EP0453845A1 - Bogenoffsetdruckmaschine mit wenigstens einem Druckwerk - Google Patents

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EP0453845A1
EP0453845A1 EP91105480A EP91105480A EP0453845A1 EP 0453845 A1 EP0453845 A1 EP 0453845A1 EP 91105480 A EP91105480 A EP 91105480A EP 91105480 A EP91105480 A EP 91105480A EP 0453845 A1 EP0453845 A1 EP 0453845A1
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EP
European Patent Office
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cylinder
printing unit
cylinders
speed
pressure
Prior art date
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EP91105480A
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English (en)
French (fr)
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EP0453845B1 (de
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Dietrich Dettinger
Horst Klingler
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Manroland AG
Original Assignee
MAN Roland Druckmaschinen AG
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Application filed by MAN Roland Druckmaschinen AG filed Critical MAN Roland Druckmaschinen AG
Priority to AT91105480T priority Critical patent/ATE101080T1/de
Publication of EP0453845A1 publication Critical patent/EP0453845A1/de
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41FPRINTING MACHINES OR PRESSES
    • B41F33/00Indicating, counting, warning, control or safety devices
    • B41F33/04Tripping devices or stop-motions
    • B41F33/08Tripping devices or stop-motions for starting or stopping operation of cylinders
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41FPRINTING MACHINES OR PRESSES
    • B41F33/00Indicating, counting, warning, control or safety devices
    • B41F33/16Programming systems for automatic control of sequence of operations
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10STECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S101/00Printing
    • Y10S101/36Means for registering or alignment of print plates on print press structure

Definitions

  • the invention relates to a sheet-fed offset printing machine according to the preamble of the first claim.
  • timer devices for switching the printing unit cylinders on and off at specific times and in a specific sequence, which are driven in a machine-synchronized manner and have so-called time cams which in turn control the various shuttle valves for pressurizing the pressure medium. If pressure is to be switched on or off, the point of actuation, ie the point in time at which the working cylinders (actuating means) are pressurized, is always at a certain position of the printing unit cylinders relative to one another.
  • the time interval of the channel correspondence shortens, i.e. the period in which the channels of the plate and blanket cylinders as well as of the blanket and impression cylinders lie opposite one another. So that the time at which the blanket cylinder is switched on or off with respect to the printing and plate cylinders is within the respective opposite channels for a printing press running at any speed, the triggering times can be set within and at the beginning of the channel correspondence according to the press position. located within the channel area and towards the end of the print.
  • the object of the present invention is therefore to improve a sheet-fed offset printing machine in accordance with the preamble of claim 1 in such a way that the structural outlay for the actuating means which become effective when pressurized with pressurized medium can be reduced as far as possible, and in particular the use of actuating means which become effective when pressurized with compressed air is used at a structurally justifiable cost for printing on and off at the highest printing speeds.
  • FIG. 1 a, b, c shows the printing unit of a sheet-fed offset printing press, in which a plate cylinder 1, a blanket cylinder 2 and a printing cylinder 3 cooperate.
  • the rubber cylinder 2 is mounted eccentrically on both sides, for example, and can be turned on and off both with respect to the pressure cylinder 2 and with respect to the plate cylinder 1 by means of double-acting working cylinders which are each articulated thereon (e.g. DE-AS 1 098 963).
  • pressure Parking devices with actuating means that become effective when pressure medium is applied, which switch the rubber cylinder 2 with respect to the plate cylinder 1 and printing cylinder 3 on or off.
  • bearing levers for at least the rubber cylinder 2 are also provided here.
  • the rubber cylinder 2 is turned on and off with respect to the printing and plate cylinders 3, 1 within the time interval in which the channels 1.1, 2.1, 3.1 of plate and rubber cylinders 1, 2 or rubber and printing cylinders 2, 3 correspond to each other.
  • the command for the print shutdown can be triggered either manually by the printer or by a monitoring device on the system (photo cell, double sheet control). In both cases, the system is locked (no bow on pre-gripper) and, if the machine is in the appropriate position, the rubber cylinder 2 is switched off from the pressure cylinder 3 and then, for example, after any number of further rotations, the rubber cylinder 2 is switched off from the plate cylinder 1.
  • the process for printing is carried out accordingly. If the Druckan command is given, after the first sheet is correctly positioned on the system, the rubber cylinder 2 is positioned on plate cylinder 1 (channel correspondence). After any number of freely selectable revolutions (pre-inking of the rubber cylinder 2), the sheet is transferred from the pre-gripper to the printing unit. If channels 2.1 and 3.1 correspond to each other, the blanket cylinder 2 is placed against the impression cylinder 3, so this first sheet is fully printed. If there is more than one printing unit, the other printing units switch off or on in succession.
  • a control device that performs the functions described above, in particular in more than one printing unit, is known, for example, from DE 2 607 808 A1.
  • the effect of a timer device which provides the switch-on and switch-off signals for specific machine positions corresponds to a logical AND combination of an external command signal (pressure on / pressure off) and the machine position, ie a signal which indicates that can be switched on and off at this point in time.
  • FIG. 2 shows, over three revolutions, the mutual correspondence of the printing areas or the channels of blanket cylinder 2 and printing cylinder 3 as a horizontal program GD. According to these three turns, three arcs, i.e. Sheet n - 1, sheet n and sheet n + 1 printed. Above diagram GD, the correspondence of the pressure areas or channels of blanket cylinder 2 and plate cylinder 1 is shown in diagram GP.
  • the shift of GP with respect to GD corresponds to the arrangement of the printing unit cylinders according to FIGS. 1 a, b, c.
  • the image which is printed on sheet n was correspondingly earlier, i.e. a certain machine position previously, transferred from plate cylinder 1 to rubber cylinder 2.
  • phase DE / DA thus corresponds to a channel correspondence between rubber and impression cylinders 2, 3 or rubber and plate cylinders 2, 1.
  • an angle scale for the machine position is also drawn for sheet n-1, with a zero point which by definition lies in the correspondence between the start of printing of blanket cylinder 2 and impression cylinder 3.
  • This zero point is arbitrary.
  • the printing unit assumes the 0 o position when the printing starts DA of the rubber and printing cylinders 2, 3 face each other.
  • the width of the channels is 90 o .
  • This value is also chosen as an example.
  • the position 270 o of the printing unit thus corresponds to the position of the rubber and printing cylinders 2, 3 if their printing ends DE correspond to one another.
  • Positions between 270 o and 360 o correspond to positions of the rubber and impression cylinders 2, 3, in which their channels 2.1, 3.1 lie opposite one another.
  • the machine position or the correspondence of the pressure areas of plate and blanket cylinders 1, 2 can also be read from the diagram GP according to FIG. 2. With a machine position between 150 o and 240 o , the channels 1.1 and 2.1 of the plate and blanket cylinders 1, 2 correspond to one another.
  • a timer device forms a signal at the switching time SGD in a known manner, which triggers the pressure medium acting on the actuating means provided for this parking movement (diagram GD). If, in addition, the blanket cylinder 2 is then to be shut off from the plate cylinder 1, the timer device triggers the pressure medium applied to the actuating means leading to the blanking cylinder 2 from the plate cylinder 1 when the machine position is marked SGP. The same applies to the pressure setting, only that the switching point SGP for the setting of the rubber cylinder 2 on the plate cylinder 1 is at least one complete machine revolution before the switching point SGD.
  • the first-mentioned force component is approximately independent of the printing speed, but the second component increases sharply with increasing printing speed, since the period of the channel correspondence is shortened, but the path of the rubber cylinder 2 to be adjusted remains the same.
  • the maximum distance of the blanket cylinder 2 from the plate cylinder 1 and impression cylinder 3 should be reached within the channel area, especially when it is parked.
  • a simple calculation shows that the forces to be applied by the adjusting means increase with the square of the printing speed.
  • the time available for reducing or adjusting the pressure is additionally shortened by a so-called reaction time, from the triggering of the pressure medium (switching times SGD, SGP) to the reaction of the actuating means (pressure build-up, retraction or extension of a piston rod of a double-acting one Working cylinder) passes.
  • the actuating means only reaches its maximum working speed after a certain time (piston speed of the working cylinder) and also with double-acting working cylinders with high piston speed, the latter is braked before reaching its end position (end position braking, for example by narrowing the cross section of an outlet opening).
  • control device 4 does not form the switching signals SGD, SGP for printing on and off independently of the printing speed (speed of the printing unit), but additionally the speed of the printing unit (printing speed) is also detected and the switching times SGD, SGP are accordingly provided from the machine position and the printing speed.
  • the switching times SGD, SGP for switching the rubber cylinder 2 on and off with respect to the pressure cylinder 3 (diagram GD) and with respect to the plate cylinder 1 (diagram GP) are advanced depending on the speed.
  • the abscissas of the diagrams GD and GP show, as in FIG. 2, the machine position, on the ordinate the printing speed in sheets / h is additionally plotted. 3, the speed-dependent position of the switching times SGD, SGP can now be seen from the characteristic curves shown.
