DE1038066B

DE1038066B - Hydraulischer Antrieb fuer die Rakel bei Tiefdruckmaschinen

Info

Publication number: DE1038066B
Application number: DESCH17921A
Authority: DE
Inventors: Helmut Rath
Original assignee: Schnellpressenfabrik Koenig and Bauer AG
Current assignee: Schnellpressenfabrik Koenig and Bauer AG
Priority date: 1955-05-09
Filing date: 1955-05-09
Publication date: 1958-09-04

Description

Die Erfindung betrifft die Hin- und Herbewegung der Rakel bei Tiefdruckmaschinen durch einen hydraulischen Antrieb mit einem Umsteuerschieber, dessen Bewegung durch eine umlaufende Kurvenscheibe gesteuert wird.

Hydraulische Antriebe ermöglichen es von Haus aus, die Rakel gleichförmig zu bewegen. Bei der herkömmlichen Verwendung von Umsteuerknaggen zum Verschieben des Umsteuerschiebers ist es aber nicht möglich, die Rakelwege und ihre axiale Lage selbsttätig zu verändern. Dies trifft auch für einen bekannten hydraulischen Rakelantrieb zu, bei welchem der Kolbenschieber des Steuerventils eine Steuerrolle für eine rotierende Kurvenscheibe trägt und so in einer Schieberbüchse verschoben wird, die durch einen an der Rakelwelle angelenkten Doppelhebel gleichsinnig bewegbar ist. Dabei läßt sich die Anzahl der Rakelhübe in der Zeiteinheit durch den Antrieb der Kurvenscheibe über ein veränderliches Vorgelege regeln. Aber diese Anordnung bedingt eine Sonderausfüh- ao rung der Steuervorrichtung. Außerdem erfolgt-eine Veränderung des Rakelhubes nur von Hand, wie etwa durch Auswechseln der Steuerkurve oder durch Verlagerung des Lenkhebels der Rakelwelle. Deshalb ist es nicht möglich, die Rakelwege und ihre Umkehrstellen während des Betriebes selbsttätig zu verändern, um der Entstehung von Rakelstreifen zu begegnen.

Dieser letztgenannte Mangel wird zwar bei bekannten Kurbelantrieben für die Hin- und Herbewegung der Rakel schon vermieden. So wird bei einer dieser Einrichtungen mit der Lage des Kurbelbolzens zum Kurbelscheibenmittelpunkt auch die Hubgröße der Kurbelstange dauernd verändert, so daß sich der Rakelhub bei jeder Hin-und Herbewegung allmählich vergrößert oder verkleinert. Aber die vorbestimmte Reihenfolge der Rakelversetzung ist unveränderlich. Außerdem sind die Rakelbewegungen von der Geschwindigkeit der Maschine abhängig.

Bei anderen bekannten Kurbelantrieben für die Rakel rollt sich in einem innen verzahnten Rad ein dazu exzentrisch gelagertes Ritzel als Träger eines Exzenters ab, der entweder einen in der Rakelwelle gelagerten Kulissenstein führt oder als Lagerbüchse für die Kurbelstange der Rakel dient. Dadurch wird die Rakelumkehr bei jeder Hin- oder Herbewegung selbsttätig bald mehr nach rechts, bald mehr nach links verlegt. Aber auch hierbei ist die Reihenfolge der Rakelversetzung unveränderlich und die Rakelbewegung vom Antrieb der Maschine abhängig. Eine Änderung der Hubunterschiede kann nur bei Stillstand der Maschine durch Verstellung eines besonderen Exzenters vorgenommen werden. Außerdem ist es ein gemeinsamer Nachteil aller genannten Kurbel-Hydraulischer Antrieb für die Rakel
bei Tiefdruckmaschinen

Anmelder:
Schnellpressenfabrik Koenig & Bauer

Aktiengesellschaft,
Würzburg 7, Friedrich-Koenig-Str. 4

Helmut Rath, Würzburg,
ist als Erfinder genannt worden

antriebe, daß die Bewegung der Rakel sinusförmig, aber nicht gleichförmig erfolgt.

Der Erfindung gemäß wird bei einem hydraulischen Rakelantrieb mit Vorsteuerung und regelbarer Umsteuergeschwindigkeit die Wirkstellung von Anschlägen bzw. Knaggen für den Hubwechsel, die in herkömmlicher Weise mit der Rakel hin und her bewegt werden, durch eine drehbare Kurvenscheibe mechanisch bestimmt, dabei wirkt die Kurvenscheibe mittelbar oder atich unmittelbar, d. h. selbst als Anschlag für die Umsteuerknaggen; außerdem ist sie wahlweise zwangläufig drehbar sowie in beliebiger Drehstellung festsetzbar.

