DE10106737A1

DE10106737A1 - Overcoming adhesive friction of rotatably mounted mechanical structure involves detecting if mechanical structure does not run up, applying definite current pulse to electric drive

Info

Publication number: DE10106737A1
Application number: DE10106737A
Authority: DE
Inventors: Karlheinz Huegel; Rolf Spilger
Original assignee: Heidelberger Druckmaschinen AG
Current assignee: Heidelberger Druckmaschinen AG
Priority date: 2000-03-07
Filing date: 2001-02-14
Publication date: 2001-09-13
Also published as: DE10106737A8

Abstract

The method involves detecting if the mechanical structure does not run up and then applying a definite current pulse to the electric drive (3) after switching the drive off. The current pulse can be adjusted in magnitude and duration and the reproducibility of the current pulse can be adjusted. The drive computer (1) outputs a fault warning if the structure has not run up after a defined number of current pulses. Independent claims are also included for the following: an arrangement for overcoming the adhesive friction of a rotatably mounted mechanical structure.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Überwindung der Haftreibung eines drehbar gelagerten mechanischen Gebildes, insbesondere eines Farbduktors einer Offsetdruckmaschine.The invention relates to a device and a method for overcoming the Stiction of a rotatably mounted mechanical structure, in particular one Color ductor of an offset printing machine.

Farbduktoren von Offsetdruckmaschinen werden neuerdings wegen der besseren Einstellbarkeit des Duktorhubs mittels separatem Elektromotor angetrieben. Wie bei anderen mechanischen Gebilden ist auch beim Farbduktor zur Überwindung der Haftreibung eine größere Leistung notwendig als im eigentlichen Betriebsfall. Ergibt sich dann noch eine betriebsbedingte größere Stillstandszeit, wodurch die dünne Farbschicht auf dem Farbduktor antrocknet, kann es passieren, dass der Farbduktor trotz Erhöhung des Antriebsmoments auf die maximale Leistung nicht in Drehbewegung versetzt werden kann. Selbiges gilt auch dann, wenn eine zu starke Anpressung der Farbbacken an den Farbduktor, beziehungsweise ein Antrocknen eines dünnen Farbfilms zwischen Farbduktor und Farbbacken dazu führt, dass der Farbduktor nicht in Drehbewegung versetzt werden kann. Diese sogenannten Farbbacken weisen eine Kontur auf, die sich an den Farbduktor anschmiegt um so ein Ausfließen der Druckfarbe aus dem damit begrenzten Formatbereich zu verhindern.Color ducts of offset printing presses are now used because of the better Adjustment of the duct stroke driven by a separate electric motor. As in other mechanical structures are also used to overcome the ink duct Stiction requires more power than in the actual operating case. Surrendered then a longer downtime due to operational reasons, which results in the thin layer of paint dries on the ink duct, it can happen that the ink duct despite increasing the Drive torque to the maximum power can not be rotated can. The same also applies if the color jaws are pressed too hard on the Ink ductor, or drying a thin ink film between the ink ductor and ink jaws means that the ink duct is not rotated can. These so-called color jaws have a contour that matches the color duct hugs the ink flowing out of the limited format range to prevent.

Um diesem Problem entgegenzuwirken, wurde bisher die Antriebsleistung des Antriebsmotors für den Duktor erhöht um auch für den auftretenden Störfall das notwendige Drehmoment verfügbar zu haben. Da ein solcher Störfall allerdings nur ganz selten vorkommt, ist die erhöhte Antriebsleistung des Antriebsmotors für den Duktor eine wirtschaftlich betrachtet ungünstige Lösung.In order to counteract this problem, the drive power of the Drive motor for the ductor increased by that also for the occurring malfunction to have the necessary torque available. Since such an accident, however, only in its entirety rarely occurs, the increased drive power of the drive motor for the doctor is one economically unfavorable solution.

Eine weitere aus dem Stand der Technik bekannte Möglichkeit besteht darin, den Antriebsmotor mit einer zuschaltbaren Schwungmasse zu versehen, die im Falle des geforderten erhöhten Drehmoments den Antriebsmotor unterstützt. Another possibility known from the prior art is that To provide drive motor with a switchable flywheel, which in the case of required increased torque supports the drive motor.

Die aus dem Stand der Technik bekannten Vorrichtungen weisen den Nachteil auf, dass sie entweder wirtschaftlich betrachtet sehr teuer, bzw. konstruktiv sehr aufwendig sind.The devices known from the prior art have the disadvantage that they either economically very expensive, or are structurally very complex.

