Antrieb für eine Druckmaschine

Abstract

 Beschrieben wird ein Antrieb für eine Druckmaschine, insbesondere Bogenoffsetdruckmaschine, bei welcher mehrere Zylinder über einen durchgehenden Räderzug miteinander verbunden sind und wenigstens zwei Zylinder einen steuerbaren Antrieb aufweisen. Ein derartiger Antrieb soll dahingehend weitergebildet werden, so daß der Räderzug für eine einheitliche Zahnflankenanlage in für den Druckprozess günstiger Weise beeinflußt wird. Erfindungsgemäß gelingt dies dadurch, daß bei einer Bogenoffsetdruckmaschine die Gummituchzylinder jeweils über einen lageregelbaren Antrieb verfügen, wobei die Sollwertbeaufschlagung dieser Antriebe derartig erfolgt, daß der jeweils zwischen zwei Antrieben gelegene Räderzug um einen vorgegebenen Winkelbetrag verspannt wird.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft einen Antrieb für eine Druckmaschine, insbesondere Bogenoffsetdruckmaschine gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.

[0002] Bogenoffsetdruckmaschinen der weitverbreiteteren An weisen einen Hauptantrieb insbesondere in der Form eines Gleichstrommotors auf, der die Zylinder der Druckwerke sowie die dem Bogentransport dienenden Zylinder/Trommeln über einen durchgehenden Räderzug antreibt. In diesem Räderzug entstehen insbesondere bei einer hohen Anzahl von Druckwerken sehr große Lastmomente, welche eine Torsion zwischen den einzelnen Druckwerken bewirken. Gerade bei Lastwechseln kommt es somit zu Doubliererscheinungen bzw. Passerdifferenzen. Der Antrieb einer Bogenoffsetdruckmaschine mit einer Einspeisestelle mittels einem Antriebsmotor hat ferner auch den Nachteil, daß bspw. bei einer Betriebsartenumstellung von Schön auf Schön- und Widerdruck und umgekehrt der Räderzug aufzutrennen ist, was aufwendige mechanische Bauteile erforderlich macht. Bei einer über einen durchgehenden Räderzug angetriebenen Maschine ist es als nachteilig anzusehen, daß automatisierte Vorgänge stets nacheinander auszuführen sind, da bei diesen Prozessen unterschiedliche Drehrichtungen und/oder Drehzahlen zu fahren sind. Als Beispiel hierfür seien das automatische Gummituch- und/oder Druckzylinderwaschen sowie das Wechseln der Druckformen/Druckplatten zu nennen.

[0003] Aus der DE 42 41 807 A1 ist ein Antrieb für eine Druckmaschine bekannt, bei dem der Einfluß aus dem Antriebsstrang aller nicht zur Förderung des Bedruckstoffes dienenden Elemente auf die Synchronität verringert werden soll. Ein erster Antrieb (ein oder mehrere Antriebsmotoren) ist für alle zum Transport des Bedruckstoffes dienenden Zylinder und die Plattenzylinder vorgesehen, wobei diese Zylinder über einen durchgehenden Räderzug miteinander verbunden sind. Die nicht dem Transport des Bedruckstoffes dienenden Elemente wie insbesondere die Farb- und/oder Feuchtwerke weisen eigene Antriebe auf, wobei der Antrieb dieser Elemente lagegeregelt zum Lauf der Zylinder erfolgt. Es erfolgt somit eine Synchronisation der voneinander entkoppelten Teilsysteme durch Signale von Bewegungsgrößen erfassende Steuerungen. Ein derartiger Antrieb vermeidet die negativen Einwirkungen der insbesondere durch das Zusammenwirken der Heberwalzen mit den ersten Farbwerkwalzen (Reiberwalze) entstehenden Drehmomentschwankungen in den Farbwerken auf den Druckprozess . Nachteilig ist hierbei aber, daß der Plattenzylinder mechanisch mit dem durchgehenden Räderzug der übrigen Druckwerkzylinder verbunden ist, so daß sich Lastschwankungen direkt auf den Platterzylinder übertragen und entsprechende Störungen hervorrufen.

