Die Erfindung betrifft eine Mehrständer-Tiefdruckmaschine mit einem ersten
und mindestens einem weiteren Druckwerk, die jeweils einen Presseur und einen
angetriebenen Druckzylinder enthalten, sowie ein Tiefdruckverfahren für
eine solche Tiefdruckmaschine.
Bei einer herkömmlichen Tiefdruckmaschine läuft eine Bahn eines Bedruckstoffs
durch einen Spalt zwischen einem angetriebenen Tiefdruckzylinder und
einem nicht angetriebenen Zylinder, dem sogenannten Presseur, der die Bahn
gegen den Tiefdruckzylinder andrückt. Wenn mehrere Bilder passergenau übereinandergedruckt
werden sollen, beispielsweise beim Mehrfarbendruck, werden
bei einer Mehrständermaschine mehrere Druckwerke, auch Ständer genannt,
hintereinandergeschaltet. Hinter jedem Ständer läuft die Bahn durch einen
Trockner und eine Kühlung und wird dann dem nächsten Druckwerk zugeführt,
wo ein neues Bild so aufgedruckt wird, daß es die richtige Position in Bezug auf
das zuvor gedruckte Bild hat. Dies wird mit Hilfe von Passermarken kontrolliert,
die auf der Bedruckstoffbahn angebracht sind und optisch abgetastet werden.
Damit einerseits die Passergenauigkeit erhalten bleibt und andererseits der von
den angetriebenen Druckzylindern auf die Bahn ausgeübte Bahnzug konstant
bleibt, müssen die Druckzylinder exakt mit derselben Drehzahl angetrieben werden,
und sie müssen auch exakt denselben Durchmesser aufweisen. Wenn die
Durchmesser der Druckzylinder nur geringfügig um wenige Zehntel Millimeter
voneinander abweichen, sind auch die Drucklängen der gedruckten Bilder, entsprechend
dem Umfang des Druckzylinders, geringfügig voneinander verschieden,
und ebenso unterscheiden sich die Transportgeschwindigkeiten, mit denen
die Bahn durch die verschiedenen Druckwerke transportiert wird. Dies kann
dazu führen, daß die Bahn zwischen den einzelnen Druckwerken mehr und
mehr durchhängt oder, im Gegenteil, zu stark gespannt wird. Wenn man die
Drehzahlen der Druckzylinder so anpaßt, daß der Bahnzug konstant bleibt, akkumulieren
sich die unterschiedlichen Drucklängen im Laufe der Zeit zu einem
wahrnehmbaren Passerfehler.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Regelsystem zu schaffen, das eine passergenaue
Regelung bei konstantem Bahnzug ermöglicht. Ferner soll ein Verfahren
geschaffen werden, mit dem ein Druckvorgang, bei dem eine passergenaue Regelung
bei konstantem Bahnzug stattfindet, eingeleitet und durchgeführt werden
kann.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß bei einer Tiefdruckmaschine
der eingangs genannten Art auch die Presseure ihrerseits mit einem
geregelten Antrieb versehen sind und so mit dem Bedruckstoff in Kontakt stehen,
daß sie eine von der Umfangsgeschwindigkeit des anliegenden Druckzylinders
abweichende Bahngeschwindigkeit des Bedruckstoffes aufrechterhalten
können.
Die Geschwindigkeit des Bahntransports wird in einem Druckwerk dann nicht
mehr durch die Drehzahl des Druckzylinders, sondern durch die Drehzahl des
Presseurs bestimmt. Dabei können sich Unterschiede in den Umfangsgeschwindigkeiten
von Druckzylinder und Presseur ergeben, die durch einen leichten
Schlupf des Druckzylinders relativ zum Bedruckstoff ausgeglichen werden. Voraussetzung
ist, daß die Bahn an der Umfangsfläche des Presseurs besser haftet
als an der Umfangsfläche des Druckzylinders. Dies läßt sich zum Beispiel dadurch
erreichen, daß die Bahn oberhalb des Presseurs über eine Umlenkwalze
geführt wird, so daß sie den Presseur auf einer größeren Umfangslänge umschlingt.
