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Offsetzylinder Die Erfindung betrifft einen Offsetzylinder von Offset-Bogenrotationsdruckmaschinen
mit einem sich parallel zur Zylindermittelachse über die ganze Zylinderbreite hinweg
erstreckenden, die Befestigungseinrichtung für den Zylinderaufzug aufnehmenden Kanal,
der an den Stellen des Druckeinsatzes und des Druckendes in die Mantelfläche des
Offsetzylinders übergeht.
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Es sind Offsetzylinder bekannt, bei denen im wesentlichen eine kontinuierliche,
zylindrische Oberfläche zwischen weit auseinander angeordneten Querschlitzen vorhanden
ist. Auf der Zylinderoberfläche ist eine dicke Zurichteschicht aufgeklebt, die von
einem Deckbogen und dem Drucktuch durch in den Schlitzen sich führende Querstangen
überspannt wird. Durch Distanzstücke zwischen den Auflagen wird eine abgerundete
und abgeflachte Spannmöglichkeit erzielt. Diese Abflachung verläuft von der Zylindermantelf(äche
nicht kurvenförmig, sondern zwischen den Rundungen der Distanzstücke geradlinig,
so daß damit kein konstanter Verlauf der durch das Ausweichen der Zylinderachsen
auftretenden Massenkräfte und kein konstanter Preßdruck erzielt werden kann.
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Die elastischen Eigenschaften eines Offsetzylinderaufzuges sind in
erster Linie von der Zusammenstellung des Gummituchmaterials und seiner Verspannung
abhängig.
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Der Offsetzylinder übernimmt das Druckbild vom Plattenzylinder und
überträgt es auf den zu bedrukkenden Bogen, welcher auf dem Druckzylinder aufliegt
und durch Greifer auf demselben festgehalten wird.
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Zur übertragung des Druckes ist eine Pressung zwischen den sich berührenden
Zylinderoberflächen erforderlich. Die Pressung wird nicht nach der Preßkraft, sondern
nach der von dieser erzeugten Eindrückung des Platten- bzw. des Druckzylinders in
den Aufzug des Gummizylinders bestimmt. Dabei wird angenommen, daß die eindrückenden
Zylinder trotz der Bespannung (Platte mit Zurichtung bzw. der zu bedruckende Papierbogen)
hart und nur gering elastisch gegenüber dem Aufzug des Offsetzylinders sind.
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Zur einwandfreien Bildübertragung ist es zweckmäßig, einen möglichst
harten Aufzug des Offsetzylinders zu verwenden. Damit wächst aber auch der Preßdruck
zwischen den sich berührenden Zylinderoberflächen. Dieser Preßdruck ist wiederum
eine Funktion der Eindrucktiefe. Er nimmt bei kleinen Eindrücken schwach und im
Bereich großer Eindrückung sehr stark zu. Die Funktion der Eindrucktiefe verläuft
parabolisch. Damit hat eine Schwankung der maximalen Eindrucktiefe ganz erheblichen
Einfluß auf die Zylinderbelastung und die Druckqualität. Die entstehenden Kräfte
müssen von den Zylinderlagern aufgenommen werden. In der Regel werden die Lager
der Zylinder als Präzisionsgleitlager ausgeführt.
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Zum Zwecke des Ein-, Ab- und Anstellens ist der Offsetzylinder meist
in zwei ineinandergesteckten, verdrehbar angeordneten Exzenterlagern gelagert. Diese
Lagerstellen erfordern ein notwendiges Füge-und Funktionsspiel.
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Es sind Lager bekannt, bei welchen das Lagerspiel eines Wälzlagers
mittels Balgfeder eingestellt werden kann. Diese Wälzlager sind aber für Offsetdruckmaschinen
ungeeignet und sehr aufwendig. Es besteht weiterhin der Nachteil, daß das Lager
große Abmessungen und geringe Dämpfung hat und das Spiel der exzentrischen Stellager
nicht beeinflußt.
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Während des Druckvorganges erfolgt in der Druckzone Belastung und
während des Kanaldurchganges Entlastung der Zylinder. Durch die Belastung werden
die Zylinder um das Lagerspiel auseinandergedrückt und fallen während des Kanaldurchganges
in ihre Ausgangslage zurück.
