EP0904934B1 - Vorrichtung und Verfahren zum Antrieb von Druckmaschinen mit mehreren entkoppelt angeordneten Motoren - Google Patents

Vorrichtung und Verfahren zum Antrieb von Druckmaschinen mit mehreren entkoppelt angeordneten Motoren Download PDF

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EP0904934B1
EP0904934B1 EP98112249A EP98112249A EP0904934B1 EP 0904934 B1 EP0904934 B1 EP 0904934B1 EP 98112249 A EP98112249 A EP 98112249A EP 98112249 A EP98112249 A EP 98112249A EP 0904934 B1 EP0904934 B1 EP 0904934B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
printing
transfer unit
transfer
printing unit
groups
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
EP98112249A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP0904934A1 (de
Inventor
Klaus Hartmann
Michael Krüger
Bernhard Wagensommer
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Heidelberger Druckmaschinen AG
Original Assignee
Heidelberger Druckmaschinen AG
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Filing date
Publication date
Application filed by Heidelberger Druckmaschinen AG filed Critical Heidelberger Druckmaschinen AG
Publication of EP0904934A1 publication Critical patent/EP0904934A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP0904934B1 publication Critical patent/EP0904934B1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41F—PRINTING MACHINES OR PRESSES
    • B41F13/00—Common details of rotary presses or machines
    • B41F13/004—Electric or hydraulic features of drives
    • B41F13/0045—Electric driving devices
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41F—PRINTING MACHINES OR PRESSES
    • B41F21/00—Devices for conveying sheets through printing apparatus or machines
    • B41F21/10—Combinations of transfer drums and grippers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41P—INDEXING SCHEME RELATING TO PRINTING, LINING MACHINES, TYPEWRITERS, AND TO STAMPS
    • B41P2213/00—Arrangements for actuating or driving printing presses; Auxiliary devices or processes
    • B41P2213/70—Driving devices associated with particular installations or situations
    • B41P2213/73—Driving devices for multicolour presses
    • B41P2213/734—Driving devices for multicolour presses each printing unit being driven by its own electric motor, i.e. electric shaft

Definitions

  • the object of the invention is to propose a device and a method, which improves the disadvantages known from the prior art.
  • An advantage of the invention is that the separately driven transfer station Machine is decoupled on the one hand and remains easily controllable on the other hand.
  • the remaining groups of printing units in front of and behind the separation are each means conventional gear train connected and each with a drive.
  • the lined up printing units have a favorable Vibration behavior. That means the resonance frequency of the printing unit groups is still that way high that there is still no vibration excitation at maximum production speed.
  • the regulation of these drives does not have to be coordinated so precisely with one another to achieve phase-accurate paper transfer. That is, a phase shift can be caused by the Transfer station are balanced. This means there are no quick control interventions in the drive the printing units in front of and behind the transfer station necessary, which causes control vibrations can be avoided and the press delivers good printing results.
  • the one now occurring Phase shift of the separated printing units is controlled by a control of the transfer station balanced. This means that the transfer station takes the sheet of paper from the one in front Printing group on phase-synchronized, corrects the phase position during the rotary movement for handover to the printing group behind and hand over the sheet phase-synchronized to the printing group behind.
  • the rapid control of the transfer station is possible because the mass of the transfer station is small and no mechanical effect on the groups of printing units in front and behind is exercised.
  • motors can be used because of the low Load torque also have favorable control properties.
  • Drives are particularly suitable for this, which are attached directly to the shaft of the transfer station.
  • the transfer station is implemented, for example, by a transfer cylinder or transferter. It is known from the prior art to design the transfer cylinder as one-turn is called the development (sheet plus channel) of the impression cylinder and the transfer cylinder identical. Furthermore, it is known the transfer cylinder as a so-called storage drum to be carried out by the same half-or three-speed and thus the double or has three times the circumference of the printing cylinder. At most, the scope of the Transfer cylinder with the circumference of the printing cylinder in an integer ratio.
  • the integer ratio is not mandatory necessary.
  • two and a half times the size of the Transfer cylinder has the advantage that the angle of rotation range, in the phase correction can be made is larger. It is also conceivable that through the channel caused space between two arcs to use for phase correction.
  • the transfer station rotates with the sheet after it has been picked up Circumferential speed like all cylinders in front. This ensures that the Sheet experiences no relative movement to its transport medium and therefore the risk of Lubrication is not given. If the sheet is outside the printing nip or outside the contact surface of the printing unit, it can accelerate or be delayed until an exact alignment of the phase of the transfer cylinder with the phase of the subsequent printing unit groups. The rotation of the transfer station is accordingly not continuously, but modulated depending on the diameter and phase correction.
  • the time of takeover and the time of handover are not advantageous identical, but are placed so that in the meantime the possibility of First phase correction to the printing group and behind the transfer station then insists on the group of printing units located in front of the transfer station.
  • An additional advantage of the invention is that by adjusting the phase relationship Register corrections can be made.
  • a targeted phase shift when taking over and / or transfer can be used to make the paper edge larger in the gripper closure or becomes smaller, which allows the register to be adjusted.
  • the Transfer station takes the place of the previous turning drum.
