DE10046365A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Antrieb einer Druckeinheit - Google Patents

Abstract

Ein Antrieb einer Druckeinheit weist ein Paar aus Zylindern, insbesondere einen Formzylinder und einen Übertragungszylinder auf, welche mittels einer Kopplung miteinander mechanisch gekoppelt sind. Die beiden gekoppelten Zylinder werden jeweils über einen Antriebsmotor je Zylinder angetrieben.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Antrieb einer Druckeinheit gemäß dem Oberbegriff der Ansprüche 1 und 7.

Durch die EP 06 44 048 B1 ist eine Druckmaschine bekannt, wobei jeweils ein aus Form- und Übertragungszylindern bestehendes Zylinderpaar mechanisch fest gekoppelt ist und wobei jedes Paar über einen eigenen Antriebsmotor verfügt. Die Paare sind untereinander nicht koppelbar.

Die DE 44 30 693 A1 offenbart Druckeinheiten einer Druckmaschine mit verschiedenen Konfigurationen einzeln oder gruppenweise angetriebener Zylinder. Mit separatem Antrieb ausgeführte Zylinder bzw. Zylindergruppen stehen miteinander nicht in Antriebsverbindung.

Die EP 09 97 273 A2 offenbart eine Vierzylinder-Druckeinheit, wobei die vier Zylinder durch zwei Antriebsmotoren antreibbar sind. Zwei Kupplungen an den Zapfen der beiden Formzylinder und jeweils zwei auf den Zapfen der beiden Übertragungszylinder axial verschiebbare Zahnräder ermöglichen die Bildung unterschiedlicher Antriebsverbände. In einem Ausführungsbeispiel sind die Formzylinder zwecks Plattenwechsels durch Hilfsmotoren separat und unabhängig von den Übertragungszylindern antreibbar.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Antrieb einer Druckeinheit zu schaffen.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale der Ansprüche 1 und 7 gelöst.

Die mit der Erfindung erzielbaren Vorteile bestehen insbesondere darin, dass sie sowohl die Vorteile der Einzelantriebtechnik, nämlich die hohe Flexibilität, als auch die Vorteile der Bildung von gekoppelten, und mechanisch synchronisierten Antriebsverbänden vereint.

Die mechanische Kopplung eines Paares aus Form- und Übertragungszylinder während des Fortdruckes bzw. der Produktion, wobei jeder der beiden Zylinder einen eigenen, vollwertigen Antriebsmotor aufweist, ist besonders vorteilhaft. Durch entsprechende Verteilung der Antriebsleistung wird beispielsweise mittels einer der Antriebsmotoren ein Moment auf die i. d. R. ein Spiel aufweisende Kopplung, z. B. ineinander greifender Zahnräder, ausgeübt, welches die Kopplung in eine Anschlagslage bringt, und in dieser hält. Der andere der Antriebsmotoren bestimmt beispielsweise die relative Winkellage des Paares gegenüber eines zusammen wirkenden Gegendruckzylinders.

In vorteilhafter Weise bildet die Ausführung des Form- und des Übertragungszylinders mit jeweils einem eigenen Antriebsmotor in Verbindung mit der mechanischen Kopplung eine Redundanz und somit einen sog. "Full Backup" für den Antrieb der beiden Zylinder während des Fortdruckes.

Vorteilhaft ist eine Ausgestaltung, wobei die Kopplung schaltbar, d. h. wahlweise trennbar ausgeführt ist. Somit ist bei unterbrochener Kopplung, z. B. bei geöffneter Kupplung, die Unabhängigkeit der Zylinder gewährleistet, wie dies insbesondere für Rüstzwecke, z. B. einen Plattenwechsel, einen Gummituchwechsel, ein Waschen oder Voreinfärben, vorteilhaft ist. Auf unterschiedlich zu den Antriebsmotoren dimensionierte Hilfsantriebe für Rüstzwecke kann somit verzichtet werden.

