EP1428658B1 - Platten-, bzw. Formzylinder einer Rotations- insbesondere Offsetdruckmaschine - Google Patents

Platten-, bzw. Formzylinder einer Rotations- insbesondere Offsetdruckmaschine Download PDF

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EP1428658B1 EP03027960A EP03027960A EP1428658B1 EP 1428658 B1 EP1428658 B1 EP 1428658B1 EP 03027960 A EP03027960 A EP 03027960A EP 03027960 A EP03027960 A EP 03027960A EP 1428658 B1 EP1428658 B1 EP 1428658B1
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forme cylinder
forme
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Peter Knauer
Josef Singler
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Manroland AG
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MAN Roland Druckmaschinen AG
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41F—PRINTING MACHINES OR PRESSES
    • B41F13/00—Common details of rotary presses or machines
    • B41F13/08—Cylinders
    • B41F13/10—Forme cylinders

Definitions

  • the invention relates to a plate or form cylinder of a rotary-particular offset printing machine according to the preamble of claim 1.
  • the plate or form cylinder can be used as a support or receiving element of a plate-shaped, in a rounded form in axially extending clamping channels fixed, or a sleeve-shaped and can be pushed in this form printing form especially in offset printing, but is not limited thereto.
  • the printing unit can look like a classic offset printing unit with plate or form cylinder, i. Printing form, blanket and impression cylinder.
  • the printed image is known to be transferred from the plate cylinder to the blanket cylinder and from there to the paper passing over the printing cylinder.
  • the transfer of color, both from the plate to the blanket, as well as the blanket on the paper is only possible if a certain minimum pressure, the so-called line pressure between blanket and plate, or forme cylinder, is present.
  • the printing forme cylinder (ie the printing forme) thus provides the desired function permanently, ie a constant print quality, only when the job is correctly arranged (provided). Too little employment leads due to the tolerances of concentricity and cylindricity to a non-uniform ink or dampening agent transport. Too high employment adversely affects the life of the cylinder surface due to the internal friction and pressure overload.
  • the so-called channelless pressure in particular the sleeve technique, which is characterized by a printing plate applied seamlessly to a sleeve or a printing plate which is laser-welded to form a round shape, allows a reduced rigidity because of the reduced vibration excitation due to the missing cylinder channels.
  • the length / thickness ratio of the printing cylinder, or their relative stiffness with respect to a deflection becomes increasingly unfavorable.
  • the shape and position of the impression cylinders undesirably change from one another, i. that the impression cylinders bend.
  • the change in position due to deflection changes the pressure provision, i. the contact pressure between the pressure cylinders cooperating in the printing unit, which is seen over the cylinder width uneven. Determined in value numbers, this pressure provision is generally achieved by measuring the so-called impression width, i. the width of the zone that is set at each other, i. Pressed on cylinders defined the contact area of the cylinder. This measurement is particularly easy in offset printing, since always one cylinder of a pair of cylinders has a compressible (soft) surface.
  • the printing or transfer characteristic curve ie the dot gain, now depends directly on this impression width, wherein an increased impression width means increased dot gain and vice versa.
  • the effect described thus leads to an over the cylinder width considered undesirable changing pressure characteristic.
  • Fig. 4b shows the undesirable changes in position (deflection) of the two plate, or forme cylinder 1 of an offset printing unit for perfecting of Fig. 4a to each other during the printing operation.
  • the Anstelltik is unevenly over the cylinder width, i. The result is a line pressure, which is irregular over the cylinder width.
  • the plate, or forme cylinder of a rotary particular offset printing machine bend by the reaction forces of the blankets or rubber sleeves 10 in the center of pressure.
  • the blanket cylinder 11 bend slightly less than the plate or forme cylinder 1, since they are supported by the plate, or forme cylinder 1.
  • the pressure cylinder contour is pressed into the blanket, the surface load associated therewith causes a bending of the cylinder, resulting in a higher edge load and a much lower load in the middle of the cylinder.
  • the deflection of the printing form carrier can be determined based on theoretical calculations with known material parameters and area and line forces, for example by finite element calculation.
