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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Antreiben einer
Walze einer Druckmaschine, wobei ein Hauptmotor zum über
ein erstes Zahnrad und einen ersten Freilauf erfolgenden Antreiben
der Walze und ein Hilfsmotor zum über ein zweites Zahnrad
und einen zweiten Freilauf erfolgten Antreiben der Walze angeordnet
sind, nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Bogenoffsetdruckmaschinen
umfassen häufig ein oder mehrere Lackierwerke, die jeweils
mindestens eine Lackierwerkswalze aufweisen. Es gibt verschiedene
Gründe, z. B. eine planmäßige Druckbetriebsunterbrechung
oder eine eingetretene Notfallsituation, aus denen der Bediener,
z. B. per Knopfdruck, einen Maschinenstopp auslöst. Nach
der Auslösung eines solchen Maschinenstops sollen die Zylinder
und Walzen der Druckmaschine möglichst schnell zum Stillstand
gelangen. Die sogenannte Herunter- oder Nachlaufphase, d. h., die
ab dem Auslösen des Maschinenstopps bis zum völligen
Stillstand der Walze oder des Zylinders verstreichende Zeitspanne,
sollte möglichst kurz sein. Aufgrund des Trägheitsmoments
der Walze oder des Zylinders ist die Minimierung der Nachlaufphase
problematisch. Insbesondere das Nachlaufen der besagten Lackierwerkswalze,
also deren nach Auslösen des Maschinenstopps erfolgendes
antriebsloses Nachlaufen, das sogenannte „Austrudeln",
ist als Problem erkannt worden.
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Zur
Lösung dieses Problems ist in der
DE 102004022250 A1 eine
der eingangs genannten Gattung entsprechenden Vorrichtung vorgeschlagen worden.
Bei dieser Vorrichtung des nächstliegenden Standes der
Technik steht die Lackierwerkswalze über einen ersten Freilauf
mit einem dem Hauptmotor der Druckmaschine zugeordneten Räderzug
in Wirkverbindung und ist die Lackierwerkswalze bei Stillstand der
Druckmaschine und bei einem ohne Lackieren erfolgenden Druckbetrieb
durch einen Hilfsmotor antreibbar. Parallel zu dem ersten Freilauf
ist eine schaltbare Kupplung angeordnet, die derart gesteuert ist,
dass sie bei Stillstand der Druckmaschine und bei eingeschaltetem
Hilfsmotor geöffnet ist und dass die Kupplung in eine den
ersten Freilauf überbrückende Schließstellung
geschaltet wird, wenn die Drehzahl der Lackierwerkswalze in Folge
eines vom Hauptmotor bewirkten Antreibens der Druckmaschine die
Antriebsdrehzahl des Hilfsmotors überschreitet. Der Hilfsmotor
steht über einen zweiten Freilauf mit der Lackierwerkswalze
in Wirkverbindung. Hierbei fungiert also der Hauptmotor als elektromotorische
Bremse zum während des dem Maschinenstoppsignal folgenden
Nachlaufens der Lackierwerkswalze erfolgenden Abbremsen der Lackierwerkswalze.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine weitere der eingangs
genannten Gattung entsprechende Vorrichtung zu schaffen.
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Diese
Aufgabe wird durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs
1 gelöst. Die erfindungsgemäße Vorrichtung
zum Antreiben einer Walze einer Druckmaschine, wobei ein Hauptmotor zum über
ein erstes Zahnrad und einen ersten Freilauf erfolgenden Antreiben
der Walze und ein Hilfsmotor zum über ein zweites Zahnrad
und einen zweiten Freilauf erfolgendes Antreiben der Walze angeordnet
sind, ist dadurch gekennzeichnet, dass eine von dem Hauptmotor verschiedene
Bremse zum während des einen Maschinenstoppsignal folgenden Nachlaufens
der Walze erfolgenden Abbremsen der Walze angeordnet ist.
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Ein
Vorteil der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist
in deren großer Funktionssicherheit zu sehen. Durch die
vom Hauptmotor verschiedene Bremse kann die Zeit des Nachlaufens
der Walze bis zu deren Stillstand erheblich verkürzt werden.
Ein anderer Vorteil ist in den konstruktiven Gegebenheiten zu sehen,
aufgrund welcher die erfindungsgemäße Vorrichtung
besonders kostengünstig realisierbar ist.
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Gemäß einer
Weiterbildung der Erfindung kann die vom Hauptantrieb verschiedene
Bremse eine elektromagnetische Bremse sein, z. B. eine Wirbelstrombremse.
