CN1298532C - 具有可变直径的圆柱体的印刷装置及其直径改变方法 - Google Patents
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Abstract
一种可变直径的圆柱体,其包括:多个第一楔形件以及多个第二楔形件,第二楔形件与第一楔形件相互作用且可相对于第一楔形件轴向运动。第一和第二楔形件限定了所述圆柱体的一个外表面,所述外表面具有一有效直径,该直径可按照第一和第二楔形件之间的轴向运动的函数的方式变化。所述圆柱体在印刷机中具有特定的应用。
Description
技术领域
本发明涉及一种具有可变直径的圆柱体的印刷装置。另外,本发明还涉及一种用于改变印刷机中的圆柱体的有效直径的方法。
背景技术
各种滚筒例如油墨辊、印版滚筒、胶印滚筒以及卷筒纸的导引滚筒等被用于印刷机中。
例如,德国专利No.196 49 324 C2披露了一种用于转轮式印刷机的可变周长的转动体,其具有一根轴,在该轴上支承了一个用于改变周长的滚筒状支承件。绕所述支承件设有一个在一侧被直接或间接连接至所述轴上的圆柱形螺旋弹簧。在螺旋弹簧的另一侧为用于使弹簧的线圈沿轴向相对运动的装置,以便可选择地改变螺旋弹簧的直径。所述滚筒可以被用作胶印滚筒、对于不同纸张厚度而具有适当直径的卷筒纸的变向滚筒、或用以改变驱动装置转速的扁平驱动带辊。
在采用螺旋弹簧的情况下,弹簧将一些部件压在截头圆锥形转动件上。沿一定方向转动的轴向运动通过使所述部件移动来改变直径。在螺旋弹簧以及所述部件之间的外周中仍会产生间隙。
德国专利No.1 097 452披露了一种印刷滚筒,对于具有两个相互作用的滚筒来说,这种印刷滚筒由一锥形承载滚筒和一个内锥形可拆式套筒构成。在螺旋形槽中的加压流体使套筒膨胀,以便为了拆除而使套筒膨胀或允许将套筒推至承载滚筒上。当未提供压力时,套筒通过压入配合安装在承载滚筒上。其流体压力系统结构复杂且未披露用于轴向移动的装置。
在通过独立的马达驱动相互摩擦接触的两个滚筒的印刷机中,可能会存在这样一个问题,即:一个马达以满载转矩工作,而另一个马达则以小于理想转矩的状态工作,甚至会制动。该失衡情况产生的原因在于:滚筒之间的最小直径差会使一个滚筒通过摩擦接触将转矩传导至另一个滚筒。
发明内容
因此,本发明的一个目的在于提供一种具有可变直径的圆柱体的印刷装置,在该圆柱体中,能够容易地改变有效直径。其它可选择的方案或补充目的是为印刷机的圆柱体提供更好的转矩控制。另一可选择的方案或补充目的是提供一种具有坚固外表面的圆柱体,该外表面具有易于改变的直径。
共同转让的美国专利No.6,110,092披露了一种具有罩的辊,所述罩具有一定式样的开口,以便允许形成可变化的直径。罩的倾斜部分与滑动部分相互作用以改变直径。在其外表面上具有开口。在该专利中未披露楔形件。
本发明提供了一种印刷装置,其包括:一个可变直径的圆柱形第一转动体,所述第一转动体为印刷机的印版滚筒、胶印滚筒以及油墨辊中的一个,并包括多个第一楔形件以及多个第二楔形件,所述第二楔形件与所述第一楔形件相互作用且可相对于所述第一楔形件轴向运动,所述第一和第二楔形件限定了所述第一转动体的一个外表面,所述外表面具有一有效直径,该直径可按照第一和第二楔形件之间的轴向运动的函数的方式变化;一个与所述第一转动体形成一滚隙的第二转动体、一个用于驱动所述第一转动体的第一马达、一个用于驱动所述第二转动体的第二马达、以及一个转矩控制器,其用于将第一和第二马达之间的转矩按照第一转动体的有效直径的函数的方式分配,其中所述第二转动体为印刷机的印版滚筒、胶印滚筒以及油墨辊中的一个。
