DE19814561A1 - Fluidzylinder für oszillierende Antriebe - Google Patents

Abstract

Ein Fluidzylinder für oszillierende Antriebe, insbesondere zur oszillierenden Verschiebung von Farbwalzen in Druckmaschinen, weist einen Kolben auf, der zwischen zwei Anschlägen im Bereich der Zylinderdeckel hin- und hergehend verschiebbar ist. Zur Verstellung des Kolbenhubes ist ein Stellmechanismus 32, 34, 36, 38 vorgesehen, der eine Verstellung der für den Hub des Kolbens 18 maßgeblichen Länge des Kolbens gestattet.

Description

Die Erfindung betrifft einen Fluidzylinder für oszillierende Antriebe, insbe­ sondere zur oszillierenden Verschiebung von Farbwalzen in Druckmaschinen, mit einem in einem Zylinder zwischen zwei durch Anschläge an den Zylin­ derdeckeln bestimmten Endstellungen hin- und hergehend verschiebbaren Kolben.

Zur oszillierenden Verschiebung von Farbwalzen in Druckmaschinen werden Pneumatikzylinder in unterschiedlichen Ausführungsformen verwendet. Die­ ser Anwendungsfall wird für die vorliegende Erfindung jedoch lediglich als Beispiel erwähnt, da die Erfindung auch auf andere Anwendungsmöglichkei­ ten abzielen soll. Beim oszillierenden Antreiben von Farbzylindern besteht im allgemeinen die Notwendigkeit einer Verstellung des Hubes, etwa zwischen 15 und 30 mm. Dabei ist es wesentlich, daß die Farbwalze die Mittelstellung ihrer oszillierenden Bewegung beibehält, also nicht insgesamt nach einer der Seiten verschoben wird. Bei den bekannten Lösungen werden zur Hubbegren­ zung Anschlagnocken in den Zylinder eingebracht, die von beiden Seiten her synchron verstellt werden müssen. Dies führt zu komplizierten Konstruktio­ nen, da eine absolut synchrone Verstellung der Anschlagnocken an den bei­ den Zylinderdeckeln gewährleistet sein muß. Selbstverständlich muß der zu­ gehörige Stellmechanismus der Anschlagkolben sorgfältig abgedichtet sein.

Bei vielen Einsatzfällen, wie auch dem hier erwähnten Beispiel des Farbwal­ zenantriebs, ist der Fluidzylinder zumeist unmittelbar mit der anzutreibenden Farbwalze verbunden. Das führt dazu, daß das entsprechende Ende des Zylin­ ders und der dort befindliche Zylinderdeckel von der Außenseite der Druck­ maschine her nur sehr schwer zugänglich sind. Dies gilt insbesondere bei Druckmaschinen, bei denen im Maschinengestell sehr beengte Platzverhält­ nisse herrschen.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Fluidzylinder der ein­ gangs genannten Art zu schaffen, der eine Hubverstellung des Kolbens unter Beibehaltung der Mittellage der Kolbenbewegung von nur einer Stirnseite des Zylinders her ermöglicht.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einem Fluidzylinder der hier darge­ stellten Art gelöst, der dadurch gekennzeichnet ist, daß der Kolben einen Stellmechanismus aufweist, der eine Verstellung der für den Hub des Kolbens maßgeblichen Länge des Kolbens gestattet.

Die Erfindung geht also nicht den Weg der herkömmlichen Lösungen, den Kolbenhub durch Verstellen äußerer Anschläge zu begrenzen, sondern verän­ dert den Kolbenhub durch eine von dem Kolben selbst ausgehende Längenän­ derung des Kolbens.

Zu diesem Zweck ist der Kolben vorzugsweise in zwei Teilkolben unterteilt, die in Axialrichtung spreizbar sind. Dadurch wird die Gesamtlänge des Kol­ bens vergrößert und damit der Hub verkürzt, während die Mittellage unver­ ändert bleibt. Dabei ist es nicht notwendig, den gesamten Kolben in Quer­ richtung in zwei Teilkolben zu unterteilen. Vielmehr besteht auch die Mög­ lichkeit, als Anschlag dienende Teile des Kolbens in beide Längsrichtungen synchron auszufahren.

