DE4120487A1 - Linearantrieb fuer bewegungsablaeufe - Google Patents

Description

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einem Linearantrieb für Be­ wegungsabläufe nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Linearantriebe sind in vielfacher Form bekannt und werden für unterschiedlichste Zwecke eingesetzt; da die vorliegende Erfindung sich in ihrem bevorzugten Anwendungsbereich auf Linearantriebe in der Drucktech­ nik, beispielsweise einer Rakelwerk- oder Ablegerfüh­ rung bezieht, wird im folgenden auch auf diesen An­ wendungszweck genauer eingegangen. Es versteht sich aber, daß die Erfindung bei beliebigsten Linearantrie­ ben mit Erfolg eingesetzt werden kann, und zwar über­ all dort, wo es speziell auf hohe Arbeitsgeschwindig­ keiten und einem damit verbundenen schnellen Start und einer entsprechenden Abbremsung sowie auf besonders ruhigen und insbesondere auch für die anderen betei­ ligten Komponenten störungsfreien Ablauf der Linear­ bewegung ankommt.

Der Einsatz der Erfindung kommt allgemein in Frage im Bereich der Siebdrucktechnik auf dem Gebiet der schon erwähnten Rakelwerkführung, der Druckplattenführung, einer Ablegerführung aber auch bei Bewegungssteuerun­ gen für Plotter, bei automatischen Lackiereinrichtun­ gen u. dgl., also überall dort, wo über eine zumeist kürzere Wegstrecke ein Arbeitsgerät im Betriebsablauf geführt werden muß, mit der Notwendigkeit, zu Beginn und zum Ende der durchzuführenden Bewegung zum Teil kräftige Beschleunigungs- und Abbremsvorgänge durch­ führen zu müssen.

So ist es aus der Siebdrucktechnik bekannt (DE-OS 37 38 039), eine in einem Rakelhalter gelagerte Rakel über einen Drucktisch hinwegzubewegen, wobei der Rakelhalter an einem in Führungsschienen laufenden Träger über Führungseinrichtungen sowohl im Abstand als auch im Winkel zum Drucktisch verstellbar gehalten ist und mittels eines Druckzylinders gegen den Druck­ tisch gepreßt wird. Man kann nun solche linearen Bewe­ gungsabläufe, wie sie z. B. auch von dem erwähnten Rakelwerk durchgeführt werden, sehr unterschiedlich realisieren, beispielsweise mit Hilfe von Zahnstangen/Schnecken­ antrieben, mittels hydraulischer Antriebe, wobei eine Kolbenstange über die gewünschte Bewegungs­ länge aus einem Zylinder ausfährt, mit Hilfe von Schleppkupplungen, die sich an einen vorbeilaufenden Antrieb anklammern u. dgl.

So ist es aus der Veröffentlichung: "Siebdruckmaschinen EMM" als Sonderdruck aus IS+L, 8. Jahrgang, Nr. 6, 1987 auch bekannt, den Rakelantrieb mittels eines Gleich­ strommotors durchzuführen, wobei die Rakelschlitten mit Kugelumlaufbuchsen auf gehärteten Wellen zur Längsfüh­ rung laufen. Der Rakelweg wird dabei berürungslos ab­ getastet und läßt sich über verschiebbare Nocken stufen­ los einstellen.

Bei solchen Linearantrieben, speziell in der Druck­ technik, aber auch auf anderen technischen Gebieten, kann sich dann ein Problem ergeben, wenn es einerseits erwünscht ist, mit dem Arbeitsgeräteträger, der durch den linearen Antrieb bewegt wird, möglichst schnell zu arbeiten, dabei andererseits aber notwendigerweise vibrationsfrei verfahren werden muß, entweder aus all­ gemeinen Gründen oder, jetzt wieder speziell in der Druckindustrie, sichergestellt werden muß, daß bei­ spielsweise kein Siebflattern auftritt oder sonstige Maschinenerschütterungen auftreten, die beispielsweise die Aussteuerwalze für die Materialbahnen beim Druck­ vorgang ins Schwingen kommen lassen.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Linearantrieb so auszugestalten, daß mit diesem einer­ seits hinreichend hohe Geschwindigkeiten auch auf kür­ zeren Wegstrecken gefahren werden können, andererseits der ganze Antrieb erschütterungsfrei bleibt.

