DE4109409C2

DE4109409C2 - Kurvengesteuertes Bogenbeschleunigungssystem mit Leistungsausgleich

Info

Publication number: DE4109409C2
Application number: DE19914109409
Authority: DE
Inventors: Victor Hefftler; Dietmar Mueller; Guenter Weisbach
Original assignee: Koenig and Bauer AG
Current assignee: KBA Planeta AG
Priority date: 1990-03-30
Filing date: 1991-03-22
Publication date: 2000-04-27
Anticipated expiration: 2011-03-23
Also published as: DD293325A5; DE4109409A1

Description

Die Erfindung betrifft ein kurvengesteuertes Bogenbeschleunigungssystem mit Leistungsaus gleich, insbesondere Schwinger einer Schwinganlage, dessen Bewegungsablauf in vier zeit lich gleiche Bewegungsabschnitte gegliedert ist und das mit einem Steuergetriebe in Verbin dung steht, welches mit einem ersten zwanglaufsichernden Federnachführungsgetriebe verse hen ist, wobei das Steuergetriebe und das Federnachführungsgetriebe an einer gemeinsamen Steuerkurve angreifen.

Bei Bogenrotationsmaschinen ist es üblich, den auf dem Anlegtisch ausgerichteten Bogen mittels eines Bogenbeschleunigungssystems, welches vorzugsweise als Schwinger ausgebil det ist, zu erfassen und auf Anlegtrommelgeschwindigkeit zu beschleunigen. Nach Übergabe des Bogens an die Anlegtrommel erfolgt eine Verzögerung des Schwingers bis zum Still stand, um anschließend wieder beschleunigt zu werden in Richtung Anlegtisch mit nachfol gender Verzögerung bis zum Stillstand am Anlegtisch.

Durch die zyklische Bewegung des Bogenbeschleunigungssystems über einen Maschinentakt werden Massenkräfte erzeugt, die auf die Steuerkurve wirkende Drehmomente erzeugen, wel che sich den im Antriebssystem wirkenden Drehmomenten überlagern und so Drehmomen tenschwankungen erzeugen, die letztlich Passerfehler bzw. Doublieren und damit Qualitäts mängel oder Ausschuss der Druckerzeugnisse bedingen. Darüber hinaus verursachen die Drehmomentenschwankungen einen erhöhten Verschleiß der Druckmaschine.

In der DD 266 784 A1 wurde zur Minimierung der Drehmomentenschwankungen ein Mo mentenausgleichsgetriebe vorgesehen. Das Momentenausgleichsgetriebe besteht aus einer Ausgleichskurve und einer Ausgleichsgegenkurve, die zusammen mit der Antriebskurve und der Antriebsgegenkurve der Schwinganlage auf einer gemeinsamen Welle angeordnet sind. Die Ausgleichskurve und die Ausgleichsgegenkurve stehen über Rollenhebel mit einer Aus gleichsdrehmasse in Wirkverbindung.

Nachteilig bei diesem Leistungsausgleichsgetriebe sind der hohe Aufwand und der große Platzbedarf.

Es wurde bereits ein Kurvengetriebe zum Antrieb einer Schwinganlage, deren Bewegung sich in vier zeitlich gleiche Bewegungsabschnitte gliedert, vorgeschlagen (DD 291 728 AS).

Ein Steuerrollenhebel und ein Federnachführungshebel mit gleichen kinematischen Abmes sungen greifen an einer gemeinsamen Steuerkurve an, wobei die Lagerpunkte der beiden Rollenhebel zusammen mit dem Lagerpunkt der Steuerkurve auf einer ersten Geraden liegen, während die Lagerpunkte der an der Steuerkurve angreifenden Rollen und der Lagerpunkt der Steuerkurve in der Getriebestellung der Wendepunkte des Wegverlaufes auf einer zweiten Geraden liegen.

Dieses Getriebe weist jedoch keinen Leistungsausgleich auf, so dass der Einsatz eines solchen Getriebes nur in Verbindung mit einem Ausgleichsgetriebe nach der DD 266 784 A1 möglich ist.

Aus der DE-AS 12 63 434 ist ein Kurvengetriebe mit einer mit der Hauptkurvenscheibe verbun denen Ausgleichskurvenscheibe, die unter Belastung steht und im Bereich eines Anstieges der Hauptkurvenscheibe einen abfallenden und einen ansteigenden Bereich aufweist zur Kompen sierung des während des Arbeitshubes bei konstanter Drehgeschwindigkeit an der Hauptkur venscheibe wirksamen Drehmomentes, bekannt. Die Ausgleichskurvenscheibe ist bezüglich ihrer Form durch die dem Bewegungsgesetz der Hauptkurvenscheibe entsprechenden Mittel punktslinie eines Kurvenfolgeelementes bestimmt, steht jedoch mit einem solchen Kurvenfolgee lement im Eingriff, dessen Mittelpunktsabstand von der Kurvenfläche gegenüber zur Kompensierung der Lage des Drehmoments vergrößert ist und dessen Belastung zur Kompen sierung des Betrages des Drehmoments durch eine als Energiespeicher dienende Feder gebil det wird.

