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Die
Erfindung betrifft ein Druckwerk einer Offsetdruckmaschine mit mindestens
einem Formzylinder und einem Übertragungszylinder
gemäß dem Oberbegriff
des Anspruchs 1.
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In
Druckwerken, die einen biegeweichen. Übertragungszylinder mit Gummi(tuch)bezug
besitzen, kann durch den Nip beim Übertragungszylinder-Papier
eine Wellen- oder sogar Faltenbildung des Papiers entstehen. Dies
ist bei kleinen Durchmesser/Ballenbreiten-Verhältnissen
der Fall, insbesondere also bei Einfachumfang-Übertragungszylindern und doppelt-
oder mehrfachbreiten Papierbahnen (d. h. 2 ... n Druckplatten breit).
Die Wellenbildung kann zu Passerproblemen führen, z. B. zu einem Verzerren
des Bildes. Die Faltenbildung führt
zur Makulatur.
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Die
Ursache liegt darin, dass sich infolge der Druckspannung der Zylinder
durchbiegt, die Pressung in Gallenmitte also eine andere (in der
Regel kleiner) ist als am Gallenende. Dies führt über die Gallenbreite zu lokalen
Unterschieden in der Druckabwicklung (d. h. dem Wirkdurchmesser
des Übertragungszylinders),
und somit zu inhomogenem Papiertransportverhalten.
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Die
DE 2 151 650 B2 zeigt
einen Übertragungszylinder
mit konvexer Mantelfläche.
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Die
DE 200 23 414 U1 zeigt
ein Druckwerk, bei dem der Übertragungszylinder
in axialer Richtung mit mehreren Metalldrucktüchern belegt ist
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Druckwerk einer Offsetdruckmaschine
mit mindestens einem Formzylinder zu schaffen, bei dem eine Faltenbildung
des Bedruckstoffes reduziert wird.
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Die
Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die
Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
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Vorteilhafte
Ausgestaltungen der Erfindung sind in dem Unteransprüchen angegeben.
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Zur
Beseitigung der Faltenbildung bzw. Verringerung der Wellenbildung
wird der Druckzylinder bombiert, besitzt also (auch) im druckenden
Bereich des Ballens einen nicht-konstanten Durchmesser.
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Beim Übertragungszylinder
wird der lokale Durchmesser dabei in Abhängigkeit vom Ort auf der Zylinderachse
so gewählt,
dass die durch die Durchbiegung (aufgrund der Druckspannung) induzierten Abwicklungsunterschiede
im wesentlichen kompensiert werden, mindestens jedoch soweit verringert werden,
dass keine Faltenbildung bzw. drucktechnisch störende Wellenbildung mehr auftritt.
In der Regel ist der Übertragungszylinder
konvex bombiert.
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Das
optimale Profil der Bombierung hängt von
der Wirkdurchmesseränderung
des Gummizylinders, ΔDwirk, bei einer Eindrückungsänderung des Gummituchs, Δs, innerhalb
des drucktechnisch relevanten Eindrückungsbereiches [smin ...
smax] ab. Da ΔDwirk/Δs vom Gummituch
abhängt,
ist ein gewähltes Bombierungsprofil
im allgemeinen nur für
einen Gummituchtyp bzw. Gummituchklasse (d.h. innerhalb eines bestimmten
Wertebereiches von ΔDwirk/Δs)
günstig.
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Die
Größe der Eindrückungsänderungen über die
Gallenbreite hängen
von der Durchbiegung, und damit von den Linienkräften (und der Zylinderanordnung)
ab. Die Linienkräfte
wiederum resultieren aus den in den jeweiligen Nips drucktechnisch
notwendigen Flächenpressungen
und der Federkennlinie des Gummituches. Damit gibt es bei einer
gegebenen Bombierung auch einen günstigen Gummituchtyp bzw. eine
Gummituchklasse, gekennzeichnet durch dessen Federkennlinie.
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Ein
zusätzlicher
Vorteil einer (konvexen) Bombierung ist zudem eine geringere Variation
der Druckspannung über
die Ballenbreite. Grundsätzlich lässt sich
durch Bombieren allerdings für
kein Gummituch ein über
die Ballenbreite konstanter Wirkdurchmesser bei gleichzeitig konstanter
Druckspannung erreichen. Möglich
ist lediglich ein Kompromiss.
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In
bevorzugter Weiterbildung der Erfindung ist demnach vorgesehen,
dass ein Oberflächenprofil des Übertragungszylinders
so gestaltet ist, dass die Pressungsunterschiede, die in Folge der
Zylinderdurchbiegung aufgrund der Druckspannung über die Ballenbreite auftreten,
in einem (oder mehreren) Nip(s) ausgeglichen bzw. wesentlich verringert
werden.
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Zweckmäßigerweise
ist das Oberflächenprofil
des Übertragungs-
oder Gegendruckzylinders so ausgeführt, dass Faltenbildung des
Papiers verhindert wird, indem die Variation des aus dem lokalen Durchmesser
und der lokalen Pressung resultierenden Wirkdurchmessers des Zylinders
in einem oder mehreren Nips über
die Ballenbreite hinreichend gering ist.
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Weiterhin
ist zweckmäßigerweise
das Oberflächenprofil
so ausgeführt,
dass die Wellenbildung eliminiert bzw. soweit reduziert ist, dass
hierdurch keine relevanten Passerabweichungen mehr entstehen und
dass Schieben verhindert wird.
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Vorzugsweise
ist das Oberflächenprofil
für einen
bestimmten Gummituchtyp bzw. eine bestimmte Gummituchklasse optimiert,
wobei das Gummituch einen bestimmten Wertebereich von ΔDwirk/Δs, aufweist,
wobei ΔDwirk die Wirkdurchmesseränderung des Gummizylinders
bei einer der Eindrückungsänderung Δs des Gummituchs,
innerhalb des drucktechnisch relevanten Eindrückdungsbereiches [smin ... smax] ist,
bzw. ist das Oberflächenprofil
für einen
bestimmten Linienkraftbereich im Nip optimiert.
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Auch
kann es vorteilhaft sein, wenn das Oberflächenprofil für einen
bestimmten Linienkraftbereich in den Nips, bei einer bestimmten
Nipanordnung um den Zylinder optimiert ist.
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Ebenfalls
kann es zweckmäßig sein,
wenn das Oberflächenprofil
auf einen bestimmten Gummituchtyp bzw. Gummituchklasse durch sein
Federkennlinienfeld und die in den Nips notwendigen Flächenpressungen
optimiert ist.
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Auch
kann es zweckmäßig sein,
wenn das Oberflächenprofil
auf einen Gummituchtyp oder eine Gummituchklasse optimiert ist,
die bei einer Eindrückung
von 0.20 mm eine Flächenpressung
kleiner als 60 N/cm2 erzeugt.
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Schließlich kann
es zweckmäßig sein,
wenn beide Zylinder so bombiert sind, dass sich in der Paarung eine
lokale Pressung im Nip ergibt, die aufgrund des lokalen Durchmessers
eine hinreichend geringe Variation des resultierenden Wirkdurchmesser über die
Gallenbreite ergibt, um Falten- oder Wellenbildung des Papiers und
Passerprobleme bzw. Schieben zu vermeiden.
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In
einer Satellitendruckeinheit kann an Stelle des (bzw. zusätzlich zum) Übertragungszylinder,
insbesondere des Gummituchzylinders, auch der Gegendruckzylinder
bombiert werden.
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Gegebenenfalls
wird auch der Formzylinder bombiert, um Pressungsunterschiede (und
damit Wirkdurchmesserunterschiede) zum Übertragungszylinder auszugleichen,
die zu Schieben oder Farbübertragungsstörungen führen können. Wenn
eine Bombierung des Formzylinders erforderlich ist, so ist diese
in der Regel konkav.
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Nachfolgend
sei erwähnt,
dass hier insbesondere von einem Aufzug bzw. Gummituch ausgegangen
wird, dessen Eigenschaften im wesentlichen in der Beschreibung anhand
der 11 bis 18 offenbart
sind.
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In
einem Druckwerk einer Druckmaschine entsteht z. B. durch Walkarbeit
der elastischen Aufzüge
Wärme,
die üblicherweise
in axialer Richtung der Zylinders gleichmäßig verteilt ist und auch zumindest
teilweise abgeführt
wird.
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Wird
nun innerhalb des Druckwerkes in axialer Richtung ein teilbreiter
Bedruckstoff bedruckt, entsteht auch in den nichtdruckenden Bereichen
Wärme,
die dort aber nicht mehr abgeführt
wird (z. B. infolge von Verdunstung von Farbe und Feuchtmittel oder
Wegtransport durch den Bedruckstoff).
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Daher
entstehen in axialer Richtung starke Temperaturunterschiede, insbesondere
auf dem Übertragungszylinder,
die zu Qualitätsverlusten
im Druckprodukt oder zu anderen Druckschwierigkeiten führen können.
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Es
wird also die Temperierung, insbesondere Kühlung mindestens eines Zylinders
oder zumindest einer in axialer Richtung des Zylinders angeordneten Zone
vorgeschlagen, wodurch die Druckqualität erheblich gesteigert werden
kann. Die temperierten Zonen können
insbesondere einer Breite eines Aufzuges, z.B. eines Gummituches
oder einer Druckplatte entsprechen.
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Durch
die
DE 691 07 317
T2 ist ein Drucktuch bekannt, welches aus mehreren Schichten
besteht und im Extremfall eine Gesamtstärke von 0,55 bis 3,65 mm aufweist.
