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Dokumentenidentifikation DE10243732A1 30.04.2003
Titel Antriebssystem für einen Zylinder einer Druckmaschine
Anmelder Heidelberger Druckmaschinen AG, 69115 Heidelberg, DE
Erfinder Berti, Christopher, 69234 Dielheim, DE;
Buck, Bernhard, Dr., 69126 Heidelberg, DE;
Faulhammer, Holger, 70184 Stuttgart, DE;
Krüger, Michael, 68535 Edingen-Neckarhausen, DE;
Maaß, Jürgen, 69168 Wiesloch, DE;
Mader, Sven, 69234 Dielheim, DE;
Maier, Stefan, Dr., 69118 Heidelberg, DE;
Müller, Kai Oskar, 69488 Birkenau, DE;
Nöll, Matthias, 64331 Weiterstadt, DE;
Riese, Martin, Dr., 01445 Radebeul, DE;
Roskosch, Bernhard, 69168 Wiesloch, DE
DE-Anmeldedatum 20.09.2002
DE-Aktenzeichen 10243732
Offenlegungstag 30.04.2003
Veröffentlichungstag im Patentblatt 30.04.2003
IPC-Hauptklasse B41F 13/008
IPC-Nebenklasse B41F 33/08   
Zusammenfassung Die Erfindung betrifft ein Antriebssystem für einen Zylinder (1) einer Druckmaschine, das wenigstens ein Rotorelement (6, 12, 13, 14) und wenigstens ein Statorelement (7) aufweist. Das Statorelement (7) ist ortsfest in der Druckmaschine angeordnet. Das Rotorelement (6, 12, 13, 14) ist in den Zylinder (1) integriert oder unmittelbar am Zylinder (1) angeordnet und wird durch Wechselwirkung mit dem Statorelement (7) relativ zum Statorelement (7) in Rotation versetzt. Das Statorelement (7) ist außerhalb des vom Zylinder (1) umgrenzten Raumgebiets angeordnet.

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft ein Antriebssystem für einen Zylinder einer Druckmaschine. Unter einem Zylinder im Sinne der Erfindung ist dabei ein Rotationskörper einer Druckmaschine zu verstehen, der in Axialrichtung oder in Umfangsrichtung wenigsten abschnittsweise zylindrisch ausgebildet ist, beispielsweise ein Druckformzylinder, ein Gummituchzylinder, ein Druckzylinder, ein Trockenzylinder usw.

Zylinder von Druckmaschinen können entweder mittel eines externen Antriebs in Rotation versetzt werden oder über einen Direktantrieb in Form eines eigenen Antriebsmotors verfügen. Des weiteren besteht auch die Möglichkeit, beide Antriebsformen für denselben Zylinder zu kombinieren.

Externe Antriebe sind in den verschiedensten Ausführungsformen bekannt, die sich unter anderem in der Art der Kopplung des Antriebs an den Zylinder unterscheiden. Diese Kopplung kann beispielsweise über Zahnräder, Ketten, Riemen usw. erfolgen. In allen Fällen beanspruchen die Kopplungselemente einen gewissen Bauraum, was mitunter zu Problemen führen kann. Außerdem benötigt der externe Antriebsmotor eine eigene Lagerung, die zusätzlich zur Lagerung des Zylinders vorhanden sein muss. Es kann daher vorteilhaft sein, statt eines externen Antriebs einen Direktantrieb einzusetzen. Des weiteren kann es auch sinnvoll sein, einen extern angetriebenen Zylinder zusätzlich mit einem Direktantrieb auszustatten, da sich dadurch die Möglichkeit ergibt, individuell für diesen Zylinder ein besonders hohes Drehmoment bereitzustellen. Für die Realisierung eines Direktantriebs für einen Zylinder einer Druckmaschine sind mehrere Varianten bekannt.