  • the surface 2 of the lateral surface of the plate or forme cylinder 1 in the axial direction rubdum in the circumferential direction with a convex profile, which was determined empirically or as indicated above calculated, made, ie designed spherical.
  • the shape curve 2 of the crown of the cylinder surface may be a circular arc or a parabola of at least second order. This means that the convex profile of the lateral surface 2 in the axial direction varies so that the diameter of the plate, or forme cylinder 1 is largest in the center of the axle and smallest at the lateral edges.
  • FIG. 2 shows that the transitions 3, 4 (radii) of the cylinder pit 5 are made correspondingly along the crowned cylinder surface 2, such that the pit width "s" remains constant over the axial length of the cylinder pit 5.
  • a printing plate 6 to be used in a plate cylinder according to FIG. 2 is designed in this way; that the bending length of the leading pressure plate radius 7 and trailing pressure plate radius 8 in the middle of pressure I center , as shown in Fig. 3b, is bent longer than at the pressure edges, so that the length at the pressure edges I edge shorter than the length in the middle I Middle is.
  • the trailing pressure plate radius 8 describes a shape curve 9, which must harmonize with the shape curve 2 of the surface of the plate cylinder 1.
  • Fig. 5 in comparison to Fig. 4b, is not only the contact between the blanket cylinder 11 and plate or by the inventive crowned design of the surface of a plate or forme cylinder 1 by means of a convexly curved surface in the axial direction
  • Form cylinder 10 improves, but also the contact between the two blanket cylinders 11 positively influenced.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Printing Plates And Materials Therefor (AREA)

Description

  • Die Erfindung betrifft einen Platten-, bzw. Formzylinder einer Rotations-insbesondere Offsetdruckmaschine nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
  • Der Platten-, bzw. Formzylinder kann als Träger- oder Aufnahmeelement einer plattenförmigen, in abgerundeter Form in axial verlaufenden Spannkanälen fixierbaren, oder einer hülsenförmigen und in dieser Form aufschiebbaren Druckform insbesondere im Offsetdruck angewandt werden, ist aber nicht darauf beschränkt. Das Druckwerk kann dabei wie ein klassisches Offsetdruckwerk aussehen mit Platten-, bzw. Formzylinder, d.h. Druckform-, sowie Gummituch- und Gegendruckzylinder.
  • So beschreibt beispielsweise die DE 44 36 973 A1 eine lithografische Offset-Schön- und Widerdruckmaschine, die im Druckwerk einen oberen und unteren Gummituchzylinder und einen oberen und unteren Plattenzylinder, der sich jeweils an den Druckspalten im Rollkontakt mit einem Gummituchzylinder befindet.
  • In solchen Offset-Rotationsdruckmaschinen wird bekanntlich das Druckbild vom Plattenzylinder auf dem Gummituchzylinder und von diesem auf das über den Druckzylinder laufende Papier übertragen. Die Übertragung der Farbe, sowohl von der Platte auf das Gummituch, wie auch vom Gummituch auf das Papier ist nur dann möglich, wenn ein bestimmter Mindestdruck, der sogenannte Liniendruck zwischen Gummituch- und Platten-, bzw. Formzylinder, vorhanden ist.
  • Der Druckformzylinder (d.h. die Druckform) erbringt somit nur bei richtiger Anstellung (Beistellung) dauerhaft die gewünschte Funktion, d.h. eine konstante Druckqualität. Eine zu geringe Anstellung führt infolge der Toleranzen von Rundlauf und Zylindrizität zu einem ungleichmässigen Farb- oder Feuchtmitteltransport. Eine zu hohe Anstellung wirkt sich infolge der inneren Reibung und Drucküberlastung nachteilig auf die Lebensdauer der Zylinderoberfläche aus.