  • the switching times SGD, SGP are brought forward in proportion to the speed.
  • a different advance (characteristic shape) depending on the machine speed can also be selected, for example one determined empirically or by model calculation.
  • the size of this advance is primarily based on the size of the response time interval already described, i.e. the period of time that elapses between the time of switching (triggering of the pressure medium) and a first forceful reaction of the actuator (s) by the pressure medium acting (pressure build-up in the working chambers).
  • the switching time for example the valves controlled by the control device, i.e. the time that the valves need to open or close.
  • the switching times SGD, SGP are to be advanced depending on the speed so far that at each printing unit speed the blanket cylinder 2 already has its end position with respect to the printing cylinder 3 or plate cylinder 1 when printing off at the beginning of the printing start DA. has taken the greatest intended distance.
  • the switching times SGP, SGD i.e. the switching times that trigger the placement of the blanket cylinder 2 on the plate cylinder 1 or the placement of the blanket cylinder 2 on the printing cylinder 3, so far that the blanket cylinder 2 is already fully engaged at the beginning of the start of printing DA with the intended provision of the corresponding cylinder is.
  • the reaction time and / or the stroke time i.e. to measure the period of time that the actuating means or actuators require in order to carry out the movements causing the turning on or turning off.
  • the length of the time span is then recorded, which is from the output of the switching signals (switching times SGD, SGP; actuation of the solenoid valves) to a first forceful reaction of the actuating means or actuating means by the pressure medium passes.
  • the actuating means is designed as a double-acting working cylinder
  • the reaction time corresponds to the time period between the delivery switching signal and the start of the lifting movement of a working piston (beginning of the extension or immersion of a piston rod).
  • the lifting time mentioned above corresponds to the period of time that a piston rod needs to fully retract or extend.
  • these measured times are used in addition to the speed-dependent advance of the switching times SGD, SGP.
  • the speed-dependent advance is then carried out not only by an angular amount that depends on the speed of the machine, but by an angular amount that corresponds to the reaction time that occurred, for example, during the last start-up or shutdown process. This angular amount then simply results from the product of the angular velocity (actual rotational speed) with a reaction time determined during a previous activation or deactivation process.
  • the speed-dependent advance of the switching time SGD, SGP can additionally take place as a function of the stroke speed determined in an earlier (the last) starting or stopping process. If high lifting speeds are determined, a lower advance of the switching times SGD, SGP (smaller angular amount) than with a lower lifting speed may be sufficient. Advancing the switching times SGD, SGP is thus adapted to the lifting speed. It can also be determined whether the lifting time (lifting speed) of the actuating means increases due to aging or wear or other influences. This means that necessary maintenance and repair work can be identified at an early stage.
  • Fig. 4 shows a control device 4 for a printing unit according to the invention.
  • the print on / off command is fed to the latter via a command line 5, and the control device 4 also receives a position signal from a rotary angle encoder 6 running synchronously with the machine speed, which corresponds to the position of the printing unit cylinders (angular position) relative to one another.
  • the control device 4 If the control device 4 is designed according to the state of the art, it outputs the switching signals for pressurizing the actuating means when the pressure command or pressure command is given precisely when the actual position of the printing unit (rotary encoder 5) or correspond to the desired positions for the pressure activation or pressure deactivation process of the blanket cylinder 2 (switching times SGD, SGP according to FIG. 2).
  • switching times SGD, SGP switching times
  • control device 4 forms the desired positions leading to the pressure switching on and off depending on the machine speed, that is, forms forward shift signals.
  • control device 4 is supplied with the actual speed of the printing unit (machine speed), in particular already in digital form, via a further signal line 9.
  • This speed signal can advantageously be taken from the control of the main drive 10, since an actual speed signal is present there anyway for regulating the machine speed. This then only has to be modified according to the main drive ratio.
  • the actual speed signal can be any signal that represents the value of the machine speed.
  • the rotary encoder 6, which is connected synchronously with the sheet-fed offset printing machine, is designed, for example, as a high-resolution 12-bit rotary encoder and is mounted, for example, on a so-called single-speed shaft of the system. Of course, it can also be located on any shaft that moves synchronously with the machine.
  • the control device 4 is designed as a computer and is designed to calculate and provide the switching signals in accordance with the target positions in real-time processing.
  • Control device 4 also contains the necessary input / output modules for the command line 5, the signal from the rotary encoder 6, the actual speed signal of the signal line 9 and for the provision of the switching signals on the control lines 7 and 8.
  • the pressurization of the actuating means is triggered, for example, by means of electrically switchable valves (solenoid valves) for switching the pressure on and off.
  • solenoid valves electrically switchable valves
  • control device 4 can be connected to the sensors on the actuating means via signal lines RZ / HZ.
  • a signal (pulse) is present on the signal line RZ / HZ, for example, precisely when the actuating means begins to perform a lifting movement.
  • a time recording device 4 ' for example implemented in the control device 4, can thus determine the time period from the transmission of the switching signals (switching times SGD, SGP; control of the valves via control line 7 or 8) to the reaction of the actuating means (retraction or extension of a Piston rod) passes.
  • the reaction time determined in this way is then used in a later one Pressure switching on or off to determine the speed-dependent advance of the switching times SGD, SGP (angular amounts) depending on these reaction times.
  • the control device 4 is supplied with two signals, for example, via signal line RZ / HZ, the first then coinciding with the start and the second with the end of the stroke movement.
  • the stroke time of the adjusting means can thus be determined by the time recording device 4 '.
  • the shift-dependent switching time SGD which triggers the turning on and off of the blanket cylinder 2 from the pressure cylinder 3, can be brought forward by an amount of rotation angle which corresponds to the sum of the reaction time and the stroke time. This ensures that the blanket cylinder 2 is always completely turned on or off before the end of the channel correspondence with the pressure cylinder 3.
  • a control device 4 which causes the switching times SGD, SGP to be advanced depending on the speed in conjunction with the sensors attached to the actuating means and the reaction and / or stroke times determined by the time recording device 4 ′, can be referred to as a self-learning control system, since the pressure medium is triggered depending on previously determined reaction and / or stroke times.
  • control device 4 calculates the necessary switching times SGD, SGP for the point in time, that is to say the target positions of the machine at which the switching signals are to be applied to control lines 7, 8 after command 5 has given the pressure command.
  • control device 4 calculates the required target positions, ie switching times SGD, SGP for printing on and off for the various speeds, for example once when the printing press is started up, and each target position for a specific one Speed range in its own memory cell.
  • Each of these memory cells can then be addressed with the appropriate preparation via the speed signal of the signal line 9, ie the value written there and thus also the value corresponding to the speed is available after simple addressing.
  • the target position for the necessary switching operations is thus directly available.
  • the corresponding switching signals are provided on the control lines 7, 8, as already described.
  • the number of speed classes or speed ranges in which the entire speed range of the machine (standstill to maximum speed) is divided or quantized depends on the digital resolution of the speed signal, ie the maximum number of memory units that can be addressed by the speed signal. Accordingly, a large number of precalculated switching times SGD and SGP can be stored.
  • This type of provision of target positions angular position of the printing unit cylinders relative to one another
  • the quantization of the speed range can also be used in a targeted manner in order to reduce the number of switching times SGD, SGP and accordingly to provide only a few storage locations. With a small amount of memory, the memory access time is shortened, the switching times SGD, SGP according to the speed class in which the respective actual speed is located can be provided in the shortest possible time.
  • FIG. 5 shows an advantageous embodiment of an actuating means for switching the pressure on and off, which is not derived in a simple manner from the prior art, and which has two double-acting pneumatic cylinders 2.1 B, 2.1 C.
  • the rubber cylinder 2 is mounted in a known manner on both sides in eccentric bushings 11 and can be adjusted by means of two-stage pivoting of the eccentric bushings 11 on the plate and printing cylinder 1, 3, can be switched off by the printing cylinder 3, while it remains on the plate cylinder 1 and can be completely switched off by both printing unit cylinders.
  • 1 a, b, c result from the pivoting of the eccentric bushes 11 into the positions a, b, c in FIG. 5.
  • the pivoting of the eccentric bushes 11 takes place via tabs 12 and release lever 13, which sit on a moving-off shaft 14 which extends across the machine width.
  • Rotation of the pull-off shaft 14 thus pivots the two eccentric bushes 11 into the pressure on or pressure shutdowns according to a, b, c according to FIGS. 1 and 5.
  • the turning of the pull-off shaft 14 causes one on the machine side and out of the tabs 15 and 16 formed toggle lever mechanism with a frame-fixed abutment 17.
  • Tab 15 is articulated on a further lever arm 18 of the release shaft 14.
  • a link 19 is also articulated on the link plate 15, which connects the piston rods 20. B, 20.C of two parallel-acting, double-acting pneumatic cylinders 21.b, 21.c, which are fixed to the frame and are fixed to one another.
  • the piston rods 20.b 21.C bring the toggle lever mechanism of the tabs 15, 16 into an extended position, in which case rubber cylinders 2 are in contact with plate and pressure cylinders 1, 3.
