DE4233846A1

DE4233846A1 - Vorgreifer einer Bogendruckmaschine

Info

Publication number: DE4233846A1
Application number: DE4233846A
Authority: DE
Inventors: Andreas Dr Fricke; Burkhard Maas; Juergen Dr Rautert
Original assignee: Heidelberger Druckmaschinen AG
Current assignee: Heidelberger Druckmaschinen AG
Priority date: 1992-10-08
Filing date: 1992-10-08
Publication date: 1994-04-14
Also published as: US5398607A; GB2271825A; GB9320672D0

Description

Die Erfindung bezieht sich auf Vorgreifer zur Einzelbogenanlage an einen umlaufenden Zylinder einer Bogendruckmaschine nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Aus der DE 38 30 946 ist ein Vorgreiferantrieb für einen solchen Vorgreifer bekannt. Neben einer Hauptkurve zum Antrieb des Vorgreifers ist auf gleicher Drehachse eine komplementäre Beiläuferkurve angeordnet, so daß zwei an den Enden eines winkelförmigen Rollenhebels gelagerte Rollen die Rollenhebelbewegung zwangsweise führen. Der Rollenhebel seinerseits ist hiernach fest auf einer schwingend bewegten Vorgreiferwelle angeordnet oder seine Bewegung wird durch ein Hebelgetriebe auf einen Schwinghebel übertragen, der mit dem einen Ende auf gestellfester Achse gelagert ist und an seinem anderen Ende die Vorgreifermechanik trägt. Die Übergabe des auf einem Anlegetisch ruhenden Bogens an einen mit Maschinengeschwindigkeit umlaufenden Zylinder der Druckmaschine stellt besondere Anforderungen an das Vorgreifergetriebe und andere notwendige technische Einrichtungen. Der ruhende Bogen muß einerseits auf Umfangsgeschwindigkeit des Zylinders beschleunigt und andererseits mit seiner Vorderkante äußerst genau zur Übernahme durch die Greifermechanik des Zylinders positioniert werden, wobei diese genaue Bogenlage auch bei mehrmaligem Bogendurchlauf unter verschiedenen Maschinengeschwindigkeiten gewährleistet sein muß. Um dabei unerwünschte dynamische Effekte, insbesondere Schwingungserregungen, hohe Extremwerte des periodischen Antriebsmomentes am Vorgreifergetriebe und dergleichen zu vermeiden, sind geringe Beschleunigungsspitzen im Bewegungsablauf des Vorgreifers anzustreben. Dies kann für den genannten Vorgang durch ein möglichst großes Maschinenwinkelintervall und einen großen Übergabeweg vom Anlegetisch zum Zylinder erreicht werden. Eine erstrebenswerte steife Konstruktion des Vorgreifer s wird durch die Wahl einer kurzen Vorgreiferlänge, das heißt, durch einen geringen Abstand der Greiferauflage vom Vorgreiferdrehpunkt, unterstützt. Dies führt jedoch dazu, daß zur Erzeugung der periodischen Vorgreiferbewegung ein ungleichmäßig übersetzendes Getriebe mit mehreren Gliedern notwendig wird, die durch Gelenke miteinander verbunden sind, welche selbst bei formschlüssiger Ausführung spielbehaftet sind. Das Spiel in den Gelenken bewirkt, daß infolge der sich periodisch ändernden Gelenkkräfte Anlagewechsel zwischen den jeweiligen Gelenkelementen stattfinden, die zu Veränderungen des Übertragungsverhaltens des Vorgreifergetriebes führen. Passerungenauigkeiten sind die Folge. Ein sich periodisch änderndes Antriebsmoment bewirkt einen unruhigen Maschinenlauf, der die Druckqualität vermindert. Zur Spieleliminierung in den Gelenken der Gelenkgetriebe sind beispielsweise Torsionsfedern bekannt, durch die die Teile des Hebelgetriebes miteinander verspannt werden, wie es ähnlich in der DE 39 22 186-A1- dargestellt ist. Es ist auch schon bekannt, anstelle solcher Torsionsfedern eine Längsfeder vorzusehen, jedoch ist diese Feder so angeordnet, daß an der Antriebsweite des Vorgreifergetriebes und eines Nachführgetriebes Momente auftreten, die eine Blindleistung in der Maschine fließen lassen. Die Rollenkräfte am Vorgreifergetriebe erhöhen sich beispielsweise bei einer symmetrischen Vorgreiferbewegung zwangsläufig auf das Doppelte. Zum Leistungsausgleich ist es aus der schon genannten DE 39 22 186 -A1- bekannt, ein Ausgleichsgetriebe vorzusehen, welches unmittelbar auf den Vorgreiferschwingarm einwirkt. Dadurch werden die Kräfte im Vorgreifergetriebe minimiert. Die Bewegungscharakteristik bei der Hin- und Rückbewegung des Vorgreifers ist jedoch gleich, so daß zur Erzielung eines maximalen Effektes das Bewegungsgesetz des Vorgreifers symmetrisch sein muß. Andere Vorrichtungen zum Leistungsausgleich mit einem sehr hohen Aufwand sind aus der DE 41 09 409 -A1- und DE 41 09 824 -A1- bekannt. Anordnungen zum Leistungsausgleich entsprechend der DE 12 63 434 B2- und nach dem DE-GM 86 20 766.0 sind extern ausgebildet, so daß eine Kombination mit Mitteln zum Spielausgleich im Getriebe nicht möglich sind.