Hierbei kann die vom Hauptmotor verschiedene Bremse eine auch vom
Hilfsmotor verschiedene Bremse sein. Die vom Hauptmotor verschiedene
Bremse kann auch eine Strömungsbremse bzw. hydrodynamische
Bremse sein.
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In
den Unteransprüchen sind weitere Weiterbildungen genannt,
die nachfolgend kurz erläutert werden.
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Bei
einer Weiterbildung ist die Bremse eine mechanische Bremse. Bei
einer solchen mechanischen Bremse wird die Bremswirkung durch die
zwischen zwei Bremselementen der Bremse wirksame Festkörperreibung
bewirkt. Hierbei kann die Bremse beispielsweise eine Backenbremse
oder eine Scheibenbremse sein. Vorzugsweise ist die mechanische Bremse
eine Bandbremse. Die Ausbildung als Bandbremse ist hinsichtlich
deren sogenannter Nasslauffähigkeit vorteilhaft. Die Bandbremse
kann in unmittelbarer Nähe von mit Öl geschmierten
Getriebeelementen, z. B. Zahnrädern, angeordnet werden,
ohne dass die Gefahr besteht, dass von den Getriebeelementen auf
die Bandbremse spritzendes oder tropfendes Öl die Funktionssicherheit
der Bandbremse herabsetzt. Eine aufwendige Kapselung der Bandbremse
zum Schutz gegen das Öl ist nicht erforderliche. Die Bandbremse
kann also auf der sogenannten Antriebsseite der Druckmaschine angeordnet
werden, auf welcher Antriebsseite sich auch besagtes erstes Zahnrad
und besagtes zweites Zahnrad befinden.
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Bei
einer weiteren Weiterbildung sind auf ein und derselben Welle der
erste Freilauf, der zweite Freilauf und ein Reibkörper
der Bremse angeordnet. Beispielsweise kann es sich bei dem Reibkörper
im Falle der zuvor erwähnten Bandbremse um eine vom Bremsband
der Bandbremse teilweise umschlungene und beim Bremsen mit dem Bremsband
in Reibkontakt stehende Bremsscheibe oder Bremstrommel handeln.
Die Anordnung der beiden Freilaufkupplungen und des Reibkörpers
auf der gemeinsamen Welle ist hinsichtlich einer kompakten Bauweise
der Vorrichtung sehr vorteilhaft. Bei dieser Weiterbildung kann
das erste Zahnrad über den ersten Freilauf auf der Welle
gelagert sein und kann das zweite Zahnrad über den zweiten
Freilauf auf Welle gelagert sein. Hierbei sind die beiden Zahnräder,
die beiden Freiläufe (Freilaufkupplungen) und der Reibkörper
miteinander koaxial angeordnet.
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Bei
einer weiteren Weiterbildung ist die Bremse eine elektromotorische
Bremse. Hierbei kann die elektromotorische Bremse durch den Hilfsmotor
gebildet sein, wobei dieser im Generatorbetrieb betrieben ist. Durch
die multifunktionale Verwendung des Hilfsmotors kann auf eine vom
Hilfsmotor verschiedene Bremse verzichtet werden.
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Bei
einer weiteren Weiterbildung sind auf ein und derselben Welle der
erste Freilauf, der zweite Freilauf und eine Schaltkupplung zum
Koppeln des zweiten Zahnrads mit der Welle angeordnet. Diese Weiterbildung
ist besonders im Zusammenhang mit der zuvor bereits erläuterten
Ausbildung der Bremse als durch den Hilfsmotor gebildete elektromotorische Bremse
vorteilhaft, wobei die Schaltkupplung zum während des Generatorbetriebes
des Hilfsmotors erfolgenden Koppeln des zweiten Zahnrads mit der Welle
angeordnet ist. Auch bei dieser Weiterbildung kann das erste Zahnrad über
den ersten Freilauf auf der Welle gelagert sein und kann das zweite
Zahnrad über den zweiten Freilauf auf der Welle gelagert
sein.
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Bei
einer weiteren Weiterbildung ist die Walze eine Lackierwerkswalze
und/oder eine Rasterwalze. Im Fall der Ausbildung der Walze als
die Lackierwerkswalze kann letzterer eine Tauchwalze, eine Dosierwalze,
eine Auftragwalze oder eine Rasterwalze sein.
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Zur
Erfindung gehört auch eine Druckmaschine, die mit der erfindungsgemäß ausgebildeten oder
einer der Weiterbildungen entsprechend ausgebildeten Vorrichtung
zum Antreiben der Walze ausgestattet ist.
