DE10124977A1 - Antrieb für einen Zylinder einer Rotationsdruckmaschine - Google Patents
Antrieb für einen Zylinder einer RotationsdruckmaschineInfo
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Abstract
Um für einen Zylinder (2, 3) einer Rotationsdruckmaschine, der aus unabhängig voneinander verdrehbaren, antreibbaren Zylindersegmenten (12, 14, 19, 20) besteht, einen mechanisch einfachen Antrieb zu schaffen, stehen die Zylindersegmente (12, 14, 19, 20) mit jeweils einem Elektromotor (9, 15) in Antriebsverbindung und sind unabhängig voneinander antreibbar.
Description
Die Erfindung betrifft einen Antrieb für einen Zylinder einer
Rotationsdruckmaschine, der unabhängig voneinander verdrehbare, antreibbare
Zylindersegmente aufweist.
Die DE 44 26 987 A1 zeigt einen Antrieb von Falzzylindern eines Falzapparates
einer Rotationsdruckmaschine, wobei im einzelnen ein Messerzylinder, ein
Punktur-Falzmesserzylinder, ein Falzklappenzylinder und ein Greiferzylinder über
Stirnräder in Antriebsverbindung stehen und in Reihe mechanisch angetrieben
werden. Der Punktur-Falzmesserzylinder und der Falzklappenzylinder sind jeweils
als sogenannter zweiteiliger Zylinder ausgeführt, d. h., sie bestehen aus
ineinander geschachtelten, gegeneinander verdrehbaren Zylindersegmenten. Die
Zylindersegmente tragen Systeme, beispielsweise Falzmesser oder Falzklappen,
die bei einer Verstellung des Falzapparates in ihrem Umfangsabstand zu
benachbarten Systemen verstellbar sind. Auf diese Weise ist beispielsweise der
Vorfalz verstellbar oder eine Formatverstellung ausführbar. Die Verstellung der
Zylindersegmente erfolgt mittels Planetengetrieben.
Bei diesem Falzapparat ist der Getriebeaufwand hoch. Außerdem summieren sich
in dem Antrieb Verdrehflankenspiele.
Es ist Aufgabe der Erfindung, einen mechanisch einfachen Antrieb für Zylinder mit
gegeneinander verdrehbaren Segmenten zu schaffen.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den kennzeichnenden Merkmalen der
unabhängigen Ansprüche gelöst. Der Antrieb enthält außer den Zylinderrädern
des Zylinders keine weiteren Getriebe, wodurch Verdrehflankenspiele minimiert
werden. Entsprechend genau können mit dem Zylinder Arbeitsvorgänge
ausgeführt werden, beispielsweise mit einem Falzzylinder Falzungen genau
ausgeführt werden, der Vorfalz genau eingestellt und realisiert werden.
Falzdifferenzen werden durch die mit hoher Genauigkeit einhaltbare Winkellage
der Funktionsgruppen zueinander entscheidend minimiert.
Mit dem Einsatz einer elektronischen, virtuellen Leitwelle für die Elektromotoren
zur Lage- und Drehzahlvorgabe wird die Genauigkeit des Gleichlaufs zwischen
den Funktionsgruppen und somit die Arbeitsgenauigkeit stationär und dynamisch
deutlich erhöht. Durch eine elektronische Vorgabe eines Winkelversatzes
zwischen den Funktionsgruppen sind Verstellungen flexibel, schnell und
hochgenau einstellbar.
