DE4210777C2 - Zugwalzenpaar, insbesondere an Druckmaschinen - Google Patents
Zugwalzenpaar, insbesondere an DruckmaschinenInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Zugwalzenpaar, insbesondere an
Druckmaschinen, nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Ein Zugwalzenpaar, deren Walzen angetrieben werden und über auf den
Walzenzapfen angeordneten Stirnrädern in Antriebsverbindung stehen,
zeigt die DE-PS 65 501. Die Bahn wird dabei geradlinig durch die
gegeneinander angestellten Walzen geführt. Würde die Bahn
gleichzeitig abgelenkt, d. h. um eine der Walzen umgelenkt werden, so
stellt sich während des Umfahrens der Walze auf der Oberseite der
die Walze umschlingenden Bahn eine Geschwindigkeitserhöhung
entsprechend der Radiuszunahme infolge der Bahndicke ein. Diese
Erscheinung tritt um so mehr in Erscheinung, je dicker der Bahnstrang
ist, je mehr übereinander liegende Bahnen er enthält. Die sich
einstellende Geschwindigkeitsdifferenz zur auf die Bahn
angestellten, mit unveränderter Bahngeschwindigkeit umlaufenden
zweiten Walze des Zugwalzenpaares führt zu Faltenbildung und
Verschieben der Lagen des Bahnstranges. Als Folge dessen tritt ein
Abschmieren des Druckes sowohl innerhalb des Bahnstranges als auch
auf dessen Oberfläche auf. Auch eine Beschädigung der Außenflächen
des Bahnstranges infolge Kratzwirkung der rauhen Mantelflächen der
Walzen ist zu verzeichnen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Zugwalzenpaar zu
schaffen, dessen Walzen hinsichtlich ihrer Umfangsgeschwindigkeit
auf die Dicke des Bahnstranges abgestimmt sind. Diese Aufgabe wird
bei einer gattungsgemäßen Einrichtung durch die Anwendung der
Merkmale des Kennzeichens des Anspruchs 1 erreicht. Das
Anpassungsgetriebe bringt die Geschwindigkeit der Außenseite des um
eine Walze des Zugwalzenpaares geführten Bahnstranges und die
Umfangsgeschwindigkeit der auf dieser aufliegenden Walze unabhängig
von der Dicke des Bahnstranges in Übereinstimmung. Dadurch werden
Faltenbildung und Verschiebung der Lagen des Bahnstranges sowie ein
Abschmieren von Druckfarbe und eine Beschädigung der äußeren
Oberflächen des Bahnstranges vermieden.
Weitere Merkmale und Vorteile ergeben sich aus den Unteransprüchen
in Verbindung mit der Beschreibung.
Die Erfindung soll nachfolgend an einigen Ausführungsbeispielen
näher erläutert werden. In den zugehörigen Zeichnungen zeigt
schematisch
Fig. 1 ein Zugwalzenpaar in der Seitenansicht;
Fig. 2 das Zugwalzenpaar von Fig. 1, angetrieben mit einem
Kegelrad-Planetengetriebe;
Fig. 3 ein Zugwalzenpaar mit einem anderen Ausgleichsgetriebe;
Fig. 4 und 6 Zugwalzenpaare mit weiteren Ausführungsformen von
Anpassungsgetrieben;
Fig. 5 den Schnitt A-A von Fig. 4.
Fig. 1 zeigt ein Zugwalzenpaar 1 mit den Walzen 2, 3, zwischen denen
eine mehrlagige Bahn 4 hindurchgefördert wird. Die Walzen 2, 3 sind
mit ihren Walzenzapfen 5 bis 8 in Seitenwänden 9, 10 gelagert. Auf
dem Walzenzapfen 5 ist fest ein Stirnrad 11 angeordnet, und auf dem
Walzenzapfen 7 befindet sich drehbar ein ein Stirnrad 12 und ein
Kegelrad 13 enthaltendes Doppelrad 14. Das Kegelrad 13 ist
Bestandteil eines Kegelrad-Planetengetriebes 15 und steht über ein
im Gehäuse 16 gelagertes Zwischenrad 17 mit einem Kegelrad 18 in
Antriebsverbindung. Letzteres ist fest auf dem Walzenzapfen 7
montiert. Das Gehäuse 16 wird beispielsweise von der Längswelle der
Druckmaschine unter Zwischenschaltung eines Getriebes mit stufenlos
verstellbarem Übersetzungsverhältnis, einem sogenannten Variator 19,
angetrieben.
Für den Antrieb dem Zugwalzenpaares 1 wird zunächst das Gehäuse 16
des Kegelrad-Planetengetriebes 15 über den Variator 19 angetrieben.
