EP0135063B1

EP0135063B1 - Vorgreiferantrieb

Info

Publication number: EP0135063B1
Application number: EP84108794A
Authority: EP
Inventors: Josef Mathes
Original assignee: MAN Roland Druckmaschinen AG
Current assignee: Manroland AG
Priority date: 1983-09-14
Filing date: 1984-07-25
Publication date: 1988-10-26
Also published as: EP0135063A2; JPS6087050A; ATE38183T1; DE3333050A1; DE3333050C2; US4583728A; EP0135063A3

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorgreifersteuerung für Bogendruckmaschinen mit einer fest auf der Welle eines Zylinders angeordneten Steuerkurve zur Erzeugung der Vorgreiferbewegung über einen Steuerhebel, der gestellfest schwenkbar gelagert ist und sich über eine erste Kurvenrolle an der Steuerkurve abstützt, mit einer Beiläuferkurve, an der sich eine zweite Kurvenrolle abstützt, und einer zwischen den Kurvenrollen wirksamen Federung, die die Kürvenrollen mit den Kurven dauernd in Anlage hält. Eine Vorrichtung dieser Gattung wird durch die DE-PS 677 130 beschrieben.
Zur Erzeugung der hin- und hergehenden Bewegung des Vorgreifers einer Bogendruckmaschine werden in aller Regel Kurvengetriebe verwendet. Um die auf dem Steuerhebel befestigte Kurvenrolle in dauernder Anlage an der Steuerkurve zu halten, muss am Steuerhebel eine Kraft angreifen, die die Kurvenrolle auch dann an die Steuerkurve andrückt, wenn diese durch die Massenträgheit des Antriebs und des Vorgreifers von der Kurve abheben will. Das ist notwendig, um Schäden an den Getrieben zu vermeiden, um Schwingungen in der Maschine zu vermindern und um einen passgerechten Bogentransport in die Druckmaschine sicherzustellen.
In der DE-PS 677 130 ist eine Vorgreifersteuerung für Bogendruckmaschinen beschrieben. Auf der Welle des Druckzylinders sind zwei Kurvenscheiben befestigt, die in fester Beziehung zueinander mit dem Druckzylinder umlaufen. Auf der ersten Kurvenscheibe läuft eine Gleitrolle ab, die im Steuerhebel, der den Vorgreifer über eine Zugstange antreibt, gelagert ist. Der Steuerhebel ist um eine gestellte feste Achse schwenkbar. Auf der gleichen Achse ist ein zweiter Hebel schwenkbar gelagert, in dem ebenfalls eine Gleitrolle befestigt ist. Diese zweite Gleitrolle läuft auf der zweiten Kurvenscheibe ab. Das Ende des zweiten Hebels ist über die gestellfeste Lagerung hinaus verlängert und mit einem hornförmigen Ansatz versehen. Zwischen diesem hornförmigen Ansatz und dem ersten Steuerhebel ist eine Druckfeder angebracht. Die Kurvenzüge der beiden Kurvenscheiben sind so aufeinander abgestimmt, dass bei der Vorgreiferbewegung die Feder zwischen den beiden Hebeln unter immer gleicher Spannung steht und dabei keinen Arbeitshub ausführt. Damit wird sichergestellt, dass die Gleitrollen dauernd an den Kurvenscheiben anliegen, dass aber gleichzeitig keine unnötigen Bewegungen in dem Antrieb auftreten. Nachteilig an dieser Anordnung ist aber, dass die beiden Kurvenscheiben in zwei Ebenen in Richtung der Druckzylinderachse liegen und zwei getrennte Hebel vorgesehen sind. Diese liegen ebenfalls in zwei verschiedenen Ebenen. Obwohl nun keine Relativbewegungen zwischen den beiden Hebeln vorgesehen sind, werden doch die von der Druckfeder aufgebrachten Vorspannkräfte und die aus den Bewegungen resultierenden Beschleunigungskräfte über die gemeinsame Achse der beiden Hebel übertragen werden müssen. Zu dem wird der Bauraum durch die Anordnung der Kurven axial hintereinander auf der Druckzylinderachse besonders beansprucht. Das ist gerade deshalb nachteilig, weil hier auch die Räderzüge des Druckwerkantriebes untergebracht werden müssen.
