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DE4316261B4 - Multi-motor drive for a sheet-fed rotary offset press - Google Patents

Multi-motor drive for a sheet-fed rotary offset press Download PDF

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DE4316261B4 DE19934316261 DE4316261A DE4316261B4 DE 4316261 B4 DE4316261 B4 DE 4316261B4 DE 19934316261 DE19934316261 DE 19934316261 DE 4316261 A DE4316261 A DE 4316261A DE 4316261 B4 DE4316261 B4 DE 4316261B4
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Abstract

Mehrmotorenantrieb für eine Bogen-Offset-Rotationsdruckmaschine aus mehreren in Reihenbauweise zusammengesetzten Teilaggregaten und mit einer Steuer- und Regeleinrichtung für die Leistungseinspeisung durch die Antriebsmotoren, wobei für jedes Teilaggregat (1, 2, 3, 4) ein separater elektrischer Antriebsmotor (7, 8, 9, 10) mit einer den augenblicklichen Leistungsbedarf regelnden Steuer- und Regeleinrichtung vorgesehen ist
dadurch gekennzeichnet,
dass eine mechanische Synchronisation durch einen auf maximale Leistungsflussdifferenzen ausgelegten Räderzug mit spielfrei eingeschliffenen ineinandergreifenden Zahnrädern (11) erfolgt und
dass jedem Teilaggregat (1, 2, 3, 4) zur Ermittlung von Phasendifferenzen ein separater Winkelgeber zugeordnet ist.
Multi-motor drive for a sheet-fed offset rotary printing machine comprising a plurality of modular units and a control and regulating device for the power supply by the drive motors, wherein for each partial unit (1, 2, 3, 4) a separate electric drive motor (7, 8, 9, 10) is provided with an instantaneous power demand regulating control and regulating device
characterized,
a mechanical synchronization takes place by means of a gear train designed for maximum power flow differences with meshing intermeshing toothed wheels (11) without backlash, and
a separate angle transmitter is assigned to each partial unit (1, 2, 3, 4) for determining phase differences.

Figure 00000001
Figure 00000001

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Mehrmotorenantrieb für eine Bogen-Offset-Rotationsdruckmaschine gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 ( DE 27 37 694 A ).The invention relates to a multi-motor drive for a sheet-fed offset rotary printing press according to the preamble of claim 1 (US Pat. DE 27 37 694 A ).

Aus der GB 2 149 149 A ist eine Druckmaschine allgemeiner Bauart bekannt, bei der eine Vielzahl von Wellen in einem Druckwerk oder auch in mehreren Druckwerken individuell durch einen Elektromotor mit einer kombinierten elektronischen Analog/Digital-Steuerung angetrieben werden, welche einen Impulsgenerator und Impulszähler aufweist, um Drehzahlabweichungen zu eliminieren. Eine zuverlässige Synchronisation des Laufs der Druckwerke mit einer den Anforderungen entsprechenden Registerhaltigkeit erfolgt nicht. Erforderlich ist eine sehr große Zahl von Antriebsmotoren mit einem sehr hohen Aufwand an Regelelementen, wie sie genauer in dem Sonderdruck "Damit Gleichstrommotoren synchron laufen" der Firma BARMAG Barmer Maschinenfabrik AG., 56 30 Remscheid 11, ausführlicher erläutert sind. Drehzahlgeführte Mehrmotorenantriebe mit sollwertproportionalen Korrekturen durch Tänzerpotentiometer sind in Maschinen zur automatisierten Produktion vielfach bekannt. Bei Druckmaschinen ist eine Synchronisation der Druckwerke ohne Zahnräder problematisch, weil bei einem Ausfall einer Antriebseinheit Kollisionsgefahr zwischen Teilen benachbarter Teilaggregate besteht.From the GB 2 149 149 A is known a printing press of general design, in which a plurality of waves are driven in a printing unit or in multiple printing units individually by an electric motor with a combined electronic analog / digital control having a pulse generator and pulse counter to eliminate speed deviations. Reliable synchronization of the movement of the printing units with a register compliant with the requirements does not occur. Required is a very large number of drive motors with a very high amount of control elements, as described in more detail in the reprint "So synchronous DC motors" BARMAG Barmer Maschinenfabrik AG., 56 30 Remscheid 11, are explained in more detail. Speed-controlled multi-motor drives with nominal value proportional corrections by dancer potentiometers are widely known in machines for automated production. In printing presses synchronization of the printing units without gears is problematic, because there is a risk of collision between parts of adjacent sub-assemblies in case of failure of a drive unit.

