DE19961869A1 - Justiervorrichtung, insbesondere für Traversen mit Bebilderungseinrichtungen für Druckformen von Druckmaschinen - Google Patents

Abstract

Justiervorrichtung zur Ausrichtung eines ersten Maschinenteils (1) zu einem zweiten Maschinenteil (5) mit einem, mit einer Druckform belegbaren Zylinder oder einer Walze eines Farb- oder Feuchtwerks einer Druckmaschine, wobei das erste Maschinenteil (1) in seiner Längsrichtung an zwei zueinander beabstandeten Stellen (20, 6) an das zweite Maschinenteil (5) angebunden ist und die Anbindung an mindestens einer dieser Stellen durch Erzeugung einer vorbestimmten Reibungskraft mittels eines Kraftelements (8) erfolgt, und das erste Maschinenteil (1) in Richtung dieser Reibungskraft (FR) durch eine Nachführeinrichtung (12) gegen eine Verstelleinrichtung (11) drückbar ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Justiervorrichtung, insbesondere für Maschinenteile, wie Traversen oder Konsolen, die Bebilderungseinrichtungen für Druckformen von Druckmaschinen tragen. Beispielsweise sind solche Bebilderungseinheiten aus der DE 198 11 029 bekannt.

Es ist allgemein bekannt Maschinenteile, bevor sie fest miteinander verbunden werden, zueinander auszurichten. Bei Verwendung von Schraubenverbindungen werden diese zunächst nur leicht angezogen, um das Maschinenteil justieren zu können. Sobald die richtige Position erreicht ist, werden die Schrauben festgezo­ gen, so daß das Teil die Betriebskraft übertragen kann. Dabei verspannt sich das Maschinenteil und die Position verzieht sich.

Für feinjustierte Maschinenteile können jedoch schon Versetzungen von wenigen Mikrometern (µm) Funktionsfehler verursachen.

Hiervon ausgehend ist es die Aufgabe der Erfindung eine Justiervorrichtung zu schaffen durch die Maschinenteile in einfacher Weise feinjustiert werden können und die Position verändernde Einflüsse nicht zur Wirkung kommen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.

Durch die erfindungsgemäße Anordnung treten nach der Justage keine Verspan­ nungen auf, durch die die Position verändert wird.

In vorteilhafter Weise werden durch die Erfindung Wärmedehnungen toleriert, so daß auch bei Kombination verschiedener Werkstoffe für die miteinander verbauten Maschinenteile keine Lageänderungen durch Verspannungen eintreten.

Für erfindungsgemäß justierte und miteinander verschraubte Teile können größe­ re Fertigungstoleranzen für Befestigungsbohrungen zugelassen werden.

Mit der erfindungsgemäßen Justiervorrichtung können Parallelausrichtungen von Maschinenteilen mit Genauigkeiten von beispielsweise ± 5 Mikrometer (µm) auf etwa 1000 Millimeter Länge vorgenommen werden.

Die Erfindung soll nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert werden. In den zugehörigen Zeichnungen zeigt schematisch, die

Fig. 1 eine Draufsicht auf eine Traverse,

Fig. 2 eine Seitenansicht zu Fig. 1,

Fig. 3 ein Ausführungsbeispiel für eine Verstelleinrichtung,

Fig. 4 ein anderes Ausführungsbeispiel für eine Verstelleinrichtung und

Fig. 5 ein weiteres Ausführungsbeispiel für eine Verstelleinrichtung.

In der Fig. 1 ist die prinzipielle Anordnung eines erfindungsgemäßen Ausfüh­ rungsbeispiels der Justiervorrichtung anhand einer Draufsicht gezeigt. Dargestellt ist ein erstes Maschinenteil, beispielsweise ein Träger oder eine Traverse (1) zur Aufnahme von Führungsschienen mit welchen ein Schlitten geführt werden kann.