Vom Gehäuse 16 wird mittels des Zwischenrades 17 auf die Kegelräder
13 und 18 getrieben. Letzteres treibt die Walze 3 und das Kegelrad
13 über die Stirnräder 12 und 11 die Walze 2 an. Dabei paßt das
Zwischenrad 17 durch Drehung um seine eigene Achse die
Umfangsgeschwindigkeiten der Walzen 1 und 2 an die Geschwindigkeiten
der Ober- und Unterseite der Bahn 4 selbständig an. Mittels des
Variators 19 kann die Transportgeschwindigkeit des Zugwalzenpaares 1
insgesamt zur Einstellung einer gewünschten Bahnspannung variiert
werden.
Detaillierte Ausführungen zur Abstandsveränderbarkeit der Walzen 2
und 3 entsprechend der Bahndicke werden zu diesem und den
nachfolgenden Ausführungsbeispielen nicht gemacht, da dies nicht
Gegenstand der Erfindung ist und dem Fachmann hierfür Lösungen
bekannt sind. Erwähnt sei nur, daß im Ausführungsbeispiel an eine
elastische, ein Drehmoment überträgungsfähige Lagerung der
Walzenmäntel auf den Achsen der Walzen gedacht ist. Aber auch die
Ausführung der Zahnräder 11, 12 als Zwischenräder und deren Antrieb
auf Zahnräder der Walzenzapfen ist denkbar, wobei eine Walze in
Hebeln um ihr Antriebszahnrad schwenkbar gelagert ist.
Zum Schutzumfang des Patentes gehörig können auch andere Varianten
von Kegelrad-Planetengetrieben sowie Stirnrad-Planetengetriebe oder
Ausgleichsgetriebe in Harmonic-Drive-Bauart zum Antrieb eines
Zugwalzenpaares zum Einsatz kommen. So kann vorteilhaft die
Drehachse des Gehäuses eines Kegelrad-Planetengetriebes senkrecht zu
den Längsachsen der Walzenzapfen des Zugwalzenpaares gelegt werden
und die in der Drehachse liegenden Abtriebswellen des Getriebes
treiben mittels Kegelräder auf Kegelräder der Walzenzapfen des
Zugwalzenpaares.
Beim Einsatz eines Stirnrad-Planetengetriebes können die mit den
Walzenzapfen in Antriebsverbindung stehen Abtriebszahnräder
vorteilhaft als Sonnenräder mit Innenverzahnung ausgeführt werden.
Als Antriebsglied dieses Getriebes fungiert der Steg, der zwei
miteinander in Eingriff stehende Planetenräder trägt und wobei
jeweils ein Planetenrad mit einem Sonnenrad kämmt.
Beim Einsatz eines Ausgleichsgetriebes in Harmonic-Drive-Bauart
stehen vorteilhaft der Circular Spline und der Dynamic Spline mit
jeweils einem Walzenzapfen in Antriebsverbindung, wobei
beispielsweise der Circular Spline direkt auf einem Walzenzapfen
befestigt ist und der Dynamic Spline unter Zwischenschaltung eines
Zahnrades auf ein Zahnrad des anderen Walzenzapfens treibt. Der
Antrieb erfolgt am Wave Generator.
In Fig. 3 sind die Walzen 20, 21 eines Zugwalzenpaares 22 mit ihren
Walzenzapfen 23, 24 in Seitenwänden 25 gelagert. Jeder Walzenzapfen
23, 24 trägt ein Kegelrad 26, 27, das mit jeweils einem Kegelrad 30,
31, das auf je einer im Gestell drehbar gelagerten Scheibe 28, 29
befestigt ist, in Eingriff steht. Die Scheiben 28, 29 sind parallel
und mit Abstand zueinander angeordnet. Im gebildeten Spalt befindet
sich ein beide Scheiben 28, 29 berührender Kugelring 32. Letzterer
trägt einen Zahnkranz 33 und ist in radialer Richtung der Scheiben 28,
29 verschiebbar. Der Zahnkranz 33 steht mit einem zusammen mit dem
Kugelring 32 verschiebbaren Ritzel 34 in Zahneingriff. Letzteres wird
unter Zwischenschaltung einer Gelenkwelle 35 beispielsweise von der
Hauptwelle der Druckmaschine angetrieben.