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Das Auseinanderbewegen der Zylinder dauert durch die Wirkung der Massenkräfte
eine gewisse Zeitspanne, die von der Masse der Zylinder und deren Umdrehungszahl
abhängig ist. Diese Trägheitskräfte verursachen beim Druckeinsatz eine größere Eindrucktiefe
am Offsetzylinder als beim weiteren Verlauf der Abrollung, da durch die Wirkung
der Eindruckkraft das Lagerspiel überwunden wird und die Eindruckkraft während des
weiteren Druckverlaufes auf einen konstanten Wert absinkt. Im Mittel wurde eine
bis zu 50 % höhere Eindrucktiefe im Moment des Druckeinsatzes gegenüber dem Fortdruck
gemessen. Da die Kraft nicht linear im Verhältnis zur Eindrucktiefe, sondern parabolisch
zunimmt, bedeutet
dies eine übermäßig hohe Beanspruchung bei Druckbeginn.
Der stoßartig einsetzende hohe Preßdruck kann für den Druckvorgang verschiedene
schädliche Wirkungen zeigen, so daß sich beispielsweise auf dem Druckbild mit der
Zeit ein Druckeinsatzstreifen bildet, welcher die Qualität des Druckerzeugnisses
ungünstig beeinflußt. Durch die übertragung des bei Druckbeginn auftretenden Stoßes
auf den Plattenzylinder und die Farbauftragwalzen können sich sogenannte Farb- bzw.
Walzenstreifen auf dem Druckbild markieren.
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Aus den genannten schädlichen Wirkungen des plötzlich einsetzenden,
überhöhten Preßdruckes ergibt sich die Aufgabe, eine Einrichtung zu schaffen, um
die Druckkraft mit Beginn des Druckeinsatzes auf einem konstanten Wert zu halten.
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Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst und werden damit die
genannten Nachteile dadurch beseitigt, daß die Mantelfläche des Offsetzylinders
zur Erzielung einer gleichbleibenden Eindrükkung im Zylinderaufzug am Druckeinsatz
gegenüber der kreiszylindrisch gedachten Mantelfläche entsprechend der durch das
Lagerspiel von Offsetzylinder und Druckzylinder bedingten Achsabstandverminderung
beim Kanaldurchgang abgeflacht und die auf den Druckeinsatz folgende Anlauffläche
in die kreiszylindrische Mantelfläche in einer Kurve übergeht, deren Verlauf durch
die bei fortschreitender Berührung des Offsetzylinders und des Gummizylinders sich
einstellende Vergrößerung des Achsabstandes bestimmt ist.
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Die Angriffsfläche liegt damit am Anfang so viel unter dem Zylinderdurchmesser,
um wieviel die Zylinder insgesamt auseinandergedrückt werden, und verläuft so ansteigend,
wie sich die Zylinder auseinanderbewegen. Die absoluten Maße dieser Angriffsfläche
richten sich nach Größe und Laufgeschwindigkeit der Maschine.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt.
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F i g. 1 zeigt die bekannte Anordnung der Zylinder einer Offsetdruckmaschine
in schematischer Darstellung im Schnitt; F i g. 2 zeigt einen vergrößerten Ausschnitt
I der Druckeinsatzkante und der erfindungsgemäß angebrachten Anschlifffiäche des
Offsetzylinders im Moment des Druckeinsatzes bei vorhandenem Lagerspiel, F i g.
3 zeigt den gleichen vergrößerten Ausschnitt I in dem Moment, wenn die aufgetretenen
Druckkräfte den Achsabstand zwischen Gummi- und Druckzylinder um den Wert S des
Lagerspiels vergrößert haben; F i g. 4 zeigt ein Ausführungsbeispiel der Anschlifffläche
11 als Parabelkurve, bei der die Beschleunigung konstant ist. , Auf dem Druckzylinder
1 wird der zu bedrukkende Bogen 5 durch Greifer 14 festgehalten.
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Der Of£setzylinder 2 ist mit einem elastischen Aufzug 4 versehen.
