EP2296892B1

EP2296892B1 - Vorrichtung und verfahren zum ankoppeln einer farbübertragungswalze

Info

Publication number: EP2296892B1
Application number: EP09757197A
Authority: EP
Inventors: Dietmar Koopmann
Original assignee: Windmoeller and Hoelscher KG
Current assignee: Windmoeller and Hoelscher KG
Priority date: 2008-05-29
Filing date: 2009-05-26
Publication date: 2011-10-05
Anticipated expiration: 2029-05-26
Also published as: EP2296892A1; US20110088579A1; DE102008025998A1; ATE527116T1; ES2372471T3; US8820237B2; WO2009146814A1; DE102008025998B4

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Ankoppeln einer Farbübertragungswalze in einem Farb- oder Druckwerk einer Druckmaschine, wobei die Walze zumindest aus einem Walzenkörper, an den sich endseitige Zapfen anschließen, besteht, wobei jeder Zapfen der Walze in jeweils einem Lagergehäuse des Farb- oder Druckwerks über zumindest ein Lager rotierbar gelagert ist, wobei die endseitigen Zapfen der Walze Kupplungen umfassen, mit denen die Walze im Farb- oder Druckwerk einkuppelbar bzw. fixierbar ist und wobei zumindest ein endseitiger Zapfen der Walze mit einem Wellenstück des Antriebes drehfest verbind bar ist.
Bei einem Auftragswechsel an Druckmaschinen ist es notwendig, die Farbübertragungswalzen, zu denen die das Druckbild tragenden Walzen gehören, durch andere neue Walzen gleicher Funktion zu ersetzen.
Bei Druckmaschinen des Standes der Technik, insbesondere bei Flexodruckmaschinen, wird der antriebsseitige Zapfen der Walze mit einem Zahnrad bestückt, welches - nach dem Einbringen der Walze in die Druckmaschine - in das Antriebsritzel eines Antriebes greift. Auf der Bedienerseite wird der Zapfen mit einer Buchse bestückt, die mit einer Antriebseinheit einer Seitenregistervorrichtung in Kontakt gebracht wird. Beim Zahnrad und der Buchse handelt es sich um so genannte Wechselteile. Diese Wechselteile müssen vor dem Einbringen der Walze auf deren endseitige Zapfen aufgebracht und nach dem Herausnehmen der Walze wieder von den Zapfen (händisch) entfernt werden.
Durch die Wechselteile auf den Walzenzapfen ist der Walzen- und damit der Auftragswechsel an Druckmaschinen sehr zeitaufwendig.
Die Patentanmeldung EP 1 016 520 A1 zeigt eine Antriebskupplung zur Verbindung einer Antriebswelle eines Walzenantriebes mit einer auswechselbaren Walze einer Druckmaschine. Der Walzenzapfen umfasst ein Riegelteil, welches über ein Spannstück der Antriebswelle an dieselbe passgenau angekuppelt werden kann. Mit passgenau ist hier gemeint, dass die Winkellage des Zylinders in Bezug auf die Winkellage der Antriebswelle stimmt.
Bei der EP 1 016 520 A1 ist nachteilig, dass der Ankoppelmechanismus der Walze an den Antrieb händisch erfolgen muss, was umständlich und zeitaufwendig ist.
Die DE 44 42 575 C1 offenbart ebenfalls eine Vorrichtung zum Ankoppeln einer Farbübertragungswalze in einem Farb- oder Druckwerk einer Druckmaschine. Sie zeigt einen Aktor zum drehfesten Verbinden der Farbübertragungswalze mit einem Wellenstück des Antriebs. Der Aktor drückt dabei eine Kupplungshälfte gegen eine zweite Kupplungshälfte des Farbübertragungszylinders. Der Aktor ist in axialer Richtung des Farbübertragungszylinders bewegbar, wobei die korrespondierenden Kupplungshälften formschlüssig verbindbar sind. Die Antriebskraft für den Zylinder wird von einem Zahnrad auf eine Hohlwelle übertragen. Innerhalb der Hohlwelle ist eine Schaltwelle angeordnet, die zwecks An- und Abkopplung des Zylinders in der Hohlwelle undrehbar, aber axial verschieblich angeordnet ist. Das Drehmoment der Hohlwelle wird auf diesem Wege auf die Schaltwelle übertragen. Von dort wird das Drehmoment über die beiden Kupplungshälften auf den Zylinder übertragen.
Diese Anordnung ermöglicht keine Einstellung des Seitenregisters.
Die Aufgabe der vorliegende Erfindung ist es daher, eine Vorrichtung zum Ankoppeln einer Farbübertragungswalze in einem Farb- oder Druckwerk einer Druckmaschine vorzuschlagen, welche die Nachteile des Standes der Technik verringert.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die Merkmale der Ansprüche 1 und 7 gelöst.
Dadurch, dass der Ankopplungsmechanismus jetzt nicht mehr händisch erfolgen muss, ist es unter anderem möglich, wenn die neu in die Druckmaschine einzubringenden (neuen) Walzen, beispielsweise Farbübertragungswalzen, mithilfe einer geeigneten automatisierten Vorrichtung, beispielsweise mithilfe eines Roboters, auf die entsprechenden Ankoppelpositionen in ein Druckwerk gehoben werden können. Vorteilhafte Vorrichtungen zum Transport dieser Walzen greifen dieselben an zumindest einem ihrer endseitigen Zapfen an, während sie die Walzen zwischen einem Lager und dem Druck- oder Farbwerk transportieren. In der Regel übergeben diese Transportvorrichtungen die endseitigen Zapfen geeigneten Lagerstellen, in denen die Zapfen während des Druckbetriebes gelagert werden.
Weiterhin ermöglicht die erfindungsgemäße Vorrichtung das Einstellen des Seitenregisters der Farbübertragungswalze.
Ausgehend vom Oberbegriff des Anspruchs 1 ist erfindungsgemäß vorgesehen,

