DE1436529C3 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorgreifersteuerung einer Bogendruckmaschine, deren Greiferstange an einer im Maschinenrahmen gelagerten Hohlwelle befestigt ist, und die um ihre Achse schwenkbar ist und in ihrem Inneren eine Torsionsfeder enthält, die an einem Ende mit der Hohlwelle und an dem anderen fest mit dem Maschinenrahmen verbunden ist, wobei die Hohlwelle über ein Hebelsystem von Nockenscheiben angetrieben ist.

Bekannt sind Bogendruckmaschinen mit einer Hohlwelle für die Greifermechanik, bei denen in der Hohlwelle eine Torsionsfeder untergebracht ist, die aber ständig in einer Richtung mehr oder weniger gespannt ist. Bei dieser Torsionsfeder handelt es sich um eine gewundene Biegefeder, welche an ihrem einen Ende mit einem Steuerungsteil und an ihrem anderen Ende mit einem feststehenden Maschinenteil verbunden ist. Diese Feder dient dazu, einen Steuerhebel gegen eine Kurvenscheibe anzudrücken.

Die Vorgreifermechanik einer Bogendruckmaschine muß sich in folgender Weise bewegen, nachdem ein Bogen vorn und seitlich ausgerichtet ist:

Sie muß den Bogen greifen, ihn möglichst weich bis auf die Umfangsgeschwindigkeit des Druckzylinders beschleunigen und dann an die Greifer auf dem Übergabe- oder dem Druckzylinder mit deren Umfangsgeschwindigkeit abgeben. Die dabei benutzte Greifermechanik muß danach angehalten und wieder zum Anlegetisch in der Weise zurückgeführt werden, daß sie dabei den Antrieb oder den Druckvorgang nicht stört. Am Anlegetisch muß die Vorgreifermechanik einen Augenblick stillstehen, bis sie den nächsten Bogen erfaßt hat.

Die üblichen Antriebsmechanismen für eine schwingende Vorgreifermechanik benutzen Gelenkmechanismen oder Kombinationen aus Lenkern und Nockenscheiben. Im allgemeinen werden konjugierte, also miteinander verbundene Nockenscheiben benutzt. Denn sie ermöglichen eine elastische Vorbelastung des Antriebs. Das vermindert einen Leergang im Mechanismus und verringert Fehler der Bewegung. Solche Nockenscheiben machen eine Gegenfeder unnötig. Diese Tatsache ist aber weniger bedeutend als die Vorbelastung des Mechanismus, die ein Spiel vermindert. Mit oder ohne Nockenschei-

»5 ben können jedoch die starken Kräfte und Momente, die die positive und die negative Beschleunigung der schwingenden Vorgreifermechanik erzeugen, die Quelle von Stoßen und Erschütterungen in der Druckmaschine sein, die dann den Druckvorgang

»ο stören.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Steuerung eines schwingenden Vorgreifers zu schaffen, die Stöße bei der Umkehr der Bewegung des schwingenden Vorgreifers vermeidet, um eine größere Laufruhe der Druckmaschine zu erzielen.

Die schwingende Bewegung einer Vorgreifermechanik weicht von der einfachen harmonischen Bewegung in verschiedenen wichtigen Gesichtspunkten ab. Denn die Vorgreifer müssen am Anlegetisch eine begrenzte Zeitspanne in Ruhe stehen, damit sie einen ausgerichteten Bogen genau und zwangsläufig erfassen. Außerdem sollen die Vorgreifer in ihrer entgegengesetzten Endstellung kurzzeitig in Ruhestellung bleiben, damit der vom Zylinder übernommene Bogen aus der Greiferbahn fortgezogen ist, bevor die Vorgreifermechanik nach dem Anlegetisch zurückschwingt. Ferner sind die Geschwindigkeit, die Beschleunigung und das Maß der Beschleunigungsänderung einer einfachen harmonischen Bewegung nicht notwendig, solche, die einen Bogen mit einem Mindestmaß an Kraft und Störung bewegen. Ferner muß die Geschwindigkeit der Vorgreifermechanik bei der Übergabe des Bogens an den Druckzylinder eine begrenzte Zeit konstant bleiben, um die Bogen stoßfrei an den Druckzylinder abzugeben. Außerdem hat die einfache harmonische Bewegung, wie sie durch ein Feder- und Masse-System erzeugt wird, eine einzige charakteristische Frequenz, während die Bewegung der Vorgreifer bei allen Arbeitsgeschwindigkeiten, bis zur höchsten Geschwindigkeit, der Druckmaschine zeitlich übereinstimmen muß.

