DE10204514B4

DE10204514B4 - Vorrichtung und Verfahren zur Korrektur des Längsregisterfehlers, welcher durch die Beistellung auftritt

Info

Publication number: DE10204514B4
Application number: DE10204514A
Authority: DE
Inventors: Hermann-Josef Veismann
Original assignee: Windmoeller and Hoelscher KG
Current assignee: Windmoeller and Hoelscher KG
Priority date: 2002-02-05
Filing date: 2002-02-05
Publication date: 2006-03-23
Anticipated expiration: 2022-02-06
Also published as: AU2003244441A8; US20050016406A1; US7100509B2; WO2003066332A2; EP1478513A2; DE10204514A1; EP1478513B1; AU2003244441A1; WO2003066332A3; ATE355969T1; ES2282642T3; DE50306745D1

Abstract

Verfahren zur Korrektur eines Längsregisters einer Zentralzylinderrotationsdruckmaschine mit mehreren Farbwerken (1-9),
– welche jeweils über eine Klicheewalze (K_n) verfügen,
– welche (K_n) um den zentralen Gegendruckzylinder (11) angeordnet und gegen diesen entlang jeweils einer Achse (BA_n) anstellbar sind,
– wobei diese jeweils eine Achse nicht parallel zu der Verbindungslinie (S_n) der Drehachsen (M_n, M₁₁) der jeweiligen Klischeewalze und des Gegendruckzylinders verläuft und
• wobei bei der Durchführung der Längsregisterkorrektur eine Steuereinheit eine gewünschte Auflagelinie (D) eines Klischees auf der auf einer der beiden Walzen (11, K_n) aufliegenden Materialbahn einstellt, indem sie den oder die Antriebe der Klischeewalze (K_n) eines Farbwerkes (1-9) und des Gegendruckzylinders (11) so steuert, dass die beiden Walzen zumindest während eines Zeitraums während des Druckvorgangs eine unterschiedliche Umfangsgeschwindigkeit aufweisen
dadurch gekennzeichnet, dass
• die Steuereinheit die Verschiebung (A) der tatsächlichen, effektiven Drucklinie auf dem Umfang beider Walzen (11, K_n) bei der...

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Korrektur des Längsregisterfehlers gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1, sowie eine Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 4.

Das Drucken mehrfarbiger Druckbilder mit Rotationsdruckmaschinen erfolgt in der Regel dadurch, dass der Bedruckstoff nacheinander verschiedene Farbwerke durchläuft, welche den Bedruckstoff jeweils mit einer Farbe beaufschlagen, so dass das entstehende mehrfarbige Druckbild als Übereinanderschichtung mehrerer Druckbilder entsteht. Der Genauigkeit, mit der diese Schichtung vorgenommen wird, kommt große Bedeutung für die Qualität des Druckbildes zu. Verschiebungen der verschiedenen Druckbilder gegeneinander in Bedruckrichtung werden Längsregisterfehler genannt.

Vorrichtungen und Verfahren zur Vermeidung und Minimierung dieser Längsregisterfehler sind bekannt. So befasst sich die DE 37 42 129 A1 mit der Registervoreinstellung von Zentralzylinderflexodruckmaschinen, welche nur über einen Antrieb verfügen, so dass das zum Antrieb nötige Moment von einem zentralen Zahnrad auf die den Klischeezylindern zugeordneten Zahnräder übertragen wird. Hierbei kommen die den Klischeezylinder zugeordneten Zahnräder erst bei der Anstellung des Druckzylinders an den Gegendruckzylinder mit dem zentralen Zahnrad in Eingriff. Jedoch können genau durch diesen Eingriff bei ungünstigen Stellungen der Zahnräder zueinander Längsregisterfehler hervorgerufen werden. Diesen Längsregisterfehlern wird durch einen Servoantrieb jeweils eines Druckzahnrades vorgebeugt, welcher von einem Taster so gesteuert wird, dass er das Druckzahnrad in eine günstigere Position bringt bevor dieses in Eingriff mit dem zentralen Zahnrad gebracht wird.