Auf diese Weise können die Nachteile hydraulischer sowie mechanischer Rakelantriebe vermieden und ihre Vorzüge mit weiteren Vorteilen vereinigt werden. Unter Verwendung handelsüblicher Umsteuerventile läßt sich die Wirkstellung der Umsteuerknaggen innerhalb regelbarer Grenzen wahlweise von Hand sowie selbsttätig verändern. Die Rakelwege und ihre Lage sind also praktisch beliebig und auch während des Betriebes selbsttätig wandelbar.

In den Zeichnungen sind Ausführungsbeispiele für eine hydraulisch angetriebene Rakel gemäß der Erfindung dargestellt. Es zeigt

Abb. 1 Schemas für zwei der möglichen Rakelbewegungen, und zwar

Abb. 1 a gleichbleibende Rakelwege bei Festwegeinstellung und

Abb. 1 b von Hub zu Hub harmonisch veränderte Rakelwege bei fortlaufender Hubverstellung,

Abb. 2 eine Vorrichtung zur elektromagnetischen Umsteuerung des Vorsteuerventils,

Abb. 3 und 4 eine Vorrichtung zur mechanisch betätigten Umsteuerung des Vorsteuerventils,

Abb. 5 einen Schaltplan des hydraulischen Getriebes mit elektromagnetischer Vorsteuerung,

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Abb. 6 einen Schaltplan des hydraulischen Getriebes mit mechanisch betätigter Vorsteuerung.

Abb. 2 zeigt die Maschinenseitenwand 1 mit der darin gelagerten, axial hin und her beweglichen Rakelwelle 2. Diese trägt den Rakelhalter mit der am Tiefdruckformzylinder anliegenden Rakel. Ihre Verlängerung 3 dient als Kolbenstange für den Flüssigkeitsmotor mit dem Druckkolben 4 und dem Hubzylinder 5 eines Flüssigkeitsgetriebes.

Auf der Kolbenstange 3 ist ein in Achsrichtung verstellbarer Anschlag, die Umsteuerknagge 6, befestigt. Die Knagge kann auch zweiteilig durch zwei Anschläge gebildet sein, deren Abstand voneinander bis Null einstellbar ist. An jeder Seite der Knagge sitzt auf Bolzen 7, 8 einer der Doppelhebel 9, 10, die in Hubrichtung zueinander gegensinnig verschwenkbar, also spreizbar sind. Am einen Ende tragen die Doppelhebel 9, 10 je eine Steuerrolle 11, 12 für die drehbare, beispielsweise ovale bzw. ellipsenförmige Kurvenscheibe 13. Diese Kurvenscheibe ist festsetzbar, von Hand einstellbar und kann bei ausrückbarem Antrieb von der Maschine her zwangläufig gleichförmig oder absatzweise drehbar angetrieben werden. Eine die beiden Doppelhebel verbindende gemeinsame Feder 14 drückt die Steuerrollen 11, 12 gegen die mittig angeordnete Kurvenscheibe 13. An ihren den Rollenwangen gegenüberliegenden Enden tragen die Doppelhebel je einen elektrischen Endschalter 15, 16, die den Hub des Anschlages der Kolbenstange 3 und damit der Rakel begrenzen.

In einem weiteren Ausführungsbeispiel zeigen die Abb. 3 und 4 die aus der Maschinenseitenwand herausragende Rakelwelle 2, auf deren als Kolbenstange dienenden Verlängerung 3 zwei in Achsrichtung zueinander verstellbare Anschläge, die Knaggen 17, 18, festsitzen. Auf einem örtlich festen BoI-zen 19 ist der Doppelhebel 20 in Hubrichtung verschwenkbar, der am unteren Ende mit einer Gabel 21 die Kolbenstange 22 des Vorsteuerventils 23 des Flüssigkeitsgetriebes umfaßt und mittels Gleitscheiben lenkt. Der andere Arm des Doppelhebels trägt quer zur Rakelwelle die Spindel 24, auf der die beispielsweise nach Art einer beidseitig eingeschnürten Ellipse schleifenförmige Kurvenscheibe 25 mit ihrem Antriebsrad 26 sowie der Zeiger 27 festsitzen. Dem Zeiger ist eine am Doppelhebel 20 befestigte Scheibenskala 28 zugeordnet. Das mit dem Antriebsrad 26 kämmende Zwischenrad 29 sitzt lose umlaufend auf der Schwenkachse 19 des Doppelhebels 20 und ist mit dem gleichachsigen Schneckenrad 30 fest verbunden, das über die selbstsperrende Schnecke 31 auf der Welle 32 bei ausrückbarem Antrieb über die Welle 33 von der Maschine her zwangläufig angetrieben werden kann. Die mit der Welle 33 durch eine lösbare Kupplung 34 verbundene Welle 32 ist auch mittels eines Handrads 35 verdrehbar.