[0004] Aus der DE 42 14 394 A1 ist eine Rotationsdruckmaschine mit einer Anzahl einzeln angetriebener Zylinder sowie mindestens einem separat angetriebenen Falzapparat bekannt, bei der die Einzelantriebe der Zylinder und deren Antriebsregler zu Druckstellengruppen zusammengefaßt sind. Die einzelnen Druckstellengruppen sind einem der Falzapparate zugeordnet, die eine Positionsreferenz von diesem Falzapparat beziehen. Die Verwaltung der Druckstellengruppen erfolgt durch ein übergeordnetes Leitsystem. Bei Übertragung dieser vorbekannten Lösung auf eine Bogenoffsetdruckmaschine bedingt dies, daß jeder der einzelnen Zylinder (Druckwerkzylinder, Zylinder bzw. Trommeln für den Bogentransport) einen eigenen lageregelbaren Antrieb aufweist. Damit läßt sich zwar eine höchstmögliche Funktionalität insbesondere für die Realisierbarkeit von Automatisierungsvorgängen erzielen, jedoch gestaltet sich die Anzahl der vorzusehenden Antriebe sehr kostenintensiv. Bei einer Bogenoffsetdruckmaschine sind darüber hinaus auch Vorkehrungen zu treffen, um zu vermeiden, daß die Greifereinrichtungen aufweisenden bogenführenden Zylinder (Gegendruckzylinder, Bogenführungszylinder/Trommeln) um einen maximal zulässigen Winkelbetrag relativ zueinander verdrehbar sind, da sonst die aus dem Teilkreisumfang herausragenden Einrichtungen der Greifersysteme beschädigt würden.

[0005] Aus der EP 0 355 442 B1 ist ein Verfahren und eine Einrichtung zur Reduzierung der Drehmomentbeanspruchung auf ein mittels eines Elektromotors angetriebenen Systems bekannt. Hier werden Änderungen des Lastmomentes durch entgegengerichtete Änderungen des Antriebsmomentes entgegengewirkt, derart, daß das Lastmoment auf einen näherungsweise konstanten Wert gehalten wird. Bei einer Bogenoffsetdruckmaschine mit mehreren Druckwerken und einem derartig gesteuerten Antriebsmotor lassen dich damit aber die durch die Lastschwankungen erzeugten Torsionen nur minimieren, wobei kein Zugewinn an Funktionalität erzielt wird.

[0006] Aus der DE 42 28 506 A1 ist ein Verfahren und ein Antrieb für eine Druckmaschine mit mehreren Druckwerken bekannt, bei der mehrere Antriebsmotore einen durchgehenden Räderzug treiben. Ein erster Antriebsmotor speist einen Leistungsüberschuß in den Räderzug ein, der so bemessen ist, daß eine konstante Richtung des Leistungsflusses in dem Räderzug sichergestellt ist. Ein letzter Antriebsmotor kompensiert diesen Leistungsüberschuß, bremst also den Räderzug. Durch diese Verfahrensweise und den entsprechenden Antrieb können Zahnflankenwechsel, die zu unkontrollierbaren Verspannungen führen, vermieden werden. Nachteilig bei diesem Verfahren ist aber, das die Winkellage der Einspeisemotoren bzw. der von den Motoren angetriebenen Zylinder undefiniert ist, was bedeutet, daß die Winkellage stark von der Phase und der Toleranz der Zahnräder abhängt.

[0007] Aufgabe der folgenden Erfindung ist es daher, einen Antrieb für eine Druckmaschine, insbesondere Bogenoffsetdruckmaschinen gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 derartig zu erweitern, so daß unter Vermeidung der zuvorstehenden genannten Nachteile ein den Druckprozess verbessernder und sich kostengünstig gestalteter Antrieb erhalten wird. Der zu schaffende Antrieb soll dabei insbesondere eine Erhöhung der Funktionalität der Druckmaschine bewirken.

[0008] Gelöst wird diese Aufgabe durch die kennzeichnenden Merkmale von Anspruch 1. Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen .

[0009] Gemäß der Erfindung ist vorgesehen, daß bei einer Mehrfarbenoffsetdruckmaschine, insbesondere Bogenoffsetdruckmaschine die Gummituchzylinder, die Gegendruckzylinder sowie die zwischen den Gegendruckzylindern angeordneten bogenführenden Zylinder bzw.