Die Erfindung löst die ihr zugrunde liegende Aufgabe bei einer Vorrichtung der eingangs genannten Art dadurch, daß die Torsionsfeder als Torsionsstab ausgebildet und an der Hohlwelle derart befestigt ist, daß der Torsionsstab im Übertragungspunkt der Greiferstange entspannt und in den Umkehrpunkten maximal gespannt ist.

Hierdurch ist erreicht, daß die Maschine besonders schwingungsfrei arbeitet. Denn von den Nockenscheiben braucht in den Umkehrpunkten der Bewegung nur besonders wenig Energie aufgebracht zu werden, um das in den Umkehrpunkten zum Stillstand gebrachte schwingende System wieder in Gegenrichtung anzutreiben. In den Umkehrpunkten wird nämlich viel Spannungsenergie der Torsionsfeder in Bewegungsenergie umgesetzt. Darüber hinaus ist hierdurch ... auch erreicht, daß in den Umkehrpunkten beim

Wechsel der Antriebskraft von einer Nockenscheibe auf die andere Nockenscheibe keine Stöße durch Spiel zustande kommen, weil die Oberfläche der an einem Umkehrpunkt erneut als Antrieb wirksam werdenden Nockenscheibe die gleiche Bewegungsrichtung hat wie die an diese Oberfläche herankommende Rolle für die Abtastung der Nockenscheibenoberfläche.

Um nun eine bestmögliche Einstellung der Torsionsfeder erreichen zu können und diese Einstellung auch während des Laufes der Druckmaschine nachstellen zu können, ist es zweckmäßig, wenn das im Maschinenrahmen feste Ende des Torsionsstabes durch eine Hohlschraube hindurchgeführt und festgelegt ist, wobei die Hohlschraube koaxial mit einem Kugellager angeordnet ist, in dem ein Lagerzapfen der Hohlwelle lagert.

Baulich wird dieses besonders einfach, wenn die Hohlschraube in einer Bohrung des Maschinenrahmens axial verschiebbar, aber nicht drehbar ist.

Um nun in einfacher Weise die Einstellung und die Nachstellung der Torsionsfeder während des Betriebes durchführen zu können, ist es zweckmäßig, wenn die Hohlschraube über ein Schneckengetriebe axial verschiebbar ist.

Die Erfindung wird nun im einzelnen an Hand der Zeichnung beschrieben. Darin zeigt:

F i g. 1 schematisch eine schwingende Vorgreifermechanik an einer Druckmaschine und die konjugierten Nockenscheiben,

F i g. 2 eine Seitenansicht im Schnitt an einer Ausführungsform der Vorgreifermechanik und zusätzlich die zur Steuerung der Vorgreifermechanik dienenden konjugierten Nockenscheiben,

F i g. 3 eine teilweise im Schnitt und abgebrochen wiedergegebene Ansicht einer Vorgreifermechanik, die in den Seitenrahmen einer Druckmaschine gelagert ist, mit dem Torsionsstab,

F i g. 4 eine Ansicht in Richtung der Pfeile gemäß Linie 4-4 in F i g. 3. _

F i g. 5 ein Diagramm der tatsächlichen Momente der Vorgreifermechanik aufgetragen über dem Winkel, den die Vorgreifermechanik gegenüber dem Anlegetisch einnimmt.

