DE4013106C1 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung nach dem Oberbe­ griff des ersten Patentanspruchs.

Aus der DE-AS 10 98 963, der DD 86 631 sowie der DE 32 32 171 A1 ist es bekannt, den Gummituchzylinder des Druckwerkes einer Bogenoffset­ druckmaschine zur Druckan- und -abstellung durch bei Druckmittelbe­ aufschlagung wirksam werdende Stellmittel zu betätigen. Wie aus den letzten beiden Schriften entnehmbar, hat das An- bzw. Abstellen von Gummituch- und Plattenzylinder bzw. Gummituch- und Druckzylinder nacheinander und im Bereich der jeweils gegenüberliegenden Zylinderkanäle zu er­ folgen. Dies ist nötig, damit beim Abstellen des Gummituchzylinders vom Druckzylinder der letzte noch zu bedruckende Bogen voll ausgedruckt wird, bzw. beim Abstellen des Gummituchzylinders vom Plattenzylinder über die Drucklänge kein Farbabfall auf dem Gummituchzylinder entsteht. Entsprechendes gilt für die Anstellvorgänge.

Nach der DE-AS 10 98 963 ist es bekannt, zum An- und Abstellen der Druckwerkszylinder zu bestimmten Zeitpunkten und in bestimmter Reihenfolge Zeitgebereinrichtungen vorzusehen, welche maschinensynchron angetrieben werden und sogenannte Zeitnocken auf­ weisen, welche ihrerseits die verschiedenen Wechselventile zur Druckmittelbeaufschlagung steuern. Soll Druck an- bzw. abgestellt werden, so liegt der Betätigungszeitpunkt, d. h. der Zeitpunkt der Druckmittelbeaufschlagung der Arbeitszylinder (Stellmittel) stets bei einer bestimmten Stellung der Druckwerkszylinder zueinander.

Bei zunehmender Druckgeschwindigkeit (Drehzahl der Druckwerkszylinder) verkürzt sich das Zeitintervall der Kanalkorrespondenz, d. h. der Zeit­ raum in welchem die Kanäle von Platten- und Gummizylinder sowie von Gummi- und Druckzylinder einander gegenüberliegen. Damit bei mit jeder Drehzahl laufender Druckmaschine der Zeitpunkt zu dem der Gummizy­ linder bezüglich Druck- und Plattenzylinder an- bzw. abgestellt wird, innerhalb der jeweils gegenüberliegenden Kanäle liegt, können die Auslösezeitpunkte entsprechend der Maschinenstellung innerhalb und zu Beginn der Kanalkorrespondenz eingestellt sein, d. h. innerhalb des Kanalbereiches und zum Druckende hin gelegen. Nachteilig ist bei einem fest von der Maschinenstellung abhängenden und innerhalb des Kanalbe­ reichs gelegenen Schaltzeitpunkt, daß gerade bei schnellaufender Druckmaschine nur ein sehr kurzes Zeitintervall zwischen dem Zeitpunkt der Druckmittelbeaufschlagung der Stellmittel und dem Zeitpunkt zu dem der Gummizylinder vollständig zum bzw. vom Druck- oder Plattenzylinder an- bzw. abgestellt ist, zur Verfügung steht. Damit diese An- und Abstellvorgänge auch bei höchsten Maschinengeschwindigkeiten innerhalb des Bereichs gegenüberliegender Zylinderkanäle vollständig abgeschlos­ sen sind, ist es nötig, die bei Druckmittelbeaufschlagung wirksam werdenden Stellmittel (doppelt wirkende Arbeitszylinder) für höchste Kräfte auszulegen, entsprechend Druckmittel (Druckluft, Öl) bei hohen Arbeitsdrucken zu schalten und ebenso dieses mit hohem Druck bereit­ zustellen.

Aus der DE 36 22 310 A1 ist eine Ablaufsteuerung für Druckmaschinen bekannt, durch welche bestimmte Operationen, z. B. das Druckan- oder -abstellen zeit­ bezogen ausgeführt werden können. Diese Ablaufsteuerung weist eine Dreh­ winkelinkremente liefernde Signalerzeugungseinrichtung auf und bewirkt somit das Bereitstellen von Auslösesignalen bei bestimmten Drehwinkelpositionen. Die Schaltzeitpunkte, welche einer festen Maschinenstellung entsprechen, verkürzen gerade bei schnellaufenden Druckmaschinen das zur Verfügung stehende Zeitintervall für die Druckan- bzw. -abstellung entsprechend der Maschinengeschwindigkeit.

Aus der DE 30 09 782 A1 ist ein Steuersystem für Druckmaschinen bekannt, bei dem die Totzeiten von Stellgliedern, welche beispielsweise das Druckan- oder Druckabstellen bewirken, durch eine entsprechend maschinengeschwindig­ keitsabhängige Legung des Schaltzeitpunktes kompensiert werden.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es somit, eine Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 zu verbessern, so daß der konstruktive Aufwand für die zu beaufschlagenden Stellmittel weitestgehend reduziert werden kann und das Vorverlegen der Schaltzeitpunkte für die Druckmittelbeaufschlagung angepaßt an die von den Stellmitteln erreichten Leistungen erfolgt.

Gelöst wird diese Aufgabe durch die kennzeichnenden Merkmale des ersten Patentanspruchs. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen in Verbindung mit der Beschreibung und den Zeichnungen.

Nachstehend wird eine Ausführungsform der Erfindung an einem Beispiel näher erläutert. Die zugehörige Zeichnung zeigt:

Fig. 1 a, b, c das Druckwerk einer Offsetdruckmaschine,

Fig. 2 ein Diagramm zur Kanalkorrespondenz,

Fig. 3 die Vorverlegung der drehzahlabhängig ermittelten Schaltzeitpunkte,

Fig. 4 ein Blockschaltbild einer Steuereinrichtung,

Fig. 5 eine vorteilhafte Ausgestaltung einer Druckan- und -abstellvorrichtung mit doppelt wirkenden Pneumatik­ zylindern.

