DE4210988C2

DE4210988C2 - Verfahren zum Regeln einer mechanischen Leistung eines Mehrmotorenantriebes für eine Bogendruckmaschine

Info

Publication number: DE4210988C2
Application number: DE4210988A
Authority: DE
Inventors: Klaus Hartmann; Michael Krueger; Georg Roesler
Original assignee: Heidelberger Druckmaschinen AG
Current assignee: Heidelberger Druckmaschinen AG
Priority date: 1992-04-02
Filing date: 1992-04-02
Publication date: 2003-03-27
Anticipated expiration: 2012-04-03
Also published as: DE4210988A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Regeln einer mechanischen Leistung eines Mehrmotorenantriebes für eine Bogendruckmaschine mit Zahnräderzug.

Sie ist bei Druckmaschinen und bei der Druckmaschine vor- bzw. nachgeordneten Maschinen oder Einrichtungen anwendbar, deren Leistungsfluß über ein Zahnrädergetriebe realisiert ist, wobei die Leistungseinspeisung an mehreren Stellen von Elektromotoren in das Zahnrädergetriebe erfolgt.

Zum Antrieb einer Druckmaschine ist es bekannt, mehrere Motoren zu verwenden, die an verschiedenen Stellen im geschlossenen Zahnräderzug die mechanische Leistung für die Druckwerke einspeisen. Dabei kommen sowohl Strömungsmittelmotoren als auch Elektromotoren zum Einsatz. Zur Gewährleistung einer hohen Druckqualität müssen Maßnahmen getroffen werden, die eine ständige in einer Richtung liegende Zahnflankenanlage im Zahnrädergetriebe bewirken, weil eine Zahnflankenumkehr oder ein Abheben der Zahnflanken zu unkontrollierbaren Verspannungen der als elastisch anzusehenden Zahnräder führt und sich in Form von Dublier- oder Registerfehlern im Druckbild niederschlagen. Deshalb sind verschiedene Lösungen vorgeschlagen worden, welche die Leistung in die Druckwerke so einspeisen, daß der Leistungsfluß von Druckwerk zu Druckwerk stets in einer Richtung erfolgt.

In der Offenlegungsschrift DE 36 38 441 A1 ist ein hydraulisches Antriebssystem für Druckmaschinen beschrieben, bei dem die Drehmomente der Hydraulikmotoren auf den Leistungsbedarf der einzelnen Druckwerke und auf einen Überschußmomentenbedarf zur Zahnflankenanlage im Räderzug eines Zahnrädergetriebes abgestimmt sind.

Nachteilig bei diesem Antriebssystem ist, daß ständig ein Überschuß an Leistung in das Zahnrädergetriebe eingespeist wird. Damit ist zwar die Zahnflankenanlage gesichert, aber die Zahnräder werden unnötig stark verspannt, was zu einem erhöhten Verschleiß im Zahnrädergetriebe führt.

Der in der Offenlegungsschrift DE-OS 22 35 765 offenbarte Hauptantrieb für Druckmaschinen reduziert die unnötig starke Verspannung der Zahnräder, indem zwischen den Druckwerkmotoren eine differenzierte Momentenabstufung vorgenommen wird. Dazu werden Hydromotoren von einer gemeinsamen Steuereinheit angesteuert und allen oder einigen Hydromotoren im Zahnräderzug der Druckmaschine zu- oder abnehmend differenzierende Druckdifferenzventile oder Strombegrenzungsventile zugeordnet. Die Hydromotoren speisen ihre Leistung mit einem festen Verhältnis zueinander in die Druckmaschine ein, so daß durch die dadurch erreichte differenzierte Momentenabstufung stets eine sichere Zahnflankenanlage gewährleistet ist. Bei diesem Antrieb ist es von Nachteil, daß das Verhältnis der abgegebenen Leistungen der Hydromotoren durch die gewollte Momentenabstufung konstant ist, d. h. es erfolgt keine Änderung in der Leistungsabgabe, wenn sich die Leistungsaufnahme der Druckwerke stark ändert. Auch bei diesem Antrieb treten im Zahnräderzug Verspannungen in einer großen Schwankungsbreite auf.

Die gleichen Nachteile weist die in der Patentschrift DD 1 05 767 beschriebene Schaltungsanordnung zur momentabstimmenden Einstellung von Mehrfachantrieben an Druckmaschinen mit mehreren Aggregaten auf. Für die momentabstimmende Einstellung der Antriebe ist jedes Aggregat der Druckmaschine mit einem Gleichstrom-Nebenschlußmotor gekoppelt, dessen Ankerwiderstände entsprechend dem gewünschten Momentenverhältnis eingestellt werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Regeleinrichtung für die mechanische Leistung eines Mehrmotorenantriebes einer Druckmaschine zu schaffen, die die Elektromotoren so ansteuert, daß im wesentlichen eine gleichmäßige Verspannung im Zahnräderzug des die Druckmaschine antreibenden Zahnrädergetriebes gewährleistet ist.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.

