-
Farbwerk für Rotationsschnellpressen Die Erfindung bezieht sich auf
Farbwerke für Rotationsschnellpressen, bei denen eine Bürstenwalze gleichzeitig
die Farbkastenwalze und die erste Verreibwalze berührt.
-
Bei Farbwerken von Rotationsdruckpressen ist es üblich, die Farbe
auf die Druckplatte oder auf die Druckform durch die sogenannten Auftragwalzen oder
Formzylinder aufzubringen, die sich unter Berührung mit der zylindrischen Druckplatte
drehen. Die Farbe wird mittels eines Satzes von Verreibwalzen verrieben und auf
die Formzylinder aufgetragen. Da diese Walzen im Betrieb aufeinander abrollen, muß
ihre Umfangsgeschwindigkeit genau so groß sein, wie die Geschwindigkeit, mit der
die Papierbahn durch die Presse läuft; bei modernen Hochleistungs-Rotationsschnellpressen
kann sie etwa 150 bis 600 m/min betragen.
-
Die Farbe wird der Presse gewöhnlich durch eine sogenannte Farbkastenwalze
zugeführt, die sich langsam unter Berührung mit der Farbe in einem Farbkasten dreht.
Die Farbe wird von der Farbkastenwalze auf die erste Walze aus dem Verreibwalzensatz
durch einen sogenannten Geber oder eine Geberwalze übertragen, die periodisch wechselnd
zuerst mit der Farbkastenwalze und dann mit der ersten Walze aus dem Verreibwalzensatz
in Berührung kommt.
-
Diese Art, die Farbe von der Farbkastenwalze auf den Verreibwalzensatz
zu übertragen, wurde bisher für notwendig erachtet, da es aus bekannten Gründen
nicht möglich ist, die Farbkastenwalze mit der Umfangsgeschwindigkeit der Verreibwalzen
laufen zu lassen, d. h. mit Papierbahngeschwindigkeit. Man kann deswegen die Farbkastenwalze
nicht in dauernder Berührung mit den Verreibwalzen arbeiten lassen.
-
Die Farbkastenwalze wird allgemein mit einer viel langsameren Umfangsgeschwindigkeit
betrieben oder auch periodisch nur teilweise gedreht, damit ein frischer Farbfilm
vorliegt, der von der Geberwalze abgenommen wird. Während die Geberwalze die Verreibwalze
berührt, neigt sie dazu, sich der Umfangsgeschwindigkeit derselben anzugleichen,
denn sie wird nur durch die Berührung am Umfang mit den anderen Walzen in Drehbewegung
versetzt. Die nachfolgende Berührung mit der Farbkastenwalze hat eine Verminderung
der Rotationsgeschwindigkeit der Geberwalze zur Folge. Die Verwendung der hin- und
herschwingenden Geberwalze mit ihrer Schwenkbewegung und der periodischen Zu- und
Abnahme der Rotationsgeschwindigkeit wurde schon seit langem als unangenehm betrachtet;
bisher wurde aber noch keine zufriedenstellende Lösung als Ersatz für den Geber
entwickelt. Um die Nachteile zu vermeiden, die durch die Anwendung der Geberwalze
auftreten, wurde vorgeschlagen, dieselbe durch eine zylindrische Bürste zu ersetzen,
die sich in ständiger Berührung sowohl mit der Farbkastenwalze als auch mit der
ersten Verreibwalze dreht und die von außen mit einer konstanten Geschwindigkeit
angetrieben wird. Danach ist die zylindrische Bürste direkt mit den Verreibwalzen
gekoppelt, so daß sie mit ,einer festgesetzten Geschwindigkeit, die nur wenig kleiner
ist als die der Verreibwalze, die natürlich unmittelbar von der Pressengeschwindigkeit
abhängt, gedreht wird. Die Farbkastenwalze ist direkt mit den Verreibwalzen über
ein System von Zahnrädern gekoppelt, durch welche die Drehzahl der Farbkastenwalze
im Verhältnis zu der der Verreibwalze etwas verändert werden kann.
-
Eine Hauptschwierigkeit beim Ersatz der Geberwalze durch eine zylindrische
Bürste besteht darin, daß die benötigte feinfühlige Regelung der Farbabgabe an die
jeweiligen Längsabschnitte der zylindrischen Druckplatte verlorengeht.
