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Die
Erfindung betrifft einen Riemenantrieb zur Erzeugung einer gleichförmigen Drehbewegung, bei
dem mehrere parallellaufende Riemen verwendet werden.
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Ein
Riemenantrieb dieser Art ist bekannt (
DE 22 32 674 C2 ). Bei diesem Riemenantrieb
wird zunächst
ein relativ breiter Riemen in der Längsrichtung. in mehrere Teile
aufgespalten. Danach werden die Teile in Längsrichtung geringfügig verschoben, bis
die Zähne
der als Zahnriemen ausgebildeten Riemen miteinander fluchten. Im
bekannten Dokument wird festgestellt, daß diese zufällige Gleichrichtung sich als
zufriedenstellend im Lichte der dortigen Aufgabe erwiesen habe,
Teilungs- und Konturenfehler von Zahnrad und Zahnriemen möglichst
gering zu halten, um Restfehler bei der wiederholten Positionierung
einer Druckwalze eines Tintenstrahldruckers in Umfangsrichtung auszugleichen
bzw. Schwankungen in herkömmlichen
Zahnriemenantrieben zu reduzieren.
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Aus
der
DD 215 833 A1 ist
ein Zugmittelgetriebe für
Zahnriemen bekannt, bei dem als Ziel genannt wird, daß störende Laufgeräusche, die
mit wachsender Drehzahl und zunehmendem Drehmoment bei derartigen
Getrieben steigen, vermindert werden sollen und zudem Drehwinkelübertragungsabweichungen
bei derartigen Zugmittelgetrieben, die Zahnriemen verwenden, verringert
werden sollen. Bei dem bekannten Zugmittelgetriebe sind auf einer Antriebsachse
drei Teilscheiben angeordnet und auf der dortigen Abtriebsachse
ebenfalls drei Teilscheiben. Die jeweiligen Teilscheiben werden
jeweils zueinander um einen sehr kleinen Winkel mit dem Ziel achsweise
verdreht, daß erreicht
wird, daß das
Aufschlagen des Zahnriemenlückengrundes
auf den Zahnkopf der Teilscheibe bei den einzelnen Teilgetrieben
zeitlich versetzt wird und so eine Verminderung des Lärmpegels
erreicht wird.
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In
einer elektronischen Graviermaschine bewegt sich ein Gravierorgan
mit einem Gravierstichel als Schneidwerkzeug in axialer Richtung
an einem rotierenden Druckzylinder entlang. Der von einem Graviersteuersignal
gesteuerte Gravierstichel schneidet linienweise in einem Gravurraster
angeordnete Vertiefungen, im folgenden Näpfchen genannt, in die Mantelfläche des
Druckzylinders. Das Graviersteuersignal wird durch Überlagerung
eines periodischen Rastersignals mit Bildsignalwerten gebildet,
welche die zu reproduzierenden Tonwerte zwischen "Schwarz" und "Weiß" repräsentieren.
Zur Erzeugung des Gravurrasters bewirkt das Rastersignal eine vibrierende
Hubbewegung des Gravierstichels in Richtung des Druckzylinders,
wobei die Bildsignalwerte entsprechend den zu reproduzierenden Tonwerten
die Graviertiefen der Näpfchen
bestimmen.
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Für die Qualität der später mit
dem gravierten Druckzylinder gedruckten Produkte, wie z.B. moiréfreie
Farbflä chen
und Bilder, ist es wesentlich, daß die Abstände der Näpfchen entlang der Gravierlinie einen
vorher festgelegten Wert genau einhalten. Das wird dadurch erreicht,
daß die
Frequenz des periodischen Rastersignals so geregelt wird, daß auch bei leichten
Schwankungen der Drehgeschwindigkeit des Druckzylinders ein konstanter
Abstand der Näpfchen
erreicht wird. Eine solche Regelung ist aber wegen der mechanischen
Trägheit
des Graviersystems und wegen der erforderlichen Einhaltung eines
bestimmten Arbeitspunktes auf der Kennlinie Gravieramplitude – Rastersignalfrequenz
nur in engen Grenzen möglich.
Eine wichtige Vorraussetzung für die
Regelung ist deshalb, daß die
Drehgeschwindigkeit des Druckzylinders nur minimal schwankt. Das erfordert
einen Antrieb für
die Drehbewegung des Druckzylinders mit hoher Genauigkeit und Konstanz der
Drehzahl.
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Nach
dem Stand der Technik wird deshalb für den Antrieb des Druckzylinders
ein drehzahlgeregelter Elektromotor eingesetzt, der seine Drehbewegung über ein
Zahnradgetriebe auf den Druckzylinder überträgt. Ein Zahnradgetriebe erfordert
jedoch einen hohen Fertigungsaufwand und hohe Kosten und verursacht
auch relativ laute Betriebsgeräusche.