In F i g. 1 bezeichnet das Bezugszeichen 10 einen Druckzylinder einer Offsetdruckmaschine. Ein Plattenzylinder 11, ein Drucktuchzylinder 12 und ein Übergabezylinder 13 arbeiten in der üblichen Weise mit dem Druckzylinder 10 zusammen. Die zu bedruckenden Bogen liegen auf dem Anlegetisch 14, und die hin und her gehende Vorgreifermechanik 15 überträgt einen Bogen vom Anlegetisch 14 auf die Greifer 16 des Druckzylinders 10. Der auf diese Weise übertragene Bogen wird bedruckt, sobald er zwischen dem Druckzylinder 10 und dem Drucktuchzylinder 12 durchläuft. Danach wird der Bogen von der Greifervorrichtung 17 desUbergabezylinders 13 übernommen. Die konjugierten, also miteinander verbundenen Nockenscheiben 18 und 20 laufen zeitlich übereinstimmend mit den Zylindern um und jede der Rollen 21 und 22 berührt ihre Nockenscheibe 18 oder 20. Infolgedessen schwingen die Arme 23 und 24 des Kniehebels 25 um den Zapfen 26. Mit dem Lenker 27 und der Schwinge 28 wird die schwingende Bewegung des Kniehebels 25 auf die Vorgreifermechanik 15 übertragen. .·.■■.

F i g. 2 zeigt eine Ausführungsform der schwingenden Greifervorrichtune einer Druckmaschine, welche die schematisch in F i g. 1 dargestellten Nockenscheiben 18, 20 aufweist. Ein Stirnzahnrad 30 des Druckzylinders 10 kämmt mit einem Stirnzahnrad 31, das auf einer Welle 32 sitzt, auf der auch die miteinander verbundenen Nockenscheiben 18 und 20 befestigt sind. Daher laufen die Nockenscheiben 18, 20 mit dem Druckzylinder 10 zeitlich übereinstimmend um. Die Rolle 21 liegt auf der Nockenscheibe 18 und die Rolle 22 auf der Nockenscheibe 20 ständig auf. Der Kniehebel 25 bewegt sich um seinen Zapfen 26 in der durch die Profile der Nockenscheibe 18, 20 bestimmten Weise hin und her. Der Lenker 27 überträgt die hin und her gehende Bewegung des Kniehebels 25 auf die Schwinge 28 und diese auf die Hohlwelle 34 der Voigreifermechanik 15.

Die Konstruktion und Arbeitsweise dieser Hohlwelle 34 wird an Hand der F i g. 3 beschrieben:

Die Hohlwelle 34 weist zwei Stirnteile 35 und 36 auf, die mit je einem Arm 37 versehen sind, in dem eine Greiferstange 38 gelagert ist

Auf dieser Greiferstange 38 sitzt eine Anzahl von Greif fingern 40. Sie arbeiten mit Greif zungen 41 zusammen und halten die Bogen fest, wenn die Vorgreifermechanik 15 sie auf den Druckzylinder 10 überträgt. Eine Nabe 42 steht aus dem Stirnteil 35 vor und ist in der üblichen Weise in dem Seitenrahmen 43 der Druckmaschine in einem Kugellager 44 gelagert. Dieses Kugellager 44 sitzt in einer Bohrung 45 des Seitenrahmens 43.

Der Stirnteil 36 weist gleichfalls eine Nabe 46 auf. Sie geht durch eine Bohrung 47 des zweiten Scitenrahmens 48. Die Nabe 46 lagert in einem Rollenlager 50. Der Außenring des Rollenlagers 50 liegt einerseits an einer Schulter in der Bohrung 47 und andererseits an einem Befestigungsring 51 an. Die Buchse 52, die Fig. 3 im Schnitt zeigt, ist das Ende der Schwinge 28. Diese Schwinge 28 kann starr an der Hohlwelle 34 dadurch befestigt werden, daß die Buchse 52 an der Nabe 46 mittels einer Scheibe 53 und einer Schraube 54 festgeklemmt wird. Die Buchse 52 berührt den Innenring des Rollenlagers 50. Andererseits liegt der Innenring fest an einem Ansatz 55 an, der an der Nabe 46 angearbeitet ist. Infolgedessen ist die Scheibe 53, die Buchse 52 und der innere Ring des Rollenlagers 50 fest mit der Nabe 46 der Hohlwelle 34 verbunden. ,

Es wird ein Speichermittel in Form eines Torsionsstabes 56 benutzt. Er ist in der Hohlwelle 34 angeordnet und darin unabhängig von der Hohlwelle 34 drehbar in dem Lager 58 einer Querwand 57 gelagert.

