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Gebiet der
Erfindung
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Die
Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Antrieb eines Zylinders
einer Druckmaschine, mit einem Elektromotor, dessen Rotor koaxial
zum Zylinder der Druckmaschine angeordnet und mit diesem drehfest
verbunden ist, und dessen Stator an einer Rahmenkonstruktion, in
welcher der Zylinder axial verschieblich gelagert ist, gehalten
ist.
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Hintergrund
der Erfindung
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Ein
Druckmaschinenantrieb der eingangs genannten Art ist beispielsweise
aus der
EP 1 277 575
B1 bekannt. Der bekannte Druckmaschinenantrieb ist Teil
einer Offset-Druckmaschine, welche mindestens eine Druckeinheit
mit mindestens einem Form- und einem Übertragungszylinder aufweist,
wobei eine seitliche Verschiebbarkeit des Formzylinders vorgesehen
sein kann. Da der Rotor des den Formzylinder direkt antreibenden
Elektromotors starr mit dem Formzylinder verbunden ist und somit
bei dessen seitlicher, d.h. axialer Verschiebung mit verschoben
wird, während
der Stator des Motors ortsfest ist, ist eine Änderung der Leistungsdaten
des Elektromotors bei einer axialen Verschiebung des Formzylinders
anzunehmen.
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Aufgabe der
Erfindung
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen elektrischen Direktantrieb
für einen
Zylinder einer Druckmaschine anzugeben, bei welchem eine höchstens
geringfügige
Abhängigkeit
zwischen der Axialposition des Zylinders und den Eigenschaften des
elektrischen Antriebs besteht.
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Zusammenfassung
der Erfindung
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch
eine Vorrichtung zum Antrieb eines Zylinders einer Druckmaschine
mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Bei dieser Vorrichtung handelt
es sich um einen elektrischen Direktantrieb mit einem Elektromotor,
dessen Rotor relativ zum Zylinder der Druckmaschine nicht drehbar
und koaxial zu diesem angeordnet ist. Der Stator des Elektromotors
ist an einer Rahmenkonstruktion der Druckmaschine gehalten, wobei
der Zylinder axial verschieblich in der Rahmenkonstruktion gelagert
ist. Der zwischen Rotor und Stator gebildete Spaltraum ist sowohl
hinsichtlich Spaltbreite als auch hinsichtlich in Axialrichtung
des Zylinders gemessener Länge
bei jeder im bestimmungsgemäßen Betrieb
der Druckmaschine möglichen
Position des Zylinders konstant. Dies wird durch die Geometrie von
Stator und Rotor und/oder durch die Art der Kopplung des Rotors
mit dem Zylinder sowie des Stators mit der Rahmenkonstruktion erreicht. Als
Spaltraum zwischen Stator und Rotor wird allgemein derjenige Volumenbereich
zwischen Stator und Rotor verstanden, der in exakt radialer Richtung,
bezogen auf die Rotationsachse des Zylinders der Druckmaschine sowie
des Rotors, einerseits durch den Rotor und andererseits durch den
Stator des zum elektrischen Direktantrieb des Zylinders vorgesehenen
Motors begrenzt ist. Im einfachsten Fall weisen Stator und Rotor des
Elektromotors eine unterschiedliche in Axialrichtung gemessene Länge auf, so
dass jede die Rotationsachse des Zylinders schneidende, senkrecht
zu dieser Achse angeordnete Gerade, welche das in Axialrichtung
kürzere
der beiden Teile Stator und Rotor schneidet, in jedem Betriebszustand
des Elektromotors, d.h. in jeder möglichen axialen Positionierung
des Zylinders, auch das in axiale Richtung längere der Teile Stator und
Rotor schneidet. Weitere Möglichkeiten,
den Spaltraum zwischen Stator und Rotor konstant zu halten, sind durch
eine Veränderbarkeit
der axialen Position des Rotors oder des Stators relativ zu einem
den Rotor bzw. den Stator tragenden Bauteil, d.h. relativ zum rotierbaren
Zylinder bzw. relativ zum mit der Rahmenkonstruktion verbundenen
Gehäuse
des Elektromotors, gegeben. In allen Fällen sind Leistungsdaten des
elektrischen Direktantriebs wie Drehmoment und Winkelbeschleunigung
nicht von der Verschiebung des Zylinders in Richtung dessen Rotationsachse
abhängig.
