DE10257746B3

DE10257746B3 - Formzylinder einer Rotationsdruckmaschine, insbesondere einer Offsetdruckmaschine

Info

Publication number: DE10257746B3
Application number: DE10257746A
Authority: DE
Inventors: Peter Knauer; Klaus T. Reichel; Josef Singler
Original assignee: MAN Roland Druckmaschinen AG
Current assignee: Manroland Web Systems GmbH
Priority date: 2002-12-10
Filing date: 2002-12-10
Publication date: 2004-06-24
Anticipated expiration: 2022-12-11
Also published as: EP1428658B2; DE50308104D1; EP1428658A1; DE20321665U1; US20040139871A1; US6860200B2; JP2004188967A; EP1428658B1

Abstract

Um für einen Platten- bzw. Formzylinder einer Rotations- insbesondere Offsetdruckmaschine eine Qualitätssicherung im Rotationsdruck hinsichtlich der Druck- bzw. Übertragungskennlinien zu ermöglichen, die die Kompensation von Lageveränderungen aufgrund einer Durchbiegung bewerkstelligt, ist vorgesehen, dass die Oberfläche des Platten- bzw. Formzylinders (1) mit einer in Achsrichtung konvex gekrümmten Mantelfläche (2) versehen ist, derart, dass das rechnerisch bestimmte konvexe Profil der Mantelfläche (2) so variiert, dass der Durchmesser des Platten- bzw. Formzylinders (1) in der Achsmitte am größten und an den seitlichen Rändern am kleinsten ist.

Description

Die Erfindung betrifft einen Formzylinder einer Rotationsdruckmaschine, insbesondere einer Offsetdruckmaschine, nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Der Formzylinder kann als Träger- oder Aufnahmeelement einer plattenförmigen, in abgerundeter Form in axial verlaufenden Spannkanälen fixierbaren, oder einer hülsenförmigen und in dieser Form aufschiebbaren Druckform insbesondere im Offsetdruck angewandt werden, ist aber nicht darauf beschränkt. Das Druckwerk kann dabei wie ein klassisches Offsetdruckwerk aussehen mit Formzylinder, Gummituch- und Gegendruckzylinder.

In solchen Offset-Rotationsdruckmaschinen wird bekanntlich das Druckbild vom Plattenzylinder auf dem Gummituchzylinder und von diesem auf das über den Druckzylinder laufende Papier übertragen. Die Übertragung der Farbe, sowohl von der Platte auf das Gummituch wie auch vom Gummituch auf das Papier ist nur dann möglich, wenn ein bestimmter Mindestdruck, der sogenannte Liniendruck, zwischen Gummituch- und Formzylinder vorhanden ist.

Der Druckformzylinder (d.h. die Druckform) erbringt somit nur bei richtiger Anstellung (Beistellung) dauerhaft die gewünschte Funktion, d.h. eine konstante Druckqualität. Eine zu geringe Anstellung führt infolge der Toleranzen von Rundlauf und Zylindrizität zu einem ungleichmässigen Farb- oder Feuchtmitteltransport. Eine zu hohe Anstellung wirkt sich infolge der inneren Reibung und Drucküberlastung nachteilig auf die Lebensdauer der Zylinderoberfläche aus.

Hinsichtlich dieses Zusammenhangs ergibt sich ein Problem für die Qualitätssicherung aus der Forderung nach immer grösserer Produktivität bzw. aus dem Bestreben, möglichst leichte und kostengünstige Druckformzylinder herzustellen. Gerade der sogenannte kanallose Druck, insbesondere also die Sleevetechnik, die sich durch eine auf eine Hülse nahtlos aufgebrachte Druckform oder eine zu einer Rundform laserverschweissten Druckplatte auszeichnet, erlaubt wegen der verringerten Schwingungsanregung aufgrund der fehlenden Zylinderkanäle eine reduzierte Steifigkeit. Damit wird das Länge/Dickeverhältnis der Druckzylinder bzw. ihre relative Steifigkeit bezüglich einer Durchbiegung immer ungünstiger. Dies hat zur Folge, dass sich während des Druckbetriebes die Form und Lage der Druckzylinder zueinander unerwünscht verändern, d.h. dass die Druckzylinder sich durchbiegen.

