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Maschine zum Bedrucken von laufenden Bahnen Die Erfindung bezieht
sich allgemein auf Maschinen zum Bedrucken von Bahnen aus verhältnismäßig dünnem,
biegsamem Material, z. B. Papier, Film, Folie od. dgl., mit einer Vorrichtung zum
selbsttätigen Unterbrechen oder Ingangsetzen des Druckvorganges für die Bahnen,
ferner mit einer mit Heizvorrichtungen versehenen Trocknungszone, durch welche die
Bahnen nach dem Druckvorgang hindurchlaufen, sowie mit einer Vorrichtung zum Ab-und
Einschalten dieser Heizvorrichtungen.
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Das bevorzugte Anwendungsgebiet der Erfindung bezieht sich auf Rotationsdruckmaschinen,
bei welchen die laufenden Bahnen mit einer Druckfarbe versehen werden, welche flüchtige
Bestandteile enthält, so daß bei diesen Maschinen eine Trocknungszone mit Heizvorrichtungen
vorgesehen wird, durch welche die Bahn nach dem Druck hindurchläuft. Bei diesen
Maschinen ist es besonders wesentlich, den Druck schnell trocknen zu können, wenn
in mehreren Farben, insbesondere auf beiden Seiten der Bahn, gedruckt werden soll.
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Die Erfindung eignet sich besonders für Rotationsdruckmaschinen mit
solchen Trocknungskammern, in denen Brenner für ein fließfähiges Medium, z.B. Öl
oder Gas, eingesetzt sind, so daß jeder Brenner eine oder mehrere Leitungen umfaßt,
in welche der fließfähige Brennstoff von einem Vorrat her eingeführt wird und zu
Brennerdüsen strömt, die entlang der Brennerleitungen mit Abstand voneinander angeordnet
sind. Beim Zünden des betreffenden Brennstoffes treten aus den Düsen Flammenstrahlen
aus, die in der Arbeitsstellung der Brenner auf die vorüberlaufende Fläche der zu
trocknenden Bahn gerichtet sind.
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Beim schnellen Trocknen der Bahn mittels derartiger Brenner verdampfen
nun die in den Farben enthaltenen Lösungsmittel entsprechend schnell, so daß in
der Umgebung der laufenden Bahn aus den verdampften Lösungsmitteln brennbare Mischungen
mit Luftsauerstoff entstehen, welche sich entzünden und brennen, ohne jedoch ein
Überhitzen und Ansengen der Bahn zu bewirken, falls letztere mit der vollen oder
annähernd der vollen Arbeitsgeschwindigkeit läuft.
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Wenn die Maschine jedoch entweder durch die Bedienungsperson angehalten
oder in Notfällen selbsttätig zum Stillstand gebracht wird, indem beispielsweise
der Antriebsstrom ausfällt, dann erfolgt noch eine gewisse Zeit während des Auslaufens
der Maschine der Druckvorgang bei sich verlangsamender Bandgeschwindigkeit, so daß
durch das Abbrennen der noch verbleibenden Restmenge an Mischung aus verdampftem
Lösungsmittel und Luft die bedruckte Bahn so erhitzt werden kann, daß sie verbrennt,
selbst wenn die -Heizvorrichtungen der Trocknungskammer bereits abgeschaltet oder
außer Tätigkeit gesetzt worden sind.
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Demzufolge sind derartige Maschinen so eingerichtet, daß sie das Bedrucken
der Bahn selbsttätig unterbrechen, wenn die Maschine vor dem endgültigen Anhalten
ihre Geschwindigkeit verringert, während andererseits auch beim Anlauf der Maschine
die Behandlung der Bahn so lange ausgesetzt bleibt, bis die Bahngeschwindigkeit
wieder einen bestimmten geringsten Sicherheitswert erreicht hat.
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Bei den vorgenannten Maschinen ist ein Elektromotor zum Durchziehen
der Bahn durch die Maschine, gegebenenfalls auch durch die Trocknungszone, vorgesehen.