Weiterhin ist aus der DE-OS 3 008 226 eine Bogenrotationsdruckmaschine mit einem von unten arbeitenden Vorgreifer bekannt. Das Getriebe zur Steuerung des Vorgreifers weist drei Steuerkurven auf. Eine Hauptkurve dient dazu, die überlagerte Vorgreiferbewegung zu erzeugen. Eine zweite Beiläuferkurve dient zur Steuerung des Greifers. Eine dritte Schwenkkurve dient zur Erzeugung einer überlagerten Schwenkbewegung des Greifers. Die Kurven, insbesondere die Hauptkurve und die Beiläuferkurve sind auf parallelen Wellen angeordnet, wobei beide Wellen gegengesetzten Drehsinn aufweisen. Ausserdem liegen beide Kurven in einer Ebene. Das Getriebe ist insgesamt aber sehr kompliziert, da es aus einer grossen Anzahl von Steuerhebeln besteht. Zudem ist die Abfederung der verschiedenen Kurvenrollen zu den jeweiligen Steuerkurven nur sehr aufwendig innerhalb des gesamten Getriebesystems lösbar. Auch hier treten grosse Probleme mit der Genauigkeit des Bewegungsablaufes und der Aufnahme von Biegemomenten auf.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen extrem raumsparenden starren und exakt ablaufenden Vorgreiferantrieb zu schaffen, der zudem sehr einfach und robust aufgebaut ist.
Erfindungsgemäss wird diese Aufgabe entsprechend dem Kennzeichen des Anspruchs 1 gelöst.
Die Anordnung der Steuerkurve auf einer ersten und der Beiläuferkurve auf einer zweiten Welle macht es möglich, den Steuerhebel einteilig zu gestalten. Dadurch wird er sehr starr und kompakt. Die gesamte Anordnung liegt axial zu den Wellen der Druckmaschine nur noch in einer Ebene. Dadurch wird sehr viel Bauraum in dieser Richtung eingespart und der Kurventrieb kann an Stellen des Maschinenantriebs gelegt werden, die weniger durch andere Bauteile beansprucht sind als gerade die Welle des Druckzylinders. Wird die Beiläuferkurve auf einer gegenüber dem Maschinentakt langsamer umlaufenden Welle angeordnet, so muss sie mit einer entsprechenden Anzahl von identischen Kurvenzügen versehen werden. Die Schwierigkeiten bei der Fertigung einer solchen Kurve führen zwangsläufig zu Fertigungsungenauigkeiten und Unsymmetrien zwischen den Kurventeilen. Diese wirken sich aber nicht auf den Vorgreiferantrieb aus, da die Kurvenrolle, die auf der Beiläuferkurve abläuft, ja abgefedert ist. Die eigentliche Antriebsbewegung wird von der aus nur einem Kurvenzug bestehenden Steuerkurve abgeleitet. Indem die Steuerkurve für den Antrieb des Steuerhebels auf einer im Maschinentakt umlaufenden Welle angeordnet ist, wird die Antriebsbewegung des Vorgreifers immer dem gleichen Bewegungsablauf folgen. Die beschriebene Anordnung besteht nicht nur aus weniger Bauteilen, sondern sie hat auch eine geringere Masse und wirkt dadurch weniger schwingungsanregend auf die Druckmaschine.
Weitere Vorteile ergeben sich aus dem im Folgenden an Hand von Darstellungen beschriebenen Ausführungsbeispiel. Die Darstellungen zeigen im Einzelnen in

Fig. 1 eine schematische Darstellung des Kurventriebs,
Fig. 2 einen Längsschnitt durch die Federung der zweiten Kurvenrolle,
Fig. 3 einen Querschnitt entsprechend Fig. 2 und
Fig. 4 eine Variante zur Federung der zweiten Kurvenrolle.

