DE4214210A1 - Vorrichtung zur uebertragung einer drehbewegung zwischen dem zapfen einer welle oder eines zylinders und einer kurbel bzw. einem exzenter, insbesondere innerrhalb einer druckmaschine - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Übertragung einer Drehbewegung zwischen dem Zapfen einer Welle oder eines Zylinders und einer Kurbel bzw. einem Exzenter gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.

Im Maschinenbau sind Kurbel- bzw. Exzentertriebe weit verbreitet und dienen bekanntlich dazu die Drehbewegung eines Wellen- oder Zylinderzapfens in eine Hin- und Herbe­ wegung eines Maschinenteiles zu wandeln. Auch der umge­ kehrte Fall, nämlich die Erzeugung einer Drehbewegung über einen Kurbeltrieb findet Anwendung.

Bei Bogenoffsetdruckmaschinen stellt eine Kurbel bzw. ein Exzenter in Verbindung mit einer Schubstange den wesent­ lichen Teil eines sogenannten Changierantriebes dar, durch welchen die Reiberwalzen des Farbwerkes der Druckmaschine zu periodischen Hubbewegungen in Axrichtung bewegt werden (Seitliche Verreibung). Bei derartigen Changierantrieben von Druckmaschinen ist die Kurbel/der Exzenter stirnseitig direkt an den Zapfen eines Druckwerkszylinders, meist dem auch ein Antriebzahnrad tragenden Zapfen des Gegendruckzylinders angebracht. Als Beispiel eines derar­ tigen Changierantriebes sei die DE 35 02 863 C2 genannt.

Nachteilig bei einem derartig direkt mit dem Wellen- oder Zylinderzapfen verbundenen Kurbel- bzw. Exzentertrieb ist, daß die getriebene Last entsprechend Gegenkräfte am Zapfen hervorruft. Je nach Winkelstellung der Kurbel wirkt diese über die Schubstange mal schiebend, mal ziehend. Dement­ sprechend muß pro Umdrehung von dem den Zapfen mit der Kurbel/den Exzenter tragenden Lager diese in ihrer Richtung wechselnde Kraft aufgenommen werden. Eventuell vorhandenes Lagerspiel - gerade bei hydrodynamischen Gleitlagern immer vorhanden - führt somit dazu, daß der Zapfen pro Umdrehung wechselnd und unter Umständen sogar stoßartig zwischen den zwei gegenüberliegenden Hälften des Lagers hin und her bewegt wird.

Gerade die eine am Zapfen des Gegendruck- oder sonstigen Druckwerkzylinders angebrachte Kurbel aufweisenden Changierantriebe von Druckmaschinen lassen diesen Nachteil besonders deutlich hervortreten, da der Zylinder über den Zapfen entsprechend der Wirkrichtung der Gegenkraft peri­ odisch sich ändernd gegen die übrigen Druckwerkszylinder (z. B. gegen den Gummituchzylinder) angedrückt wird. Da die Andruckkraft innerhalb einer Druckzone aber eine sehr prozeßrelevante Größe darstellt, macht sich der zuvorste­ hend beschriebene Effekt nicht nur bezüglich Maschinendy­ namik und Lagerlebensdauer sondern insbesondere auch hinsichtlich der Qualität der Druckerzeugnisse negativ bemerkbar.

Der vorliegenden Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrun­ de, den Kurbel- bzw. Exzentertrieb gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 derartig weiterzubilden, so daß keine in der Natur eines Kurbel- bzw. Exzentertriebes liegenden Kraft­ wechsel auf das den Zapfen tragende Lager einwirken können oder von diesem Lager aufgenommen werden müssen.

