DE19608448C1

DE19608448C1 - Kurvengetriebe mit einem periodisch umlaufenden Abtriebsglied

Info

Publication number: DE19608448C1
Application number: DE1996108448
Authority: DE
Inventors: Victor Dr Ing Hefftler; Guenter Dr Ing Weisbach
Original assignee: KBA Planeta AG
Current assignee: Koenig and Bauer AG
Priority date: 1996-03-05
Filing date: 1996-03-05
Publication date: 1997-08-28
Anticipated expiration: 2016-03-06

Description

Die Erfindung betrifft ein Kurvengetriebe mit einem periodisch umlaufenden Abtriebsglied für Verarbeitungsmaschinen, insbe sondere Druckmaschinen.

In Verarbeitungsmaschinen ist es häufig erforderlich, eine um laufende Antriebsbewegung in eine fortlaufende, periodisch um einen Mittelwert alternierende oder mit Rasten bzw. momentanen Stillständen versehene Bewegung umzuwandeln. Rundtischmaschinen bedingen z. B. für den Antrieb des Tisches eine solche Bewegung. In Bogendruckmaschinen werden, um einen in Ruhe befindlichen Bogen auf Druckzylindergeschwindigkeit zu beschleunigen, Bogen beschleunigungstrommeln verwendet, die periodisch mit einer um einen Mittelwert oder mit einer zwischen einer Rast und ei nem Maximalwert alternierenden Geschwindigkeit umlaufen. Zur Umwandlung einer umlaufenden Antriebsbewegung in eine fort laufende, periodisch um einen Mittelwert alternierende oder mit Rasten bzw. momentanen Stillständen versehene Bewegung werden in Verarbeitungsmaschinen Kurbelschleifengetriebe, Malteserge triebe, Differentialgetriebe, Planetengetriebe, Kurvengetriebe oder Schneckengetriebe verwendet. Im Druckmaschinenbau hat sich insbesondere beim Antrieb von Bogenbeschleunigungssystemen die Verwendung von ebenen Kurvengetrieben als günstig erwiesen, da durch diese große Massen in periodischen Zyklen bewegt werden können, wobei dynamisch günstige Bewegungsgesetze realisierbar sind. Diese Kurvengetriebe sind als dreigliedrige Getriebe aus gebildet und bestehen aus einem Gestell sowie einem Antriebsglied und einem Abtriebsglied. Das Antriebsglied setzt sich aus zwei fest miteinander verbundenen ebenen Kurvenscheiben zusammen, wäh rend das Abtriebsglied, das auch als Rollenstern bezeichnet wird, als Scheibe mit am Umfang angeordneten Kurvenrollen ausgebildet ist.

Dabei befinden sich die Kurvenrollen in den entsprechenden Kurvenkörperebenen (Formpaarung) und übernehmen wechselseitig die Bewegungsübertragung bzw. Zwangslaufsicherung (Volmer, Ge triebetechnik-Kurvengetriebe, VEB Verlag Technik, 2. Auflage, Berlin 1989, S. 102 ff.).

Nachteilig bei diesen Getrieben ist ihre komplizierte, masse behaftete (zwei Kurvenscheiben, zwei Rollensterne) und einen großen Bauraum beanspruchende Bauweise sowie die aus den perio dischen Bewegungen auf Grund der größeren Massen resultieren den Beschleunigungskräfte, die die Maximaldrehzahl begrenzen und die Tatsache, daß unkontrollierte Flankenwechsel auftreten.

Aufgabe der Erfindung ist ein Kuryengetriebe mit einem umlaufen den Abtriebsglied, welches eine raumsparende und starre Bauwei se gestattet sowie eine Steigerung der Maximaldrehzahl ermög licht, mit geringen Anforderungen hinsichtlich der Toleranzen und Justagegenauigkeit gefertigt werden kann und ausgeschlossen wird, daß in bestimmten Bereichen im Bewegungszyklus ein unkon trollierter Flankenwechsel auftritt.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch den kennzeichnenden Teil des ersten Anspruches gelöst.

Durch die erfindungsgemäße Lösung ist es möglich, mit einfachen Mitteln fertigungsbedingte Toleranzen auszugleichen und so ein den Anforderungen an die Laufgüte und die Laufruhe entsprechen des gattungsgemäßes Kurvengetriebe zu realisieren. Gleichzeitig wird durch die erfindungsgemäße Lösung erreicht, daß in vorgeb baren Bereichen innerhalb eines Bewegungszyklus des Getriebes ein unkontrollierter Flankenwechsel ausgeschlossen werden kann.

Doppelkurvenrollen sind an sich bekannt. So betrifft z. B. die GB 1 112 917 zwei mittels eines Kraftspeichers verschiebbare Rollen und aus der DE-PS 8 30 270 geht eine Doppelkurvenrolle hervor, deren auf einem gemeinsamen Rollenbolzen angeordnete Rollen senkrecht zur Längs achse des Rollenbolzens verstellbar sind.