Ein solcher Schlitten ist insbesondere zur Aufnahme einer Bebilderungseinrich­ tung (14) von Druckformen vorgesehen. Durch einen präzisionsgeführten Schlitten kann die Bebilderungseinrichtung (14) auf der feinjustierten Traverse (1) parallel in einem, auf wenige Mikrometer (z. B. ± 5 µm) tolerierten Abstand an einer Druck­ form, beispielsweise einer auf einen Zylinder (15) gespannten Druckplatte oder ei­ nem sogenannten Sleeve, entlang bewegt werden.

Die Traverse (1) ist an ein zweites Maschinenteil beispielsweise einen Maschinen­ tisch (5) angebunden. Dieser Maschinentisch (5) kann Teil einer Einrichtung zur Herstellung von Druckformen (vgl. Patentanmeldung PB 4381), mit der Druckfor­ men außerhalb einer Druckmaschine bebildert werden, sein oder auch zu einem Gestell einer Druckmaschine gehören, um z. B. eine Bebilderungseinheit (14) in­ nerhalb einer Druckmaschine zu verwenden.

Die Traverse (1) ist an einem endnahen Bereich in ihrer Längserstreckung um ei­ ne Drehachse (20) nahezu spielfrei drehbar auf dem Maschinentisch (5) gelagert. Nahe dem gegenüberliegenden Ende ist die Traverse (1) mit einem oder mehre­ ren Befestigungselementen (6) kraftschlüssig an den Maschinentisch (5) ange­ bunden. An der Drehachse (20) muß sichergestellt werden, daß die Traverse (1) nicht vom Maschinentisch (5) abheben kann. Dazu kann eine Paßschraube vorge­ sehen werden, welche die Traverse (1) in axialer Richtung auf dem Maschinen­ tisch (5) fixiert und die eine Drehung um ihre Drehachse (20) zuläßt. Es ist jedoch auch möglich, zusätzlich zur Drehachse (20) kraftschlüssige Befestigungsele­ mente (6) anzuordnen, die ein Abheben der Traverse (1) vom Maschinentisch (5) verhindern und die Drehbewegung zulassen.

An einer Längsseite der Traverse (1) ist am Maschinetisch (5) eine Nachführein­ richtung (12) befestigt, die die Traverse (1) an ihrer gegenüberliegenden Längs­ seite gegen eine am Maschinentisch (5) angebrachten Stelleinrichtung (11) drückt.

Als weitere Ausführungsvariante ist es denkbar, statt der Drehachse (20) eine weitere oben beschriebene kraftschlüssige Anbindung mit Nachführeinrichtung (12) und Stelleinrichtung (11) vorzusehen.

Die prinzipielle Funktion wird anhand der Fig. 2 beschrieben, die eine Seitenan­ sicht in der durch den Pfeil (SR) symbolisierten Richtung zeigt.

Statt auf einen Maschinentisch (5) kann die Justiervorrichtung mit Traverse (1), Nachführeinrichtung (12) und Stelleinrichtung (11) auch innerhalb einer Druckma­ schine eingesetzt werden. Befestigt wird sie dort am Gestell oder sonstigen geeig­ neten Trägern. Neben der Aufnahme einer Bebilderungseinrichtung (14) ist es auch in vorteilhafter Weise möglich Farbwerke, Feuchtwerke, Reinigungs- oder sonstige Einrichtungen innerhalb von Druckwerken einer Druckmaschine auf die Traverse (1) aufzubauen und zu justieren.

In der Fig. 2 ist eine Seitenansicht der Traverse (1) am Beispiel des Maschinen­ tischs (5) dargestellt. Die Traverse (1) liegt auf dem Maschinentisch (5) und wird an diesem Ende durch ein oder mehrere Befestigungselemente (6) kraftschlüssig an den Maschinentisch angebunden.

