EP3254852B1 - Druckmaschine mit mittels elektromotor einzeln angetriebenen zylindern - Google Patents

Druckmaschine mit mittels elektromotor einzeln angetriebenen zylindern Download PDF

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EP3254852B1
EP3254852B1 EP17169859.0A EP17169859A EP3254852B1 EP 3254852 B1 EP3254852 B1 EP 3254852B1 EP 17169859 A EP17169859 A EP 17169859A EP 3254852 B1 EP3254852 B1 EP 3254852B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
printing machine
sheet
subsystems
fed printing
machine according
Prior art date
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Active
Application number
EP17169859.0A
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English (en)
French (fr)
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EP3254852A1 (de
Inventor
Michael Krüger
Kai Albrecht
Jürgen Maass
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Heidelberger Druckmaschinen AG
Original Assignee
Heidelberger Druckmaschinen AG
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Filing date
Publication date
Application filed by Heidelberger Druckmaschinen AG filed Critical Heidelberger Druckmaschinen AG
Publication of EP3254852A1 publication Critical patent/EP3254852A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP3254852B1 publication Critical patent/EP3254852B1/de
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41F—PRINTING MACHINES OR PRESSES
    • B41F13/00—Common details of rotary presses or machines
    • B41F13/004—Electric or hydraulic features of drives
    • B41F13/0045—Electric driving devices
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41F—PRINTING MACHINES OR PRESSES
    • B41F33/00—Indicating, counting, warning, control or safety devices
    • B41F33/04—Tripping devices or stop-motions
    • B41F33/12—Tripping devices or stop-motions for starting or stopping the machine as a whole
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41P—INDEXING SCHEME RELATING TO PRINTING, LINING MACHINES, TYPEWRITERS, AND TO STAMPS
    • B41P2213/00—Arrangements for actuating or driving printing presses; Auxiliary devices or processes
    • B41P2213/10—Constitutive elements of driving devices
    • B41P2213/11—Motors
    • B41P2213/124—Electric motors
    • B41P2213/126—Rotary electric motors

Definitions

  • the present invention relates to a sheet-fed printing machine with individually driven cylinders, the individual drives used having a galvanically separated double winding for improved collision avoidance between the individually driven cylinders.
  • the invention lies in the technical field of sheet-fed printing machines.
  • the classic type of drive consists of a common motor that drives several cylinders, whereby these are coupled to one another via a corresponding gear train in order to ensure uniform power transmission from the motor to the individual cylinders.
  • a high manufacturing outlay is necessary in order to achieve a corresponding angular accuracy, which ensures that the individual cylinders are driven in a correspondingly synchronous manner.
  • individually driven cylinders which each have a separate drive, are much simpler in terms of production costs.
  • a solution of individually driven cylinders has the disadvantage of increased costs due to the multiple drives that are present in each case.
  • this type of drive there is the problem of a possible collision, particularly because the individually driven cylinders are no longer directly physically connected to one another.
  • this problem has hitherto been solved in that the individual drives are still connected to one another by an emergency gear to avoid collisions in the event of a fault.
  • the disclosure document DE 102 55 041 A1 shows a drive for a rotating cylinder of a rotary printing press.
  • This drive is used to drive printing cylinders and transfer cylinders in offset printing machines, the printing cylinder and transfer cylinder being mounted in bearings in the side walls of the offset printing machine.
  • the printing cylinder and transfer cylinder are driven by a gear train, a gear unit and an electric motor.
  • a stator with windings is present between the side walls.
  • a forme cylinder designed as a hollow cylinder as a rotor is arranged around the stator.
  • the forme cylinder is assigned an imaging head which can be positioned in the lateral direction parallel to the axis of rotation by means of a screw drive and a motor.
  • controllers for regulating the speed, the torque and the phase position for controlling the cylinders.
  • the windings of the drives are supplied with current by corresponding current regulators in order to be able to regulate the cylinders in relation to one another.
  • a failure of a current regulator or a drive is described in the laid-open specification DE 102 55 041 A1 not treated.
  • the patent specification DE 101 22 906 C1 shows a method for error handling and damage prevention on machine tools and production machines.
  • an emergency routine always runs when a drive gets out of control and the synchronicity of this drive with several other drives is no longer guaranteed.
  • the other drives are braked to a standstill, following the faulty electric drive, in order to avoid an impermissible drive state or an impermissible machine state. In this way, damage to the machine can also be avoided.
