EP0337241B1 - Einrichtung zum Antrieb von Zugwalzenpaarungen einer Rollenrotationsdruckmaschine - Google Patents
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- EP0337241B1 EP0337241B1 EP89105839A EP89105839A EP0337241B1 EP 0337241 B1 EP0337241 B1 EP 0337241B1 EP 89105839 A EP89105839 A EP 89105839A EP 89105839 A EP89105839 A EP 89105839A EP 0337241 B1 EP0337241 B1 EP 0337241B1
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Definitions
- the invention relates to a device for driving train roller pairs of a web-fed rotary printing press according to the preamble of claim 1.
- a device of this kind is from Siemens / Energy & Automation vol. IX, no. 4, 1987, Berlin DE page 22.
- the one input of the differential gear which is driven at a speed corresponding to the longitudinal shaft speed, is drivingly connected to the longitudinal shaft by means of a mechanical drive train indicated by a shaft.
- the mechanical drive train mentioned is provided with a step gear. This must be adjusted each time the diameter of the forme cylinder changes, which can mean a high level of operating effort.
- Another disadvantage is, of course, the structural outlay associated with a mechanical drive train of this type, including a step transmission.
- FR-A 2 460 425 shows a drive device for a windable or windable web with two pulling devices, each of which has a differential gear with an output connected to the element to be driven and two inputs, one of which has a main motor for accomplishing the drive and one is connected to an auxiliary motor for regulating the web tension.
- the two main motors are linked together in a cascade. However, no longitudinal shaft is used for this. Rather, the known arrangement is based on a constant drive of the main motors.
- the auxiliary motors are only regulated depending on the web tension. Arrangements of this type can, however, prove to be very sluggish, so that there is a high risk of web breaks.
- the drawing shows a block diagram of the drive device according to the invention assigned to a pull roller.
- the pair of pull rollers 1 each comprises a driven roller and a non-driven roller rolling thereon.
- a main motor 3 and a smaller auxiliary motor 4 are provided for driving the driven roller of the pair of draw rollers 1.
- the main motor 3 has an output of about 25 kW, the auxiliary motor 4 of about 1 kW.
- the main motor 3 and the auxiliary motor 4 are connected to the driven roller of the pair of pulling rollers 1 via a differential gear 5.
- the main motor 3 and the auxiliary motor 4 are designed as DC motors, the speed of which is adapted to the speed of the longitudinal shaft 6, from which the drive of the printing units and the folder is derived.
- the speed of the auxiliary motor 4 is also from the train, d. H. the tension of the paper web to be printed, depending.
- the speed of the longitudinal shaft 6 is recorded by a pulse generator 7 driven by the latter.
- the pulse generator 7 supplies pulse signals, which facilitates digital control of the motors 3, 4, the actual speed values of which can also be recorded by pulse generators.
- the output signal of the pulse generator 7 forms the setpoint for a speed control loop 8 assigned to the main motor 3 and a speed control loop 9 assigned to the auxiliary motor 4.
- the corresponding speed setpoint input of the control loop 8 or 9 is designated 10 or 11.
- the speeds of the main motor 3 and the auxiliary motor 4 are also assigned by a respective Pulse generator 12 and 13 included, the output signals of which form the actual speed values for the control loops 8 and 9, respectively.
- the corresponding actual value inputs of control loops 8 and 9 are designated 14 and 15, respectively.
- the control circuit 8 assigned to the main motor 3 contains a speed controller 16, on which the speed setpoint input 10 and the speed actual value input 14 are located. Downstream of the speed controller 16 is a thyristor 17, which influences the energy supply to the main motor 3, as indicated by the signal line 18.
- the thyristor 17 is a digitally controllable actuator. In the event of a deviation of the actual value entered into the controller 16 via the input 14 from the setpoint entered via the input 10 into the controller 16, the current supply to the main motor 3 is changed so that the deviation disappears.
- the speed control circuit 9 assigned to the auxiliary motor 4 also contains a speed controller 19 which is followed by a thyristor 20 which influences the current supply to the auxiliary motor 4 via the signal line 21.
- the speed controller 19 of the control circuit 9 has a third input 22, by means of which the speed setpoint value which can be input at the input 11 can be varied depending on the tension of the paper web to be printed.
- the input 22 of the control loop 9 is accordingly the output of a web tension control loop 23 superordinate to the speed control loop 9. This results in a cascade control with an inner speed control loop and an outer, higher-level web tension control loop.
- the web tension is recorded by means of a dancer roller 24 and a measuring element 25 assigned to it, the output of which is at the voltage actual value input 26 of a voltage regulator 27.