  • the four working chambers of the pneumatic cylinders 21.8, 21.C are, for example, from the control device 4 via solenoid valves Compressed air can be applied via the control lines 7, 8.
  • the pneumatic cylinder 21.B is switched in such a way that the piston rod 20.B is immersed and thus brings the toggle lever mechanism of the plates 15, 16 into a folded position via a coupling 19.
  • the pneumatic cylinder 21.C is switched so that the piston rod 21.C retracts and also, in a force-boosting manner, sets the toggle lever mechanism of the plates 15, 16 into a completely kinked position via coupling 19.
  • the eccentric bushes 11 are now pivoted to position c (FIG.
  • the pneumatic cylinders 21.B, 21.C can be switched individually by the control device 4 at the switching times SGD, SGP, the three positions of the rubber cylinder 2 described with respect to the plate cylinder 1 and pressure cylinder 3 can be approached. It is also possible to switch both pneumatic cylinders 21.B, 21.C at the same time for spontaneous pressure shutdown, that is to say to turn off the rubber cylinder 2 entirely from the pressure cylinder 3 and also the plate cylinder 1.
  • FIG. 6a shows an embodiment of the sensor system on the pneumatic cylinder 21.B.
  • the design of the sensors on the pneumatic cylinder 21.C is the same. Accordingly, a sensor 22 is arranged in the region of the piston rod 20.B, so that two markings 23 attached to the piston rod 20.B can be scanned through it. If the piston rod 20.B is almost completely extended (almost the upper end position), thus, as shown, the lower marking 23 corresponds to the sensor 22. When the piston rod 20.B is almost completely retracted, the upper marking 23 correspondingly (not shown) corresponds to the sensor 22.
  • the sensor 22 is designed, in accordance with its principle of action, to emit a signal precisely then if one of the two markings 23 faces it.
  • pneumatic cylinder 21.B If pneumatic cylinder 21.B is switched in such a way that piston rod 20.B plunges from the extended end position (FIG. 6) into the retracted end position, sensor 22 gives a pulse at the beginning of the movement of piston rod 20.B and one at the end of the movement of Piston rod 20.B from.
  • the arrangement of the sensors 22 described in conjunction with the markings 23 enables both the stroke time and the reaction time of the pneumatic cylinder 21b to be recorded (time recording device 4 '). Since there are sensors 22 and markings 23 on both pneumatic cylinders 21.B, 21.C, the signals (eg pulses) supplied by the two sensors 22 are fed to the control device 4 or the time recording device 4 'via two signal lines RZ / HZ (FIG 4).
  • the sensors 22 can be designed as optical reflex scanners or as Hall sensors or so-called reed contacts. Accordingly, the markings 23 are optically scannable marks (blackening) or a small, permanently magnetic area in the piston rod 20.B or 20.C.
  • the last-mentioned design of the sensors 22 together with the marking 23 is considered to be particularly advantageous, since this type of scanning is largely independent of the degree of contamination of the piston rod 20.B, 20.C.
  • other sensor arrangements or a sensor system operating according to a different operating principle can also be used, only one signal (pulse) having to be provided by the sensor system at the beginning and at the end of the piston movement.
  • FIG. 6b Another variant of the sensor system is shown in FIG. 6b.
  • Two sensors 22 (Hall sensors) are provided here, which are arranged on the pneumatic cylinder 21.B in the region of the end positions of its working piston (dashed lines).
  • the piston has, for example, a permanent magnetic area for the sensors 22.

Abstract

Bei einer Bogenoffsetdruckmaschine mit wenigstens einem Druckwerk, in welchem der Gummizylinder (2) durch bei Druckmittelbeaufschlagung wirksam werdende Stellmittel bezüglich des Druck- (3) und Plattenzylinders (1) an- und abstellbar ist, wird die Druckmittelbeaufschlagung durch eine Steuereinrichtung (4) entsprechend der Maschinenstellung ausgelöst (Kanalkorrespondenz). Damit die Druckan- und -abstellung jeweils im Bereich der gegenüberliegenden Zylinderkanäle (1.1,2.1,3.1) erfolgt, erfaßt die Steuereinrichtung (4) über einen Drehwinkelgeber (6) die Stellung der Druckwerkszylinder (1,2,3) zueinander und ferner wird ihr die Ist-Drehzahl der Maschine zugeführt. Die Steuereinrichtung bildet in Abhängigkeit der Drehzahl zur Druckan- und -abstellung in Drehrichtung der Druckwerkszylinder (1,2,3) vorverlegte Schaltzeitpunkte, so daß die Reaktionszeit außerhalb des Zeitintervalls der Kanalkorrespondenz liegen. Diese erfindungsgemäße Ausbildung einer Steuereinrichtung (4) reduziert den extrem hohen konstruktiven Aufwand an den bei Druckmittelbeaufschlagung wirksam werdenden Stellmittel, der nötig ist, um auch bei hohen Druckgeschwindigkeiten sicheres Druckan- und -abstellen zu gewährleisten. <IMAGE>

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Bogenoffsetdruckmaschine nach dem Oberbegriff des ersten Patentanspruchs.
  • Aus der DE-AS 1 098 963, der DD-PS 86 631 sowie der DE 3 232 171 A1 ist es bekannt, den Gummizylinder des Druckwerkes einer Bogenoffsetdruckmaschine zur Druckan- und -abstellung durch bei Druckmittelbeaufschlagung wirksam werdende Stellmittel zu betätigen. Wie aus den letzten beiden Schriften entnehmbar, hat das An- bzw. Abstellen von Gummi- und Plattenzylinder bzw. Gummi- und Druckzylinder nacheinander und im Bereich der jeweils gegenüberliegenden Zylinderkanäle zu erfolgen. Dies ist nötig, damit beim Abstellen des Gummizylinders vom Druckzylinder der letzte noch zu bedruckende Bogen voll ausgedruckt wird, bzw. beim Abstellen des Gummizylinders vom Plattenzylinder über die Drucklänge kein Farbabfall auf dem Gummizylinder entsteht. Entsprechendes gilt für die Anstellvorgänge.
  • Aus der ersten der eingangs genannten Schriften ist es bekannt, zum An- und Abstellen der Druckwerkszylinder zu bestimmten Zeitpunkten und in bestimmter Reihenfolge Zeitgebereinrichtungen vorzusehen, welche maschinensynchron angetrieben werden und sogenannte Zeitnocken aufweisen, welche ihrerseits die verschiedenen Wechselventile zur Druckmittelbeaufschlagung steuern. Soll Druck an- bzw. abgestellt werden, so liegt der Betätigungszeitpunkt, d.h. der Zeitpunkt der Druckmittelbeaufschlagung der Arbeitszylinder (Stellmittel) stets bei einer bestimmten Stellung der Druckwerkszylinder zueinander.
  • Bei zunehmender Druckgeschwindigkeit (Drehzahl der Druckwerkszylinder) verkürzt sich das Zeitintervall der Kanalkorrespondenz, d.h. der Zeitraum in welchem die Kanäle von Platten- und Gummizylinder sowie von Gummi- und Druckzylinder einander gegenüberliegen. Damit bei mit jeder Drehzahl laufender Druckmaschine der Zeitpunkt zu dem der Gummizylinder bezüglich Druck- und Plattenzylinder an- bzw. abgestellt wird, innerhalb der jeweils gegenüberliegenden Kanäle liegt, können die Auslösezeitpunkte entsprechend der Maschinenstellung innerhalb und zu Beginn der Kanalkorrespondenz eingestellt sein, d.h. innerhalb des Kanalbereiches und zum Druckende hin gelegen. Nachteilig ist bei einem fest von der Maschinenstellung abhängenden und innerhalb des Kanalbereichs gelegenen Schaltzeitpunkt, daß gerade bei schnellaufender Druckmaschine nur ein sehr kurzes Zeitintervall zwischen dem Zeitpunkt der Druckmittelbeaufschlagung der Stellmittel und dem Zeitpunkt zu dem der Gummizylinder vollständig zum bzw. vom Druck- oder Plattenzylinder an- bzw. abgestellt ist, zur Verfügung steht. Damit diese An- und Abstellvorgänge auch bei höchsten Maschinengeschwindigkeiten innerhalb des Bereichs gegenüberliegender Zylinderkanäle vollständig abgeschlossen sind, ist es nötig, die bei Druckmittelbeaufschlagung wirksam werdenden Stellmittel (doppelt wirkende Arbeitszylinder) für höchste Kräfte auszulegen, entsprechend Druckmittel (Druckluft, Öl) bei hohen Arbeitsdrucken zu schalten und ebenso dieses mit hohem Druck bereitzustellen.
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es somit, eine Bogenoffsetdruckmaschine gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 derartig zu verbessern, so daß der konstruktive Aufwand für die bei Druckmittelbeaufschlagung wirksam werdenden Stellmittel weitgehenst reduziert werden kann und insbesondere die Verwendung von bei Druckluftbeaufschlagung wirksam werdenden Stellmittel bei konstruktiv vertretbarem Aufwand zur Druckan- und -abstellung bei höchsten Druckgeschwindigkeiten möglich ist.
