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Die
Erfindung betrifft ein Farbwerk für eine Rotationsdruckmaschine,
das eine farbliefernde Walze aufweist, deren Drehzahl unabhängig von
der Drehzahl der Rotationsdruckmaschine stellbar ist und weiterhin
eine als Bestandteil einer farbverreibenden Walzenanordnung ausgebildete
farbaufnehmende Walze vorgesehen ist, wobei die farbaufnehmende
Walze mit einer relativ zur Umfangsgeschwindigkeit der farbliefernden
Walze höheren
Umfangsgeschwindigkeit betreibbar ist und eine für den Farbtransport zwischen
der farbliefernden Walze und der farbaufnehmenden Walze bewegbare,
mit variablen Umfangsgeschwindigkeiten betreibbare Farbheberwalze
angeordnet ist.
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Die
Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zum Betreiben eines derartigen
Farbwerkes.
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Aus
der
DE 197 32 059
C2 ist ein Farbwerk für
eine Rotationsdruckmaschine bekannt, bei der Farbe von einer Duktorwalze
mittels einer Heberwalze auf eine erste Übertragwalze einer verreibenden Walzeneinrichtung übertragen
werden kann. Die Heberwalze schwenkt von einer ersten Stellung,
in der sie in Kontakt mit der Duktorwalze ist, in eine zweite Stellung,
in der sie von der Duktorwalze abgehoben und in Kontakt mit der
ersten Übertragwalze
ist. Die erste Übertragwalze
steht über
mehrere Verreibwalzen mit dem Plattenzylinder der Druckmaschine
in Wirkverbindung.
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Bei
dieser Lösung
wird die Duktorwalze mit einer relativ geringer Umfangsgeschwindigkeit
und die erste Übertragwalze
mit relativ hoher Umfangsgeschwindigkeit motorisch angetrieben.
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Die
Heberwalze ist durch einen eigenen, vom Antrieb der Duktorwalze
und vom Antrieb der ersten Übertragwalze
unabhängigen
motorischen Antrieb antreibbar, wobei der Antrieb als Hohlwellen- oder
Außenläufermotor
mit steuerbarer Umdrehungszahl ausgeführt ist.
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Die
Umfangsgeschwindigkeit der Heberwalze ist während ihrer Pendelbewegung
zwischen der Duktorwalze und der ersten Übertragwalze mittels einer
Vorrichtung zur Steuerung der Umdrehungszahl des Hohlwellen- oder
Außenläufermotors
auf die Umfangsgeschwindigkeit der jeweils als nächstes mit ihr in Kontakt kommenden
Walze, also dem Duktor oder der ersten Übertragwalze, abbremsbar oder
beschleunigbar. Es ist nicht ausgeführt, in welcher Weise das erfolgen
soll.
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Aus
der
US 3,688,696 ist
eine Lösung
bekannt, bei der beim Kontakt der Heberwalze an der Farbkastenwalze
die Hebrwalze mittels Friktion angetrieben wird. Bewegt sich die
Heberwalze von der Farbkastenwalze weg, wird über einen Schalter ein Motor
angeschaltet, der die Heberwalze über einen Riementrieb in Rotation
versetzt.
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Die
Drehzahl des Motors wird durch ein Tachometer erfasst.
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Wenn
der Motor und damit die Heberwalze die Drehzahl erreicht, bei der
die Umfangsgeschwindigkeit der Heberwalze mit der Umfangsgeschwindigkeit
des Reibers gleich ist, wird das durch das Tachometer signalisiert.
Der Motor wird abgeschaltet. Das geschieht unmittelbar vor oder
idealerweise mit dem Auftreffen der Hebrwalze auf den Reiber.
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Die
Heberwalze wird dann durch Friktion durch den Reiber angetrieben.
Nach der Farbübertragung
schwenkt die Heberwalze zurück
und berührt im
antriebslosen Zustand die Farbkastenwalze. Hier nimmt sie wiederum
Farbe auf. Mit der wiederholten Bewegung in Richtung des Reibers
wird der Motor angeschaltet und wiederum beschleunigt, bis der Tachometer
die vorbestimmte Drehzahl signalisiert. Dabei erfolgt eine Anpassung
der Drehzahl der Farbheberwalze an die Drehzahl der Druckmaschine,
was die Übertragung
des Farbstreifens auf den Reiber verbessert. Eine Anpassung der
Drehzahl der Farbheberwalze an die Drehzahl des Duktors erfolgt
nicht.
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Die
Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, den Drehantrieb
der Farbheberwalze so auszugestalten und so zu steuern, dass dieser
auf Änderungen
der Drehzahlen der Druckmaschine und auf Veränderung der Drehzahl der farbliefernden Walze
(Farbkastenwalze) reagieren und den Drehzahländerungen folgen kann.
