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Vorliegende Erfindung betrifft eine Druckmaschine, umfassend eine erste Walze, die axial changierbar gelagert ist, eine zweite Walze, die axial changierbar gelagert ist, wobei über Reibung zwischen der ersten Walze und der zweiten Walze die axiale Changierbewegung der ersten Walze durch die axiale Changierbewegung der zweiten Walze angetrieben ist, und weiterhin umfassend eine Schalteinrichtung zum vorübergehenden Stillsetzen der axialen Changierbewegung der ersten Walze in einer Stillstandsposition.
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Es sind zwei Typen von changierenden Walzen in Druckmaschinen bekannt.
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Bei dem einen Typ wird die Changierbewegung durch eine Antriebseinrichtung angetrieben. Beispielsweise ist in
DE 198 14 561 C2 eine Walze beschrieben, deren Changierbewegung pneumatisch angetrieben wird. Dazu ist innerhalb der Walze ein Kolben angeordnet, der in zwei Hälften geteilt ist. Die beiden Kolbenhälften können durch eine Gewindespindel mit gegenläufigen Gewindeabschnitten auseinander- und zusammengefahren werden, um die Amplitude der Changierbewegung einzustellen.
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Bei dem anderen Walzentyp erfolgt das Antreiben der Changierbewegung nicht durch eine eigene Antriebseinrichtung, sondern frikativ durch eine Nachbarwalze. Die Nachbarwalze ist mit einer Antriebseinrichtung ausgestattet, welche die Changierbewegung der Nachbarwalze antreibt. Die Nachbarwalze liegt an der frikativ anzutreibenden Walze an und schleppt diese in axialer Richtung hin und her mit. Beispielsweise ist in
DE 10 2005 015 868 A1 eine Auftragswalze beschrieben, bei welcher sowohl ihre Rotationsbewegung als auch ihre axiale Changierbewegung über den Umfangsoberflächenkontakt der Auftragswalze mit einer Reibwalze von letzterer frikativ angetrieben werden. Für einen bestimmten Betriebsmodus kann die Changierbewegung eines Walzenballens der Auftragswalze durch einen Sperrstößel blockiert werden, so dass sich die Reibwalze axial bewegt, ohne dabei den Walzenballen mitschleppen zu können. Zum Blockieren der Changierbewegung ist ein Kolben eines Pneumatikzylinders mit Druckluft beaufschlagt und zusammen mit seiner Kolbenstange ausgefahren.
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Ungünstig hieran ist, dass die Stillstandsposition, in welcher die Auftragswalze gehalten wird, nicht mittig ist. Während der Blockade der Changierbewegung ist die Auftragswalze zu der einen Maschinenseite hin verschoben, wodurch die verarbeitbare Bogenformatbreite eingeschränkt wird. Die Bogen werden immer zentrisch transportiert und der bei stillgesetzter Auftragswalze zum Zentrum hin verschobene Walzenrand der Auftragswalze würde sich nicht mehr in Überdeckung mit sehr großformatigen Bogen befinden.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Druckmaschine zu schaffen, deren Schalteinrichtung eine mittige Stillstandsposition einer axial frikativ angetriebenen Walze ermöglicht.
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Diese Aufgabe wird durch eine Druckmaschine mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Die erfindungsgemäße Druckmaschine, umfassend eine erste Walze, die axial changierbar gelagert ist, eine zweite Walze, die axial changierbar gelagert ist, wobei über Reibung zwischen der ersten Walze und der zweiten Walze die axiale Changierbewegung der ersten Walze durch die axiale Changierbewegung der zweiten Walze angetrieben ist, und weiterhin umfassend eine Schalteinrichtung zum vorübergehenden Stillsetzen der axialen Changierbewegung der ersten Walze in einer Stillstandsposition, ist dadurch gekennzeichnet, dass die Schalteinrichtung zwei Funktionselemente aufweist, die auf voneinander verschiedenen Seiten von der axialen Mitte der ersten Walze angeordnet sind, und dass die zwei Funktionselemente zueinander gegenläufige Wirkrichtungen aufweisen.