Dies gilt auch für
Bauformen, in denen der Zylinder mittels einer Linearführung senkrecht
zu seiner Rotationsachse in der Rahmenkonstruktion verschiebbar
ist.
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Nach
einer ersten Ausführungsform
ist der Rotor des den Zylinder direkt antreibenden Elektromotors
relativ zum Zylinder der Druckmaschine axial verschieblich geführt. Der
Stator ist zugleich fest im Gehäuse
des Elektromotors angeordnet, welches direkt oder indirekt, insbesondere über eine
Linearführung,
die eine Verstellung des Zylinders senkrecht zu seiner Achse ermöglicht,
an die Rahmenkonstruktion der Druckmaschine angebunden ist. Vorzugsweise weist
der Rotor des Elektromotors in dessen radial innerem Bereich eine
insbesondere aus Buntmetall gefertigte Buchse auf, welche auf dem
Zylinder oder einem fest mit diesem verbundenen Zapfen axial verschieblich
gelagert ist. Eine solche Buchse, insbesondere Buntmetall-Buchse,
kann auch in Ausführungsformen
vorgesehen sein, in denen der Rotor unverschieblich auf dem Zylinder
bzw. einem mit diesem fest verbundenen Bauteil gehalten ist. Unabhängig davon,
inwieweit eine axiale Verschiebbarkeit des Rotors relativ zum Zylinder
vorgesehen ist, ist die Lagerung des Rotors derart gestaltet, dass
keine oder nur eine vernachlässigbare
geringe Verdrehung des Rotors relativ zum Zylinder möglich ist.
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Um
bei einer solchen drehfesten Lagerung des Rotors am Zylinder bzw.
einem starr mit diesem verbundenen Bauteil gleichzeitig eine Axialverschiebung
des Rotors zu ermöglichen,
ist in vorteilhafter Ausgestaltung eine Wälzlagerung des Rotors vorgesehen,
wie sie prinzipiell auch in herkömmlichen
Produkten der Lineartechnik verwendbar ist. Ebenso ist jedoch auch
eine Gleitlagerung realisierbar, welche eine Verstellbarkeit des
Rotors relativ zum Zylinder ausschließlich in axialer Richtung ermöglicht.
In jedem der genannten Fälle
ist nach einer vorteilhaften Weiterbildung ein Lager vorgesehen,
welches die axiale Position des Rotors relativ zum Gehäuse des Elektromotors
unabhängig
von der Axialpositionierung des Zylinders festlegt. Bei diesem Lager
handelt es sich vorzugsweise um ein Rillenkugellager, dessen Lagerringe
mit dem Rotor bzw. mit dem Stator des Elektromotors fest verbunden
sind.
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Nach
einer alternativen Ausgestaltung ist der Rotor des Elektromotors
mittels mindestens eines in Axialrichtung nachgiebigen, zugleich
in Umfangsrichtung steifen Verbindungselementes mit dem Zylinder oder
einem starr an diesem befestigten Teil verbunden. Hierbei ist das
Verbindungselement in dessen, bezogen auf die Rotationsachse des
Zylinders, axial äußerem Bereich
mit dem Rotor und im axial inneren Bereich mit dem Zylinder bzw.
dem an diesem starr befestigten Teil, insbesondere Zapfen, verbunden. Das
nachgiebige Verbindungselement zwischen dem Zylinder und dem Rotor
weist vorzugsweise in Axialrichtung eine Federwirkung auf. Die hierdurch
in Axialrichtung auf den Rotor einwirkenden Kräfte sind geringer als die ebenfalls
in Axialrichtung wirkenden elektromagnetischen Kräfte, die
beim Betrieb des Elektromotors auftreten. Auf diese Weise bleibt
bei einer Axialverschiebung des Zylinders der Rotor zumindest annähernd relativ
zum Stator zentriert. Keinesfalls ist der Rotor in Axialrichtung über den
Stator hinaus verschiebbar. In fertigungstechnisch vorteilhafter
Weise ist das Verbindungselement durch Laserschweißung mit
dem Rotor und/oder mit dem Zylinder bzw. einem starr an diesem befestigten
Teil verbunden. Ebenso sind Laser-Schweißverfahren bei der Fertigung
des Verbindungselementes selbst einsetzbar.
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Besonders
schwingungsdämpfende
Eigenschaften des Verbindungselementes sind erzielbar, indem dieses
aus einem Verbundmaterial, insbesondere einem Sandwichverbund aus
Blech und Kunststoff, gefertigt wird.