Fig. 6a, b Sensoranordnungen an einem Pneumatikzylinder.

Fig. 1a, b, c zeigt das Druckwerk einer Bogenoffsetdruckmaschine, in welchem ein Plattenzylinder 1, ein Gummizylinder 2 und ein Druckzy­ linder 3 zusammenwirken. Zur Druckan- und -abstellung ist dazu der Gummizylinder 2 beispielsweise beidseitig exzentrisch gelagert und mittels jeweils daran angelenkter doppelt wirkender mit Druckmittel beaufschlagbare Arbeitszylinder sowohl bezüglich Druckzylinder 2 als auch bezüglich Plattenzylinder 1 an- bzw. abstellbar.

Durch Druckmittelbe­ aufschlagung der entsprechenden Stellmittel (doppelt wirkende Arbeits­ zylinder) kann - ausgehend von der Druckanstellung (Fig. 1a) - der Gummizylinder 2 zunächst lediglich vom Druckzylinder 3 abgestellt werden. In der Stellung nach Fig. 1b haben Gummi- und Plattenzylinder 2, 1 weiterhin Kontakt. Soll der Druck ganz abgestellt werden, so wird durch Druckmittelbeaufschlagung eines weiteren Stellmittels der Gummi­ zylinder 2 auch vom Plattenzylinder 1 abgestellt (Fig. 1c).

Das An- und Abstellen des Gummizylinders 2 bezüglich Druck- und Platten­ zylinder 3, 1 erfolgt jeweils innerhalb des Zeitintervalls, in dem die Kanäle 1.1, 2.1, 3.1 von Platten- und Gummizylinder 1, 2 bzw. Gummi- und Druckzylinder 2, 3 miteinander korrespondieren.

Das Kommando für die Druckabstellung kann dabei entweder manuell vom Drucker oder durch eine Überwachungseinrichtung an der Anlage (Foto­ zelle, Doppelbogenkontrolle) ausgelöst werden. In beiden Fällen er­ folgt ein Sperren der Anlage (kein Bogen an Vorgreifer) und bei ent­ sprechender Stellung der Maschine ein Abstellen des Gummizylinders 2 vom Druckzylinder 3 und anschließend beispielsweise nach beliebig vielen weiteren Umdrehungen ein Abstellen des Gummizylinders 2 vom Plattenzylinder 1.

Der Vorgang zur Druckanstellung erfolgt entsprechend. Wird das Druck­ an-Kommando gegeben, so erfolgt, nachdem der erste Bogen korrekt an der Anlage liegt, das Anstellen des Gummizylinders 2 an Platten­ zylinder 1 (Kanalkorrespondenz). Nach beliebig vielen frei wählbaren Umdrehungen (Voreinfärben des Gummizylinders 2) wird der Bogen vom Vorgreifer an das Druckwerk übergeben. Wenn die Kanäle 2.1 und 3.1 miteinander korrespondieren, wird der Gummizylinder 2 an den Druck­ zylinder 3 angestellt, dieser erste Bogen somit voll ausgedruckt. Bei mehr als einem Druckwerk schalten sich die weiteren Druckwerke in Folge ab bzw. zu. Eine Zeitgeberein­ richtung, welche die An- bzw. Abstellsignale zu bestimmten Maschinen­ stellungen bereitstellt, entspricht in ihrer Wirkung einer logischen Und-Verknüpfung aus einem externen Kommando-Signal (Druck an/Druck ab) und der Maschinenstellung, d. h. einem Signal, welches angibt, daß zu diesem Zeitpunkt das An- bzw. Abstellen erfolgen kann.

Fig. 2 zeigt über drei Umdrehungen die gegenseitige Korrespondenz der Druckbereiche bzw. der Kanäle von Gummizylinder 2 und Druckzylinder 3 als horizontales Programm GD. Entsprechend diesen drei Umdrehungen werden drei Bögen, d. h. Bogen n - 1, Bogen n und Bogen n + 1 gedruckt. Oberhalb Diagramm GD ist im Diagramm GP die Korrespondenz der Druck­ bereiche bzw. Kanäle von Gummizylinder 2 und Plattenzylinder 1 darge­ stellt. Die Verschiebung von GP bezüglich GD entspricht dabei der Anordnung der Druckwerkszylinder gemäß Fig. 1a, b, c. Das Bild, welches auf Bogen n gedruckt wird, wurde entsprechend früher, d. h. eine bestimmte Maschinenstellung zuvor, vom Plattenzylinder 1 auf Gummizylinder 2 übertragen. In den Diagrammen GD bzw. GP sind ferner mit DA die Druckanfänge und mit DE die Druckenden der jeweiligen Druckzonenkorrespondenz eingezeichnet. In Diagramm GD und GP ent­ spricht somit die Phase DE/DA einer Kanalkorrespondenz von Gummi- und Druckzylinder 2, 3 bzw. Gummi- und Plattenzylinder 2, 1.

Im Diagramm GD nach Fig. 2 ist ferner für Bogen n - 1 eine Winkel­ skalierung für die Maschinenstellung eingezeichnet, mit einem Nullpunkt der per definitionem bei der Korrespondenz der Druckanfänge von Gummizylinder 2 und Druckzylinder 3 liegt. Diese Nullpunktgebung ist dabei beliebig. Das Druckwerk nimmt gemäß obiger Definition die 0°-Stellung ein, wenn die Druckanfänge DA von Gummi- und Druck­ zylinder 2, 3 einander gegenüberstehen. Des weiteren sei angenommen, daß die Breite der Kanäle (bei einfach großem Druckzylinder 2) 90° beträgt. Auch dieser Wert ist rein beispielhaft gewählt. Gemäß obiger Definition entspricht somit die Stellung 270° des Druckwerkes der Stellung von Gummi- und Druckzylinder 2, 3, wenn deren Druckenden DE miteinander korrespondieren. Stellungen zwischen 270° und 360° entsprechen Stellungen von Gummi- und Druckzylinder 2, 3, in welchen deren Kanäle 2.1, 3.1 einander gegenüberliegen. Aus dem Diagramm GP nach Fig. 2 läßt sich ebenso die Maschinenstellung bzw. der Korres­ pondenz der Druckbereiche von Platten- und Gummizylinder 1, 2 ablesen. Bei einer Maschinenstellung zwischen 150° und 240° korrespondieren somit die Kanäle 1.1 und 2.1 von Platten- und Gummizylinder 1, 2 miteinander.

