DE10143827A1

DE10143827A1 - Verfahren zur Steuerung der Übertragung einer Mediummenge zwischen zwei Walzen

Info

Publication number: DE10143827A1
Application number: DE10143827A
Authority: DE
Inventors: Martin John Callahan; Wolfgang Schoenberger
Original assignee: Heidelberger Druckmaschinen AG
Current assignee: Heidelberger Druckmaschinen AG
Priority date: 2001-09-07
Filing date: 2001-09-07
Publication date: 2003-03-27
Also published as: EP1291177A1; HK1054529A1; US6668724B2; DE50204837D1; EP1291177B1; JP2003094606A; CN1273296C; ATE309096T1; CN1406751A; CZ20022277A3; US20030056674A1

Abstract

Es wird ein Verfahren zur Steuerung einer von einer Rasterwalze (7) einer Druckmaschine (1) an eine mit der Rasterwalze (7) in Kontakt stehende Walze (19) übertragbaren Mediummenge, insbesondere Farb- oder Lackmenge, durch Beeinflussung einer Umfangsgeschwindigkeitsdifferenz zwischen Rasterwalze (7) und Walze (19) vorgeschlagen. Das Verfahren zeichnet sich dadurch aus, dass die Umfangsgeschwindigkeitsdifferenz in Abhängigkeit von der Druckgeschwindigkeit (v) der Druckmaschine (1) so gesteuert wird, dass die gedruckte Mediumdichte (D¶v¶) zumindest in einem breiten Druckgeschwindigkeitsbereich konstant oder in etwa konstant bleibt.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung einer von einer Rasterwalze einer Druckmaschine an eine mit dieser in Kontakt stehenden Walze übertragbaren Mediummenge, gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1.

Es sind Kurzfarbwerke, beispielsweise Anilox-Kurzfarbwerke bekannt, die in Druckmaschinen eingesetzt werden (DE 198 40 613 A1). Diese umfassen eine auch als Anilox-Walze bezeichnete Rasterwalze, die auf ihrem Umfang Vertiefungen aufweist, die mit Farbe oder Lack auffüllbar sind. Der Rasterwalze ist eine Kammerrakel zugeordnet, die die Rasterwalze abrakelt. Die Rasterwalze wirkt mit einer Farbauftragswalze zusammen, auf die eine aufgrund der Vertiefungen konstante Farb-/Lackmenge übertragen wird. Bei einer Erhöhung der Druck- bzw. Maschinengeschwindigkeit tritt aufgrund der üblicherweise hochviskosen Offsetfarbe ein leichter Abfall der auf einen Bedruckstoff gemessenen Farbdichte auf. Dies kann daran liegen, dass die Vertiefungen bei höheren Druckgeschwindigkeiten nicht mehr richtig befüllt werden, dass die Vertiefungen beim Kontakt mit der Farbauftragswalze nicht mehr so gut entleert werden oder dass die Farbübertragung von der Rasterwalze auf die Farbauftragswalze und über einen Plattenzylinder auf einen Gummizylinder und von diesen auf den Bedruckstoff schlechter wird.

Um die gedruckte, auch als optische Dichte bezeichnete Farbdichte bei Anilox-Farbwerken zu beeinflussen, ist es bekannt, den Schlupf zwischen der Rasterwalze und der Farbauftragswalze zu beeinflussen. Wenn die beiden Walzen gleiche Umfangsgeschwindigkeiten aufweisen, also kein Schlupf vorliegt, so ist die Farbübertragung von der Rasterwalze auf die Farbübertragungswalze optimal. Wenn ein Schlupf zwischen diesen Walzen besteht, nimmt die gedruckte Farbdichte in Folge der kleiner werdenden, von der Rasterwalze auf die Farbauftragswalze übertragenen Farbmenge ab.

Aus der DE 198 40 613 A1 ist bekannt, dass es ohne Bedeutung ist, ob der Schlupf positiv oder negativ ist und dass nur dessen absolute Größe entscheidend ist. Durch eine Einstellung des Schlupfs lässt sich also die gedruckte Farbdichte relativ schnell verändern.

Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren der eingangs genannten Art zu schaffen, bei dem auch bei verschiedenen Druckgeschwindigkeiten eine vorzugsweise gleichbleibend gute Farbübertragung zwischen den Walzen realisierbar ist.