本发明还提供了一种用于改变印刷机中的圆柱体的有效直径的方法,所述圆柱体为印刷机的印版滚筒、胶印滚筒以及油墨辊中的一个,该方法包括以下步骤:通过在相互作用的第二楔形件之间使多个第一楔形件轴向运动,以改变所述圆柱体的有效直径,所述第一和第二楔形件限定了所述圆柱体的外表面;控制以下项中的至少一项:滚隙的微量滑动、卷筒纸的速度、在两个滚隙之间的第一张力、在作为变化间隔的函数的输出处的第二张力以及输入处的第三张力。
此处限定的圆柱体具有大致圆柱形的外表面,其并不必是严格的圆柱形。最好是,外表面的直径变化不应超过最小外表面直径的10%。
较理想的是,第一和第二楔形件以这样的形式构成,即所述楔形件可彼此相对运动,圆柱体的可变化的有效直径在圆柱体的整个宽度上是相同的。在楔形件远离起始位置时,可形成花瓣状图形结构。
最理想的是,第一和第二楔形件的接触边缘应是这样的,即为了通过楔形件的滑动产生所有的直径变化,所述边缘在它们的整个接触面上保持接触。
较理想的是,所述圆柱体为转动体,最好是印刷机中的转动体。
通过使用相互作用的第一和第二楔形件,能够容易地改变所述有效直径(最大直径),且能够提供不具有开口的外表面。
圆柱体最好被安装在一个转矩控制器上,以便通过改变所述圆柱体的直径来改变或控制驱动圆柱体的马达的转矩。本发明的圆柱体例如可以作为印版滚筒和胶印滚筒被设置在印刷机中,每一滚筒均具有可变化的直径且由一个专用马达单独驱动。改变印版滚筒和胶印滚筒的直径能够改变由驱动两个辊的马达所经受的转矩,以便适当地分配两个马达之间的转矩。这种结构能够有助于解决接触滚筒由单独的马达驱动的印刷机中出现的转矩分配问题。
圆柱体的外表面最好没有开口,以便可以例如将圆柱体作为使油墨直接附着在其外表面的油墨辊。
作为可选择的方案,可以将圆柱体作为胶印滚筒、印版滚筒或其它印刷滚筒,这些滚筒能够使其直径扩大以允许容易地拆除并在外表面牢固地固定管状胶板(橡皮布),印版或其它印刷形式的套筒。
圆柱体可以具有一个外部狭槽以及一平面印版,平面胶板或其它部件可以通过将两端插入所述旋狭槽内而被缠绕在圆柱体上。随后,可以扩大有效直径以牢固地固定平面印刷部件。
可以直接地或通过如胶板这样的弹性件使圆柱体接触卷筒纸或折标。因此,所述圆柱体能够作为一个具有可变半径的接触从动辊或驱动辊,这些辊具有微调转速的能力或可用来改变裁切长度。另外,在一输出或输入处或在两滚隙之间的间隔处能够控制卷筒纸中的张力。也可以控制在多卷包装的顶部和底部卷筒纸的速度。
当被用作输送如油墨或湿润溶液这样的流体时,通过改变直径能够改变流体量的供给。
另外,可变化的直径能够使圆柱体与如滚筒这样的另一个物体接触或分离,或能够改变圆柱体和另一个物体之间的接触压力。
通过一个控制直径调整装置的控制器能够控制圆柱体,所述调整装置能够使第一楔形件相对于第二楔形件轴向相对运动。用于一组楔形件的调整装置包括一个马达,该马达具有一根带有内螺纹的轴,以及一根具有内螺纹的第二轴,其牢固地与楔形件相连。可以设置一个离合器,以便在被啮合时允许两根轴一起转动,或在被分离时允许进行调整操作。
本发明还提供了一种印刷机,该印刷机包括一个具有第一可变直径的圆柱体,该圆柱体包括彼此相对的第一和第二楔形件。
最好,印刷机包括一个与第一圆柱体形成一滚隙的第二圆柱体,一个用于驱动第一圆柱体的第一马达,一个用于驱动第二圆柱体的第二马达,以及一个转矩控制器,其用于将第一和第二马达之间的转矩按照可变直径圆柱体的直径的函数的方式分配。
最好应这样构成第一和第二楔形件,即楔形件能够彼此相对运动,圆柱体的有效直径在圆柱体的整个宽度上保持相同。当楔形件运动离开起始点位置时,可以形成一个花瓣状图形结构。
第一圆柱体最好为胶印平版印刷机中的油墨辊、印版滚筒或胶印滚筒。
