DE102007061386B4

DE102007061386B4 - Rotationsdruckmaschine mit Leichtbauelementen

Info

Publication number: DE102007061386B4
Application number: DE102007061386.7A
Authority: DE
Inventors: Gunnar Held; Karlheinz Mohn; Thomas Walther
Original assignee: Manroland Sheetfed GmbH
Current assignee: Manroland Sheetfed GmbH
Priority date: 2007-12-19
Filing date: 2007-12-19
Publication date: 2021-07-08
Anticipated expiration: 2027-12-20
Also published as: WO2009077077A3; DE102007061386A1; WO2009077077A2

Abstract

Rotationsdruckmaschine mit beweglichen oder bewegten oder rotierenden Maschinenelementen, in Leichtbauweise, wobei an oder in Verbindung mit den Maschinenelementen wenigstens teilweise aktive Elemente, wie Piezofasern und / oder adaptronische Elemente vorgesehen sind und wobei diese Elemente zu definierten Zeitpunkten aktivierbar sind, gekennzeichnet dadurch, dassa) ein bewegliches oder linear bewegtes oder rotierendes Bauteil einer Rotationsdruckmaschine vorgesehen ist und dass dem Bauteil wenigstens ein Empfängermodul zum Empfang einer kontaktlos übertragenen Energie, sowie gegebenenfalls eine oder mehrere Schaltungen, und einen oder mehrere Energiespeicher zugeordnet sind, wobei der oder die Energiespeicher durch das Empfängermodul über einen gegenüber dem Abgabezeitraum der Energie längeren Zeitraum aufladbar sind,b) dass weiterhin wenigstens eine Sendeeinheit zur kontaktlosen Energieübertragung vorgesehen ist, die sich außerhalb des bewegten oder rotierenden Bauteiles in der Druckmaschine befindet,c) dass eine Triggerschaltung vorgesehen ist, mittels derer die kurzfristige Abgabe der Energie aus dem Energiespeicher an das oder die aktiven und / oder adaptronischen Elementen des Leichtbauelementes steuert,d) und dass gegebenenfalls ein oder mehrere Netzteile vorgesehen sind, die zwischen die einzelnen Elemente geschaltet sind, um eine gegebenenfalls notwendige Spannungsanpassung durchzuführen.