Die Längsregister oder Umfangsregister genannten Abweichungen werden in der Regel jedoch durch die Maschinenbediener zu Beginn des Druckprozesses korrigiert, indem der Maschinenbediener die Relativposition sogenannter Registermarken kontrolliert, die durch die verschiedenen Druckwerke aufgebracht werden. Dieses Verfahren hat jedoch den Nachteil einer langen Reaktionszeit und des damit verbundenen großen Ausschusses.

Die DE 195 27 199 A1 schlägt daher in Bezug auf eine Flexodruckmaschine vor, die Registermarken mit Erkennungssensoren während des gesamten Druckprozesses zu registrieren, die Messergebnisse der Sensoren einer Steuer- und Recheneinheit zuzuführen und die Längsregisterkorrektur dadurch vorzunehmen, dass die jeweiligen Druckzylinder zumindest für einen kurzen Zeitraum mit einer anderen Umfangsgeschwindigkeit als der Gegendruckzylinder beaufschlagt werden.

Bei der Anwendung des in der DE 195 27 199 A1 skizzierten Verfahrens zur Korrektur des Längsregisters während des gesamten Druckprozesses ist es jedoch erforderlich, dass die genannten optischen Erkennungssensoren das Druckbild dauernd überwachen, die Steuereinheit mit Messsignalen versorgen woraufhin dieselbe die zur Registerkorrektur notwendige Steuerung der Geschwindigkeit der verschiedenen Druckwalzen vornimmt.

Dieses Verfahren erfordert also unter anderem eine dauernde optische Überwachung des Druckbildes.

Sowohl beim Andruck als auch beim Betrieb von Rotationsdruckmaschinen die Notwendigkeit besteht, die Position der an dem Druckprozess beteiligten Walzen aufeinander einzustellen. In Fachkreisen wird diese Positionseinstellung Beistellprozess genannt.

Um diesen Beistellprozess zu ermöglichen, verfügen Druckmaschinen über geeignete Lagerungen der am Druckprozess beteiligten Walzen. So ist aus DE 40 01 735 A1 eine Flexodruckmaschine bekannt, bei der die die Druckwalze tragenden Schlitten und die die Farbauftrags- oder Rasterwalzen tragenden Schlitten in einer gemeinsamen Schlittenführung der Farbwerkskonsolen der Druckmaschine geführt werden und gemeinsam oder einzeln durch Spindelantriebe verfahrbar sind.

Bei Rotationsdruckmaschinen dieser bekannten Art erfolgt die Einstellung des Druckbildes normalerweise folgendermaßen. Eine elektronische Steuereinrichtung ist vorgesehen, die auf in eine Speichereinrichtung eingegebene Daten zurückgreifen kann. Die Daten betreffen den Stellweg zwischen der Druck- und der Gegendruckwalze unter Berücksichtigung der geometrischen Abmessungen der Maschine und der Durchmesser der Walzen. Diese Steuereinrichtung stellt dann die relativen Walzenpositionen ein, so dass gewährleistet sein sollte, dass sämtliche Teile des Druckbildes übertragen werden.

Allerdings besitzen die verschiedenen Walzen, Druckformen sowie die zu bedruckenden Materialien und alle anderen beteiligten Teile geometrische Toleranzen, so dass oft ein zusätzlicher Beistellvorgang notwendig wird.

Dieser Beistellvorgang erfolgt durch den Druckmaschinenführer, der die Walzenpositionen einstellt, während er das Druckbild beobachtet.

Durch diese Art der Einstellung des Druckbildes ist sichergestellt, dass mit geringstem Andruck der am Druckprozess beteiligten Walzen gegeneinander ein vollständiger Übertrag des Druckbildes stattfindet. Weitere Einzelheiten zu Beistellprozessen, welche auch vollautomatisch ablaufen können, sind in der deutschen Patentanmeldung DE 10145957 A1 enthalten.

Neben den skizzierten, beim Andruckprozess vorzunehmenden Beistellvorgängen ist es oft nötig, einen so genannten dynamischen Beistellprozess durchzuführen. Darunter ist Folgendes zu verstehen: Bei höheren Druckgeschwindigkeiten kommt es zu Änderungen des effektiven Durchmessers von am Druckprozess beteiligten Walzen. Davon betroffen sind beispielsweise die Klischeewalzen beim Flexodruck.