-
Wie im Druckereiwesen, insbesondere beim Mehrfarbendruck, allgemein
bekannt ist, kann die Farbmenge, die zum Übertragen auf die einzelnen Längsabschnitte
der zylindrischen Druckplatte benötigt wird, erheblich wechseln und muß vom Bedienungspersonal
regulierbar sein. Bisher ist es üblich, daß die Farbmenge, die auf die einzelnen
Längsabschnitte der
Druckplatte gebracht wird, durch das Anbringen
des sogenannten Farbmessers sorgfältig kontrolliert und reguliert wird. Dieses berührt
im Betrieb den Mantel der Farbkastenwalze und kontrolliert die Dicke des Farbfilmes,
der vom Farbkasten von den jeweiligen Längsabschnitten der Farbkastenwalze abgeführt
wird. Das Farbmesser erstreckt sich über die ganze Länge der Farbkastenwalze und
ist in einzeln einstellbare Abschnitte unterteilt.
-
Beim Betrieb einer Rotationsschnellpresse, die mit einer Geberwalze
ausgerüstet ist, entspricht die Farbmenge, die auf den jeweiligen Längsabschnitt
der Druckplatte übertragen wird, unmittelbar der Anstellung des jeweiligen Farbmesserabschnittes.
Würde jedoch versucht, die Geberwalze durch eine zylindrische Bürste zu ersetzen,
so verzögerte sich die Änderung der auf die Druckplatte übertragenen Farbmenge,
die im allgemeinen auf den Wechsel in der Anstellung des Farbmessers unmittelbar
folgt, recht erheblich, oft um 1J2 Stunde, wobei die Presse dauernd betrieben wird.
Eine solche Verzögerung ist bei wirtschaftlichen Drucken unzulässig. Deshalb wurde
der Vorschlag, eine zylindrische Bürste an Stelle der herkömmlichen Geberwalze zu
verwenden, nicht aufgegriffen, und im Druckereiwesen wurde weiterhin die Geberwalze
mit ihren geschilderten Nachteilen verwendet.
-
Die Erfindung bezweckt, einen verbesserten Einfärbemechanismus für
Rotationsdruckpressen und Vorrichtungen hierzu zu ermöglichen, wobei als Geberwalze
eine zylindrische Bürstenwalze verwendet wird, deren Umfangsgeschwindigkeit unabhängig
von der Pressengeschwindigkeit reguliert werden kann. Außerdem soll eine günstige
Berührungsart zwischen der Bürstenwalze und den benachbarten Walzen erzielt werden.
-
Zur Lösung dieser Aufgabe dient eine Vorrichtung, welche gemäß der
Erfindung dadurch gekennzeichnet ist, daß ein regelbarer Antrieb verwendet wird,
bei dem die Drehzahl der Bürstenwalze unabhängig von der Drehzahl der Verreibwalzen
geändert werden kann, und daß die Achsenabstände zwischen der Bürstenwalze und den
benachbarten Walzen einstellbar sind.
-
Diese Vorrichtung wird an Hand von Figuren nachfolgend näher erläutert.
-
Fig. 1 zeigt einen schematischen Ausschnitt aus einer Rotationsschnellpresse,
in der die Erfindung eingebaut ist; Fig. 2 zeigt einen Teilschnitt durch das Farbwerk,
das die Erfindung enthält, längs der Linie 2-2 in Fig. 3; Fig. 3 stellt die Abwicklung
des Schnittes längs der Linie 3-3 in Fig. 2 dar und zeigt die Hauptwellen und den
Antriebsmechanismus.
-
In Fig. 1 erkennt man unter 1 den üblichen Farbkasten und unter
2 die Farbkastenwalze. Im unteren Teil des Farbkastens erstreckt sich über
die Länge desselben bei 3 ein Farbmesser, das mit Vorrichtungen für ein getrenntes
Anstellen der einzelnen Seg- i mente in Richtung auf den Umfang der Walze
2 ausgerüstet ist, wie es im Druckereiwesen allgemein bekannt ist.
-
Die zylindrische Bürste 4 ist so ausgelegt, daß sie sich unter
gleichzeitiger Berührung mit der Walze 2 i und der ersten Verreibwalze 5 dreht.
Von der Walze 5 wird die Farbe durch den Verreibwalzensatz 7 auf die Formzylinder
6 übertragen. Der Formzylinder 6 rollt auf der auf dem Umfang des Zylinders
8 befestigten Druckplatte an und gibt dabei die Farbe an diese ab. Beim Offsetdruck
erfolgt der Abdruck auf einen Tuchzylinder 9, der auf der Papierbahn abrollt, die
zwischen dem Tuchzylinder und dem Druckzylinder 10 hindurchläuft. Beim Buchdruck
fällt der Tuchzylinder weg, und der Druckplattenzylinder 8 rollt unmittelbar
auf der Papierbahn ab.