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Mit der Schalteinrichtung der erfindungsgemäßen Druckmaschine ist es möglich, die erste Walze derart stillzusetzen, dass die axiale Mitte der ersten Walze genau in die Mitte der Druckbreite fällt. Somit ist die in der Stillstandsposition festgesetzte erste Walze zentrisch zu jedem beliebigen Druckbreitenformat ausgerichtet. Dadurch wird im Bereich der Walzenenden kein Bauraum verschenkt und steht dieser für die Verarbeitung großer Druckbreitenformate, insbesondere großer Bogenbreiten, zur Verfügung.
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In den Unteransprüchen sind vorteilhafte Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Druckmaschine genannt.
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Bei einer Weiterbildung sind die zwei Funktionselemente zwei Gewinde, von denen das eine rechtsläufig und das andere linksläufig ist. Die beiden Gewinde können an ein- und derselben Gewindespindel ausgebildet sein.
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Bei einer anderen Weiterbildung sind die zwei Funktionselemente zwei Pneumatikzylinder, die voneinander weg ausgefahren sind, wenn sich die erste Walze in der Stillstandsposition befindet.
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Bei einer weiteren Weiterbildung ist die Stillstandsposition bezüglich der Umkehrpunkte der axialen Oszillation der ersten Walze mittig.
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Bei einer weiteren Weiterbildung wird nicht nur die axiale Changierbewegung der ersten Walze, sondern auch die Rotationsbewegung der ersten Walze über Umfangsoberflächenreibung durch die zweite Walze angetrieben.
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Bei einer weiteren Weiterbildung wird die Rotationsbewegung der zweiten Walze formschlüssig angetrieben. Hierbei kann die Rotationsbewegung der zweiten Walze von einem Hauptmotor der Druckmaschine über ein Zahnradgetriebe angetrieben werden, zu welchem ein Zahnrad gehört, das mit der zweiten Walze koaxial angeordnet ist und welches mit der zweiten Walze drehfest verbunden ist. Alternativ kann die Rotationsbewegung der zweiten Walze durch einen Hilfsmotor angetrieben werden, der mit der zweiten Walze koaxial angeordnet ist und mit der zweiten Walze drehfest verbunden ist, wobei der Hilfsmotor einen Direktantrieb der zweiten Walze bildet.
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Bei einer weiteren Weiterbildung bildet die erste Walze eine Farbauftragswalze oder eine Feuchtauftragswalze, die im Druckbetrieb auf einem Druckformzylinder abrollt, und ist die zweite Walze eine Reibwalze eines Farbwerks oder eines Feuchtwerks der Druckmaschine.
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Weitere konstruktiv und funktionell vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele und der dazugehörigen Zeichnung.
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In dieser zeigt:
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1 eine schematische Darstellung changierender Walzen einer Druckmaschine,
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2–4 ein erstes Ausführungsbespiel einer Schalteinrichtung einer der Walzen aus 1,
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5 ein zweites Ausführungsbeispiel einer Schalteinrichtung einer der Walzen aus 1 und
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6a–6c eine Darstellung konstruktiver Details des ersten Ausführungsbeispiels aus den 2 bis 4.
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In den 1 bis 6c sind einander entsprechende Elemente und Bauteile mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet.
