DE4036023C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Optimieren einer Druckmaschine mit dem Ziel, Passerfehler zu minimieren.

Zum Optimieren einer Zahnradanordnung eines Antriebs einer Druckmaschine mit dem Ziel, Passerfehler zu minimieren, gibt es bereits viele Vorschläge. So stellt die DE 27 50 816 A1 darauf ab, ganzzahlige Übersetzungsverhältnisse in den einzelnen Übersetzungsstufen der Zahnradkette einzuhalten. Soweit bekannt, hat sich dieser Vorschlag aber nicht durchset­ zen können, weil er offenbar nicht zum gewünschten Ziel führt.

Einen guten Überblick über den aktuellen Stand der Technik bietet ein Vortrag von Dr. Christoph Hars, Professor am Institut für Druckmaschinen und Druckverfahren der TH Darmstadt, gehalten am 7.5.1990 während der 3. Interna­ tionalen Tagung Druck und Forschung während des Mes­ sekongresses auf dem Messegelände Düsseldorf. VDD-DRUPA-1990-Hars-19. 04. 90. Zum Optimieren einer Zahnradkette eines Antriebe einer Druckmaschine schlägt Hars vor, wenige große Zahnräder anstelle von vielen kleinen Zahnrädern zu verwenden, die Antriebe zu den Druckwerken hin ins Langsame zu übersetzen, über eine Zahnradebene, die Systeme antreibt, die im Passer arbeiten soll, keine ander­ weitig benötigten Antriebsleistungen zu führen, Einzüge und Auszüge, auf die Bahnzug-Kraftschwankungen aus den Wickel­ bereichen zurückwirken können, von den Antriebsbereichen mit hohen Passeranforderungen abzuschirmen, möglichst wenig Zahnräder zu verwenden, Zahnräder mit möglichst gleicher bzw. teilergleicher Zähnezahl zu verwenden, Zähnezahlen mit einem ganzzahligen Vielfachen zu verwenden, Zahnräder gleicher Zähnezahl richtig einzubauen und ein möglichst geringes Zahn­ spiel zuzulassen.

Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt daher der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren vorzu­ schlagen, mit dem Passerfehler einer Druckmaschine wirksam minimiert werden können.

Die Lösung dieser Aufgabe gelingt in einem ersten Aspekt dadurch, daß die Anzahl der Zähne wenigstens eines der Zahnräder des Hauptantriebs der Maschine solange geändert wird, bis der Passerfehler minimiert ist.

Versuche haben gezeigt, daß durch diese einfachen Maßnahmen in überraschender Weise die Erfindungsaufgabe gelöst werden kann. Das Einsetzen eines Hauptantriebs mit einer gegenüber den ursprünglichen Absichten gegebenenfalls geänderten Zähnezahl - im allgemeinen werden nur wenige Zähne mehr oder weniger verwendet als ursprünglich beabsichtigt - ist für den Betrieb der Maschine insgesamt unschädlich. Die Maschine läuft entweder mit etwas größerer oder geringerer Geschwindigkeit oder man verstellt die Antriebsgeschwindigkeit des Antriebsmo­ tors der Maschine solange, bis die gewünschte Maschinen­ geschwindigkeit erreicht ist.

An einem Beispiel sei erläutert, daß der Hauptantrieb der Maschine, der also direkt mit einem der Zylinder der Maschine kämmt, aus einem Ritzel, einem Tellerrad und einem Zwischenrad besteht, in der Reihenfolge der Kraftübertragung gesehen. Man kann also erfindungsgemäß die Anzahl der Zähne des Ritzels, des Tellerrades und/oder des Zwischenrades entsprechend ändern, bis die Passerfehler minimiert sind.

Das Verfahren muß nicht anhand von Versuchen an einer real existierenden Maschine durchgeführt werden. Vielmehr kann man die einzelnen Verfahrensparameter auch in einem geeignet programmierten Rechner eingeben, der dann die jeweils optimale Zähnezahl des Hauptantriebes liefert, mit der der Passerfeh­ ler der betreffenden Maschine minimiert wird.

