Get ri ebe

Die Erfindung betrifft ein Getriebe zum Verstellen einer Phasenlage von einer Mehrzahl umlaufender Antriebsmittel gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Die DE-AS 19 43 579 beschreibt eine Vorrichtung zur Registereinstellung an Of fsetdruc kmas c h i nen während des Betriebes. Hierbei kämmt ein koaxial zum Gummi zy l i nde r gelagerter Zahnkranz mit einem fest am Plattenzylinder sitzenden Zahnkranz und einem fest am Gegendrυc kzy l i nde r sitzenden Zahnkranz.

Der Zahnkranz des Gummi zy L i nde rs bi ldet ein Sonnenrad, mit dem ein verstellbares Planetenrad kämmt. Koaxial zum Gummizylinder ist ein zweiter Zahnkranz drehbar gelagert _/ der über zwei drehfest miteinander verbundene Zahnräder in Wirkverbindung steht.

Aus der DE 38 14 927 C1 ist ein Zwischengetriebe in Druckmaschinen zum Verstellen der Phasenlage der axialen Ve rrei bungsbewegung von Reibwalzen mittels eines Planetenradgetriebes bekannt.

Die US-A-54 15 595 offenbart eine Getriebeanordnung zur Phasenverstellung mit zwei P lanetenradget ri eben . Diese beiden Planetenradgetriebe sollen autretendes Zahnspiel minimieren.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde ein Getriebe zum Verstellen einer Phasenlage von einer Mehrzahl umlaufender Antriebsmittel zu schaffen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des kennzeichnenden Tei les des Anspruches 1 gelöst.

Die mit der Erfindung erzielbaren Vorteile bestehen insbesondere darin, daß bei dem erfindungsgemäßen Getriebe eine unbegrenzte Phasenverstellung von beispielsweise drehenden Deckkurvenscheiben möglich ist. Diese Phasenverstellung kann stufenlos und bei drehendem Getriebe erfolgen.

Durch Anordnung des Planetenradgetriebes auf einer zweiten, parallel zu einer ersten Drehachse beispielsweise eines Zylinders verlaufenden Achse wird der Zugang eines Zylinderzapfens ermöglicht. Dies erlaubt eine stabi le Lagerung des Zylinderzapfens und das Planetenradgetriebe kann auch auf einer mit einem Antrieb versehenen Seite des Zylinders angeordnet sein. Sind mehrere umlaufende Deckkurvenscheiben vorgesehen,

ist die Anordnung der zugeordneten Planetenradgetriebe koaxial hintereinander auf einer Welle vortei lhaft, da dies eine sehr kompakte Bauweise ermöglicht. Ist das Planetenradgetriebe als

"Harmoni c-Dri ve"-Get ri ebe ausgebi ldet, ist eine besonders feinfühlige Verstellung möglich, da diese Getriebe eine große Untersetzung auf kleinstem Raum ermöglichen. Zudem sind im Vergleich zu z. B. einem herkömmlichen Planetenradgetriebe eine Drehzahl des Planetenrades gering und eine Zahnüberdeckung sehr hoch, was den Verschleiß minimiert.

Vortei lhaft ist außerdem, daß das Planetenradgetriebe bzw. das "Ha rmoni c-D ri ve"-Get ri ebe vom Antrieb des Zylinders angetrieben wird, so daß kein zusätzlicher Antrieb notwendig ist.

Das erfindungsgemäße Getriebe ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben.

Es zeigen

Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Sammel- und Falzzylinders mit zugeordneten "Harmonic-Drive"-Getrieben;

Fig. 2 eine schematische Darstellung des Sammel- und Falzzylinders mit zugeordneten Planetenradget rieben.

Ein nicht näher dargestellter Sammel- und Falzzylinder 1 für einen Falzapparat einer Rotationsdruckmaschine ist in Seitengestellen 2 gelagert und mit Bearbeitungsmitteln, z. B. mit an sich bekannten Punkturnadeln und Falzmessern versehen. Diese auf Wellen angeordneten Punkturnadeln und Falzmesser werden mittels Kurvenrollen 3 bewegt. Die Kurvenrollen 3 werden von Kurvenscheiben 4, 6, 7 angesteuert. Anstelle der Kurvenscheiben 4, 6, 7 und Kurvenrolle 3 können auch andere Antriebsmittel, wie z. B. Zahnräder vorgesehen sein.