Der vorgeschlagene Antrieb bedingt eine Reduzierung der in Reihe geschalteten,
niemals ideal rundlaufenden Massen, der niemals idealen mechanischen
Kontaktstellen und der damit verbundenen Störungen. Aufgrund der Reduzierung
der in Reihe geschalteten Massen, der mechanischen Kontaktstellen und der
damit verbundenen Nachgiebigkeiten wird eine Erhöhung der Drehsteifigkeit in
den einzelnen Funktionsgruppen erzielt. Es erfolgt eine Entkopplung von
Störungen, beispielsweise durch Messer- und Falzschläge, in den einzelnen
Funktionsgruppen. Es erfolgt eine Erhöhung der StörsteifigkeitJReduktion der
Störempfindlichkeit gegenüber Störungen durch beispielsweise Messer- und
Falzschläge aufgrund der steiferen Verbindung des Motors mit dem Ort der
Störung und damit eine schärfere Regelung. Die geringere Komplexität und
höhere Steifigkeit der vereinzelten Funktionsgruppen macht den Einsatz von
periodischen und adaptiven Kompensationsreglern möglich, mit denen eine
Erhöhung der Störsteifigkeit/Reduktion der Störempfindlichkeit gegenüber
Störungen machbar ist. Insgesamt ist damit eine Erhöhung der Genauigkeit des
Gleichlaufs zwischen den Funktionsgruppen und damit beispielsweise eine
deutliche Erhöhung der Schnitt- und Falzgenauigkeit bei der Anwendung auf
Falzzylinder möglich.
Der Antrieb macht die Bewertung von Motor-/Antriebsreglergrößen, wie
Motorstrom und Regeldifferenzen, möglich, womit beispielsweise der
mechanische Verschleiß von Schneid- und Falzmessern beurteilbar ist.
Mittels mechanischen Endanschlägen, Hardwareendlageschaltern oder
Softwareendlageschaltern ist auf einfache Weise eine Sicherung gegen
Antriebsstörungen möglich.
Der Antrieb bedient sich konstruktiv einfacher Elemente und ist somit
kostengünstig erstellbar.
Weitere Merkmale und Vorteile ergeben sich aus den Unteransprüchen in
Verbindung mit der Beschreibung.
Die Erfindung soll nachfolgend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert
werden. In den zugehörigen Zeichnungen zeigt schematisch
Fig. 1 den Antrieb eines Falzapparates in der Draufsicht
Fig. 2 den Falzapparat gemäß Fig. 1 in der Seitenansicht
Fig. 3 die Ansicht III nach Fig. 1.
Fig. 1 zeigt einen Falzapparat in gestreckter Anordnung seiner Zylinder und
Antriebsräder. Im einzelnen enthält der Falzapparat einen Messerzylinder 1, einen
Falzzylinder 2, einen Falzklappenzylinder 3 und einen Greifer-Falzmesserzylinder
4. Die Zylinder sind in Seitenwänden 5, 6 gelagert. Der Messerzylinder 1 ist
beispielsweise mit zwei einander gegenüberliegenden Schneidmessern 7 bestückt
(Fig. 2). Auf einem Zapfen des Messerzylinders 1 ist ein Stirnrad 8 befestigt, in
das ein Elektromotor 9 mit seinem Ritzel 10 eingreift.
Der Falzzylinder 2 besteht aus einem Halteelemente 11 tragenden
Zylindersegment 12 sowie einem Falzmesser 13 tragenden weiteren
Zylindersegment 14. Die Zylindersegmente 12, 14 sind beispielsweise dreiteilig
ausgeführt, d. h., sie tragen drei um 120° versetzte Halteelemente 11 bzw.
Falzmesser 13. Die Zylindersegmente 12, 14 sind gegeneinander verdrehbar. Sie
sind außerdem unabhängig voneinander antreibbar und stehen deshalb mit
jeweils einem eigenen Elektromotor 9, 15 in Antriebsverbindung. Hierzu ist an
jedem Zylindersegment 12, 14 ein Stirnrad 16, 17 befestigt. Das Stirnrad 16 des
Zylindersegments 12 steht mit dem Stirnrad 8 in Eingriff und wird somit über
letzteres indirekt vom Elektromotor 9 angetrieben, der mit seinem Ritzel 10 in das
Stirnrad 8 eingreift. Ebenso könnte der Elektromotor 9 mit seinem Ritzel 10 in das
Stirnrad 16 eingreifen. In das Stirnrad 17 des weiteren Zylindersegments 14 greift
der Elektromotor 15 mit seinen Ritzel 18 ein.
