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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Einstellen einer Anpresskraft einer Walze gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Durch die
WO 2004/103704 A2 ist ein Walzenschloss mit einem Innenteil und einem Außenteil bekannt. Dabei sind der Innenteil und der Außenteil zumindest teilweise koaxial angeordnet und es ist zwischen dem Innenteil und dem Außenteil mindestens ein elastischer Körper angeordnet. Der elastische Körper ist als Rollmembran ausgebildet und übt mit seiner Auslenkung eine zwischen dem Innenteil und dem Außenteil radial gerichtete Kraft aus.
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Durch die
DE 10 2004 004 665 B4 ist eine Vorrichtung zum Einstellen einer von einer Walze in einem Walzenstreifen auf einen benachbarten Rotationskörper ausgeübten Anpresskraft und zum Anstellen der Walze an den Rotationskörper oder zum Abstellen der Walze von dem Rotationskörper bekannt. Zur Fixierung der Einstellung der Vorrichtung ist in den Walzenschlössern der Vorrichtung eine mechanisch wirkende Lamellenkupplung vorgesehen, die das Walzenschloss in der eingestellten Position etwa zur Aufrechterhaltung des Anpressdrucks der Walze in einem Walzenstreifen auf einen benachbarten Rotationskörper fixiert.
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Bei diesen vorbekannten Walzenschlosssystemen wird die Walze mit Einstellluftdrücken in eine Einstellposition gebracht und mit der im Walzenschloss integrierten Fixiereinrichtung, z. B. einer Lamellenkupplung, in der Einstellposition fixiert, bevor neue Einstellluftdrücke in das System eingespeist werden. Dabei ist bereits bekannt, einen Satz Proportionalventile vorsehen, der für mehrere Walzenschlösser gemeinsam verwendet wird. Es wird jedoch in jedem Walzenschloss eine aufwändige mechanische Fixiereinrichtung mit pneumatischer Ansteuerung benötigt. Die Walzenschlösser, die von einem gemeinsamen Satz Proportionalventile versorgt werden, können nur nacheinander mit verschiedenen Einstellluftdrücken eingestellt werden. Beim Wechseln der Einstellposition muss eine zeitaufwändige Schrittfolge ablaufen: So werden beispielsweise in einem ersten Schritt die Einstellluftdrücke generiert, in einem zweiten Schritt die Fixiereinrichtung geöffnet, in einem dritten Schritt die Walze sicher in die neue Einstellposition bewegt und danach die Fixiereinrichtung geschlossen. Erst bei geschlossener Fixiereinrichtung können die Einstellluftdrücke wieder geändert werden.
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Die
DE 103 33 205 A1 offenbart eine Vorrichtung zum Einstellen des Anpressdruckes zwischen zwei Walzen, wobei zwei von drei Hydraulikzylindern von einem eigenen Proportionalventil betätigt werden.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Einstellen einer Anpresskraft einer Walze mit im Vergleich zum Stand der Technik beschleunigtem Einstellvorgang zu schaffen.
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Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
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Die mit der Erfindung erzielbaren Vorteile bestehen insbesondere darin, dass keine mechanische Fixiereinrichtung mehr in einem Walzenschloss vorzusehen ist. Durch den Wegfall der mechanischen Fixiereinrichtung entfällt des weiteren die entsprechende Steuerung hierfür. Der Aufbau des Walzenschlosses wird somit insgesamt vereinfacht und durch den Wegfall von Komponenten wie Lamellenkupplungen als Fixierelementen, die dem Verschleiß unterliegen, werden die Wartungsintensivität und/oder der Wartungsumfang z. B. einer Druckeinheit verringert. Des Weiteren wird der Einstellvorgang z. B. der Walzen des Farbwerks und/oder des Feuchtwerks beschleunigt bzw. kann dieser Einstellvorgang schneller ablaufen. Es ist für den Einstellvorgang lediglich notwendig, dass die Einstellluftdrücke anstehen. Darüber hinaus ist es vorteilhafterweise möglich, dass sich die Walze permanent selbst einstellen kann, ohne dass beispielsweise ein erneuter und aufwendiger Einstellvorgang umfassend ein Öffnen und Schließen der mechanischen Fixiereinrichtung durchgeführt werden muss. Ferner ist von Vorteil, dass beim Anpressen einer einzustellenden Walze an zwei andere Walzen die Anpresskräfte unabhängig voneinander stufenlos geändert werden können, ohne dass extra ein Einstellvorgang umfassend ein Öffnen und Schließen der mechanischen Fixiereinrichtung durchgeführt werden muss.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird im Folgenden näher beschrieben.