Im vorliegenden Beispiel sind zur Vereinfachung nur die Kurvenrolle 3 und Kurvenscheiben 4, 6, 7 der Punkturnadeln dargestellt. Die Kurvenrolle und die Kurvenscheiben der Falzmesser können wie im vorliegenden Beispiel an dem axial gegenüberliegenden Ende des Sammel- und Falzzylinders 1 angeordnet und mit einem entsprechenden Verstellgetriebe versehen sein. Es ist aber auch möglich die Kurvenscheiben 4, 6, 7 der Punkturnadeln und Falzmesser zu koppeln und gemeinsam auf einer Seite des Sammel- und Falzzylinders 1 anzuordnen.

Eine der drei Kurvenscheiben 4, 6, 7 ist im dargestellten Ausführungsbeispiel als gestellfeste Grundkurvenscheibe 4 und die anderen beiden Kurvenscheiben 6, 7 sind als drehende Deckkurvenscheiben 6, 7 ausgeführt. Diese Grundkurvenscheibe 4 und die beiden Deckkurvenscheiben 6, 7 sind koaxial zu einer

Drehachse 5, d. h. zu einem Zylinderzapfen 8 des Sammel- und Falzzylinders 1 gelagert. Die Grundkurvenscheibe 4 kann auch beispielsweise zur Durchführung eines ersten Querfalzes oder eines Deltafalzes in zwei verschiedene, während des Betriebes gestellfeste Grundstellungen gebracht we rden .

Die Deckkurvenscheiben 6, 7 werden von einem Getriebe 9 angetrieben. Mit diesem Getriebe 9 kann die Phasenlage jeder der Deckkurvenscheiben 6, 7 bezüglich des Sammel- und Falzzylinders 1 verstellt werden, d. h. das Getriebe 9 ist als Phasenverste l Iget ri ebe ausgeführt. Der Antrieb des Getriebes 9 und des Sammel- und Fa Izzy L i nders 1 erfolgt über ein drehfest mit dem Zylinderzapfen 8 verbundenes Zahnrad 11 mit einer Zähnezahl z11, z. B. z11 = 150.

In einem ersten Ausführungsbeispiel ist in dem Getriebe 9 jeder Deckkurvenscheibe 6, 7 ein als "Harmoni c-Dri ve" ausgebi ldetes Planetenradgetriebe 12, 13 zugeordnet. Diese beiden "Harmoni c-Drive"-Getriebe 12, 13 sind bezüglich einer Welle 14 koaxial hintereinander angeordnet. Jedes dieser Getriebe 12, 13 besteht im wesentlichen aus einer elliptischen Nockenscheibe ("Wave-Gene rator") 16, 17 mit einem auf Zy l i nde rro l len 18, 19 gelagerten, flexiblen Planetenrad 21, 22 ("Flexspline") mit einer Zähnezahl z21, z22, z. B. z21, z22 = 160, und zwei jewei ls mit einer Innenverzahnung versehenen Sonnenrädern 23, 24, 26, 27 ("Dynamic Spline" bzw. "Circυlar Spline").

Eine Breite b21 bzw. b22 des flexiblen Planetenrades 21, 22 ist derart gewählt, daß das Planetenrad 21 bzw. 22 gleichzeitig in die zugeordneten Sonnenräder 23, 24 bzw. 26, 27 eingreift.

Das erste Sonnenrad 23 mit einer Zähnezahl z23, z. B. z23 = 161, ist drehsteif mit einem in das Zahnrad 11 eingreifenden Zahnrad 28, mit einer Zähnezahl z28, z. B. z28 = 99, und das zweite Sonnenrad 24 mit einer Zähnezahl z24, z. B. z24 = 160, ist mit einem Zahnrad 29 mit einer Zähnezahl z29, z. B. z29 = 88, verbunden. Mittels dieses Zahnrades 29 wird das zweite "Harmonic-Drive"-Getriebe 13 angetrieben, weshalb dieses Zahnrad 29 auch gleichzeitig mit dem ersten, eine Zähnezahl z26, z. B. z26 = 160, aufweisenden Sonnenrad 26 des zweiten "Harmonic-Drive"-Getriebes 13 drehsteif verbunden ist. An dem zweiten Sonnenrad 27 mit einer Zähnezahl z27, z. B. z27 = 161, des zweiten "Harmonic-Drive"-Getriebes 13 ist ein Zahnrad 31 mit einer Zähnezahl z31, z. B. z31 = 88, angebracht.

