DE102005014060A1

DE102005014060A1 - Farbwerke einer Druckmaschine

Info

Publication number: DE102005014060A1
Application number: DE102005014060A
Authority: DE
Inventors: Georg Schneider; Michael Fischer
Original assignee: Koenig and Bauer AG
Current assignee: Koenig and Bauer AG
Priority date: 2005-03-23
Filing date: 2005-03-23
Publication date: 2006-09-28
Anticipated expiration: 2025-03-24
Also published as: EP1871603B1; WO2006100158A2; WO2006100158A3; DE102005014060B4; EP2002979A1; EP1871603A2; DE502006004379D1; US20080163773A1; ATE437756T1

Abstract

Die Erfindung betrifft Farbwerke einer Druckmaschine zur Einfärbung eines Formzylinders, welches einen Walzenzug mit mindestens einem formzylindernahen und einem formzylinderferneren Reibzylinder aufweist, wobei der formzylindernahe Reibzylinder rotatorisch lediglich über Friktion mit benachbarten Walzen angetrieben ist, d. h. dass er zu dessen rotatorischem Antrieb ohne eine über die Friktion hinausgehende mechanische Antriebsverbindung zu einem Antriebsmotor ausgebildet ist.

Description

Die Erfindung betrifft Farbwerke einer Druckmaschine gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1, 3 oder 5.

In der WO 03/039872 A1 ist ein Farbwerk einer Druckmaschine offenbart, wobei zwei Reibzylinder dieses Farbwerks mechanisch gekoppelt und durch einen gemeinsamen Antriebsmotor rotatorisch und durch einen davon verschiedenen Antriebsmotor gemeinsam changierend angetrieben sind.

Die DE 44 30 693 A1 offenbart einen Antrieb eines Farbwerks, wobei die Reibzylinder entweder miteinander gekoppelt durch einen gemeinsamen Antriebsmotor oder aber jeweils einen eigenen Antriebsmotor rotatorisch angetrieben sind.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bzgl. Aufwand und/oder Farbübertrag verbesserte Farbwerke einer Druckmaschine zu schaffen.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 1, 3 oder 5 gelöst

Die mit der Erfindung erzielbaren Vorteile bestehen insbesondere darin, dass mit dem Farbwerk einerseits ein verbesserter Farbfluss dadurch geschaffen wird, dass im formzylindernahen Bereich des Walzenzuges ein nahezu ungestörtes Abrollen der aneinander angestellten Walzen erreichbar ist. Auf der anderen Seite ist ein verminderter Verschleiß und/oder ein verringerter Energieverbrauch und/oder Steuerungsaufwand erzielbar.

Von Vorteil ist es, dass der formzylindernahe Reibzylinder keine Antriebsverbindung zu einem Antriebsmotor aufweist sondern lediglich über den Reibkontakt mit zusammen wirkenden Walzen rotatorisch getrieben ist. Er übt daher keine über eine mechanische Antriebsverbindung mit einem Antriebsmotor erzwungene Drehbewegung aus, während z. B. der formzylinderferne Reibzylinder zusätzlich zum Reibgetriebe der Walzen rotatorische Antriebsenergie durch mechanische Kopplung mit einem Antriebsmotor erhält.

