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Rakelantri eb
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Die Erfindung betrifft einen Antrieb für eine changierende Rakel,
insbesondere für Tiefdru'ckmaschinen, die auf einem hin und herbewegbar gelagerten
Schlitten aufgenommen ist, der mit einem Triebwerk mit eine Drehbewegung in eine
bin- und hergehende Bewegung umsetzenden Elementen, von denen eines gleichförmig
angetrieben ist, verbunden ist.
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Bei den bekannten Anordnungen dieser Art ist das
Triebwerk
normalerweise in Form eines Eurbeltriebs ausgebildet. Die hin- und hergehende Bewegung
weist deshalb einen sinusförmigen Verlauf auf. Nachteilig hierbei ist, daß die Geschwindigkeit
bei sinusförmigem Verlauf in den Umkehrbereichen sehr gering ist, so daß sich in
den Umkehrbereichen vergleichsweise lange Verweilzeiten der Rakel ergeben. Es kann
daher vorkommen, daß lokale Erhebungen im Bereich des Zylinderumfangs an eng benachbarten
Stellen der Rakel auf diese auftreffen, wodurch die Gefahr einer starken lokalen
Rakelabnutzung, d. h. eines sog. Einarbeitens der Zylindererhebungen, besteht. Die
Folge davon ist, daß der Zylinder nicht mehr sauber abgerakelt wird, was zu Tonwertverschiebungen
und damit praktisch zu Ausschußproduktion führt. Eine derartige Rakel muß daher
vorzeitig ausgetauscht werden, was sich ebenfalls negativ auf die Wirtschaftlichkeit
auswirkt.
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Man hat sich daher auch schon mit Anordnungen beholfen, bei denen
zur Bewerkstelligung einer hin- und hergehenden Rakelbewegung eine mit einer Gewindebüchse
zusammenwirkende Gewindespindel Verwendung findet, deren Drehrichtung durch die
Rakelstellung abtastende Endschalter umsteuerbar ist. Hierzu ist die Gewindespindel
durch Elektromagnete, welche mittels der Endschalter ansteuerbar sind, mit symmetrisch
hierauf angeordneten, mit einem gemeinsamen Gegenrad zusammenwirkenden Eegelrädern
kuppelbar.
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Anordnungen dieser Art sind jedoch sehr aufwendig und störanfällig
und daher sehr wartungsintensiv und nicht bedienungsfreundlich genug. Ganz abgesehen
davon ergibt sich bei Anordnungen dieser Art im Umkehrbereich eine gewisse Unstetigkeit
der Rakelbewegung,
die Umsteuerung der Gewindespindel von Rechts-
auf Linkslauf und umgekehrt über eine Stillstandphase führt. Hierbei kann es daher
sehr leicht zu einem sog. stickslip kommen, da sich praktisch bei jedem Umkehrvorgang
das Lospreschmoment von Neuem aufbauen muß. Dies läßt eine unruhige Rakelbewegung
befürchten, was sich ebenfalls negativ auf die erzielbare Druckqualität und die
erreichbaren Rakelstandzeiten auswirkt.
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Riervon ausgehend ist es daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung
unter Vermeidung der Nachteile der bekannten Anordnungen einen Rakelantrieb eingangs
erwähnter Art zu schaffen, der einfach aufgebaut ist und nicht nur eine hohe Funktionssicherheit
sondern auch eine hohe Rakelstandzeit gewährleistet.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Triebwerk
zwei durch eine Büchse und eine in diese eingreifende Spindel gebildete Umsetzelemente
aufweist, von denen eines in Umfangsrichtung antreibbar und eines mit dem Schlitten
verbunden und in Drehrichtung festgehalten ist und von denen eines eine umlaufende,
gegenüber einer Radialebene axial ausgelenkte Nut und eines einen in diese Nut eingreifenden
Gleitstein aufweist.
