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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Positionierung einer in wenigstens zwei unterschiedliche Betriebsstellungen bewegbaren Walze einer Druckmaschine, gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Ferner bezieht sich die Erfindung auf ein Farbwerk einer Druckmaschine mit einer in wenigstens zwei unterschiedliche Betriebsstellungen bewegbaren Walze, entsprechend Oberbegriff des Anspruchs 7.
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Druckmaschinen, und insbesondere Rotationsdruckmaschinen, der gattungsgemäßen Art sind bereits bekannt. Üblicherweise wird in einem Farbwerk Farbe von einer Duktorwalze auf eine Heberwalze und mittels dieser anschließend auf eine Farbreibwalze übertragen. Hierzu ist die Duktorwalze in an sich bekannter Weise mit einem Farbvorratsbehälter wirkverbunden unter Ausbildung eines definierten Farbfilms auf derselben. Zur Erzielung einer dosierten Farbübertragung wird die Heberwalze mittels einer Schwingbewegung (beispielsweise einer Pendelbewegung) mit der Duktorwalze in Wirkkontakt gebracht. Die Heberwalze wird anschließend aus dieser ersten Betriebsstellung in eine zweite Betriebsstellung bewegt unter Ausbildung eines Wirkkontakts derselben mit einer Farbreibwalze zur erneuten Farbübertragung. Bekannte Walzwerke von Rotationsdruckmaschinen umfassen üblicherweise noch weitere Zwischen- und Farbauftragwalzen, mittels welchen Farbe direkt beziehungsweise indirekt auf einen Plattenzylinder übertragen wird zur Einfärbung eines auf selbigem befindlichen Druckbildes. Dieses eingefärbte Druckbild wird schließlich mittels eines mit dem Plattenzylinder in Reibkontakt stehenden Gummituchzylinders auf den zu bedruckenden Bedruckstoff übertragen.
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Zur Erzeugung einer Schwingbewegung der Heberwalze zwischen der ersten Betriebsstellung (Wirkkontakt der Heberwalze mit der Duktorwalze) und der zweiten Betriebsstellung (Wirkkontakt der Heberwalze mit der Farbreibwalze) ist entweder eine mechanische Kopplung der Heberwalze an einen Hauptantrieb der Rotationsdruckmaschine oder an einen separaten Antrieb (
DE 199 40 532 A1 ) vorgesehen. Bekannte Antriebssysteme weisen hierzu einen Kipphebel und eine Kurvenscheibe auf, deren Betätigung zur Verlagerung der Längsachse der Heberwalze in Richtung Duktorwalze oder Farbreibwalze führt. Dabei kann die Kurvenscheibe entweder an den Hauptantrieb der Rotationsdruckmaschine angekoppelt oder mit einem separaten Antriebsmotor versehen sein.
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Nachteilhafterweise treten bei bekannten Rotationsdruckmaschinen im Farbwerk nicht erwünschte Schwingungen auf, welche durch die zwischen der Duktorwalze und der Farbreibwalze schwingbewegten Heberwalze bzw. deren sogenannten Heberschlag erzeugt werden. Unter dem Heberschlag wird die Beschleunigung der Heberwalze auf die Umfangsgeschwindigkeit der schnell rotierenden Farbreibwalze und die Abbremsung der Heberwalze auf die Umfangsgeschwindigkeit der langsam rotierenden Duktorwalze verstanden, welche Beschleunigung oder Abbremsung durch Reibung zwischen der Umfangsoberfläche der Heberwalze und der Farbreib- oder Duktorwalze bewirkt wird. Diese grundsätzlich zu vermeidenden Drehschwingungen werden auf den Plattenzylinder und somit auch auf das eingefärbte Druckbild auf dem Gummituchzylinder sowie auf die zu bedruckende Bahn übertragen. Hierdurch werden nicht zufriedenstellende Druckergebnisse erhalten.
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In
DE 3324448 C1 ist offenbart, dass bei einem Farbwerk die Ansteuerung von Scheiben in Form elektrischer Signalverarbeitung digitalisiert ist.
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In
DE 19521827 A1 ist beschrieben, dass durch die Erzeugung der Anpresskraft über einen Induktionsmotor Abdruckbreiteneinstellungen sowie Nachstellungen auch während des Druckbetriebes, gegebenenfalls gemäß einer Kennlinie, einfach realisierbar sind.
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In
EP 0131108 A2 ist ein Farb- oder Feuchtwerk beschrieben, das magnetisch ansteuerbare Rollen zur Flüssigkeitsübertragung aufweist.
