DE3812295C1 - - Google Patents
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- B65H23/04—Registering, tensioning, smoothing or guiding webs longitudinally
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Description
Die Erfindung betrifft einen Antrieb für Zugwalzenpaa
rungen einer Rollenrotationsdruckmaschine mit drehzahl
steuerbaren, den Zugwalzenpaarungen zugeordneten Elek
tromotoren.
Eine Anordnung dieser Art ist aus dem DE-GM 70 46 973
bekannt. Dieser bekannte Antrieb besteht aus einem
Elektromotor pro Zugwalzenpaarung. Das gewünschte
Drehmoment dieses Elektromotors ist mittels eines
Drehknopfes von Hand stufenlos einstellbar und wird
durch eine zugeordnete Regelungseinrichtung auf dem
eingestellten Wert gehalten. Mit einer derartigen An
ordnung lassen sich die nicht zu vermeidenden Schwankun
gen des Hauptantriebs der Druckmaschine nicht ausglei
chen. Bei der bekannten Anordnung besteht daher eine
hohe Gefahr von Bahnrissen.
Hiervon ausgehend ist es daher die Aufgabe der vorlie
genden Erfindung, einen Antrieb gattungsgemäßer Art
mit einfachen und kostengünstigen Mitteln so zu ver
bessern, daß eine hohe Sicherheit gegen Bahnriß er
reicht wird.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß
die jeder Zugwalzenpaarung zugeordnete Antriebseinrich
tung einen Hauptmotor und einen Hilfsmotor mit Dreh
zahlreglern sowie ein Differentialgetriebe mit zwei
Eingängen und einem Ausgang umfaßt, wobei die Drehzahl
des Hauptmotors in Abhängigkeit von der Drehzahl der
Längswelle der Druckmaschine und die Drehzahl des Hilfs
motors in Abhängigkeit von der Drehzahl der Längswelle
und des Bahnzugs der zu bedruckenden Bahn regelbar sind
und wobei der Hilfsmotor mit einem Differentialelement
des Differentialgetriebes verbunden ist, durch das
eine Drehzahldifferenz zwischen dem mit dem Hauptmo
tor verbundenen Eingang des Differentialgetriebes und
dem mit der Zugwalzenpaarung verbundenen Ausgang des
Differentialgetriebes erzeugbar ist.
Diese Maßnahmen ergeben in vorteilhafter Weise eine
mehrstufige, automatische Regelung der Bahngeschwindig
keit, wobei sich infolge des Zusammenwirkens des in Ab
hängigkeit von der Drehzahl der Längswelle regelbaren
Hauptmotors und des in Abhängigkeit vom Bahnzug regel
baren Hilfsmotors eine hohe Feinfühligkeit der Rege
lung und damit eine besonders hohe Sicherheit gegen
Bahnriß ergeben. Ein Eingreifen von Hand ist hierbei in
vorteilhafter Weise nicht erforderlich. Die erfindungs
gemäßen Maßnahmen ergeben daher auch eine hohe Bedie
nungsfreundlichkeit. Trotz der erfindungsgemäßen An
passung der Bahngeschwindigkeit an die Drehzahl der
Längwelle der Druckmaschine ist ein mechanischer Antriebs
zug in vorteilhafter Weise nicht erforderlich.
In vorteilhafter Ausgestaltung der übergeordneten Maß
nahmen können der Hauptmotor und der Hilfsmotor als
Gleichstrommotoren ausgebildet sein, die zweckmäßig,
wie aus der DE-Z "Regelungstechnik", Heft 6, 15. Jahrgang
1967, S. 269 bis 273 an sich bekannt ist, auf digitalem
Wege geregelt werden können. Diese Maßnahmen ergeben
eine einfache und regelungstechnisch leicht beherrsch
bare Bauweise. Das Hauptdrehmoment wird durch den Haupt
motor aufgebracht. Dieser ist dementsprechend wesentlich
stärker als der Hilfsmotor.
Eine weitere, vorteilhafte Maßnahme kann darin bestehen,
daß das Differentialgetriebe als Harmonic-Drive-Getrie
be (HD-Getriebe) ausgebildet ist, dessen Wave-Generator
mit dem Hilfsmotor, dessen eingangsseitiger Circularspline
mit dem Hauptmotor und dessen ausgangsseitiger Circular
spline mit der anzutreibenden Zugwalze verbunden sind.
