Die Erfindung betrifft eine Druckmaschine mit einem Gegendruckzylinder
und mindestens einem Farbwerk, das einen an den Gegendruckzylinder anstellbaren
Druckzylinder und eine an den Druckzylinder anstellbare Auftragwalze
aufweist, sowie mit einem Motor, der über ein Getriebe den Gegendruckzylinder
antreibt, je einem weiteren Motor für den direkten Antrieb
des Druckzylinders und der Auftragwalze, Weggebern, die den Antrieben für
den Gegendruckzylinder, den Druckzylinder und die Auftragwalze zugeordnet
sind, und einer Regeleinrichtung zur Regelung dieser Antriebe.
Die mit einer Druckmaschine erreichbare Druckqualität hängt maßgeblich
davon ab, daß zwischen dem Gegendruckzylinder und den Druckzylindern
und Auftragwalzen der Farbwerke ein präziser Synchronlauf eingehalten wird.
Dies wird bei herkömmlichen Druckmaschinen zumeist auf mechanischem
Wege erreicht, indem die Farbwerke über ein auf der Welle des Gegendruckzylinders
angeordnetes Zahnrad angetrieben werden. Bei einigen Anwendungsfällen
erweist es sich dabei als Nachteil, daß zwischen dem Gegendruckzylinder
und dem Druckzylinder nur diskrete Drehzahlverhältnisse
möglich sind. Es sind deshalb Druckmaschinen mit Einzelantrieb vorgeschlagen
worden, bei denen für den Gegendruckzylinder, den Druckzylinder und
die Auftragwalze jeweils separate Elektromotoren vorgesehen sind, die durch
ein elektronisches Regelsystem synchronisiert werden.
Insbesondere in den Fällen, in denen mehrere Farbwerke an demselben Gegendruckzylinder
angeordnet sind, weist der Gegendruckzylinder einen relativ
großen Durchmesser auf, und er besitzt deshalb ein entsprechend großes
Trägheitsmoment, während seine Drehzahl verhältnismäßig niedrig ist.
Wenn der Motor für den Gegendruckzylinder direkt auf der Welle dieses Zylinders
sitzt, wird deshalb ein niedrig drehender Motor mit hohem Drehmoment
benötigt. Solche Motoren sind verhältnismäßig sperrig und teuer.
Aus DE 34 32 572 A1 ist eine Druckmaschine nach dem Oberbegriff des Anspruchs
1 bekannt, bei der zwischen dem Gegendruckzylinder und dem zugehörigen
Motor ein Getriebe vorgesehen ist. Dies hat den Vorteil, daß ein
kleinerer, hochdrehender Motor verwendet werden kann. Der diesem Motor
zugeordnete Weggeber ist wie üblich unmittelbar an dem Motor angebracht.
Dies hat an sich den Vorteil, daß aufgrund der hohen Drehzahl des Motors eine
hohe Winkelauflösung erreicht wird.
Aufgabe der Erfindung ist es, bei einer Druckmaschine dieser Art den Gleichlauf
des Gegendruckzylinders und den Synchronlauf der verschiedenen Zylinder
und Walzen zu verbessern.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß der dem Gegendruckzylinderantrieb
zugeordnete Weggeber an der Welle des Gegendruckzylinders angeordnet ist.
Wenn zwischen dem Gegendruckzylinder und dem Motor ein Getriebe vorgesehen
ist, können unvermeidliche Fertigungstoleranzen wie Verzahnungsfehler
und dergleichen in dem Getriebe dazu führen, daß das Verhältnis zwischen
den Winkelgeschwindigkeiten des Gegendruckzylinders und des Motors
nicht konstant ist. Wenn der Weggeber für den Gegendruckzylinderantrieb
in üblicher Weise an der Welle des Motors angeordnet ist, so liefert dieser
Weggeber aufgrund der Übertragungsfehler des Getriebes keinen verläßlichen
Istwert für die Winkelgeschwindigkeit des Gegendruckzylinders. Hierdurch
kommt es zu unnötigen oder falschen Regeleingriffen des Regelsystems
und zu einer Destabilisierung des Regelsystems, mit dem Ergebnis,
daß kein präziser Gleichlauf des Gegendruckzylinders erhalten werden kann
und eine präzise Synchronisation der Antriebe der Farbwerke mit dem Gegendruckzylinderantn.eb
nicht möglich ist.
