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Die Erfindung betrifft ein Verfahren
und eine Vorrichtung zum Antrieb einer Druckeinheit gemäß dem Oberbegriff
der Ansprüche
1 bzw. 4.
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Durch die
EP 06 44 048 B1 ist eine
Druckmaschine bekannt, wobei jeweils ein aus Form- und Übertragungszylindern
bestehendes Zylinderpaar mechanisch fest gekoppelt ist und wobei
jedes Paar über
einen eigenen Antriebsmotor verfügt.
Die Paare sind untereinander nicht koppelbar.
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Die
DE 44 30 693 A1 offenbart Druckeinheiten
einer Druckmaschine mit verschiedenen Konfigurationen einzeln oder
gruppenweise angetriebener Zylinder. Mit separatem Antrieb ausgeführte Zylinder bzw.
Zylindergruppen stehen miteinander nicht in Antriebsverbindung.
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Die
EP 09 97 273 A2 offenbart eine Vierzylinder-Druckeinheit,
wobei die vier Zylinder durch zwei Antriebsmotoren antreibbar sind.
Zwei Kupplungen an den Zapfen der beiden Formzylinder und jeweils zwei
auf den Zapfen der beiden Übertragungszylinder
axsial verschiebbare Zahnräder
ermöglichen
die Bildung unterschiedlicher Antriebsverbände. In einem Ausführungsbeispiel
sind die Formzylinder zwecks Plattenwechsels durch Hilfsmotoren
separat und unabhängig
von den Übertragungszylindern
antreibbar.
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Die
DE 197 32 330 A1 offenbart Druckeinheiten,
wobei alle Formzylinder einen eigenen Antriebsmotor aufweisen. Die
Antriebsmotoren können
als lagegeregelte Elektromotoren ausgeführt sein. Ein Ausführungsbeispiel
weist zusätzlich
eine mögliche Kopplung
des Formzylinders mit dem Übertragungs- und
dem Satellitenzylinder sowie dessen Antriebsmotor auf.
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Die
DE 42 02 722 A1 zeigt zwei jeweils mittels
eines eigenen Antriebsmotors antreibbare Bauteile. Zur Erhöhung der
Sicherheit gegen relative Abweichungen in der Winkellage wird zwischen
den einzeln angetriebenen Bauteilen eine mechanische Kupplung vorgesehen,
welche im Normalbetrieb kein Drehmoment überträgt, jedoch im Fall von Drehwinkeldifferenzen
einer gewissen Größe als Mitnehmerverbindung
wirksam wird.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den
Antrieb einer mittels mehrerer Antriebsmotoren angetriebenen Druckeinheit
sicher gegen eine durch Motorenausfall bedingte Unterbrechung des
Druckbetriebes und gleichzeitig möglichst spielfrei zu gestalten.
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Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die
Merkmale der Ansprüche
1 bzw. 4 gelöst.
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Die mit der Erfindung erzielbaren
Vorteile bestehen insbesondere darin, dass sie sowohl die Vorteile
der Einzelantriebtechnik, nämlich
die hohe Flexibilität,
als auch die Vorteile der Bildung von gekoppelten, und mechanisch
synchronisierten Antriebsverbänden
vereint.
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Die mechanische Kopplung eines Paares aus
Form- und Übertragungszylinder
während
des Fortdruckes bzw. der Produktion, wobei jeder der beiden Zylinder
einen eigenen, vollwertigen Antriebsmotor aufweist, ist besonders
vorteilhaft. Durch entsprechende Verteilung der Antriebsleistung
wird beispielsweise mittels einer der Antriebsmotoren ein Moment
auf die i. d. R. ein Spiel aufweisende Kopplung, z. B. ineinander
greifender Zahnräder,
ausgeübt,
welches die Kopplung in eine Anschlagslage bringt, und in dieser
hält. Der
andere der Antriebsmotoren bestimmt beispielsweise die relative
Winkellage des Paares gegenüber
eines zusammen wirkenden Gegendruckzylinders.