- the voltage setpoint is specified by means of an adjustable potentiometer 28, the output of which is at the voltage setpoint input 29 of the voltage regulator 27.
- the output of the voltage regulator 27 is located at the second setpoint input 22 of the speed regulator 19 of the subordinate speed control circuit 9. As already indicated above, this causes a voltage-dependent variation of the speed setpoint of the subordinate speed control circuit 9, which results in high accuracy and high security against web break etc.
- the differential gear 5 connecting the main motor 3 and the auxiliary motor 4 with the driven roller of the pair of pulling rollers 1 is designed as a harmonic drive gear.
- This contains, in a manner known per se, two rotating circular splines 30, 31, which are bridged by a so-called flex spline 32, which is received on a driven, oval wave generator 33.
- the drive shaft 34 of the wave generator 33 is drivingly connected to the auxiliary motor 4 via a countershaft 35.
- the circular spline 30 on the input side is connected to the main motor 3 via a flanged sleeve housing 36 and a shaft coupling 37.
- a drive wheel 38 is flanged to the output-side circular spline 31, which meshes with a drive wheel 40 which is wedged onto the bearing journal 39 of the driven roller of the pair of pulling rollers 1.
- the drive device shown of the pair of pulling rollers 1 via the speed-controlled main motor 3 and the speed and web voltage-controlled auxiliary motor 4 makes a mechanical connection of the pair of pulling rollers 1 with the longitudinal shaft 6 unnecessary.
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Description
- Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Antrieb von Zugwalzenpaarungen einer Rollenrotationsdruckmaschine gemäß dem Gattungsbegriff des Anspruchs 1.
- Eine Einrichtung dieser Art ist aus Siemens/Energy & Automation vol. IX, no. 4, 1987, Berlin DE Seite 22, bekannt. Bei dieser bekannten Anordnung ist der eine Eingang des Differentialgetriebes, der mit einer mit der Längswellendrehzahl korrespondierenden Drehzahl angetrieben wird, mittels eines durch eine Welle angedeuteten, mechanischen Antriebszugs antriebsmäßig mit der Längswelle verbunden. Um mit unterschiedlichen Formzylinderdurchmessern arbeiten zu können, ist der genannte mechanische Antriebszug mit einem Stufengetriebe versehen. Dieses muß bei jeder Durchmesseränderung des Formzylinders verstellt werden, was einen hohen Bedienungsaufwand bedeuten kann. Nachteilig ist natürlich auch der mit einem mechanischen Antriebszug hier vorliegender Art einschließlich Stufengetriebe verbundene, bauliche Aufwand. Zudem erweisen sich Anordnungen hier vorliegender Art mit mechanischem Antriebszug zwischen Zugwalze und Längswelle als starke Lärmquelle. Hinzu kommt, daß der mechanische Antriebszug einschließlich vorgesehenem Stufengetriebe einen hohen Wartungsaufwand erforderlich macht. Ein ganz besonderer Nachteil ist jedoch in dem hohen Platzbedarf des Antriebszugs zwischen Längswelle und Zugwalze zu sehen, der die Zugänglichkeit der Druckmaschine beeinträchtigen kann. Die Erfahrung hat zudem gezeigt, daß ein derartiger Antriebszug auch nicht beliebig gestaltet werden kann, so daß die örtliche Plazierung der Zugwalzen nicht frei gewählt werden kann, sondern starken, durch den Antriebszug vorgegebenen Einschränkungen unterliegt.
- In der genannten Entgegenhaltung ist zwar auch davon die Rede, daß in manchen Maschinen die am Falzapparat vorgesehenen Zugwalzen nicht mechanisch mit der Längswelle verbunden sind, sondern direkt mittels eines DC-Motors angetrieben werden. In diesem Zusammenhang ist allerdings nur von einer Anpassung der Geschwindigkeit an unterschiedliche Formzylinderdurchmesser die Rede.
- Die FR-A 2 460 425 zeigt eine Antriebseinrichtung für eine ab- bzw. aufwickelbare Bahn mit zwei Zugeinrichtungen, die jeweils ein Differentialgetriebe mit einem mit dem anzutreibenden Element verbundenen Ausgang und zwei Eingängen aufweisen, von denen einer mit einem Hauptmotor zur Bewerkstelligung des Antriebs und einer mit einem Hilfsmotor zur Regulierung der Bahnspannung verbunden ist. Die beiden Hauptmotoren sind kaskadenartig miteinander verknüpft. Hierzu dient jedoch keine Längswelle. Vielmehr stellt die bekannte Anordnung auf einen konstanten Antrieb der Hauptmotoren ab. Die Hilfsmotoren werden lediglich in Abhängigkeit von der Bahnspannung geregelt. Anordnungen dieser Art können sich jedoch als sehr träge erweisen, so daß eine hohe Gefahr von Bahnrissen besteht.
