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2.1.4 Grundgetriebe in den Maschinen der Druckweiterverarbeitung

Jede Maschine setzt sich aus einfachen Vorrichtungen, den Grundgetrieben, zusammen. Es gibt sechs Grundgetriebe, nämlich Schraub-, Rollen-, Zahnräder-. Kurbel-, Kurven- und Sperrgetriebe. Jedes dieser sechs Grundgetriebe ist einfach. Es besteht aus nur drei Gliedern, dem Gestell, dem Antriebs- und dem Abtriebsglied. In manchen Fällen kommt noch ein viertes Glied hinzu. Es verbindet das Antriebsglied mit dem Abtriebsglied und heißt Koppel. Die Grundgetriebe bilden in abgewandelten Wiederholungen den wesentlichen Aufbau jeder Maschine. An bewegten Teilen der Getriebe kann man sich schwer verletzen. Deshalb müssen Gefahrstellen an Getrieben und Antrieben verkleidet sein, d.h., die Schutzeinrichtungen müssen von allen Seiten aus den Zugriff zu den Gefahrstellen sicher verhindern.

Schraubgetriebe.
Mit Hilfe des Schraubgetriebes werden rotierende, kreisende Bewegungen in geradlinige umgewandelt. Im Gestell ist das Antriebsglied, die Schraube, drehbar gelagert. Auf ihr sitzt das mit einem Muttergewinde versehene Abtriebsglied. Die Schraube schiebt bei ihrer Drehung das Abtriebsglied geradlinig seitwärts. Ganz einfache Maschinen bestehen in der Hauptsache aus einem einzigen Schraubgetriebe. Die Stockpresse des Buchbinders ist ein Beispiel dafür. In den Handpressen der Buchdrucker des fünfzehnten und sechzehnten Jahrhunderts übten Schraubgetriebe den Anpressdruck aus. Eine hölzerne Schraube, die Spindel, presste während ihrer Drehung im feststehenden hölzernen Muttergewinde den Tiegel nach unten gegen die Druckform.

Rollengetriebe.
Rollengetriebe übertragen Drehleistungen. Es gibt dreigliedrige und viergliedrige Rollengetriebe. Die Antriebsrolle des dreigliedrigen Getriebes berührt die Abtriebsrolle und treibt sie an. Beim viergliedrigen Getriebe verbindet ein Riemen die Antriebs- mit der Abtriebsrolle. Das Rollengetriebe kann Drehzahlen umwandeln. Wenn zum Beispiel die Drehzahl der Abtriebsrolle hoch sein soll, dann muss ihr Durchmesser kleiner als der Durchmesser der Antriebsrolle sein. Soll dagegen die Drehzahl der Abtriebsrolle klein sein, dann muss ihr Durchmesser größer als der der Antriebsrolle sein.
Der genaue Sachverhalt lässt sich kurz durch eine Formel ausdrücken: n1:n2 = d2:d1
Dabei ist n1 die Drehzahl der ersten Rolle, n2 die Drehzahl der zweiten Rolle. Mit d2 ist der Durchmesser der zweiten Rolle, mit d1 der Durchmesser der ersten Rolle gemeint.
Man kann das auch so ausdrücken: Die Drehzahl der ersten Rolle verhält sich zur Drehzahl der zweiten Rolle wie der Durchmesser der zweiten Rolle zum Durchmesser der ersten Rolle. Oder ganz kurz: Die Drehzahlen verhalten sich umgekehrt wie die Durchmesser.
Ganze Reihen direkt aufeinander wirkender Rollengetriebe bilden die Walzen der Farbwerke der Druckmaschinen. Diese Farbwerke sind so aufgebaut, dass sich immer eine Walze aus elastischem Material mit einer harten Walze abwechselt. Das elastische Material, Gummi oder Kunststoff, schmiegt sich an die Metallwalze an und bildet eine für die Energieübertragung günstige Berührungsfläche. Die in dieser Berührungsfläche auftretende rollende Reibung begünstigt den Übergang der Drehleistungen von der Antriebs auf die Abtriebswalze.
Als Rollengetriebe sind auch die gegeneinander wirkenden Walzen der Taschen-Falzmaschinen anzusehen.

