DE19702963B4 - Antrieb für eine Rollenrotationsdruckmaschine - Google Patents

Abstract

Antrieb für eine Rollenrotationsdruckmaschine mit zumindest mehreren nebeneinander und übereinander angeordneten Produktionseinheiten (6 bis 13; 16; 17), wobei bei Ausfall eines elektrisch synchronisierten Einzelantriebes (M10) einer Produktionseinheit (10) ersatzweise sowohl der ausgefallene Einzelantrieb (M10) als auch eine Anzahl weiterer Einzelantriebe (M6 bis M9; M16) anderer Produktionseinheiten (6 bis 9; 16) derselben Sektion mittels einer mechanischen Längswelle (37) sowie mechanischer Stehwellen (29) miteinander verbindbar sind, wobei jede Druckeinheit (6 bis 13) und jedes Falzwerk (16; 17) der Produktionseinheiten (6 bis 13; 16; 17) einen separaten Antriebsmotor (M6 bis M13; M16; M17) aufweist, wobei die Antriebsmotore (M6 bis M13; M16; M17) untereinander synchronisierbar sind, wobei für den Ausfall eines Einzelantriebes (M6 bis M13; M16; M17) zwischen Drucktürmen (1 bis 4) und Falzwerken (16; 17) die Längswelle (37), wobei zwischen den übereinander angeordneten Druckeinheiten (6,7; 8, 9; 10, 11; 12, 13) jeweils eine Stehwelle (29) einkuppelbar angeordnet ist, wobei jeder Einzelantrieb (M6 bis...

