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Die
vorliegende Erfindung betrifft allgemein eine Breiten-Einstellvorrichtung
für eine
Papierbahn, die die Breite bzw. Weite der Papierbahn für ein Drucksystem
vor dem Druckvorgang einstellt. Insbesondere betrifft die vorliegende
Erfindung eine lithographische Rotationspresse, die mit wenigstens
einer Breiten-Einstellvorrichtung und mehreren Druckabschnitten
ausgerüstet
ist, durch die die Papierbahn zum Druck hindurchläuft.
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In
den letzten Jahren haben viele Zeitungsherausgeber begonnen, Zeitungen
mit Farbtinten zu bedrucken, was voraussetzt, daß die Fähigkeit zum Farbdruck auf vielen
Seiten mit einer hohen Geschwindigkeit in einem begrenzten Druckraum
besteht.
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Die
zu bedruckende Papierbahn wird im allgemeinen derart hergestellt,
daß Zellstoff-Fasern mechanisch
geschnitten und in feine Teilchen gebrochen werden, in Wasser dispergiert
werden, dehydriert und getrocknet werden und schließlich durch Wasserstoffbindung
verbunden bzw. verklebt werden, um ein Papierblatt zu bilden. Unter
feuchten Bedingungen neigt jede Zellstoff-Faser dazu, sich etwas unterhalb
von 1% in seiner Längsrichtung
und 20 bis 30% in seiner Radialrichtung auszudehnen. Somit werden
die Länge
und Breite der Papierbahn durch Anfeuchten und/oder Bewässerungsoperationen
erweitert. Die meisten Zellstoff-Fasern der im allgemeinen mechanisch
hergestellten Papierbahn sind in der Längsrichtung der Papierbahn
orientiert, so daß die Papierbahn
in der Richtung ihrer Breite gedehnt bzw. erweitert wird.
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In
lithographischen Drucksystemen, die das Anfeuchten oder Bewässern in
dem Druckabschnitt einsetzen, wird die Papierbahn durch das Feuchtwasser
zum Schwellen gebracht bzw. aufgebläht. Daher wird das gedruckte
Muster auf der Papierbahn durch das Schwellen der Papierbahn verformt.
In Drucksystemen, die wenigstens zwei lithographische Druckabschnitte
aufweisen, von denen jeder mit der Befeuchtungseinrichtung verbunden
ist, um nacheinander Farbbilder auf dieselbe Papierbahn zu drucken,
sind dementsprechend die gedruckten Bilder, die an dem ersten Druckabschnitt
gebildet werden, nicht ausgerichtet bzw. gleichartig mit den Bildern, die
an dem zweiten und späteren
Druckabschnitten gebildet sind. Dies erzeugt bedruckte Materialien
von schlechter Qualität
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Eine
Bahnbreiten-Einstellvorrichtung der in Rede stehenden Art dient
dazu, die Ausdehnung einer Papierbahn möglichst vollständig zu
kompensieren, die diese bei Durchlauf eines Drucksystems aufgrund
unterschiedlicher partieller Befeuchtung erfahren hat, bevor ein
erneuter Druck vorgenommen wird. Zur Kompensation der Breitenausdehnung
der Papierbahn sind bei der Bahnbreiten-Einstellvorrichtung, die
aus der
US 4,696,230 bekannt
ist, Kontaktelemente einer Kontakteinrichtung vorgesehen, die parallel
zur Achse von Zylindern zum Antreiben der Papierbahn ausgerichtet
sind und auf eine Seite der Papierbahn einwirken und beispielsweise
die Form von Rollen haben, die sich im Kontakt mit dieser einen
Papierbahnseite befinden und rillenartige Eindrückungen in dieser in Laufrichtung
erzeugen. Diese Eindrückungen
sollen ein registerhaltiges nachfolgendes Drucken ermöglichen,
da sie gewissermaßen zu
einer Schrumpfung der Papierbahn in Breitenrichtung führen. Das
Schrumpfungsmuster, das diese bekannte, einseitig wirkende Bahnbreiten-Einstellvorrichtung
in Breitenrichtung der Papierbahn erzeugt, ist jedoch nicht vollständig zufriedenstellend, da
zwischen den durch die Kontaktrollen erzeugten Eindrückungen
der Papierbahn, die einen verrundeten Boden haben, durch die Rollen
nicht beeinflußte Papierbahnbereiche
verbleiben, die im wesentlichen geradlinig verlaufen. Die Folge
ist ein etwas verzerrter Druck beim nachfolgenden Druckvorgang.
