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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Getriebe einer Druckmaschine
und die dafür
vorgesehene Schmiermittelversorgung.
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In
DE 198 12 440 A1 ist
eine Schmiermittelversorgung eines Getriebes einer Druckmaschine beschrieben.
Bei dieser Schmiermittelversorgung wird das Schmiermittel mittels
eines aufwändigen Systems,
das Schmiermittelversorgungskreise und Schmiermittelgeber umfasst,
zu den Verbrauchsstellen des Getriebes gefördert. Hierbei ist das zu schmierende
Getriebe Bestandteil eines Schwingsystems eines Bogenführungszylinders
der Druckmaschine.
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Ferneren
Stand der Technik bilden die
DE 44 14 269 C2 und die
JP 10082461 A .
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Es
ist die Aufgabe der Erfindung, ein weiteres Getriebe einer Druckmaschine
mit einer Schmiermittelversorgung zu schaffen.
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Diese
Aufgabe wird durch ein Getriebe mit den Merkmalen des Anspruchs
1 gelöst.
Das erfindungsgemäße Getriebe
einer Druckmaschine umfasst ein erstes Getriebeglied und ein zweites
Getriebeglied, das innerhalb des ersten Getriebeglieds angeordnet
ist und mit Schmiermittel versorgt ist, indem das erste Getriebeglied
mit Durchgangslöchern
für das
Schmiermittel versehen ist.
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Ein
Vorteil des erfindungsgemäßen Getriebes
ist es, dass sich bei diesem mit einfachen technischen Mitteln eine
Last- oder Drehzahlabhängigkeit der
zur Versorgung des zweiten Getriebeglieds geförderten Schmiermittelmenge
erreichen lässt.
Bei geringer Last bzw. kleiner Maschinengeschwindigkeit der Druckmaschine
ist die geförderte
Schmiermittelmenge geringer als bei großer Last bzw. höherer Maschinengeschwindigkeit.
Eine Schmiermittelüber- oder
-unterversorgung wird somit sicher vermieden. Außerdem ermöglicht das Getriebe eine Schmiermittelversorgung,
bei welcher zur Förderung
des Schmiermittels eine „Bauteilpumpwirkung" eines Bauteils des
Getriebes selbst ausgenützt
wird und somit das Schmiermittelversorgungssystem vereinfacht ist.
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In
den Unteransprüchen
sind vorteilhafte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Getriebes genannt.
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Bei
einer Weiterbildung ist das erste Getriebeglied ein Zahnrad mit
einer Außenverzahnung
und sind die Durchgangslöcher
im Wesentlichen radial in die Außenverzahnung eingebracht.
Dabei können die
Durchgangslöcher
zahnlückenbodenseitig
in Zahnlücken
der Außenverzahnung
eingebracht sein. Außerdem
kann das Zahnrad mit einem weiteren Zahnrad derart in gegenseitigem
Zahneingriff stehen, dass das weitere Zahnrad das Schmiermittel
in die Durchgangslöcher
hinein verdrängt.
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Bei
einer weiteren Weiterbildung ist das erste Getriebeglied ein Zahnrad
mit einer Planfläche
und sind die Durchgangslöcher
im Wesentlichen axial in die Planfläche eingebracht. Die Durchgangslöcher sind
also im Wesentlichen achsparallel relativ zur geometrischen Rotationsachse
des Zahnrads orientiert. Bei dieser Weiterbildung kann in die Planfläche eine Ringnut
eingebracht sein, in welche Ringnut nutbodenseitig die Durchgangslöcher eingebracht
sein können.
Außerdem
kann das Zahnrad mit einem Außenkonus
versehen sein, der zu den Durchgangslöchern hin derart ansteigt,
dass der Außenkonus
das Schmiermittel fliehkraftbedingt zu den Durchgangslöchern hin
treibt bzw. fördert.
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Bei
einer weiteren Weiterbildung ist das zweite Getriebeglied ein Lamellenpaket
einer Lamellenkupplung.