- Hiervon ausgehend ist es daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Anordnung gattungsgemäßer Art mit einfachen und kostengünstigen Mitteln so zu verbessern, daß nicht nur eine einfache, wartungsarme Bauweise erreicht wird, sondern gleichzeitig auch eine gute Zugänglichkeit der Druckmaschine sowie hohe Freizügigkeit hinsichtlich der räumlichen Anordnung der Zugwalzen erreicht werden, und daß dennoch eine hohe Genauigkeit und Sicherheit gewährleistet werden.
- Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Maßnahmen des Anspruchs 1 gelöst.
- Mit diesen Maßnahmen werden die eingangs geschilderten Nachteile des gattungsgemäßen Standes der Technik vollständig vermieden. Dadurch, daß eine mechanische Verbindung der Zugwalzen mit der Längswelle entfällt, entfällt auch der bisher benötigte mechanische Antriebszug, was abgesehen von der Vereinfachung der Bauweise auch die Zugänglichkeit der Druckmaschine verbessert und bezüglich des Standorts der Zugwalzen völlige Unabhängigkeit von mechanischen Gegebenheiten gewährleistet. Gleichzeitig gewährleistet der Wegfall eines mechanischen Antriebszugs auch eine hohe Wartungsfreundlichkeit und Lärmreduzierung. Dadurch, daß ein in Abhängigkeit von der Drehzahl der Längswelle regelbarer Hauptmotor mit einem in Abhängigkeit von der Drehzahl der Längswelle und in Abhängigkeit vom Bahnzug regelbaren Hilfsmotor zusammenwirkt, ergibt sich zudem eine hohe Feinfühligkeit und hohe Ansprechgeschwindigkeit der Bahngeschwindigkeitsregelung und damit eine hohe Sicherheit gegen Bahnriß. Außerdem ermöglicht die erfindungsgemäße Kombination auch eine einfache Anpassung der Bahngeschwindigkeit an jeden Formzylinder, ohne daß ein Stufengetriebe benötigt wird.
- Vorteilhafte Ausgestaltungen und zweckmäßige Fortbildungen der übergeordneten Maßnahmen sind in den Unteransprüchen angegeben.
- Nachstehend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Die Zeichnung zeigt ein Blockschaltbild der einer Zugwalze zugeordneten, erfindungsgemäßen Antriebseinrichtung.
- Der Aufbau und die Funktionsweise von Rollenrotationsdruckmaschinen, wie Rollenrotationstiefdruckmaschinen, sind an sich bekannt und bedürfen daher im vorliegenden Zusammenhang keiner näheren Erläuterung mehr. Derartige Anordnungen bestehen in der Regel aus mehreren, hintereinander angeordneten Druckeinheiten sowie einem vorgeordneten Rollenträger und einem nachgeordneten Falzapparat. Im Bereich zwischen dem Rollenträger und der ersten Druckeinheit sowie zwischen der letzten Druckeinheit und dem Falzapparat sind jeweils Zugwalzenpaarungen vorgesehen, welche die zu bedruckende Papierbahn von der auf dem Rollenträger aufgenommenen Rolle abziehen und im Bereich der Druckeinheiten auf Spannung halten. Die den Druckeinheiten nachgeordnete Zugwalzenpaarung, im Bereich der eine hohe Genauigkeit hinsichtlich der Geschwindigkeit gefordert wird, liegt der Zeichnung zugrunde.
- Zur Aufnahme dieser Zugwalzenpaarung 1 ist ein durch zwei einander gegenüberliegende Seitenwände gebildeter Zugwalzenständer 2 vorgesehen, der hier in nicht näher dargestellter Weise an den Falzapparatüberbau angebaut sein kann. Die Zugwalzenpaarung 1 umfaßt jeweils eine angetriebene Walze und eine auf dieser abrollende, nicht angetriebene Walze.
- Zum Antrieb der angetriebenen Walze der Zugwalzenpaarung 1 sind ein Hauptmotor 3 und ein demgegenüber kleinerer Hilfsmotor 4 vorgesehen. Der Hauptmotor 3 besitzt eine Leistung von etwa 25 kW,der Hilfsmotor 4 von etwa 1 kW. Der Hauptmotor 3 und der Hilfsmotor 4 sind über ein Differentialgetriebe 5 mit der angetriebenen Walze der Zugwalzenpaarung 1 verbunden. Der Hauptmotor 3 und der Hilfsmotor 4 sind als Gleichstrommotoren ausgebildet, deren Drehzahl der Drehzahl der Längswelle 6 angepaßt ist, von welcher der Antrieb der Druckeinheiten und des Falzapparats abgeleitet wird. Die Drehzahl des Hilfsmotors 4 ist zusätzlich noch vom Bahnzug, d. h. der Spannung der zu bedruckenden Papierbahn, abhängig.