Die Aufgabe der Erfindung besteht nun darin, zur Überwindung einer Haftreibung eines mechanischen Gebildes eine einfache und kostengünstige Lösung zu finden.The object of the invention is now to overcome a static friction mechanical structure to find a simple and inexpensive solution.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die Merkmale der Ansprüche 1, 6 und 9 gelöst.According to the invention, this object is achieved by the features of claims 1, 6 and 9 solved.

Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich durch die abhängigen Ansprüche 2-5 bzw. 7 und 8.Advantageous configurations result from the dependent claims 2-5 and 7 and 8.

Das erfindungsgemäße Verfahren bzw. die erfindungsgemäße Vorrichtung geht davon aus, dass ein Antriebsmotor für beispielsweise einen Farbduktor einer Offsetdruckmaschine maximal so groß ausgelegt wird, dass das im normalen Betriebsfall erforderliche Drehmoment aufgebracht werden kann. Dieses errechnet sich aus der Breite des Farbkastens in dem der Farbduktor gedreht wird und aus den Eigenschaften (im wesentlichen der Viskosität) der zu verdruckenden Farbe. Unvorhersehbare Einflüsse, wie das bereits erwähnte Antrocknen der Farbe oder das Anpressen der Farbbacken gehen mit einem Faktor bis zu einem gewissen Maß in die Berechnung ein. Trotzdem kann es passieren, dass das maximale Drehmoment des Motors nicht zum Anlaufen des mechanischen Gebildes führt.The method according to the invention and the device according to the invention assume that a drive motor for, for example, a color roller of an offset printing machine is designed to be so large that it is necessary in normal operation Torque can be applied. This is calculated from the width of the Ink box in which the ink duct is rotated and from the properties (in essential viscosity) of the ink to be printed. Unpredictable influences like the already mentioned drying of the paint or the pressing of the paint cheeks go with it a factor to a certain extent in the calculation. Still it can happen that the maximum torque of the motor does not start mechanical structure leads.

Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren wird der Rotor des Antriebsmotors als Schwungmasse und die darin gespeicherte Energie zur Überwindung der Haftreibung genutzt. Dies wird ermöglicht, indem der Rotor vor wirksam werden der Haftreibung durch einen Stromimpuls auf eine Drehzahl beschleunigt wird. Vorteilhafter Weise ist dieser Stromimpuls in Abhängigkeit von der Leistung des Motors bzw. der durch den Motor angetriebenen Komponenten wie Kupplung, Getriebe und beispielsweise dem Farbduktor einstellbar, d. h. dadurch ist eine maximale Obergrenze vorgegeben, die eine Beschädigung der beteiligten Komponenten verhindert. Sind diese Teile allerdings variantenabhängig und somit unterschiedlich dimensioniert, kann auch die Obergrenze des Stromimpulses davon abhängig gemacht werden. Die Leistungsgrenze der Komponenten ist entweder durch eine Eingabemöglichkeit im Antriebsrechner möglich, oder aufgrund von Variantenschlüsseln dem Antriebsrechner zuführbar.According to the inventive method, the rotor of the drive motor is as Inertia and the energy stored in it to overcome static friction used. This is made possible by the rotor becoming effective before the static friction a current pulse is accelerated to a speed. This is advantageous Current pulse depending on the power of the motor or by the motor driven components such as clutch, gearbox and, for example, the ink duct adjustable, d. H. this sets a maximum upper limit for damage of the components involved prevented. However, these parts are variant dependent and the upper limit of the current pulse can be different be made dependent. The performance limit of the components is either by a Possibility of input in the drive computer possible, or based on variant keys can be fed to the drive computer.