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Zur
Erfindung gehört
auch ein Feuchtwerk einer Druckmaschine, welches mit einem erfindungsgemäß oder einer
der Weiterbildungen entsprechend ausgebildeten Getriebe ausgestattet
ist. Außerdem gehört zur Erfindung
eine Druckmaschine, die mit einem erfindungsgemäß oder einer der Weiterbildungen
entsprechend ausgebildeten Getriebe ausgestattet ist. Außerdem gehören zur
Erfindung ein Verfahren zum Betrieb einer Druckmaschine mit einem solchen
Getriebe und ein Verfahren zur Schmiermittelversorgung, wie sie
sich aus der Beschreibung vorliegender Erfindung ergeben.
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Weitere
konstruktiv und funktionell vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung
ergeben sich aus nachfolgender Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels
und der dazugehörigen
Zeichnung.
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In
dieser zeigt:
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1 die
schematische Darstellung einer Druckmaschine mit einem Feuchtwerk,
das ein Getriebe aufweist, welches eine Baugruppe umfasst, die aus
einer Antriebswelle und darauf angeordneten Zahnrädern und
Lamellenkupplungen besteht,
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2 die
Baugruppe aus 1 in einer der Schnittlinie
II-II in 4 entsprechenden Detaildarstellung,
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3 eine
Draufsicht auf die Baugruppe und
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4 eine
Seitenansicht der Baugruppe.
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1 zeigt
ausschnittsweise eine Druckmaschine 1 für den lithographischen Offsetdruck.
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Die
Druckmaschine 1 umfasst unter anderem einen Druckformzylinder
und ein Feuchtwerk 3 mit einer Feuchtauftragwalze 4 und
einer Feuchtreibwalze 5. Im Druckbetrieb liegt die Feuchtreibwalze 5 ausschließlich an
der Feuchtauftragwalze 4 an und liegt letztere an dem Druckformzylinder 2 an.
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Das
Feuchtwerk kann wahlweise in einem ersten Betriebsmodus und in einem
zweiten Betriebsmodus für
den Druckbetrieb betrieben werden. Im ersten Betriebsmodus, der
nachfolgend als Synchronbetrieb bezeichnet wird, rollt die Feuchtauftragwalze 4 im Wesentlichen
ohne Schlupf auf dem Druckformzylinder 2 ab. Dabei sind
die Umfangsoberflächengeschwindigkeiten
der Feuchtauftragwalze 4 und des Druckformzylinders 2 im
Wesentlichen gleich groß.
Im zweiten Betriebsmodus, der nachfolgend als Deltabetrieb bezeichnet
wird, rollt die Feuchtauftragwalze 4 mit einem getriebetechnisch erzielten
Schlupf auf dem Druckformzylinder 2 ab. Dabei besteht zwischen
der Umfangsoberflächengeschwindigkeit
der Feuchtauftragwalze 4 und der Umfangsoberflächengeschwindigkeit
des Druckformzylinders 2 eine Geschwindigkeitsdifferenz,
wobei die zuerst genannte Umfangsoberflächengeschwindigkeit kleiner
als die zuletzt genannte ist.
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Die
Rotation der Feuchtauftragwalze 4 wird in beiden Betriebsmodi über Umfangsoberflächenfriktion
durch die Feuchtreibwalze 5 angetrieben. Deshalb ist keine
Zahnradverbindung oder andere formschlüssige Getriebeverbindung zwischen
der Feuchtreibwalze 5 und der Feuchtauftragwalze 4 vorhanden.
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Auf
einer Antriebswelle 8 sitzen ein erstes Zahnrad 11,
ein zweites Zahnrad 12 und ein drittes Zahnrad 13.
Ein viertes Zahnrad 14 ist mit dem Druckformzylinder 2 koaxial
angeordnet und drehfest verbunden. Eine Abtriebswelle 9 verbindet
ein fünftes Zahnrad 15 und
ein sechstes Zahnrad 16 drehfest mit der Feuchtreibwalze 5.