Dieser Nachteil wird erfindungsgemäß dadurch vermieden, daß der Weggeber
für den Gegendruckzylinderantrieb direkt an der Welle des Gegendruckzylinders
angeordnet ist. Dieser Weggeber liefert daher stets ein verläßliches
Maß für die tatsächliche Winkelgeschwindigkeit des Gegendruckzylinders, so
daß eine größere Toleranz gegenüber Übertragungsfehlern des Getriebes erreicht
wird. Aufgrund des vergleichsweise großen Trägheitsmoments des Gegendruckzylinders
ändert sich dessen Winkelgeschwindigkeit allenfalls sehr
langsam. Bei der Messung dieser Winkelgeschwindigkeit ist deshalb keine
hohe Winkelauflösung erforderlich. Da das Trägheitsmoment des Getriebes
und des Motors wesentlich kleiner ist, führen die Übertragungsfehler des Getriebes
in erster Linie zu Drehzahländerungen des Motors. Diese Drehzahländerungen
werden jedoch erfindungsgemäß nicht an das Regelsystem zurückgemeldet,
so daß unnötige Regeleingriffe vermieden werden. Wenn das Regelsystem
die direkt an der Welle abgegriffene Winkelgeschwindigkeit des
Gegendruckzylinders auf einen Sollwert regelt, so ergeben sich aufgrund des
hohen Trägheitsmoments des Gegendruckzylinders nur geringe Soll/Ist-Abweichungen.
Andererseits wird der Motor so geregelt, daß seine Winkelgeschwindigkeit
variiert und dadurch die Übertragungsfehler des Getriebes ausgeglichen
werden.
Auf diese Weise läßt sich ein präziser Gleichlauf des Gegendruckzylinders erreichen,
und die Drehzahlen der Druckzylinder und Auftragwalzen, deren
Motoren jeweils direkt auf der betreffenden Welle sitzen, können auf einen
entsprechenden Sollwert geregelt werden, so daß ein präziser Synchronlauf
erreicht wird.
Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Die sehr konstante und präzise erfaßte Ist-Winkelgeschwindigkeit des Gegendruckzylinders
eignet sich als Führungsgröße für die Regelung der Farbwerksantriebe
nach dem Master/Slave-Prinzip.
Bei dem Gegendruckzylinderantrieb führen die Übertragungsfehler des Getriebes
zu relativen Änderungen der Winkelgeschwindigkeiten des Motors
und des Gegendruckzylinders, die einem periodischen Muster folgen. Wenn
beispielsweise das Getriebe aus einem auf der Welle des Motors sitzenden Antriebsritzel
und einem auf der Welle des Gegendruckzylinders sitzenden
Zahnrad mit großem Durchmesser besteht, so entspricht die Periode der
durch Verzahnungsfehler verursachten relativen Änderungen der Winkelgeschwindigkeiten
dem kleinsten gemeinsamen Vielfachen der Zähnezahlen
des Antriebsritzels und des Zahnrads. Das Regelsystem für den Gegendruckzylinderantrieb
kann dann so ausgelegt sein, daß es diese periodischen Änderungen
"vorausschauend" berücksichtigt.
Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung
näher erläutert.
Die einzige Zeichnungsfigur zeigt ein Antriebsschema für einen Gegendruckzylinder
und ein Farbwerk einer Flexodruckmaschine sowie ein Blockdiagramm
einer zugehörigen Regeleinrichtung.
Am Umfang eines Gegendruckzylinders 10 einer Flexodruckmaschine sind
mehrere Farbwerke 12 angeordnet, die jeweils einen Druckzylinder 14 und
eine Auftragwalze 16, beispielsweise eine Rasterwalze, aufweisen.
Auf der Welle 18 des Gegendruckzylinders 10 sitzt ein Zahnrad 20, das mit
einem wesentlich kleineren Antriebsritzel 22 kämmt. Das Antriebsritzel 22
sitzt auf der Ausgangswelle 24 eines Motors 26, beispielsweise eines Asynchronmotors.
Das Antriebsritzel 22 und das Zahnrad 20 bilden somit ein Getriebe
28, über das der Gegendruckzylinder 10 mit stark verminderter Drehzahl
durch den Motor 26 angetrieben wird. Der Motor 26 braucht deshalb nur
ein geringes Antriebsdrehmoment aufzuweisen und hat entsprechend kleine
Abmessungen.