Das HD-Getriebe ermöglicht in vorteilhafter Weise eine
hohe Untersetzung der Drehzahl des Hilfsmotors, der dem
entsprechend sehr klein sein kann. Gleichzeitig wird
hierdurch in vorteilhafter Weise eine ausreichende Rege
lungsträgheit und damit eine sprungfreie Regelung erreicht.
In weiterer Fortbildung der übergeordneten Maßnahme
kann die Drehzahlregelung des Hilfsmotors eine Kaskade
mit zwei Regelkreisen umfassen, wobei der den Bahnzug
regelnde Kreis dem Drehzahlregelkreis überlagert ist.
Der Drehzahlregelkreis bildet hierbei in vorteilhafter
Weise den untersten und damit schnellsten Regelkreis.
Eine Änderung des Bahnzugs bewirkt in vorteilhafter Weise
eine Sollwert-Verstellung des Drehzahlregelkreises.
Hierdurch lassen sich sprunghafte Änderungen in vorteil
hafter Weise weitestgehend ausschalten.
Eine weitere zweckmäßige Maßnahme kann darin bestehen,
daß der Sollwert des dem Hauptmotor und dem Hilfsmotor
jeweils zugeordneten Drehzahlregelkreises durch die mit
tels eines Impulsgebers aufnehmbare Drehzahl der Längs
welle vorgegeben wird. Hierdurch wird die gewünschte
Abhängigkeit von der Drehzahl der Längswelle auf einfache
Weise erreicht.
Weitere zweckmäßige
Fortbildugen der übergeordneten Maßnahmen ergeben sich
aus
den rest
lichen Unteransprüchen.
In der Zeichnung zeigt die einzige Figur ein Blockschalt
bild der einer Zugwalze zugeordneten, erfindungsgemäßen
Antriebseinrichtung.
Der Aufbau und die Funktionsweise von Rollenrotations
druckmaschinen, wie Rollenrotationstiefdruckmaschinen,
sind an sich bekannt und bedürfen daher im vorliegenden
Zusammenhang keiner näheren Erläuterung mehr. Derartige
Anordnungen bestehen in der Regel aus mehreren, hinter
einander angeordneten Druckeinheiten sowie einem vorge
ordneten Rollenträger und einem nachgeordneten Falzappa
rat. Im Bereich zwischen dem Rollenträger und der ersten
Druckeinheit sowie zwischen der letzten Druckeinheit und
dem Falzapparat sind jeweils Zugwalzenpaarungen vorge
sehen, welche die zu bedruckende Papierbahn von der auf
dem Rollenträger aufgenommenen Rolle abziehen und im Be
reich der Druckeinheiten auf Spannung halten. Die den
Druckeinheiten nachgeordnete Zugwalzenpaarung, im Bereich
der eine hohe Genauigkeit hinsichtlich der Geschwindig
keit gefordert wird, liegt der Zeichnung zugrunde.
Zur Aufnahme dieser Zugwalzenpaarung 1 ist ein durch
zwei einander gegenüberliegende Seitenwände gebildeter
Zugwalzenständer 2 vorgesehen, der hier in nicht näher
dargestellter Weise an einen Falzapparatüberbau angebaut
sein kann. Die Zugwalzenpaarung 1 umfaßt jeweils eine
angetriebene Walze und eine auf dieser abrollende, nicht
angetriebene Walze.
Zum Antrieb der angetriebenen Walze der Zugwalzenpaarung
1 sind ein Hauptmotor 3 und ein kleinerer
Hilfsmotor 4 vorgesehen. Der Hauptmotor 3 besitzt eine
Leistung von etwa 25 kW, der Hilfsmotor 4 von etwa 1 kW.
Der Hauptmotor 3 und der Hilfsmotor 4 sind über ein Diffe
rentialgetriebe 5 mit der angetriebenen Walze der Zugwal
zenpaarung 1 verbunden. Der Hauptmotor 3 und der Hilfsmo
tor 4 sind als Gleichstrommotoren ausgebildet, deren Dreh
zahl der Drehzahl einer Längswelle 6 angepaßt ist, von wel
cher der Antrieb der Druckeinheiten und des Falzapparats
abgeleitet wird. Die Drehzahl des Hilfsmotors 4 ist zu
sätzlich noch vom Bahnzug, d. h. der Spannung der zu be
druckenden Bodenwerkstoffbahn, abhängig.
Die Drehzahl der Längswelle 6 wird durch einen von dieser
angetriebenen Impulsgenerator 7 aufgenommen. Der Impuls
generator 7 liefert Impulssignale, was eine digitale Re
gelung der Motoren 3, 4 erleichtert, deren Drehzahl-Ist
werte ebenfalls durch Impulsgeneratoren aufgenommen werden.
