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Title:
DEVICE AND METHOD FOR CORRECTING A LONGITUDINAL REGISTER ERROR WHICH IS CAUSED BY POSITION ADJUSTMENT
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2003/066332
Kind Code:
A2
Abstract:
The invention relates to a method for correcting the longitudinal register of a rotary printing machine that comprises a plurality of inking systems (1 to 9). According to the inventive method, a control unit adjusts the desired placement line (D) of the printing block on the web of material lying on one of the two cylinders by controlling the one or more drives of the cylinders (11, KN) of an inking system directly involved in the printing process in such a manner that the two cylinders, at least during a defined period, have different circumferential speeds. The control unit takes the shift (A) of the actual, effective printing line on the circumference of the two cylinders (11, KN) into consideration during correction. Said shift is caused by a position adjustment along an axis (BAN) of one of the two cylinders involved in the printing process, said axis not extending in parallel to the connecting line (SN) of the rotational axes (MN, M11) of the two cylinders involved in the printing process. The control unit determines the correction values on the basis of the relative position of the two cylinders (11, Kn) of an inking system (N) involved in the printing process and the angle (&agr ) between the connecting line (SN) of the rotational axes of the two cylinders involved in the printing process and the axis of position adjustment (BAN).

Inventors:
VEISMANN HERMANN-JOSEF (DE)
Application Number:
PCT/EP2003/000882
Publication Date:
August 14, 2003
Filing Date:
January 29, 2003
Export Citation:
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Assignee:
WINDMOELLER & HOELSCHER (DE)
VEISMANN HERMANN-JOSEF (DE)
International Classes:
B41F5/24; B41F13/004; B41F13/02; (IPC1-7): B41F/
Foreign References:
DE19527199A11997-01-30
EP1249346A12002-10-16
GB2146291A1985-04-17
EP0177886A21986-04-16
Attorney, Agent or Firm:
WINDMÖLLER & HÖLSCHER KG (Jan Thorste, Münsterstr. 50 Lengerich, DE)
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Claims:
Patentansprüche
1. Verfahren zur Korrektur des Längsregisters einer Rotationsdruckmaschine mit mehreren Farbwerken (19) ; bei dem eine Steuereinheit die gewünschte Auflagelinie (D) des Klischees auf der auf einer der beiden Walzen aufliegenden Materialbahn einstellt, indem sie den oder die Antriebe der beiden direkt am Druckprozess beteiligten Walzen (11, Kn) eines Farbwerkes so steuert, dass die beiden Walzen zumindest während eines Zeitraums eine unterschiedliche Umfangsgeschwindigkeit aufweisen dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit die Verschiebung (A) der tatsächlichen, effektiven Drucklinie auf dem Umfang beider Walzen (11, Kn) bei der Korrektur berücksichtigt, welche infolge einer Beistellbewegung einer der beiden am Druckprozess beteiligten Walzen entlang einer Achse (BAn) entsteht, die nicht parallel zu der Verbindungslinie (Sn) der Drehachsen (Mn, M11) der beiden am Druckprozess beteiligten Walzen verläuft, indem die Steuereinheit aus der Relativposition der beiden direkt am Druckprozess beteiligten Walzen (11, Kn) eines Farbwerks (N) und dem Winkel (a) zwischen der Verbindungslinie (Sn) der Drehachsen der beiden am Druckprozess beteiligten Walzen und der Achse der Beistellung (BAn) Korrekturwerte ermittelt.
2. Verfahren nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit bei der Ermittlung der Korrekturwerte auf eine Speichervorrichtung zurückgreift, in welcher die Korrekturwerte in Abhängigkeit von der relativen Walzenposition aufgetragen sind.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2 dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit bei der Ermittlung der Korrekturwerte auf eine Recheneinheit zurückgreift, welche mit Hilfe eines Rechenalgorithmus aus der Relåtivposition der beiden direkt am Druckprozess beteiligten Walzen (11, Kn) eines Farbwerks (n) und dem Winkel (a) zwischen der Verbindungslinie (Sn) der Drehachsen der beiden am Druckprozess beteiligten Walzen und der Achse der Beistellung (BAn) Korrekturwerte ermittelt.
4. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit zunächst eine Vorregisterung insbesondere während des Andruckprozesses vornimmt, indem sie die Relativposition von Bestandteilen der Druckbilder, welche mit optischen Sensoren aufgezeichnet wird, auswertet.
5. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit in geeigneten zeitlichen Intervallen eine Registerkorrektur vornimmt, indem sie die Relativposition von Bestandteilen der Druckbilder, welche mit optischen Sensoren aufgezeichnet wird, auswertet.
6. Rotationsdruckmaschine mit mehreren Farbwerken (n) bei der eine Steuereinheit die gewünschte Auflagelinie (D) des Klischees auf der auf einer der beiden Walzen aufliegenden Materialbahn einstellt, indem sie den oder die Antriebe der beiden direkt am Druckprozess beteiligten Walzen (11, Kn) eines Farbwerkes so steuert, dass die beiden Walzen zumindest während eines Zeitraums eine unterschiedliche Umfangsgeschwindigkeit aufweisen dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit die Verschiebung (A) der tatsächlichen, effektiven Drucklinie auf dem Umfang beider Walzen (11, Kn) bei der Korrektur berücksichtigt, weiche infolge einer Beistellbewegung einer der beiden am Druckprozess beteiligten Walzen entlang einer Achse (BAn) entsteht, die nicht parallel zu der Verbindungslinie (Sn) der Drehachsen (Mn, Mn) der beiden am Druckprozess beteiligten Walzen verläuft, indem die Steuereinheit aus der Relativposition der beiden direkt am Druckprozess beteiligten Walzen (11, Kn) eines Farbwerks (N) und dem Winkel (a) zwischen der Verbindungslinie (Sn) der Drehachsen der beiden am Druckprozess beteiligten Walzen und der Achse der Beistellung (BAn) Korrekturwerte ermittelt.
Description:
Vorrichtung und Verfahren zur Korrektur des Längsregisterfehlers, welcher durch die Beistellung auftritt Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Korrektur des Längsregisterfehlers gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Das Drucken mehrfarbiger Druckbilder mit Rotationsdruckmaschinen erfolgt in der Regel dadurch, dass der Bedruckstoff nacheinander verschiedene Farbwerke durchläuft, welche den Bedruckstoff jeweils mit einer Farbe beaufschlagen, so dass das entstehende mehrfarbige Druckbild als Übereinanderschichtung mehrerer Druckbilder entsteht. Der Genauigkeit, mit der diese Schichtung vorgenommen wird, kommt große Bedeutung für die Qualität des Druckbildes zu. Verschiebungen der verschiedenen Druckbilder gegeneinander in Bedruckrichtung werden Längsregisterfehler genannt.