[0010] Trommeln durch einen Räderzug miteinander gekoppelt sind. Der Antrieb dieses Zylindersystems erfolgt durch den einzelnen Gummituchzylindern zugeordnete lageregelbare Antriebe, wobei die Sollwertvorgaben für die die Gummituchzylinder treibenden Antriebe um jeweils einen Winkeloffset gegeneinander versetzt gewählt sind. Somit kommt es auf Grund dieser Sollwerte infolge der Elastizität des Zahnradzuges sowie der vorliegenden Toleranzen zu einer definierten Verspannung in dem Räderzug zwischen den Druckwerken. Der Winkeloffset zwischen zwei aufeinanderfolgenden Gummituchzylindern ist dabei derartig bemessen, daß in dem dazwischen liegenden Räderzug (Gegendruckzylinder, bogenführende Zylinder bzw. Trommeln) das Zahnflankenspiel bei jeder Winkelstellung herausgefahren ist. Die Bemessung des Offsets richtet sich neben dem im Idealfall über eine Umdrehung gleichbleibenden Zahnflankenspiel ferner auch nach der Wälztoleranz sowie den Störmomenten im Räderzug zwischen zwei Gummituchzylindern. Der Offset kann an jeder Bogenoffsetdruckmaschine gemäß der erfaßten Wälztoleranzen individuell von Druckwerk zu Druckwerk eingestellt und jeweils als spezifischer Wert in der Regelelektronik gespeichert werden. Auch ist es möglich, für jede Maschine einen einheitlichen, genügend großen Offsetwert zu bestimmen und vorzugeben.

[0011] Bei der Realisierung der Erfindung kann vorgesehen sein, daß die den Gummituchzylindern in den einzelnen Druckwerken zugeordneten Antriebe von einer reellen oder virtuellen Leitachse (entsprechend ausgebildeter Sollwertgeber) generiert werden. So ist es insbesondere möglich, daß beispielsweise am ersten Druckwerk (Gummituchzylinder) ein Lagegeber angeordnet ist, dessen Lage-Istwerte einer Auswerte- und Steuerschaltung zugeführt werden. Diese generiert nun die entsprechenden Lage-Sollwerte für den Antrieb des Gummituchzylinders im ersten Druchwerk, um die Maschine gemäß einem vorgegebenen Drehzahl-Sollwert zu fahren. Die Auswerte- und Steuerschaltung generiert aus den Lage-Istwerten dieses Lagegebers die Lage-Sollwerte für die Antriebe der Gummituchzylinder im zweiten sowie den nachfolgenden Druckwerken. Bei einer einfachen Ausgestaltung der Erfindung werden die Lage-Sollwerte für die Antriebe der Gummituchzylinder in den nachfolgenden Druckwerken stets mit einem gleichen bzw. von Druckwerk zu Druckwerk unterschiedlich gewähltem Winkeloffset beaufschlagt, so daß es zu der zuvorstehend erwähnten Verspannung in dem Räderzug kommt.

[0012] An Stelle einer Lage-Sollwertregelung, welche einer reellen Bewegung eines Zylinders folgt, kann auch das Prinzip einer virtuellen Leitachsenregelung realisiert sein, dahingehend, daß die den einzelnen Gummituchzylindern zugeordneten Antriebe entsprechend einem vorgegebenen Kommando (z. B. zu fahrende Drehzahl) mit errechneten Lage-Sollwerten beaufschlagt werden. Auch hier werden die Lage-Sollwerte für die beispielsweise auf das erste Druckwerk folgenden Antriebe der Gummituchzylinder in den weiteren Druckwerken stets mit einem zusätzlichen Winkeloffset beaufschlagt, so daß es zu einer definierten Verspannung in dem jeweils zwischen zwei Gummituchzylindern eingeschlossenen Räderzug kommt. Die von der den Antrieben zugeordneten Steuerung vorgegebenen Lage-Sollwerte werden in dieser Ausführungsweise von einer virtuellen Leitachse generiert.

[0013] Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehenen, daß die Platten bzw. Formzylinder in den einzelnen Druckwerken jeweils einen eigenen lagegeregelten Antrieb aufweisen und mechanisch entkoppelt von den jeweils zugeordneten Gummituchzylindern laufen. Dadurch ist es möglich, die Plattenzylinder unabhängig von den über die Gummituchzylinder getriebenen Druckwerken anzutreiben. So können die Druckformen / Druckplatten in den einzelnen Druckwerken mit entsprechenden Wechseleinrichtungen gleichzeitig gewechselt werden bzw. es ist möglich, den Druckform- / Druckplattenwechselvorgang simultan zu einem automatischen Waschprogramm für die Gummituchzylinder / die Gegendruckzylinder ablaufen zu lassen.

[0014] Des weiteren erfolgt eine Erläuterung eines Ausführungssbeispiels der Erfindung anhand der einzigen Zeichnung. Diese zeigt die vier Druckwerke einer Bogenoffsetdruckmaschine mit den den Gummituchzylindern zugeordneten lageregelbaren Antrieben.

