DE102006005150A1

DE102006005150A1 - Vorrichtung und Verfahren zur Kompensation lokaler Erwärmungen (Hot-Spots) in Rotationskörpern von Druckmaschinen

Info

Publication number: DE102006005150A1
Application number: DE200610005150
Authority: DE
Inventors: Horst Dauer; Josef Göttling; Michael Wagner
Original assignee: MAN Roland Druckmaschinen AG
Current assignee: Manroland AG
Priority date: 2006-02-04
Filing date: 2006-02-04
Publication date: 2007-08-09

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Kompensation lokaler Erwärmungen (Hot-Spots) (3) in Rotationskörpern (2) von Druckmaschinen, wobei es durch das Abrollen von mindestens zwei Rotationskörpern (2) aufeinander zu mindestens einem Hot-Spot (3) in zumindest einem Sektor von zumindest einem der mindestens zwei Rotationskörpern (2) kommt. Erfindungsgemäß findet zur Kompensation aller Hot-Spots (3) in den, den Hot-Spots (3) gegenüberliegenden, Sektoren der Roltationskörper (2) eine induktive Energieeinkopplung statt.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Kompensation lokaler Erwärmungen (Hot-Spots) in Rotationskörpern von Druckmaschinen, wobei es durch das Abrollen von mindestens zwei Rotationskörpern aufeinander zu mindestens einem Hot-Spot in zumindest einem Sektor von zumindest einem der mindestens zwei Rotationskörper kommt. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Kompensation lokaler Erwärmungen (Hot-Spots) in Rotationskörpern von Druckmaschinen.

Bei Druckmaschinen kann es durch das Abrollen eines mit einer weichen Oberfläche versehenen Rotationskörpers, zum Beispiel einem mit einem Gummituch bespannten oder mit einem Gummisleeve bestückten Gummizylinders auf einem zweiten Zylinder mit einer gleichen Oberfläche oder mit einer harten Oberfläche in einem der Zylinder oder auch in beiden zu einer lokalen Erwärmung kommen. Dieses Problem der lokalen Erwärmung ist im Druckmaschinenbereich unter dem Begriff Hot-Spot bekannt. Diese Hot-Spots führen zu einer einseitigen Längenausdehnung und somit zu einer Krümmung der Zylinder, wodurch sich ein Rundlauffehler der Druckmaschine ergibt.

Davon betroffen sind somit auch mehrere aufeinander abrollende Zylinder, wobei jeweils ein Zylinder mit einer weichen Oberfläche auf einem Zylinder mit weicher oder harter Oberfläche abrollt. Betriebsfälle, in denen die Entstehung eines Hot-Spots und seine Lage auf der Zylinderoberfläche vorhersehbar sind, können ebenso auftreten wie Fälle, in denen die Entstehung nicht, aber die Lage des Hot-Spots beziehungsweise weder die Entstehung noch die Lage eines Hot-Spots vorhersehbar ist.

Kommt es im Stillstand der Druckmaschine zu einem einseitigen Wärmeeintrag, führt dies ebenfalls zu einer einseitigen Längenausdehnung, die wiederum Rundlauffehler verursachen kann. Ein Beispiel dafür sind zwei Zylinder, die im Stillstand in Kontakt bleiben und einer von beiden im Berührungsbereich einen Hot-Spot hat, der durch einen lokal begrenzten Wärmeeintrag in den zweiten Zylinder erfolgt.

Die Erfinder haben sich die Aufgabe gestellt eine Druckmaschine zu verbessern.

Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung zur Kompensation lokaler Erwärmungen (Hot-Spots) in Rotationskörpern von Druckmaschinen gemäß Anspruch 1 und ein Verfahren gemäß Anspruch 9 gelöst.

Die Erfinder haben erkannt, dass es im Mantelbereich der Rotationskörper in Druckmaschinen zu lokalen Erwärmungen (Hot Spots) kommen kann. Unter Rotationskörper verstehen die Erfinder beispielsweise den Übertragung-, den Form-, den Gegendruck beziehungsweise Satellitenzylinder. Aber auch die Zylinder des Feucht- oder Farbwerkes.