Besonders zur rationellen Herstellung hochwertiger Bogendrucke auf beiden Bogenseiten, insbesondere lackierter Mehrfarbendrucke, in einem Maschinenlauf, ist es erforderlich, eine größere Anzahl von aufeinanderfolgenden Druckwerken äußerst genau aufeinander abzustimmen und einen absoluten Synchronlauf der Druckwerke für eine reproduzierbare, registerhaltige Zuordnung von Druckwerk zu Druckwerk auch bei hohen Druckgeschwindigkeiten zu gewährleisten. Mit zunehmender Druckwerkzahl ergeben sich bei Druckmaschinen mit nur einem Hauptmotor nicht nur Probleme mit der Lastverteilung in dem alle Druckwerke miteinander verbindenden Räderzug aus ineinandergreifenden Zahnrädern. Mehrmotorenantriebe mit einem Hauptmotor und einem oder mehreren Nebenmotoren erfordern wegen der hohen Anforderung an die Synchronisation einen stets definierten Leistungsfluß. Die Antriebsmotoren speisen bei bekannten Antrieben die Leistung in einem vorgegebenen Momentenverhältnis in den Räderzug ein, um einer Richtungsänderung des Leistungsflusses im Räderzug der Druckmaschine entgegenzuwirken. Dadurch kann eine konstante Zahnflankenanlage im Räderzug erreicht werden, jedoch ist es nicht möglich, bei Last- und Geschwindigkeitsänderungen eine sich ändernde Verspannung im Zahnradzug zu unterdrücken. Registerfehler, die durch eine Änderung des Leistungsflusses infolge dieser nicht konstanten Verspannungen herbeigeführt werden, lassen sich durch Paakreuze von Hand oder automatisch über eine mechanische Bogenlängsregisterverstellung korrigieren. Anordnungen zur spielfreien Verspannung des Räderzuges auf mechanischem, hydraulischem oder elektrischem Wege sind zum Beispiel aus der DE 23 54 541 C1 und DE 23 40 263 C3 bekannt. Die übertragung erheblicher Antriebsmomente und die Verspannung der Räder des Räderzuges bedingen eine entsprechend stabile Auslegung und Bemessung der in den Räderzug integrierten Zahnräder und führen außerdem zu einem hohen Verschleiß. Die bei Bogendruckmaschinen für einen hochwertigen Offsetdruck erforderliche Synchronisation mit hoher Genauigkeit ist deshalb so schwierig, weil die Druckwerke innerhalb einer Umdrehung sich nicht mit einer konstanten Winkelgeschwindigkeit bewegen. Dafür sind vor allem kurvengesteuerte Greiferbewegungen, sujetabhängige Ablösekräfte zwischen dem Papier und dem Gummituch am Gummituchzylinder und druckfreie Räume (z. B. Zylinderkanäle) verantwortlich.Especially for the efficient production of high-quality sheetfed prints on both sides of the sheet, especially painted multi-color prints, in a machine run, it is necessary to match a larger number of successive printing units very closely and an absolute synchronism of the printing units for a reproducible, register-related assignment of printing unit to printing unit also at to ensure high printing speeds. With increasing number of printing units arise in printing machines with only one main motor not only problems with the load distribution in the all printing units interconnecting gear train of intermeshing gears. Multi-motor drives with a main motor and one or more auxiliary motors require a constantly defined power flow because of the high demand on the synchronization. The drive motors feed in known drives the power in a predetermined torque ratio in the gear train to counteract a change in direction of the power flow in the gear train of the printing press. As a result, a constant tooth flank installation in the gear train can be achieved, but it is not possible to suppress changing tension in the gear train when load and speed changes occur. Register errors caused by a change in the power flow due to these non-constant stresses can be corrected by crossovers by hand or automatically via a mechanical arc longitudinal register adjustment. Arrangements for backlash-free tension of the gear train by mechanical, hydraulic or electrical means are for example from DE 23 54 541 C1 and DE 23 40 263 C3 known. The transmission of considerable drive torques and the tension of the wheels of the gear train require a correspondingly stable design and dimensioning of the gears integrated in the gear train and also lead to high wear. The high accuracy synchronization required in sheetfed presses for high quality offset printing is so difficult because the printing units do not move at a constant angular velocity within one revolution. This is mainly due to cam-controlled gripper movements, subject-dependent detachment forces between the paper and the blanket on the blanket cylinder and pressure-free spaces (eg cylinder channels).