In Fig. 1 ist in schematischer Darstellung eine Übersicht über das gesamte Kurvengetriebe zum Antrieb des Vorgreifers gegeben. Die Steuerkurve 1 ist auf der Welle 2 der Abnahmetrommel 3 befestigt. Die Steuerkurve 1 läuft dann also mit der gleichen Drehzahl wie die Abnahmetrommel 3 um. Die Beiläuferkurve 4 ist auf der Welle 5 des Druckzylinders 6 befestigt. Der Druckzylinder 6 weist den doppelten Durchmesser der Abnahmetrommel 3 auf. Er läuft also auch mit der halben Drehzahl der Abnahmetrommel 3 um. Dementsprechend ist die Beiläuferkurve 4 mit zwei identischen Kurvenzügen 7 versehen, die um 180° versetzt und stetig ineinander übergehend auf der Kurve angeordnet sind. Dadurch wird der Bewegungsablauf zwischen Steuerkurve 1 und Beiläuferkurve 4 koordiniert. Zwischen der Steuerkurve 1 und der Beiläuferkurve 4 ist der Steuerhebel 8 auf der gestellfesten Achse 9 am Seitenständer 10 in derselben Ebene, in der die Steuerkurve 1 und die Beiläuferkurve 4 liegen, schwenkbar gelagert. Auf dem Steuerhebel 8 ist über eine Achse 11 die erste Kurvenrolle 12 gelagert, die mit der Steuerkurve 1 in Berührung steht. Weiterhin ist auf dem Steuerhebel 8 die zweite Kurvenrolle 13 über die später zu beschreibende Federung gelagert. Schliesslich ist an dem Steuerhebel 8 die Verbindungsstange 14 zum Antrieb des hier nicht dargestellten Vorgreifers über einen Bolzen 15 angeschlossen. Das Bewegungsnetz des Vorgreifers ist in der Steuerkurve 1 enthalten. Die Beiläuferkurve 4 sorgt dafür, dass die erste Kurvenrolle 12 immer genau auf der Steuerkurve 1 abläuft und ihre beiden Kurvenzüge 7 sind entsprechend ausgebildet. Während die Steuerkurve 1 eine Umdrehung macht, dreht die Beiläuferkurve 4 nur um 180°. Also muss der mit der Steuerkurve 1 korrespondierende Kurvenzug 7 auf der Beiläuferkurve 4 auf halbem Kurvenumfang enthalten sein. Die Grösse der Beiläuferkurve 4 ist nur von Übersetzungsverhältnissen am Steuerhebel 8 abhängig. Eine grössere Kurve enthält bei grösseren Umfangsgeschwindigkeiten geringere Steigungen, während eine kleine Kurve bei geringeren Umfangsgeschwindigkeiten grössere Steigungen aufweist. Kinematisch ist das weniger von Bedeutung, als in Bezug auf die Fertigung der Kurven. Mit der Grösse wird der Aufwand grösser. Bei kleinen Kurven ist die Grenze durch Kurvenübergänge und Fertigungsmittel bedingt.
