Die vorliegende Erfindung betrifft einen Riementrieb, umfassend eine erste Riemenscheibe, mindestens eine zweite Riemenscheibe, einen um die beiden Riemenscheiben umlaufenden Riemen und eine Zuleitung für Kühlluft, nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Des Weiteren betrifft die Erfindung eine Bogenbremse einer Druckbogen verarbeitenden Maschine, mit einem ungleichförmigen Bewegungsverlauf bei konstanter Geschwindigkeit der Maschine, nach dem Oberbegriff des Anspruchs 4.

Die Erfindung entstand vor folgendem Hintergrund: Bogenausleger von Druckmaschinen umfassen Bogenbremsen zum Bremsen der Druckbogen. Diese Bogenbremsen umfassen umlaufende Bremselemente, z. B. Bremsscheiben oder Bremsbänder, welche Bremselemente beim Bremsen den Druckbogen kontaktieren. Bei Bogenbremsen früherer Bauart liefen diese Bremselemente bei konstanter Maschinengeschwindigkeit oder Druckgeschwindigkeit mit gleichförmiger Geschwindigkeit um. Bei Bogenbremsen modernerer Bauart laufen die Bremselemente bei konstanter Maschinengeschwindigkeit mit ungleichförmiger Geschwindigkeit um. Hierbei werden die Bremselemente entsprechend einem Geschwindigkeitsprofil im Fördertakt der Druckbogen periodisch verzögert und wieder beschleunigt. Solche Bogenbremsen werden auch als getaktete Bogenbremsen bezeichnet.

In DE 10 2005 022 240 A1 ist eine getaktete Bogenbremse beschrieben und sind Maßnahmen vorgeschlagen, durch welche die Anforderungen an die Dynamik eines die Bremselemente antreibenden Hilfsantriebs verringert werden können. Dieser Hilfsantrieb hat eine Motorwelle, welche mit einer Antriebswelle der Bogenbremse fluchtet und starr verbunden ist.

Es hat sich in der Praxis herausgestellt, dass aus bauräumlichen Gründen eine derartige Anordnung des Hilfsantriebs nicht in jedem Fall möglich ist. Deshalb ist ein axialer Versatz des Hilfsantriebs relativ zur Antriebswelle der Bogenbremse erwägenswert. Ein solcher Versatz würde aber ein Getriebe erfordern, um das Drehmoment vom Hilfsantrieb auf die Antriebswelle zu übertragen. Als ein solches Getriebe käme ein Riementrieb in Frage, der wenig Einbauraum beansprucht und einen Zahnriemen umfasst.

Untersuchungen haben jedoch ergeben, dass die derzeit auf dem Markt befindlichen Zahnriemen den hohen dynamischen Belastungen nicht gewachsen sind, denen ein solcher Zahnriemen bei einem Einsatz in dem Riementrieb einer getakteten Bogenbremse ausgesetzt ist. Insbesondere bei hohen Druckgeschwindigkeiten und damit verbundenen hohen Taktfrequenzen kommt es zu einer Überhitzung des Zahnriemens, infolge welcher die Verschleißfestigkeit des Zahnriemens rapide abnimmt und der Zahnriemen seine Zähne verliert.

In diesem Zusammenhang ist es erwägenswert, den Riementrieb mittels Kühlluft zu kühlen. Beispielsweise ist in EP 0 309 598 B1 ein Riementrieb beschrieben, dessen Riemenscheiben und Zahnriemen in einem Gehäuse sitzen, dessen Wand eine Einlassöffnung für einen Kühlluftstrom aufweist. Der aus der Einlassöffnung austretende Kühlluftstrom verteilt sich innerhalb des gesamten Gehäuses. Die daraus resultierende Kühlung ist nicht sehr effektiv.

In DE 83 22 094 U1 ist eine Riemenscheibe für einen Keilriemen beschrieben. Diese Riemenscheibe ist mit Löchern versehen, die von Kühlluft durchströmt werden und unterhalb des Keilriemens umfangsseitig münden, so dass der Keilriemen von der Unterseite her mit der Kühlluft angeblasen wird. Die Riemenscheibe ist mit einer radialverdichterartigen Beschaufelung versehen, so dass ein zusätzliches Gebläse zur Erzeugung des Kühlluftstromes und eine Zuleitung zum Zuleiten des vom Gebläse erzeugten Kühlluftstromes zur Riemenscheibe nicht erforderlich sind. Möglicherweise ist die von dieser Kühleinrichtung bewirkte Kühlwirkung für einen Keilriementrieb ausreichend, jedoch ist sie es nicht für einen extrem hoch belasteten Zahnriementrieb.

