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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Übertragung von
elektrischer Energie oder/und elektrischen Signalen sowie zur Übertragung
von pneumatischer Energie auf ein drehbewegliches Bauteil einer
Bedruckstoffe verarbeitenden Maschine.
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Bei
derzeit gebräuchlichen Bogenoffsetdruckmaschinen werden
die Greifer auf den Transportzylindern, welche während
des Bogentransports durch die Druckwerke der Druckmaschine die Bogen greifen, üblicherweise über
mechanische Getriebe betätigt. Solche mechanischen Getriebe
sind inflexibel und lassen daher keine unabhängige und
gezielte Ansteuerung auf den Transportzylindern zu. Eine Möglichkeit,
unabhängig ansteuerbare Komponenten auf Zylindern in Bogendruckmaschinen
zu verwirklichen, liegt darin, elektrische Antriebsmotoren auf den Zylindern
zu installieren und diese zur Betätigung von Greifern oder
anderen beweglichen Bauteilen auf den Zylindern zu nutzen. Dazu
muss die Übertragung elektrischer Energie und entsprechender
Steuersignale für die Elektromotoren auf die Druckzylinder
und Transportzylinder bewerkstelligt werden. Eine derartige Lösung
ist aus der Patentschrift
EP
0 530 612 B1 bekannt. Hier werden über elektrische
Aktuatoren Spannschienen auf dem Plattenzylinder betätigt. Dazu
ist wenigstens eine Spannschiene auf dem Plattenzylinder vorgesehen,
welche mittels eines Elektromotors betätigt ist und außerdem über
einen Positionsrückmelder für Passerkorrekturen
verfügt. Der elektrische Antriebsmotor ist fernverstellbar
ausgeführt und wird über einen kontaktlosen Übertrager mit
elektrischer Energie und Stellbefehlen von außerhalb des
Plattenzylinders versorgt. Über diesen elektrischen Übertrager
können außerdem die Daten des Positionsmelders
vom Plattenzylinder an eine außerhalb des Plattenzylinders
befindliche Steuereinheit übertragen werden. Als Übertrager
wird in der
EP 0 530
612 B1 ein zweiteiliger Transformator vorgeschlagen, welcher
mittels eines als induktiver Übertrager ausgeführten
Elements sowohl elektrische Energie als auch Daten übertragen
kann. Zur Betätigung der Stellmotoren für die
Spannschienen auf dem Plattenzylinder weist dieser außerdem
eine Leistungselektronik auf. Über die Verstellung der Spannschiene
mittels der Elektromotoren können so Passerkorrekturen
im Druckbild ausgeführt werden.
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Aus
der Offenlegung
WO
2005/108079 A1 ist außerdem die Möglichkeit
bekannt, auf den Plattenzylinder einer Druckmaschine Druckluft zu übertragen.
Dazu ist ein Drehübertrager vorgesehen, über den
Luft von außerhalb des Plattenzylinders in das Innere des
Plattenzylinders geführt werden kann. Mit dieser Druckluft
kann z. B. eine Plattenklemmeinrichtung auf dem Plattenzylinder
betätigt werden.
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Die
elektrischen Antriebsmotoren und pneumatischen Verstellaggregate
auf den Zylindern haben jeweils ihre bevorzugten Anwendungsgebiete. Es
ist daher kaum möglich, mit einer Bauart von Aktuatoren
alle Verstelleinheiten auf einem Plattenzylinder optimal zu betätigen.
Es ist daher sinnvoll, für unterschiedliche Verstellvorgänge
auf dem Plattenzylinder unterschiedliche Aktuatoren zu verwenden.
Die genannten Lösungen weisen jeweils den Nachteil auf,
dass entweder nur pneumatische Energie auf den Plattenzylinder übertragen
wird oder nur elektrische Energie.
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Es
ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Energieübertragung
auf drehbewegliche Bauteile in Druckmaschinen zu ermöglichen,
welche die Verwendung sowohl von pneumatischen Antrieben als auch
von elektrischen Antrieben auf einem drehbeweglichen Bauteil ermöglicht.