Im Maschinenbetrieb laufen die beiden Kurven 1, 4 mit ihren jeweiligen Wellen 2, 5 um. Der Steuerhebel 8 wird über die Kurvenrollen 12, 13 zwischen den Kurven 1, 4 geführt und schwingt um die am Gestell der Bogendruckmaschine befestigte Achse 9. Es ist offensichtlich, dass wegen des in sich starren Steuerhebels 8 die Bewegungsgesetze der Steuerkurve 1 und der Beiläuferkurve 4 einander entsprechen müssen. Der Bewegungsablauf des Steuerhebels 8 erzeugt am Vorgreifer eine hin- und hergehende Bewegung in deren Verlauf Papierbogen von einem Anlegetisch aus an Greifer auf dem Druckzylinder 6 übergeben werden. Die Steuerkurve 1 muss also dafür sorgen, dass die Papierbogen vom Vorgreifer aus dem Stillstand auf die Umfangsgeschwindigkeit des Druckzylinders 6 beschleunigt werden. Danach geht der Vorgreifer zurück, um den nächsten Papierbogen zu holen. Gerade bei der Bewegungsumkehrung treten grosse Beschleunigungen und Trägheitskräfte auf, die die erste Kurvenrolle 12 über den Steuerhebel 8 von der Steuerkurve 1 abheben wollen. Die notwendige Gegenkraft am Steuerhebel 8, die dafür sorgt, dass dieser über die erste Kurvenrolle 12 auch weiterhin der Steuerkurve 1 folgt und damit den Vorgreifer auf der gewünschten definierten Bewegungsbahn hält, wird über die zweite Kurvenrolle 13 von der Beiläuferkurve 4 aufgebracht. Natürlich soll zwischen den beiden Kurven 1, 4 jedes Spiel vermieden werden, um alle Schwingungen oder Unstetigkeiten in der Bewegung des Vorgreifers zu vermeiden. Da sich aber Fertigungstoleranzen nicht vermeiden lassen ist für die zweite Kurvenrolle 13 eine gefederte Lagerung vorgesehen.
In Fig.2 und 3 ist die Federung der zweiten Kurvenrolle 13 im Einzelnen dargestellt. Die zweite Kurvenrolle 13 ist auf dem Exzenter 16 am Lagerelement 17 gelagert. Das Lagerelement 17 ist zentrisch zu seinen beiden Lagerenden 18 mit einer Bohrung 19 versehen. Die Bohrung 19 ist an ihrem einen Ende innerhalb eines der Lagerenden 18 des Lagerelements 17 als Vierkant 20 ausgeführt. In diesem Vierkant 20 ist das eine Ende einer Drehstabfeder 21 verstiftet. Das Lagerelement 17 ist mit dem entsprechenden Lagerende 18 in einer Bohrung 22 des Steuerhebels 8 gelagert. Das andere Ende der Drehstabfeder 21 ist in einem Führungselement 23 befestigt. Das Führungselement 23 nimmt an einer inneren Lagerfläche 24 das zweite Lagerende 18 des Lagerelements 17 auf. Das Führungselement 23 selbst wird von einer äusseren Führungsfläche 25 in einer Bohrung 26 des Steuerhebels 8 gehalten. Das Führungselement 23 ist mit einem Klemmring 27 über Schrauben 28 am Steuerhebel 8 gegen Verdrehen gesichert. Die Drehstabfeder 21 ist an ihren Enden mit je einem Vierkant 29 versehen. Ebenso ist auch das Führungselement 23 zentrisch zu seinen Führungsflächen 24, 25 mit einem Vierkant 30 versehen. Die Drehstabfeder 21 sitzt mit ihren Vierkantenden 29 in dem Vierkant 20 im Lagerelement 17 und dem Vierkant 30 im Führungselement 23. Da das Lagerelement 17 über seine Lagerenden 18 verdrehbar gelagert ist, sichert die Drehstabfeder 21 nun das Lagerelement 17 gegen Verdrehung. Weil die zweite Kurvenrolle 13 aber auf den Exzenter 16 am Lagerelement 17 angeordnet ist, tritt bei einer Verlagerung der zweiten Kurvenrolle 13 durch eine Drehung des Lagerelements 17 und damit des Exzenters 16 an der Drehstabfeder 21 eine Federwirkung auf. Die rückstellende Kraft, die an der zweiten Kurvenrolle 13 angreift und auf die Beiläuferkurve 4 wirkt, ist dabei abhängig von der Winkellage zwischen der Exzentrizität E des Exzenters 16 auf dem Lagerelement 17 und der Kraftangriffsrichtung an der zweiten Kurvenrolle 13 von der Beiläuferkurve 4 aus. Bei dieser Anordnung sind nur geringe Federwege möglich, da der Bauraum relativ stark durch die Kraftwirkungen und durch die Grösse der äusseren Kurvenrolle 13 begrenzt wird. Diese äusserst kompakte Bauweise ist aber gerade erwünscht. Da die Federung zum Ausgleich von Fertigungsungenauigkeiten auf der Beiläuferkurve 4 dient, ist lediglich ein Federweg im Bereich unter einem Millimeter zum Toleranzausgleich und für das Aufbringen einer Vorspannkraft notwendig. Die Bewegung der Federung wird durch die Reibung der Lagerenden 18 in der Bohrung 22 und der inneren Führungsfläche 24 im Führungselement 23 gedämpft. Dadurch kann bei Kurvenfehlern keine Schwingung über die zweite Kurvenrolle 13 übertragen werden. Damit die zweite Kurvenrolle 13 bei einem Federbruch nicht ihre Funktion verliert, ist eine zusätzliche Sicherung in die Federung eingebaut. Dazu ist im Exzenter 16 stirnseitig ein Sicherungsstift 31 eingesetzt, der in einen Führungsschlitz 32 im Führungselement 23 eingreift. Bei Federbruch kann das Lagerelement 17 sich dann nur soweit verdrehen wie es die Breite des Führungsschlitzes 32 im Verhältnis zum Sicherungsstift 31 zulässt. Der Führungsschlitz 32 wird selbstverständlich so breit gewählt werden, dass alle Fertigungsungenauigkeiten an der Beiläuferkurve 4 ausgeglichen werden können, d.h. dass notwendige geringe Federwege zugelassen werden. Mit Hilfe des Sicherungsstiftes 31 kann die Drehstabfeder 21 auch auf die notwendige Vorspannung gebracht werden.
In Fig. 4 ist eine Variante zur Federung der zweiten Kurvenrolle 13 dargestellt. Die Kurvenrolle 13 ist auf einem Hilfshebel 33 angeordnet, der über einen Bolzen 34 auf dem Steuerhebel 8 schwenkbar befestigt ist. Zwischen dem Hilfshebei 33 und dem Steuerhebel 8 ist ein Druckfederpaket 35 angeordnet. Es wird von einem Schraubenbolzen 36 gehalten und ist mit einer Distanzbüchse 37 versehen. Hier sind als Festanschläge zur Begrenzung der Bewegung des Hilfshebels 33 gegenüber dem Steuerhebel 8 Muttern 38 auf dem Schraubenbolzen 36 und die Distanzbüchse 37 vorgesehen, um die Funktion der zweiten Kurvenrolle 13 bei Federbruch zu erhalten. Die Reibung wird zwischen dem Schraubenbolzen 36 und dem Hilfshebel 33, aber auch im Druckfederpaket 35 erzeugt.
Aus der gesamten Anordnung ist ersichtlich, dass dieser Antrieb für den Vorgreifer einer Bogendruckmaschine sehr kompakt baut. Dadurch ist es möglich geworden, den gesamten Kurventrieb unter den Räderzug des Maschinenantriebs zu legen, so dass axial sehr viel weniger Bauraum beansprucht wird. Auf diese Weise kann Bauraum für andere Antriebselemente gewonnen und die Übertragung von dynamischen Kräften auf den Vorgreiferantrieb ist auf kürzere Wege und steifere Elemente verlegt werden. Damit ist insgesamt der Vorgreiferantrieb optimiert und für höhere Geschwindigkeiten ausgerüstet worden. Die Anordnung der Kurven 1, 4 auf zwei Wellen 2, 5 und in einer Ebene erbringt auch den Vorteil, dass keine aufwendigen Stützkonstruktionen für die Lagerung des Steuerhebels 8 mehr notwendig ist. Der Kraftfluss verläuft in nur einer Ebene und muss nicht über Biegemomente verursachende abgekröpfte Hebel von einer ersten in einer zweiten Ebene umgeleitet werden. Dadurch wird auch die Lagerung selbst vereinfacht, da aus den Biegemomenten resultierende Axialkraftanteile wegfallen und die Biegemomente selbst nicht über Stützelemente abgefangen werden müssen.
In einer Weiterentwicklung der Erfindung ist auch denkbar die beschriebene Konzeption umzukehren. Die Kurve mit nur einem Kurvenzug kann als Beiläuferkurve und die doppelte Kurve als Steuerkurve eingesetzt werden. Je nach Zylinderdurchmesser in Beziehung zum Bogentakt können auch andere Verhältnisse gewählt werden. Es ist aber immer zu berücksichtigen in welchem Drehzahlverhältnis die jeweilige Welle, auf der eine Kurve befestigt ist, zum Bogentakt, d.h. zur Anzahl der pro Wellenumdrehung durchlaufenden Papierbogen, und zur Welle, auf der die andere Kurve montiert ist, steht.

Claims

1. Vorgreiferantrieb für Bogendruckmaschinen mit einer fest auf einer Welle (2) angebrachten Steuerkurve (1) zur Erzeugung der Vorgreiferbewegung über einen Steuerhebel (8), der gestellfest schwenkbar gelagert ist und sich über eine erste Kurvenrolle (12) an der Steuerkurve (1) abstützt, mit einer Beiläuferkurve (4), an der sich eine zweite Kurvenrolle (12, 13) abstützt, und einer zwischen den Kurvenrollen (12, 13) derart wirksamen Federung, dass die Kurvenrollen (12, 13) mit der jeweiligen Kurve (1, 4) dauernd in Anlage gehalten werden, wobei die Steuerkurve (1) und die Beiläuferkurve (4) auf zwei parallelen, im festen Drehzahlverhältnis zueinander umlaufenden Wellen (2, 5) angeordnet sind und am Steuerhebel (8), an dem die Federung (16-32) angreift, die erste Kurvenrolle (12), die zweite Kurvenrolle (13) und ein Antrieb zum Vorgreifer angebracht sind, dadurch gekennzeichnet, dass der Steuerhebel (8) einteilig ausgeführt ist, und die Lagerung der zweiten Kurvenrolle (13) am Steuerhebel (8) federnd ausgeführt ist, dergestalt, dass sie die wirksame Federung zwischen beiden Kurvenrollen (12, 13) bildet.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Federung als Drehstabfeder (21) ausgebildet ist, die einerseits am Steuerhebel (8) befestigt ist und andererseits mit einem Lagerelement (17) in Verbindung steht, das drehbar im Steuerhebel (8) angeordnet ist und auf einem Exzenter (16) die zweite Kurvenrolle (13) trägt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Steuerhebel (8) einteilig ist, wobei die zweite Kurvenrolle (13) auf einem an dem Steuerhebel (8) schwenkbar gelagerten Hilfshebel (33) angebracht und die Federung als zwischen Hilfshebel (33) und Steuerhebel (8) angeordnetes Druckfederpaket (35) ausgebildet ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Beiläuferkurve (4) einen oder mehrere identische, stetig ineinander übergehende Kurvenzüge (7) enthält, wobei die Anzahl der Kurvenzüge (7) dem Verhältnis der Drehzahl einer zweiten Welle (5) zu einer ersten Welle (2) entspricht und ganzzahlig ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerkurve (1) auf der Welle (2) einer Abnahmetrommel (3), die mit Maschinendrehzahl umläuft, und die Beiläuferkurve (4) an der Welle (5) eines Druckzylinders (6) befestigt ist, wobei der Druckzylinder (6) den doppelten Durchmesser der Abnahmetrommel (3) hat, aber mit der halben Maschinendrehzahl umläuft, und die Beiläuferkurve (4) aus zwei identischen Kurvenzügen (7) aufgebaut ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerkurve (1) und die Beiläuferkurve (4) einen oder mehrere identische, stetig ineinander übergehende Kurvenzüge enthalten, wobei die Anzahl der Kurvenzüge der Anzahl der pro Umdrehung der entsprechenden, die Kurve tragenden Welle durchlaufenden Papierbogen entspricht.