EP0136972B1

EP0136972B1 - Kombinierte Bogenrotationsdruckmaschine für Wertpapiere, insbesondere Banknoten

Info

Publication number: EP0136972B1
Application number: EP84810368A
Authority: EP
Inventors: Albrecht Germann; Gualtiero Giori
Original assignee: De la Rue Giori SA
Current assignee: KBA Notasys SA
Priority date: 1983-07-26
Filing date: 1984-07-24
Publication date: 1988-06-01
Also published as: EP0132857A1; SU1384192A3; EP0132857B1; AU567196B2; US4584939A; CA1227506A; US4794856A; AU567356B2; DE3468195D1; NL8500169A; CA1222161A; JPS6042044A; EP0136972A1; ATE31509T1; DE3471610D1; AU3587884A; DD218589A5; JPH0425B2; NL8500170A; ATE34704T1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Bogenrotationsdruckmaschine für Wertpapiere, insbesondere Banknoten, mit einem ersten Druckwerk, einer nachgeschalteten Transportvorrichtung für die das erste Druckwerk verlassenden Bogen und einem dieser Transportvorrichtung nachgeschaltetem zweiten Druckwerk, wobei die beiden Druckwerke je einen eigenen Antrieb ohne durchgehende Längswelle haben und der Antrieb des zweiten Druckwerks als Funktion der Drehzahl der ersten Druckwerks geregelt wird.
Bei einer bekannten, in der US-A 3 073 997 beschriebenen Druckmaschine dieser Art handelt es sich um eine Mehrfarben-Offsetdruckmaschine, die aus mehreren hintereinanderliegenden Einfarben-Druckwerken zusammengesetzt ist. Dabei werden die Bogen, welche im ersten Druckwerk beim Durchgang zwischen dem vom Plattenzylinder eingefärbten Gummizylinder und dem Druckzylinder einen einseitigen Einfarbendruck erhalten, vom Druckzylinder dieses ersten Druckwerks mittels zweier Transportzylinder auf den Druckzylinder des zweiten Druckwerks transportiert, in welchem sie, wiederum beim Durchgang zwischen Druckzylinder und eingefärbtem Gummizylinder, einen zweiten Einfarbendruck auf der gleichen Seite erhalten, und so fort. Alle Druckwerke werden von getrennten Antriebsmotoren angetrieben, welche zur Erzielung synchroner Drehzahlen durch eine elektrische Welle gekoppelt sind. Die Drehzahlregelung jedes Antriebsmotors erfolgt dabei durch Vergleich eines Istwerts, der durch eine von einem Tachogenerator gelieferte Spannung dargestellt wird, mit einem Sollwert in Form einer durch ein Potentiometer vorgebbaren Bezugsspannung. Um ausserdem die korrekte Phasenbeziehung zwischen den Zylindern aller Druckwerke zu gewährleisten, welche zur Erzielung eines genauen Registers der das Mehrfarbenbild bildenden Farben wesentlich ist, sind auf der Welle je eines Zylinders aller Druckwerke mit den betreffenden Zylindern umlaufende Phasenscheiben angebracht, welche von Photodetektoren abgetastete Phasenmarken tragen. Durch diese Massnahme wird ständig die korrekte relative Winkelstellung der betreffenden Zylinder aller Druckwerke kontrolliert. Dagegen sind keine Mittel vorgesehen, welche eine Korrektur der Lage eines in einem Druckwerk bedruckten Bogens in bezug auf die Winkelstellung des Plattenzylinders des folgenden Druckwerks während der Überführung des Bogens zu diesem Druckwerk erlauben. Wenn also ein Bogen während seines Transports zwischen zwei Druckwerken bei der Übergabe von einem zu einem anderen Zylinder Abweichungen aus seiner korrekten Transportlage erfährt, kann der dadurch erzeugte Registerfehler nicht ausgeglichen werden.
Ferner ist aus der DE-C 2411 691 eine kombinierte Rotationsdruckmaschine bekannt, die aus einem Mehrfarben-Offsetdruckwerk, bei welchem mehrere Offsetplattenzylinder mit ein und demselben Gummizylinder zusammenwirken, einer nachgeschalteten Transportvorrichtung für das Papier und einem Mehrfarben-Stahlstichdruckwerk am Ende dieser Transportvorrichtung besteht. Mit dieser, insbesondere zum Druck von Wertscheinen bestimmten Druckmaschine kann die eine Seite eines Wertscheins zunächst im Offsetdruck, insbesondere zur Herstellung eines Sicherheitsuntergrunds, und dann im Stichdruck, insbesondere zur Herstellung des Hauptmusters, bedruckt werden. Wenn die Transportvorrichtung zwischen beiden Druckwerken mit einer Bogenwendevorrichtung ausgerüstet ist, lässt sich auch in einem Durchlauf die eine Bogenseite im Offsetdruck und die andere Bogenseite im Stichdruck bedrucken.
Zur registerhaltigen Überführung der Bogen vom Offsetdruckwerk zum Stichdruckwerk ist es erforderlich, die die Bogen zwischen den Druckwerken transportierenden Greiferanordnungen, die an Kettengreifersystemen und/oder an Transporttrommeln installiert sind, hinreichend genau auszubilden und einzurichten, so dass alle Bogen in genau definierter Weise bewegt werden. Hinsichtlich der Einhaltung des exakten Registers, welches insbesondere bei kombinierten Mehrfarben-Rotationsdruckmaschinen und vor allem beim Druck von Banknoten sehr wichtig ist, hat sich die Fachwelt bisher auf das Bogentransportsystem verlassen, welches eine registerhaltige Überführung der Bogen gewährleisten sollte.