Wenn vorstehend und nachfolgend davon gesprochen wird, daß die Anzahl der Zähne wenigstens eines der Zahnräder des Haupt­ antriebs geändert wird und der Hauptantrieb den Zylinder antreibt, so ist damit jede Stelle der Zahnradkette der Maschine gemeint, an der die Drehbewegung eingeleitet wird.

Die Erfindungsaufgabe wird in einem zweiten Aspekt dadurch gelöst, daß der durch 360° geteilte Durchlaufwinkel des Druckguts in der Maschine möglichst nahe einer ganzen positiven Zahl gewählt wird, wobei der Duchlaufwinkel des Druckguts definiert ist als die Summe derjenigen Winkel, die alle Zylinder des Druckwerks der Maschine zwischen dem Anfangs-Eindruckpunkt und dem End-Eindruckpunkt des Druckguts in der Maschine zurücklegen.

Dieses Verfahren wird man vorzugweise bei Neukonstruktionen von Bogendruckmaschinen durchführen, weil hier die erwähnten Maßnahmen bei bestehenden Maschinen nur schwer durchzuführen sind, während sie bei Rollendruckmaschinen sowohl bei Neukonstruktionen wie auch bei bestehenden Maschinen ergriffen werden können.

Auf konstruktiv besonders einfache Weise gelangt man bei Rollendruckmaschinen zum gewünschten Ziel, wenn der Mittenab­ stand der Drucktürme der Rollendruckmaschine entsprechend gewählt wird.

Bei Bogendruckmaschinen wird man die Lage der Achsen we­ nigstens eines der Transferzylinder der Maschine entsprechend wählen.

Die erläuterten beiden Grundaspekte der Erfindung - Ändern der Zähnezahl wenigstens eines der Zahnräder des Hauptantriebs der Maschine bzw. entsprechende Einstellung des Durchlaufwinkels - kann man sowohl getrennt wie auch gemeinsam an ein und derselben Maschine durchführen, immer mit dem Ziel, Passerfeh­ ler zu minimieren.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von Ausführungsbeispie­ len näher erläutert, aus denen sich weitere wichtige Merkmale ergeben. Es zeigt

Fig. 1 schematisch die wesentlichen Teile einer Zahnradanordnung eines Antriebs einer Zweifarben- Bogendruckmaschine;

Fig. 2-4 Diagramme, bei denen die Passerabweichung über der Anzahl der bedruckten Bogen aufge­ tragen ist, wobei ein Zwischenrad des Hauptantriebs mit jeweils unterschiedlicher Zähnezahl verwendet wurde;

Fig. 5 ein Antriebsschema für eine Rollenoffsetma­ schine;

Fig. 6 schematisch eine Seitenansicht der wesentlichen Bauelemente eines der Drucktürme der Maschine nach Fig. 5.

In Fig. 1 wird ein als ganzes bei Pos. 1 angedeuteter Hauptantrieb einer Bogendruckmaschine über einen zeichnerisch nicht dargestellten Riemenantrieb vom Haupt-Antriebsmotor der Maschine angetrieben. Der Hauptantrieb 1 weist ein Ritzel 2, ein Tellerrad 3 und ein Zwischenrad 4 auf.

Mit dem Zwischenrad 4 kämmt das Zahnrad eines zweiten Transferzylinders 5.

In Fig. 1 ist außerdem gezeigt, daß der Transferzylinder 5 ein linkes Druckwerk mit einem ersten Transferzylinder 6, einem ersten Druckzylinder 7, einem Gummizylinder 8 und einem Plattenzylinder 9 antreibt, sowie ein zweites, in Fig. 1 rechts dargestelltes Druckwerk mit einem dritten Transfer­ zylinder 10, einem zweiten Druckzylinder 11, einem Gummizy­ linder 12 und einem Plattenzylinder 13. Außerdem liegt am zweiten Druckzylinder 11 eine vordere Kettenradwelle 14 an.