- Die Drehzahl der Längswelle 6 wird durch einen von dieser angetriebenen Impulsgenerator 7 aufgenommen. Der Impulsgenerator 7 liefert Impulssignale, was eine digitale Regelung der Motoren 3, 4 erleichtert, deren Drehzahl-Istwerte ebenfalls durch Impulsgeneratoren aufnehmbar sind. Das Ausgangssignal des Impulsgenerators 7 bildet den Sollwert für einen dem Hauptmotor 3 zugeordneten Drehzahlregelkreis 8 und einen dem Hilfsmotor 4 zugeordneten Drehzahlregelkreis 9. Der entsprechende Drehzahl-Sollwert-Eingang des Regelkreises 8 bzw. 9 ist mit 10 bzw. 11 bezeichnet. Die Drehzahlen des Hauptmotors 3 bzw. des Hilfsmotors 4 werden ebenfalls durch einen jeweils zugeordneten Impulsgenerator 12 bzw. 13 aufgenommen, deren Ausgangssignale die Drehzahl-Istwerte für die Regelkreise 8 bzw. 9 bilden. Die entsprechenden Istwert-Eingänge der Regelkreise 8 bzw. 9 sind mit 14 bzw. 15 bezeichnet. Der dem Hauptmotor 3 zugeordnete Regelkreis 8 enthält einen Drehzahlregler 16, an dem der Drehzahl-Sollwert-Eingang 10 und der Drehzahl-Istwert-Eingang 14 liegen. Dem Drehzahlregler 16 ist ein Thyristor 17 nachgeordnet, der die Energiezufuhr zum Hauptmotor 3 beeinflußt, wie durch die Signalleitung 18 angedeutet ist. Der Thyristor 17 stellt ein digital ansteuerbares Stellglied dar. Im Falle einer Abweichung des über den Eingang 14 in den Regler 16 eingegebenen Istwerts vom über den Eingang 10 in den Regler 16 eingegebenen Sollwert wird die Stromzufuhr zum Hauptmotor 3 so verändert, daß die Abweichung verschwindet.
- Der dem Hilfsmotor 4 zugeordnete Drehzahlregelkreis 9 enthält ebenfalls einen Drehzahlregler 19, dem ein Thyristor 20 nachgeordnet ist, der über die Signalleitung 21 die Stromzufuhr zum Hilfsmotor 4 beeinflußt. Der Drehzahlregler 19 des Regelkreises 9 besitzt neben den Eingängen 11 und 15 einen dritten Eingang 22, durch den der am Eingang 11 eingebbare Drehzahl-Sollwert in Abhängigkeit von der Spannung der zu bedruckenden Papierbahn variierbar ist. Der Eingang 22 des Regelkreises 9 ist dementsprechend der Ausgang eines dem Drehzahlregelkreis 9 übergeordneten Bahnzugregelkreises 23. Es ergibt sich dementsprechend eine Kaskadenregelung mit einem inneren Drehzahlregelkreis und einem äußeren, übergeordneten Bahnzugregelkreis.
- Der Bahnzug wird mittels einer Tänzerwalze 24 und einem dieser zugeordneten Meßglied 25 aufgenommen, dessen Ausgang am Spannungs-Istwert-Eingang 26 eines Spannungsreglers 27 liegt. Der Spannungs-Sollwert wird mittels eines einstellbaren Potentiometers 28 vorgegeben, dessen Ausgang am Spannungs-Sollwert-Eingang 29 des Spannungsreglers 27 liegt. Der Ausgang des Spannungsreglers 27 liegt am zweiten Sollwert-Eingang 22 des Drehzahlreglers 19 des untergeordneten Drehzahlregelkreises 9. Hierdurch wird, wie oben schon angedeutet wurde, eine spannungsabhängige Variation des Drehzahl-Sollwerts des untergeordneten Drehzahlregelkreises 9 bewirkt, was eine hohe Genauigkeit und eine hohe Sicherheit gegen Bahnriß etc. ergibt.
