DE102006015597A1

DE102006015597A1 - Verfahren zur Erkennung und Vermeidung einer kritischen Drehzahl sowie eine Vorrichtung zur Vermeidung der kritischen Drehzahl

Info

Publication number: DE102006015597A1
Application number: DE200610015597
Authority: DE
Inventors: Fred Büttner
Original assignee: Koenig and Bauer AG
Current assignee: Koenig and Bauer AG
Priority date: 2006-04-04
Filing date: 2006-04-04
Publication date: 2007-10-18
Anticipated expiration: 2026-04-05
Also published as: DE102006015597B4

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erkennung und eine Vorrichtung zur Vermeidung einer bzgl. unerwünschter Schwingungen kritischen Drehzahl beim Antrieb eines rotierenden Bauteils oder eines das Bauteil aufweisenden Systems einer Rotationsdruckmaschine mittels eines Antriebsmotors. Hierbei wird innerhalb einer im betrachteten Zeitraum zumindest quasistationären Betriebssituation ein Verlauf einer Schwankung einer die aktuellen Leistungsdaten des Antriebsmotors charakterisierenden Größe auf deren Schwankungsbreite hin ausgewertet und hieraus eine Information über eine vorliegende Schwingung des Bauteils oder des das Bauteil aufweisenden Systems abgeleitet.

Description

Die Erfindung betrifft Verfahren zur Erkennung und Vermeidung sowie eine Vorrichtung zur Vermeidung einer kritischen Drehzahl einer Maschine, insbesondere einer Druckmaschine, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1, 9 bzw. 12.
In Maschinen mit rotierenden Bauteilen kommt es z.T. durch äußere Anregungen, durch die Wechselwirkung der rotierenden Bauteile miteinander (Kanalschlag) und/oder einem zu bearbeitenden Werkstoff (Schlaganregungen), aber auch durch die Rotation der Bauteile (Unwuchten) selbst zu Anregungen von Schwingungen. Für den einzelnen Rotationskörper existieren in Abhängigkeit seiner Abmessung und seines Aufbaus Resonanzfrequenzen, welche durch passende Anregungen – beispielsweise durch eine bestimmte Drehzahl der Maschine – angeregt werden und sich zu starken Schwingungen aufschaukeln. Während diese kritischen Anregungen für den einzelnen Rotationskörper noch theoretisch ableitbar, simulierbar oder im Labor messbar sind, ist dies für ein Gesamtsystem mehrerer zusammenwirkender Teile unter Berücksichtigung der Betriebsbedingungen nur schwer möglich. Aus Gründen der Behebung dieser Resonanzen durch Verschieben, zur Vermeidung dieser Produktionsdrehzahl und/oder zur Auswertung und Katalogisierung im Sinne einer Fehlererkennung ist die Kenntnis hierüber für den Konstrukteur und das Bedienpersonal jedoch von erheblicher Bedeutung.
Durch die DE 198 21 854 C1 ist ein Verfahren zum Unterdrücken von Kontaktschwingungen bekannt, deren Amplituden besonders groß ausfallen, wenn eine Resonanz angeregt wird, welche einer höheren Harmonischen der Drehfrequenz entspricht. Die Periode der Verformung entspricht dieser Drehfrequenz. Der hieraus angeregten Schwingung wird durch Aufbringen einer geeigneten Gegenkraft entgegengewirkt. Um diese Gegenkraft aufzubringen, wird mittels eines Sensors die Bewegung der Walze, d. h. deren Schwingung, aufgenommen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Verfahren zur Erkennung und Vermeidung einer kritischen Drehzahl einer Maschine sowie eine Vorrichtung zur Vermeidung der kritischen Drehzahl, insbesondere einer Druckmaschine zu schaffen.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 1, 9 bzw. 12 gelöst.
Die mit der Erfindung erzielbaren Vorteile bestehen insbesondere darin, dass dem Bedienpersonal oder der Maschinensteuerung ein einfaches Verfahren bereit gestellt wird, mittels welchem eine Resonanzfrequenz bzw. die zugeordnete Maschinendrehzahl erkennbar ist und in folge dessen diese Drehzahl durch Variation zu meiden und/oder die Resonanzfrequenz durch entsprechende Maßnahmen – z. B. andere Gummitücher, Änderung der Lagervorspannung und/oder Änderung des Anstelldruckes – zu verschieben.