So ist aus der DE 195 30 283 A1 ein Übertragungszylinder mit einer elektromotorischen Antriebseinheit bekannt. Der Rotor der Antriebseinheit und der Übertragungszylinder sind in einem gemeinsamen Lager gelagert. Die Antriebseinheit kann als Innenläufer-Motor ausgebildet sein, dessen Rotor durch einen außerhalb des vom Zylinder umschlossenen Raumgebietes liegenden Wellenzapfen des Übertragungszylinders gebildet wird und dessen Stator topfförmig ausgebildet ist und den Rotor radial umschließt. Ebenso kann die Antriebseinheit auch als Außenläufer-Motor ausgebildet sein, dessen Rotor durch einen Teilbereich des hohlzylindrischen Übertragungszylinders gebildet wird, auf dessen Innenseite Magneten befestigt sind und dessen Stator als Zapfen ausgebildet ist, der im Bereich des Rotors in den Übertragungszylinder eintaucht.

Die DE 197 32 059 A1 offenbart ein Farbwerk für eine Rotationsdruckmaschine mit einer Heberwalze, die über einen eigenen Antrieb verfügt. Hierzu kann die Heberwalze als Hohlzylinder ausgebildet sein, an dessen Innenwand Polschuhe vorgesehen sind, d. h. die Heberwalze dient als Rotor. Auf einer feststehenden Achse im Inneren des Hohlzylinders ist die Statorwicklung des so gebildeten Außenläufer-Motors angeordnet.

Die DE 199 30 998 A1 offenbart einen Druckmaschinenantrieb mit mindestens einem Antrieb mit Außenläufermotor. Der Stator dieses Motors ist mit der Seitenwand der Druckmaschine fest verbunden. Der Rotor ist topfförmig ausgebildet und auf das Ende der Zylinderwelle aufgesetzt. Der Rotor umgreift den Stator und weist an seinem Umfang einen Zahnkranz zur Ankopplung an einen externen Antrieb auf.

Aus der US 5,704,288 ist eine Druckmaschine mit mehreren Druckzylindern bekannt, wobei wenigstens ein Druckzylinder einen Direktantrieb in Form eines Induktionsmotors aufweist. Der Induktionsmotor besteht aus einem Rotor, der an der inneren Mantelfläche des Druckzylinders angeordnet ist, und einen Stator, der innerhalb des Druckzylinders auf der starren Achse des Druckzylinders angeordnet ist. Neben einer Drehbewegung ermöglicht der Induktionsmotor eine laterale Verschiebung des Druckzylinders relativ zur starren Achse, so dass benachbarte Druckzylinder einander angenähert bzw. voneinander entfernt werden können.

Den bekannten Antrieben ist gemeinsam, dass die Rotor- und die Statorelemente entweder im Inneren des Zylinders oder im Bereich der sich axial an den Zylinder anschließenden Wellenzapfen angeordnet sind. Die Einsatzmöglichkeiten der bekannten Direktantriebe sind somit insofern begrenzt, als diese entweder einen freien Wellenzapfen des Zylinders erfordern oder nur für die Anwendung bei Hohlzylindern geeignet sind, in deren Innenraum sich ein Zapfen oder eine Achse erstreckt.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Antriebssystem für einen Zylinder einer Druckmaschine anzugeben, das möglichst universell einsetzbar ist.

Diese Aufgabe wird durch ein Antriebssystem mit den Merkmalen gemäß Anspruch 1 gelöst.

Da die Oberflächen der einzelnen Zylinder einer Druckmaschine in der Regel mit Druckfarbe, einem Bedruckstoff, einem Gummituch, einer Druckform usw. belegt sind und somit die Zylinder in der Regel von außen nicht unmittelbar zugänglich sind, und da zudem in der Umgebung der Zylinder üblicherweise kein freier Ringraum zur Verfügung steht, wurde die Anordnung von Komponenten eines Antriebsmotors in der Umgebung des Zylinders einer Druckmaschine bislang nicht in Erwägung gezogen. Es hat sich jedoch überraschender Weise gezeigt, dass es möglich ist, ein Antriebssystem, so auszubilden, dass der Rotor in den Zylinder integriert ist oder unmittelbar am Zylinder angeordnet ist und der Stator außerhalb des vom Zylinder umgrenzten Raumgebiets angeordnet ist.

