EP1240018B1 - Verfahren zur Berechnung eines Winkels zwischen zwei Kanälen eines Zylinders einer Druckmaschine - Google Patents

Description

• Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Berechnung eines Winkels ϕ zwischen zwei Kanälen eines Zylinders einer Rotationsdruckmaschine.
• Die DE 198 03 809 A1 und die JP 10-071694 A offenbaren Übertragungszylinder einer Druckmaschine mit um 180° versetzt angeordneten Kanälen.
• Die FR 2 276 177 A offenbart einen Zylinder einer Rotationsdruckmaschine mit zwei zueinander in Umfangsrichtung um einen Winkel von 48° bis 57° versetzt angeordneten Kanälen.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Berechnung eines Winkels ϕ zwischen zwei Kanälen eines Zylinders zu schaffen.
• Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
• Die mit der Erfindung erzielbaren Vorteile bestehen insbesondere darin, daß die Amplitude durch eine passive Schwingungsdämpfung minimiert wird.
• Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben.
• Es zeigen:

Fig. 1

einen druckenden Zylinder mit geteiltem Kanal, mit um einen Winkel ϕ versetzten Kanalhälften;

Fig. 2

einen druckenden Zylinder mit drei um einen Winkel ϕ versetzten Kanälen;

Fig. 3

einen druckenden Zylinder mit vier um einen Winkel ϕ versetzten Kanälen;

Fig. 4

eine Anordnung der Kanäle bei druckenden Zylindern gleichen Umfangs;

Fig. 5

Schwingungsamplituden nach Überrollung des Kanalpaars (Fig. 1) im Vergleich zur Überrollung eines einzelnen durchgehenden bzw. über die halbe Ballenbreite gehenden Kanals. Die Amplituden beziehen sich auf eine "isolierte" Überrollung, d. h. eine Amplitudenverstärkung durch vorangegangene, nichtabgeklungene Überrollungen ist nicht berücksichtigt.

• Durch die destruktive Interferenz der durch aufeinanderfolgende Kanalschläge angeregten Schwingungen wird die Amplitude der resultierenden Gesamtschwingung innerhalb eines bestimmbaren Produktionsratenbereichs minimiert. Die destruktiv interferierenden Kanalschläge müssen hierzu eng aufeinander folgen, um die Interferenzbedingung hinsichtlich Amplitude und Phasenbeziehung bestmöglich zu erfüllen, denn
• (a) vergleichbare Amplituden, d. h. eine möglichst geringe Schwingungsdämpfung zwischen den interferierenden Kanalschlägen, führen zu einer größtmöglichen Auslöschung;
• (b) die Phasenbeziehung, d. h. der zeitliche Abstand zwischen den interferierenden Kanalschlägen, sollte möglichst wenig mit der Produktionsrate variieren, um eine Auslöschung über einen weiten Produktionsratenbereich zu erhalten.
• ■ Jeder druckende Zylinder besitzt, wie in Fig. 1 bis 3 gezeigt, geteilte Kanäle.
• ■ Die Kanäle eines jeden Zylinders sind um einen definierten Winkel ϕ gegeneinander versetzt.
• ■ Der Versatzwinkel ϕ aus der Biegeeigenfrequenz f_vib des Zylinders und der Drehfrequenz f_rot des Zylinders, bei der die Amplitude minimal sein soll, sind berechnet nach $$\mathrm{\varphi }=\left({\mathrm{f}}_{\mathrm{rot}}/{\mathrm{f}}_{\mathrm{vib}}\right)\ast 180°$$
  
