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Die
Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Einstellen des Anpressdrucks
zwischen zwei Walzen gemäß dem Oberbegriff
des Anspruchs 1 oder 10.
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Eine
solche Vorrichtung ist beispielsweise in der
DE 100 01 582 A1 beschrieben.
Diese Vorrichtung dient zum Einstellen des Anpressdrucks zwischen
einer Gummiwalze und mindestens einer angrenzenden Walze in einer
Rotationsdruckmaschine. Um den Anpressdruck zwischen den Walzen
gezielt verändern
zu können,
ist eine Walze verstellbar gelagert. Die Lagerzapfen dieser Walze
stehen mit zwei nicht parallel zueinander angeordneten, zweiseitig wirkenden
Hydraulikzylindern im Eingriff. Durch Aufbringung eines entsprechenden
Betriebsdrucks im Hydrauliksystem kann die verstellbar gelagerte
Walze durch die Hydraulikzylinder mit einstellbarem Anpressdruck
gegen die gegenüberliegende
Walze gedrückt
werden.
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Zum
Aufbau des notwendigen Betriebsdrucks in der Hydraulikflüssigkeit
beschreibt die
DE 100
01 582 A1 ein offenes Hydrauliksystem mit einer Hydraulikpumpe,
durch deren Antrieb die Hydraulikflüssigkeit unter Druck gesetzt
werden kann. Zur Fixierung des Anpressdrucks ist ein Sperrventil
vorgesehen, so dass durch Betätigung
des Sperrventils nach Erreichen des gewünschten Anpressdrucks zwischen
den beiden Walzen der Druck in der Hydraulikflüssigkeit fixiert werden kann.
Nach Absperren des Sperrventils kann dann die Hydraulikpumpe abgestellt
werden.
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Nachteilig
an der aus der
DE
100 01 582 A1 bekannten Vorrichtung ist es, dass die Vorrichtung aufgrund
der Verwendung eines offenen Hydrauliksystems mit Hydraulikpumpe
und aufgrund der Verwendung von hydraulisch wirkenden Sperrventilen eine
starke Verschmutzung der Druckmaschine mit Hydrauliköl nicht
ausgeschlossen werden kann. Denn sowohl Hydraulikpumpen als auch
hydraulisch wirkende Sperrventile weisen prinzipiell gewissen Leckagen
auf, so dass an diesen Stellen Hydrauliköl austreten kann.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Einstellen
des Anpressdruck zwischen zwei Walzen zu schaffen.
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Die
Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die
Merkmale des Anspruchs 1 oder 10 gelöst.
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Eine
erste Möglichkeit
zur Vermeidung von Lecköl
ist es, ein geschlossenes Hydrauliksystem mit einer hydraulisch
wirkenden Fixiereinrichtung zur Fixierung des Anpressdrucks zu verwenden,
wobei zum Aufbau des Betriebsdrucks in der Hydraulikflüssigkeit
ein Druckwandlerelement vorgesehen ist. Dies bedeutet mit anderen
Worten, dass die Hydraulikflüssigkeit
aufgrund der Verwendung des geschlossenen Hydrauliksystems nicht
mehr austreten kann. Zum Aufbau des Betriebsdruckes wird keine Hydraulikpumpe
mehr eingesetzt, sondern ein Druckwandlerelement, mit dem ein außerhalb
des geschlossenen Hydrauliksystems erzeugter Druck auf die Hydraulikflüssigkeit übertragen
werden kann.
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Besonders
vorteilhaft ist es dabei, den Druck außerhalb des geschlossenen Hydrauliksystems
mit pneumatisch und/oder mechanisch wirkenden Mitteln zu erzeugen.
Beispielsweise kann ein pneumatischer Druckspeicher vorgesehen sein,
so dass im Druckwandlerelement der pneumatische Druck auf die Hydraulikflüssigkeit übertragen
werden kann. Die üblicherweise
benötigten
Einstelldrucke von 1 bis 6 bar können
problemlos pneumatisch erzeugt werden.
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In
der Grundform der Erfindung ist die Fixiereinrichtung nur zur Fixierung
des Anpressdruckes nach dessen Einstellung vorgesehen. Manche Ausführungsformen
von Fixiereinrichtungen, beispielsweise Hydraulikzylinder, lassen
sich jedoch auch problemlos als Aktoren zum Einstellen des Anpressdrucks
verwenden. Im Ergebnis wird dadurch eine Funktionsintegration der
Funktionen Fixierung des Anpressdrucks und Einstellung des Anpressdrucks
in nur einem Bauteil, beispielsweise einem Hydraulikzylinder, erreicht.
