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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren zur Regelung einer Rollenrotationsdruckeinheit
gemäß dem Oberbegriff
des Patentanspruchs 1.
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Druckeinheiten
von Rollenrotationsdruckmaschinen, insbesondere von Zeitungsdruckmaschinen,
verfügen über mehrere
Druckwerke, wobei jedes Druckwerk aus einem Übertragungszylinder, einem
Formzylinder und einem Farbwerk sowie Feuchtwerk besteht. Weiterhin
können
solche Druckeinheiten Gegendruckzylinder aufweisen, wobei ein Gegendruckzylinder
mit einem oder mehreren Übertragungszylindern
unterschiedlicher Druckwerke zusammenwirken kann. Neben Druckeinheiten,
die derartige Gegendruckzylinder aufweisen, sind auch Druckeinheiten
bekannt, die keine Gegendruckzylinder aufweisen, wobei bei solchen
Druckeinheiten ohne Gegendruckzylinder die Übertragungszylinder zweier
Druckwerke aufeinander abrollen. Eine Rollenrotationsdruckeinheit
mit mehreren Druckwerken umfasst demnach mehrere Formzylinder sowie
mehrere Übertragungszylinder
sowie gegebenenfalls einen oder mehrere Gegendruckzylinder. Wenn
nachfolgend der Begriff Zylinder verwendet wird, so soll im Sinne
der hier vorliegenden Erfindung unter dem Begriff Zylinder ein Formzylinder
oder ein Übertragungszylinder
oder ein Gegendruckzylinder verstanden werden können. Auch sollen unter dem
Bergriff Zylinder am Druck beteiligte, zylinderförmige Walzen eines Farbwerks
oder eines Feuchtwerks verstanden werden können.
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Bei
aus dem Stand der Technik bekannten Rollenrotationsdruckeinheiten
ist jedem Druckwerk ein eigener, regelbarer Antriebsmotor zum Antrieb der Übertragungszylinder,
Formzylinder sowie des Farb- und Feuchtwerks des jeweiligen Druckwerks zugeordnet.
Ist ein Gegendruckzylinder vorhanden, so ist diesem nach dem Stand
der Technik auch ein eigner Antriebsmotor zugeordnet.
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Bei
aus dem Stand der Technik bekannten Druckeinheiten besteht keine
mechanische Antriebsverbindung zwischen den von einem Antriebsmotor angetriebenen
Druckzylindern. Vielmehr werden nach dem Stand der Technik jeder
dieser Druckzylinder unabhängig
von den anderen Druckzylindern über
einen eigenen Regler hinsichtlich Winkellage und/oder Drehzahl geregelt,
wobei hierzu zum Beispiel die Winkellage eines Druckzylinders mithilfe
eines Istwertgebers erfasst wird und dessen Signale mit einem Sollwertsignal
verglichen werden, um abhängig
von der Regelabweichung ein Stellsignal für den jeweiligen Antriebsmotor
zu erzeugen. Die Synchronisation der Druckzylinder einer Rollenrotationsdruckeinheit übernehmen
die jeweiligen Antriebsmotoren, was zur Folge hat, dass innerhalb
einer Druckeinheit wirkende Verspannungsmomente die Antriebsmotoren
zusätzlich
belasten oder entlasten können.
Aus diesem Grund ist es nach dem Stand der Technik erforderlich,
Antriebsmotoren hinsichtlich ihrer Motorleistung bzw. ihres Motormoments
sehr hoch auszulegen, was insbesondere aus Kostengesichtspunkten
von Nachteil ist.
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Aus
DE 200 22 656 U1 ist
eine Druckeinheit mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Patentanspruches
1 der vorliegenden Anmeldung bekannt.
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Hiervon
ausgehend ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren
zur Regelung einer Rollenrotationsdruckeinheit zu schaffen, welches eine
günstigere
Auslegung der Motorantriebsleistung ermöglicht.
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Diese
Aufgabe wird durch ein Verfahren zur Regelung einer Rollenrotationsdruckeinheit
gemäß Patentanspruch
1 gelöst.
Erfindungsgemäß stehen mindestens
zwei Zylinder, denen jeweils ein regelbarer Antriebsmotor zugeordnet
ist, in einer auftrennbaren und/oder schließbaren mechanischen Antriebsverbindung,
wobei bei geschlossener mechanischer Antriebsverbindung ein Antriebsmotor
eines ersten Zylinders einen Masterantrieb bildet, in Abhängigkeit dessen
ein Antriebsmotor mindestens eines zweiten Zylinders, der mit dem
ersten Zylinder in mechanischen Antriebsverbindung steht, in Form
eines Slaveantriebs regelbar ist.
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Bei
der erfindungsgemäßen Rollenrotationsdruckeinheit
werden die Antriebsmotoren durch Verspannungsmomente, die innerhalb
in mechanischer Antriebsverbindung stehender Zylinder bzw. Walzen wirken,
nicht belastet bzw. entlastet, sodass die Antriebsmotoren in ihrer
Baugröße bzw.
hinsichtlich ihrer Motorleistung bzw. Motormoments kleiner ausgelegt
werden können.
Hierdurch ergeben sich unter anderen Kostenvorteile für die erfindungsgemäße Rollenrotationsdruckeinheit.
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Vorzugsweise
ist dem Antriebsmotor des ersten Zylinders, also dem Masterantrieb,
ein erster Regler zugeordnet, der abhängig von einer Abweichung zwischen
einem Sollwert und einem Istwert den Antriebsmotor des ersten Zylinders
regelt. Dem Antriebsmotor jedes zweiten Zylinders, also jedem Slaveantrieb,
ist jeweils ein zweiter Regler zugeordnet, wobei der oder jeder
zweite Regler bei geschlossener mechanischer Antriebsverbindung
abhängig von
einem vom ersten Regler des Masterantriebs vorgegebenen Sollwert
den Antriebsmotor des jeweiligen zweiten Zylinders regelt, und wobei
der oder jeder zweite Regler bei aufgetrennter bzw. geöffneter bzw.
nicht-geschlossener mechanischer Antriebsverbindung den Antriebsmotor
des jeweiligen zweiten Zylinders unabhängig vom ersten Regler, jedoch
abhängig
von einer Abweichung zwischen einem Sollwert und einem Istwert,
regelt.