  • the rear edge of the sheet is taken over and this is done when changing from Beautifully made on reverse printing and various settings for different formats must be done by simply changing the program at the push of a button. This means the downtimes when converting the machine when changing jobs significantly shortened.
  • the arrangement of the device according to the invention can be used wherever Printing unit groups or individual printing units lined up by a transferter become.
  • Another variant provides for the mechanical coupling between the printing unit groups to be left by means of a gear train and for a transfer station to be assigned a separate drive.
  • the transfer station can also be a single transfer cylinder.
  • the drive ensures that when a sheet is taken over from the printing group in front of it, an exact tooth flank system is produced for it.
  • this method is also a phase correction of the transfer station to the respective printing unit groups, but within smaller angular ranges.
  • a correspondingly exact tooth flank system is produced for these.
  • a corresponding solution is implemented using suitable sensors for measuring the differential angle or torque measuring systems.
  • the differential angle measurement can be carried out, for example, by means of two incremental encoders, which are each attached directly to the units involved in the sheet transfer. Within the limits of the elastic deformation of the gearwheels, a defined, regulated angular difference is in a proportional relationship to the transmitted torque.
  • the divided printing unit groups are regulated by their regulation in such a way that they act like separate machines without taking care that the torque flow in the transition area is rectified.
  • the intermediate transfer unit has the task of producing the tooth flank system in the right direction. Specifically, this means that in the case of sheet transfer from the printing group in front of it to the transfer station, a torque flow must be directed in the direction of the transfer station. If the situation so requires, this can be made possible by applying a braking torque to the transfer station by means of its drive.
  • printing unit group is not limited to a grouping of Printing units, but also includes a combination of printing unit and feeder or Printing unit and delivery. The same applies to paint shops or similar units that treat an arch inline.
  • Figure 1 shows a printing press 1 with a plurality of printing units arranged in series 2 or 3.
  • a sheet to be printed is fed by the feeder 4, through the printing units 2 and 3 to transported to the boom 5.
  • the printing units 2 and the feeder 4 are by a gear train connected to each other, which is represented by an arrow 6.
  • the drive of this Printing unit group 2 together with feeder 4 is carried out by a motor 7.
  • the printing units 3 together with the boom 5 are also connected to each other by a gear train, which is represented by an arrow 8.
  • the drive for this printing group 3 together with the boom 5 is accomplished by a motor.
  • a transfer station 10 Between the two Printing unit groups 2 and 3 is a transfer station 10, which is mechanically from the Wheel trains of both printing unit groups 2 and 3 is decoupled.
  • An arrow 11 indicates the function the transfer station 10 between the printing unit groups 2 and 3.
  • the transfer station 10 is represented by a transferter in the example. However, this can be any act sheet transport device.
  • the transfer station 10 is operated by a motor 12 driven, the angular position feedback takes place by an incremental encoder 12 '.
  • the The angular position of the other two motors 7, 9 takes place by means of incremental encoders 7 ', 9'. All Motors 7,9,12 are provided by according to the required power Power units 13, 13 ', 13 "supplied.
  • the control of the three motors 7, 9, 12 is implemented by a control device 14. their The task is to so the motors 7 and 9 according to a predetermined target speed regulate that predetermined angle difference between the two printing unit groups 2 and 3 is not is exceeded. The maximum difference depends on the dynamics of the drive system Transfer station 10 from. Furthermore, the task of the control device 14 is to Time of the sheet transfer, the transfer station 10 in exact phase agreement with the last sheet-guiding cylinder or drum of the printing group 2 in front and at the time of the sheet transfer the transfer station 10 in exact phase correspondence with the first sheet-guiding drum or cylinder of the subsequent printing group 3 bring to.
  • An input device 15 connected upstream of the control device 14 outputs the various Setpoints such as speed, moving to a certain angular position, Acceleration and braking function or the like before.
  • Fig. 2 shows a block diagram of the drive control.
  • a setpoint generator 20 provides one Angle setpoint phi Soll, a speed specification n Soll, and an acceleration setpoint a Soll. These values are each supplied to the drive control 21, 21 'and 21 "
  • Drive control 21 is assigned to a power unit 13, which supplies a motor 7.
  • the Motor 7 forms the drive for printing unit group 2.
  • the specification is made accordingly the values phi soll, n soll and a soll for the drive control 21 'which is connected to the power section 13 'is connected and together with the motor 9 the drive for the printing group 3 represents.
  • the transfer position 22 defines the angular position at which one Transfer of a sheet from printing group 2 to Transferter 10 takes place.
  • Through the Transfer position 23 is defined at which angular position a transfer from the transferter 10 to printing unit group 3.
  • the transfer positions are due to the mechanical Design specified, but can be determined by the sheet format in reverse printing become.
  • Fig. 4 shows a flow diagram showing the interaction of the transfer 10 with the Printer groups 2 and 3 shows.
  • An area is defined in which a regulation of the Position of the transfer 10 takes place on the position of the printing group 2 and a second Area in which regulation of the position of the transferter 10 to the position of the Printing group 3 takes place.
  • FIG. 5 shows a diagram which shows the speed curve of the transferter 10 over the Period of a sheet transport shows. That is, within this period the arc of the printing group 2 taken over, transported and then to printing group 3 passed. There are three different speed profiles through the Curves 30, 31, 32 shown.