Der Nachteil dieser Anordnung besteht darin, dass Drehmomentenschwankungen nur für eine bestimmte Drehzahl oder allenfalls innerhalb eines begrenzten Drehzahlbereichs gemindert werden können. Bei einem Betrieb außerhalb dieser Drehzahl oder des Drehzahlbereichs be steht die Gefahr, dass störende Drehmomentenschwankungen initiiert werden.

Es ist Aufgabe der Erfindung, die auf die Steuerkurve wirkenden und durch die Eigenmasse des Bogenbeschleunigungssystems hervorgerufenen Drehmomente mit Hilfe von unmittelbar an der Steuerkurve angreifenden Mitteln zu kompensieren.

Erfindungsgemäß wird das bei einem kurvengesteuerten Bogenbeschleunigungssystem gemäß Oberbegriff des 1. Anspruchs dadurch gelöst, dass an der Steuerkurve zusätzlich ein Lei stungsausgleichsgetriebe mit einem zweiten zwanglaufsichernden Federnachführungsgetriebe angreift.

Das Leistungsausgleichsgetriebe ist um 90 Grad versetzt zum Steuergetriebe angeordnet. Das Steuergetriebe, das Leistungsausgleichsgetriebe und die Federnachführungsgetriebe wei sen gleiche kinematische Abmessungen auf.

Ein Lager eines Steuerrollenhebels des Steuergetriebes, ein Lager eines Rollenhebels vom zugehörigen Federnachführungsgetriebe und ein Lager einer Antriebswelle der Steuerkurve liegen bei einer Ausbildung des Bogenbeschleunigungssystems als Schwinger in der Seiten ansicht auf einer ersten Geraden, während ein Lager eines Rollenhebels vom zusätzlichen Leistungsausgleichsgetriebe, ein Lager eines Rollenhebels vom zugehörigen Federnachfüh rungsgetriebe und das Lager der Antriebswelle auf einer zweiten Geraden liegen und beide Geraden verlaufen senkrecht zueinander. Der Rollenhebel des Leistungsausgleichsgetriebes und der Rollenhebel des zugehörigen Federnachführungsgetriebes weisen eine Trägheit auf, die übereinstimmt mit der Summe der sich aus dem Schwinger, dem Steuergetriebe und dem zugehörigen Federnachführungsgetriebe ergebenden Trägheit.

An einem Ausführungsbeispiel soll nachfolgend die Erfindung näher erläutert werden. Die zugehörige Zeichnung zeigt das kurvengesteuerte Bogenbeschleunigungssystem in Sei tenansicht.

Das Bogenbeschleunigungssystem besteht aus einem Schwinger 1, der in seiner Position am Anlegtisch 2 dargestellt und mit einer Schwingerwelle 3 fest verbunden ist. Auf der Schwin gerwelle 3 ist ein Steuergetriebe 4 angeordnet, welches aus einem fest mit der Schwinger welle 3 verbundenen Steuerrollenhebel 5 besteht, der mittels einer Rolle 6, welche durch ein Lager 6.1 im Steuerrollenhebel 5 gelagert ist, an einer auf einer Antriebswelle 10 drehfest angeordneten Steuerkurve 9 angreift.

Mit dem Steuerrollenhebel 5 ist eine Federschwinge 7 fest verbunden, an der eine Zugfeder 8 angelenkt ist. Die Zugfeder 8 steht mit einem Federnachführungsgetriebe 11 in Verbindung, das aus einer Federschwinge 12 besteht, die in einem gestellfesten Lager angeordnet und mit einem Zahnsegment 13 verbunden ist, welches mit einem Zahnsegment 14 kämmt. Die Zahnsegmente 13, 14 stimmen in ihren kinematischen Abmessungen überein und bilden ein gleichförmig übersetzendes Getriebe mit dem Übersetzungsverhältnis i = -1.

Das Federnachführungsgetriebe 11 besteht weiterhin aus einem im Lager 17 gestellfest gela gerten Rollenhebel 15, der mittels einer im Lager 16.1 des Rollenhebels 15 angeordneten Rolle 16 an der Steuerkurve 9 angreift und mit dem Zahnsegment 14 fest verbunden ist. Das Profil der Steuerkurve 9 ist bestimmt durch ein trigonometrisches Kurvengesetz, welches zum Umkehrpunkt der Bewegung spiegelsymmetrisch und zu seinen Wendepunkten zentral symmetrisch gestaltet ist.