dass die Farbübertragungswalze an beiden endseitigen Zapfen (19) jeweils eine Kupplungshälfte (4a, 6a) umfasst und
dass der Aktor (5, 13) gegen ein Axiallager (7) wirkt, welches in axialer Richtung (9,10) der Farbübertragungswalze (22) bewegbar ist, wobei das Seitenregister der Farbübertragungswalze einstellbar ist.

Die drehfeste Verbindung kann zunächst kraft- oder formschlüssig sein. Sie kann in einfacher Ausführung aus einem Kraftschluss zweiter flacher Wellenenden bestehen.
Vorteilhafterweise ist jedoch zumindest ein stirnseitiges Ende mit einer Kupplungshälfte versehen. Ein in dem Maschinengestell gehaltener Wellenzapfen trägt dann das Gegenstück zu dieser Kupplungshälfte.
Vorteilhafterweise führen die Kupplungshälften miteinender einen Formschluss herbei.
Die Kraft, die der Aktor - in axialer Richtung der Walze - auf die Kupplungen ausübt, ist in diesem Fall so groß gewählt, dass die Kupplungen während des Druckbetriebes der Druckmaschine formschlüssig ineinander greifen.
Vorteilhaft ist in diesem Fall, wenn die Kraft, mit welcher der Aktor gegen die Kupplungen anstellbar ist, konstant ist bzw. konstant gehalten wird. Dafür ist ein Druckluftzylinder als Aktor besonders gut geeignet.
Formschlüssige Kupplungen bestehen aus zwei Schalenhälften, die beim Aneinanderkuppeln (dem so genannten Kupplungsschluss) gegeneinander gepresst bzw. gestellt werden. Diese formschlüssigen Kupplungshälften haben den Vorteil, dass sie einen guten "Sitz" zueinander haben und damit wenig "Spiel" bieten.
Vorteilhaft ist besonders, wenn die Kupplungen, die sich auf den endseitigen Zapfen der Farbübertragungswalze befinden, Klauenkupplungen sind. Diese Klauenkupplungen sind eine Spezialform der formschlüssigen Kupplungen bei der - zwei oder mehr - so genannte Fortsätze der Kupplungshälften beim Ankoppeln ineinander greifen. Diese besondere Ausführungsform einer formschlüssigen Kupplung ermöglicht eine sehr hohe Kraftübertragung auf die miteinander gekoppelten Achsen. Dadurch können die Walzen mit hohen Geschwindigkeiten beaufschlagt werden.
Vorteilhaft ist, wenn zumindest eine Kupplungshälfte der Klauenkupplung Fortsätze besitzt, die in der Ebene der Stirnfläche des Zapfens erhaben sind, das heißt über die restliche Stirnfläche des Zapfens hinausgreifen.
Es ist auch vorteilhaft, wenn die Fortsätze der Klauenkupplung in ihren Flanken abgeschrägt sind. Bei evtl. Abrieb bzw. Verschleiß der Fortsätze der Kupplungshälften, werden diese "weiter ineinander geschoben", so dass eine formschlüssige Verbindung bestehen bleibt. Diese Ausführungsform der Klauenkupplung bietet eine besonders sichere formschlüssige und spielfreie Verbindung.
Im Druckwerk befinden sich vorteilhafterweise jeweils auf der Antriebs- und Bedienerseite - zu den Kupplungshälften auf den Zapfen der Walze - korrespondierende Kupplungshälften. Die Kupplungshälften der Zapfen der Walze werden an die korrespondierenden Kupplungshälften des Druckwerkes in axialer Richtung der Walze angestellt.
Die Kraft, die der Aktor auf die Kupplungen in axialer Richtung ausübt, kann mit der Druckgeschwindigkeit der Maschine variierten. Bei niedrigeren Druckgeschwindigkeiten kann beispielsweise eine geringere Kraft vom Aktor auf die Kupplungen ausgeübt werden, als bei höheren Geschwindigkeiten.
Es ist besonders vorteilhaft, wenn die Vorrichtung zum Ankoppeln einer Farbübertragungswalze in ein Farb- oder Druckwerk einen Antrieb für die Seitenregistereinstellung der Formatwalze umfasst.
Dabei befindet sich die Seitenregistereinstellung vorteilhafterweise auf der Antriebsseite in der Nähe einer axialen Kupplung der Walze.
Außerdem ist es vorteilhaft, wenn die Kraft, die der Antrieb für die Seitenregistereinstellung der Formatwalze bereitstellt, entweder in dieselbe Richtung der Kraft des Aktors oder in die entgegen gesetzte Richtung der Kraft des Aktors wirkt.
Weitere Ausführungsbeispiele der Erfindung gehen aus der gegenständlichen Beschreibung und den Ansprüchen hervor.