  • Curve 30 shows a constant speed, which is caused by the fact that between there is no phase shift in printing unit groups 2 and 3.
  • the Transferter 10 has in this If the task has its speed exactly on the value of the two printing unit groups 2, 3 hold to ensure an angularly synchronous transfer of the sheet.
  • Curve 31 like curve 30, shows a constant speed curve up to time T 1 .
  • a transported sheet is still in contact with the drum or the cylinder, which is arranged in front of the transferter 10. If the transferter 10 were accelerated or braked during this period, the sheet could be smeared. Therefore, the transferter 10 moves within this critical angular range with the same peripheral speed as the last drum or the last cylinder of the printing unit group 2. From time T 1 , the sheet is completely on the transferter 10, so that the phase correction can be carried out.
  • there is an acceleration from T 1 ie the transferter 10 catches up with an existing differential angle with respect to the subsequent printing unit group 3.
  • Curve 31 describes the case where there is a positive differential angle from printing group 2 to printing group 3, ie printing group 3 is leading compared to printing group 2.
  • Curve 32 describes the opposite case, ie printing group 2 lags printing group 3. Therefore, between T 1 and T 2 there is first a deceleration of the transferter 10 and subsequently an acceleration between T 3 and T 4 .

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Antrieb von Druckmaschinen mit Mehrmotorenantrieb. Aus dem Stand der Technik sind Mehrfachantriebe an Druckmaschinen durch folgende Patentschriften bekannt:
  • 1. In einen die verschiedenen Druckwerke verbindenden Räderzug oder Antriebswelle speisen mehrere Motoren ein vorgegebenes Drehmoment ein. Durch den Räderzug wird die Synchronisierung der verschiedenen Druckwerke gewährleistet. Mittels einem Überschuß an Drehmoment ergibt sich eine ständige Zahnflankenanlage, wodurch eine gute Druckqualität gewährleistet werden soll. Nachteilig dabei ist, daß eine elastische Verformung der Zahnräder bereits für eine merkliche Verschlechterung der Druckqualität sorgt, da aufgrund von ständig schwankendem Lastmoment die exakte Einspeisung des gerade benötigten Drehmoments nicht gewährleistet werden kann. Eine entsprechende Vorrichtung geht aus der DE OS 1 563 591 hervor.
  • 2. Die Druckwerke werden in separate Abschnitte eingeteilt, die mittels Einzelantrieb so angetrieben werden können, daß innerhalb der Druckwerksabschnitte nur geringe elastische Verformung der Zahnräder erfolgt. Die einzelnen Druckwerksabschnitte werden so zueinander synchronisiert, daß eine exakte Übergabe der Papierbogen gewährleistet wird. Der Nachteil dieser Vorrichtung besteht darin, daß die einzelnen Druckwerksabschnitte eine sehr große Masse haben die zusätzlich über eine Umdrehung betrachtet unterschiedliche Lastmomente aufnehmen. Daraus ergibt sich, daß es einer sehr komplizierten Regelung bedarf um die Druckqualität zu erzielen, die von Maschinen mit Einzelantrieb bekannt ist. Als Alternative dazu wird in der DE 41 37 979 A1 vorgeschlagen, die eigentliche Regelung auf eine winkelsynchrone Übergabe der Druckbogen zu beschränken. Das heißt, es wird nur in einem bestimmten Winkelbereich um den Übergabepunkt geregelt und außerhalb dieses Winkelbereiches erfolgt nur eine Konstanthaltung der Drehzahl. Dadurch werden zwar die Zeitbedingungen für die Regelung erleichtert, aber die Drehmassen bleiben unverändert groß.
  • 3. Aus EP 0 615 941 A1 ist eine Vorrichtung bekannt, welche eine erste und zweite papierverarbeitende Einheit einer Druckmaschine aufweist, wobei die beiden Einheiten über eine Übergabestation miteinander verbunden sind. Die Übergabestation ist hier als Förderband in Ansaugtechnik ausgestaltet und weist einen unabhängigen elektrischen Antrieb in Form von einem oder mehreren elektrischen Servomotoren auf. Damit kann die Übergabestation sowohl beschleunigt als auch verlangsamt werden, um die Position eines auf der Übergabestation transportierten Papierbogens zu justieren. Damit wird Registerhaltigkeit zwischen der ersten und der zweiten papierverarbeitenden Station sichergestellt. Um diese Regelung durchführen zu können, wird in der Übergabestation mittels eines Sensors eine Kante des Papierbogens erfasst und überprüft, ob sich das Papier in einer Position befindet, welche einen Eintritt in die zweite papierverarbeitende Einheit erlaubt. Wenn die Position nicht korrekt ist, wird das Förderband der Übergabestation verlangsamt oder beschleunigt, so dass der Papierbogen auf dem Förderband in der richtigen Position in die zweite papierverarbeitende Einheit der Druckmaschine eintritt.
    • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde eine Vorrichtung und ein Verfahren vorzuschlagen, womit die aus dem Stand der Technik bekannten Nachteile verbessert werden.
    Erfindungsgemäß wird dieses durch die Merkmale der Ansprüche 1 und 11 gelöst.
