraft und stört ebenfalls das eingestellte Kräftegleichgewicht, jedoch durch eine nach unten gerichtete, resultierende Kraft. Das daraus resultierende Drehmoment der Handhabungseinrichtung 1 wirkt dem konstanten Drehmoment des Stellantriebes 19 für den Aufwärtstrieb der Handhabungseinrichtung 1 entgegen, so dass auch hier das Ansprechdrehmoment der Durchrastkupplung 18 mit gleichen Folgen überschritten wird.
Die in dieser Weise automatisierte Handhabungseinrichtung 1 ermöglicht eine sofortige Reaktion des Systems bei Eingriffen in das Kräftegleichgewicht. Eine Weiterfahrt des Druckwerkschutzes 15 bei auftretenden Hindernissen, wie in den Fahrweg eindringende Fremdkörper, ist ausgeschlossen. Dies gewährleistet sehr gute Arbeitsschutzbedingungen für das an dem Druckwerk 5 tätige Bedien- und Wartungspersonal auch bei einer automatisch betätigten Handhabungseinrichtung.
Nach einem Notfall der geschilderten Art kann durch gezielte Ansteuerung des Stellantriebes 19 der Druckwerkschutz 15 wieder in eine der vorgegebenen Sollstellungen positioniert werden.
Die vorgesehene Federbruchsicherung 10a, 10b gewährleisten eine Erhöhung der Betriebssicherheit der Handhabungseinrichtung 1. Bricht z.B. eine der Torsionsfedern 2a, 2b, entfällt die von ihr ausgeübte Haltespannung auf den nicht dargestellten Klinkenhebel der betreffenden Federbruchsicherung 10a, 10b, welcher folglich in den auf der Torsionsfederwelle 3a, 3b fixierten, nicht dargestellten Zahnkranz der betreffenden Federbruchsicherung 10a, 10b einrastet und die Drehung der Torsionsfederwelle 3a, 3b blockiert. Infolge dieser Blockierung ist die Handhabungseinrichtung 1 augenblicklich gestoppt, so dass der Druckwerkschutz 15 nicht abstürzten kann.
Der doppelt ausgeführte Seiltrieb 13a, 13b führt zu einer höheren Betriebssicherheit. Sollte eines der beiden Stahlseile 12a, 12b reißen, bleibt die Gewichtskraft in ihrem Gesamtbetrag, zwar einseitig über nur eine der Seiltrommeln 11a, 11b wirkend, bestehen und wirkt entgegen des Gesamtdrehmomentes der gekoppelten Torsionsfederwellen 3a, 3b, so dass das Kräftegleichgewicht erhalten bleibt. Eine unkontrollierte Verlagerung des Massenschwerpunktes des Druckwerkschutzes 15 infolge der einseitigen Halterung wird durch seitliche Führungen des Druckwerkschutzes 15 unterbunden. Der Druckwerkschutz 15 verkeilt sich in den parallelen Führungen und stellt somit keine Unfallgefahr für das Bedien- und Wartungspersonal dar.
Die Dopplung der Torsionsfeder 2a, 2b ermöglicht zum einen eine Reduzierung der Federgröße der einzelnen Torsionsfeder 2a, 2b und gewährleistet zum anderen eine bessere Verteilung der Drehmomenteneinleitung auf die Torsionsfederwellen 3a, 3b in vorteilhafter Weise jeweils in der Nähe der beiden Seiltrommeln 11a, 11b.
Ergänzend lässt die vorgesehene Teilung der Welle in zwei Torsionsfederwellen 3a, 3b in Verbindung mit der verstellbaren Wellenkupplung 4 eine Korrektur der Winkelstellung der einzeln mit einem Drehmoment beaufschlagten Torsionsfederwellen 3a, 3b zueinander zu. Mit der vorgenommenen Winkelkompensation kann die Federkraft der Torsionsfedern 2a, 2b noch gleichmäßiger auf beide Torsionsfederwellen 3a, 3b verteilt werden.

1: Handhabungseinrichtung
2: Energiespeicher
2a: Torsionsfeder
2b: Torsionsfeder
3a: Torsionsfederwelle
3b: Torsionsfederwelle
4: Wellenkupplung
5: Druckwerk
6a: Wellenlager
6b: Wellenlager
6c: Wellenlager
6d: Wellenlager
7a: Seitengestell
7b: Seitengestell
8: Quertraverse
9a: Drehmomentenverschluss
9b: Drehmomentenverschluss
10a: Federbruchsicherung
10b: Federbruchsicherung
11a: konische Seiltrommel
11b: konische Seiltrommel
12: Zugmittel
12a: Stahlseil
12b: Stahlseil
13: Zugmitteltrieb
13a: Seiltrieb
13b: Seiltrieb
14a: Umlenkrolle
14b: Umlenkrolle
15: Serviceeinheit, Druckwerkschutz
16a: Seilrille
16b: Seilrille
17: Wellenstumpf der Torsionsfederwelle
18: Durchrastkupplung
19: Stellantrieb
20: Endschalter
21: Drehpotentiometer