In vorteilhafter Weiterbildung lässt sich das Farbwerk bzw. der Walzenzug des Farbwerks mit eigenem Seitengestell als Modul ausbilden. Der Antrieb des Farbwerks kann ebenfalls als Getriebemodul mit lösbar verbundenen Antriebsmotor ausgeführt und bereits außerhalb der Druckmaschine mit dem Falbwerksgestell lösbar verbunden sein.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im Folgenden näher beschrieben.
Es zeigen:
1 eine schematische Darstellung einer Druckeinheit;
2 eine vergrößerte Darstellung eines Doppeldruckwerkes in ebener Bauweise;
3 ein Ausführungsbeispiel für einen Farbwerksantrieb;
4 ein Teilschnitt des Farbwerksantriebes nach 3;
5 ein Schnitt durch die Zapfenklemmung aus 3;
6 eine erste Position a) und eine zweite Position b) des Farbwerksantriebes.
Eine Druckmaschine, z. B. Rollenrotationsdruckmaschine, insbesondere eine Mehrfarbenrollenrotationsdruckmaschine, weist eine Druckeinheit 01 auf, in welcher eine Materialbahn 02, kurz Bahn 02 beidseitig einfach oder insbesondere nacheinander mehrfach, z. B. hier vierfach, oder aber mehrere Bahnen gleichzeitig ein- oder mehrfach bedruckbar sind. Die Druckeinheit 01 weist mehrere (im vorliegenden Fall vier) vertikal übereinander angeordnete Doppeldruckwerke 03 für den beidseitigen Druck im Gummigegen-Gummi-Betrieb auf. Die Doppeldruckwerke 03 – hier in Form von Brücken- oder n-Druckwerken dargestellt – werden jeweils durch zwei Druckwerke 04 gebildet, welche je einen als Übertragungszylinder 06 und einen als Formzylinder 07 ausgebildeten Zylinder 06; 07, z. B. Druckwerkszylinder 06; 07, sowie jeweils ein Farbwerk 08 und im Fall des Nassoffsetdruckes zusätzlich ein Feuchtwerk 09 aufweisen. Jeweils zwischen den beiden Übertragungszylindern 06 wird in Anstelllage eine (Doppel-)Druckstelle 05 gebildet. Die genannten Bauteile sind lediglich am obersten Doppeldruckwerk 03 der 1 bezeichnet, wobei die übereinander angeordneten (Doppel-)Druckwerke 03; 04 jedoch im wesentlichen – insbesondere in der Ausgestaltung der für die Erfindung relevanten Merkmale – identisch ausgeführt sein können. Die Doppeldruckwerke 03 können – ohne das unten beschriebene vorteilhafte Merkmal der linearen Anordnung – genauso gut entgegen der Darstellung in 1 als sich nach oben öffnende U – Einheit oder wie in 2 dargestellt als Ebenes Druckwerk 03, d. h. wobei die Rotationsachsen der Druckwerkszylinder 06; 07 in Druck-An-Stellung in einer gemeinsamen Ebene liegen, ausgeführt sein.
Form- und Übertragungszylinder 07; 06 sind z. B. mit einer Ballenbreite von mindestens zwei, z. B. vier oder gar sechs nebeneinander angeordneten stehenden Druckseiten im Zeitungsformat, insbesondere im Broadsheetformat, ausgebildet. Zumindest die Formzylinder 07 können in einer Ausführung z. B. einen Umfang aufweisen, welcher im wesentlichen zwei hintereinander angeordneten Druckseiten in einem Zeitungsformat entspricht. In anderer Ausführung kann der Umfang einer einzigen derartigen Druckseite entsprechen.
Das Farbwerk 08, z. B. als einzügiges Walzenfarbwerk 08 oder auch als „langes Farbwerk" bezeichnet, weist eine Mehrzahl von Walzen 11; 12; 13; 14; 16 auf. Das Farbwerk 08 gemäß 2 umfasst (mindestens) zwei, die Farbe auf die Druckform des Formzylinders 07 auftragende Walzen 11, insbesondere Auftragwalzen 11, welche die Farbe über einen druckform- bzw. formzylindernahen changierbaren Walze 12.1, insbesondere Reibzylinder 12.1 (z. B. mit harter Oberfläche), eine Walze 13, insbesondere Farb- oder Übertragungswalze 13 (z. B. mit weicher Oberfläche), einen zweiten, formzylinderfernen changierbaren Walze 12.2 insbesondere Reibzylinder 12.2, eine weitere Farb- oder Übertragungswalze 13 (z. B. mit weicher Oberfläche), eine Walze 14, insbesondere Filmwalze 14 und eine Walze 16, insbesondere Duktor- oder Tauchwalze 16 aus einem Farbkasten 17 erhält. Tauch- und Filmwalze 16; 14 (charakterisierend für ein Filmfarbwerk) können vorteilhaft auch durch ein anderes Farbzuführ- bzw. -dosiersystem (z. B. Pumpsystem im Pumpfarbwerk, oder Hebersystem im Heberfarbwerk) ersetzt sein.
Die weichen Oberflächen der Auftrag- und/oder Übertragungswalzen 11; 13 (kurz: weiche Walzen 11; 13) sind in radialer Richtung nachgiebig, z. B. mit einer Gummischicht, ausgebildet, was in 2 durch die konzentrischen Kreise ausgedrückt ist.
Werden nun die Walzen 11; 12; 13; 14 des Farbwerks 08 aneinander angestellt, so tauchen je nach Anstelldruck und/oder Stellweg die harten Oberflächen der Reibzylinder 12.1; 12.2 in die weichen Oberflächen der jeweils zusammen wirkenden weichen Walzen 11; 13 mehr oder weniger weit ein. Hierdurch ändern sich je nach Eindrücktiefe die Umfangsverhältnisse aufeinander abrollender, zusammen wirkender Walzen 11; 12; 13; 14.