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Das
fünfte
Zahnrad 15 und das sechste Zahnrad 16 bilden zusammen
ein sogenanntes Doppelzahnrad 10, in das eine Mitnehmerrolle 7 eingreift. Die
Mitnehmerrolle 7 hat eine relativ zur Abtriebswelle 9 senkrechte
Rollenachse 18 und überträgt über das
Doppelzahnrad 10 und die Abtriebswelle 9 eine axiale
Changierbewegung 6 auf die Feuchtreibwalze 5.
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Das
dritte Zahnrad 13 und das vierte Zahnrad 14 sind über eine
geradzahlige Anzahl an Zahnrädern 17 miteinander
verbunden, wobei ein elektrischer Antriebsmotor 19 den
aus dem dritten Zahnrad 13, dem vierten Zahnrad 14 und
den zwischengeordneten Zahnrädern 17 gebildeten
Zahnräderzug
rotativ antreibt. Die Zahnräder 11 bis 17 weisen
jeweils eine Außenverzahnung 33 auf.
Der Antriebsmotor 19 ist der Hauptantriebsmotor der Druckmaschine 1.
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Das
erste Zahnrad 11 ist mittels einer ersten Lamellenkupplung 21 wahlweise
an die Antriebswelle 8 angekuppelbar und von letzterer
abkuppelbar und kämmt
mit dem fünften
Zahnrad 15. Das zweite Zahnrad 12 ist mittels
einer zweiten Lamellenkupplung 22 wahlweise an die und
von der Antriebswelle 8 an- und abkuppelbar und greift
in das sechste Zahnrad 16 ein. Jede der beiden Lamellenkupplungen 21, 22 ist
fernbedienbar schaltbar und kann z. B. pneumatisch schaltbar sein.
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Eine
elektronische Steuerungseinrichtung 20 steuert das wechselweise
Umschalten der Lamellenkupplungen 21, 22 derart,
dass im Synchronbetrieb die erste Lamellenkupplung 21 geschlossen
und die zweite Lamellenkupplung 22 geöffnet ist und im Deltabetrieb
die erste Lamellenkupplung 21 geöffnet und die zweite Lamellenkupplung 22 geschlossen
ist. Demgemäß erfolgt
die Drehmomentübertragung
auf die Feuchtreibwalze 5 im Synchronbetrieb über das erste
Zahnrad 11 und das fünfte
Zahnrad 15 und stattdessen im Deltabetrieb über das
zweite Zahnrad 12 und das sechste Zahnrad 16.
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Bezüglich des
Teilkreisdurchmessers ist das erste Zahnrad 11 größer als
das zweite Zahnrad 12 und dementsprechend das fünfte Zahnrad 15 kleiner als
das sechste Zahnrad 16. Die Außenverzahnungen 33 des
ersten Zahnrads 11 und des zweiten Zahnrads 12 sind
axial derart verbreitert, dass die Außenverzahnungen des fünften Zahnrads 15 und des
sechsten Zahnrads 16 trotz der Changierbewegung 6 immer
im vollständigen
Eingriff mit den Außenverzahnungen
des ersten Zahnrads 11 und des zweiten Zahnrads 12 bleiben.
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Jede
der beiden Lamellenkupplungen 21, 22 hat ein Kupplungsgehäuse 31 mit
Außenlamellen 24, das
mit dem jeweiligen Zahnrad 11 bzw. 12 eine Einheit
bildet, und hat Innenlamellen, die mit der Antriebswelle 8 drehfest
verbunden sind.
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Die
in 2 gezeigte erste Lamellenkupplung 21 weist
eine kleinere Lamellenanzahl als die zweite Lamellenkupplung 22 auf,
weil das von der ersten Lamellenkupplung 21 für den Synchronbetrieb übertragene
Drehmoment kleiner als das von der zweiten Lamellenkupplung 22 für den Deltabetrieb übertragene
Drehmoment ist. Jedes der beiden Zahnräder 11, 12 ist
mit mehreren Reihen von Radialöffnungen 30 versehen.
