Einrichtung zum Antrieb von Zugwalzenpaarungen einer Rollenrotationsdruckmaschine

Abstract

 Bei einer Rollenrotationsdruckmaschine mit einer Längs­welle (6) zum Antrieb der Druckwerke und einer Einrich­tung zum Antrieb der Zugwalzen (1) lassen sich dadurch eine einfache Bauweise ohne direkte mechanische Verbin­dung der Zugwalzen (1) mit der Längswelle (6) und denn­noch eine hohe Antriebsgenauigkeit erreichen, daß die jeder Zugwalzenpaarung (1) zugeordnete Antriebseinrichtung einen Hauptmotor (3) und einen Hilfsmotor (4) mit jeweils ge­regelter Drehzahl sowie ein Differentialgetriebe (5) mit zwei Eingängen und einem Ausgang umfaßt, wobei die Dreh­zahl des Hauptmotors (3) in Abhängigkeit von der Dreh­zahl der Längswelle (6) und die Drehzahl des Hilfsmotors (4) in Abhängigkeit von der Drehzahl der Längswelle (6) und des Bahnzugs der zu bedruckenden Bahn regelbar sind und wobei der Hilfsmotor (4) mit einem Differentialele­ment (33) des Differentialgetriebes (5) verbunden ist, durch das eine Drehzahldifferenz zwischen dem mit dem Hauptmotor (3) verbundenen Eingang des Differenztialge­triebes (5) und dem mit der Zugwalzenpaarung (1) verbun­denen Ausgang des Differentialgetriebes erzeugbar ist.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft eine Rollenrotationsdruckma­schine, insbesondere eine Rollenrotationstiefdruckma­schine, mit einer Längswelle zum Antrieb der Druck­werke und einer Einrichtung zum Antrieb der Zugwalze bzw. -walzen.

[0002] Bei Rollenrotationstiefdruckmaschinen bekannter Bauart werden die zwischen dem Falzapparat und den Druckwerken angeordneten Zugwalzen durch die Längswelle mechanisch angetrieben, wobei im Antriebszug ein Stufengetriebe vorgesehen ist, das bei jeder Durchmesseränderung der Zylinder des Druckwerks verstellt werden muß. Anord­nungen dieser Art haben sich an sich bewährt. Nachtei­lig ist jedoch der hohe bauliche Aufwand. Zudem er­ weisen sich die bekannten Anordnungen mit mechanischem Antrieb der Zugwalzen von der Längswelle als starke Lärmquelle. Hinzu kommt, daß der mechanische Antriebs­zug einschließlich Stufengetriebe einen hohen Wartungs­aufwand erforderlich macht. Ein ganze besonderer Nach­teil ist jedoch in dem hohen Platzbedarf des Antriebs­zugs von der Längswelle zu den Zugwalzen zu sehen, der die Zugänglichkeit der Druckmaschine beeinträchtigen kann. Außerdem hat sich gezeigt, daß dieser mechanische Antriebszug nicht beliebig gestaltet werden kann, so daß die örtliche Anordnung der Zugwalzen dadurch eingeschränkt ist.

[0003] Hiervon ausgehend ist es daher die Aufgabe der vorlie­genden Erfindung, eine Anordnung eingangs erwähnter 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 eine hohe Freizü­gigkeit hinsichtlich der räumlichen Anordnung der Zug­walzen erreicht werden und daß dennoch eine hohe Genau­igkeit gewährleistet ist.

[0004] Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die jeder Zugwalze zugeordnete Antriebseinrichtung einen Hauptmotor und einen Hilfsmotor mit jeweils geregelter Drehzahl sowie ein Differentialgetriebe mit zwei Ein­gängen und einem Ausgang umfaßt, wobei die Drehzahl des Hauptmotors in Abhängigkeit von der Drehzahl der Längs­welle und die Drehzahl des Hilfsmotors in Abhängigkeit von der Drehzahl der Längswelle und des Bahnzugs regel­bar ist und wobei der Hilfsmotor mit einem Differential­ element des Differentialgetriebes verbunden ist, durch das eine Drehzahldifferenz zwischen dem mit dem Haupt­motor verbundenen Eingang des Differenztialgetriebes und dem mit der Zugwalze verbundenen Ausgang des Differen­tialgetriebes erzeugbar ist.

[0005] Mit diesen Maßnahmen werden die eingangs geschilderten Nachteile der bekannten Anordnungen 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 Ein­satzorts 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 und ein zusätz­lich noch in Abhängigkeit vom Bahnzug regelbarer Hilfs­motor zusammenwirken, ergibt sich zudem eine hohe Fein­fühligkeit der Bahngeschwindigkeitsregelung und damit eine hohe Sicherheit gegen Bahnriß. Die vorstehenden Aus­führungen lassen erkennen, daß die Erfindung die ihr ge­stellte Aufgabe mit einfachen und kostengünstigen Mitteln löst.