Zur Minimierung der Registerfehler zwischen den einzelnen Druckwerken dient auch eine in der DE 42 34 331 A1 beschriebene Steuereinrichtung, der Informationen über druckspezifische Größen zugeleitet wird, die aus diesen druckspezifischen Größen Lastmomentänderungen in den einzelnen Druckwerkeeinheiten bestimmt und die die Antriebsmotoren so ansteuert, dass der Leistungsfluss im Räderzug im zeitlichen Mittel konstant ist.To minimize the register error between the individual printing units also serves in the DE 42 34 331 A1 described control device which is fed information on pressure-specific variables, which determines from these pressure-specific variables Lastmomentänderungen in the individual printing unit units and controls the drive motors so that the power flow in the gear train in the time average is constant.

Weiterhin ist aus dem Stand der Technik die gattungsbildende DE 27 37 694 A1 bekannt, die eine Antriebsschaltung für gesteuerte Einheiten mit gruppenweisem Antrieb zeigt. Hierin weisen die verschiedenen mechanisch verbundenen Einheiten eine Hauptantriebseinheit und mehrere Hilfsantriebseinheiten auf. Die Hauptantriebseinheit wird mittels Regler auf einen vorgebbaren Sollwert geregelt, während die Hilfsantriebseinheiten über einen Drehmoment-Fühler mit der Hauptantriebseinheit verbunden sind. Die Hilfsantriebseinheiten erhalten über Potentiometer einen dem Drehmoment der Hauptantriebseinheit proportionalen Wert, welcher den Vergleichs-Stromkreisen und Reglern zugeführt wird.Furthermore, from the prior art, the generic DE 27 37 694 A1 which discloses a drive unit for controlled units with group-wise drive. Herein, the various mechanically connected units have a main drive unit and a plurality of auxiliary drive units. The main drive unit is controlled by means of a controller to a predetermined setpoint, while the auxiliary drive units are connected via a torque sensor to the main drive unit. The auxiliary drive units receive via potentiometer a proportional to the torque of the main drive unit value which is supplied to the comparison circuits and regulators.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Bogen-Offset-Rotationsdruckmaschine mit einem Antrieb aus mehreren Motoren und einer spannungsfreien mechanischen Synchronisation so auszubilden, dass die Synchronisation von der Übertragung nennenswerter Kräfte aus Antriebsmomenten weitestgehend entlastet ist.Of the Invention is based on the object, a sheet-fed offset rotary printing machine with a drive consisting of several motors and a voltage-free mechanical synchronization in such a way that the synchronization from the transmission significant forces is largely relieved of drive torques.

Die Erfindung löst diese Aufgabe durch die im Patentanspruch 1, angegebenen Merkmale.The Invention solves This object is achieved by the features specified in patent claim 1.