Das Elastizitätsmodul
von Lagen aus zelligem Gummi liegt zwischen 0,2 bis 50 MPa bzw.
von 0,1 bis 25 MPa. Durch den speziellen Aufbau des Drucktuchs und
die Eigenschaften der Lagen wird ein Drucktuch erzielt, welches,
wenn es zusammen gedrückt
wird, nicht zur seitlichen Verschiebung bzw. Ausstülpung neigt.
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Die
DE 19 40 852 A1 offenbart
eine Druckdecke für
den Offsetdruck, welche eine Gesamtstärke von annähernd 1,9 mm aufweist. Ein
Scherungsmodul als Spannung bei 0,25 mm Verformung wird im Fall
einer Stärke
der Druckdecke mit ca. 4,6, 1,9 bzw. 8,23 kg/cm
2 angegeben.
Ziel ist es hierbei, eine schnelle Rückbildung nach einer Eindrückung sowie eine
enge Dickentoleranz zu erlangen.
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Die
CH 426 903 offenbart ein
Offsetdrucktuch, wobei übliche
Eindrücktiefen
von 0 bis 0,1 mm vorliegen. Eine Erhöhung der Eindrückung von
0,05 auf 0,1 mm erfordert bzw. hat zur Folge eine Änderung
in der Flächenpressung
von ca. 20,6 N/cm
2. D.h. in diesem Bereich
für die
Eindrücktiefe
und Flächenpressungen
von bis zu ca. 40 N/cm
2 läge eine
linearisierte „Federkennlinie" mit einer Steigung
von etwa 412 N/cm
2/mm vor.
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Auch
in der
CH 467 169 werden
Offsetdrucktücher
mit Eindrucktiefen von 0 bis 0,1 mm beschrieben, deren linearisierten „Federkennlinien" im genannten Bereich
eine Steigung von beispielsweise 496 N/cm
2/mm
aufweisen.
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Für den Übertrag
von Farbe oder anderen Fluids zwischen zwei Walzen einer Druckmaschine wird,
z. B. im Farb- und/oder Feuchtwerk sowie insbesondere im Offset-Verfahren zwischen
Druckwerkszylindern, regelmäßig auf
die Werkstoffkombination hart-weich
zurückgegriffen.
Die für
den Farbübertrag
erforderliche Flächenpressung
wird durch Eindrücken
einer nachgiebigen, z. B. elastomeren Schicht (weicher elastomerer
Bezug/Aufzug, Gummituch, Metalldrucktuch, Sleeve) an einer zusammen wirkenden
Walze mit weitgehend inkompressibler und nichtelastische Mantelfläche erreicht.
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Für den gleichmäßigen Übergang
des Fluids ist eine in engen Bereichen vorgegebene Anstellkraft sowie
deren Konstanz ein wesentliches Kriterium. Treten nun Schwankungen
im Abstand der zusammen wirkenden Walzen, z. B. durch Unwucht oder durch
Störungen
bei der Abrollung der Walzen induzierte Schwingungen auf, so ändert sich
die Anstellkraft (Flächenpressung)
und damit auch das Übertragungsverhalten
für das
Fluid. An Stellen unterbrochener bzw. verringerter Berührung, z.B.
am Platten- oder Gummituchspannkanal, verringert sich somit beispielsweise
periodisch die Flächenpressung,
woraus eine Schwingungsanregung der Druckzylinder resultiert. Im
Bereich der Drucktechnik äußert sich dies
durch Veränderung
in der Farbintensität
im Druckbild. Hat sich beispielsweise die Anstellkraft durch äußere Bedingungen
dauerhaft verändert (langwellige
Störung),
so besteht die Gefahr eines zu blassen oder zu farbintensiven Druckproduktes
bis zum Zeitpunkt einer Korrektur (Makulatur). Ändert sich die Anstellkraft
dynamisch durch Schwingungen (kurzwellige Störung) so äußert sich dies in der Bildung
von sichtbaren Streifen im Druckprodukt.
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Die
mit der Erfindung erzielbaren Vorteile bestehen insbesondere darin,
dass eine geringere Empfindlichkeit gegenüber Veränderungen bzw. Schwankungen
in der Anstellkraft (Flächenpressung) erreicht
wird, und damit eine hohe Qualität
des Druckproduktes einfacher erreichbar ist und aufrechterhalten
werden kann. Durch spezielle Aufzüge, einer optimierten Auslegung
der Zylinder sowie deren Anordnung kann der Einfluss der Zylinderbewegungen
auf den Farbübertrag
verringert werden. In einer besonders günstigen Ausführungsform
mit schmalen Stellen unterbrochener bzw. verringerter Berührung wird
zudem die Schwingungsanregung selbst reduziert.
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Die Übertragung
des Fluids wird durch die Ausführung
des Aufzuges und/oder die Anordnung der Walzen zueinander erheblich
weniger durch Schwingungen beeinflusst. Gleiches gilt z. B. auch für durch
Prozessänderungen
induzierte Störungen (Geschwindigkeit,
wechselnde Materialstärke
einer Bahn, Anstellen/Abstellen weiterer Walzen), für Abstandsabweichungen
infolge von Ungenauigkeiten bei der Zustellung (Anschläge, endliche
Steifigkeit, Fertigungstoleranzen) sowie von Veränderungen in der Aufzugstärke durch
Verschleiß (langwellig) und/oder
unvollständige
Rückbildung
nach Durchlaufen der Nippstelle (kurzwellig oder langwellig).
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Dies
wird insbesondere dadurch erreicht, dass der Aufzug derart ausgestaltet
bzw. die Walze mit einem entsprechenden Aufzug ausgeführt wird, dass
eine Abhängigkeit
der resultierenden Flächenpressung
bei Variation der Eindrückung
erheblich flacher verläuft als üblich. Eine
Federkennlinie, d. h. eine Steigung in der Abhängigkeit der Flächenpressung
von der Eindrückung
beträgt
zumindest in einem vorteilhaften Bereich für die Eindrückung in Druck-An-Stellung
höchsten
700 (N/cm2)/mm. Günstig sind weniger als 400
(N/cm2)/mm.
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Ein
vorteilhafter Bereich einer relativen Eindrückung des Aufzuges im Betriebszustand (Druck-An-Stellung)
liegt z. B. zwischen 10 % und 25 % zwischen Form- und Übertragzylinder
und 25 % bis 35% zwischen Übertragzylinder
und Papier. Insbesondere können
jedoch je nach Art der beiden zusammen wirkenden Walzen unterschiedliche
Bereiche für
die relative Eindrückung
bevorzugt werden um optimale Ergebnisse im Hinblick auf den erforderlichen Übergang
des Fluids bei gleichzeitig möglichst kleinem
Einfluss von Schwankungen zu erreichen.
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Die
Flächenpressung
variiert in Druck-An-Stellung in vorteilhafter Ausführung höchsten in
einem Bereich zwischen 60 und 220 N/cm2, bzw.
verschiedene Unterbereiche für
Fluids, z. B. Druckfarben, mit stark unterschiedlichen rheologischen
Eigenschaften und/oder verschiedene Druckverfahren. Insbesondere
in diesen Bereichen bzw. Teilbereichen sollte die Kurve die Bedingung
an die Steigung erfüllen.
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Die
Breite der durch das Anpressen der Walzen entstehende Berührungszone
im Nipp wurde bislang i. d. R. möglichst
klein gehalten. Eine verbreiterte Nippstelle bringt eine höhere Linienkraft
und damit eine größere statische
Durchbiegung mit sich. Dieser Nachteil wird durch den erfindungsgemäßen Aufzug bzw.
die Anordnung jedoch überkompensiert.
Die Einpressung des Aufzugs liegt z.B. bei mind. 0,18 mm, in einer
vorteilhaften Ausführung
bei mind. 0,25 mm. Die resultierende Breite der Nippstelle liegt
z. B. in einer vorteilhafter Ausführung bei mindestens 10 mm,
insbesondere größer oder
gleich 12 mm. Damit kann eine vorteilhafte Flächenpressung erreicht werden.
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Für den Fall,
dass eine Schwingung durch eine Störung, z. B. eine Unterbrechung,
auf einer der Mantelflächen
der direkt oder über
eine Bahn zusammen wirkenden Walzen induziert wird, kann durch die Ausführung des
Aufzuges und/oder die Anordnung der Walzen zueinander auch die Anregung
dieser Schwingung bzw. deren Amplitude reduziert werden. Dies gilt
insbesondere für
eine Ausführung,
wobei eine Breite der Unterbrechung in Umfangsrichtung höchstens
im Verhältnis
1:3 zu der durch das Andrücken
entstehenden Breite des Nipps (Abdruckstreifens) steht.
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Generell
erlaubt der Aufzug bzw. die Schicht die Verwendung schlankerer oder
auch längerer Druckzylinder,
d. h. einer gegenüber
dem Durchmesser große
Länge der
Zylinder.
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Ausführungsbeispiele
der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt.