Nun ist jedoch der konstruktive Aufwand für derartige Greiferanordnungen erheblich, welche ein vollkommenes Register während des gesamten Transports aufrechterhalten sollen und deren Greifer daher die Bogen mit hinreichend starker Kraft unverrückbar halten und selber in exakt definierter Weise geführt und gesteuert werden müssen. Ausserdem kann die Einrichtzeit, die zur exakten Justierung der beiden Druckwerke und des Transportsystems erforderlich ist, mehrere Tage betragen. Darüberhinaus werden die Anforderungen, die an die Druckqualität von Wertscheinen gestellt werden, immer höher. Zwar ist in modernen Mehrfarben-Offsetdruckmaschinen die registerhaltige Überführung der Bogen gewährleistet, in kombinierten Druckmaschinen der in der DE-C 2 411 691 beschriebenen Art jedoch ergeben sich Schwierigkeiten. Da die beiden Druckwerke derartiger kombinierter Druckmaschinen zwecks synchronen Antriebs im allgemeinen mit einer durchgehenden Längswelle ausgerüstet sind, können Rückwirkungen der im Stichdruckwerk erzeugten starke Stösse auf das Bogentransportsystem und möglicherweise auf das erste Druckwerk die registerhaltige Überführung der Bogen beeinträchtigen. Bekanntlich entstehen während des Betriebs einer Stahlstichdruckmaschine, die mit weit stärkeren Druckkräften arbeitet als beispielsweise eine Offsetdruckmaschine, jeweils beim Druckeinsatz und Druckabfall zwischen den auf dem Plattenzylinder aufgespannten Stichdruckplatten und dem Gegendruckzylinder einerseits und dem Wischzylinder andererseits periodische Stösse, die eine Art von Pendelschwingung in Umfangsrichtung zur Folge haben. Diese Erschütterungen und allgemein der Wechsel zwischen der relativ schwachen Druckbelastung im ersten Druckwerk und den starken Belastungen im Stichdruckwerk beeinträchtigen das Register.
Die Aufrechterhaltung eines vollkommenen Registers ist ferner besonders kritisch, wenn zwischen den beiden Druckwerken eine Bogenwendevorrichtung vorgesehen ist, da sich Toleranzen in der registerhaltigen Bogenlage nach dem Wenden kaum vermeiden lassen.
Auch macht die hohe Arbeitsgeschwindigkeit moderner Bogendruckmaschinen, die bis über 10000 Bogen je Stunde drucken können, eine registerhaltige Überführung bei den entsprechend hohen Transportgeschwindigkeit immer schwieriger.
Nun sind bereits zahlreiche Einrichtungen bekannt, mit denen die Lage von zu bedruckenden oder von bedruckten Bogen korrigiert oder geändert werden kann. So ist zum Beispiel durch die DE-C 19 34 029 ein Zylinder einer Druckmaschine mit einer Greiferanordnung bekannt geworden, bei welcher die die Greifer tragende Greiferspindel und die mit den Greifern zusammenwirkende Greiferauflageschiene eine Baueinheit bilden, welche seitlich verschiebbar in dem Zylinder gelagert ist und mit Hilfe einer Steuereinrichtung zwecks seitlicher Verschiebung des Bogens in Querrichtung verstellt werden kann. Diese Steuereinrichtung kann gemäss der DE-C 19 34 029 insbesondere aus einer Steuerscheibe mit einer Steuerkurve und aus einer am Ende der verschiebbaren Greiferanordnung gelagerten Rolle bestehen, welche auf der Steuerkurve abrollt. Dieser bekannte Zylinder ist dazu bestimmt, eine seitlich gegenüber normal abgelegten Bogen verschobene Ablage eines Bogens zu gestatten, wobei ein Zählmechanismus jeweils die Anzahl der hintereinander normal abgelegten Bogen bestimmt.
Eine durch die DE-A 20 46 602 bekannte Vorrichtung zum Zuführen und Ausrichten von Bogen bei einer Druckmaschine arbeitet mit einem Messkopf und einer dem Messkopf nachgeschalteten Messsteuerung, die eine von Bogen zu Bogen individuell verschiedene Seitenverschiebung eines Bogens bewirkt, und zwar in Abhängigkeit von der Seitenlage, die jeder Bogen nach Ausrichtung an zu diesem Zwecke vorgesehenen Vordermarken einnimmt. Diese Seitenverschiebung eines Bogens kann durch eine verschiebbare Saugziehleiste während der Anlage an den Vordermarken oder nach Verlassen der Vordermarken auf einer axial verschiebbaren Stopptrommel oder Zwischentrommel erfolgen, welche mittels eines steuerbaren Stellkeils oder eines steuerbaren Hydraulikzylinders verstellbar ist. Damit lässt sich also eine Korrektur des Seitenregisters eines Bogens durchführen. Die jeweilige Messung der tatsächlichen Bogenlage, also der Ist-Lage, erfolgt dabei gemäss der DE-A 20 46 602 vorzugsweise photoelektrisch derart, dass die von einer Lichtquelle ausgehende und von einer Photozelle gemessene Lichtstrahlung durch ein dreieckförmiges Fenster keilförmig begrenzt und ausserdem durch die Seitenkante des Bogens zum Teil verdeckt wird. Entsprechend der unterschiedlichen Seitenlage der ankommenden Bogen wird auf diese Weise ein grösserer oder kleinerer Betrag der Lichtstrahlung zur Photozelle durchgelassen, was einen entsprechenden Fotostrom und damit ein elektrisches Messsignal entsprechender Grösse zur Folge hat. Dieses Messsignal stellt die Ist- Lage eines Bogens dar und wird mit einem die Soll-Lage darstellenden elektrischen Signal zwecks Erzeugung eines Steuersignals zur Registerkorrektur verglichen.
Ausserdem ist in der DE-C 1 175695 eine Vorrichtung an Mehrfarben-Bogenrotationsdruckmaschinen zum Beeinflussen der Passerhaltigkeit der Aufdrucke durch Verformen der Bogenvorderkante beschrieben. Hierzu ist die in einer Bogenführungseinrichtung vorgesehene Greiferanordnung, die aus der Greiferauflage und der die Greifer tragenden Greiferwelle besteht, entlang der Bogenvorderkante in einzelne Abschnitte unterteilt, und an der Stossstelle dieser Abschnitte sind Schlitten angeordnet, welche die beiden Enden sowohl der Greiferwelle als auch der Greiferauflage erfassen und in Richtung oder entgegengesetzt zur Richtung des Bogenlaufes oder auch quer dazu verschiebbar sind. Die einzelnen Abschnitte der Greiferwelle sind dabei in Pendelrollenlagern gelagert, und die Abschnitte der Greiferauflage scharnierartig zum Bolzen schwenkbar. Die Schlitten können mittels exzenterbetätigter Schwinghebel verstellt werden, wobei die Lage der Exzenter mit Hilfe eines stufenlosen Antriebs veränderbar ist. Bei der Bogenführungseinrichtung, an welcher die verstellbare Greiferanordnung installiert ist, kann es sich um eine Anlagetrommel, einen Druckzylinder, eine Übergabetrommel oder auch eine Transportkette handeln. Diese bekannte Vorrichtung nach der DE-C 1 175 695 ist dazu bestimmt, die durch die Feuchtigkeit und den Pressdruck hervorgerufenen Veränderungen im Papier auszugleichen und damit die Passerhaltigkeit zu verbessern.