Das rechte Ende des Torsionsstabes 56 geht durch die Nabe 46 und durch die Scheibe 53. Er ist darin durch die Kerbverzahnung 60 gehalten. Demgemäß ist das rechte Ende des Torsionsstabes an der Hohlwelle 34 befestigt, da es mit der Scheibe 53 rillenverzahnt ist und die Scheibe 53 an der Nabe 46 der Hohlwelle 34 befestigt ist.

Das linke Ende des Torsionsstabes 56 geht durch die Nabe 42 und durch das Lager 61. Es kann sich unabhängig von der Nabe 42 drehen. Das durch das Lager 61 hindurchgehende Ende des Torsionsstabes ist mit einer äußeren Kerbverzahnung 62 versehen und steckt in einer Innenverzahnung einer axial verstellbaren Hohlschraube 63. Die Hauptmasse der Hohlschraube 63 ist außen kerbverzahnt und kann in einer Innenverzahnung 65 der Bohrung 45 gleiten. Daher kann sich die Hohlschraube 63 in Längsrichtung frei bewegen, aber nicht gegenüber dem Maschi-

ncnrahmcn 43 drehen. Die Nabe der Hohlschraubc 63 ist mit einem Außengewinde 66 versehen und kämmt mit einer Innenverzahnung eines Schneckenrades 67.

. Ein Deckel 68 ist am Maschinenrahmen 43 mit Schrauben 70 befestigt. Er bedeckt im wesentlichen das Schneckenrad 67, das sich zwischen dem Deckel 68 und dem Maschinenrahmen 43 um das Außengewinde der Hohlschraube 63 drehen läßt. In an dem Deckel 68 sitzenden Flanschen 71 (Fig. 4) ist eine Welle 72 gelagert. Auf ihr ist das Schneckenrad 73 befestigt. Es ist zwischen den beiden Flanschen 71 angeordnet und kämmt mit dem Schneckenrad 67. Das linke Ende der Welle 72 ist zur Aufnahme eines Schlüssels als Vierkant 74 ausgebildet.

Durch die axiale Verstellung der Hohlschraube 63 in der Bohrung 45 kann die wirksame Länge des Torsionsstabes 56 verändert werden.

Beim Betrieb der Vorgreifermechanik 15 werden die Hohlwelle 34, die Greiferstange 38, die Greiferfinger 40 und die Greiferzungen 41 durch die konjugierten Nockenscheiben-18 und 20 aus der Stellung A in der Nähe des Anlegetisches 14, die gestrichelt in Fig. 2 angedeutet ist, nach der in ausgezogenen Linien wiedergegebenen Stellung bewegt, in der der Bogen an den Druckzylinder 10 abgegeben wird. Die. Bewegung der Vorgreifermechanik 15 setzt sich dann von der Übergabestellung bis zur Stellung B fort, wo die Bewegung zum Stillstand kommt und dann ihre Richtung nach dem Anlegetisch 14 hin umkehrt.

Die hin und her gehende Bewegung der Vorgreifermechanik 15 mit der abwechselnden positiven und negativen Beschleunigung ist eine Quelle von Stoßen und Schwingungen in der Druckmaschine, die Störungen beim Druckvorgang mit sich bringen.

Die Vorgreifermechanik belastet das Antriebssystem während eines normalen Arbeitszyklus der Druckmaschine unterschiedlich. Die Wirkung dieser momentanen Belastung sind am besten an Hand der Fig. I zu erläutern. Die Vorgreifermechanik 15 befindet sich in der dargestellten Stellung in ihrer Ruhestellung am Anlegetisch 14. Die Greiferelemente 40 und 41 haben die Vorderkante eines ausgerichteten Bogens am Anlegetisch 14 erfaßt und die konjugierten Nockenscheiben 18, 20 sind dabei, die Vorgreifermechanik 15 zu beschleunigen, damit sie den Bogen an die Greifer 16 des gleichmäßig umlaufenden Druckzylinders 10 abgibt.

