ES2327742T3 - Dispositivo de arrastre con rotor externo. - Google Patents

Abstract

Cuerpo de rotación para una impresora con un estator (1) y un rotor (2), que puede girar relativamente respecto al estator (1) y presenta al menos un imán permanente (7), estando previsto en el estator (1) al menos un arrollamiento de estator (3) de manera que durante el flujo de corriente a través del arrollamiento de estator (3) se puede generar en interacción con el al menos un imán permanente (7) del rotor (2) un par de giro que actúa en el rotor (2), caracterizado porque en casi toda la zona del eje longitudinal del rotor (2) está previsto un elemento magnético permanente (7).

Description

Dispositivo de arrastre con rotor externo.

La presente invención se refiere a un cuerpo de rotación accionado de manera giratoria para una impresora, así como a un accionamiento de impresora que usa un cuerpo de rotación de este tipo.

Los cilindros distribuidores de una impresora, por ejemplo, los cilindros de impresión, son accionados normalmente por un motor unido con el cilindro distribuidor, por ejemplo, mediante un engranaje.

Del documento DE19530283A1 se conoce un cilindro distribuidor que presenta un motor integrado de rotor exterior, formándose el rotor mediante un elemento hueco del cilindro distribuidor, en cuyo lado interior están fijados imanes.

Del documento WO99/55533 se conoce un cilindro para una impresora rotativa, estando previsto un motor que se encuentra integrado en el rodillo. Este motor se compone de un rotor exterior en forma de cilindro hueco que rota en dirección circunferencial y se mueve en vaivén en dirección axial. Este rotor soporta en su superficie interior imanes separados entre sí tanto en dirección circunferencial como en dirección axial.

Del documento EP0738591A1 se conoce un cilindro distribuidor con unidad electromotriz de accionamiento, estando previstos imanes permanentes sólo en un lado de un cilindro.

Es un objetivo de la invención proponer un cuerpo de rotación accionado de manera giratoria y un accionamiento de impresora que son adecuados para accionar uno o varios cuerpos de rotación o cilindros de una impresora con un par de giro suficientemente grande.

Este objetivo se consigue mediante el cuerpo de rotación y el accionamiento de impresora según la definición en las reivindicaciones independientes. De las reivindicaciones secundarias se derivan formas ventajosas de realización.

Un cuerpo de rotación según la invención presenta un accionamiento electromotriz de rotor exterior, estando configurado una camisa o elemento de cilindro como rotor que, por ejemplo, es hueco en el interior o presenta un agujero ciego y presenta en su lado interior, casi en toda la zona del eje longitudinal, un imán permanente que puede estar hecho, por ejemplo, de un metal alcalino poco común y que genera un campo magnético en el interior del cuerpo de rotación o cilindro para servir, por ejemplo, como activación permanente de un motor de corriente alterna o motor de corriente trifásica. El cilindro o rotor unido con el imán permanente está montado de manera giratoria en un estator o relativamente respecto a éste, que se encuentra en al menos una zona parcial del cilindro o rotor, preferentemente en su interior, y se extiende preferentemente casi a todo lo largo del eje longitudinal del cilindro. Por tanto, el estator puede estar previsto, según una forma de realización, en un agujero ciego del cilindro o extenderse también a través de todo el cilindro, estando compuesto el cilindro en este caso, por ejemplo, sólo de una camisa unida con imanes permanentes. En el estator está dispuesta al menos una línea o bobina magnética de manera que cuando una corriente circula a través de la línea o bobina magnética, sobre el rotor o cilindro montado de manera giratoria relativamente respecto al estator actúa un par de giro que puede, por ejemplo, accionar, acelerar, así como frenar el cilindro.