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Es zeigen:
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1 eine Schnittdarstellung eines Walzenschlosses;
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2 eine schematische Darstellung einer in einem Walzenschloss befestigten und auf einem Rotationskörper abrollenden Walze.
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1 zeigt in Schnittdarstellung ein als Walzenschloss 01 ausgeführtes Stützlager 01, in dem eine Walze 05 und/oder ein Zylinder 05 befestigt ist. Die Erfindung wird am Ausführungsbeispiel einer Walze 05 fortgeführt. Die Walze 05 ist mit ihrer Umrisslinie dargestellt und steht mit den Rotationskörpern 02; 03 in Kontakt, ist also gegen die Rotationskörper 02; 03 angestellt. Bei den Rotationskörpern 02; 03 kann es sich um Walzen 02; 03 oder auch Druckwerkszylinder 02; 03 wie Übertragungszylinder 02; 03, insbesondere Gummituchzylinder 02; 03 oder Formzylinder 02; 03, insbesondere Plattenzylinder 02; 03 handeln. Bei der Walze 05 handelt es sich um eine Walze 05 einer Druckeinheit, die sich beispielsweise im Farbwerk oder Feuchtwerk der nicht näher dargestellten Druckeinheit befindet.
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Die Walze 05 weist einen Zapfen 04 auf, auf dem die Walze 05 beispielsweise mit Drehlagern, die nicht näher dargestellt sind, gelagert ist. Der Zapfen 04 wird dabei vom Innenteil 10 des Walzenschlosses 01, der auch Halter 10 bezeichnet wird, mit einer ausgeformten Schale 12 bzw. Walzenaufnahme 12 aufgenommen und dort gelagert.
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Es können beide Enden der Walze 05 jeweils in einem Stützlager 01 mit einer radialhubfähigen Walzenaufnahme 12 gelagert sein.
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Dabei ist der Zapfen 04 der Walze 05 vorzugsweise drehfest ausgebildet, so dass der Zapfen 04 nicht die Rotation der Walze 05 ausführt.
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Das Walzenschloss 01 weist ferner ein Außenteil 20 auf, das vorzugsweise als Rahmen 20 ausgebildet ist. Auf dem Rahmen 20 ist eine buchsenartige Abdeckung 14 bzw. Außenhülle 14 vorgesehen. Der Rahmen 20 ist beispielsweise im Gestell einer Druckmaschine vorzugsweise ortsfest angeordnet, in dem der Rahmen 20 z. B. an einem Maschinengestell der Druckmaschine befestigt ist. Der Rahmen 20 weist ferner mehrere Öffnungen 22 bzw. Durchgangsbohrungen 22 bzw. durchgängige Ausnehmungen 22 auf, die beispielsweise zu Befestigungszwecken, etwa zur Aufnahme von nicht näher dargestellten Bolzen genutzt werden können.
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Das Walzenschloss 01 weist mindestens einen, beispielsweise vier symmetrisch angeordnete, äquidistant beabstandete Aktoren 31; 32; 33; 34 auf, die als Pneumatikaktoren 31; 32; 33; 34 ausgeführt sind. Der Aufbau der Pneumatikaktoren 31; 32; 33; 34 ist dabei baugleich. Hierzu ist jeweils eine Rollmembran 30 im Rahmen 20 mit einem Dichtwulst 35 eingehängt. Ferner weist die Rollmembran 30 neben dem umlaufenden Dichtwulst 35 eine umlaufende Dichtlippe 36 auf, die sich dichtend gegen die Innenwandung der Außenhülle 14 anliegt. Diese Abdichtung mittels der sich dichtend anlegenden Dichtlippe 36 gegen die Innenwandung der Außenhülle 14 hat den Vorteil, dass bei Druckerhöhung in den Pneumatikaktoren 31; 32; 33; 34 eine selbstverstärkende Dichtwirkung erzielt wird, da die Dichtlippe 36 noch stärker gegen die Innenseite der Außenwandung 14 gedrückt wird. Die Rollmembran 30 liegt an einem Zwischenkörper 15 an, der jeweils durch den Aktor 31; 32; 33; 34 in radialer Richtung bewegt werden kann. Hierdurch kann der Zwischenkörper 15 oder Wirkkörper 15 den Halter 10 in seiner radialen Position verstellen und hierdurch auch die mittels Zapfen 04 im Walzenschloss 01 befestigte Walze 05.