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Bevorzugte
Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und
der nachfolgenden Beschreibung. Ausführungsbeispiele der Erfindung
werden, ohne hierauf beschränkt
zu sein, an Hand der Zeichnung näher
erläutert.
Dabei zeigt:
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1:
ein Blockschaltbild zur Verdeutlichung des Grundprinzips der erfindungsgemäßen Rollenrotationsdruckeinheit;
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2:
eine erste nach dem erfindungsgemäßen Grundprinzip regelbare
Rollenrotationsdruckeinheit;
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3:
eine zweite nach dem erfindungsgemäßen Grundprinzip regelbare
Rollenrotationsdruckeinheit;
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4:
eine dritte nach dem erfindungsgemäßen Grundprinzip regelbare
Rollenrotationsdruckeinheit;
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5:
eine vierte nach dem erfindungsgemäßen Grundprinzip regelbare
Rollenrotationsdruckeinheit;
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6:
eine weitere nach dem erfindungsgemäßen Grundprinzip regelbare
Rollenrotationsdruckeinheit;
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7:
eine weitere nach dem erfindungsgemäßen Grundprinzip regelbare
Rollenrotationsdruckeinheit;
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8:
einen Querschnitt durch die Rollenrotationsdruckeinheit der Fig.
VII in Schnittrichtung VIII-VIII;
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9:
einen Querschnitt durch die Rollenrotationsdruckeinheit der Fig.
VII in Schnittrichtung IX-IX;
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10:
einen Querschnitt durch die Rollenrotationsdruckeinheit der Fig.
VII in Schnittrichtung X-X;
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11:
eine Alternative zu der Anordnung der 10; und
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12:
eine weitere Alternative zu der Anordnung der 10.
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Nachfolgend
wird die hier vorliegende Erfindung unter Bezugnahme auf 1 bis 12 in
größerem Detail
beschrieben, wobei unter Bezugnahme auf 1 das Grundprinzip
einer erfindungsgemäßen Rollenrotationsdruckeinheit
beschrieben wird, und wobei 2 bis 12 Beispiele
von nach dem erfindungsgemäßen Grundprinzip
regelbaren Rollenrotationsdruckeinheiten zeigen.
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1 zeigt
einen Ausschnitt einer erfindungsgemäßen Rollenrotationsdruckeinheit 10 im Bereich
von zwei Zylindern 11 und 12, wobei jedem der
in 1 dargestellten Zylinder 11 und 12 jeweils ein
Antriebsmotor 13 bzw. 14 zugeordnet ist. Die beiden
Zylinder 11, 12 stehen gemäß 1 in einer
mechanischen Antriebsverbindung, wobei die mechanische Antriebsverbindung
zwischen den beiden Zylindern 11 und 12 über Verbindungszahnräder 15 und 16 bereitgestellt
wird. Die Verbindungszahnräder 15 und 16 sind
auf Achsen 17 und 18 der Zylinder 11 und 12 gelagert,
wobei das Verbindungszahnrad 16 auf der Achse 18 des
Zylinders 12 fest aufgesetzt ist, und wobei das Verbindungszahnrad 15 des
Zylinders 11 auf der Achse 17 lose bzw. verschiebbar
gelagert ist. Über
eine ebenfalls auf der Welle 17 des Zylinders 11 gelagerte
Kupplung 19 ist das Verbindungszahnrad 15 auf
der Achse 17 verschiebbar und dadurch ist die mechanische
Antriebsverbindung zwischen den beiden Zylindern 11 und 12 auftrennbar
sowie schließbar.
Es sei an dieser Stelle darauf hingewiesen, dass das kuppelbare
Verbindungszahnrad auch auf der Achse 18 und das nicht-kuppelbare
Verbindungszahnrad auf der Achse 17 positioniert sein kann.
Die mechanische Antriebsverbindung zwischen den beiden Zylindern 11 und 12 über die
Verbindungszahnräder 15 und 16 muss
lediglich auftrennbar sowie schließbar sein.
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Den
regelbaren Antriebsmotoren 13 und 14 der Zylinder 11 und 12 ist
jeweils ein Regler 20 bzw. 21 zugeordnet. Wie 1 entnommen
werden kann, stellt der dem Antriebsmotor 14 zugeordnete
Regler 20 für
den Antriebsmotor 14 ein Stellsignal 22 und der
dem Antriebsmotor 13 zugeordnete Regler 21 stellt
ein Stellsignal 23 für
den Antriebsmotor 13 bereit.
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Im
Sinne der hier vorliegenden Erfindung wird nun vorgeschlagen, dass
die Antriebsregelung eines der in mechanischer Antriebsverbindung
stehenden Zylinder einen Master bildet und die Antriebsregelung
der anderen Zylinder abhängig
vom Master erfolgt. Die Antriebsregelung eines Antriebsmotors bzw.
der Antriebsmotor eines Zylinders bildet demnach einen Masterantrieb,
in Abhängigkeit
dessen die Antriebsregelung der anderen Antriebsmotoren bzw. die
Antriebsmotoren der anderen Zylinder in Form eines Slaveantriebs
regelbar sind.
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Im
Ausführungsbeispiel
der 1 ist der dem Zylinder 12 zugeordnete
Antriebsmotor 14 als Masterantrieb bzw. Leitantrieb ausgebildet,
der von dem Regler 20 geregelt wird. Der Regler 20 des
Antriebsmotors 14 erzeugt das Stellsignal 22 für den Antriebsmotor 14 in
Abhängigkeit
von einer Regelabweichung zwischen ei nem Sollwert 24 und
einem Istwert 25 des Antriebsmotors 14, wobei
der Istwert 25 über
einen Istwertgeber 26 und der Sollwert 24 von einem
Sollwertsignal 27 bereitgestellt wird. Der Regler 20 ist
als Lageregler und/oder Drehzahlregler ausgebildet, sodass der den
Masterantrieb bildende Antriebsmotor 14 vom Regler 20 lagegeregelt
und/oder drehzahlgeregelt wird.
