DE19820271C2 - Antriebsanordnung mit einem oder mehreren Elektromotoren - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Antriebsanordnung mit einem oder mehreren Elektromotoren gemäß jeweiligen Oberbegriff der Ansprüche 1 und 5.

Bei einer Flexodruckmaschine (Offenlegungsschrift DE 195 27 199 A1) ist es bekannt, einen Teil oder eine erste Gruppe von Farbwerken, die den Zentralzylinder umgeben, mit elektromotorischen Einzelantrieben zu versehen, wobei jedem Formatzylinder und jeder Rasterwalze des Farbwerks ein eigener Elektromotor zum Drehantrieb zugeordnet ist. Auch der Zentralzylinder ist mit einem eigenen Elektromotor sowie mit einem koaxialen, drehfest angebrachten Zahnrad versehen, das vom Elektromotor des Zentralzylinders mitgedreht wird. Mit diesem Zahnrad stehen über weitere Zahnräder die jeweiligen Formatzylinder und Rasterwalzen einer weiteren Gruppe Farbwerke getriebeartig in Eingriff.

Bekannt ist ferner eine Rotationsdruckmaschine etwa der eingangs genannten Art (EP 0 644 048 A2), bei der Gummituch- und Platten- bzw. Formzylinder paarweise zu Zylindergruppen zusammengefaßt sind. Jeweils eine Zylindergruppe ist von einem eigenen Antriebsmotor über Zahnriemen angetrieben, indem der Gummituchzylinder mit einem Drehstrommotor verbunden ist, und der zugehörige Plattenzylinder durch eine mechanische Kopplung mit dem (vom Elektromotor angetriebenen) Gummituchzylinder in Drehung versetzt wird. Bei einer Variante, bei der dem Gummituchzylinder eines Paares aus Platten- und Gummituchzylinder ein Gegendruckzylinder zum Bewegen der Papierbahn direkt gegenüberliegt, wird dieser Gegendruckzylinder mit dem Gummituchzylinder mechanisch gekoppelt.

Es ist ein gattungsgemäßer Antrieb für Bogenrotationsdruckmaschinen bekannt (vgl. DE 195 33 670 A1), bei dem der Antrieb mit einem einzigen Elektromotor ausgeführt wird. Mit diesem stehen zwei Druckzylinder zueinander parallel in Antriebsverbindung. Diese Druckzylinder gehören zu unterschiedlichen Druckwerken, die aufeinanderfolgend angeordnet sind.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine weitere effiziente Antriebsanordnung zu schaffen, in der die Anzahl der notwendigen Elektromotoren minimiert ist, und ein hohes Maß an. Flexibilität und Antriebsgenauigkeit erzielbar ist.

Zur Lösung werden die in den nebengeordneten Ansprüchen 1 und 5 angegebenen Antriebsanordnungen vorgeschlagen. Vorteilhafte Ausbildungen dieser Erfindungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Durch die Parallelkopplung mehrerer Funktionsteile sternartig an einem Elektromotor bildet dieser gewissermaßen einen Antriebsknoten, aus dem mehrere Funktionsteile ihre Drehleistung und Winkelstellung unmittelbar beziehen können, ohne daß zusätzliche Übertragungs- und Kopplungsglieder zwischengeschaltet sein müssen. Die Zuverlässigkeit und Sicherheit ist dadurch erhöht, daß bei Ausfall einer Ankopplung nur das von dieser Ankopplung betroffene Funktionsteil nicht mehr angetrieben wird, während die benachbart bzw. parallel angekoppelten Funktionsteile weiterhin vom Elektromotor gedreht werden können.

Gemäß einer besonderen Ausbildung läßt sich die allgemeine erfinderische Idee dadurch konkretisieren, daß die parallelen Antriebsverbindungen zum Elektromotor mittels zweier oder mehrerer mechanischer Übertragungsglieder, beispielsweise Getriebe oder Zahnriemen, realisiert sind, die sich jeweils von dem Elektromotor zu einem der Funktionsglieder erstrecken. Hier wird die erhöhte, technische Verfügbarkeit für die Gesamt-Antriebsanordnung nach der Erfindung gegenüber dem Stand der Technik deutlich: Der Ausfall eines einzigen Übertragungsgliedes betrifft nur das diesem zugeordnete Funktionsteil, nicht aber die benachbart bzw. parallel an dem Elektromotor angeschaltenen, weiteren Funktionsteile, die ungestört weiter angetrieben werden können.