Die Nockenscheibe 17 des zweiten "Harmoni c-D ri ve"-Get ri ebes 13 ist mit der im Seitengestell 2 drehbar gelagerten Welle 14 drehsteif verbunden. Ein erstes Ende der Welle 14 ist im Seitengestell 2 gelagert und ein zweites Ende der Welle 14 ist mit einem Zahnrad 34 versehen. Koaxial zur Welle 14 ist eine Hohlwelle 32 drehbar gelagert, an deren erstem Ende die Nockenscheibe 16 des ersten "Harmonic-Drive"-Getriebes 12 und an deren zweitem Ende

ein Zahnrad 33 fest angeordnet ist.

In das Zahnrad 33 bzw. 34 greifen jewei ls ein Zahnrad 36 bzw. 37 eines Antriebs, z. B. Elektromotors 38 bzw. 39 und ein Zahnrad 41 bzw. 42 eines Pos i t i ons sensors, z. B. eines Potentiometers 43 bzw. 44, ein.

Auf dem Zylinderzapfen 8 des Sammel- und Falzzylinders 1 ist eine erste Hohlwelle 46 koaxial drehbar gelagert. Diese Hohlwelle 46 ist an ihrem ersten Ende mit der zweiten Deckscheibe 7 und an ihrem zweiten Ende mit einem Zahnrad 47 mit einer Zähnezahl z47, z. B. z47 = 161 verbunden. Das Zahnrad 47 greift in das mit den Sonnenrädern 24, 26 verbundene Zahnrad 29 ein. Koaxial zu der ersten Hohlwelle 46 ist eine zweite Hohlwelle 48 unabhängig drehbar gelagert. An einem ersten Ende der Hohlwelle 48 ist die erste Deckscheibe 6 und an ihrem zweiten Ende ist ein Zahnrad 49 mit einer Zähnezahl z49, z. B. z49 = 160 angeordnet. Dieses Zahnrad 49 greift in das Zahnrad 31 ein, das mit dem Sonnenrad 27 des zweiten "Ha rmoni c-D ri ve"-Get ri ebes 13 verbunden ist.

Die Funktionsweise des Getriebes 9 zur Phasenverstellung von Deckscheiben 6, 7 ist folgendermaßen:

Das von einem nicht dargestellten Antrieb bewegte Zahnrad 11 treibt sowohl den Falz- und Samme lzy l i nde r 1 als auch über das Zahnrad 28 das erste Sonnenrad 23 des ersten "Harmoni c-Dri ve"-Get ri ebes 12 an. Dieses

Sonnenrad 23 steht im Eingriff mit dem flexiblen Planetenrad 21, welches dadurch rotiert. Die Nockenscheibe 16 verformt während der Rotation das Planetenrad 21 elliptisch, das gleichzeitig mit dem zweiten, mit einer sich von der Zähnezahl z23 des ersten Sonnenrades 24 geringfügig unterscheidende Zähnezahl z24 aufweisenden Sonnenrad 24 zusammenwirkt. Dadurch wird eine Relativdrehung der beiden Sonnenräder 23, 24 bewi rkt .

Gleichzeitig treibt das Zahnrad 29 auch das erste Sonnenrad 26 des zweiten "Harmoni c-Dri ve"-Get ri ebes 13 an. Auch dieses Sonnenrad 26 versetzt das Planetenrad 22 in Rotation.

Durch einen hohen Bereich der Nockenscheibe 16, 17 wird das flexible Planetenrad 21, 22 in Eingriff mit den Sonnenrädern 23, 24, 26, 27 gebracht. Damit ergibt sich eine "virtuelle" Drehachse, die exzentrisch zur Welle 14 liegt. Durch diese Verformung und Drehung des flexiblen Planetenrades 21, 22 bewegen sich die beiden Sonnenräder 23, 24, 26, 27 relativ zueinander.

Die Zähnezahlen des jewei ligen einer Deckkurvenscheibe 6, 7 zugeordneten Zahnradzuges sind derart aufeinander angepaßt, daß sich ein gewünschtes

Gesamtübersetzungsverhältnis iό bzw. i7 ergibt. Im vorliegenden Aus führungsbe i spi e l ist i6 gleich i7 und beträgt i 6 = i7 = 1,2

(i6 = z28/z11*z24/z23*z47/z29 = 99/150*160/161*161/88; i7 = z28/z11*z24/z23*z27/z26*z49/z31 = 99/150*160/161*161/160*160/88) . Es sind aber beliebige

Werte der Übersetzungsverhältnisse iό, i7 möglich, beispielsweise können iό und i7 auch unterschiedlich groß oder gleich 1 sein.