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1 zeigt eine Druckmaschine 3 für den planographischen Offsetdruck auf Bogen. Die Druckmaschine 3 weist eine erste Walze 1 und eine zweite Walze 2 auf. Die erste Walze 1 ist eine Auftragswalze, speziell eine Farbauftragswalze, und rollt im Druckbetrieb auf einem Druckformzylinder 4 ab. Die zweite Walze 2 ist eine Reibwalze und führt eine axiale Changierbewegung 5 aus. Die Rotation der zweiten Walze 2 wird formschlüssig durch ein Antriebselement 7 angetrieben. Das Antriebselement 7 ist mit der zweiten Walze 2 koaxial angeordnet und drehfest verbunden. Das Antriebselement 7 kann ein Hilfsmotor oder ein Zahnrad sein. Die Rotation der ersten Walze 1 wird ausschließlich frikativ angetrieben, wobei die zweite Walze 2 die erste Walze 1 per Umfangsflächenreibung rotativ antreibt. Eine axiale Changierbewegung 6 der ersten Walze 1 wird ausschließlich frikativ angetrieben, wobei die zweite Walze 2 die erste Walze 1 per Umfangsflächenreibung axial mitnimmt. Die erste Walze 1 führt die Changierbewegung 6 zwischen einem rechten Totlagepunkt 10 und einem linken Totlagepunkt 11 aus. Eine bezügliche der Totlagepunkte 10, 11 mittige Stillstandsposition 9 der ersten Walze 1 ist für manche Druckaufträge erforderlich. Mittels einer Schalteinrichtung 29 (vgl. 2) lasst sich die Changierbewegung 6 der ersten Walze 1 abschalten und die erste Walze 1 in der Stillstandsposition 9 stillsetzen. Bei durch die Schalteinrichtung 29 axial blockierter erster Walze 1 changiert die zweite Walze 2 weiter. Die in der Stillstandsposition 9 fixierte erste Walze 1 rotiert dabei um eine Walzenachse 8. Die Walzenachse 8 ist eine Festachse, welche nicht rotiert.
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2 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel der Schalteinrichtung 29, wobei diese einen ersten Arbeitszylinder 12 und einen zweiten Arbeitszylinder 14 als Funktionselemente umfasst. Die Arbeitszylinder 12, 14 sind Pneumatikzylinder und in das Innere der ersten Walze 1 integriert. Die Walzenachse 8 ist als Hohlachse ausgebildet und ein Leitungssystem 16 zur Versorgung der Arbeitszylinder 12, 14 mit Druckluft verläuft durch die Walzenachse 8. Der erste Arbeitszylinder 12 weist eine erste Arbeitszylinderkammer 13 auf und der zweite Arbeitszylinder 14 weist eine zweite Arbeitszylinderkammer 15 auf. Zum Verbinden der Arbeitszylinderkammern 13, 15 mit der Druckluftquelle 17 ist in das Leitungssystem 16 ein Wegeventil 30 (vgl. 3 bzw. 4) integriert. Jeder Arbeitszylinder 12, 14 ist mit seinem einen Ende, hier dem Zylinder, an der Walzenachse 8 befestigt und mit seinem anderen Ende, hier dem Kolben, an einem Walzenballen der ersten Walze 1 seitlich abgestützt. Der Walzenballen ist drehbar und axial verschiebbar auf der Walzenachse 8 gelagert.
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3 zeigt eine erste Variante des Wegeventils 30. Dieses hat drei Schaltstellungen A, B und C. In der Schaltstellung B, die gemäß 3 eingestellt ist, ist ein am Wegeventil 30 liegender Anschluss des Leitungssystems 16 über das Wegeventil mit der Druckluftquelle 17 verbunden, so dass die Druckluftquelle 17 die beiden Arbeitszylinderkammern 13, 15 (vgl. 2) gleichzeitig mit Druckluft beaufschlagt, wodurch die Arbeitszylinder 12, 14 ausfahren und die Changierbewegung der ersten Walze 1 blockieren. Dadurch wird die erste Walze 1 in der Stillstandsposition fixiert. In der Schaltstellung A ist das Leitungssystem 16 über das Wegeventil 30 mit einer Drossel 28 für Abluft 27 aus den Arbeitszylindern 12, 14 verbunden. Das Entlüften der Arbeitszylinder 12, 14 über die Drossel 28 ist für hohe Maschinengeschwindigkeiten vorteilhaft. In der Schaltstellung C ist genauso wie in der Schaltstellung A die Changierbewegung freigegeben, jedoch ohne gedrosselte Entlüftung. In der Schaltstellung C ist das Leitungssystem 16 über das Wegeventil 30 mit einem Anschluss für Abluft 18 verbunden.
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4 zeigt eine zweite Variante des Wegeventils 30. Hierbei ist in der Schaltstellung C die Druckluftquelle 17 mit dem Leitungssystem 16 verbunden, so dass die Arbeitszylinder 12, 14 mit Druckluft beaufschlagt werden und expandieren. Durch die Expansion der Arbeitszylinder 12, 14 wird die erste Walze 1 in ihrer Stillstandsposition 9 festgehalten. In der gezeigten Schaltstellung B ist die Verbindung zwischen der Druckluftquelle 17 und dem Leitungssystem 16 unterbrochen und ist das Leitungssystem 16 mit dem Anschluss für die Abluft 18 verbunden. Die Luft kann aus den Zylinderkammern 13, 15 entweichen und demzufolge ist die Changierbewegung der ersten Walze 1 freigegeben. Bei in der Schaltstellung B befindlichem Wegeventil 30 erfolgt das Changieren der ersten Walze 1 ungedämpft. Die Schaltstellung A ermöglicht ein Changieren der ersten Walze 1 mit einer Dämpfung der Changierbewegung 6. In der Schaltstellung A ist die Druckluftquelle 17 nicht mit dem Leitungssystem 16 verbunden und ist letzteres auch nicht entlüftet bzw. zur Umgebung hin offen. Deshalb wird das in den Arbeitszylinderkammern 13, 15 befindliche Luftvolumen beim Changieren aus der einen Arbeitszylinderkammer 13 in die andere Arbeitszylinderkammer 15 und wieder zurück verschoben und dabei gegebenenfalls komprimiert. Die gedämpfte Changierbewegung 6 ist z. B. für hohe Maschinengeschwindigkeiten vorteilhaft.
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Bei dem in 5 dargestellten zweiten Ausführungsbeispiel umfasst die Schalteinrichtung 29 eine Gewindespindel 19. Die Gewindespindel 19 wird durch die Walzenachse 8 gebildet. Die Walzenachse 8 bzw. die Gewindespindel 19 ist zum Umschalten der Schalteinrichtung 29 – d. h., zum Blockieren der Changierbewegung und zum Lösen der Blockierung – drehbar, bildet aber im Druckbetrieb eine Festachse, die sich nicht mit der ersten Walze 1 mitdreht. Die erste Walze 1 bzw. deren Walzenballen ist drehbar und axial verschiebbar auf der Walzenachse 8 gelagert. Die Gewindespindel 19 umfasst ein Linksgewinde 20 auf der einen Seite von der ersten Walze 1 und ein Rechtsgewinde 21 auf der anderen Seite von der ersten Walze 1. Ein erster Anschlag 22 dient zum Blockieren der ersten Walze 1 in die eine Richtung und ein zweiter Anschlag 25 dient zum Blockieren der axialen Bewegung der ersten Walze 1 in die andere Richtung. Die Gewindespindel 19 ist mit dem Linksgewinde 20 in den ersten Anschlag 22 eingeschraubt und mit dem Rechtsgewinde 21 in den zweiten Anschlag 25 eingeschraubt.
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Die Anschläge 22, 25 bilden Spindelmuttern und sind jeweils über mindestens ein Kugel 24 mit der Gewindespindel 19 verbunden. Der erste Anschlag 22, die Kugel 24 und das Linksgewinde 20 bilden zusammen einen ersten Kugelgewindetrieb, welcher zur Umwandlung einer Linearbewegung des ersten Anschlags 22 in eine Rotationsbewegung der Gewindespindel 19 dient. Der zweite Anschlag 25, seine Kugel und das Rechtsgewinde 21 bilden zusammen einen zweiten Kugelgewindetrieb, welcher der Umwandlung der Rotationsbewegung der Gewindespindel 19 in eine Linearbewegung des ersten Anschlag 25 dient. Die Anschläge 22, 25 sind jeweils durch eine Führung 23 gegen ein Drehen um die Gewindespindel 19 gesichert. Die Führungen 23 sind als Bohrungen in den Anschlägen 22, 25 durchgreifende Bolzen ausgebildet. Ein mit dem ersten Anschlag 22 verbundenes Antriebselement 26 dient zum Antreiben der linearen Stellbewegung 31 des ersten Anschlags 22. Diese lineare Stellbewegung 31 wird über die in den ersten Anschlag 22 und in dem Gewindegang des Linksgewindes 20 eingreifende