最好,第一和第二圆柱体均具有可变化的直径。
通过在不改变直径的情况下使第一和第二楔形件以相同的方向移动,也可将具有可变直径的圆柱体用于卷筒纸的横向定位控制。
本发明还提供了一种用于改变印刷机的转动体的有效直径的方法,其包括以下步骤:通过使多个第一楔形件在相互作用的第二楔形件之间轴向运动,以改变所述圆柱体的有效直径,第一和第二楔形件限定了所述圆柱体的外表面。
所述方法可还包括:通过改变所述直径来改变用于圆柱体的一个驱动马达的转矩。
所述方法可还包括:按照所述直径的函数的形式改变油墨或润湿溶液的供给。
所述方法可还包括:通过改变所述圆柱体的有效直径,将一印刷部件,如胶板或印版固定在圆柱体上。
另外,所述方法可还包括:控制滚隙的微量滑动,或控制卷筒纸的速度、两滚隙之间的第一张力、在输出处的张力以及输入处的张力。
所述方法也可被用于使圆柱体与另一个辊或物体接触或分离,或被用于调节滚筒和另一物体之间的接触压力。
与改变直径不同,如果第一和第二楔形件是被独立驱动的,那么本发明的方法也可包括通过以相同的方向移动第一和第二楔形件而使圆柱体横向移动。
此处,所限定的术语“印刷部件”可以是覆盖一印刷机滚筒部件的任意部件,其包括胶板、印版、或辊套。
附图说明
下面,参照以下附图对本发明的一个最佳实施例进行说明,其中:
图1显示了本发明中圆柱体的一个实施例的透视图,该圆柱体在第一位置处具有七个第一楔形件和七个第二楔形件,所述第一位置也被称为起始位置;
图2显示了图1中实施例的透视图,其有效直径小于在第一位置处的直径,且第一和第二楔形件已被彼此分离;
图3显示了图1中实施例的透视图,其有效直径大于在第一位置处的直径,且已使第一和第二楔形件彼此相对运动;
图4显示了用于图1中圆柱体的一个致动器的一种可能方案;
图5示意性地显示了一用于印刷机中的印刷装置的四滚筒结构的控制器的最佳实施例,其中,根据本发明,每一个圆柱体应具有可变直径;
图6示意性地显示了在起始位置处的图1中圆柱体的端视图;
图7示意性地显示了在由楔形件12a,12b等的端部形成的平面中的圆柱体;
图8显示了圆柱体在印刷机中的不同应用。
具体实施方式
图1显示了一具有宽度w的圆柱体10,该圆柱体具有第一楔形件12a,12b,12c,12d,12e,12f和12g,以及第二楔形件22a,22b,22c,22d,22e,22f和22g。第一楔形件12a,12b,12c,12d,12e,12f和12g在它们的内表面处均与一第一共用致动器112相连,该第一共用致动器112具有七个臂,这七个臂沿轴向牢固固定了每一第一楔形件,但允许具有径向变化。第二楔形件22a,22b,22c,22d,22e,22f和22g同样被固定至一第二共用致动器122。第一和第二楔形件例如通过燕尾接头30彼此相连,以便能够相对滑动。图4示意性地详细描述了致动器112的一种可能的实施例。致动器112的臂212与第一楔形件牢固相连。臂212也被牢固地连接至一块板312上,所述板牢固地与一根轴412相连。轴412在端部具有外螺纹413。致动器还包括一具有驱动轴62的驱动马达60。驱动轴62与一内螺纹部分63相连,该内螺纹部分具有与轴412的螺纹423相互作用的内螺纹。在部分63的端部,设有一个用于可选择地使轴62与轴412连接的离合器64。当驱动图1的圆柱体10时,离合器64被啮合以便轴62和412一起转动。马达60最好是固定式的,以便在使离合器64脱开且驱动马达60时,通过内螺纹部分63的轴62使外螺纹413牵引或推动轴412、板312以及臂212离开或朝向马达60运动。