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Im
Ausführungsbeispiel
der 1 bildet, wie bereits erwähnt, bei geschlossener mechanischer Antriebsverbindung
zwischen den beiden Zylindern 11 und 12 der Antriebsmotor 14 den
Masterantrieb, in Abhängigkeit
dessen der Antriebsmotor 13 in Form eines Slaveantriebs
regelbar ist. Das Stellsignal 23 für den Antriebsmotor 13 wird
dabei vom Regler 21 bereitgestellt, wobei bei geschlossener
mechanischer Antriebsverbindung der dem Masterantrieb 14 zugeordnete
Regler 20 einen Sollwert 28 für den Regler 21 erzeugt,
um so bei geschlossener mechanischer Antriebskupplung den Antriebsmotor 13 abhängig vom
Antriebsmotor 14 als Slaveantrieb zu regeln. Der Regler 21 ist
als Momentenregler oder Lage- bzw. Drehzahlregler ausgebildet, sodass
der Antriebsmotor 13 entweder momentengeregelt oder lage-
bzw. drehzahlgeregelt wird.
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Wie 1 entnommen
werden kann, ist nicht nur dem bei geschlossener mechanischer Antriebsverbindung
als Masterantrieb dienenden Antriebsmotor 14 ein Istwertgeber 26 zugeordnet,
sondern vielmehr ist auch dem Antriebsmotor 13 ein Istwertgeber 29 zugeordnet,
der einen entsprechenden Istwert 30 an den dem Antriebsmotor 13 zugeordneten
Regler 21 übermittelt.
Dieser Istwert 30 wird für den Regelprozess nur dann
benötigt,
wenn bei getrennter bzw. geöffneter
bzw. nicht-geschlossener mechanischer
Antriebsverbindung der beiden Zylinder 11 und 12 die
Regelung des Antriebsmotors 13 unabhängig von der Regelung des Antriebsmotors 14 erfolgen
soll. In diesem Fall wird dann dem Regler 21 des Antriebsmotors 13 vom
Sollwertsignal 27 ein entsprechender Sollwert 31 zugeführt.
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Es
liegt demnach im Sinne der hier vorliegenden Erfindung, dass bei
Zylindern einer Rollenrotationsdruckeinheit, die in einer auftrennbaren
sowie schließbaren mechanischen
Antriebsverbindung stehen und denen jeweils ein regelbarer Antriebsmotor zugeordnet
ist, bei geschlossener mechanischer Antriebsverbindung einen Antriebsmotor
eines Zylinders als Masterantrieb vorzusehen, in Abhängigkeit dessen
der Antriebsmotor mindestens eines anderen Zylinders als Slaveantrieb
regelbar ist. Bei aufgetrennter mechanischer Antriebsverbindung
sind alle Antriebsmotoren unabhängig
voneinander regelbar.
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Im
in 1 gezeigten Ausführungsbeispiel wird die synchrone
Winkellage und/oder die synchrone Drehzahl des Zylinders 11 durch
die mechanische Antriebsverbindung zwischen den beiden Zylindern 11 und 12 gewährleistet.
Der dem Zylinder 11 zugeordnete Antriebsmotor 13 wird
bei geschlossener mechanischer Antriebsverbindung in Abhängigkeit des
dem Zylinder 12 zugeordneten Antriebsmotors 14 geregelt.
Vorzugsweise wird bei geschlossener mechanischer Antriebsverbindung
zwischen den beiden Zylindern 11 und 12 der Antriebsmotor 14 des Zylinders 12 lagegeregelt,
der dem Zylinder 11 zugeordnete Antriebsmotor 13 wird
vorzugsweise entweder momentengeregelt oder drehzahlgeregelt. Bei
einer Momentenregelung des Antriebsmotors 13 wird der Momentenregelung
vorzugsweise eine Drehzahlbegrenzung überlagert, sodass zum Beispiel
beim Öffnen
der mechanischen Antriebsverbindung infolge einer Überlast
beide Zylinder 11 und 12 definiert abgebremst
werden können.
Bei einer Drehzahlregelung des dem Zylinder 11 zugeordneten
Antriebsmotors 13 wird der Drehzahlregelung vorzugsweise
eine Momentenstrombegrenzung überlagert,
sodass wieder beim Öffnen
der mechanischen Antriebsverbindung ein definiertes Abbremsen beider
Zylinder 11 und 12 ermöglicht wird. Wird zum Beispiel
infolge einer Überlast
die mechanische Antriebsverbindung zwischen den beiden Zylindern 11 und 12 über die Kupplung 19 getrennt
bzw. gelöst,
so werden beide Antriebsmotoren 13 und 14 unabhängig voneinander geregelt,
wobei dann, wenn der Regler 21 bei geschlossener mechanischer
Antriebsverbindung eine Momentenregelung vornimmt, bei Öffnen der
Kupplung 19 auf eine Lage- bzw. Drehzahlregelung umgeschaltet
wird, und wobei dann, wenn der Regler 21 bei geschlossener
mechanischer Antriebsverbindung eine Drehzahlregelung vornimmt,
bei Öffnen
der Kupplung 19 auf Lageregelung umgeschaltet werden kann.
Der Regler 21 kann aber auch bei Drehzahlregelung bleiben.
Bei Schließen
der Kupplung 19 zur Wiederherstellung der mechanischen
Antriebsverbindung zwischen den beiden Zylindern 11 und 12 kann
in entgegengesetzter Richtung umgeschaltet werden. Das Öffnen und
Schließen
der Kupplung 19 zum Trennen bzw. Schließen der mechanischen Antriebsverbindung
kann sowohl bei stillstehenden als auch bei sich drehenden Zylindern 11 und 12 erfolgen.