Aber auch bei Verwendung herkömmlicher Plattenzylinder wird die Druckzylinderkontur in das Gummituch eingedrückt, die damit verbundene Flächenbelastung bewirkt ein Durchbiegen der Zylinder, was zu einer höheren Randbelastung und zu einer deutlich niedrigeren Belastung in der Mitte der Zylinder führt.

Diese niedrigere Belastung in der Zylindermitte ist nicht durch eine erhöhte Zylinderpressung zu kompensieren, denn dadurch würden in erster Linie die Randzonen und nur im geringeren Masse die Mittelzonen profitieren.

Die Lageveränderung in Folge einer Durchbiegung ändert die Druckbeistellung, d.h. den Anstelldruck zwischen den im Druckwerk zusammenwirkenden Druckzylindern, der über die Zylinderbreite gesehen ungleichmässig wird. Ermittelt in Wertzahlen wird diese Druckbeistellung in der Regel durch die Messung der sogenannten Abdruckbreite, d.h. der Breite der Zone, die bei zueinander angestellten, d.h. auf Pressung gefahrenen Zylindern den Kontaktbereich der Zylinder definiert. Diese Messung ist beim Offsetdruck besonders einfach, da hier immer ein Zylinder eines Zylinderpaares eine kompressible (weiche) Oberfläche aufweist.

Die Druck- bzw. Übertragungskennlinie, d.h. die Tonwertzunahme, hängt nun direkt von dieser Abdruckbreite ab, wobei eine erhöhte Abdruckbreite eine erhöhte Tonwertzunahme und umgekehrt bedeutet. Der beschriebene Effekt führt also zu einer über die Zylinderbreite betrachtet sich unerwünscht verändernden Druckkennlinie.

Um diese über die Zylinderbreite variierenden Druckkennlinienwerte zu stabilisieren, werden bisher entweder unter dem Gummituch eine entsprechende Unterlage plaziert oder beispielsweise, wie in DE 44 36 973 A1 beschrieben, das Profil des Gummituches, d.h. seine Dicke dadurch variiert, dass die Mantelfläche in Achsrichtung des Zylinders eine konvexe oder konkave Form auf dem Gummituchzylinder annimmt. Durch ein konvexes Profil der Gummituchzylinderoberfläche kann zwar die Durchbiegung zwischen einem Gummituchzylinder und einem Platten-, bzw. Formzylinder ausgeglichen werden, jedoch verschlechtert sich andererseits der Kontakt zwischen den beiden Gummituchzylindern in einem Druckwerk für Schön- und Widerdruck. Damit wird sowohl der Bahntransport als auch die Farbübertragung zur Papierbahn negativ beeinflusst. Durch eine konkave Gummituchzylinderoberfläche verbessert sich zwar der Kontakt der beiden Gummituchzylinder im Druckspalt, jedoch wird nun die Farbübertragung vom Platten- bzw. Formzylinder zum Gummituchzylinder verschlechtert.

Aus DE 2 151 650 A ist bereits ein Formzylinder einer Rotationsdruckmaschine, insbesondere Offsetdruckmaschine, bekannt, dessen Mantelfläche entlang seiner Achsrichtung konvex gewölbt ist, wobei die konvexe Kontur nicht über den gesamten Umfang des Formzylinders verläuft. Damit sollen Passerdifferenzen, die aus einer unterschiedlichen Beanspruchung der Papierbahn oder des Bogens an den Rändern und in der Mitte resultieren, klein gehalten werden.

Hiervon ausgehend ist es die Aufgabe vorliegender Erfindung, für einen Formzylinder einer Rotationsdruckmaschine, insbesondere Offsetdruckmaschine, eine Qualitätssicherung im Rotationsdruck hinsichtlich der Druck- bzw. Übertragungskennlinien zu ermöglichen, die die Kompensation von Lageveränderungen aufgrund einer Durchbiegung bewerkstelligt.