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Eine
weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass der Stator relativ
zu einem mit der Rahmenkonstruktion der Druckmaschine verbundenen
Gehäuse
des Elektromotors axial verschieblich geführt ist. Der Rotor ist in diesem
Fall starr mit dem Zylinder der Druckmaschine verbunden. Zwischen den
Stirnseiten des längs
verschieblich im Gehäuse des
Elektromotors gelagerten Stators und diesen gegenüberliegenden
inneren Stirnflächen
des Gehäuses
sind vorzugsweise Elemente mit federnden Eigenschaften, insbesondere
jeweils ein O-Ring, angeordnet. Solange der elektrische Direktantrieb
nicht betätigt
wird, zentriert sich somit der Stator innerhalb des ihm zur Verfügung stehenden
Verschiebeweges. Bei laufendem Elektromotor dagegen wird die axiale Position
des Stators hauptsächlich
durch die zwischen Stator und Rotor wirkenden Kräfte bestimmt. Hierbei richtet
sich der Stator stets so relativ zum Rotor aus, dass die Geometrie
des zwischen Stator und Rotor gebildeten Spaltraums unabhängig von
der axialen Position des Zylinders ist. Um den Stator besonders
exakt relativ zum Rotor zu positionieren, kann eine Axiallagerung
vorgesehen sein, welche den Stator unabhängig vom Betrieb des Elektromotors
stets in axial unveränderlicher
Position relativ zum Rotor hält.
Eine besonders leichte Verschiebbarkeit des Stators in Längsrichtung,
d.h. in Axialrichtung, ist im Fall einer Wälzlagerung des Stators im Gehäuse des
Elektromotors gegeben. Entsprechende Linearführungselemente weisen vorzugsweise eine
einstellbare Vorspannung auf, so dass die Nachgiebigkeit der Führung des
Stators in Umfangrichtung minimiert werden kann.
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Nach
einer mit den vorstehend erläuterten Ausführungsbeispielen
kombinierbaren Weiterbildung weist der elektrische Direktantrieb
des Druckmaschinenzylinders eine eigensichere, d.h. bei Energieausfall
schließende,
Bremse auf. Zusammenwirkende Reibbeläge dieser Bremse sind einerseits
am Rotor und andererseits am Gehäuse
des Elektromotors befestigt. Wird die Bremse, insbesondere mittels Druckluft,
gelöst,
so wird der Rotor im Gehäuse
des Elektromo tors in Axialrichtung verschoben. Eine Verschiebung
des Rotors in Gegenrichtung und damit ein Schließen der Bremse erfolgt vorzugsweise
mittels Federkraft.
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Nachfolgend
werden mehrere Ausführungsbeispiele
der Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert. Hierin zeigen:
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Kurze Beschreibung
der Zeichnung
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1 ein
erstes Ausführungsbeispiel
eines elektrischen Direktantriebs eines Druckmaschinenzylinders,
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2 ein
zweites Ausführungsbeispiel
eines elektrischen Direktantriebs eines Druckmaschinenzylinders,
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3a und
b Details des elektrischen Direktantriebs eines Druckmaschinenzylinders
nach 2,
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4a und 4 Details eines dritten Ausführungsbeispiels
eines elektrischen Direktantriebs eines Druckmaschinenzylinders
in Ansichten analog 3a und b,
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5 ein
viertes Ausführungsbeispiel
eines elektrischen Direktantriebs eines Druckmaschinenzylinders,
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6 ein
fünftes
Ausführungsbeispiel
eines elektrischen Direktantriebs eines Druckmaschinenzylinders,
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7a und
b ein sechstes Ausführungsbeispiel
eines elektrischen Direktantriebs eines Druckmaschinenzylinders,
und
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8 ein
siebtes Ausführungsbeispiel
eines elektrischen Direktantriebs eines Druckmaschinenzylinders.