Die Längsregister oder Umfangsregister genannten Abweichungen werden in der Regel durch die Maschinenbediener zu Beginn des Druckprozesses korrigiert, indem der Maschinenbediener die Relativposition sogenannter Registermarken kontrolliert, die durch die verschiedenen Druckwerke aufgebracht werden. Dieses Verfahren hat jedoch den Nachteil einer langen Reaktionszeit und des damit verbundenen großen Ausschusses.

Die DE 195 27 199 schlägt daher in Bezug auf eine Flexodruckmaschine vor, die Registermarken mit Erkennungssensoren während des gesamten Druckprozesses zu registrieren, die Messergebnisse der Sensoren einer Steuer-und Recheneinheit zuzuführen und die Längsregisterkorrektur dadurch vorzunehmen, dass die jeweiligen Druckzylinder zumindest für einen kurzen

Zeitraum mit einer anderen Umfangsgeschwindigkeit als der Gegendruckzylinder beaufschlagt werden.

Bei der Anwendung des in der DE 195 27 199 skizzierten Verfahrens zur Korrektur des Längsregisters während des gesamten Druckprozesses ist es jedoch erforderlich, dass die genannten optischen Erkennungssensoren das Druckbild dauernd überwachen, die Steuereinheit mit Messsignalen versorgen woraufhin dieselbe die zur Registerkorrektur notwendige Steuerung der Geschwindigkeit der verschiedenen Druckwalzen vornimmt.

Dieses Verfahren erfordert also unter anderem eine dauernde optische Überwachung des Druckbildes.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Verfahren vorzuschlagen, welches ohne dauernde Überwachung auskommt.

Diese Aufgabe wird durch den kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 gelöst.

Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass sowohl beim Andruck als auch beim Betrieb von Rotationsdruckmaschinen die Notwendigkeit besteht, die Position der an dem Druckprozess beteiligten Walzen aufeinander einzustellen. In Fachkreisen wird diese Positionseinstellung Beistellprozess genannt.

Um diesen Beistellprozess zu ermöglichen, verfügen Druckmaschinen über geeignete Lagerungen der am Druckprozess beteiligten Walzen. So ist aus DE 40 01 735 A 1 eine Flexodruckmaschine bekannt, bei der die die Druckwalze tragenden Schlitten und die die Farbauftrags-oder Rasterwalzen tragenden Schlitten in einer gemeinsamen Schlittenführung der Farbwerkskonsolen der Druckmaschine geführt werden und gemeinsam oder einzeln durch Spindelantriebe verfahrbar sind.