  • Gelöst wird diese Aufgabe durch die kennzeichnenden Merkmale des ersten Patentanspruchs. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen in Verbindung mit der Beschreibung und den Zeichnungen.
  • Nachstehend wird eine Ausführungsform der Erfindung an einem Beispiel näher erläutert. Die zugehörige Zeichnung zeigt:
  • Fig. 1 a,b,c
    das Druckwerk einer Offsetdruckmaschine,
    Fig. 2
    ein Diagramm zur Kanalkorrespondenz,
    Fig. 3
    die Vorverlegung der drehzahlabhängig ermittelten Schaltzeitpunkte,
    Fig. 4
    ein Blockschaltbild einer Steuereinrichtung,
    Fig. 5
    eine vorteilhafte Ausgestaltung einer Druckan- und - abstellvorrichtung mit doppelt wirkenden Pneumatikzylindern.
    Fig. 6 a, b
    Sensoranordnungen an einem Pneumatikzylinder.
  • Fig. 1 a,b,c zeigt das Druckwerk einer Bogenoffsetdruckmaschine, in welchem ein Plattenzylinder 1, ein Gummizylinder 2 und ein Druckzylinder 3 zusammenwirken. Zur Druckan- und -abstellung ist dazu, wie aus dem Stand der Technik hinreichend bekannt, der Gummizylinder 2 beispielsweise beidseitig exzentrisch gelagert und mittels jeweils daran angelenkter doppelt wirkender mit Druckmittel beaufschlagbare Arbeitszylinder sowohl bezüglich Druckzylinder 2 als auch bezüglich Plattenzylinder 1 an- bzw. abstellbar (z.B. DE-AS 1 098 963).
  • Aus der OD-PS 86 631 und der DE 3 232 171 A1 sind Druckan- und - abstellvorrichtungen mit bei Druckmittelbeaufschlagung wirksam werdenden Stellmitteln, welche den Gummizylinder 2 bezüglich Plattenzylinder 1 und Druckzylinder 3 an- bzw. abstellen bekannt. Hier sind neben exzentrischen Lagerungen für den Gummizylinder 2 zusätzlich Lagerhebel für wenigstens den Gummizylinder 2 vorgesehen. Durch Druckmittelbeaufschlagung der entsprechenden Stellmittel (doppelt wirkende Arbeitszylinder) kann - ausgehend von der Druckanstellung (Fig. 1 a) - der Gummizylinder 2 zunächst lediglich vom Druckzylinder 3 abgestellt werden. In der Stellung nach Fig. 1 b haben Gummi- und Plattenzylinder 2, 1 weiterhin Kontakt. Soll der Druck ganz abgestellt werden, so wird durch Druckmittelbeaufschlagung eines weiteren Stellmittels der Gummizylinder 2 auch vom Plattenzylinder 1 abgestellt (Fig. 1c).
  • Wie bereits in der Beschreibungseinleitung angeführt, erfolgt das An-und Abstellen des Gummizylinders 2 bezüglich Druck- und Plattenzylinder 3, 1 jeweils innerhalb des Zeitintervalls, in dem die Kanäle 1.1, 2.1, 3.1 von Platten- und Gummizylinder 1, 2 bzw. Gummi- und Druckzylinder 2, 3 miteinander korrespondieren.
  • Das Kommando für die Druckabstellung kann dabei entweder manuell vom Drucker oder durch eine Überwachungseinrichtung an der Anlage (Fotozelle, Doppelbogenkontrolle) ausgelöst werden. In beiden Fällen erfolgt ein Sperren der Anlage (kein Bogen an Vorgreifer) und bei entsprechender Stellung der Maschine ein Abstellen des Gummizylinders 2 vom Druckzylinder 3 und anschließend beispielsweise nach beliebig vielen weiteren Umdrehungen ein Abstellen des Gummizylinders 2 vom Plattenzylinder 1.
  • Der Vorgang zur Druckanstellung erfolgt entsprechend. Wird das Druckan-Kommando gegeben, so erfolgt, nachdem der erste Bogen korrekt an der Anlage liegt, das Anstellen des Gummizylinders 2 an Plattenzylinder 1 (Kanalkorrespondenz). Nach beliebig vielen frei wählbaren Umdrehungen (Voreinfärben des Gummizylinders 2) wird der Bogen vom Vorgreifer an das Druckwerk übergeben. Wenn die Kanäle 2.1 und 3.1 miteinander korrespondieren, wird der Gummizylinder 2 an den Druckzylinder 3 angestellt, dieser erste Bogen somit voll ausgedruckt. Bei mehr als einem Druckwerk schalten sich die weiteren Druckwerke in Folge ab bzw. zu. Eine Steuereinrichtung, die oben beschriebene Funktionen insbesondere bei mehr als einem Druckwerk ausführt, ist beispielsweise aus der DE 2 607 808 A1 bekannt. Eine Zeitgebereinrichtung, welche die An- bzw. Abstellsignale zu bestimmten Maschinenstellungen bereitstellt, entspricht in ihrer Wirkung einer logischen Und-Verknüpfung aus einem externen Kommando-Signal (Druck an /Druck ab) und der Maschinenstellung, d.h. einem Signal, welches angibt, daß zu diesem Zeitpunkt das An- bzw. Abstellen erfolgen kann.
  • Fig. 2 zeigt über drei Umdrehungen die gegenseitige Korrespondenz der Druckbereiche bzw. der Kanäle von Gummizylinder 2 und Druckzylinder 3 als horizontales Programm GD. Entsprechend diesen drei Umdrehungen werden drei Bögen, d.h. Bogen n - 1, Bogen n und Bogen n + 1 gedruckt. Oberhalb Diagramm GD ist im Diagramm GP die Korrespondenz der Druckbereiche bzw. Kanäle von Gummizylinder 2 und Plattenzylinder 1 dargestellt. Die Verschiebung von GP bezüglich GD entspricht dabei der Anordnung der Druckwerkszylinder gemäß Fig. 1 a, b, c. Das Bild, welches auf Bogen n gedruckt wird, wurde entsprechend früher, d.h. eine bestimmte Maschinenstellung zuvor, vom Plattenzylinder 1 auf Gummizylinder 2 übertragen. In den Diagrammen GD bzw. GP sind ferner mit DA die Druckanfänge und mit DE die Druckenden der jeweiligen Druckzonenkorrespondenz eingezeichnet. In Diagramm GD und GP entspricht somit die Phase DE/DA einer Kanalkorrespondenz von Gummi- und Druckzylinder 2, 3 bzw. Gummi- und Plattenzylinder 2, 1.
  • Im Diagramm GD nach Fig. 2 ist ferner für Bogen n - 1 eine Winkelskalierung für die Maschinenstellung eingezeichnet, mit einem Nullpunkt der per definitionem bei der Korrespondenz der Druckanfänge von Gummizylinder 2 und Druckzylinder 3 liegt. Diese Nullpunktgebung ist dabei beliebig. Das Druckwerk nimmt gemäß obiger Definition die 0o-Stellung ein, wenn die Druckanfänge DA von Gummi- und Druckzylinder 2, 3 einander gegenüberstehen. Des weiteren sei angenommen, daß die Breite der Kanäle (bei einfach großem Druckzylinder 2) 90o beträgt. Auch dieser Wert ist rein beispielhaft gewählt. Gemäß obiger Definition entspricht somit die Stellung 270o des Druckwerkes der Stellung von Gummi- und Druckzylinder 2, 3, wenn deren Druckenden DE miteinander korrespondieren. Stellungen zwischen 270o und 360o entsprechen Stellungen von Gummi- und Druckzylinder 2, 3, in welchen deren Kanäle 2.1, 3.1 einander gegenüberliegen. Aus dem Diagramm GP nach Fig. 2 läßt sich ebenso die Maschinenstellung bzw. der Korrespondenz der Druckbereiche von Platten- und Gummizylinder 1, 2 ablesen. Bei einer Maschinenstellung zwischen 150o und 240o korrespondieren somit die Kanäle 1.1 und 2.1 von Platten- und Gummizylinder 1, 2 miteinander.
  • Soll nach dem Bogen n - 1 der Gummizylinder 2 vom Druckzylinder 3 abgestellt werden (Bogen n = Fehlbogen), so bildet in bekannter Weise eine Zeitgebereinrichtung ein Signal zum Schaltzeitpunkt SGD, welches die Druckmittelbeaufschlagung des für diese Abstellbewegung vorgesehenen Stellmittels auslöst (Diagramm GD). Soll zusätzlich im Anschluß daran der Gummizylinder 2 vom Plattenzylinder 1 abgestellt werden, so löst die Zeitgebereinrichtung bei der mit SGP gekennzeichneten Maschinenstellung die Druckmittelbeaufschlagung des zur Abstellung des Gummizylinders 2 vom Plattenzylinder 1 führenden Stellmittels aus. Entsprechendes gilt für das Druckanstellen, nur daß dann der Schaltzeitpunkt SGP für das Anstellen des Gummizylinders 2 an Plattenzylinder 1 wenigstens eine ganze Maschinenumdrehung vor dem Schaltzeitpunkt SGD liegt.