Mit dem Falzzylinder 2 arbeitet der Falzklappenzylinder 3 zusammen. Letzterer
besteht wiederum aus zwei Zylindersegmenten 19, 20, wobei das
Zylindersegment 19 Falzklappen 21 und das weitere Zylindersegment 20
Falzklappen 22 trägt. Die Zylindersegmente 19, 20 sind beispielsweise jeweils
dreiteilig ausgeführt, so dass sie jeweils drei Falzklappensysteme 21, 22 tragen.
Die Zylindersegmente 19, 20 sind gegeneinander verdrehbar und unabhängig
voneinander antreibbar. Hierzu ist an jedem Zylindersegment 19, 20 ein Stirnrad
23, 24 befestigt. Das Stirnrad 23 des Zylindersegments 19 steht mit dem Stirnrad
17 des weiteren Zylindersegments 14 in Eingriff, wodurch das Zylindersegment 19
indirekt über das Stirnrad 17 mit dem Elektromotor 15 in Antriebsverbindung steht.
Ebenso könnte das Ritzel 18 des Elektromotors 15 direkt in das Stirnrad 23
eingreifen. In das Stirnrad 24 des weiteren Zylindersegments 20 greift ein
Elektromotor 25 mit seinem Ritzel 26 ein.
Mit dem Falzklappenzylinder 3 arbeitet der Greifer-Falzmesserzylinder 4
zusammen. Dieser enthält ein Greifer 27 tragendes Zylindersegment 28 und ein
Falzmesser 29 tragendes weiteres Zylindersegment 30. An beiden
Zylindersegmenten 28, 30 ist jeweils ein Stirnrad 31, 32 befestigt. Das Stirnrad 31
des Zylindersegments 28 kämmt mit dem Stirnrad 23 des weiteren
Zylindersegments 20 des Falzklappenzylinders 3, während das Stirnrad 32 des
weiteren Zylindersegments 30 mit dem Stirnrad 24 des weiteren Zylindersegments
20 in Eingriff steht.
Dem Falzzylinder 2 wird über nicht näher beschriebene Zugwalzen und
Perforiereinrichtungen ein Strang 33 zugeführt, der beispielsweise mittels eines
Falztrichters bereits längsgefalzt sein kann. Im Zusammenspiel mit dem
Falzzylinder 2 schneiden die Schneidmesser 7 des Messerzylinders 2 den Strang
33 in Produkte 34, die von den Halteelementen 11 des Falzzylinders,
beispielsweise Punkturen, aufgenommen werden. Bei diesem Zusammenspiel des
Messerzylinders 1 und des Falzzylinders 2 stehen der Messerzylinder 1 und das
die Halteelemente 11 tragende Zylindersegment 12 über ihre Stirnräder 8, 16 in
Antriebsverbindung und werden vom Elektromotor 9 angetrieben. Zu dem
Zylindersegment 12 wird synchron das Zylindersegment 14 mittels des
Elektromotors 15 angetrieben, der mit seinem Ritzel 18 in das Stirnrad 17 des
weiteren Zylindersegments 14 eingreift. Die Elektromotoren 9 und 15 wie auch der
Elektromotor 25 sind Asynchronmotoren, die über eine elektronische, sogenannte
virtuelle Leitwelle lagegeregelt angetrieben werden. Derartige Antriebe sind dem
Fachmann geläufig und beispielsweise in der DE 43 22 744 A1 beschrieben. Es
können auch Synchronmotoren oder sonstige hochgenaue Motoren eingesetzt
werden.