    Ein Vorteil der Erfindung liegt darin, daß durch die getrennt angetriebene Übergabestation die Maschine einerseits entkoppelt wird und andererseits leicht regelbar bleibt.
    Die verbleibenden Druckwerksgruppen vor und hinter der Auftrennung sind jeweils mittels konventionellem Zahnradzug miteinander verbunden und mit je einem Antrieb versehen. Durch die Auftrennung haben die aneinander gereihten Druckwerke ein günstiges Schwingungsverhalten. Das heißt, die Resonanzfrequenz der Druckwerksgruppen liegt noch so hoch, daß bei maximaler Produktionsgeschwindigkeit noch keine Schwingungsanregung erfolgt. Die Regelung dieser Antriebe muß nicht so exakt auf einander abgestimmt sein um eine phasengenaue Papierübergabe zu erzielen. Das heißt, ein Phasenversatz kann durch die Übergabestation ausgeglichen werden. Somit sind keine schnellen Regeleingriffe in den Antrieb der Druckwerke vor und hinter der Übergabestation notwendig, wodurch Regelschwingungen vermieden werden und die Druckmaschine gute Druckergebnisse liefert. Der nun auftretende Phasenversatz der aufgetrennten Druckwerke wird durch eine Regelung der Übergabestation ausgeglichen. Das heißt die Übergabestation nimmt den Papierbogen von der davor liegenden Druckwerksgruppe phasensynchron auf, korrigiert die Phasenlage während der Drehbewegung zur Übergabe an die dahinter liegende Druckwerksgruppe und übergibt den Bogen phasensynchron an die dahinter liegende Druckwerksgruppe.
    Die schnelle Regelung der Übergabestation ist deshalb möglich, da die Masse derselben gering ist und auf die davor und dahinter liegenden Druckwerksgruppen keine mechanische Wirkung ausgeübt wird. Zusätzlich können dazu Motoren verwendet werden, die wegen des geringen Lastmoments auch günstige Regeleigenschaften aufweisen. Dazu eignen sich besonders Antriebe, die direkt auf der Welle der Übergabestation angebracht sind.
    Die Übergabestation wird beispielsweise durch einen Transferzylinder bzw. Transferter realisiert. Aus dem Stand der Technik ist es bekannt den Transferzylinder eintourig auszugestalten, das heißt die Abwicklung (Bogen plus Kanal) des Druckzylinders und des Transferzylinders sind identisch. Weiterhin ist es bekannt den Transferzylinder als sogenannte Speichertrommel auszuführen, indem derselbe halbtourig oder dritteltourig ist und somit den doppelten oder dreifachen Umfang des Druckzylinders aufweist. Allenfalls steht der Umfang des Transferzylinders mit dem Umfang des Druckzylinders in einem ganzzahligen Verhältnis.
    Durch den Wegfall der mechanischen Kopplung ist das ganzzahlige Verhältnis nicht zwingend notwendig. Im Gegenteil bringt ein beispielsweise zweieinhalbfacher Umfang des Transferzylinders den Vorteil, daß der Drehwinkelbereich, in dem Phasenkorrektur vorgenommen werden kann, größer ist. Es ist auch denkbar, den durch den Kanal hervorgerufenen Zwischenraum zwischen zwei Bogen zur Phasenkorrektur zu verwenden.
    Beispielsweise dreht sich die Übergabestation nach der Übernahme eines Bogens mit derselben Umfangsgeschwindigkeit wie alle davorliegenden Zylinder. Dadurch wird gewährleistet, daß der Bogen keine Relativbewegung zu seinem Transportmedium erfährt und demnach die Gefahr des Abschmierens nicht gegeben ist. Befindet sich der Bogen außerhalb des Druckspalts bzw. außerhalb der Anlagefläche des abgebenden Druckwerks, kann er solange beschleunigt oder verzögert werden, bis eine exakte Ausrichtung der Phase des Transferzylinders zu der Phase der nachfolgenden Druckwerksgruppen besteht. Die Drehbewegung der Übergabestation ist demnach nicht kontinuierlich, sondern abhängig von Durchmesser und Phasenkorrektur moduliert.
    Vorteilhafter Weise sind der Zeitpunkt der Übernahme und der Zeitpunkt der Übergabe nicht identisch, sondern werden so gelegt, daß jeweils in der Zwischenzeit die Möglichkeit der Phasenkorrektur zunächst auf die hinter der Übergabestation liegende Druckwerksgruppe und danach auf die vor der Übergabestation liegende Druckwerksgruppe besteht.
    Ein zusätzlicher Vorteil der Erfindung liegt darin, daß durch die Einstellung der Phasenbeziehung Passerkorrekturen durchgeführt werden können. Ein gezielter Phasenversatz bei Übernahme und/oder Übergabe kann dazu eingesetzt werden, daß der Papierrand im Greiferschluß größer oder kleiner wird, wodurch der Passer eingestellt werden kann. Gleiches gilt im Falle des Einsatzes der erfindungsgemäßen Vorrichtung bei der Bogenwendung. Das heißt, die Übergabestation nimmt den Platz der bisherigen Wendetrommel ein. Da bekanntlich bei der Bogenwendung die Übernahme der Hinterkante des Bogens erfolgt und dazu bei Umstellung von Schön- auf Widerdruck und bei verschiedenen Formaten diverse Einstellungen vorgenommen werden müssen, kann dieses durch eine einfache Programmumstellung per Knopfdruck erfolgen. Dadurch werden die Stillstandszeiten bei der Umrüstung der Maschine beim Auftragswechsel erheblich verkürzt.