[0015] Die vier Druckwerke der in der Figur dargestellten Bogenoffsetdruckmaschine umfassen Plattenzylinder PZ, Gummituchzylinder GZ sowie die mit den Gummituchzylindern GZ zusammenwirkenden Gegendruckzylinder GD. Zwischen den Gegendruckzylindern GD der einzelnen Druckwerke sind Transfertrommeln T angeordnet. Die Gummituchzylinder GZ, die Gegendruckzylinder GD sowie die den Gegendruckzylindern GD nachgeordneten Transfertrommeln T sind über einen mechanischen Räderzug miteinander gekoppelt. Der Weg des Bedruckstoffes bei der in der Figur dargestellten Konfiguration erfolgt in Richtung des Pfeiles von rechts nach links.

[0016] Die Gummituchzylinder GZ in den einzelnen Druckwerken sind jeweils über einen Untersetzungsgetriebe UGZ mit einem lageregelbaren Antrieb AGZ verbunden. Die Plattenzylinder PZ in den einzelnen Druckwerken laufen mechanisch entkoppelt von den zugeordneten Gummituchzylindern GZ und weisen ferner ebenfalls je ein Untersetzungsgetriebe UPZ und einen lageregelbaren Antrieb APZ auf. Die in der Figur dargestellten Farb- und/oder Feuchtwerke FW in den einzelnen Druckwerken laufen mechanisch gekoppelt mit den jeweiligen Plattenzylindern PZ. Dies ist dadurch realisiert, daß einzelne Reiberwalzen in den Feucht- und/oder Farbwerken FW einen formschlüssigen Antrieb vom Plattenzylinder PZ aufweisen. Die Duktoren in den Feucht- und/oder Farbwerke FW weisen vorzugsweise eigene drehzahlregelbare Antriebe auf

[0017] Die Antriebe AGZ, APZ der Gummituchzylinder GZ sowie der Plattenzylinder PZ stehen mit einer übergeordneten Steuerung S in Wirkverbindung. Die Antriebe APZ der Plattenzylinder PZ erhalten somit von der Steuerung S die entsprechenden Lagesollwerte. In der Figur sind mit LS1, LS2, LS3, LS4 die Lagesollwerte der in Bogenlaufrichtung gezählten Druckwerke der Antriebe AGZ der Gummizylinder GZ bezeichnet. Entsprechend der Sollwertbeaufschlagung der Antriebe AGZ der Gummituchzylinder GZ erfolgt eine Lagesollwertbeaufschlagung der Antriebe APZ der Plattenzylinder PZ zwecks Erzielung eines synchronen Gleichlaufes im Druckbetrieb. Die Antriebe APZ der Plattenzylinder PZ können in bestimmten Situationen (Waschen der Druckwerkszylinder bzw. Wechseln der Druckplatten/Druckformen der Plattenzylinder PZ) auch in einer von der Bewegung der Gummituchzylinder GZ unabhängigen Weise angetrieben werden (Druck-Ab der Gummituchzylinder GZ).

[0018] Erfindungsgemäß ist vorgesehen, daß über die Steuerung S die Lagesollwerte LS1, LS2, LS3, LS4 derartig vorgegeben werden, so daß der Antrieb AGZ des zweiten Gummituchzylinders GZ den Räderzug zwischen dem Antrieb AGZ des ersten Gummituchzylinders GZ und dem zweiten Gummituchzylinder GZ um einen vorgegebenen Winkelbetrag verspannt. Ebenso ist der Lagesollwert LS3 des Antriebes AGZ im dritten Druckwerk mit einem deratigen Winkeloffset beaufschlagt, so daß der zwischen dem Gummituchzylinder GZ des dritten Druckwerkes und dem Gummituchzylinder GZ des zweiten Druckwerkes liegende Räderzug um einen vorgesehen Winkelbetrag verspannt wird. Entsprechendes gilt für die Winkeloffsetbeaufschlagung des Lagesollwertes LS4 für den Antrieb AGZ des Gummituchzylinders GZ im vierten Druckwerk bezüglich dem Lagesollwert LS3 des Antriebes AGZ des Gummituchzylinders GZ im dritten Druckwerk.