Das Ausgangssignal des Impulsgenerators 7 bildet den Soll
wert für einen dem Hauptmotor 3 zugeordneten Drehzahlre
gelkreis 8 und einen dem Hilfsmotor 4 zugeordneten Dreh
zahlregelkreis 9. Der entsprechende Drehzahl-Sollwert-
Eingang des Regelkreises 8 bzw. 9 ist mit 10 bzw.11 be
zeichnet. Die Drehzahlen des Hauptmotors 3 bzw. des Hilfs
motors 4 werden ebenfalls durch einen jeweils zugeordneten
Impulsgenerator 12 bzw. 13 aufgenommen, deren Ausgangs
signale die Drehzahl-Istwerte für die Regelkreise 8 bzw.
9 bilden. Die entsprechenden Istwert-Eingänge der Regel
kreise 8 bzw. 9 sind mit 14 bzw. 15 bezeichnet. Der dem
Hauptmotor 3 zugeordnete Regelkreis 8 enthält einen Dreh
zahlregler 16, an dem der Drehzahl-Sollwert-Eingang 10
und der Drehzahl-Istwert-Eingang 14 liegen. Dem Drehzahl
regler 16 ist ein Thyristor 17 nachgeordnet, der die
Energiezufuhr zum Hauptmotor 3 beeinflußt, wie durch die
Signalleitung 18 angedeutet ist. Der Thyristor 17 stellt
ein digital ansteuerbares Stellglied dar. Im Falle einer
Abweichung des über den Eingang 14 in den Regler 16 ein
gegebenen Istwerts vom über den Eingang 10 in den Regler
16 eingegebenen Sollwert wird die Stromzufuhr zum Haupt
motor 3 zu verändert, daß die Abweichung verschwindet.
Der dem Hilfsmotor 4 zugeordnete Drehzahlregelkreis 9
enthält ebenfalls einen Drehzahlregler 19, dem ein Thyri
stor 20 nachgeordnet ist, der über die Signalleitung 21
die Stromzufuhr zum Hilfsmotor 4 beeinflußt. Der Drehzahl
regler 19 des Regelkreises 9 besitzt neben den Eingängen
11 und 15 einen dritten Eingang 22, durch den der am Ein
gang 11 eingebbare Drehzahl-Sollwert in Abhängigkeit von
der Spannung der zu bedruckenden Bedruckstoffbahn variierbar
ist. Der Eingang 22 des Regelkreises 9 ist
der Ausgang eines dem Drehzahlregelkreis 9 übergeordneten
Bahnzugregelkreises 23. Es ergibt sich
eine Kaskadenregelung mit einem inneren Drehzahlregelkreis 9
und einem äußeren, übergeordneten Bahnzugregelkreis 23.
Der Bahnzug wird mittels einer Tänzerwalze 24 und einem
dieser zugeordneten Meßglied 25 aufgenommen, dessen Aus
gang am Spannungs-Istwert-Eingang 26 eines Spannungsreg
lers 27 liegt. Der Spannungs-Sollwert wird mittels eines
einstellbaren Potentiometers 28 vorgegeben, dessen Aus
gang am Spannungs-Sollwert-Eingang 29 des Spannungsreglers
27 liegt. Der Ausgang des Spannungsreglers 27 liegt am
zweiten Sollwert-Eingang 22 des Drehzahlreglers 19 des
untergeordneten Drehzahlregelkreises 9. Hierdurch wird,
wie oben schon angedeutet wurde, eine spannungsabhängi
ge Variation des Drehzahl-Sollwerts des untergeordneten
Drehzahlregelkreises 9 bewirkt, was eine hohe Genauigkeit
und eine hohe Sicherheit gegen Bahnriß etc. ergibt.
Das den Hauptmotor 3 und den Hilfsmotor 4 mit der ange
triebenen Walze der Zugwalzenpaarung 1 verbindende Diffe
rentialgetriebe 5 ist als Harmonic-Drive-Getriebe ausge
bildet. Dieses enthält in an sich bekannter Weise zwei
umlaufende Circularsplines 30, 31, die durch einen soge
nannten Flexspline 32 überbrückt werden, der auf einem
angetriebenen, ovalen Wave-Generator als Differentialelement 33 aufgenommen ist.