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2 zeigt
eine erste nach dem erfindungsgemäßen Grundprinzip regelbare
Rollenrotationsdruckeinheit 32, die als 9-Zylinder-Druckeinheit
ausgebildet ist. Die Rollenrotationsdruckeinheit 32 verfügt über vier
Druckwerke, wobei jedes der vier Druckwerke einen Übertragungszylinder 33, 34, 35 bzw. 36 und
einen Formzylinder 37, 38, 39 bzw. 40 aufweist.
Die Übertragungszylinder 33 bis 36 aller Druckwerke
wirken mit einen Gegendruckzylinder 41 zusammen. Jedem
Druckwerk ist jeweils ein Antriebsmotor 42, 43, 44 bzw. 45 zugeordnet,
wobei die Antriebsmotoren 42 bis 45 der gezeigten
Druckwerke die Übertragungszylinder 33 bzw. 36 direkt
bzw. indirekt antreiben und die jeweiligen Formzylinder 37 bis 40 sowie
Walzen nicht-dargestellter Farb- und Feuchtwerke von den Übertragungszylindern 33 bis 36 über Zahnräder mechanisch
mit angetrieben werden. Es sei darauf hingewiesen, dass die Antriebsmotoren 32 bis 35 im
Unterschied zu der in 2 dargestellten Möglichkeit
selbstverständlich
in die Formzylinder 37 bis 40 eintreiben können; ebenso können die
Antriebsmotoren 32 bis 35 in die nicht-dargestellten
Farb- und Feuchtwerke eintreiben. Gemäß 2 ist auch dem Gegendruckzylinder 41 ein
eigener Antriebsmotor 46 zugeordnet. Jedem der Antriebsmotoren 42 bis 46 ist
ein eigener Regler zugeordnet, der die Winkellage und/oder die Drehzahl des
Antriebsmotors und damit des zugehörigen Druckwerks durch einen
Vergleich zwischen einem Istwert und eine Sollwert regeln kann.
Im Ausführungsbeispiel
der 2 besteht zwischen dem Gegendruckzylinder 41 und
dem Übertragungszylinder 33 eine
mithilfe einer Kupplung 47 auftrennbare sowie schließbare mechanische
Antriebsverbindung, wobei zum Beispiel im Rüstbetrieb die mechanische Antriebsverbindung
getrennt ist, damit jeder Zylinder unabhängig mit dem ihm zugeordneten
Antriebsmotor gedreht bzw. betrieben werden kann.
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Bei
geschlossener mechanischer Antriebsverbindung zwischen dem Gegendruckzylinder 41 und
dem Übertragungszylinder 33 des
Ausführungsbeispiels
der 2 kann nun im Sinne der hier vorliegenden Erfindung
der dem Gegendruckzylinder 41 zugeordnete Antriebsmotor 46 in
Abhängigkeit
des mechanisch verbundenen, vorzugsweise lagegeregelten Antriebsmotors 42 des Übertragungszylinders 33 geregelt
werden, wobei in diesem Fall dann der Antriebsmotor 42 einen
Masterantrieb für
den im Sinne eines Slaveantriebs geregelten Antriebsmotor 46 des
Gegendruckzylinders 41 bildet. Die Regelung der beiden
Antriebsmotoren 42 und 46 kann dann, wie oben
unter Bezugnahme auf 1 beschrieben, erfolgen, wobei
dann der Gegendruckzylinder 41 dem Zylinder 11,
der Übertragungszylinder 33 dem Zylinder 12,
der Antriebsmotor 46 dem Antriebsmotor 13 und
der Antriebsmotor 42 dem Antriebsmotor 14 entspricht.
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Soll
zum Beispiel beim Drucken eine Papierbahn durch zwei 9-Zylinder-Druckeinheiten, wie
sie unter Bezugnahme auf 2 beschrieben wurde, in gleicher
Richtung hindurchgeführt
werden, um im jeweiligen Wechsel die Papierbahn zum Beispiel im
4/0 Modus zu bedrucken, ohne die Rollenrotationsdruckmaschine anhalten
zu müssen,
so wird vorzugsweise der Gegendruckzylinder der 9-Zylinder-Druckeinheit, die
sich im sogenannten Rüstmodus
befindet, bei geöffneter
bzw. aufgetrennter mechanischer Antriebsverbindung zwischen dem
Gegendruckzylinder und dem Übertragungszylinder
unabhängig
drehzahlgeregelt bzw. lagegeregelt. Die zugehörigen Übertragungszylinder haben in
diesem Fall mit dem Gegendruckzylinder keine Linienberührung, d.
h. die Druckwerke stehen in der sogenannten Druck-Ab-Position, der
Gegendruckzylinder dient lediglich als Papierleitwalze.
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Demgegenüber ist
die mechanische Antriebsverbindung zwischen dem Gegendruckzylinder und
dem zugehörigen Übertragungszylinder
der aktuell druckenden Druckeinheit geschlossen. In dieser Druckeinheit
werden die zugehörigen
Antriebsmotoren, wie im Detail unter Bezugnahme auf 1 beschrieben,
geregelt, d. h., dass ein Antriebsmotor einen lagegeregelten Masterantrieb
bildet, und dass der mit diesem Masterantrieb in mechanischer Antriebsverbindung
stehende An triebsmotor in Abhängigkeit
des Masterantriebs im Sinne eines Slaveantriebs entweder momentengeregelt
oder lage- bzw. drehzahlgeregelt wird. Die zugehörigen Übertragungszylinder haben zum
Gegendruckzylinder Linienberührung,
d. h. die Druckwerke stehen in der sogenannten Druck-An-Position.
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Für den Fall
eines Produktionswechsels werden die inaktiven Druckwerke der neu
gerüsteten Rollenrotationsdruckeinheit
in der Druck-Ab-Position auf Produktionsdrehzahl beschleunigt und
synchronisiert. Wenn die Übertragungszylinder
und der Gegendruckzylinder winkelsynchron und eventuell lagerichtig
drehen, wird die mechanische Antriebsverbindung zwischen dem Gegendruckzylinder
und dem zugehörigen Übertragungszylinder
geschlossen. Es erfolgt dann eine Umschaltung des zuvor noch unabhängig, lage-
oder drehzahlgeregelten Antriebsmotors des Gegendruckzylinders auf
eine nun vom mechanisch verbundenen Mastermotor des Übertragungszylinders
abhängige
Momentenregelung oder Lage- bzw. Drehzahlregelung, gegebenenfalls
mit überlagerter
Drehzahlbegrenzung oder Momentenstrombegrenzung. Die Übertragungszylinder
der zuvor inaktiven Druckeinheit schwenken in die Druck-An-Position,
die Übertragungszylinder
der aktiven Druckeinheit schwenken in die Druck-Ab-Position, d.
h. die bisher inaktive Druckeinheit wird zur aktiven Druckeinheit
und die bisher aktive Druckeinheit wird zur inaktiven Druckeinheit.