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In vorteilhafter Weise bildet die
Ausführung des
Form- und des Übertragungszylinders
mit jeweils einem eigenen Antriebsmotor in Verbindung mit der mechanischen
Kopplung eine Redundanz und somit einen sog. „Full Backup" für den Antrieb
der beiden Zylinder während
des Fortdruckes.
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Vorteilhaft ist eine Ausgestaltung,
wobei die Kopplung schaltbar, d. h. wahlweise trennbar ausgeführt ist.
Somit ist bei unterbrochener Kopplung, z. B. bei geöffneter
Kupplung, die Unabhängigkeit
der Zylinder gewährleistet,
wie dies insbesondere für
Rüstzwecke,
z. B. einen Plattenwechsel, einen Gummituchwechsel, ein Waschen
oder Voreinfärben,
vorteilhaft ist. Auf unterschiedlich zu den Antriebsmotoren dimensionierte
Hilfsantriebe für
Rüstzwecke
kann somit verzichtet werden.
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In einer vorteilhaften Ausführungsform
ist die Kupplung als kontinuierliche, z. B. kraftschlüssige Kupplung
ausgeführt,
welche keine Vorzugsstellung für
die Verbindung der Kupplungshälften
zueinander aufweist. In diesem Fall ist eine Änderung der relativen Drehwinkellage
der beiden Zylinder, z. B. zwecks Korrektur des Längs- bzw.
Schnittregisters möglich, ohne,
dass gleichzeitig Form- und Übertragungszylinder
gedreht werden. Ein Einfluß auf
eine mit dem Übertragungszylinder
zusammen wirkende Bahn ist so vermeidbar.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung
sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben.
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Es zeigen:
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1 eine
schematische Seitenansicht einer Druckeinheit;
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2 eine
schematische Darstellung eines ersten Ausführungsbeispiels für den Antrieb
einer Druckeinheit mit einer festen Kopplung eines Paares von Zylindern;
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3 eine
schematische Darstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels für den Antrieb
einer Druckeinheit mit einer lösbaren,
formschlüssigen Kopplung
eines Paares von Zylindern;
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4 eine
schematische Darstellung eines dritten Ausführungsbeispiels für den Antrieb
einer Druckeinheit mit einer lösbaren,
kraftschlüssigen Kopplung
eines Paares von Zylindern.
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Eine Druckeinheit 01 einer
Rotationsdruckmaschine weist ein Paar 02 aus zwei miteinander mechanisch
gekoppelten Zylindern 03; 04, z. B. einem Formzylinder 03 und
einem mit dem Formzylinder 03 in einer Druck-An-Stellung
zusammen wirkenden ersten Übertragungszylinder 04,
auf. Der erste Übertragungszylinder 04 wirkt
in einer Druck-An-Stellung über eine
Bahn 06, z. B. eine Bedruckstoffbahn 06 oder Papierbahn 06,
mit einem weiteren Zylinder 07, z. B. einem Gegendruckzylinder 07,
insbesondere einem Stahlzylinder 07 oder einem zweiten Übertragungszylinder 07 zusammen. Die
Zylinder 03; 04; 07 sind in nicht näher bezeichneten
Gestellwänden
drehbar gelagert.
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Der Formzylinder 03 und
der Übertragungszylinder 04 weisen
jeweils einen Motor 08; 09, insbesondere einen
Antriebsmotor 08; 09 auf, welcher während des
Fortdruckes bzw. der Produktion den jeweiligen Zylinder 03; 04 antreibt.
Die Antriebe der beiden Zylinder 03; 04 sind über eine
Kopplung 11 miteinander mechanisch gekoppelt bzw. koppelbar.
