DE19843066A1 - Einrichtung zur Umstellung auf Schöndruck oder Schön- und Widerdruck an einer Bogenrotationsdruckmaschine - Google Patents

Abstract

Bei einer Bogenrotationsdruckmaschine mit mehreren Druckwerkseinheiten, die durch einen geschlossenen Räderzug mit zwischen einem Rad (4) einer Wendetrommel (WT) und einem Rad (5) eines Druckzylinders (DZ) angeordneten Zwischenrädern (6, 7, 8), wobei zwei Zwischenräder (7, 8) koaxial nebeneinander angeordnet und durch eine Regeleinrichtung miteinander verbunden sind, besteht die Regeleinrichtung aus einem Harmonic-Drive-Differentialgetriebe (9), dessen ineinander greifende Zahnringe jeweils mit einem der beiden koaxialen Zwischenräder (7, 8) drehfest verbunden sind und dessen elliptische Scheibe zur Durchführung einer Phasenverschiebung mittels eines Stellmotors (11) verstellbar ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Umstellung auf Schöndruck oder Schön- und Widerdruck an einer Bogenrota­ tionsdruckmaschine mit mehreren Druckwerkseinheiten, die durch einen geschlossenen Räderzug mit zwischen einem Rad einer Wendetrommel und einem Rad eines Druckzylinders ange­ ordneten Zwischenrädern, wobei zwei der Zwischenräder koaxial nebeneinander angeordnet und durch eine Regelein­ richtung miteinander verbunden sind.

Bei umstellbaren Schön- und Widerdruckmaschinen werden die Druckbogen vom Druckzylinder mittels an der Wendetrommel angeordneten Greifern an der Vorderkante oder an der Hin­ terkante erfasst. Zur Umstellung der Maschine von Schön­ druck auf Schön- und Widerdruck sowie zur Einstellung auf verschiedene Formatgrößen ist es erforderlich, daß an der entsprechenden Maschineneinheit eine Phasenverschiebung zwischen den Rädern des Räderzugs durchgeführt wird.

Aus der DE 41 32 250 C2 ist eine Einrichtung der eingangs genannten Art zur Durchführung einer solchen Phasenver­ schiebung bekannt. Die Regeleinrichtung besteht hierbei aus zwei über ihre Stege gekoppelten Planeten getrieben, wobei das Hohlrad des einen Planetengetriebes durch eine Positio­ nier- und Bremseinrichtung verstellbar ist und die mit den Zwischenstirnrädern verbundenen Wellen mit Hilfe einer Klemmeinrichtung kuppelbar sind. Diese bekannte Gestaltung der Regeleinrichtung ist sehr aufwendig.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die sich durch einen geringen Bauaufwand auszeichnet.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die Regeleinrichtung aus einem Harmonic-Drive-Differentialge­ triebe besteht, dessen ineinander greifende Zahnringe jeweils mit einem der beiden koaxialen Zwischenräder dreh­ fest verbunden sind und dessen elliptische Scheibe zur Durchführung einer Phasenverschiebung verstellbar ist.

Harmonic-Drive-Differentialgetriebe sind seit langem bekannt. Durch die erfindungsgemäße Anordnung eines Harmo­ nic-Drive-Differentialgetriebes in einer Bogenrotations­ druckmaschine der angegebenen Art wird der Bauaufwand der Einrichtung zur Umstellung auf Schöndruck oder Schön- und Widerdruck erheblich reduziert. Das Harmonic-Drive- Differentialgetriebe besteht nur aus wenigen Bauteilen und zeichnet sich durch einen einfachen und robusten Aufbau aus. Insbesondere in seiner Flachbauform kann es zwischen den Zwischenrädern angeordnet werden, wobei die Zahnringe unmittelbar mit den Zwischenrädern durch Schrauben verbun­ den werden. Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß Harmo­ nic-Drive-Getriebe kein Spiel in der Verzahnung aufweisen. Zur Gewährleistung der erforderlichen Übertragungsgenauig­ keit des Räderzugs beim Betrieb der Druckmaschine ist es daher nicht erforderlich, die beiden koaxialen Zwischenrä­ der zusätzlich durch eine Kupplung kraftschlüssig miteinan­ der zu verspannen. Harmonic-Drive-Getriebe besitzen ferner eine Positioniergenauigkeit von weniger als einer Winkelmi­ nute und eine Wiederholgenauigkeit von nur wenigen Winkel­ sekunden, so daß das Umstellen von Schöndruck auf Wider­ druck und umgekehrt mit der erforderlichen hohen Genauig­ keit erreichbar ist. Das hohe Untersetzungsverhältnis zwi­ schen der elliptischen Scheibe und den Zahnringen begün­ stigt die Verstellung mittels eines Stellmotors. Die Eigen­ schaften des Harmonic-Drive-Getriebes machen es weiterhin möglich, eine Phasenverschiebung während des Betriebs der Druckmaschine durchzuführen, und den Umfang der Schönseite zur Widerdruckseite zu registern. Diese Möglichkeit ist bei den bekannten Umstelleinrichtungen wegen der im Druckbe­ trieb erforderlichen Verspannung der verstellbaren Räder nicht gegeben. Die erfindungsgemäße Einrichtung erlaubt es auch, mehrere Wendungen in einer Maschine hintereinander anzuordnen, da der Winkel der Phasenverschiebung bei der Umstellung beliebig sein kann. Für den Räderzug sind dabei jeweils nur zwei Verzahnungsebenen notwendig, wenn man die Verzahnung des Harmonic-Drive-Getriebes unberücksichtigt läßt.