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Erfindungsgemäß wird
die Aufgabe durch Patentanspruch 1 gelöst. Vorteilhafte
Ausgestaltungen der Erfindung sind den Unteransprüchen
und den Zeichnungen zu entnehmen. Die Vorrichtung eignet sich insbesondere
zur Übertragung von elektrischer Energie oder elektrischen
Signalen sowie zur Übertragung von pneumatischer Energie
auf Zylinder in Offsetbogenrotationsdruckmaschinen. Bei diesen Zylindern
kann es sich insbesondere um Plattenzylinder, Gummituchzylinder,
Gegendruckzylinder und Transportzylinder handeln. Erfindungsgemäß ist
dabei vorgesehen, dass die Übertragung der elektrischen
Energie und/oder der elektrischen Signale und pneumatischen Energie über
dieselbe Stirnseite des drehbeweglichen Bauteils erfolgt. Diese
Anordnung hat den großen Vorteil, dass sowohl elektrische
Energie und elektrische Signale als auch Druckluft auf ein und derselben
Seite eines Zylinders zugeführt werden, wodurch eine Konzentration
der Antriebsbauteile auf der Antriebsseite möglich ist,
so dass die Bedienerseite der Druckmaschine weiterhin frei zugänglich
bleibt. Bei einer Übertragung der elektrischen Energie
und elektrischen Signale auf der einen Stirnseite des Zylinders
und der Übertragung der Druckluft auf der entgegengesetzten
Stirnseite des Zylinders waren dagegen beide Seiten belegt, so dass
auch die Bedienerseite nicht mehr so einfach zugänglich
wäre. Desweiteren würde diese Bauart eine Vergrößerung
der Breite der Druckmaschine zur Folge habe, was einen höheren
Platzbedarf nach sich ziehen würde. Durch die Realisierung
der Übertragung elektrischer Energie und elektrischer Signale sowie
pneumatischer Energie über eine gemeinsame Stirnseite eines
Zylinders in der Druckmaschine kann jedoch eine kompakte Bauweise
erreicht werden.
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In
einer ersten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Übertragung
der elektrischen Energie und/oder elektrischen Signale im Bereich
der Drehachse des drehbeweglichen Bauteils erfolgt. Entsprechend
ist weiterhin vorgesehen, dass zur Übertragung der pneumatischen
Energie wenigstens ein Kanal außerhalb der Mitte der Drehachse des
drehbeweglichen Bauteils vorgesehen ist. Durch die Anordnung des
elektrischen Übertragers auf der Drehachse kann dieser
in der bekannten Bauart eines induktiven Übertragers oder
eines Drehtransformators ausgeführt werden, so dass auch
bei rotierendem Bauteil eine permanente elektrische Übertragung
möglich ist. Die pneumatische Energie wird dagegen bevorzugt
für Verstellvorgänge auf dem Zylinder im Stillstand
genutzt. Dazu zählt z. B. die Betätigung der Klemmleiste
für die Druckplatte auf dem Plattenzylinder, welche üblicherweise
bei stehendem Zylinder erfolgt. Daher kann der Kanal zur Übertragung
der Druckluft auf den Plattenzylinder in diesem Fall problemlos
außerhalb der Drehachse und damit außerhalb des
elektrischen Übertragers angeordnet werden, da die Druckluft
nicht bei rotierendem Zylinder übertragen werden muss.
Die Druckluft wird vorzugsweise nur dann übertragen, wenn
der Zylinder steht. Da der Druckluftübertrager rotationssymmetrisch
aufgebaut ist, ist zwar auch eine Übertragung bei sich
drehendem Zylinder möglich, allerdings wird dann die Dichtung
sehr belastet und verschleißt schnell.