Zur Lösung der Aufgabe wird ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 vorgeschlagen. Es sieht vor, die Mediummenge, die von einer Rasterwalze einer Druckmaschine an eine mit dieser in Kontakt stehende Walze, beispielsweise Farbauftragswalze, übertragbar ist, durch Beeinflussung einer Umfangsgeschwindigkeitsdifferenz zwischen Rasterwalze und Walze zu steuern. Das Verfahren zeichnet sich dadurch aus, dass die Umfangsgeschwindigkeitsdifferenz in Abhängigkeit von der Druck/Maschinengeschwindigkeit der Druckmaschine so gesteuert wird, dass die gedruckte Mediumdichte zumindest in einem breiten Druckgeschwindigkeitsbereich konstant oder in etwa konstant bleibt. Dadurch kann sichergestellt werden, dass die Mediumübertragung von der Rasterwalze auf die nachfolgende Walze nahezu bei allen Druckgeschwindigkeiten gleichbleibend gut ist.

Im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung wird unter der "gedruckten Mediumdichte" die Dichte verstanden, die ein auf einen Bedruckstoff übertragenes Druckbild aufweist. Sie wird auch als optische Dichte bezeichnet. Unter "gedruckter Mediumdichte" ist also nicht die stoffliche Dichte des Druckmediums gemeint.

Die Druckmaschine kann eine Bogen- oder Rollmaschine sein, die im Nassoffset oder Trockenoffset betrieben wird. Das Medium ist vorzugsweise flüssig, kann aber auch pastös sein, und ist vorzugsweise eine Farbe oder ein Lack.

In bevorzugter Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Umfangsgeschwindigkeitsdifferenz bei einer Standard-Druckgeschwindigkeit und vorzugsweise bei einer Druckgeschwindigkeit größer der Standard-Druckgeschwindigkeit null ist. Bei Standard- Druckgeschwindigkeit laufen also die Rasterwalze und die mit dieser zusammenwirkende Walze synchron. Die Standard-Druckgeschwindigkeit ist die Geschwindigkeit, mit der die Druckmaschine hauptsächlich arbeitet. Sie kann bei einer Bogenmaschine beispielsweise 2,5 m/s und bei einer Rotationsmaschine 9 m/s betragen. Bei dieser Ausführungsvariante des Verfahrens wird hingenommen, dass in dem über der Standard-Druckgeschwindigkeit liegenden Geschwindigkeitsbereich die gedruckte Mediumdichte nicht mehr exakt konstant gehalten wird. Dafür kann hier aber das Druckwerk die meiste Zeit auch ohne Schlupf zwischen den Walzen arbeiten. Der Verschleiß der Walzen ist hier entsprechend gering. Eine Umfangsgeschwindigkeitsdifferenz zwischen der Rasterwalze und der nachfolgenden Walze tritt hier auch während des Einrichtens der Druckmaschine, das heißt, während des Beginns der Abarbeitung eines Druckauftrags und während die Druckmaschine auf Standard-Druckgeschwindigkeit beschleunigt wird, auf. Dieser Zeitraum ist gegenüber der Dauer der Abarbeitung des gesamten Druckauftrags relativ gering.

Es ist ohne weiteres auch ein Verfahren realisierbar, bei dem die Umfangsgeschwindigkeitsdifferenz bei der maximalen Druck-/Maschinengeschwindigkeit null ist. Hier wäre zwar die gedruckte Mediumdichte bei allen Druckgeschwindigkeiten kleiner der maximalen Druckgeschwindigkeit konstant einstellbar, die meiste Zeit würde aber ein Schlupf zwischen der Rasterwalze und der nachfolgenden Walze vorliegen, wodurch die Lebensdauer der Walzen reduziert wird.

Bevorzugt wird weiterhin eine Ausführungsform des Verfahrens, bei dem für die Druckgeschwindigkeit abhängige Umfangsgeschwindigkeitsdifferenz eine charakteristische Kennlinie ermittelt wird, bei der die gedruckte Mediumdichte konstant bleibt. Die Kennlinie kann beispielsweise durch Versuche ermittelt werden, indem für verschiedene Druckgeschwindigkeiten der Schlupf zwischen der Rasterwalze und der nachfolgenden Walze festgestellt wird, der notwendig ist, damit die gedruckte Mediumdichte konstant bleibt. Aus diesen Werten kann durch extrapolieren eine durchgehende charakteristische Kennlinie ermittelt werden, die für jede Druckgeschwindigkeit einen neuen Schlupfwert (Umfangsgeschwindigkeitsdifferenz) beziehungsweise für jeden Schlupfwert die hierfür erforderliche Druckgeschwindigkeit vorgibt, bei der die gedruckte Mediumdichte konstant ist. Im Zusammenhang mit der hier vorliegenden Erfindung wird unter dem Begriff "Kennlinie" auch eine Funktionstabelle verstanden, die für verschiedene Druckgeschwindigkeitsbereiche diskrete Schlupfwerte angibt. Hier gilt also für verschiedene Druckgeschwindigkeiten ein und derselbe Schlupfwert, das heißt, die gedruckte Mediumdichte ist innerhalb dieses Druckgeschwindigkeitsbereichs nicht immer exakt konstant, jedoch beeinflussen diese sehr geringen Dichteunterschiede das Druckergebnis in einem nur unschädlichem Maße.