Fig. 1 zeigt bei Pos. 15 den Papiereinlauf in die Druck­ maschine (Offset-Druckmaschine).

Erfindungsgemäß ändert man die Anzahl der Zahnräder des Haupt­ antriebs 1 solange, bis die Passerfehler der Maschine minimiert sind. Nachdem der Hauptantrieb das Ritzel 2, das Tellerrad 3 und das Zwischenrad 4 aufweist, ändert man also die Anzahl der Zähne dieser Zahnräder 2, 3 und/oder 4 solange, bis die Passerfehler minimiert sind.

Dies wird im folgenden anhand der Diagramme Fig. 2 bis 4 noch näher erläutert. Dabei wurden nur die Zähnezahlen des Zwischenrades 4 geändert. Die Zähnezahlen aller anderen Zahnräder der Zahnradkette blieben unverändert. Bei allen drei Beispielen hatte der Druckzylinder 7 neunzig Zähne, das Tellerrad 3 hatte neunundvierzig Zähne und das Ritzel 2 hatte zwölf Zähne.

In Fig. 2 hatte das Zwischenrad 58 Zähne, in Fig. 3 neun­ undfünfzig Zähne und in Fig. 4 sechzig Zähne.

Die Diagramme zeigen, daß die Passerabweichungen bei den Zähnezahlen nach Fig. 2 und 3 erheblich waren, während sie bei der nach Fig. 4 gewählten Zähnezahl sprunghaft minimiert wurden, was aus der ebenso sprunghaften Vergleichmäßigung der Kurven von Fig. 4 hervorgeht. (Die doppelte Kurvendarstellung in Fig. 2-4 erfolgte, weil in der Druckmaschine ein zweiter Transferzylinder 5 vorhanden ist, der dem zweifachen Durchmes­ ser der übrigen Zylinder entspricht. Dies ist in der Praxis erforderlich, um einen eventuellen Systemfehler im zweiten Transferzylinder 5 nachzuweisen.)

In den Diagrammen Fig. 2 bis 4 ist die jeweils in Mikrometern gemessene Passerabweichung über der Anzahl der bedruckten Bogen aufgetragen, und zwar für die beiden Druckwerke nach Fig. 1.

Es sei erwähnt, daß der Hauptantrieb 1 auch aus anderen Zahnrädern bzw. Zahnradkombinationen aufgebaut sein kann, wie dies üblich ist.

Die Diagramme 2-4 wurden mit Hilfe eines geeignet pro­ grammierten Rechners erstellt. Versuche an einer Maschine haben die Richtigkeit der Berechnungen bestätigt.

Wenn vorstehend und in dem Patentanspruch davon gesprochen wird, daß die Anzahl der Zähne wenigstens eines der Zahnräder das Hauptantriebs geändert wird, so ist damit gemeint, daß die Zahnteilung des betreffenden Zahnrades nach wie vor passend ist mit der Zahnteilung desjenigen Zahnrades, mit dem dieses Zahnrad kämmt. Das betreffende Zahnrad, dessen Zähneanzahl also verändert wird, hat also einen entsprechend größeren oder kleineren Durchmesser, je nachdem, ob die Anzahl der Zähne vergrößert oder verkleinert wird.

Unter Beachtung der vorstehend erläuterten Maßnahmen kann nicht nur die Passergenauigkeit an Bogendruckmaschinen optimiert werden, wie vorstehend anhand der Figuren erläutert, sondern auch an Rollendruckmaschinen, wobei der Hauptantrieb dann den Gummizylinder des betreffenden Turms antreibt.

Im folgenden wird zunächst anhand von Fig. 1 der vorstehend erläuterte zweite Aspekt der erfindungsgemäßen Verfahrens­ führung erläutert, wonach nämlich der durch 360° geteilte Durchlaufwinkel des Druckguts in der Maschine möglichst nahe einer ganzen positiven Zahl gewählt wird.