Außerdem haben die Erfinder erkannt, dass die Temperierung der aufeinander abrollenden Zylinder zur Angleichung der Temperatur des Hot-Spots an die Temperatur des restlichen Zylinders nur unzureichend möglich ist, so dass die einseitige Längenausdehnung des Zylinders und damit dessen Krümmung nur teilweise behoben werden kann. Anstatt den Zylinder zu temperieren, ist es vielmehr günstig, gezielt auf der dem Hot-Spot gegenüberliegenden Seite einen weiteren Hot-Spot zu erzeugen. Dadurch kann die Krümmung des Zylinders aufgrund der einseitigen Längenausdehnung des ersten Hot-Spots kompensiert werden.

Aus den gewonnenen Erkenntnissen heraus schlagen die Erfinder vor, eine Vorrichtung zur Kompensation lokaler Erwärmungen (Hot-Spots) in Rotationskörpern von Druckmaschinen, wobei es durch das Abrollen von mindestens zwei Rotationskörpern aufeinander zu mindestens einem Hot-Spot in zumindest einem Sektor von zumindest einem der mindestens zwei Rotationskörpern kommt, dahingehend zu verbessern, dass mindestens eine Induktionsvorrichtung derart angeordnet wird, so dass zur Kompensation aller Hot-Spots in den, den Hot-Spots gegenüberliegenden Sektoren, eine induktive Energieeinkopplung stattfindet.

Durch diese Vorrichtung kann gezielt auf der gegenüberliegenden Seite im Rotationskörper ein weiterer Hot-Spot erzeugt werden, wodurch die Krümmung des Rotationskörpers, aufgrund der bisher einseitigen Längenausdehnung wegen dem des ersten Hot-Spots kompensiert werden kann. Dabei kann die mindestens eine Induktionsvorrichtung berührungslos außerhalb zumindest eines der Rotationskörper angeordnet sein.

Alternativ oder ergänzend dazu kann die mindestens eine Induktionsvorrichtung auch innerhalb des mindestens eines Rotationskörpers, vorzugsweise im Mantelaußenbereich, angeordnet sein. Um möglichst viel induktive Energie in einen Sektor des Rotationskörpers einkoppeln zu können, ist es auch von Vorteil, wenn mehrere Induktionsvorrichtungen, vorzugsweise entlang der Längsachsen der Rotationskörper angeordnet sind.

Die mindestens eine Induktionsvorrichtung kann fest oder auch beweglich, zum Beispiel auf einer parallel zur Längsachse der Rotationskörper verlaufenden Traverse in der Druckmaschine und/oder im/am Rotationskörper angeordnet sein.

Die Induktionsvorrichtung kann aus mindestens einer Spule, auch mit nur einer Windung beziehungsweise einer Wicklung, vorzugsweise mit einem ferromagnetischen Kern bestehen.

Um die Lage der der Hot-Spots und deren Temperaturverlauf detektieren zu können, ist es von Vorteil, wenn mindestens ein Temperatursensor, vorzugsweise mehrere, im Mantelaußenbereich des Rotationskörpers angeordnet sind. Der oder die Temperatursensoren bestimmen im Mantelaußenbereich die Temperatur des Hot-Spots.

Weiterhin ist es von Vorteil, wenn an einem oder an mehreren Rotationskörpern Sensoren zur Bestimmung des Deviationsmomente, also der Unwucht des Rotationskörpers, angeordnet sind. Diese Sensoren können beispielsweise optische Sensoren sein, die Auslenkungen der Rotationskörper detektieren oder auch Kraftsensoren, die in den Achsen der Rotationskörper angeordnet sind und somit die Kräfte aufgrund der Deviationsmomente auf diese Achsen messen.

Entsprechend der Vorrichtung zur Kompensation lokaler Erwärmungen in Rotationskörpern von Druckmaschinen, schlagen die Erfinder auch ein Verfahren zur Kompensation lokaler Erwärmungen in Rotationskörpern von Druckmaschinen vor, wobei mindestens zwei Rotationskörper aufeinander abrollen und dadurch mindestens einen Hot-Spot in mindestens einem Sektor von mindestens einem der mindestens zwei Rotationskörper erzeugen, dahingehend zu verbessern, dass zur Kompensation aller Hot-Spots in den, den Hot-Spots gegenüberliegenden Sektoren, induktiv Energie in den/die Rotationskörper eingekoppelt wird.