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Die
DE 85 10 912 U1 offenbart
eine Vorrichtung zur Korrektur des Bedruckstoff-Seitenregisters für eine mehrere
hintereinander angeordnete Druckwerke enthaltende Druckmaschine.
Diese Vorrichtung weist zahlreiche Luftdüsen auf, die in der Breitenrichtung
des Bedruckstoffes, welcher insbesondere eine Papierbahn ist, variabel
auf jeweiligen Trägem
unter- und oberhalb der Papierbahn vor den einzelnen Druckwerken
angeordnet werden können. Durch
die aus den Luftdüsen
austretenden Luftstrahlen wird eine Wellung der Papierbahn erzeugt,
die eine Verbreiterung des Bedruckstoffes kompensieren kann. Dabei
treten die Luftdüsen
nicht direkt mit der Papierbahn in Kontakt. Da die Wellung lediglich durch
die Luftstrahlen erzeugt wird, ist eine sehr aufwendige Steuerung
oder Regelung der einzelnen Luftstrahlen erforderlich, um eine genau
definierte Wellung der Papierbahn zu erreichen.
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Ferner
ist es bei den bekannten Vorrichtungen sehr aufwendig, die genaue
Position der Kontaktelemente bzw. Luftdüsen in Richtung senkrecht zu der
Oberfläche
der Papierbahn exakt einzustellen, so daß eine schnelle und flexible
Anpassung dieser Positionierung in Abhängigkeit von sich ändernden
Parametern der Papierbahn nicht möglich ist.
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Es
ist Aufgabe der Erfindung, eine verbesserte-Bahnbreiten-Einstellvorrichtung für eine Papierbahn
sowie ein diese beinhaltendes lithographisches Drucksystem zu schaffen,
welche ein Bedrucken einer Papierbahn in mehreren aufeinanderfolgenden
Druckwerken mit geringeren Verzerrungen sowie eine verbesserte Anpassung
der Bahnbreiten-Einstellvorrichtung an unterschiedliche Parameter
der Papierbahn ermöglichen.
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Die
Aufgabe wird durch eine Bahnbreiten-Einstellvorrichtung mit den
im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen
ergeben sich aus den Unteransprüchen.
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Die
Erfindung wird nachfolgend anhand von in der Zeichnung dargestellten
Ausführungsbeispielen
näher erläutert.
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1 ist
eine schematische Ansicht, die eine erste Ausführungsform einer Bahnbreiten-Einstellvorrichtung
gemäß der vorliegenden
Erfindung zeigt.
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2 ist
eine schematische Zeichnung, die den Gesamtaufbau einer lithographischen
Rotationspresse zeigt, die aus mehreren Bahnbreiten-Einstellvorrichtungen
gemäß der vorliegenden
Erfindung besteht.
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3 ist
eine Querschnittsansicht, die die zweite Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Bahnbreiten-Einstellvorrichtung
zeigt, und
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4 ist
eine schematische perspektivische Ansicht, die die dritte Ausführungsform
einer Bahnbreiten-Einstellvorrichtung
gemäß der vorliegenden Erfindung
zeigt.
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Eine
Ausführungsform
als erste Auführungsform
wird nachstehend unter Bezugnahme auf die 1 und 2 beschrieben.
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In 2 ist
ein Gesamtaufbau einer lithographischen Rotationspresse gezeigt,
die vier Druckabschnitte P1, P2, P3 und P4 aufweist, die vertikal
angeordnet sind.
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Jeder
Druckabschnitt weist zwei Gruppen von Gummizylindern BC und einen
Plattenzylinder PC auf, die symmetrisch angeordnet sind, um die Gummizylinder
BC in Kontakt miteinander zu bringen. Eine Papierbahn W wird vertikal
von dem ersten Druckabschnitt P1 zu dem vierten Druckabschnitt P4 geleitet.
Ferner weist die in Figur gezeigte Rotationspresse eine Vielzahl
von Bahnbreiten-Einstellvorrichtungen 20 auf, die nachstehend
im Detail be schrieben werden.
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In 2 sind
ein Farbwerk IN und eine Befeuchtungseinheit DP gezeigt
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Die
Bahnbreiten-Einstellvorrichtung 20 ist in 1 gezeigt.