Es ist Aufgabe der Erfindung, einen Vorgreifer mit einem spielfreien Vorgreiferantrieb und möglichst geringen, gegebenenfalls regulierbaren dynamischen Rückwirkungen auf die Druckmaschine und deren Antrieb zu gestalten.

Die Erfindung löst diese Aufgabe bei einem Vorgreifer der eingangs genannten Bauart durch Ausbildungsmerkmale nach dem Kennzeichen des Patentanspruches 1.

Durch diese Ausbildungsmerkmale wird erreicht, daß durch Anordnung einer einzigen Feder ein Lagerspielausgleich in einem Vorgreifergetriebe erreicht werden kann, bei dem die Federkräfte nur innerhalb des Hebelgetriebes wirksam sind und ohne Einfluß auf die Pressung der am freien Ende des Rollenhebels gelagerten Kurvenrolle auf die Kurvenscheibe und auch ohne Einfluß auf die Vorgreifermechanik bleiben. Es bleibt aber auch die Möglichkeit erhalten, neben einem Spielausgleich einen teilweisen Leistungsausgleich dadurch zu erreichen, daß durch eine entsprechende Wahl der Befestigungspunkte der Feder einerseits am Rollenhebel und andererseits am Schwingarm des Vorgreifers eine gewünschte Vergrößerung oder Verringerung der Federlänge sich beim Betrieb des Vorgreifers ergibt. Dadurch wird bei der Bewegung des Schwingarmes Energie gespeichert, die zum Beschleunigen des Vorgreifers aus den Endlagen heraus wieder abgegeben wird. Somit pendelt ein Teil der zum Abbremsen des Vorgreifers abzuführenden bzw. zu seiner Beschleunigung einzuleitenden kinetischen Energie zwischen dieser Feder 12 und dem Vorgreifer. Dadurch weist das vom Zuführzylinder abgegriffene Antriebsmoment für den Vorgreifer geringere positive und negative Spitzenwerte auf. Die Anzahl der benötigten Bauteile für die Realisierung des Erfindungsgedankens wird auf ein Minimum begrenzt.

In Anlehnung an praktisch gebräuchliche Ausführungsformen der Rollenhebel für Vorgreiferantriebe und der Schwingarmausbildung solcher Vorgreifer ist vorgesehene daß eine Schraubenfeder zwischen einem Befestigungspunkt auf einem mit dem Rollenhebel fest verbundenen Hebel und einem Befestigungspunkt auf einer mit dem Schwingarm des Vorgreifers fest verbundenen Schwinge gespannt ist. Dadurch wird verdeutlicht, daß die Ausbildung der Erfindung auch bei Hebelgetrieben möglich ist, welche in an sich bekannter Weise zur Erzeugung ungleichmäßiger Bewegungsübersetzungen aus mehreren Gliedern bestehen, die durch Gelenke miteinander verbunden sind.

Bei einer anderen Ausbildung des Erfindungsgedankens im Hinblick auf eine spielfreie Gestaltung des Vorgreiferhebelgetriebes und einen regulierbaren Leistungsausgleich ist nach einem anderen Vorschlag der Erfindung vorgesehen, daß eine Zugfeder mit ihrem einen Ende zwar am Schwingarm des Vorgreifers, mit ihrem anderen Ende jedoch an einem gestellfest, gelagerten, von einer Ausgleichskurvenscheibe angetriebenen zweiten Rollenhebel befestigt ist.