  • a safety system for a printing machine which has at least one drive and brake device and an electronic control device.
  • the electronic control device can operate a braking device via power levels that allow electronic braking of the drive device, and a monitoring circuit, to which target and actual values of the speed of a drive device can be supplied, in order to prevent the Drive device shut down. This means that in the event of a defect in drive electronics or in a drive device, the entire machine is reliably shut down in order to avoid damage to the machine or injuries to the operating personnel due to an uncontrolled operating state.
  • an inventive solution to this problem is a sheet-fed printing machine with individually driven cylinders, the electric motor of the respective individual drive consists of at least two subsystems and which is characterized in that the at least two subsystems consist of at least two galvanically separated, parallel double windings, at least one current regulator for Both subsystems are present, both subsystems have their own control and can be controlled in a weighted manner by computer-aided monitoring and control logic so that at least one subsystem remains functional and can thus compensate for a faulty subsystem.
  • each individual drive for the corresponding cylinder consists of at least two subsystems.
  • the subsystems each have their own control and can therefore be controlled separately by the computer-aided monitoring logic.
  • the weighting of the current distribution between the individual subsystems is carried out by the monitoring and control logic, the at least one current regulator regulating the full current for all subsystems, but the distribution or weighting takes over the monitoring and control logic.
  • the monitoring and control logic the at least one current regulator regulating the full current for all subsystems, but the distribution or weighting takes over the monitoring and control logic.
  • the individually driven cylinder is driven by at least two angularly synchronous drives that are parallel on the torque plane. If a drive or power electronics fail, the cylinder remains controllable. The monitoring of the drives takes place in each case on the torque level, so that an effect on the speed or the angular position of the cylinder is avoided.
  • a preferred development of the sheet-fed printing machine according to the invention is that the two subsystems consist of two separate stator packs on one axis, while they have a common rotor.
  • An alternative design of the single drive motor with two subsystems to the two galvanically separated parallel double windings is the design of the motor with two separate stator packs. The manufacturing effort increases, but the security against voltage flashover between the two windings increases.
  • the two subsystems consist of two separate drives on one axis.
  • the advantage of using two individual and separate drives on one axis is that the two subsystems can work almost completely independently of one another, since they hardly have any common components. In this embodiment, the two subsystems therefore have separate rotors.
  • a symmetrical division of the torque between the two sub-systems enables the drive process to be monitored more precisely.
  • the computer-aided monitoring and control logic ensures current symmetry by comparing the actual current values.
  • the symmetrical distribution of the torque between the two subsystems is ensured by the current controller converting a fixed current setpoint value to both subsystems.
  • the specified current setpoint value can be specified, for example, by the computer-aided monitoring logic.
  • Simultaneously and additionally the two actual current values that are applied to both subsystems are compared in order to be able to intervene in the event of an error, i.e. in the event of deviating actual current values. This is carried out by an active component, for example by the computer-aided monitoring logic.
  • the computer-aided monitoring and control logic is set up in such a way that it also compares the actual current values with a reference value and switches off the subsystem that outputs a value deviating from the reference value.
  • the task of the computer-aided monitoring logic is not only to ensure current symmetry, but also in the event of an error, i.e. if the two actual current values differ from each other or from a specified reference value, the defective subsystem, which supplies a deviating actual current value, accordingly switch off.
  • a further preferred development of the sheet-fed printing machine according to the invention is that a phase correction is carried out on the second subsystem by means of an offset for the position angle of the motor determined by an actual angle of rotation measuring device. Since the two subsystems are implemented using different double windings, which cannot be aligned with one another with absolute precision, it is necessary to compensate for the resulting deviations in the phase angle of the motor by means of an offset. This offset is added digitally to the value of the measured value determined by the actual value measuring device for the angle of rotation.
  • the electric motor 12 consists of an embodiment with galvanically separated parallel double windings 9, 10. These are controlled separately from one another by two separate converters 7, 8.
  • the drive control is shown schematically in the left part of the figure.
  • the symmetrical distribution of the torque between the two subsystems 6, 19 of the individual drive is implemented by a common current regulator 2, which controls both the torque-forming component of the current Iq and the magnetizing current component Id.
  • a speed sensor 1 specifies a target speed value for the electric motor 12 of the cylinder 13 to be driven.