La invención se puede usar en principio en cuerpos de rotación individuales o en todos los cuerpos de rotación, que se van a accionar, de una impresora, por ejemplo, en uno o varios cilindros centrales o de acero, cilindros portamantillas, portaformas o portaplanchas, cilindros de caucho, cilindros portacuchillas, cilindros colectores y/o cortadores, rodillos entintadores y/o humectadores y/o en la plegadora. El cuerpo de rotación puede formar especialmente, por ejemplo, después del revestimiento o mecanizado correspondiente de la propia superficie del cuerpo de rotación, por ejemplo, uno de los cilindros o rodillos mencionados de la impresora o servir como apoyo o soporte de estos, colocándose, por ejemplo, un cuerpo cilíndrico de rodillo sobre el cuerpo de rotación y, por ejemplo, fijándose aquí.

El estator presenta preferentemente al menos una línea eléctrica, en especial una o varias bobinas magnéticas o arrollamientos dispuestos de manera que al circular la corriente a través de las líneas o arrollamientos se genera un par de giro en el rotor unido con imanes permanentes. En el estado de la técnica se conocen los motores de rotor exterior y la disposición de arrollamientos de estator. En este sentido se remite, por ejemplo, al documento DE10213743A1. Según la invención, pueden estar previstos uno o varios arrollamientos de estator a lo largo de la dirección axial del estator de manera que un campo magnético para el accionamiento del rotor se pueda generar en una zona parcial, por ejemplo, la mitad de la longitud del rotor o en una zona mayor, preferentemente a todo lo largo del rotor. Los arrollamientos de estator pueden estar previstos aquí como arrollamientos en la superficie exterior del estator de modo que actúen como electroimanes que interactúan con imanes permanentes, por ejemplo, en o sobre una superficie interior del rotor o del manguito de rotor, para poder generar una fuerza de aceleración o frenado que influye en el giro del rotor.

Según se describe arriba, el rotor o cilindro se puede montar o fijar de manera giratoria directamente en o sobre el estator, por ejemplo, mediante uno o varios cojinetes de bolas.

Es posible también que el rotor no se fije directamente en el estator y esté instalado en una pared exterior o una carcasa, por ejemplo, en la pared exterior de una impresora, de modo que quede montado de manera giratoria. El rotor puede estar unido también, por ejemplo, con el estator en un lado mediante un cojinete de bolas y estar unido en un lado opuesto mediante un cojinete de bolas con un elemento exterior de sujeción, por ejemplo, una pared lateral de una impresora.

Asimismo, es posible que el estator esté unido por arrastre de fuerza y/o forma con un elemento de sujeción, por ejemplo, una pared de bastidor de impresión. Según la invención se puede usar para el accionamiento de rodillos y/o cilindros de impresoras un motor de rodillos prefabricado, en especial un motor de rotor exterior, pudiendo estar prefabricado el motor, por ejemplo, completamente, o sea, presentar el rotor y el estator, presentando el manguito de rotor en la superficie interior imanes permanentes y el estator, enrollamientos como electroimanes en la superficie exterior. El manguito de rotor puede presentar un diámetro exterior o un perfil que equivalen, por ejemplo, a la entalladura o al diámetro interior o perfil en un cilindro de impresión o en un rodillo, pudiendo tener las superficies, que engranan una dentro de otra, preferentemente una configuración ligeramente cónica para obtener un buen cierre de fuerza por fricción entre el manguito de rotor y el cilindro de impresión o rodillo. La superficie exterior del rotor exterior puede estar configurada, por ejemplo, de forma cónica.

La longitud del estator está dimensionada ventajosamente de manera que éste no supera la medida de pared intermedia de las zonas o paredes de apoyo separadas en paralelo entre sí, en especial de las paredes de bastidor de impresión.

Por tanto, los cilindros del mecanismo impresor y/o rodillos con un motor premontado de rotor exterior se pueden montar entre paredes de mecanismo impresor separadas en paralelo o desmontar de éstas con facilidad. Asimismo, se pueden reunir distintas secciones de formato de impresión en una zona de potencia de motor, en la que el diámetro del manguito de rotor se configura, por ejemplo, con diferentes dimensiones.