Die einzelnen Figuren zeigen:

Figur 1a	Eine Draufsicht einer beidseitigen Lagerung einer Farbübertragungswalze bzw. eines Farbübertragungszylinders im ungekoppelten Zustand
Figur 1b	Eine Draufsicht einer beidseitigen Lagerung einer Farbübertragungswalze bzw. eines Farbübertragungszylinders im angekoppelten Zustand

Die Figuren 1a und 1b zeigen eine Draufsicht einer beidseitigen Lagerung einer Farbübertragungswalze bzw. eines Farbübertragungszylinders.
Der zu wechselnde Farbübertragungszylinder 1 wird in ein Farb- oder Druckwerk einer ebenfalls zeichnerisch nicht dargestellten Druckmaschine, beispielsweise einer Flexodruckmaschine, gehoben bzw. eingebracht. In der Regel wird dieser Vorgang mithilfe von Greifwerkzeugen 21 durchgeführt, die in den Figuren 1a und 1b angedeutet sind.
Der Farbübertragungszylinder 1 - beispielsweise der Formatzylinder einer Flexodruckmaschine - ist zwischen Bediener BS- und Antriebsseite AS jeweils in einem Radiallager 2 und 3 gelagert.
Die endseitigen Wellenzapfen 19 der Farbübertragungswalze 1 umfassen formschlüssige Kupplungshälften 4a und 6a. Auf der Bedienerseite BS umfasst der Kolben 13 einer Druckluftkolbenzylindereinheit 5, 13 endseitig eine zur Kupplungshälfte 4a korrespondierende Kupplungshälfte 4b. Antriebsseitig AS ist eine weitere Kupplungshälfte 6b vorgesehen, die mit der Kupplungshätfte 6a korrespondiert.
Nachdem die Farbübertragungswalze 1 in das Druckwerk mithilfe einer nicht dargestellten Einrichtung in das Farb- oder Druckwerk eingebracht wurde, wird der Kolben 13 der Druckluftzylinderkolbeneinheit 5,13 entgegen der Richtung des Pfeils 9 bewegt und damit die Kupplungshälften 6a, 6b und 4a, 4b formschlüssig verbunden. Die Kraft, die die Druckluftzylinderkolbeneinheit 5, 13 dabei auf die Kupplungen 4, 6 ausübt; ist konstant und so groß gewählt, dass die Formschlüssigkeit, der Kupplungen 4 und 6 auch während des Druckbetriebes gewährleistet ist. Die Kraft kann je nach Druckgeschwindigkeit variiert werden.
Antriebsseitig AS befindet sich ein axiales Lager 7, welches so aufgebaut ist, dass es eine Schräglage des Formatzylinders beispielsweise verursacht durch eine unterschiedliche Dicke des Klischeemantels über die Druckbreite - kompensiert bzw. ausgleicht.
Bei dem axialen Lager 7 handelt es sich demnach vorteilhafterweise um ein axiales Rillenkugellager, dessen Lagerschalen 15a, 15b über Kugeln 16 zueinander verschiebbar sind. Eine Schrägstellung des Formatzylinders 1 - ein so genannter Winkelfehler - kann durch eine Bewegung der Lagerschale 15b entlang des Pfeils 18 auf einem so genannten Ring 17 ausgeglichen werden.
Hinter dem axialen Lager 7 befindet sich ein Wellenbalg 8, beispielsweise ein Metallwellenbalg, der einen axialen Versatz, den die Schrägstellung des Formatzylinders 1 auf das axiale Lager 7 überträgt, ausgleichen kann.
Der Wellenbalg 8 ist mit der Antriebseinheit verbunden. Der Antrieb übt über den Wellenbalg 8 ein Drehmoment auf den Farbübertragungszylinder 1 aus. Der Wellenbalg ist im vorliegenden Fall natürlich so beschaffen, dass er ein Drehmoment übertragen und den Winkelversatz vertragen kann.