Erfolgte nun beispielsweise für eine von mehreren zusammen wirkenden Walzen ein rotatorischer Zwangsantrieb durch Vorgabe einer Drehzahl (z. B. über einen Antriebsmotor oder eine entsprechende mechanische Antriebsverbindung zu einem anderen angetriebenen Bauteil), so rotiert eine benachbarte, lediglich über Friktion von der erstgenannten Walze her getriebene weiche Walze je nach Eindrücktiefe mit unterschiedlicher Drehzahl. Für den Fall, dass diese weiche Walze jedoch zusätzlich durch einen eigenen Antriebsmotor oder aber zusätzlich über Friktion in einer zweiten Nippstelle von einer anderen drehzahlbestimmten Walze her angetrieben wäre, kann dies im ersten Fall zu einer Differenz zwischen motorisch vorgegebener Drehzahl und durch Friktion verursachter Drehzahl, und im zweiten Fall zu einer Differenz zwischen den beiden durch Friktion verursachten Drehzahlen kommen. Es kommt an den Nippstellen zu Schlupf und/oder der bzw. die Antriebsmotoren werden unnötig stark belastet.
Im formzylindernahen Bereich des Farbwerks 08, insbesondere im Bereich des Farbauftrages durch die Walzen 11 auf die Druckform, wird durch die nachfolgend beschriebene Lösung ein schlupffreies Abrollen („true rolling") und Einfärben erreicht:
Der formzylindernahe Reibzylinder 12.1 ist rotatorisch lediglich über Friktion mit benachbarten Walzen 11; 13 angetrieben und weist zu dessen rotatorischem Antrieb weder eine zusätzliche mechanische Antriebsverbindung zum Antrieb der Druckwerkszylinder 06; 07 oder einer anderen rotatorisch zwangsgetriebenen Farbwerkswalze noch einen eigenen Antriebsmotor auf. Auf diese Weise wird der erste Reibzylinder 12.1 überwiegend über die in diesem Beispiel beiden (ggf. auch eine oder drei) durch Friktion mit dem Formzylinder 07 getriebenen Auftragwalzen 11 rotatorisch getrieben und weist unabhängig von den Eindrückungen in den dazwischenliegenden Nippstellen im wesentlichen die Umfangsgeschwindigkeit des Formzylinders 07 auf. Der formzylinderferne Reibzylinder 12.2 weist, wie in 2 angedeutet, einen diesen rotatorisch treibenden Antriebsmotor 18 auf, der jedoch neben dem durch die Walzen 12.2; 13; 12.1 gebildeten Reibgetriebe keine mechanische Kopplung zum ersten Reibzylinder 12.1 aufweist. Bei mehr als zwei Reibzylindern 12.1; 12.2, z. B. dreien, können die beiden formzylinderfernen rotatorisch zwangsgetrieben, oder es kann lediglich der mittlere oder der formzylinderfernste Reibzylinder 12.2 rotatorisch zwangsgetrieben sein.
Vorzugsweise weisen beide Reibzylinder 12.1; 12.2 ein durch in 2 durch jeweilige Doppelpfeile symbolisierte Changier- bzw. Reibgetriebe 19 auf.
In einer mechanisch wenig aufwändigen Ausführung weist der formzylindernahe Reibzylinder 12.1 ein eigenes, lediglich seine Rotationsbewegung in eine Changierbewegung umformendes Changiergetriebe 19 auf. Dies kann vorteilhaft als ein Kurvengetriebe ausgebildet sein, wobei z. B. ein gestellfester Axialanschlag mit einer walzenfesten kurvenförmig umlaufenden Nut zusammenwirkt oder ein walzenfester Axialanschlag in einer gestellfesten umlaufenden Nut einer Kurvenscheibe. Grundsätzlich kann dieses die Rotation in einen changierenden Axialhub umformende Getriebe 19 ein anderes geeignetes Getriebe 19, z. B. durch ein einen Excenter aufweisendes Schnecken- oder Kurbelgetriebe, ausgeführt sein.
Wie in 2 durch eine die Doppelpfeile verbindende strichlierte Linie symbolisiert, ist das Changiergetriebe 19 des ersten Reibzylinders 12.1 in vorteilhafter Weise über ein Getriebe 21 mit dem Changiergetriebe 19 des zweiten Reibzylinders 12.2 mechanisch gekoppelt. Vorteilhaft stellen die beiden gekoppelten Changiergetriebe 19 einen gemeinsamen Changierantrieb bzw. Changiergetriebe 22 dar und sind für deren Changierbewegung durch einen Antriebsmotor zwangsgetrieben. Vorzugsweise erfolgt der erzwungene Antrieb des Changiergetriebes 22 durch den den zweiten Reibzylinder 12.2 rotatorisch antreibenden Antriebsmotor 18 (3).
In 3 ist eine vorteilhafte Ausführung für den Antrieb der Reibzylinder 12.1; 12.2 dargestellt, wobei lediglich der zweite Reibzylinder 12.2 rotatorisch zwangsangetrieben ist, jedoch beide Reibzylinder 12.1, 12.2 über den gemeinsamen Changierantrieb 22 axial zwangsangetrieben sind.
Hierzu treibt der Antriebsmotor 18 über eine Kupplung 23 über eine Welle 24 auf ein Antriebsritzel 26, welches seinerseits mit einem drehfest mit dem zweiten Reibzylinder 12.2 verbundenen Stirnrad 27 zusammen wirkt. Die Verbindung kann z. B. über einen das Stirnrad 27 tragenden Achsabschnitt 28 auf einen Zapfen 29 des zweiten Reibzylinders 12.2 erfolgen. Ein entsprechender Achsabschnitt 28 des ersten Reibzylinders 12.1 weist kein derartiges Stirnrad 27 bzw. keine Antriebsverbindung zum Antriebsmotor 18 auf. Die Antriebsverbindung zwischen Antriebsritzel 26 und Stirnrad 27 des zweiten Reibzylinders 12.2 sind vorzugsweise gerade verzahnt und mit einem für jede Position der Changierbewegung ausreichend große Überdeckung im Zähneeingriff ausgebildet. Die beiden Reibzylinder 12.1; 12.2 sind in einem Seitengestell 31 in Lagern 32, z. B. Radiallagern 32 gelagert, welche zusätzlich eine Axialbewegung ermöglichen. Eine rotatorische Antriebsverbindung zwischen dem Antriebsmotor 18 und dem ersten Reibzylinder 12.1 besteht hierbei nicht. Antriebsritzel 26 und das auf dem Achsabschnitt 28 angeordnete Stirnrad 27 stellen zusammen ein Getriebe, insbesondere Untersetzungsgetriebe, für den rotatorischen Antrieb dar, welches für sich eine abgeschlossene und/oder vormontierbare Baueinheit mit eigenem Gehäuse 30. Die Baueinheit ist ausgangsseitig an den Zapfen 29 koppelbar.
