Rotationsdruckmaschine mit Leichtbauelementen

Die Erfindung betrifft eine Rotationsdruckmaschine nach dem Oberbegriff von Anspruch 1.

Aus Druckmaschinen verschiedenster Bauart ist es bekannt, dass Teilprozesse durch Subaggregate innerhalb der Druckmaschine durchzuführen sind. So sind Bewegungen von Walzen auszuführen, die gewöhnlich mittels mechanischer Getriebeelemente erzeugt werden. Hierbei werden große Kräfte wirksam, die eine stabile und damit schwere Bauweise der Bauelemente bedingen. Dies ist der Grund für hohe Belastungen, Schwingungen und andere Störeinflüsse. Weiterhin sind Bewegungen beim Transport von Bögen durch Bogen verarbeiten- de Maschinen erforderlich. Hier werden so genannte Greifer oder andere Bogen führende Elemente meist mittels Kurvensteuerungen bewegt. Auch sind eine hohe Komplexität, starke Beanspruchungen und Schwingungsneigung zu verzeichnen.

Aufgabe der Erfindung ist es daher die Leistungsfähigkeit von Druckmaschinen durch eine Leichtbauweise zu erhöhen und dabei die Bedien- und Steuerbarkeit gleichzeitig zu verbessern.

Die Lösung der Aufgabe gestaltet sich nach den Merkmalen des Anspruchs 1.

Hierbei sieht die Erfindung vor, dass auf Bauelementen der Druckmaschine aktive und/oder adaptronische Elemente angeordnet sind. In Verbindung mit Bewegungen der Bauteile kann Energie von einem Sendemodul zu einem Empfängermodul geschickt werden. Die Energie kann dann in Speicherelementen auf dem Bauteil gespeichert werden. Die Ansteuerung der aktiven und/oder adaptronischen Elemente auf dem Bauteil kann mittels einer geeigneten Triggerschaltung erfolgen.

Vorteilhafte Ausführungsformen ergeben sich aus den Unteransprüchen. Geeignete Einsatzmöglichkeiten in Druckmaschinen sind in weiteren Unteransprüchen niedergelegt.

Im Folgenden wird die Erfindung an Hand geeigneter Ausführungsbeispiele näher erläutert.

In der Rotationsdruckmaschine sind bewegte oder rotierende Teile vorgesehen, die mit einer Empfangseinrichtung für energiereiche Strahlung und einen Energie- Speicher aufweisen, wobei die kontaktlose, nicht galvanische Energieübertragung über einen längeren Zeitraum erfolgt und somit der Energiespeicher über einen längeren Zeitraum geladen wird, und zu einem definierten Zeitraum die Energie aus dem Energiespeicher in einem relativ kurzem Zeitraum zur Verfügung gestellt wird, um eine Aktion, zum Beispiel eine Versteifung eines Bauteils, das Piezofa- sern enthält, über das Anlegen einer Spannung an die Piezofasem zu erzielen.

Vorzugsweise erfolgt die kontaktlose übertragung der Energie und gegebenenfalls weiterer Steuerdaten auf Hochfrequenz- (HF-) Basis mit kapazitiver oder induktiver Einkoppelung in die Empfangseinrichtung. Prinzipiell sind dabei beliebige Kombinationen der Einkoppelungsmechanismen möglich. Bei der induktiven Ein- und Auskoppelung werden die magnetischen Feldlinien abgegriffen, während bei der kapazitiven Ein- bzw. Auskoppelung die elektrischen Feldlinien des elektromagnetischen Feldes abgegriffen werden.

Die übertragungsfrequenz kann dabei von einigen KHz bis in den Gigahertzbereich reichen, wobei das in das Bauteil integrierte Empfangsmodul (zum Beispiel eine Antenne) auf die übertragungsfrequenz abgestimmt werden muss. Im Prinzip ist jede Mischform aus verschiedenen Frequenzen dabei denkbar.

In einer besonderen Ausführungsform werden gleichzeitig mit dem Energiesignal, zum Beispiel durch eine Modulation des Signals, Daten an das Bauteil übertragen. Die Daten können zum Beispiel ein Triggersignal für den Zeitpunkt der Versteifung

des Bauteils sein. Jedes Bauteil kann dabei in einer speziellen Ausführungsform der Erfindung durch entsprechend abgestimmte Auswerteeinheiten für das Datensignal individuell angesprochen werden. Dies ist dann von Bedeutung, wenn gleichzeitig sich mehrere erfindungsgemäße Bauteile im übertragungsbereich des Energieübertragungsmoduls befinden. Beispiele sind hiefür mehrere Farbauftragswalzen bei einer Offsetdruckmaschine oder mehrere umlaufenden Auslegergreifersysteme in einem Ausleger einer Offsetdruckmaschine.