Das Ritzel 34 versetzt über den Zahnkranz 33 den Kugelring 32 in
Umdrehungen. Dessen Kugeln treiben die Scheiben 28, 29 reibschlüssig
an. Letztere wiederum treiben über die Kegelräder 30 und 26 bzw. 31
und 27 die Walzen 20 und 21 an. Zur selbsttätigen Herstellung von
erforderlichen Drehzahlunterschieden der Walzen 20, 21 ermöglichen
die Kugeln des Kugelringes 32 durch Rollbewegungen in
Umfangsrichtung der Scheiben 28, 29 deren entsprechende relative
Drehung zueinander. Zur Änderung der Fördergeschwindigkeit des
Zugwalzenpaares 22 an sich benötigt der Zugwalzenantrieb keinen
speziellen Variator. Durch Verschieben des Kugelringes 32 wird der
Antriebsradius an den Scheiben 28, 29 und damit das
Übersetzungsverhältnis des Getriebes verändert.
Fig. 4 zeigt den Antrieb eines Zugwalzenpaares 36 mittels eines
Kegelrollen-Riementriebes. Die Walzen 37, 38 des Zugwalzenpaares 36
sind mit ihren Walzenzapfen 39, 40 in Seitenwänden 41 gelagert. Der
Walzenzapfen 40 trägt eine Kegelrolle 42, und auf dem Walzenzapfen
39 ist ein Zahnrad 43 befestigt, das über ein Zahnrad 44 mit einer
Kegelrolle 45 in Antriebsverbindung steht. Die Kegelrollen 42 und 45
sowie eine Antriebsrolle 46 sind mittels eines endlosen Riemens 47
antriebsmäßig miteinander verbunden (Fig. 5). Die Antriebsrolle 46
wird von einem Variator 48 angetrieben. Der Riemen 47 ist mittels
einer Gabel 49 seitlich verschiebbar, die von einem Motor 50
betätigt wird. Der Motor 50 ist an eine Steuereinrichtung 51
angeschlossen, die von einem Meßwertgeber für die Bahndicke 52
gespeist wird.
Die vom Variator 48 angetriebene Antriebsrolle 46 treibt mittels des
Riemens 47 die Kegelrollen 42 und 45 an. Die Kegelrolle 42 treibt
direkt auf die Walze 38 und die Kegelrolle 45 über die Zahnräder 44
und 43 auf die Walze 37. Zur Anpassung der Walzengeschwindigkeiten
an die Geschwindigkeiten des Bahnstranges verschiebt der Motor 50
mittels der Gabel 49 den Riemen 47 seitlich. Bei einer Verschiebung
nach rechts wird z. B. die Umfangsgeschwindigkeit der Walze 38
verringert und die Umfangsgeschwindigkeit der Walze 37 erhöht. Die
Riemenverschiebung wird vom Motor 50 bewerkstelligt, der von der
Steuereinrichtung 51 angesteuert wird. Der Steuereinrichtung 51 wird
hierfür ein die Bahndicke verkörperndes Signal des Meßwertgebers 52
zugeführt. Das Signal kann beispielsweise auch eine
speicherprogrammierbare Steuerung entsprechend den auftragsbezogenen
Daten liefern. Die Einstellung der Geschwindigkeit des
Zugwalzenpaares an sich erfolgt mittels des Variators 48.
Fig. 6 zeigt ein Zugwalzenpaar 53 mit den Walzen 54 und 55, deren
Walzenzapfen 56 bis 59 in den Seitenwänden 60 und 61 lagern. Die
Walzenzapfen 58 und 59 der Walze 55 tragen jeweils eine auf diesen
verschiebbare Seitenscheibe 62, 63 mit einem Innenkonus 64, 65. In
die Innenkonen 64, 65 ragt jeweils ein stirnseitig am Walzenmantel
66 der Walze 55 angebrachter Außenkonus 67, 68. Der Walzenmantel 66
ist auf der Achse 69 der Walze 55 verdrehbar und radial verschiebbar.
Die Seitenteile 62, 63 werden mittels Druckfedern 70, 71 in Richtung
auf den Walzenmantel 66 druckbelastet. Der Walzenzapfen 58 trägt ein
Stirnrad 72, das mit einem Stirnrad 73 auf dem Walzenzapfen 56 in
Eingriff steht. Der Walzenzapfen 56 ist mit einem Variator 74 in
Antriebsverbindung.