Gegebenenfalls genügt jedoch auch eine ausreichende Andruckkraft
zwischen Presseur und Druckzylinder in Verbindung mit einer Oberflächenbeschaffenheit
des Presseurs, die für eine gute Haftung sorgt.
Ein erfindungsgemäßes Verfahren, mit dem ein solcher Druckvorgang eingeleitet
und durchgeführt werden kann, weist die Merkmale des unabhängigen Anspruchs
5 auf.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Tiefdruckmaschine
bestimmt während des Druckbetriebs der Antrieb des Presseurs des ersten
Druckwerkes die Bahngeschwindigkeit für die Antriebe der anderen Presseure.
Die Antriebe der Presseure in den nachgeschalteten Druckwerken werden
in einem geschlossenen Regelkreis so geregelt, daß der Bahnzug konstant bleibt.
Der Bahnzug vor dem jeweiligen Druckwerk wird mit Hilfe einer Meßwalze gemessen,
und der Antrieb des Presseurs wird in Abhängigkeit vom gemessenen
Bahnzug variiert. Auf diese Weise läßt sich über alle Druckwerke hinweg ein
gleichmäßiger und konstanter Bahnzug sicherstellen.
Bevorzugt bestimmt der Antrieb des Druckzylinders des ersten Druckwerkes die
Drehzahlen der nachgeschalteten Druckzylinder. Im Idealfall laufen alle Druckzylinder
mit genau gleicher Drehzahl. Wenn der Durchmesser eines nachgeschalteten
Druckzylinders etwas zu groß ist, kommt es in dem betreffenden
Druckwerk zu einem Schlupf zwischen Druckzylinder und Bahn. Dadurch wird
jedoch das Druckbild nicht erkennbar beeinträchtigt. Mit Hilfe eines optischen
Sensors werden hinter dem Druckzylinder die Passermarken abgetastet, und es
wird ein Passerfehler Δ des neu gedruckten Bildes in Bezug auf die Passermarke
gemessen. Der Druckzylinder wird dann kurzzeitig beschleunigt oder verzögert
betrieben, um den Passerfehler auszugleichen.
Auf diese Weise läßt sich bei einem einheitlichen Bahnzug ein gleichmäßiger
Bahntransport mit konstanter Bahngeschwindigkeit erreichen, während sich
durch eine einheitliche, konstante Drehzahl der Druckzylinder mit gegebenenfalls
einem leichten Schlupf der Druckzylinder relativ zum Bedruckstoff ein passergenauer
Druck ergibt. Durch einen solchen Schlupf wird jedoch das Druckbild
nicht erkennbar beeinträchtigt.
Die Antriebe sämtlicher Presseure und Druckzylinder sind bevorzugt elektronisch
gesteuerte Servoantriebe, mit denen sich eine Funktion (t), die den Drehwinkel
zur Zeit t beschreibt, nach Bedarf vorgeben und variieren läßt. Um einen
Passerfehler Δ auszugleichen, erhält dann der Servoantrieb des betreffenden
Druckzylinders einen Befehl, vorübergehend zu beschleunigen oder zu verzögern,
so daß sich relativ zu einem anderen Druckzylinder eine Vorreilung oder
Nacheilung des Drehwinkels ergibt. Dementsprechend verlagert sich das Druckbild
auf der Bahn, so daß der Passerfehler ausgeglichen wird.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren, mit dem ein solcher Druckvorgang eingeleitet
und durchgeführt werden kann, lassen sich drei Phasen unterscheiden:
das Anfahren, bei dem die Bahn auf die gewünschte Geschwindigkeit gebracht
wird und noch nicht gedruckt wird; das Andrucken, bei dem jeder Druckzylinder
ein Druckbild erzeugt und die Drehzahlen so eingeregelt werden, daß Passergenauigkeit
erreicht wird; und das Fortdrucken, bei dem die Maschine stabil
läuft und nur noch die allmählich akkumulierten Passerfehler sowie allmählich
akkumulierte Abweichungen vom Sollwert des Bahnzuges ausgeglichen werden.
Dabei verlaufen die Schritte des Anfahrens und des Andruckens in an sich bekannter
Weise, allerdings werden erfindungsgemäß auch die Presseure angetrieben
und der Bahnzug entsprechend geregelt.