Bei einer vorteilhaften Ausführungsform ist vorgesehen, dass die charakteristische Kennlinie in einer Steuereinrichtung abgespeichert wird. Je nach Bedruckstoff, der beispielsweise aus Papier, Karton, Kunststoff oder Metall bestehen kann, und Art der Farbe beziehungsweise des Lacks, kann die charakteristische Kennlinie unterschiedlich sein. Mit Hilfe der Steuereinrichtung wird für den jeweiligen Bedruckstoff beziehungsweise die Farbeden Lack vorgesehene charakteristische Kennlinie herangezogen, um den Schlupf (Umfangsgeschwindigkeitsdifferenz) zwischen der Rasterwalze und der nachfolgenden Walze an verschiedene Druckgeschwindigkeiten anzupassen, derart, dass die gedruckte Farbdichte beziehungsweise Lackdichte bei jeder Druckgeschwindigkeit kleiner der Standard-Druckgeschwindigkeit konstant ist.

Weitere vorteilhafte Ausführungsformen des Verfahrens ergeben sich aus den übrigen Unteransprüchen.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 einen Ausschnitt eines Ausführungsbeispiels einer Druckmaschine in Seitenansicht;
Fig. 2 ein Diagramm, bei dem auf der Abszissenachse die Druck- /Maschinengeschwindigkeit und auf der Ordinatenachse der Schlupf zwischen einer Rasterwalze und einer nachfolgenden Walze aufgetragen ist; und
Fig. 3 ein Diagramm, bei dem auf der Abszissenachse die Druck- /Maschinengeschwindigkeit und auf der Ordinatenachse die gedruckte Farbdichte aufgetragen ist.
Fig. 1 zeigt einen Ausschnitt eines Ausführungsbeispieles einer Druckmaschine 1, die ein Druckwerk 3 und ein Farbwerk 5 umfasst.
Das Farbwerk 5 ist hier von einem Kurzfarbwerk, nämlich einem Anilox-Kurzfarbwerk gebildet und umfasst eine auch als Anilox-Walze bezeichnete Rasterwalze 7, auf deren Umfang Vertiefungen 9, beispielsweise Näpfchen oder Rillen, zur Aufnahme eines flüssigen Mediums eingebracht sind. Im folgenden wird rein beispielhaft davon ausgegangen, dass es sich bei dem Medium um eine flüssige Farbe handelt. Das Farbwerk 5 weist ferner eine Kammerrakel 11 auf, mit deren Hilfe die Farbe in die Vertiefungen der Rasterwalze 7 eingebracht und anschließend die Rasterwalzenumfangsfläche abgerakelt wird. Die Kammerrakel 11 wird über eine mit einem Reservoir 13 verbundenen Leitung 15 mit Farbe versorgt. Mit Hilfe einer Pumpe 17 wird die Farbe aus dem Reservoir 13 zur Kammerrakel 11 gepumpt.
Das Farbwerk 5 weist ferner eine mit der Rasterwalze 7 zusammenwirkende Walze 19 auf, die beispielsweise von einer Farbübertragungswalze gebildet ist und einen elastischen Mantel aufweist. Unter "zusammenwirken" wird hier verstanden, dass die Rasterwalze 7 und die Walze 19 in Kontakt miteinander stehen und einen Walzenspalt bilden.
Mit der Walze 19 wirkt eine hier von einem Plattenzylinder 21 gebildete Druckform 23 zusammen, die ihrerseits mit einem Gummizylinder 25 in Kontakt steht. Von diesem wird ein Druckbild auf einen hier lediglich angedeuteten Bedruckstoff 27, beispielsweise Bogen oder Bahn, aufgebracht.
Die Walze 19, der Plattenzylinder 21 und der Gummizylinder 25 sind in bekannter Weise über nicht dargestellte Zahnräder eines Antriebsgetriebe miteinander verbunden und werden mit gleichen Umfangsgeschwindigkeiten (Umfangsgeschwindigkeitsdifferenz/Schlupf = 0) angetrieben.
Die Walze 19 und der Plattenzylinder 21 sind von gleichem Durchmesser.
Bei dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, dass die Umfangsgeschwindigkeit der Rasterwalze 7 gegenüber der Walze 19 individuell einstellbar ist, so dass ein Schlupf zwischen 0% bis 10% realisierbar ist. Dies kann - wie in Fig. 1 angedeutet - mit Hilfe eines eigenen Motorantriebs 29 für die Rasterwalze 7 erfolgen. Alternativ hierzu kann ein Überlagerungsgetriebe vorgesehen sein, dessen Antrieb größtenteils über eine Zahnradverbindung mit der Walze 19 erfolgt und bei dem nur die Differenzumfangsgeschwindigkeit zwischen der Rasterwalze 5 und der Walze 19 durch einen vergleichsweise kleinen Motor zusätzlich angekoppelt wird. Eine dritte Alternative besteht darin, ein verstellbares mechanisches Getriebe einzusetzen. Weitere Ausführungsvarianten zur Realisierung einer Umfangsgeschwindigkeitsdifferenz zwischen Rasterwalze 7 und Walze 19 sind möglich.
Bei dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Rasterwalze 7 also mit einem Einzelantrieb ausgerüstet. Ferner ist ein am Gummizylinder 25 angeordneter Geschwindigkeitsgeber 31 vorgesehen, der die aktuelle Druck-/Maschinengeschwindigkeit über eine Signalleitung 33 einer schematisch dargestellten Steuereinrichtung 35 meldet. Alternativ kann das Signal für die aktuelle Druck-/Maschinengeschwindigkeit auch direkt von einem nicht dargestellten Hauptantriebsmotor der Druckmaschine 1 beziehungsweise dem Druckwerk 3 kommen.