Das erfindungsgemäße Antriebssystem für einen Zylinder einer Druckmaschine weist wenigstens ein Rotorelement und wenigstens ein Statorelement auf. Das Statorelement ist ortsfest in der Druckmaschine angeordnet, und zwar außerhalb des vom Zylinder umgrenzten Raumgebiets. Das Rotorelement ist in den Zylinder integriert oder unmittelbar am Zylinder angeordnet und wird durch Wechselwirkung mit dem Statorelement relativ zum Statorelement in Rotation versetzt.

Eine derartige Ausbildung des Antriebssystems hat den Vorteil, dass in der Regel jeder beliebige Zylinder einer Druckmaschine damit ausgestattet werden kann und dass auf zusätzliche Bereiche der Druckmaschine, die bislang nicht als Bauraum für Antriebe genutzt wurden, zurückgegriffen werden kann.

Etwaige den Zylinder abdeckenden Medien stellen für das erfindungsgemäße Antriebssystem keine unüberwindbare Hürde dar, da zwischen dem Rotorelement und dem Statorelement ein Spalt besteht, in dem beim Betrieb der Druckmaschine wenigstens temporär ein nicht ferromagnetisches Medium platziert werden kann.

Bei dem Medium kann es sich beispielsweise um Druckfarbe, eine Druckform, einen Bedruckstoff, ein Gummituch oder eine mechanisch beanspruchbare Schicht handeln.

Das Rotorelement des Antriebssystems kann aus Einzelbauteilen bestehen, beispielsweise aus Permanentmagneten, die in die Mantelfläche des Zylinders eingelassen sind. Insbesondere kann die Mantelfläche wenigstens teilweise eine Nutzfläche des Zylindermantels sein, welche mit einem Medium bedeckt ist.

Weiterhin kann das Rotorelement als vorgefertigtes Ringsegment oder als vorgefertigter Ring ausgebildet sein. Dies hat den Vorteil, dass für das Rotorelement jeweils eine optimale Bauform gewählt werden kann und die Montage des Rotorelements am Zylinder erleichtert wird.

Je nach Bauform des Rotorelements können in Umfangsrichtung und/oder in Axialrichtung des Zylinders mehrere Rotorelemente angeordnet sein.

Das Rotorelement kann auch so ausgebildet sein, dass es die Funktion wenigstens einer Komponente der Druckmaschine übernimmt, die ein Bestandteil des Zylinders ist oder unmittelbar am Zylinder angeordnet ist. Diese Ausführungsform hat den Vorteil, dass die zur Ausbildung des Rotorelements notwendigen Modifikationen auf die jeweilige Komponente beschränkt sind. Insbesondere kann bei dieser Ausführungsform das Rotorelement als Schmitzring des Zylinders ausgebildet sein.

Das Statorelement kann vorteilhafterweise als ein Segment ausgebildet sein, das in der Nähe der Oberfläche des Zylinders angeordnet ist. Für ein derartiges Statorelement wird nur sehr wenig Bauraum benötigt, so dass das erfindungsgemäße Antriebssystem bei nahezu jedem Zylinder einer Druckmaschine eingesetzt werden kann.

Die Einsatzmöglichkeiten und die Funktionalität des erfindungsgemäßen Antriebssystems lassen sich dadurch noch weiter erhöhen, dass mehrere Statorelemente in Umfangsrichtung und/oder in Axialrichtung des Zylinders angeordnet werden.

Ein erfindungsgemäßer Zylinder, der ein erfindungsgemäßes Antriebssystem aufweist, kann mit besonderem Vorteil in einer Druckmaschine, insbesondere eine Flachdruck- oder Offsetdruckmaschine, sei es eine Bogendruckmaschine oder eine Rollendruckmaschine, eingesetzt werden.