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Erfindungsgemäß wird diese
Aufgabe durch ein Farbwerk mit den Merkmalen des 1. Anspruchs und
durch ein Verfahren zum Betreiben eines derartigen Farbwerkes nach
den Merkmalen des 7. Anspruchs gelöst.
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Die
Erfindung hat den Vorteil, dass nunmehr die auch bei einer Veränderung
der Drehzahl der farbliefernden Walze, z.B. einer unabhängig von
der Druckmaschine drehzahlstellbaren Farbkastenwalze, die Farbheberwalze
mit den diese korrespondierenden Walze immer synchron läuft.
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Die
Erfindung soll an einem Ausführungsbeispiel
näher erläutert werden.
Die dazugehörigen Zeichnungen
haben folgende Bedeutung:
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1 Schematische
Darstellung des Farbwerkes
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2 Beschleunigungsdiagramm
eines Heberzyklus
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Wie
aus der 1 ersichtlich, weist das Farbwerk
eine als Farbkastenwalze 11 ausgeführte farbliefernde Walze auf,
die einem Farbkasten 12 zugeordnet ist. Die Farbkastenwalze 11 hat
einen eigenen, hier nicht dargestellten Antrieb. Damit kann die Drehzahl
nD der Farbkastenwalze 11 unabhängig von der
Drehzahl nR der Rotationsdruckmaschine eingestellt
werden. Der Farbkasten 12 enthält Druckfarbe 13 für das Einfärben der
Farbkastenwalze 11. An dem Farbkasten 12 ist eine
nicht dargestellte Farbdosiereinrichtung angeordnet, durch die eine
gleichmäßige Belegung
der Farbkastenwalze 11 mit Druckfarbe 13 erzeugt
wird.
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Das
Farbwerk enthält
weiterhin eine als erste Farbwalze 31 einer farbverreibende
Walzenanordnung 3 ausgebildete farbaufnehmende Walze. Die Drehzahl
nW der ersten Farbwalze 31 und
damit deren Umfangsgeschwindigkeit ist gegenüber der Drehzahl nD um
ein Vielfaches höher.
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Zwischen
der Farbkastenwalze 11 und der Farbwalze 31 ist
eine Farbheberwalze 21 angeordnet. Die Farbheberwalze 21 pendelt
zwischen der Farbkastenwalze 11 und der Farbwalze 31 und
hat die Aufgabe, einen Streifen der die Oberfläche der Farbkastenwalze 11 bedeckenden
Druckfarbe 13 aufzunehmen und an die Farbwalze 31 zu übergeben.
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Die
Achse der Farbheberwalze 21 ist beidseitig den Enden eines über Gestellpunkte 23 im
Gestell der Rotationsdruckmaschine gelagerten Kurvenhebels 22 zugeordnet.
Der Kurvenhebel 22 trägt
an seinem anderen Ende eine Kurvenrolle 25, die über eine
Feder 26 gegen eine Kurvenscheibe 24 gedrückt wird.
Die Kurvenscheibe 24 ist über einen hier nicht dargestellten
Räderzug
mit dem Hauptantrieb der Rotationsdruckmaschine verbunden. Das heißt, die
Drehzahl der Kurvenscheibe 24 ist synchron mit der Drehzahl
der farbverreibenden Walzenanordnung 3 und damit auch mit
der Drehzahl der Farbwalze 31. Bei Erhöhung der Drehzahl der Rotationsdruckmaschine
erhöht
sich daher die Frequenz der Pendelbewegung der Farbheberwalze 21. Üblicherweise
sind Rotationsdruckmaschinen so ausgeführt, dass während einer Pendelbewegung
der Farbheberwalze 21 drei Umdrehungen der Hauptantriebswelle
bzw. drei Umdrehungen der Farbwalze 31 und der Walzen der
farbverreibende Walzenanordnung 3 erfolgen.
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Die
Farbheberwalze 21 ist mit einem eigenen, als Servomotor 5 ausgebildeten
Antrieb ausgestattet. Dabei ist es unerheblich, ob dieser axial
zur Farbheberwalze 21 ange ordnet ist und von dieser mit bewegt
wird oder ob der Servomotor im Gestell der Rotationsdruckmaschine
gelagert ist und das Drehmoment über
geeignete Mittel auf die Farbheberwalze 21 übertragen
wird. Die Anwendung eines Servomotors 5 ermöglicht es,
die Drehzahl nF der Farbheberwalze 21 unabhängig von
der Drehzahl nR der Rotationsdruckmaschine
zu steuern. Sollte kein Servomotor 5 verwendet werden,
so sind für
die Realisierung der Erfindung geeignete Mittel zum Stellen der Drehzahl
vorgesehen.