In diesem Augenblick bedingt das Drehmoment der Vorgreifermechanik 15 einen momentanen Stoß im Antrieb. Die Antriebsräder 31 bis 30 übertragen den Stoß auf den Druckzylinder 10. Das erzeugt einen schwachen Schlupf im Walzenspalt zwischen dem Druckzylinder 10 und dem Drucktuchzylinder 12. Dadurch entstehen beim Drucken Streifen durch Passerdifferenzen auf dem Bogen S im Punkt X.

Der momentane, auf den Drucktuchzylinder 12 übertragene Stoß läßt diesen leicht gegenüber dem Plattenzylinder 11 schlüpfen. Infolgedessen wird die im Punkt Y auf den Drucktuchzylinder 12 übertragene Farbe auch verzeichnet und in einer zweiten Streifenreihe sichtbar, die auf dem Bogen S um den Punkt Z entsteht.

Ähnliche Verhältnisse treten bei der negativen Beschleunigung der Vorgreifermechanik 15 am Ende der Bogenzuführung auf und ebenfalls bei der positiven und negativen Beschleunigung während der Umkehr der Vorgreifermechanik 15.

Diese bei der schwingenden Bewegung der Vorgreifermechanik 15 auftretenden Störkräfte und -momente werden durch die vorgeschlagene Anordnung des Torsionsstabes 56 wesentlich vermindert, wenn nicht sogar ganz beseitigt.

Der Torsionsstab ist an dem einen Ende, an dem die Schwinge 28 angreift, durch die Kerbverzahnung 60 mit der Hohlwelle 34 verbunden. Sie ist an ihrem anderen Ende durch die Kerbverzahnung 62 mit der

ίο einstellbaren Hohlschraube 63 verbunden, deren Umfangsfläche die äußere Kerbverzahnung 64 aufweist, die in die Gegenverzahnung 65 der Bohrung 45 eingreift. Bei der negativen Beschleunigung, die bei der hin und her gehenden Bewegung der Vorgreifermechanik 15 jeweils auftritt, wird dcrTorsionsstab56 in der Weise lordiert, daß er Energie speichert.

Die Torsion erreicht ihren Höchstwert an der Kerbverzahnung 60, mit der der Torsionsstab 56 in der Hohlwelle 34 befestigt ist. Sie nimmt ständig bis zu dem anderen Ende des Torsionsstabes ab, das die einstellbare Haltemutter 63 im Maschinenrahmen 43 hält. Bei der anschließenden positiven Beschleunigung der Vorgreifermechanik 15 wird die in dem Torsions- ί stab 56 gespeicherte Energie frei und unterstützt die Beschleunigung der Greiferstange 38. Die Freigabe der Energie, die in dem Torsionsstab gespeichert ist, setzt sich bis zum Übertragungspunkt fort. Dann wiederholt sich der Zyklus bei der anschließenden negativen Beschleunigung. Denn der Torsionsstab 56 wird wieder bis zu seiner höchsten Torsion tordiert. Diese ist an den Endpunkten Λ und B der hin und her gehenden Bewegung erreicht.

Wenn ein Torsionsstab benutzt wird, werden die Restkräfte und Momente, die durch dicNockenscheiben 18, 20 und Antricbslenkcr sowie durch die resultierende Bewegung der Vorgreifermechanik 15 erzeugt werden, auf ein Mindestmaß verkleinert.

Das kann an Hand der F i g. 5 am besten verstanden werden. Darin sind die Drehmomente graphisch in Abhängigkeit von der Winkelstellung der Vorgreifermechanik 15 in bezug auf den Anlegetisch 14 dargestellt sowie die ausgleichende Wirkung des Torsionsstabes 56. Die in der Fig. 5 auf der Abszisse stehenden Gradzahlen geben den Winkel an, den die Kurbel, weiche die Vorgreiferstange 38 trägt, gegenüber dem Anlegetisch 14 einnimmt. Die Ordinate enthält eine Einteilung von —6 über 0 bis + 6. Darin entspricht jede dieser Zahlen auf der Ordinate einem Wert von X · 1,1521 kg ■ cm.