Dabei ist bisher eine mit einer Vorrichtung zur Steuerung der Motordrehzahl synchronisierte
Regelvorrichtung vorgesehen, mit welcher die Tätigkeit eines Hebelwerks eingeschaltet
und geregelt wird, so daß der- genannte Mechanismus eingesetzt wird, um eine Unterbrechung
des Druckvorganges
für die laufende Bahn wie auch gegebenenfalls
der Tätigkeit der Heizvorrichtungen in der Trocknungszone zu bewirken. Bei Rotationsdruckmaschinen
beispielsweise kann ein derartiger Mechanismus so ausgebildet sein, daß er die Trennung
von miteinander arbeitenden Rotationsdruckeinheiten bewirkt. Die Regelvorrichtung
bestand bisher aus einem Regler innerhalb eines elektrischen Stromkreises, der außerdem
wenigstens ein elektromagnetisch gesteuertes Ventil enthält, welches durch die Tätigkeit
des Reglers ein fließfähiges Medium, z. B. Luft, in den Zylinder einer durch dieses
Medium zu betätigenden. Zylinder-Kolben-Einheit einleitet, mit der ein Hebelwerk
in Tätigkeit gesetzt wird, welches den Mechanismus zum Trennen der Druckeinheiten
in Tätigkeit setzt. Die Vorrichtung zur Steuerung der Motordrehzahl ist im Falle
eines Wechselstrom motors dann häufig als Vorrichtung für die Winkelverstellung
der Motorbürsten um die Drehachse ausgebildet, während bei Gleichstrommotoren Widerständezur
Anwendung kommen, um den elektrischen Strom für den Motor zu verändern.
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Derartige Lösungen des Problems sind jedoch deshalb unbefriedigend,
weil dann, wenn bei der Vorrichtung zur Steuerung der Motordrehzahl oder im Motor
selbst Fehler auftreten, die Reglervorrichtung nicht mehr mit der Drehzahlsteuervorrichtung
in Synchronismus ist, so daß dann :die Unterbrechung des Druckvorganges für die
laufende Bahn nicht mehr bei der richtigen Bahngeschwindigkeit eintritt. Es kann
also der Fall reintreten, daß die Bahn zu stark erhitzt wird und Feuer fängt.
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Die Erfindung hat sich daher die Aufgabe gestellt, derartige nachteilige
Möglichkeiten bei Maschinen der vorliegenden Art auszuschalten, so daß das selbsttätige
Unterbrechen oder Einsetzen des Druckvorganges für die laufende Bahn sowie gegebenenfalls
das selbsttätige Ab- oder Einschalten von Heizvorrichtungen innerhalb einer Trocknungszone
bei einer vorbestimmten kritischen Geschwindigkeit des Bandes sowohl während des
Anhaltens wie auch des Anlaufend der Maschine gewährleistet ist, und zwar umabhängig
vom Elektromotor für die Förderung des Bandes durch die Maschine durch eine direkte
Beeinflussung der Reglervorrichtungen von der Geschwindigkeit der laufenden Bahn
selber her.
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Der allgemeine Lösungsgedanke der Erfindung besteht darin, die jeweilig
vorliegende Lineargeschw'ndigkeit der Bahn für die Steuerung der genannten Mechanismen
zum Ein- bzw. Abschalten des Bedruckungs-, gegebenenfalls auch des Trock--nnngsvorganges,
zu verwenden.
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Dieser Lösungsgedanke ergibt sich :auch nicht aus der bekannten Ausführungsform
einer Druckmaschine mit einer Vorrichtung zum selbsttätigen Unterbrechen oder Starten
des Druckvorganges bei einer vorbestimmten Arbeitsgeschwindigkeit wie auch einer
Trocknungszone mit Heizvorrichtungen, da bei dieser Maschine ,die Regelung durch
-elektrische :Steuerung der zusammenarbeitenden Druckzylinder mittels Teilen erfolgt,
die der zur Einstellung der Bürste des Antriebselektromotors bestimmten Geschwindigkeitssteuervorrichtung
zugeordnet sind. Es ergibt sich somit keine Maßnahme, die tatsächliche Laufgeschwindigkeit
der zu bedruckenden Bahn zu ermitteln und für :die gewünschte Steuerung heranzuziehen,.