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Um
den durch das Wandlerelement aufgebrachten, zur Einstellung des
Anpressdruckes benötigten
Betriebsdruck fixieren zu können,
ist es nach einer ersten Ausführungsform
möglich
ein Hydraulikelement, beispielsweise einen Hydraulikzylinder mit einem
Sperrventil zu kombinieren. Durch Betätigung des Sperrventils wird
dann die Hydraulikflüssigkeitsströmung abgesperrt,
so dass die Hydraulikflüssigkeit
nicht mehr vom Hydraulikelement zurück zum Druckspeicher strömen kann.
Auf diese Weise ist der Betriebsdruck am Hydraulikelement fixiert,
so dass das Hydraulikelement die verstellbar gelagerte Walze mit
entsprechendem Anpressdruck gegen die andere Walze zieht bzw. drückt.
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Alternativ
dazu sind Konstruktionslösungen denkbar,
bei denen das Hydraulikelement mit einer Drossel zur Erhöhung der
Hydraulikflüssigkeitsströmung entgegenwirkenden
Strömungswiderstandes kombiniert
wird. Der Strömungswiderstand
der Drossel muss dabei so hoch gewählt werden, dass hochfrequente Änderungen
des Betriebsdruckes, wie sie beispielsweise durch das Überrollen
von Kanälen
im Walzenspalt hervorgerufen werden, herausgefiltert werden. Mit
anderen Worten bedeutet dies, dass durch die Drossel die hochfrequenten Änderungen des
Betriebsdruckes in der Hydraulikflüssigkeit nicht auf das Druckwandlerelement übertragen
werden und insofern als Dämpfungselement
wirkt. Niedrigfrequente, bzw. sehr langsame Änderungen des Betriebsdruckes
werden dagegen ohne weiteres von der Drossel übertragen, so dass ein An-
bzw. Abstellen der verstellbar gelagerten Walze bzw. die Einstellung
des Anpressdruckes durch Veränderungen
des Betriebsdruckes im Druckwandlerelement ohne weiteres möglich ist.
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Die
Verwendung einer Drossel als Dämpfungselement
ist auch in Alleinstellung ohne Fixiereinrichtung bei anderen Vorrichtungen
zum Einstellen des Anpressdruckes zwischen zwei Walzen denkbar.
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Auch
die Kombination eines Dämpfungselements
mit einer Fixiereinrichtung ist denkbar.
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Ausführungsbeispiele
der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im
folgenden näher
beschrieben.
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Es
zeigen:
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1 ein erstes Ausführungsbeispiel
einer Vorrichtung im schematisierten Überblick;
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2 ein zweites Ausführungsbeispiel
einer Vorrichtung im schematisierten Überblick;
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3 ein drittes Ausführungsbeispiel
einer Vorrichtung im schematisierten Überblick;
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4 ein viertes Ausführungsbeispiel
einer Vorrichtung im schematisierten Überblick.
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Die
in 1 schematisch dargestellte
Vorrichtung 01 dient zur Einstellung des Anpressdruckes im
Walzenspalt zwischen einer ersten Walze 02, beispielsweise
einer Auftragswalze 02 einerseits, und zwei gegenüberliegend
angeordneten Walzen 03 und 04, beispielsweise
einem Reibzylinder 03 und einem Plattenzylinder 04,
andererseits. Die Walze 02 ist an ihren beiden Lagerstellen
verstellbar gelagert und kann dadurch horizontal und vertikal bewegt
werden.
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Zur
Einstellung des Anpressdruckes in den Walzenstreifen und zum An-
bzw. Abstellen der Walze 02 an die Walzen 03 und 04 ist
ein zweiseitig wirkender Aktor 06, z. B. Pneumatikzylinder 06,
vorgesehen, der über
Druckleitungen mit einem Druckluftreservoir verbunden ist. Durch
Ansteuerung eines Proportionalventils 07 kann der Pneumatikzylinder 06 bei
Einstellung der Breite des Walzenstreifens gezielt betätigt werden.
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Um
den mittels des Pneumatikzylinders 06 eingestellten Anpressdruck
zwischen den Walzen 02; 03; 04 anschließend fixieren
zu können,
ist eine Fixiereinrichtung 08, 09, 11 vorgesehen.
Diese wird hier von drei Hydraulikelementen 08; 09; 11,
z. B. Hydraulikzylindern 08; 09; 11,
gebildet. Die Hydraulikzylinder 08; 09; 11 sind
an ein geschlossenes Hydrauliksystem 12 angeschlossen,
das mit einer geeigneten Hydraulikflüssigkeit, beispielsweise Hydrauliköl, gefüllt ist.