Die Vorrichtung 20 weist ein Paar von Kontakteinrichtungen
auf, zwischen denen die Papierbahn W hindurchgeleitet wird. Jede
der Kontakteinrichtungen weist eine Vielzahl von Kontaktelementen
auf. Die Ausführungsform
benutzt Kontaktrollen als Kontaktelemente. Im Detail sind die Kontaktrollen
jeweils zusammengesetzt aus Kontaktoberflächen 1a, 1b, 1e, 1d, 1e und 1f sowie 1g, 1h, 1i, 1j,
und 1k welche die Umfangsflächen der Rollenelemente 2a, 2b, 2c, 2d, 2e und 2f sowie 2g, 2h, 2i, 2j und 2k sind.
In der ersten Serie der Rollenelemente 2a bis 2f sind
diese voneinander isoliert bzw. getrennt in einem regelmäßigen Intervall
und drehbar montiert auf einer ersten Welle 3a. In einer
zweiten Serie der Rollenelemente 2g bis 2k sind
diese ebenso voneinander isoliert bzw. getrennt in einem regelmäßigen Intervall
und drehbar angebracht auf einer zweiten Welle 3b. Die
Rollenelemente 2g bis 2k der zweiten Serie sind
jeweils um die Hälfte
des Intervalls zwischen den Rollenelementen der ersten Serie verschoben,
so daß jedes
Rollenelement der zweiten Serie in der Mitte von zwei Rollenelementen
der ersten Serie positioniert ist, wie in 1 gezeigt.
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Die
erste und zweite Welle 3a, 3b sind an ihren Enden
durch exzentrische Buchsen 4a und 4b bzw. 4c und 4d exzentrisch
gelagert. Die exzentrischen Buchsen 4a bis 4d sind
drehbar an einem Rahmen befestigt, der nicht gezeigt ist, und zwar durch
Endelemente 4aa, 4bb, 4cc und 4dd.
Ferner sind die exzentrischen Buchsen 4a bis 4d an
ihren linden jeweils mit End-Zahnrädern 5a und 5b, 5c und 5d versehen,
die zusammen mit den verbundenen exzentrischen Buchsen 4a und 4d gedreht
werden. Die End-Zahnräder 5a und 5c sind
an denselben Enden im kämmenden
Eingriff miteinander und die End-Zahnräder 5b und 5d sind
an dem anderen Ende ebenso im Eingriff miteinander.
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Die
exzentrische Buchse 4a ist ferner versehen mit einem Schneckenrad 6,
das einstückig
mit der exzentrischen Buchse 4a gedreht wird. Das Schneckenrad 6 ist
in Eingriff mit einer Schnecke 7, die an einer Welle einer
Antriebseinrichtung 8 befestigt ist.
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Die
Antriebseinrichtung 8 wird durch eine Steuereinrichtung 9 gesteuert,
die elektrisch durch eine Eingabeeinrichtung 10 betätigt wird,
z. B. ein Keyboard, sowie eine Erfassungseinrichtung 11, durch
die verschiedene Operationsinformationen, z. B. eine Geschwindigkeit
eines Hauptmotors 12, der die Arbeitsgeschwindigkeit bzw.
Vorschubgeschwindigkeit der Papierbahn W angibt, geliefert werden. Die
Steuereinrichtung 9 ist elektrisch mit einer weiteren Erfassungseinrichtung 13 verbunden,
um die Drehphase der Antriebseinrichtung 8 und der exzentrischen
Buchse 4a (4b, 4c, 4d) zu erfassen.
Ferner ist die Steuereinrichtung 9 mit der Antriebseinrichtung
und mit der Erfassungseinrichtung verbunden, um die Drehphase der
Antriebseinrichtung und der exzentrischen Buchse der anderen Bahnbreiten-Einstelleinrichtung,
nicht gezeigt, durch Leitungen X bzw. Y zu erfassen. Alternativ
kann die Steuereinrichtung 9 mit diesen Erfassungseinrichtungen
und Antriebseinrichtungen durch eine herkömmliche Funkeinrichtung verbunden
sein.
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3 zeigt
die zweite Ausführungsform
einer Bahnbreiten-Einstellvorrichtung, wobei ein weiteres exzentrisches
Element 14 verwendet wird zum Positionieren der Kontakteinrichtung
an der Oberfläche
der laufenden Papierbahn W.
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In
der ersten in 1 gezeigten Ausführungsform
werden die Wellen 3a und 3b durch die Drehbewegung
der exzentrischen Buchsen 4a bis 4d, welche die
Wellen 3a und 3b lagern, bewegt, und somit werden
die Rollenelemente 2a bis 2k, die auf den Wellen 3a und 3b angebracht
sind, gleichzeitig bewegt. Auf der anderen Seite setzt die zweite
Ausführungsform,
die in 3 gezeigt ist, das exzentrische Element 14 ein,
das ermöglicht,
daß die
Rollenelemente 2a bis 2k exzentrisch durch die
Wellen 3a und 3b unabhängig gelagert sind, und daher
können die
Kontaktoberflächen
der Rollenelemente 2a bis 2k unabhängig an
der Oberfläche
der laufenden Papierbahn W positioniert werden.