Durch die Eigenschaft, dass der Wellenbalg in axialer Richtung stauch- bzw. streckbar ist, kann das Seitenregister des Farbübertragungszylinders 1 durch den Kolben 13 der Druckluftkolbenzylindereinheit 5,13 eingestellt werden.
Ein weiterer Vorteil des Wellenbalges 8 ist, dass dieser sehr torsionssteif ist.
Bei einem Auftrag- oder Formatwechsel wird der Kolben des Druciduftzylinders 5 in Richtung des Pfeils 9 verfahren und die Klauenkupplungshälfte 4b von der Kupplungshälfte 4a des Zylinders 1 gelöst. Gleichzeitig wird - mit einer in den Figuren 1a und 1b nicht dargestellten Vorrichtung - der Antriebsbereich 11 in Richtung des Pfeils 10 verfahren und damit die Kupplungshälften 6a, 6b der Klauenkupplung 6 voneinander getrennt. Jetzt kann der Farbübertragungszylinder 1 - mit einer in der Figur 1 nicht dargestellten Vorrichtung - aus der Druckmaschine entfernt - beispielsweise herausgehoben - werden.
Um das Seitenregister in der Druckmaschine einzustellen, kann der Bereich 12, der die axiale Lagerung 7 umfasst, mithilfe einer hier nicht gezeigten Spindelverstellung in Richtung der Pfeile 9 und 10 bewegt werden. Die von der Spindelverstellung zur Seitenregisterung aufgebrachte Kraft F_s wird durch die Pfeile F_s symbolisiert. Die zur Seitenregisterung nötige Kraft greift vorteilhafterweise an einer Lagerhaltebuchse an. Bei dem Seitenregistervorgang wird eine Vielzahl von Bauteilen, zu der neben dem Axiallager natürlich auch der Farbübertragungszylinder 1 gehört, mitbewegt. Auf der Bedienseite BS verbleibt der Druckluftzylinderkörper 5 gestellfest, während sein Kolben 13 mitbewegt wird.

Wegen der Stauch- und Streckbarkeit des Weilenbalges 8 kann der nicht dargestellte Motor bei der Seitenregisterbewegung ortsfest verbleiben.

Bezugszeichenliste
1	Farbübertragungszylinder
2	Radiallager des Farbübertragungszylinders
3	Radiallager des Farbübertragungszylinders
4	Kupplung / Klauenkupplung / Kupplungshälften 4a und 4b
5	Druckluftzylinderkörper
6	(zweite) Kupplung / Klauenkupplung/ Kupplungshälften 6a und 6b
7	Axiales Lager / Rillenkugellager
8	(Metall)Wellenbalg
9	Pfeil
10	Pfeil
11	Antriebsbereich
12	Axialer Lagerbereich
13	Kolben des Druckluftzylinderkörpers 5
14	Beweglicher Lagerbock
15	Lagerschalen 15a, 15b des Lagers 7
16	Kugel des Lagers 7
17	Ring des Lagers 7
18	Pfeil
19	Endseitiger Zapfen
20	Wellenstück des Antriebes
21	Greifer
22	Walzenkörper
BS	Bedienerseite
AS	Antriebsseite
F_S	Kraft zum Seitenregistern

Claims

Vorrichtung zum Ankoppeln einer Farbübertragungswalze (1) in einem Farb-oder Druckwerk einer Druckmaschine,
• wobei die Farbübertragungswalze (1) zumindest aus einem Walzenkörper (22), an den sich endseitige Zapfen (19) anschließen, besteht,

• wobei jeder Zapfen (19) der Farbübertragungswalze in jeweils einem Lagergehäuse des Farb- oder Druckwerks in zumindest einem Lager (2,3,7) rotierbar gelagert ist,

