DE4109824C2

DE4109824C2 - Kurvengesteuertes Leistungsausgleichsgetriebe

Info

Publication number: DE4109824C2
Application number: DE19914109824
Authority: DE
Inventors: Victor Hefftler; Dietmar Mueller; Guenter Weisbach
Original assignee: Koenig and Bauer AG
Current assignee: KBA Planeta AG
Priority date: 1990-03-30
Filing date: 1991-03-26
Publication date: 1999-09-09
Anticipated expiration: 2011-03-27
Also published as: DD293326A5; DE4109824A1

Description

Die Erfindung betrifft ein kurvengesteuertes Leistungsausgleichsgetriebe für ein Bogenbe schleunigungssystem, welches vorzugsweise aus einem Schwinger besteht, dessen Bewe gungsablauf rastfrei über eine Umdrehung der Eintourenwelle erfolgt und mit einem Steuerge triebe in Verbindung steht, das durch eine auf einer Antriebswelle angeordnete Steuerkurve, und ein Antriebszahnrad angetrieben wird.

Bei Bogenrotationsmaschinen ist es üblich, den auf dem Anlegtisch ausgerichteten Bogen mittels eines Bogenbeschleunigungssystems, welches vorzugsweise als Schwinger ausgebildet ist, zu erfassen und auf Anlegtrommelgeschwindigkeit zu beschleunigen. Nach Übergabe der Bogens an die Anlegtrommel erfolgt eine Verzögerung des Schwingers bis zum Stillstand, um anschließend wieder beschleunigt zu werden in Richtung Anlegtisch mit nachfolgender Ver zögerung bis zum Stillstand am Anlegtisch.

Durch die zyklische Bewegung des Bogenbeschleunigungssystems über einen Maschinentakt werden Massenkräfte erzeugt, die auf die Steuerkurve wirkende Drehmomente erzeugen, wel che sich den im Antriebssystem wirkenden Drehmomenten überlagern und so Drehmomen tenschwankungen hervorrufen, die letztlich Passerfehler bzw. Doublieren und damit Quali tätsmängel oder Ausschuß der Druckerzeugnisse bedingen. Darüber hinaus verursachen die Drehmomentenschwankungen ein erhöhten Verschleiß der Druckmaschine.

In der DD 266 784 A1 wurde zur Minimierung der Drehmomentenschankungen ein Momenten ausgleichsgetriebe vorgesehen. Das Momentenausgleichsgetriebe besteht aus einer Aus gleichskurve und einer Ausgleichsgegenkurve, die zusammen mit der Antriebskurve und der Antriebsgegenkurve der Schwinganlage auf einer gemeinsamen Welle angeordnet sind. Die Ausgleichskurve und die Ausgleichsgegenkurve stehen über Rollenhebel mit einer Aus gleichsdrehmasse in Wirkverbindung.

Nachteilig bei diesem Leistungsausgleichsgetriebe sind der hohe Aufwand und der große Platzbedarf. Darüber hinaus werden durch das Leistungsausgleichsgetriebe Gestellkräfte ein geleitet, die ihrerseits Schwingungen in der Druckmaschine hervorrufen, welche letztlich Ur sache für Qualitätsmängel des Verarbeitungsgutes darstellen.

Aus der DE-AS 12 63 434 ist weiterhin ein Kurvengetriebe mit einer mit der Hauptnocken scheibe verbundenen Ausgleichsnockenscheibe bekannt, wobei diese unter Belastung steht und im Bereich eines Anstieges der Hauptnockenscheibe einen abfallenden und einen anstei genden Bereich aufweist zur Kompensierung des während des Arbeitshubes bei konstanter Drehgeschwindigkeit an der Hauptnockenscheibe wirkenden Drehmoments. Die Aus gleichsnockenscheibe ist bezüglich ihrer Form durch die dem Bewegungsgesetz der Haupt nockenscheibe entsprechende Mittelpunktslinie bestimmt und steht mit einem solchen Noc kenfolgeelement im Eingriff, dessen Mittelpunktsabstand von der Kurvenfläche demgegen über zur Kompensierung der Lage des Drehmoments vergrößert ist und dessen Belastung zur Kompensierung des Betrages des Drehmoments durch eine als Energiespeicher dienende Fe der gebildet wird.