Zahnrädergetriebe.
Zahnrädergetriebe übertragen ebenso wie die Rollengetriebe Drehleistungen von einem Drehkörper auf den anderen. Sie unterscheiden sich von den Rollengetrieben durch die größere Genauigkeit ihrer Abrollbewegung. Die Rollengetriebe übertragen die Drehleistungen mittels Reibung. Dabei muss mit mehr oder weniger großem Schlupf, also mit Zurückbleiben der getriebenen Rolle hinter der treibenden Rolle gerechnet werden. Im Zahnrädergetriebe können keine Schlupferscheinungen auftreten, weil der Zahneingriff die Drehübertragung zwangsläufig macht. An die Stelle eines der Zahnräder kann auch eine Zahnstange treten. Sie ist als Teil eines Zahnrades mit unendlich großem Durchmesser anzusehen. Wenn die beiden Zahnräder so weit voneinander gelagert sind, dass sie nicht ineinandergreifen, wird die Verbindung durch Zwischenräder oder durch eine Kette hergestellt. Zahnrädergetriebe wandeln wie die Rollengetriebe Drehzahlen um. Dabei gilt die gleiche Gesetzmässigkeit, dass sich die Drehzahlen zueinander umgekehrt wie die Durchmesser verhalten. An die Stelle des Durchmessers kann bei Drehzahlberechnungen die Anzahl der Zähne treten. Wenn von zwei miteinander im Eingriff stehenden Zahnrädern das eine 40 Zähne, das andere 20 Zähne hat, muss sich das kleine Zahnrad zweimal drehen, während sich das große einmal dreht. Die Drehzahlen verhalten sich also zueinander umgekehrt wie die Zähnezahlen.

Kurbelgetriebe.
Die Kurbelgetriebe verwandeln kreisende in schwingende oder – umgekehrt – schwingende in kreisende Bewegungen. Der zuletzt genannte Fall tritt beim Otto- und Dieselmotor auf. Hier werden die Bewegungen eines hin und her schwingenden Kolbens mit Hilfe eines Kurbelgetriebes in drehende Bewegungen umgesetzt. In anderen Fällen erzeugt das Kurbelgetriebe aus kreisenden Bewegungen schwingende Bewegungen in geraden Linien oder in verschiedenartig gekrümmten Bahnen. Jedes Kurbelgetriebe lässt sich in Bezug auf seine Wirkungsweise aus der Viergelenkkette ableiten. Diese besteht aus vier Gliedern, die durch Zapfenlager beweglich miteinander verbunden sind. Die Viergelenkkette wird zum Kurbelgetriebe, wenn wir eines der vier Glieder festhalten. Dieses Glied wird dann zum Gestell.

Exzentergetriebe.
Der Exzenter ist eine kreisförmige Scheibe, die ihren Drehpunkt exzentrisch, also außerhalb des Mittelpunktes der Scheibe hat. Häufig werden die nicht oder nur zum Teil kreisförmigen Scheiben als Exzenter bezeichnet. Das ist jedoch nicht richtig. Bei diesen Scheiben handelt es sich nicht um Exzenter, sondern um Kurvenscheiben. Wenn in einem Kurbelgetriebe der Kurbelkreisradius so klein ist, dass sich eine Kurbel nicht herstellen lässt, verwendet man einen Exzenter. Der Exzenter wirkt als Kurbel mit kleinem Kurbelradius. Diesem Radius entspricht beim Exzenter die Exzentrizität. Das ist die Strecke vom Mittelpunkt des Exzenters bis zum Mittelpunkt der Welle. Ein Exzentergetriebe besteht aus der Welle, dem Exzenter, dem Exzenterbügel und der Exzenterstange. Der Exzenterbügel umschließt den Exzenter wie ein Ring. Er ist fest mit der Exzenterstange verbunden. Ein Nachteil des Exzentergetriebes liegt in dem verhältnismäßig hohen Reibungswiderstand, der seine Ursache in den großen Berührungsflächen zwischen Exzenter und Exzenterbügel hat.

Kurvengetriebe.
Das Kurvengetriebe gestattet die Erzeugung fast aller praktisch vorkommenden Bewegungsabläufe. Es ist in den Maschinen der Druckweiterverarbeitung in großer Anzahl zu finden. Vom Exzentergetriebe unterscheidet sich das Kurvengetriebe durch die größere Vielfalt der Abtriebsbewegungen. Die Teile des Kurvengetriebes bilden eine Wirkungskette, die sich aus dem Gestell, dem Kurventräger und dem Abtriebsglied zusammensetzt. Der Kurventräger kann sowohl eine Kurvenscheibe als auch ein Kurvenschlitten sein.

Sperrgetriebe.
Sperrgetriebe wandeln gleichförmige Antriebsbewegungen in ungleichförmige, zeitweise aussetzende Bewegungen um. Sie erfüllen vielerlei Aufgaben. Man findet Sperrgetriebe in Türschlössern, Uhren, Schaltern, Signalgeräten, Schusswaffen und in vielen anderen Mechanismen. Die allen Sperrgetrieben gemeinsame Eigenschaft ist die Unstetigkeit der Bewegungen. Dadurch unterscheiden sie sich wesentlich von den anderen fünf Grundgetrieben, den Schraub-, Rollen-, Zahnräder-, Kurbel- und Kurvengetrieben, die mit einer gewissen Gleichmäßigkeit und Stetigkeit arbeiten. Bei den Sperrgetrieben erfolgen die Bewegungsübergänge ruckartig. Eine Art des Sperrgetriebes kommt in den Druckweiterverarbeitungsmaschinen besonders häufig vor: das Schrittschaltwerk. Es gibt Schrittschaltwerke für kleine und für große Schaltwinkel.

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