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Ein
Riemenantrieb wäre
kostengünstig,
läßt aber
wegen der herstellungsbedingten Schwankungen der Riemendicke nicht
die benötigte
Drehzahlkonstanz zu. Das Problem der schwankenden Dicke eines Antriebsriemens
wird in der Offenlegungsschrift
DE 44 46 163 A1 behandelt. Dort wird bei
der Herstellung des Antriebsriemens der Drehwinkelfehler eines bestimmten
Riemens gemessen und durch gezieltes Abschleifen von Material die
Riemendicke so verändert,
daß der
Drehwinkelfehler im wesentlichen gleich Null wird. Diese Lösung ist
jedoch aufwendig und damit teuer bei der Herstellung der Antriebsriemen.
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Der
Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Riemenantrieb
für eine
elektronische Graviermaschine zur Gravur von Druckzylindern derart
zu verbessern, daß eine
genügend
hohe Drehzahlgenauigkeit, d.h. Drehzahlkonstanz auf dem Umfang des
Druckzylinders erreicht wird und daß der Riemenantrieb trotzdem
kostengünstig
bleibt.
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Diese
Aufgabe wird dadurch gelöst,
daß für den Antrieb
eines Druckzylinders in einer Graviermaschine die aus derselben
Charge stammenden Endlosriemen bezüglich der gleichen Stelle ihres
Umfanges, ausgehend von vor der Montage ermittelten Dickenschwankungen
der jeweiligen Riemen und ihrer entsprechenden Markierung, im Verhältnis zu
ihrer Anzahl anteilig auf dem Riemenumfang winkelversetzt angeordnet
sind.
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Eine
vorteilhafte Weiterbildung bzw. Ausgestaltung ist in dem Unteranspruch
angegeben.
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Der
Stand der Technik und die Erfindung werden nachfolgend anhand der 1 bis 4 näher erläutert.
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Es
zeigen:
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1 einen Zahnradantrieb für einen
Druckzylinder in einer Graviermaschine nach dem Stand der Technik,
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2 einen Gravierstichel und
eine Druckzylinderoberfläche
(ausschnittsweise) im Querschnitt,
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3 einen Riemenantrieb für einen
Druckzylinder in einer Graviermaschine, und
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4 einen Riemenantrieb mit
der erfindungsgemäßen Anordnung
von zwei Riemen.
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1 zeigt das Prinzip der
Graviermaschine nach dem Stand der Technik. Ein Druckzylinder 1 wird
mit einem Motor 2 und mittels eines Zahnradgetriebes 3 in
Drehbewegung versetzt. Ein Gravierstichel 4 führt eine
durch einen Doppelpfeil gekennzeichnete Hubbewegung in Richtung
auf den Druckzylinder 1 und in Gegenrichtung aus, wobei
die Hubbewegung durch ein Signal gesteuert wird, das aus der Überlagerung
eines periodischen Rastersignals und von Bildsignalwerten entsteht.
Auf diese Weise schneidet der Gravierstichel 4 linienweise
in einem Gravurraster angeordnete Näpfchen in die Mantelfläche des
Druckzylinders 1, wobei die Bildsignalwerte die Graviertiefen
der Näpfchen
bestimmen. Die Ansteuerung des Gravierstichels 4, d.h.
der Bewegungsmechanismus dafür,
ist in 1 der Übersichtlichkeit
wegen nicht gezeigt. Während
der Gravur bewegt sich der Gravierstichel 4 linear in axialer
Richtung senkrecht zu der Oberfläche
des rotierenden Druckzylinders 1 entlang.
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2 zeigt einen radialen Teilquerschnitt durch
den Druckzylinder 1 im Bereich seiner Oberfläche. Dargestellt
ist außerdem
der als prismatisch geschliffener Diamant ausgebildete Gravierstichel 4. Der
rotierende Druckzylinder 1 möge sich in Richtung des Pfeils 5 unter
dem Gravierstichel 4 entlang bewegen. Durch die Hubbewegung
des Gravierstichels 4 werden die Näpfchen 6 in die Oberfläche des
Druckzylinders 1 geschnitten. Die Tiefe der Näpfchen 6 wird
von den dem Ansteuersignal des Gravierstichels 4 überlagerten
Bildsignalwerten bestimmt, wobei ihr Abstand D in Richtung der Gravierlinie
von der Frequenz des periodischen Rastersignals in Verbindung mit
der Drehgeschwindigkeit des Druckzylinders 1 bestimmt sind.
