JP2009234250A - 印刷機のローラを駆動する装置 - Google Patents

Abstract

【課題】印刷機の停止が実行されてからローラの惰性運転が停止するまでの時間を大幅に短縮することができる、新たな印刷機のローラを駆動する装置を提供する。
【解決手段】印刷機のローラ（３）を駆動する装置において、第１の歯車（８）および第１のフリーホイール（６）を介してローラ（３）を駆動するための主モータ（１３）と、第２の歯車（９）および第２のフリーホイール（７）を介してローラ（３）を駆動するための補助モータ（１４）とが設けられている。さらに、印刷機停止信号の後に続くローラ（３）の惰性運転中にローラ（３）を制動するための、主モータ（１３）とは異なる別のブレーキ装置、例えばバンドブレーキ（１５）が設けられている。
【選択図】図１

Description

本発明は、請求項１の前提項に記載された、印刷機のローラを駆動する装置であって、第１の歯車および第１のフリーホイールを介してローラを駆動するための主モータと、第２の歯車および第２のフリーホイールを介してローラを駆動するための補助モータとが設けられた装置に関する。

枚葉紙オフセット印刷機は、多くの場合、それぞれが少なくとも１つの塗工ユニットローラを備えた１つまたは複数の塗工ユニットを有している。例えば予定通りに印刷動作を中断したり、あるいは非常事態が発生したりといったさまざまな理由により、操作者は、例えば押しボタンを押すことで印刷機の停止を実行する。このような印刷機の停止が実行された後では、印刷機の胴およびローラは、できるだけ迅速に静止状態になることが求められる。いわゆる減速段階または惰性運転段階（Herunter- oder Nachlaufphase）、すなわち印刷機の停止が実行されてからローラや胴が完全な静止状態となるまでに経過する時間は、できるだけ短いほうがよい。ローラや胴には慣性モーメントがあるため、惰性運転段階を最小限に抑えることは困難である。特に、前述した塗工ユニットローラの惰性運転、つまり印刷機の停止が実行された後に起こる非駆動状態（antriebslos）での惰性運転、いわゆる「惰行（Austrudeln）」が問題となることがわかっている。

この問題を解決するために、特許文献１では、冒頭に述べた形式の装置が提案されている。ありふれた従来技術のこの装置では、塗工ユニットローラは、第１のフリーホイールを介して、印刷機の主モータに付属する歯車列に作動可能に接続され、印刷機の停止時および塗工を行わない印刷動作時に、補助モータで駆動可能である。第１のフリーホイールと並列に開閉可能なクラッチが配置されており、このクラッチは、印刷機の停止時および補助モータの作動時に開放するように制御され、また、主モータによって印刷機が駆動された結果として、塗工ユニットローラの回転数が補助モータの駆動回転数を上回ると、第１のフリーホイールを架け渡す（ueberbrueckende）閉鎖位置に切り替わるように制御される。補助モータは、第２のフリーホイールを介して塗工ユニットローラに作動可能に接続されている。つまり、この場合、主モータは、印刷機の停止信号の後に続く塗工ユニットローラの惰性運転中に塗工ユニットローラを制動するための電動ブレーキとして機能することになる。

特許文献２および特許文献３は、さらに別の従来技術を含んでいる。
独国特許出願公開第１０２００４０２２２５０号明細書 独国特許出願公開第１９９５１１５７号明細書 独国特許出願公開第１０２００４０５２１１２号明細書

本発明の目的は、冒頭に述べた形式の新たな装置を提供することである。

この目的は、請求項１の特徴を備えた装置によって達成される。印刷機のローラを駆動する装置であって、第１の歯車および第１のフリーホイールを介して前記ローラを駆動するための主モータと、第２の歯車および第２のフリーホイールを介して前記ローラを駆動するための補助モータとが設けられた本発明による装置は、印刷機停止信号の後に続く前記ローラの惰性運転中に前記ローラを制動するための、前記主モータとは異なる別のブレーキ装置が設けられていることを特徴としている。