- Das den Hauptmotor 3 und den Hilfsmotor 4 mit der angetriebenen Walze der Zugwalzenpaarung 1 verbindende Differentialgetriebe 5 ist als Harmonic-Drive-Getriebe ausgebildet. Dieses enthält in an sich bekannter Weise zwei umlaufende Circularsplines 30, 31, die durch einen sogenannten Flexspline 32 überbrückt werden, der auf einem angetriebenen, ovalen Wave-Generator 33 aufgenommen ist. Die Antriebswelle 34 des Wave-Generators 33 ist über ein Vorgelege 35 mit dem Hilfsmotor 4 antriebsmäßig verbunden. Der eingangsseitige Circularspline 30 ist über ein angeflanschtes Muffengehäuse 36 und eine Wellenkupplung 37 mit dem Hauptmotor 3 verbunden. An den ausgangsseitigen Circularspline 31 ist ein Antriebsrad 38 angeflanscht, das mit einem auf den Lagerzapfen 39 der angetriebenen Walze der Zugwalzenpaarung 1 aufgekeilten Antriebsrad 40 kämmt. Hierbei erfolgt ersichtlich eine starke Untersetzung der Drehzahl des Hilfsmotors 4, so daß dieser vergleichsweise leicht dimensioniert sein kann. Gleichzeitig ergibt sich eine sehr sanfte Änderung der Zugwalzendrehzahl in Abhängigkeit von Änderungen der Bahnspannung.
- Die dargestellte Antriebseinrichtung der Zugwalzenpaarung 1 über den drehzahlgeregelten Hauptmotor 3 und den drehzahl- und bahnspannungsgeregelten Hilfsmotor 4 macht eine mechanische Verbindung der Zugwalzenpaarung 1 mit der Längswelle 6 entbehrlich.
Claims (7)
- Einrichtung zum Antrieb von Zugwalzenpaarungen (1) einer mit einer Längswelle (6) zum Antrieb der Druckwerke versehenen Rollenrotationsdruckmaschine, insbesondere Rollenrotationstiefdruckmaschine, wobei jeder Zugwalzenpaarung (1) ein Differentialgetriebe (5) zugeordnet ist, das einen mit der zugeordneten Zugwalzenpaarung (1) antriebsmäßig verbundenen Ausgang und zwei mit der Ausgangsgeschwindigkeit entsprechender Differenzgeschwindigkeit antreibbare Eingänge aufweist, von denen einer mit einer mit der Drehzahl der Längswelle (6) korrespondierenden Drehzahl antreibbar ist und der andere mit einem Hilfsmotor (4) verbunden ist, dessen Drehzahl in Abhängigkeit von der Drehzahl der Längswelle und des Bahnzugs der zu bedruckenden Bahn regelbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß der mit einer mit der Drehzahl der Längswelle (6) korrespondierenden Drehzahl antreibbare Eingang des Differentialgetriebes (5) mittels eines vom Längswellenantrieb separaten Hauptmotors (3) antreibbar ist, dessen Drehzahl in Abhängigkeit von der Drehzahl der Längswelle (6) regelbar ist.
- Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Hauptmotor (3) und der Hilfsmotor (4) jeweils als Gleichstrommotor ausgebildet ist.
- Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Differentialgetriebe (5) als Harmonic-Drive-Getriebe ausgebildet ist, dessen Wave-Generator (33) mit dem Hilfsmotor (4), dessen eingangsseitiger Circularspline (30) mit dem Hauptmotor (3) und dessen ausgangsseitiger Circularspline (31) mit der angetriebenen Walze der zugeordneten Zugwalzenpaarung (1) verbunden sind.
- Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehzahlregelung des Hilfsmotors (4) eine Kaskade mit zwei Regelkreisen (9, 23) umfaßt, wobei der den Bahnzug aufnehmende Regelkreis (23) dem die Drehzahl der Längswelle (6) aufnehmenden Regelkreis (9) überlagert ist.
- Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehzahl-Soll- bzw. Istwerte in Form der Drehzahlen der Längswelle (6), des Hauptmotors (3) und des Hilfsmotors (4) durch einen hiervon jeweils angetriebenen Impulsgenerator (7 bzw. 12 bzw. 13) aufnehmbar sind.
- Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Sollwert des übergeordneten Bahnzugregelkreises mittels eines einstellbaren Potentiometers (28) und der Istwert mittels einer die Bahn abtastenden Tänzerwalze (24) mit nachgeordnetem Meßglied (25) erzeugbar sind.
- Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß dem Drehzahlregler (16 bzw. 19) des dem Hauptmotor (3) bzw. Hilfsmotor (4) jeweils zugeordneten Drehzahlregelkreises (8 bzw. 9) jeweils ein digital ansteuerbarer Thyristor (17 bzw. 20) nachgeordnet ist.
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