Der Durchlaufwinkel in der Bogendruckmaschine nach Fig. 1 ist wie folgt definiert:

Die am Einlauf 15 in das Druckwerk einlaufenden Bogen gelangen zu einem Anfangs-Eindruckpunkt 16. Dies ist die Berührungsli­ nie zwischen dem Gummizylinder 8 und dem ersten Druckzylinder 7. Sie verlassen das zweite Druckwerk an einem End-Eindruck­ punkt 17. Dies ist die Berührungslinie zwischen dem zweiten Druckzylinder 11 und dem Gummizylinder 12. Zwischen diesen Eindruckpunkten 16, 17 durchlaufen die Bogen also einen bei Position 18 angedeuteten Weg.

Die Bogen liegen demnach am ersten Druckzylinder 7 über einen Winkel 19 an, am ersten Transferzylinder 6 über einen Winkel 20, am zweiten Transferzylinder 5 über einen Winkel 21, am dritten Transferzylinder 10 über einen Winkel 22 und am zweiten Druckzylinder 11 über einen Winkel 23.

Als Beispiel aus der Praxis sei angenommen, daß die Winkel 19-23 sich zu einem Gesamtwinkel von 1002° addieren. Dieser Wert soll erfindungsgemäß möglichst nahe an einen vollen Winkel von 360° gebracht werden. Dieser summierte Winkel, geteilt durch 360° ergibt einen Quotienten von 2,78. Dieser Wert 2,78 muß erfindungsgemäß zu einer ganzen Zahl gemacht werden oder, wenn dies aus konstruktiven Gründen exakt nicht möglich sein sollte, einer ganzen Zahl doch möglichst nahe gebracht werden.

Hierzu kann man die Achsen derjenigen Zylinder entsprechend verschieben, bei denen dies konstruktiv möglich ist, um nämlich die Winkel entsprechend zu verändern. Im vorliegenden Fall wird man die Winkel vergrößern, so daß der Quotient gleich 3,0 wird oder diesem Wert doch möglichst nahe kommt.

Hierzu wird beispielsweise der Winkel 21 des zweiten Transfer­ zylinders 5 zu dem Winkel 24 vergrößert. In Richtung zum ersten Transferzylinder 6 soll die Vergrößerung beispielsweise 10° betragen und in Richtung zum dritten Transferzylinder 10 20°. Nachdem der Durchmesser des zweiten Transferzylinders 5 doppelt so groß ist wie der Druchmesser aller anderen Zylinder, müssen diese Werte (10°+20°=30°) verdoppelt werden und es ergibt sich eine Gesamtvergrößerung von etwas mehr als 60° (die exakt so gewählt wird, daß der Quotient = 3 wird).

Die Vergrößerung des Winkels 21 auf den Winkel 24 wurde im vorhergehend geschilderten Beispiel durch eine entsprechende Verschiebung der Achsen der Zylinder 6, 10 in Richtung der Pfeile 25 erreicht. Dabei muß natürlich darauf geachtet werden, daß die anderen Zylinder entsprechend nachgestellt werden, so daß alle Zylinder wieder aneinander anliegen.

Im folgenden wird dieser zweite Aspekt der Erfindung anhand des Antriebschemas für eine Rollenoffsetmaschine nach Fig. 5 und 6 erläutert.

Gezeigt ist eine Rollenoffsetmaschine mit einem ersten Druckturm 26 und einem zweiten, identisch aufgebauten Druckturm 27. Jeder der Drucktürme weist von oben nach unten einen ersten Plattenzylinder 28 auf, einen ersten Gummizy­ linder 29, einen zweiten Gummizylinder 30 und einen zweiten Plattenzylinder 31. Die zweiten Gummizylinder 30 werden durch einen Hauptantrieb 32 ähnlich dem Hauptantrieb 1 nach Fig. 1 angetrieben. Vergleiche auch Fig. 6. Beide Hauptantriebe sind über eine gemeinsame Welle 33 starr miteinander verbunden, die ihrerseits von einem Maschinenantrieb angetrieben wird.