用于第二楔形件的致动器212可具有致动器112的镜像结构。致动器212在轴向也可是固定式的,且不具有马达,在这种情况下,只有第一楔形件可作轴向运动。
因此,当使离合器64脱离时,致动器112可以通过马达60使第一楔形件轴向运动。当结合离合器64时,能够通过马达60驱动整个滚筒,或如果将一个马达安装至第二致动器212时,则能够通过两个马达驱动整个滚筒。
也可以采用其它的致动器。但是,这些致动器必须允许在工作模式期间能够使第一和第二楔形件一起转动,且允许在滚筒的调整模式期间,能使第一楔形件相对于第二楔形件作轴向运动。
图2显示了图1的圆柱体10,其具有轴412和滑动离开第二楔形件的第一楔形件12a,12b,12c,12d,12e,12f和12g。其有效周长略微减小。因此,根据斜度以及运动距离,直径也会略微减小。从而能够实现非常细微的直径调节,例如大约1%或更小。而有效宽度会减小。
图3显示了图1的圆柱体(或滚筒)10,其具有轴412和朝第二楔形件22a,22b,22c,22d,22e,22f和22g滑动的第一楔形件。圆柱体10的有效周长略微增大,因此,有效直径也会略微增大。有效宽度会减小。第一楔形件12a具有一个端部88。
圆柱体可具有任意数目的第一楔形件,第一楔形件的数目较理想的为奇数,且最好为3,5,7或9。可以设置相同数量的第二楔形件。
可以通过绘制一条表示轴线的具有宽度L的线来确定部件的理想斜度。L应被选定为等于或最好大于被制造的圆柱体的宽度。在一端绘制垂直于该线的平面。在该平面内绘制一个圆,且所述轴线为圆的中心。绕圆等距离分布表示理想数目的第一楔形件的奇数个点n。从第一圆上的任意点,将线11和12绘制至距离最远的同一圆上的两个点处,通过线11和线L的中点以及通过线12和线L的中点形成的两个平面确定了一个楔形件的侧面,但是可以将楔形件的端部切除。例如,L可以被选定为滚筒实际宽度的三倍,以便切除三分之二。制造数量等于2n的楔形件且以滑动方式将它们设置在一起,例如通过燕尾接头,以形成圆柱体。
根据设计条件,如希望多大的直径变化以及根据滚筒的理想宽度来选择长度L。楔形件的接触表面最好彼此相对滑动,以便在有效宽度上的整个表面始终保持接触。应注意的是,通过所述理想的结构,当使第一和第二楔形件彼此相对运动以增大或减小直径时,可以形成很小的花瓣状。但是,这一花瓣状图形结构可保持较小且通常不会影响印刷机的印刷质量,且参照图6和7将对其进行解释。
图6显示了在起始位置处的图1中圆柱体的端部,其具有有效直径d。在所述起始位置处,通过楔形件12a,22a,12b,22b等的外表面形成的外表面72最好为圆柱形。因此,由第一楔形件12a形成的外表面弧72a以及外表面72具有相同的曲率。
图7显示了在端部88的平面处的图3中圆柱体10的平面。通过聚向一起的部件向外驱动第一楔形件12a,12b,12c等,以便有效直径增至d+Δd。现在能够理解所述花瓣状图形结构,因为弧72a的曲率此时不同于外表面72的曲率。所述有效直径是由楔形件12a,22a,12b,22b等的中点74形成的,因为这些点离圆柱体的中心最远。离开中点的点73处于距离圆柱体10中心稍小的距离z处,如由z比(d+Δd)/2短的情况所看到的那样。但是,外表面通常保持大致圆柱形,且能够有效地用于印刷机中的几乎所有用途。
应这样制成楔形件,即当有效直径产生变化时,有效直径在圆柱体的整个有效宽度上均保持相等。
图5示意性地显示了一用于印刷机1中的印刷装置的四滚筒结构的控制器的最佳实施例。第一印版滚筒C1在一滚隙处可操作地与第一胶印滚筒C2接触,所述第一胶印滚筒C2与第二胶印滚筒C3形成了一滚隙。卷筒纸通过所述滚隙。第二印版滚筒C4可操作地与第二胶印滚筒C3接触。每一滚筒C1,C2,C3,C4分别由马达M1,M2,M3,M4独立驱动。每一马达分别具有额定功率K1,K2,K3,K4,且K总为这些额定功率的总和。每一滚筒C1,C2,C3,C4均具有可变化的直径,最好利用与图1中滚筒10相似的楔形件,但在每一端上均具有两个位置控制器。