Dabei ist es wesentlich, daß das angetriebene Teil, also etwa eine Farbwalze, mit einem Punkt des Kolbens verbunden wird, der an der Spreizung nicht teilnimmt, in bezug auf diese also neutral ist, so daß die zentrische Ausrich­ tung des angetriebenen Teils beibehalten bleibt.

Die Spreizbewegung kann durch einen Spindelantrieb oder auch pneumatisch oder hydraulisch hervorgerufen werden.

Bei einem Spindelantrieb läuft vorzugsweise durch einen der Zylinderdeckel koaxial der Schaft einer Spindel hindurch, die mit zentralen Bohrungen der Teilkolben oder Anschlagteile mit gegenläufigen Gewindeabschnitten in Ge­ windeeingriff steht, so daß durch Drehung der Spindel die Teilkolben oder die Anschlagteile auseinandergefahren und zusammengezogen werden kön­ nen. Die Spindel kann auch durch den gesamten Kolben und den anderen Zy­ linderdeckel hindurchgeführt sein. Da die Spindel die Kolbenteile zu beiden Seiten nach außen schiebt, ihrerseits aber in Längsrichtung nicht bewegt wird, stellt sie ein Teil des Kolbens dar, das seine zentrische Orientierung beibehält. Die Spindel und insbesondere deren der Handkurbel gegenüberlie­ gendes, aus dem Zylinderdeckel austretendes Ende eignet sich daher zur Be­ festigung des anzutreibenden Teils.

Die Teilkolben können konzentrische Ansätze aufweisen, die die entspre­ chenden Zylinderdeckel längs verschiebbar durchdringen und die Spindel aufnehmen.

Bei Verwendung von zwei Teilkolben und eines Spindelantriebs muß gewähr­ leistet sein, daß die Teilkolben sich im Zylinder nicht verdrehen, da sie an­ dernfalls rund ihres Gewindeeingriffs mit der Spindel eine Längsbewegung ausführen würden. Es ist daher eine Längsführung, etwa in der Form einer Führungsstange vorgesehen, die in die Zylinderdeckel eingesetzt ist und die Teilkolben in achsparalleler Richtung durchläuft.

Der erfindungsgemäße Zylinder ist vorzugsweise ein Pneumatikzylinder, je­ doch ist auch eine Ausführung als Hydraulikzylinder möglich.

Im folgenden werden bevorzugte Ausführungsbeispiele anhand der beigefüg­ ten Zeichnung näher erläutert.

Fig. 1 und 2 sind zwei Längsschnitte durch den erfindungsgemäßen Zy­ linder in zwei unterschiedlichen Einstellungen des Kol­ bens;

Fig. 3 ist eine Unteransicht zu Fig. 1 und 2;

Fig. 4 ist eine Stirnansicht auf den Zylinder von links in Fig. 3.

Ein erfindungsgemäßer Zylinder wird gebildet durch zwei quadratische Zy­ linderdeckel 10, 12, die durch einen Zylindermantel 14 verbunden sind. Die beiden Zylinderdeckel 10, 12 werden mit dem Zylindermantel 14 zusammen­ gespannt durch vier in den vier Ecken der quadratischen Zylinderdeckel vor­ gesehene Spannschrauben 16.

Wie aus Fig. 1 und 2 hervorgeht, befindet sich in dem Zylinder ein Kolben 18, der quer zu seiner Achsrichtung in zwei Teilkolben 20, 22 unterteilt ist. Die beiden Teilkolben sind durch nicht bezeichnete Dichtungen gegenüber dem Zylindermantel 14 abgedichtet. Beide Teilkolben 20, 22 weisen koaxiale, zy­ lindrische Ansätze 24, 26, die die jeweils zugehörigen Zylinderdeckel 10, 12 konzentrisch durchdringen und in den Zylinderdeckeln mit Hilfe von Lager­ buchsen 28, 30 längs verschiebbar gelagert und mit Hilfe von nicht bezeich­ neten Dichtungen abgedichtet sind. Die beiden Teilkolben 20, 22 und deren Ansätze 24, 26 weisen in ihrer gesamten Länge eine nicht bezeichnete Boh­ rung auf, in der eine Spindel 32 liegt. Die Spindel 32 ist außerhalb des Zylin­ ders rechts in Fig. 1 bis 3 mit einer Handkurbel 34 verbunden, die eine Dre­ hung der Spindel ermöglicht.