Die Klischees dieser Walzen werden an der Drucklinie zwischen Klischee- und Gegendruckwalze eingedrückt. Bei hohen Kreisgeschwindigkeiten erreicht die Walze nicht mehr ihren eigentlichen vor dem Druckvorgang gemessenen Radius, da die Rückstellgeschwindigkeit des flexiblen Klischeematerials nicht ausreicht.

Beim Einsatz sehr flexibler Materialien ist es aber auch möglich, dass der effektive Durchmesser infolge der kreisgeschwindigkeitsabhängigen Fliehkraft zunimmt.

In beiden Fällen ändert sich der Druck zwischen den direkt am Druckprozess beteiligten Walzen. Diesem Umstand wird mit einem weiteren Beistellungsprozess, der so genannten dynamischen Beistellung begegnet. Zweckmäßig ist es in diesem Zusammenhang, diese Art der . Beistellung automatisch vorzunehmen, indem eine Steuereinheit die notwendigen Korrekturen der Relativpositionen der Walzen als Funktion der oft empirisch festgehaltenen Materialparameter der Walzen und der Druckgeschwindigkeit ermittelt.

Eine Untersuchung der geometrischen Anordnung der beiden direkt am Druckprozess beteiligten Walzen eines Farbwerks ergibt jedoch, dass die meisten Beistellbewegungen in Druckmaschinen bekannter Art entlang von Achsen erfolgen, die nicht parallel zu der Verbindungslinie der Drehachsen der beiden am Druckprozess beteiligten Walzen verlaufen. Beistellbewegungen dieser Art ziehen daher eine Verschiebung der tatsächlichen effektiven Drucklinie auf dem Umfang der Walzen nach sich. Jede Verschiebung dieser Drucklinie führt zu einem Längsregisterfehler.

Auch die bereits erwähnte DE 37 42 129 A1 zeigt eine Druckmaschine mit diesen geometrischen Verhältnissen.

Berechnungen zeigen, dass der Anteil der durch diese geometrsichen Verhältnisse verursachten Fehler an den während des Druckprozesses auftretenden Längsregisterfehlern erheblich ist und zum Teil sogar den Anteil aller anderen Fehlereinträge übersteigt.

Daher besteht die Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, ein Verfahren und eine Vorrichtung vorzuschlagen, welche diese Fehlereinträge reduzieren.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 bzw. des Anspruchs 4 gelöst. Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren kann eine effektive Längsregisterkorrektur vorgenommen werden, ohne dass die Steuereinrichtung ständig mit Auswerte- und Rechenoperationen beaufschlagt wird wie bei dem Verfahren gemäß der DE 40 01 735 A1 . In der Regel sind den bekannten Steuereinrichtungen die zur Durchführung des Verfahrens notwendigen Parameter wie die augenblickliche Relativposition der Walzen der einzelnen Druckwerke bekannt, so dass sich das Verfahren auch völlig ohne zusätzliche Messvorrichtungen – wie teure optische Sensoren – durchführen lässt. Darüber hinaus ist es möglich, das erfindungsgemäße Verfahren so zu implementieren, dass die Steuervorrichtung nur dann Korrekturwerte ermittelt, wenn tatsächlich Änderungen der Relativposition der Walzen vorgenommen werden, so dass auch der Rechen- und Steueraufwand eingeschränkt wird.

Gleichwohl ist das erfindungsgemäße Verfahren mit anderen bekannten Verfahren kombinierbar. So ist es möglich, bei der Vorregisterung oder in gewissen zeitlichen Intervallen die Registerhaltigkeit mit optischen Sensoren zu überprüfen und dementsprechend zu korrigieren. Durch den Einsatz des erfindungsgemäßen Verfahrens entfällt jedoch die Notwendigkeit, ständig Mess- und Rechenvorgänge durchzuführen.