Durch die US-A 3 701 464 ist eine Mehrfarben-Offsetrollendruckmaschine bekannt geworden, die aus mehreren hintereinander angeordneten Paaren von Einfarbendruckwerken zum jeweiligen Schön- und Widerdruck besteht. Da die Papierbahn direkt nacheinander zwischen den Druckzylindern jedes Druckwerkpaares verläuft und dabei jeweils einen Einfarbendruck auf beiden Seiten erhält, ist keine Papiertransportvorrichtung zwischen den Druckwerkpaaren vorgesehen. Zur Registerkontrolle druckt jedes Druckwerk Umfangs- und Seitenregistermarken auf die Papierbahn. Nachdem die Papierbahn alle Druckwerkpaare durchlaufen hat, wird die Relativlage aller aufgedruckten Registermarken photoelektrisch abgetastet, und wenn Abweichungen einzelner Registermarken von der korrekten Lage festgestellt werden, wird der Plattenzylinder des betreffenden Druckwerks durch ein Kontrollsystem in Umfangsrichtung bzw. in axialer Richtung zur Korrektur der Druckbildlage, das heisst also der festgestellten Umfangsregister- bzw. Seitenregisterabweichung, durch einen Schrittmotor entsprechend verstellt.
In der DE-C 31 36703 werden Registerverstelleinrichtungen zur Korrektur der Lage von Plattenzylindern in Mehrfarben-Druckmaschinen und damit zur deckungsgleichen Ausrichtung aller auf den Plattenzylindern befestigten Druckplatten untereinander beschrieben. Zu diesem Zwecke sind auf den Druckplatten Registermarken vorgesehen, deren Koordinaten von einem beweglichen Abtastsystem, welches die auf den Plattenzylindern aufgespannten Druckplatten abtastet, gelesen werden. Diese Koordinaten werden als Istwerte in einen Rechner eingegeben und dort mit Sollwerten, die in einem Festwertspeicher vorgegeben sind, verglichen. Bei einer Differenz zwischen Soll- und Ist-Werten wird ein Stellbefehl an die Registerverstelleinrichtungen gegeben, welche durch entsprechende Ausrichtung des Plattenzylinders für eine Korrektur des Umfangs-, des Seiten- und des Diagonalregisters sorgen.
Gemäss der DE-C 31 36 705 lassen sich Registerkorrekturen durch Justieren eines Plattenzylinders in Umfangs- und in Achsrichtung sowie im diagonalen Sinne durchführen, indem die auf einem Bogen aufgedruckten Registermarken abgetastet und in einem Rechner als Istwerte mit vorgegebenen Sollwerten verglichen werden.
Keine der bekannten Vorrichtungen zur Beeinflussung der Bogenlage ist jedoch bisher in einer kombinierten Bogenrotationsdruckmaschine der in der DE-C 24 11 691 beschriebenen Art, bei welcher das zweite Druckwerk ein Stahlstichdruckwerk ist, eingesetzt worden, weil man sich mit der Güte der Registerhaltigkeit des Bogentransportsystems selber zufriedengab und offensichtlich eine Einbeziehung von Registerkorrekturen der Bogen innerhalb der synchron angetriebenen Maschinengruppe für nicht durchführbar oder für zu umständlich erachtete.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, unter Verwendung der Merkmale der im Oberbegriff des Anspruchs 1 beschriebenen Druckmaschine eine kombinierte Bogenrotationsdruckmaschine mit einem Stichdruckwerk als zweitem Druckwerk so zu verbessern, dass eine vollkommene Registerhaltigkeit bei der Überführung der Bogen vom ersten zum zweiten Druckwerk sichergestellt wird und gleichzeitig aufgrund der mechanischen Trennung der Antriebe der beiden Druckwerke Rückwirkungen des Stichdruckwerks, welches wegen der stossartigen Druckeinsätze und Druckabfälle pendelartige Erschütterungen erfährt, auf die übrigen Teile der Maschine weitmöglichst ausgeschaltet werden.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.
Durch die Anordnung einer von den beiden Druckwerken unabhängigen, individuell regelbaren Registertrommel innerhalb der Transportvorrichtung wird erreicht, dass innerhalb des Transportsystems bis zu dieser Registertrommel auftretende Abweichungen vom vollkommenen Register vor Eintritt der Bogen in das zweite Druckwerk automatisch korrigiert werden. Die Notwendigkeit einer derartigen automatischen Registerkontrolle stellt sich insbesondere dann, wenn in der Transportvorrichtung vor der Registertrommel eine an sich bekannte, nach Wahl einstellbare Bogenwendevorrichtung angeordnet ist.
Da ferner die Antriebe beider Druckwerke nicht mechanisch durch eine Längswelle verbunden sind, wird einerseits eine mechanische Rückwirkung der Stösse des Stichdruckwerks auf die übrigen Maschinenteile weitgehend verhindert und andererseits das Einrichten der kombinierten Maschine wesentlich vereinfacht und demzufolge auch die dafür erforderliche Zeit stark herabgesetzt.
Um allfällige Registerkorrekturen nötigenfalls noch genauer realisieren zu können, kann hinter der Stelle, an der die Bogen im Stichdruckwerk bedruckt werden, ein zweites Detektorsystem vorgesehen sein, welches die Lagen von im Stichdruckwerk aufgebrachten Registermarken relativ zu den im ersten Druckwerk aufgebrachten Registermarken misst und dessen Fehlersignale ebenfalls zur Steuerung der die Registerabweichungen korrigierenden Vorrichtungen, insbesondere der Registertrommel, benutzt werden.
Zweckmässige Ausgestaltungen der kombinierten Druckmaschine nach der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen. Zur Durchführung der Registerkorrekturen in Abhängigkeit von den gemessenen Registerabweichungen können an sich bekannte, z. B. in der vorstehenden Einleitung erwähnte Vorrichtungen, deren Steuer-und Stellmechanismen gegebenenfalls entsprechend anzupassen sind, verwendet werden.
Die Erfindung wird anhand der Zeichnungen an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert. Es zeigen:

Figur 1 eine schematische Seitenansicht einer kombinierten Bogenrotationsmaschine nach der Erfindung.
Figur 2 eine schematische Ansicht eines Bogens mit seinen Registermarken beim Vorbeigang am Detektorsystem und
Figur 3 ein Blockschaltbild der Steuer- und Regelvorrichtung der Maschine.

Nach Figur 1 besteht die kombinierte Druckmaschine aus einem ersten Druckwerk 1, bei dem es sich im betrachteten Beispiel um ein Vierfarben-Trockenoffsetdruckwerk handelt, aus einer Bogentransportvorrichtung 2 und aus einem zweiten Druckwerk 3 in Form eines Mehrfarben-Stahlstichdruckwerks, im betrachteten Beispiel aus einem Dreifarben-Stahlstichdruckwerk. Das erste Druckwerk braucht kein Trockenoffsetdruckwerk zu sein, vielmehr kann es sich um ein nach einem beliebigen Druckverfahren arbeitendes Mehrfarben-Druckwerk handeln.
Das erste Druckwerk 1 weist eine Bogenzuführungseinrichtung 6 mit einer Stopp- und einer Überführungstrommel für die längs einer Transportstrecke von einem Bogenanleger kommenden Bogen 5, einen Druckzylinder 7, einen mit diesem zusammenwirkenden Gummizylinder 8 und vier Offsetplattenzylinder 10 auf, welche Trockenoffsetdruckplatten tragen. Diese Druckplatten, die jeweils ein Teilbild aufweisen, werden von ihnen zugeordneten, nicht dargestellten Farbwerken mit je einer bestimmten Farbe eingefärbt, und alle eingefärbten Teilbilder werden auf den Gummizylinder 8 übertragen. Alle Farbwerke sind auf einem vom Hauptgestell 4 der Maschine abfahrbaren Gestell 9 installiert. Die Drehrichtungen der Zylinder sind durch gekrümmte Pfeile angedeutet. Die Bogen 5 werden beim Durchgang zwischen Druckzylinder 7 und Gummizylinder 8 bedruckt und dann registerhaltig von der Transportvorrichtung 2 übernommen.
Die Transportvorrichtung 2 besteht aus einer an sich bekannten, einstellbaren Bogenwendevorrichtung mit einem grossen Zylinder 11 und einem kleinen Zylinder 12, einem Trocknungszylinder 13, welcher unterhalb einer vorzugsweise mit Ultraviolettstrahlern ausgerüsteten Trocknungseinrichtung 14 installiert ist, einer Registertrommel 16 und einer Transporttrommel 17. Die Lage der bedruckten Seite der die Transportvorrichtung 2 durchlaufenden Bogen ist jeweils durch ein kleines Dreieck angedeutet. Gegenüber einem Umfangsabschnitt des Trocknungszylinders 13 nahe der Bogenübergabe vom Zylinder 12 ist ein Detektorsystem 15 zum Ablesen der auf dem Bogen 5 befindlichen Registermarken installiert, die im ersten Druckwerk 1 von einer Offsetdruckplatte aufgebracht worden sind. Dieses Detektorsystem 15 und die Funktion der Registertrommei 16 werden später noch erläutert.
Um eine möglichst exakte Führung der die Registertrommel 16 passierenden Bogen zu erzielen, sind die Achsen des Trocknungszylinders 13, der Registertrommel 16 und der Transporttrommel 17 auf einer Geraden oder wenigstens näherungsweise auf einer geraden Linie angeordnet.
Die bekannte Bogenwendevorrichtung arbeitet, wenn sie wie im betrachteten Beispiel die Bogen wendet, wie folgt: Sobald der auf dem grossen Zylinder 11 an seiner Vorderkante durch Greifer gehaltene Bogen vollständig den Spalt zwischen dem grossen Zylinder 11 und dem kleinen Zylinder 12 passiert hat, werden die auf dem kleinen Zylinder 12 montierten Greifer derart gesteuert, dass sie die Hinterkante des Bogens auf dem grossen Zylinder 11 erfassen. Diese Greifer sind um eine zur Zylinderachse parallele Achse schwenkbar und in dem Moment, in welchem sie die Bogenhinterkante erfassen, in Drehrichtung des kleinen Zylinders 12 nach vorn gerichtet. Unmittelbar nachdem sie die Hinterkante des Bogens ergriffen haben, werden sie nach hinten verschwenkt, und die bisherige Hinterkante des nunmehr auf den kleinen Zylinder 12 gezogenen Bogens wird jetzt zur Vorderkante des Bogens, der anschliessend von den Greifern des grossen Zylinders 11 freigegeben und in Richtung des geraden Pfeils auf den kleinen Zylinder 12 gezogen wird. Auf diese Weise ist die bedruckte Seite des Bogens, wenn dieser auf den Trocknungszylinder 13 gelangt, nach aussen gerichtet, und im zweiten Druckwerk wird die andere, noch nicht bedruckte Bogenseite bedruckt.
Wenn dieselbe, im ersten Druckwerk 1 bedruckte Bogenseite im zweiten Druckwerk 3 einen zusätzlichen Stahlstichdruck erhalten soll, dann wird die Bogenwendevorrichtung so eingestellt, dass ohne Wendung der Bogen eine übliche Bogenübergabe zwischen den Zylindern 11 und 12 stattfindet. Die bedruckte Bogenseite liegt dann auf dem Trocknungszylinder 13 innen, was jedoch keine Bedeutung hat, da ein eventuelles Abfärben der nicht vollkommen getrockneten Farbe dann allenfalls im Stichdruckwerk unter der Wirkung des Drucks des Gegendruckzylinders auf die Stichdruckplatten stattfinden kann, die jedoch vor jedem neuen Druckvorgang gewischt werden.
Das zweite Druckwerk 3, das Stichdruckwerk, besteht aus einem Gegendruckzylinder 18, auf den die Bogen von der Transporttrommel 17 gelangen, aus einem mit dem Gegendruckzylinder 18 zusammenwirkenden Plattenzylinder 19, welcher Stichdruckplatten trägt, aus drei Schablonenwalzen 20, die von Farbwerken 21 mit verschiedenen Farben eingefärbt werden und die Stichdruckplatten auf dem Plattenzylinder 19 einfärben, aus einer an sich bekannten Vorwischeinrichtung 23 und aus der eigentlichen, einen Wischzylinder aufweisenden Wischvorrichtung 24. Die Farbwerke 21 sind auf einem vom Hauptgestell 4 abfahrbaren Gestell 22 montiert. Die Bogen 5 werden, da sie gewendet wurden, beim Durchgang zwischen dem Gegendruckzylinder 18 und dem Plattenzylinder 19 auf der noch nicht bedruckten Seite im Stichdruck bedruckt und dann von einer Transportkette 25 übernommen.