Bei weiteren bekannten Druckmaschinen wird zwar :eine Vorrichtung zum Unterbrechen
des Druckvorganges angewendet, die über eine weitere Vorrichtung gesteuert wird,
welche indirekt mit der laufenden Bahn in Berührung steht. Diese Unterbrechervorrichtung
für den Druckvorgang tritt jedoch echt in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit der
laufenden Bahn in Tätigkeit, sondern nur dann, wenn die Bahn gerissen ist, so daß
in diesem Fall äer Druckvorgang ausgesetzt werden kann. Soweit es schließlich bekannt
war, bei einer Aufwickelvorrichtung insbesondere für bandförmiges Metallgut eine
Steuervorrichtung so auszubilden, daß das Bandgut mit einer genau vorbestimmen Geschwindigkeit
angetrieben wird, werden Gleichstrommotoren und Steuerdynamos verwendet, welche
lediglich selbsttätig Änderungen ausgleichen sollen, die sich bei der Geschwindigkeit
des aufzuwickelnden Bandmaterials einstellen, um zu bewirken, daß das Bandmaterial
stets mit der richtigen Geschwindigkeit läuft.
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Demgegenüber wird gemäß der Erfindung .der vorstehend angegebene allgemeine
Lösungsgedanke dahingehend im einzelnen ausgeführt, daß die Vorrichtungen sowohl
zum Steuern des Druckvorganges wie auch zum Ab- und Einschalten der Heizvorrichtungen
gemeinsam mittels eines Tachogenerators geschaltet werden, dessen Antrieb direkt
oder indirekt durch einen mit den laufenden Bahnen in Berührung stehenden umlaufenden
Maschinenteil erfolgt, so daß der von diesem Tachogenerator erzeugte Strom Schaltkontakte
steuert, welche die Tätigkeiten der genannten beiden Vorrichtungen regeln.
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Ein weiteres Erfindungsmerkmal kennzeichnet sich dadurch, daß den
Schaltkontakten ein Relais zugeordnet ist, .durch dessen Spule ein Strom geleitet
wird, der unter dem Einfluß des vom Tachogenerator erzeugten Stroms steht, so daß
die Relaisspule zu einem bestimmten Zeitpunkt während des Anhaltens .der Maschine
entregt wird, sobald der Strom absinkt, um- hierdurch die Schaltkontakte in dem
einen Sinn zu .betätigen, während zu einem geeigneten Zeitpunkt während des Anlaufs
der Maschine die Relaisspule .durch ein Ansteigen des Stromes erregt wird, um die
Schaltkontakte im entgegengesetten Sinn zu betätigen.
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Eine besondere ,Ausführungsform der Erfindung kennzeichnet sich durch
die Verwendung einer Kraft ,stromquelle für den Antrieb der Maschine, so daß der
vom Tachogenerator erzeugte Strom gemeinsam mit dem Kraftstrom zur Anwendung kommt.
In diesen Fällen ist es gemäß der Erfindung besonders vorteilhaft, wenn der Stromkris
für jedes Relais Transistoren .enthält, welche verhindern, daß bei einem langsam
ansteigenden oder abfallenden Strom des Tachogenerators, welcher den Stromfluß durch
die Relaisspule beeinflußt, ein Klappern oder Funken der .Schaltkontakte eintritt.
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Zum ,leichteren Verständnis .der Erfindung wird nachstehend an Hand
schematischer Zeichnungen als Ausführungbeispiel eine Rotationsdruckmaschine für
Lithographiedruck Erläutert, welche in der erfindungsgemäßen Weise mit einer von
der Bahngeschwindigkeit .selbst abhängigen .elektrischen bzw. elektronischen Regelvorrichtung
versehen ist. Es zeigt F i g. l eine überdicht über die Maschinenanlage des Beispiels,
von -der Seite her .gesehen, bei der eine Tiocknungskammer vorgesehen ist, durch
welche die
bedruckte Bahn nach dem Druckvorgang hindurchläuft, wobei
gleichzeitig die Regelvorrichtung der Erfindung schematisch angegeben ist, und F
i g. 2 das Schaltbild der elektrischen bzw. elektronischen Regelvorrichtung der
Maschine.