本発明による装置の１つの利点は、機能の信頼性が高いという点にある。主モータとは異なる別のブレーキ装置によって、ローラの惰性運転が停止するまでの時間を大幅に短縮することが可能となる。別の利点は、本発明による装置がとりわけ低コストに実現可能になる構造的要因にある。

本発明の発展例によれば、主駆動装置とは異なる別のブレーキ装置は、例えば渦電流ブレーキなどの電磁ブレーキであってよい。この場合、主モータとは異なる別のブレーキ装置は、補助モータではないさらに別のブレーキ装置であってよい。主モータとは異なる別のブレーキ装置は、流体ブレーキ（Stroemungsbremse）、あるいは流体力学的なブレーキ装置であってもよい。

従属請求項にはさらに別の発展例が記載されており、これらを以下に簡潔に説明する。

１つの発展例では、ブレーキ装置は機械ブレーキである。このような機械ブレーキでは、制動作用は、ブレーキ装置の２つの制動構成要素の間で作用する固体摩擦によって引き起される。この場合、ブレーキ装置は、例えばブロックブレーキまたはディスクブレーキであってよい。機械ブレーキは、バンドブレーキであるのが好ましい。バンドブレーキとしての構成は、そのいわゆる湿潤動作性能（Nasslauffaehigkeit）に関して有利である。バンドブレーキは、例えば歯車のようなオイルで潤滑される伝動機構要素のすぐ近傍に配置することができ、伝動機構要素からバンドブレーキへオイルが飛び散ったり垂れたりすることで、バンドブレーキの機能の信頼性が低下する恐れがない。オイルを防護するためにバンドブレーキに高い費用をかけて囲いを設けることが不要となる。したがって、バンドブレーキは、前述した第１および第２の歯車も設けられている、印刷機のいわゆる駆動側に配置することが可能となる。

さらなる発展例では、第１のフリーホイールと、第２のフリーホイールと、ブレーキ装置の摩擦体とが、同一のシャフトに設けられている。例えば、前述のバンドブレーキの場合、摩擦体は、バンドブレーキのブレーキバンドが部分的に巻き付けられ、制動時にブレーキバンドと摩擦接触するブレーキディスクまたはブレーキドラムであってよい。両方のフリーホイールクラッチおよび摩擦体を共通のシャフトに配置することは、装置をコンパクトに構成するという点に関してかなり有利である。この発展例では、第１の歯車が、第１のフリーホイールを介してシャフトに支持されていてよく、第２の歯車が、第２のフリーホイールを介してシャフトに支持されていてよい。この場合、両方の歯車と、両方のフリーホイール（フリーホイールクラッチ）と、摩擦体とが、互いに同軸上に配置されている。

さらなる発展例では、ブレーキ装置は電動ブレーキである。この場合、電動ブレーキは、発電機動作で作動する補助モータによって構成することができる。補助モータを多機能に利用することで、補助モータとは異なる別のブレーキ装置を省略することができる。

さらなる発展例では、第１のフリーホイールと、第２のフリーホイールと、第２の歯車をシャフトに連結するためのクラッチとが、同一のシャフトに設けられている。この発展例は、特に、前述したような、補助モータによって構成された電動ブレーキとしてブレーキ装置を構成することに関して有利であり、その場合、第２の歯車を補助モータの発電機動作中にシャフトに連結するためのクラッチが設けられている。この発展例の場合にも、第１の歯車が、第１のフリーホイールを介してシャフトに支持されていてよく、第２の歯車が、第２のフリーホイールを介してシャフトに支持されていてよい。

さらなる発展例では、ローラは、塗工ユニットローラおよび／またはスクリーンローラである。ローラが塗工ユニットローラとして構成されている場合、これは水元ローラ、調量ローラ、アプリケータローラ、またはスクリーンローラであってよい。