Das auf dem Falzzylinder befindliche Produkt 34 wird bei der Weiterdrehung des
Falzzylinders 2 vom Falzmesser 13 in eine Falzklappe 21 des
Falzklappenzylinders 3 übergeben, wobei ein Querfalz erzeugt wird. Das
Zusammenspiel des Falzmessers 13 mit der Falzklappe 21 ist dabei durch die
Antriebsverbindung der die genannten Elemente tragenden Zylindersegmente 14
und 19 über deren Stirnräder 17 und 23 gegeben. Aus der Falzklappe 21 wird das
Produkt an die Greifer 27 des Zylindersegments 28 des Greifer-
Falzmesserzylinders 4 übergeben. Auch hier wird das Zusammenspiel der
Falzklappe 22 und des Greifers 27 über die Stirnräder 24 und 31 der die
genannten Elemente 21, 27 tragenden Zylindersegmente 19, 28 gewährleistet.
Das auf dem Greifer-Falzmesserzylinder 4 befindliche Produkt 34 wird unter
Bildung eines zweiten Querfalzes von den Falzmessern 29 in die Falzklappen 22
des Falzklappenzylinders 3 übergeben. Das Zusammenspiel des genannten
Falzmessers 29 und der Falzklappe 22 wird durch die Antriebsverbindung der sie
tragenden Zylindersegmente 30, 20 über die mit diesen verbundenen Stirnräder
32, 24 gewährleistet. Der Antrieb dieser Zylindersegmente 30, 20 erfolgt synchron
zu den anderen Zylindersegment 28, 19 des Greifer-Falzmesserzylinders 4 bzw.
des Falzklappenzylinders 3 mittels des Elektromotors 25. Das nunmehr zweimal
quergefalzte Produkt 34 wird schließlich vom Falzklappenzylinder 3 abgeführt. Die
Erstellung eines Produkts 34 mit den vorliegenden Zylindern 1 bis 4 ist, von deren
Antrieb abgesehen, an sich dem Fachmann geläufig und braucht deshalb nicht
näher beschrieben zu werden. Nähere Erklärungen sind beispielsweise in der
eingangs bereits genannten DE 44 26 987 A1 gegeben.
Für Verstellungen des Falzapparates, beispielsweise für eine Vorfalzverstellung,
ist das Falzmesser 13 gegenüber den Halteelementen 11 zu verdrehen. Dies
erfolgt durch einen vorübergehenden vor- bzw. nacheilenden Betrieb des
Elektromotors 15 gegenüber dem Elektromotor 9, wodurch die Winkellage des
Elektromotors 15 zum Elektromotor 9 verändert wird. Entsprechend wird das
Zylindersegment 14 mit seinen Falzmessern 13 gegenüber dem Zylindersegment
12 mit den Halteelementen 11 verdreht.
Nach dem gleichen Prinzip ist auch die Lage des von dem Falzmesser 29
erzeugten zweiten Querfalzes gegenüber dem ersten Querfalz veränderbar. Es
wird vorübergehend der Elektromotor 25 vor- oder nacheilend betrieben, je
nachdem ob der zweite Querfalz näher am ersten Querfalz oder weiter von
diesem weg erzeugt werden soll. Es wird so die Winkellage des das Falzmesser
29 tragenden Zylindersegments 30 gegenüber dem vom Elektromotor 15
angetriebenen, die Falzklappe 21 tragenden Zylindersegments 19 verändert.
Die an den Elektromotoren 15 und 25 einzustellenden Winkellagen für die
gewünschte Positionierung des Zylindersegments 14 mit dem Falzmesser 13 bzw.
des Zylindersegments 30 mit dem Falzmesser 29 sowie auch Positionen des
Elektromotors 9 sind in einer Rechen- und Speichereinheit 35 eingespeichert.
Dieses steht mit dem Eingang der Motorregelung der Elektromotoren 9, 15, 25 in
Verbindung. Für eine Verstellung der genannten Elemente werden die
gewünschten Winkellagen von der Rechen- und Speichereinheit 35 abgerufen und
der Motorregelung der Elektromotoren 9, 15, 25 vorgegeben. Statt dessen ist es
auch möglich, die gewünschten Verstellungen am Leitstand der Druckmaschine
manuell einzugeben.