Nachstehend soll die Erfindung an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. In den zugehörigen Zeichnungen zeigen

Fig. 1 das Getriebeschema

Fig. 2 die schematische Darstellung einer Ausführungsform des Getriebes in der Draufsicht

Fig. 3 eine Schnittdarstellung gem. Fig. 2 in der Seitenan sicht

Fig. 4 die Lagerung einer Doppelkurvenrolle

Fig. 5 einen Schnitt A-A gem. Fig. 2.

In Fig. 1 ist das erfindungsgemäße Getriebeschema dargestellt. Im Gestellpunkt A_o ist das Antriebsglied 1 gelagert, welches mit einem Antriebswinkel ϕ stetig umläuft. Das Antriebsglied 1 weist biegesteif miteinander verbundene, in sich geschlossene Kurvenkonturen K1, K2, K3 auf. Mit den Kurvenkonturen K1, K2, K3 stehen Kurvenrollen R1, R2, R3 mittels Formschluß in Wirkverbin dung, die am Abtriebsglied 2 angelenkt sind und mit ihren Anlenk punkten auf den Grundkreisradien r1, r2, r3 liegen, wobei das Ab triebsglied 2 im Gestellpunkt B_o gelagert ist. Der Abstand zwi schen dem Gestellpunkt A_o des Antriebsgliedes 1 und dem Gestell punkt B_o des Abtriebsgliedes 2 wird als Gestellabstand G bezeich net. Durch Elementenerweiterung ist der Gestellpunkt B_o auf dem Zapfen des Gelenks A_o angeordnet.

Das Abtriebsglied 2 ist als biegesteifer Rollenstern mit der Rol lenhebellänge 1 ausgebildet und läuft gleichsinnig zum Antriebs glied 1 mit dem Abtriebswinkel Ψ um. Dabei beschreiben jeweils die Berührungspunkte der Kurvenrollen R1, R2, R3 mit den zugehöri gen Kurvenkonturen K1, K2, K3, bedingt durch das mit einem An triebswinkel ϕ umlaufende Antriebsglied 1, die Kurvenzüge X1, X2, X3.

Die Ausbildung der Kurvenkonturen K1, K2, K3 resultiert aus dem einerseits zu realisierenden Bewegungsgesetz, andererseits aus den gewählten geometrischen Abmessungen des Getriebes sowie der absoluten Anfangslage des Abtriebsgliedes 2.

Durch die Anordnung von mindestens zwei Kurvenrollen R am Ab triebsglied 2 wird Formschluß gesichert und erreicht, daß die Bewegungsübertragung sowie Zwanglauf gewährleistet werden. Ei ne Verbesserung der Bewegungsübertragung wird durch ein Abtriebs glied 2 mit drei Kurvenrollen R erreicht.

In den Fig. 2 und 3 ist die konstruktive Ausführung eines erfindungsgemäßen Kurvengetriebes schematisch dargestellt. Der Zapfen 3 des Gestellpunktes A_o ist ortsfest angeordnet und nimmt das durch nicht dargestellte Mittel angetriebene und stetig mit dem Antriebswinkel ϕ umlaufende Antriebsglied 1, das als Kreisscheibe ausgebildet ist, auf. Der Zapfen 3 dient gleichzeitig zur Aufnahme des Gestellpunktes B_o, der als Lager zapfen 4 ausgebildet ist und das Abtriebsglied 2 drehbeweglich aufnimmt. Das Abtriebsglied 2 ist als gleichseitiges Dreieck aus gebildet und an den Eckpunkten mit Rollenbolzen 5.1, 5.2, 5.3 versehen.

Die Mittelpunkte M1, M2, M3 der Rollenbolzen 5.1, 5.2., 5.3 wei sen gleiche Abstände zueinander auf. Die Rollenbolzen 5.1, 5.2, 5.3 sind mit Kurvenrollen R1, R2, R3 versehen, die in Wirkver bindung mit den Kurvenkonturen K1, K2, K3 stehen und so dem auf geprägten Bewegungsgesetz folgend das Abtriebsglied 2 mit ei nem Abtriebswinkel Ψ antreiben. Das Abtriebsglied 2 ist im La gerpunkt B₀, der im Zapfen 3 vorgesehen ist, mittels eines Lager zapfens 4 drehbar angeordnet und durch einen Mitnehmer 7 mit ei nem Arbeitsglied 6, das z. B. als Bogenbeschleunigungssystem aus gebildet sein kann, verbunden. Das Arbeitsglied 6 ist ebenfalls drehbar auf dem Lagerzapfen 4 angeordnet.