In einer vorteilhaften Ausführungsform ist die Kupplung als kontinuierliche, z. B. kraftschlüssige Kupplung ausgeführt, welche keine Vorzugsstellung für die Verbindung der Kupplungshälften zueinander aufweist. In diesem Fall ist eine Änderung der relativen Drehwinkellage der beiden Zylinder, z. B. zwecks Korrektur des Längs- bzw. Schnittregisters möglich, ohne, dass gleichzeitig Form- und Übertragungszylinder gedreht werden. Ein Einfluß auf eine mit dem Übertragungszylinder zusammen wirkende Bahn ist so vermeidbar.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben.

Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Seitenansicht einer Druckeinheit;

Fig. 2 eine schematische Darstellung eines ersten Ausführungsbeispiels für den Antrieb einer Druckeinheit mit einer festen Kopplung eines Paares von Zylindern;

Fig. 3 eine schematische Darstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels für den Antrieb einer Druckeinheit mit einer lösbaren, formschlüssigen Kopplung eines Paares von Zylindern;

Fig. 4 eine schematische Darstellung eines dritten Ausführungsbeispiels für den Antrieb einer Druckeinheit mit einer lösbaren, kraftschlüssigen Kopplung eines Paares von Zylindern.

Eine Druckeinheit 01 einer Rotationsdruckmaschine weist ein Paar 02 aus zwei miteinander mechanisch gekoppelten Zylindern 03; 04, z. B. einem Formzylinder 03 und einem mit dem Formzylinder 03 in einer Druck-An-Stellung zusammen wirkenden ersten Übertragungszylinder 04, auf. Der erste Übertragungszylinder 04 wirkt in einer Druck-An- Stellung über eine Bahn 06, z. B. eine Bedruckstoffbahn 06 oder Papierbahn 06, mit einem weiteren Zylinder 07, z. B. einem Gegendruckzylinder 07, insbesondere einem Stahlzylinder 07 oder einem zweiten Übertragungszylinder 07 zusammen. Die Zylinder 03; 04; 07 sind in nicht näher bezeichneten Gestellwänden drehbar gelagert.

Der Formzylinder 03 und der Übertragungszylinder 04 weisen jeweils einen Motor 08; 09, insbesondere einen Antriebsmotor 08; 09 auf, welcher während des Fortdruckes bzw. der Produktion den jeweiligen Zylinder 03; 04 antreibt. Die Antriebe der beiden Zylinder 03; 04 sind über eine Kopplung 11 miteinander mechanisch gekoppelt bzw. koppelbar.

Der Gegendruckzylinder 07 ist unabhängig von den Zylindern 03; 04 des Paares 02 antreibbar und weist bevorzugt ebenfalls einen eigenen Motor 12, insbesondere einen eigenen Antriebsmotor 12 auf. Ist der Gegendruckzylinder 07 als zweiter Übertragungszylinder 07 ausgeführt, so kann dieser mit einem nicht dargestellten weiteren Formzylinder gemeinsam, oder aber mit diesem Formzylinder in gleicher Weise wie das Paar 02 angetrieben sein.

Die Antriebsmotoren 08; 09 sind als Elektromotoren, insbesondere als lagegeregelte Elektromotoren ausgeführt, welche eine exakte Bestimmung und Korrektur der Drehlage des jeweiligen Zylinders 03; 04 erlauben. Es kann jedoch auch einer der Antriebsmotoren 08; 09 lagegeregelt und der andere der Antriebsmotoren 09; 08 drehmomentengeregelt ausgeführt sein. Vorteilhaft ist die Ausführung des Antriebsmotors 12 des Gegendruckzylinders 07 ebenfalls als lagegeregelter Elektromotor.

In einem ersten Ausführungsbeispiel (Fig. 2) erfolgt der Antrieb des Formzylinders 03 und des Übertragungszylinders 04 durch die Antriebsmotoren 08; 09 über jeweils ein Getriebe. Beispielsweise kämmt ein jeweils am Antriebsmotor 08; 09 angeordnetes Ritzel 13; 14 mit einem an einem Zapfen 16; 17 des Zylinders 03; 04 angeordneten Zahnrades 18; 19. Der Antrieb kann aber auch über Riemen oder Ketten erfolgen. Die Kopplung 11 erfolgt hier ebenfalls durch die beiden Zahnräder 18; 19, welche formschlüssig miteinander kämmen. Der Antrieb des Gegendruckzylinders 07 erfolgt beispielsweise ebenfalls über ein am Antriebsmotor 12 angeordnetes Ritzel 21, welches auf ein an einem Zapfen 22 des Gegendruckzylinders 07 drehfest angeordnetes Zahnrad 23 abtreibt.