Das Zugwalzenpaar 53 wird beispielsweise von der Hauptwelle der
Druckmaschine über den Variator 74 angetrieben. Der Antrieb der
Walze 54 erfolgt über den Walzenzapfen 56, der Antrieb der Walze 55
über die Zahnräder 73 und 72 und die Walzenzapfen 58, 59. Mit
letzteren laufen die Seitenscheiben 62 und 63 um, deren Innenkonen
64, 65 reibschlüssig die Außenkonen 67, 68 und damit den
Walzenmantel 66 der Walze 55 antreiben. Bei dicken Warenbahnen wird
der Walzenmantel 66 weiter von der Walze 54 abgerückt. Dies erfolgt
unter seitlicher Verschiebung der Seitenteile 62, 63 vom
Walzenmantel 66 weg infolge einer Axialkraftkomponente in der
Berührungszone der Innen- und Außenkonen 64, 65, 67, 68. Dabei
verlagert sich die Berührungszone bei den Innenkonen 64, 65 zu einem
größeren und bei den Außenkonen 67, 68 zu einem kleineren
Durchmesserbereich hin. Dadurch erhöht sich die
Umfangsgeschwindigkeit des Walzenmantels 66 und paßt sich selbständig
an die erhöhte Geschwindigkeit der Oberfläche des um die Walze 54
geführten Bahnstranges an. Eine Veränderung der Geschwindigkeit des
Zugwalzenpaares 53 an sich wird mittels des Variators 74 bewirkt.
Claims (9)
1. Zugwalzenpaar an Rollenrotationsdruckmaschinen, zwischen dessen
Walzen unter gegenseitiger Anpressung eine ein- oder mehrlagige
Bahn gefördert wird, dessen Walzen weiterhin angetrieben werden
und miteinander über auf ihren Walzenzapfen angeordneten
Antriebselementen unter Zwischenschaltung eines
Anpassungsgetriebes in Antriebsverbindung stehen, dadurch
gekennzeichnet, daß die Walzen (2, 3, 20, 21) über ein
Ausgleichsgetriebe miteinander in Verbindung stehen.
2. Zugwalzenpaar nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die
Walzenzapfen (5, 6) mit jeweils einem Abtrieb eines
Kegelrad-Planetengetriebes (15) in Antriebsverbindung stehen.
3. Zugwalzenpaar nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die
Walzenzapfen mit jeweils einem Abtrieb eines
Stirnrad-Planetengetriebes in Antriebsverbindung stehen.
4. Zugwalzenpaar nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die
Walzenzapfen mit jeweils einem Abtrieb eines Getriebes in
Harmonic-Drive-Bauart in Antriebsverbindung stehen.
5. Zugwalzenpaar nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
Zahnrader (26, 27) der Walzenzapfen (23, 24) mit jeweils einer
Scheibe (28, 29) antriebsmäßig verbunden sind und beide
Scheiben (28, 29) mit einem angetriebenen Kugelring (32) in
Berührung stehen.
6. Zugwalzenpaar nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der
Kugelring (32) in radialer Richtung der Scheiben (28, 29)
verschiebbar ist.
7. Zugwalzenpaar an Rollenrotationsdruckmaschinen, zwischen dessen
Walzen unter gegenseitiger Anpressung eine ein- oder mehrlagige
Bahn gefördert wird, dessen Walzen weiterhin angetrieben werden
und miteinander über auf ihren Walzenzapfen angeordneten
Antriebselementen unter Zwischenschaltung eines
Anpassungsgetriebes in Antriebsverbindung stehen, dadurch
gekennzeichnet, daß die Walzen (37, 38) über einen Kegelrollen-
Riementrieb in Antriebsverbindung stehen, dessen seitliche
Riemenverschiebung von einer Steuereinrichtung (51) gesteuert
wird, die von einem Meßwertgeber (52) für die Dicke der Bahn
gespeist wird.
8. Zugwalzenpaar an Rollenrotationsdruckmaschinen, zwischen dessen
Walzen unter gegenseitiger Anpressung eine ein- oder mehrlagige
Bahn gefördert wird, dessen Walzen weiterhin angetrieben werden
und miteinander über auf ihren Walzenzapfen angeordneten
Antriebselementen unter Zwischenschaltung eines
Anpassungsgetriebes in Antriebsverbindung stehen, dadurch
gekennzeichnet, daß die Walzenzapfen (58, 59) einer Walze (55)
beidseitig des Walzenmantels (66) schiebbar und
druckfederbelastet mit Kraftrichtung auf den Walzenmantel (66)
je eine Seitenscheibe (62, 63) tragen, die stirnseitig einen
Innenkonus (64, 65) aufweisen, in den jeweils ein stirnseitiger
Außenkonus (67, 68) des Walzenmantels (66) hineinragt und mit
ihm eine reibschlüssige Antriebsverbindung eingeht, und daß der
Walzenmantel (66) verdrehbar und radial verschiebbar auf der
Achse (69) der Walze (55) lagert.
9. Zugwalzenpaar nach einem der bisherigen Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß das Zugwalzenpaar (1, 22, 36, 53) von einem
drehzahlstellbaren Antrieb angetrieben wird.
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