Der Changierantrieb 22 wird durch den Antriebsmotor 18 ebenfalls, z. B. über einen Schneckentrieb 33, 34, angetrieben. Hierbei wird von einer aus der Welle 24 angeordneten Schnecke 33 bzw. einem als Schnecke 33 ausgebildeten Abschnitt der Welle 24 auf ein Schneckenrad 34 gerieben, welches drehfest mit einer senkrecht zur Rotationsachse der Reibzylinder 12.1; 12.2 verlaufenden Welle 36 verbunden ist. Jeweils stirnseitig der Welle 36 ist exzentrisch zu deren Rotationsachse ein Mitnehmer 37 angeordnet, welcher seinerseits z. B. über einen Kurbeltrieb, beispielsweise über einen auf dem Mitnehmer 37 rotierbar gelagerten Hebel 38 und ein Gelenk 39, in axialer Richtung der Reibzylinder 12.1; 12.2 druck- und zugsteif mit den Zapfen 29 der Reibzylinder 12.1; 12.2 verbunden ist. In 4 ist das Reibgetriebe 19 des formzylinderfernen Reibzylinders 12.2 lediglich strichliert angedeutet, da es in dieser Ansicht durch das Stirnrad 27 verdeckt wird. Ein rotieren der Welle 36 bewirkt ein Umlaufen der Mitnehmer 37, welches seinerseits über den Kurbeltrieb einen Axialhub der Reibzylinder 12.1; 12.2 bewirkt. Der Abtrieb auf den Changierantrieb 22 kann auch an anderer Stelle des rotatorischen Antriebsstranges zwischen Antriebsmotor 18 und Reibzylinder 12.2 oder gar auf der anderen Maschinenseite vom auf der anderen Stirnseite des Reibzylinders 12.2 befindlichen Zapfens 29 auf ein entsprechendes Changiergetriebe 22 erfolgen. Auch kann ggf. ein von einem Schneckentrieb 33, 34 verschiedenes Getriebe zur Auskopplung des Axialantriebes vorgesehen sein.
Wie in 3 dargestellt, ist der Changierantrieb 22 bzw. das Changiergetriebe 22 insgesamt als Baueinheit mit einem eigenen Gehäuse 41 ausgebildet, welches zusätzlich gekapselt ausgeführt sein kann. Das Changiergetriebe 22 kann im gekapselten Raum entweder mit Öl, vorzugsweise jedoch mit einem Fett geschmiert sein. Das Changiergetriebe 22 ist in der dargestellten Ausführung durch eine mit dem Gestell 32 verbundene Halterung 42 gestützt. Der Antriebsmotor 18 ist hierbei mit dem Gehäuse 41 des Changiergetriebes 22 lösbar verbunden.
5 zeigt eine vorteilhafte Ausführung einer drehsteifen Verbindung zwischen dem Achsabschnitt 28 und dem jeweiligen Zapfen 29. Hierbei handelt es sich bzgl. einer Rotation um einen Reibschluss, welcher durch Klemmen eines verjüngten Abschnittes des Zapfens 29 durch den diesen umfassenden, geschlitzten Achsabschnitt 28 hergestellt wird. Die Position einer Klemmschraube 43 ist derart bemessen, dass sie – quer zur Rotationsachse des Zapfens 29 betrachtet – zumindest teilweise in eine umlaufende Nut des Zapfens 29 eintaucht. Sie stellt bezüglich einer Axialrichtung somit eine formschlüssige Sicherung der Verbindung dar.
Anhand der 6 ist eine weitere vorteilhafte Weiterbildung erläutert, wobei die Reibzylinder 12.1; 12.2 samt rotatorischem und Axialantrieb in der Art eines insgesamt vormontier- und/oder bewegbaren Moduls an einem eigenen, von einem die Druckwerkszylinder 06; 07 tragenden Seitengestelle 44 baulich verschiedenen Seitengestelle 31 angeordnet sind. Eine zweite, die Reibzylinder 12.1; 12.2 auf ihrer anderen Stirnseite stützende Gestellseite ist hier nicht dargestellt. Diese die Reibzylinder 12.1; 12.2 und deren Antrieb tragenden Seitengestelle 31 sind dann je nach Größe und geometrischer Anordnung der Druckwerkszylinder 06; 07 am Seitengestell 44 positionierbar. 6a) und 6b) zeigen eine relative Lage der Seitengestelle 31 und 44 zueinander bei Einsatz eines größeren (a) und eines kleineren (b) Formzylinders 07. Ein durch Doppelpfeil in 6 gekennzeichneter Abstand zwischen dem Seitengestell 44 und dem Farbwerksantrieb, hier dem Changiergetriebe 22, ist dann je nach Position des in der Art eines Modul ausgeführten Farbwerks 08 verschieden. Damit können Druckeinheiten 01 mit Druckwerkszylindern 06; 07 unterschiedlicher Umfangsformate in einfacher Weise durch das selbe Farbwerk 08 bedient werden.
Die vorzugsweise als Modul vorgefertigte Getriebeeinheit (aus Axialgetriebe und/oder Changiergetriebe 22) kann als Untereinheit für die beispielsweise als Modul ausgeführten Farbwerke 08 komplett vormontiert sein und in vorteilhafter Ausführung bereits vor dem Einsatz in die Druckeinheit 01 am Seitengestell 31 des Farbwerksmoduls vormontiert sein. Andererseits erlaubt die Modularität aber auch den Einbau/Ersatz/Austausch des als Modul ausgeführten Getriebes, wenn das Farbwerkmoduls bereits in die Maschine eingesetzt ist.