  • the dependent current setpoint for both subsystems is then distributed symmetrically between the two subsystems of the individual drive 6, 19 by a common current regulator 2.
  • Two current measuring devices 4, 5 measure the actual current values present and report them back to the common current regulator 2.
  • phase correction which can act on one of the two subsystems 6, 19 in order to additionally effect a correction of the angular position of the cylinder 13 determined by the actual angle of rotation measuring device.
  • a computer-based monitoring logic 3 controls via the two two current measuring devices 4, 5 whether the actual current values of the two subsystems 6, 19 are distributed equally approximately at 50% each according to the symmetrical distribution. If these deviate from the desired uniform distribution or if they deviate from a reference value set in each case, the monitoring logic 3 initiates an orderly shutdown of the subsystem of the individual drive which generates the deviating value. If the faulty subsystem has been switched off, the entire drive system of all relevant individual drives of the printing press is slowly shut down without collision. The defective partial drive is blocked accordingly and the intact partial drive continues to be operated in an appropriately adapted manner until the entire system is shut down.
  • the other intact subsystem is controlled by the monitoring logic 3 in such a way that the error in the disturbed subsystem can be compensated for. For this it is necessary that information about the current distribution of the intact subsystem as well as the disturbed subsystem is queried and that this information is included in the recalculation of the current distribution, which is necessary for compensation. This is implemented by recalculating the current indicators, which are identical in both systems in the undisturbed system. In this operating mode, the entire system of all individual drives continues to operate and the printing press is not shut down.
  • Double windings w1 and w2 over the slot 14, is in Figure 3 an alternative embodiment of the separate drive when using two separate stator packs 16, 17 is shown on one axis.
  • FIG 4 a further alternative embodiment of the individual drive, consisting of two subsystems 6, 19, is shown.
  • the stator pack divided into two halves, but also the rotor 15.
  • This embodiment thus corresponds to the use of two separate drives on one axis. It has the advantage that standard components can be used.
  • the disadvantage here is that both drives, that is to say rotor 15 and stator 16, 17, have to be precisely aligned with one another, since there is only one common transmitter system for reporting the rotor position.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Inking, Control Or Cleaning Of Printing Machines (AREA)
  • Control Of Multiple Motors (AREA)

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Bogendruckmaschine mit einzeln angetriebenen Zylindern, wobei die verwendeten Einzelantriebe für eine verbesserte Kollisionsvermeidung zwischen den einzeln angetriebenen Zylindern über eine galvanisch getrennte Doppelwicklung verfügen.
  • Die Erfindung liegt in dem technischen Gebiet der Bogendruckmaschinen.
  • Für den Antrieb der Papier führenden Zylinder in einer Druckmaschine sind verschiedene Antriebstechniken im Stand der Technik bekannt. Die klassische Antriebsart besteht dabei aus einem gemeinsamen Motor, der mehrere Zylinder antreibt, wobei diese über einen entsprechenden Zahnradzug miteinander gekoppelt sind, um eine gleichmäßige Kraftübertragung vom Motor auf die einzelnen Zylinder zu gewährleisten. In dieser Ausführungsform ist ein hoher Fertigungsaufwand vonnöten, um eine entsprechende Winkelgenauigkeit zu erzielen, welche sicherstellt, dass die einzelnen Zylinder entsprechend synchron angetrieben werden.
  • Wesentlich einfacher, was den Fertigungsaufwand angeht, sind daher einzeln angetriebene Zylinder, welche jeweils über einen separaten Antrieb verfügen. Eine solche Lösung von einzeln angetriebenen Zylindern hat jedoch den Nachteil von erhöhten Kosten durch die jeweils mehrfach vorhandenen Antriebe. Zudem ergibt sich bei dieser Antriebsart das Problem einer möglichen Kollision, besonders dadurch, dass die einzeln angetriebenen Zylinder nicht mehr direkt physisch miteinander verbunden sind. Im Stand der Technik wird dieses Problem bisher dadurch gelöst, dass die Einzelantriebe durch ein Notzahnrad zur Kollisionsvermeidung im Fehlerfall noch miteinander verbunden sind. Dies schränkt jedoch die durch die Einzelantriebe erreichte Flexibilität wieder ein und verursacht ebenfalls zusätzliche Kosten.