Im Gegensatz zu theoretischen oder am einzelnen Zylinder im Labor ermittelten Werten erfolgt hier die Ermittlung der tatsächlich im Betrieb auftretenden Resonanzen, und zwar unter den geometrischen und prozessbedingten Vorraussetzungen.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird im Folgenden näher beschrieben.
Es zeigen:
1 eine schematische Darstellung eines schwingenden Rotationskörpers mit Antrieb und Steuerung;
2 eine exemplarische Darstellung über den Momenten- oder Stromverlauf am Antriebsmotor über eine volle Umdrehung des Zylinders;
3 eine exemplarische Darstellung eines Momenten- oder Stromverlaufs über einen Betriebszyklus einer Druckmaschine.
1 zeigt ein rotierendes Bauteil 01, z. B. einen Rotationskörper 01, z. B. einen Zylinder 01 oder eine Walze 01 einer Maschine, z. B. einer Be- bzw. Verarbeitungsmaschine für Bedruckstoffe 02 wie beispielsweise Bahnen 02 oder Bogen 02, insbesondere einer Rotationsdruckmaschine. Der Rotationskörper 01 ist zu beiden Stirnseiten mittels Zapfen 03 (oder eine Achse 03 oder Welle 03 des Zylinders 01) über entsprechende Lager 04, z. B. Radiallager 04, rotierbar in Gestellen 06 gelagert. Der Rotationskörper 01 ist i.d.R. Bestandteil eines Systems zusammen wirkender Bauteile – wie z. B. weiterer zusammen wirkender Zylinder oder Walzen und/oder der zu bearbeitenden dargestellten Bahn 02. In 1 ist daher schematisch ein zweites rotierendes Bauteil 07, z. B. einen Rotationskörper 07, z. B einen Zylinder 07 oder eine Walze 07 angedeutet, welcher in der gleichen Weise rotierbar gelagert ist. Ein Widerlager, z. B. ein weiterer Zylinder, auf der dem Rotationskörper 01 abgewandten Seite der Bahn 02 ist nicht dargestellt. Die Bahn 02 kann ggf. auch zwischen den Rotationskörpern 01 und 07 hindurchgeführt sein.
Im Ausführungsbeispiel ist der Rotationskörper 01 als mit der Bahn 02 zusammen wirkender Zylinder 01 dargestellt, welcher in einer Offsetdruckmaschine als ein einen elastischen Aufzug (z. B. ein endliches Gummituch oder eine Gummituchhülse) auf seiner Mantelfläche tragender Übertragungszylinder 01 ausgeführt ist. Der zweite Rotationskörper 07 stellt hierbei einen eine Druckform tragenden Formzylinder 07 dar. In einer Maschine für den Direktdruck stellt der Zylinder 01 beispielsweise einen die Druckform (Hochdruckdruckform, Tiefdruckdruckform, Flexodruckform) tragenden Formzylinder 01 dar und der Rotationskörper 07 beispielsweise eine Farbwalze 07. Der Rotationskörper 01 und/oder der Rotationskörper 07 stellt in beiden Fällen einen motorische zwangsgetriebenen Rotationskörper 01; 07 eines Druckwerkes 05 dar.
Zu dessen rotatorischem Antrieb steht der Zylinder 01 mit einem Antriebsmotor 08, insbesondere einem bzgl. einer Winkellage und/oder einer Drehzahl regelbarem Antriebsmotor 08, in mechanischer Antriebsverbindung. Dem Antriebsmotor 08 ist ein Antriebsregler 09 vorgeordnet, welche die Energiezufuhr des Antriebsmotors 08, z. B. die Leistungszufuhr und/oder Frequenz des Wechselfeldes und/oder Stromzufuhr, im Hinblick auf eine geforderte (zeitliche) Winkellage Φ(t) bzw. Drehzahl n ._soll hin regelt. Die Vorgabe für die aktuell einzuhaltende Winkellagen Φ(t) bzw. Soll-Drehzahl n ._soll kann vorteilhaft aus einer Maschinensteuerung 11, z. B. einer Antriebssteuerung, erfolgen und korreliert mit einer Maschinengeschwindigkeit V. Die Maschinengeschwindigkeit V ist der Maschinensteuerung 11 beispielsweise durch den Bediener oder durch einen Programmablauf vorgebbar. Im folgenden ist zur Vereinfachung unter dem Ausdruck „Soll-Drehzahl n ._soll" bzw. Drehzahl n . synonym auch die geforderte zeitliche Winkellage Φ(t) oder die Maschinengeschwindigkeit V zu verstehen.