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Diese Maßnahmen ergeben praktisch einen linearen Verlauf der hin-
und hergehenden Bewegungen, die schnell, aber dennoch ohne Unstetigkeiten ineinander
übergehen.
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Erhebungen im Bereich des Zylinderumfangs treffen daher auf immer
neue Rakelbereiche und werden daher von der Rakel langsam abgetragen. Hiermit lassen
sich daher auch bei vergleichsweise robusten Betriebsverhält-
nissen
eine hohe Druckqualität ohne Tonwertverschiebungen sowie eine hohe Schonung der
Rakel und damit hohe Rakelstandzeiten erreichen, was sich positiv auf die Wirtschaftlichkeit
und die Bedienungsfreundlichkeit auswirkt.
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In vorteilhafter Weiterbildung der übergeordneten Maßnahmen kann die
Nut einfach in einer zur Achse des in Umfangsrichtung angetriebenen Umsetzelements
gekippten Ebene angeordnet sein. Dies ergibt nicht nur eine besonders einfache Herstellung
der Nut, sondern auch einen besonders leichtgängigen und verschleißarmen Lauf.
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Eine weitere besonders zu bevorzugende Fortbildung der übergeordneten
Maßnahmen kann darin bestehen, daß der Gleitstein als frei drehbar gelagerte Kugel
ausgebildet ist und die Nut einen der Kugelkontur angepaßten Rundquerschnitt aufweist.
Diese Maßnahmen stellen sicher, daß sich der Gleitstein in der Nut abrollen kann,
was demnach einen besonders geringen Reibungswiderstand und damit einen äußerst
leichtgängigen und ruckfreien Gang ohne stickslip-Erscheinungen ergibt, was sich
nicht nur positiv auf die Lebensdauer und Wartungsintervalle des Triebwerks selbst,
sondern auch auf die Beanspruchung und Lebensdauer der'Rakel auswirkt.
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Eine weitere ganz besonders zu bevorzugende Maßnahme kann darin bestehen,
daß das hin- und herbewegte Umsetzelement mittels eines im Bereich außerhalb seiner
Enden uneingespannten Stabs mit dem Schlitten der Rakel verbunden ist. Mit Hilfe
eines derartigen Stabs, der sich außerhalb seiner Enden durchbiegen kann und
daher
einen Biegestab bildet, lassen sich Bluchtungsfehler ausgleichen, ohne daß eine
Gelenkverbindung notwendig wäre und ohne daß nennenswerte Querkräfte auftreten.
Der mögliche Verzicht auf eine Gelenkverbindung stellt sicher, daß praktisch eine
spielfreie Verbindung zwischen dem hin- und herbewegten Umsetzelement des Triebwerks
und dem Schlitten der Rakel möglich ist, so daß Stöße und Schläge, die aufgrund
eines in der Regel nicht vermeidbaren Spielsim Bereich einer Gelenkverbindung zu
befürchten wären, hier in vorteilhafter Weise entfallen, und zwar sowohl bei Schub-
als auch bei Zugbeanspruchung des Stabs.
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Eine weitere vorteilhafte Maßnahme kann darin bestehen, daß der Rakel-Schlitten
eine Axialbohrung aufweist, in welche der etwa im Bereich der Schlittenmitte an
diesem befestigte Stab mit radialem Freiheitsgrad eingreift. Diese Maßnahme ergibt
eine große Stablänge und ermöglicht daher eine leichte, ohne nennenswerte querkräfte
zu bewerkstelligende Stabauslenkung zum Ausgleich von Fluchtungsfehlern. Gleichzeitig
ergibt die Aufnahme des Stabs in einer Axialbohoung des Rakelschlittens in vorteilhafter
Weise eine Ausknicksicherung des Stabs.