Ist eine Phasenverstellung einer der beiden oder beider Deckkurvenscheiben 6, 7 zur Grundkurvenscheibe 4 notwendig, um beispielsweise von einer ersten Betriebsart "Nichtsammeln" auf eine zweite Betriebsart "Sammeln" des Sammel- und Falzzylinders 1 umzustellen, wird mittels der Elektromotoren 38, 39 die Nockenscheibe 16, 17 in Umf angs ri chtung verdreht. Somit wird das erste Sonnenrad 23, 26 bezüglich des zweiten Sonnenrades 24, 27 relativ verdreht und eine Phasenverste L lung der Deckkurvenscheibe 6, 7 zur Grundkurvenscheibe 4 bewi rkt.

Wird im vorliegenden Beispiel die erste Deckkurvenscheibe 6 phasenverstellt, wird auch die zweite Deckkurvenscheibe 7 geringfügig mitverstellt, da die beiden Sonnenräder 24, 26 über das Zahnrad 29 gekoppelt sind. Diese geringfügige Phasenverstellung kann aber automatisch über einen die Elektromotoren 38, 39 ansteuernden Rechner kompensiert werden, der den zweiten Elektromotor 39 entsprechend korrigiert.

In einem zweiten Ausführungsbeispiel sind anstelle der "Harmoni c-Dri ve"-Get ri ebe 12, 13 "konventionelle" Planetenradgetriebe 51, 52 vorgesehen. Auch hier sind die beiden Planetenradgetriebe 51, 52 sind bezüglich einer Welle 53 koaxial hintereinander

angeordnet. Jedes dieser Getriebe 51, 52 besteht jewei ls im wesentlichen aus einer exzentrischen als Schwinge 54, 56 ausgebi ldete Drehachsen mit einem darauf drehbar gelagerten Planetenrad 57, 58 und zwei jewei ls mit einer Innenverzahnung versehenen Sonnenrädern 59, 61, 62, 63.

Die jewei ls eine Zähnezahl z57, z. B. z57 = 20, bzw. z58, z. B. z58 = 20, aufweisenden Planetenräder 57, 58 sind mit einer Außenverzahnung versehen.

Eine Breite b57 bzw. b58 des Planetenrades 57, 58 ist derart ausgebi ldet, daß das Planetenrad 57 bzw. 58 gleichzeitig in die zugeordneten, eventuell mit einer

Zahnkorrektur versehenen Sonnenräder 59, 61 bzw. 62, 63 ei ngrei ft .

Es ist aber auch möglich das Planetenrad 57, 58 mit zwei unterschiedliche Zähnezahlen aufweisenden Verzahnungen zu versehen.

Das erste Sonnenrad 59 mit einer ZähnezahL z59, z. B. z59 = 161, ist drehsteif mit einem in das Zahnrad 11 eingreifenden Zahnrad 69, mit einer Zähnezahl z69, z. B. z69 = 99, und das zweite Sonnenrad 61 mit einer Zähnezahl z61, z. B. z61 = 160, ist mit einem Zahnrad 71 mit einer Zähnezahl z71, z. B. z71 = 88, verbunden. Mittels dieses Zahnrades 71 wird das zweite Planetenradgetriebe 52 angetrieben, weshalb dieses Zahnrad 71 auch gleichzeitig mit dem ersten Sonnenrad 62 mit einer ZähnezahL z62, z. B. z62 = 160 des zweiten Planetenradgetriebes 52 drehsteif verbunden ist. An dem

zweiten Sonnenrad 63 mit einer Zähnezahl z63, z. B. z63 = 161, des zweiten Planetenradgetriebes 52 ist ein Zahnrad 72 mit einer Zähnezahl z72, z. B. z72 = 88 angebracht .

In die Zahnräder 71, 72 greifen gemäß dem ersten

Ausführungsbe i spi e L beispielsweise die Zahnräder 47, 49 der zugeordneten Deckkurvenscheiben 6, 7 ein.

Die Schwinge 56 des zweiten Planetenradgetriebes 52 ist mit der im Seitengestell 2 drehbar gelagerten Welle 53 drehsteif verbunden. Ein erstes Ende der Welle 53 ist im Seitengestell 2 gelagert und ein zweites Ende der Welle 53 ist mit einem Zahnrad 73 versehen. Koaxial zur Welle 53 ist eine Hohlwelle 74 drehbar gelagert, an deren erstem Ende die Schwinge 54 des ersten

Planetenradgetriebes 51 und an deren zweitem Ende ein Zahnrad 76 fest angeordnet ist. Mit dem Zahnrad 73 bzw. 76 wirkt jewei ls ein Pos i t i oni e rant ri eb entsprechend dem ersten zusammen. Die Phasenverstellung der Deckkurvenscheiben 6, 7 erfolgt durch Verdrehen der gewünschten Schwinge 54, 56 mittels der Welle 53 bzw. der Hohlwelle 74 mit den daran angreifenden Positionierantrieben.