Besonders vorteilhaft ist eine Ausgestaltung der Erfindung bei der die elliptische Scheibe des Harmonic-Drive-Diffe­ rentialgetriebes während des Betriebs der Bogenrotations­ druckmaschine abgesehen von einer Verstellung zur Register­ korrektur stillsteht. Das Übersetzungsverhältnis des Harmo­ nic-Drive-Differentialgetriebes ist hierbei je nach Anord­ nung größer Eins oder kleiner Eins. Die Getriebestufen der Zwischenräder werden daher so ausgelegt, daß sie insgesamt das reziproke Übersetzungsverhältnis haben, so daß sich ein Gesamtübersetzungsverhältnis von Eins zwischen den Rädern der Wendetrommel und des Druckzylinders ergibt.

Eine andere Ausgestaltung der Erfindung kann vorsehen, daß die elliptische Scheibe während des Betriebs der Bogenrotationsdruckmaschine synchron mit den Zahnringen umläuft. In diesem Fall, d. h. ohne Relativbewegung zwischen der elliptischen Scheibe und den Zahnringen verhält sich das Harmonic-Drive-Getriebe wie eine starre Kupplung, so daß die Zwischenräder für ein Übersetzungsverhältnis 1 : 1 auszulegen sind. Um das synchrone Umlaufen der elliptischen Scheibe mit den Zahnringen zu gewährleisten, kann diese durch eine Kupplung, z. B. eine Reibungskupplung, mit einem der Zahnringe gekuppelt sein. Zum Verstellen der ellipti­ schen Scheibe ist dann das Lösen der Kupplung bzw. eine Überwindung des Reibmoments der Reibungskupplung erforder­ lich.

Aus baulichen Gründen und um die Biegebeanspruchung der Wellen der Druckzylinder und der Wendetrommel klein zu hal­ ten, ist man bestrebt, die Räder der Druckzylinder und der Wendetrommel in einer einzigen nahe am Maschinenständer liegenden Ebene anzuordnen. Bei der erfindungsgemäßen Ein­ richtung zur Umstellung auf Schöndruck oder Schön- und Widerdruck kann dies vorteilhaft dadurch erreicht werden, daß zwischen dem Rad der Wendetrommel und den Rädern der beiden der Wendetrommel benachbarten Druckzylinder jeweils vier Zwischenräder auf zwei Zwischenwellen paarweise neben­ einander angeordnet sind, wobei die Zwischenräder einer der Wendetrommel nachgeordneten Zwischenwelle durch die inein­ ander greifenden Zahnringe eines Harmonic-Drive-Differenti­ algetriebes miteinander verbunden sind, dessen elliptische Scheibe zur Durchführung einer Phasenverschiebung verstell­ bar ist und wobei die Zwischenräder der übrigen Zwischen­ wellen drehfest miteinander verbunden sind. Bei Druckwerken mit doppelt großen Druckzylindern und doppelt großer Wende­ trommel und dementsprechend doppelt großen Rädern an den Druckzylindern kann bei der vorstehend angegebenen Anord­ nung von Zwischenrädern das Rad der Wendetrommel einfach groß ausgeführt sein, wobei die durch die Zwischenräder gebildeten Getriebestufen so auszulegen sind, daß der erforderliche Synchronlauf von Wendetrommel und Druckzylin­ dern gegeben ist. Durch den Zwischenraum zwischen dem ein­ fach großen Rad und der doppelt großen Wendetrommel wird hierdurch ein Bauraum für die Zwischenräder und die Zwi­ schenwellen gewonnen. Eine weitere Vereinheitlichung kann hierbei noch dadurch erreicht werden, daß die auf den dem Rad der Wendetrommel benachbarten Zwischenwellen angeordne­ ten Zwischenräder, die mit einem Zwischenrad der anderen Zwischenwellen gepaart sind, ebenfalls als einfach große Räder ausgeführt sind.