• wobei zumindest ein endseitiger Zapfen (19) der Farbübertragungswalze mit einem Wellenstück (20) des Antriebes drehfest verbindbar ist,

• wobei die Vorrichtung einen Aktor (5,13) zum drehfesten Verbinden der Farbübertragungswalze mit dem Wellenstück (20) des Antriebes umfasst,

• mit welchem (5,13) der zumindest eine endseitige Zapfen (19) der Farbübertragungswalze gegen das Wellenstück (20) des Antriebes anstellbar ist, • wobei der Aktor (5, 13) in axialer Richtung der Farbübertragungswalze bewegbar ist, wobei die Kupplungshälften (4a, 6a) mit korrespondierenden Kupplungshälften (4b, 6b) formschlüssig verbindbar sind,
dadurch gekennzeichnet,
• dass die Farbübertragungswalze an beiden endseitigen Zapfen (19) jeweils eine Kupplungshälfte (4a, 6a) umfasst und

• dass der Aktor (5, 13) gegen ein Axiallager (7) wirkt, welches in axialer Richtung (9,10) der Farbübertragungswalze (22) bewegbar ist, wobei das Seitenregister der Farbübertragungswalze einstellbar ist.
Vorrichtung nach dem vorstehenden Anspruch,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Aktor (5,13) ein Druckluftzylinder ist
Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
die zumindest eine Kupplungshälfte (4a, 6a), die sich auf dem zumindest einen endseitigen Zapfen der Farbübertragungswalze (1) befindet, eine Kupplungshälfte einer Klauenkupplung ist.
Vorrichtung nach dem vorstehenden Anspruch,
dadurch gekennzeichnet, dass
zumindest eine Kupplungshälfte der Klauenkupplung Fortsätze besitzt, die in der Ebene der Stirnfläche des Zapfens (19) erhaben sind.
Vorrichtung nach dem vorstehenden Anspruch,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Flanken der Fortsätze der zumindest einen Kupplungshälfte (4a,6a) der Klauenkupplung (4,6) abgeschrägt sind.
Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass ein Antrieb für die Seitenregistereinstellung der Farbübertragungswalze (1) vorgesehen ist,
und dass die Kraft, die der Antrieb für die Seitenregistereinstellung der Farbübertragungswalze (1) bereitstellt, entweder
• in dieselbe Richtung der Kraft des Aktors (5,13)

• oder in die entgegengesetzte Richtung der Kraft des Aktors (5,13) wirkt.
Verfahren zur Übergabe einer Farbübertragungswalze (1) an einem Farb- oder Druckwerk einer Druckmaschine und zur Ankopplung der Farbübertragungswalze (1) an den Antrieb des Farb-oder Druckwerks,
• bei dem eine Farbübertragungswalze (1), die aus einem Walzenkörper, an den sich zumindest ein endseitige Zapfen (19) anschließt, in das Farb- oder Druckwerk eingebracht wird,

• wobei der zumindest eine Zapfen vor der Übergabe an das Farbwerk von einem Greifmechanismus einer Transportvorrichtung erfasst wird und nach der Übergabe von zumindest einem Lager (2,3,7) rotierbar gelagert wird,

• wobei der zumindest eine endseitige Zapfen (19) der Walze (1) mit einem Wellenstück (20) des Antriebes drehfest verbunden wird,

• die drehfeste Verbindung mit einem Aktor (5,13) vorgenommen wird,

• der (5,13) den zumindest einen endseitigen Zapfen (19) der Farbübertragungswalze (1) gegen das Wellenstück (20) des Antriebes anstellt, • wobei der Aktor (5, 13) in axialer Richtung der Farbübertragungswalze bewegt wird, wobei die Kupplungshälften (4a, 6a) mit korrespondierenden Kupplungshälften (4b, 6b) formschlüssig verbunden werden,
dadurch gekennzeichnet,
• dass die Farbübertragungswalze an beiden endseitigen Zapfen (19) jeweils eine Kupplungshälfte umfasst und

• dass der Aktor (5, 13) gegen ein Axiallager (7) wirkt, welchen in axiale Richtung (9, 10) der Farbübertragungswalze bewegbar ist, wobei das Seitenregister der Farbübertragungswalze eingestellt wird.
Verfahren nach vorstehendem Anspruch,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Kraft, mit welcher der Aktor die drehfeste Verbindung vornimmt, konstant gehalten wird.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Kraft, mit welcher der Aktor die drehfeste Verbindung vornimmt, ausschließlich axial ausgerichtet ist.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Kraft, mit welcher der Aktor die drehfeste Verbindung vornimmt, mit der Druckgeschwindigkeit der Maschine variiert.