Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Tilgung der Drehschwingungen einer Druckmaschine, wobei mindestens ein drehschwingungsaufnehmendes Element auf den Zahnräderzug der Druckmaschine wirkt.
An Druckmaschinen treten verschiedene Arten von Schwingungen auf, die die Druckqualität beeinflussen. Entstehungsquellen von Schwingungen sind Zylinderkanäle sowie Bogenübergabeelemente und weitere diskontinuierlich arbeitende Maschinenelemente. Dies führt zum einen zu Biegeschwingungen in Walzen und Zylindern, jedoch auch zu Drehschwingungen von Zylindern oder Trommeln. Letztere setzen sich meist über die Zahnräder des Zahnradzuges fort und erreichen in der Regel mit zunehmender Entfernung vom Antrieb höhere Amplituden. Derartige Schwingungen können winkelsynchron oder asynchron auftreten.
Biegeschwingungen werden einerseits durch massive Bauweise, andererseits dadurch bekämpft, daß dämpfende oder tilgende Elemente in den Zylindern angeordnet werden. So beispielsweise entsprechend einer Vorrichtung die aus, der EP 0 585 897 A1 bekannt ist, welche als Dämpfungsmaßnahme an rotierenden Körpern in Druckern oder Kopierern eingesetzt wird. Für die Bekämpfung von Drehschwingungen ist aus der
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, geschwindigkeitsabhängige Dublierprobleme weitgehendst zu vermindern.
Die Aufgabe wird mit einer Vorrichtung gemäß Anspruch 1 gelöst.
Erfindungsgemäß werden wesentliche Ursachen der Dublierprobleme gezielt ermittelt und mit einfachen und wirksamen Mitteln räumlich und zeitlich am Ort ihres Auftretens bekämpft. Die Ermittlung der ersten und gegebenenfalls weiterer Eigenformen erfolgt beispielsweise durch Drehschwingungsmessung und/oder Berechnung. Den Schwingungen wird in ihren Resonanzbereichen, also beim Auftreten der Eigenformen und Eigenfrequenzen der Druckmaschine derart entgegengewirkt, daß sie für den Druckprozeß unschädlich sind und daher keine Dublierfehler mehr auftreten können. Dies geschieht durch eine entsprechende Abstimmung der Eigenfrequenz der Masse des Drehschwingungstilgers, seiner Federrate und gegebenenfalls seiner Dämpfung, sowie durch die Anordnung der Drehschwingungstilger an den kritischen Stellen des Zahnräderzuges.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung sieht die Ausbildung und Anordnung eines Drehschwingungstilger vor, um die o.g. Wirkung zu erzielen. Dabei wird der Drehschwingungstilger in der Nähe des Zahnrades des angetriebenen bogenführenden Elements - Zylinder oder Trommel - angeordnet, das von den Schwingungen derart betroffen ist, daß es zu einer Beeinträchtigung der Druckqualität kommen kann. Die Anordnung in der Nähe des Zahnrades sorgt dafür, daß die schädliche Schwingung eliminiert wird, bevor sie sich auf den Zylinder oder die Trommel auswirkt.
Durch die erfindungsgemäße Vorrichtung erfolgt die Schwingungsreduktion in einem Frequenzband um die erste Eigenfrequenz entlang des gesamten Antriebsstranges der Druckmaschine. Sie entfaltet ohne jeglichen regelungstechnischen Aufwand sowie ohne Sensorik und Aktorik eine optimale Wirkung bei jeder eingestellten Druckgeschwindigkeit. Dadurch treten keine druckgeschwindigkeitsabhängigen Qualitätsveränderungen infolge von Schwingungen im Antriebsstrang mehr auf.
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, daß auch die zweite Eigenform und Eigenfrequenz einer Druckmaschine gemessen werden und daß mindestens den Wellenzapfen der Zahnräder, an denen die größten Amplituden der zweiten Eigenfrequenz auftreten, ein auf die Reduzierung dieser zweiten Eigenfrequenz abgestimmter passiver Drehschwingungstilger zugeordnet wird. Dadurch erfolgt auch eine Schwingungsreduktion in einem Frequenzband um die zweite Eigenfrequenz entlang des gesamten Antriebsstranges der Druckmaschine. Selbstverständlich können auf eine solche Weise auch noch weitere Ordnungen von Eigenfrequenzen bekämpft werden, in der Regel reicht es jedoch aus, die erste und die zweite Eigenfrequenz in vorgeschlagener Art und Weise zu reduzieren.
Vorzugsweise werden die Eigenschaften der Drehschwingungstilger entsprechend der gemessenen Werte derart gewählt, daß eine Tilgung und eine Dämpfung der Drehschwingungen erzielt wird.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung sieht zur Tilgung der Drehschwingungen vor, daß an beliebiger Stelle des Zahnräderzuges Drehschwingungstilger angeordnet werden können. Es wird vorgesehen, daß an den Stellen des Zahnräderzuges Drehschwingungstilger angeordnet sind, an denen die größten Drehschwingungsamplituden auftreten. Da die Amplituden mit zunehmender Entfernung vom Antrieb in der Regel größer werden, ist es zweckmäßig, daß die Drehschwingungstilger an den Wellenzapfen der Zylinder oder Trommeln angeordnet sind, die vom Antrieb weiter entfernt sind. Bei einer Maschine mit mehreren Druckwerken und einem Antrieb im Bereich der Maschinenmitte wird vorgeschlagen, daß jeder Kraftübertragungsseite mindestens ein Drehschwingungstilger zugeordnet ist.