ローラを駆動するための、本発明に基づいて構成された装置、またはいずれかの発展例に応じて構成された装置を備えた印刷機も本発明の一部である。

次に、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。

図１から図４では、互いに対応する部材および構成要素に同じ参照番号が付されている。

図１および図３に、印刷機１をそれぞれ部分的に示す。この印刷機１は、タンデム型の構成を有するオフセット印刷用の枚葉紙印刷機であって、オフセット印刷ユニットで印刷された印刷枚葉紙を塗工するための塗工ユニット２を有している。塗工ユニット２は、圧胴と、これと協働する、図示しない塗工胴とを有している。さらに、塗工ユニット２は、スクリーンローラであるローラ３を有している。ローラ３は、詳細には図示しないクイック交換式ローラロック（Schnellwechsel-Walzenschloessern）に支持されており、それにより、操作者は迅速なローラ交換が可能となる。

ローラ３を印刷機１に取り付ける場合、補償クラッチ（Ausgleichskupplung）４を閉じて、ローラ３をシャフト５に接続させる。シャフト５からのトルクをローラ３へ伝達する補償クラッチ４は、ジョークラッチとして構成されており、ローラ３の軸端にあるクラッチ半体と、シャフト５の端部にあるクラッチ半体とを有している。シャフト５は、印刷機１の筐体に回転可能に支持されている。

第１のフリーホイール６を介して、第１の歯車８がシャフト５に支持されている。第２のフリーホイール７を介して、第２の歯車９がシャフト５に支持されている。両方のフリーホイール（フリーホイールクラッチ）６、７は、歯車８、９が第１の回転方向へ回転する際には、各歯車８、９からのトルクをシャフト５へ伝達し、歯車８、９が第２の回転方向へ回転する際には、各歯車８、９からのトルクをシャフト５へは伝達しない。

第１の歯車８は、印刷機１の主モータ１３によって回転駆動される第４の歯車１１と噛み合う第３の歯車１０と噛み合っている。主モータ１３は、印刷機１のオフセット印刷ユニットと塗工ユニット２の圧胴とを回転駆動する。第２の歯車９は、補助モータ１４によって回転駆動される第５の歯車１２と噛み合っている。モータ１３、１４は電動モータである。

図１および図２に示す第１の実施形態では、第１のフリーホイール６と補償クラッチ４との間に、ローラを制動するブレーキ装置としてのバンドブレーキ１５が配置されている。第１のフリーホイル６と、歯車列を介して主モータ１３によって駆動される第１の歯車８とが、バンドブレーキ１５と第２のフリーホイール７との間に配置されている。

図２は、バンドブレーキ１５がブレーキドラムの形態である摩擦体１６を有している様子を示している。摩擦体１６は、シャフト５と回転不能に連結し、ブレーキバンド１７が巻き付けられている。ジョイント部を中心としてレバー１８が揺動することで、ブレーキバンド１７は、制動時には摩擦体１６の外周に対して固く張り渡される。レバー１８は、一方のレバー端部で前述のジョイント部に支持され、他方のレバー端部で空気圧式の作動シリンダ１９のピストンロッドに連結されている。ブレーキバンド１７の一方のバンド端部は、レバー１８の両端部間で当該レバーに取り付けられ、他方のバンド端部は、それを中心としてレバー１８が揺動可能となるジョイント部に取り付けられている。ピストンロッドには、一端部がピストンロッドに支持され、他端部が作動シリンダ１９のシリンダハウジングに支持された、押圧されると復元方向に付勢可能なコイルばね２０が取り付けられている。それに応じて、ばね２０は、ピストンロッドを外側へ引き出すのと同時に、レバー１８を図２で見て時計回りに揺動させ、それによってブレーキバンド１７を摩擦体１６に対して張り渡そうとする。作動シリンダ１９が圧縮空気で付圧されることで、ピストンロッドはばね２０の作用に抗して引き込まれ、それによってバンドブレーキ１５を緩めることができる。