Zum Aufbau des Betriebsdruckes im Hydrauliksystem 12 ist
ein Druckwandlerelement 13 vorgesehen. Das Druckwandlerelement 13 ist
einerseits mit dem Hydrauliksystem 12 und andererseits mit
einer pneumatischen Druckluftversorgung 14 verbunden. Aus
einem schematisch dargestellten pneumatischen Druckspeicher 16 wird
das Druckwandlerelement 13 mit einem bestimmten Betriebsdruck
beaufschlagt, so dass der Betriebsdruck in das Hydrauliksystem 12 unter
Wechsel des Druckmediums übertragen
werden kann. Zur Begrenzung des pneumatischen Drucks ist ein Druckbegrenzungselement 17, z.
B. Druckbegrenzungsventil 17, vorgesehen. Zur Anzeige des
pneumatischen Betriebsdruckes ist ein Manometer 18 vorgesehen.
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Jedem
dem Hydraulikzylinder 08; 09; 11 ist ein
Sperrventil 19; 21; 22 zugeordnet. Sobald
durch Betätigung
des Pneumatikzylinders 06 der gewünschte Anpressdruck zwischen
den Walzen 02; 03; 04 richtig eingestellt
ist, werden die Sperrventile 19; 21; 22 geschlossen
und dadurch die Lage der Walze 02 relativ zu den Walzen 03 und 04 aufgrund der
Inkompressibilität
der Hydraulikflüssigkeit
im Bereich zwischen den Hydraulikzylindern 08; 09; 11 und den
Sperrventilen 19; 21; 22 fixiert.
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In 2 ist ein zweites Ausführungsbeispiel einer
Vorrichtung 23 dargestellt. Der Aufbau der Vorrichtung 23 stimmt
weitgehend mit der Vorrichtung 01 überein. Gleichteile sind mit
gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet.
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Im
Unterschied zur Vorrichtung 01 sind die drei Hydraulikzylinder 08; 09; 11 in
jeweils separaten Hydrauliksystemen 24; 26; 27 eingebunden.
Im Hydrauliksystem 24 herrscht dabei ein fest voreingestellter
Betriebsdruck in der Hydraulikflüssigkeit,
der über
das Druckwandlerelement 13 unter Verwendung des pneumatischen
Betriebsdruckes in der pneumatischen Druckluftversorgung 14 erzeugt
wird. Die Hydrauliksysteme 26 und 27 werden davon
unabhängig
mittels Druckwandlerelementen 28 und 29 mit Druck
aus dem pneumatischen System beaufschlagt. Der von den Druckwandlerelementen 28 und 29 aufgebrachte
Betriebsdruck kann dabei durch Ansteuerung von pneumatisch wirkenden
Einstellelementen 31; 32, z. B. Proportionalventilen 31; 32, durch
Veränderung
des auf die Druckwandlerelemente 28 und 29 wirkenden
pneumatischen Drucks, verändert
werden.
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Zur
Einstellung des Anpressdrucks zwischen der Walze 02 und
den Walzen 03 und 04 werden die Sperrventile 19; 21; 22 zunächst geöffnet und
die Proportionalventile 31 und 32 geeignet angesteuert, so
dass durch Änderung
des Betriebsdruckes in den Hydrauliksystemen 26 und 27 die
gewünschte
Einstellung des Anpressdruckes erreicht wird. Die Hydraulikzylinder 08; 09; 11 arbeiten
in dieser Phase als Aktoren 08; 09; 11 zum
Einstellen des Anpressdrucks.
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Sobald
der gewünschte
Anpressdruck und beispielsweise damit die gewünschte Streifenbreite im Walzenspalt
erreicht ist, werden die Sperrventile 19; 21; 22 geschlossen
und auf diese Weise die Walze 02 mit dem eingestellten
Anpressdruck fixiert.
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In 3 ist ein drittes Ausführungsbeispiel einer
Vorrichtung 33 dargestellt. Der Aufbau der Vorrichtung 33 entspricht
weitgehend dem Aufbau der Vorrichtung 01. Gleichteile sind
dabei mit gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet.
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Im
Unterschied zur Vorrichtung 01 sind bei der Vorrichtung 33 statt
der Sperrventile 19; 21; 22 sind Drosseln 34; 36; 37 vorgesehen
und den einzelnen Hydraulikzylindern 08; 09; 11 zugeordnet.
