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Die
Erfindung bezieht sich auf eine Druckmaschine mit einem Heberfarbwerk,
welches eine durch einen Motor über
eine drehbare Kurvenscheibe bewegbare Heberwalze umfaßt nach
dem Oberbegriff von Anspruch 1 sowie auf ein Verfahren zum Betrieb einer
solchen Druckmaschine.
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In
der
DE 44 36 102 A1 sind
eine Vorrichtung und ein Verfahren zur kontrollierten Übertragung
von Druckfarbe beschrieben. Die Vorrichtung umfaßt eine mittels eines Schwenkmechanismus
hin- und herbewegbare Farbheberwalze und der Antrieb des Schwenkmechanismus
ist ein diskontinuierlicher Antrieb. Bei einer Ausgestaltungsvariante
der Vorrichtung ist ein drehbarer Motor vorgesehen, über dessen
Bauart keine Aussage getroffen wird und der mit einem zwei unterschiedliche
Radien aufweisenden Kurvenscheibensegment verbunden ist.
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In
der
DE 44 28 403 C2 ist
ein Heberantrieb beschrieben, dessen Kurvenscheibe ein drehzahlsteuerbarer,
ungleichförmig
betreibbarer Antrieb zugeordnet ist. Die Kurvenscheibe läuft zeitweise
mit einer Drehzahl, welche mit der Druckgeschwindigkeit der Druckmaschine
korreliert und, wenn die auf der Kurvenscheibe ablaufende Rolle
des Lagerhebels der Heberwalze über
das An- und Abstellen der Heberwalze bewirkende Kurvenabschnitte
läuft,
mit einer von der Druckgeschwindigkeit unabhängigen konstanten Drehzahl.
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Weder
wird die Problematik eines fliehkraftbedingten Abhebens der Rolle
von der Kurvenscheibe noch eine Verminderung der Geschwindigkeit
der Kurvenscheibe in der Patentschrift angesprochen.
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In
der
EP 0 623 468 B1 ist
ein Heberfarbwerk für
eine Druckmaschine beschrieben, welches zwei Kurvenscheiben umfaßt, die
am überwiegenden
Teil ihrer Umfangskontur einen großen Kurvenradius und in dem
verbleibenden Teil der Umfangskontur einen kleinen Krümmungsradius
aufweisen.
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Sowohl
die Vorrichtung zur kontrollierten Übertragung von Druckfarbe als
auch das Heberfarbwerk stellen jeweils eine günstige konstruktive Lösung der
dem Farbwerk bzw. der Vorrichtung zugrundeliegenden Aufgabenstellung
dar. Für
andere Fälle sind
diese Systeme jedoch ungünstig.
Insbesondere kann eine auf den beschriebenen Kurven abrollende Kurvenrolle
bei hohen Maschinengeschwindigkeiten von der Kurve abheben, wodurch
die Lage der Heberwalze zeitweise undefiniert ist.
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Es
ist die Aufgabe der Erfindung, eine Druckmaschine mit einem bei
hohen Maschinengeschwindigkeiten sicher arbeitenden Heberfarbwerk
zu schaffen. Aufgabe der Erfindung ist es weiterhin, ein Verfahren
zum Betrieb einer solchen Druckmaschine anzugeben.
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Die
gestellte Aufgabe wird sowohl von einer Druckmaschine mit den Merkmalen
des Anspruches 1 als auch von einer Druckmaschine mit Merkmalen des
Anspruches 4 gelöst.
Die gestellt Aufgabe wird weiterhin durch ein Verfahren mit den
Merkmalen des Anspruches 9 und durch ein Verfahren mit den Merkmalen
des Anspruches 10 gelöst.
Die Unteransprüche
enthalten weitere Merkmale.
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Eine
erfindungsgemäße Druckmaschine
mit einem Heberfarbwerk, welches eine durch einen Motor über eine
drehbare Kurvenscheibe bewegbare Heberwalze umfaßt, zeichnet sich dadurch aus,
daß der
Motor die Kurvenscheibe bei konstanter Druckgeschwindigkeit der
Druckmaschine periodisch winkelbeschleunigt und abwechselnd in beide
Drehrichtungen drehend ausgebildet ist.
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Bei
einer die Druckmaschine vorteilhaft weiterbildenden Ausführungsform
weist die Kurvenscheibe zwei durch verschieden große Krümmungsradien
bestimmte kreisbogenförmig
konturierte Umfangsbereiche auf.
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Bei
einer weiteren Ausführungsform
ist die Kurvenscheibe umfangsseitig spiralförmig oder im wesentlichen spiralförmig konturiert.
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Eine
weitere erfindungsgemäße Druckmaschine
mit einem Heberfarbwerk, welches eine durch einen Motor über eine
drehbare Kurvenscheibe bewegbare Heberwalze umfaßt, zeichnet sich dadurch aus,
daß die
Kurvenscheibe zwei durch verschieden große Krümmungsradien bestimmte kreisbogenförmig konturierte
Umfangsbereiche aufweist und der Motor die Kurvenscheibe bei konstanter
Druckgeschwindigkeit der Druckmaschine periodisch winkelbeschleunigt
antreibend ausgebildet ist, wobei die Kurvenscheibe vom Motor mit
verminderter Geschwindigkeit gedreht wird, wenn die Rolle einen
kurvenbedingt ein Abheben der Rolle von der Kurvenscheibe befördernden
Umfangsbereich durchläuft.
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Eine
die weitere erfindungsgemäße Druckmaschine
vorteilhaft weiterbildende Ausführungsform
zeichnet sich dadurch aus, daß der
Motor die Kurvenscheibe – insbesondere
diskontinuierlich – in eine
einzige Drehrichtung umlaufend antreibend ausgebildet ist.
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Eine
weitere Ausführungsform
zeichnet sich dadurch aus, daß der
Motor die Kurvenscheibe abwechselnd in beide Drehrichtungen drehend
ausgebildet ist.
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Eine
sämtliche
vorstehend beschriebene erfindungsgemäße Druckmaschinen weiterbildende Ausführungsform
zeichnet sich dadurch aus, daß der Motor
ein Elektromotor ist, welcher von einer elektronischen Steuereinrichtung
in Abhängigkeit
von einem die Druckgeschwindigkeit bestimmenden Druckmaschinenantrieb
und sich periodisch winkelbeschleunigt drehend steuerbar ist.
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Eine
weitere Ausführungsform
welche ebenfalls zur Weiterbildung sämtlicher vorstehend beschriebener
Druckmaschinen geeignet ist, zeichnet sich dadurch aus, daß die Kurvenscheibe
koaxial zu einer Motorwelle des Motors angeordnet und drehfest mit
der Motorwelle verbunden ist.
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Bei
einem erfindungsgemäßen Verfahren zum
Betrieb einer ein Heberfarbwerk mit einer durch einen Motor über eine
drehbare Kurvenscheibe bewegbaren Heberwalze umfassenden Druckmaschine wird
bei konstantgehaltener Druckgeschwindigkeit der Druckmaschine die
Kurvenscheibe mittels des Motors periodisch winkelbeschleunigt und
abwechselnd in beide Drehrichtungen gedreht.
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Bei
einem auf demselben Prinzip wie das vorstehend beschriebene Verfahren
basierenden weiteren erfindungsgemäßen Verfahren zum Betrieb einer
ein Heberfarbwerk mit einer durch einen Motor über eine drehbare Kurvenscheibe
bewegbaren Heberwalze umfassenden Druckmaschine, wobei die Kurvenscheibe
zwei durch verschiedengroße
Krümmungsradien
bestimmte kreisbogenförmig
konturierte Umfangsbereiche aufweist, wird die Kurvenscheibe vom
Motor bei konstantgehaltener Druckgeschwindigkeit der Druckmaschine
periodisch winkelbeschleunigt angetrieben.
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Bei
diesem Verfahren wird der Motor von einer elektronischen Steuereinrichtung
angesteuert, so daß eine
federbelastet auf der Kurvenscheibe abrollende Rolle eines die Heberwalze
bewegenden Kurvengetriebes jederzeit sicher in Kontakt zur Kurvenscheibe
gehalten wird, wobei die Kurvenscheibe vom Motor mit verminderter
Geschwindigkeit gedreht wird, wenn die Rolle einen kurvenkonturbedingt
ein Abheben der Rolle von der Kurvenscheibe befördernden Umfangsbereich durchläuft.
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Die
Druckmaschine kann eine bahn- oder bogenförmigen Bedruckstoff verarbeitende
und nach einem direkten oder indirekten Hoch- oder Flachdruckverfahren,
beispielsweise nach dem Buchdruckverfahren oder nach dem Offsetdruckverfahren, arbeitende
Rotationsdruckmaschine sein.
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Die
Erfindung wird nachfolgend mit Bezug auf die Zeichnung anhand bevorzugter
Ausführungsformen
beschrieben.
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In
der Zeichnung zeigt:
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1 eine
Bogenoffsetrotationsdruckmaschine mit mehreren Heberfarbwerken,
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2 ein
Kurvengetriebe mit einer Kurvenscheibe zum Antrieb einer Heberwalze
des jeweiligen Heberfarbwerks,
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3 eine
erste Ausgestaltungsvariante der Kurvenscheibe,
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4 ein
einen periodischen Bewegungsverlauf der nach der ersten Variante
ausgestalteten Kurvenscheibe zeigendes Diagramm,
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5 ein
einen alternativen Bewegungsverlauf der nach der ersten Variante
ausgestalteten Kurvenscheibe zeigendes Diagramm,
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6 eine
zweite Ausgestaltungsvariante der Kurvenscheibe,
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7 ein
Diagramm, welches den Bewegungsverlauf der nach der zweiten Variante
ausgestalteten Kurvenscheibe zeigt und
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8 ein
Heberfarbwerk, bei welchem die Heberwalze die Druckfarbe von einem
Farbtransportband übernimmt.
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Die
in 1 dargestellte Druckmaschine 1 umfaßt mehrere
Druckwerke 2, von denen jedes ein Farbwerk 3 zum
Einfärben
einer umfangsseitig auf den Druckformzylinder 8 befindlichen
Druckform aufweist. Das Farbwerk 3 besteht aus mehreren
Farbwerkswalzen 5 bis 7 zum Transport der im Farbkasten 4 gespeicherten
Druckfarbe zum Druckformzylinder 8. Die Farbwerkswalze 5 ist
als eine dem Farbkasten 4 zugeordnete Farbkastenwalze und
die Farbwerkswalze 7 eine in axialer Richtung changierende
Reiberwalze ausgebildet. Die Farbwerkswalze 6 ist eine
Heberwalze, welche sich zwischen den Farbwerkswalzen 5 und 7 mit
zeitweisem Kontakt zu diesen hin- und herbewegt und dabei die Druckfarbe von
der Farbwerkswalze 5 übernimmt
und an die Farbwerkswalze 7 abgibt. Die beschriebene Hin-
und Herbewegung der Heberwalze 6 wird vom als ein Elektromotor
ausgebildeten Motor 11 über
ein Kurvengetriebe (2) angetrieben. Die Drehung
des Druckformzylinders 8 wird vom Antrieb 23 angetrieben.
Der Druckformzylinder 8, der Gummituchzylinder 9 und
der Gegendruckzylinder 10 eines jeden Druckwerkes 2 sowie
die Druckwerke 2 untereinander sind über eine Zahnradgetriebe 24 miteinander verbunden,
so daß alle
Druckwerke 2 vom Antrieb 23 mit derselben Druckgeschwindigkeit
von z. B. 10000 Bedruckstoffbogen pro Stunde antreibbar sind. Der Motor 11 ist
von der elektronischen Steuereinrichtung 25 in Abhängigkeit
vom Antrieb 23, welcher der Hauptantrieb der Druckmaschine 1 ist,
steuerbar. Der Bediener der Druckmaschine 1 kann über die
elektronische Steuereinrichtung 25 den Antrieb 23 steuern und
beispielsweise die Druckgeschwindigkeit von 10000 Bögen pro
Stunde auf 15000 Bögen
pro Stunde erhöhen.
Der Motor 11 ist über
die Steuereinrichtung 25 derart elektronisch mit dem Druckmaschinenantrieb 23 verknüpft, daß die Anzahl
der Bewegungen der Heberwalze 6 von der Farbwerkswalze 5 zur
Farbwerkswalze 7 und wieder zurück pro Umdrehung des Druckformzylinders 8 bei
einer Druckgeschwindigkeitsveränderung
dem Antrieb 23 nachführbar
ist. Eine elektronische Nachführung
des Motors 11 kann einem, muß aber keinem linearen Modell
entsprechen. Wenn beispielsweise die Heberwalze 6 bei einer
Druckgeschwindigkeit von 10000 Bögen
pro Stunde eine sich aller fünf
Umdrehungen des Druckformzylinders 8 periodisch wiederholende Hin-
und Herbewegung ausführt,
dann kann bei beispielsweise 15000 Bögen pro Stunde eine sich aller drei
Umdrehungen des Druckformzylinders 8 wiederholende Bewegung
der Heberwalze 6 als eine dem hohen Farbbedarf des Druckwerkes 2 bei
der hohen Druckgeschwindigkeit am besten entsprechende Hebertaktfrequenz
erweisen. Der Hebertakt der Heberwalze 6 ist nach einem
funktionalen Zusammenhang, der den Farbbedarf bei verschiedenen
Druckgeschwindigkeiten beschreibt, dem Druckmaschinenantrieb 23 nachsteuerbar.
Zudem ist der Motor 11 über
die Steuereinrichtung 25 unabhängig vom Druckmaschinenantrieb 23 steuerbar,
so daß der
Bediener die Motordrehzahl bzw. den Hebertakt mittels manueller
Einstellung an der Steuereinrichtung 25 verändern kann,
wenn der Bediener anhand des Druckbildes sieht, daß die von
der Heberwalze 6 pro Zeiteinheit geförderte Farbmenge zuviel oder
zuwenig ist. Das mit dem Bezugszeichen 29 bezeichnete Symbol
stellt die entsprechenden in der Steuereinrichtung 25 programmierbaren
Funktionsverläufe oder
abspeicherbare Datensätze
dar, welche der beschriebenen Nachführung des Antriebes der Heberwalze 6,
der manuellen Einstellung und speziell der Drehung der Kurvenscheibe 13 (2, 3 und 6)
mit verschiedenen Geschwindigkeiten in gegebenenfalls verschiedene
Richtungen als Grundlage dienen.
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In 2 sind
die Farbwerkswalzen 5 bis 7 und das die Heberwalze 6 hin-
und herbewegende Kurvengetriebe 13-19 in Einzelheiten
dargestellt. Das Kurvengetriebe 13-19 ist als
ein Schwenkmechanismus ausgebildet und kann auch ein die Heberwalze 6 zwischen
den Farbwerkswalzen 5 und 7 hin und herverschiebender
Mechanismus sein. Im letztgenannten Fall wäre der Rollenhebel 14 durch
einen von der Kurvenscheibe 13 betätigbaren Rollenstößel mit
in diesem gelagerter Heberwalze 6 zu ersetzen. Der gezeigte
Rollenhebel 14 ist um das Hebellager 16 schwenkbar
und als ein doppelarmiger Winkelhebel ausgebildet. Die Feder 19 bewirkt,
daß die
im Rollenhebel 14 drehbar gelagerte Hebelrolle 15 sicher auf
der Umfangsoberfläche
der Kurvenscheibe 13 gehalten wird. Die Heberwalze 6 ist
an einem Ende des Rollenhebels 14 in diesem drehbar gelagert,
wobei die als eine Druckfeder ausgebildete Feder 19 am anderen
Ende des Rollenhebels 14 an diesen angreift. Die Rolle 15 ist
im Hebelarm 17 zwischen dem Drehlager 16 des Rollenhebels 14 und
dem Angriffspunkt der Feder 19 gelagert. Der die Kurvenscheibe 13 drehende
Motor 11 ist als ein Elektromotor ausgebildet, auf dessen
Motorwelle 12 die Kurvenscheibe 13 sitzt. Die
Drehbewegung der Farbwerkswalzen 5, 7 erfolgt über deren
getriebetechnische Kopplung mit dem Antrieb 23 (1)
durch diesen und die Drehbewegung der Heberwalze 6 erfolgt
durch Friktionsmitnahme, wenn die Heberwalze 6 an der jeweiligen sich
drehenden Farbwerkswalze 5, 7 anliegt.
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In 3 ist
die Kurvenscheibe 13 detailliert dargestellt. Die Kurvenscheibe 13 ist
bezüglich
ihrer Vertikalachse spiegelsymmetrisch ausgebildet. Die Konturpunkte
A bis H beschreiben verschiedene Abschnitte der umfangsseitigen
Kurvenkontur 21 der Kurvenscheibe 13. Die Kurvenscheibe 13 weist
einen zwischen den Punkten A und H liegenden ersten kreisbogenförmigen Umfangsbereich
AH und einen zwischen den Punkten D und E liegenden zweiten kreisbogenförmigen Umfangsbereich
DE auf. Der den Umfangsbereich AH bestimmende Krümmungsradius R ist größer als
der den Umfangsbereich DE bestimmende Krümmungsradius r. Die kreisbogenförmigen Bereiche
AH und DE sind durch einen in etwa S-förmig geschwungenen Übergangsbereich zwischen
den Punkten A und D und einen in etwa spiegelbildlich S-förmigen Übergangsbereich
zwischen den Punkten E und H miteinander verbunden. Die Übergangsbereiche
AD und EH weisen jeweils einen konvex gekrümmten Bereich AB bzw. GH, einen
quasilinearen Bereich BC bzw. FG und einen im wesentlichen konkav
gekrümmten
Bereich CD bzw. EF auf. Die in 3 dargestellten
Kurvenbereiche AD und EH sind derart ausgebildet, so daß diese
Bereiche fließend
in die kreisbogenförmige
Bereiche AH und DE übergehen.
Die Heberwalze 6 befindet sich in einer Anlagestellung
an einer der Farbwerkswalzen 5 oder 7, wenn die
Rolle 15 den Bereich AH der Kurvenscheibe 13 durchrollt
oder in diesen Bereich rastet. Die Heberwalze 6 befindet
sich in einer Anlagestellung an der jeweils anderen Farbwerkswalze 5 oder 7,
wenn die Rolle 15 den Bereich DE durchrollt oder in diesem
Bereich rastet. Bei dem in 2 dargestellten
Kurvengetriebe ist die Rolle 15 gezeigt, wie sie den Bereich
DE der Kurvenscheibe 13 durchrollt, wobei währenddessen
die Heberwalze 6 an der Farbwerkswalze 5 anliegt
und von dieser die Druckfarbe übernimmt.
Wenn die Rolle 15 die Übergangsbereiche
AD und EH durchrollt, bewegt sich der Rollenhebel 14 um
das Hebellager 16 und die Heberwalze 6 von der
Farbwerkswalze 5 zur Farbwerkswalze 7 bzw. andersherum.
Die durch die Heberwalze 6 von der Farbwerkswalze 5 in
Form eines Umfangsstreifens abgenommene Farbmenge ist vom sogenannten
Anlagewinkel abhängig.
Der Anlagewinkel ist jener Drehwinkel der Farbwerkswalze 5,
um welchen sich die Farbwerkswalze 5 dreht, während die
Heberwalze 6 an der Farbwerkswalze 5 anliegt.
Bei beispielsweise konstant gehaltener Drehzahl der Farbwerkswalze 5 läßt sich
die Länge
des von der Farbwerkswalze 5 auf die Heberwalze 6 übertragenen Farbstreifen
durch eine Variation der Anlagedauer der Heberwalze 6 an
der Farbwerkswalze 5 variieren. Je länger die Hebewalze 6 an
der Farbwerkswalze 5 anliegt, desto mehr Farbe wird übertragen.
Die Zeitdauer des Anliegens der Heberwalze 6 an der Farbwerkswalze 5 bzw.
der Anlagewinkel sind wiederum von der Zeitdauer abhängig, während welcher
sich die Rolle 15 innerhalb des das Anliegen der Heberwalze
an der Farbwerkswalze 5 bestimmenden kreisbogenförmigen Bogenbereiches,
hier z. B. des Bereiches DE, befindet. Die Zeitdauer, in welcher
sich die Rolle 15 im Bereich DE der Kurvenscheibe 13 befindet,
wird wiederum von der Winkelgeschwindigkeit bzw. Drehzahl bestimmt,
mit welcher sich die Kurvenscheibe 13 dreht, während sich
die Rolle 15 im Bereich DE befindet.
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Beispielsweise
kann die Winkelgeschwindigkeit für
eine variable Zeitdauer den Wert Null aufweisen, so daß die Rolle 15 für diese
variable Zeitdauer im Bereich DE befindlich stillsteht. Anstelle
des beschriebenen Stoppens der Kurvenscheibendrehung kann die Kurvenscheibe
auch entsprechend schneller oder langsamer gedreht werden, wenn
die Rolle 15 den Bereich DE durchläuft. Genau in derselben Art
und Weise ist die Anlagedauer der Heberwalze 6 an der Farbwerkswalze 7 steuerbar,
wobei hier der kreisbogenförmige
Bereich AH der Kurvenscheibe 13 sowie die Durchlaufzeit
der Rolle 15 durch diesen Bereich AH bzw. die Dauer eines
etwaigen Anhaltens der Drehung der Kurvenscheibe 13 während sich
die Rolle 15 im Bereich AH befindet, die bestimmenden Faktoren
sind. Während
sich die Rolle 15 innerhalb der Bereiche AD oder EH bewegt,
wird die Kurvenscheibe 13 vom Motor 11 mit der maximalen
Geschwindigkeit gedreht, bei welcher die Rolle 15 von der
durch die Druckfeder 19 und den Rollenhebel 17 gebildeten
Andrückeinrichtung
ohne von der Außenkontur 21 der
Kurvenscheibe 13 abzuheben sicher auf letzterer gehalten
wird. Diese maximale Geschwindigkeit, im folgenden auch Grenzgeschwindigkeit
genannt, wird von der Größe der von
der Andrückeinrichtung 17, 19 auf
die Rolle 15 ausgeübten Kraft
und vom Konturverlauf der Kurvenscheibe 13 bestimmt. Die
konvexen Bereiche AB und GH stelle besonders kritische Bereiche
dar. Bei der in 3 dargestellten Drehrichtung
der Kurvenscheibe 13 besteht bei einer Überschreitung der zulässigen Grenzgeschwindigkeit
der Drehung die Gefahr, daß die
von A in Richtung B rollende Rolle 15 aufgrund einer Rückstellträgheit der
Andrückeinrichtung 17, 19 und die
von G nach H rollende Rolle 5 aufgrund der Fliehkraft kurzzeitig
von der Kurvenscheibe 13 abhebt. Wie zu den nachfolgenden 4 und 5 noch
erläutert,
wird diese Gefahr dadurch abgewendet, daß Teilbereiche, z. B. die Teilbereiche
AB und GH, der in etwa S-förmigen Übergangsbereiche
AD und EH durch eine entsprechende Kurvenscheibenkinematik mit einer
anderen Geschwindigkeit an der Rolle 15 entlangbewegt werden,
als der übrige
Bereich des jeweiligen S-förmigen Überganges
AD bzw. EH. Die Antriebskinematik der Kurvenscheibe 13 durch
den Motor 11 beinhaltet einerseits die Beeinflussung der Verweilzeit
der Heberwalze 6 in deren Arbeitspunkten, indem die Drehung
der Kurvenscheibe 13 dementsprechend beschleunigt und verzögert wird,
während
sich die Rolle 15 in den kreisbogenförmigen Bereichen AH bzw. DE
befindet, und andererseits ein Durchrollen der S-förmigen Bereiche
AD bzw. EH mit der optimalen, d. h. maximalen Geschwindigkeit. Auf diese
Weise wechselt die Heberwalze 6 bei minimalem Zeitbedarf
von einem Arbeitspunkt zum anderen, so daß bei einem vorgegebenen Heberzyklus
von z. B. einem Hebertakt pro fünf
Umdrehungen des Druckformzylinders 8 die Zeitdauer, in
der sich die Heberwalze 6 in den entsprechenden Arbeitspunkten befindet
bzw. an den Farbwerkswalzen 5, 7 anliegt, innerhalb
eines optimal großen
Zeitbereiches variierbar ist. Dadurch, daß die Bereiche AD und EH mit
der schnellstmöglichen
Geschwindigkeit an der diese Bereiche AD und EH dabei durchlaufenden
Rolle 15 vorbeigedreht werden, ist innerhalb des Maschinenzyklus
ein Stop der Rolle 15 innerhalb des Bereiches DE mit maximaler
Zeitdauer oder ein besonders langsames Durchlaufen der Rolle 15 durch
diesen Bereich DE möglich.
Während
die Rolle 15 mindestens einen S-förmigen Übergangsbereich AD und/oder EH
durchläuft,
wird die Kurvenscheibe 13 ebenfalls mit den einzelnen Teilbereichen,
z. B. dem Teilbereich AB, angepaßter Drehgeschwindigkeit gedreht, wobei
die Teilbereiche jeweils mit optimaler und den unterschiedlichen
zulässigen
Grenzgeschwindigkeiten der Teilbereiche entsprechender Geschwindigkeit von
der Rolle 15 durchfahren werden.
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In 4 ist
ein die Kurvenkinematik der in 3 dargestellten
Kurvenscheibe 13 beschreibendes Diagramm gezeigt. Die Kurvenscheibe 13 wird dabei
diskontinuierlich, d. h. zeitweise anhaltend, in eine einzige Drehrichtung
gedreht. Die Abzissenachse ist eine Zeitachse und zeigt durch die
eingetragenen Bezugszeichen zusätzlich,
auf welchem Umfangspunkt der Kurvenscheibe 13 sich die
Rolle 15 zum jeweiligen Zeitpunkt befindet. Die Ordinatenachse
repräsentiert
die Winkelgeschwindigkeit der Drehung der Kurvenscheibe 13.
Die Steilheit des Anstieges bzw. Abfalles der im Diagramm eingezeichneten Geschwindigkeitskurve
ist ein Maß für die Größe der Winkelbeschleunigung
der Kurvenscheibe 13, wobei mit den Bezugszeichen +α eine positive
Winkelbeschleunigung und mit dem Bezugszeichen –α eine negative Wineklbeschleunigung,
d. h. eine Verzögerung,
dargestellt sind. Zum Zeitpunkt Null befindet sich die Rolle 15
im Punkt A. Die Kurvenscheibe 13 wird nachfolgend mit der
maximalen Beschleunigung des Systems auf die Grenzgeschwindigkeit ωgrenz, knapp unter jener, bei welcher der
Rollenhebel 14 abhebt, beschleunigt, damit die Rolle 15 schnellstmöglich den
Bereich AB durchfährt.
Nachdem die Rolle 15 den Punkt B durchfahren hat, wird
die Kurvenscheibe 13 wiederum mit der maximalen Beschleunigung
des Systems auf die maximale Geschwindigkeit des Systems beschleunigt
um den Punkt E anzufahren wird nun mit der maximalen Verzögerung des Systems
die Kurvenscheibe 13 zum Stillstand gebracht. Im Punkt
E wird so lange verweilt, bis die notwendige Farbmenge von der Heberwalze 6 aufgenommen
wurde. Dann wird die Kurvenscheibe 13 wieder mit der maximalen
Beschleunigung des Systems auf die maximale Geschwindigkeit des
Systems beschleunigt. Nachfolgend wird die Kurvenscheibe 13 mit
der maximalen Verzögerung
des Systems auf die Grenzgeschwindigkeit verzögert, bei welcher der Rollenhebel 14 noch
nicht abhebt und wird der Bereich GH mit dieser Grenzgeschwindigkeit
durchfahren. Wenn die Rolle 14 den Konturpunkt H erreicht, wird
die Kurvenscheibe 13 mit der maximalen Beschleunigung des
Systems auf die maximale Geschwindigkeit des Systems ωmax beschleunigt
um den Punkt A anzufahren und Kurvenscheibe 13 nachfolgend
mit der maximalen Verzögerung
des Systems auf die Geschwindigkeit Null abgebremst. Die Verweildauer
der Rolle 14 im Punkt A hängt von der gewünschten
Zykluszeit ab. Der Drehzahlverlauf ist dann optimal, wenn unabhängig von
Druck- bzw. Maschinengeschwindigkeit die Beschleunigungs- und Verzögerungswerte
jeweils die maximal möglichen sind,
die Grenzgeschwindigkeit ωgrenz und innerhalb der Bereiche AB und GH
jene ist, kurz bevor der Rollenhebel 14 abhebt und die
innerhalb der Bereiche BE, EG und AH erreichte Geschwindigkeit ωmax die maximale Geschwindigkeit des Systems
ist. Der in Zusammenhang mit 4 beschriebenen
Kurvenkinematik liegt eine sich periodisch mehrfach wiederholende
vollständige
Umdrehung der Kurvenscheibe 13 zugrunde.
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In 5 ist
ein Diagramm dargestellt, welches einen Geschwindigkeitsverlauf
der Kurvenscheibe 13 zeigt, bei welchem nur ein einziger Übergangsbereich
AD durchfahren wird. Die Kurvenscheibe 13 kann in diesem
Fall segmentförmig
ausgebildet sein und führt
keine volle Umdrehung aus. Für
das erste Teilstück
des in 5 dargestellten Kurvenverlaufes bis zur Rast der
Rolle 14 im Punkt D trifft im wesentlichen das in Zusammenhang
mit 4 beschriebene Geschwindigkeitsprofil zu. Ein
Unterschied zu dem in 4 gezeigten Geschwindigkeitsprofil
besteht darin, daß die
Kurvenscheibe 13 zum Stillstand gebracht ist, wenn die
Rolle 14 den Punkt D erreicht hat und in diesen verweilt,
damit die Heberwalze 6 von der Farbwerkswalze 5 die
Farbmenge aufnehmen kann. Wesentlich bei dem in 5 gezeigten
Geschwindigkeitsprofil ist, daß die Kurvenscheibe 13 nach
der Farbaufnahme bzw. dem Rasten der Kurvenrolle 14 in
Punkt D in negative Richtung zurückgedreht
wird, so daß die
Rolle 14 von Punkt D zu Punkt A zurückrollt. Das sich in negative Richtung
der Ordinatenachse erstreckende zweite Teilstück des Geschwindigkeitsprofiles
nach 5 entspricht dem ersten Teilstück des Geschwindigkeitsprofiles
in um die Abzissenachse sowie um eine durch den Punkt D verlaufende
Vertikalachse doppelt gespiegelter Form. Die eingezeichneten Winkelbeschleunigungen
und -verzögerungen
sind jeweils im Hinblick auf das System maximal, die Winkelgeschwindigkeiten
+ωmax, –ωmax sind bei entgegengesetzter Richtung größenmäßig jeweils
die maximalen des Systems und die Grenzgeschwindigkeiten +ωgrenz, –ωgrenz sind bei ebenfalls entgegengesetzter Richtung
jeweils die maximalen Geschwindigkeiten, bevor der Rollenhebel 14 abhebt.
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In 6 ist
eine weitere Ausgestaltungsvariante der Kurvenscheibe 13 dargestellt,
welche umfangsseitig spiralförmig
konturiert und im wesentlichen ausschließlich konvex ist. Die Umfangsbereiche,
welche durch die verschiedengroßen
Krümmungsradien
A, a bestimmt werden, sind nicht kreisbogenförmig konturiert, wobei der
Krümmungsradius R
nach einer geeigneten Funktion, z. B. wie bei einer archimedischen
Spirale allmählich
abfallend in den Krümmungsradius
r übergeht.
Der mit dem Bezugszeichen X bezeichnete Arbeitspunkt ist jener,
bei welchem die Heberwalze 6 an der Farbwerkswalze 7 zur Farbabgabe
anliegt, und der mit dem Bezugszeichen Y bezeichnete Arbeitspunkt
ist jener, bei welchem die Heberwalze 6 an der Farbwerkswalze 5 anliegt
und von dieser die Druckfarbe übernimmt.
In der 6 sind in strichpunktierter Darstellung die beiden
Stellungen der Rolle 15 auf der Kurvenkontur 21 dargestellt.
Der stufenförmige Übergang 26 kann
als ein Anschlag für
die Rolle 15 dienen.
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Das
in 7 dargestellte Geschwindigkeitsprofil zeigt die
Bewegung der in 6 dargestellten Kurvenscheibe 13.
Die Kurvenscheibe 13 wird abwechselnd in beide Drehrichtungen
gedreht und jeweils zeitweise angehalten, wenn sich die Rolle 15 in
den Punkten X und Y befindet. Die Verweildauer in Punkt Y ist so
lange, bis die notwendige Farbmenge von der Heberwalze 6 aufgenommen
wurde. Die Verweildauer der Rolle 15 in Punkt X hängt von
der gewünschten
Zykluszeit ab. Die durch ansteigende und abfallende Geraden des
Kurvenverlaufes charakterisierte Beschleunigung +α bzw. Verzögerung –α ist jeweils
die maximale Beschleunigung oder Verzögerung des Systems. Die durch
waagerecht verlaufende Geraden charakterisierten Winkelgeschwindigkeiten
sind die maximalen Geschwindigkeiten +ωmax, –ωmax des Systems. Die in 6 gezeigte
Kurvenscheibe 13 hat den Vorteil, daß die Kurvenkontur 21 keinen
ein Abheben der Rolle 14 von der Kurvenscheibe 13 befördernden
Umfangsbereich aufweist.
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Die
in den 4 bis 6 gezeigten Geschwindigkeitsprofile
sind in der elektronischen Steuereinrichtung 25 (1)
programmiert, so daß diese den
Motor 11 dementsprechend ansteuern kann.
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In 8 ist
dargestellt, daß mindestens
eine der Farbwerkswalzen 5, 7 durch ein Farbtransportband 27 ersetzt
werden kann. Vorzugsweise ist das Farbtransportband 27 als
ein endlos umlaufendes und die Farbwerkswalze 28 umschlingendes
Gummiband ausgebildet. Die Heberwalze 6 übernimmt
die Druckfarbe anstelle von der Farbwerkswalze 5 in diesem
Fall von dem Farbtransportband 27. In den vorstehenden
Beschreibungsteilen sind die Begriffe Farbwerkswalze 5 und
Farbwerkswalze 7 selbstverständlich durch die Begriffe Farbfördereinrichtung 5 bzw.
Farbfördereinrichtung 7 ersetzbar,
wobei eine solche Farbfördereinrichtung 5, 7 ein
Farbtransportband sein kann.
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- 1
- Druckmaschine
- 2
- Druckwerk
- 3
- Farbwerk
- 4
- Farbkasten
- 5
- Farbkastenwalze
- 6
- Heberwalze
- 7
- Reiberwalze
- 8
- Druckformzylinder
- 9
- Gummituchzylinder
- 10
- Gegendruckzylinder
- 11
- Elektromotor
- 12
- Motorwelle
- 13
- Kurvenscheibe
- 14
- Rollenhebel
- 15,
15.1, 15.2
- Hebelrolle
- 16
- Hebellager
- 17,
18
- Hebelarm
- 19
- Rückstellfeder
- 20
- Maschinengestell
- 21
- Kurvenkontur
- 22
- Kurvendrehachse
- 23
- Druckmaschinenantrieb
- 24
- Zahnradgetriebe
- 25
- Steuereinrichtung
- 26
- Stufe
- 27
- Farbtransportband
- 28
- Farbwerkswalze
- 29
- Steuerfunktion
- A – H, X,
Y
- Konturpunkte
- R,
r
- Krümmungsradius
- t
- Zeit
- +α
- positive
Winkelbeschleunigung
- –α
- negative
Winkelbeschleunigung
- ω, ωgrenz, ωmax
- Winkelgeschwindigkeit
- φ
- Drehwinkel