In 1 ist für das Zylinderpaar aus Übertragungs- und Formzylinder 01; 07 ein gemeinsamer, von anderen Druckwerken bzw. Druckwerkszylindern unabhängiger Antriebsmotor 08 vorgesehen. Die beiden Zylinder 01; 07 sind über eine mechanische Antriebsverbindung 12, z. B. zwei mit den Zapfen 03 jeweils drehfest verbundene Antriebsräder, gekoppelt und durch Antriebsmotor 08, z. B. über ein Getriebe, z. B. Ritzel 13, angetrieben. Der Antrieb erfolgt hier am Übertragungszylinder 01, kann jedoch auch am Formzylinder 07 angreifen. In einer vorteilhaften Variante ist für jeden der beiden Zylinder 01; 07 ein eigener Antriebsmotor 08 mit Antriebsregler 09 und ggf. einem Getriebe vorgesehen. Grundsätzlich kann auch ein Doppeldruckwerk, welches aus zwei zwischen den Übertragungszylindern 01 mit der Bahn 02 zusammen wirkenden Druckwerken 05 mit jeweils einem Übertragungs- und Formzylinder 01; 07 gebildet ist, durch einen gemeinsamen Antriebsmotor 08 angetrieben sein.
Aus der Maschinensteuerung 11 (oder einem Teil der Maschinensteuerung 11, welcher eine virtuelle Leitachse darstellt) erhält der Antriebsregler 09 während des Betriebes eine Vorgabe hinsichtlich zeitlich fortschreitender Soll-Winkellagen und/oder einer Soll-Drehzahl, n .. Diese Vorgabe wird nun durch den Antriebsregler 08 durch entsprechende Leistungszufuhr (Strom, Frequenz, Drehmoment etc.) und einen (internen) Regelkreis mit Winkellage- und/oder Drehzahlrückführung des Antriebsmotors 08 oder Bauteils 01 umgesetzt.
Bei Lastschwankungen können nun, um die geforderte Vorgabe einzuhalten – eine oder mehrere Größen der hierzu benötigten elektrischen Leistungsdaten L (benötigter Strom I, Frequenz, Dreh- bzw. Antriebsmoment M etc.) Schwankungen unterliegen.
Nach Maschinenstart wird der Rotationskörper 01 bzw. sämtliche zusammen wirkenden Rotationskörper 01; 07 des Systems auf eine gewisse Ziel- bzw. Solldrehzahl n ._soll gebracht, welche mit der Maschinengeschwindigkeit V korreliert. Liegt diese Solldrehzahl n ._soll oder ein ganzzahliges Vielfaches desselben nun im Bereich einer Resonanzfrequenz v_R eines einzelnen Rotationskörper 01; 07 und/oder des Systems, so kommt es nach einer gewissen Zeit zu selbsterregten Schwingungen, insbesondere Biegeschwingungen. Besonders bei Zylindern 01; 07, welche auf ihrer Mantelfläche Kanäle 16; 14 zur Befestigung lösbarer Aufzüge (z. B. Druckformen auf dem Formzylinder 07 und/oder Drucktücher auf dem Übertragungszylinder 01) aufweisen, erfolgt beim Nippdurchgang dieser Kanäle 14; 16 eine Schlaganregung, welche durch bestimmte Drehzahlen zur Anregung einer Resonanz führen kann.
Die Schwingungen schlagen sich z. B. auch als o. g. Lastschwankungen und daraus resultierende Schwankung in einer oder mehreren Größen der Leistungsdaten L nieder.
Das Schwingungsverhalten der Zylinder 01; 07 bildet sich – je nach Stärke der Schwingung – mehr oder weniger stark im Verlauf der Leistungsdaten L, z. B. im anliegenden Antriebsmoment M, insbesondere im momentenbildenden elektrischen Strom I, (Antriebsstrom I), ab.