Die Erfindung wird nachstehend an Hand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsformen erläutert. Es zeigen

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Antriebssystems mit zwei Rotorelementen, die jeweils aus einzelnen Permanentmagneten aufgebaut sind, in Seitenansicht,

Fig. 2 die Anordnung aus Fig. 1 in Schnittdarstellung,

Fig. 3 eine schematische Schnittdarstellung einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Antriebssystems, die sich bezüglich der Anordnung der Statorspulen von Fig. 2 unterscheidet und dem Antrieb eines Gummizylinders dient,

Fig. 4 eine schematische Schnittdarstellung einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Antriebssystems mit zwei als Ringsegmente ausgebildeten Rotorelementen,

Fig. 5 eine schematische Schnittdarstellung einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Antriebssystems mit einem als Ring ausgebildeten Rotorelement und

Fig. 6 eine schematische Schnittdarstellung einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Antriebssystems, bei der das Rotorelement als Schmitzring ausgebildet ist.

Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Antriebssystems in Seitenansicht. Eine zugehörige Schnittdarstellung ist in Fig. 2 abgebildet.

Um einen Zylinder 1 ist ein Bedruckstoff, beispielsweise eine Papierbahn 2 herum geführt. An den axialen Enden des Zylinders 1 ist jeweils ein Wellenzapfen 3 ausgebildet, der in einem Lager 4 drehbar gelagert ist. In die Mantelfläche 5 des Zylinders 1 sind in zwei nebeneinander umlaufenden Reihen Permanentmagnete 6 eingelassen, so dass zwei ringförmige Rotorelemente ausgebildet werden.

Außerhalb des Zylinders 1 sind Statorspulen 7 angeordnet. Die Statorspulen 7 sind in einem geringen Abstand von den Permanentmagneten 6 fixiert, so dass zwischen jeder Statorspule 7 und dem jeweils nächstliegenden Permanentmagneten 6 ein Spalt 8 verbleibt. Der Spalt 8 kann typischerweise einen Wert von bis zu 4 mm annehmen, so dass ausreichend Freiraum besteht, um die Papierbahn 2 durch den Spalt 8 zu führen. Somit können die Statorspulen 7 auch in Bereichen angeordnet werden, in denen die Mantelfläche 5 des Zylinders 1 nicht unmittelbar zugänglich ist, sondern durch die Papierbahn 2 abgedeckt wird. Dies ist insbesondere in Fig. 2 dargestellt. Die Statorspulen 7 werden von einem Steuergerät 9 angesteuert, das die Statorspulen 7 abhängig von der jeweils gewünschten Drehbewegung des Zylinders 1 mit elektrischen Signalen versorgt.

Zur Ansteuerung des erfindungsgemäßen Antriebssystems kann, wie für die Ausführungsform in Fig. 1 gezeigt, das sogenannte Block-Verfahren, in welchem eine stufenförmige Ansteuerung als Funktion der Zeit vorgesehen ist, verwendet werden. Dazu ist wenigstens eine Hall-Sonde 10 zur Ermittlung des aktuellen Drehwinkels des Zylinders 1 in der Nähe der Permanentmagnete 6 angeordnet. Statt der Hall-Sonde 10 kann auch ein optischer Geber oder ein anderes geeignetes Gebersystem eingesetzt werden. Die Hall- Sonde 10 ist mit dem Steuergerät 9 elektrisch verbunden, das der Hall-Sonde 10 zum einen als Stromversorgung dient und zum anderen die von der Hall-Sonde 10 erzeugten Signale auswertet.

Um das Festsetzen von magnetisierbaren Partikeln im Bereich der Permanentmagnete 6 zu verhindern, können nicht figürlich dargestellte Abdeckbleche oder Abstreifelemente, z. B. Bürsten, eingesetzt werden.