Eine der drei Kurvenrollen R1, R2, R3 - im Ausführungsbeispiel wurde die an der Kurvenkontur K3 angreifende Kurvenrolle R3 aus gewählt - ist als eine eine erste Kurvenrolle 14 und eine zwei te Kurvenrolle 15 aufweisende Doppelkurvenrolle ausgebildet, wobei die Kurvenrollen 14 und 15 so auf dem Lagerbolzen 5.3 angeordnet sind, daß sie durch entgegengesetzt wirkende Kraft speicher 8 - im Ausführungsbeispiel wurden Druckfedern vorge sehen - in entgegengesetzter Richtung aus einer Mittelpunktlage und entgegen der Wirkung in diese Lage zurückgeführt werden können, wobei in der Mittelpunktlage die Mittelpunkte 14.1 und 15.1 der Kurvenrollen 14 und 15 mit dem Mittelpunkt M3 des Rollenbolzens 5.3 zusammenfallen.

In den Fig. 4 und 5 ist eine mögliche konstruktive Ausfüh rungsform gezeigt. Der im Abtriebsglied 2 fixierte Rollenbol zen 5.3 mit dem Mittelpunkt M3 weist parallel zueinander ver laufende Lagerflächen 9 auf. Diese Lagerflächen 9 korrespon dieren mit Führungsflächen 10 von Lagerrollen 11, von denen je weils eine drehfest mit der Kurvenrolle 14 bzw. 15 verbunden ist. Die durch die Führungsflächen 10 und die Anschlagflächen 12 und 13 in den Lagerrollen 11 gebildete Aussparung ist so bemessen, daß die Lagerrollen 11 unter der Wirkung von den im Rollenbolzen 5.3 vorgesehenen Kraftspeichern 8 um einen Weg s verschoben und gegen die Wirkung der Kraftspeicher 8 in die Ausgangslage, in der die Mittelpunkte 14.1 und 15.1 der Kur venrollen 14 und 15 mit dem Mittelpunkt M3 des Rollenbolzens 5.3 zusammenfallen, zurückgeführt werden können.

Läuft das Abtriebsglied 2, angetrieben durch Antriebsglied 1, beginnend in der in Fig. 1 gezeigten Lage mit dem Abtriebs winkel Ψ um, wird beim Bewegen der als Doppelrolle ausgebil deten Kurvenrolle R3 durch den Kurvenbereich K3.1 die erste Kurvenrolle 14 entgegen der Wirkung des Kraftspeichers 8 ver schoben und damit gesichert, daß die Kurvenrolle R1 sicher im Kurvenbereich K1.1 anliegt.

Entsprechend wird beim Durchlaufen der Kurvenrolle R3 durch den Kurvenbereich K3.2 die zweite Kurvenrolle 15 entgegen der Wirkung des Kraftspeichers 8 verschoben und damit erreicht, daß die Kurvenrolle R2 im Kurvenabschnitt K2.1 sicher anliegt. Damit ist ein unkontrollierter Flankenwechsel in den Kurven abschnitten K1.1 und K2.1 ausgeschlossen. Wird nun z. B. als Arbeitsglied 6 ein Bogenbeschleunigungssystem vorgesehen, das zwei kritische Bewegungsphasen - Bogenübernahme und Bogen übergabe - aufweist, kann gesichert werden, daß in diesen Be wegungsphasen ein unkontrollierter Flankenwechsel ausgeschlos sen ist.

Im Ausführungsbeispiel gem. Fig. 2 wird gezeigt, daß die Wirk richtung der Kraftspeicher 8 etwa parallel zu einer die Mittel punkte M1 und M2 verbindenden Geraden g verläuft. Es ist aber auch möglich, z. B. durch Verdrehen des Rollenbolzens 5.3 im Ab triebsglied 2, die Wirkrichtung geneigt zur Geraden g vorzusehen und damit die Kurvenabschnitte innerhalb der Kurvenkonturen K1, K2 zu verändern, in denen ein unkontrollierter Flankenwechsel ver mieden wird. Eine Einstellmöglichkeit ist auch dadurch gegeben, daß die Wirkrichtung der Kraftspeicher 8 in einem Winkelbereich von max. 10 zueinander geneigt verlaufend angeordnet werden, in dem z. B. der Rollenbolzen 5.3 im Bereich zwischen der ersten Kur venrolle 14 und der zweiten Kurvenrolle 15 geteilt ausgeführt wird und die Teilstücke zueinander verdreht werden.