Soll nach dem Bogen n - 1 der Gummizylinder 2 vom Druckzylinder 3 abgestellt werden (Bogen n = Fehlbogen), so bildet in bekannter Weise eine Zeitgebereinrichtung ein Signal zum Schaltzeitpunkt SGD, welches die Druckmittelbeaufschlagung des für diese Abstellbewegung vorge­ sehenen Stellmittels auslöst (Diagramm GD). Soll zusätzlich im An­ schluß daran der Gummizylinder 2 vom Plattenzylinder 1 abgestellt werden, so löst die Zeitgebereinrichtung bei der mit SGP gekenn­ zeichneten Maschinenstellung die Druckmittelbeaufschlagung des zur Abstellung des Gummizylinders 2 vom Plattenzylinder 1 führenden Stellmittels aus. Entsprechendes gilt für das Druckanstellen, nur daß dann der Schaltzeitpunkt SGP für das Anstellen des Gummizylinders 2 an Plattenzylinder 1 wenigstens eine ganze Maschinenumdrehung vor dem Schaltzeitpunkt SGD liegt.

Gemäß Fig. 2 sind die Schaltzeitpunkte SGD, SGP zu Beginn der Kanal­ korrespondenz gelegt, d. h. kurz nachdem die Druckendebereiche DE der entsprechenden Zylinder einander gegenüberstanden. Ein derartiges Legen der Schaltzeitpunkte SGD, SGP gewährleistet, daß für das An- bzw. Abstellen des Gummizylinders 2 fast die gesamte Kanalbreite zur Verfügung steht. In diesem Winkelbereich, also in einer von der Druckgeschwindigkeit abhängigen Zeit muß das oder die Stellmittel durch Druckmittelbeaufschlagung den Gummizylinder 2 ganz in Kontakt zum Platten- oder Druckzylinder 1, 3 bringen, bzw. ganz von diesen lösen. Dabei sind von den Stellmitteln grundsätzlich zwei Arten von Kräften zu überwinden:

• - An- bzw. Abstellen des Gummizylinders 2 mit einer Kraft gegen Platten- und Druckzylinder 1, 3 (Beistellung),
• - die Trägheit des Gummizylinders 2 nebst dessen Lager bei der zur An- bzw. Abstellung führenden Bewegung von der Ausgangslage in die End­ lage.

Der erstgenannte Kraftanteil ist näherungsweise druckgeschwindigkeits­ unabhängig, der zweite Anteil nimmt aber mit zunehmender Druckge­ schwindigkeit stark zu, da sich der Zeitraum der Kanalkorrespondenz verkürzt, der zu verstellende Weg des Gummizylinders 2 aber gleich bleibt. Der maximale Abstand des Gummizylinders 2 vom Plattenzylinder 1 und Druckzylinder 3 soll gerade beim Abstellen noch innerhalb des Kanalbereiches erreicht werden. Durch eine einfache Rechnung läßt sich zeigen, daß dabei die von den Stellmitteln aufzubringenden Kräfte mit dem Quadrat der Druckgeschwindigkeit zunehmen.

Der zur Druckab- bzw. -anstellung zur Verfügung stehende Zeitraum verkürzt sich aber noch zusätzlich durch eine sogenannte Reaktionszeit welche vom Auslösen der Druckmittelbeaufschlagung (Schaltzeitpunkte SGD, SGP) bis zur Reaktion der Stellmittel (Druckaufbau, Ein- bzw. Ausfahren einer Kolbenstange eines doppelt wirkenden Arbeitszylinders) vergeht. Auch erreicht das Stellmittel erst nach einer gewissen Zeit seine maximale Arbeitsgeschwindigkeit (Kolbengeschwindigkeit des Ar­ beitszylinders) und ebenfalls wird gerade bei doppelt wirkenden Ar­ beitszylindern mit hoher Kolbengeschwindigkeit dieser vor Erreichen seiner Endlage gebremst (Endlagenbremsung beispielsweise durch Quer­ schnittsverengung einer Austrittsöffnung).

Aus den voranstehend geschilderten Gründen ist eine Druckan- und -abstellung durch bei Druckmittelbeaufschlagung wirksam werdenden Stellmitteln bei den heute erreichbaren hohen Druckgeschwindigkeiten (bis 20 000 Bogen/h) nur durch sehr hohen konstruktiven Aufwand bezüg­ lich der Stellmittel (Arbeitszylinder) sowie der das Druckmittel bei hohen Drucken bereitstellenden Anlage (Druckpumpen, Druckspeicher) möglich. Eine Druckan- und -abstellung durch mit Druckluft betätigbare Stellmittel (doppelt wirkende Pneumatikzylinder) ist daher gerade wegen der nötigen sehr hohen Drucke bei konstruktiv vertretbarem Aufwand kaum möglich.