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Es
zeigen:
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1 eine
schematische Zylinderanordnung eines Druckwerks;
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2 ein
erstes, schematisches Ausführungsbeispiel
eines Übertragungszylinders
mit einem darauf angeordneten Aufzug;
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3 ein
zweites, schematisches Ausführungsbeispiel
eines Übertragungszylinders
mit einem darauf angeordneten Aufzug;
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4 ein
drittes, schematisches Ausführungsbeispiel
eines Übertragungszylinders
mit einem darauf angeordneten Aufzug;
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5 ein
viertes, schematisches Ausführungsbeispiel
eines Übertragungszylinders
mit einem darauf angeordneten Aufzug;
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6 ein
fünftes,
schematisches Ausführungsbeispiel
eines Übertragungszylinders
mit einem darauf angeordneten Aufzug;
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7 ein
sechstes, schematisches Ausführungsbeispiel
eines Übertragungszylinders
mit einem darauf angeordneten Aufzug;
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8 ein
siebtes, schematisches Ausführungsbeispiel
eines Übertragungszylinders
mit einem darauf angeordneten Aufzug;
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9 einen
Aufzug mit einem Drucktuch in einer perspektivischen Ansicht;
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10 eine
schematische Darstellung eines sechsplattenbreiten Druckwerks mit
einer zweidrittelbreiten Bahn;
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11 eine
schematische Darstellung der Linienkraft zwischen zwei Walzen unter
Verwendung eines konventionellen Aufzuges;
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12 eine
schematische Darstellung der Linienkraft zwischen zwei Walzen unter
Verwendung eines erfindungsgemäßen Aufzuges;
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13 die
gemessene Flächenpressung
bei Variation der Einpressung;
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14 ein
Ausführungsbeispiel
für eine Druckeinheit;
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15 ein
Ausführungsbeispiel
für eine Druckeinheit;
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16 ein
Ausführungsbeispiel
für eine Druckeinheit;
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17 ein
Ausführungsbeispiel
für eine Druckeinheit;
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18 eine
schematische Darstellung eines Aufzuges mit Trägerschicht.
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Zunächst wird
auf die Ausführungsbeispiele gemäß 1 und 9 Bezug
genommen.
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1 zeigt
eine Dreizylinder-Druckeinheit bzw. ein Druckwerk 20 einer
im übrigen
nicht dargestellten Offsetdruckmaschine, die Teil einer größeren Druckeinheit
wie insbesondere einer Neunzylinder-Satellitendruckeinheit sein
kann, wie weiter unter näher
erläutert,
aber auch als Dreizylinder-Druckeinheit betreibbar ist. Das Druckwerk 20 ist
insbesondere dreifach breit, d. h. für den Druck von jeweils sechs axial
nebeneinander angeordneten Zeitungsseiten ausgeführt. Es umfasst einen Formzylinder 21,
einen hieran anliegenden Übertragungszylinder 22 und
einen mit dem Übertragungszylinder 22 einen
Druckspalt 19 bildenden Gegendruckzylinder 23,
wie insbesondere einen Satellitenzylinder 23. Eine zu bedruckende
Bahn 24 ist zwischen Übertragungszylinder 22 und
Gegendruckzylinder 23 geführt. Dem Formzylinder 21 ist
ein nicht dargestelltes Farbwerk und ein ebenfalls nicht dargestelltes
Feuchtwerk zugeordnet.
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Der
Umfang des Formzylinders 21 ist vorzugsweise zur Aufnahme
zweier stehender Druckseiten, z. B. Zeitungsseiten im Broadsheetformat,
mittels zweier in Umfangsrichtung auf den Formzylinder 21 hintereinander
fixierbarer Aufzüge
in Gestalt von flexiblen Druckformen, insbesondere Druckplatten, ausgebildet.
Die an den Enden abgekantete Druckformen sind in Umfangsrichtung
auf den Formzylinder 21 über die dort ausgebildeten
Nuten 25 montierbar und jeweils als in axialer Richtung
mit einer Druckseite bestückte
Einzeldruckplatte einzeln austauschbar. Die Druckformen bzw. Druckplatten
sind in den Figuren nicht dargestellt.
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Die
Länge des
nutzbaren Ballens des Formzylinders 21 ist in axialer Richtung
zur Aufnahme von z. B. sechs nebeneinander angeordneten stehenden Druckseiten,
insbesondere Zeitungsseiten im Broadsheetformat, bemessen.
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Der Übertragungszylinder 22 ist
in Längsrichtung
nebeneinander mit drei Aufzügen 26 belegt. Sie
reichen in Umfangsrichtung im wesentlichen um den vollen Umfang.
Die Aufzüge 26 sind
alternierend zueinander versetzt, wodurch das Schwingungsverhalten
günstig
beeinflußt
wird.
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Die
auf dem Übertragungszylinder 22 vorgesehenen
Aufzüge 26 sind
in 9 schematisch dargestellt. Der als Gummituch ausgeführte Aufzug 26 ist
als ein sog. Metalldrucktuch 26 mit einer auf einer Tägerplatte 27 angeordneten
elastischen und/oder kompressiblen Schicht 28 ausgeführt. Eine
Trägerplatte 27 für ein Gummidrucktuch
besteht i. d. R. aus einem biegsamen, aber ansonsten formstabilen
Material, z.B. aus einer Aluminiumlegierung, insbesondere jedoch
aus Edelstahl, und weist zwei gegenüberliegende, im oder am Zylinder 22 zu
befestigende Enden 29; 30 auf, wobei diese Enden 29; 30 zur
Ausbildung als Einhängeschenkel
abgekantet sind. Das vorlaufende Ende 29 ist beispielsweise
um 45° und das
nachlaufende Ende 30 um 90° abgekantet.
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Die
abgekanteten Enden 29; 30 der Aufzüge 26 sind
jeweils am Umfang des Zylinders 22 in die dort ausgebildeten
achsparallelen Nuten 31 einsteckbar, wobei die Enden 29; 30 beispielsweise
durch ihre Formgebung, Reibung oder Verformung gehalten werden.
Sie können
jedoch auch zusätzlich
mittels durch Federkraft, durch Druckmittel oder einer während des
Betriebes wirksamen Fliehkraft betätigbarer Mittel fixierbar sein.
Die Nuten 25 für
in axialer Richtung nebeneinander angeordnete Druckplatten auf dem
Formzylinder 21 sind jeweils in einer Flucht als durchgehende
Nut angeordnet, während
die Nuten 31 für
die auf dem Übertragungszylinder 22 angeordneten
Aufzüge 26 nicht
durchgehend, sondern alternierend um 180° versetzt sind.
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Es
wird nun auf die 2 bis 8 Bezug genommen,
die verschiedene Ausführungsformen des Übertragungszylinders 22 mit
einem darauf angeordneten Aufzug 26 in stark schematisierter
Darstellung zeigen, wobei die vorgesehenen Unterschiede im Durchmesser
der Mantelfläche
in jeweils unterschiedlicher Weise realisiert werden.
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Als
Mantelfläche
des Zylinders wird hier die Außenseite
des Ballens mit einem Aufzug verstanden.
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Bei
allen gezeigten Ausführungsbeispielen ist
der Durchmesser der Mantelfläche
des Zylinders 22 in der Mitte des Zylinders 22 größer als
an den beiden Enden. Weiterhin ist bei allen Ausführungsbeispielen
die Bombierung des Zylinders 22 entlang der Zylinderachse
vorzugsweise symmetrisch zur Zylindermitte ausgeführt.
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Der
unterschiedliche Durchmesser kann zum einen dadurch realisiert werden,
dass der Ballen des Übertragungszylinders 22 in
axialer Richtung gesehen die entsprechende unterschiedliche Formgebung
aufweist und der Aufzug bzw. die Aufzüge gleiche Stärke aufweisen,
vgl. z. B. 4, 5, 6 und 7.
Eine andere Lösungsmöglichkeit
besteht darin, dass der Ballen des Übertragungszylinders 22 in
axialer Richtung im Bereich des Aufzuges oder der Aufzüge gleichen
Durchmesser aufweist und der Aufzug bzw. die Aufzüge unterschiedlichen
Durchmesser aufweisen, vgl. z. B. 2 und 3.
Eine dritte Möglichkeit
besteht darin, dass sowohl der Ballen des Übertragungszylinders 22 als
auch der Aufzug bzw. die Aufzüge
in axialer Richtung gleiche Durchmesser bzw. Stärke aufweisen und zwischen
Ballen des Übertragungszylinder 22 und
dem Aufzug bzw. den Aufzügen
eine Unterlage bzw. Zwischenschicht angeordnet ist, die in axialer
Richtung die gewünschten
Durchmesserunterschiede erzeugt (8).
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2 zeigt
ein Ausführungsbeispiel,
bei dem der Ballen des Übertragungszylinders 22 in
axialer Richtung konstanten Durchmesser aufweist und der (einzige)
Aufzug 32 eine konvexe Mantelfläche aufweist.
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3 zeigt
ein Ausführungsbeispiel,
bei dem der Ballen des Übertragungszylinders 22 in axialer
Richtung ebenfalls konstanten Durchmesser aufweist und in axialer
Richtung drei Aufzüge 33, 34 und 35 nebeneinanderliegend
angeordnet sind, wobei der mittlere Aufzug 34 einen größeren Durchmesser aufweist
als die beiden seitlich angeordneten Aufzüge 33 und 35,
die jeweils gleichen Durchmesser haben. Die Mantelfläche des Übertragungszylinders 22 ist
also stufenartig ausgebildet bzw. weist zwei Absätze auf.
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4 zeigt
ein Ausführungsbeispiel,
bei dem die Mantelfläche
des Ballens des Übertragungszylinders 22 in
axialer Richtung gesehen konvex gewölbt ist und der (einzige) Aufzug 36 in
axialer Richtung konstante Materialstärke aufweist.