Die mechanische Antriebsverbindung zwischen dem Gegendruckzylinder und
dem zugehörigen Übertragungszylinder
der nun inaktiven Druckeinheit wird geöffnet, der bislang als Slaveantrieb
definierte Antriebsmotor wird auf eine unabhängige Lageregelung bzw. Drehzahlregelung umgeschaltet.
Die nun inaktive Rollenrotationsdruckeinheit wird in Druck-Ab-Position
stillgesetzt, wobei anschließend
eine Umrüstung
erfolgen kann und wobei der zugehörige Gegendruckzylinder nun
seinerseits die Funktion einer Papierleitwalze übernimmt.
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Im
Zusammenhang mit 2 sei darauf hingewiesen, dass
innerhalb eines mechanisch verbundenen Antriebstrangs mit mehreren
Antriebsmotoren die Zuordnung, welcher der Antriebsmotoren den Masterantrieb
und welcher der Antriebsmotoren den Slaveantrieb übernimmt,
frei wählbar
ist. So kann zum Beispiel im Ausführungsbeispiel der 2 anstelle
des Antriebsmotors 42 der Antriebsmotor 46 des
Gegendruckzylinders 41 durch einen Vergleich von Sollwerten
und Istwerten geregelt werden, wobei dann ein entsprechender Istwertgeber
entweder dem Antriebsmotor 46 oder dem Gegendruckzylinder 41 zugeordnet
ist. Der Antriebsmotor 42 des mit dem Gegendruckzylinder 41 in
mechanischer Antriebsverbindung stehenden Übertragungszylinders 33 wird
in diesem Fall dann in Abhängigkeit
des vorzugsweise lagegeregelten Antriebsmotors 46 des Gegendruckzylinders 41 entweder
momentengeregelt oder lage- bzw. drehzahlgeregelt, wie im Detail
unter Bezugnahme auf 1 beschrieben. In diesem Fall
entspricht dann der Gegendruckzylinder 41 dem Zylinder 12 und
der Übertragungszylinder 33 dem
Zylinder 11 der 1.
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Im
Zusammenhang mit der Rollenrotationsdruckeinheit 32 der 2 soll
weiterhin darauf hingewiesen werden, dass die mechanische Antriebsverbindung
zwischen dem Gegendruckzylinder 41 und dem Übertragungszylinder 33 vorzugsweise
mit dem Übertragungszylinder
des Druckwerks, das die Farbe Schwarz druckt, erfolgt, da dieses
Druckwerk in der Regel während
des gesamten Druckvorgangs bzw. Druckprozesses benötigt wird.
Wird ausnahmsweise jedoch das die Farbe Schwarz druckende Druckwerk nicht
benötigt,
da zum Beispiel mit den restlichen Druckwerken im 1/0, 2/0 oder
3/0 Druckmodus gedruckt wird, so ist es möglich, das Druckwerk der Farbe
Schwarz in einer sogenannten Druck-Ab-Position mit anzutreiben.
In diesem Fall sind eine oder mehrere Kupplungen innerhalb des Antriebsstrangs
des die Farbe Schwarz druckenden Druckwerks denkbar, sodass nicht
benötigte
Walzen, zum Beispiel im Farbwerk und/oder Feuchtwerk, abgekuppelt
werden können.
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3 zeigt
eine weitere Rollenrotationsdruckeinheit 48, die im Sinne
der hier vorliegenden Erfindung regelbar ist, wobei die Rollenrotationsdruckeinheit 48 des
Ausführungsbeispiels
der 3 wiederum als 9-Zylinder-Druckeinheit mit vier
Druckwerken aus jeweils einem Übertragungszylinder 49, 50, 51 bzw. 52 und
einem Formzylinder 53, 54, 55 bzw. 56 und
einem Gegendruckzylinder 57, der mit allen Übertragungszylindern 49 bis 52 aller
Druckwerke zusammenwirkt, ausgebildet ist. Jedem der Übertragungszylindern 49 bis 52 ist
jeweils wieder ein separa ter, regelbarer Antriebsmotor 58, 59, 60 bzw. 61 zugeordnet,
wobei auch dem Gegendruckzylinder 57 ein eigener Antriebsmotor 62 zugeordnet ist.
Im Ausführungsbeispiel
der 3 steht der Gegendruckzylinder 57 mit
allen Übertragungszylindern 49 bis 52 in
mechanischer Antriebsverbindung, wobei die mechanischen Antriebsverbindungen
zwischen den Übertragungszylindern 49 bis 52 und
dem Gegendruckzylinder 57 über Kupplungen 63 getrennt sowie
geschlossen werden können.
Im Ausführungsbeispiel
der 3 ist vorstellbar, dass der Antriebsmotor 62 des
Gegendruckzylinders 57 im Sinne der hier vorliegenden Erfindung
den Masterantrieb bildet, wobei die Antriebsmotoren 58 bis 61 aller Übertragungszylinder 49 bis 52 dann
in Abhängigkeit
des vorzugsweise lagegeregelten Antriebsmotors 62 des Gegendruckzylinders 57 auf
die unter Bezugnahme auf 1 im Detail dargestellte Art
und Weise entweder momentengeregelt oder lage- bzw. drehzahlgeregelt
werden. In diesem Fall entspricht dann der Gegendruckzylinder 57 dem
Zylinder 12 der 1, die Übertragungszylinder 29 bis 52 entsprechen
jeweils einem Zylinder 11, der Antriebsmotor 62 entspricht dem
Antriebsmotor 14 und die Antriebsmotoren 58 bis 61 entsprechen
jeweils einem Antriebsmotor 13.