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Es
ist weiterhin vorgesehen, dass zur Abdichtung bei der Übertragung
von pneumatischer Energie auf das drehbewegliche Bauteil ein beweglicher Kolben
vorgesehen ist. Ein solcher Kolben ermöglicht eine stabile
Abdichtung, wenn Druckluft übertragen werden soll und ist
rotationssymmetrisch ausgeführt. Desweiteren können
mit einem solchen Kolben auch mehre Druckluftkanäle zugleich
abgedichtet werden, so dass mehrere Durckluftaktuatoren auf einem
Zylinder parallel angesteuert werden können. Der bewegliche
Kolben wird dabei bei stehendem Zylinder ebenfalls über
Druckluft gegen eine stirnseitige Dichtung gepresst. Diese Druckluft
zur Ansteuerung des Kolbens wird im Gegensatz zu der über
den Druckluftübertrager transportierten Arbeitsluft Steuerluft
genannt. Durch die Beaufschlagung des beweglichen Kolbens mit Steuerluft
kann so eine stirnseitige Abdichtung erreicht werden, und die Arbeitsluft
kann durch die ein oder mehreren Kanäle auf das drehbewegliche
Bauteil strömen. Zur Abdichtung der Steuerluft im Drehübertrager
sind zwei Dichtringe vorgesehen. Um den Kolben bei Abschaltung der Steuerluftzufuhr
in die Ausgangsposition zurückzubewegen, sind außerdem
eine oder mehrere Rückholfedern vorgesehen, welche den
Kolben bei Abschaltung der Steuerluft in die Ausgangsposition zurückdrücken.
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Vorteilhafter
Weise ist außerdem vorgesehen, dass zur Dämpfung
der Rückführbewegung des Kolben ein O-Ring vorhanden
ist. Durch diesen eingelegten O-Ring werden Erschütterungen
des zurückfahrenden Kolbens gedampft. Der Kolben selbst kann
ringförmig oder topfförmig ausgebildet sein. Die ringförmige
Ausbildung des Kolbens hat den Vorteil, dass der Kolben eine reduzierte
Baulänge aufweist und so ein kompakterer Aufbau möglich
ist. Dies wird allerdings mit höheren Verpresskräften
auf die stirnseitige Dichtung erkauft, welche für eine
zuverlässige Übertragung der Arbeitsluft auf das
drehbewegliche Bauteil nötig ist. Der topfförmige
Kolben erlaubt einen geringeren Radius der Dichtung als der ringförmige Kolben,
da er an seiner Stirnseite bis auf die Öffnung für
die Achse verschlossen ist. Daher sind hier die auf die Dichtung
wirkenden Verpresskräfte geringer.
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In
einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass
das drehbewegliche Bauteil ein Gummituchzylinder oder Plattenzylinder
einer Offsetbogendruckmaschine ist und einen Antrieb zur Seitenregisterverstellung
aufweist. In diesem Fall kann der gesamte Zylinder samt elektrischem
und pneumatischem Drehübertrager mittels eines Seitenregisterantriebs
in Axialrichtung verstellt werden. Dazu ist der Zylinder auf der Übertragerseite
mit einer Antriebsspindel verbunden, welche den Zylinder in axiale
Richtung verschiebt. Über diesen Seitenregisterantrieb
ist damit eine Verstellung des Seitenregisters in der Druckmaschine
im Druckwerk möglich.
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Die
vorliegende Erfindung wird nachfolgend anhand mehrerer Figuren näher
beschrieben und erläutert. Es zeigen:
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1:
eine schematische Ansicht eines Plattenzylinders in einer Bogendruckmaschine
mit einem elektrischen und pneumatischen Übertrager auf einer
Stirnseite,
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2:
einen dreidimensionalen Schnitt durch die kombinierte Übertrageranordnung
in 1 mit einem topfförmigen Kolben und
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3:
einen Querschnitt durch die kombinierte Übertrageranordnung
in 1 mit einem topfförmigen Kolben.
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In 1 ist
ein Ausschnitt eines Druckwerks einer Bogendruckmaschine 15 abgebildet.
