DE3812295C1 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Antrieb für Zugwalzenpaa­ rungen einer Rollenrotationsdruckmaschine mit drehzahl­ steuerbaren, den Zugwalzenpaarungen zugeordneten Elek­ tromotoren.

Eine Anordnung dieser Art ist aus dem DE-GM 70 46 973 bekannt. Dieser bekannte Antrieb besteht aus einem Elektromotor pro Zugwalzenpaarung. Das gewünschte Drehmoment dieses Elektromotors ist mittels eines Drehknopfes von Hand stufenlos einstellbar und wird durch eine zugeordnete Regelungseinrichtung auf dem eingestellten Wert gehalten. Mit einer derartigen An­ ordnung lassen sich die nicht zu vermeidenden Schwankun­ gen des Hauptantriebs der Druckmaschine nicht ausglei­ chen. Bei der bekannten Anordnung besteht daher eine hohe Gefahr von Bahnrissen.

Hiervon ausgehend ist es daher die Aufgabe der vorlie­ genden Erfindung, einen Antrieb gattungsgemäßer Art mit einfachen und kostengünstigen Mitteln so zu ver­ bessern, daß eine hohe Sicherheit gegen Bahnriß er­ reicht wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die jeder Zugwalzenpaarung zugeordnete Antriebseinrich­ tung einen Hauptmotor und einen Hilfsmotor mit Dreh­ zahlreglern sowie ein Differentialgetriebe mit zwei Eingängen und einem Ausgang umfaßt, wobei die Drehzahl des Hauptmotors in Abhängigkeit von der Drehzahl der Längswelle der Druckmaschine und die Drehzahl des Hilfs­ motors in Abhängigkeit von der Drehzahl der Längswelle und des Bahnzugs der zu bedruckenden Bahn regelbar sind und wobei der Hilfsmotor mit einem Differentialelement des Differentialgetriebes verbunden ist, durch das eine Drehzahldifferenz zwischen dem mit dem Hauptmo­ tor verbundenen Eingang des Differentialgetriebes und dem mit der Zugwalzenpaarung verbundenen Ausgang des Differentialgetriebes erzeugbar ist.

Diese Maßnahmen ergeben in vorteilhafter Weise eine mehrstufige, automatische Regelung der Bahngeschwindig­ keit, wobei sich infolge des Zusammenwirkens des in Ab­ hängigkeit von der Drehzahl der Längswelle regelbaren Hauptmotors und des in Abhängigkeit vom Bahnzug regel­ baren Hilfsmotors eine hohe Feinfühligkeit der Rege­ lung und damit eine besonders hohe Sicherheit gegen Bahnriß ergeben. Ein Eingreifen von Hand ist hierbei in vorteilhafter Weise nicht erforderlich. Die erfindungs­ gemäßen Maßnahmen ergeben daher auch eine hohe Bedie­ nungsfreundlichkeit. Trotz der erfindungsgemäßen An­ passung der Bahngeschwindigkeit an die Drehzahl der Längwelle der Druckmaschine ist ein mechanischer Antriebs­ zug in vorteilhafter Weise nicht erforderlich.

In vorteilhafter Ausgestaltung der übergeordneten Maß­ nahmen können der Hauptmotor und der Hilfsmotor als Gleichstrommotoren ausgebildet sein, die zweckmäßig, wie aus der DE-Z "Regelungstechnik", Heft 6, 15. Jahrgang 1967, S. 269 bis 273 an sich bekannt ist, auf digitalem Wege geregelt werden können. Diese Maßnahmen ergeben eine einfache und regelungstechnisch leicht beherrsch­ bare Bauweise. Das Hauptdrehmoment wird durch den Haupt­ motor aufgebracht. Dieser ist dementsprechend wesentlich stärker als der Hilfsmotor.

Eine weitere, vorteilhafte Maßnahme kann darin bestehen, daß das Differentialgetriebe als Harmonic-Drive-Getrie­ be (HD-Getriebe) ausgebildet ist, dessen Wave-Generator mit dem Hilfsmotor, dessen eingangsseitiger Circularspline mit dem Hauptmotor und dessen ausgangsseitiger Circular­ spline mit der anzutreibenden Zugwalze verbunden sind. Das HD-Getriebe ermöglicht in vorteilhafter Weise eine hohe Untersetzung der Drehzahl des Hilfsmotors, der dem­ entsprechend sehr klein sein kann. Gleichzeitig wird hierdurch in vorteilhafter Weise eine ausreichende Rege­ lungsträgheit und damit eine sprungfreie Regelung erreicht.