  • Aus dem europäischen Patent EP 1 609 598 B1 ist daher bekannt, dass bei einer Druckmaschine mit Einzelantrieben das Greifersystem der einzelnen Zylinder bei einer auftretenden Synchronabweichung eingezogen wird, um mögliche Kollisionen zu vermeiden. Bei Bogen verarbeitenden Druckmaschinen können Kollisionsschäden jedoch nicht nur beim Aufeinandertreffen von Greifern auftreten, sondern in jeder beliebigen Winkellage, besonders wenn steifere Materialien, wie zum Beispiel Karton, verarbeitet werden. Diese Lösung ist also nur dann praktikabel, wenn eine Beeinträchtigung durch den Bedruckstoff zu vernachlässigen ist. Da dies meistens nicht der Fall ist, ist diese Lösung nicht geeignet, das prinzipielle Problem möglicher Kollisionen bei einzeln angetriebenen Zylindern in Druckmaschinen zu beheben.
  • Aus dem europäischen Patent EP 0 904 934 B1 ist es weiterhin bekannt, die Transferzylinder im Fehlerfall in eine kollisionsfreie Stellung zu bringen. Hierbei stellt es jedoch ein grundlegendes Problem dar, dass in einem solchen Fehlerfall die Transferzylinder von ihrem defekten Antrieb nicht mehr ausreichend gesteuert werden können. Falls sich zudem noch ein Papierbogen im Greifer befindet, kann das Wegschwenken des Zylinders weitere Probleme verursachen. Auch das Wegschwenken der Transferzylinder ist somit als grundlegende Lösung für das Problem einer möglichen Kollision nicht anzuwenden.
  • Die Offenlegungsschrift DE 102 55 041 A1 zeigt einen Antrieb für einen umlaufenden Zylinder einer Rotationsdruckmaschine. Dieser Antrieb dient zum Antrieb von Druckzylindern und Übertragungszylindern in Offsetdruckmaschinen, wobei Druckzylinder und Übertragungszylinder in Lagern in Seitenwänden der Offsetdruckmaschine gelagert sind. Druckzylinder und Übertragungszylinder werden dabei über einen Zahnräderzug, ein Getriebe und einen Elektromotor angetrieben. Zwischen den Seitenwänden ist ein Stator vorhanden, in dem sich Wicklungen befinden. Um den Stator herum ist ein als Rotor hohlzylindrisch ausgebildeter Formzylinder angeordnet. Dem Formzylinder ist ein Bebilderungskopf zugeordnet, der mittels eines Schraubtriebes und eines Motors in Seitenrichtung parallel zur Rotationsachse positionierbar ist. Es sind entsprechende Regler zur Regelung der Drehzahl, des Drehmoments und der Phasenlage zur Ansteuerung der Zylinder vorhanden. Von entsprechenden Stromreglern werden dabei die Wicklungen der Antriebe entsprechend mit Strom versorgt, um die Zylinder zueinander regeln zu können. Ein Ausfall eines Stromreglers oder eines Antriebs wird in der Offenlegungsschrift DE 102 55 041 A1 nicht behandelt.
  • Die Patentschrift DE 101 22 906 C1 zeigt ein Verfahren zur Fehlerbehandlung und Schadensverhütung an Werkzeug- und Produktionsmaschinen. Bei dem Verfahren läuft immer dann eine Notroutine ab, wenn ein Antrieb außer Kontrolle gerät und somit die Synchronität dieses Antriebs mit mehreren anderen Antrieben nicht mehr gewährleistet ist. In diesem Fall werden die anderen Antriebe dem fehlerhaften elektrischen Antrieb nachlaufend bis zum Stillstand abgebremst, um einen unzulässigen Antriebszustand oder unerlaubten Maschinenzustand zu vermeiden. Auf diese Art und Weise können Beschädigungen der Maschine zudem vermieden werden.
  • Aus der europäischen Patentanmeldung EP 0 243 728 A2 geht ein Sicherheitssystem für eine Druckmaschine hervor, die über mindestens eine Antriebs- und Bremsvorrichtung und eine elektronische Steuervorrichtung verfügt. Die elektronische Steuervorrichtung kann über Leistungsstufen, welche ein elektronisches Bremsen der Antriebsvorrichtung gestatten, und eine Überwachungsschaltung, welcher Soll- und Ist-Werte der Drehzahl einer Antriebsvorrichtung zuführbar sind, eine Bremsvorrichtung betätigen, um bei unzulässig hohen Abweichungen zwischen Soll- und Ist-Wert die Antriebsvorrichtung stillzulegen. Dies bedeutet, dass bei einem Defekt in einer Antriebselektronik oder in einer Antriebsvorrichtung eine zuverlässige Stillsetzung der gesamten Maschine erfolgt, um Beschädigungen an der Maschine oder Verletzungen des Bedienpersonals durch einen unkontrollierten Betriebszustand zu vermeiden.
  • Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Bogendruckmaschine mit einzeln angetriebenen Zylindern zu offenbaren, welche über ein sicheres und zuverlässiges System zur Kollisionsvermeidung zwischen den einzelnen angetriebenen Zylindern verfügt und welches die aus dem Stand der Technik bekannten Nachteile behebt.
  • Eine erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe stellt eine Bogendruckmaschine mit einzeln angetriebenen Zylindern dar, wobei der Elektromotor des jeweiligen Einzelantriebes aus mindestens zwei Teilsystemen besteht und welche dadurch gekennzeichnet ist, dass die mindestens zwei Teilsysteme aus mindestens zwei galvanisch getrennten, parallelen Doppelwicklungen bestehen, mindestens ein Stromregler für beide Teilsysteme vorhanden ist, beide Teilsysteme eine eigene Ansteuerung besitzen und von einer rechnergestützten Überwachungs- und Steuerungslogik gewichtet ansteuerbar sind, so dass mindestens ein Teilsystem funktionsfähig bleibt und damit ein fehlerhaftes Teilsystem kompensieren kann.
  • Die Lösung der gestellten Aufgabe wird also dadurch erreicht, dass jeder Einzelantrieb für den entsprechenden Zylinder aus mindestens zwei Teilsystemen besteht. Die Teilsysteme besitzen jeweils eine eigene Ansteuerung und können dadurch von der rechnergestützten Überwachungslogik getrennt angesteuert werden. Die Gewichtung der Stromverteilung zwischen den einzelnen Teilsystemen wird dabei von der Überwachungs- und Steuerungslogik durchgeführt, wobei der mindestens eine Stromregler den vollen Strom für alle Teilsysteme regelt, der Verteilung bzw. Gewichtung jedoch die Überwachungs- und Steuerungslogik übernimmt. Um nicht zwei komplett separate Motoren für den Einzelantrieb verwenden zu müssen, beschränkt man sich darauf, die Teilsysteme durch galvanisch getrennte parallele Doppelwicklungen zu realisieren. Im Unterschied zum Stand der Technik existieren dabei mindestens zwei Teilsysteme der Einzelantriebe, deren entsprechende Fehlerreaktionen auch auf Strom-Istwert-Ebene überwacht werden, wobei stets mindestens ein Teilsystem funktionsfähig bleibt und damit das fehlerhafte Teilsystem entsprechend kompensieren kann.
  • Ein weiterer Unterschied zum Stand der Technik besteht darin, dass der einzeln angetriebene Zylinder durch mindestens zwei auf der Momentenebene parallele und winkelsynchrone Antriebe angetrieben wird. Bei Ausfall eines Antriebs oder einer Leistungselektronik bleibt der Zylinder damit steuerbar. Die Überwachung der Antriebe findet dabei jeweils auf der Drehmomentebene statt, so dass eine Auswirkung auf die Drehzahl bzw. die Winkelstellung des Zylinders vermieden wird.
  • Vorteilhafte, daher bevorzugte Weiterbildungen dieser Erfindung ergeben sich aus den zugehörigen Unteransprüchen sowie aus der Beschreibung und den zugehörigen Zeichnungen.
  • Eine bevorzugte Weiterbildung der erfindungsgemäßen Bogendruckmaschine ist dabei, dass die zwei Teilsysteme aus zwei separaten Statorpaketen auf einer Achse bestehen, während sie über einen gemeinsamen Rotor verfügen. Eine alternative Ausführung des Einzelantriebsmotors mit zwei Teilsystemen zu den zwei galvanisch getrennten parallelen Doppelwicklungen ist die Ausführung des Motors mit zwei separaten Statorpaketen. Der Herstellaufwand steigt dadurch zwar, die Sicherheit gegen Spannungsüberschlag zwischen den beiden Wicklungen erhöht sich jedoch.