Dadurch, dass der formzylindernahe Reibzylinder 12.1 keinen rotatorischen Zwangsantrieb aufweist, rollen die Walzen 11 (13) zumindest im formzylindernahen Farbwerksbereich weitgehend schlupffrei aufeinander ab.
Grundsätzlich kann der den zweiten Reibzylinder 12.2 rotatorisch antreibende Antriebsmotor 18 als ein bzgl. seiner Leistung und/oder seines Drehmomentes und/oder aber auch bzgl. seiner Drehzahl steuerbar oder regelbarer Elektromotor ausgeführt sein.
Im letzteren Fall kann es dann – falls der Antriebsmotor 18 auch in Druck-An drehzahlgeregelt/-gesteuert betrieben wird – im formzylinderfernen Bereich des Farbwerks 08 noch zu o. g. Problemen hinsichtlich unterschiedlicher wirksamer Walzenumfänge kommen.
Im Hinblick auf die oben geschilderte Problematik einer mit dem Reibgetriebe konkurrierenden Drehzahlvorgabe, ist der Antriebsmotor 18 jedoch vorteilhaft derart ausgebildet, dass er zumindest während des Druckbetriebes bzgl. seiner Leistung und/oder seines Drehmoments steuer- bzw. regelbar ist. Dies kann grundsätzlich mittels eines als Synchronmotors 18 oder eines als Asynchronmotors 18 ausgeführten Antriebsmotors 18 erfolgen:
In einer ersten, bzgl. des Aufwandes einfachsten Ausführungsform ist der Antriebsmotor 18 als Asynchronmotor 18 ausgebildet, dem in einer zugeordneten Antriebssteuerung 46 lediglich eine Frequenz (z. B. in Druck-Ab des Farbwerks 08) und/oder eine elektrische Antriebsleistung oder ein Drehmoment (in Druck-An des Farbwerks 08) vorgegeben wird. In Druck-Ab des Farbwerks 08, d. h. die Auftragwalzen 11 sind außer Rollkontakt mit dem Formzylinder 07, kann über eine vorgegebene Frequenz das Farbwerk 08 über den zweiten Reibzylinder 12.2 auf eine für das Druck-An-Stellen geeignete Umfangsgeschwindigkeit gebracht werden, bei welcher sich die Umfangsgeschwindigkeiten von Formzylinder 07 und Auftragwalzen 11 nur um weniger als 10%, insbesondere weniger als 5 %, voneinander unterscheiden (diese Grenze gilt vorteilhaft auch als Bedingung für das Druck-An-Stellen der nachfolgend genannten Ausführungsformen). Eine hierzu geeignete Frequenz- bzw. Leistungs- oder Drehmomentvorgabe ist im Vorfeld empirisch und/oder rechnerisch ermittelbar und entweder in der Antriebssteuerung selbst, einer Maschinensteuerung oder einem Leitstandsrechner vorgehalten, wobei der Vorgabewert vorzugsweise durch das Bedienpersonal änderbar ist (gilt vorteilhaft auch für unten genannte Vorgabewerte).
In Druck-An, d. h. die Auftragwalzen 11 sind in Rollkontakt mit dem Formzylinder 07 und sämtliche Farbwerkswalzen aneinander angestellt, werden die Walzen 11; 12.1; 13; 12.2; 13; 14 zu einem Teil vom Formzylinder 07 über das nun hergestellte Reibgetriebe zwischen den Walzen 11; 12.1; 13; 12.2; 13; 14 rotatorisch getrieben, sodass der Antriebsmotor 18 nur die in den Reibgetrieben mit zunehmender Entfernung vom Formzylinder 07 zunehmende Verlustleistung einbringen muss. D. h., der Antriebsmotor 18 kann mit einem kleinen (Antriebs-) Drehmoment bzw. einer kleinen Antriebsleistung betrieben werden, welche lediglich dazu beiträgt, den hinteren Bereich des Farbwerks 08 auf der im wesentlichen durch den Reibkontakt vorgegebenen Umfangsgeschwindigkeit zu halten. Diese Antriebsleistung kann in einer ersten Variante für sämtliche Produktionsdrehzahlen (bzw. Drehzahlen des Formzylinders 07) konstant belassen sein und entweder derjenigen Vorgabe für das Anfahren in Druck-Ab entsprechen oder einen eigenen konstanten Wert für die Produktion darstellen. In einer zweiten Variante können für verschiedene Produktionsdrehzahlen (und zusätzlich ggf. für das Anfahren in Druck-Ab) verschiedenen Vorgaben bzgl. der Frequenz und/oder Antriebsleistung vorgegeben und hinterlegt sein. Je nach Produktionsdrehzahl (Produktionsgeschwindigkeit) kann dann die Vorgabe für den Antriebsmotor 18 variieren.
In einer zweiten Ausführungsform weist der Antrieb zusätzlich zur Antriebssteuerung 46 und dem Asynchronmotor 18 der ersten Ausführungsform eine Drehzahlrückführung auf, so dass der Antriebsmotor 18 in der Phase des Farbwerkbetriebes in Druck-Ab mit der Drehzahl des zugeordneten Formzylinders 07 bzw. der Druckwerkszylinder 06; 07 im wesentlichen synchronisierbar ist. Hierzu kann eine die Istdrehzahl detektierende Sensorik 47, z. B. eine Drehgeber 47, an einem drehfest mit dem Reibzylinder 12.2 verbundenen rotierenden Bauteil, z. B. einem Rotor des Antriebsmotors 18, der Welle 24, der Welle 28 oder dem Zapfen 29, angeordnet sein. In 3 ist ein einen mitdrehenden Initiator und ortsfesten Sensor 47 aufweisender Drehgeber 47 beispielhaft an der Kupplung 23 dargestellt, dessen Signal über eine strichliert dargestellte Signalverbindung der Antriebssteuerung 46 zur weiteren Verarbeitung zugeleitet wird. Durch die Drehzahlrückführung, den Vergleich mit einer die Maschinendrehzahl repräsentierenden Drehzahl M und einer entsprechenden Anpassung der Leistungs- bzw. Frequenzvorgabe ist ein Schlupf im Moment des Druck-An-Stellens vermeidbar bzw. zumindest auf wenige Prozent minimierbar. Im Druck-An-Betrieb wird der Antriebsmotor 18 dann vorzugsweise nicht mehr streng bzgl. der beschriebenen Drehzahlrückführung sondern im wesentlichen nach der oben beschriebenen Frequenz- bzw. Leistungsvorgabe betrieben.