Vorteile der Erfindung

Der erfindungsgemäße Linearantrieb löst diese Aufgabe mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 und hat den Vorteil, daß ein Verfahren des jeweils linear zu bewegenden Arbeitsgeräts mit hoher Geschwindigkeit durchgeführt werden kann, ohne daß es überhaupt zu merklichen Erschütterungen beim Betrieb kommt. Diese Feststellung erscheint im ersten Moment deshalb wider­ sprüchlich, weil es unmöglich ist, einen Bewegungs­ ablauf einzuleitem, ohne daß sich hierdurch nicht eine Gegenreaktion ergibt, so daß beispielsweise eine hohe Anfangsbeschleunigung eines unter Umständen schweren Arbeitsgeräts, wie es beispielsweise gerade in der Siebtechnik die gesamte Rakelführung darstellt, an sich nicht durchgeführt werden kann, ohne daß von den stationären Teilen der Rakelführung die Gegenreaktionskraft auf­ gefangen werden muß. Dies führt notwendigerweise auch dann zu Resterschütterungen, wenn man sich be­ müht, hier durch Einführung zusätzlicher Dämpfungs­ mechanismen, Stoßdämpfer u. dgl. solche Anfangsbeschleu­ nigungen, aber auch entsprechend starke Abbremsmanöver aufzufangen und in ihrer Wirkung mildernd auf den Maschinenkörper einwirken zu lassen.

Die Erfindung hat demgegenüber den Vorteil, daß weder aufwendige Dämpfungsmechanismen noch eine besondere Standfestigkeit des Hauptgeräts, beispielsweise also der Druckmaschine an sich notwendig sind.

Denn durch die Grundkonzeption, den Linearantrieb um­ laufend auszubilden ist es möglich, auf dem sich in Gegenrichtung bewegenden Teil des Antriebs ein Gegen­ gewicht anzuordnen, welches jedenfalls in der Gewichts- bzw. Massengrößenordnung des jeweiligen Arbeitsgerätes liegt.

Hierdurch wird zwar unbestreitbar die insgesamt zu beschleunigende oder abzubremsende Masse größer, was jedoch durch eine entsprechend stärkere Auslegung des jeweiligen Antriebsmotors problemlos aufgefangen werden kann und auch keine größeren Schwierigkeiten bereitet, andererseits aber sorgt das Gegengewicht dafür, daß der lineare Bewegungsablauf vollkommen erschütterungsfrei ablaufen kann, weil für die in der einen Richtung be­ schleunigte Masse des Arbeitsgeräts in genau der Gegen­ richtung eine vergleichbare Masse beschleunigt wird, so daß sich die Auswirkungen des Antriebs insgesamt in sich und in ihren Äußerungen nach außen vollkommen auf­ heben.

Untersuchungen haben ergeben, daß es auf diese Weise gelingt, wesentlich schneller arbeitende Linearantriebe einzusetzen, wobei nunmehr auch nicht mehr auf beson­ dere Materialersparnis bei den jeweiligen Arbeitsgerä­ ten geachtet zu werden braucht, da durch das gleich­ zeitig in Gegenrichtung mitbeschleunigte Gegengewicht ein erschütterungsfreier Hochlauf und auch ein ent­ sprechendes Abbremsen stets gewährleistet ist, ohne daß es auf eine Dämpfung bewegter Massen, und hier würde dann ja wieder das Gewicht der bewegten Teile eine Rolle spielen, ankommt.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnah­ men sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesse­ rungen der Erfindung möglich. Besonders vorteilhaft ist die Realisierung des Linearantriebs in Form eines umlaufenden Bandes, einer Kette oder eines Riemens, so daß um Antriebs- und/oder Umlenkrollen oder -walzen geführt ein oberes Trum und ein unteres Trum des end­ losen Riemens oder Bandes gebildet ist. Hierbei kann dann das obere Trum dem Transport des Arbeitsgerätes und das untere Trum dem Transport des Gegengewichtes dienen.