Die Güte und/oder Stärke der Korrelation zwischen Schwingungsverhalten und den Schwankungen in den Leistungsdaten hängt u.a. davon ab, wie viele Zylinder 01; 07 mit dem Antriebsmotor 08 im Antriebsstrang mechanisch gekoppelt sind. Im allgemeinen korrelieren die Schwingungsamplituden und Amplituden A der Schwankung in den Leistungsdaten, insbesondere im Antriebsmoment M bzw. dem Antriebsstrom I, jedoch ausreichend gut miteinander. Die Amplitude A stellt für einen quasistationären Betriebszustand eine Schwankungsbreite A der betrachteten Größe dar. Als quasistationärer Zustand soll hier ein Zustand betrachtet werden, für welchen innerhalb des für die Schwankungsbreite A betrachteten Zeitraumes eine im wesentlichen konstante Drehzahl n ._soll vorliegt, d. h. dass z. B. eine innerhalb dieses Zeitraumes höchstens um ±5%, vorteilhaft um höchsten ±3%, insbesondere höchstens ±1% variierende Drehzahl n . oder Soll-Drehzahl n ._soll vorliegt. Dies ist insbesondere für An-/Abfahrvorgänge relevant, da im stationären Druckbetrieb i.d.R. eine konstante Vorgabe für die Drehzahl n ._soll vorliegt.
Um nun Aufschluss über das Vorliegen einer Schwingung in schädlicher Stärke zu erhalten, wird nun zumindest in einer Phase oder in gewissen Zeitabständen des Betriebes der Verlauf eines oder mehrerer geeigneter Größen aus den Leistungsdaten L, z. B. der Verlauf des Antriebsmomentes M (insbesondere des Antriebsstroms I) beobachtet, insbesondere aufgezeichnet, und ausgewertet. Dies kann in Abhängigkeit von der jeweils aktuellen Winkellage Φ, oder in Abhängigkeit von der Zeit erfolgen.
Zur Aufzeichnung und Auswertung des Verlaufs sind Rechen- und/oder Speichermittel 15, z. B. eine Datenverarbeitungseinheit 15, vorgesehen, welche entweder in die Maschinensteuerung 11 integriert, oder aber wie dargestellt eine eigene Einheit bilden. Dem Rechen- und/oder Speichermittel 15 wird dann die Größe L, z. B. der zeitliche oder drehwinkelbezogene Verlauf des Antriebsmomentes M, insbesondere des Antriebsstroms I, über eine entsprechende Signalverbindung zugeleitet.
Der Verlauf der Größe L, z. B. des Antriebsmomentes M bzw. des Antriebsstroms I, wird z. B. durch einen im Rechen- und/oder Speichermittel 15 implementierten Berechnungsalgorithmus, z. B. auf Oberwellen, die im Bereich der Zylinderschwingfrequenz liegen hin, untersucht und ausgewertet. Es können in einer Weiterbildung vorab im Berechnungsalgorithmus die Positionen bzw. Drehwinkellagen (auf den Zylinderumfang bezogen) der Kanalüberrollungen hinterlegt werden.
2 zeigt exemplarisch für eine volle Zylinderumdrehung einen prinzipiellen Verlauf für eine der Größen L (z. B. das Antriebsmoment M oder den Antriebsstrom I) in einer normierter Darstellung in Prozent in Abhängigkeit von der Zeit t in ms, welche hier einer vollen Umdrehung des Übertragungszylinders 01 entspricht. Das Vorliegen zweier Bereiche mit stark schwankender Größe L resultiert im vorliegenden Fall daher, dass der Übertragungszylinder 01 einen Umfang aufweist, welcher zwei in Umfangsrichtung hintereinander angeordneten Druckseiten, insbesondere Zeitungsseiten entspricht. In diesem Fall treten je Umdrehung des Übertragungszylinders 01 zwei Kanaldurchgänge mit dem zusammenwirkenden Formzylinder 07 – entweder durch zweimaligen Kanaldurchgang eines einzigen Kanals 14 auf einem nur eine Druckseite im Umfang betragenden Formzylinders 07 oder aber je einmaligen Kanaldurchgang zweier Kanäle 14 auf einem zwei Druckseiten im Umfang betragenden Formzylinders 07 – auf.
In der Darstellung sind zusätzlich durch Pfeile und die Bezeichnungen PZ-GZ DW1 bzw. DW2 und GZ-GZ die Kanaldurchgänge in den verschiednen Nippstellen eines Doppeldruckwerks aus zwei als Druckstelle zusammenwirkenden Übertragungszylindern 01 und jeweils einem zugeordneten Formzylinder 07 kenntlich gemacht. Hierbei bezeichnet PZ-GZ DW1 den Kanaldurchgang durch die Nippstelle zwischen erstem Formzylinder 07 und erstem Übertragungszylinder 01 des ersten Druckwerks 05, PZ-GZ DW2 den Kanaldurchgang durch die Nippstelle zwischen zweitem Formzylinder 07 und zweitem Übertragungszylinder 01 des zweiten Druckwerks 05, und GZ-GZ den Kanaldurchgang durch die Nippstelle zwischen den beiden Übertragungszylindern 01 der beiden als Doppeldruckstelle zusammenwirkenden Druckwerke 05.