Weitere Ausführungsbeispiele der Erfindung werden in der gegenständlichen Beschreibung näher erläutert.
Die Figuren zeigen:
1 schematisch eine Flexodruckmaschine mit einer Mehrzahl von Druckwerken
2 schematisch eine Klischeewalze im Druckprozess
3 schematisch die Konsequenzen einer dynamischen Beisellung
1 zeigt schematisch die Anordnung von Farbwerken 1 bis 8 einer Flexodruckmaschine 10 um den Gegendruckzylinder 11, wobei lediglich die Farbwerke 1, 4 und 8 vollständig dargestellt sind. Für die anderen Farbwerke ist lediglich die Position der Klischeewalzen angeben. Die Farbwerke sind an einem nicht dargestellten Maschinengestell aufgehängt. Das Farbwerk n (n bezeichnet ein beliebiges der vorhandenen Farbwerke) umfasst eine Klischeewalze K_n und eine Farbwalze F_n. Die Drehachsen der Klischeewalzen werden mit M_n und die des Gegendruckzylinders mit M₁₁ bezeichnet. Die Geraden, welche durch die Drehachsen M₁₁ und D_n festgelegt sind, sind mit S_n bezeichnet. Dabei ist D_n die Drucklinie der Klischeewalze K_n auf den Gegendruckzylinder. Zwischen den Geraden S_n und den Achsen der Beistellbewegung BA_n entstehen Winkel α_n. Die effektive Drucklinie zwischen den Klischeewalzen K_n und dem Gegendruckzylinder 11 sind mit D_n bezeichnet.
Die Farbwerke 1, 4 und 8 zeigen beispielhaft verschiedene Möglichkeiten der Ausrichtung der Farbwerke beziehungsweise der Achsen der Beistellbewegungen BA zu den Geraden S_n, während die anderen Druckwerke lediglich skizziert werden. So verläuft die Beistellachse BA₁ auf der Geraden S₁, so dass es bei einer Beistellung zu keiner Verschiebung der Drucklinie D₁ kommt. Eine solche Anordnung würde man eine streng strahlenartige Anordnung der Farbwerke nennen. Eine solche Anordnung ist jedoch maschinenbaulich sehr anspruchsvoll und daher bei modernen Druckmaschinen nicht anzutreffen.
Eine annähernd strahlenförmige Anordnung wird anhand von Farbwerk 8 gezeigt. Die Achse der Beistellung BA₈ verläuft nicht auf dem Strahl S₈ und es entsteht der Winkel α₈ zwischen der Beistellachse BA₈ und dem Strahl S₈. Jede Beistellbewegung der Walze K₈ führt zu einer Verschiebung der effektiven Drucklinie D₈ auf dem Umfang der beteiligten Walzen 11 und K₈.
Die maschinenbaulich und fertigungstechnisch am einfachsten umzusetzende Variante der Anordnung eines Farbwerkes ist die so genannte Schubladenanordnung, die anhand des Farbwerks 4 gezeigt ist. Hier verläuft die Beistellachse BA₄ horizontal, so dass der Winkel α₄ und der durch die Beistellung entstehende Registerfehler noch größer ist als bei Farbwerk 8.
Die 2 zeigt am Beispiel der Klischeewalze K₉ die Lage des Klischeezylinders K₉ während des Druckprozesses. Der Klischeezylinder K₉ und andere flexible am Druckprozess beteiligte Materialien wie der nicht dargestellte Gummibelag der Gegendruckwalze und der ebenfalls nicht dargestellte Bedruckstoff sind im Druckprozess starken Kräften ausgesetzt. So wird das Klischee 12 entlang der Drucklinie D₉ zwischen Gegendruckzylinder 11 und Klischeewalze K₉ eingequetscht. Ein