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Um die Pneumatikaktoren 31; 32; 33; 34 zu bedrucken, ist jedem Pneumatikaktor 31; 32; 33; 34 eine Zuleitung Q1; Q2; Q3; Q4 zugeordnet, mit der Druckluft zugeführt wird. Grundsätzlich kann vorgesehen sein, dass alternativ oder zusätzlich zu den Pneumatikaktoren 31; 32; 33; 34 hydraulische Aktoren 31; 32; 33; 34 vorgesehen sind.
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Über die Hauptleitung R1 bzw. Druckversorgungsleitung R1, kurz Leitung R1 in der ein Arbeitsdruck anliegt, wird ein entsprechender Pneumatikdruck für die Aktoren 31; 32; 33; 34 bereitgestellt. Von der Leitung R1 zweigt jeweils die Zuleitung Q1; Q2; Q3; Q4 ab, wobei in jeder Zuleitung Q1; Q2; Q3; Q4 ein Proportionalventil EP1; EP2; EP3; EP4, insbesondere 3/3-Proportionalventil EP1; EP2; EP3; EP4 angeordnet ist. Durch die stetig einstellbare Ventilöffnung der Proportionalventile EP1; EP2; EP3; EP4 kann der Arbeitsdruck in den jeweiligen Pneumatikaktoren 31; 32; 33; 34 eingestellt werden. Die Proportionalventile EP1; EP2; EP3; EP4 sind darüber hinaus an eine weitere Leitung P1 angeschlossen.
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Sollte beispielsweise gewünscht sein, den Anpreßdruck gegen die Rotationskörper 02; 03 gleichmäßig auszuführen, so wird über die Zuleitung Q3 und eine entsprechende Öffnung im Proportionalventil EP3 der Pneumatikaktor 33 mit einem größeren Druck beaufschlagt als die übrigen Pneumatikaktoren 31; 32; 34. Dadurch wird der dem Pneumatikaktor 33 zugeordnete Wirkkörper 15 nach rechts in Richtung der Rotationskörper 02; 03 ausgefahren, so dass der Halter 10 für die Walze 05 nach rechts bewegt wird. Hierdurch wird die Walze 05 gleichmäßig gegen die Rotationskörper 02; 03 angestellt.
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Sollte beispielsweise gewünscht sein, den Anpreßdruck gegen den Rotationskörper 03 zu erhöhen und den Anpreßdruck gegen den Rotationskörper 02 zu erniedrigen, könnte durch eine entsprechende Einstellung der Ventilöffnung des Proportionalventils EP4 der Pneumatikaktor 34 stärker bedruckt werden, so dass der dem Pneumatikaktor 34 zugeordnete Wirkkörper 15 die Walze 05 stärker gegen den Rotationskörper 03 anpreßt.
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Um den Anpreßdruck gegen den Rotationskörper 03 zu verringern und die Walze 05 stärker gegen den Rotationskörper 02 anzustellen, wird die Öffnung im Proportionalventil EP4 verringert und im Proportionalventil EP2 entsprechend erhöht, so dass sich die Walze 05 stärker gegen den Rotationskörper 02 anstellt. Der Druck in den Pneumatikaktoren 31; 32; 33; 34 wird also entsprechend der Anstellvorgabe angepasst.
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Um die Walze 05 von den Rotationskörpern 02; 03 abzustellen, wird der Aktor 31 im Abstellbetrieb stärker bedruckt als die übrigen Pneumatikaktoren 32; 33; 34 und die Ventilstellung der Proportionalventile EP1; EP2; EP3; EP4 entsprechend angepaßt.
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Die Einstellung der Proportionalventile EP1; EP2; EP3; EP4 wird durch eine nicht näher dargestellte Steuereinheit durchgeführt. Diese Steuereinheit kann dabei Bestandteil der Maschinensteuerung einer Druckmaschine sein. Grundsätzlich ist aber denkbar, dass durch die Steuereinheit mehrere Proportionalventile EP1; EP2; EP3; EP4 oder Sätze von Proportionalventilen EP1; EP2; EP3; EP4 durch eine gemeinsame Steuereinheit angesteuert werden. Insbesondere ist dabei denkbar, dass die Proportionalventile EP1; EP2; EP3; EP4 der jeweils endseitig angeordneten Walzenschlösser 01 einer Walze 05 synchronisiert und mit einer gemeinsamen Steuereinheit angesteuert werden.