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Der Gegendruckzylinder 07 ist
unabhängig von
den Zylindern 03; 04 des Paares 02 antreibbar und
weist bevorzugt ebenfalls einen eigenen Motor 12, insbesondere
einen eigenen Antriebsmotor 12 auf. Ist der Gegendruckzylinder 07 als
zweiter Übertragungszylinder 07 ausgeführt, so
kann dieser mit einem nicht dargestellten weiteren Formzylinder
gemeinsam, oder aber mit diesem Formzylinder in gleicher Weise wie
das Paar 02 angetrieben sein.
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Die Antriebsmotoren 08; 09 sind
als Elektromotoren, insbesondere als lagegeregelte Elektromotoren
ausgeführt,
welche eine exakte Bestimmung und Korrektur der Drehlage des jeweiligen
Zylinders 03; 04 erlauben. Es kann jedoch auch
einer der Antriebsmotoren 08; 09 lagegeregelt
und der andere der Antriebsmotoren 09; 08 drehmomentengeregelt
ausgeführt
sein. Vorteilhaft ist die Ausführung
des Antriebsmotors 12 des Gegendruckzylinders 07 ebenfalls
als lagegeregelter Elektromotor.
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In einem ersten Ausführungsbeispiel
(2) erfolgt der Antrieb
des Formzylinders 03 und des Übertragungszylinders 04 durch
die Antriebsmotoren 08; 09 über jeweils ein Getriebe. Beispielsweise kämmt ein
jeweils am Antriebsmotor 08; 09 angeordnetes Ritzel 13; 14 mit
einem an einem Zapfen 16; 17 des Zylinders 03; 04 angeordneten
Zahnrades 18; 19. Der Antrieb kann aber auch über Riemen
oder Ketten erfolgen. Die Kopplung 11 erfolgt hier ebenfalls
durch die beiden Zahnräder 18; 19,
welche formschlüssig
miteinander kämmen.
Der Antrieb des Gegendruckzylinders 07 erfolgt beispielsweise
ebenfalls über
ein am Antriebsmotor 12 angeordnetes Ritzel 21,
welches auf ein an einem Zapfen 22 des Gegendruckzylinders 07 drehfest
angeordnetes Zahnrad 23 abtreibt.
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In einer nicht dargestellten Variante
des ersten Ausführungsbeispiels
treiben die Antriebsmotoren 08; 09 die Zylinder 03; 04 nicht über ein
Ritzel 13; 14, sondern jeweils direkt und axial
in Verlängerung der
Motorwelle, ggf. über
eine einen Winkel oder Versatz ausgleichende Gelenkverbindung, an.
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In einem zweiten Ausführungsbeispiel (3) weist die Kopplung 11 eine
schaltbare, formschlüssige
Kupplung 24 auf. Hierbei ist beispielsweise auf dem Zapfen 16; 17 eines
der Zylinder 03; 04 ein Zahnrad 26 axial
verschiebbar, jedoch drehfest angeordnet. Dieses Zahnrad 26 ist
durch axiales Verschieben mit einem drehfest auf dem Zapfen 17; 16 des
anderen Zylinders 04; 03 angeordneten Zahnrad 27 in
Eingriff bringbar. Im Beispiel ist das verschiebbare Zahnrad 26 auf
dem Zapfen 16 des Formzylinders 03 angeordnet
und stellt zusammen mit einer nicht näher bezeichneten und nicht
dargestellten Betätigungseinrichtung
die Kupplung 24 dar. Das dem verschiebbaren Zahnrad 26 zugeordnete
Ritzel 13 ist vorteilhafter Weise derart ausgeführt, dass
es mit dem Zahnrad 26 in eingekuppelter sowie ausgekuppelter
Stellung kämmt.
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In einem dritten vorteilhaften Ausführungsbeispiel
(4) weist die Kopplung 11 eine
kontinuierliche, kraftschlüssige
Kupplung 28 auf, welche beispielsweise als fernbetätigbare
Scheiben, Lamellen- oder Magnetkupplung, ausgeführt ist. Ein auf einem der
Zapfen 16; 17 der Zylinder 03; 04 drehfest
angeordnetes Zahnrad 29 steht im ständigen Eingriff mit einem am
Zapfen 17; 16 des jeweils anderen Zylinders 04; 03 drehbar
angeordneten Zahnrades 31. Das drehbar gelagerte Zahnrad 29 ist
mittels der kontinuierlichen Kupplung 28 in jeder Drehlage
wahlweise drehfest mit dem Zapfen 17; 16 des zugeordneten Zylinders 04; 03 verbindbar
bzw. lösbar.