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4 zeigt
die dritte Ausführungsform
einer Bahnbreiten-Einstellvorrichtung, wobei ein Paar von Knotenrollen
(knaggy rollen) 15 und 16 gegenüberliegen
und eine Vielzahl von konvexen Kontaktoberflächen 1a bis 1f bzw. 1g bis 1k aufweisen.
Die Knotenrollen 15 und 16 werden drehbar durch
exzentrische Buchsen gelagert, die nicht gezeigt sind, und zwar durch
deren Wellenenden 15a, 15b und 16a, 16b sowie
nicht gezeigte Lager.
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Die
exzentrischen Buchsen, die in der dritten Ausführungsform benutzt werden,
werden in derselben Weise angetrieben wie die erste Ausführungsform,
die in 1 gezeigt ist.
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Eine
typische Operation des Drucksystems, das die Bahnbreiten-Einstellvorrichtungen
benutzt, wird nachstehend in Verbindung mit 1 und 2 beschrieben.
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Die
Papierbahn W wird in das in 2 gezeigte
Drucksystem derart eingesetzt, daß die Bahn W nacheinander durch
die Druckabschnitte P1, P2, P3 und P4 geleitet wird, während sie
durch die erste Serie von Kontaktoberflächen 1a bis 1f und
die zweite Serie von Kontaktoberflächen 1g bis 1k der
Bahnbreiten-Einstellvorrichtung 20 geleitet wird.
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Nach
oder vor den beschriebenen Vorgängen
wird die erforderliche Information für die Papierbahn, z. B. Breite,
Material, Dicke und dgl. in die Steuereinrichtung 9 durch
die Eingabeeinrichtung 10 eingegben. Die Steuereinrichtung 9 gibt
ein Betätigungssignal
an die Antriebseinrichtung 8, welches die exzentrischen
Buchsen 4a bis 4d unter Bezugnahme auf das erfaßte Signal
von der Erfassungseinrichtung 13 so antreibt, daß die Kontaktoberflächen 1a bis 1k an
ihren ursprünglichen
Positionen eingestellt werden, die in Reaktion auf die Bahninformationen
vorbestimmt werden.
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Danach
wird ein Startschalter, nicht gezeigt, für das Drucksystem eingeschaltet,
um den Vorschub der Papierbahn W und die Druckoperation der Druckabschnitte
P1, P2, P3 und P4 in Gang zu setzen.
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Wenn
die Druckabschnitte mit ihrem Drehvorgang beginnen, erfaßt die Erfassungseinrichtung 11 die
Drehgeschwindigkeit bzw. Drehzahl des Hauptmotors 12, der
die Arbeitsgeschwindigkeit der Papierbahn W angibt und gibt die
erfaßte
Information an die Steuereinrichtung 9. Gemäß dieser
Information über
die Arbeitsgeschwindigkeit der Papierbahn W, die der Drehzahl des
Hauptmotors 12 entspricht, gibt die Steuereinrichtung 9 ein
Einstellsignal aus, um die Kontaktoberflächen 1a bis 1k aus
ihren ursprünglichen
Positionen in die vorbestimmten Einstellpositionen zu verschieben.
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An
dem ersten Druckabschnitt P1 wird das erste Bild auf die Papierbahn
W aufgedruckt und gleichzeitig werden die Leerabschnitte bzw. Freiabschnitte
bzw. Lücken
der bedruckten Bahn mit Feuchtwasser durch die Gummioberfläche bzw.
Filzoberfläche
bzw. Deckenoberfläche
des Gummizylinders BC versorgt. Somit dehnen sich die angefeuchteten
Fasern der Papierbahn W allmählich
in der Breitenrichtung der Bahn W während des Fortgangs von dem
ersten Druckabschnitt P1 zu dem nachfolgenden Druckabschnitt, d.
h. dem zweiten Druckabschnitt P2 aus. Wenn die Bahn W durch die
Bahnbreiten-Einstellvorrichtung 20 vor dem zweiten Druckabschnitt
P2 geleitet wird, wird die Bahn W Kontaktdrücken durch die Kontaktoberflächen 1a bis 1k unterworfen,
so daß die
Bahn W in eine Wellenoberfläche WA
verformt wird. Die wellige Obefläche
WA ermöglicht,
daß die
Hauptbreite der Papierwelle W um bzw. auf 11, 12 vermidert
ist.