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Die
Erfindung ist nicht lediglich bei Rollenrotationsdruckeinheiten
mit Gegendruckzylindern einsetzbar, sondern vielmehr ist das Prinzip
des erfindungsgemäßen Master/Slave-Antriebs
auch für
zwei benachbarte Übertragungszylinder
bzw. zwischen einem Übertragungszylinder
und einem Formzylinder einsetzbar.
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So
zeigt 4 eine Rollenrotationsdruckeinheit 64 mit
zwei Druckwerken, wobei jedes Druckwerk einen Übertragungszylinder 65 bzw. 66 und
einen Formzylinder 67 bzw. 68 aufweist. Den beiden Übertragungszylindern 65 sowie 66 ist
jeweils ein Antriebsmotor 69 bzw. 70 zugeordnet,
wobei die beiden Übertragungszylinder 65 bzw. 66 beim
Drucken zusammenwirken und in einer mithilfe einer Kupplung 71 auftrennbaren
bzw. schließbaren
mechanischen Antriebsverbindung stehen. Im Ausführungsbeispiel der 4 kann
entweder der Antriebsmotor 69 des Übertragungszylinders 65 den
Masterantrieb für
den Antriebsmotor 70 bilden, oder der Antriebsmotor 70 des Übertragungszylinders 66 bildet
den Masterantrieb für
den Antriebsmotor 69 des Übertragungszylinders 65.
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5 zeigt
eine Rollenrotationsdruckeinheit 72, die ebenso wie die
Rollenrotationsdruckeinheit 64 der 4 zwei Druckwerke
mit jeweils einem Übertragungszylinder 73 bzw. 74 und
jeweils einem Formzylinder 75 bzw. 76 aufweist.
Im Ausführungsbeispiel
der 5 ist dem Übertragungszylinder 74 ein
Antriebsmotor 77 zugeordnet, der den Übertragungszylinder 74 antreibt
und des weiteren den Übertragungszylinder 73 sowie
den Formzylinder 75. Dem Formzylinder 76 ist ein
separater Antriebsmotor 78 zugeordnet. Der Übertragungszylinder 74 sowie der
Formzylinder 76 stehen in einer über eine Kupplung 79 auftrennbaren
bzw. schließbaren
mechanischen Antriebsverbindung, wobei im Ausführungsbeispiel der 5 entweder
der Antriebsmotor 78 des Formzylinders 76 den
Masterantrieb für
den Antriebsmotor 77 des Übertragungszylinders 74 bildet, oder
andersherum der Antriebsmotor 77 des Übertragungszylinders 74 den
Masterantrieb für
den Antriebsmotor 78 des Formzylinders 76 bildet.
Auf die Details der Master/Slave-Antriebsregelung
kann auf die unter Bezugnahme auf 1 gemachten
Ausführungen
verwiesen werden.
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Weiterhin
ist, wie 6 zeigt, die Erfindung auch
dann einsetzbar, wenn mehrere mechanisch miteinander verbundene
Slaveantriebe vorliegen. So zeigt 6 eine Rollenrotationsdruckeinheit 80 mit vier
am Druck beteiligten Zylindern 81, 82, 83 und 84. Den
Zylindern 82, 83 und 84 ist jeweils ein
eigener, regelbarer Antriebsmotor 85, 86 bzw. 87 zugeordnet, wobei
der dem Zylinder 82 zugeordnete Antriebsmotor 85 auch
den Zylinder 81 antreibt. Der Zylinder 82 steht
mit dem Zylinder 83 und der Zylinder 83 steht mit
dem Zylinder 84 jeweils in einer mithilfe einer Kupplung 88 bzw. 89 auftrennbaren
sowie schließbaren
mechanischen Antriebsverbindung. Im Ausführungsbeispiel der 6 kann
zum Beispiel der dem Zylinder 82 zugeordnete Antriebsmotor 85 einen Masterantrieb
für die
dann im Sinne der hier vorliegenden Erfindung bei geschlossener
mechanischer Antriebsverbindung im Sinne eines Slaveantriebs geregelten
Antriebsmotoren 86 und 87 bilden. Im Ausführungsbeispiel
der 6 liegen demnach zwei in Reihe mechanisch verbundene
Slaveantriebe vor.
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Eine
weitere Variante einer im Sinne der hier vorliegenden Erfindung
regelbaren, als 9-Zylinderdruckeinheit ausgebildeten Rollenrotationsdruckeinheit 90 zeigen 7 bis 10.
Hier stehen wiederum vier Übertragungszylinder 91, 92, 93 und 94 in Kontakt
mit einem gemeinsamen Gegendruckzylinder 95. An jedem der Übertragungszylinder 91 bis 94 liegt
ein Formzylinder 96, 97, 98 bzw. 99 an.
Wie sich aus der 8 ergibt, die einen Schnitt
entlang der Linie VIII-VIII in 7 zeigt,
ist auf die Achse jedes Zylinders 96, 91, 95, 92 und 97 ein
Verbindungszahnrad 100, 101, 102, 103 bzw. 104 fest
aufgesetzt. Diese Zahnräder
liegen in einer Ebene und kämmen
miteinander. 9, die einen Schnitt entlang
der Linie IX-IX in 7 zeigt, offenbart, dass auf
die Zylinder 99, 94, 93, 98 je
ein Verbindungszahnrad 105, 106, 107 bzw. 108 fest
aufgesetzt ist. Diese Zahnräder
sind in einer gegenüber
den Verbindungszahnrädern 100 bis 104 seitlich
versetzten Ebene angeordnet. Dabei kämmen die Verbindungszahnräder 106, 107 mit
einem lose auf die Achse des Gegendruckzylinders 95 aufgesetzten
weiteren Verbindungszahnrad 109. Wie 10 erkennen
lässt,
treibt ein Antriebsmotor 110 über eine schematisch angedeutete
Getriebekette 111 das fest auf die Welle des Gegendruckzylinders 95 aufgesetzte
Verbindungszahnrad 102 an. Ein weiterer Antriebsmotor 112 treibt über eine
schematisch angedeutete Getriebekette 113 das lose auf
die Achse des Gegendruckzylinders 26 aufgesetzte Verbindungszahnrad 109 an.