Unter der Voraussetzung, dass die kinematischen Abmessungen des Steuergetriebes 4 und des Federnachführungsgetriebes 11 übereinstimmen, liegen die Schwingerwelle 3, die Antriebs welle 10 und das Lager 17 auf einer ersten Geraden g1. Befinden sich die Rollen 6; 16 in der Getriebestellung der Wendepunkte des Bewegungsgesetzes, liegen die Lager 6.1; 16.1 und die Antriebswelle 10 auf einer zweiten Geraden g2.

Zu dem Steuergetriebe 4 ist um 90 Grad versetzt ein ebenfalls an der Steuerkurve 9 angrei fendes und die gleichen kinematischen Abmessungen aufweisendes Leistungsausgleichsge triebe 18 angeordnet. Das Leistungsausgleichsgetriebe 18 greift mit einer Rolle 19, die mit Hilfe eines Lagers 19.1 im Rollenhebel 20 angeordnet ist, an der Steuerkurve 9 an. Der Rol lenhebel 20 ist durch ein Lager 21 gestellfest fixiert und weist eine Federschwinge 31 auf, an der eine Zugfeder 22 angreift. Die Zugfeder 22 ist verbunden mit einem Federnachführungs getriebe 23. Das Federnachführungsgetriebe 23 greift mit einer Rolle 24, die mittels eines Lagers 24.1 im Rollenhebel 25 gelagert ist, an der Steuerkurve 9 an. Der Rollenhebel 25 ist durch ein Lager 26 gestellfest angeordnet und drehfest mit einem Zahnsegment 27 verbunden.

Das Zahnsegment 27 steht mit einem Zahnsegment 28 in Eingriff, welches im Lager 29 ange ordnet und mit einer Federschwinge 30 verbunden ist, an welcher die Zugfeder 22 angreift.

Die Zahnsegmente 27; 28 stimmen in ihren kinematischen Abmessungen ebenfalls überein und bilden ein gleichförmig übersetzendes Getriebe mit dem Übersetzungsverhältnis 1 = -1. Da das Steuergetriebe 4 und das Leistungsausgleichsgetriebe 18 um 90 Grad versetzt am Steuergetriebe 4 angeordnet ist, liegen die Lager 21; 26 der Rollenhebel 20; 25 und die An triebswelle 10 auf einer Geraden g1'. Außerdem liegen die Lager 19.1; 24.1 der Rollen 19; 24, wenn sich die Rollen 19; 24 in der Getriebestellung der Wendepunkte befinden, und die An triebswelle 10 auf einer Geraden g2'. Die Geraden g1'; g2' verlaufen senkrecht zu den ent sprechenden Geraden g1; g2. Der Rollenhebel 20 des Leistungsausgleichsgetriebes 18 und der Rollenhebel 25 des zugehörigen Federnachführungsgetriebes 23 sind konstruktiv so ausgebil det, dass ihre Gesamtträgheit und die aus dem Schwinger 1 sowie dem Steuergetriebe 4 ein schließlich zugehörigem Federnachführungsgetriebe 11 resultierende Trägheit übereinstim men.

Dabei ist es sinnvoll, um die notwendigen Federkräfte der Zugfeder 22 minimieren zu kön nen, die notwendige Massenträgheit gleichmäßig auf die Rollenhebel 20; 25 aufzuteilen.

Die Wirkungsweise der Erfindung ist folgende:

Der Schwinger 1 erfasst einen auf dem Anlegtisch 2 liegenden und nicht dargestellten Bogen und wird auf Anlegtrommelgeschwindigkeit beschleunigt.

Nach Übergabe des Bogens an die Anlegtrommel erfolgt eine Verzögerung des Schwingers 1 bis zum Stillstand mit anschließender Rückbeschleunigung und nachfolgender Verzögerung bis zum Stillstand am Anlegtisch 2.

Diese Bewegungsphasen laufen in zeitlich gleichen Abschnitten ab.

Der Antrieb des Schwingers 1 erfolgt direkt über das an der Steuerkurve 9 angreifende Steu ergetriebe 4. Die Zwanglaufsicherung des Steuergetriebes 4 wird durch die Zugfeder 8 und das Federnachführungsgetriebe 11, welches ebenfalls an der Steuerkurve 9 angreift, gewähr leistet. Durch die übereinstimmenden kinematischen Abmessungen des Steuergetriebes 4 und des Federnachführungsgetriebes 11 sowie durch die Ausbildung der Kontur der Steuerkurve 9 führen der Steuerrollenhebel 5 und der Rollenhebel 15 synchrone Bewegungen aus, so dass die Zugfeder 8 ständig unter gleicher Vorspannung steht und keinen Arbeitshub ausführt. Die gleichen Verhältnisse bestehen bei dem um 90 Grad zum Steuergetriebe 4 versetzt ange ordneten und an der Steuerkurve 9 angreifenden Leistungsausgleichsgetriebe 18, dessen Zwanglauf durch das ebenfalls an der Steuerkurve 9 angreifende Federnachführungsgetriebe 23 gesichert wird.

