DE29513635U1 - Rotationsdruckmaschine mit Zylindern, die zu motorisch einzeln angetriebenen Zylindergruppen zusammengefaßt sind - Google Patents

Description

Anwaltsakte: 40 851 X

Maschinenfabrik WIFAG

Wylerringstraße 39

CH - 3001 Bern

Schweiz

Rotationsdruckmaschine mit Zylindern, die zu motorisch einzeln angetriebenen Zylindergruppen zusammengefaßt sind

Die vorliegende Erfindung betrifft die Zusammenfassung von Zylindern einer Rotationsdruckmaschine zu motorisch einzeln angetriebenen Zylindergruppen.

Herkömmliche Rotationsdruckmaschinen werden von einem Hauptantrieb über eine mechanische Längswelle, auch Königswelle genannt, angetrieben. Ein Nachteil dieser Druckmaschinen ist der zu betreibende mechanische Aufwand zum Ausgleich der während des Laufs auftretenden Torsion der Längswelle. Dadurch wird eine mechanische Umfangsregisterverstellung von Druckstellen der Druckmaschine während des Laufs notwendig.

Es wird auch versucht, die mechanische Längswelle zwischen Drucktürmen durch eine elektrische Längswelle zu ersetzen. Hierbei erhält jeder Druckturm einen separaten elektrischen Antrieb.

In der DE 41 38 479 Al wird vorgeschlagen, die Zylinder der Druckmaschine durch je einen Elektromotor anzutreiben.

Aus der DE 42 14 394 Al ist ein Regelleitsystem für solch eine Druckmaschine mit jeweils einzeln angetriebenen Zylindern bekannt. Dabei können die Einzelantriebe der Zylinder und deren Antriebsregler zu Druckstellengruppen zusammengefaßt werden. Die Druckstellengruppen werden Falzapparaten zugeordnet, von denen sie ihre Positionsreferenz beziehen. Das vorgeschlagene Leitsystem besteht im wesentlichen aus einem schnellen BUS-System für die Einzelantriebe und die Antriebsregler einer Druckstellengruppe und einem übergeordneten Leitsystem zur Verwaltung der Druckstellengruppen.

Das in diesen beiden Druckschriften verfolgte Konzept der einzeln angetriebenen Zylinder ermöglicht zwar eine hohe Einsatzflexibilität, erfordert aber gleichzeitig eine sehr hohe Anzahl von Antriebsmotoren und, wie die DE 42 14 394 Al zeigt, einen hohen Regelungsaufwand für diese große Anzahl von Einzelantrieben. Darüberhinaus muß eine Vielfalt von Motoren verwendet werden. Bei Verwendung nur weniger Motorengrößen wären andernfalls für unterschiedliche Anwendungen oft überdimensionierte Motoren einzusetzen. Beides treibt den Preis solch einer Druckmaschine.

Die vorliegende Erfindung hat es sich demgegenüber zur Aufgabe gemacht, eine im Betrieb flexible, unter dem Gesichtpunkt der Wirtschaftlichkeit günstige Rotationsdruckmaschine zu schaffen.

Diese Aufgabe wird durch den Gegenstand des Anspruchs 1 gelöst.

Die Unteransprüche sind aufzweckmäßige und nicht glatt selbstverständliche Ausführungsformen des Gegenstands von Anspruch 1 gerichtet.

Die Erfindung betrifft eine Rotationsdruckmaschine mit wenigstens zwei Druckzylindern, je einem nachgeordneten Farbübertragungszylinder und einem, beiden Druckzylindern gemeinsamen Gegendruckzylinder. Bevorzugterweise sind die Druckzylinder Gummituchzylinder, und bei den Farbübertragungszylindern handelt es sich dementsprechend um Plattenzylinder. Der gemeinsame Gegendruckzylinder ist vorzugsweise ein zentraler Stahlzylinder eines Mehrfarben- Offsetdruckwerks. Erfindungsgemäß ist einer der beiden Druckzylinder mit seinem nachgeordneten Farbübertragungszylinder mechanisch gekoppelt, während eine mechanische Kopplung zu Antriebszwecken mit dem Gegendruckzylinder nicht vorhanden ist. Der Gegendruckzylinder ist jedoch mit dem anderen Druckzylinder und dessen Farbübertragungszylinder mechanisch zum gemeinsamen motorischen Antrieb gekoppelt. Durch die mechanische Kopplung werden die miteinander derart gekoppelten Zylinder jeweils zu einer Zylindergruppe zusammengefaßt, die durch einen eigenen Antriebsmotor angetrieben wird. Mechanische Kopplung bedeutet in diesem Zusammenhang, daß die Zylinder einer Zylindergruppe von einem eigenen Motor angetrieben werden und zu den Zylindern einer anderen Zylindergruppe keine Kopplung zu Zwecken eines motorischen gemeinsamen Antriebs vorhanden ist. Der Motor solch einer Zylinder gruppe treibt einen der Zylinder der Zylindergruppe an, und die anderen Zylinder der gleichen Zylindergruppe werden über die mechanische Kopplung zwangsweise, im allgemeinen über ein Zahnradgetriebe, im Schlepp des direkt angetriebenen Zylinders mit angetrieben.

Wenn im folgenden von Gummituchzylindern, Plattenzylindern und zentralen Stahlzylindern die Rede ist, so soll hiermit lediglich zum Ausdruck gebracht werden, daß die Erfindung bevorzugterweise im Rollenrotations-Offsetdruck Anwendung findet, ohne daß die Erfindung jedoch hierauf eingeschränkt ist.

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Durch diese gruppenweise Zusammenfassung der Zylinder und deren Ausstattung mit einem gemeinsamen Antriebsmotor für zumindst eine Zylindergruppe wird die Anzahl der benötigen Antriebs motoren erheblich verringert; zumindest halbiert gegenüber den Einzelantriebskonzepten. Die mechanische Kopplung der einander drucktechnisch zugeordneten Zylinder, bevorzugterweise eine Zahnradkopplung mit gerad- oder schrägverzahnten Zahnrädern, bietet gegenüber dem Konzept der jeweils einzeln angetriebenen Zylinder deutliche Preisvorteile. Insbesondere sind jedoch hinsichtlich der Einsatzflexibilität gegenüber dem Einzelantriebskonzept keine ins Gewicht fallenden Abstriche zu machen. So kann sowohl die Umfangsregister- als auch die Seitenregisterverstellung jedes Gummituchzylinders einzeln und zu jedem weiteren beliebigen Gummituchzylinder, soweit erforderlich, abgestimmt vorgenommen werden. Durch die Zyündergruppen entsprechend der Erfindung mit jeweils eigenen Antriebsmotoren können bei einer Rotationsdruckmaschine in technischer und wirtschaftlicher Hinsicht optimale Druckstellen gebildet werden. Als Druckstellen werden in diesem Zusammenhang jeweils die Zylinderpaare verstanden, zwischen denen eine zu bedruckende Papierbahn hindurchläuft und einseitig oder beidseitig bedruckt wird.

Nach der Erfindung werden, da auf einen Stahlzylinder zwei Gummituchzylinder arbeiten, an dem Stahlzylinder zwei Druckstellen gebildet, wobei eine dieser Druckstellen nicht durch eine mechanische Kopplung überbrückt wird, während dies bei der anderen durch die Kopplung des Stahlzylinders mit dem entsprechenden Gummituchzylinder der Fall ist. Hierdurch wird ein hohes Maß an Flexibilität, nämlich durch Entkopplung des einen Gummituchzylinders von dem Stahlzylinder, erzielt, während gleichzeitig durch die antriebsseitige Kopplung des Stahlzylinders mit dem anderen Gummituchzylinder die Einsparmöglichkeiten, was die Anzahl der Antriebsmotoren anbetrifft, soweit als möglich genutzt werden. Die erfindungsgemäß gebildete erste Zylindergruppe, das heißt die vom Gegendruckzylinder antriebsseitig entkoppelte Zylindergruppe, eignt sich wegen der erfindungsgemäßen Entkopplung besonders für eine unabhängige Umsteuerung gegenüber dem Gegendruckzylinder, was beispielsweise für Wechseldruck oder für den fliegenden Plattenwechsel von Vorteil ist.