Dieser Ausschnitt umfasst den Plattenzylinder 6, welcher
die Druckplatte mit dem Druckbild trägt. Der Plattenzylinder 6 ist
in den Seitenwänden 7 in der Druckmaschine 15 über
Axiallager 8 gelagert. Auf dem Plattenzylinder 6 befinden
sich elektrische Aktuatoren 3 zum Dehnen und Strecken der
auf dem Plattenzylinder 6 befindlichen Druckplatte sowie
pneumatische Antriebe 12 zur Betätigung der Klemmeinrichtung
beim Druckplattenwechsel im Stillstand. Weiterhin ist auf dem Plattenzylinder 6 eine
Positionierelektronik 2 vorhanden, welche die elektrischen
Aktuatoren 3 auf dem Plattenzylinder 6 ansteuert.
Die elektrische Energie und die elektrischen Steuersignale für
die Positionierelektronik 2 werden auf den Plattenzylinder 6 über
einen elektrischen Drehübertrager bestehend aus einem Rotor 1 und
einem Stator 9 übertragen. Dazu werden dem Stator 9 sowohl
elektrische Steuersignale 11 von der Maschinensteuerung 18 der Druckmaschine 15 zugeführt
als auch elektrische Energie über die elektrische Stromversorgung 10 der Druckmaschine 15. Über
die Maschinensteuerung 18 und eine zugeordnete Bedieneinrichtung 19 kann
der Drucker die elektrischen und pneumatischen Aktuatoren 3, 12 auf
dem Plattenzylinder 6 betätigen. Die Druckluft
für die Pneumatik 12 auf dem Plattenzylinder 6 wird
mittels einer pneumatischen Drehdurchführung 13 auf
den Plattenzylinder 6 gebracht. Die pneumatische Drehdurchführung 13 ist
wiederum mit einer Druckluftversorgung 14 der Druckmaschine 15 verbunden,
durch die die Pneumatik 12 auf dem Plattenzylinder 6 mit
Druckluft versorgt werden kann. Da sowohl die pneumatische Drehdurchführung 13 als auch
der elektrische Übertrager auf der gleichen Stirnseite
des Plattenzylinders 6 montiert ist, bleibt die gegenüberliegende
Stirnseite frei zugänglich, so dass bei der Druckmaschine 15 in 1 alle
Versorgungs- und Antriebskomponenten auf einer Seite angeordnet
sind.
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Die 2 und 3 zeigen
unterschiedliche Schnitte durch den kombinierten elektrischen und pneumatischen
Drehübertrager in 1, wobei
jeweils ein topfförmiger Kolben 22 zur Abdichtung
der Übertragung der pneumatischen Druckluft auf den Plattenzylinder 6 vorgesehen
ist. Durch die Topfform ist der Kolben 22 an der einen
Seite bis auf die Achsendurchführung fast verschlossen,
so dass der Radius der Stirnfläche, welche gegen die Dichtung 24 gepresst
wird, relativ klein ist. Die Übertragung der pneumatischen
Druckluft auf den Plattenzylinder 6, welche auch als Arbeitsluft 13b bezeichnet
wird, geschieht bei stillstehendem Plattenzylinder 6. In
diesem Zustand wird der Kolben 22 mit Steuerluft 13a aus
der Druckluftversorgung 14 beaufschlagt und gegen die Dichtung 24 für
die Arbeitsluft 13b gepresst. Durch diese Abdichtung wird
sichergestellt, dass die Arbeitsluft 13b durch ein oder
mehrere Kanäle von außerhalb des Plattenzylinders 6 auf
den Plattenzylinder 6 strömt. Da der Kolben 22 und
die Dichtung 24 rotationssymmetrisch ausgeführt
sind, funktioniert die Übertragung der Arbeitsluft 13b prinzipiell
auch bei sich drehendem Plattenzylinder 6. Allerdings verschleißt
dann die Dichtung 24 sehr schnell, da sie an dem mittels
der Steuerluft 13a gegen die Dichtung 24 gepressten
Kolben 22 stark reibt.