Vorteilhaft ist ferner, wenn sowohl Gegengewicht als auch Arbeitsgerät, beispielsweise ein Rakelwerk,in oberen und unteren stationären Führungen möglichst reibungsfrei geführt werden, wodurch auch die einzige Bewegungsrichtung, in welcher sich die bewegten Massen vollkommen durch das Gegengewicht ausgleichen, zwangs­ weise vorgegeben ist.

Zeichnung

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeich­ nung dargestellt und wird in der nachfolgenden Be­ schreibung näher erläutert. Die Zeichnung zeigt stark schematisiert lediglich den Bereich einer Arbeitsgeräte­ führung bei einem Gerät und speziell in einer Seitenan­ sicht eine Rakelwerkführung bei einer Siebdruckmaschine.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele

Der Grundgedanke vorliegender Erfindung besteht darin, einen Linearantrieb für Arbeitsgeräte umlaufend aus­ zubilden und an dem sich in Gegenrichtung zur Arbeits­ richtung bewegenden Trum ein Gegengewicht in etwa der Masse bzw. des Gewichts des Arbeitsgeräts zu befesti­ gen.

In der Zeichnung ist der gegenläufig ausgebildete Linearantrieb als zwei zueinander entfernt über An­ triebs- bzw. Spannrollen 11, 12 geführtes Band oder Riemen 13 dargestellt und besteht somit aus einem obe­ ren Trum 13a und einem unteren Trum 13b.

Dient ein solcher gegenläufiger Linearantrieb dem Trans­ port eines Arbeitsgeräts und im speziellen der Längs­ bewegung eines bei 14 angedeuteten Rakelwerks bei einer Siebdruckmaschine, worauf hier als bevorzugtes Aus­ führungsbeispiel jedoch den Rahmen der Erfindung nicht einschränkend genauer eingegangen wird, dann kann das Rakelwerk beliebig entweder am oberen Trum 13a oder am unteren Trum 13b zur Durchführung seiner Linearbewegung festgemacht sein - wesentlich ist jeden­ falls, daß am jeweils anderen Trum, welches sich not­ wendigerweise in entgegengesetzter Richtung zum bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel am oberen Trum 13a befestigten und sich in Richtung des Pfeils A be­ wegenden Rakelwerk 14 bewegt, ein Gegengewicht 15 an­ geordnet ist, welches in Richtung des Pfeils B trans­ portiert wird.

Es versteht sich als vorteilhafte Ausgestaltung vor­ liegender Erfindung ferner, daß sowohl das jeweilige Arbeitsgerät, also das Rakelwerk 14 sowie das Gegen­ gewicht 15 in eigenen Führungen laufen, die in der Zeichnung jeweils als zugeordnete Führungsschlitze 14a, 15a bezeichnet sind. In diesen Führungen laufen dann Arbeitsgerät sowie das Gegengewicht bevorzugt in ge­ eigneten Kugellagerführungen und werden von dem oberen bzw. dem unteren Trum des umlaufenden Antriebs in die jeweilige, einander entgegengesetzte Laufrichtung ge­ zogen.

Bei einem Rakelantrieb ist ein beidseitiger stationä­ rer Führungsrahmen vorgesehen, in welchem ein Rakel­ träger in Kugellagern läuft, wobei der Rakelträger seinerseits von einem Zahnriemen gezogen wird, der eine umlaufende geschlossene Form mit oberem und unterem Trum aufweist und auf einer Seite, also von einer der Walzen, beispielsweise Antriebswalze 12, angetrieben ist, während die Umlenkwalze 11 als Spannwalze oder Spann­ rolle bezeichnet werden kann. Das Gegengewicht 15 sollte in etwa die gleiche Masse, also insofern auch das gleiche Gewicht wie das jeweilige Arbeitsgerät haben, wobei optimale Ergebnisse auch schon dann erzielt werden, wenn das Gewicht des Gegengewichts 15 sich annähernd im Bereich des Gewicht des Arbeitsgerätes befindet, beipsielsweise 80% beträgt.