Abb. 5 und 6 zeigen im Schaltplan des Flüssigkeitsgetriebes bei mittelbarer Umsteuerung mit Vorsteuerorgan und regelbarer Umsteuergeschwindigkeit den Öl sammelbehälter 36, die ölpumpe 37, das Überdruckventil 38 sowie die nach einer Skala fein einstellbaren Drosselventile 39, 40 für die Haupt- und die Vorsteuerung, außerdem das Umsteuerventil bzw. den Servomotor 44 für die Hauptsteuerung sowie Dreiweghähne 45,46 in den zu den Hubzylindern 5 und 5 α führenden Leitungen.

Nach Abb. 5 wird das Vorsteuerventil 41 über die an beiden Enden der Kolbenstange angeordneten Magneten elektromagnetisch betätigt. Nach Abb. 6 dagegen ist ein mechanisch betätigtes Vorsteuerventil 23 vorgesehen, dessen Kolbenstange nach Abb. 3 durch einen Lenker 21 bewegt wird.

Arbeitsweise bei elektromagnetischer Umsteuerung des Vorsteuerventils 41 nach Abb. 2 und 5:

Das Drucköl im Hubzylinder 5 bewegt den Druckkolben samt der Knagge 6 in der durch Pfeil angegebenen Richtung zunächst nach rechts. Die Hubgeschwindigkeit läßt sich durch das Überdruckventil 38, das den Öldruck regelt, bestimmen und zusätzlich durch das Drosselventil 39 regeln, das den ölrücklauf zum Sammelbehälter hemmt. Sobald der Anschlag 6 auf den Endschalter 15 trifft, wird der eine der beiden Magneten 42, 43 des Vorsteuerventils erregt und der Vorsteuerschieber 49 nach links bewegt. Dabei fließt das Triebmittel linksseitig zum Kolben 48 des Servomotors, und es wird die Rückflußleitung des Triebmittels frei. Der Kolben 48 bewegt sich nach rechts und beaufschlagt den Druckkolben 4 des Hubzylinders rechtsseitig. Sobald nun der Anschlag 6 den anderen Endschalter 16 trifft, erfolgt der nächste Hubwechsel und es wiederholt sich der Vorgang von neuem. Dabei werden die Rakelwege in ständigem Fluß verändert, wenn die Kurvenscheibe 13 zwangläufig gleichförmig oder absatzweise verdreht und durch selbsttätige Spreizbewegung der Doppelhebel 9, 10 eine veränderliche Hubbegrenzung bewirkt wird. Ein Drosselventil 40 zur Regelung des Vorsteueröles ermöglicht es, die Umkehrbewegung nach Belieben weicher oder härter, rascher oder langsamer zu gestalten. Die Umkehrzeiten und die Umsteuergeschwindigkeit am Hubende wie auch davon unabhängig die Hubgeschwindigkeit sind einfach regelbar. Die Bewegungsumkehr ist bei beliebiger Hubgeschwindigkeit stoßfrei und läßt Rattermarken im Druck vermeiden. Bei besonderem Bedarf ergibt sich auch die Möglichkeit regelmäßiger Hubpausen von einstellbarer Dauer bei der Umkehr. Die axiale Rakelbewegung erfolgt für den größten Teil des Hubes bei gleichmäßiger Geschwindigkeit. Die Umsteuerung des Vorsteuerventils erfordert nur geringe Kraft. Somit ergibt sich gegenüber den herkömmlichen Einrichtungen eine äußerst leichte, unempfindliche und einfach zu bedienende Vorrichtung zum seitlichen Hin- und Herbewegen der Rakel.

Bei Tiefdruckwerken mit veränderlicher Drehrichtung, bei denen die Rakel wahlweise abwechselnd an beiden Seiten des Formzylinders anliegt, sind zwei Vorrichtungen zum Hin- und Herbewegen der Rakel mit je einem Flüssigkeitsmotor 5, 5a erforderlich. Dort kann man jedoch zur Ersparnis eines der hydraulischen Steuerungsgetriebe die beiden Rakelantriebe mittels eines Doppelhebels kuppeln oder den nicht benutzten Rakelantrieb stillsetzen und den jeweils benutzten Rakelantrieb von einem gemeinsamen Steueraggregat aus betätigen. Diesem Zwecke dienen die Dreiweghähne 45, 46, die das Drucköl wahlweise dem Hubzylinder der einen oder anderen Rakel zuführen.

