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Meßgerät zur Bestimmung der Verformungseigenschaften
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eines Drucktuchs Beim Flachdruck, insbesondere Offsetdruck, wird
die Farbe von einem die Druckplatte tragenden Plattenzylinder an einen Gummizylinder
und von dort an den Bedruckstoff weitergegeben. Als Gummizylinder wird ein Metallzylinder
benutzt, dessen Mantel mit einem Druckauf zug, bestehend aus einem Drucktuch und
Unterlagematerialien, gegebenenfalls dem Drucktuch allein, bespannt ist. Das Drucktuch
besteht üblicherweise aus einem mit Kautschuk bestrichenen mehrlagigen Gewebe. Der
Plattenzylinder und der Gummizylinder sind gegeneinander verspannt, da für die Farbübergabe
vom Plattenzylinder auf den Gummizylinder eine unter anderem von den Eigenschaften
des Druckaufzugs abhängige Druckspannung eingehalten werden muß. Der Plattenzylinder
dringt hierbei in den vergleichsweise weichen Gummizylinder ein, womit die Druckspannung
etwa in der Mitte der hierbei entstehenden Berührungszone ihren maximalen Wert erreicht
und zu den Grenzen der Berührungszone hin auf Null abnimmt. Der maximale Wert der
Druckspannung bildet ein wesentliches Kriterium für die Beurteilung der Farbübergabe.
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Der maximale Wert der Druckspannung wird von einer Vielzahl Parameter
beeinflußt. Eine dieser Größen ist die Beistellung des Plattenzylinders und des
Gummizylinders, d. h. die Eindringtiefe des Plattenzylinders in den
Gummizylinder,
gemessen vom Umfang des unbelasteten Gummizylinders. Die Beistellung ist ein Maß
für die Breite der Berührungszone in Umfangsrichtung. Von Bedeutung sind weiterhin
die Durchmesser von Plattenzylinder und Gummizylinder. Bei Druckmaschinen müssen
kleine Plfferenzen im Umfang zwischen dem-Plattenzylinder und dem Gummi zylinder
bestehen, wenn sich die Zylinder richtig aufeinander abwickeln sollen. Derartige
Umfangsdifferenzen lassen sich durch geeignete Bemessung des Druckaufzugs erzielen.
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Aufgabe der Erfindung ist es, ein Meßgerät anzugeben, mit dessen Hilfe
der maximale Wert der Druckspannung optimiert werden kann. Die erfindungsgemäße
Lösung dieser Aufgabe ist durch folgende Merkmale gekennzeichnet: Zwei relativ zueinander
bewegliche Druckstücke mit einander zugewandten, achsparallelen, konvexen Zylinderaußenflächen,
eine das Drucktuch in Umfangsrichtung über die Zylinderaußenfläche eines der Druckstücke
mit einer Zugspannung definiert vorgebbarer Größe spannende Spanneinrichtung, eine
die Druckstücke mit einer normal zur Zylinderachse wirkenden Druckkraft definiert
vorgebbarer Größe gegeneinander drückende Belastungsvorrichtung und ein die Eindringtiefe
(Beistellung) des einen Druckstücks in das auf das andere Druckstück gespannte Drucktuch
messendes Längenmeßgerät.
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Wesentlich für das erfindungsgemäße Meßgerät ist, daß es die Verformungseigenschaften
des Drucktuchs in einer den Verhältnissen der Druckmaschine nachgebildeten Weise
zu messen erlaubt. Die Verformungseigenschaften werden im Gegensatz zu bisherigen
Meßmethoden nicht an einem ausgebreiteten ebenen Drucktuch ermittelt. Vielmehr wird
das Drucktuch bzw. der gesamte Druckaufzug unter den Bedingungen untersucht, die
in der Druckmaschine herrschen. Die
radiale Zugspannungsverteilung
in dem Drucktuch bzw.
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dem Druckauf zug ist in hohem Maß vom Durchmesser des Gummizylinders
abhängig. So führt bereits eine Vergrößerung des Radius des Gummizylinders von etwa
2 mm zu einer Erhöhung des Umfangs von mehr als 12 mm. Dies bedeutet, daß sich das
Drucktuch an seiner Oberfläche um ca. 12 mm längen muß, während das dem Zylinder
zugewandte Grundgewebe noch nicht auf Zug beansprucht ist.
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Bei den üblicherweise mehrlagigen Drucktüchern muß darauf geachtet
werden, daß die einzelnen Gewebelagen beim Spannen gleichmäßig beansprucht werden.
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Variable Größen des Meßgeräts sind die vorzugsweise zwischen 0 und
25 kp/cm variable Zugspannung des Drucktuchs bzw. des Druckaufzugs und die Belastung
des Drucktuchs bzw. des Druckaufzugs mit einem variablen Liniendruck von vorzugsweise
5 bis 320 N/cm. Der Liniendruck errechnet sich hierbei aus der auf die Druckstücke
einwirkenden Kraft bezogen auf die axiale Länge der Berührungszone.