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Weitere
konstruktiv und funktionell vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung
ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen
und der dazugehörigen Zeichnung.
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In
dieser zeigt:
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1 und 2 ein
erstes Ausführungsbeispiel, bei dem die Bremse als eine
Bandbremse ausgebildet ist, und
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3 und 4 ein
zweites Ausführungsbeispiel, bei dem der Hilfsmotor als
die Bremse fungiert.
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In
den 1 bis 4 sind einander entsprechende
Bauteile und Elemente mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet.
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In
den 1 und 3 ist ausschnittsweise jeweils
eine Druckmaschine 1 dargestellt. Die Druckmaschine 1 ist
eine in Reihenbauweise ausgebildete Bogendruckmaschine für
den Offsetdruck und umfasst ein Lackierwerk 2 zum Lackieren
der in den Offsetdruckwerken bedruckten Druckbogen. Das Lackierwerk 2 umfasst
einen Gegendruckzylinder und einen damit kooperierenden Lackierzylinder,
die zeichnerisch nicht dargestellt sind. Außerdem umfasst
das Lackierwerk 2 eine Walze 3, welche eine Rasterwalze
ist. Die Walze 3 ist in zeichnerisch nicht näher
dargestellten Schnellwechsel-Walzenschlössern gelagert,
welche dem Bediener einen raschen Walzenwechsel ermöglichen.
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Beim
Einsetzen der Walze 3 in die Druckmaschine 1 wird
eine Ausgleichskupplung 4 geschlossen, welche die Walze 3 mit
einer Welle 5 verbindet. Die das Drehmoment von der Welle 5 auf
die Walze 3 übertragende Ausgleichskupplung 4 ist
als Klauenkupplung ausgebildet und umfasst eine Kupplungshälfte
am Achsenende der Walze 3 und eine Kupplungshälfte
am Ende der Welle 5. Die Welle 5 in drehbar im
Maschinengestell der Druckmaschine 1 gelagert.
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Über
einen ersten Freilauf 6 ist ein erstes Zahnrad 8 auf
der Welle 5 gelagert. Über einen zweiten Freilauf 7 ist
ein zweites Zahnrad 9 auf der Welle 5 gelagert.
Die beiden Freiläufe (Freilaufkupplungen) 6, 7 bewirken
beim in eine erste Drehrichtung erfolgenden Drehen der Zahnräder 8, 9 eine Übertragung des
Drehmoments von dem jeweiligen Zahnrad 8, 9 auf
die Welle 5 und beim Drehen der Zahnräder 8, 9 in
eine zweite Drehrichtung keine Übertragung des Drehmoments
vom jeweiligen Zahnrad 8, 9 auf die Welle 5.
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Das
erste Zahnrad 8 kämmt mit einem dritten Zahnrad 10,
welches mit einem vierten Zahnrad 11 kämmt, das
durch einen Hauptmotor 13 der Druckmaschine 1 rotativ
angetrieben wird. Der Hauptmotor 13 treibt die Offsetdruckwerke
der Druckmaschine 1 und den Gegendruckzylinder des Lackierwerks 2 rotativ
an. Das zweite Zahnrad 9 kämmt mit einem fünften
Zahnrad 12, welches durch einen Hilfsmotor 14 rotativ
angetrieben ist. Die Motore 13, 14 sind Elektromotore.
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Bei
dem in den 1 und 2 dargestellten
ersten Ausfürungsbeispiel ist zwischen dem ersten Freilauf 6 und
der Ausgleichskupplung 4 als Bremse zum Bremsen der Walze 3 eine
Bandbremse 15 angeordnet. Der erste Freilauf 6 und
das durch den Hauptmotor 13 über den Zahnräderzug
angetriebene erste Zahnrad 8 sind zwischen der Bandbremse 15 und
dem zweiten Freilauf 7 angeordnet.
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2 zeigt,
dass die Bandbremse 15 einen Reibkörper 16 in
Form einer Bremstrommel aufweist. Der Reibkörper 16 ist
drehfest mit der Welle 5 verbunden und wird von einem Bremsband 17 umschlungen.
Durch Schwenken eines Hebels 18 um ein Gelenk wird das
Bremsband 17 beim Bremsen fest gegen den Außenumfang
des Reibkörpers 16 gespannt. Der Hebel 18 ist
mit einem Hebelende in besagtem Gelenk gelagert und mit seinem anderen Hebelende
an der Kolbenstange eines pneumatischen Arbeitszylinders 19 angelenkt.