Erwünschtenfalls lassen sich auch die Vorrichtungen zum Hin- und Herbewegen der Rakel mehrerer Druckwerke von einem gemeinsamen hydraulischen Antrieb aus steuern.

Der ausrückbare Antrieb der Kurvenscheibe 13 ermöglicht es, wahlweise mit gleich großen oder mit ständig veränderlichen Rakelwegen zu arbeiten. Wenn die Kurvenscheibe 13 stillgesetzt ist, ruhen auch die Endschalter 15, 16. Dann ergibt sich ein gleichbleibender Hub der Rakel (Abb. la). Dieser Hub ist durch Verdrehen der Kurvenscheibe 13 von Hand zwischen einem Minimum und Maximum einstellbar. Bei zwangläufig angetriebener Kurvenscheibe 13 ver-

Claims

ändert sich fortlaufend die Lage der Endschalter 15, 16. Demzufolge trifft der Anschlag 6 des Druckkolbens 3 bei der Hin- und Herbewegung der Rakel in stetig veränderten Totpunktlagen der Rakelwelle 3 auf die Endschalter 15, 16. Die Rakelwege andern sich somit zwischen einem kleinsten und1 größten Hub periodisch an- und abschwellend, wie in Abb. 1 b schematisch dargestellt ist. Die Anzahl der Rakelhübe einer Modulationsperiode läßt sich durch den Antrieb der Kurvenscheiben vorbestimmen und kann beispielsweise durch vorgeschaltete veränderliche Getriebe auch regelbar sein. Wenn die Knappe 6 eine veränderliche Länge besitzt oder zweiteilig ist. ei. h. durch zwei Anschläge gebildet wird, deren axialer Abstand einstellbar ist, können die Rakelwege bei gleichbleibendem Unterschied zwischen dem größten und kleinsten Hub moduliert bzw. verändert ■werden. Arbeitsweise bei mechanisch betätigter Umsteuerung des Vorsteuerventils nach Abb. 3, 4 und 6: Das Drucköl im Hubzylinder 5 bewegt den Druckkolben 4 samt Anschlägen 17, 18 in der durch einen Pfeil angegebenen Richtung zunächst nach rechts. Sobald der eine Anschlag 18 auf die Kurvenscheibe 25 trifft, wird die Kurvenscheibe mit ihrem Tragarm des Doppelhebels 20 in Hubrichtung umgelegt. Zugleich verschiebt die mitverschwenkte Gabel 21 die Kolbenstange 22 des Vorsteuerventils 23. Es folgen die gleichen Vorgänge wie bei der vorbeschriebenen Anordnung mit elektromagnetischer Umsteuerung nach Abb. 2 wahlweise bei gleichbleibendem Hub oder bei selbsttätig fließender Veränderung der Rakelwege. Bei entkuppeltem Antrieb 32, 33 ist die über die selbstsperrende Schnecke 31 antreibbare Kurvenscheibe 25 ortsfest verriegelt und der Rakelhub gleichbleibend. Der Hubweg ist regelbar. Die Umkehr wird durch die wählbare Stellung der Kurvenscheibe 25 gesteuert. Die Stellungswahl für die Umkehr erfolgt durch das Handrad 35 der Welle 32, so daß innerhalb der durch die Form der Kurvenscheibe 25 gegebenen Grenzen die Wirkstellung der Anschläge 17,18 und jeder gewünsche Rakelweg einstellbar ist. Der genauen Einstellung des für eine bestimmte Druckarbeit gewünschten Rakelweges dient der mit der Kurvenscheibe 25 verbundene Zeiger 27 mit der am Doppelhebel 20 befestigten Ziffernscheibe 28, deren Skala dem Regelbereich vom kleinsten bis zum größten Wert entspricht. Die Erfindung bietet die Mittel, die axiale Bewegung einer Rakel oder sonstiger Organe in Druckmaschinen allen Erfordernissen anzupassen. Die Kurvenscheiben 13, 25 können symmetrisch oder unsymmetrisch geformt, zentrisch oder exzentrisch verstellbar gelagert und auswechselbar sein. Eine veränderliche Nockenform wird auch durch verstellbare Kurvenscheiben mit gegenseitig verdrehbaren Doppelscheiben erreicht. Ebenso lassen sich auch selbsttätig veränderliche Steuerkurven mit zwei gegensinnig umlaufenden oder zwei gleichsinnig, jedoch verschieden rasch umlaufenden Kurvenscheiben bei gemeinsamer Steuerrolle verwenden. Der Antrieb der Kurvenscheiben über ein Vorgelege mit veränderlichem Getriebe ergibt eine weitere Regelmöglichkeit. Auf diese Weise sind der Rakelweg und die axiale Hublage von Hand beliebig einstellbar, wahlweise fest begrenzt oder selbsttätig fortlaufend und dabei rhythmisch oder unrhythmisch veränderlich. Beispielsweise können sich die Rakelwege periodisch an- und abschwellend stetig ändern und dabei mittig, außermittig oder bei einseitig gleichbleibendem Hubende verlaufen. Ebenso ist es möglich, einen gleichbleibenden Rakelweg relativ zur Maschinenmitte von Hub zu Hub in stetem Fluß und periodischem Wechsel zu verlegen, d. h. wandern zu lassen. Stets können Takt und Rhythmus, Periode und Phase wählbar sein. Bei Mehrfarbendruckmaschinen können die einzelnen Rakeln in bezug auf die Druckwerke zueinander gleichsinnig oder gegensinnig oder mit beliebig verlegten Phasen im gleichen oder ungleichen Takt bewegt werden. Man hat es somit mannigfaltig in der Hand, die Wirkung jeder Rakel für sich zu verlegen und den beim Drucken gefürchteten Farbtonverschiebungen entgegenzuwirken. PΛ TIi N TA N S P R C C II IC:

1. Hydraulischer Antrieb für die axiale Hin- und Herbewegung der Rakel bei Tiefdruckmaschinen mit einem durch eine umlaufende Kurvenscheibe gesteuerten Umsteuerschieber, dadurch gekennzeichnet, daß bei einem hydraulischen Antrieb mit Vorsteuerung die Wirkstellung der für den Hubwechsel herkömmlichen, mit der Rakelwelle (3) hin- und herbewegten Anschläge (Knaggen 6 bzw. 17, 18) durch eine wahlweise zwangläufig drehbare sowie in beliebiger Drehstellung festsetzbare Kurvenscheibe (13 bzw. 25) mittelbar oder unmittelbar mechanisch bestimmt wird.

2. Hydraulischer Antrieb nach Anspruch 1, bei welchem zwei Endschalter zur elektromagnetischen Umsteuerung des Vorsteuerventils abwechselnd durch einen mit der Rakel hin- und herbewegten Anschlag betätigt werden (Abb. 2), dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Endschalter (15, 16) durch je einen verschwenkbaren Doppelnebel (9, 10) getragen werden, deren Spreizbewegung durch die Kurvenscheibe (13) gesteuert wird.

3. Steuervorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerrollen (11, 12) beider Doppelhebel (9, 10) federnd an der Kurvenscheibe (13) anliegen.

4. Steuervorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß beide Doppelhebel (9, 10) durch eine ihrer Spreizbewegung entgegenwirkende Feder (14) verbunden sind.

5. Hydraulischer Antrieb nach Anspruch 1, bei welchem ein am Umsteuerschieber angelenkter doppelarmiger Umsteuerhebel durch abwechselnd wirksames Auftreffen zweier mit der Rakelwelle hin- und herbewegter Anschläge bzw. Knaggen verschwenkt wird (Abb. 3), dadurch gekennzeichnet, daß die Kurvenscheibe (25) den Anschlagkopf des Umsteuerhebels (20) bildet.

6. Steuervorrichtung nach Anspruch 2 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß der ausrückbare Antrieb der Kurvenscheibe (13, 25) über ein selbstsperrendes Schneckenradgetriebe (30, 31) erfolgt.

7. Steuervorrichtung nach Anspruch 5 und 6. dadurch gekennzeichnet, daß das mit einem Zwischenrad (29) verbundene Schneckenrad (30) drehbar auf der Schwenkachse (19) des Kurvenscheibentragarmes (20) sitzt.

8. Steuervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die stillgesetzte Kurvenscheibe (13, 25) nach einer Skala (28) einstellbar, d.h. verdrehbar ist.

9. Steuervorrichtung nach Anspruch 2 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Kurvenscheibe

(13, 25) wahlweise zentrisch oder exzentrisch verstellbar gelagert ist.

10. Steuervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kurvenscheibe (13 bzw. 25) aus mehreren gegeneinander verstellbaren Scheiben besteht.

11. Steuervorrichtung nach Anspruch 10, gekennzeichnet durch zwei gegensinnig umlaufende

oder gleichsinnig mit unterschiedlicher Drehzahl umlaufende Kurvenscheiben, die gemeinsam wirken und eine selbsttätig veränderliche Steuerkurve bilden.

In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 712 024, 668 194; britische Patentschriften Nr. 630 567, 588 057.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen