EP0813960B1

EP0813960B1 - Fliegend gelagerte Druckwerkzylinder

Info

Publication number: EP0813960B1
Application number: EP97109731A
Authority: EP
Inventors: Godber Petersen; Josef Göttling; Bernhard Feller; Hans Fleischmann
Original assignee: MAN Roland Druckmaschinen AG
Current assignee: Manroland AG
Priority date: 1996-06-19
Filing date: 1997-06-14
Publication date: 2000-12-06
Anticipated expiration: 2017-06-14
Also published as: JP3059118B2; DE59702705D1; US5950537A; DE19624393A1; EP0813960A1; JPH1067092A; CA2207964C; CA2207964A1

Description

Die Erfindung betrifft fliegend gelagerte Druckwerkzylinder einer Rotationsdruckmaschine, die gegeneinander anstellbar sind.

Die ältere Anmeldung DE 195 15 459.2 zeigt ein Druckwerk einer Rotationsdruckmaschine mit fliegend gelagerten Druckwerkzylindern. In diesem Falle sind ein Gegendruckzylinder, ein Übertragungszylinder und ein Formzylinder eines Offsetdruckwerks fliegend in einer Seitenwand gelagert. Soweit die Lagerungen und die Zapfen der Druckwerkzylinder nicht sehr stabil ausgeführt sind, verbiegen sich die Zapfen, wenn die Zylinder gegeneinander angestellt werden. Auch wird das Lagerspiel herausgedrückt. Die Zylinderkörper liegen dann nicht parallel aneinander an, wie schematisch in Figur 2 gezeigt. Dadurch ist die Linienkraft in der Berührungszone der Zylinderkörper über deren Breite nicht konstant. Dies kann sich nachteilig auf die Druckqualität der herzustellenden Druckerzeugnisse auswirken.

Die US-A-4 991 503 zeigt ein Tiefdruckwerk mit zwei fliegend gelagerten Druckwerkzylindern. Der Zapfen eines dieser Zylinder ist in zwei Ebenen in verstellbaren Platten gelagert, um den Winkel zwischen den Achsen der Zylinder zu variieren und diese parallel zu stellen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Mittel zu schaffen, die bei den fliegend gelagerten, gegeneinander angestellten Druckwerkzylindern eine möglichst gleichmäßige Linienkraft über die Breite der Zylinderkörper sicherstellen.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe bei einer gattungsgemäßen Vorrichtung mit den Merkmalen des kennzeichnenden Teiles des Patentanspruchs 1 gelöst. Die parallel aneinander anliegenden Zylinderkörper der gegeneinander angestellten Druckwerkzylinder erzeugen eine konstante Pressung, also eine gleichbleibende Linienkraft in der Druckzone über die gesamte Breite der Zylinderkörper, womit eine Voraussetzung für eine gute Druckqualität geschaffen wird.

Weitere Merkmale und Vorteile ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen in Verbindung mit der Beschreibung.

Die Erfindung soll nachfolgend an einigen Ausführungsbeispielen näher erläutert werden. In den zugehörigen Zeichnungen zeigt:

Fig. 1:: einen Druckwerkzylinder (Zylinderkörper und Spindeleinheit) im Längsschnitt,
Fig. 2:: schematisch die Ausbiegung zweier gegeneinander angestellter Druckwerkzylinder,
Fig. 3:: die Korrektur der Lage der Zapfen zweier Druckwerkzylinder mittels hydrostatischer Lager,
Fig. 4:: einen Zapfen mit hydrostatischem Lager im Querschnitt,
Fig. 5:: den Schnitt V-V nach Figur 4,
Fig. 6:: eine weitere Ausführungsform zu Figur 4,
Fig. 7:: den Schnitt VII-VII nach Figur 6,
Fig. 8:: eine Variante zu Figur 3, wobei ballige Gleitlager versetzt werden,
Fig. 9:: Stelleinheiten zur Lagerkorrektur an den fliegenden Enden der Druckwerkzylinder,
Fig. 10:: den Schnitt X-X nach Figur 9.

Figur 1 zeigt den Aufbau eines Druckwerkzylinders mit einem Zylinderkörper, nachfolgend als Zylinder 1 bezeichnet, und dem Zapfen in Form der im Schnitt gezeigten und nachfolgend beschriebenen Spindeleinheit. Der Zylinder 1 kann beispielsweise ein Form- oder Übertragungszylinder eines Druckwerkes sein. Er ist topfförmig ausgebildet und mit seinem Boden am Spindelkopf 2 der Spindel 3 befestigt. Vorteilhaft ist die Befestigung mit Schrauben vorgesehen, und die Aufnahme erfolgt spielfrei mittels Kegelsitz. Die Spindel 3 ist mit hoher axialer und radialer Steifigkeit mittels Wälzlagern 4, 5 in einem Tragrohr 6 gelagert. Auf einem verlängerten Zapfen der Spindel 3, der zusätzlich durch das Lager 32 abgestützt wird, ist ein Motor 7, vorteilhaft ein sogenannter Bausatzmotor, aufgesetzt, der sich ebenfalls im Tragrohr 6 abstützt. Dadurch ist eine steife, spielfreie Verbindung des Motors 7 mit dem Zylinder 1 gewährleistet. Das Tragrohr 6 ist in Gleitlagern 8, 9 in der Seitenwand 11 sowie einer Stützwand 12 gelagert. Dabei schließt im Ausführungsbeispiel das Tragrohr 6 mit einer Hülse 10 ab, die im Lager 9 aufgenommen wird. Die zweite Lagerung in der Stützwand 12 gibt dem Tragrohr 6 einen besonders stabilen Halt. Sie kann beispielsweise als eine mit Abstandsstützen an die Seitenwand 11 angeschraubte Platte oder als an die Seitenwand 11 angeschraubte Brücke ausgebildet sein. Das Tragrohr 6 ist in den Gleitlagern 8, 9 drehbar, wodurch weiter unten beschriebene Anstellbewegungen des Zylinders 1 ermöglicht werden. Die Spindel 3 ist hierzu samt dem Zylinder 1 exzentrisch mit einer Exzentrizität zur Drehachse des Tragrohres 6 angeordnet. Im Ausführungsbeispiel ist die Bohrung des Tragrohres 6, in der die Spindel 3 gelagert ist, exzentrisch zu seinem Außendurchmesser gebohrt, der den Lagersitz für die Aufnahme im Gleitlager 8 trägt. Entsprechend ist auch der Sitz für das Lager 32 in der Hülse 10 exzentrisch zum Lagersitz für das Gleitlager 9 ausgeführt.

Der zur Antriebssteuerung erforderliche Drehgeber 13 ist auf der Spindel 3 befestigt und am Hebel 14 abgestützt, der wiederum an der Hülse 10 befestigt ist. Die Spindel 3 schließt mit einer Zwei-Wege-Einführung 15 ab, über die beispielsweise ein flüssiges Medium für eventuelle Druckprozeßsteuerungen, wie eine Kühlung, in den Zylinder 1 ein- und aus diesem ausgeführt werden kann.

Figur 2 zeigt, wie sich zwei gegeneinander angestellte Druckwerkzylinder ausbiegen, wenn hiergegen keine Vorkehrungen getroffen werden. Als Zylinderkörper kommen hier ein Formzylinder 41 und ein Übertragungszylinder 42 zur Anwendung, die an Spindeleinheiten 33, 34 befestigt sind. Die Spindeleinheiten 33, 34 haben im wesentlichen den in Figur 1 gezeigten Aufbau und verkörpern also die Zapfen der Druckwerkzylinder. Auch bei den noch folgenden Ausführungsbeispielen kommen als Zapfen von Druckwerkzylindern derartige Spindeleinheiten zur Anwendung. Die Erfindung ist aber selbstverständlich auch bei Druckwerkzylindern mit einfachen, direkt bzw. mittels Exzenterbuchsen in der Seitenwand gelagerten Zylinderzapfen anwendbar, wobei diese z.B. auch zusammen mit dem Zylinderkörper aus einem Teil hergestellt sein können. Der Formzylinder 41 und der Übertragungszylinder 42 sind auf eine gegenüber Figur 1 andere Weise an den Spindeleinheiten 33, 34 befestigt, was jedoch für die weiteren Darlegungen keine Bedeutung hat.

Die Spindeleinheiten 33, 34 sind in zwei Ebenen gelagert, ausgeführt durch die Wände 39, 40. Die zweite Wand 40 kann beispielsweise als an die Wand 39 angeschraubte Brücke, als Teil einer gemeinsamen Kastenwand oder in Form eines anderweitigen Gestellteils ausgebildet sein. Die Spindeleinheiten 33, 34 sind mittels Gleitlagern 35 bis 38 in den Wänden 39, 40 gelagert. Beim Anstellen des Formzylinders 41 und des Übertragungszylinders 42 gegeneinander biegen sich die Spindeln der Spindeleinheiten 33, 34 unter der Druckbelastung, die sich als Linienkraft in der Berührungszone dieser Zylinder 41, 42 äußert, durch. Außerdem wird das Lagerspiel aus den Gleitlagern 35 bis 38 durch die Kraftwirkung herausgedrückt. Als Folge stellen sich der Formzylinder 41 und der Übertragungszylinder 42 schräg und beide nehmen, übertrieben dargestellt, die in Figur 2 gezeigten Lagen ein. Dadurch wird, wie eingangs schon angedeutet, in der Berührungszone des Formzylinders 41 und des Übertragungszylinders 42 über deren Breite keine konstante Linienkraft erzeugt. Eine möglichst konstante Linienkraft ist jedoch zur Erzielung einer guten Druckqualität erforderlich. Abweichungen stören den Druckprozeß, hier die Übergabe des Druckbildes auf den Übertragungszylinder 42. Ebenso ist eine konstante Linienkraft zwischen gegeneinander angestellten Übertragungszylindern erforderlich, hier zwischen dem Übertragungszylinder 42 und einem weiteren nicht gezeigten, die das Druckbild auf beide Seiten einer zwischen ihnen hindurchgeführten Bahn übertragen. Die Bahnkanten 43, 44 sind in Figur 2 schematisch gestrichelt angedeutet. Um eine konstante Druckspannung bzw. Linienkraft über die Breite des Form- und des Übertragungszylinders 41, 42 zu erhalten, sollten diese unter Druckbelastung möglichst parallel zueinander stehen, wie z.B. die in Figur 10 gezeigten Zylinder.

Das nachfolgend beschriebene Ausführungsbeispiel zeigt Mittel, die die Zapfen, sprich die Spindeleinheiten 33, 34, zylinderseitig bewußt aufeinander zu stellen, so daß der Formzylinder 41 und der Übertragungszylinder 42 im nicht gegeneinander angestellten Zustand, d.h. ohne Druckpressung in ihrer Berührungszone, etwa die in Figur 3 gezeigten Stellungen einnehmen würden. Zur Erzielung einer solchen Schiefstellung sind die Gleitlager 35 bis 38 als geregelte hydrostatische Lager ausgebildet. Ein solches hydrostatisches Lager zeigt Figur 4 im Querschnitt. Analog zur Figur 1 ist die Spindel 45 über Wälzlager 46 im Tragrohr 47 abgestützt (Figur 5), das wiederum mittels des hydrostatischen Lagers 48 in der Wand 49 gelagert ist. Dieses Lager 48 besteht beispielsweise aus drei am Umfang verteilten Taschen 50 bis 52, die durch Stege 53 bis 55 voneinander getrennt sind. Die Taschen 50 bis 52 sind außerdem am Umfang durch die Wände 56, 57 zu Ablaufkanälen 58, 59 hin abgedichtet. Mit einer Zahnradpumpe 60 wird Öl über Rückschlagventile 61 bis 63 in die Taschen 50 bis 52 gepreßt. Meßwertaufnehmer 64, 65 ermitteln die Lage der Oberfläche 66 des Druckwerkzylinders. Die Meßwertgeber 64, 65 sind 90° zueinander am Umfang der Oberfläche 66 des Zylinderkörpers angeordnet. Es sind zwei Paare von Meßwertaufnehmern 64, 65 in zwei Ebenen des Zylinderkörpers in dessen Randbereichen vorgesehen. Die Meßwertaufnehmer 64, 65 sind auf eine Regeleinrichtung 67 geschaltet, die ausgangsseitig mit Stelleinrichtungen von Drosselventilen 68 bis 70 verbunden ist. Die Drosselventile 68 bis 70 drosseln Abflußleitungen der Taschen 50 bis 52. Die Regeleinrichtung 67 ermittelt aus den Signalen der Meßwertaufnehmer 64, 65 Abweichungen des Zylinderkörpers von einer vorgegebenen Lage und gibt entsprechende Signale zur Lagekorrektur an die Stelleinrichtungen der Drosselventile 68 bis 70. Damit wird die Abflußmenge des Öles aus den Taschen 50 bis 72 und damit der Druck in diesen Taschen 50 bis 52 bis je nach Belastungsgrad geregelt. In Figur 3 sind alle Gleitlager 35 bis 39 derartig ausgebildet, womit sich die Spindeleinheiten 33, 34 je nach Belastungsgrad einstellen lassen. Sie behalten unabhängig von der Belastung ihre vorgegebene Lage. Eine Lageeinstellung ist bereits auch möglich, wenn nur die Lager einer Ebene, beispielsweise die Gleitlager35 und 37 in der Wand 39 als hydrodynamische Lager ausgebildet sind.

Die Figuren 6 und 7 zeigen ein hydrostatisches Lager, bei dem gegenüber dem Lager 48 gemäß den Figuren 4 und 5 lediglich die Abdichtung der Taschen anders gestaltet ist. Die Abdichtung der Taschen 71 bis 73 erfolgt hier nicht durch Stege, sondern durch Dichtungen 74 bis 76 mit quadratischem Querschnitt. Der sonstige Aufbau sowie die Regelung des Lagers sind analog zu den Figuren 4 und 5, weshalb auf weitere Erklärungen verzichtet wird.

Figur 8 zeigt die Lagerung zweier Druckwerkzylinder mittels balliger Gleitlager. Eine Spindeleinheit 78 trägt einen Formzylinder 79, während an einer Spindeleinheit 80 ein Übertragungszylinder 81 befestigt ist. Beide Spindeleinheiten 78, 80 sind in der Wand 82 mit Hilfe von balligen Gleitlagern 83, 84 gelagert. Eine weitere Lagerung befindet sich in einer von der Wand 82 beabstandeten Ebene, und zwar werden die balligen Gleitlager 85, 86 von jeweils einer Platte 87, 88 aufgenommen. Diese Platten 87, 88 sind in den Richtungen 89, 90 verstellbar, erlauben also einen radialen Versatz der Gleitlager 85, 86. Durch eine Einstellung der Platten 87, 88 können die Achsen der Spindeleinheiten 78, 80 in der in Figur 8 gezeigten Weise gestellt werden, daß deren Durchbiegung und das Lagerspiel in den Gleitlagern 83 bis 86 im Druckbetrieb derart ausgeglichen werden, daß sich Formzylinder 79 und Übertragungszylinder 81 parallel stellen, so wie dies zum Beispiel bei Figur 10 der Fall ist. Die Verschiebung der Platten 87, 88 wird auch je nach der Lageabweichung des Formzylinders 79 und des Übertragungszylinders 80 von einer Sollage mittels eines Regelkreises ähnlich Figur 4 geregelt, wobei die Regeleinrichtung 67 dann Stelleinheiten zum Verschieben der Platten 87, 88 ansteuert. Statt der Gleitlager 85, 86 können auch die Gleitlager 83, 84 verstellbar ausgeführt und in entsprechend verschiebbaren Platten vorgesehen werden.