Description

• Die Erfindung betrifft einen Antrieb für eine Rollenrotationsdruckmaschine entsprechend den Merkmalen des Anspruches 1.
• Es sind Rollenrotationsdruckmaschinen bekannt, z. B. mit mehreren nebeneinander und übereinander angeordneten Druckeinheiten, welche einzeln mit AC-Antriebsmotoren angetrieben werden. Dieser Antrieb ist längswellenlos und weist eine sogenannte "elektronische Welle" zur Synchronisation der einzelnen Druckeinheiten bzw. Falzapparate auf.
• Neben den bekannten Vorteilen dieses Antriebes, wie z. B. geringerer Verschleiß der AC-Antriebsmotoren durch bürstenlosen Antrieb und hohen Schutzgrad durch Oberflächenkühlung tritt bei Ausfall eines AC-Antriebsmotors oder einer Steuerung ein großer Zeitverlust auf.
• Die DE 42 02 722 A1 beschreibt eine Sicherheitseinrichtung für Teilaggregate einer Druckmaschine. Diese mechanisch entkoppelten Teilaggregate weisen jeweils einen eigenen lagegeregelten Antriebsmotor auf. Bei Ausfall eines Antriebsmotors wird das zugehörige Teilaggregat mittels einer Kupplung an ein benachbartes Teilaggregat gekoppelt.
• Die DE 91 17 008 U1 zeigt eine Rotationsdruckmaschine mit Produktionseinheiten, die jeweils einen eigenen Antriebsmotor aufweisen. Diese Produktionseinheiten können über Kupplungen an eine Längswelle und Stehwellen gekuppelt werden.
• Die US 35 57 692 offenbart eine Bogendruckmaschine, deren Motoren beim Anfahren durch Zahnräder und Kupplungen synchronisiert werden.
• Durch die DE 42 19 969 A1 ist ein Antrieb für eine Rollenrotationsdruckmaschine mit mehreren nebeneinander und übereinander angeordneten Produktionseinheiten bekannt, wobei bei Ausfall eines Einzelantriebes einer Produktionseinheit ersatzweise sowohl der ausgefallene Einzelantrieb als auch eine Anzahl weiterer Einzelantriebe anderer Produktionseinheiten derselben Sektion mittels einer mechanischen Längswelle sowie mechanischer Stehwellen miteinander verbindbar sind, wobei jede Druckeinheit und jedes Falzwerk der Produktionseinheiten einen separaten Antriebsmotor aufweist, wobei die Antriebsmotoren untereinander synchronisierbar sind, wobei für den Ausfall eines Einzelantriebes zwischen Drucktürmen und Falzwerken die Längswelle, und wobei zwischen den übereinander angeordneten Druckeinheiten jeweils eine Stehwelle einkuppelbar angeordnet ist.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Antrieb für eine Rollenrotationsdruckmaschine zu schaffen, der eine hohe Produktionssicherheit sicherstellt, bei gleichzeitig optimierter Anzahl der Antriebsmotoren und ohne die Nachteile des Antriebs mit Längs- und Stehwellen.
• Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruches 1 gelöst.
• Die mit der Erfindung erzielbaren Vorteile bestehen insbesondere darin, dass durch die Anordnung von Längs- und Stehwellen und dadurch einkuppelbarer Einzelantriebe bei Ausfall eines Einzelantriebes oder einer dafür vorgesehenen Steuerung der Produktionsbetrieb sofort wieder aufgenommen werden kann. Dabei werden z. B. nur solche Produktionseinheiten, d. h. Druckeinheiten und Falzwerke zusammengekuppelt, welche innerhalb einer Sektion benötigt werden. Das Zusammenkuppeln kann kostengünstig manuell oder mittels elektrisch betätigter Kupplungen von Leitstand aus erfolgen. Es werden so viele Einzelantriebe einer Sektion zusammengekuppelt, wie für eine Kompensation des ausgefallenen Antriebes der Produktionseinheit erforderlich sind. Dabei können auch Antriebe von zeitweise nichtbenutzten Produktionseinheiten anderer Sektionen benutzt werden. Durch diese Maßnahme wird eine Überdimensionierung der Einzelantriebe vermieden. Als Folge der genannten Lösung ist eine hohe Produktionssicherheit gegeben, ohne auf die während des Normalbetriebes vorhandenen Vorteile eines längswellenlosen Antriebes zu verzichten.
• Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben.
• Es zeigen
• 1 die Vorderansicht einer Rollenrotationsdruckmaschine mit einem Antriebsschema;
• 2 einen Prinzipschaltplan für die elektrischen Einzelantriebe nach 1.
• Eine Rollenrotationsdruckmaschine besteht u.a. aus vier nebeneinander angeordneten Drucktürmen 1 bis 4, welcher jeweils zwei übereinander angeordnete H-Druckeinheiten 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, eine obere Druckeinheit 6, 8, 10, 12, und eine untere Druckeinheit 7, 9, 11, 13 aufnimmt.
• Zwischen den Drucktürmen 1; 2 sowie in Produktionsrichtung gesehen nach dem Druckturm 4 ist jeweils ein bekanntes Falzwerk 16; 17 angeordnet.
• Jede Druckeinheit 6 bis 13 weist jeweils zwei Druckwerke 18; 19 auf, ein oberes Druckwerk 18 und ein unteres Druckwerk 19. Jedes Druckwerk 18; 19 besteht aus zwei gegeneinander anstellbaren Gummizylindern 21; 22 sowie einem jeden Gummizylinder 21; 22 zugeordneten Plattenzylinder 23; 24. Mit jedem Plattenzylinder 23; 24 steht ein nichtdargestelltes Farb- sowie Feuchtwerk in Verbindung.
• Die Zylinder 21 bis 24 eines jeden Druckwerkes 18; 19 sind jeweils über einen Zahnräderzug miteinander verbunden. Die Zahnräderzüge beider Druckwerke 18; 19 sind z. B. jeweils am rechten Gummizylinder 22 mittels eines Zwischenzahnrades 26 formschlüssig miteinander verbunden. Auf eines der Zahnräder des Zahnräderzuges jeder Druckeinheit 6 bis 13 wirkt drehfest ein frequenzabhängiger AC-Antriebsmotor M6 bis M13.
• Die Falzwerke 16; 17 werden ebenfalls jeweils mittels eines AC-Antriebsmotors M16; M17 angetrieben, welcher jeweils auf ein Antriebszahnrad 27 wirkt. Jeder AC-Antriebsmotor M6 bis M13 sowie M16; M17 (M6 bis Mn) ist jeweils formschlüssig mit einem Lagegeber L6 bis L13; L16; L17 (L6 bis Ln) verbunden (2). Jeder Lagegeber kann z. B. als Drehimpulsgeber mit Referenzmarke ausgebildet sein. Jeder Lagegeber L6 bis L13 kann auch jeweils mit einem Zahnrad des Zahnräderzuges einer Druckeinheit 6 bis 13 formschlüssig verbunden sein. Der Lagegeber L16; L17 kann jeweils mit dem Antriebszahnrad 27 des Falzwerkes 16; 17 verbunden sein. Jeder Motor M6 bis Mn ist elektrisch mit einem Leistungsteil N6 bis Nn verbunden. Sowohl die Leistungsteile N6 bis Nn als auch die Lagegeber L6 bis Ln sind elektrisch mit einer Rechnereinheit 28 verbunden. Die Rechnereinheit 28 kann u.a. aus einem Verbund von Signalprozessoren zum Erkennen der Rotationswinkellage bestehen. Jedes Leistungsteil N6 bis Nn besteht aus bekannten Bauteilen der Leistungselektronik.
• Nach einer anderen Ausführungsvariante können statt der Leistungsteile N6 bis Nn auch Antriebsregler A6 bis An mit integrierter Lageerfassung vorgesehen sein. Dabei sind die Lagegeber L6 bis Ln drehfest mit den AC-Antriebsmotoren M6 bis Mn verbunden. Darüberhinaus ist auch jeder Lagegeber L6 bis Ln einzeln elektrisch mit den zugehörigen Antriebsregler A6 bis An verbunden.
• Die Zahnräderzüge der Druckeinheiten 6, 7; 8, 9; 10, 11; 12, 13 eines jeden Druckturmes 1; 2; 3; 4 sind jeweils mittels seitengestellfest gelagerter in vertikaler Richtung verlaufender Stehwellen 29 miteinander verbindbar. Dazu sind die Stehwellen 29 an ihren oberen und unteren Enden jeweils über Kegelzahnradgetriebe 31; 32 geführt, wobei jedes Kegelzahnradgetriebe 31; 32 über jeweils eine Kupplung 33 mit den beiden Zwischenzahnrädern 26 jedes Druckturmes 1 bis 4 verbindbar ist.
• Jedes Falzwerk 16; 17 weist ebenfalls ein Kegelzahnradgetriebe 34 auf, welches über eine Kupplung 36 mit dem Antriebszahnrad 27 verbunden ist.