Die Antriebswelle 34 des Wave-Generators ist über ein
Vorgelege 35 mit dem Hilfsmotor 4 antriebsmäßig verbun
den. Der eingangsseitige Circularspline 30 ist über ein
angeflanschtes Muffengehäuse 36 und eine Wellenkupplung
37 mit dem Hauptmotor 3 verbunden. An den ausgangsseitigen
Circularspline 31 ist ein Antriebsrad 38 angeflanscht,
das mit einem auf einen Lagerzapfen 39 der angetriebenen
Walze der Zugwalzenpaarung 1 aufgekeilten Antriebsrad 40
kämmt. Hierbei erfolgt ersichtlich eine starke Unter
setzung der Drehzahl des Hilfsmotors 4, so daß dieser
vergleichsweise leicht dimensioniert sein kann. Gleich
zeitig ergibt sich eine sehr sanfte Änderung der Zug
walzendrehzahl in Abhängigkeit von Änderungen der Bahn
spannung.
Die dargestellte Antriebseinrichtung der Zugwalzenpaarung
1 über den drehzahlgeregelten Hauptmotor 3 und den dreh
zahl- und bahnspannungsgeregelten Hilfsmotor 4 macht eine
mechanische Verbindung der Zugwalzenpaarung 1 mit der
Längswelle 6 entbehrlich.
Claims (7)
1. Antrieb für Zugwalzenpaarungen einer Rollenrotations
druckmaschine mit drehzahlsteuerbaren, den Zugwalzen
paarungen zugordneten Elektromotoren, dadurch ge
kennzeichnet, daß die jeder Zugwalzenpaarung (1) zu
geordnete Antriebseinrichtung einen Hauptmotor (3)
und einen Hilfsmotor (4) mit Drehzahlreglern (16, 19)
sowie ein Differentialgetriebe (5) mit zwei Eingängen
und einem Ausgang umfaßt, wobei die Drehzahl des
Hauptmotors (3) in Abhängigkeit von der Drehzahl
der Längswelle (6) der Druckmaschine und die Dreh
zahl des Hilfsmotors (4) in Abhängigkeit von der
Drehzahl der Längswelle (6) und des Bahnzugs der zu
bedruckenden Bahn regelbar sind und wobei der Hilfs
motor (4) mit einem Differentialelement (33) des Dif
ferentialgetriebes (5) verbunden ist, durch das eine
Drehzahldifferenz zwischen dem mit dem Hauptmotor
(3) verbundenen Eingang des Differentialgetriebes
(5) und dem mit der Zugwalzenpaarung (1) verbundenen
Ausgang des Differentialgetriebes (5) erzeugbar ist.
2. Antrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
der Hauptmotor (3) und der Hilfsmotor (4) jeweils
Gleichstrommotoren sind.
3. Antrieb nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet,
daß das Differentialgetriebe (5) als Harmonic-Drive-
Getriebe ausgebildet ist, dessen Wave-Generator als
Differentialelement (33) mit dem Hilfsmotor (4), des
sen eingangsseitiger Circularspline (32) mit dem Haupt
motor (3) und dessen ausgangsseitiger Circularspline
(31) mit der angetriebenen Walze der zugeordneten Zug
walzenpaarung (1) verbunden sind.
4. Antrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
der Drehzahlregler (19) des Hilfsmotors (4) eine Kas
kade mit zwei Regelkreisen (9, 23) umfaßt, wobei der
den Bahnzug aufnehmende Regelkreis (23) dem die Dreh
zahl der Längswelle (6) aufnehmenden Regelkreis (9)
überlagert ist.
5. Antrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
die Drehzahl-Soll- bzw. -Istwerte in Form der Dreh
zahlen der Längswelle (6), des Hauptmotors (3) und
des Hilfsmotors (4) durch einen hiervon jeweils an
getriebenen Impulsgenerator (7, 12, 13) aufgenommen
werden.
6. Antrieb nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß
der Sollwert des überlagerten Regelkreises (23) für
den Bahnzug mittels eines einstellbaren Potentiome
ters (28) und der Istwert mittels einer die Bahn ab
tastenden Tänzerwalze (24) mit nachgeordnetem Meß
glied (25) erzeugt wird.
7. Antrieb nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da
durch gekennzeichnet, daß dem Drehzahlregler (16, 19)
des dem Hauptmotor (3) bzw. Hilfsmotor (4) jeweils zu
geordneten Drehzahlregelkreises (8, 9) jeweils ein di
gital ansteuerbarer Thyristor (17, 20) nachgeordnet
ist.
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