Eine dritte Ausführungsform weist anstelle des Asynchronmotors 18 der zweiten Ausführungsform einen Synchronmotor 18 auf. Eine Drehzahlrückführung und eine diesbezügliche Synchronisierung und Regelung in der Druck-Ab-Phase erfolgt entsprechend der zweiten Ausführungsform z. B. wieder in der Antriebssteuerung 46.
In einer vierten Ausführungsform ist ein Antriebsmotor 18, insbesondere ein Synchronmotor 18, vorgesehen, welcher wahlweise in einem ersten Modus (für Farbwerk 08 in Druck-Ab) drehzahlgeregelt und in einem zweiten Modus bzgl. eines Drehmomentes (für Farbwerk 08 in Druck-An) regelbar ist. Antriebssteuerung 46 und Antriebsmotor 18 weisen zur Drehzahlregelung vorzugsweise wieder einen inneren Regelkreis auf, welcher ähnlich der zweiten Ausführungsform eine Rückführung von einem externen Drehgeber 47 oder aber eine motorinterne Sensorik umfasst. Bei Verwendung von Synchronmotoren 18 kann mehreren dieser Synchronmotoren 18 einer Druckeinheit 01 ein gemeinsamer Frequenzumrichter bzw. -wandler zugeordnet sein.
Eine bzgl. Vielseitigkeit vorteilhafte, jedoch aufwändigere Weiterbildung der vierten Ausführung ist die Ausbildung des Antriebsmotors 18 als wahlweise lage- und momentenregelbarer Servomotor 18, d. h. einem Drehstrom-Synchronmotor mit einer Einrichtung, die es erlaubt, die aktuelle Drehposition bzw. den zurückgelegten Drehwinkel bezüglich einer Anfangsposition des Rotors zu bestimmen. Die Rückmeldung der Drehlage kann über einen Drehgeber, z. B. ein Potentiometer, ein Resolver, einen Inkrementalgeber oder einen Absolutwertgeber erfolgen. Bei dieser Ausführungsform ist jedem Antriebsmotor 18 ein eigener Frequenzumrichter bzw. -wandler zugeordnet.
Für den Fall eines in der Weise der zweiten, dritten oder insbesondere vierten Ausführungsform ausgeführten, zumindest drehzahlsynchronisierbaren, insbesondere drehzahlregelbaren Antriebsmotors 18, steht die Antriebssteuerung 46 vorteilhaft mit einer sog. virtuelle Leitachse in Signalverbindung, in welcher eine elektronisch erzeugte Leitachsposition Φ umläuft. Die umlaufende Leitachsposition Φ dient der Synchronisierung, bzgl. korrekter Winkellage und deren zeitlicher Änderung (Winkelgeschwindigkeit Φ .) mechanisch unabhängiger Antriebsmotoren von Aggregaten, welche einer selben Bahn zugeordnet sind, insbesondere Antriebsmotoren von einzelnen Druckwerkszylindern oder Druckwerkszylindergruppen und/oder dem Antrieb eines Falzapparates. In der Betriebsweise, in welcher das Farbwerk 08 bzgl. der Drehzahl des Formzylinders 07 synchronisiert angetrieben sein soll, kann eine Signalverbindung zur virtuellen Leitachse somit der Antriebssteuerung 46 die Information zur Maschinendrehzahl bzw. -geschwindigkeit liefern.
Vorzugsweise wird beim Antrieb des Reibzylinders 12.2 über den Antriebsmotor 18 somit derart verfahren, dass bei laufendem, aber in Druck-Ab-Stellung befindlichem Farbwerk 08 (d. h. abgestellte Auftragswalzen 11) der Antriebsmotor 18 bzgl. einer Drehzahl gesteuert bzw. geregelt angetrieben wird und bei laufender Maschine, sobald ein Druck-An des Farbwerks 08 (d. h. der Auftragswalzen 11) erfolgt ist, bewusst die Drehzahlregelung bzw. -steuerung aufgegeben wird. D. h., es wird nicht mehr an einer Drehzahl festgehalten, sondern der Antriebsmotor 18 wird im weiteren Verlauf hinsichtlich eines Drehmomentes, z. B. über eine vorgegebene elektrische Leistung, und/oder hinsichtlich eines am Regler eines Antriebsmotors 18, insbesondere Asynchronmotors 18, einstellbaren Drehmomentes betrieben. Das einzustellende Drehmoment bzw. die einzustellende Leistung ist beispielsweise kleiner gewählt, als ein Grenzdrehmoment, welches zu einem ersten Drehen (unter Schlupf) des getriebenen Reibzylinders 12.2 bei angestellten, jedoch bzgl. der Rotation festgesetzten zusammenwirkenden Walzen 13 führen würde.
Die Belastungscharakteristik eines als Asynchronmotor 18 ausgebildeten Antriebsmotors 18 kommt dem für den hiesigen Zweck angestrebten Verhalten in der Weise entgegen, dass bei steigender Last eine Frequenzabsenkung bei gleichzeitig steigendem Antriebsmoment erfolgt. Geht im Reibgetriebe zwischen Formzylinder 07 und zweitem Reibzylinder 12.2 beispielsweise bereits viel vom Formzylinder 07 stammende Antriebsenergie und damit Umfangsgeschwindigkeit verloren, so dass die Belastung des Antriebsmotors 18 wächst, so wird das erhöhte Moment bei verringerter Frequenz bereitgestellt. Umgekehrt wird durch den Antriebsmotor 18 wenig Moment übertragen – er läuft quasi leer – wenn ausreichend Energie über das Reibgetriebe bis zum Reibzylinder 12.2 übertragen wird.