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Vorteilhaft ist die Ausführung der
Kupplung 28 aus dem dritten Ausführungsbeispiel in der Weise, dass
in der Ruhelage der Kupplung 12 der Kraftschluß, beispielsweise
durch Federkraft, wirksam ist, während
bei Betätigung,
beispielsweise eines Druckmittels, die Kupplung 28 gelöst ist.
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Wird in der Anordnung der 4 die kraftschlüssige, kontinuierliche
Kupplung 28 beispielsweise durch eine Klauenkupplung oder
eine anders geartete formschlüssige
Kupplung 28 ausgetauscht, so führt auch die Anordnung nach
dem dritten Ausführungsbeispiel
zu einer schaltbaren, formschlüssigen Kopplung 11.
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Zumindest einer der beiden Antriebsmotoren 08; 09;
bzw. der Zylinder 03; 04 des Paares sowie der Antriebsmotor 12 bzw.
der Gegendruckzylinder 07 weisen zumindest eine Einrichtung
auf, die auf die Drehlage des betreffenden Zylinders 03; 04; 07 schließen läßt, und
diese Information an eine Regeleinrichtung 32 zur Verarbeitung
weiterleitet. Mindestens an einem der Antriebsmotoren 08; 09 des
Paares 02 kann ggf. auch das anliegende Drehmoment ermittelt
werden. Die Regeleinrichtung 32 ermittelt beispielsweise
die relativen Drehlagen der Zylinder 03; 04; 07,
insbesondere des Formzylinders 03 und des Gegendruckzylinders 07,
sowie ggf. die anliegenden Drehmomente und regelt bei einer Abweichung
von vorgegebenen Sollwerten für
die Drehlagen bzw. Drehmomente die Leistungszufuhr für die Antriebsmotoren 08; 09; 12.
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Die Funktionsweise des Antriebes
der Druckeinheit 01 ist wie folgt: Während des Fortdruckes, die
Bahn 06 läuft
in 1 beispielsweise
von unten nach oben, sind jeweils der Formzylinder 03 und
der erste Übertragungszylinder 04 sowie
der erste Übertragungszylinder 04 und
der Gegendruckzylinder 07 aneinander angestellt und wickeln
jeweils gegensinnig aneinander ab. Einer der beiden Antriebsmotoren 08; 09 des
Paares 02, z. B. der Antriebsmotor 08 des Formzylinders 03,
treibt lagegeregelt und synchron zum Gegendruckzylinder 07 den Formzylinder 03 an.
Der andere Antriebsmotor 09; 08 des Paares 02,
z. B. der Antriebsmotor 09 des Übertragungszylinders 04,
eilt dem Antriebsmotor 08 des Formzylinders 03 voraus,
so dass in der Kopplung 11 ein Moment erzeugt wird, welches
beispielsweise die Zähne
der Ritzel 13; 14 und Zahnräder 18; 19; 26; 27; 29; 31 sicher
an einer Flanke anliegen läßt und somit ein
ungleichmäßiges Drehen
aufgrund von Zahnradspiel unterbindet. Ebenso ist auch eine Nacheilung des
Antriebsmotors 09 möglich,
wobei in diesem Fall die andere Flanke der Zahnräder 18; 19; 26; 27; 29; 31 jeweils
wechselseitig als Anschlag dient.
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Die „Voreilung" ist in diesem Zusammenhang keine echte
Voreilung, die sich durch eine erhöhte Drehzahl des Zylinders 04 äußern würde. Dies
wird durch die Kopplung 11 der beiden Zylinder 03; 04 verhindert.