Vorzugsweise ist dem ersten Druckwerk ein Einzugwerk vorgeschaltet, das beim
Anfahren die Bahngeschwindigkeit bestimmt. Die Antriebe der Presseure aller
nachgeschalteten Druckwerke werden dabei geregelt, indem die Drehzahl in Regelkreisen
so angepaßt wird, daß sich überall der gewünschte Bahnzug einstellt.
Dabei wird der Antrieb des ersten Presseurs durch den Bahnzug bestimmt, der
mit der Meßwalze zwischen Einzugwerk und erstem Druckwerk gemessen wird.
Nach dem Anfahren regelt diese Meßwalze nur noch den Antrieb des Einzugwerkes,
und der erste Presseur läuft mit konstanter Drehzahl.
Beim Andrucken werden die Antriebe der Presseure und des Einzugwerkes in
der beschriebenen Weise geregelt, bis alle Drehzahlen korrekt eingeregelt sind.
Dann beginnt das Fortdrucken, bei dem die Winkellagen der Presseure und des
Einzugwerkes nur noch inkrementweise verstellt werden, um Soll/Ist-Abweichungen
des Bahnzuges auszugleichen.
Die Regelung der Antriebe der Druckzylinder erfolgt beim Andrucken, indem der
erste Druckzylinder die Drehzahl für die weiteren Druckzylinder vorgibt, und die
Antriebe der weiteren Druckzylinder werden mittels optischer Sensoren, die Passermarken
abtasten, so geregelt, daß sich Passergenauigkeit des Drucks ergibt.
Beim Fortdrucken laufen die nachgeschalteten Druckzylinder dann im Takt des
ersten Druckzylinders, so daß die Passergenauigkeit erhalten bleibt. Unter Umständen
kommt es dabei zu Schlupf zwischen Druckzylinder und Bahn in den
nachgeschalteten Druckwerken, da die Geschwindigkeit der Bahn durch die
Presseure bestimmt wird. Beim Fortdrucken erfolgt die bereits beschriebene Regelung
der Antriebe der Druckzylinder, durch die Passerfehler mit einer kurzzeitigen
Beschleunigung oder Verzögerung eines Druckzylinders ausgeglichen werden.
Bei der bevorzugten Ausführung der Antriebe als elektronisch gesteuerte
Servoantriebe läßt sich die beschriebene inkrementelle Veränderung des Drehwinkels
zum Ausgleich eines Passerfehlers einfach realisieren.
Im folgenden wird ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand
der Zeichnung näher erläutert.
Die einzige Zeichnungsfigur zeigt schematisch den Aufbau einer Mehrständer-Tiefdruckmaschine
mit drei Druckwerken.
Die dargestellte Tiefdruckmaschine weist ein erstes Druckwerk 10 und zwei weitere
Druckwerke 12a und 12b auf. Am Anfang des Weges der Druckbahn 16
durch die Tiefdruckmaschine befindet sich eine Abwicklung 18, deren Antrieb
durch einen Regelkreis 20 in Abhängigkeit von der Höhe einer Tänzerwalze 22
geregelt wird. Die Druckbahn 16 läuft dann durch einen Spalt zwischen zwei Zylindern
eines Einzugwerks 14 und passiert eine erste Meßwalze 28, die den
Bahnzug mißt.
Im ersten Druckwerk 10 läuft die Druckbahn 16 um eine Umlenkwalze 30 und
einen Presseur 32, und wird dann durch einen Spalt zwischen dem Presseur 32
und einem ersten Druckzylinder 34 geführt. Am Druckzylinder 34 sind eine
Farbwanne 36 und ein Rakelmesser 38 dargestellt. Nur während des Anfahrens
regelt ein Regelkreis 40 den Antrieb des Presseurs 32 in Abhängigkeit von dem
Bahnzug, der von der Meßwalze 28 gemessen wird. Im Druckbetrieb, also beim
Andruck und beim Fortdruck, ist die Meßwalze 28 Teil eines Regelkreises 42,
der den Antrieb des Einzugwerkes 14 regelt. Im Druckbetrieb bestimmt dann
der Antrieb des Presseurs 32 die Bahngeschwindigkeit der Druckbahn 16 für
das Druckwerk 10 und die weiteren Druckwerke 12a und 12b.
