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Offsetzylinder
Die Erfindung betrifft einen Offsetzylinder, insbesondere für Rotationsdruckmaschinen.
Bekanntlich sind die Offsetzylinder mit einem elastischen Aufzug versehen, welcher meist aus zwei Gummidrucktüchern und aus einer Unterlage aus Karton bzw. einem Gummidrucktuch und Unterlagematerial besteht.
Die elastischen Eigenschaften eines Offsetzylinderaufzuges sind in erster Linie von der Zusammenstellung des Gummituchmaterials und seiner Verspannung abhängig.
Der Offsetzylinder übernimmt das Druckbild vom Plattenzylinder und überträgt es auf den zu bedrukkenden Bogen, welcher auf dem Druckzylinder aufliegt und durch Greifer auf demselben festgehalten wird.
Zur Übertragung des Druckes ist eine Pressung zwischen den sich berührenden Zylinderoberflächen erforderlich. Die Pressung wird nicht nach der Presskraft, sondern nach der von dieser erzeugten Eindrükkung des Platten- bzw. Druckzylinders in den Aufzug des Offsetzylinders bestimmt. Dabei wird angenommen, dass die eindrückenden Zylinder trotz der Bespannung (Platte mit Zurichtung bzw. der zu bedruckende Papierbogen) hart und nur gering elastisch gegenüber dem Aufzug des Offsetzylinders sind. Zur einwandfreien Bildübertragung ist es zweckmässig, einen möglichst harten Aufzug des Offsetzylinders zu verwenden. Damit wächst aber auch der Pressdruck zwischen den sich berührenden Zylinderoberflächen.
Dieser Pressdruck ist wieder eine Funktion der Eindrucktiefe. Er nimmt bei kleinen Eindrücken schwach und im Bereich grosser Eindrückung sehr stark zu.
Die Funktion der Eindruckkraft verläuft parabolisch. Damit hat eine Schwankung der maximalen Eindrucktiefe ganz erheblichen Einfluss auf die Zylinderbelastung und die Druckqualität. Die entstehenden Kräfte müssen von den Zylinderlàgern aufgenommen werden.
In der Regel werden die Lager der Zylinder als Präzisions-Gleitlager ausgeführt.
Zum Zwecke des Ein-, Ab- und Anstellens ist der Offsetzylinder meist in zwei ineinander gesteckten, verdrehbar angeordneten Exzenterlagern gelagert. Diese Lagerstellen erfordern ein notwendiges Füge-und Funktionsspiel.
Es sind Lager bekannt, bei welchen das Lagerspiel eines Wälzlagers mittels Balgfeder eingestellt werden kann. Diese Wälzlager sind aber für Offsetdruckmaschinen ungeeignet und sind sehr aufwendig. Es besteht weiterhin der Nachteil. dass das Lager grosse Abmessungen und geringe Dämpfung hat und das Spiel der exzentrischen Stellager nicht beeinflusst.
- Während des Druckvorganges erfolgt in der Druckzone Belastung und während des Kanaldurchganges Entlastung der Zylinder. Durch die Belastung werden die Zylinder um das Lagerspiel auseinandergedrückt und fallen während des Kanaldurchganges in ihre Ausgangslage zurück. Das Auseinanderbewegen der Zylinder dauert durch die Wirkung der Massenkräfte eine gewisse Zeitspanne, die von der Masse der Zylinder und deren Umdrehungszahl abhängig ist. Diese Trägheitskräfte verursachen beim Druckeinsatz eine grössere Eindrucktiefe am Offsetzylinder als beim weiteren Verlauf der Abrollung, da durch die Wirkung der Eindruckkraft das Lagerspiel überwunden wird und die Eindruckkraft während des weiteren Druckverlau-
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fes auf einen konstanten Wert absinkt.