    Bisherigen Bedenken, daß bei Ausfall einer Regelung die Synchronität der Maschinenkomponenten verloren geht und dadurch Kollisionen im Greiferbereich zu Maschinenschäden führen, können durch die erfindungsgemäße Einrichtung sowie ein entsprechend ausgeführtes Verfahren ausgeräumt werden. So kann beim Einsatz eines Transferters als Übergabestation, der konstruktionsbedingt abgeflachte Seiten aufweist, dieser auf eine Position gefahren werden, in der die vorderen oder hinteren Druckwerksgruppen keinen Schaden anrichten können. Im Falle eines Netzausfalls kann die Stromversorgung durch Umsetzung der kinetischen Energie im Generatorbetrieb sichergestellt werden. Diese Sicherheitsposition kann auch beim Sillsetzen der Maschine angefahren werden, um ein unabhängiges Verfahren der Druckwerksgruppen zum Einrichten, Waschen usw. zu ermöglichen. Hierdurch kann die Einrichtezeit reduziert werden.
    Die Anordnung der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann überall dort eingesetzt werden, wo Druckwerksgruppen oder einzelne Druckwerke durch einen Transferter aneinander gereiht werden.
    Eine weitere Variante sieht vor, die mechanische Kopplung zwischen den Druckwerksgruppen mittels Räderzug zu belassen und einer Übergabestation einen separaten Antrieb zuzuordnen. Die Übergabestation kann in diesem Fall auch ein einzelner Umführzylinder sein. Der Antrieb sorgt dafür, daß bei der Übernahme eines Bogens von der davorliegenden Druckwerksgruppe eine exakte Zahnflankenanlage zu diesem hergestellt wird. Prinzipiell handelt es sich bei dieser Methode ebenfalls um eine Phasenkorrektur der Übergabestation zu den jeweiligen Druckwerksgruppen, jedoch innerhalb kleinerer Winkelbereiche. Bei der Übergabe des Bogens von der Übergabestation zu den dahinterliegenden Druckwerk-Gruppen wird eine entsprechend exakte Zahnflankenanlage zu diesen hergestellt. Eine entsprechende Lösung wird mittels geeigneter Sensoren zur Differenzwinkelmessung bzw. Momentenmesssysteme realisiert.
    Die Diferenzwinkelmessung kann beispielsweise mittels zweier Inkrementalgeber, die jeweils unmittelbar an den zur Bogenübergabe beteiligten Einheiten angebracht sind durchgeführt werden. Eine definiert geregelte Winkeldifferenz steht innerhalb der Grenzen der elastischen Verformung der Zahnräder in einem proportionalen Zusammenhang mit dem übertragenen Drehmoment.
    Die aufgeteilten Druckwerksgruppen werden durch deren Regelung so geregelt, daß sie wie separate Maschinen wirken, ohne darauf zu achten, daß der Momentenfluß im Übergangsbereich gleichgerichtet ist. Der dazwischengeschalteten Übergabeeinheit kommt die Aufgabe zu, die Zahnflankenanlage in der richtigen Richtung herzustellen.
    Konkret heißt das, daß im Falle der Bogenübernahme von der davor liegenden Druckwerksgruppe zu der Übergabestation ein Momentenfluß in Richtung der Übergabestation gerichtet sein muß. Falls es die Situation erfordert, kann dieses dadurch ermöglicht werden, daß auf die Übergabestation mittels dessen Antrieb ein Bremsmoment aufgebracht wird.
    Im Falle der Bogenübergabe von der Übergabestation auf die dahinter liegende Druckwerksgruppe wird ein Momentenfluß in Richtung der dahinter liegenden Druckwerksgruppe erzeugt, welches durch den Antrieb der Übergabestation aufgebracht wird.
    Die Bezeichnung Druckwerksgruppe beschränkt sich nicht nur auf eine Gruppierung von Druckwerken, sondern beinhaltet auch eine Kombination von Druckwerk und Anleger oder Druckwerk und Ausleger. Entsprechendes gilt auch für Lackierwerke oder ähnliche Aggregate die einen Bogen im Inline-Verfahren behandeln.
    Die Erfindung wird anhand der Figuren 1 und 2 eingehender erläutert.
    Fig. 1
    zeigt eine schematische Anordnung der erfindungsgemäßen Vorrichtung,
    Fig. 2
    zeigt ein Blockschaltbild der Antriebsregelung,
    Fig. 3
    zeigt ein Strukturbild der Antriebsregelung,
    Fig. 4
    zeigt ein Ablaufdiagramm der Regelstrategie,
    Fig. 5
    zeigt den Geschwindigkeitsverlauf des Transferters.