Hinter dem Druckzylinder 34 durchläuft die Druckbahn einen Trockner 44 und
eine Kühlung 46.
Im anschließenden zweiten Druckwerk 12a wird wiederum der Bahnzug mit einer
Meßwalze 48 gemessen, bevor die Druckbahn über eine Umlenkwalze 50
und einen Presseur 52 an einem Druckzylinder 54 vorbeigeführt wird. Die Messung
des Bahnzuges durch die Meßwalze 48 geht dabei in einen Regelkreis 56
ein, der den Antrieb des Presseurs 52 regelt. Hinter dem Druckzylinder 54 befindet
sich ein optischer Sensor 58, der auf der Druckbahn 16 angebrachte Passermarken
optisch abtastet. Dabei gemessene Passerfehler werden durch einen Regelkreis
60 des Antriebs des Druckzylinders 54 ausgeglichen. Wiederum schlieβen
sich ein Trockner 62 und eine Kühlung 64 an.
Das nachfolgende Druckwerk 12b ist ebenso aufgebaut wie das Druckwerk 12a.
Am Ende des Weges der Druckbahn 16 wird die Druckbahn 16 auf eine Aufwicklung
66 aufgewickelt, deren Antrieb durch einen Regelkreis 68 in Abhängigkeit
von der Höhe einer Tänzerwalze 70 geregelt wird.
Während beim Anfahren das Einzugwerk 14 die Bahngeschwindigkeit der
Druckbahn 16 vorgibt und die Regelkreise 40 und 56 die Antriebe der Presseure
32 und 52 regeln, ist im Druckbetrieb der Regelkreis 40 inaktiv. Stattdessen regelt
hier der Regelkreis 42 den Antrieb des Einzugwerkes 14, während der Antrieb
des Presseurs 32 die Bahngeschwindigkeit für die gesamte Tiefdruckmaschine
vorgibt.
Der Druckzylinder 34 gibt die Drehzahl für alle weiteren Druckzylinder 54 vor.
Beim Andrucken wird über die optischen Sensoren 58 und die Regelkreise 60
der Antrieb der Druckzylinder 54 jeweils so geregelt, daß Passergenauigkeit des
Drucks erreicht wird.
Beim Fortdrucken gibt somit das erste Druckwerk 10 sowohl die Drehzahlen des
Einzugwerks 14 und der Presseure 52 der Druckwerke 12a und 12b vor, als
auch die Drehzahlen der Druckzylinder 54 der beiden Druckwerke 12a und 12b.
Die jeweiligen Regelkreise 42, 56 und 60 werden dann so betrieben, daß ihre
zeitabhängige Soll-Winkelposition inkrementell korrigiert wird, falls eine Abweichung
vom Sollwert des Bahnzuges an der jeweiligen Meßwalze 28 oder 48 festgestellt
wird, oder falls die optische Abtastung der Passermarken am jeweiligen
optischen Sensor 58 einen Passerfehler ergibt.
Obwohl die Erfindung hier anhand eines Beispiels mit drei Druckwerken 10,
12a und 12b dargestellt wurde, ist sie keineswegs auf diese Anzahl beschränkt.
Es ist auch eine andere Anordnung oder Zusammenstellung der Elemente jedes
Druckwerks 10, 12a oder 12b denkbar. So kann beispielsweise auf die Umlenkwalzen
30 und 50 verzichtet werden, wenn durch eine ausreichende Andruckkraft
zwischen Presseur und Druckzylinder in Verbindung mit einer Oberflächenbeschaffenheit
des Presseurs, die für eine gute Haftung sorgt, sichergestellt
ist, daß der Presseur die Bahngeschwindigkeit der Druckbahn 16 vorgibt. Im ersten
Druckwerk 10 kann wahlweise auf den Antrieb des Presseurs 32 verzichtet
werden, da hier ohnehin eine gleiche Umfangsgeschwindigkeit von Presseur 32
und Druckzylinder 34 erwünscht ist.