Ein Motor 30 für den Druckzylinder 14 und ein zugehöriger Weggeber 32 sitzen
direkt auf der Welle 34 des Druckzylinders. Entsprechend sind ein Motor
36 für die Auftragwalze 16 und ein zugehöriger Weggeber 38 direkt auf der
Welle 40 der Auftragwalze angeordnet.
Ein Weggeber 42 für den Gegendruckzylinder 10 ist getrennt von dem Motor
26 auf der Welle 18 des Gegendruckzylinders angeordnet und erfaßt somit
unmittelbar die Winkelgeschwindigkeit des Gegendruckzylinders 10, ohne
Verfälschung durch etwaige Verzahnungsfehler zwischen dem Antriebsritzel
22 und dem Zahnrad 20.
Die Weggeber 32, 38 und 42 liefern digitale Winkelgeschwindigkeits- oder
Inkrementsignale an eine Regeleinrichtung 44. Diese Regeleinrichtung weist
einen Sollwertgeber 46 auf, der einen Sollwert für die Winkelgeschwindigkeit
oder den jeweiligen Drehwinkel des Gegendruckzylinders 10 an einen
Regler 48 liefert. Der Regler 48 vergleicht diesen Sollwert mit dem vom
Weggeber 42 gelieferten Istwert und liefert ein entsprechendes Regelsignal
an den Motor 26.
Wenn aufgrund eines Verzahnungsfehlers in dem Getriebe 28 das Verhältnis
der Winkelgeschwindigkeit des Gegendruckzylinders 10 zu der Winkelgeschwindigkeit
des Motors 26 vorübergehend zunimmt, so wirkt sich dies aufgrund
des großen Trägheitsmoments des Gegendruckzylinders 10 in erster
Linie in einer Abnahme der Winkelgeschwindigkeit des Motors 26 aus, während
die Zunahme der Winkelgeschwindigkeit des Gegendruckzylinders 10
nur minimal ist. Solange diese Zunahme der Winkelgeschwindigkeit so klein
ist, daß sie von dem Weggeber 42 nicht erfaßt wird, erfolgt keine Regeleingriff
durch den Regler 48, das heißt, die Abnahme der Winkelgeschwindigkeit
des Motors 26 wird nicht kompensiert, so daß der Gegendruckzylinder
10 mit im wesentlichen konstanter Geschwindigkeit weiterläuft.
Ist dagegen die Zunahme der Winkelgeschwindigkeit des Gegendruckzylinders
10 so groß, daß sie durch den Weggeber 42 festgestellt wird, so erfolgt
ein Regeleingriff in dem Sinne, daß die Antriebsleistung des Motors 26 herabgesetzt
wird. Auf diese Weise läßt sich die Istgeschwindigkeit des Gegendruckzylinders
10 stabil regeln.
Die von dem Weggeber 42 gemeldete Istgeschwindigkeit bildet daher eine
geeignete Führungsgröße für die Antriebsregelung des Druckzylinders 14 und
der Andruckwalze 16. Das Signal des Weggebers 42 wird deshalb auch einem
Sollwertgeber 50 zugeführt, der anhand dieses Signals, gegebenenfalls unter
Berücksichtigung des vom Regler 48 veranlaßten Regeleingriffs, einen Sollwert
für die Winkelgeschwindigkeiten oder Winkelinkremente des Druckzylinders
14 und der Auftragwalze 16 erzeugt.
Die Signale der Weggeber 32 und 38, die ein präzises Maß für die Winkelgeschwindigkeit
oder das Winkelinkrement des Druckzylinders 14 bzw. der Andruckwalze
16 darstellen, werden jeweils einem Regler 52 bzw. 54 zugeführt
und dort mit dem Signal des Sollwertgebers 50 verglichen. Anhand dieses
Soll/Ist-Vergleichs werden durch Regeleingriffe an den Motoren 30 und 36
die Ist-Winkelgeschwindigkeiten des Druckzylinders und der Andruckwalze
auf den Sollwert geregelt. Da dieser Sollwert unmittelbar vom Istwert der
Winkelgeschwindigkeit der Gegendruckzylinders 10 abgeleitet ist, wird ein
präziser Synchronlauf des Druckzylinders 14 und der Andruckwalze 16 mit
dem Gegendruckzylinder 10 erreicht.