Der Verlauf der die Leistungsdaten charakterisierenden Größe L (z. B. Antriebsmoment M oder -strom I) wird auf seinen Schwingungsverlauf, ggf. unter Berücksichtigung der bekannten Winkellagen der Kanalüberrollungen ausgewertet. Die Auswertung kann insbesondere auf die Schwankungsbreite der Amplitude A gerichtet sein, welche ihrerseits dann – ggf. entsprechend normiert – ein Maß für die Größe der Schwingungsamplitude darstellt. In 3 ist exemplarisch ein Zyklus für den Betrieb des Druckwerkes 05 vom Anfahren der Maschine und der Steigerung der Maschinengeschwindigkeit V (Drehzahl n .) eine kurze Phase des Betriebes auf knapp 75.000 Zylinderumdrehungen pro Stunde, und ein Abfahren dargelegt, wobei mit 17 ein Verlauf einer Umhüllenden der Maxima in der Schwankung und mit 18 ein Verlauf einer Umhüllenden der Minima in der Schwankung der Größe L dargestellt ist. Die Differenz dieser Umhüllenden bei einer selben Maschinengeschwindigkeit V (oder bei während des positiven oder negativen Beschleunigens bei einer im wesentlichen selben Maschinengeschwindigkeit V) oder zu einer selben Zeit im Diagramm stellt eine Amplitude A für die Schwankung der Größe L dar. Eine besonders große Differenz zwischen Maximum und Minimum bei einer bestimmten kritischen Maschinengeschwindigkeit V_k (bzw. kritischen Drehzahl n ._k), d. h. eine vergleichsweise große Amplitude A, lässt auf das Vorliegen einer Resonanzstelle bei dieser Maschinengeschwindigkeit V (bzw. Drehzahl n .) schließen. Exemplarisch sind hier drei derartige kritische Stellen bei Drehzahlen n ._k von ca. 24.000, 28.000 und 36.000 Zylinderumdrehungen/Stunde gekennzeichnet. Eine kritische Höhe der Amplitude A_k bzw. Schwankungsbreite A_k kann beispielsweise empirisch festgelegt und im Rechen- und/oder Speichermittel 15 oder der Maschinensteuerung 11 hinterlegt, insbesondere jedoch auch veränderbar, sein.
Die zur Auswertung heranzuziehenden Amplituden A (entspricht der Schwankungsbreite der Größe L) resultieren aus einer kurzwelligen, schwingungsbedingten Schwankung und nicht einer langwelligen Änderung in den die Leistungsdaten repräsentierenden Größen L, wie sie beispielsweise im Fall einer positiven oder negativen Beschleunigung (Anfahren/Abfahren der Maschine) auftreten können. Es wird daher während des An-/Abfahrens nicht die Differenz zwischen zeitlich weit auseinander liegenden Maxima 17 und Minima 18, sondern vorzugsweise die Werte der beiden Umhüllenden zum im wesentlichen selben Zeitpunkt betrachtet. Sollen Einzelwerte betrachtet werden, so ist es vorteilhaft Maximal- und Minimal-Werte innerhalb höchstens 20 Zylinderumdrehungen, vorteilhaft innerhalb höchstens 10, insbesondere höchsten 5 Zylinderumdrehungen miteinander zu betrachten.
Erreichen oder übersteigen die ermittelten Amplituden A bestimmte Werte, z. B. die kritische Amplitude A_k, so kann entweder manuell oder durch eine entsprechende Regelung eingegriffen werden:
In einer ersten Variante wird dem Benutzer, beispielsweise durch die Rechen- und/oder Speichermittel 15 oder über die Maschinensteuerung 11, bei Überschreitung der Amplitude A_k ein Signal oder eine Meldung ausgegeben, welches ihn veranlassen soll, die Maschine mit einer von der aktuellen, kritischen Drehzahl n ._k (Maschinengeschwindigkeit V) verschiedenen Drehzahl n . (Maschinengeschwindigkeit V) zu betreiben.