Gegenüber demjenigen Umfangsabschnitt des Gegendruckzylinders 18, auf welchem die Bogen nach Aufbringen des Stichdrucks zur Transportkette gelangen, ist ein zweites Detektorsystem 28 installiert, dessen Funktion später beschrieben wird.
Im betrachteten Beispiel erhalten die Bogen also auf der einen Seite einen Vierfarben-Offsetdruck und auf der anderen Seite einen Dreifarben-Stichdruck. Beim Offsetdruck handelt es sich vorzugsweise um den Sicherheitsuntergrund, wie ihn Wertscheine und vor allem Banknoten in der Regel erhalten, und beim Stichdruck um das Hauptmuster. Wenn der Bogen nicht gewendet wird, erhält die eine Bogenseite beide Drucke.
Figur 3 zeigt die Regel- und Steuereinrichtung für die beschriebene Maschine. Die Zylinder des Druckwerkes 1 werden von einem einen Motor aufweisenden Antrieb M8 in Drehung versetzt, wobei im betrachteten Beispiel der Gummizylinder 8 angetrieben wird. Die übrigen Zylinder des Druckwerks 1 sowie die Zylinder 11, 12 und 13 der Transportvorrichtung 2 sind zwecks synchroner Drehung in bekannter Weise kinematisch mit dem Gummizylinder 8 gekuppelt.
Zum Antrieb des Druckwerks 3 dient ein einen Motor aufweisender Antrieb M19, der im betrachteten Beispiel den Plattenzylinder 19 antreibt, während die übrigen Zylinder und Walzen des Stichdruckwerks sowie die Transporttrommel 17 kinematisch mit dem Plattenzylinder 19 gekuppelt sind. Um einen mit dem Lauf des Druckwerks 1 synchronen Lauf des Druckwerks 3 zu erzielen, wird der Antrieb M19 als Funktion der Drehzahl des Druckwerks 1 geregelt. Zu diesem Zwecke ist an der Welle des Gummizylinders 8 ein Drehzahl-Messwertgeber D8 angeordnet, der ein die Soll-Drehzahl darstellendes elektrisches Signal n8 liefert. Ein an der Welle des Plattenzylinders 19 angeordneter Drehzahl-Messwertgeber D19 liefert ein die Ist-Drehzahl des zweiten Druckwerks 3 darstellendes elektrisches Signal n19. Beide Signale n8 und n19 werden einer elektrischen Schaltungsanordnung 26 zugeführt, die ein der Differenz zwischen Soll- und Istwert entsprechendes Steuersignal S 19 zur Steuerung des Antriebs M19 erzeugt. Beide Druckwerkantriebe sind also nicht mechanisch durch eine Längswelle verbunden, sondern werden rein elektrisch, durch eine sogenannte elektrische Welle, miteinander synchronisiert.
Da beide Antriebe M8 und M19 mechanisch voneinander unabhängig sind, werden mechanische Rückwirkungen vom Stichdruckwerk auf die Transportvorrichtung 2 und das Druckwerk 1 verhindert. Auf diese Weise werden grundsätzlich alle diejenigen möglichen Registerfehler weitgehend vermieden, die dadurch entstehen können, dass die Bogen während ihrer Überführung zum zweiten Druckwerk infolge der beim Stichdruckbetrieb auftretenden starken Stösse ihre registerhaltige Position verändern. Ausserdem lassen sich die mechanisch voneinander unabhängigen Druckwerke 1 und 3 wesentlich einfacher und in viel kürzerer Zeit einrichten als die bisher bekannten kombinierten Druckmaschinen.
Um trotzdem auftretende Registerabweichungen, wie sie insbesondere beim Wenden der Bogen 5 auftreten können, zu korrigieren, sind die Bogen auf ihrem Rand mit den erwähnten Registermarken versehen, die - wie später noch erläutert - vom Detektorsystem 15 abgelesen werden, und mit Hilfe der Registertrommel 16 und einer auf ihr installierten Registerkorrekturvorrichtung, insbesondere einer verstellbaren Greiferanordnung, kann die Lage eines individuellen Bogens als Funktion der gemessenen Registerabweichungen korrigiert werden. Auf die mögliche zusätzliche Steuerung durch das Detektorsystem 28 wird erst später eingegangen.
Die Registertrommel 16 wird durch einen Antrieb M16, der von den Druckwerksantrieben M8 und M19 unabhängig ist, als Funktion der Drehzahl des zweiten Druckwerks 3 angetrieben. Zu diesem Zweck werden das elektrische Signal n19, das vom Drehzahl-Messwertgeber D19 erzeugt und nunmehr als Soll-Drehzahl verwendet wird, und ein die Ist-Drehzahl der Registertrommel 16 darstellendes elektrisches Signal n16, das von einem Drehzahl-Messwertgeber D16 an der Welle dieser Registertrommel 16 erzeugt wird, einer elektrischen Schaltungsanordnung 27 zugeführt. Diese erzeugt ein zur Differenz von Soll- und Ist- wert proportionales Steuersignal S16 zur entsprechenden Steuerung des Antriebs M16, der somit auf elektrischem Wege mit der Drehzahl des zweiten Druckwerks 3 synchronisiert ist. Wenn Registerabweichungen in Umfangsrichtung gemessen werden, kann der synchronen Drehung der Registertrommel 16 vorübergehend eine kurzzeitige kleine Beschleunigung oder Verzögerung überlagert werden, derart, dass der betreffende Bogen etwas in Transportrichtung oder entgegengesetzt zur Transportrichtung zwecks Korrektur der Registerabweichung verschoben wird. Zu diesem Zwecke besteht der Antrieb M16 für die Registertrommel 16 vorzugsweise aus einem Scheibenläufermotor, dessen Läufer eine nur geringe Masse hat und daher auf Steuerbefehle zur raschen, kurzzeitigen Drehzahländerung praktisch verzögerungsfrei anspricht, oder auch aus einem Schrittmotor.
Im betrachteten Beispiel weist jeder Bogen 5, wie schematisch in Figur 2 dargestellt, am vorderen Rand zwei im Druckwerk 1 in gleicher Höhe angebrachte Umfangsregistermarken mu und an einem Seitenrand eine Seitenregistermarke ms auf. Die beiden Registermarken mu liegen nahe den Bogenseitenkanten und dienen zur Messung sowohl einer Registerabweichung in Umfangsrichtung als auch einer eventuellen Schräglage des Bogens. Das Detektorsystem 15 hat zwei Messköpfe Ku, welche die Registermarken mu ablesen, und einen Messkopf Ks zur Ablesung der Registermarke ms. Die Lage dieser Messköpfe in bezug auf einen auf dem Trocknungszylinder 13 befindlichen Bogen 5 ist schematisch in Figur 2 angedeutet.