Description

Die Erfindung betrifft eine Rotationsdruckmaschine nach dem Oberbegriff von Anspruch 1.
DE 10 2006 036 025 A1 betrifft ein drehbewegliches Bauteil einer Bedruckstoff verarbeitenden Maschine mit einer Rotationsachse. An dem drehbeweglichen Bauteil ist zur Dämpfung von Rotationsschwingungen wenigstens eine aktive Schwingungsdämpfungseinheit befestigt.
WO 01/ 95 469 A1 betrifft ein Verfahren zur Speicherung der von einem Piezoelement gelieferten Energie mit einem Kondensator, dessen Enden mit den Elektroden des Piezoelements elektrisch verbunden sind, gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte: a) Erzeugung des Piezopulses und Aufladung einer Spule; b) nach vollständiger Aufladung der Spule Transformation des in der Spule gespeicherten Stroms in einem parallel zur Spule geschalteten Kondensator.
Des Weiteren betrifft WO 01/ 95 469 A1 eine Vorrichtung (Schaltung) zur Speicherung der von einen Piezoelement gelieferten Energien mit einem Kondensator, dessen Elektroden mit den Elektroden des Piezoelements elektrisch verbunden sind, wobei zwischen den Piezoelementen und dem Kondensator parallel eine Spule angeordnet ist, wobei zwischen der Spule und dem Kondensator in Reihe eine Diode vorgesehen ist, die derart geschaltet ist, dass der von dem Piezoelement erzeugte Impuls nicht den Kondensator erreicht.
DE 198 13 371 A1 betrifft ein kolbenstangenlosen Linearantrieb, mit einem einen Gehäuse-Innenraum begrenzenden Gehäuse, das einen in den Gehäuse-Innenraum mündenden Längsschlitz aufweist. Ein Antriebsteil ist mit einer Antriebspartie im Gehäuse-Innenraum längsbewegbar angeordnet und ragt mit einer Mitnehmerpartie durch den Längsschlitz hindurch nach außen. Der Längsschlitz ist mittels eines Dichtbandes verschlossen. Zur Bestimmung der Relativposition von Antriebsteil und Gehäuse dient eine Positionsbestimmungseinrichtung, die am Dichtband vorgesehene gehäuseseitige Erfassungsmittel, am Antriebsteil vorgesehene antriebsseitige Erfassungsmittel und eine den Erfassungsmitteln zugeordnete Auswerteeinheit aufweist.
Aus Druckmaschinen verschiedenster Bauart ist es bekannt, dass Teilprozesse durch Subaggregate innerhalb der Druckmaschine durchzuführen sind. So sind Bewegungen von Walzen auszuführen, die gewöhnlich mittels mechanischer Getriebeelemente erzeugt werden. Hierbei werden große Kräfte wirksam, die eine stabile und damit schwere Bauweise der Bauelemente bedingen. Dies ist der Grund für hohe Belastungen, Schwingungen und andere Störeinflüsse.
Weiterhin sind Bewegungen beim Transport von Bögen durch Bogen verarbeitende Maschinen erforderlich. Hier werden so genannte Greifer oder andere Bogen führende Elemente meist mittels Kurvensteuerungen bewegt. Auch sind eine hohe Komplexität, starke Beanspruchungen und Schwingungsneigung zu verzeichnen.
Aufgabe der Erfindung ist es daher die Leistungsfähigkeit von Druckmaschinen durch eine Leichtbauweise zu erhöhen und dabei die Bedien- und Steuerbarkeit gleichzeitig zu verbessern.
Die Lösung der Aufgabe gestaltet sich nach den Merkmalen des Anspruchs 1.
Hierbei sieht die Erfindung vor, dass auf Bauelementen der Druckmaschine aktive und/oder adaptronische Elemente angeordnet sind. In Verbindung mit Bewegungen der Bauteile kann Energie von einem Sendemodul zu einem Empfängermodul geschickt werden. Die Energie kann dann in Speicherelementen auf dem Bauteil gespeichert werden.
Die Ansteuerung der aktiven und/oder adaptronischen Elemente auf dem Bauteil kann mittels einer geeigneten Triggerschaltung erfolgen.
Vorteilhafte Ausführungsformen ergeben sich aus den Unteransprüchen. Geeignete Einsatzmöglichkeiten in Druckmaschinen sind in weiteren Unteransprüchen niedergelegt.
Im Folgenden wird die Erfindung an Hand geeigneter Ausführungsbeispiele näher erläutert.