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In
DE 2440757 A1 ist eine Walzenanordnung in einem Farb- und Feuchtwerk offenbart, das eine Verbindungswalze umfasst. Ein elektromagnetisch wirkendes Stellelement drückt, wenn es eingeschaltet ist, die Verbindungswalze derart, dass diese sowohl eine Farbverreiberwalze als auch eine weitere Verreiberwalze berührt.
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In
DE 69309355 T2 ist eine Vorrichtung mit einer Reihe von Heberwalzen in einer Druckmaschine beschrieben. Jede der Heberwalzen ist mittels einer Magneteinrichtung aus einer in eine andere Position verstellbar.
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Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren und ein Farbwerk der eingangs genannten Art zu schaffen, bei welchen auf die Schwingbewegung einer Walze zurückzuführende Schwingungen in der entsprechenden Druckmaschine eliminiert oder wenigstens reduziert sind.
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Zur Lösung der Aufgabe wird ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 vorgeschlagen. Eine derartige Magnetlagereinrichtung erlaubt die Realisierung einer bewegungskontrollierten und frei vorgebbaren Positionierung der Walze in eine jeweilige Betriebsstellung. Zum Beispiel kann im Falle einer Heberwalze eines Farbwerks einer Rotationsdruckmaschine die Herstellung eines Wirkkontakts zwischen Heberwalze und Duktorwalze (erste Betriebsstellung) sowie zwischen Heberwalze und Farbreibwalze (zweite Betriebsstellung) derart kontrolliert und sanft erfolgen, dass aufgrund eines Heberschlags hervorgerufene und nicht erwünschte Schwingungen im Farbwerk eliminiert oder wenigstens reduziert sind. Es ist in verhältnismäßig einfacher und zuverlässiger Weise möglich, ein wenigstens nahezu schwingungsfreies Anlegen der Heberwalze an die Duktorwalze beziehungsweise an die Farbreibwalze zu gewährleisten. Ferner besteht durch den Einsatz einer Magnetlagereinrichtung gegebenenfalls die Möglichkeit, die Tourigkeit der Heberwalze gegenüber dem Hauptantrieb anzupassen, so dass die Tourigkeit, die Anlagezeit und die Anpresskraft der Heberwalze bei Herstellung einer Kontaktverbindung mit der Duktorwalze beziehungsweise der Farbreibwalze steuer- oder regelbar sind. Die Hauptbetriebsparameter (Anpresskraft, Anlagezeit und Tourigkeit) zur Herstellung eines Wirkkontakts zwischen Heberwalze und Duktorwalze beziehungsweise Farbreibwalze sind somit flexibel vorgebbar und können an die jeweils vorliegenden und gegebenenfalls sich im Laufe der Zeit verändernden Betriebsbedingungen der Druckmaschine präzise angepasst werden.
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Mit Vorteil erfolgt die Positionierung der Walze mittels einer Schwingbewegung entsprechend einem vorgebbaren Bewegungsprofil. Aufgrund vorgebbarer, unterschiedlicher Bewegungsprofile kann die Schwingbewegung der Walze frei und temporär veränderlich bestimmt werden. Ferner kann im Falle einer Heberwalze die Hebertaktzahl der Rotationsdruckmaschine variabel festgelegt werden. Dabei ist es mittels einer freien Vorgabe des Bewegungsprofils möglich, ein sanftes und somit schwingungsfreies beziehungsweise schwingungsreduziertes Anlegen der Heberwalze an die Duktorwalze beziehungsweise an die Farbreibwalze zu erreichen. Das Bewegungsprofil kann beispielsweise derart gewählt werden, dass die Walze geradlinig oder entlang einer Kurve (gleiche Bahn für Hin- und Rückbewegung) oder auch entlang einer geschlossenen, beispielsweise kreisförmigen oder elliptischen Bahn (unterschiedliche Teilstrecken für Hin- und Rückbewegung) bewegt wird zur Positionierung derselben in einer jeweiligen Betriebsstellung.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsvariante tritt die Walze zur Einnahme einer Betriebsstellung in Kontaktverbindung mit einer weiteren Walze, wobei eine bestimmte Walzenanpresskraft bei Herstellung der Kontaktverbindung mittels Steuerung oder Regelung der Magnetlagereinrichtung vorgebbar ist. Eine steuer- beziehungsweise regelbare Magnetlagereinrichtung eignet sich besonders zu einer zuverlässigen und angepassten Anpresskraftregelung bei Herstellung einer Kontaktverbindung zwischen zwei Walzen. Hierbei wird der Zusammenhang ausgenutzt, dass aktiv geregelte Magnetlager der Magnetlagereinrichtung systembedingt zur Ausführung einer radialen Bewegung eines Drehkörpers (Walze) geeignet sind und gleichzeitig die Einstellung einer sich ergebenden Auslenkungskraft ermöglichen. Aufgrund dieser Zusammenhänge kann eine kontrollierte und flexibel vorgebbare Schwingbewegung der Walze in betriebsgünstiger Weise realisiert werden.
