EP0710557B1

EP0710557B1 - Vorrichtung und Verfahren zur kontrollierten Übertragung von Druckfarbe

Info

Publication number: EP0710557B1
Application number: EP95115881A
Authority: EP
Inventors: Rudi Junghans; Georg Rössler
Original assignee: Heidelberger Druckmaschinen AG
Current assignee: Heidelberger Druckmaschinen AG
Priority date: 1994-10-10
Filing date: 1995-10-09
Publication date: 2000-05-10
Anticipated expiration: 2015-10-09
Also published as: DE4436102A1; JPH08224859A; JP3834082B2; EP0710557A1; DE59508309D1; DE4436102C2

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur dosiergenauen Übertragung von Druckfarbe zwischen einer Duktorwalze und einer ersten Farbwalze insbesondere beim Offsetdruckprozess mit einer unabhängig vom Hauptantrieb der Druckmaschine zwischen einem Farbduktor und einer ersten Farbwalze mittels Schwenkmechanismus hin- und bewegbaren Farbheberwalze.

Aus der DE 39 35 215 A1 ist bekannt, für schnellaufende Rollen Rotationsdruckmaschinen ein mittels Elektromotor angetriebenes Heberkurvengetriebe zu verwenden, um die Hebertourigkeit unabhängig vom Maschinentakt einzustellen. Diese Erfindung bietet die Möglichkeit bei hohen Maschinendrehzahlen die Heberfrequenz unter der Dynamikgrenze des Heberfarbwerks zu belassen, um dadurch den Qualtitätsansprüchen des Farbdrucks zu genügen.

Von Nachteil ist dabei, daß die Phasenbeziehung zwischen der Maschinenbewegung und der Bewegung des Farbhebers nicht gekoppelt ist und dadurch auch keine definierte Einstellung der Phasenlage des Hebers zum Druckwerksantrieb möglich ist.

Als weiterer Nachteil ist zu sehen, daß die Anlagezeit des Farbhebers weder am Duktor noch an der ersten Farbreiberwalze einstellbar ist.

Aus der DE 23 41 510 A1 geht hervor, einen Farbwerkssteuermechanismus mittels Elektromotor anzutreiben. Die Synchronisation erfolgt, indem eines der durch eine Hauptantriebswelle angetriebenes Zahnrad als dasjenige Zahnrad ausgesucht wird, welchem der Farbwerkssteuerungsmechanismus zu folgen hat. Über einen Impulsgeber, der die Abtastung der Zahnradposition vornimmt, ist eine relative Phasenposition des Farbwerks zum Hauptantrieb einstell- und regelbar.

Nachteil dieser Vorrichtung ist es, daß die Anlagezeit der Heberwalze am Duktor bzw. der ersten Farbwalze mittels einer Nockensteuerung vorgegeben ist und deshalb keine individuellen Einstellungen möglich sind.

Die deutschen Patentschrift DE 33 24 448 C1 beschreibt eine Farbdosiereinrichtung für Buch- und Offsetdruckmaschinen, deren Heberwalze aus mehreren nebeneinander angeordneten Scheiben besteht, die individuell schaltbar sind.

Hierbei ergibt sich das Problem, daß zur Ansteuerung und Überwachung der einzelnen Scheiben eine Vielzahl von Stellelementen und Sensoren nötig sind. Die daraus entstehende Verwaltung der Ansteuer- und Überwachungssignale benötigt eine hohe Rechnerkapazität und nimmt einen hohen Anteil von Rechnerzeit in Anspruch. Die mechanischen Probleme, die aus der Teilung der Heberwalze in einzelne Scheiben entstehen, sind eine starke Verschmutzung der durch die Teilung entstandenen Spalte, ein hoher Aufwand an Justierarbeit zur gleichmäßigen Anlage jeder Scheibe am Duktor- bzw. an der Farbwalze, sowie ein exaktes Auswuchten jeder einzelnen Scheibe zur Vermeidung von Schwingungen.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine zur individuellen Einstellung und unabhängig vom Antrieb der Druckmaschine angetriebene Farbhebervorrichtung und ein dazu notwendiges Verfahren zu realisieren.

Die Lösung der gestellten Aufgabe wird durch die Merkmale des Kennzeichens von Anspruch 1 und 4 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich durch die abhängigen Ansprüche 2 und 3, sowie 5 und 6.

Der Vorteil der Erfindung liegt in der Einfachheit der Konstruktion und in der Vielfalt von Variationsmöglichkeiten, die durch die Unabhängigkeit des Farbhebers gegeben ist. Die konstruktive Vereinfachung liegt darin, daß keine komplizierten Getriebe, Gestänge u.s.w. zum Abgriff der Bewegung aus dem Räderzug notwendig sind. Die Synchronisation zum Hauptantrieb erfolgt über einen ohnehin vorhandenen bereits bekannten Inkrementalgeber, der von einem Rechnersystem eingelesen und ausgewertet wird.