Bevorzugterweise wird bei der erfindungsgemäß gebildeten ersten Zylindergruppe der Gummituchzylinder angetrieben, der seinerseits über die mechanische Kopplung auf den Plattenzylinder der gleichen Zylindergruppe abtreibt. In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung kann der Antrieb jedoch auch die Plattenzylinderwelle antreiben, so daß der Gummituchzylinder erst über die mechanische Kopplung vom Plattenzylinder angetrieben wird. Während der Antrieb auf den Plattenzylinder vorteilhafterweise einen geringen Aufwand für das An- und Abstellen des Gummituchzylinders erfordert, ist der Gummituchzylinder andererseits maßgebend für die Lagegenauigkeit bzw. Umfangsregistereinstellung. Die erstgenannte Lösung besitzt den Vorteil, daß der Zylinder, der letztlich mit einer zu bedruckenden Papierbahn direkt in Berührung kommt, nicht erst über ein möglicherweise mit Spiel behaftetes Übertragungsglied angetrieben werden muß.

Die erfindungsgemäß gebildete zweite Zylindergruppe stellt bereits in sich eine Druckstelle dar, zwischen deren Druck- und Gegendruckzylinder die zu bedruckende Papierbahn hindurchgeführt wird. In einer ersten Ausführungsform der Erfindung treibt der Antriebsmotor zunächst auf die Zylinderwelle des Gegendruckzylinders, vorzugsweise über einen Zahnriemen, und die weiteren Zylinder dieser Zylindergruppe, d.h. der Gummituchzylinder und dessen Plattenzylinder und vorzugsweise auch die nachgeordneten Walzen eines Farb- und/oder Feuchtwerks werden im Schlepp des Gegendruckzylinders mit angetrieben. Durch die hohe Massenträgheit und die große Last der im Schlepp des Gegendruckzylinders angetriebenen Komponenten wird das Zahnspiel auch bei Maschinengeschwindigkeitsänderungen kompensiert. Auf die Reduzierung des Zahnspiels im Räderzug eines Getriebes, falls ein Zahnradgetriebe die mechanische Kopplung bildet, ist trotzdem Wert zu legen.

Nach einer zweiten Ausführungsvariante erfolgt der Antrieb vom Gummituchzylinder her, und nach einer dritten Variante wird der Gegendruckzylinder von einem nur ihm zugeordneten Motor angetrieben, während der Gummituchzylinder von einem anderen Motor angetrieben wird. Die weiteren, dem Gummituchzylinder nachgeordneten Zylinder Farbübertragungszylinder, Farbwalzen, Feuchtwalzen - werden in dieser Variante im Schlepp des Gummituchzylinders von dessen Motor mitangetrieben.

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Bei dem Stahlzylinder handelt es sich vorzugsweise um den zentralen Zylinder einer Neunzylinder-Druckeinheit, und ganz besonders bevorzugt handelt es sich um die beiden Stahlzylinder einer Zehnzylinder-Druckeinheit. Gerade bei einer Zehnzylinder-Druckeinheit, die erfindungsgemäß einfach durch Verdopplung der vorbeschriebenen Zylindergruppen gebildet wird, kommt der Vorteil der Flexibilität bei gleichzeitig sparsamer Verwendung von Antriebsmotoren besonders zum Tragen.

Die erfindungsgemäß gebildete Zehnzylinder-Druckeinheit ist bevorzugterweise in Form einer H-Brückeneinheit angeordnet. Den unteren, &Lgr;-förmigen Teil der Druckeinheit bilden die beiden Zylindergmppen mit den Stahlzylindern, während der obere V-förmige Teil der Druckeinheit durch die beiden kleineren Zylindergruppen, nämlich durch die Zylindergruppen ohne Stahlzylinder, gebildet wird. Die Druckzylinder dieser kleineren Zylindergmppen sind in einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung von ihren Stahlzylindern abschwenkbar und in Ausbildung einer neuen Druckstelle gegeneinander schwenkbar. Dies ergibt eine hohe Einsatzflexibilität bei geringem mechanischen Aufwand. Von Vorteil ist es, wenn auch die antriebsseitig mit ihren Gegendruckzylinder gekoppelten Gummituchzylinder gegeneinander geschwenkt werden können. Die Einsatzflexibilität wird hierdurch weiter erhöht.

Der Abtrieb von einem Antriebsmotor auf die jeweilige Zylindergruppe erfolgt bevorzugterweise mittels eines Zahnriemens. Gegenüber der in der DE 41 38 479 Al vorgeschlagenen Lösung des auf der Antriebswelle des angetriebenen Zylinders sitzenden Rotors des Elektromotors besitzt solch ein Zahnriemen eine hohe Elastizität. Für das Regelkonzept des Antriebs einer Zylindergrappe ist jedoch die durch die Verwendung eines Zahnriemens gegebene Möglichkeit einer hohen Bedämpfung des aus einem Antriebsmotor und den angetriebenen Zylindern bestehenden mechanischen Systems von großem Wert, wie noch erläutert wird. Grundsätzlich gestattet die Erfindung jedoch auch den Direktantrieb auf die Zylinderwelle, der bei kleinen Zylindern sogar vorteilhaft sein kann. Gegenüber einem Zahnradtrieb zwischen dem Antriebsmotor und dem angetriebenen Zylinder einer Zylin-

dergruppe, wie er ebenfalls Anwendung finden kann, besitzt ein Zahnriemen den Vorteil eines spielfreien Laufs und eines nicht absolut festen Übersetzungsverhältnisses.

Demgegenüber sind für die mechanische Kopplung zwischen den Zylindern innerhalb einer Zylindergruppe vorzugsweise Zahnräder vorgesehen, obwohl andere Übertragungsglieder durchaus auch denkbar sind. Die gegeneinander kämmenden Zahnräder können gerad- oder schrägverzahnt sein. Bei schrägverzahnten Zahnrädern wird zur Seitenregisterverstellung der Gummituchzylinder längs verschoben, während seine Antriebs- und/oder Abtriebszahnräder erfindungsgemäß ortsfest bleiben. Andernfalls wäre mit der Seitenregister- auch eine Umfangsregisterverstellung erforderlich. Bei Verwendung geradverzahnter Zahnräder wird der Gummituchzylinder zusammen mit seinem fest angebrachten Zahnrad bzw. seinen Zahnrädern einfach längs verschoben.

Die Farbwalze bzw. die Farbwalzen oder Feuchtwalzen eines Färb- und/oder Feuchtwerkes, das einer Zylindergruppe zugeordnet ist, sind bevorzugterweise mechanisch mit dieser Zylindergruppe gekoppelt, so daß die Farbwalze bzw. die Farbwalzen vom Antriebsmotor dieser Zylindergruppe mit angetrieben werden. Durch diese Lösung wird der regeltechnische Aufwand gering gehalten. Die Ankopplung trägt auch zur Minimierung des Zahnspiels im Antriebsräderzug der Zylindergruppe, einschließlich der Färb- und/oder Feuchtwalzen, bei.

Nach einer alternativen, ebenfalls bevorzugten Ausführungsform der Erfindung besitzt jedes Färb- und/oder Feuchtwerk einen eigenen Antriebsmotor für seine Walzen. Solch ein Antriebsmotor treibt ebenfalls bevorzugterweise über einen spielfreien Zahnriemen mit hoher Dämpfung und gegebenenfalls über ein Untersetzungs-Zahnradgetriebe die Färb- oder Feuchtwalze oder im Falle mehrerer Färb- bzw. Feuchtwalzen die dem Plattenzylinder der entsprechenden Zylindergruppe am nächsten liegende Walze an. Dabei ist die Umfangsgeschwindigkeit dieser Walze vorteilhafterweise einstellbar, insbesondere mit negativem Schlupf gegenüber dem Plattenzylinder, wobei die Umfangsgeschwindigkeit der Walze bevorzugt etwas geringer als die des entsprechenden Plattenzylinders ist.