Durch solche Ausbildungsmerkmale wird einerseits der Vorteil einer exakten mechanischen Synchronisation zur registerhaltigen Bogenübergabe von Druckwerk zu Druckwerk und andererseits der Vorteil erreicht, dass in dem die Druckwerke untereinander synchronisierenden Räderzug nur relativ geringe Leistungsdifferenzen fließen. Dadurch kann der Räderzug, insbesondere können die Zahnräder dieses Räderzuges, gegenüber herkömmlichen Ausbildungen wesentlich schwächer ausgebildet sein, wodurch eine erhebliche Kostenreduzierung und auch eine Verringerung des Verschleißes erreicht wird, so daß der die Druckwerke untereinander synchronisierende Räderzug eine wesentlich erhöhte Lebensdauer haben wird. Zur Regelung der Leistungseinspeisung durch die einzelnen Antriebsmotoren ergeben sich aus dem Stande der Technik mehrere Möglichkeiten. Die Erfindung sieht insbesondere vor, daß der Leistungsbedarf jedes Antriebsmotors für ein Teilaggregat empirisch ermittelt und dabei berücksichtigt wird, daß der Leistungsbedarf und die Druckgeschwindigkeit in einem linearen Zusammenhang stehen. Betriebsbedingte Einflüsse, zum Beispiel durch Eigenschaften des Bedruckstoffes, können mittels Druckplattenleser ermittelt und in der Steuerung des Antriebsmotors kompensiert werden, falls sie nicht in einem vernachlässigbaren Bereich liegen. Aufgrund der ermittelten Funktion wird jedem Teilaggregat danach eine vorbestimmte Leistung zugeführt, die für die gewünschte Drehzahl erforderlich ist. Eine Regelung auf die vorgewählte Drehzahl wird dann so realisiert, daß jedem Motor proportional zu seinen vorher ermittelten Werten mehr oder weniger elektrische Leistung zugeführt wird. Solche Regelung der Elektromotoren ist ohne aufwendige Geber möglich. Eine elektronische Regelung mittels solcher Geber, verbunden mit einer gleichzeitigen elektronische Synchronisierung, soll dadurch aber nicht ausgeschlossen werden. Jedes Teilaggregat kann somit auch mit einem separaten Drehzahlgeber, vorteilhaft jedoch einem Winkelgeber, ausgestattet sein, um Phasendifferenzen zweier Teilaggregate zu ermitteln und durch entsprechende Beeinflussung der Leistungsregelung der Antriebsmotoren zu kompensieren. Nach dem allgemeinen Erfindungsgedanken können auch zwei oder drei Druckwerke zu einem Teilaggregat mit einem gesonderten Antriebsmotor zusammengefaßt werden. Bei einer solchen Ausbildung sind somit mehrere Teilaggregate jeweils zu einer Gruppe zusammengefaßt, wobei jede Gruppe einen Antriebsmotor aufweist. Bei einer Bogen-Offset-Rotationsdruckmaschine ist es jedoch vorteilhaft, jedes Druckwerk mit einem eigenen Antriebsmotor auszustatten. Ebenso kann der Anleger und kann der Ausleger einer Druckmaschine mit einem eigenen Antriebsmotor und entsprechender Regelung ausgestattet und in den mechanisch synchronisierenden Räderzug einbezogen werden.By On the one hand, such training characteristics are the advantage of a precise one mechanical synchronization for registered sheet transfer from printing unit to printing unit and on the other hand reaches the advantage that in the printing units synchronizing gear train only relatively low performance differences flow. This allows the gear train, in particular can the gears this gear train, across from usual Training much weaker be formed, resulting in a significant cost reduction and Also, a reduction of wear is achieved, so that the Printing units synchronized gear train a much longer life will have. For controlling the power supply by the individual Drive motors result from the prior art several Options. The In particular, the invention provides that the power requirement of each Drive motor for a partial aggregate empirically determined and taken into account will that the Power requirement and printing speed in a linear relationship stand. Operational influences, For example, by properties of the printing material, can by means of Pressure plate reader detected and in the control of the drive motor be compensated, if not in a negligible Area lie. Due to the identified function, each sub-aggregate thereafter supplied with a predetermined power required for the desired speed is. A regulation to the preselected speed then becomes so realized that everyone Motor proportional to its previously determined values more or less electrical power is supplied. Such regulation of Electric motors is possible without expensive encoders. An electronic regulation by means of such donors, combined with a simultaneous electronic Synchronization, but should not be excluded. Each subassembly can thus also be equipped with a separate advantageous, however, an angle sensor, be equipped to phase differences to determine two sub-aggregates and by appropriate influence to compensate for the power control of the drive motors. After this general inventive concept can also two or three printing units to a sub-unit with a separate Drive motor are summarized. With such a design thus several partial units are respectively grouped together, each group having a drive motor. In a sheet-fed offset rotary press However, it is advantageous, each printing unit with its own drive motor equip. Likewise, the investor and can the boom of a Printing machine with its own drive motor and corresponding Control equipped and included in the mechanically synchronizing gear train become.