Claims

Handhabungseinrichtung, vorgesehen zum Verstellen einer gewichtsbelastet verschieb- oder verschwenkbaren Serviceeinheit einer Druckmaschine, mit einem Mittel zum Gewichtsausgleich, welches an einem Angriffspunkt der Serviceeinheit angreift, an der eine aus der Schwerkraft der Serviceeinheit resultierende Gewichtskraft wirkt, wobei das Mittel zum Gewichtsausgleich eine der Gewichtskraft entgegengerichtete Hubkraft erzeugt, dadurch gekennzeichnet, dass das Mittel zum Gewichtsausgleich einen Energiespeicher (2) und einen Zugmitteltrieb (13) mit einem am Angriffspunkt angreifenden Zugmittel (12) aufweist, wobei mit dem Zugmitteltrieb (13) eine inkonstante Kraftübertragung derart realisierbar ist, dass in Wirkverbindung mit dem Energiespeicher (2) in jeder Schiebe- oder Schwenkstellung der Serviceeinheit (15) eine dem Absolutbetrag der Gewichtskraft gleichgroße Hubkraft erzeugbar ist.
Handhabungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Energiespeicher (2) eine Feder oder eine Ausgleichsmasse vorgesehen ist.
Handhabungseinrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Zugmitteltrieb (13) eine Zugmitteltrommel (11a) mit im Wickelradius voneinander verschiedene Wickel aufweist.
Handhabungseinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Zugmitteltrommel (11a) Wickel mit linear ansteigendem Wickelradius aufweist.
Handhabungseinrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Zugmitteltrommel (11a) auf einer Welle befestigt ist, die am Gestell der Druckmaschine drehbar gelagert ist.
Handhabungseinrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Zugmittel (12) ein Seil (12a), eine Kette oder ein Riemen vorgesehen ist.
Handhabungseinrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Zugmitteltrieb (13) eine Umlenkrolle (14a) aufweist, über die das Zugmittel (12a) umlenkbar ist.
Handhabungseinrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Feder als Torsionsfeder (2a) ausgebildet ist, mit der ein Drehmoment auf eine Torsionsfederwelle (3a) beaufschlagbar ist, auf welcher die Zugmitteltrommel (11a) befestigt ist.
Handhabungseinrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Torsionsfederwelle (3a) an einem Seitengestell (7a) eines Druckwerkes (5) und/oder an einer die Seitengestelle des Druckwerkes (5) verbindenden Quertraverse (8) drehbar gelagert ist.
Handhabungseinrichtung nach einem der Ansprüche 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Torsionsfederwelle (3a) in einem Wellenlager (6a) gelagert ist und das Wellenlager (6a) in unmittelbarer Nähe der Zugmitteltrommel (11a) anordenbar ist.
Handhabungseinrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass ein erstes Ende der Torsionsfeder (2a) mittels Drehmomentenverschluss (9a) mit der Torsionsfederwelle (3a) verbunden ist und der Drehmomentenverschluss (9a) in unmittelbarer Nähe der Zugmitteltrommel (11a) anordenbar ist.
Handhabungseinrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass ein zweites Ende der Torsionsfeder (2a) mittels einer Federbruchsicherung (10a) gestellfest lagerbar ist.
Handhabungseinrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass eine zweite Torsionsfeder (2b) vorgesehen ist, die an einer zweiten Federbruchsicherung (10b) gestellfest lagerbar ist.
Handhabungseinrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass eine zweite Torsionsfederwelle (3b) vorgesehen ist, der die zweite Torsionsfeder (2b) zugeordnet ist und die zweite Torsionsfederwelle (3b) mit der ersten Torsionsfederwelle (3a) über eine verstellbare Wellenkupplung (4) verbindbar ist.
Handhabungseinrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein zweiter Zugmitteltrieb (13) oder eine Zugmittelbruchsicherung als Absturzsicherung vorgesehen ist.
Handhabungseinrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein elektrischer Stellantrieb (19) zur Positionierung der Serviceeinheit (15) mit dem Zugmitteltrieb (13) verbunden ist.
Handhabungseinrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass der Stellantrieb (19) an der Umlenkrolle (14a, 14b) angeordnet ist.
Handhabungseinrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass der Stellantrieb (19) an der Torsionsfederwelle (3a, 3b) angeordnet ist.
Handhabungseinrichtung nach einem der Ansprüche 16 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass der elektrische Stellantrieb (19) mittels einer Sicherheitskupplung vom Zugmitteltrieb (13) entkoppelbar ist.
Handhabungseinrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass als Sicherheitskupplung eine Durchrastkupplung (18) vorgesehen ist.
Handhabungseinrichtung nach Anspruch 19 oder 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Sicherheitskupplung mit einem Endschalter (20) derart zusammenwirkt, dass bei Überschreiten eines voreinstellbaren Grenzwertes eines an der Sicherheitskupplung wirkenden Drehmomentes, ein Signal zur Abschaltung der Druckmaschine oder des Stellantriebs (19) oder zum Auslösen einer programmierbaren Betriebsweise des Stellantriebes (19) erzeugbar ist.
Handhabungseinrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mittels eines Sensors jede Schiebe- oder Schwenkstellung der Serviceeinheit (15) als Istwert erfassbar und signalisierbar ist.
Handhabungseinrichtung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass der Torsionsfederwelle (3a, 3b) ein Drehpotentiometer (21) oder ein Drehwinkelgeber zugeordnet ist.
Handhabungseinrichtung nach Anspruch 22 oder 23, dadurch gekennzeichnet, dass in Abhängigkeit des Istwertes zu einem Sollwert der Schiebe- oder Schwenkstellung der Serviceeinheit (15) der Stellantrieb (19) ansteuerbar ist.
Handhabungseinrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Serviceeinheit (15) ein Servicedeckel, ein Druckwerk schutz, ein Plattenwechselautomat oder eine Kombination aus den vorgenannten Elementen ist.