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Der
Kolben 22 wird zusätzlich über einen
eingelegten O-Ring abgedämpft, so dass Erschütterungen
durch den mittels der Rückholfeder 23 zurückbewegten
Kolben 22 gedämpft werden. Auch die Steuerluft 13a muss
entsprechend abgedichtet werden, dazu sind zwei Dichtringe 21 zur
Abdichtung der Steuerluft 13a vorgesehen. Die beiden Dichtringe können
als Lückendichtungen oder O-Ringe ausgeführt sein.
Wenn die Steuerluft 13a wieder abgeschaltet wird, so drückt
eine Rückholfeder 23 den Kolben 22 in seine
Ausgangsposition zurück und die Abdichtung zum Plattenzylinder 6 für
die Arbeitsluft 13b wird aufgehoben. Der elektrische Übertrager
ist in 2 auf der Drehachse des Plattenzylinders 6 montiert
und verfügt über einen Stator 9 und einen Rotor 1.
Stator 9 und Rotor 1 sind über einen Luftspalt 16 berührungslos
voneinander getrennt. Dieser Luftspalt 16 ist möglichst
klein, um die elektrischen Verluste gering zu halten. Der elektrische Übertrager
ist außerdem in eigenen Wälzlagern 17 gelagert,
so dass eine feste Ausrichtung von Rotor 1 und Stator 9 im Übertrager
gegeben ist. Der Rotor 1 des elektrischen Übertragers
ist mit dem Plattenzylinder 6 über eine Verlängerung
des Zylinderzapfens 4 und einen Stift 5 zur Drehmomentmitnahme
verbunden. Damit wird sichergestellt, dass der Rotor 1 von dem
sich drehenden Plattenzylinder 6 mitgenommen wird. Während
der elektrische Drehübertrager mittig auf dem Zylinderzapfen 4 befestigt
ist, befinden sich die Bohrungen für die pneumatischen
Kanäle außerhalb der Achse. Weiterhin greift am
Stator 9 über eine Spindel ein Antrieb 20 zur
Seitenregisterverstellung an. Mit diesem Antrieb 20 kann
die gesamte Anordnung aus pneumatischem und elektrischem Übertrager
sowie Plattenzylinder 6 in Axialrichtung bewegt werden,
um so das Seitenregister im Druckbetrieb einstellen zu können.
Die Verstellkraft des Seitenregisterantriebs 20 wird dabei
in axialer Richtung auf das Übertragergehäuse übertragen
und so auf den Zylinder 6 geleitet. Damit wird sichergestellt,
dass der Luftspalt 16 zwischen Rotor 1 und Stator 9 immer konstant
bleibt.
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- 1
- Rotor
- 2
- Positionierelektronik
- 3
- Aktuatoren
- 4
- Verlängerung
Zylinderzapfen
- 5
- Stift
zur Drehmomentmitnahme
- 6
- Plattenzylinder
- 7
- Seitenwand
der Druckmaschine
- 8
- Lager
des Druckzylinders
- 9
- Stator
- 10
- elektrische
Energieversorgung
- 11
- elektrische
Steuersignale
- 12
- Pneumatik
auf Zylinder
- 13
- pneumatische
Drehdurchführung
- 13a
- Steuerluft
- 13b
- Arbeitsluft
- 14
- Druckluftversorgung
- 15
- Druckmaschine
- 16
- Luftspalt
des elektrischen Systems
- 17
- Wälzlager
zur Eigenlagerung des elektrischen Übertragers
- 18
- Maschinensteuerung
- 19
- Bedieneinrichtung
- 20
- Antrieb
Seitenregister
- 21
- Abdichtung
Steuerluft
- 22
- Kolben
- 23
- Rückholfeder
- 24
- Abdichtung
Arbeitsluft
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - EP 0530612
B1 [0002, 0002]
- - WO 2005/108079 A1 [0003]