Durch die Verwendung der Drosseln 34; 36; 37 werden Leckölverluste,
wie sie an Sperrventile vorkommen können, vermieden. Außerdem wirken
die Drosseln 34; 36; 37 in Verbindung
mit den Hydraulikelementen 08; 09; 11 in
der Art von Dämpfungselementen,
die hochfrequente Schwingungen an der Walze 02 dämpfen können.
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Die
Drosseln 34; 36; 37 werden dabei so ausgelegt,
dass die Walze 02 beispielsweise beim Überrollen eines Kanals an den
Walzen 03 oder 04 nicht in den Kanal eindringt.
Gleichzeitig müssen
die Drosseln 34; 36; 37 groß genug
gewählt
werden, um einen ausreichend großen Volumenstrom während der
Positionierung der Walzen 02; 03; 04 zu
ermöglichen.
Im Ergebnis wirken die Drosseln 34; 36; 37 in Kombination
mit den jeweils zugeordneten Hydraulikzylindern 08; 09; 11 als
Dämpfungselemente,
mit denen hochfrequente Schwingungen abgedämpft werden können.
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In 4 ist ein viertes Ausführungsbeispiel einer
Vorrichtung 38 dargestellt. Der Aufbau der Vorrichtung 38 stimmt
weitgehend mit dem Aufbau der Vorrichtung 23 überein,
so dass auch hier die Hydraulikzylinder 08; 09; 11 als
Aktoren 08; 09; 11 zur Einstellung des
Anpressdruckes verwendet werden können. Gleiche Bauteile sind
deshalb mit gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet.
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Im
Unterschied zur Vorrichtung 23 sind bei der Vorrichtung 38 anstatt
der Sperrventile 19; 21; 22 die von der
Vorrichtung 33 bekannten Drosseln 34; 36; 37 eingebaut.
Im Ergebnis führt
dies dazu, dass die Walze 02 mittels der Druckwandlerelemente 13; 28; 29 und
der jeweils zugeordneten Hydrauliksysteme 24; 26; 27 permanent
mit dem erforderlichen Einstelldruck beaufschlagt wird. Somit kann
auf jede Durchmesseränderung
der Walze 02, beispielsweise verursacht durch Wärmeausdehnung
oder Schrumpfen bzw. Quellen durch Farb- oder Feuchtmittel, ausgeglichen
werden. Durch die Kompensation der Durchmesserunterschiede wird
der für
einen stabilen Druckprozess erforderliche konstante Anpressdruck zwischen
den Walzen 02; 03; 04 gewährleistet. Hochfrequente
Schwingungen an der Walze 02 werden durch die Drosseln 34; 36; 37 gedämpft. Leckölverluste
sind auf ein absolutes Minimum reduziert.
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Die
Elemente Druckluftversorgung 14, Druckspeicher 16,
Druckbegrenzungselement 17 und Manometer 18 können auch
in anderer Weise als den entsprechenden Zweck erfüllende Mittel 14; 16; 17; 18 ausgeführt sein.
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- 01
- Vorrichtung
- 02
- Walze,
verstellbar gelagert, Auftragswalze
- 03
- Walze,
Reibzylinder
- 04
- Walze,
Plattenzylinder
- 05
-
- 06
- Aktor,
Pneumatikzylinder
- 07
- Proportionalventil
- 08
- Fixiereinrichtung,
Hydraulikelement, Hydraulikzylinder, Aktor
- 09
- Fixiereinrichtung,
Hydraulikelement, Hydraulikzylinder, Aktor
- 10
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- 11
- Fixiereinrichtung,
Hydraulikelement, Hydraulikzylinder, Aktor
- 12
- Hydrauliksystem
- 13
- Druckwandlerelement
- 14
- Druckluftversorgung,
pneumatisch, Mittel
- 15
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- 16
- Druckspeicher,
pneumatisch, Mittel
- 17
- Druckbegrenzungselement,
Druckbegrenzungsventil, Mittel
- 18
- Manometer,
Mittel
- 19
- Sperrventil
- 20
-
- 21
- Sperrventil
- 22
- Sperrventil
- 23
- Vorrichtung
- 24
- Hydrauliksystem
- 25
-
- 26
- Hydrauliksystem
- 27
- Hydrauliksystem
- 28
- Druckwandlerelement
- 29
- Druckwandlerelement
- 30
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- 31
- Einstellelement,
pneumatisch, Proportionalventil
- 32
- Einstellelement,
pneumatisch, Proportionalventil
- 33
- Vorrichtung
- 34
- Drossel
- 35
-
- 36
- Drossel
- 37
- Drossel
- 38
- Vorrichtung