ähnlicher Vorgang findet an der Drucklinie 13 zwischen Klischeewalze K₉ und Farbwalze F₉ statt. Bei einer schnellen Rotation der Walze K₉ um ihre Drehachse M₉ kann es dazu kommen, dass die Deformation v. a. des Klischees an den vorgenannten Drucklinien K₉ und 13 nicht mehr durch die Rückstellkräfte des verquetschten Materials 11, 12, K₉ wettgemacht wird, bevor das verquetschte Material erneut die D₉ beziehungsweise D_n erreicht. Daher sinkt in diesem Fall der effektive Radius R_eff der den Abstand zwischen dem Außenumfang des Klischees und der Drehachse M₉ unmittelbar vor dem erneuten Erreichen der Drucklinie D₉ bezeichnet. Dieser effektive Radius R_eff ist jedoch entscheidend für die Güte des Druckprozesses. In dem oben beschriebenen Fall des Schrumpfens des effektiven Radius lässt der physikalische Druck an der Drucklinie D₉ nach und es kann zu einer Beeinträchtigung des Farbübertrags auf den Bedruckstoff kommen. In diesem Fall wird der Maschinenbediener oder die Maschinensteuerung einer Flexodruckmaschine die Klischeewalze stärker an die Gegendruckwalze 11 anstellen.
Angesichts der hohen Fliehkräfte kann es bei der Verwendung anderer Materialien jedoch auch zu einer Vergrößerung des effektiven Radius R_eff kommen, die ein Ansteigen des physikalischen Drucks an der Drucklinie D₉ nach sich zieht. In diesem Fall wird die Klischeewalze K₉ etwas weiter von dem Gegendruckzylinder 11 abgefahren. Beide Vorgänge werden im Allgemeinen unter dem Fachterminus dynamische Beistellung zusammengefasst.
3 verdeutlicht am Beispiel eines skizzierten Farbwerkes, dessen Elemente mit Bezugszeichen ohne Indizierung der Farbwerksnumerierung versehen sind, die geometrischen Verhältnisse, wenn der Winkel α von 0° abweicht.
Die langsam rotierende Klischeewalze K_l besitzt während des Andruckprozesses einen Radius R, der über ihren gesamten Umfang kaum variiert und ist an den Gegendruckzylinder 11 angestellt.
Die Position und der Radius der schnell laufenden Klischeewalze K_S, welche hier gestrichelt dargestellt ist, verdeutlicht den weiteren Verlauf des Druckvorgangs. Bei einer Steigerung der Druckgeschwindigkeit verringert sich in diesem Ausführungsbeispiel der für den Druckvorgang relevante Radius der Klischeewalze von R zu R_eff. Um trotzdem einen optimalen Farbübertrag zu gewährleisten, wird die Drehachse M der Klischeewalze von der Position P₁ in die Position P₂ gefahren. Die letztere Position bildet den Mittelpunkt der gestichelt dargestellten schnell laufenden Klischeewalze K_S. 3 zeigt, dass die Klischeewalze K_S aufgrund des Beistellvorgangs eine Drucklinie D_S mit dem Gegendruckzylinder 11 aufweist, die sich an einer anderen Stelle befindet als die Drucklinie D_l der langsam rotierenden Klischeewalze K_l. Der Abstand A zwischen beiden Drucklinien führt zu einem Längsregisterfehler, dem mit dem erfindungsgemäßen Verfahren abgeholfen wird. Es versteht sich, dass die Veränderung des Radius im Laufe des Druckprozesses in 3 aus darstellerischen Gründen nicht maßstäblich dargestellt wurde.