Ein Winkellagen-Impulsgeber W (Figur 3), der an der Welle eines der Zylinder des zweiten Druckwerks 3, im betrachteten Beispiel der Welle des Plattenzylinders 19, angebracht ist, liefert zu denjenigen Zeitpunkten, an denen die Registermarken das Detektorsystem 15 passieren und abgelesen werden sollen, ein elektrisches Signal S15, welches die Messung auslöst und gleichzeitig den Sollwert der korrekten, registerhaltigen Lage des betreffenden Bogens 5 in Umfangsrichtung definiert. Der Zeitpunkt der tatsächlichen Ablesung der Registermarken mu durch die Messköpfe Ku definiert den Ist-Wert der Lage des Bogens; dies gilt unter der Voraussetzung, dass der Bogen in Transportrichtung genau ausgerichtet ist und nicht schräg liegt (der Fall einer Schräglage wird später erläutert) und dass daher beide Registermarken mu gleichzeitig von den beiden Messköpfen Ku gelesen werden. Beim Auftreten einer Differenz zwischen Soll- und Istwert liefert eine den Messköpfen Ku zugeordnete logische Schaltung ein entsprechendes Fehlersignal t1, das der elektrischen Schaltungsanordnung 27 zugeführt wird und diese veranlasst, die Drehzahl der Registertrommel 16 kurzzeitig und vorübergehend derart zu ändern, dass der betreffende Bogen 5, sobald er sich auf der Registertrommel 16 befindet, wieder in seine registerhaltige Lage gebracht wird.
Der Messkopf Ks erfasst durch Ablesung der Seitenregistermarke ms eine Registerabweichung in Seitenrichtung. Zu diesem Zweck kann der Messkopf Ks aus einer Anzahl von photoempfindlichen Zellen, z.B. Photodioden, bestehen, welche quer zur Laufrichtung der Bogen in einer Reihe nebeneinander liegen. Der Messkopf Ks kann auch mit einem Bündel aus lichtleitenden Glasfasern arbeiten, deren in einer Reihe liegende Lichteinfallsflächen auf den Bogenrand gerichtet sind. Das Bild des Bogenrands mit der Registermarke wird auf die photoempfindlichen Zellen bzw. die Lichteinfallsflächen der Glasfasern projiziert, so dass auf diese Weise die Stelle gemessen wird, an der sich die Registermarke ms innerhalb des durch den Messkopf Ks erfassten Messbereichs befindet. Wenn eine Abweichung von der beispielsweise in der Mitte des Messbereichs definierten Soll-Lage festgestellt wird, dann erzeugt eine dem Messkopf Ks zugeordnete logische Schaltung ein Fehlersignal t2, welches der Differenz von Soll- und Ist-Lage entspricht und einen Antrieb MG für die Vorrichtung G zur Korrektur des Seitenregisters steuert.
Diese Einrichtung G ist auf der Registertrommel 16 installiert und kann aus einer Greiferanordnung bestehen, welche in Querrichtung, beispielsweise durch einen druckmittelbetätigten Zylinder, verschiebbar ist. Das Prinzip einer derartigen Verstellung ist beispielsweise durch die bereits in der Einleitung erwähnte DE-C-19 34 029 bekannt.
Um das Seitenregister zu messen, kann anstelle der Registermarke ms und des beschriebenen Messkopfes Ks auch diejenige photoelektrische Messeinrichtung verwendet werden, die in der erwähnten DE-A-20 46 602 beschrieben ist und bei welcher die durch ein dreieckförmiges Fenster begrenzte und zum Teil durch die Seitenkante des betreffenden Bogens verdeckte Lichtstrahlung gemessen wird, deren von der Seitenlage des Bogens abhängige Intensität die Ist-Lage des Bogens relativ zu einer vorgegebenen Soll-Lage definiert.
Um auch eine eventuelle Schräglage eines Bogens zu erfassen, sind, wie erwähnt, zwei Registermarken mu, die, in gleicher Höhe liegen, und entsprechend zwei Messköpfe Ku vorgesehen. Wenn beide Registermarken mu gleichzeitig von beiden Messköpfen Ku erfasst werden, hat der Bogen seine ausgerichtete Orientierung und der Messzeitpunkt definiert gleichzeitig direkt den Ist- Wert der Bogenlage in Umfangsrichtung. Wenn jedoch die beiden Registermarken mu von den Messköpfen Ku zu verschiedenen Zeitpunkten erfasst werden, bedeutet das, dass der Bogen im einen oder anderen Sinne etwas schräg zur Laufrichtung liegt. Aus der Reihenfolge, in welcher die beiden Messköpfe Ku ansprechen, und aus der Differenz der Ansprechzeitpunkte wird in diesem Falle in einer diesen Messköpfen zugeordneten logischen Schaltung ein entsprechendes Fehlersignal t3 erzeugt, welches dazu dient, einen Antrieb für eine Einrichtung zum Ausrichten des Bogens zu steuern. In diesem Falle liegt der Zeitpunkt, welcher den Ist-Wert der Bogenlage in Umfangsrichtung definiert und mit dem Soll-Wert zwecks Korrektur der Umfangsregisterabweichung verglichen wird, in der Mitte zwischen den beiden Zeitpunkten, an denen die Messköpfe Ku die ihnen zugeordnete Registermarke zu messen.
Im betrachteten Beispiel nach Figur 3 dienen der Antrieb MG und die von diesem gesteuerte Vorrichtung G, welche das Seitenregister korrigieren, auch zur Korrektur der Bogenschräglage. Dazu kann die Greiferanordnung nicht nur querverschiebbar, sondern auch um eine radial zur Registertrommel 16 orientierte Achse schwenkbar gelagert sein, wodurch eine eventuelle Bogenschräglage ausgleichbar ist; die Anordnung kann in bekannter Weise einen entsprechend verschiebbaren bzw. schwenkbaren Balken aufweisen, an welchem eine Bogenkante anliegt.
Ferner kann auch eine Verstellvorrichtung nach Art der in der DE-C-1 175 695 beschriebenen Vorrichtung verwendet werden, die in der Beschreibungseinleitung erwähnt wurde und bei welcher die Greiferanordnung in einzelne Abschnitte unterteilt ist, welche mit Hilfe von Schlitten unabhängig voneinander in Umfangsrichtung und in Querrichtung verstellbar sind. Hiermit lassen sich sowohl das Seitenregister als auch eine schräge Bogenlage korrigieren.