-
Gleichartige Teile, die in den anderen Figuren erscheinen, werden
mit den gleichen Bezugsziffern gekennzeichnet.
-
Die Anordnung der Walzen 2 und 5 und der zylindrischen
Bürste 4 und die Einriohtungen zum Lagern und Drehen dieser Bauelemente gehen
deutlicher aus Fig. 2 hervor. Die Abwicklung davon ist in Fig. 3 dargestellt, um
die Antriebs- und Geschwindigkeitskontrolle sowie den Regelungsmechanismus der Farbkastenwalze
und der zylindrischen Bürste deutlicher zu zeigen. Die Walze 5, die erste Verreibwalze,
wird mit Pressengeschwindigkeit durch Vorrichtungen angetrieben, die nicht dargestellt
sind. Sie ist an beiden Enden mit den Wellen 11 in Vorrichtungen in den Seitenrahmen
12 der Presse gelagert. Auf der Welle 11 sitzt an einem Ende der Walze
5 ein Kettenrad.
-
Ein Aggregat 14 zum Verändern der Geschwindigkeit steht in
der üblichen Bauart außerhalb des Pressenrahmens auf dem Träger 15. Die Antriebswelle
16 des Regelaggregates erstreckt sich nach links durch das im Pressenrahmen 12 gehaltene
Lager 17; sie wird an ihrem inneren Ende von dem Träger 18 gehalten.
-
Auf der Welle 16 ist ein Kettenrad 19 befestigt, das vom Kettenrad
13 durch die über die Kettenräder 13 bzw. 19 laufenden Ketten 20 und
21 angetrieben wird. Dazwischen geschaltet sind noch die Kettenräder
22 und 23, die fest miteinander verbunden sind und auf dem Bolzen
24 gehalten werden, der mit der Mutter 25 am Pressenrahmen befestigt ist.
-
Wie Fig. 3 zeigt, ist die im Träger 27 gelagerte Welle 26 an ihrem
rechten Ende mit der Antriebswelle 28 des Regelaggregates 14 über
die Kettenräder 29 und 30 und die Antriebskette 31 verbunden.
Auf dem linken Ende der Welle 26 ist ein Zahnrad 32 befestigt, das in das auf dem
Ende der Welle 34 der Farbkastenwalze 2 befestigte Zahnrad
32 eingreift und dieses treibt.
-
Auf der Welle 34 ist auch das Zahnrad 35 befestigt, von dem das auf
der Welle 37 der zylindrischen Bürste befestigte Zahnrad 36 über das zwischengeschaltete
Zahnrad 38 angetrieben wird. Dieses läuft frei auf der Welle 39, die an einem Ende
im Träger 40 gehalten wird. Der Träger 40 ist an einem Hilfsrahmen
41 angeschraubt, wobei die Schrauben in Längsschlitzen im Träger
40 sitzen, um ein Verstellen des Trägers 40 gegenüber dem festen Hilfsrahmen
41 beim Einrichten der zylindrischen Bürste zu ermöglichen, wie es nachfolgend beschrieben
wird. Der rechte Wellenzapfen der Farbkastenwalze lagert im Hilfsrahmen 41, während
der linke Wellenzapfen in dem auf der gegenüberliegenden Seite befindlichen Seitenrahmen
gehalten wird.
-
Bei der dargestellten Anordnung ergibt sich eine gegenläufige Drehrichtung
am Umfang der Farbkastenwalze 2 und der zylindrischen Bürste 4. Falls die Drehrichtung
der Bürste gegenüber der der Farbkastenwalze geändert werden soll, so kann das zwischengeschaltete
Zahnrad 38 weggelassen und das
Zahnrad 36 unmittelbar vom Zahnrad
35 über eine geeignete Zahnkette angetrieben werden. Selbstverständlich können Zahnradgetriebe
an Stelle eines oder aller Kettengetriebe treten.
-
Die Welle 37 der zylindrischen Bürste ist an jedem Ende in einem verstellbaren
Halter 44 drehbar gelagert. Die Halter 44 sind wiederum an den Trägern
45 befestigt, die in senkrechter Richtung durch die Schrauben 46 verstellt
werden können, wobei diese in ein Auge 47 des Bolzens 48 eingeschraubt ist. Dieser
Bolzen sitzt in der drehbaren Büchse 49 und wird mit ihr verspannt.