Die Getriebeketten 111 und 113 können durch
mehrere miteinander in Eingriff stehende Zahnräder oder durch Riemen- oder
Kettentriebe gebildet sein. Bei dieser Anordnung werden die beiden
Druckwerke mit den Übertragungszylindern 91, 22,
mittels des Antriebsmotors 110 angetrieben, während die
Zylinder 93, 98, 94, 99 abgestellt sein
können.
Durch Einschalten des Antriebsmotors 112 können sämtliche
Druckwerke dieser Druckeinheit 90 drucken. Wie in 10 weiterhin
gezwigt ist, kann das Verbindungszahnrad 109 zum Gegendruckzylinder 95 gekuppelt
werden. Die Kupplung wird schematisch dargestellt, indem zum Beispiel das
Verbindungszahnrad 109 axial verschiebbar gelagert ist
und Kupplungselemente 114 aufweist, die durch die axiale
Verschiebung in Eingriff mit Gegenkupplungselementen 115 am
Verbindungszahnrad 102 auf der Achse des Gegendruckzylinders 95 in Eingriff
kommen. In der Variante der 7 bis 10 kann
z.B. der Antriebsmotor 110 den Masterantrieb und der Antriebsmotor 112 den
Slavenantrieb im Sinne der hier vorliegenden Erfindung bilden.
-
Eine
Variante zur Anordnung der 10 ist in 11 gezeigt.
Hier kann der Gegendruckzylinder 95 von dem Antriebsmotor 110 und/oder 112 und
damit von den ihm zugeordneten Druckwerken abgekuppelt werden. Bei
dieser Variante ist es möglich, dass
während
die Druckwerke durch die Motoren 110 und/oder 112 verdreht
werden, der Gegendruckzylinder 95 stehen bleibt. Dies kann
zum Beispiel dann erforderlich sein, wenn die Druckwerke gerüstet werden
und der Gegendruckzylinder 95 mit einer bereits eingezogenen
Papierbahn umschlungen ist. Schematisch ist in 11 ist
die Kupplung 116, 117, 118, 119 so
dargestellt, dass auf die Achse des Gegendruckzylinders 95 fest
eine Kupplungsscheibe 120 aufgesetzt ist. Beiderseits der
Kupplungsscheibe 120 ist je ein Verbindungszahnrad 121, 122 frei
dreh und axial verschiebbar auf die Achse des Gegendruckzylinders 95 aufgesetzt.
Dabei kämmt
das Verbindungszahnrad 121 wiederum mit den Verbindungszahnrädern 101, 103 und
das Verbindungszahnrad 122 mit den Verbindungszahnrädern 106, 107.
Die Verbindungszahnräder 121, 122 weisen
an ihrer der Kupplungsscheibe 120 zugewandten Seite Kupplungselemente 116, 117 auf,
die durch axiale Verschiebung der Räder 121, 122 wahlweise
in Eingriff mit Gegenkupplungselementen 118, 119 der
Kupplungsscheibe 120 gebracht werden können. Auch in der Variante
der 11 kann z.B. der Antriebsmotor 110 den
Masterantrieb und der Antriebsmotor 112 den Slavenantrieb
im Sinne der hier vorliegenden Erfindung bilden.
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Eine
weitere Alternative zur den Anordnungen gemäß 10 und 11 ist
in 12 gezeigt. Gemäß 12 kann
der Gegendruckzylinder 95 von einem weiteren Motor 123 angetrieben
werden. Zwischen diesen Motor 123 und dem Gegendruckzylinder 95 kann
eine Trennkupplung 124 geschaltet sein. Wie in 12 dargestellt,
können
auch den Motoren 110 und 112 Trennkupplungen 125 bzw. 126 nachgeordnet
sein. Bei dieser Variante ist es möglich, dass während die
Druckwerke mit ihren zugeordneten Motoren 110, 112 verdreht
werden, der Gegendruckzylinder 95 mit dem ihm zugeordneten
Motor 123 verdreht wird. Dies kann zum Beispiel dann erforderlich sein,
wenn eine Papierbahn durch die Druckeinheit gezogen wird, wobei
der Gegendruckzylinder 95 mit dem Motor 123 angetrieben
wird, und zeitgleich die Druckwerke mit ihren zugeordneten Motoren 110 und 112 gerüstet werden.
Der Motor 90 kann ein Antriebsmotor sein, der während des
Druckbetriebs die Druckeinheit ebenfalls antreibt. In diesem Fall
ist die Trennkupplung 124 geschlossen bzw. die Trennkupplung 124 ist
nicht notwendig. Der Motor 123 kann aber auch ein reiner
Hilfsmotor sein, der während
des Druckbetriebs durch die Trennkupplung 124 abgekuppelt
ist. Der Motor 123 kann beispielsweise starr auf die Achse
des Übertragungszylinders 95 aufgesetzt
sein oder mit dieser Achse starr oder über eine Kupplung 124 verbunden
sein. Er kann aber auch über
eine Getriebekette, zum Beispiel über ein fest mit dem Gegendruckzylinder
verbundenes Zahnrad oder über
einen Riemen- oder Kettentrieb den Gegendruckzylinder antreiben.
In dem Ausführungsbeispiel
der 12 kann zum Beispiel der Motor 123 einen
Masterantrieb für
die dann als Slaveantriebe fungierenden Motoren 110 und 112 bilden.
Auch ist vorstellbar, dass zum Beispiel der Motor 110 den Masterantrieb
bildet, wohingegen der Motor 112 einen Slaveantrieb bildet
und der Motor 123 einen weiteren Slaveantrieb oder einen
eigenständigen
Rüstantrieb
bildet.