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5 zeigt
ein Ausführungsbeispiel
mit drei in axialer Richtung nebeneinanderliegenden Aufzügen 37, 38 und 39 jeweils
gleicher Materialstärke. Der
Ballen des Übertragungszylinders 22 weist
der axialen Länge
der Aufzüge 37, 38, 39 jeweils
entsprechend einen mittleren und zwei seitliche zylindrische Abschnitte
auf, wobei der Durchmesser des mittleren Abschnitts größer ist
als der Durchmesser der beiden seitlichen Abschnitte. Die Mantelfläche des Übertragungszylinders 22 ist
also stufenartig ausgebildet bzw. weist zwei Absätze auf.
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6 zeigt
ein Ausführungsbeispiel,
bei dem die Mantelfläche
des Ballens des Übertragungszylinders 22 in
axialer Richtung gesehen zwei zur Mitte hin ansteigende geradenförmige Abschnitte aufweist,
wobei der (einzige) Aufzug 40 in axialer Richtung gesehen
konstante Stärke
aufweist; die geradenförmigen
Abschnitte sind also dreieckförmig angeordnet.
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7 zeigt
ein Ausführungsbeispiel,
bei dem die Mantelfläche
des Ballens des Übertragungszylinders 22 in
axialer Richtung gesehen drei geradenförmige Abschnitte aufweist,
nämlich
einen Abschnitt mit einer positiven Steigung, einen mittleren Abschnitt,
der achsparallel ist, und einen weiteren Abschnitt mit einer negativen
Steigung. Entsprechend den drei Abschnitten sind drei Aufzüge 41, 42 und 43 vorgesehen,
die in axialer Richtung gesehen jeweils gleiche Stärke aufweisen.
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8 zeigt
ein Ausführungsbeispiel,
bei dem die Mantelfläche
des Ballens des Übertragungszylinders 22 in
axialer Richtung gesehen gleichen Durchmesser aufweist, also zylindrisch
ist, und der (einzige) Aufzug 44 in axialer Richtung gesehen
gleiche Stärke
aufweist. Der gewünschte
unterschiedliche Durchmesser der Mantelfläche des Übertragungszylinders 22 wird
hier dadurch erzielt, dass zwischen Ballen und Aufzug 44 eine
Unterlage 45 angeordnet ist, deren Mantelfläche in axialer
Richtung gesehen konvex gewölbt
ist. Diese Unterlage 45 hat eine kalibrierte Dicke und
kann als Selbstkleberfolie ausgebildet sein. In alternativer, nicht
dargestellter Weise können
auch zwei oder mehr Unterlagen 45 ggf. unterschiedlicher
Dicke vorgesehen sein.
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Soweit
im Vorstehenden die unterschiedlichen Durchmesser der Mantelfläche des Übertragungszylinders 22 durch
unterschiedliche Dicke des Aufzugs bzw. der Aufzüge erreicht wird, wie z. B.
im Falle der 2, wird dies vorzugsweise dadurch
realisiert, dass die Trägerplatte 27 (9)
des jeweiligen Aufzugs die entsprechende Formgebung erhält, also
insb. in Axialrichtung gesehen konvex ausgebildet ist. Sind in Axialrichtung
gesehen mehrere Aufzüge
unterschiedlicher Dicke vorgesehen, wie z. B. im Falle der 3,
so wird dies zweckmäßigerweise
dadurch realisiert, dass die entsprechenden Trägerplatten 27 unterschiedliche
Dicke aufweisen.
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Die
Durchmesserunterschiede der Mantelfläche des Zylinders 22 bzw.
die Dickenunterschiede der Aufzüge
bzw. Unterlagen sind in Abhängigkeit von
den geometrischen Eigenschaften des Übertragungszylinders 22 festgelegt.
Die Durchmesser und Dicken unterscheiden sich jedoch mindestens
um 0,01 mm, vorzugsweise um mindestens 0,02 mm, ggf. um mindestens
0,05 mm, jedoch um weniger als 0,5 mm, vorzugsweise um weniger als
0,2 mm, ggf. um weniger als 0,1 mm. Vorzugsweise liegt der Unterschied
zwischen minimalem und maximalem Durchmesser im druckenden Bereich
zwischen 0,02 und 0,7 mm.
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Soweit
der Übertragungszylinder 22 in
axialer Richtung gesehen eine Krümmung
aufweist, wie z. B. im Falle der 2, 4 oder 8,
kann das Oberflächenprofil
des Formzylinders 21 entlang der Zylinderachse im druckenden
Bereich parabolisch oder mit einem konstanten Krümmungsradius von der zylindrischen
Idealform abweichen.
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Soweit
bei den vorstehen beschriebenen Ausführungsbeispielen ausschließlich auf
den Übertragungszylinder 22 Bezug
genommen wird, ist anzumerken, daß ggf. auch die Mantelfläche des
Gegendruckzylinders 23 in axialer Richtung unterschiedliche
Durchmesser aufweisen kann. In diesem Fall sind die im Zusammenhang
mit dem Übertragungszylinder 22 beschriebenen
Strukturen entsprechend zu realisieren, soweit anwendbar. Entsprechendes gilt
für den
Formzylinder 21, der i. d. R. jedoch konkav bombiert sein
wird.
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Es
sei darauf hingewiesen, dass sich die vorliegende Erfindung insbesondere
auch auf eine solche Druckeinheit bezieht, die mindestens zwei Paare von
jeweils zwei Zylindern, nämlich
einen Übertragungszylinder
und einen zugeordneten Formzylinder aufweist, wobei die Übertragungs-
und Formzylinder mit einer Breite für den Druck von jeweils sechs
axial nebeneinander angeordneten Zeitungsseiten ausgeführt sind,
und die Übertragungszylinder
in einer Druck-An-Stellung mit einem als Satellitenzylinder ausgeführten Druckzylinder
eine Druckstelle bildend zusammenwirken. Eine solche Zylinder-Satelliteneinheit,
die eine einfache, kostengünstige
und raumsparende Bauweise bei gleichzeitig hoher Variabilität im Produkt
bzw. Zwischenprodukt ermöglicht,
ist bekannt.
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Hierbei
ist die Druckeinheit insbesondere als Neunzylinder-Satelliten-Druckeinheit
ausgeführt, was
zum einen eine hohe Präzision
im Farbregister und zum anderen eine schwingungsarme Bauweise zur
Folge hat. Die Druckeinheit weist in diesem Fall vier sternförmig angeordnete
Druckwerke mit einem gemeinsamen inneren, als Satellitenzylinder
ausgeführten
Druckzylinder und jeweils einem hieran anschließenden Übertragungszylinder sowie jeweils
einem am Übertragungszylinder
anliegenden Formzylinder auf. Mittels der Druckwerke wird Farbe
von einem Farbwerk über
einen Formzylinder auf eine Bahn aufgebracht. Das Druckwerk, das
als Offsetdruckwerk für
den Naßoffset
ausgeführt
sein kann, weist zusätzlich
zum Farbwerk ein Feuchtwerk und den Übertragungszylinder auf. Der Übertragungszylinder
bildet mit dem ein Widerlager bildenden Druckzylinder eine Druckstelle.
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Es
wird nun auf 10 Bezug genommen, die als Ausführungsbeispiel
ein sechsplattenbreites Druckwerk 20 einer Offsetdruckmaschine
mit einer zweidrittelbreiten Bahn 46 darstellt. Hinsichtlich
des grundsätzlichen
Aufbaus des Druckwerks 20 kann auf die Beschreibung im
Zusammenhang mit den 1 und 9 verwiesen
werden. Diese Dreizylinder-Druckeinheit 20 kann insbesondere
in einer Neun-Zylinder-Satellitendruckeinheit
angeordnet sein.
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Wie
in 10 dargestellt sind in axialer Richtung des Übertragungszylinders 22 drei
Aufzüge 26a; 26b; 26c (Gummitücher) angeordnet,
die jeweils eine formstabile Trägerplatte
aus Edelstahl umfassen, vgl. Beschreibung zu 9. Der Formzylinder 21 weist
in axialer Richtung des Formzylinders 21 sechs (nicht dargestellte)
Druckplatten auf und hat somit eine Länge, die sechs stehenden oder
liegenden Zeitungsseiten entspricht.
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Der Übertragungszylinder 22 weist
eine (nicht näher
dargestellte) Temperier- bzw. Kühleinrichtung
auf, die eine gezielte Temperierung bzw. Kühlung bestimmter Abschnitte
des Übertragungszylinders 22 ermöglicht.
Hierzu ist der Übertragungszylinder 22 in
drei Zonen 47; 48; 49 unterteilt, wobei
in axialer Richtung des Übertragungszylinders 22 gesehen
die Positionen und Breiten dieser Zonen 47; 48; 49 denjenigen
der Aufzüge 26a; 26b; 26c entsprechen.
Jede temperierte bzw. temperierbare Zone 47; 48; 49 entspricht
somit der Breite des entsprechenden Aufzugs 26a; 26b; 26c.
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Im
Falle des Ausführungsbeispiels
erfolgt eine Kühlung
einer jeden Zone 47; 48; 49 von innen, indem
innerhalb des Übertragungszylinders 22 im Bereich
einer jeden Zone 47; 48; 49 und von der
benachbarten Zone 47; 48; 49 jeweils
abgetrennt bzw. abtrennbar als Temperiermittel eine geeignete Flüssigkeit
angeordnet ist. Eine jede Zone 47; 48; 49 ist grundsätzlich unabhängig von
der anderen Zone 47; 48; 49 temperierbar,
wobei durchaus auch zwei Zonen 47; 48; 49 gemeinsam
temperierbar sein können, also
insbesondere die Zonen 47; 48 im Bereich der Bahn 46 mit
der einen Temperatur und die Zone 49 mit einer anderen
Temperatur. Die Temperierung kann durch Beaufschlagung der jeweiligen
Zone bzw. Zonen 47; 48; 49 mit Temperiermittel
unterschiedlicher Temperatur und/oder Menge gesteuert werden.