Im Mittel wurde eine bis zu 50% höhere Eindrucktiefe im Moment des Druckeinsatzes gegenüber dem Fortdruck gemessen. Da die Kraft nicht linear im Verhältnis zur Eindrucktiefe, sondern parabolisch zunimmt, bedeutet dies eine übermässig hohe Beanspruchung bei Druckbeginn. Der stossartig einsetzende hohe Pressdruck kann für den Druckvorgang verschiedene schädliche Wirkungen zeigen, so dass sich beispielsweise auf dem Druckbild mit der Zeit ein Druckeinsatzstreifen bildet, welcher die Qualität des Druckerzeugnisses ungünstig beeinflusst. Durch die Übertragung des bei Druckbeginn auftretenden Stosses auf den Plattenzylinder und die Farbauftragwalzen können sich sogenannte Farb- bzw. Walzenstreifen auf dem Druckbild markieren.
Aus den genannten schädlichen Wirkungen des plötzlich einsetzenden überhöhten Pressdruckes ergibt sich die Aufgabe, eine Einrichtung zu schaffen, um die Druckkraft mit Beginn des Druckeinsatzes auf einem konstanten Wert zu halten.
Erfindungsgemäss wird die Aufgabe dadurch gelöst und damit die genannten Nachteile beseitigt, dass die Mantelfläche des Offsetzylinders im Bereich des Berührungsbeginnes mit dem Plattenzylinder unter stetigem Übergang in eine zur Zylinderachse des Offsetzylinders hin von der Kreiszylinderform abweichenden Zylinderfläche übergeht. Vorzugsweise ist dabei die Spur der Zylinderfläche in einer zur Zylinderachse des Offsetzylinders senkrecht stehenden Ebene eine Parabel.
Die Angriffsfläche liegt damit am Anfang soviel unter dem Zylinderdurchmesser, um wieviel die Zylinder insgesamt auseinandergedrückt werden und verläuft so ansteigend, wie sich die Zylinder auseinander bewegen. Die absoluten Masse dieser Angriffsfläche richten sich nach Grösse und Laufgeschwindigkeit der Maschine.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt.
Fig. 1 zeigt die bekannte Anordnung der Zylinder einer Offsetdruckmaschine in schematischer Darstellung im Schnitt ; Fig. 2 zeigt einen vergrösserten Ausschnitt I der Druckeinsatzkante nach Fig. l und des erfindungsgemäss angebrachten Zylinders des Offsetzylinders im Moment des Druckeinsatzes bei vorhandenem Lagerspiel.
Fig. 3 zeigt den gleichen vergrösserten Ausschnitt I in dem Moment, in welchem die aufgetretenen Druckkräfte den Achsabstand zwischen Gummi- und Druckzylinder um den Wert S des Lagerspieles vergrössert haben.
Fig. 4 zeigt ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemässen Zylinderfläche als Parabelkurve, bei der die Beschleunigung konstant ist.
Auf dem Druckzylinder 1 wird der zu bedruckende Bogen 5 durch Greifer 14 festgehalten. Der Offsetzylinder 2 ist mit einem elastischen Aufzug 4 versehen. Auf dem Plattenzylinder 3 ist die Druckform 6 befestigt. Durch Verdrehen der Exzenterlager 7 wird der Offsetzylinderin Kontakt mit dem Druckzylinter 1 und dem Plattenzylinder 3 gebracht. Durch eine nicht dargestellte Vorrichtung kann der Abstand durch Verdrehen des exzentrischen Stellagers 8 zwischen Offsetzylinder 2, Druckzylinder 1 und Plattenzylinder 3 feinfühlig eingestellt und damit die elastische Eindrückung im Aufzug 4 des Offsetzylinders 2 bestimmt werden.
In Fig. 2 ist ein vergrösserter Ausschnitt (I) des Offsetzylinders 2 mit seiner Druckeinsatzkante 12 dargestellt. Zum besseren Verständnis ist die Steigung der Angriffsfläche stark übertrieben dargestellt.