马达控制器81,82,83,84分别对马达M1,M2,M3,M4提供马达转矩电流I1,I2,I3,I4。位置控制器P1,P2分别控制了工作侧的位置和齿轮侧直径调整装置,以便使滚筒C 1的楔形件一起运动或使它们分离。位置控制器P3,P4控制滚筒C2的工作以及齿轮侧直径调整装置,位置控制器P5,P6控制滚筒C3的工作以及齿轮侧直径调整装置,而位置控制器P7,P8控制滚筒C4的工作以及齿轮侧直径调整装置。位置控制器P1,P2,P3,P4,P5,P6,P7,P8均由一个控制器90控制,以按如下方式调节直径调整装置:P1=I总/K总+I1/K1;P2=I总/K总-I1/K1;P3=-I总/K总+I2/K2;P4=I总/K总-I2/K2;P5=-I总K总+I3/K3;P6=I总/K总-I3/K3;P7=-I总/K总+I4/K4;以及P8=I总/K总-I4/K4。I总等于I1,I2,I3和I4的总和。在工作侧(P1,P3,P5或P7)的正数表示直径的减小以及拉开,而在齿轮侧(P2,P4,P6或P8)的正数表示直径的增大以及将楔形件压在一起。
例如在起动期间或在获得数据的几秒之后进行非常慢的带宽控制时,能够发生能量分配。
因此,作为一个简单的假想例子,M1,M2,M3和M4均具有相同的额定功率值,且M1能够驱动所有的滚筒。由于C1和C2之间的滚隙很大,以致在I2,I3,I4处不会产生转矩电流或会产生最小的转矩电流。根据控制器90,P1被设定等于-I1/K总+I1/K1,从而得出一个正数,而P2被设定为等于该量的负值。滚筒C1的直径将会减小。P3,P5和P7将被设定为-I1/K总,而P4,P6和P8被设定为I1/K总,因此滚筒的直径将增大。因此,由于滚筒C1和C2之间的滚隙压力会减小,所以将使所述转矩更均匀地分布在马达之间。
更特别的是,由于马达均具有相同的额定功率值K1=K2=K3=K4以及K总=4K1,而电流I2=I3=I4=0,于是当位置和转矩或电流之间的比例因子为1时,P1-P8计算所得的数值表示将被加至位置值,以在所有马达中实现相同电流的补偿值。对P1进行修正补偿,以使其等于-1/4I1/K1+I1/K1或3/4I1/K1,且对P2进行修正补偿,以使其等于该量的负值。将P3,P5和P7修正补偿为-1/4I1/K1,并将P2,P4和P6修正补偿为该量的负值。如果I1处于其最大的额定读数,那么I1/K1=100%。随后,被增加的数值为P1=75%,P2=-75%,P3,P5,P7=-25%,而P2,P4,P6=25%。其意味着无论辊C1的直径减小多少,在C1,C3,C4中的增加应是所述减小的3倍,以实现平衡。
如果马达均具有相同的额定值,且马达电流I1,I2,I3,I4相等,那么如所希望的那样,无需位置变化。
也可以设置一个反馈回路,以便例如在迭代过程中改变直径,以便为相同转速的马达均衡转矩电流I1,I2,I3,I4。
利用图5的实施例,还应注意的是,通过以相同的方向移动滚筒的第一和第二楔形件,能够调节所述板的横向定位,同时使直径保持相同。
图8显示了一种胶印平版印刷机50,其具有一个胶印滚筒51、印版滚筒52、油墨辊53、以及湿润辊。胶印滚筒51可具有通过增大直径可安装在其上的可轴向拆卸的胶板。在美国专利No.5,813,336中披露了这种胶板,因此,该专利可结合在此作为参考。印版滚筒52可以固定一块平面印版,该平面印版在其两端延伸进入滚筒52中的一个轴向延伸的槽中,随后使其膨胀。或者,可以安装一块套筒状印版,或所述滚筒可以直接成像在一个外表面上。