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Gemäß F i g. 1 wird in der Rotationsdruckmaschine 2 eine laufende
Bahn W gleichzeitig auf beiden Seiten bedruckt. Hierfür finden Druckzylinder 3 sowie
mit denselben zusammenarbeitende Druckplatten- oder Musterzylinder 4 Verwendung.
Jedem Musterzylinder 4 ist ein Farbwerk 5 zugeordnet, das je einen
Farbtrog 6, eine teilweise in den Farbtrog 6 eintauchende Abnahmewalze 7, eine Gruppe
von übertragungswalzen -8, F'ärbwalzen 9 und Formwalzen 10 enthält. Die Formwalzen
10
laufen zwischen den Farbwalzen 9 und dem zugeordneten Musterzylinder
4.
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Die Druckzylinder 3 sind mechanisch miteinander verbunden, so daß
sie gleichzeitig von den Musterzylindern 4 abgehoben werden können, wenn
bei einer vorbestimmten Maschinen- oder Bahngeschwindigkeit während des Anhaltens
der Maschine der Druck auf die Bahn W unterbrochen werden soll. Andererseits können
die Zylinder 3 beim Anlaufen der Maschine selbsttätig gemeinsam an die Musterzylinder
4 zur Anlage gebracht werden, sobald die Maschine und die Bahn W beim Anlaufen wieder
die erforderliche Mindestgeschwindigkeit erreicht haben. Die für das Abheben und
Anlegen der Druckzylinder 3 vorgesehenen mechanischen Elemente sind rein schematisch
mit 11 bezeichnet und werden von einer elektrischen Steuereinrichtung einschließlich
eines Motors betätigt (vgl. das Kästchen 12).
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Die beiden Sätze von Formwalzen 10 sind mittels mechanischer Verbindungen
13 mit den mechanischen Betätigungselementen 11 so verbunden, daß beim Abheben der
Druckzylinder 3 von den Musterzylindern 4 auch die Formwalzen 10 von den Oberflächen
der Musterzylinder 4 abgehoben werden, so daß auf letztere keine Druckfarbe mehr
übertragen wird. Andererseits werden die Formwalzen 10 dann mit den Musterzylindern
4 wieder in Berührung gebracht, wenn die Druckzylinder 3 angelegt werden.
Die mechanische Verbindung der genannten Walzen 10 und Zylinder 3 ist in F i g.
1 bei 13 angedeutet.
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Darüber hinaus ist es .auch möglich, beim jedesmaligen Abheben und
Anlegen der Druckzylinder 3 auch noch Befeuchtungswerke 14 von den Musterzylindern
4 ,abzuheben bzw. anzulegen.
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Auch kann vorgesehen sein, die Farbwerks 5 in verschiebbaren
Rahmen anzuordnen, so daß sie während der Unterbrechung und .des Wiedereinsetzens
des Druckvorganges als Einheit gleichzeitig von den Musterzylindern 4 bewegt bzw.
an dieselben angelegt werden. In diesem Fall können die Rahmen für die Farbwerke
5 durch pneumatisch betätigte Verbindungsteile in Bewegung gesetzt werden, die ihrerseits
wieder durch elektrische Anlagen gesteuert sind, wie sie mit dem Kästchen 12' angedeutet
sind.
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Die Bahn W wird von :einer Rolle 15 durch die Maschine hindurch mittels
eines Elektromotors 16 abgezogen. Nach dem Bedrucken der beiden Bahnseiten läuft
die Bahn W durch eine mit Gasbrennern 1:8 versehene Trocknungskammer 17 hindurch.