Wenn die Steuer- bzw. Regelvorrichtung für den Antrieb eines Teilaggregats oder einer Aggregatgruppe ausfällt, ist bei Anwendung der Erfindungsmerkmale noch ein Notbetrieb der Druckmaschine mit eingeschränkter Registergenauigkeit möglich.If the control device for the drive of a partial unit or an aggregate group fails, is still an emergency operation of the application of the invention Printing machine with limited Register accuracy possible.

Ein besonderer Vorteil der erfindungsgemäßen Ausbildung ist darin zu sehen, daß die gegenüber herkömmlichen Ausbildungen schwächer dimensionierten Zahnräder des synchronisierenden Räderzuges mit wirtschaftlichem Aufwand spielfrei eingeschliffen werden können. Die relativ geringe Drehmomentbelastung läßt eine hohe Lebensdauer der Zahnräder des Räderzuges erwarten. Die geringe Drehmomentbelastung der Zahnräder erlaubt aber auch eine Verspannung der Zahnräder mit einander, weil die geringe Belastung nicht zu einem übermäßigen Verschleiß führt.One particular advantage of the invention is training to it see that the across from usual Training weaker dimensioned gears of the synchronizing gear train can be ground free of play with economic effort. The Relatively low torque load allows a long life of the gears of the gear train expect. The low torque load of the gears allowed but also a tension of the gears with each other, because the low load does not lead to excessive wear.

In der Zeichnung ist die Erfindung schematisch an einer Bogen-Offset-Rotationsdruckmaschine mit mehreren Druckwerken, einem Anleger und einem Ausleger dargestellt.In of the drawing, the invention is shown schematically in a sheet-fed offset rotary printing press several printing units, a feeder and a boom.

Den in Reihenbauweise hintereinander aufgestellten Druckwerken 1, 2, 3 und 4 ist ein Anleger 5 vorgeschaltet und ein Ausleger 6 nachgeschaltet. Jedes Druckwerk 1, 2, 3 und 4 wird durch einen separaten Elektromotor 7, 8, 9 und 10 angetrieben. Alle Druckwerke 1, 2, 3 und 4 sind durch einen Räderzug aus spielfrei ineinandergreifenden Zahnrädern 11 mechanisch synchronisiert. In diesen Räderzug können auch die Antriebselemente des Anlegers 5 und des Auslegers 6 einbezogen sein. Sowohl der Anleger 5 als auch der Ausleger 6 können einen eigenen Antriebsmotor aufweisen oder auch durch den Antriebsmotor des ersten Druckwerks 1 bzw. des letzten Druckwerks 4 antreibbar sein. Die Leistungsregelung der Antriebsmotoren 7, 8, 9 und 10 erfolgt individuell nach einem empirisch ermittelten Leistungsbedarf, wie es zuvor erläutert wurde. In dem Räderzug werden dadurch zwischen den Druckwerken 1, 2, 3 und 4 bzw. zwischen dem Anleger 5 und dem Ausleger 6 nur geringe Leistungsflußdifferenzen wirksam. Die Zahnräder 11 des Räderzuges sind im Beispiel spielfrei eingeschliffen, können aber auch mechanisch miteinander verspannt sein.The successive rows of printing units 1 . 2 . 3 and 4 is an investor 5 upstream and a boom 6 downstream. Every printing unit 1 . 2 . 3 and 4 is powered by a separate electric motor 7 . 8th . 9 and 10 driven. All printing works 1 . 2 . 3 and 4 are by a gear train of play intermeshing gears 11 mechanically synchronized. In this gear train can also drive the elements of the investor 5 and the jib 6 be involved. Both the investor 5 as well as the boom 6 may have its own drive motor or by the drive motor of the first printing unit 1 or the last printing unit 4 be drivable. The power control of the drive motors 7 . 8th . 9 and 10 takes place individually according to an empirically determined power requirement, as explained above. In the gear train thereby be between the printing units 1 . 2 . 3 and 4 or between the investor 5 and the boom 6 only small power flow differences effective. The gears 11 of the gear train are ground clearance in the example, but can also be clamped together mechanically.