辊53和54可具有一外侧橡胶涂层,或可以是无涂层的。通过改变辊的直径,能够改变油墨以及润滑溶液的供给,且能够使辊53,54脱离与所述印版的接触。
印刷机50还可具有一第二胶印滚筒55和印版滚筒56,它们可以是分别与滚筒51和52相似的滚筒。可以采用多层卷筒纸包装的卷筒纸59通过在胶印滚筒51和55之间形成的滚隙。卷筒纸可转到在圆柱体57,58之间形成的第二滚隙处,圆柱体例如可以是第二印刷装置的胶印滚筒。由于能够控制滚隙输入和输出处的张力,因此通过改变所述圆柱体的直径,能够控制在两个滚隙之间的卷筒纸中的张力。
该圆柱体也可被用于改变折页机中的折标截切尺寸,并使折页滚筒的路径长度按照变化步幅的函数的方式改变。
Claims (11)
1.一种印刷装置,其包括:
一个可变直径的圆柱形第一转动体,所述第一转动体为印刷机的印版滚筒、胶印滚筒以及油墨辊中的一个,并包括多个第一楔形件以及多个第二楔形件,所述第二楔形件与所述第一楔形件相互作用且可相对于所述第一楔形件轴向运动,所述第一和第二楔形件限定了所述第一转动体的一个外表面,所述外表面具有一有效直径,该直径可按照第一和第二楔形件之间的轴向运动的函数的方式变化;
一个与所述第一转动体形成一滚隙的第二转动体、一个用于驱动所述第一转动体的第一马达、一个用于驱动所述第二转动体的第二马达、以及一个转矩控制器,其用于将第一和第二马达之间的转矩按照第一转动体的有效直径的函数的方式分配,其中所述第二转动体为印刷机的印版滚筒、胶印滚筒以及油墨辊中的一个。
2.根据权利要求1所述的装置,其特征在于,所述可变化的有效直径在整个第一转动体的有效宽度范围内保持相同。
3.根据权利要求1所述的装置,其特征在于,所述第二转动体为一可变直径的转动体。
4.根据权利要求1所述的装置,其特征在于,所述第一转动体和第二转动体为胶印平版印刷机中的油墨辊、印版滚筒或胶印滚筒。
5.根据权利要求1所述的装置,其特征在于,所述第一转动体是可以横向定位的。
6.一种用于改变印刷机中的圆柱体的有效直径的方法,所述圆柱体为印刷机的印版滚筒、胶印滚筒以及油墨辊中的一个,该方法包括以下步骤:
通过在相互作用的第二楔形件之间使多个第一楔形件轴向运动,以改变所述圆柱体的有效直径,所述第一和第二楔形件限定了所述圆柱体的外表面;
控制以下项中的至少一项:滚隙的微量滑动、卷筒纸的速度、在两个滚隙之间的第一张力、在作为变化间隔的函数的输出处的第二张力以及输入处的第三张力。
7.根据权利要求6所述的方法,其特征在于,还包括使所述圆柱体转动的步骤。
8.根据权利要求6所述的方法,其特征在于,还包括通过改变所述直径来改变用于所述圆柱体的驱动马达的转矩。
9.根据权利要求6所述的方法,其特征在于,还包括按照所述有效直径的函数的方式改变油墨的供给。
10.根据权利要求6所述的方法,其特征在于,还包括通过改变所述有效直径来固定印刷部件。
11.根据权利要求6所述的方法,其特征在于,还包括使所述圆柱体与另一物体接触或分离,以及按照变化步幅的函数的方式调节所述圆柱体和所述另一物体之间的接触压力。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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US09/845,556 | 2001-04-30 | ||
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