Dabei kann in dem neuen Verfahren die induktive Energie von mindestens einer Induktionsvorrichtung von außen in mindestens einen Rotationskörper eingekoppelt werden. Alternativ dazu kann die induktive Energieeinkopplung auch von innen in den Rotationskörper erfolgen. Um den Wärme- bzw. Energieertrag zu erhöhen ist es günstig, wenn an mehreren Stellen entlang der Längsachse oder der Längsachsen induktiv Energie eingekoppelt wird.

Alternativ dazu kann die induktive Energieeinkopplung in den oder die Rotationskörper durch ein magnetisches Wechselfeld erzeugt werden.

Im Verfahren kann die Temperatur im Mantelaußenbereich des Rotationskörpers bestimmt werden und die Energie abhängig von der Temperaturdifferenz von Hot-Spot und gegenüberliegenden Sektor eingekoppelt werden.

Weiterhin ist es von Vorteil, wenn die Unwucht des Rotationskörpers gemessen wird. Je höher die Unwucht ist, desto mehr Energie sollte eingekoppelt werden, um den Hot-Spot zu kompensieren.

Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung. Verschiedene Ausführungsbeispiele der Erfindung werden, ohne hierauf beschränkt zu sein, an Hand der drei Figuren näher erläutert. Dabei zeigt:
1a: Perspektivische Ansicht auf einen Zylinder mit Induktionsvorrichtung;
1b: Ansicht auf eine Stirnseiten des Zylinders aus 1a mit Induktionsvorrichtung;
2: Perspektivische Ansicht auf einen weiteren Zylinder mit anderer Anordnung einer Induktionsvorrichtung.
Nachfolgend wird die hier vorliegende Erfindung unter Bezugnahme auf die drei 1a, 1b und 2 beschrieben.
Die 1a zeigt eine perspektivische Ansicht auf einen Zylinder 2 einer Druckmaschine. Dieser Zylinder 2 rotiert beim Betrieb der Druckmaschine um die Längsachse 2.1. Rollen zwei oder mehr solcher Zylinder 2 in Kontakt miteinander aneinander ab, so kann es zu lokalen Erwärmungen 3 kommen. Beispielsweise treten solche lokalen Erwärmungen 3, oder auch Hot-Spots genannt, meist in der Nähe von Spannspalten der Zylinder 2 auf, in denen zum Beispiel Gummitücher befestigt werden. Diese lokalen Erwärmungen 3, die nach Erkenntnissen der Erfinder meist eine lokale Temperaturerhöhung von circa 1 bis 10 Kelvin bewirken, führen zu einseitigen Längenausdehnungen. Diese einseitigen Längensausdehnungen führen wiederum zu ungewollten Durchbiegungen der Zylinder 2. In dieser Ausführung der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird auf der, dem Hot-Spot 3 gegenüberliegenden Zylinderhälfte dieselbe Energiebeziehungsweise Wärmemenge zugeführt. Die Energie- beziehungsweise Wärmezufuhr erfolgt hierbei mit einer Induktionsvorrichtung 1, die induktiv Energie an der gegenüberliegenden Seite des Hot-Spots 3 einkoppelt. Die Induktionsvorrichtung 1 koppelt die Energie von außen in den Zylinder 2 ein. Hierdurch werden an der Wand des Zylinders 2 Wirbelströme erzeugt, die den Zylinder lokal erwärmen. Es wird also quasi ein den Hot-Spot 3 kompensierender Hot-Spot erzeugt, der einer einseitigen Längenausdehnung entgegengewirkt.
In 1b wird eine Ansicht auf eine Stirnseite des Zylinders 2 aus 1a gezeigt. Um die lokale Erwärmung 3 in der rechten Zylinderhälfte zu kompensieren, wird auf der gegenüberliegenden Zylinderhälfte induktiv Energie mit einer Induktionsvorrichtung 1 eingekoppelt. Beispielsweise kann durch die Induktionsvorrichtung 1 die Energie zeitlich nur dann eingekoppelt werden, wenn sich während des Druckvorgangs ein Zylindersektor in der nähe der Induktionsvorrichtung befindet, der um circa 180 Grad versetzt auf dem Zylinderumfang zum Hot-Spot 3 angeordnet ist.
Die 2 zeigt eine perspektivische Ansicht auf eine weitere Ausführung eines Zylinders 2 für eine Druckmaschine. Dieser Zylinder 2 ist als Hohlzylinder ausgeführt. Tritt beispielsweise an der Oberseite des Zylinders 2 eine lokale Erwärmung 3 auf kann über die Induktionsvorrichtung 1 im Hohlraum des Zylinders 2 dann Energie eingekoppelt werden, wenn die dem Hot Spot 3 gegenüberliegende Zylindermantelseite die Induktionsvorrichtung 1 passiert.
In den beiden Ausführungsbeispielen ist die Induktionsvorrichtung nicht fest mit dem Zylinder verbunden. Jedoch betonen die Erfinder ausdrücklich, dass es auch im Sinn der Erfindung ist, die Induktionsvorrichtung im Zylinder fest oder beweglich zu integrieren.
Es versteht sich, dass die vorstehend genannten Merkmale und die Merkmale der Ansprüche nicht nur in den jeweils angegebenen Kombinationen, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.

