EP0194618B1

EP0194618B1 - Gummituchzylinder für Offset-Rollenrotationsdruckmaschinen

Info

Publication number: EP0194618B1
Application number: EP86103096A
Authority: EP
Inventors: Albert Engl; Herbert Stöckl
Original assignee: MAN Roland Druckmaschinen AG
Current assignee: Manroland AG
Priority date: 1985-03-14
Filing date: 1986-03-07
Publication date: 1989-05-10
Also published as: EP0194618A2; US4738200A; JPS61213157A; DE3663232D1; EP0194618A3

Description

Die Erfindung betrifft einen Gummituchzylinder für Rollen-Rotationsoffsetdruckmaschinen mit einem schmalen, sich in Achsrichtung erstreckenden Spannkanal, gemäß dem Oberbegriff des Anspruch 1.
Alle bisher bekannten Maßnahmen zur Reduzierung bzw. Unterdrückung von Biegeschwingungen an den Kanaleinlauf-und/oder -auslaufbereichen an Gummituchzylindern liefen darauf hinaus, die Mantelkontur des Gummituchzylinders zum Kanal hin, bezogen auf das kreiszylindrische Mantelprofil, zurückzunehmen, um einen möglichst sanften Kraftanstieg beim Wiederaufbau der Gummituchlinienkraft beim Aufeinantertreffen der beiden Gummituchzylinder nach dem Überrollen des Kanals zu erreichen (siehe beispielsweise DE-AS-1 193 516, DD-PS-101 335).
Bei einer derartigen Abflachung der Mantelkontur wandern die Gummituchzylinder beim Einlaufen in den Spannkanal aufeinander zu und verlieren dann beim Überrollen des Spannkanals über einen bestimmten Umfangswinkelbereich den Gummituchkontakt, das heißt, die Gummituchlinienkraft wird zu 0. Die Gummituchzylinder schwingen dann innerhalb des Umfangswinkelbereiches um ihre Gleichgewichtslage, die sie ohne Gummituchkontakt einnehmen. In Abhängigkeit von der Drehzahl der Druckmaschine, die heutzutage etwa 35 000 bis 45 000 Umdrehungen pro Stunde betragen kann, erfolgt nach einer bestimmten Zeit der schlagartige Wiederaufbau der Gummituchkräfte, wenn nach dem Überrollen der Spannkanäle die benachbarten Zylinder wieder gegeneinander treffen. Dies ist der sogenannte "Eingriffsstoß". Für die sich damit einstellende Biegedynamik der Zylinder ist der Zeitpunkt, zu dem dieser Eingriffsstoß erfolgt, von großer Bedeutung. So ergibt sich die größte Biegedynamik, wenn der Eingriffsstoß genau in dein unteren Umkehrpunkt der Zylinderschwingungen auftritt. Bei Rollen-Offsetdruckmaschinen mit Zylinderdurchmessern von ca. 200 mm und der üblichen Kanalbreite von 6 bis 8 mm ergeben sich die maximalen Schwingungsausschläge gerade im häufig gefahrenen oberen Betriebs-Drehzahlbereich von etwa 40 000 bis 45 000 Umdrehungen in der Stunde. Infolge der Schwingungen der Zylinder nach dem Eingriffsstoß ergeben sich mehr oder weniger stark sichtbare unerwünschte Streifen auf den Druckprodukten.
Aus der DE-B-2 945 280 ist es auch bekannt, zwecks Linearisierung des Kraftanstieges beidseitig des Kanals eine Überhöhung mit einer sich daran anschließenden Rücknahme vorzusehen. Dadurch wird ein gewollter plötzlich auftretender Kraftanstieg erzeugt. Die Steigung der Kraftanstiegkurve ist jedoch niedriger und die Schwingdämpfung verbessert, gegenüber anderen bekannten Anordnungen ohne diese Ausbildung. Es hat sich gezeigt, daß für Rollenrotationsdruckmaschinen mit ihren schmalen Kanälen diese Ausbildung nicht den gewünschten Erfolg bringt.
Aufgabe der Erfindung ist es, die Biegedynamik der Gummituchzylinder von Rollen-Rotationsoffsetdruckmaschinen beim Überrollen der Spannkanäle zu reduzieren, um die durch Zylinderschwingungen hervorgerufenen Druckstreifen auf den Druckprodukten zu vermeiden oder zumindest in ihrer Intensität wesentlich zu mindern. Diese Aufgabe wird durch die Anwendung des kennzeichnenden Teils des Anspruchs 1 gelöst. Es zeigen:

Fig. 1 bekannte Konturen an den Spannkanälen von Gummituchzylindern und
Fig. 2 die erfindungsgemäßen Konturen an den Spannkanälen von Gummituchzylindern,
Fig. 3 und 4 eine vergrößerte schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Überhöhungen an den Spannkanälen von Zylindern,
Fig. 5 und 6 Gummituchlinienkräfte und Schwingwege bei bekannter und der erfindungsgemäßen Kanalausbildung und
Fig. 7 und 8 Gummituchlinienkräfte und Schwingwege bei bekannter und der erfindungsgemäßen Kanalausbildung bei einer quasi statischen Betrachtung.

Fig. 1 zeigt schematisch die Grubenbereiche zweier bekannter Gummituchzylinder 1, 2, die, wie bereits erwähnt wurde, bisher beiderseits der Spannkanäle 3, 4 Abflachungen 5 und 6 an der einen Seite bzw. 7 und 8 an der anderen Seite aufweisen. Wie Fig. 1 erkennen läßt, wird bei einer Abflachung der An- und Auslaufbereiche 5 bis 8 an den Spannkanälen 3,4 der Gummituchkontakt zwischen den beiden Gummituchzylindern 1 und 2 unterbrochen. Je nach Ausbildung der Abflachungen 5, 7, bzw. 6, 8 geht die Gummituchlinienkraft schon vor dem Erreichen der Gruben gegen 0 und bleibt für einen verhältnismäßig langen Zeitraum auf 0. Nach dem Überrollen der Spannkanäle 3, 4 treffen schlagartig die Gummizylinder 1, 2 wieder gegeneinander, so daß bei 9 und 10 eine Extreme Erhöhung der Gummituchlinienkraft gegenüber der mittleren Gummituchlinienkraft auftritt. Die mittlere Gummituchlinienkraft ist diejenige Kraft, die während des Abrollens der beiden Gummituchzylinder 1 und 2 außerhalb der Spannkanäle vorhanden ist.
Fig. 2 zeigt die erfindungsgemäße Ausbildung der Bereiche beiderseits der Spannkanäle 13, 14 zweier Gummituchzylinder 11, 12. Erfindungsgemäß wird, zumindest auf einer Seite eines jeden der Zylinder 11, 12, vorzugsweise jedoch beiderseits eine Profilerhöhung mit progressivem Anstieg, bezogen auf die kreiszylindrische Mantelkontur vorgesehen, wie bei 15, 16, 17, 18 angedeutet ist.
Fig. 3 zeigt schematisch vergrößert die Profilerhöhung 16, 18 am Gummituchzylinder 12. Der progressive Anstieg der Profilerhöhungen 16, 18 kann einer mathematischen Funktion folgen, beispielsweise einer Exponentialfunktion, einer Parabel, einer Hyperbel oder einer Klothoide. Wesentlich ist es daß der Beginn der Profilerhöhungen 16, 18 die Tangente an den Kreisbogen ist. In den Figuren 3 und 4 ist das Ende der Profilerhöhungen 16, 18 ziemlich spitz dargestellt, in der Praxis sollte jedoch ein Radius in der Größenordnung von 2/10 bis 3/10 mm eingehalten werden, um eine Beschädigung des Gummituches, das bekanntlich in die Spannkanäle 13, 14 eingeklemmt wird, zu vermeiden.
Erfindungswesentlich ist es, daß die Profilüberhöhungen 16, 18 so auf die Breite der Spannkanäle 13,14 abgestimmt sind, daß beim Überrollen der Kanäle der Gummituchlinienkontakt erhalten bleibt. Dadurch können zum einen die Gummituchzylinder 11, 12 über den Spannkanälen 13, 14 nicht ineinanderfallen, wodurch das dynamische Schwingungsverhalten ungünstig beeinflußt wurde. Im Gegensatz zu den bekannten Spannkanalausbildungen wird bei der erfindungsgemäßen Profilerhöhung erreicht, daß die Gummituchzylinder 11, 12 vor dem Erreichen der Spannkanäle 13, 14 durch die Profilerhöhungen 17 und 18 zunächst auseinandergedrückt werden, das heißt, die Gummituchlinienkraft wird dadurch, bezogen auf die mittlere Gummituchlinienkraft erhöht. Anschließend erfolgt über den Spannkanalbereich ein Rückgang der Gummituchlinienkraft nicht auf 0, wie dies bei bekannten Vorrichtungen über einen langen Zeitraum der Fall ist. Falls dies jedoch nicht bei allen Drehzahlen möglich ist, so erfolgt bei der erfindungsgemäßen Profilerhöhung der Rückgang der Gummituchlinienkraft auf 0 nur während eines sehr kurzen Zeitraums beim Überrollen der Zylindergrube 14.
Auf der Ordinate ist bei den Darstellungen gemäß Fig. 5 bis 8 jeweils die Gummituchlinienkraft in N/cm bzw. der Schwingweg in Metern und auf der Abszisse die Zeit in Sekunden aufgetragen.