Ein Befestigungselement (6) besteht aus einer Schraube (7), die in eine Gewinde­ bohrung am Tisch eingeschraubt ist. Die Schraube (7) ist durch eine Bohrung in der Traverse (1) geführt und spannt mit ihrem Kopf eine Feder (8) an die Traverse (1). Der Schraubenkopf mit der Feder (8) ist vorzugsweise versenkt eingebracht, so daß die Schraube (7) an der Oberseite der Traverse (1) nicht übersteht. Der Schraubenkopf und -schaft weisen in der Bohrung bzw. der zylindrischen Sen­ kung der Traverse (1) ein radiales Spiel auf, um dessen Weg die Traverse (1) seit­ lich verstellbar ist.

Die Feder (8) ist vorzugsweise ein Paket von Tellerfedern.

Die seitliche Verstellung der Traverse (1) erfolgt gegen eine Reibungskraft (FR), die durch die Vorspannung des Federpakets zwischen der Traverse (1) und dem Maschinentisch (5) erzeugt wird. Die Reibungskraft (FR) wird über die Anzahl der Befestigungselemente (6) und über die Größe sowie Anzahl der Tellerfedern und ihrer Vorspannung in allgemein bekannter Weise festgelegt. Die Vorspannung kann durch die Schraubenlänge bzw. Einschraubtiefe, die durch das Einschrauben der Schraube (7) bis auf den Bohrungsgrund begrenzt ist, eingestellt werden. Eine weitere Möglichkeit sieht die Verwendung von entsprechend abgelängten Hülsen vor, mit welchen die Schrauben (7) in den Maschinentisch (5) eingeschraubt wer­ den. Durch die Hülsenlänge wird in einfacher Weise der Abstand zwischen dem Schraubenkopf und der Traverse (1) bzw. der zylindrischen Senkung festgelegt, zwischen dem die Feder (8) eingebracht ist.

Der Betrag der Reibungskraft (FR) zwischen der Traverse (1) und dem Maschi­ nentisch (5) wird größer als die im Betrieb auftretende Kraft ausgelegt. Im Falle der Anwendung bei einer beispielsweise berührungslosen Bebilderungseinrichtung (14), muß die Reibungskraft (FR) nur so groß sein, daß Verschiebungen der Tra­ verse (1) durch - z. B. von außen eingebrachte - Erschütterungen ausgeschlos­ sen werden. Bei größeren Betriebskräften muß die Reibungskraft (FR) entspre­ chend angepaßt werden oder die Betriebskraft muß von der Verstelleinrichtung (11) aufgenommen werden.

Auf der einen Seite der Traverse (1) ist eine Verstelleinrichtung (11) starr am Ma­ schinentisch (5) befestigt. Sie besteht aus einem Halter (10), in den eine Gewin­ debohrung eingebracht ist, die eine Stellschraube (9) aufnimmt. Die Stellschraube (9) ist mittels einer Kontermutter (13), vorzugsweise an der von der Traverse (1) abgewendeten Seite des Halters (10), fixierbar. Dadurch wird die axiale Position der Stellschraube (9) an der Traverse (1) durch die Fixierung nicht beeinflußt.

Auf der gegenüberliegenden Seite der Traverse (1) ist eine Nachführeinrichtung (12) vorgesehen, die ebenfalls starr am Maschinentisch (5) angebracht ist. Diese Nachführeinrichtung (12) besteht aus einem Druckstück (2), das sich über eine Feder (3), beispielsweise einem Paket aus Tellerfedern, an einem Gehäuse (4) abstützt, und gegen die Traverse (1) drückt. Um die Nachführung der Traverse (1) gegen die Verstelleinrichtung (11) zu gewährleisten, das heißt um das permanente Anliegen an der gegenüberliegenden Seite der Traverse (1) an der Stellschraube (9) sicherzustellen, muß die Federkraft der Feder (3) größer vorgesehen werden als die, durch die Befestigungselemente (6) erzeugte, Reibungskraft (FR). Um dies für den gesamten Verstellweg der Traverse (1) zu gewährleisten, muß die Vorspannung der Feder (3) entsprechend groß gewählt werden.