Die Phasenverstellung der Deckscheiben 6, 7 kann somit stufenlos und ohne Begrenzung erfolgen. Diese Phasenverstellung wird sowohl bei den "Harmonic-Drive"-Getrieben 12, 13 als auch bei den

"konventionellen" P l anetenradget ri eben 51, 52 dadurch erreicht, daß eine Lage eines Eingriffsbereiches von dem ansonsten ortsfesten Planetenrad 21, 22, 57, 58 und den zugeordneten Sonnenrädern 23, 24, 26, 27, 59, 61, 62, 63 in Umfangsri chtung veränderbar ist. Dies wird durch Verstellung der Schwinge 54, 56 bzw. der Nockenscheibe 16, 17 in Umfangs ri chtung erreicht.

Das Übersetzungsverhältnis zwischen Planetenrad 21, 22, 57, 58 und zugeordneten Sonnenrädern 23, 24 bzw. 26, 27 bzw. 59, 61 bzw. 62, 63 ist ungleich eins.

Die Anzahl der koaxial hintereinander angeordneten Planetenradgetriebe 12, 13, 51, 52 kann beliebig groß sein.

Der Antrieb der Planetenradgetriebe 12, 13, 51, 52 erfolgt vom Sammel- und Falzzylinder 1 beispielsweise mittels des Zahnrades 11.

Es ist aber auch möglich, Planetenradgetriebe bzw. "Ha rmoni c-Dri ve"-Get ri ebe auf mehreren Wellen, die jewei ls parallel zur Drehachse 5 des Sammel- und Falzzylinders 1 verlaufen, anzuordnen. Dabei erfolgt deren Antrieb von dem Zahnrad 11 des Sammel- und Falzzy Linders 1.

Bezugszeichenliste

1 Sammel- und Falzzylinder

2 Seitengestell

3 Kurvenro L Le

4 Kurvenscheibe, Grundkurvenscheibe

5 Drehachse (1)

6 Kurvenscheibe, Deckkurvenscheibe

7 Kurvenscheibe, Deckkurvenscheibe

8 Zy l i nde rzapfen

9 Getriebe

10

11 Zahnrad 2 Planetenradgetriebe, "Harmonic-Drive"-Getriebe 3 P Lanetenradget ri ebe, "Harmoni c-D rive"-Get riebe 4 Wel le 5 6 Nockenscheibe (11 ) 7 Nockenscheibe (12) 8 Zylinder rollen (11) 9 Zy l i nderroL len (12) 0 1 P Lanetenrad (11) 2 P Lanetenrad (12) 3 Sonnenrad, erstes (11) 4 Sonnenrad, zweites (11) 5 6 Sonnenrad, erstes (12) 7 Sonnenrad, zweites (12)

Zahnrad Zahn rad

Zahnrad Hohlwel le Zahnrad Zahnrad

Zahnrad (38) Zahnrad (39) Ant ri ebsmotor Ant ri ebsmotor

Zahnrad (43) Zahnrad (44) Potent i omete r Potentiometer

Hohlwelle, erste Zahnrad

Hohlwelle, zweite Zahnrad

Planetenradgetriebe Planetenradget riebe Welle Schwinge

Schwi nge

57 P lanetenrad

58 P Lanetenrad

59 Sonnenrad, erstes (51)

60

61 Sonnenrad, zweites (51)

62 Sonnenrad, erstes (52)

63 Sonnenrad, zweites (52)

64

65

66

67

68

69 Zahnrad

70

71 Zahnrad

72 Zahnrad

73 Zahnrad

74 Hohlwelle

75

76 Zahnrad

b21 Breite b22 Breite b57 Breite b58 Breite

iό Übersetzungsverhältnis i7 Übersetzungsverhältnis

z11 Zähnezah z21 Zähnezah z22 Zähnezah z23 Zähnezah z24 Zähnezah z26 Zähnezah z27 Zähnezah z28 Zähnezah z29 Zähnezah z31 Zähnezah z47 Zähnezah z49 Zähnezah z57 Zähnezah z58 Zähnezah z59 Zähnezah 261 Zähnezah z62 Zähnezah z63 Zähnezah z64 Zähnezah z69 Zähnezah z71 Zähnezah z72 Zähnezah