In der Steuereinrichtung 35 ist eine charakteristische Kennlinie, die auch als Hochlaufkurve bezeichnet wird, abgespeichert, die die erforderliche Umfangsgeschwindigkeitsdifferenz zwischen der Rasterwalze 7 und der Walze 19 in Abhängigkeit der aktuellen Druckgeschwindigkeit (v_M) vorgibt, bei der die gedruckte/optische Farbdichte konstant bleibt. Aus der charakteristischen Kennlinie wird also der dazugehörige Schlupf der Rasterwalze 7 abgefragt und dann die korrigierte Geschwindigkeit (v₇) für den Antrieb der Rasterwalze 7, also den über eine Signalleitung 37 mit der Steuereinrichtung 35 verbundenen Motorantrieb 29, vorgegeben.
Fig. 2 zeigt ein Diagramm, in dem auf der Abszissenachse die Druck- /Maschinengeschwindigkeit v und auf der Ordinatenachse der Schlupf s, also die Umfangsgeschwindigkeitsdifferenz zwischen der Rasterwalze 7 und der nachfolgenden Walze 19 in Prozent aufgetragen ist. In dem Diagramm ist eine Kurve 39 eingezeichnet, die bei jeder Druckgeschwindigkeit die erforderliche Umfangsgeschwindigkeitsdifferenz zwischen der Rasterwalze 7 und der Walze 19 angibt, damit die optische Dichte der zwischen den Walzen 7, 19 zu übertragenden Farbe beziehungsweise des auf den Bedruckstoff gedruckten Druckbildes vorzugsweise konstant, zumindest aber im Rahmen einer geringen Toleranz in etwa konstant ist.
Es ist ersichtlich, dass der Schlupf s bei einer geringen Druckgeschwindigkeit v relativ hoch ist und mit steigender Druckgeschwindigkeit v abfällt, bis er schließlich bei einer Standard-Druckgeschwindigkeit v_n gegen null geht beziehungsweise null ist. Die Standard- Druckgeschwindigkeit ist die Geschwindigkeit, mit der die Druckmaschine hauptsächlich arbeitet. Auch bei einer weiteren Erhöhung der Druckgeschwindigkeit auf maximale Druckgeschwindigkeit v_max bleibt der Schlupf s unverändert null. Wenn die Umfangsgeschwindigkeitsdifferenz zwischen der Rasterwalze 5 und der Walze 19 entlang der charakteristische Kennlinie 39 gesteuert wird, was ohne weiteres mit Hilfe der Steuereinrichtung 35 erfolgen kann, ist eine konstante optische Farbdichte in dem Bereich zwischen einer minimalen Druckgeschwindigkeit und der Standard- Druckgeschwindigkeit v_n realisierbar.
Fig. 3 zeigt ein Diagramm, bei dem auf der Abszissenachse die Druck- /Maschinengeschwindigkeit v und auf der Ordinatenachse die optische Dichte D_v der von der Rasterwalze 7 auf die Walze 19 zu übertragenden Farbe aufgetragen ist. Mit durchgezogener Linie 41 ist der Verlauf der optischen Dichte dargestellt, wie er sich bei einer anhand der Fig. 2 beschriebenen Regelung beziehungsweise Steuerung des Schlupfs zwischen den Walzen 7, 19 ergibt. Es wird deutlich, dass die optische Dichte bis zur Standard-Druckgeschwindigkeit v_n konstant ist und in dem darüber liegenden Geschwindigkeitsbereich bis zur maximalen Druckgeschwindigkeit v_max ein klein wenig abfällt. Der Grund hierfür ist, dass der Schlupf s auch für Druckgeschwindigkeiten größer der Standard-Druckgeschwindigkeit null bleibt. Zum Vergleich ist mit gestrichelter Linie 43 der Verlauf der optischen Dichte über der Druckgeschwindigkeit v dargestellt, wenn keine Schlupfregelung vorgenommen würde, also wenn der Schlupf s bei jeder Druckgeschwindigkeit beispielsweise null wäre; die optische Dichte D_v nimmt mit zunehmender Druckgeschwindigkeit v stetig ab.
Wie aus Fig. 3 ersichtlich, liegt das durch die erfindungsgemäße Umfangsgeschwindigkeitsdifferenz-Steuerung realisierte Farbdichteniveau unter dem, wenn keine Schlupfregelung, wie sie anhand von Fig. 2 beschrieben ist, vorgenommen wird. Durch eine Erhöhung der Temperatur der Rasterwalze 7 ist es aber möglich, die optische Dichte wieder durchgehend anzuheben, wie mit gestrichelter Linie 41' angedeutet. Selbstverständlich ist es auch möglich, durch ein Absenken der Rasterwalzentemperatur die optische Dichte D_v durchgehend abzusenken, wie mit einer gestrichelten Linie 41" angedeutet.
Allen Ausführungsvarianten des Verfahrens ist gemeinsam, dass der Schlupf s, also die Umfangsgeschwindigkeitsdifferenz zwischen der Rasterwalze 7 und der Farbauftragswalze 19 für jede Druckgeschwindigkeit v von der charakteristischen Kennlinie 39 vorgegeben wird, so dass die optische Dichte D_v bei allen Druckgeschwindigkeiten v kleiner der Standard-Druckgeschwindigkeit v_n konstant ist. Sofern die Kennlinie 39 in der Steuereinrichtung 35 abgespeichert ist, ist ein Eingriff des Bedienpersonals zur Einstellung der jeweils erforderlichen Umfangsgeschwindigkeitsdifferenz vorzugsweise nicht, allenfalls zur manuellen Feineinstellung erforderlich.