• Alle nebeneinander angeordneter Drucktürme 1 bis 4 sowie Falzwerke 16; 17 sind mittels einer in horizontaler Richtung verlaufenden Längswelle 37 verbindbar. Dabei kann die Längswelle 37 unterbrechungsfrei, d. h. einstückig ausgeführt sein, wobei Kegelräder jeweils auf der Längswelle 37 aufgebracht sind. Es ist auch möglich, die Längswelle 37 zwischen Getrieben 32, 34 der Drucktürme 1 bis 4 und Falzwerke 16; 17 mehrstückig, d. h. zwischen den Getrieben 32; 34 stückweise einsetzbar bzw. entfernbar auszuführen. Die Längswelle 37 ist vorzugsweise für die formschlüssige Verbindung der unteren Druckeinheiten 7; 9; 11; 13 sowie der Falzwerke 16; 17 vorgesehen.
• Die Kupplungen 33; 36 können als elektromagnetisch betreibbare feinverzahnte Schaltkupplungen ausgeführt sein.
• Während des Normalbetriebes arbeiten die Produktionseinheiten, d. h. Druckeinheiten und Falzwerk einer Sektion wellenlos, d. h. ohne Längs- und Stehwellen 37; 29 zusammen. So können z. B. in einer ersten Sektion die Druckeinheiten 7 und 6 auf eine erste Papierbahn, die Druckeinheiten 9 und 8 auf eine zweite Papierbahn und die Druckeinheit 10 auf eine dritte Papierbahn arbeiten. Alle drei Papierbahnen werden nach Durchlauf durch die genannten Druckeinheiten dem ersten Falzwerk 16 zugeführt. In einer zweiten Sektion kann eine vierte Papierbahn die Druckeinheit 11 und eine fünfte Papierbahn die Druckeinheiten 13 und 12 durchlaufen. Diese beiden genannten Papierbahnen können dem zweiten Falzwerk 17 zugeführt werden.
• Bei Ausfall eines Einzelantriebes, z. B. des AC-Antriebsmotors M10 der Druckeinheit 10 bleibt der wellenlose Betrieb für die zweite Sektion, bestehend aus den Druckwerken 11; 12; 13 und dem Falzwerk 17, erhalten.
• Die jeweilige Kupplung 33 der Druckeinheiten 6 bis 10 wird mit dem jeweiligen Zwischenzahnrad 26 und die Kupplung 36 wird mit dem Antriebszahnrad 27 des Falzwerkes 16 verbunden. Dabei wird zunächst die Stehwelle 29 des Druckturmes 3 durch Betätigen der Kupplung 33 der Druckeinheit 10 zugekuppelt. Im Falle eines Totalausfalles des Antriebes der Druckeinheit 10 wird diese zuvor manuell auf eine definierte Kuppelposition gefahren. Dabei sind insbesondere die längswellennahen Kupplungen 33; 36 feinverzahnt ausgebildet, um an ihrem Umfang möglichst viele Kuppelpositionen aufzuweisen. Die zuzukuppelnden Produktionseinheiten 6 bis 9 und 16 werden schließlich auf ihren Offset relativ zur Kuppelposition der ausgefallenen Produktionseinheit 10 positioniert und ebenfalls zugekuppelt.
• Der Offset kennzeichnet eine Abweichung einer Druckeinheit von einer theoretischen Nullposition, die erforderlich ist, um ein bahnführungsabhängiges Schnittregister herzustellen, ohne dabei Registerwalzen zu benötigen.
• Somit sind die genannten Einzelantriebe M6 bis M10 sowie M16 der ersten Sektion mittels der Längswelle 37 sowie der Stehwellen 29 mechanisch verbunden. Die Produktion kann kurzfristig wieder aufgenommen werden.
• Nach einer anderen, zeichnerisch nicht dargestellten Ausführungsvariante ist es auch möglich, statt der die unteren Druckeinheiten 7; 9; 11; 13 mit den oberen Druckeinheiten 6; 8; 10; 12 verbindenden vertikal verlaufenden Stehwellen 29 andere Kraftübertragungsmittel einzusetzen. Ein solches Kraftübertragungsmittel kann aus einem Zahnradzug oder aus einem Zahnriemengetriebe bestehen. Jedes der Kraftübertragungsmittel ist mittels der zwischen den unteren Druckeinheiten 7; 9; 11; 13 und den oberen Druckeinheiten 6; 8; 10; 12 befindlichen Kupplungen 33 kuppelbar.
• Die Druckeinheiten 6 bis 13 sowie Falzwerke 16; 17 können auch als Produktionseinheiten bezeichnet werden.