Alternativ für die Federn (8, 3) an den Befestigungselementen (6) bzw. an der Nachführeinrichtung (12) können auch hydraulische Druckmittel vorgesehen wer­ den.

An den Berührungspunkten der Stellschraube (9) bzw. des Druckstücks (2) an den Seitenflächen der Traverse (1) darf es nicht zu plastischen Verformungen kom­ men, deshalb werden diese Oberflächen vorzugsweise partiell gehärtet oder bei­ spielsweise gehärtete Einsätze vorgesehen.

Die Justierung der Traverse (1) erfolgt durch Vermessung der Parallelitätsabwei­ chung gegenüber den Bezugspunkten beispielsweise an einem Zylinder (15), der ebenfalls auf dem Maschinentisch (5) in einem Abstand zur Traverse (1) angeord­ net ist. Diese Bezugspunkte liegen vorzugsweise bezüglich der Längserstreckung der Traverse (1) jeweils nahe der Ebene der Stelleinrichtung (11) bzw. der Nach­ führeinrichtung (12) und der Drehachse (20). Die Vermessung kann mit Feinzei­ gern (Meßgenauigkeiten im µm-Bereich), die auf einem an der Traverse (1) ge­ führten Schlitten angebracht sind, durch Ausblocken mit Endmaßen (µm-genau gefertigte Vergleichsstücke) oder beispielsweise mit elektrischen Meßeinrichtun­ gen wie kapazitiven oder induktiven Wegaufnehmern durchgeführt werden.

Die Einstellung der Parallelität der Traverse (1) erfolgt dann durch ein- oder aus­ drehen der Stellschraube (9) am Halter (10) der Verstelleinrichtung (11), wodurch sich die Traverse (1) an der Drehachse (20) um einen Korrekturwinkel schwenkt. Für eine Verringerung des, in der Ebene der Verstelleinrichtung (11) ermittelten, Bezugsmaßes, wird die Traverse (1) mit der Stellschraube (9) gegen das federnd nachgebende Druckstück (2) geschoben. Wird zur Korrektur der Parallelität eine Vergrößerung des Bezugsmaßes notwendig, so wird durch Verdrehen der Stell­ schraube (9) Weg freigegeben und die Traverse (1) wird durch das Druckstück (2) kontinuierlich nachgeführt. Liegt die Parallelität im vorgegebenen Toleranzbereich kann die Stellschraube (9) mittels der Kontermutter (13) fixiert werden.

Da die ausgerichtete Traverse (1) bereits angemessen durch die Reibungskraft (FR) kraftschlüssig mit dem Maschinentisch (5) verbunden ist, sind keine weiteren Befestigungsmittel mehr notwendig, durch die die Position der Traverse (1) verän­ dert wird. Weiterhin wird die Position auch nicht durch Wärmedehnungen beein­ flußt, da die Traverse (1) stets an die fixe Verstelleinrichtung (11) gedrückt wird. Unterschiedliche Längenänderungen zwischen Maschinentisch (5) und der Tra­ verse (1) in ihrer Längsrichtung werden durch das Spiel der Befestigungselemente (6) aufgenommen, so daß in dieser Richtung keine Spannungen auftreten. Dies ermöglicht auch den Einsatz von Werkstoffen mit unterschiedlichen Wärmedeh­ nungskoeffizienten für die Traverse (1) und den Maschinentisch (5), wie bei­ spielsweise Aluminium bzw. Stahl oder Guß.

Um die Einstellgenauigkeit zu erhöhen kann für die Stellschraube (9) Feingewinde mit reduzierter Gewindesteigung vorgesehen werden.

Wird anstelle der Drehachse (20) eine weitere Stelleinrichtung (11) mit Nachfüh­ reinrichtung (12) und Befestigungselementen (6) vorgesehen, ist die Justierung variabler, aber die Traverse (1) muß gegebenenfalls in ihrer Längsrichtung fixiert werden.