In einer zweiten Variante wird in Abhängigkeit vom Erreichen bzw. Übersteigen o.g. kritischen Amplitude A_k mittels eines nicht dargestellten Steuer- oder Regelalgorithmus die Soll-Vorgabe für die Drehzahl n . (bzw. Maschinengeschwindigkeit V) geringfügig gegenüber der aktuellen Vorgabe z. B. um einen vorgebbaren Wert Δn . variiert, sodass ein Verlassen der kritischen Drehzahl n ._k erfolgt.
Für beide Varianten sind ggf. nur sehr kleine Drehzahlschritte in der Variation (bzw. Geschwindigkeitsänderungen) nötig, da die Resonanzstellen i.d.R. recht schart sind.
In Weiterbildung kann ein Lernmodus bzw. die Bildung einer Art Historie („Teach-In") in einer mit der Maschinensteuerung 11 in Verbindung stehenden Speichereinheit vorgesehen sein. Hierbei werden z. B. die kritischen Drehzahlen n ._k mit den höchsten Werten gespeichert und bei Vorgabe dieser Drehzahlen n ._k durch den Bediener wird ebenfalls wieder eine o.g. Meldung ausgegeben oder die kritische Drehzahl n ._k wird seitens des o. g. Steuer- oder Regelalgorithmus gesperrt oder selbsttätig (geringfügig) variiert.
Hierbei kann es vorteilhaft sein diesen „Teach-In" nach der Inbetriebnahme der Druckmaschine eigens durchzuführen, um so mit dieser Regelung die kritischen Drehzahlbereiche bzw. Drehzahlen n ._k zu ermitteln und abzuspeichern. Hierzu kann beispielsweise wie in 3 exemplarisch dargelegt, der gesamte für den Betrieb relevante Drehzahlbereich durchfahren werden und anhand des Verlaufs der Größe L durch o.g. Auswertung die kritischen Drehzahlen n ._k ermittelt werden.
In einer Druckmaschine mit einer Mehrzahl von Druckwerken 05 (oder Doppeldruckwerken) sollten vorteilhaft die Daten der Antriebsmotoren 08 bzw. Antriebsregler 09 sämtlicher Druckwerke 05 erfasst und entsprechend ausgewertet werden, da aufgrund diverser Unterschiede im mechanischen System (z. B. Geometrie, Anzugsmomente, Spiel, etc.) sich unterschiedliche Resonanzbereiche bzw. kritische Drehzahlen n ._k ergeben können. Der nicht dargestellte Steuer- oder Regelalgorithmus sollte in diesem Fall die Informationen aller „Messpunkte" (aller relevanter Antriebe aus Antriebsmotor 08 und Antriebsregler 09) miteinander berücksichtigen und dann aufgrund dieser Daten die günstigste Drehzahl n . in Hinblick auf die Zylinderschwingungen ermitteln.

01: rotierendes Bauteil, Rotationskörper, Zylinder, Walze, Übertragungszylinder, Formzylinder
02: Bedruckstoff, Bahn, Bogen
03: Zapfen, Achse, Welle
04: Lager, Radiallager
05: Druckwerk
06: Gestell
07: rotierendes Bauteil, Rotationskörper, Zylinder, Walze, Formzylinder, Farbwalze
08: Antriebsmotor
09: Antriebsregler
10
11: Maschinensteuerung
12: Antriebsverbindung
13: Ritzel
14: Kanal
15: Rechen- und/oder Speichermittel, Datenverarbeitungseinheit
16: Kanal
17: Verlauf einer Umhüllenden der Maxima
18: Verlauf einer Umhüllenden der Minima
A: Amplitude, Schwankungsbreite
L: Größe, Größe der Leistungsdaten
I: Strom, Antriebsstrom
M: Antriebsmoment
V: Maschinengeschwindigkeit
A_k: kritische Amplitude, Schwankungsbreite
M_k: Maschinengeschwindigkeit, kritisch
t: Zeit
Φ(t): Winkellage, zeitlich
n ._soll: Drehzahl
Δn .: Wert der Drehzahlvariation

Claims

Verfahren zur Erkennung einer bzgl. unerwünschter Schwingungen kritischen Drehzahl n ._k beim Antrieb eines rotierenden Bauteils (01; 07) oder eines das Bauteil (01; 07) aufweisenden Systems einer Rotationsdruckmaschine mittels eines Antriebsmotors (08), dadurch gekennzeichnet, dass innerhalb einer im betrachteten Zeitraum zumindest quasistationären Betriebssituation ein Verlauf einer Schwankung einer die aktuellen Leistungsdaten des Antriebsmotors (08) charakterisierenden Größe (L) auf deren Schwankungsbreite (A) hin ausgewertet, und hieraus eine Information über eine vorliegende Schwingung des Bauteils (01; 07) oder des das Bauteil (01; 