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Die
Farbheberwalze 21 ist weiterhin mit einem Drehwinkelgeber 4 ausgestattet.
Sollte ein Servomotor 5 verwendet werden, so kann in den
meisten Fällen
der Drehwinkelgeber 4 entfallen, da Servomotoren 5 im
allgemeinen in der Lage sind, Informationen über ihre Winkel-Lagen zu liefern.
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Weiterhin
ist eine Steuerung 6 vorgesehen, die über Signal-Leitungen mit dem
Drehwinkelgeber 4 und dem Servomotor 5 verbunden
sind.
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Das
oben beschriebene Farbwerk wird erfindungsgemäß wie nachfolgend erläutert betrieben:
Der
Antrieb der Farbheberwalze 21 ist so ausgelegt, dass die
Farbheberwalze 21 bei jedem Kontakt sowohl mit der Farbkastenwalze 11 als
auch bei Kontakt mit der ersten Farbwalze 31 synchron zu
diesen rotiert. Dabei wird die Farbkastenwalze 11 in dieser Stellung
durch Friktion mit der jeweils korrespondierenden Walze angetrieben.
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Beim
Kontakt der Farbheberwalze 21 mit der Farbkastenwalze 11 wird
die aktuelle Drehzahl n1 der Farbkastenwalze 11 ermittelt,
die, wie oben ausgeführt,
infolge des synchronen Laufs der Drehzahl nD der
Farbkastenwalze 11 entspricht. Das geschieht, indem der
Drehwinkelgeber 4 den Drehwinkel permanent an die Steuerung 6 übermittelt.
Diese ist in der Lage, die Drehzahl n1 aus
den Lageinformationen des Drehwinkels zu berechnen und n1 als n1temp zu speichern.
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Beim
Kontakt der Farbheberwalze 21 mit der ersten Farbwalze 31 wird
die Drehzahl n2, die durch die oben genannte
Synchronität
der Umlaufgeschwindigkeiten von Farbheberwalze 21 und ersten Farbwalze 31 gleich
sind, als aktuelle Drehzahl n2 erfasst.
Die Drehzahl n2 entspricht der Drehzahl
nW der ersten Farbwalze 31. Die
Drehzahl n2 wird an die Steuerung 6 übermittelt
und als n2temp gespeichert.
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Für die Pendelbewegung
der Farbheberwalze 21 von der Farbkastenwalze 11 zur
ersten Farbwalze 31 sowie zurück von der ersten Farbwalze 31 zur
Farbkastenwalze 11 wird die erforderliche Dauer und Größe der Beschleunigung
errechnet, um beim Auftreffen der Farbheberwalze 21 auf
die betreffende Walze eine Synchronität der Umlaufgeschwindigkeit der
Farbheberwalze 21 mit der Umlaufgeschwindigkeit der Farbkastenwalze 11 bzw.
der Umlaufgeschwindigkeit der ersten Farbwalze 31 zu erzielen.
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Das
geschieht wie folgt:
Beim Kontakt der Farbheberwalze 21 mit
der Farbkastenwalze 11 erfolgt auf die oben beschriebene Weise
die Ermittlung der aktuellen Drehzahl n1 der Farbheberwalze 21.
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In
der Steuerung 6 wird unter Einbeziehung der beim unmittelbar
vorhergehenden Kontakt gespeicherten Drehzahl n2temp,
also der Drehzahl n2 beim Kontakt der Farbheberwalze 21 mit
der ersten Farbwalze 31, aus der Drehzahldifferenz und
unter Berücksichtigung
der absoluten Drehzahlen sowohl der Farbkastenwalze 11 als
auch der ersten Farbwalze 31 eine Regelroutine für den Verlauf
und die Größe der erforderlichen
Beschleunigung errechnet. Da hier von der Drehzahl n1 der
mit geringer Umlaufgeschwindigkeit rotierenden Farbkastenwalze 11 auf die
Drehzahl n2 der mit wesentlich höherer Umlaufgeschwindigkeit
rotierenden ersten Farbwalze 31 beschleunigt werden muss,
liegt hier eine positive Beschleunigung vor.