  • Gemäß Fig. 2 sind die Schaltzeitpunkte SGD, SGP zu Beginn der Kanalkorrespondenz gelegt, d.h. kurz nachdem die Druckendebereiche DE der entsprechenden Zylinder einander gegenüberstanden. Ein derartiges Legen der Schaltzeitpunkte SGD, SGP gewährleistet, daß für das An- bzw. Abstellen des Gummizylinders 2 fast die gesamte Kanalbreite zur Verfügung steht. In diesem Winkelbereich, also in einer von der Druckgeschwindigkeit abhängigen Zeit muß das oder die Stellmittel durch Druckmittelbeaufschlagung den Gummizylinder 2 ganz in Kontakt zum Platten- oder Druckzylinder 1, 3 bringen, bzw. ganz von diesen lösen. Dabei sind von den Stellmitteln grundsätzlich zwei Arten von Kräften zu überwinden:
    • An- bzw. Abstellen des Gummizylinders 2 mit einer Kraft gegen Platten- und Druckzylinder 1, 3 (Beistellung),
    • die Trägheit des Gummizylinders 2 nebst dessen Lager bei der zur An- bzw. Abstellung führenden Bewegung von der Ausgangslage in die Endlage.
  • Der erstgenannte Kraftanteil ist näherungsweise druckgeschwindigkeitsunabhängig, der zweite Anteil nimmt aber mit zunehmender Druckgeschwindigkeit stark zu, da sich der Zeitraum der Kanalkorrespondenz verkürzt, der zu verstellende Weg des Gummizylinders 2 aber gleich bleibt. Der maximale Abstand des Gummizylinders 2 vom Plattenzylinder 1 und Druckzylinder 3 soll gerade beim Abstellen noch innerhalb des Kanalbereiches erreicht werden. Durch eine einfache Rechnung läßt sich zeigen, daß dabei die von den Stellmitteln aufzubringenden Kräfte mit dem Quadrat der Druckgeschwindigkeit zunehmen.
  • Der zur Druckab- bzw. -anstellung zur Verfügung stehende Zeitraum verkürzt sich aber noch zusätzlich durch eine sogenannte Reaktionszeit welche vom Auslösen der Druckmittelbeaufschlagung (Schaltzeitpunkte SGD, SGP) bis zur Reaktion der Stellmittel (Druckaufbau, Ein- bzw. Ausfahren einer Kolbenstange eines doppelt wirkenden Arbeitszylinders) vergeht. Auch erreicht das Stellmittel erst nach einer gewissen Zeit seine maximale Arbeitsgeschwindigkeit (Kolbengeschwindigkeit des Arbeitszylinders) und ebenfalls wird gerade bei doppelt wirkenden Arbeitszylindern mit hoher Kolbengeschwindigkeit dieser vor Erreichen seiner Endlage gebremst (Endlagenbremsung beispielsweise durch Querschnittsverengung einer Austrittsöffnung).
  • Aus den voranstehend geschilderten Gründen ist eine Druck- und - abstellung durch bei Druckmittelbeaufschlagung wirksam werdenden Stellmitteln bei den heute erreichbaren hohen Druckgeschwindigkeiten (bis 20 000 Bogen/h) nur durch sehr hohen konstruktiven Aufwand bezüglich der Stellmittel (Arbeitszylinder) sowie der das Druckmittel bei hohen Drucken bereitstellenden Anlage (Druckpumpen, Druckspeicher) möglich. Eine Druckan- und -abstellung durch mit Druckluft betätigbare Stellmittel (doppelt wirkende Pneumatikzylinder) ist daher gerade wegen der nötigen sehr hohen Drucke bei konstruktiv vertretbarem Aufwand kaum möglich.
  • Nach der Erfindung ist zur Begrenzung des konstruktiven Aufwandes, insbesondere um die Verwendung pneumatischer Stellmittel zu ermöglichen, vorgesehen, daß die Steuereinrichtung 4 die Schaltsignale SGD, SGP zur Druckan- und -abstellung nicht unabhängig von der Druckgeschwindigkeit (Drehzahl des Druckwerkes) bildet, sondern zusätzlich noch die Drehzahl des Druckwerkes (Druckgeschwindigkeit) erfaßt und dementsprechend aus der Maschinenstellung und der Druckgeschwindigkeit die Schaltzeitpunkte SGD, SGP bereitstellt.
  • Gemäß Fig. 3 werden die Schaltzeitpunkte SGD, SGP zur An- und Abstellung des Gummizylinders 2 bezüglich Druckzylinder 3 (Diagramm GD) und bezüglich Plattenzylinder 1 (Diagramm GP) drehzahlabhängig vorverlegt. Die Abzissen der Diagramm GD und GP zeigen wie in Fig. 2 die Maschinenstellung, auf der Ordinate ist zusätzlich die Druckgeschwindigkeit in Bogen/h aufgetragen. In Fig. 3 ist nun aus den dargestellten Kennlinien die drehzahlabhängige Lage der Schaltzeitpunkte SGD, SGP entnehmbar. Im einfachsten Fall werden die Schaltzeitpunkte SGD, SGP drehzahproportional vorverlegt. Selbstverständlich kann auch eine andere von der Maschinendrehzahl abhängige Vorverlegung (Kennlinienform) gewählt sein, beispielsweise eine emphirisch oder durch Modellrechnung bestimmte. Auch kann vorgesehen sein, die Schaltzeitpunkte stufenweise bzgl. der Drehzahl vorzuverlegen. Dies bedeutet, daß in einem ersten Drehzahlbereich eine Vorverlegung um einen bestimmten Winkelbetrag erfolgt, im nächsten Drehzahlbereich um einen entsprechend größeren usw. Dies entspricht einer Kennlinie mit Stufenform.
  • Die Größe dieses Vorverlegens richtet sich dabei in erster Linie nach der Größe des bereits beschriebenen Reaktionszeitintervalles, d.h. der Zeitspanne, die zwischen Schaltzeitpunkt (Auslösen der Druckmittelbeaufschlagung) und einer ersten kräftemäßigen Reaktion des oder der Stellmittel durch die wirkende Druckmittelbeaufschlagung vergeht (Druckaufbau in den Arbeitskammern). Innerhalb dieser Reaktionszeit liegt ferner die Schaltzeit, beispielsweise der von der Steuereinrichtung angesteuerten Ventile, d.h. diejenige Zeit, die die Ventile zum Öffnen oder Schließen benötigen. Ferner sind die Schaltzeitpunkte SGD, SGP drehzahlabhängig soweit vorzuverlegen, daß bei jeder Druckwerksdrehzahl der Gummizylinder 2 bei der Druckabstellung zu Beginn des Druckanfanges DA bereits seine Endstellung bezüglich Druckzylinder 3 bzw. Plattenzylinder 1, d.h. den größten vorgesehenen Abstand eingenommen hat. Ebenso gilt für die Druckanstellung, daß die Schaltzeitpunkte SGP, SGD, d.h. die Schaltzeitpunkte, welche das Anstellen des Gummizylinders 2 an den Plattenzylinder 1 bzw. das Anstellen des Gummizylinders 2 an den Druckzylinder 3 auslösen, soweit vorzuverlegen sind, daß der Gummizylinder 2 zum Beginn des Druckanfangs DA bereits vollständig mit der vorgesehenen Beistellung an die entsprechenden Zylinder angestellt ist.
  • Da innerhalb der Reaktionszeit der Gummizylinder 2 noch keine Bewegung zur An- bzw. Abstellung ausführt, steht bei einer drehzahlabhängigen Vorverlegung des Abschaltezeitpunktes SGD, SGP die gesamte Kanalbreite für die An- bzw. Abstellbewegung des Gummizylinders 2 zur Verfügung. Die durch die Vorverlegung der Schaltzeitpunkte SGD, SGP aus dem Kanalbereich rausgelegte Reaktionszeit verkürzt somit die für die Bewegung des Gummizylinders 2 zur Verfügung stehende Zeit nicht.
  • Nach einer weiteren Erfindungsvariante ist vorgesehen, die Reaktionszeit und/oder die Hubzeit, d.h. diejenige Zeitspanne zu messen, welche das oder die Stellmittel benötigen, um die das An- bzw. Abstellen bewirkende Bewegungen auszuführen. Mit einer an den Stellmitteln angebrachten Sensorik in Verbindung mit einer Zeiterfassungseinrichtung 4' wird dann die Länge der Zeitspanne erfaßt, welche vom Abgeben der Schaltsignale (Schaltzeitpunkte SGD, SGP; Ansteuern der Magnetventile) bis zu einer ersten kräftemäßigen Reaktion des oder der Stellmittel durch die Druckmittelbeaufschlagung vergeht. Ist das Stellmittel als doppeltwirkender Arbeitszylinder ausgebildet, so entspricht die Reaktionszeit der Zeitspanne zwischen Abgabeschaltsignal und dem Beginn der Hubbewegung eines Arbeitskolbens (Beginn des Ausfahrens bzw. Eintauchens einer Kolbenstange).