Diese Aufgabe wird durch einen Formzylinder mit den Merkmalen nach Anspruch 1 gelöst.

Durch die konvex in Achsrichtung des Zylinders ausgebildete Mantelfläche, d.h. durch die „Balligkeit" des Formzylinders der Rotationsdruckmaschine, insbesondere Offsetdruckmaschine, lassen sich die Linienkraftdifferenzen zwischen Druckrand und Druckmitte im Kontakt Gummituch-Plattenzylinder erheblich verkleinern. Eine konstante Farbübertragung von Platten- zu Gummituchzylinder und von Gummituchzylinder auf die Papierbahn ist somit gewährleistet.

Im Folgenden soll anhand der Zeichnung die Erfindung verdeutlicht werden. Es zeigen:
1 einen schematischen Längsschnitt durch einen erfindungsgemässen Formzylinder einer Rotationsdruckmaschine, insbesondere Offsetdruckmaschine,
2 einen Teilschnitt durch einen Plattenzylinder einer Rotationsdruckmaschine, insbesondere Offsetdruckmaschine, mit einer Zylindergrube zur Fixierung einer Druckplatte,
3a eine schematische Ansicht einer Druckplatte, wie sie für einen erfindungsgemässen Plattenzylinder vorgesehen ist,
3b die Druckplatte gemäss 3a in ausgerollter Form,
4a eine schematische Druckwerkseitenansicht einer Offsetdruckmaschine für Schön- und Widerdruck,
4b die Situation der Lageveränderungen der Zylinder einer Druckmaschine gemäss 4a ohne die erfinderischen Massnahmen, und
5 die Situation bei kompensierten Lageveränderungen der Zylinder gemäss der 4b mit den erfindungsgemässen Massnahmen.
4b zeigt die unerwünschten Lageveränderungen (Durchbiegung) der beiden Formzylinder 1 eines Offset-Druckwerks für Schön- und Widerdruck der 4a zueinander während des Druckbetriebs. Der Anstelldruck wird über die Zylinderbreite ungleichmässig, d.h. es entsteht ein Liniendruck, der über die Zylinderbreite unregelmässig wird. Bei breiten Maschinen verbiegen sich die Formzylinder einer Rotationsdruckmaschine, insbesondere Offsetdruckmaschine, durch die Reaktionskräfte der Gummitücher bzw. Gummisleeves 10 in der Druckmitte. Die Gummituchzylinder 11 verbiegen sich dabei etwas geringer als die Formzylinder 1, da sie durch die Formzylinder 1 abgestützt werden. Dabei wird die Druckzylinderkontur in das Gummituch eingedrückt, die damit verbundene Flächenbelastung bewirkt ein Durchbiegen der Zylinder, was zu einer höheren Randbelastung und zu einer deutlich niedrigeren Belastung in der Mitte der Zylinder führt.
Die Durchbiegung des Druckformträgers kann aufgrund theoretischer Rechnungen mit bekannten Materialparametern und Flächen- und Linienkräften, beispielsweise auch durch Finite-Elemente-Rechnung bestimmt werden.
Gemäss der 1 ist die Oberfläche 2 der Mantelfläche des Formzylinders 1 in Achsrichtung rundum in Umfangsrichtung mit einem konvexen Profil, das empirisch oder wie voran angedeutet rechnerisch bestimmt wurde, angefertigt, d.h. ballig ausgelegt. Die Formkurve der Balligkeit der Zylinderoberfläche 2 kann ein Kreisbogen oder eine Parabel mindestens zweiter Ordnung sein. D.h., dass das konvexe Profil der Mantelfläche 2 in axialer Richtung so variiert, dass der Durchmesser der Formzylinder 1 in der Achsmitte am grössten und an den seitlichen Rändern am kleinsten ist.
Handelt es sich bei der verwendeten Druckform um eine Druckplatte, die in einer Zylindergrube 5 eines Plattenzylinders 1 fixiert werden muss, so zeigt 2, dass die Übergänge 3, 4 (Radien) der Zylindergrube 5 entlang der balligen Zylinderoberfläche 2 entsprechend ausgeführt sind, derart, dass die Grubenbreite „s" über die axiale Länge der Zylindergrube 5 konstant bleibt.
Gemäss der 3a ist eine bei einem Plattenzylinder gemäss der 2 zu verwendende Druckplatte 6 derart gestaltet, dass die Biegelänge vom vorlaufenden Druckplattenradius 7 und nachlaufenden Druckplattenradius 8 in der Druckmitte I_Mitte, wie in 3b gezeigt, länger gebogen ist, als an den Druckrändern, so dass die Länge an den Druckrändern I_Rand kürzer als die Länge in der Mitte I_Mitte ist.
Damit beschreibt der nachlaufende Druckplattenradius 8 eine Formkurve 9, die mit der Formkurve 2 der Oberfläche des Plattenzylinders 1 harmonisieren muss.
Bei einem Druckmaschinenkonzept mit zwei aneinander angestellten Gummituchzylindern für Schön- und Widerdruck, wie in 4a, 4b angedeutet, kann selbstverständlich die erfindungsgemässe Ausgestaltung bei beiden Formzylindern gemäss der 5 vorgesehen werden.
Wie weiterhin in 5 im Vergleich zu 4b zu sehen ist, ist durch die erfindungsgemässe ballige Ausführung der Oberfläche eines Formzylinders 1 mittels einer in Achsrichtung konvex gekrümmten Mantelfläche 2 nicht nur der Kontakt zwischen Gummituchzylinder 11 und Formzylinder 10 verbessert, sondern ebenfalls der Kontakt zwischen den beiden Gummituchzylindern 11 positiv beeinflusst.