Vor allem im Druckmaschinenbereich sind die drehbaren Funktionsteile einer Maschine oder eines Gerätes, beispielsweise Walzen oder Zylinder, derart konfiguriert, daß einem bahnförmigen Körper, beispielsweise einer Papierbahn zwischen wenigstens zwei sich gegenläufig drehenden Funktionsteilen eine Förderbewegung erteilt wird, und in Richtung des Durchlaufs bzw. der Förderbewegung des Bahnkörpers zwei oder mehr Gruppen von jeweils mehreren, zusammen auf den Körper einwirkenden, drehbaren Funktionsteilen hintereinander angeordnet sind. In diesem Zusammenhang besteht die nebengeordnete Erfindungsalternative oder eine besonders vorteilhafte Ausbildung der Erfindung darin, daß mehrere Funktionsteile von unterschiedlichen, vorzugsweise hintereinander angeordneten Gruppen mit wenigstens einem der Elektromotoren gemeinsam und/oder parallel in Antriebsverbindung stehen. Hierdurch lassen sich Elektromotoren für jeweils wenigstens zwei Gruppen mit Funktionsteilen ausnutzen. Zweckmäßig ist der Elektromotor nicht nur funktionsmäßig, sondern auch räumlich zwischen zwei der Gruppen mit jeweils mehreren Funktionsteilen angeordnet.

Der Gedanke der Minimierung der Anzahl der notwendigen Elektromotoren unter gleichzeitiger Beibehaltung eines ausreichenden Maßes an Flexibilität und Antriebsgenauigkeit läßt sich nach einer Ausbildung der Erfindung dadurch fortentwickeln, daß mit wenigstens einem Funktionsteil der ersten oder zweiten Gruppe, welche beiden Gruppen über jeweilige Funktionsteile parallel mit dem Elektromotor verbunden sind, ein Funktionsteil einer weiteren dritten Gruppe über ein oder mehrere mechanische Übertragungsglieder gekoppelt ist. Es wird zweckmäßig sein, daß als dritte Gruppe eine solche ausgewählt wird, die der ersten oder zweiten Gruppe räumlich naheliegt. Eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung besteht dabei darin, daß zur mechanischen Ankopplung der Funktionsteile der dritten oder weiteren Gruppe ein solches Funktionsteil der ersten oder zweiten Gruppe verwendet wird, das unmittelbar mit dem Elektromotor verbunden ist.

Bei einem Mehrmotorenantrieb, bei dem im Rahmen der Erfindung mit jedem Elektromotor zwei oder mehr drehbare Funktionsteile mechanisch gekoppelt sind, ist die Möglichkeit eröffnet, mit verteilten Momenten zu arbeiten, d. h. das Gesamtmoment auf einzelne Motoren aufzuteilen.

Weitere Einzelheiten, Merkmale, Vorteile und Wirkungen auf der Basis der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen sowie der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungswege der Erfindung und den Zeichnungen. Diese zeigen in einer jeweils schematischen Prinzipskizze unterschiedliche Anordnungsmöglichkeiten für Antriebe nach der Erfindung.

Gemäß Fig. 1 durchläuft ein Strang oder eine Bahn B, beispielsweise ein Faden oder Garn in einer Textilmaschine oder eine Papierbahn in einer Druckmaschine, einen Spalt, der von zwei sich gegenläufig drehenden Funktionsteilen, gemäß gezeichnetem Ausführungsbeispiel von zwei Gummituchzylindern GZ einer Druckmaschine begrenzt ist. Indem sich der links der Bahn B befindliche Gummituchzylinder GZ im Uhrzeigersinn und der rechts befindliche Gummituchzylinder GZ entgegen dem Uhrzeigersinn dreht, wird der Bahn B die Durchlaufrichtung 6 eingeprägt. Zum Antrieb sind zwei Elektromotoren M zu je einer Seite der Bahn B angeordnet. Ferner sind zwei Plattenzylinder PZ auf je einer Seite der Bahn B je einem Gummituchzylinder GZ zugeordnet bzw. wirken mit diesem zusammen. Sowohl auf der rechten als auch auf der linken Seite der Bahn B dreht sich die Antriebswelle des Elektromotors jeweils im Uhrzeigersinn. Jeder Elektromotor ist mit Antriebsverbindungen 1, 1a zu je einem der Gummituchzylinder GZ und mit einer weiteren Antriebsverbindungen 2a, 2 zu je einem der Plattenzylinder PZ versehen. Wie bei Offset-Druckmaschinen an sich bekannt, kontaktieren sich Gummituch- und Plattenzylinder GZ, PZ und drehen sich dabei im einander entgegengesetzten Umlaufsinn. Ferner sind erfindungsgemäß bei jedem auf der rechten und linken Seite der Bahn B angeordneten Zylinderpaare sowohl die jeweiligen Gummituchzylinder GZ als auch die Plattenzylinder PZ mit den beiden Elektromotoren M auf je einer Seite der Bahn B gekoppelt. Die Kopplung ist derart, daß von jedem Paar der Plattenzylinder PZ über jeweilige Antriebsverbindungen 2a, 2 und der Gummituchzylinder GZ über jeweilige und zu den vorgenannten Antriebsverbindungen 2a, 2 parallele Antriebsverbindungen 1, 1a mit je einem der beidseitigen Elektromotoren in Wirkungsverbindung steht. In jedem der auf beiden Seiten der Bahn B angeordneten Elektromotoren M laufen also wenigstens zwei Antriebsstränge 2a, 1 bzw. 1a, 2 zusammen. Im Rahmen der Erfindung können auch mehr als zwei Antriebsstränge pro Elektromotor sternartig zusammenlaufen.