  • Die oben angeführte Hubzeit entspricht bei einem doppeltwirkenden Arbeitszylinder derjenigen Zeitspanne, welche eine Kolbenstange zum vollständigen Ein- bzw. Ausfahren benötigt. In beiden Fällen ist vorgesehen, diese gemessenen Zeiten zusätzlich zur drehzahlabhängigen Vorverlegung der Schaltzeitpunkte SGD, SGP zu verwenden. Die drehzahlabhängige Vorverlegung erfolgt dann nicht nur um einen von der Drehzahl der Maschine abhängenden Winkelbetrag, sondern um einen Winkelbetrag, der der Reaktionszeit entspricht, welche beispielsweise beim letzten An- bzw. Abstellvorgang auftrat. Dieser Winkelbetrag ergibt sich dann einfach aus dem Produkt von Winkelgeschwindigkeit (Ist-Drehzahl) mit einer bei einem vorigen An- bzw. Abstellvorgang festgestellten Reaktionszeit.
  • Wird die Hubzeit des oder der Stellmittel erfaßt, so kann die drehzahlabhängige Vorverlegung der Schaltzeitpunkt SGD, SGP zusätzlich in Abhängigkeit der bei einem früheren (dem letzten) An- bzw. Abstellvorgang festgestellten Hubgeschwindigkeit erfolgen. Werden hohe Hubgeschwindigkeiten festgestellt, so kann ein geringeres Vorverlegen der Schaltzeitpunkte SGD, SGP (geringerer Winkelbetrag) ausreichen als bei niedrigerer Hubgeschwindigkeit. Das Vorverlegen der Schaltzeitpunkte SGD, SGP wird somit der Hubgeschwindigkeit angepaßt. Auch ist so feststellbar, ob sich durch Alterung bzw. durch Verschleiß oder sonstige Einflüsse die Hubzeit (Hubgeschwindigkeit) der Stellmittel vergrößert. Somit sind nötige Wartungs- bzw. Reperaturarbeiten frühzeitig erkennbar.
  • Fig. 4 zeigt eine Steuereinrichtung 4 für ein Druckwerk nach der Erfindung. Über eine Kommandoleitung 5 wird dieser das Druckan- bzw. - abstellkommando zugeführt, ferner erhält die Steuereinrichtung 4 von einem synchron mit der Maschinendrehzahl laufenden Drehwinkelgeber 6 ein Stellungssignal, welches der Stellung der Druckwerkszylinder (Winkelstellung) zueinander entspricht. Ist die Steuereinrichtung 4 nach dem Stand der Technik ausgebildet, so gibt diese bei Druckan- bzw. Druckabkommando genau dann über Steuerleitungen 7, 8 die Schaltsignale für die Druckmittelbeaufschlagung der Stellmittel ab, wenn die Ist-Stellung des Druckwerkes (Drehwinkelgeber 5) der bzw. den Sollstellungen für den Druckan- bzw. Druckabstellvorgang des Gummizylinders 2 entsprechen (Schaltzeitpunkte SGD, SGP nach Fig. 2). Eine derartige Bereitstellung von Schaltsignalen in Abhängigheit lediglich von der Maschinenstellung ist aus der DE 2 607 808 A1 bekannt.
  • Nach der Erfindung ist nun vorgesehen, daß die Steuereinrichtung 4 die zum Druckan- und Druckabstellen führenden Sollstellungen in Abhängigkeit von der Maschinendrehzahl bildet, also vorverlegte Schaltsignale bildet. Dazu wird Steuereinrichtung 4 über eine weitere Signalleitung 9 die Ist-Drehzahl des Druckwerkes (Maschinengeschwindigkeit), insbesondere bereits in digitaler Form zugeführt. In vorteilhafter Weise kann dieses Drehzahlsignal der Steuerung des Hauptantriebes 10 entnommen sein, da dort zur Regelung der Maschinendrehzahl ohnehin ein Ist-Drehzahl-Signal vorliegt. Dieses muß dann lediglich entsprechend der Hauptantriebsübersetzung modifiziert werden. Ganz allgemein kann das Ist-Drehzahl-Signal ein beliebiges, in seinem Wert die Maschinengeschwindigkeit wiedergebendes Signal sein.
  • Der synchron mit der Bogenoffsetdruckmaschine verbundene Drehwinkelgeber 6 ist beispielsweise als hochauflösender 12-Bit-Drehwinkelgeber ausgeführt und ist beispielsweise an einer sogenannten Eintourenwelle der Anlage montiert. Selbstverständlich kann dieser sich auch an einer beliebigen synchron mit der Maschine bewegten Welle befinden.
  • Die Steuereinrichtung 4 nach der Erfindung ist als Rechner ausgebildet und zur Errechnung sowie zur Bereitstellung der Schaltsignale entsprechend der Sollstellungen in Echtzeitverarbeitung ausgeführt. Steuereinrichtung 4 beinhaltet ferner die nötigen Input-/Output-Baugruppen für die Kommandoleitung 5, das Signal vom Drehwinkelgeber 6, das Ist-Drehzahlsignal der Signalleitung 9 sowie für die Bereitstellung der Schaltsignale auf den Steuerleitungen 7 und 8. Über Steuerleitung 7 und 8 wird dann die Druckmittelbeaufschlagung der Stellmittel beispielsweise über elektrisch schaltbare Ventile (Magnetventile) zur Druckan- bzw. -abstellung ausgelöst. Wie noch weiter unten beschrieben ist vorgesehen, zur Druckan- bzw. -abstellung zwei doppelt wirkende Pneumatikzylinder vorzusehen. Pro Druckwerk sind also zur Druckan- bzw. -abstellung vier Arbeitskammern vorhanden. Diese vier Arbeitskammern sind über elektrisch schaltbare Magnetventile mit Druckluft beaufschlagbar, wobei diese dann, wie in Fig. 4 angedeutet, durch vier Steuerleitungen 7, 8 ansteuerbar sind.
  • Nach der obenstehend geschilderten Ausführungsvariante kann Steuereinrichtung 4 über Signalleitungen RZ/HZ mit der Sensorik an den Stellmitteln verbunden sein. Auf der Signalleitung RZ/HZ liegt dabei beispielsweise genau dann ein Signal (Impuls) an, wenn das Stellmittel beginnt eine Hubbewegung auszuführen. Durch eine beispielsweise in der Steuereinrichtung 4 implementierte Zeiterfassungseinrichtung 4' ist somit die Zeitspanne ermittelbar, welche vom Abgeben der Schaltsignale (Schaltzeitpunkte SGD, SGP; Ansteuern der Ventile über Steuerleitung 7 bzw. 8) bis zum reagieren der Stellmittel (Ein- bzw. Ausfahren einer Kolbenstange) vergeht. Wie bereits weiter oben beschrieben wird dann die so ermittelte Reaktionszeit dazu verwendet bei einem späteren Druckan- bzw. Abstellvorgang die drehzahlabhängige Vorverlegung der Schaltzeitpunkte SGD, SGP (Winkelbeträge) in Abhängigkeit dieser Reaktionszeiten zu ermitteln.
  • Soll die Hubzeit des oder der Stellmittel erfaßt werden, so werden der Steuereinrichtung 4 über Signalleitung RZ/HZ beispielsweise zwei Signale zugeführt, wobei dann das erste mit dem Beginn und das zweite mit dem Ende der Hubbewegung zusammenfällt. Durch die Zeiterfassungseinrichtung 4' ist somit die Hubzeit der Stellmittel feststellbar.
  • Der drehzahlabhängig gelegte Schaltzeitpunkt SGD, welcher das An- bzw. Abstellen des Gummizylinders 2 vom Druckzylinder 3 auslöst, kann dabei um einen Drehwinkelbetrag vorverlegt sein, welcher der Summe von Reaktionszeit und Hubzeit entspricht. So wird erreicht, daß der Gummizylinder 2 stets vor Ende der Kanalkorrespondenz mit Druckzylinder 3 an diesen vollständig an- bzw. abgestellt ist.
  • Eine Steuereinrichtung 4, welche ein drehzahlabhängiges Vorverlegen der Schaltzeitpunkte SGD, SGP in Verbindung mit der an den Stellmitteln angebrachten Sensorik und der durch die Zeiterfassungseinrichtung 4' ermittelten Reaktions- und/oder Hubzeiten bewirkt, kann als selbstlernendes Steuersystem bezeichnet werden, da das Auslösen der Druckmittelbeaufschlagung in Abhängigkeit von zuvor ermittelten Reaktions- und/oder Hubzeiten erfolgt.