Wenn der Zylinder 1 in Rotation versetzt werden soll, ermittelt das Steuergerät 9 mit Hilfe der Hall-Sonde 10 zunächst die genaue Winkelposition des Zylinders 1. Anschließend steuert das Steuergerät 9 die Statorspulen 7 so an, dass sich eine gewünschte Rotationsbewegung des Zylinders 1 einstellt. Dabei wird die Winkelposition des Zylinders 1 fortwährend mit der Hall-Sonde 10 erfasst, um die einzelnen Statorspulen 7 jeweils exakt zum richtigen Zeitpunkt mit dem jeweils erforderlichen Signal ansteuern zu können. Für das Block-Verfahren arbeitet die Hall-Sonde 10 als Stellungssensor für den Zylinder 1. Auf diese Weise kann das Drehmoment, die Drehzahl oder die Winkelposition des Zylinders 1 auf einen vorgegebenen Wert eingestellt werden. Dabei ist es sowohl möglich, den Zylinder 1 ausschließlich mit dem erfindungsgemäßen Antriebssystem anzutreiben als auch einen extern angetriebenen Zylinder 1 mit dem erfindungsgemäßen Antriebssystem zu beeinflussen. Bei einer Kombination mit einem externen Antrieb kann eine Trennstelle, beispielsweise eine Kupplung, zur Abkopplung des externen Antriebs vorgesehen sein. Mit der Abkopplung kann auch eine Umschaltung der Ansteuerung der Statorspulen 7 durchgeführt werden. Beispielsweise kann eine Drehmomentregelung erfolgen, wenn der externe Antrieb angekoppelt ist und eine Drehzahlregelung, wenn der externe Antrieb abgekoppelt ist.

Alternativ zum Block-Verfahren kann in einer alternativen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Antriebssystems für die Ansteuerung das sogenannte Sinus-Verfahren, in welchem eine sinus- bzw. cosinusförmige Ansteuerung vorgesehen ist, eingesetzt werden. Als Stellungssensor weist das Antriebssystem dann beispielsweise ein Sinus- Cosinus-Geber zur Ermittlung der Zylinderposition auf. Des weiteren kann aber, insbesondere aus geometrischen Gründen, wie mangelnder Bauraum und dergleichen, in vorteilhafter Weise ein geberloses System realisiert sein. Die Stellung des Zylinders kann aus anderen Größen, wie zum Beispiel der Spannung in Funktion der Zeit, ermittelt werden.

Die Ausführungen zur Ansteuerung der Statorspulen 7 inklusive des Einsatzes der Hall- Sonde 10 gelten in analoger Weise auch für alle im folgenden beschriebenen Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Antriebssystems, wobei jeweils ggf. bestehende Unterschiede der Geometrie oder anderer Einflussgrößen zu berücksichtigen sind.

Fig. 3 zeigt eine schematische Schnittdarstellung einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Antriebssystems.

Bei dieser Ausführungsform wird mit dem erfindungsgemäßen Antriebssystem ein Zylinder 1 angetrieben, der von einem Gummituch 11 umhüllt ist. Benachbart zum Zylinder 1 sind zwei weitere Zylinder 1' und 1" angeordnet, die jeweils auf dem Gummituch des Zylinders 1 abrollen. Bezüglich der Ausbildung des Rotorelements bzw. der Rotorelemente entspricht der Zylinder 1 dem in den Fig. 1 und 2 dargestellten Zylinder 1, d. h. in seine Mantelfläche 5, die beispielsweise aus Metall bestehen kann, sind Permanentmagnete 6 eingesetzt. Dabei können in entsprechender Weise ebenfalls zwei Reihen von Permanentmagneten 6 vorgesehen sein oder es kann alternativ beispielsweise nur eine Reihe von Permanentmagneten 6 vorgesehen sein. Außerhalb des Zylinders 1 sind drei Statorspulen 7 nebeneinander in einem geringen Abstand von den Permanentmagneten 6 angeordnet. Der Spalt 8 zwischen den Statorspulen 7 und den Permanentmagneten 6 ist teilweise vom Gummituch 11 ausgefüllt.

Die Ausführungsform des Antriebssystems gemäß Fig. 3 entspricht der Ausführungsform der Fig. 1 und 2 somit weitgehend, wobei Abweichungen bezüglich der geometrischen Anordnung der Statorspulen 7 bestehen. Diese Abweichungen sind dadurch begründet, dass in unmittelbarer Nachbarschaft des Zylinders 1 die beiden weiteren Zylinder 1' und 1" angeordnet sind und somit lediglich in den Lücken dazwischen Bauraum für die Statorspulen 7 verbleibt. Auch bezüglich der Funktionsweise stimmen die Ausführungsformen weitgehend überein. Bei der Ansteuerung der Statorspulen 7 sind allerdings die Unterschiede in deren Anordnung zu berücksichtigen.