Nach der Erfindung ist zur Begrenzung des konstruktiven Aufwandes, insbesondere um die Verwendung pneumatischer Stellmittel zu ermög­ lichen, vorgesehen, daß die Steuereinrichtung 4 die Schaltsignale SGD, SGP zur Druckan- und -abstellung nicht unabhängig von der Druckge­ schwindigkeit (Drehzahl des Druckwerkes) bildet, sondern zusätzlich noch die Drehzahl des Druckwerkes (Druckgeschwindigkeit) erfaßt und dementsprechend aus der Maschinenstellung und der Druckgeschwindigkeit die Schaltzeitpunkte SGD, SGP bereitstellt.

Gemäß Fig. 3 werden die Schaltzeitpunkte SGD, SGP zur An- und Ab­ stellung des Gummizylinders 2 bezüglich Druckzylinder 3 (Diagramm GD) und bezüglich Plattenzylinder 1 (Diagramm GP) drehzahlabhängig vorver­ legt. Die Abzissen der Diagramm GD und GP zeigen wie in Fig. 2 die Maschinenstellung, auf der Ordinate ist zusätzlich die Druckgeschwin­ digkeit in Bogen/h aufgetragen. In Fig. 3 ist nun aus den darge­ stellten Kennlinien die drehzahlabhängige Lage der Schaltzeitpunkte SGD, SGP entnehmbar. Im einfachsten Fall werden die Schaltzeitpunkte SGD, SGP drehzahlproportional vorverlegt. Selbstverständlich kann auch eine andere von der Maschinendrehzahl abhängige Vorverlegung (Kenn­ linienform) gewählt sein, beispielsweise eine empirisch oder durch Modellrechnung bestimmte. Auch kann vorgesehen sein, die Schaltzeit­ punkte stufenweise bzgl. der Drehzahl vorzuverlegen. Dies bedeutet, daß in einem ersten Drehzahlbereich eine Vorverlegung um einen be­ stimmten Winkelbetrag erfolgt, im nächsten Drehzahlbereich um einen entsprechend größeren usw. Dies entspricht einer Kennlinie mit Stufenform.

Die Größe dieses Vorverlegens richtet sich dabei in erster Linie nach der Größe des bereits beschriebenen Reaktionszeitintervalles, d. h. der Zeitspanne, die zwischen Schaltzeitpunkt (Auslösen der Druckmittel­ beaufschlagung) und einer ersten kräftemäßigen Reaktion des oder der Stellmittel durch die wirkende Druckmittelbeaufschlagung vergeht (Druckaufbau in den Arbeitskammern). Innerhalb dieser Reaktionszeit liegt ferner die Schaltzeit, beispielsweise der von der Steuerein­ richtung angesteuerten Ventile, d. h. diejenige Zeit, die die Ventile zum Öffnen oder Schließen benötigen. Ferner sind die Schaltzeitpunkte SGD, SGP drehzahlabhängig so weit vorzuverlegen, daß bei jeder Druck­ werksdrehzahl der Gummizylinder 2 bei der Druckabstellung zu Beginn des Druckanfanges DA bereits seine Endstellung bezüglich Druckzylinder 3 bzw. Plattenzylinder 1, d. h. den größten vorgesehenen Abstand einge­ nommen hat. Ebenso gilt für die Druckanstellung, daß die Schaltzeit­ punkte SGP, SGD, d. h. die Schaltzeitpunkte, welche das Anstellen des Gummizylinders 2 an den Plattenzylinder 1 bzw. das Anstellen des Gummizylinders 2 an den Druckzylinder 3 auslösen, so weit vorzuverlegen sind, daß der Gummizylinder 2 zum Beginn des Druckanfangs DA bereits vollständig mit der vorgesehenen Beistellung an die entsprechenden Zylinder angestellt ist.

Da innerhalb der Reaktionszeit der Gummizylinder 2 noch keine Bewegung zur An- bzw. Abstellung ausführt, steht bei einer drehzahlabhängigen Vorverlegung des Abschaltezeitpunktes SGD, SGP die gesamte Kanalbreite für die An- bzw. Abstellbewegung des Gummizylinders 2 zur Verfügung. Die durch die Vorverlegung der Schaltzeitpunkte SGD, SGP aus dem Kanalbereich rausgelegte Reaktionszeit verkürzt somit die für die Bewegung des Gummizylinders 2 zur Verfügung stehende Zeit nicht.

Nach einer weiteren Erfindungsvariante ist vorgesehen, die Reaktions­ zeit und/oder die Hubzeit, d. h. diejenige Zeitspanne zu messen, welche das oder die Stellmittel benötigen, um die das An- bzw. Abstellen bewirkende Bewegungen auszuführen. Mit einer an den Stellmitteln ange­ brachten Sensorik in Verbindung mit einer Zeiterfassungseinrichtung 4′ wird dann die Länge der Zeitspanne erfaßt, welche vom Abgeben der Schaltsignale (Schaltzeitpunkte SGD, SGP; Ansteuern der Magnetventile) bis zu einer ersten kräftemäßigen Reaktion des oder der Stellmittel durch die Druckmittelbeaufschlagung vergeht. Ist das Stellmittel als doppeltwirkender Arbeitszylinder ausgebildet, so entspricht die Reaktionszeit der Zeitspanne zwischen Abgabeschaltsignal und dem Be­ ginn der Hubbewegung eines Arbeitskolbens (Beginn des Ausfahrens bzw. Eintauchens einer Kolbenstange).

Die oben angeführte Hubzeit entspricht bei einem doppeltwirkenden Arbeitszylinder derjenigen Zeitspanne, welche eine Kolbenstange zum vollständigen Ein- bzw. Ausfahren benötigt. In beiden Fällen ist vor­ gesehen, diese gemessenen Zeiten zusätzlich zur drehzahlabhängigen Vorverlegung der Schaltzeitpunkte SGD, SGP zu verwenden. Die dreh­ zahlabhängige Vorverlegung erfolgt dann nicht nur um einen von der Drehzahl der Maschine abhängenden Winkelbetrag, sondern um einen Winkelbetrag, der der Reaktionszeit entspricht, welche beispielsweise beim letzten An- bzw. Abstellvorgang auftrat. Dieser Winkelbetrag ergibt sich dann einfach aus dem Produkt von Winkelgeschwindigkeit (Ist-Drehzahl) mit einer bei einem vorigen An- bzw. Abstellvorgang festgestellten Reaktionszeit.