In Fig. 3 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel für die Verstelleinrichtung (11) dar­ gestellt. Zwei Keile (30, 32) mit gleicher Steigung werden mit ihren Schrägen an­ einander gelegt, wobei sich der eine Keil (30) gegen einen, am Maschinentisch befestigten, Anschlag (31) und der andere Keil (32) sich gegen die Traverse (1) abstützt. Durch Verschieben des einen Keils (32) gegen den, am Anschlag (31) befestigten, Keil (30) läßt sich die Traverse (1) verstellen. Die Verschiebung des Keils (30) kann beispielsweise mittels einer Stellschraube oder einer motorisch betriebenen Spindel vorgenommen werden. Über den Steigungswinkel an den Keilen (30, 32) läßt sich die Genauigkeit der Justierung festlegen.

Durch größere Anlageflächen der Keile (30, 32) kann die Flächenpressung an der Traverse (1) gegenüber einer Stellschraube vermindert werden.

Die Fig. 4 zeigt eine Möglichkeit für eine Verstelleinrichtung (11) anhand einer Kniehebelanordnung. Ein Kniehebel (40) ist an der Traverse (1) angelenkt und ein weiterer Kniehebel (41) ist am Maschinentisch (5) drehbar gelagert. An der dreh­ baren Verbindung der beiden Hebel (40, 41), dem Kniepunkt (43) ist ein Stellele­ ment (42) vorgesehen, durch das die Traverse (1) verstellt wird. Das Stellelement (42) kann beispielsweise eine Stellschraube sein.

Durch die Verwendung der Kniehebelanordnung können große Kräfte erzeugt werden und durch die Untersetzung des Weges des Stellelementes (42) mit den Hebeln (40, 41) läßt sich eine hohe Verstellgenauigkeit erzielen.

Ein weiteres Ausführungsbeispiel für die Verstelleinrichtung (11) ist in Fig. 5 dar­ gestellt. In einem Halter (52) stützt sich ein Piezoelement (50) ab, dem über eine Stromzuführung (51) ein Steuerstrom zugeführt wird. Das Piezoelement (50) ver­ stellt seine Länge entsprechend dem Steuerstrom und bringt die Traverse (1) da­ durch mikrometergenau in Position.

Anstelle eines Piezoelements (50) ist alternativ auch ein Thermoelement einsetz­ bar, das durch gezielte Beheizung auf eine vorbestimmte Länge einstellbar ist.

Durch Verwendung von Piezo- oder Thermoelementen ist es möglich die Position der Traverse (1) mit einer Ferneinstellung vorzunehmen.

Der wesentliche Kern der in Anspruch 1 niedergelegten Erfindung besteht darin, ein erstes Maschinenteil (1), das mit einem zweiten Maschinenteil (5) verspannt ist, zwangsgeführt - mittels einer Stelleinrichtung (11) und einer Nachführeinrich­ tung (12) - zu justieren, wodurch eine weitere Verspannung, beispielsweise durch Anziehen von Schrauben, nicht mehr erforderlich ist. Dadurch werden Versetzun­ gen der zueinander ausgerichteten Maschinenteile vermieden. Dies stellt beson­ ders für im Mikrometer-Bereich zueinander justierte Maschinenteile einen großen Vorteil dar.

Bezugszeichenliste

1

Traverse

2

Druckstück

3

Feder

4

Gehäuse

5

Maschinentisch

6

Befestigungselement

7

Schraube

8

Feder

9

Stellschraube

10

Halter

11

Verstelleinrichtung

12

Nachführeinrichtung

13

Kontermutter

14

Bebilderungseinrichtung

15

Zylinder

20

Drehachse
FR Reibungskraft

30

Keil

31

Anschlag

32

Keil

40

Kniehebel

41

Kniehebel

42

Stellelement

43

Kniepunkt

50

Piezoelement

51

Stromzuführung

52

Halter
SR Blickrichtung für die Seitenansicht gemäß

Fig.