In weiterer Fortbildung der übergeordneten Maßnahme kann die Drehzahlregelung des Hilfsmotors eine Kaskade mit zwei Regelkreisen umfassen, wobei der den Bahnzug regelnde Kreis dem Drehzahlregelkreis überlagert ist. Der Drehzahlregelkreis bildet hierbei in vorteilhafter Weise den untersten und damit schnellsten Regelkreis. Eine Änderung des Bahnzugs bewirkt in vorteilhafter Weise eine Sollwert-Verstellung des Drehzahlregelkreises. Hierdurch lassen sich sprunghafte Änderungen in vorteil­ hafter Weise weitestgehend ausschalten.

Eine weitere zweckmäßige Maßnahme kann darin bestehen, daß der Sollwert des dem Hauptmotor und dem Hilfsmotor jeweils zugeordneten Drehzahlregelkreises durch die mit­ tels eines Impulsgebers aufnehmbare Drehzahl der Längs­ welle vorgegeben wird. Hierdurch wird die gewünschte Abhängigkeit von der Drehzahl der Längswelle auf einfache Weise erreicht.

Weitere zweckmäßige Fortbildugen der übergeordneten Maßnahmen ergeben sich aus den rest­ lichen Unteransprüchen.

In der Zeichnung zeigt die einzige Figur ein Blockschalt­ bild der einer Zugwalze zugeordneten, erfindungsgemäßen Antriebseinrichtung.

Der Aufbau und die Funktionsweise von Rollenrotations­ druckmaschinen, wie Rollenrotationstiefdruckmaschinen, sind an sich bekannt und bedürfen daher im vorliegenden Zusammenhang keiner näheren Erläuterung mehr. Derartige Anordnungen bestehen in der Regel aus mehreren, hinter­ einander angeordneten Druckeinheiten sowie einem vorge­ ordneten Rollenträger und einem nachgeordneten Falzappa­ rat. Im Bereich zwischen dem Rollenträger und der ersten Druckeinheit sowie zwischen der letzten Druckeinheit und dem Falzapparat sind jeweils Zugwalzenpaarungen vorge­ sehen, welche die zu bedruckende Papierbahn von der auf dem Rollenträger aufgenommenen Rolle abziehen und im Be­ reich der Druckeinheiten auf Spannung halten. Die den Druckeinheiten nachgeordnete Zugwalzenpaarung, im Bereich der eine hohe Genauigkeit hinsichtlich der Geschwindig­ keit gefordert wird, liegt der Zeichnung zugrunde.

Zur Aufnahme dieser Zugwalzenpaarung 1 ist ein durch zwei einander gegenüberliegende Seitenwände gebildeter Zugwalzenständer 2 vorgesehen, der hier in nicht näher dargestellter Weise an einen Falzapparatüberbau angebaut sein kann. Die Zugwalzenpaarung 1 umfaßt jeweils eine angetriebene Walze und eine auf dieser abrollende, nicht angetriebene Walze.

Zum Antrieb der angetriebenen Walze der Zugwalzenpaarung 1 sind ein Hauptmotor 3 und ein kleinerer Hilfsmotor 4 vorgesehen. Der Hauptmotor 3 besitzt eine Leistung von etwa 25 kW, der Hilfsmotor 4 von etwa 1 kW. Der Hauptmotor 3 und der Hilfsmotor 4 sind über ein Diffe­ rentialgetriebe 5 mit der angetriebenen Walze der Zugwal­ zenpaarung 1 verbunden. Der Hauptmotor 3 und der Hilfsmo­ tor 4 sind als Gleichstrommotoren ausgebildet, deren Dreh­ zahl der Drehzahl einer Längswelle 6 angepaßt ist, von wel­ cher der Antrieb der Druckeinheiten und des Falzapparats abgeleitet wird. Die Drehzahl des Hilfsmotors 4 ist zu­ sätzlich noch vom Bahnzug, d. h. der Spannung der zu be­ druckenden Bodenwerkstoffbahn, abhängig.