Fig. 5 zeigt den Verlauf der Gummituchlinienkraft in Newton pro cm beim Überrollen der Zylindergrube 14 und nach dem Wiederzusammentreffen der Gummituchzylinder 11 und 12 bei einer Umdrehung von 30 000 Umdrehungen pro Stunde.
Fig. 5 zeigt, daß beim Erreichen der Zylindergrube 14 bei einem normalen Kanalprofil die Gummituchlinienkraft zu 0 wird und über dem ganzen Kanalbereich auf 0 bleibt. Dies ist die dünn ausgezogene Linie A. Nach dem Überrollen der Zylindergrube 14 erfolgt dabei eine Erhöhung der Gummituchzylinderkraft, wonach sie sich in Form einer gedämpften Schwingung wieder langsam verringert. Die dick ausgezogene Kurve zeigt den Verlauf der Gummituchlinienkraft bei dem erfindungsgemäßen Kanal mit der Profilerhöhung 16 bzw. 18. Diese Kurve läßt erkennen, daß kurz vor dem Erreichen der Zylindergrube 14 die Gummituchlinienkraft zunächst erhöht wird und anschließend nur für eine kurze Zeit gegen 0 geht, wonach wiederum eine Starke Erhöhung auftritt. Nach einem nochmaligen kurzen Abfall wird sich dann die Gummituchkraft nach dem Überlaufen der Grube nur noch nach einer Kurve mit sehr geringenen Amplituden ändern. Die starken Ausschläge beim Überlaufen der Grube bei der erfindungsgemäßen Profilüberhöhung sind nicht störend, da während dieser Zeit nicht gedruckt wird.
Fig. 6 zeigt den Schwingwegverlauf des Gummituchzylinders 12 beim Überlaufen der Grube 14 und danach beim Verlauf der Gummituchlinienkräfte gemäß Fig.5. Die dünn ausgezogene Linie zeigt wiederum einen bekannten Spannkanal und die dick ausgezogene Linie den erfindungsgemäßen Spannkanal 14 mit Profilüberhöhung. Eindeutig lassen die Kurven a, b erkennen, daß bei der erfindungsgemäßen Ausbildung das dynamische Verhalten sowohl beim Überlaufen der Grube 14 als auch nach dem Überlaufen der Grube 14 wesentlich günstiger als bei den herkömmlichen Spannkanälen ohne Profilüberhöhung ist. Die Schwingungen nach dem Überlaufen der Zylindergrube 14 bei der erfindungsgemäßen Profilüberhöhung sind nicht mehr störend, das heißt sie machen sich nicht mehr als Druckstreifen auf den Druckexemplaren bemerkbar.
Die Figuren 7 und 8 stellen, ähnlich wie Fig. 5 und 6, nochmal die Gummituchlinienkräfte und die Schwingwege der erfindungsgemäßen (B) und der herkömmlichen Kanalausbildung (A) bei einem quasi statischen Zustand, gegenüber der etwa einer Drehzahl von 720 pro Stunde entspricht und bei dem der Anstieg ziemlich konstant verläuft.
Die Schwingwege des Gummituchzylinder zeigt Figur 8. Wie die Kurve A für die bekannte Kanalausbildung zeigt, geht hier der Zylinder in eine Richtung, bleibt dann auf einem bestimmten Niveau und erreicht nach ca. 0,2 sek. wieder die alte Lage. Bei der erfindungsgemäßen Kanalausführung (Kurve B) wir der Zylinder zunächst angehoben, geht dann in die andere Richtung, wird nochmals angehoben und erreicht bereits nach 0,12 sek. seine Ausgangslage. Die gesamte Wegänderung beträgt bei der erfindungsgemäßen Kanalprofilierung nur ca. 50 % der herkömmlichen Kanalausbildung.
Fig. 4 zeigt die erfindungsgemäße Profilerhöhung an Profilschienen 19 und 20, die beiderseits des Spannkanals 14 am Gummituchzylinder 12 befestigt, beispielsweise aufgeklebt oder angeschraubt sind. Anstelle der Verwendung von derartigen Profilschienen 19, 20 ist es auch möglich, die Profilerhöhungen direkt aus dem Zylindervollmaterial zu arbeiten.