Durch die Steuerung über ein Rechnersystem sind folgende Möglichkeiten realisierbar:

Die Phasenlage des Farbhebers, d. h. der Zeitpunkt in dem der Farbheber die erste Farbwalze berührt, kann so gelegt werden, daß die dabei eventuell entstehenden Schwingungsanregungen den geringsten Einfluß auf die Druckqualität haben. Dieses könnte z. B. dann sein, wenn die Farbauftragswalzen dem Kanal des Plattenzylinders gegenüber stehen. Eine weitere Möglichkeit wäre, eine im Sujet unkritische Stelle auszuwählen.

Der direkte diskontinuierliche Antrieb der Farbheberschwenkvorrichtung bringt den Vorteil, daß im Moment der Anlage der Farbheberwalze an den Duktor bzw. die erste Farbwalze die Anlegegeschwindigkeit so gewählt werden kann, daß dabei fast keine Schwingungen entstehen.

Die einstellbare Verweildauer am Duktor bzw. an der ersten Farbwalze bringt dem Drucker den Vorteil, die Farbhebertourigkeit, d. h. die Anzahl der Farbheberbewegungen pro Maschinenumdrehung in Abhängigkeit vom zu druckenden Sujet frei zu wählen. Bei kleiner Hebertourigkeit kann entsprechend mehr Farbe von dem Duktor zur ersten Farbwalze transportiert werden, weshalb es möglich ist, die Farbmenge zusätzlich durch die Farbschichtdicken zu beeinflussen, und damit auch zonal verschieden einzustellen. Eine geringe Tourigkeit wird nur gewählt, wenn eine Arbeit mit relativ geringer Färbung zu drucken ist. In der Regel wird eine 1/2 oder 1/3-tourige Einstellung gewählt. Es ist dabei auch möglich, in jedem Druckwerk eine unterschiedliche Farbhebertourigkeit einzustellen.

Eine zusätzliche Möglichkeit der unabhängig vom Maschinentakt betriebenen Farbheberbewegung ist die, daß die Farbhebertourigkeit ungleichmäßig eingestellt werden kann, d. h. nach einer bestimmten Anzahl von Farbheberbewegungen kann eine oder mehrere Farbheberbewegungen ausgesetzt werden.

Ein weiterer Vorteil dieser Steuerung ist die Möglichkeit, bei "Druckabstellung" der Maschine den Antrieb so stillzusetzen, daß die Farbheberwalze gerade an der Farbreibwalze anliegt.

Die Erfindung soll nachfolgend anhand verschiedener Ausführungsbeispiele näher verdeutlicht werden.

Fig. 1: zeigt eine Vorrichtung zum Hin- und Herschwenken einer Farbheberwalze zwischen einer Farbduktorwalze und einer Farbreiberwalze,
Fig. 2: zeigt ein Blockschaltbild zur Regelung der Streifenbreite, der Farbhebertourigkeit und der Phasenlage,
Fig. 3: zeigt die Realisierung wie in Fig. 2 anhand eines Schrittmotors,
Fig. 4, 5: zeigen die prinzipielle Darstellung des Verschwenkens einer Farbheberwalze und
Fig. 6: zeigt ein Diagramm mit dem Geschwindigkeitsverlauf u der Farbheberwalze.

Figur 1 zeigt eine Farbheberwalze 1, die an einem abgewinkelten Hebel 2 gelagert ist. Der abgewinkelte Hebel 2 ist in einem Drehpunkt 3 gelagert und wird mittels Kurvengetriebe 4 über eine Rolle so auf und ab bewegt, daß die Farbheberwalze 1 zwischen einer Farbduktorwalze 6 und einer Farbreiberwalze 7 hin- und herschwenkt. Dabei nimmt die Farbheberwalze 1 die von der Farbduktorwalze 6 aus einem Farbkasten 8 entnommene Farbe auf und führt sie der Farbreiberwalze 7 zu. Die Farbduktorwalze 6 und die Farbreiberwalze 7 werden von einem nicht dargestellten Räderzug oder Motor angetrieben. Die Farbheberwalze 1 hat keinen Antrieb sondern wird durch die Friktion an der Farbduktorwalze 6 einerseits wie an der Farbreiberwalze 7 andererseits gedreht. Eine Feder 9 sorgt dafür, daß die Rolle 5 ständig auf dem Kurvengetriebe 4 abrollt.