• ■ Vom so berechneten Winkel ϕ darf bei der konstruktiven Umsetzung um bis zu ± 20% abgewichen werden.
• ■ Die Kanäle bei benachbarten Druckzylindem gleichen Umfangs sind so angeordnet, daß die Kanäle jeweils aufeinander abrollen (Fig. 4).
• ■ Die Kanäle bei benachbarten Druckzylindern, bei denen ein Doppeltumfangzylinder einem Einfachumfangzylinder benachbart ist, sind so angeordnet, daß die Kanäle bei jeder oder jeder zweiten Umdrehung des Einfachumfangzylinders aufeinander abrollen.
Effizienz der Schwingungsdämpfung:
• Im weiteren werden die in Fig. 1 gezeigten, um den nach obiger Formel berechneten Winkel ϕ versetzen Kanäle als "Kanalpaar" bezeichnet. Die resultierende Schwingungsamplitude nach Überrollen des Kanalpaars im Vergleich zum Überrollen eines einzelnen, über die gesamte Ballenbreite gehenden Kanals, sowie im Vergleich zum Überrollen eines einzelnen, über die halbe Ballenbreite gehenden Kanals ist in Fig. 5 beispielhaft für einen auf die Produktionsrate 70.000 Exemplare, z. B. Zeitungsseiten pro Stunde, optimierten Winkel ϕ gezeigt.
• Die schwingungstechnischen Vorteile eines druckenden Zylinders mit Kanalpaar gegenüber druckenden Zylindern mit geteilten, um einen anderen Winkel (meist 90° oder 180°) versetzten Kanälen (im weiteren als "konventionell gestaggert" bezeichnet), sind zweifach:
1. (1) Die Schwingungsamplitude ist nach dem Überrollen des Kanalpaars aufgrund der destruktiven Interferenz um bis zu 60% kleiner als diejenige nach dem Überrollen eines einzelnen geteilten Kanals (Fig. 5).
2. (2) Der angeregten Schwingung steht nach dem Überrollen des Kanalpaars die gesamte Zylinderrotationszeit 1/ f_rot zum Abklingen zur Verfügung, während es bei konventionell gestaggerten Zylindern innerhalb der gleichen Zeit zu einem erneuten Kanalschlag kommt. Dies ist insbesondere bei hohen Produktionsraten von Bedeutung, bei denen eine Amplitudenverstärkung durch die Überlagerung nichtabgeklungener Schwingungen stattfindet.
• Das Zusammenwirken beider Effekte steigert die Effizienz der Schwingungsdämpfung über das in Fig. 5 gezeigte Maß hinaus.
Vergleich der Konstruktionsausführungen in Fig. 1 bis 3:
• Die 1. Oberschwingung der Biegeschwingung trägt wesentlich zur Gesamtschwingungsamplitude nach Überrollung des Kanalpaars bei. Da die Krafteinleitung des Kanalschlags bei Konstruktionsausführung nach Fig. 2 - im Gegensatz zu den Ausführungen nach Fig. 1 und Fig. 3 - nicht die Symmetrie der 1. Oberschwingung besitzt, wird diese bei der Ausführung nach Fig. 2 weit weniger angeregt. Dem steht der Nachteil der Ausführung nach Fig. 2 gegenüber, daß der eine Kanalschlag "außen" und der andere "innen" erfolgt. Dies bewirkt im allgemeinen eine unterschiedlich starke Anregung der Grundschwingung und damit eine Reduktion der Schwingungsdämpfung durch destruktive Interferenz.
• Weiterhin ist die Ausführung nach Fig. 1 sowohl im Hinblick auf die Möglichkeiten des Panoramadrucks als auch wegen der Einfachheit des Einbringens der Spannkanalmechanik gegenüber den Ausführungen nach Fig. 2 und Fig. 3 zu favorisieren.
• Insgesamt stellt somit Ausführung nach Fig. 1 die günstigste Realisierungsvariante dar.
• Der Zylinder ist vorzugsweise als Form- oder Übertragungszylinder mit Kanälen zur Befestigung von Druckplatten oder Gummitüchern ausgebildet.

Claims (2)

1. Verfahren zur Berechnung eines Winkels ϕ zwischen mindestens zwei zueinander in Umfangsrichtung in dem Winkel ϕ versetzt angeordneten, zur Befestigung von Druckplatten oder Gummitüchern ausgebildeten Kanälen eines Zylinders einer Rotationsdruckmaschine, wobei der Zylinder als Formzylinder oder Übertragungszylinder ausgebildet ist, wobei der Winkel ϕ in Abhängigkeit einer Biegeeigenfrequenz fvib des Zylinders festgelegt wird, wobei der Winkel ϕ in Abhängigkeit einer ausgewählten Drehfrequenz f_rot des Zylinders für die minimale Schwingungsamplitude festgelegt wird, wobei der Winkel ϕ nach $$1,2\ast \left({\mathrm{f}}_{\mathrm{rot}}/{\mathrm{f}}_{\mathrm{vib}}\right)\ast 180°\ge \mathrm{Winkel}\varphi \ge 0,8\ast \left({\mathrm{f}}_{\mathrm{rot}}/{\mathrm{f}}_{\mathrm{vib}}\right)\ast 180°$$

   

   
   berechnet wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Winkel ϕ nach $$\mathrm{Winkel}\varphi =\left({\mathrm{f}}_{\mathrm{rot}}/{\mathrm{f}}_{\mathrm{vib}}\right)\ast 180°$$

   

   
   berechnet wird.

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