Según la invención, el cuerpo de rotación compuesto de estator y rotor puede estar configurado como sistema cerrado de manera magnética y, por tanto, ser inactivo hacia el exterior desde el punto de vista magnético, impidiéndose así los efectos magnéticos en los objetos metálicos contiguos. En este caso se puede seleccionar, por ejemplo, el espesor de pared en un cilindro de mecanismo impresor o un rodillo de mecanismo impresor de modo que el cuerpo de rotación o motor quede cerrado de manera magnética.

Un sistema de refrigeración se encuentra preferentemente junto al estator y con especial preferencia unido con el estator o está previsto en el estator. Un medio refrigerante, por ejemplo, un líquido refrigerante, especialmente agua refrigerante, se puede conducir a través de una zona parcial o también a través de todo el estator, por ejemplo, a todo lo largo del estator, para poder extraer, por ejemplo, de los arrollamientos de estator, el calor de escape que se origina en el estator. Asimismo, se pueden usar otros elementos de refrigeración o mecanismos de refrigeración, por ejemplo, la refrigeración de la zona exterior o marginal del estator que puede provocar también una refrigeración suficiente de zonas o elementos constructivos del estator si el estator está fabricado de un material conductor de calor, por ejemplo, hierro.

De forma complementaria o alternativa se puede realizar también un enfriamiento mediante una corriente de aire conducida por elementos constructivos que se calientan, por ejemplo, un arrollamiento de estator. Una corriente de aire se puede generar también ventajosamente mediante un giro del cilindro o rotor, estando instalados, por ejemplo, en el lado interior del rotor, elementos o paletas que pueden generar una corriente aproximadamente en dirección axial al girar el rotor.

La instalación de líneas de corriente y/o de un medio refrigerante en el estator es relativamente simple, ya que el estator no se mueve relativamente respecto a su lugar de instalación, pudiéndose eliminar así, por ejemplo, los contactos deslizantes o similar.

Con especial preferencia, las líneas eléctricas o bobinas magnéticas usadas como arrollamientos de estator y/o un sistema de refrigeración, por ejemplo, conductos para un medio refrigerante, se extienden aproximadamente a todo lo largo del estator, pudiendo estar previstos, por ejemplo, varios arrollamientos de estator separados axialmente de un primer extremo y repartidos hasta un segundo extremo del estator. Esto posibilita que el accionamiento del rotor o cilindro se pueda realizar a todo lo largo del rotor o estator que tienen ventajosamente casi la misma longitud, por lo que en comparación con un accionamiento previsto sólo en una zona parcial del rotor se puede generar un par de giro mayor o una fuerza de accionamiento mayor.

El elemento magnético, unido con el rotor, está previsto preferentemente en la zona o en el lado interior del rotor y puede tener, por ejemplo, una configuración anular.

El cuerpo de rotación según la invención se puede usar, por ejemplo, en unión con un cilindro portamantillas de caucho, un cilindro portaplanchas, un cilindro de inversión, un rodillo de tracción, un cilindro de tintero o un intercambiador de rodillo o también puede actuar como estos.

La invención posibilita la fabricación de rodillos con pivotes inmóviles de árbol, lo que simplifica considerablemente el montaje y desmontaje de rodillos. Asimismo, el accionamiento de un rodillo de este tipo es ventajoso, ya que la camisa de rodillo puede tener una masa menor relativamente respecto a un rodillo con una configuración maciza y, por tanto, una inercia menor de la masa.

Según otro aspecto, la invención se refiere a un accionamiento de impresora que usa un cuerpo de rotación de este tipo.

En un accionamiento de impresora de este tipo está previsto preferentemente un dispositivo de control para controlar la corriente que circula en líneas o arrollamientos del rotor. El dispositivo de control puede controlar, por ejemplo, la frecuencia, la tensión y/o la intensidad de corriente para regular, por ejemplo, las revoluciones del rotor y provocar una aceleración, un sincronismo o un frenado del rotor en dependencia de los estados prefijados de impresión o las condiciones de impresión.