Durch die Messungen der Phasenverschiebungen in den Signalen der Drehgeber, welche als Regelgrößen verwendet werden, werden die Verspannungen im Zahnräderzug des Antriebes der Druckmaschine erfaßt, woraus auf die Leistungsflüsse geschlossen werden kann. Die Regeleinrichtung wirkt auf die Stellglieder für die Elektromotoren so, daß die elastischen Verspannungen und damit die Leistungsflüsse konstant gehalten werden, so daß die lastmomentabhängigen Druckfehler verringert werden können.

Die Erfindung soll anhand eines Ausführungsbeispiels noch näher erläutert werden.

In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 ein Antriebssystem für eine Druckmaschine,

Fig. 2 die Signale benachbarter Drehgeber.

In Fig. 1 ist eine Druckmaschine 1 dargestellt, deren gesamter Antrieb vom Anleger 2 über acht Druckwerke 3 bis zum Ausleger 4 über einen geschlossenen Zahnräderzug 5 erfolgt.

Die notwendige Leistung wird über Elektromotoren 6 an jeweils der gleichen Stelle in die Druckwerke 3 eingespeist. Dazu sind die Motorwellen 7 mit jeweils einem Druckwerk 3 gekoppelt. Jedem Elektromotor 6 ist ein inkrementaler Drehgeber 8 zugeordnet, wobei die Ausgänge zweier benachbarter Drehgeber 8 jeweils mit den Eingängen einer Phasenmeßanordnung 9 verbunden sind. Die Phasenmeßanordnungen 9 sind im Ausführungsbeispiel mit einer Regeleinrichtung 10 baulich vereinigt. Die Regeleinrichtung 10 beinhaltet auch Stellglieder 11 für die Ansteuerung der Elektromotoren 6.

In Fig. 2 sind die Spannungszeitdiagramme zweier benachbarter Drehgeber 8 dargestellt. Die Signale dieser beiden gleichartig aufgebauten Drehgeber 8 haben eine zeitliche Phasenverschiebung Δt, welche proportional der Winkeldifferenz Δϕ der zwei Drehgeber 8 ist. Mit Hilfe dieser Einrichtung ist gewährleistet, daß sich trotz über eine Umdrehung ändernder Lastenmomente die Richtung des Leistungsflusses nicht ändert, so daß eine ständige Zahnflankenanlage im Zahnrädergetriebe 5 gegeben ist. Desweiteren bleiben die Verspannungen auch bei sich verändernden Leistungsbedarf im wesentlichen konstant, so daß keine schädlichen Auswirkungen auf das Druckbild entstehen. Schnelle Änderungen der Verspannungen, die aus der Phasenmessung erkannt werden und die z. B. durch Federkräfte in der Maschine verursacht werden, können durch Zwischenschaltung von Filtern herausgemittelt werden, da für die Regelung der Leistung nur eine mittlere Verspannung benötigt wird. Durch eine derartige Filterung, haben mittelwertfreie Störungen, wie z. B. Drehgeberfehler oder Rauschen keine Auswirkungen auf die Regelung. Die Lage eines relativen Nullpunktes, die dem unverspannten Zustand entspricht, kann durch Variation der Einspeiseverhältnisse gefunden werden, die durch die überlagerte Regeleinrichtung während eines Initialisierungslaufes vorgenommen werden kann.

BEZUGSZEICHENLISTE

1

Druckmaschine

2

Anleger

3

Druckwerk

4

Ausleger

5

Zahnräderzug

6

Elektromotoren

7

Motorenwellen

8

Drehgeber

9

Phasenmeßanordnung

10

Regeleinrichtung

11

Stellglieder

Claims

1. Verfahren zum Regeln einer mechanischen Leistung eines Mehrmotorenantriebes für eine Bogendruckmaschine,
bei dem Teilaggregate (3) der Druckmaschine (1) mittels mehrerer Elektromotoren (6) über ein gemeinsames Zahnrädergetriebe (5) angetrieben werden,
bei dem die zum Betrieb der Druckmaschine erforderliche Leistung über die Elektromotoren an verschiedenen Einspeisestellen des Zahnrädergetriebes (5) zugeführt wird,
bei dem zur Gewährung einer dauernden Zahnflankenanlage im Zahnrädergetriebe (5) eine Verspannung der Zahnräder zwischen dem in Druckrichtung ersten und dem letzten Teilaggregat (3) eingestellt wird,
bei dem jeweils mit einem Drehgeber (8) einen Drehwinkel des Teilaggregates wiedergebende Signale gewonnen werden, und
bei dem aus den Winkeldifferenzen (Δγ) der Drehgebersignale jeweils benachbarter Teilaggregate (3) Istwerte der Verspannung abgeleitet und in einer Regeleinrichtung (10) zu Stellsignalen für Stellglieder (11) zur Steuerung der Leistung der Elektromotoren (6) verarbeitet werden, wobei die Verspannungen zwischen den Teilaggregaten bei sich veränderndem Leistungsfluß auf einen vorbestimmten, mittleren konstanten Wert gefahren werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die mittleren Werte der Verspannungen bezüglich eines Nullpunktes während eines Initialisierungslaufes gewonnen werden, bei dem die Leistungseinspeisung in die Teilaggregate (3) variiert wird, bis der unverspannte Zustand erreicht ist.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß schnelle Änderungen in den Istwerten durch Zwischenschaltung von Filtern herausgemittelt werden.