Mit dieser Anordnung können Drehmomentenschwankungen nur für eine bestimmte Drehzahl oder einen begrenzten Drehzahlbereich gemindert werden. Bei einem Betrieb außerhalb dieser Drehzahl oder des Drehzahlbereichs besteht die Gefahr, daß störende Drehmomentenschwan kungen initiiert werden.

Es ist Aufgabe der Erfindung, ein kurvengesteuertes Leistungsausgleichsgetriebe als funktio nelle Einheit so auszubilden, daß ein nebenwirkungsfreier Leistungsausgleich ermöglicht wird.

Erfindungsgemäß wird das bei einem kurvengesteuerten Leistungsausgleichsgetriebe gemäß Oberbegriff des ersten Anspruchs dadurch gelöst, daß im Antriebszahnrad vier um 90 Grad versetzte Rollenhebel angeordnet sind, die so an einer gemeinsamen gestellfesten Leistungs ausgleichskurve angreifen, daß jeweils zwei benachbarte Rollenhebel durch zentralsymme trisch zueinander angeordnete und aus Zahnsegmenten bestehende Getriebestufen verbunden sind. Die Rollenhebel weisen gleiche kinematische Abmessungen und die Getriebestufen ein Übersetzungsverhältnis i = -1 auf.

Die Kontur der Leistungsausgleichskurve ist durch ein Bewegungsgesetz bestimmt, das sich aus zwei gleichen nacheinander angeordneten Teilbewegungsgesetzen zusammensetzt, die in sich zum Umkehrpunkt der Bewegung spiegelsymmetrisch und zu den Wendepunkten zen tralsymmetrisch verlaufen.

Als Teilbewegungsgesetze sind vorzugsweise zwei Sinoiden vorgesehen.

An den Rollenhebeln sind Ausgleichsmassen so vorgesehen, daß der Schwerpunkt des Sy stems Rollenhebel/Ausgleichsmasse exzentrisch zum Lager der Rollenhebel und auf der je weils der Rolle abgewandten Seite liegt.

An einem Ausführungsbeispiel soll nachstehend die Erfindung näher erläutert werden. Die zugehörige Zeichnung zeigt ein kurvengesteuertes Leistungsausgleichsgetriebe mit einem Schwingerantrieb in Seitenansicht.

Ein Schwinger 1, welcher in seiner Position am Anlegtisch 2 dargestellt ist, wird direkt von einer Steuerkurve 4 über eine Rolle 3 und einen Steuerrollenhebel 5, der Steuerrollenhebel 5 und der Schwinger 1 sind auf einer Schwingerwelle 6 drehfest angeordnet, angetrieben.

Der Zwangslauf wird durch ein nicht dargestelltes zwangslaufsicherndes Getriebe realisiert. Die Steuerkurve 4 ist mit einer Antriebswelle 7 verbunden, auf der weiterhin ein Antriebs zahnrad drehfest angeordnet ist. Im Antriebszahnrad 8 sind in vier zueinander um 90 Grad versetzt angeordneten und im gleichen Abstand zur Antriebswelle 7 vorgesehenen Lagern 11 Rollenhebel 9 angeordnet.

Die Rollenhebel 9 sind in den Lagern 11 drehbar fixiert und greifen mit Rollen 10 an einer gestell festen Leistungsausgleichskurve 12 an. Das die Kontur der Leistungsausgleichskurve 12 be stimmende Bewegungsgesetz setzt sich aus zwei gleichen nacheinander angeordneten Teilbe wegungsgesetzen zusammen, welche in sich zum Umkehrpunkt der Bewegung spiegelsymme trisch und zu den Wendepunkten zentralsymmetrisch verlaufen.

Ein Wendepunkt liegt immer dann vor, wenn die Geschwindigkeit ihren maximalen Wert an nimmt, d. h. daß in diesem Punkt die Beschleunigung Null ist, während im Umkehrpunkt sich das Vorzeichen der Geschwindigkeit ändert. Im Umkehrpunkt selbst ist die Geschwindigkeit Null.