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Der
Abstand D der Näpfchen 6 muß sehr konstant
sein, um moirébedingte
Bildfehler und andere Bildfehler im späte ren Druck zu vermeiden. Das Entstehen
von Bildfehlern wird erreicht, indem leichte Schwankungen der Drehgeschwindigkeit
des Druckzylinders durch Nachregeln der Frequenz des periodischen
Rastersignals ausgeglichen werden. Da eine solche Regelung wegen
der mechanischen Trägheit des
Graviersystems und wegen der erforderlichen Einhaltung eines bestimmten
Arbeitspunktes auf der Kennlinie Gravieramplitude – Rastersignalfrequenz nur
in bestimmten Grenzen möglich
ist, die Gravieramplitude und die Rastersignalfrequenz sind an sich
voneinander unabhängige
Größen, ist
zusätzlich eine
hohe Gleichlaufkonstanz der Drehbewegung des Druckzylinders erforderlich.
Diese Gleichlaufkonstanz wird nach dem Stand der Technik durch eine Drehzahlregelung
des Motors 2 und durch ein genaues Zahnradgetriebe 3 erreicht.
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3 zeigt einen Riemenantrieb
für die Drehbewegung
des Druckzylinders mit einem Antriebsriemen 7. Ein solcher
Riemenantrieb ist sehr kostengünstig,
hat aber eine nicht so gute Gleichlaufkonstanz der Drehbewegung.
Das ist dadurch bedingt, daß im
allgemeinen die Riemendicke entlang des Riemenumfangs schwankt.
Bei Zahnriemen können
auch Größenfehler
der einzelnen Zähne
zu den Gleichlaufschwankungen beitragen.
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Um
die Gleichlaufschwankungen zu verringern, werden erfindungsgemäß anstelle
eines Antriebsriemens zwei Antriebsriemen verwendet, die parallel
geführt
sind und die bezüglich
ihres Umfangs versetzt, bspw. um 180°, angeordnet werden. Dazu werden
Antriebsriemen verwendet, die aus derselben Herstellungscharge kommen.
Antriebsriemen aus derselben Herstellungscharge weisen die Dickenfehler
jeweils an der gleichen Stelle auf, da sie zunächst in breiteren Bändern gefertigt
und anschließend
auf die gewünschte
Riemenbreite geschnitten werden. Durch den Versatz um 180° heben sich
daher die Dicken schwankungen auf, und die Gleichlaufkonstanz der
Drehbewegung wird erheblich verbessert.
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4 zeigt in einem Ausschnitt
des erfindungsgemäßen Riemenantriebs
die Montage der beiden Antriebsriemen. Die Lage der Markierungen wird
durch Messung der Riemendicke ermittelt. Zur Erleichterung der Montage
können
die Antriebsriemen dann zunächst
mit einer 0°-Marke 8 und
bspw. nach der halben Umfangslänge
mit einer 180°-Marke 9 versehen
werden. Die Riemen werden so montiert, daß die 0°-Marke 8 des einen
Riemens und die 180°-Marke 9 des
anderen Riemens nebeneinander liegen. Beide Riemen werden in der
gleichen Laufrichtung 10 montiert. Die Lage der 0°-Marke kann
aus der aufgedruckten Beschriftung der Antriebsriemen ermittelt
werden, die in der Regel vor dem Zuschneiden auf die Riemenbreite
angebracht wird.
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Für den erfindungsgemäßen Riemenantrieb werden
Zahnriemen bevorzugt, damit sich die Riemen im Betrieb nicht bezüglich ihres
Umfangs gegeneinander verschieben können. Aber auch andere Riemenarten,
beispielsweise Flachriemen, Keilriemen oder Keilrippenriemen, können eingesetzt
werden, wenn durch geeignete Maßnahmen
verhindert wird, daß sich
die Riemen gegeneinander verschieben.
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Der
Grundgedanke der Erfindung läßt sich erweitern,
indem mehr als zwei Antriebsriemen verwendet werden, die gegeneinander
bezüglich
ihres Umfangs um einen Winkel versetzt sind, so daß die Dickenschwankungen
der Riemen optimal ausgeglichen werden. Dabei können zur weiteren Optimierung
vorher die Dickenschwankungen der einzelnen Riemen entlang ihres
Umfangs gemessen werden und daraus der optimale Winkel des Versatzes
ermittelt werden.
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Schließlich ist
der erfindungsgemäße Riemenantrieb
nicht auf die Anwendung in einer Graviermaschine für Tiefdruckzylinder
beschränkt.
Er kann überall
eingesetzt werden, wo eine möglichst
gleichförmige
Drehbewegung erzeugt werden soll.