Vielmehr ist hier als „Voreilung" der Sachverhalt
zu verstehen, dass der betreffende Antriebsmotor 09 entgegen
dem Widerstand der Kopplung 11 z. B. eine erhöhte Leistungsaufnahme
aufweist, welche ohne den Widerstand eine echte Voreilung bzw. Drehzahlerhöhung bewirken
würde.
In der Kopplung 11 wird ein in Drehrichtung wirkendes Moment
erzeugt. In gleicher Weise ist als Nacheilung eine Quasi-Nacheilung
zu verstehen, die z. B. bei verminderter Leistungsaufnahme durch
eine Bremswirkung ein der Drehrichtung entgegenwirkendes Moment
innerhalb der Kopplung 11 erzeugt.
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Es ist auch möglich alle drei Zylinder 03; 04; 07 lagegeregelt
zu betreiben, wobei jedoch der Formzylinder 03 mit einer
Nacheilung oder Voreilung betrieben wird und die Kopplung 11 mit
dem Moment beaufschlagt.
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Fällt
einer der beiden Antriebsmotoren 08; 09 des gekoppelten
Paares 02 aus oder muß während einer
laufenden Produktion, einer Inspektion oder Wartung unterzogen werden,
so kann das Paar 02 durch den anderen Antriebsmotor 09; 08 weiter
betrieben werden.
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Ist die Kopplung 11 der
beiden Zylinder 03; 04 des Paares 02 mit
einer schaltbaren Kupplung 24; 28 ausgeführt, so
wird beispielsweise zur Ausführung von
Rüstarbeiten
die Kupplung 24; 28 gelöst, so dass die beiden Zylinder 03; 04 des
Paares 02 unabhängig voneinander
durch die beiden Antriebsmotoren 08; 09 antreibbar
sind, wie es beispielsweise bei parallel ausführbaren Rüstarbeiten oder bei eingezogener, im
Stillstand befindlicher Bahn 06, oder bei einem fliegenden
Plattenwechsel während
einer laufenden Bahn 06 vorteilhaft ist.
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Weist die Kopplung 11 eine
schaltbare, kontinuierliche Kupplung 28, z. B. eine reib-
oder kraftschlüssige
Kupplung 28 auf, so ist auch eine Korrektur kleinster Abweichungen
im Längs-
oder Schnittregister durch Änderung
der relativen Drehlage der Zylinder 03; 04; 07 zueinander,
insbesondere des Formzylinders 03 zum Übertragungszylinder 04,
möglich, ohne
dass beispielsweise der mit der Bahn 06 zusammen wirkende Übertragungszylinder 04 eine
Lageänderung
erfährt.
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- 01
- Druckeinheit
- 02
- Paar
- 03
- Zylinder,
Formzylinder (02)
- 04
- Zylinder, Übertragungszylinder,
erster (02)
- 05
-
- 06
- Bahn,
Bedruckstoffbahn, Papierbahn
- 07
- Zylinder,
Gegendruckzylinder, Stahlzylinder, Übertragungszylinder, zweiter
- 08
- Motor,
Antriebsmotor (03)
- 09
- Motor,
Antriebsmotor (04)
- 10
-
- 11
- Kopplung
- 12
- Motor,
Antriebsmotor (07)
- 13
- Ritzel
(08)
- 14
- Ritzel
(09)
- 15
-
- 16
- Zapfen
(03)
- 17
- Zapfen
(04)
- 18
- Zahnrad
(16)
- 19
- Zahnrad
(17)
- 20
-
- 21
- Ritzel
(12)
- 22
- Zapfen
(07)
- 23
- Zahnrad
(22)
- 24
- Kupplung
(11)
- 25
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- 26
- Zahnrad
(16)
- 27
- Zahnrad
(17)
- 28
- Kupplung
(11)
- 29
- Zahnrad
(16)
- 30
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- 31
- Zahnrad
(17)
- 32
- Regeleinrichtung