Zentralsymmetrie ist dann gegeben, wenn Punkte einer Kurve durch eine ebene Drehung um einen Punkt, z. B. um einen Wendepunkt, zur Deckung gebracht werden können.

Der Rollenhebel 9.1 ist fest verbunden mit einem Zahnsegment 13.1, welches mit einem Zahnsegment 13.2 kämmt, das mit einer Federschwinge 14 versehen ist. An der Feder schwinge 14 ist eine Zugfeder 15 angeordnet, die an einer mit dem Rollenhebel 9.2 fest ver bundenen Federschwinge 16 angelenkt ist. Entsprechend ist der Rollenhebel 9.3 mit einem Zahnsegment 17.1 fest verbunden, welches mit einem Zahnsegment 17.2 kämmt, das mit ei ner Federschwinge 18 versehen ist. An der Federschwinge 18 ist eine Zugfeder 19 angeordnet, die an einer mit dem Rollenhebel 9.4 fest verbundenen Federschwinge 20 angelenkt ist. Die Zahnsegmente 13, 17 stimmen in ihren kinematischen Abmessungen überein und bilden gleichförmig übersetzende Getriebe mit dem Übersetzungsverhältnis i = -1.

Mit den Rollenhebeln 9 sind Ausgleichsmassen 21 so starr verbunden, daß der Schwerpunkt S des Systems Rollenhebel 5/Ausgleichsmasse 21 exzentrisch zum Lager 11 und auf der der Rolle 10 abgewendeten Seite liegt.

Die Wirkungsweise der Erfindung ist folgende:

Der Schwinger 1 erfaßt einen auf dem Anlegtisch 2 liegenden und nicht dargestellten Bogen und wird auf Anlegtrommelgeschwindigkeit beschleunigt. Nach Übergabe des Bogens an die Anlegtrommel erfolgt eine Verzögerung des Schwingers 1 bis zum Stillstand mit anschlie ßender Rückbeschleunigung und nachfolgender Verzögerung bis zum Stillstand am Anleg tisch 2.

Gleichzeitig laufen die Rollen 10 der im Antriebszahnrad 8 gelagerten Rollenhebel 9 an der Leistungsaus gleichskurve 12 ab. Dabei haben die aus Rollenhebel 9.2, Rolle 10.2 und Federschwinge 16 sowie aus Rollenhebel 9.4, Rolle 10.4 und Federschwinge 20 bestehenden Getriebe die Funk tion von Federnachführungsgetrieben. Durch die kinematische Übereinstimmung sämtlicher an der Leistungsausgleichskurve 12 angreifender Getriebe und durch die spezielle Ausbildung der Kontur der Leistungsausgleichskurve 12 führen die Rollenhebel 9.1, 9.2 und 9.3, 9.4 syn chrone Bewegungen aus, so daß die Zugfedern 15, 19 ständig unter gleicher Vorspannung ste hen und keinen Arbeitshub ausführen. Darüber hinaus weisen die Zugfedern 15, 19 eine ge ringe Vorspannung auf, da sie lediglich dazu dienen, den Zwanglauf und damit den Angriff der Rollen 10 an der Leistungsausgleichskurve 12 während der Anlauf und Abbremsphase zu sichern.

Der Zwanglauf während der Betriebsphase wird durch die Anordnung des Schwerpunktes S des Systems Rollenhebel 9/Ausgleichsmasse 21 auf der der Rolle 10 abgewandten Seite und exzentrisch zu dem Lager 11 gesichert. Damit wird gleichzeitig erreicht, daß durch das mit der Drehzahl quadratisch anwachsende Fliehkraftmoment die Rollenkraft drehzahlabhängig nach geführt wird.