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Obwohl
die wellige Obefläche
WA allmählich in
ihre erste Form zurückkehrt,
nachdem sie durch die Bahnbreiten-Einstellvorrichtung 20 gelangt
ist, kann die Bahnbreite nicht vollständig in ihre erste Breite an
dem nachfolgenden Druckabschnitt (P2) zurückkehren und somit wird die
Papierbahn W mit einer ein wenig kleineren Breite als ihre primäre Breite
in den nachfolgenden Druckabschnitt P2 eingeführt. Daher kann die erweiterte
Breite aufgrund des Feuchtwassers an dem vorangegangenen Druckabschnitt
P1 durch die verkürzte
Breite aufgehoben bzw. gelöscht
bzw. kompensiert werden. Im Ergebnis wird die Papierbahn W ohne
irgendwelche Fehler, z. B. sichtbare Knicke und dgl., an dem zweiten Druckabschnitt
P2 bedruckt, so daß das
nachfolgende Bild konsistent mit dem vorangegangenen Bild gedruckt
werden kann. An dieser Stelle wird der Leer abschnitt der Papierbahn
mit Feuchtwasser durch die Gummioberfläche des Gummizylinders BC in
derselben Weise wie der erste Druckabschnitt P1 versorgt.
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Als
nächstes
wird die Papierbahn W nacheinander zu den nachfolgenden Druckabschnitten
geführt,
d. h. dem dritten Druckabschnitt P3 durch eine weitere Bahnbreiten-Einstellvorrichtung 20,
die vor dem dritten Druckabschnitt P3 angeordnet ist. In dieser
Bahnbreiten-Einstellvorrichtung 20 wird die Papierbahn
W derselben Einstelloperation wie bei den früheren Einstelleinrichtungen
unterworfen.
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In
jeder der Bahnbreiten-Einstellvorrichtungen 20 sollten
die Positionen der Kontaktoberflächen 1a bis 1k gegen
die Papierbahn W geeignet. eingestellt werden in Reaktion auf die
Arbeitsgeschwindigkeit der Papierbahn W, da sich die genässten bzw. feuchten
Fasern proportional zur Zeit ausdehnen. Die Kontaktoberflächen 1a bis 1k sollten
mit anderen Worten großzügig verschoben
werden, wenn die Papierbahn W mit geringer Geschwindigkeit läuft.
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Gemäß der Bahnbreiten-Einstellvorrichtung 20 kann
die Bahnbreite an dem nachfolgenden Druckabschnitt konsistent mit
der des vorangegangenen Druckabschnitts eingestellt werden. Somit können die
Bilder, die an dem ersten bis dritten Druckabschnitt P1 bis P4 gedruckt
werden, konsistent miteinander gebildet sein.
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In
einem experimentiellen Test, der von dem Anmelder der vorliegenden
Erfindung ausgeführt wurde,
wurde ein gerolltes Zeitungspapier Type A (Breite 1626 mm) benutzt,
um die Differenz zwischen der Wirkung zu klären, die erzielt wird durch
die Bahnbreiten-Einstellvorrichtung 20, die wie in 2 angeordnet
ist, und der von herkömmlichem
Aufbau ohne eine Bahnbreiten-Einstelleinrichtung. Dieser experimentielle
Test ergab, daß Scherungen
(von etwa 2 mm), die in der Breitenrichtung zwischen dem ersten
bedruckten Bild und dem vierten bedruckten Bild durch die gewöhnliche
Anordnung erzeugt werden, vollständig
durch die Bahnbreiten-Einstellvorrichtung 20 gemäß der Erfindung
korrigiert werden können.
Obwohl das Ausdehungsverhältnis
in der Bahnbreite vom Typ der Papierbahn abhängt, kann die erfindungsgemäße Bahnbreiten-Einstellvorrichtung
solche Scherungen bzw. Versetzungen bzw. Verschiebungen beim Drucken
geeignet kompensieren. Die automatische Steuereinrichtung 9 kann durch
eine manuelle Steuereinrichtung ersetzt werden.
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Die
Steuereinrichtung 9 kann mit Information bezüglich des
Feuchtwasser versorgt werden, das auf die Papierbahn W an den Druckabschnitten
P1 bis P3 aufgebracht wird, d. h. mit dem Verhältnis zwischen dem Bild und
der Lücke,
die an den Druckabschnitten P1 bis P3 aufgedruckt werden.