Besondere Probleme bereitet die Regelung eines Motor/Last-Systems mit einem Antriebsmotor für einen Zylinder oder eine Walze einer Rotationsdruckmaschine. In Einzelfällen wird bei kleinen Lasten ein großer, d. h. leistungsstarker Motor mit einem gegenüber der Last vergleichsweise hohen Massenträgheitsmoment verwendet. Solche Systeme werfen hinsichtlich der Beherrschung von Schwingungen und Stoßen keine allzu großen Probleme auf, da die Last vom Motor zwangsweise mitgeführt wird. Bei größer werdendem Massenträgheitsmoment der angetriebenen Lasten, deren Massenträgheitsmomente oft mehr als fünfmal größer als die der antreibenden Motoren sein können, nehmen die Schwingungsprobleme jedoch zu. Dementsprechend komplexer werden die Regelungen dieser Motor/-Last-Systeme. Die Elastizität einer Kopplung zwischen dem Motor und der Last trägt weiter zur Verschärfung der Probleme bei.

Im Druckmaschinenbau sind Regelungen der Lage oder der Drehzahl eines Zylinders bekannt, bei denen ein mechanischer Geber auf der Motorseite zur Erfassung der Motordrehzahl oder der Rotorwinkellage des Motors für einen Soll/Ist-Vergleich der Motorregelung verwendet wird. Diese bekannte Regelung stößt jedoch bei größer werdenden Massenträgheitsverhältnissen von der Last zum Motor zunehmend an ihre dynamischen Grenzen. Wird die Ist-Position an der Motorwelle gemessen, so liegen sowohl Kopplung als auch mechanische Last außerhalb des eigentlichen Regelkreises. Sie können diesen jedoch über die auf die Motorwelle zurückwirkenden Beschleunigungsmomente beeinflussen. Der Motor, der in diesem Fall eine wesentlich kleinere Masse als die Kopplung und der Zylinder hat, wird dadurch maßgeblich beeinflußt. Da die resultierende Motorbelastung aus einem mechanischen Gebilde aus Massen, Federn und Dämpfungen besteht, ist das Lastmoment stark frequenzabhängig, was letztlich das dynamische Verhalten des Systems bestimmt. Bei Anregung durch eine Sollwert-Änderung werden zuerst die Federn gespannt, die dem Motor am nächsten gelegen sind. Das durch den Regler hervorgerufene Motormoment beschleunigt Teile der Kopplung und in weiterer Folge den Zylinder bzw. die angetriebene Walze. Energie ist zu diesem Zeitpunkt sowohl in den Federn als auch in der Massenbewegung gespeichert, deren Aufteilung sich laufend ändert. Der Motor mag zwar innerhalb kurzer Zeit die korrekte Position eingenommen haben, wird aber durch die

auftretenden Massenkräfte erneut abgelenkt, was zu einem weiteren Regelvorgang führt. Das System muß, durch einen relativ langsamen Regler angesteuert, stabilisiert werden.

Aus der DE 38 28 638 Cl ist eine Druckmaschine bekannt, deren Zylinder und Walzen von einem Hauptmotor über einen Zahnriemen angetrieben werden. Der Motor wird anhand von lastseitig abgegriffenen Istwerten geregelt. Die Zylinder und Walzen der Druckmaschine sind über einen Antriebsräderzug miteinander gekoppelt. Durch die beschriebene Regelung lassen sich Schwingungen im Antriebsräderzug nur schwer bzw. unter großem technischen Aufwand gering halten. Da das lastseitige Trägheitsmoment eher groß ist, ist diese bekannte Regelung langsam und weist allenfalls eine geringe Regeldynamik auf.

Die vorliegende Erfindung hat es sich daher auch zur Aufgabe gemacht, eine Regelung zu schaffen, mit der bei einer Rotationsdruckmaschine die Lage und/oder die Drehzahl eines Zylinders bzw. einer Walze, die von einem Motor angetrieben wird, leistungsoptimiert und mit genügend hoher Regelgüte, d. h. hinsichtlich der Dynamik und der Drehzahl - bzw. Lagegenauigkeit, geregelt werden kann. Die Regelung soll preiswert sein und keine allzu hohen Anforderungen an die Kopplung von Motor und Last, insbesondere an die Drehsteifigkeit und Spielfreiheit der Kopplung stellen.

Bevorzugterweise werden zumindest die Antriebsmotoren der auf die gleiche Druckseite einer Papierbahn arbeitenden Zylindergruppen einer Zylindereinheit lagegeregelt. Ebenso ist eine Lageregelung jedes Antriebsmotors von Vorteil. Bevorzugt wird eine sogenannte ideale Lageregelung, d.h. eine verzögerungsfreie Lageregelung mit einer Schleppfehleraufschaltung. Auf diese, aus technischen Gründen erwünschte, aufwendige Art der Lageregelung kann jedoch durchaus auch verzichtet werden. Eine einfache Lageregelung stellt ebenfalls eine bevorzugte, insbesondere preiswertere, Ausführungsform der Erfindung dar.

Die Regelung der Lage und/oder der Drehzahl des zu regelnden Zylinders einer Zylindergruppe bzw. einer Walze eines Färb- und/oder Feuchtwerkes erfolgt erfindungsgemäß

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mittels eines Reglers fur den Antriebsmotor durch den Soll/Ist-Vergleich der Ausgangssignale eines Sollwert-Gebers und eines Istwert-Gebers, wobei dieser Istwert-Geber die Lage und/oder die Drehzahl des Zylinders bzw. der Walze erfaßt. Im Gegensatz zu den bekannten Regelungen bei Rotationsdruckmaschinen wird somit ein Lastgeber für die Regelung verwendet. Demgegenüber wurde bislang im Druckmaschinenbau ein mechanischer Geber auf der Motorseite zur Erfassung der Motordrehzahl oder der Rotorwinkellage des Motors für den Soll/Ist-Vergleich der Motorregelung verwendet. Bei dieser herkömmlichen Regelung stößt man bei großen Massenträgheitsverhältnissen von der Last zum Motor rasch an die dynamischen Grenzen. Wird die Regelung instabil, beginnt vor allem der Motor zu schwingen, während die Last relativ ruhig bleibt.

In der Regelungstechnik sind für sogenannte Zweimassenschwinger Differenzaufschaltungen, Regelkaskeden und aktive Filter bekannt, die jedoch alle einen großen regeltechnischen Aufwand erfordern. Für die vorstehend beschriebenen Last/Motor-Systeme, d. h. die eigenangetriebenen Zylindergruppen, hat es sich überraschenderweise als völlig ausreichend erwiesen, die Regelung im wesentlichen mittels eines Istwertes zu führen, der durch einen an der Last, nämlich an einem der Zylinder einer Zylindergruppe, angebrachten Istwert-Geber ermittelt worden ist. Dieser Istwert-Abstand-Winkellage und/oder Drehzahl des betreffenden Zylinders - reicht zur Erzielung einer hohen Dynamik und Regelgüte sogar bereits allein aus.

Der Antriebsmotor kann bei dem Zweimassenschwinger nach der Erfindung sogar außer acht gelassen werden. Die als Tiefpaßfilter wirkende Last ist unempfindlich gegen die Schwingungen des demgegenüber wesentlich kleineren Motors. Andererseits können die Rückwirkungen von der Last auf den Antriebsmotor vernachlässigt werden. Die erfindungsgemäße, nicht zuletzt wegen ihrer Einfachheit preiswerte Regelung bietet den weiteren Vorteil, daß sie auch einfach der großen Bandbreite der Massenträgheitsverhältnisse zwischen Last und Motor und auf sich im Laufe des Betriebs ändernde Parameter, wie beispielsweise die Elastizität einer Kopplung, eingestellt werden kann.