2

Claims (12)

1. Justiervorrichtung zur Ausrichtung eines ersten Maschinenteils (1) zu einem zweiten Maschinenteil (5) mit einem, mit einer Druckform belegbaren, Zylinder (15) oder einer Walze eines Farb- oder Feuchtwerks einer Druckmaschine, wobei das erste Maschinenteil (1) in seiner Längsrichtung an zwei zueinander beabstandeten Stellen (20, 6) an das zweite Maschinenteil (5) angebunden ist und die Anbindung an mindestens einer dieser Stellen durch Erzeugung einer vorbestimmten Reibungskraft mittels eines Kraftelements (8) erfolgt, und das erste Maschinenteil (1) in Richtung dieser Reibungskraft (FR) durch eine Nachführeinrichtung (12) gegen eine Verstelleinrichtung (11) drückbar ist.

2. Justiervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rei­ bungskraft durch mindestens eine Schraube (7), die in das zweite Maschi­ nenteil (5) eingeschraubt ist und mittels einer Feder (8) das erste Maschinen­ teil (1) an das zweite Maschinenteil (5) andrückt, erzeugt wird.

3. Justiervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Nach­ führeinrichtung (12) mit einem Druckstück (2), das sich an einem, am zweiten Maschinenteil befestigten, Gehäuse (4) über eine Feder (3) oder ein Hydrau­ likdruckmittel abstützt, auf das erste Maschinenteil (1) einwirkt.

4. Justiervorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch ge­ kennzeichnet, daß als Federn (3, 8) Tellerfedern verwendet werden, die ent­ sprchend der gewünschten Federkraft zu Paketen zusammengestellt wer­ den.

5. Justiervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ver­ stelleinrichtung (11) eine Stellschraube (9) zum Verstellen des ersten Maschi­ nenteils (1) gegenüber dem zweiten Maschinenteil (5) aufweist, die in einen am zweiten Maschinenteil (5) befestigten, Halter (10) einschraubbar und durch eine Kontermutter (13) fixierbar ist.

6. Justiervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ver­ stelleinrichtung (11) ein Kniehebel mit zwei Hebeln (40, 41) ist, dessen einer Hebel (40) am ersten Maschinenelement (1) und dessen zweiter Hebel (41) am zweiten Maschinenelement (5) angelenkt ist und an dessen Kniepunkt (43) ein Stellelement (42) zum Positionieren wirkt.

7. Justiervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ver­ stelleinrichtung (11) aus zwei gegeneinander verschiebbaren Keilen (30, 32) besteht, die sich einerseits am ersten Maschinenelement (1) und andererseits an einem Anschlag (31), der am zweiten Maschinenelement (5) angebunden ist, abstützen.

8. Justiervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ver­ stelleinrichtung (11) ein Piezoelement (50) aufweist, das sich an einem Halter (52) abstützt und durch einen Steuerstrom gezielt auf das erste Maschi­ nenelement (1) wirkt.

9. Justiervorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das erste Maschinenteil eine Traverse (1) und das zweite Maschinenteil ein Maschinentisch (5) ist und die Traverse (1) an einem end­ nahen Bereich um eine Drehachse (20) drehbar gelagert ist und an ihrem ge­ genüberliegenden anderen endnahen Bereich durch mindestens eine Schrau­ be (7), die in den Maschinentisch (5) eingeschraubt ist, mittels einer Feder (8) an den Maschinentisch (5) angedrückt wird, und daß die Traverse (1) an die­ sem Ende durch das Druckstück (2), der - am Maschinentisch (5) befestigten - Nachführeinrichtung (12) an die Verstelleinrichtung (11) angepresst wird.

10. Justiervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Maschinenteil (5), Teil einer Druckmaschine ist.

11. Justiervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Maschinenteil (1) aus einem Leichtmetall und das zweite Maschinenteil (5) aus einem Eisengießwerkstoff besteht.

12. Justiervorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Vorspannkraft der Feder (8) durch die vorbestimmte Länge einer Hülse festlegbar ist, mit der die Schraube (7) in das zweite Ma­ schinenteil (5) eingeschraubt ist.