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Ausführliche
Beschreibung der Zeichnung
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Die 1 bis 8 zeigen
jeweils in schematisierter Ansicht verschiedene Ausführungsbeispiele
eines elektrischen Direktantriebs einer Druckmaschine. Diese weist
einen um eine Achse A drehbaren Zylinder 1 auf, der in
einer Rahmenkonstruktion 2 der nicht weiter dargestellten
Druckmaschine gelagert und mittels eines Elektromotors 3 direkt
angetrieben ist. Der Zylinder 1 ist zu dessen Stirnseite 4 hin
mit kleiner werdendem Durchmesser mehrfach abgestuft, wobei ein
die Rotation um die Achse A ermöglichendes
Wälzlager 5 an
einem ringförmigen Abschnitt 6 des
Zylinders 1 angeordnet ist. Der Außenring 7 des Wälzlagers 5,
nämlich
Zylinderrollenlagers, ist nicht direkt an der Rahmenkonstruktion 2 befestigt,
sondern mit dieser über
eine Linearführung 8 verbunden,
die eine Verstellung des Zylinders 1 senkrecht zur Rotationsachse
A ermöglicht.
An dem Außenring 7 ist
weiter das Gehäuse 9 des
Elektromotors 3 befestigt. Bei jeder Verstellung des Zylinders 1 senkrecht
zu dessen Rotationsachse A wird somit automatisch der Elektromotor 3 mit
verstellt. Gesonderte Einrichtungen zur Nachführung des Elektromotors 3 sind
nicht erforderlich.
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An
die Stirnseite 4 des Zylinders 1 grenzt ein auch
als Wellenzapfenverlängerung
bezeichneter Zapfen 11, dessen Rotationsachse mit der Achse
A des Zylinders 1 identisch ist. Um den Zapfen 11 starr am
Zylinder 1 zu halten, umgreift ein Rand 12 des Zapfens 11 einen
an die Stirnseite 4 grenzenden ringförmigen Abschnitt 10 des
Zylinders 1. Der Zapfen 11, welcher mittels einer
Spannvorrichtung 13 am Zylinder 1 fixiert ist,
trägt den
Rotor 14 des Elektromotors 3. Dagegen ist der
Stator 15 des als Torque-Motors ausgebildeten Elektromotors 3 über das
Gehäuse 9 mit
dem Außenring 7 des
Wälzlagers 5 verbunden.
Der gesamte den Zylinder 1, den Zapfen 11 sowie
den Rotor 14 umfassende Verbund ist längs der Rotationsachse A verschiebbar.
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Diese
axiale Verschiebbarkeit ist durch die Art des Wälzlagers 5 gegeben.
Eine gesonderte Linearführung
zur Verschiebung des Zylinders 1 längs der Achse A ist dagegen
nicht vorgesehen.
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Wie
aus 1 ersichtlich, ist die axiale Länge LR des Rotors 14 geringer als die
in derselben Richtung gemessene Länge LS des
Stators 15. Die Längen
LR, LS der Teile 14, 15 des
Elektromotors 3 sind derart bemessen, dass in keinem möglichen
Betriebszustand der Rotor 14 in Axialrichtung über den Stator 15 hinausragt.
Somit bleibt ein zwischen Rotor 14 und Stator 15 gebildeter
Spaltraum 16 unter allen möglichen Bedingungen des bestimmungsgemäßen Betriebs
des Elektromotors 1 konstant. Alle relevanten Kenngrößen des
Elektromotors 3, wie beispielsweise der drehzahlabhängige Zusammenhang
zwischen Stromaufnahme und Drehmoment, sind somit von der axialen
Positionierung des Zylinders 1 unabhängig. Die Spaltbreite des Spaltraums 16 ist
mit s bezeichnet; die Länge
des Spaltraums 16 ist mit der Längen LR des
Rotors 14 identisch.
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Der
Rotor 14 weist ein den Zapfen 11 direkt umgebendes
Innenteil 17 sowie ein Außenteil 18 auf, welche
mittels einer Spannvorrichtung 19 miteinander verbunden
sind. Die Spannvorrichtung 19, welche den Rotor 14 starr
auf dem Zapfen 11 fixiert, umfasst eine Anzahl Schrauben 20 sowie
Keile 21, wobei die Schrauben 20 durch Öffnungen 22 des
Gehäuses 9 hindurch
betätigbar
sind.
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Die
Ausführungsform
nach 2 umfasst ebenfalls einen permanentmagnetisch
erregten Synchronmotor als Elektromotor 3. Der Rotor 14 dieses Elektromotors 3 ist
jedoch nicht starr auf dem Zapfen 11 fixiert, sondern mittels
einer Führung 23 in
Richtung der Rotationsachse A verschieblich gelagert. Die Führung 23 umfasst
einen mittels einer Schraube 24 auf dem Zapfen 11 befestigten
Nutenstein 25, auf welchem eine aus Messing gefertigte,
ein Teil des Rotors 14 bildende Buchse 26 gleitet.