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Indem der erfindungsgemäß zu regelnde Istwert an der Last abgenommen wird, wird auch das gemessen, was exakt laufen muß, nämlich die Last, nicht der Motor. Das aus dem Antriebsmotor, einer Kopplung und der Last bestehende mechanische Ersatzsystem ist als Tiefpaßfilter zu betrachten. Bei dieser Art der Regelung wird das Tiefpaßfilter des Motor-Kopplung-Last-Abstand-Systems ausgenutzt, um Stöße und Schwingungen, die in der Regelstrecke entstehen, zu filtern. Solche Stöße und Schwingungen werden somit in reduziertem Maße in den Regler zurückgeführt. Die Gefahr einer Aufschaukelung wird dadurch vermindert. Die Dynamik der Regelung und somit auch die Regelgüte können dadurch gegenüber der geschilderten konventionellen Regelung bei identischer Kopplung, wesentlich erhöht werden.

Der bildlich gesprochen von der Motorseite zur Lastseite gewanderte Istwert-Geber bildet die Hauptregelgröße für den Regler des Motors, d. h. der Motor wird von der Lastseite her durch deren Istwert geführt. Nach einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird kein mechanischer Istwert-Geber für die Erfassung der Lage oder der Drehzahl des Motors im Rahmen der Regelung des Motors benötigt. Eine gegebenenfalls im Motor integrierte Istwert-Erfassung kann vorteilhaft für die reine Antriebsüberwachung, gegebenenfalls für eine Motornotabschaltung verwendet werden.

Der Istwert-Geber für die Regelung wird entsprechend der Erfindung am momentenfreien Wellenende des angetriebenen Zylinders einer Zylindergruppe bzw. der angetriebenen Walze eines Färb- und/oder Feuchtwerks angebracht.

Besonders vorteilhaft werden elektrische Asynchronmotoren als die Antriebs motoren eingesetzt. Bislang wurde ein Asynchronmotor nur dann verwendet, wenn mittels eines großen Motors eine kleine Last anzutreiben war. Für den vorliegenden Fall, bei dem ein Antriebsmotor eine 'Zylindergruppe bzw. auch die Walzen eines Farbwerkes antreibt, bei dem also die angetriebene Last ein vergleichsweise hohes Massenträgheitsmoment gegenüber dem Antriebsmotor besitzt, ist die Verwendung von Asynchronmotoren nicht bekannt. Für die Zwecke der erfindungsgemäßen Regelung mit einem Lastgeber statt eines Motorge-

bers sind Asynchronmotoren besonders geeignet. Gegenüber den für die bei den betreffenden Anwendungen bislang eingesetzten Gleichstrommotoren weisen Asynchronmotoren eine höhere Feldsteifigkeit auf, so daß ihr Einsatz die Dynamik und Regelgüte des zu regelnden Systems verbessert. Die Verwendung anderer Motorbauarten, bespielsweise Gleichstrommotoren, ist jedoch nicht grundsätzlich ausgeschlossen.

Die Stabilität der Regelung wird durch die bevorzugte Verwendung eines spielfreien Zahnriemens mit hoher Dämpfung als Kopplung zwischen Motor und Last zusätzlich verbessert.

Der Antriebsmotor kann bei dem in Rede stehenden Zweimassenschwinger sogar außer acht gelassen werden. Die als Tiefpaßfilter wirkende Last ist unempfindlich gegen die Schwingungen des demgegenüber wesentlich kleineren Motors. Andererseits können die Rückwirkungen von der Last auf den Antriebsmotor vernachlässigt werden. Dies gilt in besonderem Maß für die Antriebsregelung der Zylindergruppe mit Gegendruckzylinder.

Mit dem Konzept der Zusammenfassung von Gummituch- und Plattenzylindern zu ersten Zylindergruppen und das Hinzukoppeln eines Gegendruckzylinders im Falle der zweiten Zylindergruppen wird ein Höchstmaß an Flexibilität erhalten, während der Preis für eine derart konzipierte Druckmaschine gegenüber einer Druckmaschine mit einzeln angetriebenen Zylindern erheblich gesenkt werden kann. Für eine derartige Druckmaschine werden Antriebsmotoren in lediglich zwei, allenfalls drei Leistungsklassen benötigt, während bei direkt und einzeln angetriebenen Zylindern im Grunde jeweils gesonderte Motoren für Zylinder mit den verschiedensten Längen und Durchmessern erforderlich sind. Mittels des erfindungsgemäß verwendeten Zahnriementriebs können die möglicherweise in weiten Grenzen schwankenden Massenträgheitsmomentenverhältnisse zwischen der Last und dem Motor durch entsprechende Wahl der Übersetzung aufgefangen und aufeinander abgestimmt werden. Die Reduzierung der Anzahl der Antriebsmotoren zusammen mit dem Vorteil, daß Motoren lediglich in wenigen Leistungsklassen bereitgestellt werden müssen, bietet bereits erhebliche Preis vorteile. Dieser Vorteil wird durch die Verwendung der erfindungsgemäß

einfachen Regelung, die ebenfalls auf wechselnde Massenträgheitsverhältnisse flexibel anpaßbar ist, noch verstärkt. Dabei kommen die mit der Erfindung erzielten Vorteile mit größer werdenden Druckmaschinen, d. h. mit steigender Anzahl von Druckwerken und Druckstellen pro Maschine, immer mehr zur Geltung.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend anhand der Figuren erläutert. Dabei werden weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung offenbart. Es zeigen:

Fig. 1 zwei Druckstellen mit zwei erfindungsgemäßen Zylindergruppen;

Fig. 2 eine Zehnzylinder-Druckeinheit mit Zylindergruppen nach Figur 1;

Fig. 3a-p Produktionsalternativen bei Einsatz der Druckeinheit nach Fig. 2;

Fig. 4 eine Zylindergruppe mit einer zugeordneten, eigenangetriebenen Farbwalze;

Fig. 5 eine Regelung des Antriebs für eine Zylindergruppe entsprechend dem Stand der Technik;

Fig. 6 eine Regelung für den Antrieb einer Zylindergruppe nach der Erfindung;
Fig. 7 einen Vergleich des dynamischen Verhaltens einer herkömmlichen Regelung und einer Regelung nach der Erfindung in Abhängigkeit vom Massenträgheitsmomenten-

verhältnis von Motor und Last;
Fig. 8 einen Vergleich des dynamischen Verhaltens einer herkömmlichen Regelung und einer Regelung nach der Erfindung in Abhängigkeit von der Drehsteifigkeit der

Kopplung zwischen dem Motor und der Last;
Fig. 9 ein Regeldiagramm des Reglers;

In Fig. 1 ist eine Druckeinheit einer Rotationsdruckmaschine dargestellt, die in Ausbildung zweier Druckstellen eine erste Zylindergruppe 10.1 und eine zweite Zylindergruppe 10.2 umfaßt. Die Zylinder und gegebenenfalls auch weitere Walzen jeder dieser beiden Zylindergruppen 10.1 und 10.2 sind für einen gemeinsamen Antrieb durch je einen eigenen Motor 5.1 und 5.2 mechanisch miteinander gekoppelt. Die mechanische Kopplung der ersten Zylindergruppe 10.1 ist mit K₁ und die der zweiten Zylindergruppe 10.2 mit K₂ bezeichnet.

Zur ersten Zylindergruppe 10.1 gehört ein erster Gummituchzylinder 2.1 und ein diesem Gummituchzylinder 2.1 nachgeordneter Plattenzylinder 3.1. Ein dem Plattenzylinder 3.1 nachgeordnetes Färb- und/oder Feuchtwerk FAW kann, muß aber nicht mit dem Plattenzylinder 3.1 mechanisch gekoppelt sein. Zur zweiten Zylindergruppe 10.2 sind ein zweiter Gummituchzylinder 2.2, ein dem zweiten Gummituchzylinder 2.2 nachgeordneter zweiter Plattenzylinder 3.2 und ein zentraler, nämlich dem ersten Gummituchzylinder 2.1 und dem zweiten Gummituchzylinder 2.2 gemeinsamer Gegendruckzylinder 4.1 miteinander mechanisch mittels der Kopplung K₂ gekoppelt. Die beiden Gummituchzylinder 2.1 und 2.2 bilden mit dem gemeinsamen Gegendruckzylinder 4.1, der als Stahlzylinder ausgebildet äst, zwei Druckstellen, die von einer zu bedruckenden Bahn B unter Umschlingung des gemeinsamen Gegendruckzylinders 4.1 nacheinander durchlaufen werden. Die zweite Zylindergruppe 10.2 kann ebenfalls durch mechanische Ankopplung um ein Färb- und/oder Feuchtwerk, das ebenfalls mit FAW bezeichnet ist, erweitert werden.