Da die mit je einem Elektromotor M parallelverbundenen Gummituch- und Plattenzylinder sich zueinander gegenläufig drehen, muß bei einer der Antriebsverbindungen ein Übertragungsglied eine Drehrichtungsumkehr gegenüber der Drehrichtung des Elektromotors herbeiführen. Diese Umkehr ist in den Zeichnungen mit einem Minuszeichen angedeutet. Wesentlich ist bei der Anordnung, daß der Plattenzylinder PZ und der Gummituchzylinder GZ, die einander paarweise zugeordnet sind, von einem gemeinsamen Elektromotor M aus angetrieben werden. Auf der rechten Seite der Bahn findet die genannte Drehrichtungsumkehr in der Antriebsverbindung 1a zum Gummituchzylinder und auf der linken Seite der Bahn B in der Antriebsverbindung 2a zum Plattenzylinder statt. Dies liegt im Rahmen der Parallelkopplung von Platten- und Gummituchzylinder PZ, GZ auf je einer Seite der Bahn mit einem ihnen gemeinsam zugeordneten Elektromotor M ebenfalls auf je einer Seite der Bahn.

Gemäß Fig. 2 ist zusammen für die beiden Platten-/Gummituchzylinder-Paare auf je einer Seite der Bahn B nur ein einziger Antriebsmotor M vorgesehen, der sich gemäß gezeichnetem Ausführungsbeispiel auf der linken Seite der Bahn B befindet. Er dreht sich im Uhrzeigersinn, so daß für die Antriebsverbindung 1 zum Gummituchzylinder GZ auf der linken Seite der Bahn B die Drehrichtung unmittelbar übernommen werden kann, wohingegen beim mit diesem zusammenwirkenden Plattenzylinder PZ die Antriebsverbindung 2a ebenfalls eine Funktion zur Umkehr der Drehrichtung bewirken muß. Um weitere Drehrichtungs-Umkehrglieder einzusparen, ist bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 vorgesehen, zwischen dem linken Plattenzylinder PZ und dem rechten, sich gleichsinnig drehenden Gummituchzylinder GZ ein mechanisches Übertragungsglied 3 anzuordnen. Ebenso ist zwischen dem linken Gummituchzylinder GZ und dem sich gleichsinnig drehenden rechten Plattenzylinder PZ ein weiteres mechanisches Übertragungsglied 4 angeordnet. Beide Übertragungsglieder 3, 4 können ohne Mittel zur Drehrichtungsumkehr ausgebildet sein. Da bei dieser Konfiguration mit einem einzigen Elektromotor nur zwei mechanische Übertragungsglieder zwischen den passiven Funktionsteilen Gummi- und Plattenzylinder GZ, PZ notwendig sind, sind die Genauigkeit und Antriebsgüte mindernde Einflüsse wie Zahnriemenelastizitäten oder Zahnrad-Spiel minimiert.