Jeder Gasbrenner 18 :besteht aus einer Leitung und einer Anzahl Düsen
19 und kann durch ein elektrisch betätigtes .Gasventil 20 ein- und abgeschaltet
werden. Die Ventile 20 sind Bestandteile eines elektrischen Steuerstromkreises,
dessen Leitungen mit 21 bezeichnet sind. Der Gaszufluß erfolgt bei 22, der Lufteinlaß
bei 23.
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Mit 24 ist ein elektrisch gesteuerter Flammenlöscher innerhalb der
Trocknungskammer angedeutet.
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Nach dem Trocknen läuft die bedruckte, erwärmte Bahn W zunächst um
einen oder mehrere Kaltwasser-Kühlzylinder 25 und anschließend nach aufwärts über
eine Zugwalze 26 und von hier in eine beliebig geeignete Vorrichtung 27, in der
sie selbsttätig zerschnitten, gefaltet und/oder sonstwie verarbeitet und abgelegt
wird.
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Von :den Kühlwalzen 25 läuft die Bahn W, wie erwähnt, über die Zugwalze
26, welche demnach mit einer Geschwindigkeit umläuft, die genau der Lineargeschwindigkeit
der Bahn W entspricht. Zur Steuerung und Betätigung sowohl der genannten mechanischen
Bearbeitungselemente 11 für das Abheben und Anlegen der Druckzylinder 3 an
die bzw. von den Musterzylindern 4 sowie der mechanischen Verbindungen 13
für die Betätigung der Formwalzen 10 zur Bewegung derselben aus dem bzw. in den
Bereich der Musterzylinder 4, ferner der Verbindungsteile für die Betätigung von
als Einheit beweglichen Farbwerken 5, außerdem der Gasventile 20 und des
Flammenlöschers 24 dienen elektrische Relais, deren Spulen mit RELn bezeichnet sind,
sowie zugeordnete Paare von Relaiskontakten O 1, und O 2, O 3 und O 4, O 5 und O
6, so daß gemäß F i g. 2 wenigstens ein Kontaktpaar jedem Relais zugeordnet ist.
Das (Offnen und Schließen dieser Kontaktpaare erfolgt von einem Tachogenerator 28
aus, der entweder direkt oder gemäß F i g. 1 indirekt von der Zugwalze 26 aus angetrieben
wird. Beispielsweise kann der Rotor dieses Generators 28 direkt auf einer Verlängerung
der Welle dieser Zugwalze 26 angeordnet sein, oder es kann gemäß F i g. 1 der Antrieb
über einen Ketten- oder Riementrieb erfolgen. Wenn in F i g. 2 lediglich ein einziges
Relais dargestellt ist, so soll der Index n angeben, daß eine beliebige Anzahl von
Relais vorgesehen sein -kann, d. h. je eines für jeden zu steuernden Arbeits- oder
Betätigungsvorgang.
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Mit 29 ist in F i g. 1 die erfindungsgemäße, von der Bahngeschwindigkeit
abhängige elektronisch arbeitende Regelvorrichtung angegeben, so daß an Hand F i
g. 2 diese Vorrichtung 'im .einzelnen dargestellt und in dernachstehendenWeiseerläutertwird.
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Für den Betrieb der Maschine kommt ein üblicher Kraftstromspeisekreis
zur Anwendung, der außer einem zweipoligen Schalter S 1a, S 1 b eine Sicherung F2,
einen Gleichrichter RECT.1 und einen Transformator T 1 umfaßt. Außerdem ist eine
weitere Sicherung F 1 vorgesehen.
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Diesem Kraftstromkreis wird von einem Wechselstromgenerator
28 (F i g. 1) erzeugter, durch einen Gleichrichter RECT. 2 gleichgerichteter
Strom zugeführt. Die Steueranlage umfaßt zusätzlich zu jedem Relais REL und daher
für jeden der zu steuernden Arbeitsvorgänge zwei Transistoren TR 1, TR
2, ferner einen Widerstandsspannungsteiler R4-R3 in Reihe mit der Relaisspule
REL, sowie Widerstände R1, R 2 und R5, Kondensatoren C 1, C 2 und C3, eine
Diode D 1 und ein Potentiometer P 1.