Die Drehzahl der Längswelle 6 wird durch einen von dieser angetriebenen Impulsgenerator 7 aufgenommen. Der Impuls­ generator 7 liefert Impulssignale, was eine digitale Re­ gelung der Motoren 3, 4 erleichtert, deren Drehzahl-Ist­ werte ebenfalls durch Impulsgeneratoren aufgenommen werden. Das Ausgangssignal des Impulsgenerators 7 bildet den Soll­ wert für einen dem Hauptmotor 3 zugeordneten Drehzahlre­ gelkreis 8 und einen dem Hilfsmotor 4 zugeordneten Dreh­ zahlregelkreis 9. Der entsprechende Drehzahl-Sollwert- Eingang des Regelkreises 8 bzw. 9 ist mit 10 bzw.11 be­ zeichnet. Die Drehzahlen des Hauptmotors 3 bzw. des Hilfs­ motors 4 werden ebenfalls durch einen jeweils zugeordneten Impulsgenerator 12 bzw. 13 aufgenommen, deren Ausgangs­ signale die Drehzahl-Istwerte für die Regelkreise 8 bzw. 9 bilden. Die entsprechenden Istwert-Eingänge der Regel­ kreise 8 bzw. 9 sind mit 14 bzw. 15 bezeichnet. Der dem Hauptmotor 3 zugeordnete Regelkreis 8 enthält einen Dreh­ zahlregler 16, an dem der Drehzahl-Sollwert-Eingang 10 und der Drehzahl-Istwert-Eingang 14 liegen. Dem Drehzahl­ regler 16 ist ein Thyristor 17 nachgeordnet, der die Energiezufuhr zum Hauptmotor 3 beeinflußt, wie durch die Signalleitung 18 angedeutet ist. Der Thyristor 17 stellt ein digital ansteuerbares Stellglied dar. Im Falle einer Abweichung des über den Eingang 14 in den Regler 16 ein­ gegebenen Istwerts vom über den Eingang 10 in den Regler 16 eingegebenen Sollwert wird die Stromzufuhr zum Haupt­ motor 3 zu verändert, daß die Abweichung verschwindet.

Der dem Hilfsmotor 4 zugeordnete Drehzahlregelkreis 9 enthält ebenfalls einen Drehzahlregler 19, dem ein Thyri­ stor 20 nachgeordnet ist, der über die Signalleitung 21 die Stromzufuhr zum Hilfsmotor 4 beeinflußt. Der Drehzahl­ regler 19 des Regelkreises 9 besitzt neben den Eingängen 11 und 15 einen dritten Eingang 22, durch den der am Ein­ gang 11 eingebbare Drehzahl-Sollwert in Abhängigkeit von der Spannung der zu bedruckenden Bedruckstoffbahn variierbar ist. Der Eingang 22 des Regelkreises 9 ist der Ausgang eines dem Drehzahlregelkreis 9 übergeordneten Bahnzugregelkreises 23. Es ergibt sich eine Kaskadenregelung mit einem inneren Drehzahlregelkreis 9 und einem äußeren, übergeordneten Bahnzugregelkreis 23.

Der Bahnzug wird mittels einer Tänzerwalze 24 und einem dieser zugeordneten Meßglied 25 aufgenommen, dessen Aus­ gang am Spannungs-Istwert-Eingang 26 eines Spannungsreg­ lers 27 liegt. Der Spannungs-Sollwert wird mittels eines einstellbaren Potentiometers 28 vorgegeben, dessen Aus­ gang am Spannungs-Sollwert-Eingang 29 des Spannungsreglers 27 liegt. Der Ausgang des Spannungsreglers 27 liegt am zweiten Sollwert-Eingang 22 des Drehzahlreglers 19 des untergeordneten Drehzahlregelkreises 9. Hierdurch wird, wie oben schon angedeutet wurde, eine spannungsabhängi­ ge Variation des Drehzahl-Sollwerts des untergeordneten Drehzahlregelkreises 9 bewirkt, was eine hohe Genauigkeit und eine hohe Sicherheit gegen Bahnriß etc. ergibt.