[0006] In vorteilhafter Ausgestaltung der übergeordneten Maß­nahmen können der Hauptmotor und der Hilfsmotor als Gleichstrommotoren ausgebildet sein, die zweckmäßig auf digitalem Wege geregelt werden. Diese Maßnahmen ergeben eine einfache und regelungstechnisch leicht beherrsch­ bare Bauweise. Das Hauptdrehmoment wird durch den Haupt­motor aufgebracht. Dieser ist dementsprechend wesentlich stärker als der Hilfsmotor.

[0007] Eine weitere, vorteilhafte Maßnahme kann darin bestehen, daß das Differen-tialgetriebe als Harmonic-Drive-Getrie­be (HD-Getriebe) ausgebildet ist, dessen Wave-Generator mit dem Hilfsmotor, dessen eingangsseitiger Circularspline mit dem Hauptmotor und dessen ausgangsseitiger Circular­spline mit der anzutreibenden Zugwalze verbunden sind. Das HD-Getriebe ermöglicht in vorteilhafter Weise eine hohe Versetzung der Drehzahl des Hilfsmotors, der dem­entsprechend sehr klein sein kann. Gleichzeitig wird hierdurch in vorteilhafter Weise eine ausreichende Rege­lungsträgheit und damit eine sprungfreie Regelung erreicht.

[0008] In weiterer Fortbildung der übergeordneten Maßnahmen kann die Drehzahlregelung des Hilfsmotors eine Kaskade mit zwei Regelkreisen umfassen, wobei der den Bahnzug regelnde Kreis dem Drehzahlregelkreis überlagert ist. Der Drehzahlregelkreis bildet hierbei in vorteilhafter Weise den untersten und damit schnellsten Regelkreis. Eine Änderung des Bahnzugs bewirkt in vorteilhafter Weise eine Sollwert-Verstellung des Drehzahlregelkreises. Hierdurch lassen sich sprunghafte Änderungen in vorteil­hafter Weise weitestgehend ausschalten.

[0009] Eine weitere zweckmäßige Maßnahme kann darin bestehen, daß der Sollwert des den Hauptmotor und dem Hilfsmotor jeweils zugeordneten Drehzahlregelkreises durch die mit­tels eins Impulsgebers aufnehmbare Drehzahl der Längs­welle vorgegeben wird. Hierdurch wird die gewünschte Abhängigkeit von der Drehzahl der Längswelle auf einfache Weise erreicht.

[0010] Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und zweckmäßige Fortbildungen der übergeordneten Maßnahmen ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung eines Ausführungsbei­spiels anhand der Zeichnung in Verbindung mit den rest­lichen Unteransprüchen.

[0011] In der Zeichnung zeigt die einzige Figur ein Blockschalt­bild der einer Zugwalze zugeordneten, erfindungsgemäßen Antriebseinrichtung.

[0012] 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.

[0013] 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.

[0014] 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.

[0015] 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.

[0016] 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.

[0017] Der Bahnzug wird mittels einer Tänzerwalze 24 und einem dieser zugeordneten Meßglied 25 aufgenommen, dessen Aus­ gang 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.

[0018] 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.

[0019] 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.

Ansprüche

1. Rollenrotationsdruckmaschine, insbesondere Rollen­rotationstiefdruckmaschine, mit einer Längswelle zum Antrieb der Druckwerke und einer Einrichtung zum An­trieb der Zugwalze bzw. -walzen, dadurch gekennzeich­net, daß die jeder Zugwalzenpaarung (1) zugeordnete Antriebs­einrichtung einen Hauptmotor (3) und einen Hilfsmotor (4) mit jeweils geregelter Drehzahl sowie ein Diffe­rentialgetriebe (5) mit zwei Eingängen und einem Aus­gang umfaßt, wobei die Drehzahl des Hauptmotors (3) in Abhängigkeit von der Drehzahl der Längswelle (6) und die Drehzahl des Hilfsmotors (4) in Abhängigkeit von der Drehzahl der Längswelle (6) und des Bahnzugs der zu bedruckenden Bahn regelbar sind und wobei der Hilfsmotor (4) mit einem Differentialelement (33) des Differentialgetriebes (5) verbunden ist, durch das eine Drehzahldifferenz zwischen dem mit dem Hauptmo­tor (3) verbundenen Eingang des Differentialgetriebes (5) und dem mit der Zugwalzenpaarung (1) verbundenen Ausgang des Differentialgetriebes erzeugbar ist.

2. Rollenrotationsdruckmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Hauptmotor (3) und der Hilfs­motor (4) jeweils als Gleichstrommotor ausgebildet ist.

3. Rollenrotationsdruckmaschine 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 (32) mit dem Hauptmotor (3) und dessen aus­gangsseitiger Circularspline (31) mit der angetriebe­nen Walze der zugeordneten Zugwalzenpaarung (1) ver­bunden sind.

4. Rollenrotationsdruckmaschine 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 (24) dem die Drehzahl der Längs­welle (6) aufnehmenden Regelkreis (9) überlagert ist.

5. Rollenrotationsdruckmaschine 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.

6. Rollenrotationsdruckmaschine 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.

7. Rollenrotationsdruckmaschine 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.

Zeichnung