1: Induktionsvorrichtung
2: Zylinder
2.1: Zylinderlängsachse/Rotationsachse Zylinder
3: Lokale Erwärmung/Hot-Spot

Claims

Vorrichtung zur Kompensation lokaler Erwärmungen (Hot-Spots) (3) in Rotationskörpern (2) von Druckmaschinen, wobei es durch das Abrollen von mindestens zwei Rotationskörpern (2) aufeinander zu mindestens einem Hot-Spot (3) in zumindest einem Sektor von zumindest einem der mindestens zwei Rotationskörpern (2) kommt, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Induktionsvorrichtung (1) derart angeordnet ist, so dass zur Kompensation aller Hot-Spots (3) in den, den Hot-Spots (3) gegenüberliegenden, Sektoren der Rotationskörper (2) eine induktive Energieeinkopplung stattfindet.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Induktionsvorrichtung (1) außerhalb zumindest eines Rotationskörpers (2) angeordnet ist.
Vorrichtung nach einem oder beiden der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Induktionsvorrichtung (1) innerhalb mindestens eines Rotationskörpers (2), vorzugsweise nahe am Mantelaußenbereich, angeordnet ist.
Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Induktionsvorrichtungen entlang der Rotationskörperlängsachse(n) (2.1) angeordnet sind.
Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Induktionsvorrichtung (1) fest oder beweglich in der Druckmaschine und/oder im/am Rotationskörper (2) angeordnet ist.
Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Induktionsvorrichtung (1) mindestens eine Spule ist, die ein magnetisches Wechselfeld erzeugt.
Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Temperatursensor, vorzugsweise mehrere, im Mantelaußenbereich des Rotationskörpers (2) angeordnet sind, der/die die Temperatur am Mantelaußenbereich misst/messen.
Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass an einem Rotationskörper (2), vorzugsweise an allen Rotationskörpern (2), Sensoren zu Bestimmung der Deviationsmomente angeordnet sind.
Verfahren zur Kompensation lokaler Erwärmungen (Hot-Spots) (3) in Rotationskörpern (2) von Druckmaschinen, wobei mindestens zwei Rotationskörper (2) aufeinander abrollen und dadurch mindestens einen Hot-Spot (3) in zumindest einem Sektor von zumindest einem der mindestens zwei Rotationskörper (2) erzeugen, dadurch gekennzeichnet, dass zur Kompensation aller Hot-Spots (3) in den, den Hot-Spots (3) gegenüberliegenden, Sektoren der Rotationskörper (2) induktiv Energie in den/die Rotationskörper (2) eingekoppelt wird.
Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die induktive Energie von mindestens einer Induktionsvorrichtung (1) von Außen in mindestens einen Rotationskörper (2) eingekoppelt wird.
Verfahren nach einem oder beiden der Ansprüche 9 und 10, dadurch gekennzeichnet, dass die induktive Energie von mindestens einer Induktionsvorrichtung (1) von Innen in mindestens einen Rotationskörper (2) eingekoppelt wird.
Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass an mehreren Stellen entlang der Rotationskörperlängsachse(n) induktiv Energie eingekoppelt wird.
Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die induktive Energie durch ein magnetisches Wechselfeld erzeugt wird.
Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 9 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperatur im Mantelaußenbereich des Rotationskörpers (2) gemessen wird und die Energie abhängig von der Temperaturdifferenz von Hot-Spot (3) und gegenüberliegendem Sektor eingekoppelt wird.
Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 9 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Unwucht der Rotationskörper (2) gemessen wird.