Deshalb liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Riementrieb mit besonders effektiver Kühlung zu schaffen. Insbesondere liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen für eine getaktete Bogenbremse geeigneten Riementrieb zu schaffen und eine getaktete Bogenbremse zu schaffen, die einen hoch belastbaren Riementrieb umfasst.

Diese Aufgabe wird durch einen Riementrieb mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und durch eine Bogenbremse mit den Merkmalen des Anspruchs 4 gelöst.

Der erfindungsgemäße Riementrieb, umfassend eine erste Riemenscheibe, mindestens eine zweite Riemenscheibe, einen um die beiden Riemenscheiben umlaufenden Riemen und eine Zuleitung für Kühlluft, ist dadurch gekennzeichnet, dass die Zuleitung derart ausgebildet und angeordnet ist, dass die Kühlluft im Wesentlichen ausschließlich der ersten Riemenscheibe zugeleitet wird. Bei der ersten Riemenscheibe handelt es sich vorzugsweise um die den Riemen antreibende Riemenscheibe, wobei es sich bei der zweiten Riemenscheibe um die vom Riemen angetriebene Riemenscheibe handelt. Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass es effektiv ist, die Kühlluft auf die antreibende, erste Riemenscheibe zu konzentrieren und dass die angetriebene, zweite Riemenscheibe keiner Kühlung durch die Kühlluft bedarf. Als die Kühlluft kann Luft mit einer der Umgebungs- oder Raumtemperatur entsprechenden Temperatur oder auf eine darunter liegende Temperatur temperierte Luft verwendet werden. Die Kühlwirkung ist gewährleistet, wenn die Kühlluft eine geringere Temperatur als die zu kühlende Riemenscheibe hat, was in den beiden genannten Fällen gewährleistet ist. Die Kühlluft ist der ersten Riemenscheibe über die Zuleitung von außen her zugeführte Blas- oder Druckluft, die aus einer von der ersten Riemenscheibe verschiedenen, externen Blas- oder Druckluftquelle stammt. Bei dieser Luftquelle kann es sich um ein Gebläse oder um eine zentrale Luftversorgung handeln. Die der ersten Riemenscheibe über die Zuleitung zugeleitete Kühlluft steht unter einem Überdruck, der z. B. 190 Millibar betragen kann. Bei großen dynamischen Belastungen, d. h., häufigem und starkem Beschleunigen und Abbremsen des Zahnriemens, würde ohne die erfindungsgemäßen Maßnahmen die Temperatur des Zahnriemens bis zu 140°C erreichen. Dadurch, dass der ersten Riemenscheibe die Kühlluft aus einer externen Luftquelle über die Zuleitung konzentriert zugeführt wird, lässt sich die Riementemperatur des Zahnriemens auf ca. 75°C absenken. Der Riemen gibt hierbei seine Wärme an die erste Riemenscheibe ab, von welcher die Wärme an die Kühlluft abgegeben wird. Der Riemen des erfindungsgemäßen Riementriebs ist vorzugsweise ein Zahnriemen und somit für die Anforderungen in einer Bogenbremse geeignet.

Weitere Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Riementriebs sind in den Unteransprüchen genannt. Bei einer dieser Weiterbildungen weist die erste Riemenscheibe im Wesentlichen achsparallele Durchgangslöcher auf. Diese Durchgangslöcher haben jeweils zwei Mündungen, eine in der einen Seiten- oder Planfläche der Riemenscheibe und die andere in der anderen Seiten- oder Planfläche der Riemenscheibe. Keine dieser beiden Mündungen des jeweiligen Durchgangsloches ist somit umfangsseitig bezüglich der Riemenscheibe angeordnet. Die Durchgangslöcher sind vorzugsweise sich geradlinig von der einen zur anderen Seite der Riemenscheibe erstreckende Bohrungen, welche im Wesentlichen parallel zur Rotationsachse der ersten Riemenscheibe verlaufen.

Bei einer weiteren Weiterbildung ist die Zuleitung derart ausgebildet und angeordnet, dass die Kühlluft durch die Durchgangslöcher hindurchgeleitet wird. Hierbei können die Durchgangslöcher eine Doppelfunktion erfüllen, nämlich zum einen als Luftkanäle für die Kühlluft dienen und zum anderen als Aussparungen zur Reduktion der Masse der ersten Riemenscheibe dienen.