Die erste Zylindergruppe 10.1 wird durch einen eigenen ersten Antriebsmotor 5.1 angetrieben, der im Ausführungsbeispiel über einen Zahnriementrieb auf den ersten Gummituchzylinder 2.1 treibt. Der erste Plattenzylinder 3.1 und gegebenenfalls das zugeordnete Farb- und/oder Feuchtwerk FAW werden über die mechanische Kopplung K₁ im Schlepp des ersten Gummituchzylinders 2.1 vom gleichen Motor 5.1 mit angetrieben. Der Antrieb der zweiten Zylindergruppe 10.2 erfolgt durch einen eigenen zweiten Antriebsmotor 5.2. Der zweite Antriebsmotor 5.2 treibt zunächst auf den Gegendruckzylinder 4.1, im Ausführungsbeispiel ebenfalls über einen Zahnriementrieb, von dem aus über die mechanische Kopplung K₂ die weiteren Zylinder und gegebenenfalls Walzen der zweiten Zylindergruppe 10.2 im Schlepp mit angetrieben werden. Eine mechanische Kopplung zum Zwecke eines gemeinsamen Antriebs besteht zwischen dem ersten Gummituchzylinder 2.1 und dem Gegendruckzylinder 4.1 nicht. Diese beiden, die erste Druckstelle bildenden Zylinder 2.1 und 4.1 sind mechanisch entkoppelt in dem Sinne, daß diese beiden Zylinder 2.1 und 4.1 keinen gemeinsamen Antriebsmotor haben.

Die Zuordnung der Motoren 5.1 und 5.2 kann grundsätzlich auch anders sein. Ein Antrieb zunächst auf den Plattenzylinder 3.1 hätte den Vorteil, daß die Zylindergruppe 10.1 leichter umgesteuert werden kann. Die Umsteuerbarkeit ist durch einen Pfeil U angedeutet. Im dargestellten Fall des Antriebs auf den Gummituchzylinder 2.1 wird demgegenüber der auf die Bahn B direkt druckende Zylinder angetrieben, so daß der druckende Zylinder frei von spielbehafteten Übertragungsgliedern, wie beispielsweise Zahnrädern, angetrieben wird.

Figur 2 zeigt eine erfindungsgemäß ausgebildete Zehnzylinder-Druckeinheit, bei der die Vorteile der Erfindung besonders zum Tragen kommen. Die Zehnzylinder-Druckeinheit wird durch die bereits im Zusammenhang mit Figur 1 beschriebenen Zylindergruppen 10.1 und 10.2 und ferner spiegelbildlich dazu angeordneten weiteren Zylindergruppen 10.3 und 10.4 gebildet. Die dritte Zylindergruppe 10.3 entspricht der ersten Zylindergruppe 10.1 und die vierte Zylindergruppe 10.4 der zweiten Zylindergruppe 10.2. Die dritte Zylindergruppe

10.3 wird durch einen eigenen, dritten Antriebsmotor 5.3 und die vierte Zylindergruppe

10.4 wird durch einen eigenen, vierten Antriebsmotor 5.4 angetrieben. Hierzu gilt das zu der ersten und der zweiten Zylindergruppe 10.1 und 10.2 Gesagte gleichermaßen. Über die dargestellten Kopplungen K₁, K₂, K₃ und K₄ hinaus bestehen keine antriebsseitigen mechanischen Kopplungen zwischen den Zylindergruppen untereinander.

Die Zylinder der Zehnzylinder-Druckeinheit nach Fig. 2 sind in Form einer H-Brücke angeordnet. Die erste und die dritte Zylindergruppe 10.1 und 10.3 bilden zusammen den oberen V-förmigen Teil der Druckeinheit, und die zweite und dritte Zylindergruppe 10.2 und 10.4 mit den beiden zentralen Gegendruckzylindern 4.1 und 4.2 bilden den unteren A-förmigen Teil dieser Druckeinheit. Die Gummituchzylinder sind in Pfeilrichtung U von ihrem jeweiligen Gegendruckzylinder 4.1 bzw. 4.2 abschwenkbar und in Ausbildung zweier alternativer Druckstellen gegeneinander schwenkbar angeordnet. Die zweite Schwenk-Stellung der Gummituchzylinder ist gestrichelt angedeutet. In der in Fig. 2 dargestellten Konfiguration werden zwei Bedruckbahnen B₁ und B₂ jeweils einseitig zweifach bzw. zweifarbig bedruckt.

In den Figuren 3a-3p sind beispielhaft alternative Produktionsarten dargestellt, die mittels einer erfindungsgemäßen Zehnzylinder-Druckeinheit durchführbar sind.

Fig. 3a zeigt in schematischer Darstellung zwei innerhalb eines Druckturms übereinander angeordnete Zehnzylinder-Druckeinheiten entsprechend Figur 2. Die Bedruckbahn B durchläuft nacheinander die beiden Zehnzylinder-Druckeinheiten, wobei die Druckstellen jeweils zwischen den zentralen Gegendruckzylindern und den dagegen angestellten Gummituchzylindern gebildet sind. Bei dem in Fig. 3a dargestellten Beispiel handelt es sich um eine 4/4 Produktion. Fig. 3b zeigt bei gleicher Konfiguration der Druckeinheiten eine 2/2 Produktion für zwei Bedruckbahnen B₁ und B₂. Dabei durchläuft jede der beiden Bahnen B₁ und B₂ jeweils eine der beiden Zehnzylinder-Druckeinheiten. In Fig. 3c ist eine weitere Möglichkeit für die Bahnführung zweier Bedruckbahnen B₁ und B₂ dargestellt, bei der jede der beiden Bahnen zwei Druckstellen jeder der beiden Zehnzylinder-Druckeinheiten durchläuft.

Fig. 3d zeigt zwei übereinander angeordnete Zehnzylinder-Druckeinheit, deren jeweils oberen Gummituchzylinder von ihren zentralen Gegendruckzylindern abgeschwenkt und in Ausbildung einer neuen Druckstelle gegeneinander geschwenkt sind. Es werden die Druckmöglichkeiten voll ausgenutzt, indem eine Bedruckbahn B₁ in der oberen Druckeinheit und eine Bedruckbahn B₂ in der unteren Druckeinheit in 1/3-Produktion bedruckt werden.

In den Figuren 3e-3h sind vier alternative Bahnführungen für drei Bedruckbahnen B₁, B₂ und B₃ dargestellt. Es werden jeweils zwei dieser Bahnen in 2/4- und jeweils die dritte verbleibende Bahn in 2/2-Produktionen bedruckt. In allen vier alternativen Ausführungsbeispielen sind zwei Zehnzylinder-Druckeinheiten übereinander und zwei solcher derartigen Drucktürme nebeneinander angeordnet. Die Druckstellen werden jeweils zwischen den zentralen Gegendnickzylindern und ihren Gummituchzylindern gebildet.

Die in Fig. 3i dargestellte Konfiguration entspricht der von Fig. 3d. Es werden jedoch drei Bedruckbahnen B₁, B₂ und B₃ bedruckt, und zwar in 1/1-, 2/2- und wiederum 1/1-Produktion.