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Zum
Zuführen
den Temperiermittels ist eine gemeinsame Leitung vorgesehen, die
von außerhalb des
Zylinders 22 Temperiermittel zuführt. Zum Zuführen des
Temperiermittels zur jeweiligen Zone 47; 48; 49 ist
eine Ventilanordnung vorgesehen, die Temperiermittel wahlweise der
jeweiligen Zone 47; 48; 49 bzw. den jeweiligen
Zonen 47; 48; 49 zuführt. Eine solche Ventileinrichtung
kann innerhalb oder außerhalb
des Zylinders 22 angeordnet sein.
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In
alternativer Ausgestaltung ist eine erste und eine zweite Leitung
vorgesehen, die von außerhalb
des Übertragungszylinders 22 Temperiermittel getrennt
der jeweiligen Zone 47; 48; 49 bzw. den
jeweiligen Zonen 47; 48; 49 zuführt.
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Alternativ
oder zusätzlich
zu Kühlung
des Übertragungszylinders 22 kann
auch eine Kühlung über das
vorhandene Sprühfeuchtwerk
(vgl. Beschreibung zu 1) erfolgen, wobei in diesem
Fall auch die nichtdruckenden Bereiche (im Bereich des nicht vorhandenen
Bedruckstoffes) des mit sogenannten Blindplatten versehenen Formzylinders 21 mit
Feuchtmittel, nicht jedoch mit Farbe beaufschlagt werden.
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Es
ist darauf hinzuweisen, dass es ggf. ausreichend sein kann, wenn
nicht alle Zonen 47; 48; 49 gezielt temperierbar
sind, sondern eine oder zwei Zonen 47; 48; 49 ohne
gezielte Temperierung verbleiben.
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Grundsätzlich ist
auch eine Temperierung der Zylinder von außen möglich, entweder über das oben
erwähnte
Feuchtmittel oder dadurch, dass außerhalb des Zylinders als Temperiermittel
Luft angeordnet ist und der Zylinder mit dieser Luft gezielt angeströmt ist,
oder dadurch, dass außerhalb
des Zylinders als Temperiermittel Flüssigkeit angeordnet ist und
der Zylinder mittelbar und/oder unmittelbar von außen mit
dieser Flüssigkeit
beaufschlagt ist.
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Auch
kann die Temperierung so ausgebildet sein, dass innerhalb mindestens
einer temperierten Zone in axialer Richtung des Zylinders unterschiedliche
Wärmemenge
bzw. mittels des Feuchtwerkes unterschiedliche Feuchtmittelmenge übertragbar
ist.
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Es
versteht sich, dass im Falle einer Satellitendruckeinheit alle Übertragungszylinder 22 aller Druckeinheiten 20 in
axialer Richtung der Übertragungszylinder 22 in
nebeneinander angeordnete Zonen 47; 48; 49 unterteilt
temperierbar sein können.
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Während im
Vorstehenden von einer Temperierung des Übertragungszylinders 22 ausgegangen wird,
ist festzuhalten, dass eine entsprechende Temperierung, zusätzlich oder
alternativ, des Formzylinders 21 und/oder des Gegendruckzylinders 23 ebenfalls
möglich
ist und sinnvoll sein kann.
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Zweckmäßigerweise
ist die Möglichkeit
der Temperierung an die jeweiligen Gegebenheiten anpaßbar und
es ist daher vorgesehen, dass entsprechend der Belegung des Druckwerkes
und/oder der Bedruckstoffbreite die Temperierung der Zylinder festgelegt
und/oder auswählbar
ist.
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Es
wird nun auf die 11 bis 18 Bezug genommen.
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Eine
Arbeitsmaschine, z. B. eine Druckmaschine wie beispielsweise das
in 1 dargestellte Druckwerk, weist aufeinander abrollende
Walzen 22; 23 auf, welche im Bereich ihrer Berührung eine
Nippstelle 19, z. B. einen Walzenspalt 19, bilden.
Dies können
im Falle der Druckmaschine Walzen 21; 22 eines
Farbwerks, eines Lackierwerks, oder Zylinder 21; 22 eines
Druckwerks sein. Im in 11 dargestellten Ausführungsbeispiel
stellen die Zylinder 21; 22 einen Formzylinder 21 mit
einem wirksamen Durchmesser DwPZ und einen Übertragungszylinder 22 eines
Offset-Druckwerks
dar. Einer der Zylinder 21; 22, z. B. der Übertragungszylinder 22,
weist auf der Mantelfläche
eines weitgehend inkompressiblen, nichtelastischen Kerns mit einem
Durchmesser DGZK einen Aufzug 26 oder Überzug 26 mit
einer weichen, elastomeren Schicht 28 einer Stärke t auf.
Eine Gesamtstärke
T des Aufzuges 26 setzt sich z. B. aus der Stärke t der
Schicht 28 sowie einer Stärke einer ggf. mit der Schicht 28 verbundenen
im wesentlichen inkompressible, unelastische Trägerschicht 27, insbesondere
einer Trägerplatte 27,
beispielsweise einer Metallplatte 27, (exemplarisch in 18 dargestellt) zusammen.
Weist der Aufzug 26 keine zusätzliche Trägerschicht 27 auf,
so entspricht die Stärke
t der Gesamtstärke
T. Die Schicht 28 kann als inhomogene Schicht 28 mehrschichtig
aufgebaut sein, welche in Summe die geforderte Eigenschaft für die Schicht 28 aufweisen.
Kern und Aufzug 26 bzw. Überzug 26 bilden zusammen
einen wirksamen Durchmesser DwGZ des Übertragungszylinders 22.
Der wirksame Durchmesser DwPZ bestimmt sich
an der für
das Abrollen wirksamen Mantelfläche
des Formzylinders 21 und beinhaltet ggf. einen auf der
Mantelfläche
eines Grundkörpers
aufgebrachten Aufzug, z. B. eine Druckform. Der Zylinder 21 harter
Oberfläche
kann auch als mit dem Übertragungszylinder 22 zusammen
wirkender Gegendruckzylinder 21 ausgeführt sein. Die im folgenden
dargelegte Ausführung
der Schicht 26 ist jedoch nicht an die Ausführung der Walzen 21; 22 als Übertragungs-
und Formzylinder 21; 22 oder an die Ausführung mit
einer Druckform gebunden.
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In
Abhängigkeit
von der Beistellung der beiden Zylinder 21; 22,
d. h. deren Achsabstand A, „taucht" die weitgehend inkompressible,
nichtelastische Mantelfläche
des Formzylinders 21 in die weiche Schicht 28 und
verursacht gegenüber
dem ungestörten
Verlauf der Schicht 28 eine Eindrückung S. Aufgrund der Rückstellkräfte führt eine
schwankende oder sich verändernde
Eindrückung
S i. d. R. zu einer schwankenden bzw. sich verändernden Flächenpressung P im Walzenspalt 19 und
verursacht die o. g. Probleme in der Qualität der Farbübertragung und letztlich im
Druckprodukt.
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In 11 ist
schematisch ein Profil für
eine Flächenpressung
P im Nipp 19 der beiden Walzen 21 und 22 dargestellt.
Die Flächenpressung
P reicht über
den gesamten Bereich der Berührungszone, wobei
sie im Stillstand auf Höhe
einer Verbindungsebene V der Rotationsachsen eine maximale Flächenpressung
Pmax erreicht. Diese verschiebt sich bei
Produktion zur einlaufenden Spaltseite aufgrund des viskosen Kraftanteils.
In Projektion auf eine zur Verbindungsebene V senkrechte Ebene E
weist die Berührungszone
und somit das Profil eine Breite B auf. Die maximale Flächenpressung
Pmax ist letztlich verantwortlich für die Farbübertragung
und entsprechend einzustellen.
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Im
Vergleich zu 11 zeigt 12 schematisch
das Profil der Flächenpressung
P für den
Fall einer größeren Eindrückung S,
welche gleichzeitig eine Verbreiterung der Breite B verursacht.
Soll nun dennoch die maximale Flächenpressung
Pmax erreicht werden, so führt die
Integration der Flächenpressung
P über
die gesamte Breite B zu einer Erhöhung einer Kraft zwischen den
beiden Walzen 21; 22.
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Die
absolute Höhe
der Flächenpressung
P im Walzenspalt 19 sowie deren Schwankung bei Variation
der Eindrückung
S wird maßgeblich
durch eine Federkennlinie der verwendeten Schicht 28 bzw.
des verwendeten Aufzuges 26 mit der Schicht 28 bestimmt.
Die Federkennlinie stellt die Flächenpressung
P in Abhängigkeit
von der Eindrückung
S dar. In 13 sind exemplarisch einige
Federkennlinien gebräuchlicher
Aufzüge 26,
insbesondere Drucktücher 26 mit
entsprechender Schicht 28, dargestellt. Die Werte sind
an einem quasistatischen Stempelprüfstand im Labor ermittelt.
Sie sind in geeigneter Weise auf in anderer Weise ermittelte Werte
zu übertragen.