Zur Erfindung gehört auch eine Bogenbremse einer Druckbogen verarbeitenden Maschine, mit einem ungleichförmigen Bewegungsverlauf bei konstanter Geschwindigkeit der Maschine, welche Bogenbremse dadurch gekennzeichnet ist, dass sie einen erfindungsgemäß oder einer der Weiterbildungen entsprechend ausgebildeten Riementrieb umfasst. Bei der Bogenbremse handelt es sich um eine sogenannte getaktete Bogenbremse, deren Bremselemente bei konstanter Maschinengeschwindigkeit, z. B. Druckgeschwindigkeit, im Fördertakt der Druckbogen periodisch beschleunigt und verzögert werden, wie dies in der Beschreibungseinleitung bereits erläutert worden ist. Aufgrund der sehr effektiv arbeitenden Kühleinrichtung des erfindungsgemäßen Riementriebs ist dieser für seinen Einsatz in der erfindungsgemäßen Bogenbremse besonders gut geeignet. Auch im Falle sehr hoher Maschinengeschwindigkeiten und einer dementsprechend hohen Taktfrequenz der Bogenbremse sind durch die erfindungsgemäßen Kühlungsmaßnahmen eine übermäßige Erhitzung und ein vorzeitiger Verschleiß des Riemens des Riementriebs der Bogenbremse ausgeschlossen. Beispielsweise kann es sich bei der die Druckbogen verarbeitenden Maschine um eine Bogendruckmaschine handeln, deren Maschinen- bzw. Druckgeschwindigkeit bis zu 18.000 Bogen pro Stunde betragen kann. Auch bei dem Einsatz der erfindungsgemäßen Bogenbremse in einer derartigen Hochleistungsmaschine ist eine ausreichend lange Standzeit des Riemens, bei welchem es sich vorzugsweise um einen Zahnriemen handelt, des Riementriebs der Bogenbremse gewährleistet.

Weitere konstruktiv und funktionell vorteilhafte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Riementriebs und der erfindungsgemäßen Bogenbremse ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele und der dazugehörigen Zeichnung.

In dieser zeigt:

1 die Seitenansicht einer Bogenbremse,

2 die Draufsicht auf die Bogenbremse,

3 ein Geschwindigkeits-Zeit-Diagramm der Bogenbremse,

4 einen Riementrieb der Bogenbremse,

5 ein erstes Ausführungsbeispiel einer Kühleinrichtung des Riementriebs aus 4 in der Seitenansicht,

6 die Draufsicht auf das erste Ausführungsbeispiel gemäß 5,

7 ein zweites Ausführungsbeispiel einer Kühleinrichtung des Riementriebs aus 4 in der Seitenansicht und

8 die Draufsicht auf das zweite Ausführungsbeispiel gemäß 7.

In den 1 bis 8 sind einander entsprechende Elemente und Bauteile mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet.

1 und 2 zeigen ausschnittsweise eine Druckmaschine 1 mit einem Bogenausleger 2 zum Auslegen von Bogen 4 aus Bedruckstoff auf einem Auslagestapel 3. Der Bogenausleger 2 umfasst einen Kettenförderer 5 mit Greiferbrücken 6 und eine Bogenbremse 8 mit in einer Reihe angeordneten Bremseinheiten 9. Die Bogenbremse 8 befindet sich in Laufrichtung 21 der Bogen gesehen nach einer Leiteinrichtung 7 zum Leiten der Bogen 4 und vor dem Auslagestapel 3. Jede Bremseinheit 9 umfasst ein umlaufendes Bremselement 10 und einen Vakuumanschluss 11 zum Beaufschlagen des Bremselements 10 mit Saugluft. Die Bremselemente 10 sind Saugscheiben und sitzen drehfest auf einer gemeinsamen Antriebswelle 12. Jedes Bremselement 10 kontaktiert beim Bremsen den Bogen 4 in einem anderen druckfreien Korridor 23. Zum Antreiben der Bremselemente 10 dient ein Hilfsantrieb 14, der von einem Hauptantrieb 13 der Druckmaschine 1 separat ist. Der Hilfsantrieb 14 und der Hauptantrieb 13 sind elektrische Motoren und werden von einer elektronischen Steuerungseinrichtung 15 angesteuert. Der Hilfsantrieb 14 hat eine Motorwelle 18, die relativ zu der Antriebswelle 12 achsparallel in Richtung des Auslagestapels 3 versetzt angeordnet ist. Die Motorwelle 18 und die Antriebswelle 12 sind über einen Riementrieb 22 antriebsmäßig miteinander verbunden. Der Riementrieb 22 umfasst ein Gehäuse 19.