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Bei Walze 05, insbesondere Zwischenwalzen 05 in einem nicht näher dargestellten Farbwerk, die jeweils auf einer anderen Walze 05 abrollen, ist keine unerwünschte radiale Bewegung der Walze 05 beim Drucken zu erwarten. Dies gilt ebenfalls für Walzen 05, z. B. Feuchtwerkwalzen 05 eines Feuchtwerks, die auf anderen Walzen 05 eines Feuchtwerks abrollen.
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Bei Walze 05, insbesondere Farbauftragswalzen 05 mit einem entsprechenden Walzenschloss 01 kann beispielsweise ein Einfallen der Walzen 05 in einen Plattenzylinderkanal 40 eines Plattenzylinders 02 dadurch verhindert werden, dass dieser, wie z. B. in 2 dargestellt, einen möglichst kleinen Kanal 40 aufweist. Derartig kleine Kanäle 40 können vorzugsweise Kanalbreiten an der Mantelfläche der Rotationskörper 02; 03 von ca. 2 mm aufweisen. Um ein Einfallen der Walze 05 in den Plattenzylinderkanal 40 zu verhindern, darf die Farbauftragswalze 05 erst ab einer gewissen Umfangsgeschwindigkeit U an den Plattenzylinder 02 angestellt werden. Ab einer gewissen Umfangsgeschwindigkeit U wird die Radialbewegung einer lediglich angedrückten, aber nicht mechanisch fixierten Farbauftragswalze 05 vernachlässigbar.
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Bei einer Umfangsgeschwindigkeit U von 2 m/s des Plattenzylinders 02 und einem Kanalspalt k von 2 mm hat die Walze 05 eine Zeit von 0,001 Sekunden, um in den Kanal 40 hineinzufallen. Bei einer angenommenen Kraft F, insbesondere Anpreßkraft F von 1.000 N und einer angenommenen Masse m von 50 kg der Walze 05 könnte die Walze 05 für den Einfallvorgang eine Beschleunigung von 20 m/s2 erfahren. Bei Berücksichtigung von maximal möglicher Einfallzeit und maximal möglicher Einfallbeschleunigung kann dabei die lediglich angedrückte Walze 05 eine Wegstrecke von 0,01 mm zurücklegen. Eine derartige Einfalltiefe ist jedoch vernachlässigbar gering und kann toleriert werden.
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Bezugszeichenliste
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- 01
- Walzenschloss, Stützlager
- 02
- Rotationskörper, Walze; Druckwerkszylinder, Übertragungszylinder, Gummituchzylinder, Formzylinder, Plattenzylinder
- 03
- Rotationskörper, Walze; Druckwerkszylinder, Übertragungszylinder, Gummituchzylinder, Formzylinder, Plattenzylinder
- 04
- Zapfen
- 05
- Walze, Zylinder, Zwischenwalze, Farbauftragswalze, Feuchtwerkwalze
- 06–09
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- 10
- Innenteil, Halter
- 11
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- 12
- Schale, Walzenaufnahme
- 13
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- 14
- Abdeckung, Außenhülle
- 15
- Zwischenkörper, Wirkkörper
- 16–19
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- 20
- Außenteil, Rahmen
- 21
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- 22
- Öffnung, Durchgangsbohrung, Ausnehmung
- 23–29
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- 30
- Rollmembran
- 31
- Aktor, Pneumatikaktor
- 32
- Aktor, Pneumatikaktor
- 33
- Aktor, Pneumatikaktor
- 34
- Aktor, Pneumatikaktor
- 35
- Dichtwulst
- 36
- Dichtlippe
- 37–39
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- 40
- Plattenzylinderkanal, Kanal
- F
- Kraft, Anpreßkraft
- U
- Umfangsgeschwindigkeit
- k
- Kanalspalt
- m
- Masse
- EP1
- Proportionalventil, 3/3-Proportionalventil
- EP2
- Proportionalventil, 3/3-Proportionalventil
- EP3
- Proportionalventil, 3/3-Proportionalventil
- EP4
- Proportionalventil, 3/3-Proportionalventil
- R1
- Hauptleitung, Druckversorgungsleitung, Leitung
- P1
- Leitung
- Q1
- Zuleitung
- Q2
- Zuleitung
- Q3
- Zuleitung
- Q4
- Zuleitung