Von der ersteren Lösung unterscheidet sich diese Ausbildung dadurch, daß die Feder bei der Bewegung des Vorgreifers nur soweit gespannt wird, daß in der für die Bogenübergabe bedeutsamen Phase ein Anlagewechsel der spielbehafteten Gelenke ausgeschlossen ist. Dazu wird die Feder in dieser Phase so nachgeführt, daß sich ihre Länge nicht ändert, aber gleichzeitig erfolgt durch die auf den zweiten Rollenhebel einwirkende Ausgleichskurvenscheibe eine Kraftbeaufschlagung, durch die das Spiel im Hebelgetriebe eliminiert wird. Der Richtungswechsel der Vorgreiferbeschleunigung nach der Bogenübergabe bewirkt möglicherweise einen Anlagewechsel der Drehgelenke im Hebelgetriebe und das Anlegen der Kurvenrolle an die Beiläuferkurve, wodurch jedoch kein Einfluß auf die Passergenauigkeit entsteht. In der Endlage des Vorgreifers wird die Feder durch das in der Ausgleichskurvenscheibe integrierte Bewegungsgesetz entspannt und die freiwerdende potentielle Energie zur Beschleunigung des Vorgreifers für die Rückbewegung genutzt. Bei Erreichung der anderen Endlage ist der gleiche Betrag an potentieller Energie wieder in der Feder gespeichert, weit eine dem Ausgangszustand entsprechende Federauslenkung erfolgt.

Auf der Zeichnung ist für beide erfindungsgemäße Lösungen der Aufgabe ein Ausführungsbeispiel schematisch dargestellt.

Fig. 1 zeigt die Seitenansicht einer Federanordnung zum Spielausgleich im Hebelgetriebe und

Fig. 2 zeigt die Seitenansicht einer Federanordnung zum Spielausgleich und zum geregelten Leistungsausgleich.

An der Stirnseite eines im Maschinengestell 1 drehbar gelagerten, den Bogen führenden Zylinders 2, gegebenenfalls auch an einer anderen angetriebenen Welle, ist eine Kurvenscheibe 3 sowie eine entsprechende Beiläuferkurvenscheibe 4 befestigt. An der Hauptkurve der Kurvenscheibe 3 liegt die Kurvenrolle 6 und an der Beiläuferkurve der Kurvenscheibe 4 liegt die Kurvenrolle 7 an, die an den freien Enden eines winkelförmigen Doppelhebels 8 drehbar gelagert sind und die rotatorische Bewegung des Zylinders 2 im Zusammenwirken mit den Kurvenscheiben 3 und 4 In eine oszillierende Bewegung umformen. Der doppelarmige Rollenhebel 8 ist in einem am Gestell 1 festen Lager 5 schwenkbar gelagert und durch eine starre Koppel 9 gelenkig mit dem Schwingarm 10 des Vorgreifers 11 verbunden. Zum Zwecke einer Schwingwinkelvergrößerung ist das eine Ende der Koppel 9 In dem Gelenk 12 mit einem einstückig am Rollenhebel 8 angeordneten Hebel 13 und das andere Ende in dem Gelenk 14 mit einer Schwinge 15 verbunden, die einstückig mit dem Schwingarm 10 ausgebildet ist. Der Schwingarm 10 mit der Schwinge 15 sind in dem Lager 25 ebenfalls gestellfest, gelagert. Eine Zugfeder 16, zum Beispiel eine Schraubenfeder, ist zwischen einem Befestigungspunkt 17 an dem Rollenhebelarm 13 und einem Befestigungspunkt 18 an der Schwinge 15 des Schwingarmes 10 befestigt und erstreckt sich neben der Koppel 9. Die Befestigungspunkte 17 und 18 sind so gewählt, daß der Befestigungspunkt 17 bei der Bewegung des Schwingarmes 10 sich etwa auf einem Kreisbogen bewegt, dessen Zentrum im Befestigungspunkt 18 liegt, so daß bei der Schwingarmbewegung im wesentlichen keine Längenänderung der Feder 16 erfolgt. Dies ermöglicht eine Verspannung der Hebel des Hebelgetriebes ohne Rückwirkung auf die Pressung der Kurvenrollen 6 bzw. 7. Ein fertigungs- oder montagebedingtes Spiel im Kurvengetriebe kann weitestgehend dadurch eliminiert werden, daß eine der beiden Kurvenrollen 6 bzw. 7 mit einer an s ich bekannten Exzenterlagerung 19 ausgebildet ist, welche einen Nachstellvorgang zum Spielausgleich ermöglicht.