    Figur 1 zeigt eine Druckmaschine 1 mit mehreren in Reihenbauweise angeordneten Druckwerken 2 bzw. 3. Ein zu bedruckender Bogen wird vom Anleger 4, durch die Druckwerke 2 und 3 bis zum Ausleger 5 transportiert. Die Druckwerke 2 und der Anleger 4 sind durch einen Räderzug miteinander verbunden, was durch einen Pfeil 6 dargestellt wird. Der Antrieb dieser Druckwerksgruppe 2 zusammen mit dem Anleger 4 erfolgt durch einen Motor 7. Die Druckwerke 3 zusammen mit dem Ausleger 5 sind ebenso durch einen Räderzug miteinander verbunden, welches durch einen Pfeil 8 dargestellt ist. Der Antrieb für diese Druckwerksgruppe 3 zusammen mit dem Ausleger 5 wird durch einen Motor bewerkstelligt. Zwischen den beiden Druckwerksgruppen 2 bzw. 3 befindet sich eine Übergabestation 10, die mechanisch von den Räderzügen beider Druckwerksgruppen 2 bzw. 3 entkoppelt ist. Ein Pfeil 11 deutet die Funktion der Übergabestation 10 zwischen den Druckwerksgruppen 2 und 3 an. Die Übergabestation 10 ist in dem Beispiel durch einen Transferter dargestellt. Es kann sich hierbei jedoch um jede beliebige bogentransportierende Einrichtung handeln. Die Übergabestation 10 wird durch einen Motor 12 angetrieben, dessen Winkelpositonsrückmeldung durch einen Inkrementalgeber 12' erfolgt. Die Winkelposition der beiden anderen Motoren 7, 9 erfolgt mittels Inkrementalgeber 7', 9'. Alle Motoren 7,9,12 werden durch entsprechend der erforderlichen Leistung vorgesehener Leistungsteile 13, 13', 13" versorgt.
    Die Regelung der drei Motoren 7, 9, 12 wird durch eine Regeleinrichtung 14 realisiert. Deren Aufgabe besteht darin, die Motoren 7 und 9 entsprechend einer vorgegebenen Solldrehzahl so zu regeln, daß vorgegebene Winkeldifferenz zwischen den beiden Druckwerksgruppen 2 und 3 nicht überschritten wird. Die maximale Differenz hängt von der Dynamik des Antriebssystems der Übergabestation 10 ab. Weiterhin liegt die Aufgabe der Regeleinrichtung 14 darin, zum Zeitpunkt der Bogenübernahme die Übergabestation 10 in exakte Phasenübereinstimmung mit dem letzten bogenführenden Zylinder oder Trommel der davor liegenden Druckwerksgruppe 2 und zum Zeitpunkt der Bogenübergabe die Übergabestation 10 in exakte Phasenübereinstimmung mit der ersten bogenführenden Trommel oder Zylinder der nachfolgenden Druckwerksgruppe 3 zu bringen.
    Eine der Regeleinrichtung 14 vorgeschaltete Eingabeeinrichtung 15 gibt die verschiedenen Sollwerte wie beispielsweise Drehzahl, Anfahren einer bestimmten Winkelstellung, Beschleunigungs- und Abbremsfunktion oder ähnliches vor.
    Vorteilhaft für die erfindungsgemäße Vorrichtung könnte es sein, zusätzliche Inkrementalgeber 7" bzw. 9" jeweils an den unmittelbar zur Übergabestation 10 angrenzenden bogenführenden Zylinder bzw. Trommel anzubringen. Alternativ dazu ist es auch denkbar die Inkrementalgeber 7' und 9' anstelle dem Zylinder der Momenteneinspeisung, den angrenzenden Zylindern an die Übergabestation zuzuordnen.
    Fig. 2 zeigt ein Blockschaltbild der Antriebsregelung. Ein Sollwertgenerator 20 liefert einen Winkelsollwert phi soll, eine Drehzahlvorgabe n soll, und einen Beschleunigungssollwert a soll. Diese Werte werden jeweils der Antriebssteuerung 21, 21' und 21" zugeleitet. Die Antriebssteuerung 21 ist einem Leistungsteil 13 zugeordnet, welches einen Motor 7 versorgt. Der Motor 7 bildet den Antrieb für die Druckwerksgruppe 2. Entsprechend dazu erfolgt die Vorgabe der Werte phi soll, n soll und a soll für die Antriebsteuerung 21', welche mit dem Leistungsteil 13' verbunden ist und zusammen mit dem Motor 9 den Antrieb für die Druckwerksgruppe 3 darstellt.
    Das gleiche gilt für Antriebssteuerung 21'', Leistungsteil 13" und Motor 12, wobei diese Komponenten für den Antrieb des Transferters 10 zuständig sind. Die den jeweiligen Druckwerksgruppen 2, bzw. Transferter 10 zugeordneten Inkrementalgeber 7' ,9', 12' liefern ihre Werte, welche deren jeweiliger Winkelposition entsprechen, an die Antriebssteuerung 21", die zusätzlich noch Informationen über die konstruktionsbedingte Übergabeposition des Papierbogens erhält. Alternativ ist es auch möglich, die Lage der Bogenkante bzw. die Position der Greifer u.ä. Mithilfe eines Sensors zu erfassen, und diese Meßgröße als Istwert für die Übergaberegelung zu verwenden und den Positionssensor mit dem Inkrementalgeber zu kombinieren. Durch die Übergabeposition 22 wird definiert, zu welcher Winkelstellung eine Übergabe eines Bogens von der Druckwerksgruppe 2 zum Transferter 10 stattfindet. Durch die Übergabeposition 23 wird definiert, zu welcher Winkelstellung eine Übergabe vom Transferter 10 zur Druckwerksgruppe 3 erfolgt. Die Übergabepositionen sind durch die mechanische Konstruktion vorgegeben, können aber im Widerdruckbetrieb durch das Bogenformat bestimmt werden.