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Vorzugsweise erfolgt die Schwingbewegung der Walze in Form einer im Wesentlichen zur ihrer Längsachse parallelen Verlagerung. Eine derartige Schwingbewegung der Walze lässt sich in verhältnismäßig einfacher, präziser und zuverlässiger Weise mittels der steuer- oder regelbaren Magnetlagereinrichtung realisieren.
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Mit Vorteil weist die Magnetlagereinrichtung zwei voneinander beabstandet angeordnete Magnetlager auf, mittels welchen die Walze durch unterschiedliche Beaufschlagung derselben mit elektrischem Strom schräg verstellbar ist. Auch die Möglichkeit einer alternativen oder zusätzlichen Schrägverstellung der Walze kann als weiterer einstellbarer Freiheitsgrad zur Eliminierung oder wenigstens Reduzierung von nicht erwünschten Schwingungen bei Herstellung einer Kontaktverbindung der Walze (bei-spielsweise einer Heberwalze) mit einer weiteren Walze (beispielsweise einer Duktorwalze beziehungsweise Farbreibwalze) herangezogen werden.
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Entsprechend einer bevorzugten Ausführungsvariante werden zur Durchführung einer Walzenlageregelung Messwerte von Positionssensoren und/oder eines in die Magnetlagereinrichtung beaufschlagten elektrischen Stroms herangezogen. Mit Hilfe von Positionssensoren kann der jeweils sich einstellende Abstand zwischen Rotor (Walze) und Stator der Magnetlagereinrichtung gegebenenfalls kontinuierlich gemessen werden.
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Alternativ zu Positionssensoren kann die jeweilige Position des Rotors (Walze) auch durch Ermittlung des in die Magnetlagereinrichtung beaufschlagten beziehungsweise eingeprägten elektrischen Stroms erfasst und somit gesteuert werden. Vorzugsweise ist für jeden mechanischen Freiheitsgrad der Walze ein spezifischer Positionssensor vorzusehen. Ein die jeweiligen Messwerte der Positionssensoren und/oder des in die Magnetlagereinrichtung eingeprägten elektrischen Stroms berücksichtigende Lageregelung gewährleistet ein sanftes und schwingungsfreies beziehungsweise schwingungsreduziertes Anlegen der Walze an eine weitere Walze.
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Indem mittels eines Positionssensors der Abstand zwischen Rotor und Stator der Magnetlagereinrichtung gemessen wird, während die Heberwalze an einer der ihr benachbarten Walzen anliegt, und das daraus resultierende Abstands-Meßsignal mit der diesem Zeitpunkt entsprechenden Stromaufnahme der Magnetlagereinrichtung in einer elektronischen Steuereinrichtung rechnerisch verknüpft wird, kann der Abnutzungsgrad der abriebverschleißbedingt im Durchmesser abnehmenden Umfangsoberfläche der Heberwalze überwacht werden. Die zum durch den Abriebverschleiß abnehmenden Durchmesser der Heberwalze proportionale Stromaufnahme der Magnetlagereinrichtung fungiert somit meßtechnisch als ein Verschleißindikator. Selbstverständlich setzt dies voraus, daß die Lage jener Walze, z. B. der Duktorwalze, an welcher die Heberwalze während der Messung anliegt, und der Abstand des Positionssensors zu ebendieser Walze (Duktorwalze) bekannt sind.
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Bei der Walze kann es sich um eine Heberwalze eines Farbwerks einer Rotationsdruckmaschine handeln, und die weitere Walze kann eine Duktorwalze oder eine Farbreibwalze sein.