01: Druckeinheit
01.1: Teildruckeinheit
01.2: Teildruckeinheit
02: Materialbahn, Bahn
03: Doppeldruckwerk
04: Druckwerk
05: Doppeldruckstelle, Druckstelle
06: Zylinder, Übertragungszylinder, Druckwerkszylinder
07: Zylinder, Formzylinder, Druckwerkszylinder
08: Farbwerk, Walzenfarbwerk
09: Feuchtwerk
10: -
11: Walze, Auftragswalze
12.1: Walze, Reibzylinder, formzylindernah, erster
12.2: Walze, Reibzylinder, formzylinderfern, zweiter
13: Walze, Farbwalze, Übertragungswalze
14: Walze, Filmwalze
15: -
16: Walze, Duktorwalze, Tauchwalze
17: Farbkasten
18: Antriebsmotor, Synchronmotor, Asynchronmotor, Servomotor
19: Changiergetriebe, Reibgetriebe, Getriebe
20: -
21: Getriebe
22: Changierantrieb, Changiergetriebe
23: Kupplung
24: Welle
25: -
26: Antriebsritzel
27: Stirnrad
28: Achsabschnitt
29: Zapfen
30: Gehäuse
31: Seitengestell
32: Lager, Radiallager
33: Schnecke
34: Schneckenrad
35: -
36: Welle
37: Mitnehmer
38: Hebel
39: Gelenk
40: -
41: Gehäuse
42: Halterung
43: Klemmschraube
44: Seitengestell
45: -
46: Antriebssteuerung
47: Sensorik, Drehgeber
Φ: Leitachsposition
Φ .: Winkelgeschwindigkeit
M: Drehzahl