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Eine weitere zweckmäßige Maßnahme kann darin bestehen, daß der Stab
im Bereich seines schlittenseitigen Endes eine Verdickung mit einem dem Durchmesser
der Axialbohrung entsprechenden Durchmesser aufweist, die mit einer umlaufenden
Kerbe versehen ist, in welche eine mit einer konischen Stirnseite versehene Klemmschraube
eingreift. Diese Maßnahmen ermöglichen eine einfache
Montage und
ergeben eine stabile dreh- und verschiebefeste Verbindung zwischen Stab und Schlitten.
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In weiterer Fortbildung der übergeordneten Maßnahmen kann die Büchse
des Triebwerks von einem mit einem von dem vorzugsweise als Biege stab ausgebildeten
Verbindungselement zwischen Triebwerk und Schlitten durchsetzten Deckel versehenen,
gestellfesten Gehäuse umfaßt sein, das mit einer ölfüllung versehen ist. Hierdurch
ist sichergestellt, daß die Gleitstein-Nutverbindung im Ölbad läuft, was eine besonders
gute Leichtgängigkeit und Druckfreiheit sowie eine hohe Wartungsfreiheit gewährleistet.
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Gemäß einer weiteren zu bevorzugenden Ausgestaltung der übergeordneten
Maßnahmen kann im kinematischen Antriebskettenzug zwischen der vorzugsweise vom
Antrieb des der Rakel zugeordneten Zylinders gebildeten Antriebs quelle und dem
in Drehrichtung antreibbaren Umsetzelement des Triebwerks ein in einer vorbestimmten
Drehrichtung wirksamer Freilauf vorgesehen sein.
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Diese Maßnahmen stellen sicher, daß der Changierantrieb der Rakel
nur bei einer bestimmten Drehrichtung des zugeordneten Zylinders aktiviert ist.
Bei Verwendung eines umsteuerbaren Zylinders mit zwei einander gegenüberliegenden
Rakeln besteht daher die Möglichkeit, durch Gegenläufigkeit der Freiläufe sicherzustellen,
daß jeweils nur die der vorgesehenen Drehrichtung des Zylinders zugeordnete Rakel
aktiviert und die andere automatisch passiviert ist, was einen ausgezeichneten Bedienungsvorteil
ergibt.
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Weitere zweckmäßige Ausgestaltungen und vorteilhafte Fortbildungen
der übergeordneten Maßnahmen ergeben
sich aus der nachstehenden
Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels anhand der Zeichnung in Verbindung
mit den restlichen Unteransprüchen.
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In der Zeichnung zeigen: Figur 1 eine Seitenansicht einer Tiefdruckmaschine
in schematischer Darstellung, Figur 2 eine Ansicht eines erfindungsgemäßen Rakelantriebs
teilweise im Schnitt, Figur 3 ein Weg-Zeit-Diagramm der hin- und hergehenden Bewegung
des Rakelschlittens und Figur 4 ein Beispiel für die rakelseitige Befestigung des
Biegestabs.
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Die in Figur 1 schematisch dargestellte Tiefdruckmaschine besteht
aus einem angetriebenen, gravierten Formzylinder 1, der in einen Farbkasten 2 eintaucht
und an den die zu bedruckende Papierbahn 3 mittels eines hierauf abrollenden Presseurs
4 angepreßt wird.
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Die aus dem Farbkasten 2 austauchende Umfangshälfte des Formzylinders
1 wird mittels einer Rakel 5 ahgerakel. Die Drehrichtung des Formzylinders 1 ist
umsteuerbar. Es sind daher zwei einander gegenüberliegende Rakeln 5 vorgesehen,
die wahlweise an den Formzylinder 1 anstellbar sind.
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Die Rakeln 5 sind, wie am besten aus Figur 2 erkennbar ist, in einem
jeweils zugeordneten Rakelhalter 6 eingespannt, der schwenkbar auf einem hin- und
hergehenden Schlitten 7 aufgenommen ist. Der Schlitten 7
ist mit
seitlichen Lagerzapfen 8 versehen, die jeweils mittels einer Kugelbüchsenführung
auf zugeordneten, an den Maschinenseitenwänden 9 befestigten Lagerböcken 10 hin-
und herbewegbar gelagert sind. In Drehrichtung ist der Schlitten 7 durch einen seitlich
auskragenden, gegenüber den Lagerzapfen 8 radial versetzten Sperrzapfen 11 gesichert,
der in eine lagerbockseitige Auskragung 12 eingreift.