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Zur Lösung der Aufgabe wird auch ein Farbwerk vorgeschlagen, das die Merkmale des Anspruchs 7 aufweist. Dieses Farbwerk ermöglicht es, die bereits in Bezug auf das Verfahren vorerwähnten Vorteile zu erzielen.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform weist die Magnetlagereinrichtung zwei voneinander beabstandet angeordnete und jeweils unabhängig steuerbare oder regelbare Magnetlager auf. Hierdurch ist einerseits eine zuverlässige Lagerung der Walze (Heberwalze) gewährleistet, während gleichzeitig eine präzise Positionierung und gegebenenfalls Schrägstellung der Walze möglich ist.
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Mit Vorteil sind die Magnetlager mit einem zugehörigen Ende der Walze wirkverbunden. Hierdurch wird bei entsprechender Walzenendengestaltung die Ausbildung einer verhältnismäßig kompakten, symmetrisch angeordneten und relativ gut von außen zugänglichen Magnetlagereinrichtung ermöglicht. Dabei kann das Walzenende beispielsweise als querschnittsreduzierter Zapfen ausgebildet sein, der in einem ringförmigen Stator des zugehörigen Magnetlagers aufgenommen ist unter Ausbildung einer Magentlagerung.
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Vorteilhafterweise ist die Magnetlagereinrichtung mit einer Regeleinheit wirkverbunden zur Lageregelung der Walze. Mittels einer geeigneten Regeleinheit ist es möglich, in betriebsgünstiger Weise ein gewünschtes Bewegungsprofil der Walze (Heberwalze) vorzugeben und eine korrekte Positionierung derselben zu gewährleisten.
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Mit Vorteil weist die Regeleinheit mindestens einen Stromsensor und/oder mindestens einen Positionssensor auf zur Lageregelung der Walze. Dabei können die Positionssensoren beziehungsweise Stromsensoren in verhältnismäßig kompakter Weise in der Magnetlagereinrichtung integriert angeordnet und mit der Regeleinheit zur vorzugsweise kontinuierlichen Datenübertragung wirkverbunden sein.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform weist die Regeleinheit für jeden mechanischen Freiheitsgrad der Walze einen spezifischen Positionssensor auf. Da der Einsatz einer Magnetlagereinrichtung vorteilhafterweise zu einer im Vergleich zu Lösungen des Stands der Technik höheren Anzahl an mechanischen Freiheitsgraden der Walze (Heberwalze) führt, ist zur Gewährleistung einer korrekten und kontrollierten Positionierung der Walze eine entsprechende Anzahl an freiheitsgradspezifischen Positionssensoren vorzusehen.
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Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung.
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Die Erfindung wird nachfolgend in mehreren Ausführungsbeispielen anhand der zugehörigen Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
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1 eine schematische Seitenansicht eines Farbwerks einer Rotationsdruckmaschine,
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2 eine teilweise geschnittene, schematische Draufsicht auf das Farbwerk im Bereich einer Heberwalze,
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3 einen Querschnitt durch ein Magnetlager der Heberwalze der 2 in vergrößertem Maßstab,
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4 ein Blockschaltbild zur Regelung einer Schwingbewegung der Heberwalze;
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5 ein alternatives Blockschaltbild zur Regelung einer Schwingbewegung der Heberwalze,
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6 ein Diagramm zur Darstellung des sich einstellenden, zeitabhängigen Drehmoments bei einem Farbwerk ohne Magnetlager und
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7 ein Diagramm des sich einstellenden, zeitabhängigen Drehmoments bei einem Farbwerk mit Magnetlager.