In den Figuren 9 und 10 ist eine Vorrichtung gezeigt, die an den fliegenden Enden der Zylinderkörper der Druckwerkzylinder angreift. Die Formzylinder 133, 134 sowie die Gummizylinder 135, 136 tragen an ihren Enden Scheiben 137 bis 140 mit Bolzen 141 bis 144, auf denen drehbar auf Lagern 145 bis 148 Gehäuse 149 bis 152 gelagert sind. An den Gehäusen 149 bis 152 greifen gelenkig über Lagerbolzen 153 bis 158 Stelleinheiten, beispielsweise Hydraulikzylinder 159 bis 161, an, die im Druckbetrieb mit definierten Kräften die Formzylinder 133, 134 und Übertragungszylinder 135, 136 zusammenspannen, indem sie hierfür Zugkräfte in den Richtungen 162 bis 167 aufbringen. Die gegeneinander angestellten Form- und Übertragungszylinder 133 bis 136 nehmen dann die in Figur 10 gezeigte parallele Lage zueinander ein. Statt der Hydraulikzylinder 159 bis 161 können auch Pneumatikzylinder oder elektrische bzw. elektromechanische Zylinder Verwendung finden. Die Stelleinheiten 159 bis 161 sind hinsichtlich ihrer Zugkraft zu regeln. Entsprechend der Figur 4 angebrachte Meßwertaufnehmer für die Lage der Form- und Übertragungszylinder 133 bis 136 sind in diesem Fall auf eine Regeleinrichtung geschaltet, die ausgangsseitig die Zugkräfte der Stelleinheiten 159 bis 161 regelt. Im Falle des Einsatzes von Hydraulikzylindern 159 bis 161 wird also der Druck des sie speisenden Hydrauliköles geregelt.

Claims

Fliegend gelagerte Druckwerkzylinder (1, 41, 42, 79, 81, 133 bis 136) einer Rotationsdruckmaschine, die gegeneinander anstellbar sind, mit Stellmitteln, die derart die Druckwerkzylinder positionieren, daß die gegeneinander angestellten Zylinderkörper eine annähernd parallele Lage einnehmen, dadurch gekennzeichnet, daß an den Druckwerkzylindern (1, 41, 42, 79, 81, 133 bis 136) Meßwertaufnehmer (64, 65) für deren Lage angeordnet sind, die auf eine Regeleinrichtung (67) geschaltet sind, die ausgangsseitig die die Druckwerkzylinder (1, 41, 42, 79, 81, 133 bis 136) positionierenden Stellmittel regelt.
Druckwerkzylinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel an den Zapfen der Druckwerkzylinder angreifen und deren Drehachsen zylinderseitig aufeinander zu stellen.
Druckwerkzylinder nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zapfen in zwei Ebenen gelagert sind und die Lager mindestens einer Ebene radial versetzbar sind.
Druckwerkzylinder nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Zapfen (78, 80) in balligen Gleitlagern (83-86) gelagert sind und die Gleitlager (85, 86) einer Ebene in verstellbaren Platten (87, 88) aufgenommen sind.
Druckwerkzylinder nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zapfen (33, 34) in zwei Ebenen gelagert sind und die Lager (35 bis 38) mindestens einer Ebene als hydrostatische Lager (35 bis 38) ausgeführt sind, in denen gezielt hydrostatische Drücke zur Verstellung der Zapfen (33, 34) geschaffen werden.
Druckwerkzylinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel an den fliegenden Enden der Zylinderkörper angeordnet sind, die diese im angestellten Zustand aufeinander zu bewegen.
Druckwerkzylinder nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die fliegenden Enden der Zylinderkörper (133 bis 136) Bolzen (141 bis 144) tragen, an denen eine Stelleinheit (159 bis 161) angreift, die im angestellten Zustand der Zylinder (133 bis 136) eine Zugkraft auf die Bolzen (141 bis 144) ausübt.
Druckwerkzylinder nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Regeleinrichtung (67) mit Stelleinrichtungen von Drosselventilen (68 bis 70) verbunden sind, die den Druck der Druckkammern (50 bis 52) der hydrostatischen Lager (47) regeln.
Druckwerkzylinder nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Regeleinrichtung (67) die Zugkraft der an den Bolzen (141bis 144) angreifenden Stelleinheit (159 bis 161) regelt.