Die Spindel 32 weist innerhalb der Teilkolben 20, 22 gegenläufig gewendelte Gewindeabschnitte 36, 38 auf, während die äußeren Endabschnitte als glatter Schaft 40, 42 ausgebildet sind. Die gegenläufigen Gewindeabschnitte 36, 38 stehen mit entsprechenden Innengewindeabschnitten der Teilkolben 20, 22 in Gewindeeingriff. Eine Drehung der Spindel 32 bewirkt daher, daß die Teilkolben 20, 22 in Axialrichtung auseinandergeschoben oder zusammenge­ zogen werden, wie ein Vergleich von Fig. 1 und 2 zeigt. Durch eine axiale Spreizung des Kolbens, wie sie in Fig. 2 gezeigt ist, verkürzt sich der Hub des Kolbens in seiner Gesamtheit innerhalb des Zylinders entsprechend. Die Spindel 32 wird lediglich gedreht, jedoch in Axialrichtung nicht verschoben, so daß sie in bezug auf die Mittelposition der Kolbenbewegung neutral ist. Das gegenüber der Handkurbel aus dem Zylinder austretende Endstück der Spin­ del eignet sich also als Befestigungspunkt für das anzutreibende Teil, also et­ wa eine Farbwalze. Die Längenveränderung des Kolbens 18 im Zylinder führt zu einer Veränderung des Hubes um eine gleichbleibende Mittelstellung her­ um.

Da die Spindel 32 innerhalb der beiden Ansätze 24, 26 und der Teilkolben 20, 22 innerhalb der Ansätze 24, 26 eine Drehbewegung ausführt, während sich die Ansätze 24, 26 in bezug auf die Spindel nach außen bzw. innen ver­ schieben, sind an den äußeren Enden der Ansätze 24, 26 Lagerbuchsen 44, 46 vorgesehen, die den Schaft 40, 42 der Spindel 32 abstützen.

Da eine Verdrehung der Teilkolben 20, 22 in den Zylinder aufgrund ihres Ge­ windeeingriffs mit der Spindel 32 zugleich zu einer Axialverschiebung der Teilkolben und damit zu einer Veränderung der Kolbenlänge führen würde, ist eine Längsführung in der Form eines Führungsstabes 48 vorgesehen, der sich achsparallel durch den Zylinder erstreckt und dessen beide Enden in nicht bezeichnete Bohrungen der Zylinderdeckel 10, 12 eingelassen sind. Dieser Führungsstab 48 durchläuft die beiden Teilkolben 20, 22 in Bohrun­ gen, in denen sich Lagerbuchsen 50, 52 sowie nicht bezeichnete Dichtungen befinden.

Zur Dämpfung des Anschlags des Kolbens an den beiden Zylinderdeckeln sind in die entsprechenden Oberflächen der Zylinderdeckel 10, 12 Anschläge 54, 56 eingelassen, die leicht aus der entsprechenden Oberfläche der Lager­ deckel 10, 12 herausragen. Von diesen Anschlägen ist in Fig. 1 und 2 jeweils nur ein Anschlag gezeigt, jedoch befinden sich mehrere der Anschläge auf dem Umfang der Lagerdeckel.

In den beiden Lagerdeckeln 10, 12 befinden sich im übrigen Luftanschlüsse 58, 60, die in den Zeichnungen teilweise versetzt gezeichnet und in Fig. 1 und 2 nur gestrichelt angedeutet sind.