Wird die Hubzeit des oder der Stellmittel erfaßt, so kann die dreh­ zahlabhängige Vorverlegung der Schaltzeitpunkt SGD, SGP zusätzlich in Abhängigkeit der bei einem früheren (dem letzten) An- bzw. Abstellvor­ gang festgestellten Hubgeschwindigkeit erfolgen. Werden hohe Hubge­ schwindigkeiten festgestellt, so kann ein geringeres Vorverlegen der Schaltzeitpunkte SGD, SGP (geringerer Winkelbetrag) ausreichen als bei niedrigerer Hubgeschwindigkeit. Das Vorverlegen der Schaltzeitpunkte SGD, SGP wird somit der Hubgeschwindigkeit angepaßt. Auch ist so feststellbar, ob sich durch Alterung bzw. durch Verschleiß oder sonstige Einflüsse die Hubzeit (Hubgeschwindigkeit) der Stellmittel vergrößert. Somit sind nötige Wartungs- bzw. Reperaturarbeiten früh­ zeitig erkennbar.

Fig. 4 zeigt eine Steuereinrichtung 4 für ein Druckwerk nach der Erfindung. Über eine Kommandoleitung 5 wird dieser das Druckan- bzw. -abstellkommando zugeführt, ferner erhält die Steuereinrichtung 4 von einem synchron mit der Maschinendrehzahl laufenden Drehwinkelgeber 6 ein Stellungssignal, welches der Stellung der Druckwerkszylinder (Winkelstellung) zueinander entspricht. Ist die Steuereinrichtung 4 nach dem Stand der Technik ausgebildet, so gibt diese bei Druckan- bzw. Druckabkommando genau dann über Steuerleitungen 7, 8 die Schaltsignale für die Druckmittelbeaufschlagung der Stellmittel ab, wenn die Ist- Stellung des Druckwerkes (Drehwinkelgeber 5) der bzw. den Sollstel­ lungen für den Druckan- bzw. Druckabstellvorgang des Gummizylinders 2 entsprechen (Schaltzeitpunkte SGD, SGP, SGP nach Fig. 2).

Nach der Erfindung ist nun vorgesehen, daß die Steuereinrichtung 4 die zum Druckan- und Druckabstellen führenden Sollstellungen in Abhängig­ keit von der Maschinendrehzahl bildet, also vorverlegte Schaltsignale bildet. Dazu wird Steuereinrichtung 4 über eine weitere Signalleitung 9 die Ist-Drehzahl des Druckwerkes (Maschinengeschwindigkeit), insbe­ sondere bereits in digitaler Form zugeführt. In vorteilhafter Weise kann dieses Drehzahlsignal der Steuerung des Hauptantriebes 10 ent­ nommen sein, da dort zur Regelung der Maschinendrehzahl ohnehin ein Ist-Drehzahl-Signal vorliegt. Dieses muß dann lediglich entsprechend der Hauptantriebsübersetzung modifiziert werden. Ganz allgemein kann das Ist-Drehzahl-Signal ein beliebiges, in seinem Wert die Maschinen­ geschwindigkeit wiedergebendes Signal sein.

Der synchron mit der Bogenoffsetdruckmaschine verbundene Drehwinkel­ geber 6 ist beispielsweise als hochauflösender 12-Bit-Drehwinkelgeber ausgeführt und ist beispielsweise an einer sogenannten Eintourenwelle der Anlage montiert. Selbstverständlich kann dieser sich auch an einer beliebigen synchron mit der Maschine bewegten Welle befinden.

Die Steuereinrichtung 4 nach der Erfindung ist als Rechner ausgebildet und zur Errechnung sowie zur Bereitstellung der Schaltsignale ent­ sprechend der Sollstellungen in Echtzeitverarbeitung ausgeführt. Steuereinrichtung 4 beinhaltet ferner die nötigen Input-/Output-Bau­ gruppen für die Kommandoleitung 5, das Signal vom Drehwinkelgeber 6, das Ist-Drehzahlsignal der Signalleitung 9 sowie für die Bereit­ stellung der Schaltsignale auf den Steuerleitungen 7 und 8. Über Steuerleitung 7 und 8 wird dann die Druckmittelbeaufschlagung der Stellmittel beispielsweise über elektrisch schaltbare Ventile (Magnetventile) zur Druckan- bzw. -abstellung ausgelöst. Wie noch weiter unten beschrieben ist vorgesehen, zur Druckan- bzw. -abstellung zwei doppelt wirkende Pneumatikzylinder vorzusehen. Pro Druckwerk sind also zur Druckan- bzw. -abstellung vier Arbeitskammern vorhanden. Diese vier Arbeitskammern sind über elektrisch schaltbare Magnetven­ tile mit Druckluft beaufschlagbar, wobei diese dann, wie in Fig. 4 angedeutet, durch vier Steuerleitungen 7, 8 ansteuerbar sind.

Nach der obenstehend geschilderten Ausführungsvariante kann Steuerein­ richtung 4 über Signalleitungen RZ/HZ mit der Sensorik an den Stell­ mitteln verbunden sein. Auf der Signalleitung RZ/HZ liegt dabei bei­ spielsweise genau dann ein Signal (Impuls) an, wenn das Stellmittel beginnt eine Hubbewegung auszuführen. Durch eine beispielsweise in der Steuereinrichtung 4 implementierte Zeiterfassungseinrichtung 4′ ist somit die Zeitspanne ermittelbar, welche vom Abgeben der Schaltsignale (Schaltzeitpunkte SGD, SGP; Ansteuern der Ventile über Steuerleitung 7 bzw. 8) bis zum Reagieren der Stellmittel (Ein- bzw. Ausfahren einer Kolbenstange) vergeht. Wie bereits weiter oben beschrieben wird dann die so ermittelte Reaktionszeit dazu verwendet bei einem späteren Druckan- bzw. Abstellvorgang die drehzahlabhängige Vorverlegung der Schaltzeitpunkte SGD, SGP (Winkelbeträge) in Abhängigkeit dieser Reaktionszeiten zu ermitteln.