Kugel 24 auf die Gewindespindel 19 übertragen. Die Steigung des Linksgewindes 20 ist derart ausgelegt, dass das Linksgewinde 20 nicht selbsthemmend ist und infolgedessen die lineare Stellbewegung 31 in die Rotation der Gewindespindel 19 umwandelt. Das Antriebselement 26 kann eine Gewindespindel eines motorisierten oder von Hand betätigten Schraubengetriebes sein oder kann stattdessen die Kolbenstange eines pneumatischen oder hydraulischen Arbeitszylinders sein. Infolge des Verschiebens des ersten Anschlags 22 wird die Gewindespindel 19 gedreht und infolge der Drehung der Gewindespindel 19 wird der zweite Anschlag 25 verschoben. Je nach Schubrichtung des ersten Anschlags 22 wird die Gewindespindel 19 im Uhrzeigersinn oder gegen den Uhrzeigersinn gedreht. Je nach Drehrichtung der Gewindespindel 19 werden die beiden Anschläge 22, 25 aufeinander zu gezogen, bis sie die in der Stillstandsposition 9 befindliche erste Walze 1 axial blockieren, oder voneinander weggeschoben, um die axiale Changierbewegung der ersten Walze 1 wieder freizugeben. Eine gegeneinander vertauschte Anordnung des Linksgewindes 20 und des Rechtsgewindes 21 ist selbstverständlich möglich.
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In den 6a bis 6c ist das Ausführungsbeispiel aus 2 ausschnittsweise dargestellt. Die 6a bis 6c zeigen eine praxisnahe Ausgestaltung und konstruktive Details. Die Arbeitszylinderkammern 13, 15 (vgl. 2) sind als um die Walzenachse 8 laufende Ringkammern ausgebildet, wie dies am Beispiel der Arbeitszylinderkammer 15 dargestellt ist. Die Kolben der Arbeitszylinder sind ebenfalls ringförmig ausgebildet. Die 6b und 6c illustrieren die Changierbewegung, wobei sich die erste Walze 1 in 6b in dem linken Totlagepunkt 11 befindet und in 6c in dem rechten Totlagepunkt 10 (vgl. 1) befindet. In 6a ist die erste Walze 1 in der Stillstandsposition 9 axial stillgesetzt. Demgemäß ist der Abstand s zwischen Planflächen des Walzenballens und der Walzenachse 8 in 6a das arithmetische Mittel aus dem Abstand s in 6b und aus dem Abstand s in 6c. In 6a steht der zweite Arbeitszylinder 14 unter Druck und in den 6b und 6c ist der zweite Arbeitszylinder 14 drucklos.
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7 zeigt ein Ausführungsbeispiel, bei dem die Walzenachse 8 als hohle Festachse ausgebildet ist. In der zentralen Bohrung der Walzenachse 8 verschiebbar gelagert ist eine zylindrische Betätigungsstange 32. Die Betätigungsstange 32 hat auf jeder Seite von der axialen Walzenmitte einen verdickten Absatz 33. Die Absätze 33 dienen zum radialen Verschieben von Verriegelungsbolzen 34 gegen die Rückstellkraft von Federn 35. Bei einem axialen Verschieben der Betätigungsstange 32 in eine Richtung drücken die Absätze 33 über Keilflächen 36 die Verriegelungsbolzen 34 nach außen. Die Teilflächen 36 können an den Absätzen 33 und/oder an den Verriegelungsbolzen 34 ausgebildet sein. Bei einem Verschieben der Betätigungsstange 32 in Gegenrichtung gelangen die Absätze 33 wieder außer Kontakt mit den Verriegelungsbolzen 34. Dadurch erhalten die Federn 35 Freiraum, um die Verriegelungsbolzen 34 wieder nach innen zu drücken.
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Mit jedem Verriegelungsbolzen 34 arbeitet eine Verriegelungsbuchse 37 zusammen. Die Verriegelungsbuchsen 37 haben jeweils eine radiale Bohrung, in die der Verriegelungsbolzen 34 beim Verriegeln eingreift. Die Verriegelungsbuchsen 37 sind zusammen mit dem Walzenmantel axial verschiebbar auf der Walzenachse 8 gelagert. Der Walzenmantel ist über radiale Lager auf der Walzenachse 8 drehbar gelagert und über Axiallager auf den Verriegelungsbuchsen 37 abgestützt.