Die Höhe des wirksam werdenden Drehmoments ist auch von einem mechanischen Spiel im kompletten System abhängig. Das bedeutet, ein definiert eingebautes Spiel, beispielsweise durch eine spielbehaftete Kupplung bringt die Möglichkeit, dass der Antriebsmotor kurzzeitig auf ein hohe Drehzahl beschleunigt werden kann und dadurch mit einem hohen Drehmomentimpuls die gehemmte Mechanik losbricht. Die Größe des Spiels geht dabei in dem Maße in die Berechnung ein, wie es das Beschleunigungsverhalten des Motors erfordert. Die Maßnahme des eingebauten Spiels kann nur unter den Umständen einbezogen werden, wenn ein System vorzugsweise nur in einer Drehrichtung betrieben wird und ein Umkehrspiel beispielsweise bei einer Positionierung des Systems auf eine bestimmten Winkelstellung nicht berücksichtigt werden muss.The amount of the effective torque is also from a mechanical game dependent in the complete system. That means a built-in game, for example, a clutch with play brings the possibility that the Drive motor can be accelerated briefly to a high speed and thus with a high torque pulse breaks the inhibited mechanics. The size of the game is included in the calculation to the extent that the acceleration behavior of the Motors requires. The measure of the built-in game can only under the circumstances be included if a system is preferably operated only in one direction of rotation and a backlash, for example when positioning the system on a certain angular position does not have to be taken into account.

Das erfindungsgemäße Verfahren sieht weiterhin vor, dass ein Anfahren des Motors bzw. des Duktors immer im normalen Betriebsfall erfolgt, d. h. die Bestromung des Motors wird so vorgenommen, dass ein sogenannter Sanftanlauf möglich ist. Dabei wird die Bestromung des Motors schrittweise erhöht bis sich die durch den Motor angetriebene Mechanik in Bewegung setzt. Eine dem Motor zugeordnete Drehzahlüberwachung stellt dabei fest, ob der Motor sich tatsächlich in Bewegung setzt, bzw. sich dadurch die nachgeordnete Mechanik mitbewegt. Ist dieses innerhalb eines bestimmten Zeitfensters nicht erfolgt, geht man davon aus, dass die Haftreibung so groß ist, dass sie durch den normalen Betriebsfall nicht überwunden werden kann. Daraufhin erfolgt ein Stillsetzen des Motors, wodurch sich eventuell aufgebaut Verspannungen im System ausgleichen. Der Antriebsmotor wird sodann mit dem eingangs beschriebenen Stromimpuls beaufschlagt.The method according to the invention further provides that starting the engine or the duct always takes place in normal operation, d. H. the motor is powered made so that a so-called soft start is possible. The Current supply to the motor increases gradually until the motor-driven one Mechanics set in motion. A speed monitor assigned to the motor provides determine whether the motor is actually moving or whether the subordinate mechanics moved. Is this within a certain time window is not carried out, it is assumed that the static friction is so great that it is caused by the normal operation cannot be overcome. Then the Motors, which can compensate for any tension in the system. The The drive motor is then subjected to the current pulse described above.

Um das o. g. Spiel komplett zur Beschleunigung des Rotors auszunutzen ist es auch denkbar, den Motor durch eine Rückwärtsdrehbewegung an den Anfangspunkt des Spiels zu positionieren. Eine ohnehin vorhandene Drehzahlüberwachung mittels Tacho gibt Aufschluss darüber, wann die Grenze des Spiels erreicht ist, da damit gerechnet werden kann, dass die zeitweilige Haftreibung in beide Drehrichtungen wirkt und Anfang und Ende des Spiels dadurch feststellbar sind, dass dort keine Drehbewegung erfolgt.To the above It is also completely to use the game to accelerate the rotor conceivable, the motor by turning backwards to the starting point of the game to position. There is an already existing speed monitoring by means of a speedometer Information about when the limit of the game is reached, since this is expected can that the temporary static friction acts in both directions of rotation and beginning and At the end of the game it can be determined that there is no rotary movement.

Eine weitere Variante sieht vor, den Vorgang des Stromimpulses mehrfach zu wiederholen oder aber den Stromimpuls bei dem darauffolgenden Mal zu erhöhen. Sollte sich die vom Motor angetriebene Mechanik trotzdem nicht in Bewegung setzen, wird davon ausgegangen, dass eine Störung vorliegt, die eine andere Ursache hat. Um zu verhindern, dass eine Beschädigung des Motors oder aber der nachfolgenden Mechanik erfolgt, wird dann vom Antriebsrechner eine Störmeldung ausgegeben, wonach dann die vorliegende Störung vom Bediener oder Servicefachmann behoben werden muss.Another variant provides for the process of the current pulse to be repeated several times or to increase the current pulse the next time. Should the dated Nonetheless, it does not set the motor-driven mechanics in motion assumed that there is a fault with another cause. To prevent, that the engine or the subsequent mechanics will be damaged then issued a fault message from the drive computer, after which the present one Malfunction must be remedied by the operator or service specialist.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung bzw. das erfindungsgemäße Verfahren wird anhand der Fig. 1 bis 3 nachträglich dargestellt.The device according to the invention and the method according to the invention are shown subsequently with reference to FIGS. 1 to 3.