In einer nicht dargestellten Variante des ersten Ausführungsbeispiels treiben die Antriebsmotoren 08; 09 die Zylinder 03; 04 nicht über ein Ritzel 13; 14, sondern jeweils direkt und axial in Verlängerung der Motorwelle, ggf. über eine einen Winkel oder Versatz ausgleichende Gelenkverbindung, an.

In einem zweiten Ausführungsbeispiel (Fig. 3) weist die Kopplung 11 eine schaltbare, formschlüssige Kupplung 24 auf. Hierbei ist beispielsweise auf dem Zapfen 16; 17 eines der Zylinder 03; 04 ein Zahnrad 26 axial verschiebbar, jedoch drehfest angeordnet. Dieses Zahnrad 26 ist durch axiales Verschieben mit einem drehfest auf dem Zapfen 17; 16 des anderen Zylinders 04; 03 angeordneten Zahnrad 27 in Eingriff bringbar. Im Beispiel ist das verschiebbare Zahnrad 26 auf dem Zapfen 16 des Formzylinders 03 angeordnet und stellt zusammen mit einer nicht näher bezeichneten und nicht dargestellten Betätigungseinrichtung die Kupplung 24 dar. Das dem verschiebbaren Zahnrad 26 zugeordnete Ritzel 13 ist vorteilhafter Weise derart ausgeführt, dass es mit dem Zahnrad 26 in eingekuppelter sowie ausgekuppelter Stellung kämmt.

In einem dritten vorteilhaften Ausführungsbeispiel (Fig. 4) weist die Kopplung 11 eine kontinuierliche, kraftschlüssige Kupplung 28 auf, welche beispielsweise als fernbetätigbare Scheiben, Lamellen- oder Magnetkupplung, ausgeführt ist. Ein auf einem der Zapfen 16; 17 der Zylinder 03; 04 drehfest angeordnetes Zahnrad 29 steht im ständigen Eingriff mit einem am Zapfen 17; 16 des jeweils anderen Zylinders 04; 03 drehbar angeordneten Zahnrad 31. Das drehbar gelagerte Zahnrad 29 ist mittels der kontinuierlichen Kupplung 28 in jeder Drehlage wahlweise drehfest mit dem Zapfen 17; 16 des zugeordneten Zylinders 04; 03 verbindbar bzw. lösbar.

Vorteilhaft ist die Ausführung der Kupplung 28 aus dem dritten Ausführungsbeispiel in der Weise, dass in der Ruhelage der Kupplung 12 der Kraftschluß, beispielsweise durch Federkraft, wirksam ist, während bei Betätigung, beispielsweise eines Druckmittels, die Kupplung 28 gelöst ist.

Wird in der Anordnung der Fig. 4 die kraftschlüssige, kontinuierliche Kupplung 28 beispielsweise durch eine Klauenkupplung oder eine anders geartete formschlüssige Kupplung 28 ausgetauscht, so führt auch die Anordnung nach dem dritten Ausführungsbeispiel zu einer schaltbaren, formschlüssigen Kopplung 11.

Zumindest einer der beiden Antriebsmotoren 08; 09; bzw. der Zylinder 03; 04 des Paares sowie der Antriebsmotor 12 bzw. der Gegendruckzylinder 07 weisen zumindest eine Einrichtung auf, die auf die Drehlage des betreffenden Zylinders 03; 04; 07 schließen läßt, und diese Information an eine Regeleinrichtung 32 zur Verarbeitung weiterleitet.

Mindesten an einem der Antriebsmotoren 08; 09 des Paares 02 kann ggf. auch das anliegenden Drehmomente ermittelt werden. Die Regeleinrichtung 32 ermittelt beispielsweise die relativen Drehlagen der Zylinder 03; 04; 07, insbesondere des Formzylinders 03 und des Gegendruckzylinders 07, sowie ggf. die anliegenden Drehmomente und regelt bei einer Abweichung von vorgegebenen Sollwerten für die Drehlagen bzw. Drehmomente die Leistungszufuhr für die Antriebsmotoren 08; 09; 12.