-
Es
sind eine Vielzahl weiterer Variationen bzw. Abwandlungen von Rollenrotationsdruckeinheiten
vorstellbar, die vom erfindungsgemäße Master/Slave-Antriebskonzept Gebrauch
machen. So ist es im Sinne der hier vorliegenden Erfindung vorstellbar,
das Master/Slave-Antriebskonzept zwischen einem Formzylinder und
einem Zylinder bzw. einer Walze eines Farbwerks oder auch Feuchtwerks
einzusetzen. Weiterhin ist das Master/Slave-Antriebskonzept auch
zwischen einem Farbwerk und einem Feuchtwerk realisierbar.
-
Im
Sinne der hier vorliegenden Erfindung können mit dem als Masterantrieb
arbeitenden bzw. dienenden Antriebsmotors mehrere Zylinder, zum Beispiel
ein Gegendruckzylinder, ein Übertragungszylinder
und/oder Formzylinder verbunden sein. Ebenso kann der Masterantrieb
mit einem Farbwerk und/oder Feuchtwerk verbunden sein. Es können auch
mehrere Gegendruckzylinder und/oder mehrere Übertragungszylinder und/oder
mehrere Formzylinder mechanisch mit dem Masterantrieb verbunden sein.
Ebenso wie mit dem Masterantrieb können auch mit dem Slaveantrieb
mehrere Zylinder bzw. am Druckprozess beteiligte Walzen mechanisch
verbunden sein.
-
Hinsichtlich
weiterer Antriebskonzepte, in denen das Master/Slave-Antriebskonzept der
hier vorliegenden Erfindung zum Einsatz kommen kann, wird auf die
von der Anmelderin eingereichte, noch nicht veröffentlichte Patentanmeldung
DE 10 2004 003 339 verwiesen,
auf deren Offenbarungsgehalt an dieser Stelle durch Verweis explizit
Bezug genommen wird. Insbesondere kann die Erfindung auch bei den
Antriebskonzepten gemäß
4a,
5a,
6a und
7a in
Verbindung mit
8,
8a,
9 und
19 sowie gemäß
10 und
11 der
DE 10 2004 003 339 zum
Einsatz kommen.
-
- 10
- Rollenrotationsdruckeinheit
- 11
- Zylinder
- 12
- Zylinder
- 13
- Antriebsmotor
- 14
- Antriebsmotor
- 15
- Verbindungszahnrad
- 16
- Verbindungszahnrad
- 17
- Achse
- 18
- Achse
- 19
- Kupplung
- 20
- Regler
- 21
- Regler
- 22
- Stellsignal
- 23
- Stellsignal
- 24
- Sollwert
- 25
- Istwert
- 26
- Istwertgeber
- 27
- Sollwertsignal
- 28
- Sollwert
- 29
- Istwertgeber
- 30
- Istwert
- 31
- Sollwert
- 32
- Rollenrotationsdruckeinheit
- 33
- Übertragungszylinder
- 34
- Übertragungszylinder
- 35
- Übertragungszylinder
- 36
- Übertragungszylinder
- 37
- Formzylinder
- 38
- Formzylinder
- 39
- Formzylinder
- 40
- Formzylinder
- 41
- Gegendruckzylinder
- 42
- Antriebsmotor
- 43
- Antriebsmotor
- 44
- Antriebsmotor
- 45
- Antriebsmotor
- 46
- Antriebsmotor
- 47
- Kupplung
- 48
- Rollenrotationsdruckeinheit
- 49
- Übertragungszylinder
- 50
- Übertragungszylinder
- 51
- Übertragungszylinder
- 52
- Übertragungszylinder
- 53
- Formzylinder
- 54
- Formzylinder
- 55
- Formzylinder
- 56
- Formzylinder
- 57
- Gegendruckzylinder
- 58
- Antriebsmotor
- 59
- Antriebsmotor
- 60
- Antriebsmotor
- 61
- Antriebsmotor
- 62
- Antriebsmotor
- 63
- Kupplung
- 64
- Rollenrotationsdruckeinheit
- 65
- Übertragungszylinder
- 66
- Übertragungszylinder
- 67
- Formzylinder
- 68
- Formzylinder
- 69
- Antriebsmotor
- 70
- Antriebsmotor
- 71
- Kupplung
- 72
- Rollenrotationsdruckeinheit
- 73
- Übertragungszylinder
- 74
- Übertragungszylinder
- 75
- Formzylinder
- 76
- Formzylinder
- 77
- Antriebsmotor
- 78
- Antriebsmotor
- 79
- Kupplung
- 80
- Rollenrotationsdruckeinheit
- 81
- Zylinder
- 82
- Zylinder
- 83
- Zylinder
- 84
- Zylinder
- 85
- Antriebsmotor
- 86
- Antriebsmotor
- 87
- Antriebsmotor
- 88
- Kupplung
- 89
- Kupplung
- 90
- Rollenrotationsdruckeinheit
- 91
- Übertragungszylinder
- 92
- Übertragungszylinder
- 93
- Übertragungszylinder
- 94
- Übertragungszylinder
- 95
- Gegendruckzylinder
- 96
- Formzylinder
- 97
- Formzylinder
- 98
- Formzylinder
- 99
- Formzylinder
- 100
- Verbindungszahnrad
- 101
- Verbindungszahnrad
- 102
- Verbindungszahnrad
- 103
- Verbindungszahnrad
- 104
- Verbindungszahnrad
- 105
- Verbindungszahnrad
- 106
- Verbindungszahnrad
- 107
- Verbindungszahnrad
- 108
- Verbindungszahnrad
- 109
- Verbindungszahnrad
- 110
- Antriebsmotor
- 111
- Getriebekette
- 112
- Antriebsmotor
- 113
- Getriebekette
- 114
- Kupplungselement
- 115
- Kupplungselement
- 116
- Kupplungselement
- 117
- Kupplungselement
- 118
- Gegenkupplungselement
- 119
- Gegenkupplungselement
- 120
- Kupplungsscheibe
- 121
- Verbindungszahnrad
- 122
- Verbindungszahnrad
- 123
- Antriebsmotor
- 124
- Trennkupplung
- 125
- Trennkupplung
- 126
- Trennkupplung