Claims

Formzylinder (1) einer Rotationsdruckmaschine, insbesondere Offsetdruckmaschine, mit einer Mantelfläche (2), die zur Aufnahme einer Druckform (6) vorgesehen ist, wobei die Mantelfläche (2) des Formzylinders (1) entlang der Achsrichtung konvex gewölbt ist derart, dass ein Umfang des Formzylinders (1) zwischen den seitlichen Stirnseiten am größten und an den Stirnseiten demgegenüber kleiner ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Formzylinder (1) über seine gesamte Länge einen in Achsrichtung gesehen kreisförmigen Querschnitt aufweist, wobei der Durchmesser des Formzylinders (1) in Längsmitte am größten und an den Stirnseiten am kleinsten ist.
Formzylinder (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das konvexe Profil der Mantelfläche (2) entlang der Achsrichtung einen Kreisbogen beschreibt.
Formzylinder (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das konvexe Profil der Mantelfläche (2) entlang der Achsrichtung eine Parabel mindestens zweiter Ordnung beschreibt.
Formzylinder (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass bei Verwendung zur Aufnahme einer plattenförmigen Druckform (6) durch die Mantelfläche (2) eine Zylindergrube (5) vorgesehen ist, deren Übergänge (3, 4) entlang der konvexen Mantelfläche (2) so ausgeführt sind, dass die Grubenbreite (s) über die axiale Länge der Zylindergrube (5) konstant ist.
Formzylinder (1) nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch die Verwendung mit einer Druckplatte (6), die derart gestaltet ist, dass die Biegelänge zwischen vorlaufender Abkantung (7) und nachlaufender Abkantung (8) in der Druckmitte länger ist als die Biegelänge zwischen vorlaufender Abkantung (7) und nachlaufender Abkantung (8) an den Druckrändern, so dass die Länge an den Druckrändern (I_Rand) kürzer als die Länge in der Mitte (I_Mitte) ist.
Formzylinder (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet durch die Verwendung mit zwei aneinander angestellten Gummituchzylindern (11) für Schön- und Widerdruck.