Will man hingegen die Räderzahl und damit die Zahl der Zahneingriffsstellen möglichst klein halten, so kann vorge­ sehen sein, daß das Rad der Wendetrommel und das Rad des nachfolgenden Druckzylinders in zwei nebeneinander liegen­ den Ebenen angeordnet sind. Dies erfordert jedoch ein Dop­ pelrad an dem der Wendetrommel vorausgehenden Druckzylin­ der.

Die Räder der Wendetrommel und des Druckzylinders und die Zwischenräder sind vorzugsweise als Stirnräder ausgebildet.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbei­ spielen näher erläutert, die in der Zeichnung dargestellt sind. Es zeigen

Fig. 1 eine schematische Darstellung der Abwicklung eines Räderzugs mit Umstelleinrichtung für drei Einheiten einer Bogenrotationsdruckmaschine,

Fig. 2 eine Darstellung der Teilkreise des Räderzugs gemäß Fig. 1,

Fig. 3 ein schematischer Axialschnitt durch das Harmo­ nic-Drive-Differentialgetriebe,

Fig. 4 ein schematischer Radialschnitt durch das Harmo­ nic-Drive-Differentialgetriebe,

Fig. 5 eine schematische Darstellung der Abwicklung des Räderzugs eines weiteren Ausführungsbeispiels einer Umstelleinrichtung für eine Bogenrotations­ druckmaschine

Fig. 6 eine Darstellung der Teilkreise des Räderzugs gemäß Fig. 5.

Der in den Fig. 1 und 2 dargestellte Räderzug weist fünf Räder 1-5 gleichen Durchmessers auf, die mit einer Stirn­ radverzahnung versehen sind. Die Räder 1, 3 und 5 sind jeweils einem Druckzylinder DZ zugeordnet. Das Rad 2 ist einer Transfertrommel TF und das Rad 4 einer Wendetrommel WT zugeordnet. Das Rad 3 ist als Doppelrad ausgebildet. Die Räder 1-4 stehen unmittelbar miteinander in Eingriff. Zwi­ schen den axial versetzt angeordneten Rädern 4 und 5 sind als Stirnräder ausgebildete Zwischenräder 6, 7, 8 angeord­ net. Das Zwischenrad 6 ist einerseits mit dem Rad 4 der Wendetrommel und andererseits mit dem Zwischenrad 7 in Ein­ griff. Die Zwischenräder 7 und 8 sind koaxial nebeneinander angeordnet und das Zwischenrad 8 ist mit dem Rad 5 gepaart. Die drehmomentübertragende Verbindung zwischen den Zwi­ schenrädern 7 und 8 wird durch ein Harmonic-Drive-Differen­ tialgetriebe 9 gebildet, das zwischen den Zwischenrädern 7, 8 und mit diesen auf einer gemeinsamen Welle 10 angeordnet ist. Die Zahnringe des Getriebes 9 sind jeweils mit einem der Zwischenräder 7 bzw. 8 drehfest verbunden. Eine drehfe­ ste Verbindung besteht ferner zwischen der elliptischen Scheibe des Getriebes 9 und der Welle 10, die mit Hilfe eine Stellmotors 11 drehwinkelgenau verstellbar ist.