Hierin zeigen:Show here:

Fig. 1a ein Blockdiagramm der Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens, FIG. 1a is a block diagram of the apparatus for performing the method according to the invention,

Fig. 1b ein Blockdiagramm der Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens in alternativer Konstellation, FIG. 1b is a block diagram of the apparatus for performing the method according to the invention in an alternative constellation,

Fig. 2 ein Diagramm gemäß der üblichen Betriebsweise eines Antriebsmotors, Fig. 2 is a diagram according to the conventional operation of a drive motor,

Fig. 3 ein Diagramm zur Darstellung der Vorgehensweise, wenn ein Loslaufen des Antriebsmotors nicht erfolgt. Fig. 3 is a diagram showing the procedure when the drive motor does not start running.

Fig. 1a zeigt einen Antriebsrechner 1, ein Leistungsteil 2, womit die Steuerung bzw. Regelung eines Antriebs 3 erfolgt. Mit Hilfe des Tachos 4 ermittelt der Antriebsrechner 1 die Drehzahl des Motors 3. Durch den Antrieb 3 wird über eine Kupplung 5 ein Getriebe 6 angetrieben, welches wiederum mittels einer Kupplung 7 mit einem Farbduktor 8 verbunden ist. Dem Antriebsrechner 1 ist eine Eingabeeinheit 9 zugeordnet in die entweder eine manuelle Eingabe oder aber automatische Eingabe von Parametern erfolgen kann. Diese Parameter können beispielsweise Aufschluss über den verwendeten Antrieb, die verwendeten Kupplungen oder die sonstige Mechanik beinhalten, die zu berücksichtigen sind, wenn die Größe oder die Häufigkeit eines Stromimpulses für den Antrieb 3 berechnet werden sollen. Fig. 1a shows a drive computer 1, a power unit 2, whereby the control or regulation takes place of a drive 3. Using the speedometer 4, the drive computer 1 determines the speed of the motor 3 . The drive 3 drives a gear 6 via a clutch 5 , which in turn is connected to a color duct 8 by means of a clutch 7 . An input unit 9 is assigned to the drive computer 1 , into which either manual entry or automatic entry of parameters can take place. These parameters can include, for example, information about the drive used, the couplings used or the other mechanics, which have to be taken into account when calculating the size or frequency of a current pulse for the drive 3 .

Fig. 1b zeigt eine ähnliche Konfiguration wie Fig. 1a allerdings ohne ein dem Antrieb 3 zugeordnetes Getriebe. Antriebe, deren Antriebsabgangswelle mit einer Kupplung 7 an die Welle des anzutreibenden Elements angekoppelt werden können sind sogenannte High-Torque-Antriebe. FIG. 1b shows a configuration similar to FIG. 1a, but without a gear assigned to the drive 3 . Drives whose drive output shaft can be coupled to the shaft of the element to be driven with a clutch 7 are so-called high-torque drives.

In Fig. 2 ist ein Diagramm dargestellt, welches die normale Funktionsweise des Antriebs 3 für den Farbduktor darstellt. Auf der x-Achse ist eine Zeitskala in Sekunden dargestellt, auf der y-Achse eine prozentuale Angabe des Drehmoments, welches über den Antrieb 3 dem Farbduktor 8 zugeführt wird. Der Kennlinienverlauf 10 zeigt, dass eine stufenweise Erhöhung des Drehmoments von 20, 40 bzw. 60% erfolgt, wodurch ein Anlaufen des Farbduktors 8 ermöglicht wird. Ist das Anlaufen des Farbduktors 8 durch den Tacho 4 detektiert, erfolgt eine Reduzierung des Drehmoments auf 20%. Dieses Drehmoment ist dann erforderlich, wenn sich das komplette System in einer Drehbewegung befindet. FIG. 2 shows a diagram which shows the normal functioning of the drive 3 for the ink duct. On the x-axis, a time scale is shown in seconds, on the y-axis a percentage of the torque which is fed to the ink duct 8 via the drive 3 . The characteristic curve 10 shows that the torque is increased in steps of 20, 40 or 60%, which enables the ink duct 8 to start up. If the start of the color duct 8 is detected by the tachometer 4 , the torque is reduced to 20%. This torque is required when the entire system is rotating.