Es ist auch möglich, eine Umfangsregisterabweichung und eine eventuelle Bogenschräglage getrennt zu messen, indem die beiden in Figur 2 gezeigten Registermarken mu, die in Nähe der Seitenränder des Bogens 5 liegen, nur zur Erfassung einer Schräglage dienen und eine weitere Registermarke, die in der Mitte des Bogenvorderrandes aufgebracht ist und von einem weiteren Messkopf gelesen wird, zur Erfassung der Umfangsregisterabweichung dient.
Die Genauigkeit, mit welcher das Detektorsystem 15 Registerabweichungen misst, hängt wesentlich davon ab, wie genau der Winkellagen-Impulsgeber W an der Welle des Plattenzylinders 19 winkelmässig in bezug auf die Lage der auf dem Plattenzylinder 19 aufgespannten Stichdruckplatten justiert ist. Das von diesem Winkellagen-Impulsgeber W ausgesandte Signal S15 soll ja den Istwert der Lage der Stichdruckplatten auf dem Plattenzylinder 19 und damit den Sollwert für die registerhaltige Lage des Bogens beim Passieren des Detektorsystems 15 darstellen. Wenn beim Einrichten des Stahlstichdruckwerks, insbesondere beim Aufspannen der Stichdruckplatten, die winkelmässige Relativlage des Winkellagen-Impulsgebers W und der Stichdruckplatten nicht ganz genau justiert wird, oder wenn sich im Laufe des Betriebs kleine Ungenauigkeiten bezüglich dieser Relativlage einstellen, dann sind die Messungen des Detektorsystems 15 in systematischer Weise mit Fehlern behaftet.
Um diese mögliche Fehlerquelle auszuschalten und eine von der Genauigkeit der Justierung des Winkellagen-Impulsgebers W und der Stichdruckplatten unabhängige Istlage des Stichdruckbildes zu erhalten, ist im betrachteten Beispiel ein zweites Detektorsystem 28 vorgesehen, welches die Positionen von zusätzlich im Stichdruckwerk 3 auf die Bogen aufgebrachten Registermarken und der im Offsetdruckwerk 1 aufgebrachten Registermarken misst und vergleicht. Zu diesem Zwecke ist das Detektorsystem 28 nach Figur 1 am Umfang des Gegendruckzylinders 18 zwischen der Stelle, an welcher die Bogen den Stichdruck erhalten, und der die Bogen wegführenden Transportkette 25 installiert.
Die von den Stichdruckplatten aufgebrachten Registermarken repräsentieren also die Istlage der Stichdruckplatten bzw. des aufgedruckten Stichdruckbildes und müssen, wenn das Offsetdruckbild und das Stichdruckbild exakt registerhaltig liegen, eine genaue, vorgegebene Position relativ zu den im Offsetdruckwerk 1 aufgebrachten Registermarken haben, welche die Istlage des Offsetdruckbildes darstellen. Die im Stichdruckwerk aufgebrachten Registermarken können die gleiche Anzahl von Marken und die gleiche Konfiguration haben wie die im Offsetdruckwerk aufgebrachten und in Figur 2 veranschaulichten Registermarken und beispielsweise mit diesen exakt zusammenfallen, wenn das Register stimmt.
Das Detektorsystem 28, dessen Aufbau im Prinzip dem Detektorsystem 15 entsprechen kann, ist dazu eingerichtet, Unterschiede in den Lagen der einander entsprechenden Registermarken des Offsetdruckwerks und des Stichdruckwerks zu messen und entsprechende Fehlersignale abzugeben. Diese Fehlersignale steuern ebenfalls, wie Figur 3 schematisch veranschaulicht, die Schaltungsanordnung 27 zur Steuerung des Registertrommelantriebs M16 sowie den Antrieb MG für die Vorrichtung G.
Das Detektorsystem 28 stellt also auf den bereits fertig bedruckten Bogen eventuelle Registerabweichungen in Umfangsrichtung, in Seitenrichtung und bezüglich einer Schräglage fest und liefert entsprechende Korrektursignale zur registerhaltigen Ausrichtung der folgenden Bogen. Man kann daher die durch das Detektorsystem 15 bewirkten Registerkorrekturen als Voreinstellung des Registers bezeichnen, die in vielen Fällen ausreichend sein kann, während durch das Detektorsystem 28 allfällige Feinkorrekturen des Registers bewirkt werden.
Die Registertrommel 16 und alle zur Korrektur von Registerabweichungen dienenden Vorrichtungen und Organe werden nach jedem Vorbeigang eines Bogens, dessen Lage korrigiert wurde, wieder in ihre neutrale oder Nullstellung rückgeführt, aus der heraus sie beim Vorbeigang des folgenden Bogens gegebenenfalls erneut Korrekturen der Bogenlage bewirken können.
Im vorstehend beschriebenen Beispiel nach Figur 1 wird die Registertrommel 16 von einem eigenen unabhängigen Antrieb angetrieben, so dass durch vorübergehende Drehzahländerungen Registerkorrekturen in Umfangsrichtung möglich sind, und auf der Registertrommel 16 sind steuerbare Bogengreiferanordnungen installiert, mit denen ein Bogen relativ zum Trommelmantel zwecks Korrektur des Seitenregisters oder einer Schräglage verschoben werden kann.
Es sind jedoch zahlreiche Abwandlungen möglich. Anstatt eine quer zur Registertrommel 16 verschiebbare Greiferanordnung vorzusehen, kann die Registertrommel 16 selber axial verschiebbar und durch eine geeignete Steuereinrichtung als Funktion des Fehlersignals t2 verstellbar sein; das Prinzip einer derartigen Verstellung ist aus der in der Einleitung erwähnten DE-A-20 46 602 bekannt.
Die Korrektur einer Schräglage kann auch durch eine entsprechend gesteuerte Verstellung der Registertrommel 16 selber erfolgen, die zu diesem Zwecke in Pendellagern gelagert ist, welche ein Kippen der Registertrommei 16 im einen oder anderen Sinne erlauben, wobei derartige erforderliche Verstellungen natürlich nur sehr klein sind.
Die kombinierte Druckmachine nach der Erfindung erlaubt es erstmals, den immer höher werdenden Anforderungen an die Qualität von Wertscheinen, insbesondere Banknoten, zu genügen, da die für diese Qualität wesentlich massgebende Registerhaltigkeit bei der Überführung der Bogen sichergestellt werden kann. Ausserdem wird die Wirtschaftlichkeit des Betriebs kombinierter Bogendruckmaschinen der beschriebenen Art erhöht, da insbesondere der Aufwand für das Einrichten der kombinierten Druckmaschine wesentlich verringert wird.