Claims

Farbwerk einer Druckmaschine zur Einfärbung eines Formzylinders (07), welches einen Walzenzug mit mindestens einem formzylindernahen und einem formzylinderferneren Reibzylinder (12.1; 12.2) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der formzylindernahe Reibzylinder (12.1) rotatorisch lediglich über Friktion mit benachbarten Walzen (11; 13) angetrieben ist, d. h. dass er zu dessen rotatorischem Antrieb ohne eine über die Friktion hinaus gehende mechanische Antriebsverbindung zu einem Antriebsmotor (18) ausgebildet ist.
Farbwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der formzylinderferne Reibzylinder (12.2) zusätzlich durch einen Antriebsmotor (18) zwangsangetrieben ist.
Farbwerk einer Druckmaschine zur Einfärbung eines Formzylinders (07), welches einen Walzenzug mit mindestens zwei Reibzylindern (12.1; 12.2), nämlich einen formzylindernahen und mindestens einen formzylinderferneren Reibzylinder (12.1; 12.2) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass einer der Reibzylinder (12.1) rotatorisch lediglich über Friktion mit benachbarten Walzen (11; 13) und ein anderer der Reibzylinder (12.2) zu dessen rotatorischem Antrieb eine mechanische Antriebsverbindung zu einem Antriebsmotor (18) aufweist.
Farbwerk nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Antriebsmotor (18) und eine zugeordnete Antriebssteuerung (46) derart ausgebildet sind, dass der Antriebsmotor (18) zumindest während eines Druckbetriebes in Druck-An-Stellung des Farbwerks (08) bzgl. seiner Leistung und/oder seines Drehmoments gesteuert bzw. geregelt betrieben ist.
Farbwerk einer Druckmaschine zur Einfärbung eines Formzylinders (07), welches einen Walzenzug mit mindestens einem Reibzylinder (12.1; 12.2) aufweist, welcher zu dessen rotatorischem Antrieb eine mechanische Antriebsverbindung zu einem Antriebsmotor (18) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der Antriebsmotor (18) und eine zugeordnete Antriebssteuerung (46) derart ausgebildet sind, dass der Antriebsmotor (18) zumindest während eines Druckbetriebes in Druck-An-Stellung des Farbwerks (08) bzgl. seiner Leistung und/oder seines Drehmomentes gesteuert bzw. geregelt betrieben ist.
Farbwerk nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Farbwerk (08) einen Walzenzug mit mindestens zwei Reibzylindern (12.1; 12.2), nämlich einen formzylindernahen und mindestens einen formzylinderferneren Reibzylinder (12.1; 12.2) aufweist.
Farbwerk nach Anspruch 3 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass der formzylindernahe Reibzylinder (12.1) lediglich über Friktion und der formzylinderferne Reibzylinder (12.2) zusätzlich durch den Antriebsmotor (18) rotatorisch zwangsgetrieben ist.
Farbwerk nach Anspruch 2, 3 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Antriebsmotor (18) und eine zugeordnete Antriebssteuerung (46) derart ausgebildet sind, dass der Antriebsmotor (18) während eines Betriebes in Druck-Ab-Stellung des Farbwerks (08) bzgl. seiner Leistung und/oder seines Drehmoments gesteuert bzw. geregelt betrieben ist.
Farbwerk nach Anspruch 2, 3, 5 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass für die Produktionsdrehzahlen der Druckmaschine ein einziger Vorgabewert für die Leistung und/oder das Drehmoments des Antriebsmotors (18) vorgehalten ist.
Farbwerk nach Anspruch 2, 3, 5 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass für mindestens zwei verschiedene Produktionsdrehzahlen der Druckmaschine zwei unterschiedliche Vorgabewerte für die Leistung und/oder das Drehmoments des Antriebsmotors (18) vorgehalten sind.
Farbwerk nach Anspruch 2, 3, 5 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass eine Abhängigkeit zwischen Vorgabewerten für die Leistung und/oder das Drehmoments des Antriebsmotors (18) und der Produktionsdrehzahl der Druckmaschine vorgehalten ist.
Farbwerk nach Anspruch 2, 3 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Antriebsmotor (18) und eine zugeordnete Antriebssteuerung (46) derart ausgebildet sind, dass der Antriebsmotor (18) während eines Betriebes in Druck-Ab-Stellung des Farbwerks (08) bzgl. einer Drehzahl gesteuert bzw. geregelt betrieben ist.
Farbwerk nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Antriebsmotor (18) während eines Betriebes in Druck-Ab-Stellung des Farbwerks (08) bzgl. einer Drehzahl geregelt betrieben ist, und dass zur Regelung bzgl. der Drehzahl eine die Istdrehzahl des Reibzylinders (12.2) und/oder des Antriebsmotors (18) repräsentierende Drehzahlrückführung vorgesehen ist.
Farbwerk nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Antriebsmotor (18) während eines Betriebes in Druck-Ab-Stellung des Farbwerks (08) bzgl. einer Drehzahl gesteuert betrieben ist, und dass zur Steuerung bzgl. der Drehzahl der Antriebssteuerung (46) als Vorgabewert eine Sollfrequenz zur Ansteuerung des Antriebsmotors (18) vorgegeben ist.
Farbwerk nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass eine Abhängigkeit zwischen Vorgabewerten für die Sollfrequenz und der Produktionsdrehzahl der Druckmaschine vorgehalten ist.
Farbwerk nach Anspruch 9, 10, 11 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Vorgabewert in der Antriebssteuerung (46) selbst oder einer Maschinensteuerung der Druckmaschine oder einem Leitstandsrechner gespeichert ist.
Farbwerk nach einem oder mehreren der Ansprüche 2 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass der Antriebsmotor (18) als Asynchronmotor (18) ausgebildet ist.
Farbwerk nach einem oder mehreren der Ansprüche 2 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass der Antriebsmotor (18) als Synchronmotor (18) ausgebildet ist.
Farbwerk nach einem oder mehreren der Ansprüche 2 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass der Antriebsmotor (18) als Servomotor (18) ausgebildet ist.
Farbwerk nach Anspruch 17, 18 oder 19, dadurch gekennzeichnet, dass der Antriebsmotor (18) wahlweise in einem ersten Modus bzgl. der Vorgabe einer Drehzahl oder einer Frequenz und in einem zweiten Modus bzgl. der Vorgabe einer Leistung oder eines Drehmomentes regel- bzw. steuerbar ausgebildet ist.
Farbwerk nach Anspruch 1, 3 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Reibzylinder (12.1; 12.2) über ein gemeinsames Changiergetriebe (22) im Hinblick auf eine erzwungene Changierbewegung angetrieben sind.
Farbwerk nach Anspruch 21 und einem der Ansprüche 2, 3 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Reibgetriebe (22) durch den Antriebsmotor (18) angetrieben ist.
Farbwerk nach Anspruch 1, 3 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass der durch Friktion angetriebene Reibzylinder (12.1; 12.2) lediglich über ein die Rotation dieses Reibzylinders (12.1) in eine Axialbewegung umformendes Getriebe und ohne mechanische Antriebsverbindung zu einem Changierantrieb (22) des anderen Reibzylinders (12.2), im Hinblick auf eine erzwungene Changierbewegung angetrieben ist.
Farbwerk nach Anspruch 2, 3 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Reibzylinder (12.1; 12.2) sowie der rotatorische Antrieb und ein Changierantrieb (22) in der Art eines Farbwerkmoduls an einem eigenen, von einem den Formzylinder (07) tragenden Seitengestell (44) baulich verschiedenen Seitengestell (31) angeordnet sind.
Farbwerk nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass das Farbwerksmodul lösbar mit dem den Formzylinder (07) tragenden Seitengestell (44) verbunden und bei gelöster Verbindung bzgl. seiner relativen Lage zum Formzylinder (07) bewegbar am Seitengestell (44) angeordnet ist.