3 zeigt mit Phantomlinie ein Geschwindigkeitsprofil 16 der Bogenbremse 8, welches als Programm in der Steuerungseinrichtung 5 enthalten ist. Mit Volllinie ist das korrespondierende Geschwindigkeitsprofil 17 der abzubremsenden Bogen 4 dargestellt. Mit dem Bezugszeichen v_S ist die Geschwindigkeit des abzubremsenden Bogens bezeichnet und mit dem Bezugszeichen v_B ist die Geschwindigkeit der Bogenbremse 8 bezeichnet. Das Bezugszeichen t bezeichnet die Zeit.

4 zeigt, dass in dem Gehäuse 19 des Riementriebs 22 eine erste Riemenscheibe 24, eine zweite Riemenscheibe 25, ein die Riemenscheiben 24, 25 umschlingender, endloser Zahnriemen 26 und eine nicht näher bezeichnete Spannrolle zum Spannen des Zahnriemens 26 angeordnet sind. Die erste Riemenscheibe 24 ist koaxial mit der Motorwelle 18 (vgl. 2) angeordnet und mit letzterer drehfest verbunden. Die zweite Riemenscheibe 25 ist koaxial mit der Antriebswelle 12 (vgl. 2) angeordnet und mit letzterer drehfest verbunden. Die Antriebsleistung wird also von der Motorwelle 18 und der ersten Riemenscheibe 24 über den Zahnriemen 26 auf die zweite Riemenscheibe 25 und die Antriebswelle 12 übertragen. Somit ist die erste Riemenscheibe 24 eine den Zahnriemen 26 antreibende Riemenscheibe und ist die zweite Riemenscheibe 25 eine vom Zahnriemen 26 angetriebene Riemenscheibe. Die erste Riemenscheibe 24 ist mit Durchgangslöchern 27 versehen, welche gleich verteilt in einer Umfangsreihe angeordnet sind.

Bei dem ersten Ausführungsbeispiel gemäß der 5 und 6 ist ein Gebläse 33 über eine Zuleitung 28 an das Gehäuse 19 angeschlossen. Die Zuleitung 28 umfasst Zuleitungskanäle 29, über welche ein vom Gebläse 33 erzeugter Kühlluftstrom in einen Ringspalt 30 geleitet wird, welcher sich zwischen dem Gehäuse 19 und einer Hohlwelle 20 befindet. Die Hohlwelle 20 ist Bestandteil der ersten Riemenscheibe 24.

Bei einer zeichnerisch nicht dargestellten Modifikation, bei welcher die Hohlwelle 20 nicht vorhanden ist, befände sich der Ringspalt 30 zwischen der Motorwelle 18 und dem Gehäuse 19.

Aus dem Ringspalt 30 strömt die Kühlluft durch eine Ringkammer 32 in die dem Hilfsantrieb 14 zugewandten Eintrittsöffnungen der Durchgangslöcher 27 hinein. Da das Gehäuse 19 die Hohlwelle 20 und die erste Riemenscheibe 24 im Bereich des Ringspaltes 30 und der Ringkammer 32 rundum dicht umschließt, kann die über die Zuleitung 29 eingebrachte Kühlluft nicht in andere Bereiche des Gehäuses 19 und nicht zur zweiten Riemenscheibe 25 hin entweichen. Die durch die Durchgangslöcher 27 strömende Kühlluft kühlt die erste Riemenscheibe 24 und den mit letzterer im Zahneingriff stehenden Zahnriemen 26 auf eine zulässige Betriebstemperatur ab. Nachdem die Kühlluft von dem Zahnriemen 26 und der ersten Riemenscheibe 24 die Wärme aufgenommen hat, tritt die Kühlluft aus den dem Hilfsantrieb 14 abgewandten Enden der Durchgangslöcher 27 aus und in einen ringförmigen Abluftkanal 31 ein. Der Abluftkanal 31 hat eine zur Umgebung hin offene Öffnung in Form einer Querbohrung 34, durch welche die erwärmte Kühlluft als Abluft in die Umgebung austritt. Ein Vorteil des in den 5 und 6 dargestellten Ausführungsbeispiels ist darin zu sehen, dass das Gebläse 33 eine sogenannte zentrale Druckluftversorgung der Druckmaschine 1 sein kann, wobei die zentrale Druckluftversorgung als die Kühlluft dienende Druckluft liefert, welche unter einem vergleichsweise geringen Überdruck steht. Ein vergleichsweise großer Überdruck der Kühlluft und somit ein zu der zentralen Druckluftversorgung zusätzliches Gebläse zur Erzeugung des den großen Überdruck aufweisenden Kühlluftstromes ist somit nicht erforderlich.