Die Übertragung des Druckbildes beginnt im Punkt 12. Damit der elastische Aufzug 4 des Offsetzylinders 2 beim Aufspannen nicht über eine scharfe Kanalkante gezogen wird, ist diese Kanalkante mit einem kleinen Radius 9 abgerundet. Der Punkt 12 liegt um den Abstand S innerhalb der kreisförmigen Umfangslinie 10 und die im Punkt 12 beginnende Zylinderfläche 11 geht im Punkt 13 in die kreisförmige Umfangslinie 10 des Offsetzylinders über. Der Abstand S entspricht der Grösse der Achsabstandsänderung des Zylinders, welche durch das vorhandene Gesamtlagerspiel im Rhythmus der Umdrehung durch den Wechsel von Belastung und Entlastung auftritt. Das Gesamtlagerspiel setzt sich aus den Lagerspielen der Lagerstellen 15, 16, 17 und 18 zusammen. Die Achsabstandsänderung beträgt annähernd die Hälfte des Gesamtlagerspieles.
Wenn beispielsweise die einzelnen Lagerspiele mit folgenden Werten gemessen sind : Lagerspiel 15 = 60p, 16 = 60bol, 17 = 30p und 18 = 30li, so ergibt sich hieraus ein Gesamtlagerspiel von 180,u . Für die Achsabstandsänderung ergibt sich hieraus ein Wert von 90p = 0, 09 mm.
Das Zeitintervall, in welchem die Achsabstandsänderung erfolgt, beträgt bei einer angenommenen
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ders vom Moment des Druckbeginnes im Punkt 12 bis zum Zeitpunkt, bei dem durch Überwindung des Lagerspieles die Achsabstandsänderung erfolgt ist, zu erreichen, ist vom Punkt 12 bis zum Punkt 13 eine kurvenförmig verlaufende Zylinderfläche 11 angeschliffen. Die radial gemessene Steigung S dieser An-
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lauffläche entspricht der Achsabstandsänderung und beträgt ungefähr die Hälfte des Gesamtlagerspieles, beispielsweise 0,09 mm.
Fig. 4 zeigt ein Ausführungsbeispiel des kurvenförmigen Verlaufes der Zylinderfläche 11. Die Wegstrecke vom Punkt 12 bis zum Punkt 13 ist mit dem Mass "b" bezeichnet, das Mass "c" entspricht der Hälfte von"b". Die einzelnen Punkte der Zylinderfläche 11 sind vom Punkt 12 beginnend bis zur Mittellinie II nach dem Parabelgesetz ermittelt, desgleichen die entsprechenden Punkte vom Punkt 13 bis zur Mittellinie, wobei der Kurvenpunkt auf der Mittellinie der Hälfte der Kurvensteigung S entspricht.
Durch den parabolischen Verlauf der Kurve ergibt sich ein konstanter Beschleunigungswert, womit die Massenkräfte, die bei der Achsabstandsänderung auftreten, ebenfalls einen konstanten Wert haben.
Die Gestaltung der Zylinderfläche 11 ist nach der Erfindung nicht auf dieses Ausführungsbeispiel be- schränkt. Die einzelnen Punkte der Kurvenbahn können beispielsweise so bestimmt werden, dass durch oszillographisch ermittelte Messwerte der Achsabstandsänderung eine Weg-Zeitkurve bestimmt wird, nach welcher die einzelnen Kurvenpunkte zur Erzielung gleichbleibender wirksamer Massenkräfte festgelegt werden.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Offsetzylinder, insbesondere für Rotationsdruckmaschinen, dadurch gekennzeichnet, dass die Mantelfläche des Offsetzylinders (2) im Bereich des Berührungsbeginnes mit dem Plattenzylinder (1) unter stetigem Übergang in eine zur Zylinderachse des Offsetzylinders (2) hin von der Kreiszylinderform abweichenden Zylinderfläche (11) übergeht.