Die Dimensionierung und damit das Massenträgheitsmoment des Sy stems Rollenhebel 9/Ausgleichsmasse 21 ist unter Berücksich tigung der maximalen Winkelgeschwindigkeit (Schwinggeschwindig keit) der Rollenhebel 9 so vorzunehmen, daß die in dem aus den 4 Teilgetrieben bestehenden Leistungsausgleichsgetriebe gespei cherte Energie übereinstimmt mit der im Bogenbeschleunigungs system, das aus Schwinger 1, Rollenhebel 5, Rolle 3 und einem nicht dargestellten, zwangslaufsichernden Getriebe besteht, ge speicherten, wodurch ein Leistungsausgleich realisiert wird. Durch die Wahl des Bewegungsgesetzes für die Leistungsausgleichs kurve 12 und durch die um 90 Grad versetzt zueinander angeordne ten und in ihren kinematischen Abmessungen übereinstimmenden Ge triebe befinden sich die jeweils um 180 Grad versetzt angeordne ten Rollenhebel 9.1, 9.3 bzw. 9.2, 9.4 in einer gleichen Bewe gungsphase. Dabei treten gleichgroße, aber entgegengesetzt wir kende Gestellkräfte auf, wodurch ihre Wirkung zum Gestell kom pensiert und damit ein nebenwirkungsfreier Leistungsgleich ermöglicht wird.

Bezugszeichenliste

1

Schwinger

2

Anlegtisch

3

Rolle

4

Steuerkurve

5

Steuerrollenhebel

6

Schwingerwelle

7

Antriebswelle

8

Antriebszahnrad

9

(

9.1

...

9.4

) Rollenhebel

10

(

10.1

...

10.4

) Rolle

11

(

11.1

...

11.4

) Lager

12

Leistungsausgleichskurve

13

(

13.1

,

13.2

) Zahnsegement

14

Federschwinge

15

Zugfeder

16

Federschwinge

17

(

17.1

,

17.2

) Zahnsegment

18

Federschwinge

19

Zugfeder

20

Federschwinge

21

(

21.1

...

21.4

) Ausgleichsmasse
SSchwerpunk des Systems Rollenhebel

9

/Ausgleichs masse

21

Claims

1. Kurvengesteuertes Leistungsausgleichsgetriebe für ein Bogenbeschleunigungssystem, wel ches vorzugsweise aus einem Schwinger besteht, dessen Bewegungsablauf rastfrei über ei ne Umdrehung der Eintourenwelle erfolgt und mit einem Steuergetriebe in Verbindung steht, das durch eine auf einer Antriebswelle angeordnete Steuerkurve und ein Antriebs zahnrad angetrieben wird, dadurch gekennzeichnet, daß im Antriebszahnrad (8) vier um 90 Grad versetzte Rollenhebel (9) angeordnet sind, die so an einer gemeinsamen gestellfesten Leistungsausgleichskurve (12) angreifen, daß jeweils zwei benachbarte Rollenhebel (9.1; 9.2) bzw. (9.3; 9.4) durch zentralsymmetrisch zueinander angeordnete und aus Zahnseg menten (13.1; 13.2) bzw. (17.1; 17.2) bestehende Getriebestufen verbunden sind.

2. Leistungsausgleichsgetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontur der Leistungsausgleichskurve (12) durch ein Bewegungsgesetz bestimmt ist, welches sich aus zwei gleichen nacheinander angeordneten Teilbewegungsgesetzen zusammensetzt, die in sich zum Umkehrpunkt der Bewegung spiegelsymmetrisch und zu den Wendepunkten zen tralsymmetrisch verlaufen.

3. Leistungsausgleichsgetriebe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Teilbewe gungsgesetze als Sinoiden ausgebildet sind.

4. Leistungsausgleichsgetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rollenhe bel (9) gleiche kinematische Abmessungen aufweisen.

5. Leistungsausgleichsgetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die aus den Zahnsegmenten (13.1; 13.2) bzw. (17.1; 17.2) bestehenden Getriebestufen ein Überset zungsverhältnis i = -1 aufweisen.

6. Leistungsausgleichsgetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rollenhe bel (9) mit Ausgleichsmassen (21) versehen sind.

7. Leistungsausgleichsgetriebe nach Anspruch 1 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwerpunkt (S) des Systems Rollenhebel (9)/Ausgleichsmasse (21) exzentrisch zum La ger (11) der Rollenhebel (9) und auf der jeweils der Rolle (10) abgewandten Seite liegt.