  • Eine weitere bevorzugte Weiterbildung der erfindungsgemäßen Bogendruckmaschine ist dabei, dass die zwei Teilsysteme aus zwei separaten Antrieben auf einer Achse bestehen. Der Vorteil der Verwendung von zwei einzelnen und separaten Antrieben auf einer Achse besteht darin, dass die beiden Teilsysteme so fast vollständig unabhängig voneinander arbeiten können, da sie kaum noch über gemeinsame Komponenten verfügen. In dieser Ausführungsform haben die beiden Teilsysteme daher getrennte Rotoren.
  • Eine weitere bevorzugte Weiterbildung der Bogendruckmaschine ist dabei, dass durch die Überwachungs- und Steuerungslogik eine symmetrische Aufteilung des Drehmoments zwischen den beiden Teilsystemen bewirkt wird.
  • Durch eine symmetrische Aufteilung des Drehmoments zwischen den beiden Teilsystemen lässt sich eine genauere Überwachung des Antriebsverlaufs realisieren.
  • Eine weitere bevorzugte Weiterbildung der erfindungsgemäßen Bogendruckmaschine ist dabei, dass die rechnergestützte Überwachungs- und Steuerungslogik die Stromsymmetrie durch einen Vergleich der Stromistwerte sicherstellt. Die symmetrische Aufteilung des Drehmoments zwischen den beiden Teilsystemen wird dabei sichergestellt, indem der Stromregler einen ihm fest vorgegebenen Strom-Sollwert an beiden Teilsystemen umsetzt. Der vorgegebene Strom-Sollwert kann dabei z.B. von der rechnergestützten Überwachungslogik vorgegeben werden. Gleichzeitig und zusätzlich werden die beiden Strom-Istwerte, die an beiden Teilsystemen anliegen, verglichen, um im Fehlerfall, also bei abweichenden Strom-Istwerten, eingreifen zu können. Dies wird von einem aktiven Bauelement durchgeführt, z.B. von der rechnergestützten Überwachungslogik.
  • Eine weitere bevorzugte Weiterbildung der Bogendruckmaschine ist dabei, dass die rechnergestützte Überwachungs- und Steuerungslogik so eingerichtet ist, dass sie die Stromistwerte zusätzlich mit einem Referenzwert vergleicht und das Teilsystem abschaltet, welches einen vom Referenzwert abweichenden Wert ausgibt. Die Aufgabe der rechnergestützten Überwachungslogik ist dabei nicht nur, die Stromsymmetrie sicherzustellen, sondern auch im Fehlerfall, das heißt, wenn die beiden Strom-Istwerte voneinander bzw. von einem vorgegebenen Referenzwert abweichen, das defekte Teilsystem, welches einen abweichenden Strom-Istwert liefert, entsprechend abzuschalten.
  • Eine weitere bevorzugte Weiterbildung der erfindungsgemäßen Bogendruckmaschine ist dabei, dass am zweiten Teilsystem eine Phasenkorrektur mittels eines Offsets für den von einem Drehwinkel-Istwert-Messgerät ermittelten Lagewinkel des Motors durchgeführt wird. Da die beiden Teilsysteme mittels verschiedener Doppelwicklungen realisiert werden, welche nicht absolut genau zueinander ausgerichtet werden können, ist es erforderlich die so entstehenden Abweichungen des Phasenwinkels des Motors durch einen Offset auszugleichen. Dieser Offset wird dabei digital dem Wert des vom Drehwinkel-Istwert-Messgerätes bestimmten Messwertes hinzugefügt.
  • Die Erfindung als solche sowie konstruktiv und funktionell vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung werden nachfolgend unter Bezug auf die zugehörigen Zeichnungen anhand wenigstens eines bevorzugten Ausführungsbeispiels näher beschrieben. In den Zeichnungen sind einander entsprechende Elemente mit jeweils denselben Bezugszeichen versehen. Die Zeichnungen zeigen:
    • Figur 1: Eine Übersicht über den strukturellen Aufbau des Antikollisionssystems im Einzelantrieb der Druckmaschine
    • Figuren 2a, 2b, 3 und 4: Figur Vier mögliche Ausführungen der Motorteilsysteme des Einzelantriebes In Figur 1 ist das Antikollisionssystem der erfindungsgemäßen Druckmaschine in seinem strukturellen Aufbau beschrieben. Wie im rechten Teil der Figur schematisch dargestellt, treibt dabei ein Motor 12 des Einzelantriebes den entsprechend zugeordneten Zylinder 13 an, wobei die Winkellageposition des Zylinders 13 über ein Drehwinkel-Istwert-Messgerät an das System zurückgemeldet wird.