07) aufweisenden Systems abgeleitet wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein Verlauf einer kurzwelligen Schwankung der Größe (L) herangezogen wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zur Ermittlung der Schwankungsbreite (A) ein Verlauf der Umhüllenden der Maxima (17) in der Schwankung und ein Verlauf der Umhüllenden der Minima (18) in der Schwankung der Größe (L) herangezogen wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass während des quasistationären Zustands des Betrachtungszeitraums eine im wesentlichen konstante Drehzahl (n .) oder Soll-Drehzahl (n ._soll) vorliegt, d. h. dass z. B. eine innerhalb dieses Zeitraumes höchstens um ±5%, vorteilhaft um höchsten ±3%, insbesondere höchstens ±1% variierende Drehzahl (n .) oder Soll-Drehzahl (n ._soll) vorliegt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass als Größe (L) eine das anliegende Motormoment (M) repräsentierende Größe ausgewertet wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die ermittelte Schwankungsbreite (A) mit einem Wert für eine vorgehaltenen kritische Höhe der Schwankungsbreite (A_k) verglichen wird.
Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass während des stationären Druckbetriebes bei Erreichen oder Übersteigen der kritischen Amplitude (A_k) durch die ermittelte Schwankungsbreite (A) manuell oder durch eine entsprechende Regelung in die Sollwertvorgabe für die Soll-Drehzahl (n ._soll) eingegriffen wird.
Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehzahl (n .), bei welcher die vorgehaltenen kritische Höhe der Schwankungsbreite (A_k) erreicht oder überschritten wird, in einem Speichermittel einer mit einer Maschinensteuerung (11) in Verbindung stehenden Speichereinheit als kritische Drehzahl (n ._k) abgelegt wird.
Verfahren zur Vermeidung einer kritischen Drehzahl (n ._k) beim Antrieb eines rotierenden Bauteils (01; 07) oder eines das Bauteil (01; 07) aufweisenden Systems einer Rotationsdruckmaschine mittels eines Antriebsmotors (08), wobei – eine die aktuellen Leistungsdaten (L) des Antriebsmotors (08) charakterisierenden Größe (L) auf deren Schwankungsbreite (A) hin ausgewertet wird, – und während des stationären Druckbetriebes bei Erreichen oder Übersteigen der kritischen Amplitude (A_k) durch die ermittelte Schwankungsbreite (A) manuell oder durch eine entsprechende Regelung in die Sollwertvorgabe für die Soll-Drehzahl (n ._soll) eingegriffen wird.
Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Eingriff erfolgt, indem die Vorgabe für die Soll-Drehzahl (n ._soll) der Druckmaschine verändert wird.
Verfahren nach Anspruch 9, gekennzeichnet durch ein Verfahren zur Erkennung des Vorliegens einer kritischen Drehzahl (n ._k) gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8.
Vorrichtung zur Vermeidung einer kritischen Drehzahl (n ._k) beim Antrieb eines rotierenden Bauteils (01; 07) oder eines das Bauteil (01; 07) aufweisenden Systems einer Rotationsdruckmaschine mittels eines Antriebsmotors (08), dadurch gekennzeichnet, dass ein Rechen- und/oder Speichermittel (15) vorgesehen ist, welches mit einem Antriebsregler (09) des Antriebsmotors (08) in Signalverbindung steht und Daten zu einer die aktuellen Leistungsdaten (L) des Antriebsmotors (08) charakterisierenden Größe (L) erhält, und dass im Rechen- und/oder Speichermittel (15) ein Berechnungsalgorithmus implementiert ist, welcher die die aktuellen Leistungsdaten charakterisierenden Größe (L) auf deren Schwankungsbreite (A) hin ausgewertet.
Vorrichtung nach Anspruch 12. dadurch gekennzeichnet, dass ein Steuer- oder Regelalgorithmus vorgesehen ist, welcher in Abhängigkeit vom Ergebnis der Auswertung der Schwankungsbreite die Soll-Vorgabe für die Soll-Drehzahl (n ._soll) gegenüber der aktuell vorliegenden Soll-Drehzahl (n ._soll) variiert.