Abweichend von der erläuterten Eliminierung eines Gelenkespiels kann durch eine solche Einrichtung auch ein teilweiser Leistungsausgleich erfolgen. Dazu muß der Befestigungspunkt 18 der gespannten Feder 16 näher an die Bewegungsbahn des Befestigungspunktes 17 bei der Greiferbewegung gelegt werden. Dadurch vergrößert sich die Federlänge bei der Bewegung der Schwinge 15 in eine ihrer beiden Endlagen, welche in der Zeichnung mit gestrichelten Linien angedeutet sind. Dabei wird kinetische Energie in der Feder gespeichert, die zum Beschleunigen des Vorgreifers aus seinen Endlagen heraus wieder abgegeben wird, wie es weiter oben schon beschrieben wurde.

Die Lösung entsprechend Fig. 2 stimmt im Aufbau prinzipiell mit der Anordnung nach Fig. 1 überein. Die Feder 16 ist jedoch zwischen einem Befestigungspunkt 18 am Schwingarm 10 und einem Befestigungspunkt 17 an einem zweiten Rollenhebel 20 angeordnet, der durch eine Ausgleichskurvenscheibe 21 angetrieben wird, die koaxial mit der Kurvenscheibe 3 und der Beiläuferkurvenscheibe 4 zur Achse des Zylinders 2 angeordnet ist. Der zweite Rollenhebel 20 stützt sich mit einer Kurvenrolle 22 gegen die Ausgleichskurvenscheibe 21 ab. Bei dieser Anordnung kann die Feder nur soweit gespannt werden, daß in der für die Bogenübergabe bedeutsamen Phase, nämlich bei der Beschleunigung des Bogens und seinem Transport vom Anlegetisch zum Zylinder, ein Anlagewechsel der spielbehafteten Gelenke ausgeschlossen ist. Die Feder 16 ist durch ein Zugglied 23 mit dem Schwingarm 10 verbunden und wird in dieser Bewegungsphase so nachgeführt, daß sich ihre Länge nicht ändert. Gleichzeitig erfolgt eine zusätzliche Kraftbeaufschlagung durch die Ausgleichskurvenscheibe 21 über den zusätzlichen Rollenhebel 20 zur Eliminierung des Spiels im Hebelgetriebe. Es wurde weiter oben schon ausgeführt, daß der Richtungswechsel der Vorgreiferbeschleunigung nach der Bogenübergabe einen Anlagewechsel der Drehgelenke im Hebelgetriebe und gegebenenfalls eine Erhöhung der Andrückkraft der Kurvenrolle 7 gegen die Beiläuferkurvenscheibe 4 bewirken kann, was jedoch auf die technologisch wichtige Passergenauigkeit keinen Einfluß hat. Im Bereich der Endlage des Vorgreifers 11 wird die Feder 16 durch das in der Ausgleichskurvenscheibe 21 integral berücksichtigte Bewegungsgesetz entspannt und die freiwerdende potentielle Energie zur Beschleunigung des Vorgreifers für die Rückbewegung genutzt. In der anderen Endlage ist der gleiche Energiebetrag wieder in der Feder gespeichert, weil eine den Ausgangszustand entsprechende Federdehnung erfolgt. Bei dieser Anordnung ist während der Bogenübergabe das gesamte Getriebe verspannt, und sämtliche Gelenkspiele sind eliminiert. Beim Einsatz einer weichen Feder ist eine verminderte Präzision bei der Fertigung der Bauelemente zur Vorspannung zulässig. Durch eine entsprechende Festlegung des Bewegungsgesetzes der Ausgleichskurvenscheibe 21 kann das ungleichmäßige Antriebsmoment für die Vorgreiferrückbewegung teilweise ausgeglichen werden. Im Gegensatz zur vorhergehend beschriebenen Lösung ist eine wesentliche Verringerung der Verspannung und somit der Gelenkkräfte möglich, da der Zwangslauf im Hebelgetriebe nach der Bogenübergabe durch die formschlüssige Verbindung der Kurvenrolle 7 und der Beiläuferkurvenscheibe 4 gesichert ist. Es fließt eine stark reduzierte Blindleistung zwischen Vorgreifer und Ausgleichsgetriebe. Die Bauteile können daher leicht und kompakt ausgeführt werden. Eine Exzenterlagerung 19 zur Einstellung der Kurvenrollen kann entfallen.