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Die 1 zeigt eine schematische Seitenansicht einer allgemein mit 10 bezeichneten Rotationsdruckmaschine mit einem Farbwerk 12. Aus einem Farbvorratsbehälter 14 wird Farbe 16 auf eine Duktorwalze 18 in Form eines definierten Farbfilms aufgetragen, wobei die Duktorwalze 18 um eine Drehachse 19 gemäß Pfeil 15 drehbar ist. Eine Heberwalze 20, welche um eine Drehachse 21 drehbar ist, kann mittels einer Schwingbewegung gemäß Doppelpfeil 17 mit der Duktorwalze 18 oder mit einer Farbreibwalze 22 in Wirkkontakt gebracht werden. Bei dieser Schwingbewegung kann es sich beispielsweise um ein Schwenk- beziehungsweise Pendelbewegung handeln. In einer ersten Betriebsstellung der Heberwalze 20 steht selbige in Kontaktverbindung mit der Duktorwalze 18, welche Farbe 16 aus dem Farbvorratsbehälter 14 übernimmt und auf die Heberwalze 20 überträgt. In einer zweiten Betriebsstellung steht die Heberwalze 20 in Wirkkontakt mit der Farbreibwalze 22 zur entsprechenden Farbübertragung auf Letztere. Zur Farbübertragung von der Duktorwalze 18 mittels der Heberwalze 20 auf die Farbreibwalze 22 erfolgt eine jeweilige Schwingbewegung der Heberwalze 20 von der ersten Betriebsstellung in die zweite Betriebsstellung und wieder zurück in die erste Betriebsstellung. Die Farbreibwalze 22 steht mit weiteren Zwischenwalzen 24, 26, die um eine zugehörige Drehachse 25, 27 drehbar sind, in ständigem Reibkontakt, so dass die übertragene Farbe 16 im Farbwerk 12 weitertransportiert wird. Die Farbe 16 gelangt fein verteilt auf Farbauftragswalzen 28, 30, die um zugehörige Drehachsen 29, 31 drehbar sind und dazu dienen, ein auf einem Plattenzylinder 32, der gemäß Pfeil 34 um eine Drehachse 33 drehbar ist, befindliches Druckbild einzufärben. Mittels eine Gummituchzylinders 35, welcher gemäß Pfeil 37 um die Drehachse 36 drehbar ist, wird das von dem Plattenzylinder 32 übertragene Druckbild auf eine hier nicht dargestellte Druckbahn aufgebracht.
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Die notwendigen Elemente der Rotationsdruckmaschine 10 sind hier aufgrund ihrer großen Formvielfalt nur schematisch angedeutet und können in bekannter Weise ergänzt oder variiert werden. So kann beispielsweise ein Feuchtwerk im Bereich des Plattenzylinders 32 einen Feuchtfilm auftragen. Der Erfindungsgegenstand bezieht sich insbesondere auf die zwischen der Duktorwalze 18 und der Farbreibwalze 22 beziehungsweise in die entsprechenden Betriebsstellungen zu bewegende Heberwalze 20.
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Die 2 zeigt in einer teilweise geschnittenen, schematischen Draufsicht des Farbwerks 12 die um die Drehachse 21 drehbare Heberwalze 20, welche gemäß Doppelpfeil 17 zwischen der Duktorwalze 18 und der Farbreibwalze 22 in zwei entgegengesetzten Richtungen verlagerbar ist. Die Heberwalze 20 ist erfindungsgemäß mittels einer Magnetlagereinrichtung bestehend aus zwei Magnetlagern 38, 39 vorzugsweise endseitig gelagert. Die zwei Magnetlager 38, 39 sind jeweils zur Positionierung der Heberwalze 20 gemäß Doppelpfeil 17 in eine gewünschte Betriebsstellung mittels einer nicht in 2 dargestellten Regeleinheit steuerbar oder regelbar. Die Heberwalze 20 sitzt somit beidseitig in den zwei Magnetlagern 36, 38, wobei selbige, zusätzlich zur Lagerung der Heberwalze 20, als aktiv geregelte Antriebseinheit für eine gewünschte Radialbewegung der Heberwalze 20 gemäß Doppelpfeil 17 dienen.
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3 zeigt eine Schnittansicht der Heberwalze 20 im Bereich des Magnetlagers 38 senkrecht zur Drehachse 21 der Heberwalze 20. Das Magnetlager 38 weist einen ringförmigen Stator 40 auf, in dessen Inneren Ringspulen 41 angeordnet sind. Werden die Ringspulen 41 von elektrischem Strom durchflossen, wird in an sich bekannter Weise eine Verlagerungskraft auf den Rotor – beziehungsweise auf die wirkverbundene Heberwalze 20 – erzeugt. Eine derartige Verlagerungskraft verursacht eine radiale Relativbewegung der Heberwalze 20 zum ringförmigen Stator 40 und wird erfindungsgemäß zur Positionierung der Heberwalze 20 in eine gewünschte Betriebsstellung (Wirkkontakt mit der Duktorwalze 18 beziehungsweise mit der Farbreibwalze 22) genutzt.
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Mittels einer nicht in 3 dargestellten Sensorik wird eine präzise Lagebestimmung der Heberwalze 20 in der Magnetlagereinrichtung ermöglicht. Dabei ist die Ausgestaltung und Anordnung geeigneter Positionssensoren an sich bekannt und wird daher an dieser Stelle nicht näher erläutert. Mittels einer hier aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht dargestellten Steuer- oder Regeleinheit der Magnetlagereinrichtung können die einzelnen Ringspulen 41 in beliebiger Weise und Intensität elektrisch bestromt und damit die Verlagerungskraft auf die Heberwalze 20 beeinflusst werden. Grundsätzlich lassen sich durch entsprechende Änderungen des elektrischen Stroms beliebige Schwingbewegungen beispielsweise in Form einer Schwenkbewegung oder Pendelbewegung der Heberwalze 20 realisieren. Mittels eines vorgegebenen Bewegungsprofils, das in der Steuer- oder Regeleinheit in Form eines digitalisierten Algorithmus hinterlegbar ist, können die Schwingbewegungen der Heberwalze 20 beliebig vorgegeben und geändert werden.