Fig. 3k zeigt eine Mischkonfiguration. Von zwei übereinander angeordneten Zehnzylinder-Druckeinheiten sind in einer dieser beiden Druckeinheiten die jeweils schwenkbar gelagerten Gummituchzylinder gegeneinander angestellt. Zwei solcher Doppelzehn-Zylinder-Druckeinheiten stehen nebeneinander. Eine erste Bedruckbahn B₁ durchläuft nacheinander die beiden zwischen einem Gegendruckzylinder und seinen beiden Gummituchzylindern ausgebildeten Druckstellen der unteren Druckeinheit, wird dort einseitig zweifarbig bedruckt und durchläuft anschließend die vier zwischen den Gegendruckzylindern und den Gummituchzylindern der oberen Druckeinheit ausgebildeten Druckstellen, um vierfarbig auf der anderen Seite bedruckt zu werden. Die Bahn B₁ erfährt somit eine 4/2-Produktion. Eine zweite Bedruckbahn B₂ durchläuft lediglich die gegeneinander angestellten Gummituchzylinder der unteren Druckeinheit und wird beidseitig einfarbig in 1/1-Produkt bedruckt. Das Gleiche geschieht mit einer dritten Bedruckbahn B₃ in der unteren Druckeinheit des danebenstehenden Druckturms. In diesem zweiten Druckturm wird eine vierte Bedruckbahn B₄ entsprechend der ersten Bedruckbahn B₁ in 2/4-Produktion bedruckt.

In den weiteren Figuren 31-3p sind weitere alternative Produktionsmöglichkeiten unter Verwendung der erfindungsgemäßen Zehnzylinder-Druckeinheit angedeutet. Hierbei ist jeweils eine Zehnzylinder-Druckeinheit zusammen mit zwei Gummi/Gummi-Druckeinheiten zu einem Druckturm zusammengefaßt. Nach Fig. 31 wird die Bedruckbahn B in 5/1-, und in Fig. 3m in 4/2-Produktion bedruckt. Figur 3n zeigt eine 4/4-Produktion, und die Figur 4p zeigt schließlich zwei 2/2-Produktionen.

Was weitere Einzelheiten der Produktionsalternativen anbetrifft, insbesondere die Bildung von Druckstellen und den Bahndurchlauf durch die Druckstellen, so wird auf die Figuren 3a- 3p verwiesen.

In Fig. 4 ist das Zusammenwirken einer ein Gummituch/Plattenzylinderpaar 2, 3 umfassenden Zylindergruppe 10 mit einer Farbwalze 7 dargestellt. Hierbei verfügt die Farbwalze 7 über einen eigenen Antrieb durch einen Motor 5, der zu dem Motor 5 für die Zylindergruppe 10 identisch sein kann, aber nicht sein muß. Die Bezugsziffern 2, 3, 5 und 10 werden stellvertretend für die Komponenten der einzelnen Zylindergruppen und die Gruppe selbst verwendet. Der Motor 5 für die Farbwalze 7 treibt über einen Zahnriemen 15 und ein Zahnradpaar 16, 17, wobei das Zahnrad 17 auf der Welle der Farbwalze 7 sitzt, die Farbwalze 7 an. Die unterschiedlichen Massenträgheitsmomente des Motors 5 und der Farbwalze 7 werden durch geeignete Wahl der Übersetzungsverhältnisse beim Abtrieb über den Zahnriemen 15 und das Zahnradpaar 16, 17 entschärft.

Die Umfangsgeschwindigkeit der Farbwalze 7 ist einstellbar mit einem leicht negativen Schlupf gegenüber dem Plattenzylinder 3. Dadurch kann der Gefahr entgegengewirkt werden, daß die durch ein Zahnradpaar 12, 13 gebildete mechanische Kopplung zwischen dem Gummituchzylinder 2 und dem Plattenzylinder 3 aus dem Zahneingriff gehoben wird.

Der Antrieb der Zylindergruppe 10 erfolgt von dem Motor 5 über den Zahnriemen 11 auf den Gummituchzylinder 2; bei der zweiten und vierten Zylindergruppe auf den jeweiligen Gegendruckzylinder. Die mechanische Kopplung zwischen dem Gummituchzylinder 2 und dem Plattenzylinder 3 derselben Zylindergruppe 10 bilden die beiden Zahnräder 12 und 13. Zur Entschärfung eines hohen Verhältnisses der Massenträgheitsmomente von Last und Antrieb, nämlich Zylindergruppe 10 und Motor 5, wird die Drehzahl des Motors 5 über den Zahnriemen 11 entsprechend untersetzt. Dieser Zahnriemen 11 ist das elastische Kopplungsglied zwischen dem Motor 5 und der angetriebenen Zylindergruppe 10. Gegenüber einer grundsätzlich ebenfalls geeigneten direkten Kopplung oder einer Zahnradkopplung wird mit dem Zahnriemen 11 eine sehr hohe Dämpfung des Motor/Last-Systems 5, 10 erzielt. Das Gleiche gilt grundsätzlich auch für den Antrieb der Farbwalze 7 und dessen Kopplungsglied, den Zahnriemen 15. Ferner wird durch die Wahl eines Zahnriementriebs wegen der stufenlos variierbaren Übersetzung ein großer konstruktiver Freiraum geschaffen. Die Motoren 5 für die Zylindergruppe 10 bzw. die Farbwalze 7 sind jeweils Dreh-

Strommotoren mit einer hohen Feldsteifigkeit. Auch hier kommt das Baukastenprinzip der Bilding von Zylindergruppen bzw. Walzengruppen mit Zahnriemenkopplung zum Antriebsmotor zum Tragen, da mit weniger Motorlei-stungsgrößen die gesamte Variiationsvielfalt von Zylinder- bzw. Walzenlängen und -durchmessern mit ensprechend unterschiedlichen Massenträgheitsmomenten ausgerüstet werden kann.

Die beiden Zahnräder 12 und 13, die die mechanische Kopplung zwischen dem Gummituchzylinder 2 und dem Plattenzylinder 3 bilden, können schrägverzahnte oder geradverzahnte Zahnräder sein. Im Falle schrägverzahnter Zahnräder wird der Gummituchzylinder 2 bei der Seitenregisterverstellung längsverschoben, während das Zahnrad 12 und das entsprechende Zahnrad für den Zahnriemen 11 ortsfest bleiben, d.h. diese beiden Zahnräder sind auf der Zylinderwelle 14 längsverschiebbar gelagert. Im Falle einer Geradverzahnung der beiden Zahnräder 12 und 13 sitzen das Zahnrad 12 und das Zahnrad für den Zahnriemen 11 fest auf der Welle 14 und werden zusammen mit dem Gummituchzylinder 2 und dem Motor 5 für die Zylindergruppe 10 gemeinsam längsverschoben.

Im Gegensatz zu den im Rotationsdruckmaschinenbau bekannten Regelungen wird das Motor/Last-System 5, 10 durch einen Istwert geführt, der von einem an der Lastseite, nämlich am momentenfreien Ende der Welle 14 des Gummituchzylinders 2 angebrachten mechanischen Lastgeber 21 erzeugt wird. Die gleiche Art der Regelung, nämlich mit einem am lastfreien Wellenende der Farbwalze 7 angebrachten Lastgeber 27 wird für die Regelung der Drehzahl dieser Farbwalze 7 gewählt.

Eine im Druckmaschinenbau bekannte Regelung ist in Fig. 5 schematisch dargestellt. Die Regelung des Motors 5, der über eine elastische Kopplung 24 eine Last 25 antreibt, erfolgt mittels eines Reglers 23. Die Last 25 ist eine schwere Walze bzw. ein schwerer Zylinder oder ein entsprechendes Walzen- oder Zylindersystem, dessen Massenträgheitsmoment typischerweise mehr als fünf mal so hoch wie das des Motors 5 ist. Dennoch soll die Regelung dieses Motor/Last-Systems leistungsoptimiert und mit ausreichend hoher Regelgüte für die Drehlzahl oder die Winkellage und die Drehzahl der Last 25 geregelt werden.