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Wenn dieses elektrische System eingeschaltet ist, so daß die Basis
des Transistors TR2 über den Widerstandsspannungsteiler R4-R3 in Reihe mit der
Relaisspule
REL an der Speisespannung liegt, dann ist der Transistor TR 2 voll leitend. Hierbei
liegt der größere Teil der Speisespannung an den in Reihe geschalteten Widerständen
R 1 und R2. Der Stromfluß in diesem Stromkreis erzeugt eine Spannung am Widerstand
R2, welche zwischen dem Emitter und der Basis des Transistors TR 1 über den Abgriff
des Potentiometers P 1 und des Widerstandes R 5 liegt. Da die Emitter der Transistoren
TR 1 und TR 2 direkt miteinander verbunden sind, ist der im Stromkreis REL, R 3,
R 4, R 2 ftießende Strom so gering, daß das Relais REL nicht erregt wird.
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Die Potentialdifferenz zwischen dem Emitter und der Basis des Transistors
TR 1 ist so groß, daß durch den Transistor nicht mehr als der Leckstrom hindurchlaufen
kann. Wenn während des Maschinenlaufs eine steigende Gleichspannung richtiger Größe/
Polarität zwischen dem Punkt X des Potentiometers P 1 und dem Nulleiter angelegt
wird, dann ändert sich die Stromverteilung im genannten Stromkreis wie folgt.
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Je nach der Einstellung des Abgriffs Y am Potentiometer P 1 stellt
sich ein Zustand ein, bei dem der Strom durch den Transistor TR1 anzusteigen beginnt.
Hierdurch beginnt wiederum ein Fallen der Spannung bei Z. Da diese Spannung über
R 4 an dem Transistor TR 2 liegt, sinkt auch der Strom durch den Transistor TR 2,
so daß am Widerstand R 2 eine geringere Potentialdifferenz erzeugt wird. Als Folge
hiervon wird eine geringere Spannung zum Emitter des Transistors TR 1 zurückgekoppelt,
welcher dann mehr Strom durchläßt usw., bis die Spannung bei Z annähernd gleich
derjenigen am Widerstand R 2 ist. In diesem Zustand hört der Transistor TR2 auf
zu leiten, während der Transistor TR1 voll leitend wird. Derart wird das Relais
REL erregt, da ein Stromfiuß durch REL, TR 1 und R 2 erfolgt, wenn das Verhältnis
des Widerstandes der Spule des Relais REL und des Widerstandes R 2 passend eingestellt
ist. Die durch das Anlegen einer passenden Gleichspannung an den Punkt X eingeleitete
Wirkung tritt in sehr kurzer Zeit ein. Der Stromkreis bleibt so lange im Zustand
des erregten Relais, wie die Spannung am Punkt X höher liegt als der Auslöse- oder
Schaltpegel. Wenn die Potentialdifferenz bei X/Y unter den Auslösepegel fällt, dann
tritt für den Stromkreis der Zustand ein, bei welchem das Relais urerregt ist.
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Das Einfügen eines Kondensators C 1 und der Diode D 1 verhindert das
Auftreten von Spannungsspitzen, die sich an der Spule des Relais REL ergeben können
und den Transistor TR 1 beschädigen oder zerstören würden. Sollte die Auslösespannungsquelle
nicht für Gleichstrom eingerichtet sein, dann ermöglicht der dargestellte Stromkreis
durch den Gleichrichter KECT.2 die Verwendung eines Wechselstrom-Tachogenerators.
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Offenbar arbeitet das System in der umgekehrten Weise, sobald die
Generatorspannung während des Anhaltens der Maschine abfällt.
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Das erfindungsgemäße System hat den Vorteil gegenüber einem üblichen
einfachen Relaisstromkreis, bei welchem infolge eines langsam ansteigenden oder
abfallenden Stromflusses durch das Relais die Kontakte nicht sauber arbeiten, sondern
klappern und funken, daß das Relais sehr schnell erregt oder aberregt wird, so daß
die Kontakte korrekt arbeiten.