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Zur Bewerkstelligung der hin- und hergehenden Bewegung des Schlittens
7 ist dieser mittels eines koaxial zum benachbarten Lagerzapfen 8 angeordneten Stabs
13 mit einem im Bereich einer Seitenwand 9 vorgesehenen, etwa koaxial zum zugeordneten
Lagerzapfen 8 angeordneten, als Ganzes mit 14 bezeichneten Triebwerk verbunden,
das eine in Drehrichtung angetriebene, mit einer umlaufenden Nut 15 versehene Spindel
16 und eine diese umfassende, mit einem in die Nut 15 eingreifenden Gleitstein 17
versehene Verschiebebüchse 18 aufweist, die in Drehrichtung festgehalten ist. Die
Büchse 18 ist durch Nadellager auf der Spindel 16 gelagert und über einen stirnseitig
vorgesehenen Flansch 19 mit dem koaxial hierzu angeordneten Stab 13 fest verbunden.
Die Spindel 16 ist in einem an die Maschinenseitenwand 9 angesetzten Lagergehäuse
20 drehbar und in axialer Richtung feststehend gelagert. Die Mittelebene 21 der
umlaufenden Nut 15 ist gegenüber der Achse der Spindel 16 gekippt, wodurch die Drehbewegung
der Spindel 16 in eine hin- und hergehende Bewegung der Büchse 18 umgesetzt wird.
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Aufgrund der Schräglage der Nut 15 ergibt sich gemäß Figur 3 praktisch
ein dreieckförmiges Weg-Zeit-Diagramm.
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Aus Figur 3 ist anschaulich erkennbar, daß die hin- und
hergehende
Bewegung praktisch linear verläuft und daß die Drehrichtungsumkehr sehr schnell,
jedoch ohne Unstetigkeit erfolgt.
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Der Gleitstein 17 ist'hier als Eugel-ausgebildet.
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Die Nut 15 weist dementsprechend einen der Eugelkontur angepaßten
Rundquerschnitt auf. Die den Gleit stein 17 bildende Kugel ist mit entsprechendem
ttberstand über den inneren Büchsenumfang in einer Radialbohrung der Büchse 18 aufgenommen,
die durch ein einschraubbares Formstück 22 verschlossen ist, das kugelseitig eine
an die Kugelkontur angepaßte Kalotte 23 aufweist. Das Formstück 22 besteht aus Gleitmetall.
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Die den Gleitstein 17 bildende Kugel ist hier praktisch frei drehbar
gelagert, und kann sich daher in der Nut 15 abrollen, was eine reibungsarme Verbindung
und dennoch einen zuverlässigen Formschluß ergibt.
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Zur weiteren Verbesserung der Leichtgängigkeit läuft das Triebwerk
14 im ölbad. Hierzu ist ein auf das Lagergehäuse 20 aufgesetztes, gegenläufig hierzu
sich erstreckendes Gehäuse 24 vorgesehen, das die Verschiebebüchse 18 umfaßt und
im Bereich seiner dem Lagergehäuse 20 gegenüberliegenden Stirnseite einen vom Staz
13 durchsetzten Deckel 25 aufweist. Das Gehäuse 25 ist mit einer durch den bei 26
angedeuteten öl stand verdeutlichten ölfüllung versehen, in welche die Verschiebebüchse
18 und die Spindel 16 eintauchen. Der stirnseitige Flansch 19 der Verschiebebüchse
18 ist mit Durchgangsausnehmungen 27 versehen, durch welche das öl in das Innere
der Verschiebebüchse eindringen kann.
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Der Gehäusedeckel 25 kann im Bereich seines oberen Rands mit einer
Entlüftungsausnehmung versehen sein.