Der Rotor 14 ist damit trotz axialer Verschiebbarkeit drehfest
auf dem Zapfen 11, und damit auch drehfest relativ zum Zylinder 1 geführt.
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Die
beim Betrieb des Elektromotors 3 auftretenden Kräfte richten
den Rotor 14 in Axialrichtung stets zentrisch zum Stator 15,
wie in 2 dargestellt, aus. Wird eine axiale Versteilbewegung
des Zylinders 1, auch als Seitenregisterverstellung bezeichnet,
durchgeführt,
so verschiebt sich der Rotor 14 relativ zum Zylinder 1 und
behält
dabei seine absolute Position, d.h. die Position relativ zur Rahmenkonstruktion 2,
zumindest annähernd
bei.
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Sowohl
im Ausführungsbeispiel
nach 1 als auch im Ausführungsbeispiel nach 2 dient eine
stirnseitige Frontplatte 27 des Gehäuses 9 zugleich als
Montagehilfe beim Zusammenbau des Elektromotors 3. Bei
Bedarf ist es auch möglich,
den Stator 15 und/oder den Rotor 14 des Elektromotors 3 auszutauschen,
ohne den Elektromotor 3 komplett von der Druckmaschine
abzubauen.
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Details
des Elektromotors 3 nach 2, die bei
der Montage relevant sind, sind in den 3a und 3b dargestellt.
Ein Montagestift 28 kann durch eine Bohrung 29 der
Frontplatte 27 hindurch in ein Sackloch 30 des
Rotors 14 eingesetzt werden, so dass der Rotor 14 in
Umfangsrichtung exakt relativ zum Zapfen 11 positioniert
wird. Der Nutenstein 25 nach 3b ist
zweiteilig aufgebaut, wobei zwei Keilstücke 31, 32 mittels
einer Schraube 33, welche durch eine Bohrung 34 in
der Frontplatte 27 hindurch betätigbar ist, gegeneinander verschoben
werden können.
Damit ist das Spiel des Rotors 14 in Umfangsrichtung sowie
die Reibung des Nutensteins 25 in einer Nut 35 des
Stators 14 einstellbar.
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Die 4a und 4b zeigen
eine weiter entwickelte Variante der Lagerung des Rotors 14 auf dem
Zapfen 11. Hierbei ist jedes der Keilstücke 31, 32 des
Nutensteins 25 mit Wälzkörpern 36,
nämlich Nadeln,
bestückt,
wodurch ein so genannter Nadelschuh 37 gebildet ist. Wie
der Nutenstein 25 im Ausführungsbeispiel nach den 3a,
b ist auch der Nadelschuh 37 beliebig vorspannbar. Durch
die Wälzlagerung
des Rotors 14 ist sowohl eine in Umfangsrichtung spielfreie
als auch eine reibungsarme und hysteresefreie Lagerung in Axialrichtung
gegeben.
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Jegliche
axiale Verschiebung des Rotors 14 relativ zur Rahmenkonstruktion 2 wird
durch ein Rillenkugellager 38 verhindert, dessen Lagerringe 39, 40 einerseits
mit der Frontplatte 27 und andererseits mit dem Rotor 14 fest
verbunden sind.
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Im
Ausführungsbeispiel
nach 5 ist der Rotor 14 nicht direkt auf dem
Zapfen 11 gehalten, sondern mit diesem mittels eines flexiblen
Verbindungselementes 41 gekoppelt, welches einerseits mit
dem Rotor 14 und andererseits mit einer fest auf dem Zapfen 11 angeordneten
Nabe 42 verbunden ist. Das Verbindungselement 41 umfasst
mehrere, im axial vorderen und im axial hinteren Bereich des Rotors 14 sowie
der auf dem Zapfen 11 per Klemmverbindung spielfrei gehaltenen
Nabe 42 angeordnete Verbundbleche 43. Jedes Verbundblech 43 ist
als Blech/Kunststoff/Blech-Sandwich-Bauteil aufgebaut und per Laserschweißung sowohl
mit dem Rotor 14, welcher das Verbindungselement 41 umgibt,
als auch mit der Nabe 42, welche radial innerhalb des Verbindungselementes 41 angeordnet
ist, stoffschlüssig
verbunden. Das Verbindungselement 41 weist ausschließlich in
Richtung der Rotationsachse A elastisch nachgiebige Eigenschaften
auf, so dass der Rotor 14 mittels des Verbindungselementes 41 in Umfangsrichtung
starr, jedoch in Axialrichtung federnd gelagert ist. Ähnlich wie
der mittels der Buchse 26 verschiebbar gelagerte Rotor 14 nach 2 positioniert
sich auch der federnd gelagerte Rotor 14 nach 5 selbsttätig, allein
aufgrund der beim Betrieb des Elektromotors 3 auftretenden
elektromagnetischen Kräfte,
relativ zum Stator 15.