Fig. 3 zeigt ebenfalls einen Drehmomentverlauf derart, dass zunächst kein Anlaufen des Farbduktors 8 erfolgt und daraufhin ein definierter Stromimpuls auf den Antrieb 3 gegeben wird. Die Kennlinie 11 zeigt, dass eine stufenweise Erhöhung des Drehmoments bis auf 100% erfolgt, welches aber nicht zu einem Anlaufen des Duktors führt. Daraufhin erfolgt eine Abschalten des Antriebs 3 um die obengenannte Entspannung des Systems herbeizuführen, was sich dadurch zeigt, dass der Kennlinienverlauf sich zeitweise im negativen Bereich befindet. Ist das System zur Ruhe gekommen, wird ein gemäß den verschiedenen eingegebenen Parametern errechneter Stromimpuls auf den Antrieb 3 gegeben. Es ist erkennbar, dass aufgrund dieses Stromimpulses ein kurzzeitiger Anstieg des Drehmoments auf nahezu den doppelten Betrag erfolgt, der im sogenannten statischen Betrieb möglich ist. Damit wird gewährleistet, dass die durch angetrocknete Farbe bzw. zähflüssige Farbe erhöhte Haftreibung des Farbduktors 8 überwunden wird. Wie bereits im Normalbetrieb nimmt nach dem Anlaufen des Farbduktors der Antrieb 3 eine Betriebsweise auf, bei der 20% des Drehmoments an den Farbduktor 8 abgegeben werden. FIG. 3 also shows a torque curve in such a way that there is initially no start-up of the color duct 8 and then a defined current pulse is applied to the drive 3 . The characteristic curve 11 shows that the torque is increased in steps up to 100%, but this does not lead to the ductor starting up. The drive 3 is then switched off in order to bring about the relaxation of the system mentioned above, which is shown by the fact that the characteristic curve is temporarily in the negative range. When the system has come to rest, a current pulse calculated according to the various parameters entered is applied to the drive 3 . It can be seen that, due to this current pulse, the torque increases briefly to almost twice the amount that is possible in so-called static operation. This ensures that the increased static friction of the ink duct 8 is overcome by dried paint or viscous paint. As in normal operation, after starting the color ductor, the drive 3 starts an operating mode in which 20% of the torque is delivered to the color duct 8 .

Reference list

11

Antriebsrechner
Drive computer

22nd

Leistungsteil
Power section

33rd

Antrieb
drive

44

Tacho (Drehzahlüberwachung)
Speedometer (speed monitoring)

55

Kupplung
clutch

66

Getriebe
transmission

77

Kupplung
clutch

88th

Farbduktor
Color ductor

99

Eingabeeinheit
Input unit

1010th

Kennlinie
curve

1111

Kennlinie
curve

Claims

1. A method for overcoming static friction of a rotatably mounted mechanical structure, in particular within a printing press, with an electric drive ( 3 ), a speed monitor ( 4 ) and a drive computer ( 1 ) controlling the drive, characterized in that the mechanical structure does not start is determined and then the electric drive ( 3 ) is acted upon by a defined current pulse.

2. The method according to claim 1, characterized in that a non-starting of the mechanical structure is determined that the electrical drive ( 3 ) is then switched off before the current pulse is applied.

3. The method according to claim 1, characterized, that the size and duration of the current pulse is adjustable.

4. The method according to claim 1, characterized, that the repeatability of the current pulse is adjustable.

5. The method according to claim 1, characterized in that a fault message is issued by the drive computer ( 1 ) when after a certain number of current pulses a non-starting of the mechanical structure is determined.

6. Device for overcoming static friction of a rotatably mounted mechanical structure, in particular within a printing press, with an electric drive ( 3 ), a speed monitor ( 4 ) and a drive computer controlling the drive ( 1 ), characterized in that for entering parameters for Generation of the current pulse is assigned to the drive computer an input unit ( 9 ).

7. The device according to claim 6, characterized in that the input unit ( 9 ) for inputting characteristic data of the mechanical structure and the drive computer ( 1 ) are provided for determining an upper limit of the current pulse.

8. The device according to claim 6, characterized in that the rotatably mounted structure is associated with a playful coupling ( 5 ).

9. Printing machine, particularly sheet printing machine with an inking unit, an associated one of the inking unit the ink fountain roller, associated by means of a separate drive (3) and the drive (3) drive computer (1), characterized in that between the ink fountain roller and the separate drive (3) playful clutch ( 7 ) is arranged.