Soll die Hubzeit des oder der Stellmittel erfaßt werden, so werden der Steuereinrichtung 4 über Signalleitung RZ/HZ beispielsweise zwei Signale zugeführt, wobei dann das erste mit dem Beginn und das zweite mit dem Ende der Hubbewegung zusammenfällt. Durch die Zeiterfassungs­ einrichtung 4′ ist somit die Hubzeit der Stellmittel feststellbar.

Der drehzahlabhängig gelegte Schaltzeitpunkt SGD, welcher das An- bzw. Abstellen des Gummizylinders 2 vom Druckzylinder 3 auslöst, kann dabei um einen Drehwinkelbetrag vorverlegt sein, welcher der Summe von Reaktionszeit und Hubzeit entspricht. So wird erreicht, daß der Gummi­ zylinder 2 stets vor Ende der Kanalkorrespondenz mit Druckzylinder 3 an diesen vollständig an- bzw. abgestellt ist.

Eine Steuereinrichtung 4, welche ein drehzahlabhängiges Vorverlegen der Schaltzeitpunkte SGD, SGP in Verbindung mit der an den Stell­ mitteln angebrachten Sensorik und der durch die Zeiterfassungsein­ richtung 4′ ermittelten Reaktions- und/oder Hubzeiten bewirkt, kann als selbstlernendes Steuersystem bezeichnet werden, da das Auslösen der Druckmittelbeaufschlagung in Abhängigkeit von zuvor ermittelten Reaktions- und/oder Hubzeiten erfolgt.

In einer einfachen Ausführungsform errechnet Steuereinrichtung 4 für den Zeitpunkt die nötigen Schaltzeitpunkte SGD, SGP, d. h. die Soll- Stellungen der Maschine zu denen die Schaltsignale auf den Steuer­ leitungen 7, 8 anliegen sollen, nachdem über Kommandoleitung 5 das Druckan-, Druckabkommando gegeben wurde. Besonders vorteilhaft ist es aber, wenn Steuereinrichtung 4 die nötigen Sollstellungen, d. h. Schaltzeitpunkte SGD, SGP zur Druckan-, -abstellung für die ver­ schiedenen Drehzahlen einmal beispielsweise bei Inbetriebnahme der Druckmaschine errechnet und jede Sollstellung für einen bestimmten Drehzahlbereich in einer eigenen Speicherzelle ablegt. Jede dieser Speicherzellen ist dann bei entsprechender Aufbereitung über das Dreh­ zahlsignal der Signalleitung 9 adressierbar, d. h. der dort einge­ schriebene Wert und somit auch der Drehzahl entsprechende Wert steht nach einer einfachen Adressierung zur Verfügung. Die Sollstellung für die nötigen Schaltvorgänge liegt somit direkt vor. Sobald die Ist- Stellungen der Maschine den Soll-Stellungen entsprechen, werden, wie bereits beschrieben, die entsprechenden Schaltsignale auf den Steuer­ leitungen 7, 8 bereitgestellt.

Eine obige Ermittlung der Schaltzeitpunkte SGD, SGP, d. h. der Soll- Stellungen der entsprechenden Schaltsignale, wobei die Drehzahl der Maschine als Adresse verwendet wird, spart Rechenzeit und gewähr­ leistet, daß die nötigen Schaltsignale auch innerhalb kürzester Zeiten bereitgestellt werden können.

Die Zahl der Drehzahlklassen bzw. Drehzahlbereiche, in denen der gesamte Drehzahlbereich der Maschine (Stillstand bis Maximaldrehzahl) unterteilt bzw. quantisiert wird, richtet sich nach der digitalen Auflösung des Drehzahlsignals, d. h. der maximalen Anzahl der durch das Drehzahlsignal adressierbaren Speichereinheit. Dementsprechend viele vorberechnete Schaltzeitpunkte SGD und SGP sind somit abspeicherbar. Diese Art der Bereitstellungen von Soll-Stellungen (Winkelstellung der Druckwerkszylinder zueinander) kann in einfacher Weise dazu benutzt werden, eine nicht lineare Kennlinie für die drehzahlabhängige Schalt­ zeitpunktvorverlegung zu verwenden. Die Quantisierung des Drehzahlbe­ reiches kann ferner gezielt dazu verwendet werden, um die Zahl der Schaltzeitpunkte SGD, SGP zu reduzieren und entsprechend nur wenige Speicherplätze bereitzustellen. Bei geringem Speicherumfang verkürzt sich die Speicherzugriffszeit, die Schaltzeitpunkte SGD, SGP ent­ sprechend der Drehzahlklasse in welchen die jeweilige Ist-Drehzahl liegt kann so in kürzester Zeit bereitgestellt werden.