センサ２４とレバー１８との間にある間隔を非接触式に測定するセンサ２４が、ブレーキバンド１７のブレーキライニングの摩耗を測定するために用いられている。摩耗が大きくなるにつれて、バンドブレーキ１５が引き締められた際に、レバー１８はセンサ２４により近づくことになる。センサ２４は特定の摩耗境界値に達すると信号を発生し、この信号によって、操作者は、ブレーキライニングの交換が必要であることを知ることとなる。例えば摩擦体１６の破損などの故障時には、レバー１８が、センサ２４や、センサ２４を支持する部材に当接して、前述した間隔は実質的にゼロになる。それによって、センサ２４は故障を認識し、それにより、印刷機１を自動的に停止させる。

バンドブレーキ１５は幅が狭く、そのため上述した取付場所へ配置するのに特に適している。機械ブレーキをバンドブレーキ１５として構成することで、ブレーキ装置が、印刷機１のいわゆる駆動側で歯車９−１２に隣接して配置可能となる。操作者が、例えば印刷機１の制御盤で押しボタンを押すことなどによって、印刷機の停止信号を発生させると、主モータは停止することになる。さらに、印刷機の停止信号によって、印刷機１の電子制御装置が作業シリンダ１９を制御して、圧縮空気による付圧を減少させる。それによって、ばね２０は負荷が取り除かれ、その結果、ブレーキバンド１７が、レバー１８を介してより強く摩擦体１６に押しつけられる。このようなバンドブレーキ１５の引き締めによって、ローラ３の回転数は、急速に低下して停止することになる。

バンドブレーキ１５が１つまたは複数の制御パラメータ（例えば、回転数、安全装置の状態、および／または印刷機１の動作状態）に依存して限定された時間の間に作動するように、前述した電子制御装置は構成されていてよく、例えばプログラミングされていてよい。この時間が経過すると、電子制御装置によってアクチュエータが再び作動し、すなわち作業シリンダ１９が圧縮空気で付圧される。それにより、バンドブレーキ１５が再び緩められることになる。その結果、電子制御装置は補助モータ１４を作動させ、それにより、補助モータは、印刷動作中断中の主モータ１３の停止時に、比較的低い回転数で、そのために損傷の危険のない回転数で、ローラ３を回転させる。このとき、第２のフリーホイール７は締結すなわち係合しており、第１のフリーホイール６は自由回転もしくは空転している。当然のことであるが、補助モータ１４が停止している印刷動作時には、第１のフリーホイール６は締結もしくは係合しており、第２のフリーホイール７は自由回転しており、すなわち、シャフト５からのトルクを第２の歯車９へ伝達することなく回転している。

図３および図４に示す第２の実施形態では、第１の歯車８と第２の歯車９との間で、クラッチ２１がシャフト５に配置されている。電子制御装置により開閉可能なクラッチ２１が閉鎖された第１の状態になると、第２のフリーホイール７がクラッチ２１によって架け渡され、それにより、シャフト５からのトルクをクラッチ２１を介して第２の歯車９へ伝達し、したがって補助モータ１４へ伝達することができる。クラッチ２１は、クラッチ２１が開放された第２の状態にあると、このトルクを、シャフト５から補助モータ１４へ伝達することはできない。

第５の歯車１２と補助モータ１４との接続を、図３では簡略化して示し、図４では詳細に示している。補助モータ１４は、補助モータ１４のいわゆるホールディングトルクを高める中間伝動機構２２を介して、第５の歯車１２に接続されている。図４では概略的にのみ示す中間伝動機構２２は、補助モータ１４からのトルクを第５の歯車１２へ、したがって第２の歯車９へと伝達する際には軽負荷で（leichtgaengig）作動し、第２の歯車９からのトルク、したがって第５の歯車１２からのトルクを補助モータ１４へ伝達する際には重負荷で（schwergaengig）作動する。