Bezugszeichenliste

1 Maschinengestell
2 Zylinder
3 Kurvenscheibe
4 Beiläuferkurvenscheibe
5 Lager
6 Kurvenrolle
7 Kurvenrolle
8 Rollenhebel
9 Koppel
10 Schwingarm
11 Vorgreifer
12 Gelenk
13 Hebel
14 Gelenk
15 Schwinge
16 Feder
17 Befestigungspunkt
18 Befestigungspunkt
19 Exzenterlagerung
20 Rollenhebel
21 Ausgleichskurvenscheibe
22 Kurvenrolle
23 Zugglied
24 Kreisbahn
25 Lager

Claims

1. Vorgreifer zur Einzelbogenanlage an einen umlaufenden Zylinder in einer Bogendruckmaschine, welcher einen Kurvenantrieb mit einem um eine gestellfeste Achse schwenkbar gelagerten Rollenhebel und zur Übertragung der Bewegung des Rollenhebels ein Hebelgetriebe aufweist, welches mit dem Rollenhebel und mit einem um eine gestellfeste Achse beweglich gelagerten Schwingarm des Vorgreifers gelenkig verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß etwa parallel zu einer einerseits gelenkig mit dem Rollenhebel (8) und andererseits gelenkig mit dem Schwingarm (10) verbundenen, starren Koppel (9) eine vorgespannte Feder (16) zwischen einem Befestigungspunkt (17) an dem Rollenhebel (8) und einem Befestigungspunkt (18) an dem Schwingarm (10) angeordnet ist.

2. Vorgreifer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Schraubenfeder (16) zwischen einem Befestigungspunkt (17) auf einem mit dem Rollenhebel (8) fest verbundenen Hebel (13) und einem Befestigungspunkt (18) auf einer mit dem Schwingarm (10) des Vorgreifers (11) fest verbundenen Schwinge (15) gespannt ist.

3. Vorgreifer nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Befestigungspunkte (17,18) außerhalb der Anlenkung (12) der Koppel (9) an den Rollenhebel (8) und der Anlenkung (14) der Koppel (9) an den Schwingarm (10) des Vorgreifers ( 11) angeordnet sind.

4. Vorgreifer nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Lage der Befestigungspunkte (17,18) im wesentlichen keine Längenänderung der vorgespannten Feder (16) bei der Vorgreiferbewegung im Bereich zwischen den Endlagen des Vorgreifers (11) bewirkt.

5. Vorgreifer nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß (17,18) eine vorbestimmte Längenänderung der vorgespannten Feder (16) bei der Vorgreiferbewegung zwischen seinen beiden Endlagen bewirkt.

6. Vorgreifer nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Befestigungspunkt (17) der vorgespannten Feder (16) an einem mit dem Rollenhebel (8) einen Winkel einschließenden und mit diesem fest verbundenen Hebel (13) befindet und sich angenähert auf einer gedachten Kreisbahn (24) bewegt, deren Zentrum im Befestigungspunkt (18) der Feder (16) an einer mit dem Schwingarm (10) des Vorgreifers (11) einen Winkel einschließenden und mit dem Vorgreifer (11) fest verbundenen Schwinge (15) liegt.

7. Vorgreifer nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Zugfeder (16) mit ihrem einen Ende am Schwingarm (10) des Vorgreifers (11) und mit ihrem anderen Ende an einem gestellfest gelagerten, von einer Ausgleichskurvenscheibe (21) angetriebenen zweiten Rollenhebel (20) befestigt ist.

8. Vorgreifer nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Kurvenscheibe (3) zum Antrieb des Vorgreiferschwingarmes, eine komplementäre Kurvenscheibe (4) für eine Kurvenrolle (7) an einem mit dem Rollenhebel (8) des Vorgreiferantriebes verbundenen Hebel (13) und eine weitere Kurvenscheibe (21) zum Antrieb des zweiten Rollenhebels (20) zur Regelung der Federspannung koaxial auf der Achse des Zylinders (2) der Druckmaschine angeordnet sind.

9. Vorgreifer nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das eine Ende der Zugfeder (16) mittels eines Zuggliedes (23) mit einem am Schwingarm (10) des Vorgreifers (11) befestigten Bauteil verbunden ist.