Wie bereits angedeutet ist vorgesehen, daß die Druckan- bzw. Druckab­ stellung bewirkende Stellmittel in Form zweier doppelt wirkender Pneu­ matikzylinder auszubilden. Die insgesamt vier Arbeitskammern dieses Stellmittels sind dann von der Steuereinrichtung 4 über Signallei­ tungen 7, 8 und entsprechende elektrisch schaltbare Ventile (Magnet­ ventile) mit Druckluft beaufschlagbar. Fig. 5 zeigt eine vorteilhafte, sich nicht in einfacher Weise aus dem Stand der Technik herleitende Ausgestaltung eines Stellmittels zur Druckan- und -abstellung, welches zwei doppelt wirkende Pneumatikzylinder 2.1 B, 2.1 C aufweist. Der Gummizylinder 2 ist dabei in bekannter Weise beidseitig in Exzenter­ buchsen 11 gelagert und ist durch zweistufiges Verschwenken der Exzenterbuchsen 11 an Platten- und Druckzylinder 1, 3 anstellbar, vom Druckzylinder 3 abstellbar, wobei er am Plattenzylinder 1 angestellt bleibt und von beiden Druckwerkszylindern ganz abstellbar. Die ent­ sprechenden An- bzw. Abstellzustände nach Fig. 1a, b, c ergeben sich durch das Verschwenken der Exzenterbuchsen 11 in die Stellungen a, b, c in Fig. 5. Das Verschwenken der Exzenterbuchsen 11 erfolgt über Laschen 12 und Abrückhebel 13, die auf einer sich quer über die Maschinenbreite erstreckenden Abrückwelle 14 sitzen. Ein Verdrehen der Abrückwelle 14 verschwenkt somit die beiden Exzenterbuchsen 11 in die Druckan- bzw. Druckabstellungen gemäß a, b, c nach Fig. 1 und Fig. 5. Das Verdrehen der Abrückwelle 14 bewirkt ein auf einer Maschinenseite befindliches und aus den Laschen 15 und 16 gebildetes Kniehebelge­ triebe mit einem gestellfesten Widerlager 17. Lasche 15 ist dabei an einem weiteren Hebelarm 18 der Abrückwelle 14 angelenkt. An Lasche 15 ist ferner eine Koppel 19 angelenkt, welche die Kolbenstangen 20.B, 20.C zweier parallel angeordneter, sich gestellfest abstützender und doppelt wirkender Pneumatikzylinder 21.b, 21.c miteinander gelenkig verbindet. Im ausgefahrenen Zustand bringen die Kolbenstangen 20.b 21.C das Kniehebelgetriebe der Laschen 15, 16 in eine gestreckte Lage, wobei dann Gummizylinder 2 an Platten- und Druckzylinder 1, 3 ansteht.

Die insgesamt vier Arbeitskammern der Pneumatikzylinder 21.B, 21.C sind beispielsweise über Magnetventile von der Steuereinrichtung 4 über die Steuerleitungen 7, 8 mit Druckluft beaufschlagbar. Zum Ab­ stellen des Gummizylinders 2 vom Druckzylinder 3 wird Pneumatikzy­ linder 21.B derartig geschaltet, daß Kolbenstange 20.B eintaucht und so über Koppel 19 in kraftverstärkender Weise das Kniehebelgetriebe der Laschen 15, 16 in eine eingeknickte Lage bringt. Soll der Druck ganz abgestellt werden, so wird Pneumatikzylinder 21.C geschaltet, so daß Kolbenstange 21.C einfährt und ebenfalls in kraftverstärkender Weise über Koppel 19 das Kniehebelgetriebe der Laschen 15, 16 in eine vollständig abgeknickte Lage versetzt. Die Exzenterbuchsen 11 sind nun nach Stellung c (Fig. 5) verschwenkt und der Gummizylinder 2 vom Plattenzylinder 1 abgestellt. Das Druckanstellen erfolgt nun ebenfalls in zwei Phasen durch entsprechendes Ansteuern der Arbeitskammern der Pneumatikzylinder 21.B, 21.C, wobei dann zuerst Kolbenstange 20.C ausfährt (Anstellen des Gummizylinders 2 an Plattenzylinder 1) und dann Kolbenstange 20.B herausfährt und damit der Gummizylinder 2 an dem Druckzylinder 1 angestellt wird. Eine derartige Ausführung eines Stellmittels bestehend aus zwei Pneumatikzylindern 21.B, 21.C, ver­ bindet die Vorteile einer Parallelschaltung (Addition der Hubkräfte) mit den Vorteilen einer Hintereinanderschaltung (Addition der Hubwege) doppelt wirkender Arbeitszylinder. Da die Pneumatikzylinder 21.B, 21.C einzeln durch die Steuereinrichtung 4 zu den Schaltzeitpunkten SGD, SGP schaltbar sind, sind die beschriebenen drei Stellungen des Gummi­ zylinders 2 bezüglich Plattenzylinder 1 und Druckzylinder 3 anfahrbar. Auch ist es möglich, zur spontanen Druckabstellung, beide Pneumatikzy­ linder 21.B, 21.C gleichzeitig zu schalten, also den Gummizylinder 2 gleich ganz von Druckzylinder 3 und auch Plattenzylinder 1 abzustel­ len.

Fig. 6a zeigt eine Ausführungsmöglichkeit der Sensorik an dem Pneuma­ tikzylinder 21.B. Die Ausführung der Sensorik an Pneumatikzylinder 21.C ist dabei die gleiche. Demnach ist ein Sensor 22 derartig im Bereich der Kolbenstange 20.B angeordnet, so daß durch diesen zwei an der Kolbenstange 20.B angebrachte Markierungen 23 abtastbar sind. Ist die Kolbenstange 20.B fast vollständig ausgefahren (nahezu obere End­ lage) , so korrespondiert, wie dargestellt, die untere Markierung 23 mit Sensor 22. Bei fast vollständig eingefahrener Kolbenstange 20.B korrespondiert dementsprechend (nicht dargestellt) die obere Markierung 23 mit Sensor 22. Sensor 22 ist entsprechend seinem Wirkungsprinzip dazu ausgebildet, genau dann ein Signal abzugeben, wenn eine der beiden Markierungen 23 ihm gegenübersteht.