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Die 4 zeigt in einem Blockschaltbild eine Möglichkeit, wie die Schwingbewegung der Heberwalze 20 geregelt werden kann. In einer Regeleinheit 42 werden Lagesollwerte 43 mittels einer Übertragungsleitung 44, Geschwindigkeitssollwerte 45 mittels einer Übertragungsleitung 46 und Beschleunigungssollwerte 47 mittels einer Übertragungsleitung 48 an einen Lageregler 49 übertragen. Der Lageregler 49 ist mittels einer Übertragungsleitung 50 mit einem Proportionalitätsregler 51 wirkverbunden, mittels welchem eine Umrechnung eines Kraftwerts in einen Stromwert erfolgt. Der Proportionalitätsregler 51 ist mittels einer Übertragungsleitung 52 mit einem Verknüpfungspunkt 53 wirkverbunden, von welchem eine Übertragungsleitung 56 zu einem Stromregler 57 führt. Der Stromregler 57 ist mittels einer Übertragungsleitung 58 mit einem Leistungsverstärker 59 wirkverbunden, der seinerseits mittels einer Übertragungsleitung 60, einer Abzweigung 61 und einer Übertragungsleitung 63 mit einem Magnetlager 64 in Wirkverbindung steht. Von der Abzweigung 61 führt eine Übertragungsleitung 62 zu einem Stromsensor 54, der mittels einer Übertragungsleitung 55 mit dem Verknüpfungspunkt 53 unter Ausbildung einer Rückführung von der Abzweigung 61 zum Verknüpfungspunkt 53 wirkverbunden ist.
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Es erfolgt somit mittels des Leistungsverstärkers 59 eine elektrische Bestromung der Spulen des Magnetlagers 64, wobei mittels des Stromsensors 54 der elektrische Strom im Magnetlager 64 auf einen vorgebbaren Betriebswert regelbar ist.
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Alternativ zur Regeleinheit 42 gemäß 4 kann eine Regeleinheit 65 entsprechend 5 zur Lageregelung der Heberwalze vorgesehen werden. Ein Lagesollwert 66 wird mittels einer Übertragungsleitung 67 zu einem Verknüpfungspunkt 68 und von diesem mittels einer Übertragungsleitung 69 zu einem Lageregler 70 übermittelt. Der Lageregler 70 ist mittels einer Übertragungsleitung 71 mit einem Verknüpfungspunkt 72 wirkverbunden, welcher zusätzlich mit einem Geschwindigkeitssollwert 73 mittels einer Übertragungsleitung 74 beaufschlagt wird. Vom Verknüpfungspunkt 72 fuhrt eine Übertragungsleitung 75 zu einem Geschwindigkeitsregler 76, der mittels einer Übertragungsleitung 77 mit einem Verknüpfungspunkt 78 wirkverbunden ist. Ein Beschleunigungssollwert 79 wird mittels einer Übertragungsleitung 80 zu einem Proportionalitätsregler 81 übermittel, durch welchen eine Umwandlung von Beschleunigungswerten zu Kraftwerten erfolgt. Der Proportionalitätsregler 81 ist mittels einer Übertragungsleitung 82 mit dem Verknüpfungspunkt 78 wirkverbunden. Vom Verknüpfungspunkt 78 fuhrt eine Übertragungsleitung 83 zu einem Proportionalitätsregler 84, mittels welchem eine Umwandlung von Kraftwerten zu Stromwerten erfolgt. Der Proportionalitätsregler 84 ist mittels einer Übertragungsleitung 85 mit einem Verknüpfungspunkt 86 wirkverbunden, von welchem eine Übertragungsleitung 87 zu einem Stromregler 88 führt. Der Stromregler 88 ist mittels einer Übertragungsleitung 89 mit einem Leistungsverstärker 90 wirkverbunden. Der Leistungsverstärker 90 ist mittels einer Übertragungsleitung 91, einer Verzweigung 92 und einer Übertragungsleitung 93 mit einem Magnetlager 97 wirkverbunden. Von der Abzweigung 92 führt eine Rückführung in Form einer Übertragungsleitung 94, eines Stromsensors 95 und eine Übertragungsleitung 96 zum Verknüpfungspunkt 86. Das Magnetlager 97 ist mittels einer Übertragungsleitung 98 mit einem Positionssensor 99 wirkverbunden, von welchem zur Übermittlung eines Lageistwerts der Heberwalze eine Übertragungsleitung 100 zu einer Abzweigung 101 führt, welche mittels einer Übertragungsleitung 105 mit dem Verknüpfungspunkt 68 sowie mittels einer Übertragungsleitung 102 mit einem Differenzierer 103 wirkverbunden ist, von welchem eine Übertragungsleitung 104 zum Verknüpfungspunkt 72 führt.