Fig. 4 zeigt eine schematische Schnittdarstellung einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Antriebssystems mit zwei als Ringsegmente 12 ausgebildeten Rotorelementen. In dieser Figur sind ausschließlich das Antriebssystem und der angetriebene Zylinder 1 dargestellt.

Die Ringsegmente 12 sind in ihren Abmessungen an die Geometrie des Zylinders 1 angepasst und einander gegenüberliegend so in die Mantelfläche 5 des Zylinders 1 eingefügt, dass sie radial nicht überstehen. Im Gegensatz zu den in den Fig. 1 bis 3 dargestellten Ausführungsformen müssen somit nicht eine Vielzahl von einzelnen Permanentmagneten 6 in den Zylinder 1 integriert werden, sondern lediglich die beiden Ringsegmente 12, die jeweils mehrere Permanentmagnete 6 enthalten können oder eine ortsabhängige Magnetisierung aufweisen können. Dadurch lässt sich der Herstellungsaufwand in der Regel verringern, da am Zylinder 1 lediglich zwei partiell umlaufende Radialnuten zur Aufnahme der Ringsegmente 12 vorzusehen sind. Werden die Ringsegmente 12 in einem axialen Endbereich des Zylinders 1 angeordnet, so werden statt der Radialnuten Stufen in die Mantelfläche 5 eingearbeitet. Dabei ist es auch möglich statt zweier Radialnuten bzw. Stufen jeweils eine vollständig umlaufende Radialnut oder Stufe vorzusehen. Dann können die Ringsegmente 12 an beliebigen Umfangspositionen angeordnet werden. In jedem Fall ist die Anordnung der Ringsegmente 12 und der Statorspulen 7 so aufeinander abzustimmen, dass in Umfangsrichtung keine allzu großen Lücken entstehen, die das Antriebsverhalten in einem unzulässigen Ausmaß negativ beeinflussen. Bei der dargestellten Ausführungsform sind zwei Statorspulen 7 vorgesehen, die so angeordnet sind, dass in jeder beliebigen Winkelposition wenigstens eine Statorspule 7 in Umfangsrichtung mit einem Ringsegment 12 überlappt.

Ohne Einschränkung der allgemeinen Verwendung von Ringsegmenten 12 in Rotationskörpern in Druckmaschinen ist in Fig. 4 beispielhaft ein Zylinder 1 mit einem Zylinderkanal 19 gezeigt. Typische Druckformzylinder und/oder Gummituchzylinder können wenigstens einen Kanal aufweisen. Gerade der Einsatz von Ringsegmenten, die einander gegenüberliegend den Abmessungen der Geometrie des Zylinders angepasst sind, gemäß Fig. 4 ist vorteilhaft für derartige Zylinder.

Obwohl nicht eigens dargestellt können im Spalt 8 zwischen den Ringsegmenten 12 und den Statorspulen 7 entsprechend den Ausführungsformen der Fig. 1 bis 3 Medien aus nicht ferromagnetischen Materialien wie beispielsweise eine Papierbahn 2, ein Gummituch 11 usw. angeordnet sein.

Der Einsatz von Ringsegmenten 12 kommt insbesondere dann in Betracht, wenn die Mantelfläche 5 des Zylinders 1 nicht über ihren gesamten Umfang verfügbar ist. Dies ist beispielsweise dann der Fall, wenn am Zylinder 1 Greifer zum Erfassen eines als Bogen ausgebildeten Bedruckstoffes angeordnet sind.

Fig. 5 zeigt eine schematische Schnittdarstellung einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Antriebssystems mit einem als Ring 13 ausgebildeten Rotorelement. Wie in Fig. 4 sind auch hier ausschließlich das Antriebssystem und der angetriebene Zylinder 1 dargestellt.