Gelöst wird diese Aufgabe durch die Weiterbildung eines Kurbel- bzw. Exzentertriebes der bekannten Art gemäß dem Kennzeichen von Anspruch 1. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Nach der Erfindung ist vorgesehen, daß die beispielsweise von einem Zapfen eines Zylinders getriebene Kurbel nicht direkt stirnseitig an diesen Zapfen angebracht ist sondern über eine Kupplung nach Art einer Ausgleichskupplung mit diesem Zapfen verbunden ist. Die antriebseitige Drehachse der Kupplung (Zapfen) sowie die abtriebsseitige Drehachse (Kurbel) sind dabei exzentrisch um einen bestimmten Betrag zueinander versetzt und entsprechend gelagert. Die Antriebs- und Abtriebsscheibe der Kupplung weisen in einem bestimmten radialen Abstand ihrer jeweiligen Drehachse aufeinander einwirkende Mitnehmer auf (Prinzip Klauenkupplung), so daß auf Grund des exzentrischen Ver­ satzes der Drehachsen eine Übertragung der Drehbewegung nur innerhalb eines bestimmten Winkelbereiches bezogen auf die gestellfeste Lagerung der Kupplung erfolgt. Dieser Winkel­ bereich kann durch die Zahl der antriebs- und abtriebsseitig angebrachten Mitnehmer variiert werden.

Auf den Zapfen des Zylinders wirkt somit nicht mehr eine Gegenkraft, deren Richtung pro Umdrehung des Zapfens sich jeweils um 180° ändert.

Durch die Erfindung ist es somit möglich, den Zapfen innerhalb des Lagers dahingehend zu stabilisieren, daß dieser nur an einer Flanke des Lagers anliegt. Unter Umständen stoßartige Lagewechsel des Zapfens innerhalb des Lagers treten nicht mehr auf. Dadurch wird die Maschinen­ dynamik verbessert und das den Zapfen tragende Lager braucht nicht entsprechend dieser Kraftstöße dimensioniert zu werden.

Die Vorrichtung nach der Erfindung kann nicht nur innerhalb eines Changierantriebes einer Druckmaschine sondern bei jeder Art von Kurbel- bzw. Exzentertrieben innerhalb des Maschinenbaus Verwendung finden. Auch muß die Kurbel bzw. der Exzenter nicht über den Zapfen angetrieben werden. Der gleiche positive Effekt auf die Lagerung des Zapfens ergibt sich bei Umkehrung der Antriebsverhältnisse, also wenn die Schubstange der Kurbel den Zapfen antreibt.

Des weiteren erfolgt die Beschreibung eines Ausführungs­ beispieles der Erfindung anhand der Zeichnungen. Es zeigt:

Fig. 1 einen Schnitt durch eine erfindungsgemäße Ankopplung einer Kurbel,

Fig. 2 das Prinzip der Kraftübertragung bei einer durch die Erfindung verwendeten Kupplung.

Fig. 1 zeigt einen Zapfen 1 eines Zylinders (beispielweise der Gegendruckzylinder einer Druckmaschine), der über ein Lager 2 in einer Seitengestellwand 3 getragen wird. Stirnseitig ist am Zapfen 1 die Antriebsscheibe 4 einer Kupplung 6 angebracht. Mit dem Bezugszeichen 7 ist die Drehachse des angedeuteten Zylinders, dessen Zapfen 1 sowie die der Antriebsscheibe 4 gekennzeichnet.

Über ein Lager 8 wird gestellfest unveränderlich bezüglich der Seitengestellwand 3 eine Welle 9 gelagert, an deren einen Ende die Abtriebsscheibe 5 der Kupplung 6 und an deren anderen Ende die Kurbel 10 angebracht ist. Die Kurbel 10 treibt in an sich bekannter Weise über einen Zapfen eine Schubstange 11, die ihrerseits beispielsweise über einen Schwinghebel (nicht dargestellt) eine oder mehrere Reiber­ walzen antreibt.

In Fig. 1 ist mit dem Bezugszeichen 12 die Drehachse des Systems Abtriebsscheibe 5, Welle 9 sowie Kurbel 10 be­ zeichnet. Die in diesem Ausführungsbeispiel antriebseitige Drehachse 7 sowie die abtriebsseitige Drehachse 12 sind durch die Anordnung der gestellfesten Lager 2, 8 exzen­ trisch um den Betrag e zueinander versetzt.