Ein Bandende des Bremsbandes 17 ist zwischen den beiden
Hebelenden des Hebels 18 an letzterem befestigt und das
andere Bandende ist an dem Gelenk, um welches der Hebel 18 schwenkbar
ist, befestigt. Auf der Kolbenstange sitzt eine auf Druck beanspruchbare, schraubenförmige
Feder 20, welche mit ihrem einen Ende auf der Kolbenstange
abgestützt ist und mit ihrem anderen Ende auf einem Zylindergehäuse
des Arbeitszylinders 19 abgestützt ist. Die Feder 20 ist demgemäß bestrebt,
die Kolbenstange auszufahren und dabei den Hebel 18 bezüglich 2 im
Uhrzeigersinn zu schwenken und somit das Bremsband 17 gegen
den Reibkörper 16 zu ziehen. Durch eine Beaufschlagung
des Arbeitszylinders 19 mit Druckluft lässt sich
die Kolbenstange gegen die Wirkung der Feder 20 einfahren,
um die Bandbremse 15 zu lösen.
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Einen
Sensor 24, der berührungslos den zwischen diesen
Sensor 24 und dem Hebel 18 vorhandenen Abstand
misst, dient zum Messen des Verschleißes des Bremsbelages
des Bremsbandes 17. Je größer der Verschleiß ist,
desto näher am Sensor 24 befindet sich der Hebel 18 bei
angezogener Bandbremse 15. Der Sensor 24 löst
beim Erreichen einer bestimmten Verschleißgrenze ein Signal
aus, durch welches dem Bediener angezeigt wird, dass eine Erneuerung
des Bremsbelages erforderlich ist. Bei einer Havarie, z. B. einem Bruch
des Reibkörpers 16 gelangt der Hebel 18 in
Anlage am Sensor 24 oder an ein den Sensor 24 tragendes
Bauteil, wobei besagter Abstand im Wesentlichen null ist. Dadurch
erkennt der Sensor 24 die Havarie und setzt infolgedessen automatisch
die Druckmaschine 1 still.
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Die
Bandbremse 15 ist aufgrund ihrer Schmalheit für
eine Anordnung am angegebenen Einbauort besonders geeignet. Durch
die Ausbildung der mechanischen Bremse als die Bandbremse 15 ist es
möglich, die Bremse neben den Zahnrädern 9 bis 12 auf
der sogenannten Antriebsseite der Druckmaschine 1 anzuordnen.
Wenn der Bediener, z. B. am Steuerpult der Druckmaschine 1 per
Knopfdruck, ein Maschinenstoppsignal auslöst, wird der
Hauptmotor angehalten. Infolge des Maschinenstoppsignals wird außerdem
durch die elektronische Steuerungseinrichtung der Druckmaschine 1 der
Arbeitszylinder 19 angesteuert, so dass dessen Druckluftbeaufschlagung
aufgehoben wird. Dadurch wird die Feder 20 entlastet, welche
infolgedessen über den Hebel 18 das Bremsband 17 stärker
gegen den Reibkörper 16 presst. Durch dieses Anziehen
der Bandbremse 15 wird die Drehzahl der Walze 3 sehr
schnell bis zu deren Stillstand verringert.
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Die
erwähnte elektronische Steuerungseinrichtung kann derart
beschaffen und z. B. programmiert sein, dass die Bandbremse 15 in
Abhängigkeit von einem oder mehreren Steuerungsparametern – z.
B. der Drehzahl, dem Zustand von Schutzeinrichtungen und/oder dem
Betriebszustand der Druckmaschine 1 – für
eine begrenzte Zeit aktiviert wird. Nach Ablauf dieser Zeit wird
durch die elektronische Steuerungseinrichtung der Stellantrieb wieder
aktiviert, d. h. der Arbeitszylinder 19 mit Druckluft beaufschlagt, so
dass die Bandbremse 15 wieder gelöst wird. Daraufhin
aktiviert die elektronische Steuerungseinrichtung den Hilfsmotor 14,
so dass dieser bei stillstehendem Hauptmotor 13 während
der Druckbetriebsunterbrechung die Walze 3 mit vergleichsweise
geringer und demzufolge kein Verletzungsrisiko in sich bergender
Drehzahl rotiert. Hierbei klemmt oder greift der zweite Freilauf 7 und
läuft der erste Freilauf 6 frei bzw. leer. Es
versteht sich von selbst dass im Druckbetrieb bei stillstehendem
Hilfsmotor 14 der erste Freilauf 6 klemmt bzw.
greift und der zweite Freilauf 7 frei läuft, d.
h., ohne Übertragung des Drehmoments von der Welle 5 auf
das zweite Zahnrad 9 läuft.