Figur 2 zeigt einen Sollwertgenerator 11 der vom Bediener folgende Eingabewerte erhält:

Sb =: Einstellung der Streifenbreite, d. h. die Farbmenge die vom Farbduktor auf die Farbheberwalze übernommen werden soll.
kt =: Farbhebertourigkeit, d. h. die Anzahl der Farbheberbewegungen pro Maschinenumdrehung.
ϕ_DW-H =: Phasenlage zwischen Farbheberbewegung und Druckwerk.

Durch einen Inkrementalgeber 12 erhält der Sollwertgenerator 11 die Istwerte der Druckwerksdrehzahl ω_DW und der Winkelstellung des Druckwerks ϕ_DW. Aus diesen Eingangswerten erzeugt der Sollwertgenerator 11 einen Winkelsollwert ϕ_S und einen Drehzahlsollwert ω_S. Diese Sollwerte (ϕ_S, ω_S) werden über eine Additionsstufe 13 einem Winkelregler 14 und einem Drehzahlregler 15 zugeführt. Der Drehzahlregler 15 erzeugt einen Stromsollwert i_S, der einem Leistungsteil 16 zugeführt wird. Das Leistungsteil 16 steuert einen Motor 17 an, an dessen Welle 18 das Kurvengetriebe 4 mechanisch angebracht ist. Auf der Welle 18 befindet sich ebenfalls ein Inkrementalgeber 19, der den Istwert der Drehzahl ω_H und der Winkelstellung ϕ_H ermittelt. Diese Werte werden mit negativem Vorzeichen der Additionsstufe 13 zugeführt.

Figur 3 zeigt einen Sollwertgenerator 11 der wie in Figur 2 aus den Eingangssignalen Sb, kt, ϕ_DW-H , ϕ_DW, ω_DW ein Signal erzeugt, das einer Schrittsteuerung 21 zugeführt wird. Die Schrittsteuerung 21 steuert ein Leistungsteil 16, welches die Stromversorgung für den Schrittmotor 22 darstellt. Der Schrittmotor 22 bewegt über eine Welle 18 den Farbheber 1 zwischen der nicht dargestellten Farbduktorwalze 6 und der Farbreiberwalze 7 hin und her. Diese Ausführung hat den Vorteil, daß keine Rückmeldung für die Position des Schrittmotors 22 erforderlich ist.

Figur 4 zeigt einen Motor 31, über dessen Bauart keine Aussage getroffen wird, der mit einem Kurvenscheibensegment 32 verbunden ist. Das Kurvenscheibensegment 32 hat unterschiedliche Radien r₁, r₂. Auf dem Kurvenscheibensegment 32 läuft eine Rolle 5, die mit einem Winkelhebel 2 in Wirkverbindung steht. Dieser Winkelhebel 2 ist in einem Drehpunkt 3 gelagert und schwenkt bei Drehung des Motors 31 den Farbheber 1 zwischen der nicht dargestellten Farbduktorwalze 6 und Farbreiberwalze 7 hin und her.

Figur 5 zeigt eine ähnliche Darstellung zum Verschwenken der Farbheberwalze 1 wie Figur 4, jedoch einen direkt an einem Winkelhebel 2 angreifenden Linearmotor 41. Die Auslenkung des Linearmotors 41 bewirkt über den Winkelhebel 2 ein Hin- und Herschwenken der Farbheberwalze 1.

Figur 6 zeigt den idealisierten Umfangsgeschwindigkeitsverlauf u in der Farbheberwalze. Zum Zeitpunkt t₀ liegt die Farbheberwalze 1 an der Farbreiberwalze 7 an und wird über den Zeitraum t₀ bis t₁ durch die Farbreiberwalze 7 angetrieben, d. h. die Farbe wird von der Farbheberwalze 1 auf die Farbreiberwalze 7 transportiert. Im Zeitpunkt t₁ wird die Farbheberwalze 1 von der Farbreiberwalze 7 getrennt und zur Farbduktorwalze 6 geschwenkt, wobei die Anlage an die Farbduktorwalze 6 zum Zeitpunkt t₂ erfolgt. Im Zeitraum zwischen t₁ und t₂ ist die Geschwindigkeit der Farbheberwalze 1 undefiniert. Im Zeitraum t₂ bis t₃ ist die Umfangsgeschwindigkeit der Farbheberwalze 1 gleich der Farbduktorwalze 6. Dabei wird die Farbe von der Farbduktorwalze 6 auf die Farbheberwalze 1 transportiert. Im Zeitpunkt t₃ wird die Farbheberwalze 1 von der Farbduktorwalze 6 getrennt und zur Farbreiberwalze 7 geschwenkt. Im Zeitraum t₃ bis t₀ ist die Geschwindigkeit der Farbheberwalze 1 ebenfalls undefiniert. Der Zeitraum t₀ bis t₁, t₂ bis t₃ wie auch die Phasenlage der Zeitpunkte t₀ und t₂ zur Druckwerksbewegung kann vom Drucker individuell auf den jeweiligen Druckauftrag bzw. die Druckwerksverhältnisse angepaßt werden. Der Zeitraum t₂ bis t₃ ist sinnvollerweise max. so groß zu wählen, daß die Farbheberwalze 1 eine Umdrehung an der Farbduktorwalze 6 anliegt.