Gemäß Fig. 2 besteht die bei der Erfindung zur Anwendung kommende Kupplung 6 aus je einer An- und Abtriebsscheibe 4, 5, die im jeweils gleichen radialen Abstand zur Drehachse 7 bzw. 12 aufeinander einwirkende klauenförmige Mitnehmer 4.1, 5.1 aufweist. Sowohl auf der An- als auch auf der Abtriebsscheibe 4, 5 sind wenigstens drei Mitnehmer 4.1, 5.1 vorgesehen, die gleichförmig auf dem jeweiligen Kreis angeordnet sind. Diese Mitnehmer 4.1, 5.1 befinden sich jeweils an der Stirnseite der An- bzw. Abtriebsscheibe 4, 5. Im Ausführungsbeispiel gemäß den Fig. 2 sind auf der Antriebsscheibe 4 drei Mitnehmer 4.1 und auf der Abtriebs­ scheibe 5 ebenfalls drei Mitnehmer 5.1 jeweils in Form eines Bogenstückes angebracht. Es ergibt sich somit die Anordnung nach Art einer Klauenkupplung.

Auf Grund der exzentrischen Versetzung der Drehachsen 7 und 12 erfolgt die Übertragung der Drehbewegung von der An­ triebsscheibe 4 zur Abtriebsscheibe 5 lediglich innerhalb eines Winkelbereiches W, welcher der Zahl der Mitnehmer 4.1 bzw. 5.1 dividiert durch 360°, also im vorliegenden Fall 120° (genau dem azimutalen Versatz der Mitnehmer 4.1/5.1 auf der An- bzw. Abtriebsscheibe 4, 5) beträgt.

Die Untere der Fig. 2 zeigt die Stellung, nach der der mit x gekennzeichnete Mitnehmer 4.1 auf den mit y gekenn­ zeichneten Mitnehmer 5.1 einzuwirken beginnt. Innerhalb des Winkelbereiches W wird somit die Abtriebsscheibe 5 über dieses in Kontakt befindliche Mitnehmerpaar 4.1, 5.1 getrieben (die Drehrichtung ist durch den Pfeil angedeu­ tet). Nachdem die Mitnehmer 4.1, 5.1 die in der oberen Fig. 2 dargestellte Stellung einnehmen (also nach 120°), erfolgt ein Wechsel der aufeinander einwirkenden Mitnehmer 4.1, 5.1. Es beginnt also das im Gegenuhrzeigersinn folgend nächste Paar von Mitnehmern 4.1, 5.1 aufeinander einzuwirken, und zwar genau das Paar, welches in der Fig. 2, oben, die Bezugszeichen 4.1, 5.1 aufweist.

Der Winkelbereich W innerhalb dessen die Drehbewegung über die Mitnehmer 4.1, 5.1 erfolgt, ist durch deren Zahl auf der An- bzw. Abtriebsscheibe 4, 5 dividiert durch 360° bestimmt. Der Winkelbereich W kann somit bei gegebener Exzentrizität e auf einen gewünschten Wert eingestellt werden. Auf die antriebseitige Drehachse 7 also auf den Zapfen 1 wirkt somit lediglich eine Gegenkraft, welche durch die Richtung der Exzentrizität e sowie den Winkelbe­ trag W derartig zu beeinflussen ist, so daß ein nahezu gleichbleibender Anlageort des Zapfens 1 in der Schale des Lagers 2 zu erreichen ist. Die vom Lager 2 über den Zapfen 1 je nach Stellung der Kurbel 10 zur Schubstange 11 aufzu­ bringende Gegenkraft wechselt somit nicht bei jeder Umdre­ hung um 180°, sondern wird bezüglich der Wirkrichtung auf einen oben stehend erläuterten Winkelbereich vom Betrag W reduziert. Die Richtung dieser Gegenkraft liegt im Ausfüh­ rungsbeispiel gemäß den Fig. 2 im wesentlichen senkrecht auf der Winkelhalbierenden des Winkelbereiches W.

Da die Mitnehmer 4.1, 5.1 der An- und Abtriebsscheibe 4, 5 auf exzentrisch zueinander versetzt angeordneten Kreis­ bahnen rotieren, erfolgt während des Treibens von Mitnehmer 5.1 durch einen entsprechenden Mitnehmer 4.1 eine Relativ­ bewegung der Anlageflächen in radialer Richtung. Durch eine geeignet gewählte Formgebung, Oberflächenbeschichtung oder gar durch eine Ausbildung der an- oder abtriebsseitigen Mitnehmer 4.1, 5.1 als Laufrollen mit beispielweise Wälz­ lagerung kann einer zu großen Reibung sowie einem Ver­ schleiß entgegengewirkt werden.