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Aus 13 ist
ersichtlich, dass eine Steigung ΔP/ΔS der Federkennlinie
die Schwankung in der Flächenpressung
P bei Änderung
der Eindrückung
S (z. B. bei Schwingung) bestimmt. Bei einer Variation ΔS der Eindrückung um
einen mittleren Eindrückungswert
S ist die Größe einer
Schwankung ΔP der
erforderlichen maximalen Flächenpressung
Pmax im Walzenspalt 19 um die mittlere
Flächenpressung P
näherungsweise
proportional zur Steigung ΔP/ΔS der Federkennlinien
an der Stelle S. So wirkt sich beispielsweise bei einem Aufzug a
(13) eine Verminderung der Eindrückung S
von –0,16
mm auf –0,14
mm auf die Flächenpressung
P durch Verringerung um ca. 50 N/cm2, und
eine Verminderung der Eindrückung
S von –0,11
mm auf –0,09
mm auf die Flächenpressung
P durch Verringerung um ca. 25 N/cm2 aus.
Ein Aufzug b weist eine geringere Steigung auf.
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Aufzüge 26,
welche entweder als ganzes oder deren Schicht 28 als solche
eine große
Steigung ΔP/ΔS, insbesondere
im Bereich der erforderlichen maximalen Flächenpressung Pmax im
druckrelevanten Bereich, aufweist, werden im folgenden als „hart", solche mit kleiner
Steigung ΔP/ΔS als „weich" bezeichnet.
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Der
Aufzug 26 bzw. die Schicht 28 wird nun als „weicher" Aufzug 26 bzw. „weiche" Schicht 28 ausgeführt. Gegenüber einem „harten" Aufzug 26 bzw.
einer harten Schicht 28 führt eine selbe Relativbewegungen
der Walzen 21; 22 (bzw. Änderung des Abstandes A) somit
bei einem weichen Aufzug 26 zu einer geringeren Änderung
der Flächenpressung
P und damit zu einer Reduktion der Schwankungen im Farbübertrag.
Der weiche Aufzug 26 bewirkt somit eine geringere Empfindlichkeit
des Druckprozesses gegenüber
Schwingungen und/oder Abweichungen in Abständen von einem Sollwert. Durch
geringere Änderungen
der Flächenpressung
P infolge Relativbewegungen der Walzen 21; 22 sind
z. B. Schwingungsstreifen im Druckprodukt bei weichen Aufzügen 26 bzw.
mit Aufzügen 26 mit
weicher Schicht 28 erst bei größeren Schwingungsamplituden
sichtbar.
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Die
Flächenpressung
variiert in Druck-An-Stellung in vorteilhafter Ausführung höchsten in
einem Bereich zwischen 60 und 220 N/cm2.
Für Fluids,
z. B. Druckfarben, mit stark unterschiedlichen rheologischen Eigenschaften
können
unterschiedliche Bereiche innerhalb des o. g. Bereichs für die Flächenpressung
bevorzugt sein. So variiert der Bereich für den Nassoffset (Farbe und
Feuchtmittel) z. B. zwischen 60 und 120 N/cm2,
insbesondere von 80 bis 100 N/cm2, während er
für den
Fall des Trockenoffset (kein Feuchtmittel, nur Farbauftrag auf Formzylinder) z.
B. zwischen 100 und 220 N/cm2, insbesondere
120 bis 180 N/cm2 variiert. Insbesondere
in diesen Bereichen sollte die Steigung die Bedingung an die Steigung
erfüllen.
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Der
druckrelevante Bereich für
die maximale Flächenpressung
Pmax liegt vorteilhaft zwischen 60 bis 220
N/cm2. Für
Fluids, z. B. Druckfarben, mit stark unterschiedlichen rheologischen
Eigenschaften können
unterschiedliche Bereiche innerhalb des 0. g. Bereichs für die Flächenpressung
bevorzugt sein. So variiert der Bereich für den Nassoffset z. B. zwischen 60
und 120 N/cm2, insbesondere von 80 bis 100 N/cm2 (in 13 schattiert
dargestellt), während
er für
den Fall des Trockenoffset z. B. zwischen 100 und 220 N/cm2, insbesondere von 120 bis 180 N/cm2 variiert. So weist in vorteilhafter Ausführung ein
weicher Aufzug 26 (bzw. dessen Schicht 28) zumindest
im Bereich von 80 bis 100 N/cm2 eine Steigung ΔP/ΔS von Z.
B. ΔP/ΔS < 700 (N/cm2)/mm, besonders ΔP/ΔS < 500 (N/cm2)/mm,
insbesondere kleiner 400 (N/cm2)/mm auf.
Die Steigung ΔP/ΔS sollte
im betreffenden Bereich für
die Flächenpressung
P um mindesten einen Faktor zwei kleiner sein, als für Aufzüge 26 im
Offsetdruck derzeit üblich.
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In
einer vorteilhafter Ausführung
weist, wie in 12 schematisch angedeutet, die
Schicht 28 eine größere Stärke t bzw.
der Aufzug 26 eine größere Gesamtstärke T als
bislang üblich
auf. Die Stärke
t der im Hinblick auf die Elastizität bzw. Kompressibilität funktionellen
Schicht 28 beläuft
sich beispielsweise auf 1,3 bis 6,3 mm, besonders 1,7 bis 5,0 mm,
insbesondere mehr als 1,9 mm. Hinzu kommt ggf. die Stärke einer
oder mehrerer u. U. mit der Schicht 28 verbundene, im wesentlichen
inkompressible und unelastische Schichten auf der dem Kern zugewandten Seite,
welche mit der Schicht 28 zum Zwecke der Form- und/oder
Dimensionsstabilität
verbunden sind (nicht dargestellt). Darüber hinaus können hier
als inelastisch bezeichnete Stützschichten
(z. B. Gewebe) beispielsweise im Bereich der Oberfläche des
Aufzuges 26 kommen. Die funktionell nicht für die „Weichheit" des Aufzuges 26,
sondern für
die Formstabilität wirksame
Trägerschicht 27 bzw.
Trägerschichten 27 bzw.
Stützschichten
kann/können
auch zwischen den „weichen" Schichten 26 angeordnet
sein. Sie kann beispielsweise, als Metall-, insbesondere Edelstahlblech
ausgeführt,
ca. 0,1 bis 0,3 mm stark sein. Als Gewebe kann diese je nach Ausführung des
Aufzuges 26 von 0,1 bis zu 0,6 mm stark sein. Die angegebene
Stärke
t der Schicht 28 bezieht sich im Fall mehrerer Lagen von
Schichten 28 auf die Summe der funktionell für die vorbeschriebene
Charakteristik (Abhängigkeit
Flächenpressung/Eindrückung) und die
Elastizität
bzw. Kompressibilität
zuständigen „Teilschichten". Ein Aufzug 26 weist
dann beispielsweise zusammen mit Trägerschicht(en) 27 die
Gesamtstärke
T von 2,0 bis 6,5 mm, insbesondere 2,3 bis 5,9 mm auf.
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Unter
der elastischen Schicht 28 bzw. deren Dicke t wird die
Schicht 28, bzw. Summe der Schichten 28 verstanden,
deren Material einen Elastizitätsmodul
in radialer Richtung von kleiner 50 N/mm2 aufweisen.
Im Gegensatz hierzu weisen die ggf. zur Stützung (Gewebe) bzw. der Formstabilität (Träger) vorgesehenen
Schichten erheblich größere Elastizitätsmodul,
z. B. größer 70 N/mm2, insbesondere größer 100 N/mm2 oder
gar größer 300
N/mm2 auf. Zumindest eine Teilschicht der
hier als elastische Schicht bezeichnete Schicht 28 ist
in einer vorteilhaften Ausgestaltung aus poröses Material ausgeführt.
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Auch
kann die elastische Schicht 28 eine in 18 strichliert
angedeutete Deckschicht 18 beinhalten, deren Elastizitätsmodul
in radialer Richtung kleiner 50 N/mm2 ist.
Eine Deckschicht 18 dient in der Regel zur Ausbildung einer
geschlossenen Oberfläche
und trägt
in diesem Fall zur Bildung der „Weichheit" bei. In anderen Fällen werden Deckschichten 18 größeren Elastizitätsmoduls,
z. B. größer 70 N/mm2, insbesondere größer 100 N/mm2 oder
gar größer 300 N/mm2 verwendet, und werden dann aus diesem Grund
hier nicht der elastischen und/oder kompressiblen Schicht 28 zugerechnet.
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Der „weiche" Aufzug 26 (bzw.
Schicht 28) wird vorzugsweise mit einer höheren Eindrückung S im
Vergleich zu üblichen
Eindrückungen
S betrieben (schematisch in 12 im
Vergleich zu 11 dargestellt), d. h. die beiden
Walzen 21; 22 werden bezogen auf ihren jeweiligen
wirksamen aber ungestörten
Durchmesser DwGZ, DwPZ weiter
aneinander angestellt. Hierdurch wird trotz geringerer Steigung ΔP/ΔS eine optimale
maximale Flächenpressung
Pmax erreicht. Die Anstellung der Walzen 21; 22 aneinander erfolgt
in vorteilhafter Ausführung
derart, dass sich die Eindrückung
S auf mindestens 0,18 mm, z. B. auf 0,18 bis 0,60 mm, insbesondere
auf 0,25 bis 0,50 mm, beläuft.
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Eine
relative Eindrückung
S*, d. h. die auf die Stärke
t der Schicht 28 bezogene Eindrückung S, liegt z. B. ohne Berücksichtigung
der speziellen Ausführung
der Walzen 21; 22 z. B. zwischen 10 % und 35 %,
insbesondere jedoch zwischen 13 % und 30 %.