Bei dem in den 7 und 8 dargestellten zweiten Ausführungsbeispiel ist zwar das Gebläse 33 ein solches zu der zentralen Druckluftversorgung der Druckmaschine 1 zusätzliches Gebläse, jedoch ermöglicht dieses zusätzliche Gebläse in Verbindung mit der nachfolgend noch im Detail beschriebenen Ausbildung und Anordnung der Zuleitung 28 eine noch stärkere Kühlung der ersten Riemenscheibe 24 und des Zahnriemens 26 und somit eine noch höhere Druckgeschwindigkeit der Druckmaschine 1. Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß der 7 und 8 münden die Austrittsöffnungen der Durchgangslöcher 27 in eine Ringnut 35, welche in die vom Hilfsantrieb 14 abgewandte seitliche Planfläche der Riemenscheibe 24 eingebracht ist. Wie in 7 erkennbar, sind die Zuleitungskanäle 29 als Rohre ausgebildet und bezüglich der Riemenscheibe 24 diametral angeordnet. Die Zuleitungskanäle 29 sind jeweils an das Gebläse 33 angeschlossen, wie dies schematisch am Beispiel des einen Zuleitungskanals 29 dargestellt ist. Die Austrittsöffnungen der Zuleitungskanäle 29 liegen nah an der dem Hilfsantrieb 14 zugewandten Planfläche der Riemenscheibe 24. Die diese Austrittsöffnungen aufweisenden Rohrenden der Zuleitungskanäle 29 ragen in die Ringkammer 32 hinein. Im Laufe der Rotation der Riemenscheibe 24 gelangen die Eintrittsöffnungen der Durchgangslöcher 27 periodisch in luftleitende Gegenüberlage mit den Austrittsöffnungen der Zuleitungskanäle 29, wobei die Austrittsöffnungen und Eintrittsöffnungen ähnlich wie bei einem Drehventil zusammenwirken. Die Kühlluft strömt aus den Zuleitungskanälen 29 in jene Durchgangslöcher 27, welche den Zuleitungskanälen 29 in diesem Moment gegenüberliegen. Danach strömt die Kühlluft durch die Durchgangslöcher 27, wobei die Riemenscheibe 24 und der Zahnriemen 26 gekühlt werden. Die Kühlluft strömt aus den Durchgangslöchern 27 in die Ringnut 35 und in letzterer zu jenen Durchgangslöchern 27 und in diese hinein, welche sich zu diesem Zeitpunkt nicht in luftleitender Gegenüberlage mit den Zuleitungskanälen 29 befinden. Durch die zuletzt genannten Durchgangslöcher 27strömt die Kühlluft in die Ringkammer 32 und danach in den Ringspalt 30. Aus dem Ringspalt 30 entweicht die Kühlluft über die Abluftkanäle 31 in die Umgebung. Die Abluftkanäle 31 sind als in das Gehäuse 19 eingebrachte Querbohrungen ausgebildet.

1

Druckmaschine

2

Bogenausleger

3

Auslagestapel

4

Bogen

5

Kettenförderer

6

Greiferbrücke

7

Leiteinrichtung

8

Bogenbremse

9

Bremseinheit

10

Bremselement

11

Vakuumanschluss

12

Antriebswelle

13

Hauptantrieb

14

Hilfsantrieb

15

Steuerungseinrichtung

16

Geschwindigkeitsprofil (der Bogenbremse 8)

17

Geschwindigkeitsprofil (des Bogens 4)

18

Motorwelle

19

Gehäuse

20

Hohlwelle

21

Laufrichtung

22

Riementrieb

23

druckfreier Korridor

24

erste Riemenscheibe

25

zweite Riemenscheibe

26

Zahnriemen

27

Durchgangsloch

28

Zuleitung

29

Zuleitungskanal

30

Ringspalt

31

Abluftkanal

32

Ringkammer

33

Gebläse

34

Querbohrung

35

Ringnut

t

Zeit

vB

Bremsengeschwindigkeit

vS

Bogengeschwindigkeit