Die Funktionsweise des Antriebes der Druckeinheit 01 ist wie folgt:
Während des Fortdruckes, die Bahn 06 läuft in Fig. 1 beispielsweise von unten nach oben, sind jeweils der Formzylinder 03 und der erste Übertragungszylinder 04 sowie der erste Übertragungszylinder 04 und der Gegendruckzylinder 07 aneinander angestellt und wickeln jeweils gegensinnig aneinander ab. Einer der beiden Antriebsmotoren 08; 09 des Paares 02, z. B. der Antriebsmotor 08 des Formzylinders 03, treibt lagegeregelt und synchron zum Gegendruckzylinder 07 den Formzylinder 03 an. Der andere Antriebsmotor 09; 08 des Paares 02, z. B. der Antriebsmotor 09 des Übertragungszylinders 04, eilt dem Antriebsmotor 08 des Formzylinders 03 voraus, so dass in der Kopplung 11 ein Moment erzeugt wird, welches beispielsweise die Zähne der Ritzel 13; 14 und Zahnräder 18; 19; 26; 27; 29; 31 sicher an einer Flanke anliegen läßt und somit ein ungleichmäßiges Drehen aufgrund von Zahnradspiel unterbindet. Ebenso ist auch eine Nacheilung des Antriebsmotors 09 möglich, wobei in diesem Fall die andere Flanke der Zahnräder 18; 19; 26; 27; 29; 31 jeweils wechselseitig als Anschlag dient.

Die "Voreilung" ist in diesem Zusammenhang keine echte Voreilung, die sich durch eine erhöhte Drehzahl des Zylinders 04 äußern würde. Dies wird durch die Kopplung 11 der beiden Zylinder 03; 04 verhindert. Vielmehr ist hier als "Voreilung" der Sachverhalt zu verstehen, dass der betreffende Antriebsmotor 09 entgegen dem Widerstand der Kopplung 11 z. B. eine erhöhte Leistungsaufnahme aufweist, welche ohne den Widerstand eine echte Voreilung bzw. Drehzahlerhöhung bewirken würde. In der Kopplung 11 wird ein in Drehrichtung wirkendes Moment erzeugt. In gleicher Weise ist als Nacheilung eine Quasi-Nacheilung zu verstehen, die z. B. bei verminderter Leistungsaufnahme durch eine Bremswirkung ein der Drehrichtung entgegenwirkendes Moment innerhalb der Kopplung 11 erzeugt.

Es ist auch möglich alle drei Zylinder 03; 04; 07 lagegeregelt zu betreiben, wobei jedoch der Formzylinder 03 mit einer Nacheilung oder Voreilung betrieben wird und die Kopplung 11 mit dem Moment beaufschlagt.

Fällt einer der beiden Antriebsmotoren 08; 09 des gekoppelten Paares 02 aus oder muß während einer laufenden Produktion einer Inspektion oder Wartung unterzogen werden, so kann das Paar 02 durch den anderen Antriebsmotor 09; 08 weiter betrieben werden.

Ist die Kopplung 11 der beiden Zylinder 03; 04 des Paares 02 mit einer schaltbaren Kupplung 24; 28 ausgeführt, so wird beispielsweise zur Ausführung von Rüstarbeiten die Kupplung 24; 28 gelöst, so dass die beiden Zylinder 03; 04 des Paares 02 unabhängig voneinander durch die beiden Antriebsmotoren 08; 09 antreibbar sind, wie es beispielsweise bei parallel ausführbaren Rüstarbeiten oder bei eingezogener, im Stillstand befindlicher Bahn 06, oder bei einem fliegenden Plattenwechsel während einer laufenden Bahn 06 vorteilhaft ist.

Weist die Kopplung 11 eine schaltbare, kontinuierliche Kupplung 28, z. B. eine reib- oder kraftschlüssige Kupplung 28 auf, so ist auch eine Korrektur kleinster Abweichungen im Längs- oder Schnittregister durch Änderung der relativen Drehlage der Zylinder 03; 04; 07 zueinander, insbesondere des Formzylinders 03 zum Übertragungszylinder 04, möglich, ohne dass beispielsweise der mit der Bahn 06 zusammen wirkende Übertragungszylinder 04 eine Lageänderung erfährt.