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Auf die Walzenachse 8 aufgesteckte Schraubenfedern drücken die Verriegelungsbuchsen 37 gegen die Axiallager. Dabei drücken die Schraubenfedern die Verriegelungsbuchsen 37 aufeinander zu. Der Walzenmantel, die Radiallager, die Axiallager und die Schraubenfedern sind aus Gründen besserer Übersichtlichkeit zeichnerisch nicht mit dargestellt. Beim Changieren des Walzenmantels gleiten die Verriegelungsbuchsen 37 jeweils über eine Querbohrung in der Wandung der Walzenachse 8. Bei entsprechend geschalteter Betätigungsstange 32 ist diese bestrebt, die Verriegelungsbolzen 34 nach außen aus den Querbohrungen herauszudrücken. Das Herausdrücken ist nur in dem Moment möglich, in dem sich die Bohrung in der jeweiligen Verriegelungsbuchse 37 in fluchtender Gegenüberlage mit der Querbohrung in der Walzenachse 8 befindet. In 7 ist die Gegenüberlagestellung gezeigt, in welcher der jeweilige Verriegelungsbolzen 34 in die jeweilige Verriegelungsbuchse 37 einrastet. Die Absätze 33 sind nicht im gleichen Abstand zueinander wie die Verriegelungsbolzen 34 angeordnet, sondern so, dass erst der eine Absatz 33 den einen Verriegelungsbolzen 34 ausfährt, und nachdem dieser in die eine Verriegelungsbuchse 37 eingeschnappt ist, der andere Absatz 33 den anderen Verriegelungsbolzen 34 ausfährt. Dadurch ist auf einfache Weise ein gestaffeltes Einrasten möglich. Die verriegelten Verriegelungsbuchsen 37 blockieren die axiale Changierbewegung des Walzenmantels.
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Dadurch, dass die Verriegelungsbolzen 34 entlang des Umfangs der Walzenachse 8 um 180° zueinander versetzt sind, bilden sie zwei Funktionselemente der Schalteinrichtung, welche zueinander gegenläufige Wirkrichtungen haben. Die gegenläufigen Wirkrichtungen sind die zueinander antiparallelen Schubrichtungen der Verriegelungsbolzen 34.
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Davon abweichend ist auch eine Schalteinrichtung denkbar, bei der die Wirkrichtungen der Verriegelungsbolzen 34 nicht gegenläufig, sondern miteinander parallel sind. Bei dieser Modifikation sind die Verriegelungsbolzen 34 entlang des Umfangs der Walzenachse 8 zueinander nicht versetzt.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- erste Walze
- 2
- zweite Walze
- 3
- Druckmaschine
- 4
- Druckformzylinder
- 5
- Changierbewegung
- 6
- Changierbewegung
- 7
- Antriebselement
- 8
- Walzenachse
- 9
- Stillstandposition
- 10
- Totlagepunkt
- 11
- Totlagepunkt
- 12
- erster Arbeitszylinder
- 13
- erste Arbeitszylinderkammer
- 14
- zweiter Arbeitszylinder
- 15
- zweite Arbeitszylinderkammer
- 16
- Leitungssystem
- 17
- Druckluftquelle
- 18
- Abluft
- 19
- Gewindespindel
- 20
- Linksgewinde
- 21
- Rechtsgewinde
- 22
- erster Anschlag
- 23
- Führung
- 24
- Kugel
- 25
- zweiter Anschlag
- 26
- Antriebselement
- 27
- Abluft
- 28
- Drossel
- 29
- Schalteinrichtung
- 30
- Wegeventil
- 31
- Stellbewegung
- 32
- Betätigungsstange
- 33
- Absatz
- 34
- Verriegelungsbolzen
- 35
- Feder
- 36
- Keilfläche
- 37
- Verriegelungsbuchse
- A
- Schaltstellung
- B
- Schaltstellung
- C
- Schaltstellung
- s
- Abstand
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 19814561 C2 [0003]
- DE 102005015868 A1 [0004]