Claims

Verfahren zur Korrektur eines Längsregisters einer Zentralzylinderrotationsdruckmaschine mit mehreren Farbwerken (1-9), – welche jeweils über eine Klicheewalze (K_n) verfügen, – welche (K_n) um den zentralen Gegendruckzylinder (11) angeordnet und gegen diesen entlang jeweils einer Achse (BA_n) anstellbar sind, – wobei diese jeweils eine Achse nicht parallel zu der Verbindungslinie (S_n) der Drehachsen (M_n, M₁₁) der jeweiligen Klischeewalze und des Gegendruckzylinders verläuft und • wobei bei der Durchführung der Längsregisterkorrektur eine Steuereinheit eine gewünschte Auflagelinie (D) eines Klischees auf der auf einer der beiden Walzen (11, K_n) aufliegenden Materialbahn einstellt, indem sie den oder die Antriebe der Klischeewalze (K_n) eines Farbwerkes (1-9) und des Gegendruckzylinders (11) so steuert, dass die beiden Walzen zumindest während eines Zeitraums während des Druckvorgangs eine unterschiedliche Umfangsgeschwindigkeit aufweisen dadurch gekennzeichnet, dass • die Steuereinheit die Verschiebung (A) der tatsächlichen, effektiven Drucklinie auf dem Umfang beider Walzen (11, K_n) bei der Korrektur berücksichtigt, • welche infolge der Beistellbewegung der Klischeewalze entlang der Achse (BA_n) entsteht, • indem die Steuereinheit den oder die Antriebe des Gegendruckzylinders (11) und der Klischeewalze (K_n) eines Farbwerkes (1-9) durch die Übermittlung von Korrekturwerten steuert, • wobei die Korrekturwerte aus der Relativposition der beiden direkt am Druckprozess beteiligten Walzen (11, K_n) eines Farbwerks (N) und dem Winkel (α) zwischen der Verbindungslinie (S_n) der Drehachsen der beiden am Druckprozess beteiligten Walzen und der Achse der Beistellung (BA_n) ermittelt sind.
Verfahren nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit bei der Ermittlung der Korrekturwerte auf eine Speichervorrichtung zurückgreift, in welcher die Korrekturwerte in Abhängigkeit von der Position der Klischeewalze relativ zum Gegendruckzylinder aufgetragen sind.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2 dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit bei der Ermittlung der Korrekturwerte auf eine Recheneinheit zurückgreift, welche mit Hilfe eines Rechenalgorithmus aus der Position der Kliescheewalze (K_n) eines Farbwerks (n) zum Gegendruckzylinder (11) und dem Winkel (α) zwischen der Verbindungslinie (S_n) der Drehachsen der beiden am Druckprozess beteiligten Walzen (11, K_n) und der Achse der Beistellung die Korrekturwerte ermittelt.
Vorrichtung zur Korrektur eines Längsregisters einer Zentralzylinderrotationsdruckmaschine mit mehreren Farbwerken (1-9), – welche jeweils über eine Klicheewalze (K_n) verfügen, – welche (K_n) um den zentralen Gegendruckzylinder (11) angeordnet und gegen diesen entlang einer Achse (BA_n) anstellbar sind, – wobei diese jeweils eine Achse nicht parallel zu der Verbindungslinie (S_n) der Drehachsen (M_n, M₁₁) der jeweiligen Klischeewalze (K_n) und des Gegendruckzylinders (11) verläuft und – wobei eine Steuereinheit vorgesehen ist, welche bei der Durchführung der Längsregisterkorrektur eine gewünschte Auflagelinie (D) eines Klischees auf der auf einer der beiden Walzen (11, K_n) aufliegenden Materialbahn einstellt, indem sie den oder die Antriebe der beiden direkt am Druckprozess beteiligten Walzen (11, K_n) eines Farbwerkes so steuert, dass die beiden Walzen zumindest während eines Zeitraums während des Druckvorgangs eine unterschiedliche Umfangsgeschwindigkeit aufweisen gekennzeichnet durch – eine Steuereinheit, mit der diejenige Verschiebung (A) der tatsächlichen, effektiven Drucklinie auf dem Umfang beider Walzen (11, K_n) bei der Korrektur berücksichtigbar ist, – welche (A) infolge der Beistellbewegung der Klischeewalze entlang der Achse (BA_n) entsteht, – wobei die Berücksichtigung der Verschiebung (A) durchführbar ist, indem die Steuereinheit den oder die Antriebe des Gegendruckzylinders (11) und der Klischeewalze (K_n) eines Farbwerkes (1-9) durch die Übermittlung von Korrekturwerten steuert, – wobei die Korrekturwerte aus der Relativposition der beiden direkt am Druckprozess beteiligten Walzen (11, K_n) eines Farbwerks (N) und dem Winkel (α) zwischen der Verbindungslinie (S_n) der Drehachsen der beiden am Druckprozess beteiligten Walzen und der Achse der Beistellung (BA_n) ermittelt sind.