Es besteht vielfach der Wunsch bewegliche oder bewegte Teile der Druckmaschi- ne in einer Leichtbauweise zum Beispiel als Faserverbundmaterial auszuführen. Durch die Integration von aktiven Materialien, zum Beispiel Piezofasem, können diese Bauteile zu definierten Zeitpunkten durch Anlegen einer Spannung an die aktiven Materialien versteift werden, wobei eine Steifigkeit erzielt werden kann, die ein mehrfach die Steifigkeit des Ausgangsmaterials überschreiten kann. Eine in- terne Spannungsversorgung in dem beweglichen Teil ermöglicht auch auf einfache Weise die Integration adaptronischer Lösungen, zum Beispiel aktive Elemente zum öffnen und / oder Schließen von Greifern. Die interne Strom- / Spannungsversorgung ermöglicht eine kleinteilige Bauweise ohne die aufwendige Anbindung einer externen Steuerung, wie zum Beispiel die öffnung von Greifern durch eine Welle, die von einer außen liegenden Kurvenscheibe betätigt wird.

Als Energiespeicher, die kontaktlos aufgeladen werden, bieten wiederaufladbare Kondensatoren hoher Kapazität, die als Doppeltschichtkondensatoren (auch Su- perkondensatoren, Supercaps, Ultracaps etc. bezeichnet), besondere Vorteile. Sie können auch bei niedrigen Temperaturen vollständig aufgeladen werden, sind sehr stabil gegen Vibrationen und Stöße, wie sie in Druckmaschinen vorkommen und können mit einer einfachen Ladeelektronik versorgt werden. Sie sind im Gegensatz zu klassischen Kondensatoren elektrochemische Energiespeicher und speichern bei gleichen Volumen bedeutend mehr Energie als konventionelle Kon- densatoren. Im Vergleich zu einer Batterie können sie diese auch sehr viel schneller abgeben.

Als Alternative zu den Doppeltschichtkondensatoren kommen auch Akkumulatoren in Betracht, wobei diese die Energie nicht so schlagartig zur Verfügung stellen können, wie die Doppeltschichtkondensatoren.

Die erfindungsgemäße gefundene Lösung besteht daher aus folgenden Elementen:

a.) mindestens eine Sendeeinheit zur kontaktlosen Energieübertragung, die sich außerhalb des bewegten Teiles in der Druckmaschine befindet

b.) ein bewegliches oder bewegtes oder rotierendes Bauteil einer Rotationsdruckmaschine, wobei dieses ein Empfängermodul, gegebenenfalls eine Schaltung, und ein Energiespeicher beinhaltet, wobei der Energiespeicher durch die Empfangseinheit über einen gegenüber dem Abgabezeitraum längeren Zeitraum aufgeladen wird,

c.) eine Triggerschaltung, die zur Steuerung einer kurzfristigen Abgabe der Energie aus dem Energiespeicher an das oder die aktiven Materialien des Leichtbauelementes dient,

d.) und gegebenenfalls ein oder mehrere Netzteile, die zwischen die einzelnen Elemente geschaltet sind, um eine gegebenenfalls notwendige Spannungsanpassung durchzuführen.

Die Triggerung durch die Triggerschaltung kann in festen periodischen Abständen, zeitgesteuert oder durch ein externes Triggersignal ausgelöst werden. In diesem Fall hat die Triggerschaltung nur das externe Signal zu dekodieren. In einer besonderen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lösung erfolgt die übertragung des Triggersignals gleichzeitig mit der Energieübertragung, zum Beispiel durch eine Modulation des Signals. Dabei kann über eine Kodierung unterschiedliche Elemente angesprochen werden. So können zum Beispiel die Greifer einer

Greiferleiste individuell angesprochen und getriggert werden, um zum Beispiel Bogenverspannungen durch eine gezielte öffnung derselben zu vermeiden.

Die erfindungsgemäß gefundene Lösung ermöglicht eine deutlich kompaktere Bauweise von Maschinenelementen an Rotationsdruckmaschinen und führt gleichzeitig zu Qualitätsverbesserungen durch gezielte Steifigkeitssteuerung und die Ansteuerung integrativer adaptronischer Lösungen. Derartige integrativ gestaltete adaptronische Lösungen können Greifer an Zylindern oder an Auslegesystemen einer Bogendruckmaschine sein, die einzelnen, oder in Gruppen zusammen- gefasst, einen eigenen Antrieb aufweisen.