Der prinzipielle Aufbau und die Funktionsweise des an sich bekannten Harmonic-Drive-Differentialgetriebes 9 wird nach­ folgend anhand der Fig. 3 und 4 näher erläutert. Im Zen­ trum des Getriebes 9 befindet sich eine elliptische starre Scheibe 12 mit zentrischer Nabenbohrung und aufgezogenem elliptisch verformbarem Spezialkugellager. Auf dem Spezial­ kugellager ist eine zylindrische und elliptisch verformbare Stahlbüchse 14 mit Außenverzahnung gelagert. Die Stahl­ büchse 14 ist von zwei nebeneinander liegenden zylindri­ schen Ringen 15, 16 mit einer Innenverzahnung umgeben, die spielfrei in die Außenverzahnung der zylindrischen Stahl­ büchse 14 eingreift. Der Ring 15 hat die gleiche Zähnezahl wie die Stahlbüchse 14 und der Ring 16 hat eine um zwei Zähne größere Zähnezahl als die Stahlbüchse 14. Wird die elliptische Scheibe 12 in der Stahlbüchse 14 gedreht, so verlagern sich die Ellipsenhauptachsen und damit der Zahneingriffsbereich. Da die Stahlbüchse 14 zwei Zähne weniger als der Ring 16 besitzt, vollzieht sich nach einer halben Umdrehung der Scheibe 12 eine Relativbewegung zwi­ schen der Stahlbüchse 14 und dem Ring 16 um die Größe eines Zahnes, nach einer ganzen Umdrehung um die Größe zweier Zähne. Gegenüber dem Ring 15 ändert sich die Lage der Stahlbüchse 14 hingegen nicht, da beider Zähnezahlen gleich sind. Eine Drehung der Scheibe 12 bewirkt somit eine Rela­ tivbewegung zwischen den Ringen 15, 16 und den mit diesen verbundenen Zwischenrädern 7, 8 und damit eine Phasenver­ schiebung zwischen dem Rad 4 der Wendetrommel und dem Rad 5 des Druckzylinders. Dabei ergibt sich eine hohe Übersetzung ins Langsame zwischen der Scheibe 12 und dem Ring 16, so daß sich mit Hilfe eines die Welle 10 antreibenden Stellmo­ tors eine sehr genaue Einstellung vorgegebener Phasenlagen erzielen läßt. Die Verstellung der Phasenlage kann sowohl bei laufender als auch bei stehender Maschine erfolgen.

Während des Normalbetriebs der Bogenrotationsdruckmaschine empfiehlt es sich die elliptische Scheibe 12 in der jeweiligen Einstellposition zu fixieren. Da hierbei die Ringe 15, 16 und die Stahlbüchse 14 um die Scheibe rotie­ ren, findet eine ständige Relativbewegung zwischen den Rin­ gen 15, 16 bzw. den Zwischenrädern 7, 8 statt, die durch ein entsprechendes Übersetzungsverhältnis der von den Zwi­ schenrädern 6, 7, 8 gebildete Getriebestufen kompensiert wird, so daß das Übersetzungsverhältnis zwischen den Rädern 4, 5 Eins zu Eins beträgt.

Möglich ist auch, während des Betriebs der Druckmaschine die elliptische Scheibe 12 synchron mit den Ringen 15, 16 umlaufen zu lassen, indem sie mit diesen gekuppelt wird. Da hierbei keine Relativbewegung zwischen den Ringen 15, 16 stattfindet, muß dann das Übersetzungsverhältnis der von den Zwischenrädern 6 bis 8 gebildeten Getriebestufen Eins betragen. Diese Lösung hat allerdings den Nachteil, daß eine Verstellung der Phasenlage während des Betriebs der Druckmaschine nur schwer zu realisieren ist.

Bei dem in den Fig. 5 und 6 gezeigten Ausführungsbei­ spiel sind die Räder 3, 5 der Druckzylinder DZ und das Rad 4 der Wendetrommel WT in einer gemeinsamen Ebene angeord­ net. Die Druckzylinder DZ und die Transfertrommel TF sind doppelt groß und haben doppelt große Räder. Das Rad 4 der ebenfalls doppelt großen Wendetrommel WT ist einfach groß ausgeführt. Der Zwischenraum zwischen den Rädern 3, 5 und dem Rad 4 ist durch zwei symmetrisch aufgebaute Zwi­ schengetriebe 17, 18 geschlossen. Das Zwischengetriebe 17 weist zwei Zwischenwellen 19, 20 auf, auf denen jeweils zwei Zwischenräder 21, 22 bzw. 23, 24 drehfest angeordnet sind. Das Zwischenrad 21 ist mit dem Rad 3 und das Zwi­ schenrad 24 mit dem Rad 4 gepaart. Die Zwischenräder 22, 23 sind miteinander gepaart. Die Gesamtübersetzung des Zwi­ schengetriebes 17 beträgt 0,5.