Puede estar previsto preferentemente un sensor que detecta una posición angular del rotor con el fin de formar un circuito de regulación, por ejemplo, en unión con un dispositivo de control descrito arriba, detectándose también para el control sincrónico de varios cilindros de impresión posiciones angulares individuales de distintos rotores y activándose o regulándose el control de arrollamientos de estator en dependencia de las posiciones angulares detectadas y, dado el caso, en dependencia de valores nominales prefijados de manera que se aplica, por ejemplo, una frecuencia, tensión y/o intensidad de corriente en los arrollamientos de estator para mantener o restablecer el sincronismo de varios cilindros de impresión.

El cuerpo de rotación accionado de manera giratoria según la invención se usa con especial preferencia como motor de accionamiento de un grupo de cilindros compuesto de un cilindro portaplanchas acoplado mecánicamente y de un cilindro portamantillas de caucho. El cuerpo de rotación según la invención se usa especialmente como cilindro portamantillas de caucho o como cilindro portaplanchas en este tipo de accionamiento por pares, estando previsto al menos un cuerpo de rotación según la invención en un grupo de cilindros de este tipo y accionándose preferentemente varios grupos de cilindros mediante varios cuerpos de rotación de este tipo. Se remite al documento EP0644048 del solicitante que muestra una formación por pares de grupos de cilindros mediante un cilindro portamantillas de caucho y un cilindro portaplanchas de una rotativa y el accionamiento común de un grupo de cilindros de este tipo mediante un motor propio de accionamiento por grupo de cilindros, así como el uso de correas dentadas y un diseño general de accionamientos de impresoras. El uso de un cuerpo de rotación, según la invención, accionado de manera giratoria permite, por tanto, eliminar un motor separado para el accionamiento de un cilindro portamantillas de caucho o de un cilindro portaplanchas acoplado a éste en el caso de la disposición descrita en el documento EP0644048, ya que el cilindro portamantillas de caucho o el propio cilindro portaplanchas están configurados como cuerpo de rotación, según la invención, accionado de manera giratoria.

Muestran:

Fig. 1 un cuerpo de rotación con dos variantes de un accionamiento de rotor exterior,

Fig. 2 un ejemplo de realización de un motor de rotor exterior desplazable axialmente,

Fig. 3 una forma de realización de un motor de rotor exterior no desplazable axialmente y

Fig. 4a y 4b esquemas de rodillos o cilindros que son accionados por uno o dos cuerpos de rotación.

La figura 1 muestra un estator 1 de un cuerpo de rodillo o cilindro portaplanchas 9 que está montado lateralmente en cada caso en un elemento de sujeción 10 de manera fija y no giratoria. El elemento de sujeción 10 puede ser, por ejemplo, la pared exterior de una impresora. En el interior del estator 1 están previstos arrollamientos de estator 3a, 3b y un circuito 4 de un medio refrigerante para poder extraer el calor de escape que se origina en el estator 1, por ejemplo, mediante un flujo de corriente a través de los arrollamientos de estator 3a, 3b. Los arrollamientos de estator 3a, 3b están unidos mediante un cable trifásico de motor con una unidad de control de frecuencia 5, prevista por fuera del estator 1 y preferentemente por fuera de la impresora, por ejemplo, en la pared exterior 10 de la impresora.

En el lado circunferencial del estator 1 está previsto en cada caso en el extremo de estator 1 un cojinete de bolas 6a, desplazable preferentemente en sentido axial, en el que está montado el rotor 2, de manera que el rotor 2 puede girar relativamente respecto al estator 1. En dos formas de realización mostradas están instalados en el lado interior del rotor 2 dos imanes permanentes 7a, 7b que generan un campo magnético necesario para un motor de rotor exterior. El rotor 2 se usa como cilindro portaplanchas en la forma de realización mostrada con un cuerpo de rodillo 9, montado o colocado encima, que se sujeta por arrastre de fuerza, fricción o forma mediante una zona 2a del rotor 2 en forma de cono o cono truncado.