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Das
Ausführungsbeispiel
nach 6 unterscheidet sich von den vorstehend erläuterten
Ausführungsbeispielen
wesentlich dadurch, dass der Stator 15 in Axialrichtung
verschieblich im Gehäuse 9 des Elektromotors 3 gelagert
ist, während
der Rotor 14 starr mit dem Zapfen 11 und damit
auch mit dem Zylinder 1, beispielsweise einem Platten-,
Gummi, Druck- oder Transferzylinder, verbunden ist. Um den Stator 15 bei
abgeschaltetem Elektromotor 3 innerhalb des zur Verfügung stehenden
Verschiebeweges zu zentrieren, ist an beiden Stirnseiten 44 des
Stators 15 jeweils ein O-Ring 45 angeordnet, welcher
an einer inneren Stirnfläche 46 des
Gehäuses 9 anliegt. An
Stelle eines O-Rings 45 kann bei spielsweise auch eine Spiralfeder
oder eine Blattfeder vorgesehen sein. Die Nachgiebigkeit der O-Ringe 45 ist
ausreichend, um bei einer Seitenregisterverstellung, d.h. einer
axialen Verschiebung des Zylinders 1 und damit auch des
Rotors 14, den Stator 15 durch die auftretenden
elektromagnetischen Kräfte
mit zu verschieben. Eine Verdrehung des Stators 15 relativ
zum Gehäuse 9 wird
durch einen in den Stator 15 eingeschraubten Stift 47 verhindert,
welcher in eine Bohrung 48 im Gehäuse 9 eintaucht. Obwohl
im Gegensatz zu den Ausführungsbeispielen
nach den 1 und 2 die Statorlänge LS und die Rotorlänge LR identisch
sind, bleibt somit auch im Ausführungsbeispiel
nach 6 der Spaltraum 16 zwischen Rotor 14 und
Stator 15 in jedem Betriebszustand konstant.
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Die 7a und 7b zeigen
eine Weiterentwicklung des Ausführungsbeispiels
nach 6, wobei der Stator 15 mittels eines
einstellbaren Nadelschuhs 49 längs verschieblich im Gehäuse 9 geführt ist.
Vergleichbar mit dem Ausführungsbeispiel
nach 4a, b weist auch der Nadelschuh 49 nach 7a,
b zwei gegeneinander verschiebbare Keilstücke 50, 51 auf,
so dass das Spiel des Stators 15 in Umfangsrichtung verstellbar
ist. Insbesondere ist eine Lagerung des Stators 15 mit
Vorspannung einstellbar. Auch bei komplett montiertem Elektromotor 3 ist
die Vorspannung des Nadelschuhs 49 mittels eines nicht
dargestellten Werkzeugs veränderbar,
welches durch eine Bohrung 52 im Gehäuse 9 hindurch an
den Nadelschuh 49 angesetzt werden kann. Ferner kann in
nicht dargestellter Weise eine Lagerung, insbesondere eine Wälzlagerung,
zwischen dem Rotor 14 und dem Stator 15 vorgesehen
sein, mittels welcher, ähnlich
wie im Ausführungsbeispiel
nach 4a, die axiale Position des Stators 15 relativ
zum Rotor 14 unveränderbar
festgelegt ist.
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Um
beim Betrieb des Elektromotors 3 entstehende Wärme abzuführen, befinden
sich am Umfang des Stators 15 von einem Kühlmedium,
insbesondere Wasser, durchströmbare
Kühlkanäle 63,
die unmittelbar an das Gehäuse 9 grenzen,
wobei Dichtungen 64 zur Abdichtung gegenüber dem
Gehäuse 9 vorgesehen
sind. Das Kühlmedium
wird eine Bohrung 65 im Gehäuse 9 hindurch in
die Kühlkanäle 63 geleitet.