Dabei sollen an die Kopplung 24 von Motor und Last keine zu hohen Anforderungen gestellt werden in Bezug auf deren Drehsteifigkeit und Spielfreiheit.

Bei den bekannten Systemen, wie eines in Fig. 5 dargestellt ist, ist ein mechanischer Istwert-Geber 21 zur Erzeugung eines für die Lage oder die Drehzahl und die Lage des Rotors des Motors 5 charakteristischen elektrischen Signals an diesem Rotor angebracht. Die Last 25 ist mit der Kopplung 24, die eine Elastizität und eventuell ein gewisses Spiel aufweist, am Motorwellenende befestigt. Die Kopplung und die Last liegen außerhalb des eigentlichen Regelkreises. Sie können diesen jedoch über die auf die Motorwelle zurückwirkenden Beschleunigungsmomente beeinflussen.

Dieses System stößt bei großen Massenträgheitsverhältnissen von der Last zum Motor rasch an seine dynamischen Grenzen. Wird die Regelung instabil, so schwingt vor allem der Motor, während die Last relativ ruhig bleibt.

Fig. 6 zeigt hingegen eine Regelung, bei der, wie in Fig. 4 bereits dargestellt, die Führungsgröße für die Regelung von einem Geber 21 erzeugt wird, der an der Last 25 und nicht am Motor 5 angebracht ist. Dieser Istwert-Geber 21 ist am freien Wellenende der Last, im Ausführungsbeispiel am freien Wellenende des Gummituchzylinders 2 einer Zylindergruppe 10, angebracht. Dieser Istwert-Geber 21 wird im folgenden daher Lastge ber genannt. Die Kopplung 24 wird durch den bereits beschriebenen Zahnriemen 11 mit gegenüber einer direkten Kopplung oder einer Zahnradkopplung hoher Elastizität aber auch hoher Dämpfung gebildet. Zudem ist diese Kopplung 24 mit einem Zahnriemen spielfrei.

Der für die Regelung benötigte, vom Lastgeber 21 erzeugte Istwert, der die Winkellage des Gummituchzylinders 2 oder dessen Drehzahl und dessen Winkellage repräsentiert, wird auf den Regler 23 zurückgeführt. Ein rechnergenerierter Sollwert von dem Sollwert-Geber 22 wird mit diesem Istwert verglichen und zur Bildung eines Regelsignals für den Motor 5 benutzt.

In dieser Regelung liegen die Kopplung 24 und die Last 25 innerhalb des eigentlichen Regelkreises. Die Last und die Kopplung 24 bilden ein Tiefpaßfilter für die in der Regelstrecke entstehenden Stöße und Schwingungen, die somit nur noch in reduziertem Maße in den Regler 23 zurückgeführt werden und deshalb auch nicht zu unerwünschten Anregungen der Regelung führen können. Dadurch wird die Dynamik und auch die Regelgüte gegenüber den konventionellen Systemen sogar bei ansonsten gleicher Kopplung wesentlich erhöht. Das System, bestehend aus Regler, Motor, Kupplung und Zylinder, ist an sich bereits wesentlich stärker gedämpft. Resonanzüberhöhungen treten daher nicht in demselben Maße auf. Der Regler kann daher rascher eingestellt werden ohne den stabilen Arbeitsbereicht zu verlassen.

Eine gegebenenfalls am Motor 5 angebrachte, im Ausführungsbeispiel nach Fig. 6 dargestellte Istwert-Erfassung kann für eine zusätzliche Überwachung des Motors 5, zum Beispiel bei einer gewünschten Notabschaltemöglichkeit des Motors 5 verwendet werden.

In den Diagrammen der Figuren 7 und 8 wird das dynamische Verhalten der beiden Regelungen nach den Figuren 5 und 6 verglichen. Als Maß für die Dynamik der Regelung wird der reziproke Wert der Nachstellzeit Tj des Antriebes gewählt. In Fig. 7 ist die Dynamik als Funktion des Massenträgheitsverhältnisses von Last zu Motor bei identischer Kopplung und identischer Phasenreserve dargestellt. Hierbei zeigt sich deutlich, daß die Regelung nach Fig. 6 mit der Istwert-Erfassung an der Last gerade bei größeren Massenträgheitsverhältnissen der Istwert-Erfassung am Motor entsprechend der Figur 5 deutlich überlegen ist.

In Fig. 8 ist die Dynamik als Funktion der Drehsteifigkeit der Kopplung 24 bei konstantem Massenträgheitsverhältnis und identischer Phasenreserve abgebildet. Hier zeigt sich die Regelung nach Fig. 6 besonders bei niedriger Drehsteifigkeit der Kopplung gegenüber der konventionellen Regelung entsprechend Fig. 5 überlegen.

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Fig. 9 schließlich zeigt das Regeldiagramm des Reglers 23. Der Soll- und der Istwert, im Ausführungsbeispiel die Soll- bzw. Ist-Mittellage eines Gummituchzylinders 2, werden zur Bildung der Differenz Sollwert-Istwert einem ersten Differenzverstärker 31 zugeführt. Die dort gebildete Differenz D₁ wird einem ersten Proportionalverstärker 34 zugeführt und als proportional verstärktes Signal K₁XD₁ auf einen zweiten Differenzverstärker 35 gegeben. Parallel werden der Sollwert und der Istwert jeweils einem Differenzierglied 32 bzw. 33 zugeführt, differenziert und die entsprechenden Ausgangssignale S_s und S; zum zweiten Differenzverstärker 35 geführt. Die dort gebildete Summe kj D₁ + S₃ - Sj wird in einem zweiten Proportionalverstärker 36 verstärkt und über ein Integrierglied 37 einem Stromregler für den Motor 5 zugeführt.

Claims (1)

1. Anwaltsakte: 40 851 X

   Maschinenfabrik WIFAG

   Wylerringstraße 39

   CH - 3001 Bern

   Schweiz

   Rotationsdruckmaschine mit Zylindern, die zu motorisch einzeln angetriebenen Zylindergruppen zusammengefaßt sind

   Schutzansprüche

   1. Rotationsdruckmaschine mit

   a) einem ersten Druckzylinder (2.1) und einem dagegen ablaufenden ersten Farbübertragungszylinder (3.1), die durch eine mechanische Kopplung (K₁) zu einer ersten Zylindergruppe (10.1) zusammengefaßt sind, die durch einen gemeinsamen ersten Antriebsmotor (5.1) angetrieben wird,

   b) einem zweiten Druckzylinder (2.2) und einem dagegen ablaufenden und damit zum gemeinsamen Antrieb mechanisch gekoppelten zweiten Farbübertragungszylinder (3.2), und

   c) einem gemeinsamen, zentralen ersten Gegendruckzylinder (4.1) für den ersten und den zweiten Druckzylinder (2.1, 2.2),

   dadurch gekennzeichnet, daß

   d) der erste Gegendruckzylinder (4.1), der zweite Druckzylinder (2.2) und der zweite Farbübertragungszylinder (3.2) durch eine zweite mechanische Kopplung (K₂) zu einer zweiten Zylindergruppe (10.2) zusammengefaßt sind, die antriebsseitig von der ersten Zylindergruppe (10.1) mechanisch entkoppelt ist und durch einen zweiten Antriebsmotor (5.2) angetrieben wird.

   2. Rotationsdruckmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Antriebsmotor (5.2) auf den Gegendruckzylinder (4.1) treibt und der zweite Druckzylinder (2.2) und der zweite Farbübertragungszylinder (3.2) im Schlepp des Gegendruckzylinders (4.1) mittels der zweiten mechanischen Kopplung (K₂) angetrieben werden.

   3. Rotationsdruckmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Zylindergruppe (10.1) und die zweite Zylindergruppe (10.2) mit einer der ersten Zylindergruppe (10.1) entsprechenden dritten Zylindergruppe (10.3) und einer der zweiten Zylindergruppe (10.2) entsprechenden vierten Zylindergruppe (10.4) zu einer Zehnzylinder-Druckeinheit angeordnet sind, wobei die dritte Zylindergruppe (10.3) einen dritten Druckzylinder (2.3) und einen dritten Farbübertragungszylinder (3.3) und die vierte Zylindergruppe (10.4) einen vierten Druckzylinder (2.4), einen vierten Farbübertragungszylinder (3.4) und einen zweiten, für die dritte und vierte Zylindergruppe (10.3, 10.4) zentralen Gegendruckzylinder (4.2) umfaßt.