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Beim
Kontakt der Farbheberwalze 21 mit der ersten Farbwalze 31 erfolgt
die Ermittlung der aktuellen Drehzahl n2 der
Farbheberwalze 21. In der Steuerung 6 wird unter
Einbeziehung der beim unmittelbar vorhergehenden Kontakt gespeicherten
Drehzahl n1temp, also der Drehzahl n1 beim Kontakt der Farbheberwalze 21 mit
der Farbkastenwalze 11, aus der Drehzahldifferenz und unter
Berücksichtigung
der absoluten Drehzahlen sowohl der Farbkastenwalze 11 als
auch der ersten Farbwalze 31 eine Regelroutine für den Verlauf
und die Größe der erforderlichen Beschleunigung
errechnet. Da hier, ausgehend von der Drehzahl n2 der
mit höherer
Umlaufgeschwindigkeit rotierenden ersten Farbwalze 31,
die Drehzahl n1 der mit wesentlich niedrigerer
Umlaufgeschwindigkeit rotierenden Farbkastenwalze 11 erreicht
werden muss, handelt es sich hier um eine negative Beschleunigung,
also einen Bremsvorgang.
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Durch
die Steuerung 6 wird nun eine motorspezifische variable
Größe ausgegeben,
durch welche die Drehzahl nF der Farbheberwalze 21 der
berechneten Regelroutine nachgeführt
wird. Das kann zum Beispiel die Stromstärke sein, über deren Veränderung
das Drehmoment des Servomotors 5 gestellt wird.
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Aus
dem in 2 dargestellten Diagramm ist der Verlauf der Beschleunigung
ersichtlich. Das Diagramm umfasst einen Farbheber-Zyklus, also eine Pendelbewegung
von der Farbkastenwalze 11 zur ersten Farbwalze 31 und
zurück.
Wie oben bereits erläu tert,
betrifft das also drei Umdrehungen der Hauptwelle der Rotationsdruckmaschine
bzw. drei Umdrehungen der ersten Farbwalze 31. In der Phase
A ist die Beschleunigung gleich Null. Die Farbheberwalze 21 bewegt
sich durch Friktion mit der Farbkastenwalze 11. Der Servomotor 5 muss
kein Drehmoment aufbringen.
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Den
Beginn der Beschleunigungsphase B markiert ein von der nicht dargestellten
Steuerung der Rotationsdruckmaschine bei einem vorgebbaren Drehwinkel
generiertes Signal S1. Dadurch wird die Regelroutine „Beschleunigen" ausgelöst. Aus
dem Diagramm ist zu erkennen, dass die Regelroutine „Beschleunigen" einen etwa trapezförmigen Beschleunigungsverlauf
mit einem Anstieg, einem konstanten Teil und einem Abklingen umfasst.
Bei der Anlage der Farbheberwalze 21 an die erste Farbwalze 31 ist
die Beschleunigung dann gleich Null.
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Beim Übergang
von der Beschleunigungsphase B in die Phase C erfolgt die Anlage
der Farbheberwalze 21 an die erste Farbwalze 31.
Die Farbheberwalze 21 rotiert synchron zur ersten Farbwalze 31 bzw.
wird von dieser durch Friktion angetrieben.
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Durch
das von der Rotationsdruckmaschine bei einem vorgebbaren Drehwinkel
generierte Signal S2 wird die Bremsphase D eingeleitet, die ebenfalls einen
angenähert
trapezförmigen
Verlauf beschreibt. Auch hier ist erkennbar, dass anfangs die Beschleunigung
stark abnimmt, dann einen konstant Verlauf annimmt und kurz vor
der Anlage stark gegen Null geht, so dass zum Zeitpunkt der Anlage
der Farbheberwalze 21 an die Farbkastenwalze 11 die
Beschleunigung gleich Null ist.
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- 11
- Farbkastenwalze
- 12
- Farbkasten
- 13
- Druckfarbe
- 21
- Farbheberwalze
- 22
- Kurvenhebel
- 23
- Gestellpunkt
- 24
- Kurvenscheibe
- 25
- Kurvenrolle
- 26
- Feder
- 3
- farbverreibende
Walzenanordnung
- 31
- erste
Farbwalze
- 4
- Drehwinkelgeber
- 5
- Servomotor
- 6
- Steuerung
- n1
- Drehzahl
der Farbheberwalze bei Anlage an der Farbkastenwalze
- n2
- Drehzahl
der Farbheberwalze bei Anlage an der ersten Farbwalze
- n1temp
- gespeicherte
Drehzahl n1
- n1temp
- gespeicherte
Drehzahl n2
- nR
- Drehzahl
der Rotationsdruckmaschine
- nF
- Drehzahl
der Farbheberwalze
- nD
- Drehzahl
der Farbkastenwalze
- nW
- Drehzahl
der erste Farbwalze
- A
- Anlage
der Farbheberwalze an der Farbkastenwalze
- B
- Beschleunigung
- C
- Anlage
der Farbheberwalze an der ersten Farbwalze
- D
- Bremsvorgang
- S1
- Signal
für den
Start der Beschleunigungsphase
- S2
- Signal
für den
Start der Bremsphase