Al lado del cilindro portaplanchas, mostrado a modo de ejemplo en la figura 1, puede estar dispuesto un cilindro portamantillas de caucho que está acoplado mecánicamente con el cilindro portaplanchas y, por tanto, es accionado por éste o que puede estar configurado asimismo como cuerpo de rotación, accionado de manera giratoria, con los elementos 1 a 7 descritos arriba del cilindro portaplanchas con cilindro portamantillas 9 de caucho montado encima.

Un medidor de ángulos o transmisor 8 mide la posición momentánea o la posición de giro o el ángulo de giro del rotor 2 y, por tanto, del cuerpo de rodillo 9 unido fijamente con el rotor 2 y puede transmitir las señales detectadas de la posición de giro a la unidad de control de frecuencia 5 que, por ejemplo, junto con transmisores y/o unidades de control de otros cuerpos de rotación o rodillos, puede emitir señales de control o corrientes a los arrollamientos de estator 3a, 3b de manera que se pueden sincronizar varios rodillos.

La figura 2 muestra una forma de realización de un motor de rotor exterior desplazable axialmente, sobre el que está montado un cuerpo de rodillo 9, según muestra la figura 1. Los cojinetes 6a para el montaje giratorio del rotor 2 sobre el estator 1 se pueden desplazar en dirección axial del estator 1 o están unidos con el estator 1 y posibilitan un desplazamiento axial del rotor 2 relativamente respecto al estator 1, extendiéndose en dirección axial a continuación los imanes permanentes 7a instalados en el lado interior del rotor 2 o estando previstos en una longitud mayor que la longitud del arrollamiento 3a de estator en dirección axial, lo que posibilita que también en caso de un desplazamiento axial del rotor 2 relativamente respecto al estator 1, los imanes permanentes 7a unidos con el rotor 2 generen dentro de una zona prefijada un campo magnético esencialmente igual para ejercer una fuerza de accionamiento o frenado en el rotor 2 en unión con el campo electromagnético generado por los arrollamientos de estator 3a durante el flujo de corriente.

La figura 3 muestra otra forma de realización de un cuerpo de rotación que presenta cojinetes de bolas 6b que no posibilitan un desplazamiento axial del rotor 2 relativamente respecto al estator 1. Por tanto, la extensión radial o la longitud de los imanes permanentes 7b en dirección radial equivalen aproximadamente a la longitud del arrollamiento de estator 3b en dirección radial, sin que durante el funcionamiento del motor de rotor exterior se produzca una variación significativa del acoplamiento magnético, necesario para generar una fuerza de rotación o giro, entre los imanes permanentes 7b y el arrollamiento de estator 3b.

La figura 4a muestra una forma de realización de un rodillo accionado por un motor de rotor exterior o de un cilindro 9 accionado, estando insertado sólo en un lado, izquierdo en la figura 4a, del rodillo o del cilindro 9 un motor de rotor exterior descrito arriba, por ejemplo, sólo lateralmente en el rodillo o el cilindro 9, y estando montado el rodillo o el cilindro 9 en el extremo opuesto mediante un pivote de árbol 11 convencional. El motor mostrado de forma esquemática en la figura 4a puede estar insertado, por ejemplo, sólo lateralmente en el rodillo o el cilindro o se extiende en una zona mayor de la longitud axial del rodillo o del cilindro 9, por ejemplo, hasta la mitad o más allá de ésta o incluso en toda la longitud axial del rodillo o del cilindro 9.

La figura 4b muestra otra forma de realización, estando previsto un motor de rotor exterior descrito arriba en los dos extremos del rodillo o del cilindro 9, a diferencia del ejemplo mostrado en la figura 4a.

En general, el motor mostrado en las figuras 4a y 4b puede ser cualquiera de los motores descritos sobre la base de las figuras 1 a 3.