Gemäß Fig. 3 sind längst der Bahn B mehrere Arbeitsstationen mit jeweils vier zusammenwirkenden Funktionsteilen, beispielsweise mehrere Druckstationen D1, D2, ... Dn einer Druckmaschine, in Durchlaufrichtung 6 nacheinander angeordnet. Vorzugsweise zwischen zwei unmittelbar in Durchlaufrichtung 6 aufeinanderfolgenden Druckstationen D1, D2 ist ein Elektromotor M plaziert. Dessen Drehrichtung ist entgegen dem Uhrzeigersinn eingestellt, und er besitzt wenigstens zwei Antriebsverbindungen 2 zu den beiden Plattenzylindern PZ je einer Druckstation D1, D2, wobei sich die Plattenzylinder PZ jeweils auf der linken Seite der Bahn B befinden. Optional können von diesen Elektromotor M, wie in Fig. 3 gestrichelt angedeutet, noch ein oder mehrere weitere Druckstationen Dn, und von diesen der Plattenzylindern PZ oder auch ein Gummituchzylinder angetrieben sein. Die weiteren Zylinder der beiden Gruppen bzw. Druckstationen D1, D2 - je ein Gummituchzylinder GZ auf der linken Seite der Bahn B, je ein Platten- und Gummituchzylinderpaar PZ, GZ auf der rechten Seite der Bahn B - können dann die Antriebsleistung und -information über an sich bekannte Übertragungsglieder 3a, 4a, 5a von anderen Zylindern, zweckmäßig dem jeweils benachbarten Zylinder, ableiten. Da sich einander benachbarte Zylinder gegenläufig drehen, muß jedes der Übertragungsglieder 3a, 4a, 5a ein Glied zur Drehrichtungsumkehr enthalten.

Gemäß Fig. 4 ist es nach der Erfindung auch möglich, zu je einer Seite der Bahn B einen Elektromotor zwischen zwei Funktionsteilgruppen bzw. Druckstationen D1, D2 einzusetzen. Diese beiden Elektromotoren M sind dann mit je zwei Antriebsverbindungen 1, 2 zu Gummituch- und Plattenzylindern GZ, PZ aus unterschiedlichen Gruppen bzw. Druckstationen versehen. Zwischen den Gummituch- und Plattenzylindern GZ, PZ auf je einer Seite der Bahn B sind dann noch mechanische Übertragungsglieder 3a, 5a jeweils mit Drehrichtungsumkehr notwendig. Eine mechanische Kopplung zwischen zwei Zylindern auf unterschiedlichen Bahnseiten kann - im Gegensatz zur Ausführung nach Fig. 3 - entfallen.

Gemäß Fig. 4 ist es ferner zweckmäßig, neben den beiden angesprochenen Druckstationen D1, D2 noch eine weitere Druckstation Dn ohne eigene aktive Antriebskomponente anzukoppeln, insbesondere wenn diese weitere Druckstation Dn in räumlicher Nähe zu den beiden erstgenannten Druckstationen D1, D2 liegt. Gemäß gezeichnetem Ausführungsbeispiel ist die Antriebskopplung mittels mechanischer Übertragungsglieder 7 realisiert, die jeweils einen Zylinder aus einer der beiden erstgenannten Druckstationen D1, D2 mit einem Zylinder der weiteren Druckstation Dn zum Drehantrieb koppeln. Im gezeichneten Beispiel leitet der linksseitige Plattenzylinder PZ der weiteren Druckstation Dn seine Antriebsinformation und -leistung aus der zweiten Druckstation D2 vom dortigen, linksseitigen Plattenzylinder PZ her, der eine Antriebsverbindung 2 unmittelbar zum sich gleichsinnig drehenden, linksseitigen Elektromotor M aufweist. Ferner leitet der rechtsseitige Plattenzylinder PZ der weiteren Druckstation Dn seine Antriebsinformation- und -leistung über das rechtsseitige der beiden genannten Übertragungsglieder 7 zweckmäßig ebenfalls aus der zweiten Druckstation D2 vom dortigen, rechtsseitigen Plattenzylinder PZ her, der seine Antriebsleistung und -information über ein Umkehr-Übertragungsglied 5a vom Gummituchzylinder GZ bezieht. Dieser besitzt - parallel zum rechtsseitigen Gummituchzylinder GZ der ersten Druckstation D1 - eine unmittelbare Antriebsverbindung 1 zu dem rechtsseitigen Elektromotor M. In der weiteren Druckstation Dn kann dann die Kopplung zwischen den jeweiligen Zylindern PZ, GZ der Zylinderpaare auf beiden Seiten der Bahn B wie in den vorhergehenden Druckstationen D1, D2 erfolgen.

In den obigen Erläuterungen ist unter dem Begriff "Antriebsverbindung" eine indirekte, mittelbare Antriebsverbindung (beispielsweise unter Einsatz von mechanischen Übertragungsgliedern wie Getriebe oder Zahnriemen) zu verstehen.

Die Erfindung ist nicht auf die obigen, auf den Druckmaschinenbau zugeschnittenen Anwendungen beschränkt. Denkbar ist auch der Einsatz eines Elektromotors mit zwei Antriebswellen an entgegengesetzten Enden des Motorläufers. An je einem Stirnende des Läufers bzw. an dessen Antriebsstummel kann dann als zu drehender Körper ein Funktionsteil einer Maschine oder eines Gerätes antriebsmäßig angekoppelt sein.