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In 8 ist
eine Weiterentwicklung eines elektrischen Direktantriebs in einer
Druckmaschine dargestellt, wobei eine eigensichere Bremse 53 in den
Elektromotor 3 integriert ist. Der Rotor 14 des Elektromotors 3 ist ähnlich wie
im Ausführungsbeispiel
nach 2 mittels einer Gleitlagerung verschiebbar auf
dem mit dem Zylinder 1 verbundenen Zapfen 11 gelagert.
An der dem Zylinder 1 abgewandten Stirnseite des Rotors 14 befindet
sich ein erster Bremsbelag 54, welcher mit einem zweiten,
an der Innenseite der Frontplatte 27 befestigten Bremsbelag 55 zusammenwirkt.
Ohne Energiezufuhr werden die Bremsbeläge 54, 55 mittels
einer als Schraubenfeder ausgebildeten Druckfeder 56, welche
den Zapfen 11 umgibt, aneinander gepresst. Abweichend von
der Darstellung kann die Druckfeder 56 beispielsweise auch
als Tellerfeder ausgebildet sein. Um eine Kraft von der Druckfeder 56 auf
den Rotor 14 und damit auf die Bremsbeläge 54, 55 zu übertragen,
ist ein der Drehentkopplung dienendes Wälzlager 57 zwischen
der Druckfeder 56 und dem Rotor 14 angeordnet,
wobei der auf der Seite der Druckfeder 56 angeordnete Lagerring 58 des
Wälzlagers 57 axial verschieblich,
jedoch nicht drehbar im Gehäuse 9 gelagert
ist.
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Ein
weiteres Wälzlager 59 überträgt beim
Lösen der
Bremse 53 eine Kraft und ist zwischen der Frontplatte 27 des
Gehäuses 9 und
dem Rotor 14 angeordnet. Hierbei ist die auf der Seite
der Frontplatte 27 angeordnete Lagerschale 60 des
Wälzlagers 59 nicht
starr mit der Frontplatte 27 verbunden, sondern an ein
Vorschubelement 61 eines in Axialrichtung wirkenden Aktuators 62 gekoppelt.
Der Aktuator 62 ist im dargestellten Ausführungsbeispiel
ein druckluftbetätigtes
Stellelement, kann jedoch beispielsweise auch als elektrisch betätigbares
oder hydraulisches Stellelement ausgebildet sein. In jedem Fall
ist ein Lösen
der Bremse 53 nur bei Energiezuführung zum Aktuator 62 möglich.
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- 1
- Zylinder
- 2
- Rahmenkonstruktion
- 3
- Elektromotor
- 4
- Stirnseite
- 5
- Wälzlager
- 6
- Abschnitt
- 7
- Außenring
- 8
- Linearführung
- 9
- Gehäuse
- 10
- Abschnitt
- 11
- Zapfen
- 12
- Rand
- 13
- Spannvorrichtung
- 14
- Rotor
- 15
- Stator
- 16
- Spaltraum
- 17
- Innenteil
- 18
- Außenteil
- 19
- Spannvorrichtung
- 20
- Schraube
- 21
- Keil
- 22
- Öffnung
- 23
- Führung
- 24
- Schraube
- 25
- Nutenstein
- 26
- Buchse
- 27
- Frontplatte
- 28
- Montagestift
- 29
- Bohrung
- 30
- Sackloch
- 31
- Keilstück
- 32
- Keilstück
- 33
- Schraube
- 34
- Bohrung
- 35
- Nut
- 36
- Wälzkörper
- 37
- Nadelschuh
- 38
- Rillenkugellager
- 39
- Lagerring
- 40
- Lagerring
- 41
- Verbindungselement
- 42
- Nabe
- 43
- Verbundblech
- 44
- Stirnseite
- 45
- O-Ring
- 46
- innere
Stirnfläche
- 47
- Stift
- 48
- Bohrung
- 49
- Nadelschuh
- 50
- Keilstück
- 51
- Keilstück
- 52
- Bohrung
- 53
- Bremse
- 54
- Bremsbelag
- 55
- Bremsbelag
- 56
- Druckfeder
- 57
- Wälzlager
- 58
- Lagerring
- 59
- Wälzlager
- 60
- Lagerschale
- 61
- Vorschubelement
- 62
- Aktuator
- 63
- Kühlkanal
- 64
- Dichtung
- 65
- Bohrung
- A
Achse
-
- LR
- Länge des
Rotors
- LS
- Länge des
Stators
- s
- Spaltbreite