Claims

1. Verfahren zur Steuerung einer von einer Rasterwalze (7) einer Druckmaschine (1) an eine mit der Rasterwalze (7) in Kontakt stehende Walze (19) übertragbaren Mediummenge, insbesondere Farb- oder Lackmenge, durch Beeinflussung einer Umfangsgeschwindigkeitsdifferenz zwischen Rasterwalze (7) und Walze (19), dadurch gekennzeichnet, dass die Umfangsgeschwindigkeitsdifferenz in Abhängigkeit von der Druckgeschwindigkeit (v) der Druckmaschine (1) so gesteuert wird, dass die gedruckte Mediumdichte (D_v) zumindest in einem breiten Druckgeschwindigkeitsbereich konstant oder in etwa konstant bleibt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Umfangsgeschwindigkeitsdifferenz bei einer Standard-Druckgeschwindigkeit (v_n) und vorzugsweise bei einer Druckgeschwindigkeit größer der Standard- Druckgeschwindigkeit (v_n) null ist.

3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass für die Druckgeschwindigkeit (v) abhängige Umfangsgeschwindigkeitsdifferenz eine charakteristische Kennlinie (39) ermittelt wird, bei der die gedruckte Mediumdichte konstant bleibt.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die charakteristische Kennlinie (39) in einer Steuereinrichtung (35) abgespeichert wird.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Umfangsgeschwindigkeitsdifferenz in Abhängigkeit von einer Umfangsgeschwindigkeit eines mittels der Rasterwalze (7) mit dem Medium versorgbaren Druckform- oder Gummituchzylinders gesteuert wird.

6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die gedruckte Mediumdichte durch eine Erhöhung der Rasterwalzentemperatur angehoben wird.

7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die gedruckte Mediumdichte durch ein Absenken der Rasterwalzentemperatur abgesenkt wird.

8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Medium eine Farbe oder ein Lack ist.