Die beiden Drucktürme 26, 27 haben einen Abstand 34 voneinan­ der, wobei dies der Mittenabstand der beiden Drucktürme ist, d. h. gemessen zwischen den beiden Mittellinien 35 ihrer beiden Gummizylinder 29, 30. Die Mittellinien liegen auf dem wie vorstehend definierten Anfangs-Eindruckpunkt 16 bzw. End- Eindruckpunkt 17.

Der Durchlaufwinkel des Druckguts - in diesem Fall Rollen­ material - durch die Maschine kann nun auf einfache Weise durch eine entsprechende Wahl des Abstandes 34 eingestellt werden, weil der Durchlaufwinkel des Rollenmaterials zwischen den Punkten 16, 17 durch die Maschine direkt proportional zum Abstand 34 ist. (In Fig. 5 ist der Weg des Rollenmaterials durch die Maschine nicht eingezeichnet; dieser verläuft gerade zwischen den Eindruckpunkten 16, 17).

Die Fig. 5 und 6 zeigen auch den Hauptantrieb 32 für den Gummizylinder 30, der hier - ähnlich wie in Fig. 1 - aus einem Antriebsrad 36 des Gummizylinders 30 besteht, ferner aus einem Zwischenrad 37, einem Kegelrad 38 und einem weiteren Kegelrad 39. Daraus ergibt sich auch, daß man auch bei einer derartigen Rollendruckmaschine die Anzahl der Zähne wenigstens eines der Zahnräder 36-39 des Hauptantriebs 32 der Maschine solange ändern kann, bis der Passerfehler minimiert ist.

Es ist somit ersichtlich, daß durch die beschriebenen Maßnahmen sich sowohl Passerschwankungen zwischen den Druckwerken und auch solche innerhalb des Druckbogens positiv beeinflussen lassen, sowie auch Dubliererscheinungen und die klassische Zahnstreifenbildung.

Claims (5)

1. Verfahren zum Optimieren einer Mehrfarben-Druckmaschine mit dem Ziel, Passerfehler zu minimieren, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzahl der Zähne wenigstens eines der Zahnräder (2, 3, 4; 36, 37, 38, 39) des Hauptantriebs (1; 32) der Maschine solange geändert wird, bis der Passerfehler minimiert ist.

2. Verfahren zum Optimieren einer Mehrfarben-Druckmaschine mit dem Ziel, Passerfehler zu minimieren, dadurch gekennzeichnet, daß der durch 360° geteilte Durchlaufwinkel des Druckguts in der Maschine möglichst nahe einer ganzen positiven Zahl gewählt wird, wobei der Durchlaufwinkel des Druckguts definiert ist als die Summe derjenigen Winkel (19 bis 23) , die alle Zylinder (7, 6, 5, 10, 11; 30, 30) des Druckwerks der Maschine zwischen dem Anfangs-Eindruck­ punkt (16) und dem End-Eindruckpunkt (17) des Druckguts in der Maschine zurücklegen.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei Rollendruckmaschinen mit mehreren, voneinander beabstandeten Drucktürmen (26, 27) der Mittenabstand (34) der Drucktürme (26, 27) entsprechend gewählt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei Bogendruckmaschinen die Lage der Achse wenig­ stens eines der Transferzylinder (5, 6, 10) der Maschine entsprechend gewählt wird.

5. Verfahren zum Optimieren einer Mehrfarben-Druckmaschine mit dem Ziel, Passerfehler zu minimieren, dadurch gekennzeichnet, daß die Maßnahmen der Patentansprüche 1 und 2 oder 1, 2 und 3 oder 1, 2 und 4 zusammen durchgeführt werden.