Die Reihen sind entlang des Radumfangs gleichverteilt und bei drei
Reihen pro Zahnrad 11, 12 in einem 120° betragenden
Teilungswinkel zueinander versetzt. Von den drei Öffnungsreihen
ist in 3 nur eine und sind in 2 zwei pro
Zahnrad 11, 12 sichtbar. Die Radialöffnungen 30 sind
als Durchgangslöcher
oder -bohrungen in den Grund oder Boden von Zahnlücken der
Außenverzahnungen 33 der
beiden Zahnräder 11, 12 eingebracht,
wie dies am besten in Zusammenschau der 2 und 3 deutlich
wird.
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Außerdem sind
die Radialöffnungen 30 des ersten
Zahnrads 11 in radialer Überdeckung mit dem Lamellenpaket
der ersten Lamellenkupplung 21 angeordnet und sind die
Radialöffnungen 30 des
zweiten Zahnrads 12 in radialer Überdeckung mit dem Lamellenpaket
der zweiten Lamellenkupplung 22 angeordnet. Mit anderen
Worten gesagt, sind die Radialöffnungen 30 der
Zahnräder 11, 12 in
axialer Richtung gesehen im Bereich der aus den Innen- und Außenlamellen 23, 24 bestehenden
Lamellenpakete der Lamellenkupplungen 21, 22 angeordnet.
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Das
Kupplungsgehäuse 31 der
ersten Lamellenkupplung 21 umfasst einen ersten Absatz
und einen sich an den ersten Absatz anschließenden zweiten Absatz, dessen
Außendurchmesser
größer als
der des ersten Absatzes ist. Der zweite Absatz ist umfangsseitig
mit der Verzahnung des ersten Zahnrads 11 versehen und
hat eine dem zweiten Absatz zugewandte Planfläche 32, in die eine
Ringnut 28 eingebracht ist. In den Boden oder Grund der
Ringnut 28 sind als Durchgangslöcher oder -bohrungen Axialöffnungen 29 eingebracht,
welche entlang des Nutumfangs gleichverteilt sind. Bei einer drei
betragenden Anzahl der Axialöffnungen 29 sind
diese in einem 120° betragenden
Teilungswinkel zueinander versetzt, wie dies in 4 sichtbar
ist.
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Der
erste Absatz ist umfangsseitig mit einem Außenkonus 27 versehen,
der in einem flachen Kegelwinkel, der zwischen 30 und 10° liegt und
z. B. ca. 6° betragen
kann, zur Ringnut 28 hin ansteigt. Über dem ersten Zahnrad 11 und
dem zweiten Zahnrad 12 ist eine Schmierstoffzufuhr 25 in
Form eines Tropfrohres angeordnet, welche Öltropfen 26 auf den
Außenkonus 27,
die Außenverzahnung 33 des
ersten Zahnrads 11 und die Außenverzahnung 33 des
zweiten Zahnrads 12 abgibt.
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Die
Schmierstoffzufuhr könnte
auch derart angeordnet sein, dass sie die Öltropfen 26 auf den Außenkonus 27,
die Außenverzahnung
des fünften Zahnrads 15 und
die Außenverzahnung
des sechsten Zahnrads 16 abgibt, wobei die Öltropfen 26 als Schmiermittelfilm
von den Außenverzahnungen
des fünften
und sechsten Zahnrads 15, 16 auf die Außenverzahnungen 33 des
ersten und zweiten Zahnrads 11, 12 übertragen
werden würden.