    Fig. 3 zeigt das Strukturbild der Antriebsregelung, wie es entsprechend dem Stand der Technik bekannt ist. Der Sollwertgenerator 20 liefert die Sollwerte phi soll, n soll und a soll als Führungsgröße dem Regler. Die Regelgrößen werden gebildet durch den Drehzahlistwert n und den Winkelistwert phi, welche durch die Auswertung der Inkrementalgeber 7', 9', 12' gebildet werden. Die einzelnen Komponenten des Reglers, bzw. der Strecke zeigen:
  • Einen Proportionalregler 24, 25 der als Lageregler eingesetzt wird. Kp stellt dabei den proportionalen Verstärkungsfaktor dar.
  • Einen Proportional- Intergralregler 26 als Geschwindigkeitsregler mit dem Verstärkungsfaktor Kpi.
  • Die Strecke 27, wobei Ks die Streckenverstärkung und Ts die Zeitkonstante der Strecke darstellen.
  • 28 stellt eine Rechenoperation dar, wobei aus dem Drehzahlistwert n der Winkelistwert phi gebildet wird. S ist dabei der Laplace-Operator.
    • Fig. 4 zeigt ein Ablaufdiagramm, welches das Zusammenspiel des Transferters 10 mit den Druckwerksgruppen 2 und 3 aufzeigt. Es wird ein Bereich festgelegt, in dem eine Regelung der Position des Transferters 10 auf die Position der Druckwerksgruppe 2 stattfindet und ein zweiter Bereich, in dem eine Regelung der Position des Transferters 10 auf die Position der Druckwerksgruppe 3 stattfindet. Dabei wird jeweils für den Regler des Transferters ein Winkelsollwert phi soll, ein Drehzahlsollwert n soll und ein Beschleunigungssollwert a soll berechnet und in einem weiteren Schritt eine Regelung der Winkeldifferenz erzielt.
    Fig. 5 zeigt ein Diagramm, welches den Geschwindigkeitsverlauf des Transferters 10 über den Zeitraum eines Bogentransports zeigt. Das heißt, innerhalb dieses Zeitraums wird der Bogen von der Druckwerksgruppe 2 übernommen, transportiert und dann an Druckwerksgruppe 3 weitergegeben. Es werden drei verschiedene Geschwindigkeitsverläufe durch die Kurven 30, 31, 32 dargestellt.
    Kurve 30 zeigt eine konstante Geschwindigkeit, welche dadurch zustande kommt, daß zwischen den Druckwerksgruppen 2 und 3 kein Phasenversatz besteht. Der Transferter 10 hat in diesem Fall die Aufgabe seine Geschwindigkeit exakt auf den Wert der beiden Druckwerksgruppen 2, 3 zu halten, um eine winkelsynchrone Übergabe des Bogens zu gewährleisten.
    Kurve 31 zeigt, wie auch Kurve 30, bis zum Zeitpunkt T1 einen konstanten Geschwindigkeitsverlauf. Bis zum Zeitpunkt T1 befindet sich ein transportierter Bogen noch im Berührkontakt mit der Trommel bzw. dem Zylinder, der vor dem Transferter 10 angeordnet ist. Würde in diesem Zeitraum eine Beschleunigung oder Abbremsung des Transferters 10 erfolgen, könnte es zum Abschmieren des Bogens kommen. Deshalb bewegt sich der Transferter 10 innerhalb dieses kritischen Winkelbereichs mit derselben Umfangsgeschwindigkeit, wie die letzte Trommel bzw. der letzte Zylinder der Druckwerksgruppe 2. Ab dem Zeitpunkt T1 befindet sich der Bogen komplett auf dem Transferter 10, so daß die Phasenkorrektur vorgenommen werden kann. In Kurve 31 erfolgt ab T1 eine Beschleunigung, d.h. der Transferter 10 holt gegenüber der nachfolgenden Druckwerksgruppe 3 einen bestehenden Differenzwinkel auf. Ab dem Zeitpunkt T2 ist eine Winkelsynchronität zur nachfolgenden Druckwerksgruppe 3 hergestellt und der Transferter 10 bewegt sich mit konstanter bzw. mit derselben Umfangsgeschwindigkeit wie die nachfolgende Druckwerksgruppe 3. Im Zeitraum zwischen T2 und T3 kann die Bogenübergabe von Transferter 10 zur Druckwerksgruppe 3 erfolgen. Dieses kann beispielsweise mittels aus dem Stand der Technik bekannter Kurvensteuerungen erfolgen. Ab dem Zeitpunkt T3 bis zum Zeitpunkt T4 findet eine Abbremsung des Transferters 10 statt. Bei dieser Abbremsung läßt der Transferter 10 wieder den Differenzwinkel nach, den er im Zeitraum T1, T2 aufgeholt hat. Ab T4 ist dann wieder eine Winkelsynchronität zwischen Transferter 10 und der Druckwerksgruppe 2 hergestellt, und eine winkelsynchrone Übernahme eines Bogens von Druckwerksgruppe 2 auf den Transferter 10 kann erfolgen. Ab dem Zeitpunkt T4 wiederholt sich der Vorgang, wobei die Amplitude der Kurve, d.h. die Beschleunigung bzw. Abbremsung des Transferters 10, unterschiedliche von der Höhe des Differenzwinkels abhängige Werte haben kann.