Der nach der Erfindung durch den exzentrischen Versatz e der An- und Abtriebsscheibe 4, 5 erreichte und auch ausge­ nutzte nicht konzentrische Lauf der Mitnehmer 4.1, 5.1 zueinander bewirkt, daß bei einer gleichförmigen Winkelge­ schwindigkeit des Antriebes die Abtriebsseite eine Modula­ tion in der Winkelgeschwindigkeit erfährt, deren Periode von der Mitnehmerzahl und deren Amplitude im wesentlichen vom Betrag der Exzentrizität e bezogen auf den Radius der An- und Abtriebsscheiben 4, 5 abhängt.

In vielen Anwendungsfällen stört die zuvorstehend erläu­ terte Geschwindigkeitsmodulation des Abtriebes nicht sondern kann gerade im Anwendungsfall der Kurbel/des Exzenters in einem Changierantrieb eines Druckmaschinen­ farbwerkes eine sehr vorteilhafte Wirkung in der seitlichen Verreibung der Druckfarbe entfalten.

Durch die Anwendung einer Vorrichtung nach der Erfindung wie in Fig. 1 dargestellt, wirkt auf den Zapfen 1 und somit auf das Lager 2 keine periodisch um 180° in der Richtung wechselnde Gegenkraft mehr. Diese ist ausschließ­ lich in dem Lager 8 der Abtriebsscheibe 5 sowie der Kurbel 10 zugeordneten Welle 9 wirksam. Dieses Lager 8 muß aber lediglich diese Kurbelkräfte aufnehmen können und entspre­ chend ausgebildet sein. Auf den Zylinder oder die Welle des Zapfens 1 wirken somit keine störenden Kräfte mehr ein.

Bezugszeichenliste

 1 Zapfen
 2 Lager
 3 Seitengestellwand
 4 Antriebsscheibe
 4.1 Mitnehmer
 5 Abtriebsscheibe
 5.1 Mitnehmer
 6 Kupplung
 7 Drehachse (Zapfen 1, Antriebsscheibe 4)
 8 Lager
 9 Welle
10 Kurbel
11 Schubstange
12 Drehachse (Abtriebsscheibe 5, Welle 9, Kurbel 10)
W Winkelbereich
e Exzentrizität

Claims (4)

1. Vorrichtung zur Übertragung einer Drehbewegung zwischen dem Zapfen einer Welle oder eines Zylinders und einer Kurbel bzw. einem Exzenter, insbesondere innerhalb einer Druckmaschine,
dadurch gekennzeichnet,
daß stirnseitig zwischen Zapfen (1) sowie der Kurbel (10) bzw. dem Exzenter eine Kupplung (6) mit je einer An- und Abtriebsschiebe (4, 5) angeordnet ist, wobei an der An- und Abtriebsscheibe (4, 5) jeweils wenigstens drei Mitnehmer (4.1, 5.1) gleichmäßig auf einem Kreis um die Drehachsen (7, 12) der An- und Abtriebsscheibe (4, 5) angebracht sind und
daß die Drehachsen (7, 12) exzentrisch zueinander versetzt angeordnet sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kurbel (10) bzw. der Exzenter an einem Ende einer Welle (9) und die Abtriebsscheibe (5) an dem anderen Ende der Welle (9) angebracht ist, wobei diese Welle (9) stirnseitig dem Zapfen (1) gegenüberliegend gestellfest gelagert ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kurbel (10) bzw. der Exzenter an einem Ende einer Welle (9) und die Antriebsscheibe (4) an dem anderen Ende der Welle (9) angebracht ist, wobei diese Welle (9) stirnseitig dem Zapfen (1) gegenüberliegend gestellfest gelagert ist.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Mitnehmer (4.1 und/oder 5.1) in Form von Klauen, Bolzen oder Laufrollen jeweils stirnseitig an der An­ und/oder Abtriebsscheibe (4, 5) angebracht sind.