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Das gewünschte Bewegungsprofil wird somit auch gemäß 5 durch Vorgabe von Lage-, Geschwindigkeits- und Beschleunigungssollwerten 66, 73, 79 erstellt. Der Lagesollwert 66 wird an einem Verknüpfungspunkt 68 mit einem entsprechenden Lageistwert (Pfeil 105) verglichen, der mittels des Positionssensors 99 ermittelt worden ist. Das Ergebnis dieses Soll-Ist-Vergleichs hinsichtlich des Lagewerts wird an den Lageregler 70 übermittelt, der mit dem Verknüpfungspunkt 72 wirkverbunden ist. Am Verknüpfungspunkt 72 werden Geschwindigkeitssollwerte 73 mit Geschwindigkeitsistwerten (Pfeil 104) verglichen, welche vom Differenzierer 103 geliefert werden. Der Differenzierer 103 ist eingangsseitig mit dem Positionssensor 99 wirkverbunden und erhält von selbigem die gemessenen Lageistwerte. Das Ergebnis dieses Soll-Ist-Vergleichs wird an den Geschwindigkeitsregler 76 übermittelt, der seinerseits mit dem Verknüpfungspunkt 78 wirkverbunden ist. Die Beschleunigungssollwerte 79 werden an den Proportionalitätsregler 81 übermittelt, mittels welchem unter Heranziehung eines Proportionalitätsfaktors die Beschleunigungssollwerte 79 in Kraftsollwerte übertragen werden. Diese Kraftsollwerte werden von dem Proportionalitätsregler 81 an den Verknüpfungspunkt 78 übermittelt, welcher mit dem Proportionalitätsregler 84 wirkverbunden ist. Der Proportionalitätsregler 84 dient zur Umwandlung des jeweiligen Kraftwerts in einen entsprechenden Stromwert unter Heranziehung eines geeigneten Proportionalitätsfaktors. Der Stromwert wird vom Proportionalitätsregler 84 zu dem Verknüpfungspunkt 86 übermittelt, der zusammen mit dem Stromregler 88, dem Leistungsverstärker 90 und dem Stromsensor 95 einen Regelkreis bildet. Das Magnetlager 97 ist eintrittsseitig mit diesem Regelkreis und austrittsseitig mit dem Positionssensor 99 wirkverbunden. Die Sollwerte 66, 73 werden somit mit Istwerten verglichen, welche mittels des Positionssensors 99 ermittelt worden sind. Mittels des Leistungsverstärkers 90 werden die Spulen des Magnetlagers 97 elektrisch bestromt. Mit Hilfe des Stromsensors 95 lässt sich der elektrische Strom auf den vorgegebenen Wert regeln. Nach entsprechender Ansteuerung des Magnetlagers 97 kann über den Positionssensor 99 die neue Lage der Heberwalze erfasst und gegebenenfalls nachgeregelt werden. Für jedes Magnetlager 36 ist vorzugsweise eine eigene Steuer- beziehungsweise Regeleinheit inklusive Leistungsverstärker vorzusehen.