  • In einer einfachen Ausführungsform errechnet Steuereinrichtung 4 für den Zeitpunkt die nötigen Schaltzeitpunkte SGD, SGP, d.h. die Soll-Stellungen der Maschine zu denen die Schaltsignale auf den Steuerleitungen 7, 8 anliegen sollen, nachdem über Kommandoleitung 5 das Druckan-, Druckabkommando gegeben wurde. Besonders vorteilhaft ist es aber, wenn Steuereinrichtung 4 die nötigen Sollstellungen, d.h. Schaltzeitpunkte SGD, SGP zur Druckan-, -abstellung für die verschiedenen Drehzahlen einmal beispielsweise bei Inbetriebnahme der Druckmaschine errechnet und jede Sollstellung für einen bestimmten Drehzahlbereich in einer eigenen Speicherzelle ablegt. Jede dieser Speicherzellen ist dann bei entsprechender Aufbereitung über das Drehzahlsignal der Signalleitung 9 adressierbar, d.h. der dort eingeschriebene Wert und somit auch der Drehzahl entsprechende Wert steht nach einer einfachen Adressierung zur Verfügung. Die Sollstellung für die nötigen Schaltvorgänge liegt somit direkt vor. Sobald die Ist-Stellungen der Maschine den Soll-Stellungen entsprechen, werden, wie bereits beschrieben, die entsprechenden Schaltsignale auf den Steuerleitungen 7, 8 bereitgestellt.
  • Eine obige Ermittlung der Schaltzeitpunkte SGD, SGP, d.h. der Soll-Stellungen der entsprechenden Schaltsignale, wobei die Drehzahl der Maschine als Adresse verwendet wird, spart Rechenzeit und gewährleistet, daß die nötigen Schaltsignale auch innerhalb kürzester Zeiten bereitsgestellt werden können.
  • Die Zahl der Drehzahlklassen bzw. Drehzahlbereiche, in denen der gesamte Drehzahlbereich der Maschine (Stillstand bis Maximaldrehzahl) unterteilt bzw. quantisiert wird, richtet sich nach der digitalen Auflösung des Drehzahlsignals, d.h. der maximalen Anzahl der durch das Drehzahlsignal adressierbaren Speichereinheit. Dementsprechend viele vorberechnete Schaltzeitpunkte SGD und SGP sind somit abspeicherbar. Diese Art der Bereitstellungen von Soll-Stellungen (Winkelstellung der Druckwerkszylinder zueinander) kann in einfacher Weise dazu benutzt werden, eine nicht lineare Kennlinie für die drehzahlabhängige Schaltzeitpunktvorverlegung zu verwenden. Die Quantisierung des Drehzahlbereiches kann ferner gezielt dazu verwendet werden, um die Zahl der Schaltzeitpunkte SGD, SGP zu reduzieren und entsprechend nur wenige Speicherplätze bereitzustellen. Bei geringem Speicherumfang verkürzt sich die Speicherzugriffszeit, die Schaltzeitpunkte SGD, SGP entsprechend der Drehzahlklasse in welchen die jeweilige Ist-Drehzahl liegt kann so in kürzester Zeit bereitgestellt werden.
  • Wie bereits angedeutet ist vorgesehen, daß die Druckan- bzw. Druckabstellung bewirkende Stellmittel in Form zweier doppelt wirkender Pneumatikzylinder auszubilden. Die insgesamt vier Arbeitskammern dieses Stellmittels sind dann von der Steuereinrichtung 4 über Signalleitungen 7, 8 und entsprechende elektrisch schaltbare Ventile (Magnetventile) mit Druckluft beaufschlagbar. Fig. 5 zeigt eine vorteilhafte, sich nicht in einfacher Weise aus dem Stand der Technik herleitende Ausgestaltung eines Stellmittels zur Druckan- und -abstellung, welches zwei doppelt wirkende Pneumatikzylinder 2.1 B, 2.1 C aufweist. Der Gummizylinder 2 ist dabei in bekannter Weise beidseitig in Exzenterbuchsen 11 gelagert und ist durch zweistufiges Verschwenken der Exzenterbuchsen 11 an Platten- und Druckzylinde 1, 3 anstellbar, vom Druckzylinder 3 abstellbar, wobei er am Plattenzylinder 1 angestellt bleibt und von beiden Druckwerkszylindern ganz abstellbar. Die entsprechenden An- bzw. Abstellzustände nach Fig. 1 a, b, c ergeben sich durch das Verschwenken der Exzenterbuchsen 11 in die Stellungen a, b, c in Fig. 5. Das Verschwenken der Exzenterbuchsen 11 erfolgt über Laschen 12 und Abrückhebel 13, die auf einer sich quer über die Maschinenbreite erstreckenden Abrückwelle 14 sitzen. Ein Verdrehen der Abrückwelle 14 verschwenkt somit die beiden Exzenterbuchsen 11 in die Druckan- bzw. Druckabstellungen gemäß a, b, c nach Fig. 1 und Fig. 5. Das Verdrehen der Abrückwelle 14 bewirkt ein auf einer Maschinenseite befindliches und aus den Laschen 15 und 16 gebildetes Kniehebelgetriebe mit einem gestellfesten Widerlager 17. Lasche 15 ist dabei an einem weiteren Hebelarm 18 der Abrückwelle 14 angelenkt. An Lasche 15 ist ferner eine Koppel 19 angelenkt, welche die Kolbenstangen 20. B, 20.C zweier parallel angeordneter, sich gestellfest abstützender und doppelt wirkender Pneumatikzylinder 21.b, 21.c miteinander gelenkig verbindet. Im ausgefahrenen Zustand bringen die Kolbenstangen 20.b 21.C das Kniehebelgetriebe der Laschen 15, 16 in eine gestreckte Lage, wobei dann Gummizylinder 2 an Platten- und Druckzylinder 1, 3 ansteht.
  • Die insgesamt vier Arbeitskammern der Pneumatikzylinder 21.8, 21.C sind beispielsweise über Magnetventile von der Steuereinrichtung 4 über die Steuerleitungen 7, 8 mit Druckluft beaufschlagbar. Zum Abstellen des Gummizylinders 2 vom Druckzylinder 3 wird Pneumatikzylinder 21.B derartig geschaltet, daß Kolbenstange 20.B eintaucht und so über Koppel 19 in kraftverstärkender Weise das Kniehebelgetriebe der Laschen 15, 16 in eine eingeknickte Lage bringt. Soll der Druck ganz abgestellt werden, so wird Pneumatikzylinder 21.C geschaltet, so daß Kolbenstange 21.C einfährt und ebenfalls in kraftverstärkender Weise über Koppel 19 das Kniehebelgetriebe der Laschen 15, 16 in eine vollständig abgeknickte Lage versetzt. Die Exzenterbuchsen 11 sind nun nach Stellung c (Fig. 5) verschwenkt und der Gummizylinder 2 vom Plattenzylinder 1 abgestellt. Das Druckanstellen erfolgt nun ebenfalls in zwei Phasen durch entsprechendes Ansteuern der Arbeitskammern der Pneumatikzylinder 21.B, 21.C, wobei dann zuerst Kolbenstange 20.C ausfährt (Anstellen des Gummizylinders 2 an Plattenzylinder 1) und dann Kolbenstange 20.B herausfährt und damit der Gummizylinder 2 an dem Druckzylinder 1 angestellt wird. Eine derartige Ausführung eines Stellmittels bestehend aus zwei Pneumatikzylindern 21.B, 21.C, verbindet die Vorteile einer Parallelschaltung (Addition der Hubkräfte) mit den Vorteilen einer Hintereinanderschaltung (Addition der Hubweg e) doppelt wirkender Arbeitszylinder. Da die Pneumatikzylinder 21.B, 21.C einzeln durch die Steuereinrichtung 4 zu den Schaltzeitpunkten SGD, SGP schaltbar sind, sind die beschriebenen drei Stellungen des Gummizylinders 2 bezüglich Plattenzylinder 1 und Druckzylinder 3 anfahrbar. Auch ist es möglich, zur spontanen Druckabstellung, beide Pneumatikzylinder 21.B, 21.C gleichzeitig zu schalten, also den Gummizylinder 2 gleich ganz von Druckzylinder 3 und auch Plattenzylinder 1 abzustellen.
  • Fig. 6a zeigt eine Ausführungsmöglichkeit der Sensorik an dem Pneumatikzylinder 21.B. Die Ausführung der Sensorik an Pneumatikzylinder 21.C ist dabei die gleiche. Demnach ist ein Sensor 22 derartig im Bereich der Kolbenstange 20.B angeordnet, so daß durch diesen zwei an der Kolbenstange 20.B angebrachte Markierungen 23 abtastbar sind. Ist die Kolbenstange 20.B fast vollständig ausgefahren (nahezu obere Endlage), so korrespondiert, wie dargestellt, die untere Markierung 23 mit Sensor 22. Bei fast vollständig eingefahrener Kolbenstange 20.B korrespondiert dementsprechend (nicht dargestellt) die obere Markierung 23 mit Sensor 22. Sensor 22 ist entsprechend seinem Wirkungsprinzip dazu ausgebildet, genau dann ein Signal abzugeben, wenn eine der beiden Markierungen 23 ihm gegenübersteht.