  • Im mittleren Teil ist dargestellt, dass der Elektromotor 12 aus einer Ausführung mit galvanisch getrennten parallelen Doppelwicklungen 9, 10 besteht. Diese werden durch zwei getrennte Umrichter 7, 8 getrennt voneinander separat angesteuert.
  • Im linken Teil der Figur ist die Antriebssteuerung schematisch dargestellt. Die symmetrische Aufteilung des Drehmoments auf die beiden Teilsysteme 6, 19 des Einzelantriebes wird dabei durch einen gemeinsamen Stromregler 2 umgesetzt, welcher sowohl den drehmomentbildenden Anteil des Stromes Iq, als auch den Magnetisierungsstromanteil Id steuert. Abhängig von der aktuellen Winkellageposition des Zylinders die vom Drehwinkel-Istwert-Messgerät gemeldet wird, gibt dabei ein Drehzahlgeber 1 einen Zieldrehzahlwert für den Elektromotor 12 des anzutreibenden Zylinders 13 vor. Der davon abhängige Strom-Sollwert für beide Teilsysteme wird dann von einem gemeinsamen Stromregler 2 symmetrisch auf die beiden Teilsysteme des Einzelantriebes 6, 19 verteilt. Zwei Strommessgeräte 4, 5 messen die anliegenden Strom-Istwerte und melden sie an den gemeinsamen Stromregler 2 zurück.
  • Weiterhin ist eine Phasenkorrektur vorhanden, die auf eines der beiden Teilsysteme 6, 19 einwirken kann, um damit zusätzlich eine Korrektur der durch das Drehwinkel-Istwert-Messgeräts ermittelten Winkellageposition des Zylinders 13 zu bewirken.
  • Zusätzlich kontrolliert eine rechnerbasierte Überwachungslogik 3 über die beiden zwei Strommessgeräte 4, 5, ob sich die Strom-Istwerte der beiden Teilsysteme 6, 19 gemäß der symmetrischen Verteilung ungefähr zu jeweils 50% gleich verteilen. Weichen diese von der angestrebten Gleichverteilung ab, bzw. weichen sie von einem jeweils vorgesetzten Referenzwert ab, so initiiert die Überwachungslogik 3 ein geordnetes Abschalten des Teilsystems des Einzelantriebes, welches den abweichenden Wert erzeugt. Ist das fehlerhafte Teilsystem abgeschaltet worden, wird das ganze Antriebssystem aller relevanten Einzelantriebe der Druckmaschine langsam kollisionsfrei heruntergefahren. Dabei ist der defekte Teilantrieb entsprechend gesperrt und der intakte Teilantrieb wird bis zum Herunterfahren des Gesamtsystems entsprechend angepasst weiter betrieben.
  • In einer alternativen Betriebsart wird nach einer Fehlererkennung eines der beiden Teilsysteme 6, 19 das andere intakte Teilsystem durch die Überwachungslogik 3 derart angesteuert, dass damit der Fehler des gestörten Teilsystems kompensiert werden kann. Hierzu ist es erforderlich, dass sowohl Informationen über die Stromverteilung des intakten Teilsystems, als auch des gestörten Teilsystems abgefragt werden und diese Informationen in die Neuberechnung der Stromverteilung, die zur Kompensation notwendig ist, mit einbezogen werden. Umgesetzt wird dies über eine Neuberechnung der Stromzeiger, die im ungestörten System bei beiden Systemen jeweils identisch sind. In dieser Betriebsart wird das Gesamtsystem aller Einzelantriebe dann weiter betrieben und die Druckmaschine nicht heruntergefahren.
  • Neben der Umsetzung des Elektromotors 12 des Antikollisionssystems für die erfindungsgemäße Druckmaschine mit zwei galvanisch getrennten parallelen Doppelwicklungen 9, 10, welche in Figur 2a dargestellt sind, mit den beiden
  • Doppelwicklungen w1 und w2 über die Nut 14, ist in Figur 3 eine alternative Ausführungsform des getrennten Antriebes bei Verwendung von zwei separaten Statorpaketen 16, 17 auf einer Achse dargestellt. Auch hier gibt es zwei Doppelwicklungen, w1 und w2, welche den Statorpaketen entsprechen, jedoch eine gemeinsame Achse und einen gemeinsamen Rotor 15.