Auf diese Weise, nämlich durch die gegenläufige Bewe­ gung von Arbeitsgerät und Gegengewicht sind die Be­ schleunigungs-, Brems- und allgemeinen Bewegungsaus­ wirkungen auf die Maschine praktisch Null, so daß einerseits mit hohen Geschwindigkeiten gefahren wer­ den kann, andererseits praktisch keine Erschütterungen mehr auftreten. Das bedeutet bei einer Siebdruckma­ schine, daß das gefürchtete Siebflattern oder sonstige Unruhen bei den sonst noch beteiligten Arbeitskompo­ nenten eliminiert werden können; es kommt nicht zu den sonst möglichen, lediglich durch Dämpfung mühsam be­ herrschten Maschinenerschütterungen, die unter Umstän­ den so groß sind, daß die Aussteuerwalze für die Materialbahn bei einer Druckmaschine in Schwingungen gerät, so daß es zu Paßungenauigkeiten beim Drucken kommt.

Die hohen Geschwindigkeiten lassen sich deshalb prob­ lemlos erreichen, weil mit großen Beschleunigungswer­ ten beim jeweiligen Durchlauf hier des Rakelwerks ge­ startet und auch wieder abgebremst werden kann, wozu lediglich, wenn überhaupt notwendig, der Antriebsmotor für den Zahnriemen entsprechend ausgelegt zu werden braucht. Natürlich muß der Antriebsmotor in diesem Fall etwa das doppelte Gewicht beschleunigen; gerade dadurch wird jedoch der Erschütterungsstoß beim Loslaufen des Arbeitsgeräts vollkommen aufgefangen, der ansonsten durch eine Vielzahl bekannter Maßnahmen, wie beispiels­ weise schwimmende Lagerung mit Stoßdämpfer, nur äußerst unvollkommen aufgefangen werden konnte. Dabei sorgen die präzisen Kugelführungen sowohl für das Arbeits­ gerät als auch für das Gegengewicht dafür, daß die Richtungen der gegenläufigen Bewegungen hundertprozen­ tig übereinstimmen, also nicht etwa in einer Querrich­ tung hierzu kleine Ratterschwingungen o. dgl. auftreten können.

Abschließend wird darauf hingewiesen, daß die Ansprüche und insbesondere der Hauptanspruch Formulierungsver­ suche der Erfindung ohne umfassende Kenntnis des Stands der Technik und daher ohne einschränkende Präjudiz sind. Daher bleibt es vorbehalten, alle in der Beschreibung, den Ansprüchen und der Zeichnung dargestellten Merkmale sowohl einzeln für sich als auch in beliebiger Kombi­ nation miteinander als erfindungswesentlich anzusehen und in den Ansprüchen niederzulegen.

Claims (5)

1. Linearantrieb für Bewegungsabläufe, insbesondere in der Druck- und Siebdrucktechnik für Rakelwerkführun­ gen Druckplattenführungen, Ablegerführungen, ferner für Bewegungsabläufe bei Plottern, Lackiereinrich­ tungen u. dgl., gekennzeichnet durch einen umlaufen­ den Antrieb (13), dessen einer Teil den Transport des Arbeitsgeräteträgers bewirkt und dessen anderer sich hierzu gegenläufig bewegender Teil ein Gegen­ gewicht (15) trägt.

2. Linearantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß der umlaufende Antrieb von einem endlosen, beidseitig Führungs-, Antriebs- und Spannrollen oder -walzen (11, 12) umschlingenden Band gebildet ist, an dessen einem (oberen) Trum das Arbeitsgerät (14) bzw. Arbeitsgeräteträger und an dessen anderem (unteren) Trum (13b) das Gegengewicht (15) befestigt ist.

3. Linearantrieb nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß sowohl Arbeitsgerät (14) bzw. Ar­ beitsgeräteträger als auch Gegengewicht (15) in Führungen (14a, 15a) laufen.

4. Linearantrieb nach Anspruch 3, dadurch gekennzeich­ net, daß die Führungen Kugellagerlängsführungen für Arbeitsgeräteträger und Gegengewicht sind.

5. Linearantrieb nach einem oder mehreren der An­ sprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Arbeitsgeräteträger ein von einem Querträger gebil­ deter Rakel-Laufschlitten ist, der beidseitig über Kugelauflaufbüchsen in einem Führungsrahmen gehal­ ten und von einem Zahnriemen als antreibendes Band in beiden Verschieberichtungen transportiert ist.