Es werden Drehschwingungstilger zur Reduzierung der ersten Frequenz angeordnet und bemessen. Es können jedoch auch weiterere Drehschwingungstilger zur Reduzierung der zweiten Eigenfrequenz angeordnet und bemessen sein. Dies ist meist deshalb zweckmäßig, weil auch die zweite Eigenfrequenz eine die Druckqualität störende Stärke aufweist. Selbstverständlich können auf diese Weise auch höhere Ordnungen von Eigenfrequenzen reduziert werden, in der Regel reicht jedoch die Reduzierung der ersten und der zweiten Ordnung aus. Eine optimale Schwingungsreduzierung wird dadurch erreicht, daß der Drehschwingungstliger ein gedämpfter Tilger ist. Derartige Tilger weisen eine Masse auf, welche mittels Federund Dämpfungselementen an den kritischen Stellen des Antriebsstrangs angelenkt ist.
Eine Ausführungsform sieht vor, daß der gedämpfte Tilger aus mindestens einer Masse und mindestens einem Elastomer besteht, das zwischen einem Träger und der Masse eingefügt ist, wobei das Elastomer Feder- und Dämpfungseigenschaften aufweist.
Eine zweite Ausführungsform sieht vor, daß der gedämpfte Tilger aus mindestens einer Masse und Federelementen sowie Dämpfungselementen besteht, die zwischen der Masse und einem Träger angeordnet sind. Dabei werden die Dämpfungselemente zweckmäßigerweise in Umfangsrichtung wirkend angeordnet. Bei den Dämpfungselementen kann es sich um Zylinder mit Kolben handeln, wobei ein Dämpfungsmedium durch einen Spalt am Kolben fließen kann. Auch die Federelemente werden zweckmäßigerweise in Umfangsrichtung wirkend angeordnet.
Eine Weiterbildung sieht vor, zur Reduzierung der ersten und zweiten Eigenform und Eigenfrequenz der Druckmaschine einen Drehschwingungstilger als zweistufigen Drehschwingungstilger auszubilden. Beispielsweise kann vorgesehen sein, daß erste federnde und dämpfende Elemente zwischen dem Träger und der Masse angeordnet sind und daß zweite federnde und dämpfende Elemente zwischen der Masse und einer weiteren Masse angeordnet sind, wobei eines der federnden und dämpfenden Elemente mit der zugehörigen Masse zur Reduzierung der ersten und das andere federnde und dämpfende Element mit der zugehörigen Masse zur Reduzierung der zweiten Eigenform und Eigenfrequenz ausgebildet und bemessen ist.
Selbstverständlich sind noch weitere Ausführungsformen denkbar, beispielsweise können die gedämpften Drehschwingungstilger zur Bekämpfung der ersten und zweiten Eigenfrequenz unabhängig voneinander an den Zylinderzapfen angeordnet werden. Es ist auch möglich, beide Tilger nebeneinander auf demselben Flansch anzuordnen und einen derartigen doppelten Tilger einem Zylinder oder einer Trommel zuzuordnen.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand schematischer Darstellungen der Zeichnung erläutert. Es zeigen
Von einer derartigen Druckmaschine 1 wird durch Drehschwingungsmessung die erste und gegebenenfalls auch die zweite Eigenform und Eigenfrequenz sowie der Ort des Auftretens derselben ermittelt, um an gezielten Stellen auf diese Eigenfrequenz und Eigenform abgestimmte passive Drehschwingungstilger 5, 5' einzusetzen. Bei der dargestellten Maschine wurden derartige Drehschwingungstilger 5, 5' an einem oder mehreren äußeren Druckwerken 7, 7', 7"' und 7"" eingesetzt. Bei einer derartigen Maschine mit dem Antrieb 8 im mittleren Bereich sollte regelmäßig jeder Kraftübertragungsseite 9 und 9' mindestens ein Drehschwingungstilger 5, 5' zugeordnet werden.
Das dargestellte erste Ausführungsbeispiel eines Drehschwingungstilgers 5, 5' besteht aus einem Träger 14, beispielsweise einem Flansch, der auf dem Wellenzapfen 3 angebracht ist. Auf diesem Träger 14 befindet sich ein Elastomer 11, welches eine als Ring ausgebildete Masse 10 trägt. Das Elastomer 11 ist derart ausgebildet, daß es Tilgungsund Dämpfungseigenschaften aufweist.
Die Erfindung läßt sich noch mit vielen weiteren Ausführungsformen realisieren, beispielsweise können die zweistufigen Drehschwingungstilger der
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