Claims

1. Bogenrotationsdruckmaschine für Wertpapiere, insbesondere Banknoten, mit einem ersten Druckwerk (1), einer nachgeschalteten Transportvorrichtung (2) für die das erste Druckwerk verlassenden Bogen (5) und einen dieser Transportvorrichtung nachgeschaltetem zweiten Druckwerk (3), wobei die beiden Druckwerke (1, 3) je einen eigenen Antrieb (M8, M19) ohne durchgehende Längswelle haben und der Antrieb (M19) des zweiten Druckwerks (3) als Funktion der Drehzahl des ersten Druckwerks (1) geregelt wird, sowie einem an der Transportvorrichtung (2) vorgesehenen Detektorsystem (15) mit Messköpfen (Ku, Ks) dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Druckwerk (3) ein Stichdruckwerk ist, dass die Messköpfe (Ku, Ks) auf im ersten Druckwerk (1) aufgebrachte Registermarken (mu, ms) der Bogen (5) ansprechen und die Registerabweichungen in Umfangsrichtung, bezogen auf die Winkellage des Plattenzylinders (19) des zweiten Druckwerks (3), und in Seitenrichtung erfassen, dass die Transportvorrichtung zwischen dem Detektorsystem (15) und dem zweiten Druckwerk (3) eine Registertrommel (16) aufweist, deren Drehgeschwindigkeit durch einen eigenen Antrieb (M16) steuerbar ist, welcher seinerseits als Funktion der Drehzahl des zweiten Druckwerks (3) regelbar und ausserdem als Funktion der gemessenen Umfangsregisterabweichung zwecks Korrektur derselben steuerbar ist, und dass die Registertrommel (16) ferner dazu eingerichtet ist, die Seitenlage eines Bogens (5) als Funktion der gemessenen Seitenregisterabweichung zu korrigieren.

2. Bogenrotationsdruckmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Registertrommel (16) zwecks Korrektur des Seitenregisters insgesamt axial verstellbar ist.

3. Bogenrotationsdruckmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass auf der Registertrommel (16) eine Vorrichtung zum Verschieben eines Bogens relativ zum Trommelumfang in Seitenrichtung zwecks Korrektur des Seitenregisters installiert ist.

4. Bogenrotationsdruckmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Detektorsystem (15) ausserdem dazu eingerichtet ist, eine Schräglage eines Bogens (5) zu messen, und dass die Registertrommel (16) dazu eingerichtet ist, die Lage eines Bogens als Funktion der gemessenen Schräglage zu korrigieren.

5. Bogenrotationsdruckmaschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Registertrommel (16) zwecks Korrektur einer Bogenschräglage in Pendellagern gelagert und verstellbar ist.

6. Bogenrotationsdruckmaschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass auf der Registertrommel (16) eine steuerbare Vorrichtung zum Verschieben eines Bogens relativ zum Trommelumfang zwecks Korrektur einer Bogenschräglage installiert ist.

7. Bogenrotationsdruckmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass hinter der Stelle, an welcher im zweiten Druckwerk (3) die Bogen (5) bedruckt werden, ein zweites Detektorsystem (28) mit Messköpfen angeordnet ist, welche die Relativlage zwischen den im ersten Druckwerk (1) auf die Bogen aufgebrachten Registermarken und zusätzlichen, im zweiten Druckwerk (3) aufgebrachten Registermarken zwecks Erfassung einer Registerabweichung messen, und dass die die Registertrommel (16) einschliessende Vorrichtung bzw. Vorrichtungen zur Korrektur der Registerabweichungen auch durch dieses zweite Detektorsystem (28) steuerbar ist bzw. sind.

8. Bogenrotationsdruckmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Registertrommel (16) zwischen zwei Zylindern angeordnet ist, von denen der in Transportrichtung davorliegende ein Trocknungszylinder (13) und der dahinterliegende eine Transporttrommel (17) ist, und dass die Achsen dieser beiden Zylinder und der Registertrommel (16) wenigstens näherungsweise in einer Ebene liegen.

9. Bogenrotationsdruckmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass in der Transportvorrichtung (2) vor der Registertrommel (16) eine an sich bekannte, nach Wahl einstellbare Bogenwendevorrichtung (11, 12) angeordnet ist.