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Durch Variation dieser Parameter können die plastische Verformung,
die elastische Verformung, die Hysteresis-Eigenschaften und Kraft/Weg-Diagramme
des Drucktuchs bzw.
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Druckaufzugs ermittelt werden. Die für die Farbübergabe vom Plattenzylinder
auf den Gummizylinder entscheidende maximale Druckspannung kann näherungsweise als
50 % höher als die in der Berührungszone herrschende mittlere Druckspannung P angenommen
werden. Die mittlere Druckspannung P läßt sich näherungsweise gemäß folgender Formel
errechnen
wobei D1 und D2 die Durchmesser der zu Zylindern ergänzten Zylinderaußenflächen
der Druckstücke bedeuten.
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Durch Variation der Zugspannung und der Druckkraft lassen sich auf
diese Weise Druckaufzugs-Kennlinien errechnen, aus welchen die zur Erzielung der
höchsten Druckspannung in der Berührungszone erforderliche Beistellung entnommen
werJen kann.
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Die Druckstücke, zumindest jedoch das mit dem Drucktuch bespannte
Druckstück, sind vorzugsweise auswechselbar an einer Halterung angebracht. Auf diese
Weise können die Verformungseigenschaften des Drucktuchs bzw. Druckaufzugs für Gummizylinder
mit unterschiedlichem Durchmesser ermittelt werden. Hierbei genügt es, wenn die
Druckstücke lediglich als Zylindersegmente ausgebildet sind.
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Zur Erzeugung der Druckkraft können in der Belastungsvorrichtung zum
Beispiel Federn vorgesehen sein, die die beiden Druckstücke gegeneinander pressen.
Geeignet sind auch hydraulische Druckzylinder oder dergleichen, sofern die durch
sie erzeugte Druckkraft in definierter Weise einstellbar ist. In einer besonders
einfachen Ausführungsform ist vorgesehen, daß eines der Druckstücke oberhalb des
anderen Druckstücks vertikal verschiebbar gelagert und mit einem Auflageteller zum
Auflegen von Gewichtsstücken mit bekanntem Gewicht verbunden ist. Der Auflageteller
kann oberhalb des oberen Druck stücks angeordnet sein; bevorzugt ist er jedoch unterhalb
des Druckstücks pendelnd an dem Druckstück oder einem an diesem angebrachten Teil
aufgehängt sein. Dies hat den Vorteil, daß durch die auf den Auflageteller aufgelegten
Gewichtstücke keine verkantenden Drehmomente auf das Druckstück ausgeübt werden
können.
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Die Spanneinrichtung kann in vielfältiger Weise ausgeführt sein. Es
muß lediglich sichergestellt sein, daß die von der Spanneinrichtung auf das Drucktuch
ausgeübte Spannkraft einen definiert vorgebbaren Wert hat. Beispielsweise kann das
Drucktuch entlang einer Kante fest eingespannt sein und entlang seiner gegenüberliegenden
Kante einen Auflageteller für Gewichtstücke mit bekanntem Gewicht tragen. Da jedoch
relativ hohe Zugspannungen ausgeübt werden müssen, hat sich als günstig erwiesen,
wenn die Spanneinrichtung in Umfangsrichtung beiderseits der Zylinderaußenfläche
je ein Befestigungsorgan für eine Kante des Drucktuchs aufweist, welches seinerseits
auf einer Halterung des mit dem Drucktuch bespannten Druckstücks gehalten ist, wobei
wenigstens eines der Befestigungsorgane über ein in Spannrichtung längenverkürzbares
Spannorgan und/oder ein Kraftmeßgerät mit der Halterung verbunden ist. Bei diesem
Kraftmeßgerät kann es sich um ein elektrisches Meßgerät handeln. Konstruktiv einfach
und trotzdem ausreichend genau sind Federwagen.
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Die Verformungseigenschaften des Drucktuchs bzw. des Druckaufzugs
ändern sich, wenn das Drucktuch bzw. der Druckaufzug über eine größere Zahl von
Belastungszyklen hinweg belastet und wieder entspannt wird. Untersuchungen dieser
Art sind insbesondere für die Ermittlung der Hysteresis-Eigenschaften des Drucktuchs
von Bedeutung. Um die Durchführung solcher Untersuchungen zu erleichtern, ist das
beweglich gelagerte Druckstück vorzugsweise mittels eines steuerbaren Kraftgeräts
belastbar und/oder entlastbar. Sofern der Belastungsdruck durch eine Feder oder
durch Gewichte erzeugt wird, entlastet das Kraftgerät zweckmäßigerweise das Druckstück
gegen die von der Belastungsvorrichtung ausgeübte Kraft.
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In einer bevorzugten Ausführungsform ist das Längenmeßgerät als Längenmeßuhr
ausgebildet, an deren Taster das
Druckstück angebracht ist. Ebensogut
geeignet sind allerdings auch elektrische Längenmeßgeräte, beispielsweise berührungslos
arbeitende, induktive Längenmeßgeräte.