Claims

1. Gummituchzylinder für Rollen-Rotationsoffsetdruckmaschinen mit einem schmalen, sich in Achsrichtung (4) erstreckenden Spannkanal, dessen Ein- und/oder Auslaufbereich eine von der Kreisform des übrigen Zylinderumfangs abweichende Kontur aufweist, wobei die Abweichung eine radiale Überhöhung (15, 17; 16, 18) zur Beeinflussung des Kraftwechselverhaltens am Spannkanalübergang darstellt, dadurch gekennzeichnet, daß die Überhöhung progressiv nach einer Exponentialfunktion (z. B. Parabel, Klothoide) ansteigt, daß der direkte Übergang vom Zylinderumfangskreisbogen zum Anstieg der Überhöhung (15, 17; 16, 18) mit der Tangente an den Kreisbogen beginnt und daß das Maß (Y) der Überhöhung, bezogen auf die kreisförmige Zylindermantelkontur, auf die Breite (X) des Spannkanals (14) abgestimmt ist, in der Weise, daß beim Überlauf der Spannkanäle (13, 14) zweier aneinander angestellter Gummituchzylinder (11, 12) über den Spannkanälen (13, 14) bei der Betriebsdrehzahl der Druckmaschine der Gummituchlinienkontakt (Fig. 5 A) nur kurzzeitig unterbrochen wird.

2. Gummituchzylinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Überhöhungen (Fig. 4,15.16,17.18) an Leisten (19, 20) angeordnet sind, die ein- oder beidseitig des Kanals (14) am Gummituchzylinder (12) befestigt sind.

3. Gummituchzylinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Überhöhungen (15, 17; 16, 18) beidseitig der Spannkanäle (13, 14) zweier aneinander angestellter Gummituchzylinder (11, 12) angeordnet sind und die gleiche Form aufweisen.

4. Gummituchzylinder nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß bei einem Durchmesser der Gummituchzylinder (11, 12) von 200 min und einer Kanalbreite (X) von etwa 5 bis 7 mm bei einer druckfreien Zone von 12 mm über dem Kanalbereich der Beginn (T) der Überhöhung (15, 17; 16,18) 3 mm von der Grubenwand weg liegt und ein Maß (Y) der Überhöhung (15, 17; 16, 18) von 1/10 mm aufweist und das Ende der Überhöhung (18) in den Spannkanal mit einem Radius zwischen 0,2 und 0,3 mm einmündet.