Wird Pneumatikzylinder 21.B derartig geschaltet, daß Kolbenstange 20.B von der ausgefahrenen Endlage (Fig. 6) in die eingefahrene Endlage eintaucht, so gibt Sensor 22 einen Impuls zu Beginn der Bewegung von Kolbenstange 20.B und einen bei Ende der Bewegung von Kolbenstange 20.B ab. Durch die geschilderte Anordnung der Sensoren 22 in Ver­ bindung mit den Markierungen 23 ist sowohl die Hubzeit als auch die Reaktionszeit des Pneumatikzylinders 21.b erfaßbar (Zeiterfassungs­ einrichtung 4′). Da sich an beiden Pneumatikzylindern 21.B, 21.C Sensoren 22 nebst Markierungen 23 befinden, werden die von den beiden Sensoren 22 gelieferten Signale (z. B. Impulse) über zwei Signal­ leitungen RZ/HZ der Steuereinrichtung 4 bzw. der Zeiterfassungsein­ richtung 4′ zugeführt (Fig. 4).

Die Sensoren 22 können als optische Reflexabtaster bzw. als Hall- Sensoren oder sogenannte Reed-Kontakte ausgeführt sein. Dement­ sprechend handelt es sich bei den Markierungen 23 um optisch ab­ tastbare Marken (Schwärzungen) bzw. um einen kleinen, permanent magnetischen Bereich in der Kolbenstange 20.B bzw. 20.C. Die zuletzt genannte Ausführung der Sensoren 22 nebst Markierung 23 gilt als besonders vorteilhaft, da diese Abtastungsart weitgehend unabhängig vom Verschmutzungsgrad der Kolbenstange 20.B, 20.C ist. Selbstver­ ständlich sind auch andere Sensoranordnungen bzw. eine nach einem anderen Wirkprinzip arbeitende Sensorik anwendbar, wobei lediglich ein Signal (Impuls) bei Beginn und bei Ende der Kolbenbewegung von der Sensorik bereitgestellt werden muß.

Eine weitere Variante der Sensorik zeigt Fig. 6b. Hier sind zwei Sensoren 22 (Hall-Sensoren) vorgesehen, welche am Pneumatikzylinder 21.B im Bereich der Endlagen seines Arbeitskolbens (gestrichelt) angeordnet sind. Der Kolben besitzt für die Sensoren 22 beispielsweise einen permanent magnetischen Bereich.

Bezugszeichenliste

 1 Plattenzylinder
 1.1 Kanal-Plattenzylinder
 2 Gummizylinder
 2.1 Kanal-Gummizylinder
 3 Druckzylinder
 3.1 Kanal-Druckzylinder
 4 Steuereinrichtung
 4′ Zeiterfassungseinrichtung
 5 Kommandoleitung
 6 Drehwinkelgeber
 7 Steuerleitung
 8 Steuerleitung
 9 Signalleitung-Drehzahl
10 Hauptantrieb-Steuerung
11 Exzenterbuchse
12 Lasche
13 Abrückhebel
14 Abrückwelle
15 Lasche
16 Lasche
17 Widerlager
18 Hebelarm
19 Koppel
20.B Kolbenstange
20.C Kolbenstange
21.B Pneumatikzylinder
21.C Pneumatikzylinder
22 Sensor
23 Markierung
DA Druckanfang
DE Druckende
SGD Schaltzeitpunkt (Maschinenstellung) für das An- bzw. Abstellen von Gummizylinder 2 bezüglich Druckzylinder 3,
SGP Schaltzeitpunkt (Maschinenstellung) zum An- bzw. Ab­ stellen des Gummizylinders bezüglich Plattenzylinder 1
RZ/HZ Signalleitung

Claims (4)

1. Vorrichtung zur Druckan- und -Abstellung eines Gummituchzylinders einer Bogenoffsetdruckmaschine mit wenigstens einem Druckwerk durch zu beaufschlagende Stellmittel in der Phase des Gegen­ überliegens der Zylinderkanäle, mit einer Steuereinrichtung, der die Winkelstellung der Druckwerkszylinder sowie die Ist-Drehzahl des Druckwerkes für definierte Schaltzeitpunkte der Beaufschlagung zuführbar sind, wobei die Schaltzeitpunkte zur Berücksichtigung der Reaktionszeit der Stellmittel in Abhängigkeit der Ist-Drehzahl des Druckwerkes vorverlegbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß mit an den Stellmitteln (20.B; 20.C; 21.B; 21.C) ange­ brachten Sensoren (22) und einer mit der Steuervorrichtung (4) verbundenen Zeiterfassungseinrichtung (4′) die Totzeit zwi­ schen den Schaltzeitpunkten (SGD, SGP) und dem Beginn einer daraufhin von den Stellmitteln ausgeführten Bewegung sowie die jeweilige Hubzeit der Stellmittel (20.B; 20.C; 21.B; 21.C) für die An- bzw. Abstellbewegungen erfaßbar sind und daß durch die Steuereinrichtung (4) die ermittelten zeitlichen Werte der Totzeit sowie Hubzeit in die Vorverlegung der Schaltzeitpunkte (SGD, SGP) einrechenbar sind.

2. Bogenoffsetdruckmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stellmittel als doppeltwirkende Pneumatikzylinder (21.B bzw. 21.C) ausgebildet sind, welche im Bereich der Kolbenstange (20.B bzw. 20.C) einen Sensor (22) aufweisen, durch den zwei auf der Kolbenstange (20.B bzw. 20.C) angebrachte Markierungen (23) abtastbar sind.

3. Bogenoffsetdruckmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Sensoren (22) als optische Reflextaster und die Markierungen (23) als optisch abtastbare Marken ausgebildet sind.

4. Bogenoffsetdruckmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß die Stellmittel als doppeltwirkende Pneumatikzylinder (21.B bzw. 21.C) ausgebildet sind und daß der Sensor (22) als Hall-Sensor oder als Reed-Kontakt ausgebildet ist und die Markierungen (23) durch permanent magnetische Bereiche im Kolben des/der Pneumatikzylinder (21.B bzw. 21.C) gebildet sind.