-
Die Büchsen 49 haben an ihrem äußeren Ende einen Bund 50 und werden
durch die mit Schrauben 52 am Pressenrahmen festgeschraubten Platten 51 am
Pressenrahmen 12 festgehalten. Außerdem ist an der Büchse 49 mit den Schrauben 53
eine nach unten gerichtete Platte 54 befestigt, die an ihrem unteren Ende ein in
einem Bolzen drehbar gelagertes Auge 55 trägt, das ein Gewinde hat, um die Einstellschraube
56 aufzunehmen. Diese Einstellschraube geht durch ein am Pressenseitenrahmen drehbar
gelagertes Auge 57.
-
Nach dem Lösen der Schrauben 52 kann die Büchse 49 in beiden
Richtungen durch entsprechendes Verstellen der Schraube 56 gedreht werden. Daher
kann die zylindrische Bürste sowohl der Farbkastenwalze als auch der Verreibwalze
durch entsprechendes Drehen der Schrauben 56 genähert oder von ihnen entfernt werden,
da die Wellen 37 der zylindrischen Bürste exzentrisch gegenüber der Büchse montiert
sind. Da der Durchmesser der zylindrischen Bürste wesentlich größer als der Abstand
zwischen dem Umfang der Farbkastenwalze und der Verreibwalze ist, kann eine weitere
Einstellung der Größe der Berührung zwischen der zylindrischen Bürste und den beiden
Walzen durch ein Verstellen der zylindrischen Bürste in senkrechter Richtung mittels
der Einstellschrauben 46 erfolgen.
-
Bevor man die Presse in Betrieb setzt, wird die zylindrische Bürste
4 so auf die Farbkastenwalze 2 und auf die Verreibwalze 5 eingestellt, daß die Borsten
beim Berühren der Walzen so abgebogen werden, daß sie auf dem Mantel der Walzen
wischen und nicht kratzen, wie es bei praktisch nicht abgebogenen Borsten der Fall
ist. Das Ausmaß dieses Wischens und des Abbiegens unterliegt Veränderungen, die
hauptsächlich von der Farbkonsistenz abhängen. Ein zuverlässiges Kriterium für das
Ausmaß des Wischens der Bürste auf der Farbkastenwalze bzw. auf der Verreibwalze
besteht darin, daß die von einem bestimmten Bürstensegment mitgenommene Farbe von
diesem auf die Verreibwalze bei der eingestellten Drehzahl der jeweiligen Elemente
in der gleichen Menge abgewischt wird, in der sie von diesem Segment von der Farbkastenwalze
abgenommen wird. Mit anderen Worten: Die von einem Bürstensegment transportierte
Farbmenge soll für eine bestimmte Farbmesseranstellung konstant bleiben.
-
Neben dem Wischvorgang der Bürste ist auch die relative Umfangsgeschwindigkeit
dieser Elemente von wesentlichem Einfiuß. Das optimale Drehzahlverhältnis der zylindrischen
Bürste zu der Farbkastenwalze wird durch einfache Untersuchungen festgestellt und
vorteilhafterweise konstant gehalten ohne Rücksicht auf die Farbmenge, die dem Verreibwalzensatz
zugeführt werden soll. Es wurde gefunden, daß für die empfindlichste Regelung der
Farbzufuhrmenge die Umfangsgeschwindigkeit der zylindrischen Bürste ungefähr viermal
so groß sein muß wie die der Farbkastenwalze. Es werden aber auch zufriedenstellende
Resultate bei einem Geschwindigkeitsverhältnis im Bereich von 2 : 1 und 6 : 1 erreicht.
-
Das optimale Verhältnis der Umfangsgeschwindigkeit der Bürste zu der
der Verreibwalze unterliegt beträchtlichen Schwankungen, die hauptsächlich von den
Druckbedingungen und der zu übertragenden Farbmenge abhängen. Es wurde gefunden,
daß die Umfangsgeschwindigkeit der Verreibwalze mindestens fünfmal so hoch sein
muß wie die der zylindrischen Bürste; sie kann sogar bis auf das Fündundzwanzigfache
ansteigen, wobei das Geschwindigkeitsverhältnis zwischen der Bürste und der Farbkastenwalze
konstant bleibt.
-
Es ist daher wichtig, daß die relativen Umfangsgeschwindigkeiten der
Farbkastenwalze und der zylindrischen Bürste in bezug auf die Geschwindigkeit der
Verreibwalze während des Laufens der Presse jederzeit verändert werden können, um
eine richtige Farbmengenregelung zu gewährleisten. Es kann z. B. bei einer Pressengeschwindigkeit
von etwa 305 m/min die Umfangsgeschwindigkeit der sich drehenden Bürste in einem
Bereich von etwa 13 bis etwa 53 m/min je nach den Druckbedingungen verändert werden,
d. h. zum Beispiel je nach Art der Farbe, des Papiers und des Druckverfahrens.