In der Rotationsdruckmaschine sind bewegte oder rotierende Teile vorgesehen, die mit einer Empfangseinrichtung für energiereiche Strahlung und einen Energiespeicher aufweisen, wobei die kontaktlose, nicht galvanische Energieübertragung über einen längeren Zeitraum erfolgt und somit der Energiespeicher über einen längeren Zeitraum geladen wird, und zu einem definierten Zeitraum die Energie aus dem Energiespeicher in einem relativ kurzem Zeitraum zur Verfügung gestellt wird, um eine Aktion, zum Beispiel eine Versteifung eines Bauteils, das Piezofasern enthält, über das Anlegen einer Spannung an die Piezofasern zu erzielen.
Vorzugsweise erfolgt die kontaktlose Übertragung der Energie und gegebenenfalls weiterer Steuerdaten auf Hochfrequenz- (HF-) Basis mit kapazitiver oder induktiver Einkoppelung in die Empfangseinrichtung. Prinzipiell sind dabei beliebige Kombinationen der Einkoppelungsmechanismen möglich. Bei der induktiven Ein- und Auskoppelung werden die magnetischen Feldlinien abgegriffen, während bei der kapazitiven Ein- bzw. Auskoppelung die elektrischen Feldlinien des elektromagnetischen Feldes abgegriffen werden.
Die Übertragungsfrequenz kann dabei von einigen KHz bis in den Gigahertzbereich reichen, wobei das in das Bauteil integrierte Empfangsmodul (zum Beispiel eine Antenne) auf die Übertragungsfrequenz abgestimmt werden muss. Im Prinzip ist jede Mischform aus verschiedenen Frequenzen dabei denkbar.
In einer besonderen Ausführungsform werden gleichzeitig mit dem Energiesignal, zum Beispiel durch eine Modulation des Signals, Daten an das Bauteil übertragen. Die Daten können zum Beispiel ein Triggersignal für den Zeitpunkt der Versteifung des Bauteils sein. Jedes Bauteil kann dabei in einer speziellen Ausführungsform der Erfindung durch entsprechend abgestimmte Auswerteeinheiten für das Datensignal individuell angesprochen werden. Dies ist dann von Bedeutung, wenn gleichzeitig sich mehrere erfindungsgemäße Bauteile im Übertragungsbereich des Energieübertragungsmoduls befinden. Beispiele sind hiefür mehrere Farbauftragswalzen bei einer Offsetdruckmaschine oder mehrere umlaufenden Auslegergreifersysteme in einem Ausleger einer Offsetdruckmaschine.
Es besteht vielfach der Wunsch bewegliche oder bewegte Teile der Druckmaschine in einer Leichtbauweise zum Beispiel als Faserverbundmaterial auszuführen. Durch die Integration von aktiven Materialien, zum Beispiel Piezofasern, können diese Bauteile zu definierten Zeitpunkten durch Anlegen einer Spannung an die aktiven Materialien versteift werden, wobei eine Steifigkeit erzielt werden kann, die ein mehrfach die Steifigkeit des Ausgangsmaterials überschreiten kann. Eine interne Spannungsversorgung in dem beweglichen Teil ermöglicht auch auf einfache Weise die Integration adaptronischer Lösungen, zum Beispiel aktive Elemente zum Öffnen und / oder Schließen von Greifern. Die interne Strom- / Spannungsversorgung ermöglicht eine kleinteilige Bauweise ohne die aufwendige Anbindung einer externen Steuerung, wie zum Beispiel die Öffnung von Greifern durch eine Welle, die von einer außen liegenden Kurvenscheibe betätigt wird.
Als Energiespeicher, die kontaktlos aufgeladen werden, bieten wiederaufladbare Kondensatoren hoher Kapazität, die als Doppeltschichtkondensatoren (auch Superkondensatoren, Supercaps, Ultracaps etc. bezeichnet), besondere Vorteile. Sie können auch bei niedrigen Temperaturen vollständig aufgeladen werden, sind sehr stabil gegen Vibrationen und Stöße, wie sie in Druckmaschinen vorkommen und können mit einer einfachen Ladeelektronik versorgt werden. Sie sind im Gegensatz zu klassischen Kondensatoren elektrochemische Energiespeicher und speichern bei gleichen Volumen bedeutend mehr Energie als konventionelle Kondensatoren. Im Vergleich zu einer Batterie können sie diese auch sehr viel schneller abgeben.
Als Alternative zu den Doppeltschichtkondensatoren kommen auch Akkumulatoren in Betracht, wobei diese die Energie nicht so schlagartig zur Verfügung stellen können, wie die Doppeltschichtkondensatoren.
Die erfindungsgemäße gefundene Lösung besteht daher aus folgenden Elementen:

a.) mindestens eine Sendeeinheit zur kontaktlosen Energieübertragung, die sich außerhalb des bewegten Teiles in der Druckmaschine befindet
b.) ein bewegliches oder bewegtes oder rotierendes Bauteil einer Rotationsdruckmaschine, wobei dieses ein Empfängermodul, gegebenenfalls eine Schaltung, und ein Energiespeicher beinhaltet, wobei der Energiespeicher durch die Empfangseinheit über einen gegenüber dem Abgabezeitraum längeren Zeitraum aufgeladen wird,
c.) eine Triggerschaltung, die zur Steuerung einer kurzfristigen Abgabe der Energie aus dem Energiespeicher an das oder die aktiven Materialien des Leichtbauelementes dient,
d.) und gegebenenfalls ein oder mehrere Netzteile, die zwischen die einzelnen Elemente geschaltet sind, um eine gegebenenfalls notwendige Spannungsanpassung durchzuführen.

Die Triggerung durch die Triggerschaltung kann in festen periodischen Abständen, zeitgesteuert oder durch ein externes Triggersignal ausgelöst werden. In diesem Fall hat die Triggerschaltung nur das externe Signal zu dekodieren. In einer besonderen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lösung erfolgt die Übertragung des Triggersignals gleichzeitig mit der Energieübertragung, zum Beispiel durch eine Modulation des Signals. Dabei kann über eine Kodierung unterschiedliche Elemente angesprochen werden. So können zum Beispiel die Greifer einer Greiferleiste individuell angesprochen und getriggert werden, um zum Beispiel Bogenverspannungen durch eine gezielte Öffnung derselben zu vermeiden.
Die erfindungsgemäß gefundene Lösung ermöglicht eine deutlich kompaktere Bauweise von Maschinenelementen an Rotationsdruckmaschinen und führt gleichzeitig zu Qualitätsverbesserungen durch gezielte Steifigkeitssteuerung und die Ansteuerung integrativer adaptronischer Lösungen. Derartige integrativ gestaltete adaptronische Lösungen können Greifer an Zylindern oder an Auslegesystemen einer Bogendruckmaschine sein, die einzelnen, oder in Gruppen zusammengefasst, einen eigenen Antrieb aufweisen.