Das den Hauptmotor 3 und den Hilfsmotor 4 mit der ange­ triebenen Walze der Zugwalzenpaarung 1 verbindende Diffe­ rentialgetriebe 5 ist als Harmonic-Drive-Getriebe ausge­ bildet. Dieses enthält in an sich bekannter Weise zwei umlaufende Circularsplines 30, 31, die durch einen soge­ nannten Flexspline 32 überbrückt werden, der auf einem angetriebenen, ovalen Wave-Generator als Differentialelement 33 aufgenommen ist. Die Antriebswelle 34 des Wave-Generators ist über ein Vorgelege 35 mit dem Hilfsmotor 4 antriebsmäßig verbun­ den. Der eingangsseitige Circularspline 30 ist über ein angeflanschtes Muffengehäuse 36 und eine Wellenkupplung 37 mit dem Hauptmotor 3 verbunden. An den ausgangsseitigen Circularspline 31 ist ein Antriebsrad 38 angeflanscht, das mit einem auf einen Lagerzapfen 39 der angetriebenen Walze der Zugwalzenpaarung 1 aufgekeilten Antriebsrad 40 kämmt. Hierbei erfolgt ersichtlich eine starke Unter­ setzung der Drehzahl des Hilfsmotors 4, so daß dieser vergleichsweise leicht dimensioniert sein kann. Gleich­ zeitig ergibt sich eine sehr sanfte Änderung der Zug­ walzendrehzahl in Abhängigkeit von Änderungen der Bahn­ spannung.

Die dargestellte Antriebseinrichtung der Zugwalzenpaarung 1 über den drehzahlgeregelten Hauptmotor 3 und den dreh­ zahl- und bahnspannungsgeregelten Hilfsmotor 4 macht eine mechanische Verbindung der Zugwalzenpaarung 1 mit der Längswelle 6 entbehrlich.

Claims (7)

1. Antrieb für Zugwalzenpaarungen einer Rollenrotations­ druckmaschine mit drehzahlsteuerbaren, den Zugwalzen­ paarungen zugordneten Elektromotoren, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die jeder Zugwalzenpaarung (1) zu­ geordnete Antriebseinrichtung einen Hauptmotor (3) und einen Hilfsmotor (4) mit Drehzahlreglern (16, 19) sowie ein Differentialgetriebe (5) mit zwei Eingängen und einem Ausgang umfaßt, wobei die Drehzahl des Hauptmotors (3) in Abhängigkeit von der Drehzahl der Längswelle (6) der Druckmaschine und die Dreh­ zahl des Hilfsmotors (4) in Abhängigkeit von der Drehzahl der Längswelle (6) und des Bahnzugs der zu bedruckenden Bahn regelbar sind und wobei der Hilfs­ motor (4) mit einem Differentialelement (33) des Dif­ ferentialgetriebes (5) verbunden ist, durch das eine Drehzahldifferenz zwischen dem mit dem Hauptmotor (3) verbundenen Eingang des Differentialgetriebes (5) und dem mit der Zugwalzenpaarung (1) verbundenen Ausgang des Differentialgetriebes (5) erzeugbar ist.

2. Antrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Hauptmotor (3) und der Hilfsmotor (4) jeweils Gleichstrommotoren sind.

3. Antrieb nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Differentialgetriebe (5) als Harmonic-Drive- Getriebe ausgebildet ist, dessen Wave-Generator als Differentialelement (33) mit dem Hilfsmotor (4), des­ sen eingangsseitiger Circularspline (32) mit dem Haupt­ motor (3) und dessen ausgangsseitiger Circularspline (31) mit der angetriebenen Walze der zugeordneten Zug­ walzenpaarung (1) verbunden sind.

4. Antrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Drehzahlregler (19) des Hilfsmotors (4) eine Kas­ kade mit zwei Regelkreisen (9, 23) umfaßt, wobei der den Bahnzug aufnehmende Regelkreis (23) dem die Dreh­ zahl der Längswelle (6) aufnehmenden Regelkreis (9) überlagert ist.

5. Antrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehzahl-Soll- bzw. -Istwerte in Form der Dreh­ zahlen der Längswelle (6), des Hauptmotors (3) und des Hilfsmotors (4) durch einen hiervon jeweils an­ getriebenen Impulsgenerator (7, 12, 13) aufgenommen werden.

6. Antrieb nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Sollwert des überlagerten Regelkreises (23) für den Bahnzug mittels eines einstellbaren Potentiome­ ters (28) und der Istwert mittels einer die Bahn ab­ tastenden Tänzerwalze (24) mit nachgeordnetem Meß­ glied (25) erzeugt wird.

7. Antrieb nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß dem Drehzahlregler (16, 19) des dem Hauptmotor (3) bzw. Hilfsmotor (4) jeweils zu­ geordneten Drehzahlregelkreises (8, 9) jeweils ein di­ gital ansteuerbarer Thyristor (17, 20) nachgeordnet ist.