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Der das Triebwerk 14 und den Schlitten 7 miteinander
verbindende
Stab 13 ist einerseits, wie Figur 2 zeigt, im Bereich des zugeordneten Flansches
19 der'Verschiebebüchse 18 bzw. eines hieran angesetzten Haltestutzens und andererseits,
wie am besten aus Figur 4 erkennbar ist, am Schlitten 7 dreh- und verschiebefest
eingespannt. Außerhalb seiner Enden ist der Stab 13 uneingespannt. Der Stab 13 bildet
daher einen Biegestab, durch den leichte Fluchtungsfehler zwischen der Achse der
schlittenseitigen Lagerzapfen 8 und der Achse des Triebwerks 14 ausgleichbar sind,
ohne daß nennenswerte Querkräfte im Bereich des Triebwerks 14 zur Wirkung kommen
können. Triebwerkseitig ist der Stab 13 durch eine Nut und Federverbindung drehfest
und durch einen entsprechenden Bund und eine diesem gegenüberliegende Sicherungsschraube
in axialer Richtung festgelegt.
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Das andere Ende des Stabs 13 greift außerhalb der triebwerkseitigen
Stirnfläche des Schlittens 7, vorzugsweise etwa in Schlittenmitte an diesem an.
Hierzu ist der Schlitten 7 mit einer den triebwerkseitigen Lagerzapfen 8 durchsetzenden,
nach innen laufenden Bohrung 28 versehen, in welche der Stab 13 eingreift. Der Durchmesser
des Stabs 13 ist kleiner als der Durchmesser der Bohrung 28, so daß der Stab 13
ausreichend Biegefreiheitsgrad in radialer Richtung zum Ausgleich evtl. Fluchtungsfehler
hat.
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Im Bereich des schlittenseitigen Endes des Stabs 13 ist dieser, wie
Figur 4 zeigt, mit einer Verdickung 29 versehen, deren Durchmesser etwa dem Durchmesser
der Bohrung 28 entspricht. Die Verdickung 29 weist eine umlaufende Kerbe 30 auf,
in die eine konische Spitze 31 einer schlittenseitigen Elemmschraube 32 mit Preßsitz
eingreift, was eine dreh- und verschiebefeste Festlegung ergibt.
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Der Antrieb der Spindel 16 wird vom Antrieb des Formzylinders 1 abgeleitet.
Hierzu ist die Spindel 16 im Bereich ihres aus dem Lagergehäuse 20 herausragenden
Endes mit einem hier als Zahnriemenscheibe ausgebildeten Antriebsrad 33 versehen,
das mittels eines als Zahnriemen ausgebildeten Treibelements 34 mit dem Ausgang
eines vom Zylinderantrieb aus antreibbaren, hier nicht näher dargestellten Vorgeleges
verbunden ist. Der Zahnriemen ergibt eine gewisse Elastizität im Antriebskettenzug,
durch die Stöße etc. gedämpft werden und gewährleistet dennoch einen praktisch rutschverlustlosen
Antrieb. Das Antriebsrad 33 ist auf einer Auskragung der Spindel 16 gelagert und
mittels eines Freilaufs 75 hiermit kuppelbar. Der Freilauf 35 stellt sicher, daß
die Spindel 16 nur bei einer bestimmten, zugeordneten Drehrichtung des Formzylinders
1 mitgenommen wird und bei einem Antrieb des Formzylinders in der Gegenrichtung
automatisch stillgesetzt ist.
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Die den einander gegenüberliegenden Rakeln 5 gemäß Figur 1 zugeordneten
Freiläufe sind daher gegenläufig wirksam, so daß bei jeder Drehrichtung des Formzylinders
1 jeweils nur die an diesen angestellte Rakel 5 eine changierende Bewegung ausführt
und die andere, abgestellte Rakel automatisch passiviert ist, was eine hohe Bedienungsfreundlichkeit
gewährleistet.