Durch die Ausgestaltung der Rollenhebel 20; 25 so, dass sie jeweils die Hälfte der Ge samtträgheit des Bogenbeschleunigungssystems besitzen, wobei sich die Gesamtträgheit des Bogenbeschleunigungssystems aus den Trägheiten des Schwingers 1, des Steuergetriebes 4 und des Federnachführungsgetriebes 11 ergibt, wird erreicht, dass über alle Drehzahlen keine Störmomente in die Maschine geleitet werden, da die auftretenden Einzelmomentenschwan kungen innerhalb der Einzelgetriebe 4; 11; 18; 23 bezüglich der Antriebswelle 10 negativ gleich groß sind und damit sich als Blindleistung für das Antriebssystem gegenseitig eliminie ren.

Aufstellung der verwendeten Bezugszeichen

1

Schwinger

2

Anlegtisch

3

Schwingerwelle

4

Steuergetriebe

5

Steuerrollenhebel

6

Rolle

6.1

Lager

7

Federschwinge

8

Zugfeder

9

Steuerkurve

10

Antriebswelle

11

Federnachführungsgetriebe

12

Federschwinge

13

Zahnsegment

14

Zahnsegment

15

Rollenhebel

16

Rolle

16.1

Lager

17

Lager

18

Leistungsausgleichsgetriebe

19

Rolle

19.1

Lager

20

Rollenhebel

21

Lager

22

Zugfeder

23

Federnachführungsgetriebe

24

Rolle

24.1

Lager

25

Rollenhebel

26

Lager

27

Zahnsegment

28

Zahnsegment

29

Lager

30

Federschwinge

31

Federschwinge

Claims

1. Kurvengesteuertes Bogenbeschleunigungssystem mit Leistungsausgleich, insbesondere Schwinger einer Schwinganlage, dessen Bewegungsablauf in vier zeitlich gleiche Bewe gungsabschnitte gegliedert ist und das mit einem Steuergetriebe in Verbindung steht, wel ches mit einem ersten zwanglaufsichernden Federnachführungsgetriebe versehen ist, wo bei das Steuergetriebe und das Federnachführungsgetriebe an einer gemeinsamen Steuer kurve angreifen, dadurch gekennzeichnet, dass an der Steuerkurve (9) zusätzlich ein Lei stungsausgleichsgetriebe (18) mit einem zweiten zwanglaufsichernden Federnachfüh rungsgetriebe (23) angreift.

2. Kurvengesteuertes Bogenbeschleunigungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich net, dass das Leistungsausgleichsgetriebe (18) um 90 Grad versetzt zum Steuergetriebe (4) angeordnet ist.

3. Kurvengesteuertes Bogenbeschleunigungssystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge kennzeichnet, dass das Steuergetriebe (4), das Leistungsausgleichsgetriebe (18) und die Federnachführungsgetriebe (11; 23) gleiche kinematischen Abmessungen aufweisen.

4. Kurvengesteuertes Bogenbeschleunigungssystem nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch ge kennzeichnet, dass bei einer Ausbildung des Bogenbeschleunigungssystems als Schwinger (1) in der Seitenansicht eine Schwingerwelle (3) als Lager eines Steuerrollenhebels (5) des Steuergetriebes (4), ein Lager (17) eines Rollenhebels (15) vom ersten Federnachfüh rungsgetriebe (11) sowie ein Lager einer Antriebswelle (10) der Steuerkurve (9) auf einer ersten Geraden (g1) und ein Lager (21) eines Rollenhebels (20) vom Leistungsausgleichsgetriebe (18), ein Lager (26) eines Rollenhebels (25) vom zweiten Federnachführungsgetriebe (23) sowie das Lager der Antriebswelle (10) auf einer zweiten Geraden (g1') liegen.

5. Kurvengesteuertes Bogenbeschleunigungssystem nach Anspruch 1 und 4, dadurch ge kennzeichnet, dass die erste Gerade (g1) und die zweite Gerade (g1') senkrecht zueinander verlaufen.

6. Kurvengesteuertes Bogenbeschleunigungssystem nach Anspruch 1 und 4, dadurch ge kennzeichnet, dass der Rollenhebel (20) des Leistungsausgleichsgetriebes (18) und der Rollenhebel (25) des zugehörigen zweiten Federnachführungsgetriebes (23) eine Trägheit aufweisen, die übereinstimmt mit der Summe der sich aus dem Schwinger (1), dem Steu ergetriebe (4) und dem zugehörigen ersten Federnachführungsgetriebe (11) ergebenden Trägheit.