  • In Figur 4 ist eine weitere alternative Ausführungsform des Einzelantriebes, bestehend aus zwei Teilsystemen 6, 19, dargestellt. Hier ist nicht nur das Statorpaket in zwei Hälften geteilt, sondern auch der Rotor 15. Diese Ausführungsform entspricht also der Verwendung von zwei separaten Antrieben auf einer Achse. Sie hat den Vorteil, dass Standardkomponenten verwendet werden können. Nachteilig ist hierbei jedoch, dass beide Antriebe, also Rotor 15 und Stator 16, 17, genau zueinander ausgerichtet werden müssen, da nur ein gemeinsames Gebersystem für die Rückmeldung der Rotorlage vorhanden ist.
    • Bezugszeichenliste
    • 1
    Drehzahlsteuerung
    2
    gemeinsamer Stromregler Iq,d
    3
    rechnergestützte Überwachungslogik
    4
    erstes Strommessgerät
    5
    zweites Strommessgerät
    6
    erstes Motorteilsystem
    7
    erster Umrichter
    8
    zweiter Umrichter
    9
    erste parallele Doppelwicklung
    10
    zweite parallele Doppelwicklung
    11
    Drehwinkel-Istwert-Messgerät
    12
    Elektromotor
    13
    Zylinder
    14
    Wicklungen, Nut
    15
    Rotor
    16
    erstes Statorpaket
    17
    zweites Statorpaket
    18
    Phasenkorrektur
    19
    zweites Motorteilsystem

Claims (8)

  1. Bogendruckmaschine mit einzeln angetriebenen Zylindern (13), wobei der Elektromotor (12) des jeweiligen Einzelantriebes aus mindestens zwei Teilsystemen (6, 19) besteht,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die mindestens zwei Teilsysteme (6, 19) aus mindestens zwei galvanisch getrennten, parallelen Doppelwicklungen (9, 10) bestehen, mindestens ein Stromregler (2) für beide Teilsysteme (6, 19) vorhanden ist, beide Teilsysteme (6, 19) eine eigene Ansteuerung besitzen und von einer rechnergestützten Überwachungs- und Steuerungslogik (3) gewichtet ansteuerbar sind, so dass mindestens ein Teilsystem (6,19) funktionsfähig bleibt und damit ein fehlerhaftes Teilsystem (6,19) kompensieren kann.
  2. Bogendruckmaschine nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass es sich bei dem mindestens einen Stromregler (2) um jeweils einen separaten Stromregler für jedes Teilsystem (6, 19) handelt.
  3. Bogendruckmaschine nach Anspruch 2,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die zwei Teilsysteme (6, 19) aus zwei separaten Statorpaketen (16, 17) auf einer Achse bestehen, während sie über einen gemeinsamen Rotor (15) verfügen.
  4. Bogendruckmaschine nach Anspruch 2,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die zwei Teilsysteme (6, 19) aus zwei separaten Antrieben auf einer Achse bestehen, wobei die zwei Antriebe jeweils aus einem Statorpaket (16,17) und einem hälftigen Rotor (15) bestehen.
  5. Bogendruckmaschine nach einem der vorherigen Ansprüche 2 bis 4,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass durch die Überwachungs- und Steuerungslogik (3) eine symmetrische Aufteilung des Drehmoments zwischen den beiden Teilsystemen (6, 19) bewirkt wird.
  6. Bogendruckmaschine nach Anspruch 5,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die rechnergestützte Überwachungs- und Steuerungslogik (3) die Stromsymmetrie durch einen Vergleich der Stromistwerte sicherstellt.
  7. Bogendruckmaschine nach Anspruch 6,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die rechnergestützte Überwachungs- und Steuerungslogik (3) so eingerichtet ist, dass sie die Stromistwerte zusätzlich mit einem Referenzwert vergleicht und das Teilsystem abschaltet, welches einen vom Referenzwert abweichenden Wert ausgibt.
  8. Bogendruckmaschine nach einem der vorherigen Ansprüche 2 bis 7,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass am zweiten Teilsystem eine Phasenkorrektur (18) mittels eines Offsets für den von einem Drehwinkel-Istwert-Messgerät (11) ermittelten Phasenwinkel des Motors durchgeführt wird.
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