印刷動作時には、補助モータ１４は停止し、主モータ１３は第１のフリーホイール６を介してローラ３を回転駆動する。クラッチ２１は印刷動作時には開いており、それにより第２のフリーホイール７は空転し、シャフト５からのトルクがクラッチ２１を介して第２の歯車９へ伝達することはない。印刷機の停止信号の発生によって、主モータ１３は停止し、クラッチ２１は閉じられることになる。その結果、印刷機の停止信号の後に惰性運転するローラ３の回転エネルギーは、閉じられたクラッチ２１を介して補助モータ１４へ伝達されることになる。このとき、補助モータがローラ３によって駆動されることによって、補助モータ１４は、発電機動作で回転して、ローラ３の回転エネルギーをブレーキ装置として消費し、それにより、ローラは迅速に停止することになる。ローラ３が停止した後、電子制御装置によってクラッチ２１が開かれ、補助モータ１４が作動することになる。したがって、補助モータは、印刷中断中には、第２のフリーホイール７を介してローラ３を回転駆動する。

図１から図４に示す実施形態では、ローラ３の塗料が乾くのを防ぐために、印刷動作が中断している間に、ローラ３を回転駆動することが必要となる。

ブレーキ装置がバンドブレーキとして構成された第１の実施形態を示す図である。 ブレーキ装置がバンドブレーキとして構成された第１の実施形態を示す図である。 補助モータがブレーキ装置として機能する第２の実施形態を示す図である。 補助モータがブレーキ装置として機能する第２の実施形態を示す図である。

符号の説明

１ 印刷機
３ ローラ
５ シャフト
６ 第１のフリーホイール
７ 第２のフリーホイール
８ 第１の歯車
９ 第２の歯車
１３ 主モータ
１４ 補助モータ
１５ バンドブレーキ
１６ 摩擦体
２１ クラッチ

Claims (10)

1. 印刷機（１）のローラ（３）を駆動する装置であって、第１の歯車（８）および第１のフリーホイール（６）を介して前記ローラ（３）を駆動するための主モータ（１３）と、第２の歯車（９）および第２のフリーホイール（７）を介して前記ローラ（３）を駆動するための補助モータ（１４）とが設けられた装置において、
   印刷機停止信号の後に続く前記ローラ（３）の惰性運転中に前記ローラ（３）を制動するための、前記主モータ（１３）とは異なる別のブレーキ装置（１４、１５）が設けられていることを特徴とする装置。
2. 前記ブレーキ装置（１５）が機械ブレーキ（１５）である、請求項１に記載の装置。
3. 前記機械ブレーキ（１５）がバンドブレーキ（１５）である、請求項２に記載の装置。
4. 前記第１のフリーホイール（６）と、前記第２のフリーホイール（７）と、前記ブレーキ装置（１５）の摩擦体（１６）とが、同一のシャフト（５）に設けられている、請求項１から３のいずれか１項に記載の装置。
5. 前記ブレーキ装置（１４）が電動ブレーキ（１４）である、請求項１に記載の装置。
6. 前記電動ブレーキ（１４）が、発電機動作で作動する前記補助モータ（１４）によって構成されている、請求項５に記載の装置。
7. 前記第１のフリーホイール（６）と、前記第２のフリーホイール（７）と、前記第２の歯車（９）をシャフト（５）に連結するためのクラッチ（２１）とが、同一のシャフト（５）に設けられている、請求項１、５または６に記載の装置。
8. 前記第１の歯車（８）が、前記第１のフリーホイール（６）を介して前記シャフト（５）に支持され、前記第２の歯車（９）が、前記第２のフリーホイール（７）を介して前記シャフト（５）に支持されている、請求項４または７に記載の装置。
9. 前記ローラ（３）が、塗工ユニットローラ（３）および／またはスクリーンローラ（３）である、請求項１から８のいずれか１項に記載の装置。
10. 請求項１から９のいずれか１項に記載の装置を備えた印刷機。

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