Die Handkurbel 34 ist mit Hilfe einer Schraube 62 lösbar an der Spindel 32 befestigt, so daß sie während des Betriebes abgenommen werden kann.

An dem Ende des auf der Maschinenseite aus dem Zylinder austretenden Schaft 40 der Spindel 32 ist ein insgesamt mit 64 bezeichneter Befestigungs­ mechanismus für das nicht dargestellte, anzutreibende Teil angedeutet. Diese Art der Befestigung wird deshalb gewählt, weil das anzutreibende Teil an ei­ ner in bezug auf die Spreizung neutralen Position des Kolbens 18 befestigt werden muß, da andernfalls die Mittenorientierung des Farbzylinders verlo­ ren ginge. Es liegt auf der Hand, daß die Voraussetzung dafür, daß die Spin­ del ihre Mittelstellung beibehält, die gleiche Gewindesteigung in den beiden gegenläufigen Gewindeabschnitten 36, 38 der Spindel 32 ist.

Es wurde bereits darauf hingewiesen, daß die Spreizung des Kolbens nicht notwendigerweise mit einer Spindel erfolgen muß. Es können auch andere Mechanismen, etwa Gestängemechanismen, oder die Spreizung kann durch Einführen von Hydraulikfluid in den Zwischenraum zwischen den Teilkolben herbeigeführt werden.

Entsprechendes gilt für den Fall, daß der Kolben nicht in seiner Gesamtheit geteilt ist, sondern synchron nach beiden Seiten ausfahrbare Anschlagteile aufweist.

Claims (11)

1. Fluidzylinder für oszillierende Antriebe, insbesondere zur oszillierenden Verschiebung von Farbwalzen in Druckmaschinen, mit einem in einem Zylin­ der zwischen zwei durch Anschläge (54, 56) an den Zylinderdeckeln (10, 12) bestimmten Endstellungen hin- und hergehend verschiebbaren Kolben (18), dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (18) einen Stellmechanismus (32, 34, 36, 38) aufweist, der eine Verstellung der für den Hub des Kolbens maßgeblichen Länge des Kolbens (18) gestattet.

2. Fluidzylinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Längen­ verstellung ein Spindelantrieb (32, 34, 36, 38) vorgesehen ist.

3. Fluidzylinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Längen­ verstellung ein Fluidantrieb vorgesehen ist.

4. Fluidzylinder nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (18) quer zu seiner Längsachse in zwei Teilkolben (20, 22) geteilt ist und daß die Teilkolben in Axialrichtung spreizbar sind.

5. Fluidzylinder nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß aus dem Kolben (18) aus beiden Stirnseiten Anschlagstücke synchron ausfahrbar sind.

6. Fluidzylinder nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß durch einen der Zylinderdeckel (10, 12) hindurch der Schaft (40, 42) einer Spindel (32) in den Zylinder eintritt, die mit entgegengesetzt gewendelten Gewindeab­ schnitten (36, 38) mit entsprechenden koaxialen Gewindebohrungen in den Teilkolben (20, 22) zusammenwirken.

7. Fluidzylinder nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß an der Spin­ del (32) eine Befestigungseinrichtung für das anzutreibende Teil vorgesehen ist.

8. Fluidzylinder nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Spindel (32) sich durch die Länge des Zylinders erstreckt und beide Zylinderdeckel (10, 12) verschiebbar durchläuft.

9. Fluidzylinder nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß von dem/den Teilkolben (20, 22) konzentrische zylindrische Ansätze (24, 26) aus­ gehen, die den/die Zylinderdeckel (10, 12) längs verschiebbar durchdringen und die Spindel (32) aufnehmen.

10. Fluidzylinder nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß im Zylinder eine Längsführung (48) zur Drehsicherung der Teilkolben (20, 22) vorgese­ hen ist.

11. Fluidzylinder nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Längs­ führung ein in die Zylinderdeckel (10,12) eingesetzter, achsparalleler, die Teilkolben (20, 22) durchdringender Führungsstab (48) ist.