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Bei
dem in den 3 und 4 gezeigten zweiten
Ausführungsbeispiel ist zwischen dem ersten Zahnrad 8 und
dem zweiten Zahnrad 9 eine Schaltkupplung 21 auf
der Welle 5 angeordnet. Wenn die durch die elektronische
Steuerungseinrichtung schaltbare Schaltkupplung 21 in einem
ersten Schaltzustand geschlossen ist, wird durch die Schaltkupplung 21 der
zweite Freilauf 7 überbrückt, so dass
ein Drehmoment von der Welle 5 über die Schaltkupplung 21 auf
das zweite Zahnrad 9 und somit auf den Hilfsmotor 14 übertragbar
ist. Dieses Drehmoment ist nicht von der Welle 5 auf den
Hilfsmotor 14 übertragbar, wenn sich die Schaltkupplung 21 in
einem zweiten Schaltzustand befindet, bei welchem die Schaltkupplung 21 geöffnet
ist.
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Die
Verbindung des fünften Zahnrades 12 mit dem Hilfsmotor 14 ist
in 3 in vereinfachter Form dargestellt und in 4 im
Detail dargestellt. Der Hilfsmotor 14 ist über
ein Zwischengetriebe 22, welches das sogenannte Haltemoment
des Hilfsmotors 14 vergrößert, mit dem
fünften Zahnrad 12 verbunden. Das in 4 nur
schematisch angedeutete Zwischengetriebe 22 arbeitet leichtgängig
bei der Übertragung eines Drehmoments vom Hilfsmotor 14 auf
das fünfte Zahnrad 12 und somit auf das zweite Zahnrad 9 und
arbeitet schwergängig bei der Übertragung eines
Drehmoments vom zweiten Zahnrad 9 und somit vom fünften
Zahnrad 12 auf den Hilfsmotor 14.
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Im
Druckbetrieb steht der Hilfsmotor 14 still und treibt der
Hauptmotor 13 über den ersten Freilauf 6 die
Walze 3 rotativ an. Die Schaltkupplung 21 ist
im Druckbetrieb geöffnet, so dass der zweite Freilauf 7 frei
läuft und über die Schaltkupplung 21 kein
Drehmoment von der Welle 5 auf das zweite Zahnrad 9 übertragen
wird. Infolge des Auslösens des Maschinenstoppsignals wird
der Hauptmotor 13 stillgesetzt und die Schaltkupplung 21 geschlossen.
Infolgedessen wird die Rotationsenergie der nach dem Maschinenstoppsignal
nachlaufenden Walze 3 über die geschlossene Schaltkupplung 21 auf
den Hilfsmotor 14 übertragen, welcher hierbei
durch die Walze 3 angetrieben wird, so dass der Hilfsmotor 14 im
Generatorbetrieb läuft und als Bremse die Rotationsenergie
der Walze 3 aufbraucht, so dass letztere dadurch schnell zum
Stillstand gebracht wird. Nachdem die Walze 3 zum Stillstand
gekommen ist, wird durch die elektronische Steuerungseinrichtung
die Schaltkupplung 21 geöffnet und der Hilfsmotor 14 aktiviert,
so dass letzterer während der Druckunterbrechung über
den zweiten Freilauf 7 die Walze 3 rotativ antreibt.
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Bei
beiden in den 1 bis 4 gezeigten Ausführungsbeispielen
ist das rotative Antreiben der Walze 3 während
der Druckbetriebsunterbrechung erforderlich, um ein Eintrocknen
des Lackes auf der Walze 3 zu verhindern.
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- 1
- Druckmaschine
- 2
- Lackierwerk
- 3
- Walze
- 4
- Ausgleichskupplung
- 5
- Welle
- 6
- erster
Freilauf
- 7
- zweiter
Freilauf
- 8
- erstes
Zahnrad
- 9
- zweites
Zahnrad
- 10
- drittes
Zahnrad
- 11
- viertes
Zahnrad
- 12
- fünftes
Zahnrad
- 13
- Hauptmotor
- 14
- Hilfsmotor
- 15
- Bandbremse
- 16
- Reibkörper
- 17
- Bremsband
- 18
- Hebel
- 19
- Arbeitszylinder
- 20
- Feder
- 21
- Schaltkupplung
- 22
- Zwischengetriebe
- 23
-
- 24
- Sensor
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - DE 102004022250
A1 [0003]
- - DE 19951157 A1 [0004]
- - DE 102004052112 A1 [0004]