1

Druckturm

2

Druckturm

3

Druckturm

4

Druckturm

5

6

Druckeinheit, obere (1)

7

Druckeinheit, untere (1)

8

Druckeinheit, obere (2)

9

Druckeinheit, untere (2)

10

Druckeinheit, obere (3)

11

Druckeinheit, untere (3)

12

Druckeinheit, obere (4)

13

Druckeinheit, untere (4)

14

15

16

Falzwerk, erstes

17

Falzwerk, zweites

18

Druckwerk, oberes (6 bis 13)

19

Druckwerk, unteres (6 bis 13)

20

21

Gummizylinder, linker (18; 19)

22

Gummizylinder, rechter (18; 19)

23

Plattenzylinder, linker (18; 19)

24

Plattenzylinder, rechter (18; 19)

25

26

Zwischenzahnrad (18; 19)

27

Antriebszahnrad (18; 19)

28

Rechnereinheit

29

Stehwelle (1; 2; 3; 4)

30

31

Kegelzahnradgetriebe; oberes (1 bis 4)

32

Kegelzahnradgetriebe; unteres (1 bis 4)

33

Kupplung (26)

34

Kegelzahnradgetriebe (16; 17)

35

36

Kupplung (16; 17)

37

Längswelle (1 bis 4; 16; 17)

M6 bis M13

AC-Antriebsmotor (6 bis 13)

M16

AC-Antriebsmotor (16)

M17

AC-Antriebsmotor (17)

L6 bis L13

Lagegeber (6 bis 13)

L16

Lagegeber (16)

L17

Lagegeber (17)

N6 bis N13

Leistungsteil (6 bis 13)

N16

Leistungsteil (16)

N17

Leistungsteil (17)

Claims (8)

1. Antrieb für eine Rollenrotationsdruckmaschine mit zumindest mehreren nebeneinander und übereinander angeordneten Produktionseinheiten (6 bis 13; 16; 17), wobei bei Ausfall eines elektrisch synchronisierten Einzelantriebes (M10) einer Produktionseinheit (10) ersatzweise sowohl der ausgefallene Einzelantrieb (M10) als auch eine Anzahl weiterer Einzelantriebe (M6 bis M9; M16) anderer Produktionseinheiten (6 bis 9; 16) derselben Sektion mittels einer mechanischen Längswelle (37) sowie mechanischer Stehwellen (29) miteinander verbindbar sind, wobei jede Druckeinheit (6 bis 13) und jedes Falzwerk (16; 17) der Produktionseinheiten (6 bis 13; 16; 17) einen separaten Antriebsmotor (M6 bis M13; M16; M17) aufweist, wobei die Antriebsmotore (M6 bis M13; M16; M17) untereinander synchronisierbar sind, wobei für den Ausfall eines Einzelantriebes (M6 bis M13; M16; M17) zwischen Drucktürmen (1 bis 4) und Falzwerken (16; 17) die Längswelle (37), wobei zwischen den übereinander angeordneten Druckeinheiten (6,7; 8, 9; 10, 11; 12, 13) jeweils eine Stehwelle (29) einkuppelbar angeordnet ist, wobei jeder Einzelantrieb (M6 bis M13; M16; M17) als frequenzabhängiger rotationswinkel-lagegeregelter AC-Antriebsmotor (M6 bis M13; M16; M17) ausgebildet ist, wobei jeder AC-Antriebsmotor (M6 bis M13) formschlüssig mit einem Zahnrad eines Antriebsräderzuges eines Druckwerkes (18 oder 19) verbunden ist, wobei der Antriebsräderzug eines oberen Druckwerkes (18) mittels eines Zwischenzahnrades (26) mit einem Antriebsräderzug eines unteren Druckwerkes (19) einer jeden H-Druckeinheit (6 bis 13) verbunden ist.
2. Antrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass während des Normalbetriebes (6 bis 9; 16) die Druckeinheiten (6 bis 13) und Falzwerke (16; 17) wellenlos, d. h. ohne Längswelle (37) und Stehwellen (29) zusammenarbeiten.
3. Antrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Räderzug jedes Falzwerkes (16; 17) jeweils mit einem Antriebszahnrad (27) verbunden ist.
4. Antrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jedem AC-Antriebsmotor (M6 bis M13; M16; M17) ein Rotationswinkel-Lagegeber (L6 bis L13; L16; L17) zugeordnet ist.
5. Antrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jedem AC-Antriebsmotor (M6 bis M13; M16; M17) ein Leistungsteil (N6 bis N13; N16; N17) zugeordnet ist.
6. Antrieb nach den Ansprüchen 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Rotationswinkel-Lagegeber (L6 bis L13; L16; L17) und jedes Leistungsteil (N6 bis N13; N16; N17) mit einer Rechnereinheit (28) verbunden ist.
7. Antrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Längswelle (37) mit den Stehwellen (29) jeweils mittels Kegelzahnradgetriebe (32; 34) verbunden sind.
8. Antrieb nach den Ansprüchen 1, 3 und 6, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen jedem Zwischen- oder Antriebszahnrad (26; 27) und jedem Kegelzahnradgetriebe (31; 32; 34) jeweils eine Kupplung (33; 36) angeordnet ist.