Bezugszeichenliste

1: Farbheberwalze
2: Winkelhebel
3: Drehpunkt
4: Kurvengetriebe
5: Rolle
6: Farbduktorwalze
7: Farbreiberwalze
8: Farbkasten
9: Feder
11: Sollwertgenerator
12: Inkrementalgeber
13: Additionsstufe
14: Winkelregler
15: Drehzahlregler
16: Leistungsteil
17: Motor
18: Welle
19: Inkrementalgeber
21: Schrittsteuerung
22: Schrittmotor
31: Motor
32: Kurvensegment
41: Linearmotor

Claims

Vorrichtung zur dosiergenauen Übertragung von Druckfarbe in einer Offsetdruckmaschine, mit einer Farbduktorwalze (6), einer zwischen der Farbduktorwalze (6) und einer ersten Farbreiberwalze (7) unabhängig vom Hauptantrieb der Druckmaschine hin- und herschwenkbaren Farbheberwalze (1), einem Plattenzylinder und einem Inkrementalgeber (12) zur Erfassung der Drehzahl (ωDW) und der Winkelstellung (ϕDW) eines den Plattenzylinder umfassenden Druckwerks, wobei das Hin- und Herschwenken der Farbheberwalze (1) mittels eines eigenen, diskontinuierlichen Antriebs (17, 22, 31) erfolgt,
dadurch gekennzeichnet

daß ein Sollwertgenerator (11) mit einer Eingabemöglichkeit für die Werte Streifenbreite (Sb), Farbhebertourigkeit (Kt), Phasenlage zwischen Farbheberbewegung und Druckwerk (ϕDW-H) vorgesehen ist,

daß in den Sollwertgenerator (11) weiterhin die Werte Winkelstellung des Druckwerks (ϕDW) und Drehzahl des Druckwerks (ωDW) mittels dem Inkrementalgeber (12) einlesbar sind, und

daß der Sollwertgenerator (11) aus den Werten Streifenbreite (Sb), Farbhebertourigkeit (Kt), Phasenlage zwischen Farbheberbewegung und Druckwerk (ϕDW-H), Winkelstellung des Druckwerks (ϕDW) und Drehzahl des Druckwerks (ωDW) Sollwerte (ϕS, ωS) für den Antrieb (17, 22, 31) zum Hin- und Herschwenken der Farbheberwalze (1) berechnet und demselben zuführt.
Vorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß zur Bestimmung von Istwerten für Drehzahl (ωH) und Winkelstellung (ϕH) des Antriebs (17, 22, 31) zum Hin- und Herschwenken der Farbheberwalze (1) ein weiterer Inkrementalgeber (19) vorgesehen ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Anlagegeschwindigkeit der Farbheberwalze (1) an die Farbduktorwalze (6), bzw. an die erste Farbreiberwalze (7) einstellbar ist.
Verfahren zur dosiergenauen Übertragung von Druckfarbe in einer Offsetdruckmaschine, mit einer Farbduktorwalze (6), einer zwischen der Farbduktorwalze (6) und einer ersten Farbreiberwalze (7) mittels eines eigenen Antriebs (17, 22, 31) unabhängig vom Hauptantrieb der Druckmaschine hin- und herschwenkbaren Farbheberwalze (1), einem Plattenzylinder und einem Inkrementalgeber (12) zur Erfassung der Drehzahl (ωDW) und der Winkelstellung (ϕDW) eines den Plattenzylinder umfassenden Druckwerks, wobei die Anzahl der Farbhebertakte pro Maschinenumdrehung durch Eingabe der Farbhebertourigkeit (Kt) und die Verweildauer der Farbheberwalze (1) an der Farbduktorwalze (6) einstellbar ist,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Phasenlage (ϕDW-H), bei der die Farbheberwalze (1) die erste Farbreiberwalze (7) berührt, durch Eingabe der Phasenlage zwischen Farbheberbewegung und Druckwerk (ϕDW-H) individuell einstellbar ist.
Verfahren nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Einstellung der Farbhebertourigkeit (kt) für jedes Druckwerk separat vorgenommen werden kann.
Verfahren nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Farbhebertourigkeit (kt) derart einstellbar ist, daß nach einer oder mehreren Farbheberbewegungen eine oder mehrere Farbheberbewegungen ausgesetzt werden.