Die von links oben kommende durchgezogene Linie 75 stellt die Momente der Vorgreifer bei der zunehmenden und bei der abnehmenden Beschleunigung der Vorgreifer dar, während die gestrichelte Linie 76 die Werte der entsprechenden Torsionsstabdrehung wiedergibt. Die Werte des Moments der Vorgreifer nehmen während der Beschleunigung ab, nämlich von der obersten linken Stellung bis annähernd 12° vor dem Übertragungspunkt T. In dem Bereich 12° vor dem Übertragungspunkt T bis ungefähr 12° nach diesem Punkt T bewegen sich die Vorgreifer mit gleichbleibender Geschwindigkeit. Sie entspricht der Umfangsgeschwindigkeit des Druckzylinders 10, damit der Bogen einwandfrei auf den Druckzylinder 10 übertragen wird.

In diesem Bereich der konstanten Vorgreifergeschwindigkeit ist das Moment Null. Der untere Teil der Linie 75 zeigt die Momente bei der negativen Beschleunicune. Diese Werte nehmen ab, bis der unterste

Punkt in der unteren rechten Ecke der F i g. 5 erreicht ist.

Wie man an der F i g. 5 erkennt, ist am Ende einer jeden hin und her gehenden Bewegung, wenn nämlich die Drehung der Vorgreifer am höchsten ist, der Torsionsstab auch am stärksten tordiert, und zwar ist der Torsionsstab gerade entgegengesetzt zum Moment tordiert. Beiderseits des Punktes Γ ist die Drehung des Torsionsstabes größer als das Drehmoment der Greifermechanik, da sich diese mit konstanter Geschwindigkeit bewegt. Der Unterschied ist in der Fig. 5 an den beiden, mit Doppellinien schraffierten Dreiecken angezeigt.

Die Erfindung ist hier beschrieben an einem Torsionsstab, der an einem Ende eine einstellbare Haltemutter aufweist, um damit die Federeigenschaften des Torsionsstabes zu verändern, um so ein Mindestmaß an Torsionsmomenten bei allen Arbeitsgeschwindigkeiten zu erhalten.

Für die Einstellung der wirksamen Länge des Torsionsstabes sind handbetätigte Mittel beschrieben. Verständlicherweise könnten auch automatische Mittel mit dem Druckmaschinenantrieb verbunden sein. Dann können die Charakteristiken des Torsionsstabes entsprechend, in Abhängigkeit von der Maschinengeschwindigkeit, verändert werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

409 622/220

Claims (4)

I 436 529 Patentansprüche:

1. Vorgreifersteueriing einer Bogendruckmuschine, deren Gieifeisiaiige an einer im Maschinenrahmen gelagerten Hohlwelle befestigt ist, und die um ihre Achse schwenkbar ist und in ihrem Inneren eine Torsionsfeder enthält, die an einem Ende mit der Hohlwelle und an dem anderen fest mit dem Maschinenrahmen verbunden ist, wobei die Hohlwelle über ein Hebelsystem von Npckenscheiben angetrieben ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Torsionsfeder als Torsionsstab (56) ausgebildet und an der Hohlwelle (34) derart befestigt ist, daß der Torsionsstab (56) im Übertragungspunkt der Greiferstange (38) entspannt und in den Umkehrpunkten maximal gespannt ist.

2. Vorgreifeisteuerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das im Maschinenrahmen (43) feste Ende des Torsionsstabes (34) durch eine Hohlschraube (63) hindurchgeführt und festgelegt ist, wobei die Hohlschraube (63) koaxial mit einem Kugellager (44) angeordnet ist, in dem ein Lagerzapfen (42) der Hohlwelle (34) lagert.

3. Vorgreifersteuerung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Hohlschraube (63) in einer Bohrung (45) des Maschinenrahmens (43) axial verschiebbar, aber nicht drehbar ist.

4. ■ Vorgreifersteuerung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Hohlschraube (63) über ein Schneckengetriebe (66, 67, 72, 73, 74) axial verschiebbar ist.