Druckmaschine zum Bedrucken von Bedruckstoffbahnen sowie Verfahren zur Einstellung und Aufrechterhaltung des Registers einer solchen Druckmaschine

Die Erfindung betrifft eine Druckmaschine zum Bedrucken von Bedruckstoffbahnen sowie ein Verfahren zur Einstellung und Aufrechterhaltung des Registers einer solchen Druckmaschine. Bei Rotationsdruckmaschinen mit mehreren Farbwerken besteht die Notwendigkeit, das Register einzustellen und die entsprechende einmal erreichte Registergüte aufrechtzuerhalten. Zu diesen Zwecken sind Verfahren zur Einstellung des Verfahrens vor Beginn des Druckbetriebes (Vorregisterverfahren) und Verfahren zur Aufrechterhaltung der Registergüte (Register- oder Registerregelverfahren) ersonnen und veröffentlicht worden.

Bei vielen dieser Verfahren wird die Relativposition, das heißt im Grunde die Phasenlage der das Druckbild tragenden Zylinder der verschiedenen Farbwerke zueinander geändert und so die gewünschte Registerkorrektur herbeigeführt. In diesem Fall ist also der das Druckbild tragende Zylinder und gegebenenfalls sein Antrieb der Registeraktor, also der Vorrichtungsbestandteil, der die Registerkorrektur mechanisch bewirkt.

Alternativ ist auch üblich, zwischen aufeinander folgenden Farbwerken Leitwalzen vorzusehen, deren relative Lage zu den Farbwerken veränderbar ist, so dass sich die Strecke zwischen den Farbwerken ändert. In diesem Fall ist diese Leitwalze und gegebenenfalls der Antrieb, der die Lage der Walze verändert, der Registeraktor.

Die EP 1 520 696 A1 zeigt eine Maschine, welche eine Bedruckstoffbahn im Konterdruckverfahren bedruckt. Diese Maschine nutzt beide bereits beschriebenen Arten von Registeraktoren.

Insbesondere nach der Einführung individueller Antriebe für die einzelnen Farbwerke und zum Teil auch verschiedener individueller Antriebe für die verschiedenen am Druckprozess beteiligten Zylinder eines Farbwerkes wird auch großer Aufwand betrieben, um Registerfehler während des Druckbetriebes früh zu erkennen und durch Korrektursignale an die genannten Antriebe auszuregeln.

Allgemein unterscheidet man bei der Erkennung der Registerabweichungen zwischen Bahn-Bahn und Bahn-Zylinder Verfahren. Bei Bahn-Bahn-Verfahren werden zumeist Registermarken in den unterschiedlichen Farbwerken auf die Bedruckstoffbahn aufgedruckt und die Abweichung derselben von der Solllage untersucht. Ein solches Bahn-Bahn Register-Verfahren wird beispielsweise von der DE 43 01 272 A1 gezeigt. Bei den Bahn-Zylinder Verfahren wird eine Solllage der Bahn auf den Druckzylindern gemessen. Zu diesen verschieden Registermess- und Regelverfahren existiert eine große Zahl von Druckschriften, von denen Stellvertretend die folgenden Dokumente genannt werden: DE 20 46 131 B2, DE 42 18 760 A1 , DE 199 17 773 A1 .

Trotz der beträchtlichen Fortschritte, die in den letzten Jahren bei der Einstellung und Regelung der Registergüte gemacht worden sind, besteht noch immer Bedarf nach Verbesserung. So gehört es zu den beständigen Zielen der Druckmaschinenentwicklung, die Geschwindigkeit, mit der im Druckbetrieb auftretende Registerfehler ausgeregelt werden, zu steigern. Insbesondere bei Reihendruckmaschinen, die aufgrund ihrer Bauweise lange Bahnführungsabschnitte zwischen den Farbwerken aufweisen, bereiten die Registergüte und die Geschwindigkeit, mit der Registerfehler beseitigt werden, Probleme.

Daher besteht die Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, eine Druckmaschine vorzuschlagen, bei der Registerfehler schneller kompensiert werden können. Wenn Registerfehler schneller korrigiert werden können, kommt weniger Makulatur zustande und die Registerabweichung wird allgemein kleiner.

Zur Lösung der Aufgabe geht die Erfindung von einer Druckmaschine zum Bedrucken von Bedruckstoffbahnen aus, welche folgende Merkmale aufweist: - zumindest zwei Farbwerke, welche jeweils einen Druckspalt aufweisen, in dem das Druckbild auf den Bedruckstoff übertragen wird,

- zumindest einen Bahnführungsabschnitt, welcher die Bahnstrecke zwischen den zumindest zwei Druckspalten umfasst,

- zumindest einen Registerregler, welcher die Registerhaltigkeit des Drucks vor und/oder während des Druckbetriebes einstellt.

Die Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

In der Sprache der vorliegenden Anmeldung ist ein Druckspalt der Ort, an dem das Druckbild auf den Bedruckstoff übertragen wird. In der Regel geschieht dies in einem Walzenspalt zwischen einem Druckplatten- und einem Gegendruckzylinder. Bei den gebräuchlichsten Ausformungen des Offsetdrucks, findet der übertrag des Druckbildes jedoch in einem Walzenspalt zwischen einem Gummizylinder und einem Gegendruckzylinder statt. In diesem Fall ist der Druckplattenzylinder dem Gummizylinder vorgelagert. Da sich ein mehrfarbiges Druckbild in der Regel aus einer Mehrzahl einfarbiger Druckbilder zusammensetzt, enthält eine Mehrfarbendruckmaschine mehrere Farbwerke. In jedem dieser Farbwerke ist ein Druckspalt und zwischen den Druckspalten der verschiedenen Farbwerke ist ein Bahnführungsabschnitt. Zu ihm zählt die Strecke zwischen den Druckspalten der benachbarten oder aufeinander abfolgenden Druckwerke.

Bei Zentralzylindermaschinen ist ein solcher Bahnführungsabschnitt in der Regel einfach die Strecke zwischen den beiden Druckspalten, die der Zentralzylinder durch Drehung zurücklegt. Es ist jedoch auch denkbar, die Bedruckstoffbahn zwischen zwei Druckspalten von dem Zentralzylinder abzuheben und beispielsweise zum Zwecke der Kühlung oder Trocknung über Leitwalzen an dementsprechenden Vorrichtungen vorbeizuführen. Bei Reihenmaschinen ergibt sich schon aus baulichen Gründen ein von der Länge her keineswegs zu vernachlässigender Bahnführungsabschnitt zwischen solchen Druckspalten. Oft wird die Länge dieser Bahnführungsabschnitte noch bewusst verlängert, um die Bahn wieder an solchen Trocknungs- oder Temperierungseinrichtungen, die eine große Einwirkzeit beziehungsweise - strecke benötigen, vorbeizuführen.

Ein Registerregler im Sinne der vorliegenden Anmeldung umfasst alle Einrichtungen, die dazu notwendig sind, Registerfehler oder deren Ursachen zu

erkennen (in der Regel durch Messung), aus diesen (Mess)Werten Steuersignale zu generieren (in der Regel durch Berechnung, Rückgriff auf empirische Werte usw.), diese Steuersignale an Aktoren oder deren Leistungssteller zu übermitteln, so dass diese den Registerfehler beheben beziehungsweise Gegenmaßnahmen ergreifen.

Die Art der Erkennung des Registerfehlers (z. B. Bahn-Bahn oder Bahn- Zylinder-Verfahren) und das physikalische Messprinzip sind zunächst nur am Rande von Interesse. Nachstehend wird jedoch gezeigt, dass ein erfindungsgemäßes Registerverfahren (und damit auch ein erfindungsgemäßer Registerregler) auch allein auf der Basis von Bahnspannungsmesswerten - also ohne das Auswerten von Registerfehlern - auskommen kann. Eine andere Möglichkeit Messwerte zu erlangen, die dem Registern zugrunde gelegt werden können, wird in der WO 2004/048093 A2 vorgestellt. Hier werden mechanische Markierungen auf der Bahn gemessen. Diese mechanischen Markierungen können Erhöhungen auf der Bedruckstoffbahn sein, die z. B. beim Durchlauf durch einen Druckspalt gemessen werden können. Hier kann die zum Durchführen der Markierung durch den Druckspalt benötigte Kraft - die sich unter anderem in einem Drehmomentanstieg der Antriebe manifestiert - gemessen werden. Unabhängig von all diesen Registermess- oder überwachungsverfahren kommen als Registeraktoren in der Regel die Antriebe der das Druckbild übertragenden Zylinder (in Wirkverbindung mit dem jeweiligen Zylinder) in Frage. Nach dem Stand der Technik werden diese Antriebe so angesteuert, dass sich die Phasenlage der das Druckbild tragenden Zylinder benachbarter Farbwerke zueinander verändert. Diese Maßnahme bei Druckmaschinen des Standes der Technik hat natürlich auch einen Einfluss auf die Bahnspannung in dem entsprechenden Bahnspannungsabschnitt. Jedoch kommt die änderung der Bahnspannung bei diesen Maschinen, die mit einer Veränderung der Phasenlage der Druckzylinder arbeiten, eben nicht dadurch zustande, dass das Mittel zum Beeinflussen der Bahnspannung auf die Bedruckstoffbahn innerhalb des Bahnführungsabschnitts einwirkt (wie es Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist), sondern die Einwirkung wird in dem Druckspalt durch den das Druckbild übertragenden Zylinder vorgenommen. Darüber hinaus führt die Veränderung der Phasenlage (wie nachstehend noch anhand von Figuren

erläutert wird) eben lediglich zu einem „globalen" Anstieg der Bahnspannung in dem gesamten Bahnführungsabschnitt, das heißt zwischen den beiden benachbarten Druckspalten, die den jeweiligen Bahnführungsabschnitt begrenzen. Wenn - wie ebenfalls bereits erwähnt - die Registeraktoren - Leitwalzen umfassen, die in ihrer Relativposition zu den Druckspalten verändert werden können, wobei die Einstellung mit irgendwelchen Antrieben vorgenommen wird, dann kommt es ebenfalls zu einem „globalen" Anstieg der Bahnspannung in dem jeweiligen Bahnführungsabschnitt. In Bezug auf diese Art der Registeraktoren ist jedoch einzuräumen, dass die Einflussnahme oft innerhalb des betreffenden Bahnführungsabschnitts bewirkt wird.

Wenn, wie bei der Erfindung vorgesehen, ein steuerbares Mittel (25,35,51 ,52) zum gezielten Einprägen und Aufrechterhalten eines Bahnspannungsgradienten (δF41 ) in einen Bahnführungsabschnitt (41 ,42) der Bedruckstoffbahn (1 ) einwirkt, entstehen zwei Bahnführungsteilabschnitte mit unterschiedlicher Bahnspannung. Wenn zwei solche Mittel zur Beeinflussung der Bahnspannung auf einen Bahnführungsabschnitt einwirken, entstehen drei solcher Teilabschnitte mit unterschiedlicher Bahnspannung, wenn n solcher Mittel auf die Bahn in einem Bahnführungsabschnitt einwirken, entstehen n+1 solcher Bahnführungsteilabschnitte.

Schon aus dieser Erklärung wird deutlich, dass ein Mittel zur Beeinflussung der Bahnspannung in der Regel der Bedruckstoffbahn in irgendeiner Weise Kraft - auch in der Bahnlaufrichtung vermittelt. In der Regel senkt diese Kraft die Bahnspannung in dem einen und erhöht die Bahnspannung in dem anderen Abschnitt.

Es ist zuzugestehen, dass auch Bahnführungselemente wie Leitwalzen oder Wendestangen solche Kräfte ausüben, so dass auch Bahnführungsteilabschnitte quasi automatisch entstehen können. Jedoch handelt es sich bei solchen Elementen nicht um steuerbare Mittel zum gezielten Beeinflussen der Bedruckstoffbahn, welche in Verbindung mit einem Registerregler stehen und von diesem gezielt zur Registerkorrektur und - einstellung angesteuert werden wie bei der vorliegenden Erfindung. Auch ein zeitweises, damit vorübergehendes Eingreifen in den Bahnspannungsverlauf -

wie bei der vorliegenden Erfindung - ist natürlich mit normalen Leitwalzen nicht möglich.

Eine vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung sollte daher mit zumindest einem steuerbaren Mittel zum gezielten Einprägen und Aufrechterhalten eines Bahnspannungsgradienten in einen Bahnführungsabschnitt der Bedruckstoffbahn ausgestattet sein, bei dem der Betrag (der Kraft bzw. des Drehmomentes) und die zeitliche Dauer der Einwirkung regel- beziehungsweise einstellbar sind. Aufgrund von internen Untersuchungen ist zum Vergleich der Wirkweise der herkömmlichen Registeraktoren und der erfindungsgemäßen steuerbaren Mittel zum gezielten Einprägen und Aufrechterhalten eines

Bahnspannungsgradienten in einen Bahnführungsabschnitt der Bedruckstoffbahn folgendes zu sagen: Dienen die das Druckbild tragenden Walzen und ihre Antriebe als Registeraktoren, dann wird die Registerkorrektur durch eine Verstellung der Phasenlage der das Druckbild tragenden Zylinder bewirkt. Hierbei dürfte die bevorzugte Verfahrensweise sein, die Phasenverschiebung so auszugestalten, dass der Betrag der Bogenlänge auf der Umfangsfläche des das Druckbild tragenden Zylinders in Bahnlaufrichtung dem Betrag des gemessenen Registerfehlers entspricht. Insbesondere bei Maschinen mit Bahnlaufabschnitten großer Länge, bei Reihenmaschinen und/oder bei der Verwendung von dehnbaren Bedruckstoffen (wie Kunststoffen) führt die Registerkorrektur vor allem zu einem temporären Anstieg der Bahnspannung in dem betroffenen Bahnführungsabschnitt. Ein „Verrutschen" der Druckplatte auf der Bahn ist hier eher sekundär und auch nicht in vollem Umfange erwünscht. Als Folge ändert sich daher die Dehnung der Bedruckstoffbahn (hierbei wird auch die Länge der Druckbilder geändert). Der solcherart gedehnte Bahnabschnitt wird durch den normalen Transport der Bedruckstoffbahn durch den zweiten Druckspalt aus dem betroffenen Bahnführungsabschnitt hinaus transportiert. Erst wenn dieser Vorgang abgeschlossen ist, wird die Registerkorrektur wirksam. Vorher wird ein Bahnabschnitt, der zumindest die Länge des Bahnführungsabschnitts aufweist, mit eingeschränkter Druckqualität bedruckt.

Dies ist auch bei der Verwendung von Registeraktoren, die Leitwalzen umfassen, die in ihrer Relativposition zu den Druckspalten verändert werden können, wobei die Einstellung mit irgendwelchen Antrieben vorgenommen wird, der Fall. Wie bereits ausgeführt, kommt es auch hier zu einem „globalen" Anstieg der Bahnspannung in dem gesamten Bahnführungsabschnitt, was eine Veränderung der betreffenden Bahndehnung zur Folge hat. Erst durch den „Abtransport" des in seiner Dehnung geänderten Bahnabschnitts stellt sich ein stationärer Zustand wieder ein, in dem die gewünschte Druckqualität erreicht wird, da die Registerkorrektur voll wirksam wird und die Länge der von dem ersten Farbwerk des Bahnführungsabschnittes gedruckten Druckbilder wieder ein befriedigendes Maß an übereinstimmung mit der Drucklänge des zweiten Farbwerkes zeigt.

Bei der Verwendung von steuerbaren Mitteln zum gezielten Einprägen und Aufrechterhalten eines Bahnspannungsgradienten in einen Bahnführungsabschnitt der Bedruckstoffbahn lässt sich die Bahnspannung in einem Bahnführungsteilabschnitt beispielsweise gezielt so ändern, dass der gemessene Registerfehler durch die änderung der Bahndehnung in diesem Abschnitt ausgeglichen wird. Dies ist eine komplett andere Vorgehensweise als bei den vorgenannten Verfahren. Es Bedarf keiner langen Ausgleichsphase der Bahnspannung mehr, in der mit eingeschränkter Druckqualität gedruckt wird. In dem dargestellten Fall ist es vorteilhaft, den längeren der beiden Bahnführungsabschnitte für den Ausgleich des Registerfehlers durch eine änderung der Bahndehnung zu verwenden. Es ist auch von Vorteil, wenn dies der in Bahnlaufrichtung erste Bahnführungsteilabschnitt ist. In einem weiteren Bahnführungsteilabschnitt kann die Bahnspannung so beschaffen sein, dass die Bahndehnung zu einer befriedigenden Rapportlänge führt. Dies kann durch physikalische Ausgleichvorgänge oder weitere Einstellungen zustande kommen.

Aus den genannten Gründen sollte auch der Registerregler zur Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens in anderer Weise programmtechnisch eingerichtet sein, als der Registerregler bei herkömmlichen Verfahren. Zunächst muss er die steuerbaren Mittel zum gezielten Einprägen und Aufrechterhalten eines Bahnspannungsgradienten in einen Bahnführungsabschnitt der

Bedruckstoffbahn ansteuern und nicht herkömmliche Registeraktoren. Dies setzt eine Beaufschlagung des Registerreglers mit entsprechenden Steuerbefehlen (z.B. Programmierung) und eine irgendwie geartete Signalverbindung zwischen Registerregler und den steuerbaren Mitteln zum gezielten Einprägen und Aufrechterhalten eines Bahnspannungsgradienten in einen Bahnführungsabschnitt der Bedruckstoffbahn voraus. Des Weiteren sind besondere Spezifika der Registerung zu berücksichtigen. So empfiehlt sich ein iteratives Herantasten an den vollen Betrag der Registerkorrektur beim Aufbringen einer Kraft, da das Elastizitätsmodul des Bedruckstoffes ja schwankt. Eine einfache Version eines erfindungsgemäßen Verfahrens dürfte jedoch damit auskommen, einen Bahnführungsteilabschnitt beispielsweise mit einer momentenbeaufschlagten Leitwalze um den Betrag des Registerfehlers zu dehnen oder zu „stauchen". Es ist vorteilhaft, wenn der Registerregler die Mittel derart ansteuert (oder solange ansteuert), dass die weiteren Messwerte in einem Toleranzbereich liegen. Es ist vorteilhaft, Registerregler mit Hilfe von Datenträgern (z.B. CD DVD oder elektronischer Kommunikationsmittel (z.B. E-Mail) programmtechnisch so einzurichten, dass die erfindungsgemäßen Verfahren an der entsprechenden Druckmaschine ausführbar werden. Datenträger und Kommunikationsmittel können gemeinsam auch als elektronische Datentransfermittel bezeichnet werden.

Während eines Zeitraumes, in dem keine oder nur geringe Registerfehler auftreten, werden die Mittel den Bahnspannungsgradienten beziehungsweise die unterschiedliche Bahndehnung aufrechterhalten. In diesem Fall sollten sie eine dauernde Kraftwirkung auf die Bahn ausüben.

In der Regel werden solche steuerbaren Mittel zum gezielten Einprägen und Aufrechterhalten eines Bahnspannungsgradienten in einen Bahnführungsabschnitt der Bedruckstoffbahn - zumindest zeitweise - mechanischen Kontakt mit der Bedruckstoffbahn innerhalb des betreffenden Bahnführungsabschnitts haben müssen, um die Bahnspannung dort zu beeinflussen. Eine vorteilhafte Ausführungsform eines solchen steuerbaren Mittels zum gezielten Einprägen und Aufrechterhalten eines Bahnspannungsgradienten in einen Bahnführungsabschnitt der

Bedruckstoffbahn umfasst eine Walze, die in irgendeiner Weise mit einem Drehmoment beaufschlagbar ist. Unter „Drehmoment" wird hier sowohl ein bremsendes „negatives" Drehmoment verstanden, welches die Bahn bremst und welches zustande kommt, wenn die Walze oder ihre Achse in irgendeiner Weise in Wirkverbindung mit einer Bremse gebracht wird. Ein „positives" antreibendes Drehmoment kann der Leitwalze von einem Antrieb wie einer Elektromaschine vermittelt werden. Eine solche Ausführung mit einer Elektromaschine hat den Vorteil, dass diese in der Regel sowohl positive als auch negative Drehmomente hervorbringen kann. Die einfachste Ausführung eines solchen steuerbaren Mittels zum gezielten Einprägen und Aufrechterhalten eines Bahnspannungsgradienten in einen Bahnführungsabschnitt der Bedruckstoffbahn ist eine Leitwalze, die beispielsweise von einer Bremse oder einem Motor mit Drehmoment beaufschlagt wird. Die Art der Beaufschlagung wird von dem Registerregler gesteuert. Für eine solche Leitwalze bietet sich der Name momentenbeaufschlagte Leitwalze an.

Es ist jedoch ebenso gut möglich, zum Zweck der Beaufschlagung der Bahn mit einer Kraft eine Walzenanordnung vorzusehen, die zumindest eine solche momentenbeaufschlagte Walze enthält. Es kann sehr vorteilhaft sein, wenn eine solche Anordnung zumindest einen Walzenspalt enthält.

Steuerbare Mittel zum gezielten Einprägen und Aufrechterhalten eines Bahnspannungsgradienten in einen Bahnführungsabschnitt der Bedruckstoffbahn können auch Oberflächen umfassen, die in einen reibenden Kontakt mit der Bedruckstoffbahn gebracht werden. Zu diesem Zweck müssten die Gegenstände, die diese Oberflächen enthalten, wieder mit Aktoren wie Linearmotoren mit gezielt regelbarer Kraft gegen die Bahn angestellt werden können. Dies kann geschehen, indem ein Gegenstand wie ein Balken oder eine Stange an den Laufweg der Bahn angestellt wird. Man kann aber auch zwei oder mehrere Balken vorsehen, die zangenartig zusammenwirken. Bei diesen Verfahren muss jedoch große Sorgfalt darauf verwendet werden, Oberflächenschäden zu vermeiden.

Insbesondere, wenn Materialien wie Kunststoffe, die ein nennenswertes Elastizitätsmodul aufweisen, bedruckt werden, ist es vorteilhaft, den Wirkbereich des Mittels zum gezielten Beeinflussen der Bedruckstoffbahn

relative nahe vor dem in Bahnlaufrichtung nächsten Druckspalt (das heißt kurz vor dem Ende des jeweiligen Bahnlaufabschnitts) vorzusehen. Diese Maßnahme trägt folgendem Umstand Rechnung:

Wenn das steuerbare Mittel zum gezielten Einprägen und Aufrechterhalten eines Bahnspannungsgradienten in einen Bahnführungsabschnitt der Bedruckstoffbahn eine Kraft auf die Bahn einprägt, wirkt diese auf den längeren Teil des Bahnspannungsabschnitts und führt dort zu einer änderung der Rapportlänge der Druckbilder. Diese änderung führt schließlich die gewünschte Registeränderung herbei. Wird die Bahn beispielsweise gebremst, sinkt die Bahnspannung in dem Bahnspannungsteilabschnitt ab. Dadurch sinkt die Rapportlänge auf diesem längeren in Bahnlaufrichtung ersten Bahnführungsteilabschnitt. Nach dem Passieren des Mittels stellt sich die physikalisch bedingte Rapportlänge stationär wieder ein, da die Bahnspannung in dem zweiten Bahnführungsteilabschnitt in diesem Fall höher ist als in dem ersten.

Die Kraft, die der Bahn vermittelt wird und die unterschiedlichen Bahnspannungen in den beiden Bahnführungsteilabschnitten herbeiführt, wird vorteilhafterweise konstant gehalten, wenn die Messwerte, die der Registerregler erhält, eine gewünschte (in einem Sollbereich liegende) Registergüte ausweisen. Die Registeraktoren sollten daher die Möglichkeit haben, die Spannung und damit die Bahndehnung in zumindest einem Bahnführungsteilabschnitt konstant zu halten. Dies wird in der Regel eben durch den Eintrag einer konstanten Kraft auf die Bahn während dieses Zeitraumes geschehen. Wenn der Registerregler Messwerte zugeleitet bekommt, die eine änderung des Registers anzeigen (oder z. B. im Falle der überwachung der Bahnspannung befürchten oder vermuten lassen), wird er die Mittel zum Einprägen und Aufrechterhalten des Bahnspannungsgradienten derart ansteuern, dass sie der Bahn eine andere Kraft vermitteln. Ein weiterer Vorteil einer Anordnung des steuerbaren Mittels zum gezielten Einprägen und Aufrechterhalten eines Bahnspannungsgradienten in einen Bahnführungsabschnitt der Bedruckstoffbahn kurz vor dem dem entsprechenden Bahnführungsabschnitt nachgelagerten Druckspalt kommt zum Tragen, wenn man bei der Registerregelung die Bahnspannung als Mess- und Regelgröße mitberücksichtigt. In der Regel wird man hierzu Messwalzen

einsetzen, bei denen die Kraft, welche von der Bahn auf die Achse ausgeübt wird, gemessen wird. In der Regel erfolgt die Messung an der Walzenachse. Wenn man nun die Bahnspannungsschwankungen - vorzugsweise in einem langen ersten Bahnführungsteilabschnitt - misst, ist man bei vielen Maschinen bereits in der Lage, aufgrund dieser Messergebnisse befriedigende Registergüten zu erreichen, wenn man nach einem Bahnspannungssollwert regelt.

Dieser Umstand ist folgendermaßen zu erklären: Insbesondere bei langen Bahnführungsabschnitten zwischen den Farbwerken kommen in den Bahnführungsteilabschnitten erhebliche Beiträge zu den insgesamt auftretenden Registerabweichungen zustande. Dies gilt insbesondere, wenn diese Bahnführungsteilabschnitte funktional zum Trocknen oder Kühlen der Bahn verwendet werden. So führen Schwankungen der Feuchte natürlich insbesondere bei Papier zu Längenänderungen der Bedruckstoffbahn. Vor diesem Hintergrund wird klar, dass auf diese Weise durch Trocknungsbemühungen oder auf der anderen Seite durch die zunehmende Durchfeuchtung Registerfehler auftreten können. Insbesondere beim Bedrucken von Kunststoffbahnen spielen Temperaturgradienten eine ähnliche Rolle, da die Temperatur einen signifikanten Einfluss auf die Elastizitätsmodule und thermische Dehnung dieser Stoffe hat.

Auch Störungen der Bahnspannung im Abschnitt, wie sie bei der Beschleunigung durch Massenkräfte auftreten, sind zu erwähnen. Inhomogenitäten im Bedruckstoff führen genauso wie auch ein Klebestellendurchlauf beim Rollenwechsel zu solchen Bahnspannungsstörungen. Insbesondere das Konzept mit einer momentenbeaufschlagten Zusatzleitwalze kann Störungen insbesondere mit einem unterlagerten Bahnspannungsregelkreis deutlich hochfrequenter ausregeln als herkömmliche Regelungen. Die heute üblichen Registergenauigkeiten auf flexiblen Bedruckstoffen können mit der Erfindung um den Faktor 5 -10 verbessert werden, so dass Registergenauigkeiten auf Reihenmaschinen möglich werden, die heute nur mit Zentralzylindermaschinen erreicht werden können.

Wenn nun der erste Bahnführungsteilabschnitt einen Großteil der Strecke - beispielsweise 95% - des gesamten Bahnführungsabschnittes umfasst, ist ein Messelement in der Lage, den Einfluss all dieser Störgrößen auf die Bahnspannung in diesem ersten großen Bahnführungsteilabschnitt quantitativ zu erfassen. Ausgehend von diesen Messwerten kann das Mittel zum gezielten Beeinflussen der Bahnspannung so angesteuert werden, dass es den Einfluss all dieser auf den ersten Bahnführungsteilabschnitt wirkenden Störgrößen auf die Bahnspannung ausregelt. Wie bereits oben angesprochen ist ein Registerregler, der ausschließlich Bahnspannungsmesswerte als Messwerte zugeführt bekommt, auch ein Registerregler im Sinne dieser Anmeldung. Es ist jedoch auch von Vorteil, beispielsweise die sehr gebräuchlichen optischen Sensoren zu verwenden.

Besonders vorteilhaft ist eine Kombination verschiedener Messverfahren. Angesichts der umfangreichen Kombinationsmöglichkeiten sind auch hier spezifische Vorzüge einzelner Kombinationen zu berücksichtigen. Auch die Regelungshierarchie ist bei der Kombination zu beachten. Kombiniert man beispielsweise ein Verfahren, das einen auf der Bedruckstoffbahn aufgetretenen Registerfehler, oder einen Lauffehler (falsche Positionierung der Bahn zum Druckzylinder) aufzeichnet, mit dem vorstehend beschriebenen Verfahren, bei dem die Bahnspannung gemessen wird, so ist es vorteilhaft, die Bahnspannung zunächst auf den Sollwert zu regeln (innerer Regelkreis). Die Regelung nach dem aufgetretenen Registerfehler oder dem Lauffehler folgt dieser Regelung nach. Sind innerhalb eines Bahnführungsabschnitts mehrere (n) steuerbare Mittel zum gezielten Einprägen und Aufrechterhalten eines

Bahnspannungsgradienten in einen Bahnführungsabschnitt der Bedruckstoffbahn vorgesehen, so kann der betreffende Bahnführungsteilabschnitt in n+1 Bahnführungsteilabschnitte mit unterschiedlicher Bahnspannung zerlegt werden. In diesem Fall wird dem letzten Mittel zum gezielten Beeinflussen der Bahnspannung in der Regel die „Hauptregisterarbeit" zugewiesen werden.

Wie bereits mehrfach ausgeführt, bedient sich das erfindungsgemäße Registerverfahren, besonderer Registeraktoren. So sind bei diesem Verfahren die Teile, die Kraft oder das Drehmoment aufbringen, die bereits mehrfach

beschriebenen steuerbaren Mitteln zum gezielten Einprägen und Aufrechterhalten eines Bahnspannungsgradienten in einen Bahnführungsabschnitt der Bedruckstoffbahn, welche auf die Bedruckstoffbahn innerhalb des zumindest einen Bahnführungsabschnitts (also zwischen den Druckspalten) einwirken, wobei die Spannung der Bedruckstoffbahn in diesem Bahnführungsabschnitt beeinflussbar ist.

Bei herkömmlichen Registerverfahren, bei denen das Registern durch eine änderung der Phasenlage der das Druckbild übertragenden Zylinder bewirkt wird, sind die Aktoren eben die das Druckbild tragenden Zylinder in Wirkverbindung mit ihren Antrieben. Neben einer Kombination verschiedener Messverfahren, die der Registerregelung zugrunde gelegt werden können, ist auch eine Kombination von Verfahren, die sich verschiedener Registeraktoren bedienen, von Vorteil. So ist eine Kombination aus dem erfindungsgemäßen Verfahren mit einem steuerbaren Mitteln zum gezielten Einprägen und Aufrechterhalten eines Bahnspannungsgradienten in einen Bahnführungsabschnitt der Bedruckstoffbahn als Registeraktor mit einem Verfahren mit einem das Druckbild tragenden Zylinder als Registeraktor besonders dann von Vorteil, wenn um große Beträge registert werden soll. Dies ist beispielsweise beim Vorregistern der Fall. Auch ein Verfahren mit einer in ihrer Lage verstellbaren Leitwalze könnte vorteilhaft mit dem erfindungsgemäßen Verfahren kombiniert werden. Besonders günstige Einsatzverhältnisse für das erfindungsgemäße Verfahren finden sich beim Längsregistern von Maschinen, die Verpackungsmaterial bedrucken. Aufgrund der längeren Bahnführungsteilabschnitte sind hier in erster Linie Ständermaschinen, das heißt Maschinen, bei denen einem Zylinder, der das Druckbild auf die Bedruckstoffbahn überträgt, auch ein Gegendruckzylinder zugeordnet ist, zu nennen. Aufgrund der Rolle, die die Bahndehnung bei dem erfindungsgemäßen Verfahren spielt, ist auch das Bedrucken von Kunststoffbahnen ein bevorzugtes Anwendungsfeld. So werden z. B. im Verpackungsdruck Werkstoffe wie PE, PET usw. bedruckt. Zu den in diesem Bereich angewandten Druckverfahren zählen der Offset-, der Tief- und der Flexodruck. Als besonders vorteilhaft wird der Betrieb von Verpackungstiefdruckmaschinen mit einem erfindungsgemäßen Verfahren angesehen.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung werden nachfolgend anhand der Figuren erläutert. Die Figuren zeigen im Einzelnen:

Fig. 1 eine Tiefdruckmaschine in seitlicher schematischer Ansicht

Fig. 2 die Bahnspannung, aufgetragen über die Länge der

Bedruckstoffbahn in der Tiefdruckmaschine, Fig. 3 einen Bahnführungsabschnitt einer Tiefdruckmaschine in seitlicher schematischer Ansicht; Fig. 4 einen ersten Regelungskreis für den Bahnführungsabschnitt in Fig. 3 Fig. 5 einen zweiten Regelungskreis für den

Bahnführungsabschnitt in Fig. 3 Fig. 6 Den Verlauf der Bahnspannung in einem

Bahnführungsabschnitt einer Maschine des Standes der

Technik beim Registern Fig. 7 Den Verlauf des Registers in einem Bahnführungsabschnitt einer Maschine des Standes der Technik beim Registern

Fig. 1 zeigt den Verlauf einer Bedruckstoffbahn 1 in einer Tiefdruckmaschine 100 in einer schematisierten Prinzipskizze. Dargestellt sind insgesamt drei Druckwerke 10, 20, 30, zwischen denen Bahnführungsabschnitte 41 , 42 ausgebildet sind. Vor dem ersten Druckwerk 10 liegt ein Bahneinzugsabschnitt 40.

An einer angetriebenen Einzugswalze 14 wird die Bedruckstoffbahn 1 eingezogen und einem ersten Druckwerk 10 zugeführt, wo der Bedruckstoff über einen Formzylinder 12 an einen Presseur 1 1 angedrückt wird. Von dort erfolgt die überleitung zu den in Bezug auf die Förderrichtung der Bedruckstoffbahn stromabwärts gelegenen Druckwerken 20, 30 mit Formzylindern 22, 32 und Presseuren 21 , 31. Neben bloßen Umlenkrollen sind zur Führung der Bedruckstoffbahn in jedem Bahnführungsabschnitt 41 , 42

Leitwalzen 13, 23, 24, 33, 34 vorgesehen, an denen die jeweilige Bahnspannung gemessen wird.

Zwischen den mitlaufenden Leitwalzen 23, 24, 33, 34 sind erfindungsgemäß jeweils momentenbeaufschlagte Zusatzleitwalzen 25, 35 vorgesehen, an denen die Bedruckstoffbahn 1 entlang läuft.

In diesem Ausführungsbeispiel spielen damit die drehmomentbeaufschlagten 25, 35 Leitwalzen und ihre Drehmomentsteller 51 , 52 die Rolle der steuerbaren Mittel zum Einprägen eines Bahnspannungsgradienten.

Zwischen dem Druckspalt des ersten Druckwerks 10 und der Zusatzleitwalze 25 ist ein erster Bahnführungsteilabschnitt 41 a ausgebildet; zwischen der Zusatzleitwalze 25 und dem Druckspalt des zweiten Druckwerks 20 ein zweiter Bahnführungsteilabschnitt 41 b. Dieses gilt analog auch für den zweiten Bahnführungsabschnitt 42 zwischen den Druckwerken 20 und 30, welcher durch die Zusatzleitwalze 35 in Bahnführungsteilabschnitte 42a, 42b geteilt ist.

Fig. 2 zeigt den stationären Verlauf der auf die Bedruckstoffbahn wirkenden Bahnspannungen an verschiedenen Positionen der Tiefdruckmaschine. Am Umfang der ersten Leitwalze 23 wird im ersten Bahnführungsteilabschnitt 41 a eine Bahnspannung F41 a gemessen, am Umfang der zweiten Leitwalze 24 eine Kraft, die definitionsgemäß einer Bahnspannung F41 b im zweiten Bahnführungsteilabschnitt entspricht. Die daraus resultierenden Dehnungen verlaufen, wie anhand der strichpunktierten Linie im unteren Teil dargestellt, proportional zu den Bahnspannungen und umgekehrt proportional zu den E- Modulen.

Hinter den momentenbeaufschlagten Zusatzleitwalzen 25, 35, also direkt vor dem jeweiligen Druckspalt, liegt stationär weiterhin die sich selbst einstellende Bahnspannung vor. Ein Bremsmoment an der Zusatzleitwalze 25, 35 reduziert die stationäre Bahnspannung davor; ein Antriebsmoment erhöht hier die Bahnspannung.

Während die Dehnung hinter der Zusatzleitwalze 25, 35 also konstant bleibt, verändert sich die Dehnung vor der jeweiligen momentenbeaufschlagten Zusatzleitwalze, so dass das Register der beiden aufeinander folgenden

Druckwerke 10, 20 bzw. 20, 30 zueinander verändert wird. Die Registerveränderung resultiert daraus, dass das Druckmotiv des jeweils stromaufwärts vor der momentenbeaufschlagten Zusatzleitwalze 25, 35 gelegenen Druckwerks 10, 20 eine andere Länge aufweist und damit die Anzahl der Rapporte zwischen den Druckwerken 10, 20, 30 variiert.

In Figur 3 des schematisch dargestellten Bahnführungsabschnitts 41 ist ein Kräftediagramm gezeigt, und zwar in Bezug auf einen inkrementellen Bahnort an derjenigen Stelle, an der die Bedruckstoffbahn 1 von der momentenbeaufschlagten Zusatzleitwalze 25 abläuft, freigeschnitten im Gleichgewicht der einwirkenden Kräfte.

Die Bahnspannung F41 a, die sich im Bahnführungsteilabschnitt 41 a einstellt, ergibt sich aus der Differenz der selbst einstellenden Kraft F41 b im Bahnführungsteilabschnitt 41 b und der aus dem Moment der Zusatzleitwalze 25 resultierenden Umfangskraft F25.

Hinter dem letzten Druckspalt ist eine Registermesseinrichtung 50 angeordnet, die beispielsweise über eine digitale Kamera und Bild erkennende Verfahren eine evtl. Registerabweichung auf dem Bedruckstoff bestimmt. Durch den Winkelbetrag φ an dem das Druckbild tragenden Zylinder 22 ist angedeutet, dass eine Registerregelung auch durch eine Verschiebung der Phasenlage der beiden Formzylinder 12 und 22 gegeneinander zustande kommen kann. In Maschinen des Standes der Technik wird eine solche Vorgehensweise bevorzugt. Im Hinblick auf die vorliegende Erfindung wird diese Art der Registerung unter anderem bei einem Ausführungsbeispiel nach Figur 5 gebraucht.

Fig. 4 zeigte einen ersten einfachen Regelkreis 200, der den in Figur 3 dargestellten Bahnführungsabschnitt darstellt. Hierbei zeigt Figur 3 den ersten Bahnführungsabschnitt 41 der in Figur 1 dargestellten Druckmaschine abbildet. Ausgangspunkt der Betrachtungen in Figur 4 ist die Kraft beziehungsweise Bahnspannung FE, die vor dem ersten Druckwerk des Bahnführungsabschnitts 41 liegt. Durch das übertragungsglied 201 wird angedeutet, dass sich die Bahnspannung F41 b im stationären Fall aus der vorgenannten Bahnspannung FE und dem Verhältnis der Elastizitätsmodule E41/E40 der

Bahnführungsabschnitte 40 und 41 ergibt. Wie bereits vorstehend erläutert können Unterschiede zwischen den Elastizitätsmodulen vor allem durch Temperaturunterschiede zustande kommen. Wichtig ist in diesem Zusammenhang die Feststellung, dass die Dehnung der Bahn im Einlauf der beiden Druckspalte gleich zu sein hat beziehungsweise sich bei identischer Umfangsgeschwindigkeit der Formzylinder 12 und 22 gleich einstellt. Die übertragungsglieder 206 und 207 und die ihnen nachgeschaltete Additionsstelle deuten an, dass sich das Register zwischen den Formzylindern 12 und 22 als Funktion der Bahndehnungen ε41 b und ε41 a einstellt und so zu dem Registeristwert dRist führt. An dieser Stelle bietet sich der Hinweis an, dass die Bahnspannung F41 a gleich der F41 b ist, wenn die momentenbeaufschlagte Leitwalze 25 eben momentfrei läuft. Die Registerabweichung wird von einer Registermesseinrichtung 50 gemessen, mit einem Sollwert dRsoll verglichen und einem Registerregler 202 zugeführt. Der Registerregler 202 beaufschlagt die Bremse mit einem Moment, das am Umfang der Walze die Kraft F25 auf die Bahn ausübt. Im einfachsten Fall ist der Betrag dieser Kraft proportional zum Registerfehler, was ebenfalls durch das übertragungsglied 202 angedeutet wird. Für den stationären Fall verdeutlicht das übertragungsglied 205, die Abhängigkeit der Bahnspannung F41 a von der Kraft F25 und der oben beschriebenen Bahnspannung F41 b.

Für den instationären Fall verdeutlichen die übertragungsglieder 203 und 204, mit den nachfolgenden Additions- bzw. Subtraktionsstellen, die zeitlich begrenzten Auswirkungen einer änderung der Kraft F25 auf die Bahnspannungen F41 a und F41 b.

In Figur 5 wird ein etwas komplexerer Regelkreis dargestellt. Wieder wird anhand des übertragungsgliedes 301 die Entstehung der Bahnspannung F41 b verdeutlicht. Ebenso wird wieder mit den übertragungsgliedern 306 und 307 und dem nachfolgenden Additionsglied der Einfluss auf das Register verdeutlicht. Der gemessene Registerfehler erzeugt diesmal jedoch nicht direkt eine Beaufschlagung der Walze 25 mit einem Moment, sondern eine Phasenverstellung des Formzylinders 22, die im Bahnführungsteilabschnitt 41 b eine Dehnung εr erzeugt. Die Dehnung εr verändert die Bahnspannung F41 b. Die Bahnspannung F41 a ergibt sich über einen inneren

Bahnspannungsregelkreis aus der Bahnspannung F41 b. Im stationären Fall ist Delta F der Betrag, um welchen F41 a niedriger eingestellt wird als F41 b, so dass Störungen der Bahnspannung in positiver und negativer Richtung durch Erhöhung oder Senkung des Bremsmomentes ausgeregelt werden können. F41 a wird mit der Messwalze 23 (Figur 3) gemessen, der Messwert wird auf eine Vergleichstelle 323 zurückgeführt und über das übertragungsglied 321 geregelt. Das Verzögerungsglied 322 bewirkt, dass bei einer kurzzeitigen änderung der Bahnspannung F41 b die Bahnspannung F41 a konstant bleibt. Mit einem solchen kaskadierten Regelkreis 300 können die gesamten Schwankungen, die in dem in aller Regel sehr langen Bahnführungsteilabschnitt 41 a durch Störgrößen wie Temperatur- und Feuchteschwankungen, Beschleunigungskräfte, Fehlstellen im zu bedruckenden Material usw. auftreten ausgeregelt werden, noch bevor sie registerwirksam werden. Zusammenfassend ist also zu betonen, dass die Regelung der Bahnspannung bei dem Ausführungsbeispiel nach Figur 5 durch eine Einflussnahme auf die Bahn innerhalb der Bahnführungsabschnittes (die hier mit einer momentenbeaufschlagten Leitwalze 25) vorgenommen wird. Hierbei wird ein Gradient eingeprägt und ggf. aufrechterhalten. Somit wird der Registeraktor hier von der momentenbeaufschlagten Leitwalze 25 und ihrem Drehmomentsteller 51 gebildet. Mit Hilfe des inneren Regelkreises und dieses Paares 25, 51 werden bei dem in Figur 5 dargestellten Ausführungsbeispiel zunächst lediglich die Bahnschwankungen ausregelt. Die Ausregelung dann doch noch auftretender Registerfehler, die sich auf dem Bedruckstoff oder durch die Lage der Bedruckstoffbahn gegenüber einem Formzylinder 12, 22 manifestieren können, werden dann wieder durch eine Phasenverstellung der Winkellage der Formzylinder vorgenommen (Hierbei sind die Formzylinder 12, 22 und ihre nicht gezeigten Antriebe die Registeraktoren). Bei der Erkennung der vorgenannten Registerfehler sind optische Messverfahren sehr vorteilhaft einsetzbar. Diese Kombination trägt zu der enormen Geschwindigkeit bei, mit der sich Registerfehler mit dem in Figur 5 dargestellten System ausregeln lassen. Abschließend sei noch der Hinweis erlaubt, dass die Begriffe „Bahnspannung" und „Kraft" (die auf die Bahn wirkt) in der vorliegenden Druckschrift ineinander übergehen, da diese Größen im vorliegenden Zusammenhang eng miteinander

zusammenhängen und sich der Begriff „Bahnspannung" in der Welt des Druckmaschinenfachmannes durchgesetzt hat, während die „Kraft" eine grundlegende physikalische Größe ist. In der vorliegenden Druckschrift wurde jedoch „Bahnspannung" bevorzugt in Bezug auf die in Teilbereichen der Bahn vorkommende Bahnspannung verwendet (wie F41 b). „Kraft" wurde in Bezug auf punktuell der Bahn vermittelte Kräfte wie F25 gebraucht.

Die Figur 6 enthält ein Schaubild, das den Verlauf der Bahnspannung F _A in einem Bahnführungsabschnitt einer Maschine des Standes der Technik zeigt. Bei der Maschine wird registert, indem die ein Druckbild tragende Walze, welche den Bahnführungsabschnitt in Bahnlaufrichtung abschließt, eine Phasenverschiebung macht. Die Figur 7 zeigt den Verlauf des zugehörigen Registers zu gleichen Zeitpunkten. Während des Zeitraumes Ti herrschen in dem Bahnführungsabschnitt stationäre Zustände, die sich in der Regel in solchen Bahnführungsabschnitten „von selber" einstellen.

Zum Zeitpunkt T _A wird die Phasenverschiebung der in Bahnlaufrichtung zweiten Druckwalze durchgeführt, um die Registerdifferenz δR zwischen dem Registeristwert Ri und dem Registersollwert R ₂ auszugleichen. Diese Phasenverschiebung geht vergleichsweise extrem schnell vonstatten. Daher steigt die Bahnspannung, dargestellt durch den Graphen G _F steil an. Das Absinken der Bahnspannung auf den Ausgangswert Fi und die Einstellung des Registers auf den Sollwert R ₂ dauert jedoch während der Zeitspannen T ₂ und T ₃ an. Der Anpassungsprozess verläuft hierbei nicht linear wie durch die Geraden L _F und L _R angedeutet, sondern exponentiell in Form einer Zerfallsfunktion. Während dieser Zeitspannen findet also ein instationärer Ausgleichprozess statt, bei dem mit minderer Qualität gedruckt wird. Wie bereits erwähnt muss der gesamte durch die Phasenverschiebung des Druckzylinders gedehnte Bahnabschnitt erst den zweiten Druckspalt in Bahnlaufrichtung passiert haben, bevor zum Zeitpunkt T3 wieder stationäre Zustände eintreten und die Registeränderung wirksam wird. In erster Ordnung ist die Dauer dieses Ausgleichvorgangs proportional zur Länge des Bahnführungsabschnitts und Antiproportional zur Druckgeschwindigkeit.

Wenn ein erfindungsgemäßes Verfahren bei einer Druckmaschine, wie sie durch die Figuren 1 und 3 skizziert ist, durchgeführt wird, indem die Registerkorrektur durch eine gezielte Längenänderung der Bahn im Bahnführungsteilabschnitt 41 a vorgenommen wird (durch Dehnung oder durch Zusammenziehen der Bahn durch niedrigere Bahnspannung, was einen Bahnspannungsgradienten zur Bahnspannung F41 b herbeiführt), dann finden die instationären Ausgleichsvorgänge, die dem vollen Wirksamwerden der Registerkorrektur vorausgehen, nur noch in dem Bahnführungsteilabschnitt 41 b statt. Dieser ist naturgemäß kürzer als der gesamte Bahnführungsabschnitt 41. Je kürzer der Bahnführungsteilabschnitt 41 b ist, desto schneller verläuft der instationäre Ausgleich. Je länger der erste Bahnführungsteilabschnitt 41 a ist, desto leichter (mit weniger Kraft bzw. Drehmoment) lässt sich die Bahn um einen bestimmten Betrag dehnen. Daher sind Längenverhältnisse von deutlich kleiner 1 zwischen dem zweiten 41 b und dem ersten Bahnführungsabschnitt (z. B. 20, 7 oder 3%) von Vorteil.