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Eine
durch Eindrückung
S der Schicht 28 resultierende Breite B der Berührungszone
in einer Projektion senkrecht zu einer Verbindungsebene V ihrer
Rotationsachsen beträgt
in vorteilhafter Ausführung
z.B. mindestens 5 % des ungestörten
wirksamen Durchmessers DwGZ der Walze 22 mit
Schicht 28.
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Wie
oben beschrieben, ist die Ausführung und/oder
Anordnung des „weichen" Aufzugs 26 besonders
vorteilhaft, wenn eine der beiden zusammen wirkenden Walzen 21; 22 (oder
auch beide) mindestens eine die Abrollung beeinflussende Störung 25; 31 auf
ihrer wirksamen Mantelfläche
aufweist. Diese Störung 25; 31 kann
als Unterbrechung 25; 31 ein axial verlaufender
Stoß 25; 31 zweier
Enden 29; 30 eines oder mehrerer Aufzüge 26 sein.
Insbesondere kann die Störung 25; 31 jedoch
durch einen oder mehrere axial verlaufenden Kanal 25; 31 zur
Befestigung von Enden 29; 30 eines oder mehrerer
Aufzüge 26 hervorgerufen
sein. Dieser Kanal 25; 31 weist zur Mantelfläche hin
eine Öffnung
auf, durch welche die Enden 29; 30 geführt sind.
Im Inneren kann der Kanal 25; 31 eine Vorrichtung
zum Klemmen und/oder Spannen des Aufzuges 26 bzw. der Aufzüge 26 aufweisen.
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Beim Überrollen
des Kanals 25; 31 bzw. der Kanäle 25; 31 werden
Schwingungen angeregt. Ist eine Breite B25; B31 des Kanals 25; 31 in
Umfangsrichtung gesehen größer als
die Breite B der Berührungszone
ausgeführt,
so wird beim Durchgang des Kanals 25; 31 eine
Schwingung mit vergrößerter Amplitude
angeregt, da aufgrund der o. g. größeren Breite B der Berührungszone
eine größere Linienkraft zwischen
den beiden Walzen 21; 22 wirkt. Dennoch ist die
Zunahme der Schwingungsamplituden aufgrund der höheren Linienkraft geringer
als die Abnahme der Schwingungsempfindlichkeit durch die Weichheit
der Schicht 28, so dass sich insgesamt eine Reduktion der
Empfindlichkeit gegenüber Schwingungen
ergibt.
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Von
besonderem Vorteil ist es, die Breite B25; B31 des Kanals 25; 31 kleiner
zu wählen
als die Breite B der Berührungszone.
In diesem Fall stützen sich
zumindest immer Bereiche der zusammen wirkenden Mantelflächen in
der Berührungszone
aufeinander ab, es ergibt sich zusätzlich eine Abschwächung in
der Höhe
und ein flacherer Verlauf (Verbreiterung des Impulses) für die Kraft
der Schlaganregung. Weichere Aufzüge 26 bzw. weichere
Schichten 28 führen
bei schmalen Kanälen 25; 31 somit
zu einer Abschwächung
und einer zeitlichen Verlängerung
des Kanalschlages.
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Im
Fall des Übertragungszylinders 22 können Enden
eines Metalldrucktuchs im Kanal 31 angeordnet sein. Die
Schicht 28 ist in diesem Fall auf einem dimensionsstabilen
Träger 27,
z. B. einer dünnen
Metallplatte (einem Blech), aufgebracht, deren abgekantete Enden
im Kanal 31 angeordnet sind. Der Kanal 31 kann
dann in Umfangsrichtung äußerst schmal,
z. B. kleiner oder gleich 5 mm, insbesondere kleiner oder gleich
3 mm ausgeführt sein.
Auch im Fall des Formzylinders 21 ist der Kanal 25 in
vorteilhafter Ausführung
mit einer Breite in Umfangsrichtung kleiner oder gleich 5 mm, insbesondere
kleiner oder gleich 3 mm, ausgeführt.
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Umgekehrt
verkleinert sich durch die im Vergleich zu üblichen Anstellungen größere Berührungszone
(Abdruckstreifenbreite) das zulässige
Verhältnis
B25:B bzw. B31:B. Besonders von Vorteil ist eine Ausführung, wobei
die Breite B25; B31 des Kanals 25; 31 im Bereich
seiner Öffnung
bzw. Mündung
zur Mantelfläche
des Kerns bzw. Grundkörpers
hin in Umfangsrichtung höchstens
im Verhältnis
1:3 zu der durch das Andrücken
entstehenden Breite B der Berührungszone
(Abdruckstreifens) steht.
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Die
weiche Schicht 28 weist vorzugsweise eine gegenüber üblicher
eingesetzter Materialien eine verminderte Dämpfungskonstante auf, damit trotz
der aufgrund der höheren
Eindrückung
S beim Abrollen auftretenden höheren
Belastungs- und Entlastungsgeschwindigkeiten keine höherer Walkwärme erzeugt
wird. Ebenso muss die Schicht 28 derart ausgeführt sein,
dass eine ausreichend schnelle Rückbildung
bzw. -federung nach dem Durchlaufen des Walzenspaltes 19 in
die Ausgangslage stattfindet, damit beispielsweise bei Kontakt mit
einer Farbwalze oder einem weiteren Zylinder bereits wieder die
Ausgangsstärke
vorliegt.
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In 14 und 15 ist
ein in vorteilhafter Weise mit der Schicht 28 konfigurierte,
als sog. Doppeldruckwerk 20 ausgeführte Druckeinheit 20 dargestellt.
Der dem Formzylinder 21 zugeordnete Übertragungszylinder 02 eines
ersten Zylinderpaares 21; 22 wirkt über einen
Bedruckstoff 24; 46, z. B. eine Bahn 24; 46 mit
einem ebenfalls als Übertragungszylinder 22 ausgeführten Gegendruckzylinder 22 zusammen,
welchem ebenfalls ein Formzylinder 21 zugeordnet ist. Alle
vier Zylinder 21; 22 sind mittels verschiedener
Antriebsmotoren 17 mechanisch voneinander unabhängig angetrieben
(14). In einer Abwandlung sind Form- und Übertragungszylinder 21; 22 jeweils
paarweise gekoppelt durch einen paarweisen Antriebsmotor 17 (am
Formzylinder 21 am Übertragungszylinder 22 oder
parallel) angetrieben (15).
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Die
Formzylinder 21 und die Übertragungszylinder 22 sind
in einer ersten Ausführungsform
als Zylinder 21; 22 doppelten Umfangs, d. h. mit
einem Umfang von im wesentlichen zwei stehenden Druckseiten, insbesondere
von zwei Zeitungsseiten, ausgeführt.
Sie sind mit wirksamen Durchmessern DwGZ; DwPZ zwischen 260 bis 400 mm, insbesondere
280 bis 350 mm ausgeführt.
Auf der Mantelfläche
des Kerns weist der Übertragungszylinder 22 jeweils
mindestens einen Aufzug 26 einer Gesamtstärke T von
2,0 bis 6,5 mm, insbesondere von 2,3 bis 5,9 mm auf. Die Steigung ΔP/ΔS der Federkennlinie
liegt zumindest im druckrelevanten Bereich (s.o.) unter 700 (N/cm2)/mm, insbesondere unter 500 (N/cm2)/mm. Form- und Übertragungszylinder 21; 22 sind
paarweise derart aneinander angestellt, dass die Breite B der Berührungszone
zwischen Form- und Übertragungszylinder 21; 22 in
Anstelllage 10 bis 25 mm, insbesondere 12 bis 21 mm, beträgt. Durch
diese Konfigurierung ist die Empfindlichkeit gegenüber Schwingungen
und einer unexakten Anstellung weitgehend minimiert. Die Einzelantriebe
durch die Antriebsmotoren 17 unterstützen dies durch die mechanische
Entkopplung.
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In
einer zweiten nicht dargestellten Ausführungsform sind die Formzylinder 21 und
die Übertragungszylinder 22 als
Zylinder 21; 22 einfachen Umfangs, d. h. mit einem
Umfang von im wesentlichen einer stehenden Druckseite, insbesondere
von einer Zeitungsseite, ausgeführt.
Sie sind mit wirksamen Durchmessern DwGZ;
DwPZ zwischen 150 bis 190 mm ausgeführt. Auf
der Mantelfläche
des Kerns weist der Übertragungszylinder 22 jeweils
mindestens einen Aufzug 26 einer Gesamtstärke T von
2,0 bis 6,5 mm, insbesondere von 2,3 bis 5,9 mm auf. Die Steigung ΔP/ΔS der Federkennlinie
liegt zumindest im druckrelevanten Bereich (s.o.) wieder unter 700 (N/cm2)/mm, insbesondere unter 500 (N/cm2)/mm. Form- und Übertragungszylinder 21; 22 sind
paarweise derart aneinander angestellt, dass die Breite B der Berührungszone
zwischen Form- und Übertragungszylinder 21; 22 in
Anstelllage 7 bis 18 mm, insbesondere 9 bis 15 mm, beträgt.