Auf dem Plattenzylinder 3 ist die Druckform 6 befestigt. Durch Verdrehen der Exzen-
i terlager 7 wird der Offsetzylinder in Kontakt mit dem Druckzylinder 1 und dem
Plattenzylinder 3 gebracht. Durch eine nicht dargestellte Vorrichtung kann der Abstand
durch Verdrehen des exzentrischen Stellagers 8 zwischen Offsetzylinder 2, Druckzylinder
1 und Plattenzylinder 3 feinfühlig eingestellt und damit die elastische Eindrückung
im Aufzug 4 des Offsetzylinders 2 bestimmt werden. In F i g. 2 ist ein vergrößerter
Ausschnitt (I) des Offsetzylinders 2 mit seiner Druckeinsatzkante 12 dargestellt.
Zum besseren Verständnis ist die Steigung der Angriffsfläche stark übertrieben dargestellt.
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Die Übertragung des Druckbildes beginnt im Punkt 12. Damit der. elastische
Aufzug 4 des Offsetzylinders 2 beim Aufspannen nicht über eine scharfe Kanalkante
gezogen wird, ist diese Kanalkante mit einem kleinen Radius 9 abgerundet. Der Punkt
12 liegt um den Weg S gegenüber dem äußeren Umfang 10 zurück und läuft kurvenförmig
im Punkt 13 in den äußeren Umfang 10 des Offsetzylinders ein. Der Weg S entspricht
der Größe der Achsabstandsänderung der Zylinder, welche durch das vorhandene Gesamtlagerspiel
im Rhythmus der Umdrehung durch den Wechsel von Belastung und Entlastung auftritt.
Das Gesamtlagerspiel setzt sich auf den Lagerspielen der Lagerstellen 15, 16, 17
und 18 zusammen. Die Achsabstandsänderung beträgt annähernd die Hälfte des Gesamtlagerspieles.
Wenn beispielsweise die einzelnen Lagerspiele mit folgenden Werten gemessen sind:
Lagerspiel 15=60 g,, 16=60 #t, 17=30 [, und 18=30 [,, so ergibt sich hieraus ein
Gesamtlagerspiel von 180 g,. Für die Achsabstandsänderung ergibt sich hieraus ein
Wert von 90 a=0,09 mm. Der Zeitintervall, in welchem die Achsabstandsänderung erfolgt,
beträgt bei einer angenommenen Drehzahl der Zylinder von 120 Umdr./min etwa 5 ,sek.
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Um einen möglichst gleichmäßig verlaufenden Preßdruck auf den elastischen
Aufzug des Offsetzylinders vom Moment des Druckbeginnes im Punkt 12 bis zum Zeitpunkt,
bei dem durch Überwindung des Lagerspieles die Achsabstandsänderung erfolgt ist,
zu erreichen, ist vom Punkt 12 bis zum Punkt 13 eine kurvenförmig verlaufende Anlauffläche
11 angeschliffen. Die Steigung S dieser Anlauffläche entspricht der Achsabstandsänderung
und beträgt ungefähr die Hälfte des Gesamtlagerspieles, beispielsweise 0,09 mm.
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F i g. 4 zeigt ein Ausführungsbeispiel des kurvenförmigen Verlaufes
der Anlauffläche. Die Wegstrecke vom Punkt 12 bis zum Punkt 13 ist mit dem Maß »b«
bezeichnet; das Maß »c« entspricht der Hälfte von »b«. Die einzelnen Punkte der
Anlauffläche sind vom Punkt 12 beginnend bis zur Mittellinie II nach dem Parabelgesetz
ermittelt, desgleichen die entsprechenden Punkte vom Punkt 13 bis zur Mittellinie,
wobei der Kurvenpunkt auf der Mittellinie der Hälfte der Kurvensteigung S entspricht.
Durch den parabolischen Verlauf der Kurve ergibt sich ein konstanter Beschleunigungswert,
womit die Massenkräfte, die bei der Achsabstandsänderung auftreten, ebenfalls einen
konstanten Wert haben.
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Die Gestaltung der Anlauffläche ist nach der Erfindung nicht auf dieses
Ausführungsbeispiel beschränkt.
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Die einzelnen Punkte der Kurvenbahn können beispielsweise so bestimmt
werden, daß durch oszillographisch ermittelte Meßwerte der Achsabstandsänderung
eine Weg-Zeit-Kurve bestimmt wird, nach welcher die einzelnen Kurvenpunkte zur Erzielung
gleichbleibender wirksamer Massenkräfte festgelegt werden.