   4. Rotationsdruckmaschine nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß auf den ersten Gegendruckzylinder (4.1), den zweiten Gegendruckzylinder (4.2), den ersten Druckzylinder (2.1) und den dritten Druckzylinder (2.3) je wenigstens ein Antriebsmotor (5.1; 5.2; 5.3; 5.4) treibt und die weiteren Zylinder (3.1; 3.2; 3.3; 3.4) jeder dieser Zylindergruppen (10.1; 10.2; 10.3; 10.4) mittels der jeweiligen mechanischen Kopplung im Schlepp des derart direkt angetriebenen Zylinders (4.1; 4.2; 2.1; 2.3) angetrieben werden.

   5. Rotationsdruckmaschine mit

   a) einem ersten Druckzylinder (2.1) und einem dagegen ablaufenden ersten Farbübertragungszylinder (3.1), die durch eine mechanische Kopplung (K₁) zu einer ersten Zylindergruppe (10.1) zusammengefaßt sind, die durch einen gemeinsamen ersten Antriebsmotor (5.1) angetrieben wird,

   b) einem zweiten Druckzylinder (2.2) und einem dagegen ablaufenden und damit zum gemeinsamen Antrieb mechanisch gekoppelten zweiten Farbübertragungszylinder (3.2), und

   c) einem gemeinsamen, zentralen ersten Gegendruckzylinder (4.1) für den ersten und den zweiten Druckzylinder (2.1, 2.2),

   dadurch gekennzeichnet, daß

   d) der zweite Druckzylinder (2.2) und der zweite Farbübertragungszylinder (3.2) durch eine zweite mechanische Kopplung (K₂) zu einer zweiten Zylindergruppe (10.2) zusammengefaßt sind, die antriebsseitig von der ersten Zylindergruppe (10.1) mechanisch entkoppelt ist und durch einen zweiten Antriebsmotor (5.2) angetrieben wird und, daß

   e) der erste Gegendruckzylinder (4.1) von beiden Zylindergruppen (10.1, 10.2) antriebsseitig mechanisch entkoppelt von einem eigenen Antriebsmotor angtrieben wird.

   6. Rotationsdruckmaschine nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Zylindergruppe (10.1) und die zweite Zylindergruppe (10.2) mit einer der ersten Zylindergruppe (10.1) entsprechenden dritten Zylindergruppe (10.3) und einer der zweiten Zylindergruppe (10.2) entsprechenden vierten Zylindergruppe (10.4) zu einer Zehnzylinder-Druckeinheit angeordnet sind, wobei die dritte Zylindergruppe (10.3) einen dritten Druckzylinder (2.3) und einen dritten Farbübertragungszylinder (3.3) und die vierte Zylindergruppe (10.4) einen vierten Druckzylinder (2.4) und einen vierten Farbübertragungszylinder (3.4) umfaßt und wobei der erste Gegendruckzylinder (4.1) und ein zweiter, für die dritte und vierte Zylindergruppe (10.3,

   10.4) zentraler Gegendruckzylinder (4.2) antriebsseitig von allen weiteren Zylindern mechanisch entkoppelt von je wenigstens einem eigenen Antriebsmotor angtrieben werden.

   7. Rotationsdruckmaschine nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß auf die Gegendruckzylinder (4.1, 4.2) und die Druckzylinder (2.1, 2.2, 2.3, 2.4) je wenigstens ein Antriebsmotor treibt und die weiteren Zylinder (3.1, 3.2, 3.3, 3.4) jeder dieser Zylindergruppen (10.1, 10.2, 10.3, 10.4) mittels der jeweiligen mechanischen Kopplung im Schlepp des derart direkt angetriebenen Druckzylinders (2.1,2.2, 2.1, 2.3) angetrieben werden.

   8. Rotationsdruckmaschine nach Anspruch 3, 4, 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Druckzylinder (2.1) und der dritte Druckzylinder (2.3) und vorzugsweise auch der zweite und der vierte Druckzylinder (2.2, 2.4) von ihrem zentralen Gegendruckzylinder (4.1; 4.2) abschenkbar und in Ausbildung einer Druckstelle gegeneinander schwenkbar sind.

   9. Rotationsdruckmaschine nach Anspruch 3, 4, 6, 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die zentralen Gegendruckzylinder (4.1, 4.2) mit dem zweiten und dem vierten Druckzylinder (2.2, 2.4) und deren Farbübertragungszylindern (3.2, 3.4) einen unteren &Lgr;-förmigen Teil und der erste und der dritte Druckzylinder (2.1, 2.3) mit ihren nachgeordneten Farbübertragungszy lindern (3.1,3.3) einen oberen V-förmigen Teil der Zehnzylinder-Druckeinheit bilden.

   10. Rotationsdruckmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine Färb oder Feuchtwalze (7) eines Farb-
   und/oder Feuchtwerkes, das einer Zylindergruppe (10) zugeordnet ist, mechanisch mit dieser Zylindergruppe (10) gekoppelt oder, daß für den Antrieb mindestens einer Färb- oder Feuchtwalze (7) ein eigener Antriebsmotor (5) vorgesehen ist.

   11. Rotationdruckmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Regelung der Lage und/oder der Drehzahl einer von dem Antriebsmotor (5) angetriebenen Zylindergruppe (10) mit einem Sollwert-Geber (22), einem Istwert-Geber (21; 27) und einem Regler (23) für den Motor (5), wobei der Istwert-Geber (21; 27) die Lage und/oder die Drehzahl eines Zylinders einer Zylindergruppe (10) erfaßt.

   12. Rotationsdruckmaschine nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß ein von dem Istwert-Geber (21; 27) ausgegebener Istwert die Hauptführungsgröße für den Regler (23) büdet.

   13. Rotationsdruckmaschine nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß für die Regelung kein weiterer mechanischer Istwert-Geber, vorzugsweise kein mechanischer Istwert-Geber für die Erfassung der Lage oder der Drehzahl des Motors (5) vorgesehen ist.

   14. Rotationsdruckmaschine nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß ein mechanischer Geber am Motor (5) vorgesehen ist, dessen Ausgangssignal als Eingangssignal für eine Notabschaltung des Motors (5) verwendet wird.

   15. Rotationsdruckmaschine nach einem der Ansprüche 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Istwert-Geber (21; 27) der Regelung am momentenfreien Wellenende des vom Motor (5) angetriebenen Zylinders angebracht ist.

   16. Rotationsdruckmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Abtrieb von dem Antriebsmotor (5.1; 5.2; 5.3; 5.4) auf den direkt angetriebenen Zylinder (2.1; 2.3; 4.1; 4.2) mittels eines Zahnriemens (11) erfolgt.

   17. Rotationsdruckmaschine nach Anspruch 1 oder 2 oder einem der Ansprüche 8 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Antriebsmotor (5.2) auf den zweiten Druckzylinder (2.2) treibt und der Gegendruckzylinder (4.1) und der zweite Farbübertragungszylinder (3.2) im Schlepp des zweiten Druckzylinders (2.2) mittels der zweiten mechanischen Kopplung (K₂) angetrieben werden.

   18. Rotationsdruckmaschine nach Anspruch 17 in Verbindung mit Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß auf die Druckzylinder (2.1, 2.2, 2.3, 2.4) je wenigstens ein Antriebsmotor treibt und die weiteren Zylinder jeder dieser Zylindergruppen (10.1, 10.2, 10.3, 10.4) mittels der jeweiligen mechanischen Kopplung im Schlepp des derart direkt angetriebenen Zylinders (2.1, 2.2, 2.1, 2.3) angetrieben werden.