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Im folgenden soll ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Meßgeräts
anhand von Zeichnungen näher erläutert werden. Es zeigt Fig. 1 eine schematische
Vorderansicht des Meßgeräts und Fig. 2 eine Seitenansicht des Meßgeräts nach Fig.
1.
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Das in den Figuren dargestellte Meß- bzw. Prüfgerät trägt auf einer
Grundplatte 1 zwei im Abstand voneinander nach oben aufragende Stützen 3, an deren
oberen Enden ein zylindersegmentförmiges Druckstück 5 auswechselbar mit nach oben
gerichteter, konkaver Zylinderaußenfläche gehalten ist.
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An dem Druckstück 5 bzw. einem zusätzlichen, jedoch nicht dargestellten
Querträger, der sich zwischen den oberen Enden der Stützen 3 erstrecken kann, ist
ein Arm 7 (Fig. 2) angebracht, welcher an seinem freien Ende eine Längenmeßuhr 9
trägt. Das dem Druckstück 5 zugewandte Ende ihres Tasters 11 trägt ebenfalls auswechselbar
ein weiteres zylindersegmentförmiges Druckstück 13. Die Zylinderachsen der Druckstücke
5 und 13 verlaufen parallel zueinander, während der Taster 11 normal zu den Zylinderachsen
in der Längenmeßuhr 9 beweglich gelagert ist. Im dargestellten Ausführungsbeispiel
ist der Taster 11 vertikal verschiebbar und die Zylinderachsen verlaufen horizontal.
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Um das untere Druckstück 5 kann ein Probestreifen 15 eines Drucktuchs
bzw. eines Druckaufzugs mit einer definiert vorgebbaren Zugspannung, d. h. einer
Zugspannung zahlenmäßig bekannter Größe in Umfangsrichtung des Zylinderaußenmantels
des Druckstücks 5 gespannt werden. Der Probestreifen 15 ist beiderseits des Druckstücks
5 in Schraub-
klemmen 17 gefaßt, die die Zugkräfte in Richtung
der Zylinderachse gleichmäßig über die Breite des Probestreifens 15 verteilen. Die
in Fig. 1 linke Schraubklemme 17 ist über ein Kraftmeßgerät 19 in einem Lager 21
der Grundplatte 1 verankert. Bei dem Kraftmeßgerät 19 kann es sich beispielsweise
um eine Federwaage handeln. Die andere Schraubklemme 17 ist über zwei symmetrisch
zu dem Probestreifen 15 an der Schraubklemme 17 angreifende Spannbolzen 23 ebenfalls
an der Grundplatte 1 verankert. Die Spannbolzen 23 sind an ihrem einen Ende in Lagern
25 der Grundplatte 1 gehalten und tragen an ihrem anderen Ende Muttern 27, an welchen
die an dem Kraftmeßgerät 19 ablesbare Zugspannung einstellbar ist.
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Die dem Druckstück 5 zugewandte konvexe Zylinderaußenfläche des Druckstücks
13 kann mit einer definiert vorgebbaren Kraft gegen den Probestreifen 15 gedrückt
werden.
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Zu diesem Zweck ist an dem nach oben hin austretenden, oberen Ende
29 des Tasters 11 ein Auflageteller 31 penc'elnd aufgehUngt.-S.uf den Auflageteller
31 können Gewichte 33 bekannter Größe aufgelegt werden. Der Auflageteller 31 greift
durch das zwischen den Stützen 3, der Grundplatte 1 und dem Druckstück 5 gebildete
Fenster und ist beiderseits des Druckstücks 5 durch je zwei an seinen Ecken angreifende
Streben 32 mit einer auf das Ende 29 des Tasters 11 lediglich aufgelegten Dachplatte
35 verbunden.
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Mit Hilfe des Meßgeräts können die Verformungseigenschaften des Probestreifens
15 in einer den tatsächlichen Verhältnissen einer Druckmaschine entsprechenden Weise
ermittelt werden. Insbesondere läßt sich ermitteln, bei welcher Beistellung, d.
h. welcher Eindrücktiefe des Druckstücks 13 der den Farbübertrag vom Plattenzylinder
auf den Gummizylinder der Druckmaschine kennzeichnende maximale Wert der Druckspannung
erreicht wird. Da die Druckstücke 5 und 13 auswechselbar angebracht sind,
lassen
sich Druckstücke mit unterschiedlichem Zylinderradius benutzen. Zur Ermittlung der
Hysteresiseigenschaften muß der Probestreifen 15 des Drucktuchs bzw.
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Druckaufzugs über eine große Zahl von Belastungszyklen aufeinanderfolgend
belastet und wieder entlastet werden.
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Zu diesem Zweck ist auf der Grundplatte 1 unterhalb des Auflagetellers
31 ein Druckzylinder 37 angebracht, der von einer nicht näher dargestellten Steuerung
periodisch betätigt wird und den Auflageteller 31 samt Gewicht 33 anhebt, so daß
das Druckstück 13 entlastet wird. Anstelle des Druckzylinders 37 können auch andere
Kraftgeräte benutzt werden, beispielsweise eine von einem Motor angetriebene Nocke.
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