  • Hinsichtlich dieses Zusammenhangs ergibt sich ein Problem für die Qualitätssicherung aus der Forderung nach immer grösserer Produktivität, bzw. durch das Bestreben, möglichst leichte und kostengünstige Druckformzylinder herzustellen. Gerade der sogenannte kanallose Druck, insbesondere also die Sleevetechnik, die sich durch ein auf eine Hülse nahtlos aufgebrachte Druckform oder einer zu einer Rundform laserverschweissten Druckplatte auszeichnet, erlaubt wegen der verringerten Schwingungsanregung aufgrund der fehlenden Zylinderkanäle eine reduzierte Steifigkeit. Damit wird das Längen/Dickenverhältnis der Druckzylinder, bzw. ihre relative Steifigkeit bezüglich einer Durchbiegung immer ungünstiger. Dies hat zur Folge, dass sich während des Druckbetriebes die Form und Lage der Druckzylinder zueinander unerwünscht verändern, d.h. dass die Druckzylinder sich durchbiegen.
  • Aber auch bei Verwendung herkömmlicher Plattenzylinder wird die Druckzylinderkontur in das Gummituch eingedrückt, die damit verbundene Flächenbelastung bewirkt ein Durchbiegen der Zylinder, was zu einer höheren Randbelastung und zu einer deutlich niedrigeren Belastung in der Mitte der Zylinder führt.
  • Diese niedrigere Belastung in der Zylindermitte ist nicht durch eine erhöhte Zylinderpressung zu kompensieren, denn dadurch würden in erster Linie die Randzonen und nur im geringeren Masse die Mittelzonen profitieren.
  • Die Lageveränderung in Folge einer Durchbiegung ändert die Druckbeistellung, d.h. den Anstelldruck zwischen den im Druckwerk zusammenwirkenden Druckzylindern, der über die Zylinderbreite gesehen ungleichmässig wird. Ermittelt in Wertzahlen wird diese Druckbeistellung in der Regel durch die Messung der sogenannten Abdruckbreite, d.h. der Breite der Zone, die bei zueinander angestellten, d.h. auf Pressung gefahrenen Zylindern den Kontaktbereich der Zylinder definiert. Diese Messung ist beim Offsetdruck besonders einfach, da hier immer ein Zylinder eines Zylinderpaares eine kompressible (weiche) Oberfläche aufweist.
  • Die Druck- bzw. Übertragungskennlinie, d.h. die Tonwertzunahme, hängt nun direkt von dieser Abdruckbreite ab, wobei eine erhöhte Abdruckbreite eine erhöhte Tonwertzunahme und umgekehrt bedeutet. Der beschriebene Effekt führt also zu einer über die Zylinderbreite betrachtet sich unerwünscht verändernden Druckkennlinie.
  • Um diese über die Zylinderbreite variierenden Druckkennlinienwerte zu stabilisieren, werden bisher entweder unter dem Gummituch eine entsprechende Unterlage plaziert oder beispielsweise wie in der oben bereits erwähnten DE 44 36 973 A1 das Profil des Gummituches, d.h. seine Dicke dadurch variiert, dass die Mantelfläche in Achsrichtung des Zylinders eine konvexe oder konkave Form auf dem Gummituchzylinder annimmt. Durch ein konvexes Profil der Gummituchzylinderoberfläche kann zwar die Durchbiegung zwischen einem Gummituchzylinder und einem Platten-, bzw. Formzylinder ausgeglichen werden, jedoch verschlechtert sich andererseits der Kontakt zwischen den beiden Gummituchzylindern in einem Druckwerk für Schön- und Widerdruck. Damit wird sowohl der Bahntransport als auch die Farbübertragung zur Papierbahn negativ beeinflusst. Durch eine konkave Gummituchzylinderoberfläche berbessert sich zwar der Kontakt der beiden Gummituchzylinder im Druckspalt, jedoch wird nun die Farbübertragung vom Platten- bzw. Formzylinder zum Gummituchzylinder verschlechtert.
  • Hiervon ausgehend ist es die Aufgabe vorliegender Erfindung, für einen Platten-, bzw. Formzylinder einer Rotations- insbesondere Offsetdruckmaschine eine Qualitätssichering im Rotationsdruck hinsichtlich der Druck- bzw. Übertragungskennlinien zu ermöglichen, die die Kompensation von Lageveränderungen aufgrund einer Durchbiegung bewerkstelligt.
  • Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale nach Anspruch 1 gelöst.
  • Durch die konvex in Achsrichtung des Zylinders ausgebildete Mantelfläche, d.h. durch die "Balligkeit" des Platten-, bzw. Formzylinder einer Rotations-insbesondere Offsetdruckmaschine lassen sich die Linienkraftdifferenzen zwischen Druckrand und Druckmitte im Kontakt Gummituch-Plattenzylinder erheblich verkleinern. Eine konstante Farbübertragung von Platten- zu Gummituchzylinder und von Gummituchzylinder auf die Papierbahn ist somit gewährleistet.
  • Im Folgenden soll anhand der Zeichnung die Erfindung verdeutlicht werden. Es zeigen:
    • Fig. 1
    einen schematischen Längsschnitt durch einen erfindungsgemässen Platten-, bzw. Formzylinder einer Rotations- insbesondere Offsetdruckmaschine,
    Fig. 2
    einen Teilschnitt durch einen Plattenzylinder einer Rotations-insbesondere Offsetdruckmaschine mit einer Zylindergrube zur Fixierung einer Druckplatte,
    Fig. 3a
    eine schematische Ansicht einer Druckplatte, wie sie für einen erfindungsgemässen Plattenzylinder vorgesehen ist,
    Fig. 3b
    die Druckplatte gemäss Fig. 3a in ausgerollter Form,
    Fig. 4a
    eine schematische Druckwerkseitenansicht einer Offsetdruckmaschine für Schön- und Widerdruck,
    Fig. 4b
    die Situation der Lageveränderungen der Zylinder einer Druckmaschine gemäss Fig. 4a ohne die erfinderischen Massnahmen und
    Fig. 5
    die Situation bei kompensierten Lageveränderungen der Zylinder gemäss der Fig. 4b mit den erfindungsgemässen Massnahmen.
  • Fig. 4b zeigt die unerwünschten Lageveränderungen (Durchbiegung) der beiden Platten-, bzw. Formzylinder 1 eines Offset-Druckwerks für Schön- und Widerdruck der Fig. 4a zueinander während des Druckbetriebs. Der Anstelldruck wird über die Zylinderbreite ungleichmässig, d.h. es entsteht ein Liniendruck, der über die Zylinderbreite unregelmässig wird. Bei breiten Maschinen verbiegen sich die Platten-, bzw. Formzylinder einer Rotations- insbesondere Offsetdruckmaschine durch die Reaktionskräfte der Gummitücher bzw. Gummisleeves 10 in der Druckmitte. Die Gummituchzylinder 11 verbiegen sich dabei etwas geringer als die Platten- bzw. Formzylinder 1, da sie durch die Platten-, bzw. Formzylinder 1 abgestützt werden. Dabei wird die Druckzylinderkontur in das Gummituch eingedrückt, die damit verbundene Flächenbelastung bewirkt ein Durchbiegen der Zylinder, was zu einer höheren Randbelastung und zu einer deutlich niedrigeren Belastung in der Mitte der Zylinder führt.
  • Die Durchbiegung des Druckformträgers kann aufgrund theoretischer Rechnungen mit bekannten Materialparametern und Flächen- und Linienkräften, beispielsweise auch durch Finite-Elemente-Rechnung bestimmt werden.
  • Gemäss der Fig.1 ist die Oberfläche 2 der Mantelfläche des Platten- oder Formzylinders 1 in Achsrichtung rubdum in Umfangsrichtungmit einem konvexen Profil, das empirisch oder wie voran angedeutet rechnerisch bestimmt wurde, angefertigt, d.h. ballig ausgelegt. Die Formkurve 2 der Balligkeit der Zylinderoberfläche kann ein Kreisbogen oder eine Parabel mindestens zweiter Ordnung sein. D.h., dass das konvexe Profil der Mantelfläche 2 in axialer Richtung so variiert, dass der Durchmesser der Platten-, bzw. Formzylinder 1 in der Achsmitte am grössten und an den seitlichen Rändern am kleinsten ist.