[0019] Verallgemeinert kann die Winkeloffsetbeaufschlagung zur Bildung der Lagesollwerte LS1, LS2, LS3, LS4 für die Antriebe AGZ in den einzelnen Druckwerken wie folgt dargestellt werden. Mit L1, L2, L3, L4 seien hierbei die auf Grund der Zylindergeometrie bzw. Zylinderstellung sich ergebenden Lagesollwerte, welche von den Antrieben AGZ zum winkelsynchronen Gleichlauf der Gummituchzylinder GZ bei einem verspannungsfreien Lauf auszuführen wären. Mit ΔS2, ΔS3, ΔS4 seien diejenigen Offsetwerte (positive oder negatives Vorzeichen) bezeichnet, welche zur Erzeugung der vorgesehenen Verspannungen der zwischen den Gummituchzylindern GZ liegenden Räderzüge vorgesehen sind. Somit ergibt sich für den Lagesollwert LS2, welche über die Steuerung S dem Antrieb AGZ des Gummituchzylinders GZ im zweiten Druckwerk vorgegeben wird:

[0020] In diesem Ausführungsbeispiel wurde der Lagesollwert LS1 für die Beaufschlagung des Antriebes AGZ des ersten Gummituchzylinders GZ mit einem Winkeloffset von ΔS1 = 0 beaufschlagt.

[0021] Analog zu Berechnung des Lagesollwertes LS2 werden die Lagesollwerte LS3, LS4 zur Beaufschlagung der Antriebe AGZ der Gummituchzylinder GZ im dritten und vierten Druckwerk durch die Steuerung S ermittelt:

[0022] Die zuvorstehend erwähnten Winkeloffsetwerte ΔS2, ΔS3, ΔS4 zur lagegeregelten Verspannung der Räderzüge zwischen zwei aufeinander folgenden Gummittuchzylindern GZ können dabei gleich groß oder auch unterschiedlich (Vorzeichen) groß sein.

Bezugszeichenliste

[0023] 

PZ

Plattenzylinder

GZ

Gummituchzylinder

GD

Gegendruckzylinder

T

Transfertrommel

UPZ

Untersetzungsgetriebe Plattenzylinder PZ

UGZ

Untersetzungsgetriebe Gummituchzylinder GZ

APZ

Antrieb Plattenzylinder PZ

AGZ

Antrieb Gummituchzylinder GZ

FW

Feucht- / Farbwerk

S

Steuerung

L1, L2, L3, L4

theoretischer Lage-Sollwert

LS1, LS2, LS3, LS4

modifizierter Sollwert

Ansprüche

1. Antrieb für eine Druckmaschine, insbesondere Bogenoffsetdruckmaschine, bei welcher mehrere Zylinder bzw. Trommeln über einen durchgehenden Räderzug miteinander gekoppelt und dem Räderzug wenigstens zwei an unterschiedlichen Stellen einspeisende, mit einer Steuerung verbundene, einzeln beaufschlagbare Antriebe zugeordnet sind,
dadurch gekennzeichnet
daß in jedem Druckwerk wenigstens einem Zylinder (Gummituchzylinder GZ) ein lageregelbarer Antrieb (AGZ) zugeordnet ist, wobei über die Steuerung (S) die Antriebe (AGZ) mit den Räderzug zwischen jeweils zwei Antrieben (AGZ) um vorgegebene Winkelbeträge verspannenden Lagesollwerten (LS1, LS2, LS3, LS4) beaufschlagbar sind.

2. Antrieb nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet
daß bei einer Bogenoffsetdruckmaschine die einzeln lageregelbaren Antriebe (AGZ) den Gummituchzylindern (GZ) zugeordnet sind.

3. Antrieb nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet
daß die mit den Gummituchzylindern (GZ) zusammenwirkenden Plattenzylinder (PZ) jeweils einen Antrieb (AGP) aufweisen.

4. Antrieb nach Anspruch 2 oder 3,
dadurch gekennzeichnet
daß die den Zylindern (Gummituchzylinder GZ, Plattenzylinder PZ) zugeordneten Antriebe (AGZ, APZ) jeweils über ein Untersetzungsgetriebe (UGZ, UPZ) angekoppelt sind.

5. Antrieb nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet
daß die mit den Plattenzylindern (PZ) zusammenwirkenden Feucht- und/oder Farbwerke (FW) mechanisch mit den Platterzylindern (PZ) gekoppelt sind.

6. Antrieb nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet
daß über die Steuerung (S) die Antriebe (AGZ) mit Lagesollwerten (LS1, LS2, LS3, LS4) beaufschlagbar sind, welche durch die Steuerung (S) aus den Lage-Istwerten wenigstens eines an der Maschine angebrachten Lagegebers ermittelbar sind.

7. Antrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet
daß über die Steuerung (S) die Antriebe (AGZ) mit Lagesollwerten (LS1, LS2, LS3, LS4) beaufschlagbar sind, welche entsprechend den vorgegebenen Laufkommandos aus einer durch die Steuerung (S) generierbaren Leitgröße ermittelbar sind.

Zeichnung