An dem Zylindersegment 12 sind zwei Anschläge 36, 37 angebracht, die die
gegenseitige Verdrehbarkeit der Zylindersegmente 12 und 14 begrenzen.
Derartige Anschläge sind auch an dem Falzklappenzylinder 3 und dem Greifer-
Falzmesserzylinder 4 vorhanden, um die gegenseitige Verdrehbarkeit der
Zylindersegmente 19, 20 bzw. 28, 30 zu begrenzen. Statt oder in Verbindung mit
den mechanischen Anschlägen 36, 37 können auch Hardwareendlagenschalter,
beispielsweise Endschalter 38, 39, eingesetzt werden. Derartige Endschalter 38,
39 sind in Fig. 3 in Klammern gesetzt mit angegeben. Als weitere
Sicherungsmöglichkeit enthält die Lageregelung der Elektromotoren 9, 15, 25
Grenzsollwerte für deren gegenseitige Winkelversatz, womit eine Begrenzung der
gegenseitigen Verdrehbarkeit der Zylindersegmente 12, 14, 19, 20, 28, 30
gegeben ist.
Im Ausführungsbeispiel besteht der Falzklappenzylinder 3 aus zwei
Zylindersegmenten 19, 20. Bei Falzapparaten kann auch der Greifer-
Falzmesserzylinder 4 entfallen, wenn nur ein Querfalz erzeugt werden soll. In
diesem Fall kann die Unterteilung des Falzklappenzylinders 3 in Zylindersegmente
entfallen und dieser Zylinder nur aus einem Körper bestehen, wobei sich dann
auch der Elektromotor 25 erübrigt.
1
Messerzylinder
2
Falzzylinder
3
Falzklappenzylinder
4
Greifer-Falzmesserzylinder
5
Seitenwand
6
Seitenwand
7
Schneidmesser
8
Stirnrad
9
Elektromotor
10
Ritzel
11
Halteelement
12
Zylindersegment
13
Falzmesser
14
weiteres Zylindersegment
15
Elektromotor
16
Stirnrad
17
Stirnrad
18
Ritzel
19
Zylindersegment
20
weiteres Zylindersegment
21
Falzklappe
22
Falzklappe
23
Stirnrad
24
Stirnrad
25
Elektromotor
26
Ritzel
27
Greifer
28
Zylindersegment
29
Falzmesser
30
weiteres Zylindersegment
31
Stirnrad
32
Stirnrad
33
Strang
34
Produkt
35
Rechen- und Speichereinheit
36
Anschlag
37
Anschlag
38
Endschalter
39
Endschalter
Claims (10)
1. Antrieb für einen Zylinder (2, 3, 4) einer Rotationsdruckmaschine, der
unabhängig voneinander verdrehbare, antreibbare Zylindersegmente (12, 14,
19, 20, 28, 30) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die
Zylindersegmente (12, 14, 19, 20, 28, 30) mit jeweils einem Elektromotor (9,
15, 25) in Antriebsverbindung stehen und unabhängig voneinander
antreibbar sind.
2. Antrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Zylinder (2)
mit einem weiteren Zylinder (1) zusammenarbeitet, wobei ein
Zylindersegment (12) des Zylinders (2) fest mit einem Stirnrad (16)
verbunden ist, das mit einem mit dem weiteren Zylinder (1) verbundenen
Stirnrad (8) in Antriebsverbindung steht.
3. Antrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Zylinder (2, 3)
mit einem weiteren Zylinder (3, 4) zusammenarbeitet, wobei der weitere
Zylinder (3, 4) ebenfalls unabhängig voneinander verdrehbare
Zylindersegmente (19, 20, 28, 30) aufweist, und dass ein Zylindersegment
(19, 28) des weiteren Zylinders (3, 4) mit einem Zylindersegment (14, 19) des
Zylinders (2, 3) über Stirnräder (23, 31, 17, 23) in Antriebsverbindung steht,
die mit den Zylindersegmenten (19, 28, 14, 19) fest verbunden sind, und
dass das andere Zylindersegment (20, 30) des weiteren Zylinders (3, 4) von
einem separaten Elektromotor (25) angetrieben wird.