-
Die Farbmenge, die auf die jeweiligen Längsabschnitte der Druckplatte
übertragen wird, wird stets durch die Anstellung der Farbmesserabschnitte kontrolliert
und geregelt. Die gesamte Farbmenge wird jedoch durch Änderung der Umfangsgeschwindigkeit
der zusammenarbeitenden Farbkastenwalze und der zylindrischen Bürste reguliert.
-
Bei früheren Versuchen, die herkömmliche Geberwalze durch eine Bürstenwalze
zu ersetzen, hatte man besondere Schwierigkeiten beim Anlaufen der Presse. Dabei
trat gerne ein überschwemmen der Druckplatten mit Farbe auf, da ein sehr dicker
Farbfilm auf die Formwalze übertragen wird. Trat eine solche überschwemmung ein,
so mußte die Platte zur Erreichung eines hochwertigen Druckes normalerweise gereinigt
werden.
-
Nach der Erfindung wird ein solches überschwemmen vollkommen vermieden.
Dies wird dadurch erreicht, daß die Geschwindigkeit der zylindrischen Bürste und
der Farbkastenwalze zu Beginn des Anlaufens wesentlich unter die normale Betriebsgeschwindigkeit
gesenkt und dann allmählich mittels des Regelgetriebes 14 gesteigert wird, bis die
notwendige Menge an der zu übertragenden Farbe vorhanden ist. Vorteilhafterweise
wird die Geschwindigkeit der zylindrischen Bürste und der Farbkastenwalze beim Anlaufen
der Presse so weit gesenkt, daß nur die Farbmenge für einen »grauen« Abdruck übertragen
wird. Danach steigert man allmählich die Geschwindigkeit, bis sich ein Abdruck von
gewünschter Stärke ergibt.
-
Bei einer bevorzugten Ausführung der Erfindung, wie sie in den Figuren
dargestellt ist, sind zylindrische Bürste und Farbkastenwalze gekoppelt, so daß
sie mit einem konstanten, vorausbestimmten Geschwindigkeitsverhältnis laufen. Selbstverständlich
bezieht sich die Erfindung auch auf den Fall, bei dem die Geschwindigkeit der zylindrischen
Bürste unabhängig von der der Farbkastenwalze regulierbar ist, z. B. durch Verwendung
von getrennten Regelgetrieben. Ist jedoch einmal durch einfache Versuche das optimale
Geschwindigkeitsverhältnis
festgestellt worden, dann sind weitere Einregulierungen normalerweise nicht mehr
notwendig.
-
Unter Berücksichtigung der oben angeführten Ausnahmen kann das Farbwerk
der bisher gebräuchlichen Bauart verwendet werden. Die erste Walze 5 hat vorteilhafterweise
einen Stahlmantel. Die anderen Walzen des Verreibwalzensatzes können abwechselnd
mit einem Stahlmantel und einem Gummimantel versehen sein. Die Walzen mit Stahlmantel
kann man vibrieren lassen, d. h. in axialer Richtung hin und her schwingen. Die
Farbkastenwälze besteht vorteilhafterweise aus Gußeisen.
-
Um eine optimale Farbmengenregelung zu erhalten, wurde, wie oben erwähnt,
gefunden, daß das Verhältnis der Umfangsgeschwindigkeit der rotierenden Bürste zu
der der Farbkastenwalze so groß sein muß, daß ein frischer Farbfilm von konstanter,
vorausbestimmter Dicke, die durch das Farbmesser reguliert wird, ständig von der
Farbkastenwalze bis zur Bürste transportiert wird. Dann nimmt ihn die Bürste ab
und überträgt ihn auf die Verreibwalze. Dabei muß die gleiche Menge von der Bürste
aufgenommen und abgegeben werden. Um dies zu erreichen, sind die relativen Umfangsgeschwindigkeiten
dieser Elemente in ziemlich engen Grenzen zu halten. Für eine Pressengeschwindigkeit
in der Größenordnung von beispielsweise 305 m/min kann eine Umfangsgeschwindigkeit
von ungefähr 4,5 bis 18 m/min mit besonderem Vorteil verwendet werden. Dabei soll
das Geschwindigkeitsverhältnis zwischen Bürste und Farbkastenwalze innerhalb der
oben angegebenen Grenzen liegen.