  • Wird Pneumatikzylinder 21.B derartig geschaltet, daß Kolbenstange 20.B von der ausgefahrenen Endlage (Fig. 6) in die eingefahrene Endlage eintaucht, so gibt Sensor 22 einen Impuls zu Beginn der Bewegung von Kolbenstange 20.B und einen bei Ende der Bewegung von Kolbenstange 20.B ab. Durch die geschilderte Anordnung der Sensoren 22 in Verbindung mit den Markierungen 23 ist sowohl die Hubzeit als auch die Reaktionszeit des Pneumatikzylinders 21.b erfassbar (Zeiterfassungseinrichtung 4'). Da sich an beiden Pneumatikzylindern 21.B, 21.C Sensoren 22 nebst Markierungen 23 befinden, werden die von den beiden Sensoren 22 gelieferten Signale (z.B. Impulse) über zwei Signalleitungen RZ/HZ der Steuereinrichtung 4 bzw. der Zeiterfassungseinrichtung 4' zugeführt (Fig. 4).
  • Die Sensoren 22 können als optische Reflexabtaster bzw. als Hall-Sensoren oder sogenannte Reed-Kontakte ausgeführt sein. Dementsprechend handelt es sich bei den Markierungen 23 um optisch abtastbare Marken (Schwärzungen) bzw. um einen kleinen, permanent magnetischen Bereich in der Kolbenstange 20.B bzw. 20.C. Die zuletzt genannte Ausführung der Sensoren 22 nebst Markierung 23 gilt als besonders vorteilhaft, da diese Abtastungsart weitgehend unabhängig vom Verschmutzungsgrad der Kolbenstange 20.B, 20.C ist. Selbstverständlich sind auch andere Sensoranordnungen bzw. eine nach einem anderen Wirkprinzip arbeitende Sensorik anwendbar, wobei lediglich ein Signal (Impuls) bei Beginn und bei Ende der Kolbenbewegung von der Sensorik bereitgestellt werden muß.
  • Eine weitere Variante der Sensorik zeigt Fig. 6b. Hier sind zwei Sensoren 22 (Hall-Sensoren) vorgesehen, welche am Pneumatikzylinder 21.B im Bereich der Endlagen seines Arbeitskolbens (gestrichelt) angeordnet sind. Der Kolben besitzt für die Sensoren 22 beispielsweise ein permanent magnetischen Bereich.
  • Bezugszeichenliste
  • 1
    Plattenzylinder
    1.1
    Kanal -Plattenzylinder
    2
    Gummizylinder
    2.1
    Kanal-Gummizylinder
    3
    Druckzylinder
    3.1
    Kanal-Druckzylinder
    4
    Steuereinrichtung
    4'
    Zeiterfassungseinrichtung
    5
    Kommandoleitung
    6
    Drehwinkelgeber
    7
    Steuerleitung
    8
    Steuerleitung
    9
    Signalleitung-Drehzahl
    10
    Hauptantrieb-Steuerung
    11
    Exzenterbuchse
    12
    Lasche
    13
    Abrückhebel
    14
    Abrückwelle
    15
    Lasche
    16
    Lasche
    17
    Widerlager
    18
    Hebelarm
    19
    Koppel
    20.B
    Kolbenstange
    20.C
    Kolbenstange
    21.B
    Pneumatikzylinder
    21.C
    Penmatikzylinder
    22
    Sensor
    23
    Markierung
    DA
    Druckanfang
    DE
    Druckende
    SGD
    Schaltzeitpunkt (Maschinenstellung) für das An- bzw. Abstellen von Gummizylinder 2 bezüglich Druckzylinder 3,
    SGP
    Schaltzeitpunkt (Maschinenstellung) zum An- bzw. Abstellen des Gummizylinders bezüglich Plattenzylinder 1
    RZ/HZ
    Signalleitung

Claims (11)

  1. Bogenoffsetdruckmaschine mit wenigstens einem Druckwerk, in dem wenigstens der Gummizylinder zur Druckan- und Abstellung durch bei Druckmittelbeaufschlagung wirksam werdende Stellmittel betätigbar ist, wobei das Auslösen der Druckmittelbeaufschlagung gesteuert durch eine die Winkelstellung der Druckwerkszylinder erfassende Steuereinrichtung erfolgt,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß der Steuereinrichtung (4) zusätzlich auch die Ist-Drehzahl des Druckwerkes zuführbar ist und daß die Steuereinrichtung (4) dazu ausgebildet ist, die Auslösezeitpunkte (Schaltzeitpunkte SGD, SGP) zur Druckmittelbeaufschlagung derartig in Abhängigkeit der Ist-Drehzahl des Druckwerkes in Drehrichtung der Druckwerkszylinder vorzuverlegen, so daß die Stellmittel bei jeder Ist-Drehzahl des Druckwerkes ausschließlich im Bereich der gegenüberliegenden Zylinderkanäle (1.1, 2.1, 3.1) wirksam werden.
  2. Bogenoffsetdruckmaschine nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß zur Erfassung der Winkelstellung der Druckwerkszylinder ein hochauflösender Drehwinkelgeber (6) an einer synchron mit dem Druckwerk drehenden Welle (Eintourenwelle) angebracht ist und daß die Winkelstellung der Druckwerkszylinder der Steuereinrichtung (4) in digitaler Form zuführbar ist.
  3. Bogenoffsetdruckmaschine nach Anspruch 1 oder 2,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß zur Erfassung der Ist-Drehzahl des Druckwerkes der Steuerung des Hauptantriebes (10) ein Drehzahlsignal entnehmbar ist und dieses der Steuereinrichtung 4 zuführbar ist.
  4. Bogenoffsetdruckmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Druckmittelbeaufschlagung der Stellmittel durch mit der Steuereinrichtung (4) in Wirkverbindung stehende und elektrisch schaltbare Ventile (Magnetventile) erfolgt.
  5. Bogenoffsetdruckmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß mit an den Stellmitteln angebrachten Sensoren (22) in Verbindung mit einer Zeiterfassungseinrichtung (4') die Zeitspanne zwischen den Auslösezeitpunkten (Schaltzeitpunkte SGD, SGP; Druckmittelbeaufschlagung) und dem Beginn einer daraufhin von den Stellmitteln ausgeführten Bewegung erfassbar sind (Reaktionszeit) und daß die Steuereinrichtung (4) dazu ausgebildet ist, vorverlegte Auslösezeitpunkte (Schaltzeitpunkte SGD, SGP) für künftige Druckan- und -abstellvorgänge zusätzlich auch in Abhängigkeit dieser ermittelten Zeitspannen (Reaktionszeiten) bereitzustellen.
  6. Bogenoffsetdruckmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß mit an den Stellmitteln angebrachten Sensoren (22) in Verbindung mit einer Zeiterfassungseinrichtung (4') die Zeitspanne, welche die Stellmittel benötigen um die die An- bzw. Abstellvorgänge bewirkende Bewegungen auszuführen, erfassbar sind (Hubzeit) und daß die Steuereinrichtung (4) dazu ausgebildet ist, vorverlegte Auslösezeitpunkte (Schaltzeitpunkte SGD, SGP) für künftige Druckan- und -abstellvorgänge zusätzlich auch in Abhängigkeit dieser ermittelten Zeitspannen (Hubzeiten) bereitzustellen.
  7. Bogenoffsetdruckmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Stellmittel in jedem Druckwerk als doppeltwirkende und bei Druckluftbeaufschlagung wirksam werdende Arbeitzylinder ausgebildet sind.
  8. Bogenoffsetdruckmaschine nach Anspruch 7,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Kolbenstangen (20.B, 20.C) zweier doppeltwirkender Pneumatikzylinder (21.B, 21.C) gelenkig mit einer Koppel (19) verbunden sind, diese an einer Lasche (15) eines aus den Laschen (15, 16) gebildeten Kniehebelgetriebes angelenkt ist, welches sich an einem gestellfesten Widerlager (17) abstützt und daß die den Gummizylinder (2) lagernden Exzenterbuchsen (11) über Laschen (12) und auf einer Abrückwelle (14) sitzende Abrückhebel (13) verschwenkbar sind, in dem Lasche (15) des aus den Laschen (15, 16) gebildeten Kniehebelgetriebes an einem Hebelarm (18) der Abrückwelle (14) angelenkt ist.
  9. Bogenoffsetdruckmaschine nach Anspruch 5 und/oder 6 und Anspruch 8,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Pneumatikzylinder (21.B, 21.C) im Bereich deren Kolbenstangen (20.B, 20.C) je einen Sensor (22) aufweisen, durch den zwei auf jeder Kolbenstange (20.B, 20.C) angebrachte Markierungen (23) abtastbar sind.
  10. Bogenoffsetdruckmaschine nach Anspruch 9,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Markierungen (23) als optisch abtastbare Marken ausgebildet sind und daß die Sensoren (22) als optische Reflextaster ausgebildet sind.
  11. Bogenoffsetdruckmaschine nach Anspruch 9,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Markierungen (23) als permanent magnetische Bereiche ausgebildet sind und daß die Sensoren (22) als Hall-Sensor bzw. als Reed-Kontakt ausgebildet sind.
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