Das Zwischengetriebe 18 weist eine erste Zwischenwelle 10 auf, die, wie bereits in Verbindung mit dem in den Fig. 1-4 dargestellten Ausführungsbeispiel beschrieben, zwei Zwischenräder 7, 8 und ein Harmonic-Drive-Differentialge­ triebe 9 trägt und durch einen Stellmotor 11 drehwinkel­ genau verstellbar ist. Auf einer zweiten Zwischenwelle 25 sind zwei Zwischenräder 26, 27 drehfest angeordnet. Das Zwischenrad 26 ist mit dem Zwischenrad 7 und das Zwischen­ rad 27 mit dem Rad 4 gepaart. Das Übersetzungsverhältnis des Zwischengetriebes 18 beträgt Zwei. Abweichend von dem beschriebenen Aufbau kann bei dem Zwischengetriebe 18 das Harmonic-Drive-Getriebe 9 auch zwischen den Zwischenrädern 26, 27 angeordnet sein.

Claims (10)

1. Einrichtung zur Umstellung auf Schöndruck oder Schön- und Widerdruck an einer Bogenrotationsdruckmaschine mit mehreren Druckwerkseinheiten, die durch einen geschlossenen Räderzug mit zwischen einem Rad einer Wendetrommel und einem Rad eines Druckzylinders ange­ ordneten Zwischenrädern, wobei zwei der Zwischenräder koaxial nebeneinander angeordnet und durch eine Regel­ einrichtung miteinander verbunden sind, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Regeleinrichtung aus einem Harmonic- Drive-Differentialgetriebe (9) besteht, dessen ineinan­ der greifende Zahnringe (15, 16) jeweils mit einem der beiden koaxialen Zwischenräder (7, 8) drehfest verbun­ den sind und dessen elliptische Scheibe (12) zur Durch­ führung einer Phasenverschiebung verstellbar ist.

2. Einrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Rad (4) der Wendetrom­ mel und die Räder (3, 5) der der Wendetrommel benach­ barten Druckzylinder in einer Ebene angeordnet sind, daß zwischen dem Rad der Wendetrommel und den Rädern der Druckzylinder jeweils vier Zwischenräder auf zwei Zwischenwellen paarweise nebeneinander angeordnet sind, wobei die Zwischenräder (7, 8) auf einer der Wendetrom­ mel nachgeordneten Zwischenwelle (10) durch die inein­ ander greifenden Zahnringe eines Harmonic-Drive- Differentialgetriebes (9) miteinander verbunden sind, dessen elliptische Scheibe (12) zur Durchführung einer Phasenverschiebung verstellbar ist und die Zwischenrä­ der auf den übrigen Zwischenwellen drehfest miteinander verbunden sind.

3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Rad (4) der Wendetrommel einfach groß ist und die Räder (3, 5) der Druckzylinder doppelt groß sind.

4. Einrichtung nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die auf den dem Rad (4) der Wendetrommel benachbarten Zwischenwellen angeordneten Zwischenräder (23, 26), die mit einem Zwischenrad (22, 7) der anderen Zwischenwelle gepaart sind, einfach große Räder sind.

5. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstellung der ellip­ tischen Scheibe (12) durch einen elektrischen Stellmo­ tor (11) erfolgt.

6. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die elliptische Scheibe (12) während des Betriebs der Bogenrotationsdruckma­ schine still steht.

7. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die elliptische Scheibe (12) wäh­ rend des Betriebs der Bogenrotationsdruckmaschine syn­ chron mit den Zahnringen (15, 16) umläuft.

8. Einrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die elliptische Scheibe (12) durch eine Kupplung mit einem der Zahnringe (15 bzw. 16) kuppelbar ist.

9. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Rad (4) der Wendetrom­ mel, das Rad (5) des nachfolgenden Druckzylinders und die Zwischenräder (6, 7, 8) als Stirnräder ausgebildet sind.

10. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Rad (4) der Wendetrommel (WT) und das Rad (5) des nachfolgenden Druckzylinders in zwei nebeneinander liegenden Ebenen angeordnet sind.