Der Ring 13, der eine Vielzahl von Permanentmagneten 6 aufweisen kann oder eine ortsabhängige Magnetisierung aufweisen kann, ist in eine vollständig umlaufende Radialnut eingefügt bzw. auf eine vollständig umlaufende Schulter des Zylinders 1 aufgezogen. Aus Gründen der Montage kann der Ring 13 trennbar ausgeführt sein. Außerhalb des Zylinders 1 sind drei Statorspulen 7 angeordnet. Die geometrische Anordnung der Statorspulen 7 ist wegen der Ausbildung des Rotorelements als Ring 13 weitgehend unkritisch. Aus diesem Grund ist ein Ring 13 einem Ringsegment 12 in der Regel vorzuziehen, wenn die Verhältnisse am Zylinder 1 dies erlauben. Analog zu den bislang beschriebenen Ausführungsformen kann auch bei der Ausführungsform nach Fig. 5 ein Medium im Spalt zwischen den Statorspulen 7 und dem Ring 13 angeordnet werden.

Fig. 6 zeigt eine schematische Schnittdarstellung einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Antriebssystems, bei der das Rotorelement als Schmitzring 14 ausgebildet ist. Bei dieser Ausführungsform arbeitet das erfindungsgemäße Antriebssystem als Reluktanzmotor. Anders ausgedrückt, das Antriebssystem ist ein Reluktanzantrieb.

Der Schmitzring 14 ist unmittelbar am Zylinder 1 angeordnet und weist eine Zahnscheibe 15 mit magnetisierbaren oder magnetischen Zähnen 16 auf. Die Zwischenräume 17 zwischen den Zähnen 16 sind mit einem diamagnetischen Material, beispielsweise Keramikmaterial, so weit ausgefüllt, dass sich eine zylindrische Mantelfläche ergibt. Dabei sind auch die äußeren Radialflächen der Zähne 16 von einer dünnen Schicht 18 aus Keramikmaterial überzogen, die als Abrollfläche für einen Schmitzring 14' des benachbarten Zylinders 1' dient.

Außerhalb des Schmitzrings 14 sind in geringem Abstand von der Schicht 18 aus Keramikmaterial drei Statorspulen 7 nebeneinander angeordnet. Der Spalt 8 zwischen den Statorspulen 7 und den magnetischen Zähnen 16 ist somit zum. Teil von der Schicht 18 aus Keramikmaterial ausgefüllt.

Die Ansteuerung der Statorspulen 7 unterscheidet sich von den Ausführungsformen gemäß den Fig. 1 bis 5 insofern, als nunmehr die Steuersignale an die Erfordernisse des Reluktanzmotors angepasst sein müssen. Prinzipiell wird bei der Steuerung des Antriebssystems ansonsten analog vorgegangen.

Neben den oben beschriebenen Ausführungsformen für das erfindungsgemäße Antriebssystem ist noch eine Vielzahl weiterer Varianten möglich, die sich insbesondere in der Ausbildung oder Anordnung des Rotorelements bzw. der Rotorelemente und/oder des Statorelements bzw. der Statorelemente unterscheiden. So kann das Rotorelement bzw. es können die Rotorelemente beispielsweise auch an einer Stirnfläche des Zylinders 1 angeordnet sein. Wesentlich bei allen Ausführungsformen im Sinne der Erfindung ist jeweils, dass wenigstens ein Rotorelement in den Zylinder 1 integriert ist oder unmittelbar am Zylinder 1 angeordnet ist und dass wenigstens ein Statorelement außerhalb des Zylinders angeordnet ist. Eine Anordnung des Rotorelements bzw. der Rotorelemente am Wellenzapfen 3 des Zylinders 1 oder an anderer Stelle außerhalb der Seitenwände der Druckmaschine, in denen der Zylinder 1 in der Regel gelagert ist, scheidet damit aus. Ebenso scheidet eine Anordnung des Statorelements bzw. der Statorelemente innerhalb des Zylinders 1 aus.

Je nach Ausführungsform können mit dem erfindungsgemäßen Antriebssystem zusätzliche Funktionen realisiert werden. So eröffnet die Verwendung mehrerer in Axialrichtung des Zylinders 1 voneinander beabstandeter Rotorelemente und mehrerer entsprechend angeordneter Statorelemente die Möglichkeit eines Torsionsausgleichs für den Zylinder 1.