Claims

Rotationsdruckmaschine mit beweglichen oder bewegten oder rotierenden Maschinenelementen, in Leichtbauweise, wobei an oder in Verbindung mit den Maschinenelementen wenigstens teilweise aktive Elemente, wie Piezofasern und / oder adaptronische Elemente vorgesehen sind und wobei diese Elemente zu definierten Zeitpunkten aktivierbar sind, gekennzeichnet dadurch, dass a) ein bewegliches oder linear bewegtes oder rotierendes Bauteil einer Rotationsdruckmaschine vorgesehen ist und dass dem Bauteil wenigstens ein Empfängermodul zum Empfang einer kontaktlos übertragenen Energie, sowie gegebenenfalls eine oder mehrere Schaltungen, und einen oder mehrere Energiespeicher zugeordnet sind, wobei der oder die Energiespeicher durch das Empfängermodul über einen gegenüber dem Abgabezeitraum der Energie längeren Zeitraum aufladbar sind, b) dass weiterhin wenigstens eine Sendeeinheit zur kontaktlosen Energieübertragung vorgesehen ist, die sich außerhalb des bewegten oder rotierenden Bauteiles in der Druckmaschine befindet, c) dass eine Triggerschaltung vorgesehen ist, mittels derer die kurzfristige Abgabe der Energie aus dem Energiespeicher an das oder die aktiven und / oder adaptronischen Elementen des Leichtbauelementes steuert, d) und dass gegebenenfalls ein oder mehrere Netzteile vorgesehen sind, die zwischen die einzelnen Elemente geschaltet sind, um eine gegebenenfalls notwendige Spannungsanpassung durchzuführen.
Rotationsdruckmaschine nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, dass der / die Energiespeichern als ein oder mehrere Kondensatoren, als Doppeltschichtkondensatoren, und / oder Akkumulatoren ausgebildet sind.
Rotationsdruckmaschine nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, dass die Triggerschaltung dazu ausgebildet ist, dass die Energieabgabe an die aktiven und / oder adaptronischen Elemente periodisch und / oder zeitgesteuert erfolgt.
Rotationsdruckmaschine nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, dass die Triggerschaltung dazu ausgebildet ist, dass die Energieabgabe an die aktiven und / oder adaptronischen Elemente durch eine externes Triggersignal erfolgt, das von der Triggerschaltung ausgewertet wird.
Rotationsdruckmaschine nach Anspruch 4, gekennzeichnet dadurch, dass die Triggerung der Energieabgabe an die aktiven und / oder adaptronischen Elemente durch eine externes Triggersignal erfolgt, das gleichzeitig mit dem Energieübertragung, wie durch eine Modulation des Energiesignals, erfolgt und dieses von der Triggerschaltung ausgewertet wird.
Rotationsdruckmaschine nach Anspruch 1 und 4 oder 5, gekennzeichnet dadurch, dass bei mehrere bewegliche / bewegte Bauelemente der Druckmaschine und / oder mehrere adaptronische Elemente auf jeweils unterschiedlich kodierte Triggersignale reagieren, so dass jedes Element individuell oder im Rahmen einer Elementgruppen einzeln ansteuerbar und unabhängig von anderen Elementen gesteuert werden kann.
Rotationsdruckmaschine nach Anspruch 1, 2 und 3 bis 6, gekennzeichnet dadurch, dass das das bewegliche / bewegte Bauelement der Rotationsdruckmaschine einer oder mehreren Druckwalzen, bestehend aus Walzenkörpern, Walzenzapfen und Walzenlagern, ist bzw. sind.
Rotationsdruckmaschine nach Anspruch 1, 2 und 3 bis 6, gekennzeichnet dadurch, dass das das bewegliche / bewegte Bauelement der Rotationsdruckmaschine ein oder mehrere Farbheber, bestehend aus Walzenkörpern, Walzenzapfen, Walzenlagern und Walzenhebeln, ist bzw. sind.
Rotationsdruckmaschine nach Anspruch 1, 2 und 3 bis 6, gekennzeichnet dadurch, dass das das bewegliche / bewegte Bauelement der Rotationsdruckmaschine ein oder mehreren Zylindern (Druckformzylinder, gegebenenfalls Gummituchzylinder und Gegendruckzylinder) sind.
Rotationsdruckmaschine nach Anspruch 1, 2 und 3 bis 6, gekennzeichnet dadurch, dass das das bewegliche / bewegte Bauelement der Rotationsdruckmaschine Bestandteil des Anlegers einer Bogenrotationsdruckmaschine ist.
Rotationsdruckmaschine nach Anspruch 1, 2 und 3 bis 6, gekennzeichnet dadurch, dass das das bewegliche / bewegte Bauelement der Rotationsdruckmaschine ein Vorgreifer einer Bogenrotationsdruckmaschine ist.
Rotationsdruckmaschine nach Anspruch 1, 2 und 3 bis 6, gekennzeichnet dadurch, dass das das bewegliche / bewegte Bauelement der Rotationsdruckmaschine ein oder mehrere Auslegersysteme im Ausleger einer Bogenrotationsdruckmaschine ist bzw. sind.
Rotationsdruckmaschine nach Anspruch 1, 2 und 3 bis 6, gekennzeichnet dadurch, dass das das bewegliche / bewegte Bauelement der Rotationsdruckmaschine eine Druckformhülse bzw. Druckformsleeves ist bzw. sind.
Rotationsdruckmaschine nach Anspruch 1, 2 und 3 bis 6, gekennzeichnet dadurch, dass das der bewegliche / bewegte Bauelement der Rotationsdruckmaschine Bestandteil eines Falzwerkes einer Rollenrotationsdruckmaschine ist bzw. sind.
Rotationsdruckmaschine nach Anspruch 1, 2 und 3 bis 6, gekennzeichnet dadurch, dass das der bewegliche / bewegte Bauelement der Rotationsdruckmaschine Bestandteil einer Weiterverarbeitungseinrichtung einer Druckmaschine ist.
Rotationsdruckmaschine nach Anspruch 1 bis 15, gekennzeichnet dadurch, dass es sich bei der Rotationsdruckmaschine um eine Bogen- oder Rollenoffsetdruckmaschine handelt.
Rotationsdruckmaschine nach Anspruch 1 bis 15, gekennzeichnet dadurch, dass es sich bei der Rotationsdruckmaschine um eine Bogen- oder Rollenflexodruckmaschine bzw. Bogen- oder Rollenhochdruckmaschine handelt.
Rotationsdruckmaschine nach Anspruch 1 bis 15, gekennzeichnet dadurch, dass es sich bei der Rotationsdruckmaschine um eine Bogen- oder Rollentiefdruckmaschine handelt.
Rotationsdruckmaschine nach Anspruch 1 bis 15, gekennzeichnet dadurch, dass es sich bei der Rotationsdruckmaschine um eine Rollensiebdruckmaschine handelt.
Rotationsdruckmaschine nach Anspruch 1 bis 15, gekennzeichnet dadurch, dass es sich bei der Rotationsdruckmaschine um eine Kombinationsdruckmaschine handelt, die mindestens zwei Druckverfahren aus der Gruppe Flexodruck, Tiefdruck, Siebdruck und Offsetdruck aufweist,
Rotationsdruckmaschine nach Anspruch 1 bis 20, gekennzeichnet dadurch, dass die aktiven und/oder adaptronischen Elementen als Greifer ausgebildet sind, die einzelnen oder in Gruppen zusammengefasst durch einen eigenen Antrieb geöffnet und / oder geschlossen werden können.