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Somit handelt es sich bei dem Blockschaltbild gemäß 5 um einen Lageregelkreis mit Positionsrückführung, während das Blockschaltbild gemäß 4 eine Lageregelung ohne Positionsrückführung darstellt. Mittels der aufgezeigten Regelung (oder gegebenenfalls mittels einer geeigneten Steuerung) kann zur Positionierung der Heberwalze 20 ein beliebiges Bewegungsprofil vorgegeben werden. Soll beispielsweise die Heberwalze 20 (siehe auch 2) in Richtung der Farbreibwalze 22 bewegt werden, so kann dies durch eine im Wesentlichen zur Drehachse 21 der Heberwalze 20 parallelen Verlagerung innerhalb des entsprechenden Magnetlagers 38, 39 erfolgen. Die Heberwalze 20 ist dann nicht mehr zentrisch in den Magnetlagern 38, 39 entsprechend 2 angeordnet, sondern zu selbigen parallel versetzt. Gegebenenfalls kann auch eine Schrägverstellung der Heberwalze 20 mittels einer Drehbewegung um einen oder mehrere Drehpunkte erzwungen werden, indem die Magnetlager 38, 39 unterschiedlich angesteuert werden. Infolge dessen kann die Heberwalze 20 auch eine frei vorgebbare Schrägstellung einnehmen, so dass völlig neuartige Anordnungsmöglichkeiten der Heberwalze 20 im Farbwerk 12 realisierbar sind.
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Ferner kann das Bewegungsprofil derart festgelegt werden, dass unterschiedliche und variierbare Hebertakte der Heberwalze 20 pro Maschinenumdrehung realisierbar sind.
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Wird beispielsweise die Umfangsgeschwindigkeit des Plattenzylinders 32 und damit auch diejenige der Farbreibwalze 22 erhöht, so kann diesen geänderten Bedingungen durch Erhöhung des Hebertaktes Rechnung getragen werden. Hierdurch kann ein Abreißen des Farbfilms im Farbwerk 12 vermieden werden.
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Vorteilhafterweise lässt sich die Anpresskraft der Heberwalze 20 an die Duktorwalze 18 und/oder an die Farbreibwalze 22 steuern beziehungsweise regeln. In Abhängigkeit von den Eigenschaften der Farbe 16 (beispielsweise seiner Viskosität) oder auch von der Beschaffenheit der Oberflächenstrukturen der Walzen 18, 20, 22 kann die Anpresskraft flexibel und kontrolliert erhöht oder erniedrigt werden. Dies führt zu einer wesentlich gleichmäßigeren Farbübertragung. Um die Kraft, die beim Abziehen der Heberwalze 20 von der Duktorwalze 18 und/oder der Farbreibwalze 22 benötigt wird, zu reduzieren, kann die Heberwalze 20 schräg abgezogen werden.
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Zur Vermeidung oder wenigstens Verringerung eines nicht erwünschten Heberschlages ist eine Positionsregelung der Heberwalze 20 vorgesehen, mittels welcher gewährleistet wird, dass die Heberwalze 20 mit einer definierbaren Geschwindigkeit und mit einem vorgebbaren Anpressdruck an die Duktorwalze 18 beziehungsweise an die Farbreibwalze 22 angelegt wird (Einkuppeln). Durch das sanfte Anlegen der Heberwalze 20 an die Duktorwalze 18 beziehungsweise an die Farbreibwalze 22 wird eine vorteilhafte Verringerung des sich einstellenden maximalen Drehmomentenstoßes erzielt. Der Drehimpuls, der bei Herstellung einer Kontaktverbindung zu übertragen ist, um die Heberwalze 20 zu beschleunigen, bleibt gleich.
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Die sich ergebende Verringerung des Drehmomentenstoßes geht aus den Diagrammen gemäß 6 und 7 hervor. 6 zeigt das sich einstellende Drehmoment in Abhängigkeit von der Zeit bei einem Farbwerk ohne Magnetlager (Stand der Technik). Es ist die Ausbildung eines unerwünscht großen Drehmomentenstoßes zu erkennen, der Ursache für grundsätzlich zu vermeidende Drehschwingungen im Farbwerk ist.
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In 7 ist dagegen eine Diagramm dargestellt, das die Bildung des Drehmoments in Abhängigkeit von der Zeit an einem Farbwerk mit Magnetlager zeigt. Mittels der erfindungsgemäßen Integration eines Magnetlagers zur Lagerung einer Heberwalze in einem Farbwerk ist gemäß 7 die Gefahr einer unerwünschten Bildung von Drehschwingungen im Vergleich zu einer bekannten Ausführungsform entsprechend 6 deutlich herabgesetzt.
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Der erfindungsgemäße Einsatz einer Magnetlagereinrichtung ist nicht auf eine Heberwalze einer Rotationsdruckmaschine beschränkt, sondern kann vorteilhaft auch bei anderen lagezubewegenden Walzen einer Druckmaschine vorgesehen sein. Dabei ist die konstruktive Ausgestaltung eines Magnetlagers an sich bereits bekannt.