4. Antrieb für Falzzylinder eines Falzapparates einer Rotationsdruckmaschine,
insbesondere nach Anspruch 1, wobei der Falzzylinder (2) ein Halteelement
(11) tragendes Zylindersegment (12) und ein weiteres Falzmesser (13)
tragendes Zylindersegment (14) aufweist, die unabhängig voneinander
verdrehbar antreibbar sind, und das weitere Zylindersegment (14) mit einem
Falzklappenzylinder (3) über an dem weiteren Zylindersegment (14) und dem
Falzklappenzylinder (3) befestigten Stirnrädern (17, 23) in Antriebverbindung
steht, dadurch gekennzeichnet, dass die Zylindersegmente (12, 14) mit
jeweils einem eigenen Elektromotor (9, 15) in Antriebverbindung stehen und
unabhängig voneinander antreibbar sind.
5. Antrieb nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der
Falzklappenzylinder (3) aus zwei jeweils Falzklappen (21, 22) tragenden,
gegeneinander verdrehbaren Zylindersegmenten (19, 20) besteht, dass dem
Falzklappenzylinder (3) ein Greifer- Falzmesserzylinder (4) beigeordnet ist,
der ein Greifer (27) tragendes Zylindersegment (28) und ein weiteres
Falzmesser (29) tragendes Zylindersegment (30) aufweist, wobei an allen
Zylindersegmenten (19, 20, 28, 30) jeweils ein Stirnrad (23, 24, 31, 32)
befestigt ist, dass das Falzklappen (21) tragendes Zylindersegment (19), das
Falzmesser (13) tragendes Zylindersegment (14) des Falzzylinders und das
Greifer (27) tragende Zylindersegment (28) des Greifer-Falzmesserzylinders
(4) über ihre Stirnräder (17, 23, 31) in Antriebsverbindung stehen und dass
das weitere Falzklappen (22) tragende Zylindersegment (20) des
Falzklappenzylinders (3) und das Falzmesser (29) tragende weitere
Zylindersegment (30) des Greifer-Falzmesserzylinders (4) über ihre
Stirnräder (24, 32) in Antriebsverbindung stehen und von einem Elektromotor
(25) angetrieben werden.
6. Antrieb nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass der
Falzzylinder (2) mit einem Messerzylinder (1) zusammenarbeitet, wobei das
die Halteelemente (11) tragende Zylindersegment (12) und der
Messerzylinder (1) über zugehörige Stirnräder (16, 8) in Antriebsverbindung
stehen, und dass in eines der Stirnräder (16, 8) ein Ritzel (10) des das
Zylindersegment (12) antreibenden Elektromotors (9) eingreift.
7. Antrieb nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
dass zur Voreinstellung von Winkellagen angetriebener Zylinder (1 bis 4) die
Motorregelung der Elektromotoren (9, 15, 25) der zu verstellenden Zylinder
(1 bis 4) eingangsseitig mit einer Rechen- und Speichereinheit (35) in
Verbindung steht, in die die einzustellenden Winkellagen eingespeichert sind.
8. Antrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass
an Zylindersegmenten (12, 14, 19, 20, 28, 30) deren gegenseitige
Verdrehbarkeit begrenzende Anschläge (35, 36) angebracht sind.
9. Antrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass
an Zylindersegmenten (12, 14, 19, 20, 28, 30) deren gegenseitige
Verdrehbarkeit begrenzende Hardwareendlagenschalter (38, 39) angeordnet
ist.
10. Antrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass
die Lageregelung der Elektromotoren (9, 15, 25) Grenzsollwerte für deren
gegenseitigen Winkelversatz zur Begrenzung der gegenseitigen
Verdrehbarkeit der Zylindersegmente (12, 14, 19, 20, 28, 30) enthält.
Priority Applications (4)
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