  • Handelt es sich bei der verwendeten Druckform um eine Druckplatte, die in einer Zylindergrube 5 eines Plattenzylinders 1 fixiert werden muss, so zeigt Fig. 2, dass die Übergänge 3, 4 (Radien) der Zylindergrube 5 entlang der balligen Zylinderoberfläche 2 entsprechend ausgeführt ist, derart, dass die Grubenbreite "s" über die axiale Länge der Zylindergrube 5 konstant bleibt.
  • Gemäss der Fig 3a ist eine bei einem Plattenzylinder gemäss der Fig. 2 zu verwendende Druckplatte 6 derart gestaltet; dass die Biegelänge vom vorlaufenden Druckplattenradius 7 und nachlaufenden Druckplattenradius 8 in der Druckmitte IMitte , wie in Fig. 3b gezeigt, länger gebogen ist, als an den Druckrändern, so dass die Länge an den Druckrändern IRand kürzer als die Länge in der Mitte IMitte ist.
  • Damit beschreibt der nachlaufende Druckplattenradius 8 eine Formkurve 9, die mit der Formkurve 2 der Oberfläche des Plattenzylinders 1 harmonisieren muss.
  • Bei einem Druckmaschinenkonzept mit zwei aneinander angestellten Gummituchzylindern für Schön- und Widerdruck, wie in Figs. 4a, 4b angedeutet, kann selbstverständlich die erfindungsgemässe Ausgestaltung bei beiden Platten-, bzw. Formzylindern gemäss der Fig. 5 vorgesehen werden.
  • Wie weiterhin in Fig. 5 im Vergleich zu Fig. 4b zu sehen ist, ist durch die erfindungsgemässe ballige Ausführung der Oberfläche eines Platten- bzw. Formzylinders 1 mittels einer in Achsrichtung konvex gekrümmten Mantelfläche 2 nicht nur der Kontakt zwischen Gummituchzylinder 11 und Platten- bzw. Formzylinder 10 verbessert, sondern ebenfalls der Kontakt zwischen den beiden Gummituchzylindern 11 positiv beeinflusst.

Claims (6)

  1. Platten-, bzw. Formzylinder einer Rotations-, insbesondere Offsetdruckmaschine mit einer zylindrischen Mantelfläche, die zur Aufnahme einer Druckform vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberfläche des Platten-, bzw. Formzylinders (1) mit einer in Achsrichtung konvex gekrümmten Mantelfläche (2) versehen ist, derart, dass das rechnerisch bestimmte konvexe Profil der Mantelfläche (2) so variiert, dass der Durchmesser des Platten-, bzw. Formzylinders (1) in der Achsmitte am grössten und an den seitlichen Rändern am kleinsten ist.
  2. Platten-, bzw. Formzylinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das konvexe Profil der Mantelfläche (2) einen Kreisbogen beschreibt.
  3. Platten-, bzw. Formzylinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das konvexe Profil der Mantelfläche (2) eine Parabel mindestens zweiter Ordnung beschreibt.
  4. Platten-, bzw. Formzylinder nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass bei Verwendung zur Aufnahme einer plattenförmigen Druckform (6) im Plattenzylinder (1) durch die Manteloberfläche (2) eine Zylindergrube (5) vorgesehen ist, deren Übergänge (3, 4) entlang der konvexen Manteloberfläche (2) entsprechend ausgeführt sind, so dass die Grubenbreite (s) über die axiale Länge der Zylindergrube (5) konstant ist.
  5. Platten-, bzw. Formzylinder nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch die Verwendung mit einer Druckplatte (6), die derart gestaltet ist, dass die Biegelänge vom vorlaufenden Druckplattenradius (7) und nachlaufenden Druckplattenradius (8) in der Druckmitte IMitte länger gebogen ist, als an den Druckrändern, so dass die Länge an den Druckrändern IRand kürzer als die Länge in der Mitte IMitte ist.
  6. Platten-, bzw. Formzylinder nach Anspruch 1 bis 5, gekennzeichnet durch die Verwendung bei zwei aneinander angestellten Gummituchzylindern für Schön- und Widerdruck.
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