Bezugszeichenliste

1 Antriebsglied
2 Abtriebsglied
3 Zapfen
4 Lagerzapfen
5.1 Rollenbolzen
5.2 Rollenbolzen
5.3 Rollenbolzen
6 Arbeitsglied
7 Mitnehmer
8 Kraftspeicher
9 Lagerfläche
10 Führungsfläche
11 Lagerrolle
12 Anschlagfläche
13 Anschlagfläche
14 erste Kurvenrolle
14.1 Mittelpunkt
15 zweite Kurvenrolle
15.1 Mittelpunkt
A_o Gestellpunkt des Antriebsgliedes
B_o Gestellpunkt des Abtriebsgliedes
K1 Kurvenkontur
K1.1 Kurvenabschnitt
K2 Kurvenkontur
K2.2 Kurvenabschnitt
K3 Kurvenkontur
K3.1 Kurvenabschnitt
K3.2 Kurvenabschnitt
R1 Kurvenrolle
R2 Kurvenrolle
R3 Kurvenrolle
X1 Kurvenzug
X2 Kurvenzug
X3 Kurvenzug
M1 Mittelpunkt des Rollenbolzens 5.1
M2 Mittelpunkt des Rollenbolzens 5.2
M3 Mittelpunkt des Rollenbolzens 5.3
s Weg
ϕ Antriebswinkel
Ψ Abtriebswinkel
g Gerade
l Rollenhebellänge
G Gestell
r1 Grundkreisradius
r2 Grundkreisradius
r3 Grundkreisradius

Claims

1. Kurvengetriebe mit einem periodisch umlaufenden Abtriebsglied für Verarbeitungsmaschi nen, insbesondere Druckmaschinen,

- das Kurvengetriebe weist ein Gestell (G), ein im Gestellpunkt (A_o) gelagertes Antriebsglied (1) und im Gestellpunkt (B_o) gelagertes Abtriebsglied (2) auf,
- das Antriebsglied (1) weist drei ebene, in sich geschlossene Kurvenzüge (K1, K2, K3) auf,
- mit den Kurvenzügen (K1, K2, K3) stehen Kurvenrollen (R1, R2, R3) des Abtriebsgliedes in Wirkverbindung,
- die Kurvenrollen (R1, R2, R3) weisen gleiche Abstände zueinander auf,
- eine der Kurvenrollen (R1, R2, R3) ist als eine eine erste Kurvenrolle (14) und eine zweite Kurvenrolle (15) aufiveisende Doppelkurvenrolle ausgebildet,
- die erste Kurvenrolle (14) und die zweite Kurvenrolle (15) der Doppelkurvenrolle sind auf einem gemeinsamen Rollenbolzen (5.3) angeordnet,
- die erste Kurvenrolle (14) und die zweite Kurvenrolle (15) sind durch Kraftspeicher (8) in entgegengesetzter Richtung senkrecht zur Längsachse des Rollenbolzens (5.3) aus einer Mittelpunktlage und entgegen der Wirkung der Kraftspeicher (8) in diese Lage zurück verschiebbar ausgeführt,
- die Gestellpunkte (A_o, B_o) liegen in ihrer Projektion auf der durch das Abtriebsglied (2) gebildeten Ebene innerhalb der durch die Berührungspunkte der Kurvenkonturen (K) des Antriebsgliedes (1) mit den Kurvenrollen (R1, R2, R3) des Abtriebsgliedes (2) durch die Rotation des Antriebsgliedes (1) gebildeten Kurvenzüge (X).

2. Kurvengetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wirkungsrichtung der Kraftspeicher (8) einstellbar aus geführt ist.

3. Kurvengetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wirkungsrichtung der Kraftspeicher (8) zueinander ein stellbar ausgeführt ist.

4. Kurvengetriebe nach Anspruch 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Wirkungsrichtung der Kraftspeicher (8) in einem Win kel von max. 10° verstellbar zueinander ausgeführt ist.

5. Kurvengetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß einer der den Kurvenrollen (R1, R2, R3) zugeordneter Rollen bolzen (5.1, 5.2, 5.3) mit Lagerflächen (9) versehen ist, die mit Führungsflächen (10) einer ersten Kurvenrolle (14) und einer zweiten Kurvenrolle (15) korrespondieren und den Kurvenrollen (14, 15) jeweils ein die Kurvenrollen (14, 15) in entgegengesetzter Richtung verschiebbarer Kraftspeicher (8) zugeordnet ist.

6. Kurvengetriebe nach Anspruch 1 und 5, dadurch gekennzeich net, daß die Kraftspeicher (8) als Druckfedern ausgebil det sind.

7. Kurvengetriebe nach Anspruch 1 und 5, dadurch gekennzeich net, daß der mit Lagerflächen (9) versehene Rollenbolzen (5.1, 5.2, 5.3) verdrehbar angeordnet ist.

8. Kurvengetriebe nach Anspruch 1 und 5, dadurch gekennzeich net, daß der ersten Kurvenrolle (14) und der zweiten Kur venrolle (15) getrennt voneinander angeordnete Lagerflä chen (9) zugeordnet sind, die verdrehbar zueinander vorge sehen sind.