Bei einer versetzten Anordnung mehrer als Ring 13 ausgebildeter Rotorelemente kann vom erfindungsgemäßen Antriebssystem unter Ausnutzung von Querkraftkomponenten die Steuerung des seitlichen Registers übernommen werden.

Beim erfindungsgemäßen Antriebssystem können unterschiedliche Antriebsprinzipien zur Anwendung kommen. So kann das erfindungsgemäße Antriebssystem beispielsweise als Magnetmotor, als Asynchronmotor oder als Reluktanzmotor, als Longitudinal- oder als Transversalflussmotor ausgebildet sein. Bezugszeichenliste 1, 1', 1" Zylinder

2 Papierbahn

3 Wellenzapfen

4 Lager

5 Mantelfläche

6 Permanentmagnet

7 Statorspule

8 Spalt

9 Steuergerät

10 Hall-Sonde

11 Gummituch

12 Ringsegment

13 Ring

14, 14' Schmitzring

15 Zahnscheibe

16 Zahn

17 Zwischenraum

18 Schicht aus Keramikmaterial


Anspruch[de]
  1. 1. Antriebssystem für einen Zylinder (1) einer Druckmaschine, das wenigstens ein Rotorelement (6, 12, 13, 14) und wenigstens ein Statorelement (7) aufweist, wobei das Statorelement (7) ortsfest in der Druckmaschine angeordnet ist und das Rotorelement (6, 12, 13, 14) in den Zylinder (1) integriert ist oder unmittelbar am Zylinder (1) angeordnet ist und durch Wechselwirkung mit dem Statorelement (7) relativ zum Statorelement (7) in Rotation versetzt wird, dadurch gekennzeichnet, dass das Statorelement (7) außerhalb des vom Zylinder (1) umgrenzten Raumgebiets angeordnet ist.
  2. 2. Antriebssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Rotorelement (6, 12, 13, 14) und dem Statorelement (7) ein Spalt (8) besteht, in dem beim Betrieb der Druckmaschine wenigstens temporär ein nicht ferromagnetisches Medium platziert wird.
  3. 3. Antriebssystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Medium um Druckfarbe, eine Druckform, einen Bedruckstoff (2), ein Gummituch (11) oder eine mechanisch beanspruchbare Schicht (18) handelt.
  4. 4. Antriebssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Rotorelement (6) aus Einzelbauteilen besteht.
  5. 5. Antriebssystem nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Rotorelement (6) Permanentmagnete aufweist, die in die Mantelfläche (5) des Zylinders (1) eingelassen sind.
  6. 6. Antriebssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Rotorelement (12) als vorgefertigtes Ringsegment ausgebildet ist.
  7. 7. Antriebssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in Umfangsrichtung des Zylinders (1) mehrere Rotorelemente (6, 12) angeordnet sind.
  8. 8. Antriebssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Rotorelement (13) als vorgefertigter Ring ausgebildet ist.
  9. 9. Antriebssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in Axialrichtung des Zylinders (1) mehrere Rotorelemente (6, 12, 13, 14) angeordnet sind.
  10. 10. Antriebssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Rotorelement (1) so ausgebildet ist, dass es die Funktion einer Komponente übernimmt, die ein Bestandteil des Zylinders (1) ist oder unmittelbar am Zylinder (1) angeordnet ist.
  11. 11. Antriebssystem nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Rotorelement (14) als Schmitzring des Zylinders (1) ausgebildet ist.
  12. 12. Antriebssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Statorelement (7) als ein Segment ausgebildet ist, das in der Nähe der Oberfläche des Zylinders (1) angeordnet ist.
  13. 13. Antriebssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Statorelemente (7) in Umfangsrichtung und/oder in Axialrichtung des Zylinders (1) angeordnet sind.
  14. 14. Antriebssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Antriebssystem ein Reluktanzantrieb ist.
  15. 15. Zylinder für eine Druckmaschine, dadurch gekennzeichnet, dass der Zylinder (1) von einem Antriebssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche angetrieben wird.






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