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Auf
jeden Fall gelangen die Öltropfen 26 direkt
oder indirekt in die Zahnlücken,
in welche die Radialöffnungen 30 der
Zahnräder 11, 12 eingebracht sind,
und bilden die Öltropfen 26 dort
einen Schmiermittelfilm. Die in diese Zahnlücken eingreifenden Zähne des
fünften
und sechsten Zahnrads 15, 16 quetschen während dieses
Zahneingriffs ein bestimmtes Verdrängungsvolumen besagten Schmiermittelfilms
durch die Radialöffnungen 30 in
das hohle Innere der Zahnräder 11, 12,
d. h. in die Kupplungsgehäuse 31,
hinein. Das erste und fünfte
Zahnrad 11, 15, welche beide außenverzahnt
sind, wirken dabei ähnlich
einer Zahnradpumpe zusammen. Das zweite und sechste Zahnrad 12, 16 sind
ebenfalls außenverzahnt
und bilden auch eine Art Zahnradpumpe zum Fördern des Schmieröls. Das
im Inneren der Kupplungsgehäuse 31 aus
den Radialöffnungen 30 wieder austretende
Schmieröl
gelangt auf kürzestem
Weg zwischen die Außen-
und Innenlamellen 23, 24 der Lamellenkupplungen 21, 22,
da die Radialöffnungen 30 direkt über den
Lamellenpaketen ausmünden.
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Da
die Außenverzahnung 33 des
ersten Zahnrads 11 trotz teilweiser Überdeckung mit dem Lamellenpaket
der ersten Lamellenkupplung 21 relativ zu diesem Lamellenpaket
axial etwas versetzt ist, ist eine Zusatzmaßnahme zur sicheren Schmiermittelversorgung
derjenigen Lamellen der ersten Lamellenkupplung 21 vorgesehen,
welche Lamellen innerhalb des Lamellenpakets etwas weiter von den
Radialöffnungen 30 entfernt
sind. Diese Lamellen sind den Axialöffnungen 29 zu gelegen
und werden durch letztere hindurch mit dem Schmiermittel versorgt,
das auf den Außenkonus 27 gelangt
ist. Infolge der Rotation des Außenkonus 27 und dessen
geometrischer Gestalt treibt der Außenkonus 27 fliehkraftbedingt das
auf dem Außenkonus 27 gelangende
Schmiermittel zur Ringnut 28 hin und in letztere hinein.
Das durch den Außenkonus 27,
der dabei eine Art Zentrifugalpumpe bildet, in die Ringnut 28 hineingeförderte und
sich dort ansammelnde Schmiermittel wird durch vom Außenkonus 27 nachströmendes Schmiermittel in
die Axialöffnungen 29 hinein „gepumpt" und tritt aus letzteren
im Inneren des Kupplungsgehäuses 31 wieder
heraus.
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Durch
die vorstehend beschriebenen technischen Maßnahmen wird eine Verschleißreduzierung der
Lamellenkupplungen 21, 22 erreicht und eine hohe
Standzeit dieser Kupplungen gewährleistet, wobei
eine drehzahl- und lastabhängige
Schmiermittelversorgung der in die äußeren Bauteile (Zahnräder 11, 12)
integrierten inneren Bauteile (Lamellenpakete der Lamellenkupplungen 21, 22)
auf einfache Weise realisiert ist.
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- 1
- Druckmaschine
- 2
- Druckformzylinder
- 3
- Feuchtwerk
- 4
- Feuchtauftragwalze
- 5
- Feuchtreibwalze
- 6
- Changierbewegung
- 7
- Mitnehmerrolle
- 8
- Antriebswelle
- 9
- Antriebswelle
- 10
- Doppelzahnrad
- 11
- erstes
Zahnrad
- 12
- zweites
Zahnrad
- 13
- drittes
Zahnrad
- 14
- viertes
Zahnrad
- 15
- fünftes Zahnrad
- 16
- sechstes
Zahnrad
- 17
- Zahnrad
- 18
- Rollenachse
- 19
- Antriebsmotor
- 20
- Steuerungseinrichtung
- 21
- erste
Lamellenkupplung
- 22
- zweite
Lamellenkupplung
- 23
- Innenlamelle
- 24
- Außenlamelle
- 25
- Schmierstoffzufuhr
- 26
- Öltropfen
- 27
- Außenkonus
- 28
- Ringnut
- 29
- Axialöffnung
- 30
- Radialöffnung
- 31
- Kupplungsgehäuse
- 32
- Planfläche
- 33
- Außenverzahnung
- 34
- Getriebe