Claims (16)

1. Cuerpo de rotación para una impresora con un estator (1) y un rotor (2), que puede girar relativamente respecto al estator (1) y presenta al menos un imán permanente (7), estando previsto en el estator (1) al menos un arrollamiento de estator (3) de manera que durante el flujo de corriente a través del arrollamiento de estator (3) se puede generar en interacción con el al menos un imán permanente (7) del rotor (2) un par de giro que actúa en el rotor (2), caracterizado porque en casi toda la zona del eje longitudinal del rotor (2) está previsto un elemento magnético permanente (7).

2. Cuerpo de rotación según la reivindicación 1, estando previstos al menos dos arrollamientos de estator (3) en puntos desplazados axialmente del estator (1).

3. Cuerpo de rotación según la reivindicación 1, con uno o más arrollamientos de estator (3) que están previstos en el estator (1) de manera que en al menos la mitad de la longitud del rotor (2) se puede generar un campo magnético para accionar el rotor (2).

4. Cuerpo de rotación según la reivindicación 1, estando previstos uno o varios arrollamientos de estator (3) repartidos casi a todo lo largo del estator (1).

5. Cuerpo de rotación según una de las reivindicaciones precedentes, estando previstos uno o varios arrollamientos de estator (3) en la superficie exterior del estator (1).

6. Cuerpo de rotación según una de las reivindicaciones precedentes, siendo el rotor (2) una camisa de cilindro.

7. Cuerpo de rotación según una de las reivindicaciones 1 a 5, siendo el rotor (2) un cuerpo de cilindro con un agujero ciego.

8. Cuerpo de rotación según una de las reivindicaciones precedentes, estando fijado el rotor (2) con un cojinete (6a, 6b) en el estator (1) y/o en un elemento de sujeción (10) exterior.

9. Cuerpo de rotación según una de las reivindicaciones precedentes con un cuerpo de cilindro (9) o rodillo que está montado en el rotor (2) y fijado especialmente por arrastre de fuerza, fricción y/o forma.

10. Cuerpo de rotación según una de las reivindicaciones precedentes con un sistema de refrigeración (4) para la refrigeración de al menos una zona parcial del estator (1).

11. Cuerpo de rotación según una de las reivindicaciones precedentes, teniendo el imán permanente (7) unido con el rotor (2) forma de anillo y/o barra y/o estando previsto en la superficie interior del manguito de rotor.

12. Cuerpo de rotación según una de las reivindicaciones precedentes, siendo el rotor (2) un cilindro de inversión, un rodillo de tracción, un cilindro de tintero, un cilindro central o de acero, un cilindro portamantillas, portaformas o portaplanchas, un cilindro de caucho, portacuchillas, colector y/o cortador, un rodillo entintador y/o humectador y/o usándose en la plegadora o en el intercambiador de rodillo.

13. Accionamiento de impresora con un cuerpo de rotación según una de las reivindicaciones precedentes.

14. Accionamiento de impresora según la reivindicación precedente con un dispositivo de control (5) para el control de la tensión, la intensidad de corriente y/o la frecuencia de una corriente que circula en al menos un arrollamiento de estator (3) y/o con un sensor (8) de ángulo para medir la posición de giro del rotor (2).

15. Impresora rotativa con cilindros portamantillas de caucho y cilindros de contrapresión para formar posiciones de impresión y con cilindros portaplanchas (2) que están reunidos en grupos de cilindros con los cilindros portamantillas de caucho por pares mediante el acoplamiento mecánico para su accionamiento, accionándose respectivamente un grupo de cilindros mediante un cilindro portaplanchas y/o cilindro portamantillas de caucho configurado como cuerpo de rotación según una de las reivindicaciones 1 a 12 y/o accionándose el cilindro de contrapresión mediante otro motor de accionamiento o estando configurado como cuerpo de rotación según una de las reivindicaciones 1 a 12.

16. Uso de un cuerpo de rotación según una de las reivindicaciones 1 a 12 como apoyo para un cilindro o un rodillo (9) de una impresora.