11
Druckwerkprinting unit
22
Druckwerkprinting unit
33
Druckwerkprinting unit
44
Druckwerkprinting unit
55
Anlegerinvestor
66
Auslegerboom
77
Antriebsmotordrive motor
88th
Antriebsmotordrive motor
99
Antriebsmotordrive motor
1010
Antriebsmotordrive motor
1111
Zahnradgear

Claims (6)

Mehrmotorenantrieb für eine Bogen-Offset-Rotationsdruckmaschine aus mehreren in Reihenbauweise zusammengesetzten Teilaggregaten und mit einer Steuer- und Regeleinrichtung für die Leistungseinspeisung durch die Antriebsmotoren, wobei für jedes Teilaggregat (1, 2, 3, 4) ein separater elektrischer Antriebsmotor (7, 8, 9, 10) mit einer den augenblicklichen Leistungsbedarf regelnden Steuer- und Regeleinrichtung vorgesehen ist dadurch gekennzeichnet, dass eine mechanische Synchronisation durch einen auf maximale Leistungsflussdifferenzen ausgelegten Räderzug mit spielfrei eingeschliffenen ineinandergreifenden Zahnrädern (11) erfolgt und dass jedem Teilaggregat (1, 2, 3, 4) zur Ermittlung von Phasendifferenzen ein separater Winkelgeber zugeordnet ist.Multi-motor drive for a sheet-fed rotary offset printing press of a plurality of series-assembled sub-assemblies and with a control and regulating device for the power supply by the drive motors, wherein for each sub-assembly ( 1 . 2 . 3 . 4 ) a separate electric drive motor ( 7 . 8th . 9 . 10 ) is provided with an instantaneous power demand regulating control and regulating device is characterized in that a mechanical synchronization by a gear train designed for maximum power flow differences with backlash-intermeshing intermeshing gears ( 11 ) and that each sub-assembly ( 1 . 2 . 3 . 4 ) is assigned a separate angle sensor for determining phase differences. Mehrmotorenantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zur Kompensation von Phasendifferenzen zweier Teilaggregate (1, 2, 3, 4) eine entsprechende Beeinflussung der Leistungsregelung der Antriebsmotoren (7, 8, 9, 10) vorgesehen ist.Multi-motor drive according to claim 1, characterized in that for compensating phase differences of two partial units ( 1 . 2 . 3 . 4 ) a corresponding influence on the power control of the drive motors ( 7 . 8th . 9 . 10 ) is provided. Mehrmotorenantrieb nach Anspruch 1 für Druckmaschinen mit einem Anleger und einem Ausleger, dadurch gekennzeichnet, dass der Anleger (5) und der Ausleger (6) einen separaten Antriebsmotor mit einer Steuer- und Regeleinrichtung für den augenblicklichen Leistungsbedarf aufweist und diese Antriebsmotoren in den synchronisierenden Räderzug einbezogen sind.Multi-motor drive according to claim 1 for printing presses with a feeder and a jib, characterized in that the feeder ( 5 ) and the boom ( 6 ) has a separate drive motor with a control and regulating device for the instantaneous power requirement and these drive motors are included in the synchronizing gear train. Mehrmotorenantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die in ein Teilaggregat (1, 2, 3, 4) eingespeiste Leistung dem mittleren Leistungsbedarf dieses Teilaggregats entspricht.Multi-motor drive according to one of claims 1 to 3, characterized in that in a partial unit ( 1 . 2 . 3 . 4 ) fed power corresponds to the average power requirement of this sub-unit. Mehrmotorenantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die in ein Teilaggregat (1, 2, 3, 4) einzuspeisende Antriebsleistung einem mittleren Leistungsbedarf entspricht und nach einem empirisch ermittelten Kennlinienfeld erfolgt.Multi-motor drive according to one of claims 1 to 4, characterized in that in a partial unit ( 1 . 2 . 3 . 4 ) input power corresponds to an average power requirement and takes place according to an empirically determined characteristic field. Mehrmotorenantrieb nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Teilaggregate zu einer Gruppe zusammengefaßt sind und jede dieser Gruppen einen eigenen Antriebsmotor aufweist.Multi-motor drive according to one or more of the preceding Claims, characterized in that a plurality of sub-aggregates to a group summarized and each of these groups has its own drive motor.
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DE4316261A1 (en) 1994-11-17

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