Claims (9)

1. Antriebsanordnung mit einem oder mehreren Elektromotoren (M), mit dem oder denen mehrere drehbare Funktionsteile (GZ, PZ) einer Maschine oder eines Gerätes, beispielsweise Walzen oder Zylinder einer Druckmaschine, in Antriebsverbindung stehen, wobei von wenigstens einem Elektromotor (M) aus zwei oder mehr Funktionsteile (GZ, PZ) gemeinsam angetrieben werden und die gemeinsam angetriebenen Funktionsteile (GZ, PZ) zueinander parallel mit dem Elektromotor in Antriebsverbindungen (1, 2a; 1a, 2) stehen, dadurch gekennzeichnet, daß die Funktionsteile (GZ, PZ) sich kontaktieren und sich dabei im einander entgegengesetzten Umlaufsinn drehen oder derart zueinander gegenläufig drehend mit einem Spalt angeordnet sind, daß zwischen den Funktionsteilen (GZ, PZ) einem bahnförmigen Körper (B) eine Förderbewegung (6) erteilt wird.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die parallelen Antriebsverbindungen (1, 2a; 1a, 2) zum Elektromotor (M) mittels zweier oder mehr mechanischer Übertragungsglieder, beispielsweise Getriebe oder Zahnriemen, realisiert sind, die jeweils von dem Elektromotor (M) zu einem der Funktionsteile (GZ, PZ) geführt sind.

3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine der parallelen Antriebsverbindungen (1, 2a; 1a, 2) zu dem Elektromotor (M) ein Mittel oder Glied zur Umkehr der Drehrichtung aufweist.

4. Anordnung nach Anspruch 3, mit wenigstens zwei Paaren im zueinander umgekehrten Drehsinn angetriebener Funktionsteile (GZ, PZ), wobei ein erstes der Paare die parallelen Antriebsverbindungen (1, 2a) zum Elektromotor (M) aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Funktionsteile (GZ, PZ) des zweiten Paares über mechanische Übertragungsglieder (3, 4) mit dem jeweils gleichsinnig drehenden Funktionsteil (PZ, GZ) des ersten Paares gekoppelt sind.

5. Antriebsanordnung insbesondere nach einem der vorangehenden Ansprüche, mit einem oder mehreren Elektromotoren (M), mit dem oder denen mehrere drehbare Funktionsteile (GZ, PZ) einer Maschine oder eines Gerätes, beispielsweise Walzen oder Zylinder einer Druckmaschine, in Antriebsverbindung stehen, wobei einem strang- oder bahnförmigen Körper (B) zwischen wenigstens zwei Funktionsteilen (GZ) ein Durchlauf erteilt wird, und in Richtung (6) des Durchlaufs wenigstens zwei Gruppen (D1, D2, ..., Dn) mit jeweils mehreren, zusammen auf den Körper (B) einwirkenden Funktionsteilen hintereinander angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Funktionsteile (PZ, GZ) unterschiedlicher Gruppen (D1, D2) mit wenigstens einem der Elektromotoren (M) gemeinsam und/oder parallel in Antriebsverbindungen (1, 2) stehen.

6. Anordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der wenigstens eine Elektromotor (M) räumlich und/oder funktionsmäßig zwischen zwei der Gruppen (D1, D2, ..., Dn) angeordnet ist.

7. Anordnung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß mit wenigstens einem Funktionsteil (GZ, PZ) der ersten oder zweiten Gruppe (D1, D2), die parallel mit dem Elektromotor (M) verbunden sind, wenigstens ein Funktionsteil (GZ, PZ) einer dritten Gruppe (Dn) über ein oder mehrere mechanische Übertragungsglieder (7) zum Antrieb gekoppelt ist.

8. Anordnung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß mit wenigstens einem mit dem Elektromotor (M) verbundenen Funktionsteil (PZ) der einen Gruppe (D2) ein Funktionsteil (PZ) einer anderen Gruppe (Dn) über ein oder mehrere mechanische Übertragungsglieder (7) zum Antrieb gekoppelt ist.

9. Anordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mit wenigstens einem mit dem Elektromotor (M) verbundenen Funktionsteil (GZ) ein oder mehrere Funktionsteile (PZ) über ein oder mehrere mechanische Übertragungsglieder (3a, 4a, 5a, 7) zum Antrieb gekoppelt sind.