Bezugszeichenliste

01

Druckeinheit

02

Paar

03

Zylinder, Formzylinder (

02

)

04

Zylinder, Übertragungszylinder, erster (

02

)

05

-

06

Bahn, Bedruckstoffbahn, Papierbahn

07

Zylinder, Gegendruckzylinder, Stahlzylinder, Übertragungszylinder, zweiter

08

Motor, Antriebsmotor (

03

)

09

Motor, Antriebsmotor (

04

)

10

-

11

Kopplung

12

Motor, Antriebsmotor (

07

)

13

Ritzel (

08

)

14

Ritzel (

09

)

15

-

16

Zapfen (

03

)

17

Zapfen (

04

)

18

Zahnrad (

16

)

19

Zahnrad (

17

)

20

-

21

Ritzel (

12

)

22

Zapfen (

07

)

23

Zahnrad (

22

)

24

Kupplung (

11

)

25

-

26

Zahnrad (

16

)

27

Zahnrad (

17

)

28

Kupplung (

11

)

29

Zahnrad (

16

)

30

-

31

Zahnrad (

17

)

32

Regeleinrichtung

Claims (15)

1. Verfahren zum Antrieb einer Druckeinheit (01), welche ein Paar (02) aus Zylindern (03; 04), insbesondere einen Formzylinder (03) und einen Übertragungszylinder (04), aufweist, wobei eine mechanische Kopplung (11) der beiden Zylinder (03; 04) erfolgt, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden gekoppelten Zylinder (03; 04) mittels zweier, jeweils einem der Zylinder (03; 04) zugeordneten Antriebsmotoren (08; 09) angetrieben werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass einer der beiden Antriebsmotoren (08; 09) mit einer ein Moment in der Kopplung (11) erzeugenden Voreilung gegenüber dem anderen der Antriebsmotoren (09; 08) betrieben wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der ein Moment erzeugende Antriebsmotor (08; 09) bezüglich eines anliegenden Drehmomentes geregelt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest einer der beiden Zylinder (03; 04) des Paares (02) lagegeregelt bezüglich seiner Drehlage angetrieben wird.

5. Verfahren nach den Ansprüchen 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Übertragungszylinder (04) mit einer Voreilung gegenüber dem Formzylinder (03), und dass der Formzylinder (03) lagegeregelt bezüglich seiner Drehlage angetrieben wird.

6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein mit dem Übertragungszylinder (04) zusammen wirkender Gegendruckzylinder (07) mechanisch unabhängig vom Übertragungszylinder (04) angetrieben wird.

7. Vorrichtung zum Antrieb einer Druckeinheit (01), welche ein Paar (02) aus Zylindern (03; 04), insbesondere einen Formzylinder (03) und einen Übertragungszylinder (04) aufweist, wobei die beiden Zylinder (03; 04) mittels einer Kopplung (11) mechanisch miteinander gekoppelt sind, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden gekoppelten Zylinder (03; 04) mittels zweier, jeweils einem der Zylinder (03; 04) zugeordneten Antriebsmotoren (08; 09) antreibbar sind.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens einer der Antriebsmotoren (08; 09) als bezüglich seiner Drehlage geregelter Elektromotor ausgeführt ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der ein Moment in der Kopplung (11) erzeugende Antriebsmotor (08; 09) als bezüglich eines anliegenden Drehmoments regelbarer Elektromotor ausgeführt ist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens einer der Antriebsmotoren (08; 09) als bezüglich eines Momentes geregelter Elektromotor ausgeführt ist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Kopplung (11) eine schaltbare Kupplung (24; 28) aufweist.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplung (28) als kraftschlüssige kontinuierlich koppelbare Kupplung (28) ausgeführt ist.

13. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass ein mit dem Übertragungszylinder (04) zusammen wirkender Gegendruckzylinder (07) mechanisch unabhängig vom Übertragungszylinder (04) antreibbar ist.

14. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Paar (02) Bestandteil einer vierzylindrigen Brücken-Druckeinheit ist.

15. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Paar (02) Bestandteil einer neun- oder zehnzylindrigen Satelliten-Druckeinheit ist.