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In
einer nicht dargestellten dritten Ausführungsform sind die Formzylinder 21 als
Zylinder 21 einfachen Umfangs mit wirksamen Durchmessern DwPZ zwischen 150 bis 190 mm, und die Übertragungszylinder 22 als
Zylinder 22 doppelten Umfangs mit wirksamen Durchmessern
DwGZ zwischen 260 bis 400 mm, insbesondere
280 bis 350 mm ausgeführt. Auf
der Mantelfläche
des Kerns weist der Übertragungszylinder 22 jeweils
mindestens einen Aufzug 26 einer Gesamtstärke T von
2.0 bis 6,5 mm, insbesondere von 2,3 bis 5,9 mm auf. Die Steigung ΔP/ΔS der Federkennlinie
liegt zumindest im druckrelevanten Bereich (s.o.) wieder unter 700
(N/cm2)/mm, insbesondere unter 500 (N/cm2)/mm. Form- und Übertragungszylinder 21; 22 sind
paarweise derart aneinander angestellt, dass die Breite B der Berührungszone
zwischen Form- und Übertragungszylinder 21; 22 in
Anstelllage 8 bis 20 mm, insbesondere 9 bis 17 mm, beträgt.
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In 16 und 17 ist
eine Druckeinheit 20 dargestellt, welche entweder Teil
einer größeren Druckeinheit,
wie z. B. einer Fünfzylinder-,
Neunzylinder- oder Zehnzylinder-Druckeinheit, ist, oder als Dreizylinder-Druckeinheit 20 betreibbar
ist. Der Übertragungszylinder 22 wirkt
hier mit einem keine Druckfarbe führenden Zylinder 23,
z. B. einem Gegendruckzylinder 23 wie insbesondere einem
Satellitenzylinder 23, zusammen. Die „weiche" Mantelfläche des Übertragungszylinders 22 wirkt
nun mit der „harten" Mantelfläche des
Formzylinders 21 auf der einen Seite, und mit der „harten" Mantelfläche des
Satellitenzylinders 23 auf der anderen Seite zusammen.
In einer Ausführungsform
(16) mit zumindest unabhängig voneinander angetriebenem Übertragungs- 22 und
Satellitenzylinder 23 weist der oder mehrere Satellitenzylinder 23 einen
eigenen Antriebsmotor 17 auf, während das Paar aus Form- und Übertragungszylinder 21; 22 mechanisch
gekoppelt von einem gemeinsamen Antriebsmotor 17 (16),
oder aber jeweils durch einen eigenen Antriebsmotor 17 mechanisch
voneinander unabhängig
angetrieben sind (17).
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Formzylinder 21, Übertragungszylinder 22 und
Satellitenzylinder 23 sind in einer ersten Ausführungsform
für 16 oder 17 als
Zylinder 21; 22; 23 doppelten Umfangs
mit wirksamen Durchmessern DwGZ; DwPZ; DwSZ zwischen
260 bis 400 mm, insbesondere 280 bis 350 mm ausgeführt. Auf
der Mantelfläche
des Kerns weist der Übertragungszylinder 22 jeweils
mindestens einen Aufzug 26 einer Gesamtstärke T von
2,0 bis 6,5 mm, insbesondere von 2,3 bis 5,9 mm auf. Die Steigung ΔP/ΔS der Federkennlinie
liegt zumindest im druckrelevanten Bereich (s.o.) unter 700 (N/cm2)/mm, insbesondere unter 500 (N/cm2)/mm. Form- und Übertragungszylinder 21; 22 sowie Übertragungszylinder 22 und
Satellitenzylinder 23 sind jeweils paarweise derart aneinander
angestellt, dass die Breite B der Berührungszone in Anstelllage jeweils
10 bis 25 mm, insbesondere 12 bis 21 mm, beträgt.
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In
einer zweiten Ausführungsform
für 16 oder 17 sind
Formzylinder 21, Übertragungszylinder 22 und
Satellitenzylinder 23 als Zylinder 21; 22; 23 einfachen
Umfangs, d. h. mit einem Umfang von im wesentlichen einer stehenden
Druckseite, insbesondere von einer Zeitungsseite, ausgeführt. Sie
sind mit wirksamen Durchmessern DwGZ; DwPZ; DwSZ zwischen
120 bis 180 mm, insbesondere 130 bis 170 mm ausgeführt. Auf
der Mantelfläche
des Kerns 04 weist der Übertragungszylinder 22 jeweils
mindestens einen Aufzug 26 einer Gesamtstärke T von
2,0 bis 6,5 mm, insbesondere von 2,3 bis 5,9 mm auf. Die Steigung ΔP/ΔS der Federkennlinie
liegt zumindest im druckrelevanten Bereich (s.o.) wieder unter 700 (N/cm2)/mm, insbesondere unter 500 (N/cm2)/mm. Form- und Übertragungszylinder 21; 22 sowie Übertragungszylinder 22 und
Satellitenzylinder 23 sind jeweils paarweise derart aneinander
angestellt, dass die Breite B der Berührungszone in Anstelllage jeweils
7 bis 18 mm, insbesondere 9 bis 15 mm, beträgt.
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Daneben
sind die durch die größere Weichheit
implizierten Veränderungen
(größere Eindrückung S,
verändertes
Abwicklungsverhalten, größere Stärke t bzw.
T) bei der Konzeption der Druckmaschine zu berücksichtigen. Ein Druckmaschine,
die mit weichen und stärkeren
Aufzügen 26 bzw.
Schichten 28 arbeitet weist somit z. B. veränderte,
insbes. vergrößerte Zylinderunterschnitte
(Abwicklung, Tuchdicke) sowie veränderte Spaltmaße bei An-
bzw. Abstellung auf (Tuchdicke, Eindrückung). Hierfür sind auch größere Zylinderverstellwege
zur Druck-Ab-Stellung (größere Eindrückung) erforderlich.
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Der
vorgenannte Aufzug 26 bzw. die Schicht 28 ist
z. B. in einem Druckwerk mit einem oder mehreren langen, jedoch
schlanken Zylindern 21; 22 angeordnet.
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So
weisen der Formzylinder 21 und der Übertragungszylinder 22 z.
B. im Bereich ihres Ballens jeweils eine Länge auf, welche vier oder mehr Breiten
einer Druckseite, z. B. einer Zeitungsseite, z. B. 1.100 bis 1.800
mm, insbesondere 1.500 bis 1.700 mm entspricht. Der Durchmesser
DwGZ; DwPZ zumindest
des Formzylinders 01; 16 beträgt z. B. 150 bis 190 mm, insbesondere
145 bis 185 mm, was im Umfang im wesentlichen einer Länge einer
Zeitungsseite entspricht („Einfachumfang"). Auch für andere
Umfänge
ist die Vorrichtung vorteilhaft, in denen das Verhältnis zwischen
Durchmesser und Länge
des Zylinders 21, 22; 23 kleiner oder
gleich 0,16, insbesondere kleiner als 0,12 oder sogar kleiner oder
gleich 0,08 ist.
-
In
anderer Ausführung
des Druckwerks beträgt
die Länge
des Ballens der Form- und Übertragungszylinder 21; 22 z.
B. 1.850 bis 2.400 mm, insbesondere 1.900 bis 2.300 mm und ist in
axialer Richtung zur Aufnahme von z. B. mindestens sechs nebeneinander
angeordneten stehenden Druckseiten im Broadsheetformat bemessen.
Der Durchmesser zumindest des Formzylinders 21 liegt z.
B. bei 260 bis 340 mm, insbesondere bei 280 bis 300 mm, was im Umfang
im wesentlichen zwei Längen
einer Zeitungsseite entspricht („Doppelumfang"). Ein Verhältnis des
Durchmessers DwGZ; DwPZ zumindest
des Formzylinders 21 zu seiner Länge liegt hier bei 0,11 bis
0,17, insbesondere bei 0,13 bis 0,16.
-
- 17
- Antriebsmotor
- 18
- Deckschicht
- 19
- Walzenspalt,
Nippstelle, Druckspalt, Nipp
- 20
- Druckwerk,
Doppeldruckwerk
- 21
- Zylinder,
Walze, Formzylinder
- 22
- Zylinder,
Walze, Übertragungszylinder
- 23
- Zylinder,
Gegendruckzylinder, Übertragungszylinder,
Satellitenzylinder
- 24
- Bahn,
Bedruckstoffbahn
- 25
- Nuten,
Störung,
Unterbrechung
- 26
- Aufzüge, Gummituch,
Metalldrucktuch, Überzug
- 26a
- Aufzug,
Gummituch
- 26b
- Aufzug,
Gummituch
- 26c
- Aufzug,
Gummituch
- 27
- Trägerplatte,
Trägerschicht,
Metallplatte
- 28
- Schicht
- 29
- Ende,
vorlaufend
- 30
- Ende,
nachlaufend
- 31
- Nuten,
Störung,
Unterbrechung
- 32
- Aufzug
- 33
- Aufzug
- 34
- Aufzug
- 35
- Aufzug
- 36
- Aufzug
- 37
- Aufzug
- 38
- Aufzug
- 39
- Aufzug
- 40
- Aufzug
- 41
- Aufzug
- 42
- Aufzug
- 43
- Aufzug
- 44
- Aufzug
- 45
- Unterlage
- 46
- Bahn,
zweidrittelbreite Bahn, Bedruckstoff
- 47
- Zone
- 48
- Zone
- 49
- Zone
- a
- Aufzug
- A
- Achsabstand
- b
- Aufzug
- B
- Breite,
Berührungszone
- B25
- Breite
- B31
- Breite
- DwGZ
- Durchmesser
- DwPZ
- Durchmesser
- DwSZ
- Durchmesser
- E
- Ebene
- P
- Flächenpressung
- Pmax
- Flächenpressung,
maximale
- t
- Stärke
- T
- Gesamtstärke
- S
- Eindrückung
- V
- Verbindungsebene