    Die Kurve 31 beschreibt den Fall, daß ein positiver Differenzwinkel von Druckwerksgruppe 2 nach Druckwerksgruppe 3 besteht, d.h. Druckwerksgruppe 3 ist gegenüber Druckwerksgruppe 2 voreilend. Die Kurve 32 beschreibt den umgekehrten Fall, d.h. Druckwerksgruppe 2 eilt Druckwerksgruppe 3 nach. Deshalb findet zwischen T1 und T2 zunächst eine Abbremsung des Transferters 10 statt und zwischen T3 und T4 nachfolgend eine Beschleunigung.
    Bezugszeichenliste
    1
    Druckmaschine
    2
    Druckwerk
    3
    Druckwerk
    4
    Anleger
    5
    Ausleger
    6
    Pfeil
    7
    Motor
    7'
    Inkrementalgeber
    7"
    Inkrementalgeber
    8
    Pfeil
    9
    Motor
    9'
    Inkrementalgeber
    9"
    Inkrementalgeber
    10
    Übergabestation / Transferter
    11
    Pfeil
    12
    Motor
    12'
    Inkrementalgeber
    13
    Leistungsteil
    13'
    Leistungsteil
    13"
    Leistungsteil
    14
    Regeleinrichtung
    15
    Eingabeeinrichtung
    20
    Sollwertgenerator
    21
    Antriebssteuerung
    21'
    Antriebssteuerung
    21"
    Antriebssteuerung
    22
    Übergabeposition
    23
    Übergabeposition

    Claims (11)

    1. Vorrichtung zur Synchronisation von mindestens zwei eine Bogendruckmaschine (1) darstellenden Druckwerksgruppen (2, 3) wobei jede Druckwerksgruppe (2, 3) mittels mindestens einem separatem Antriebsmotor (7, 9) und Zahnräderzug angetrieben ist,
      und zwischen den Druckwerksgruppen (2, 3) mindestens jeweils eine Übergabestation (10) mit einem separat regelbaren Antrieb (12) vorhanden ist, dadurch gekennzeichnet, dass zur Regelung der Übergabestation (10) Winkelmeßsensoren (7', 7", 9', 9", 12') vorgesehen sind.
    2. Vorrichtung nach Anspruch 1,
      dadurch gekennzeichnet, daß zur Regelung der Übergabestation (10) Sensoren zur Überwachung der Bogenkante vorgesehen sind.
    3. Vorrichtung nach Anspruch 1,
      dadurch gekennzeichnet, daß die Übergabestation (10) mechanisch entkoppelt ist.
    4. Vorrichtung nach Anspruch 1,
      dadurch gekennzeichnet, daß die Übergabestation (10) abgeflachte Seiten aufweist,
    5. Vorrichtung nach Anspruch 4,
      dadurch gekennzeichnet, daß die Übergabestation (10) in eine kollisionsfreie Stellung bringbar ist.
    6. Vorrichtung nach Anspruch 1,
      dadurch gekennzeichnet, daß die Übergabestation (10) ein Transferter ist.
    7. Vorrichtung nach Anspruch 1,
      dadurch gekennzeichnet, daß die Übergabestation (10) eine Wendetrommel ist.
    8. Vorrichtung nach Anspruch 1,
      dadurch gekennzeichnet, daß die Übergabestation (10) mechanisch gekoppelt ist.
    9. Vorrichtung nach Anspruch 8,
      dadurch gekennzeichnet, daß zur Regelung der Zahnflankenanlage Drehmoment- und Winkelmeßsensoren (7', 7", 9', 9", 12') vorgesehen sind.
    10. Verfahren zur synchronen Übergabe von Druckbogen zwischen zwei mittels separatem Antrieb angetriebenen Druckwerksgruppen (2, 3), durch eine Übergabestation (10),
      dadurch gekennzeichnet, daß mittels der Übergabestation (10) zwischen den beiden Druckwerksgruppen zunächst eine Phasensynchronität zu der davor liegenden Druckwerksgruppe (2) und danach eine Phasensynchronität zu der dahinter liegenden Druckwerksgruppe (3) herstellt wird.
    11. Verfahren nach Anspruch 10,
      dadurch gekennzeichnet, daß die Phasensynchronität durch definierte Anlage der Zahnflanken zwischen den Zahnrädern der davor liegenden Druckwerksgruppe (2) und der Übergabestation und danach zwischen den Zahnrädern der dahinter liegenden Druckwerksgruppen und der Übergabestation (10), erfolgt.
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