Bei Rotationsdruckmaschinen dieser bekannten Art erfolgt die Einstellung des Druckbildes normalerweise folgendermaßen. Eine elektronische Steuereinrichtung ist vorgesehen, die auf in eine Speichereinrichtung eingegebene Daten zurückgreifen kann. Die Daten betreffen den Stellweg zwischen der Druck-und der Gegendruckwalze unter Berücksichtigung der geometrischen Abmessungen der Maschine und der Durchmesser der Walzen.

Diese Steuereinrichtung stellt dann die relativen Walzenpositionen ein, so dass gewährleistet sein sollte, dass sämtliche Teile des Druckbildes übertragen werden.

Allerdings besitzen die verschiedenen Walzen, Druckformen. sowie die zu bedruckenden Materialien und alle anderen beteiligten Teile geometrische Toleranzen, so dass oft ein zusätzlicher Beistellvorgang notwendig wird.

Dieser Beistellvorgang erfolgt durch den Druckmaschinenführer, der die Walzenpositionen einstellt, während er das Druckbild beobachtet.

Durch diese Art der Einstellung des Druckbildes ist sichergestellt, dass mit geringstem Andruck der am Druckprozess beteiligten Walzen gegeneinander ein vollständiger Übertrag des Druckbildes stattfindet. Weitere Einzelheiten zu Beistellprozessen, welche auch vollautomatisch ablaufen können, sind in der noch unveröffentlichten deutschen Patentanmeldung mit dem Aktenzeichen 101 45 957.2 enthalten.

Neben den skizzierten, beim Andruckprozess vorzunehmenden Beistellvorgängen ist es oft nötig, einen so genannten dynamischen Beistellprozess durchzuführen. Darunter ist Folgendes zu verstehen : Bei höheren Druckgeschwindigkeiten kommt es zu Änderungen des effektiven Durchmessers von am Druckprozess beteiligten Walzen. Davon betroffen sind beispielsweise die Klischeewalzen beim Flexodruck.

Die Klischees dieser Walzen werden an der Drucklinie zwischen Klischee-und Gegendruckwalze eingedrückt. Bei hohen Kreisgeschwindigkeiten erreicht die Walze nicht mehr ihren eigentlichen vor dem Druckvorgang gemessenen Radius, da die Rückstellgeschwindigkeit des flexiblen Klischeematerials nicht ausreicht.

Beim Einsatz sehr flexibler Materialien ist es aber auch möglich, dass der effektive Durchmesser infolge der kreisgeschwindigkeitsabhängigen Fliehkraft zunimmt.

In beiden Fällen ändert sich der Druck zwischen den direkt am Druckprozess beteiligten Walzen. Diesem Umstand wird mit einem weiteren Beistellungsprozess, der so genannten dynamischen Beistellung begegnet.

Zweckmäßig ist es in diesem Zusammenhang, diese Art der Beistellung automatisch vorzunehmen, indem eine Steuereinheit die notwendigen

Korrekturen der Relativpositionen der Walzen als Funktion der oft empirisch festgehaltenen Materialparameter der Walzen und der Druckgeschwindigkeit ermittelt.

Eine Untersuchung der geometrischen Anordnung der beiden direkt am Druckprozess beteiligten Walzen eines Farbwerks ergibt jedoch ; dass die meisten Beistellbewegungen in Druckmaschinen bekannter Art entlang von Achsen erfolgen, die nicht parallel zu der Verbindungslinie der Drehachsen der beiden am Druckprozess beteiligten Walzen verlaufen. Beistellbewegungen dieser Art ziehen daher eine Verschiebung der tatsächlichen effektiven Drucklinie auf dem Umfang der Walzen nach sich. Jede Verschiebung dieser Drucklinie führt zu einem Längsregisterfehler.

Berechnungen zeigen, dass der Anteil dieser Fehler an den während des Druckprozesses auftretenden Längsregisterfehlern erheblich ist und zum Teil sogar den Anteil aller anderen Fehlereinträge übersteigt.

Daher kann mit dem erfindungsgemäßen Verfahren eine effektive Längsregisterkorrektur vorgenommen werden, ohne dass die Steuereinrichtung ständig mit Auswerte-und Rechenoperationen beaufschlagt wird wie bei dem Verfahren gemäß der DE 40 01 735 A1. In der Regel sind den bekannten Steuereinrichtungen die zur Durchführung des Verfahrens notwendigen Parameter wie die augenblickliche Relativposition der Walzen der einzelnen Druckwerke bekannt, so dass sich das Verfahren auch völlig ohne zusätzliche Messvorrichtungen-wie teure optische Sensoren-durchführen lässt. Darüber hinaus ist es möglich, das erfindungsgemäße Verfahren so zu implementieren, dass die Steuervorrichtung nur dann Korrekturwerte ermittelt, wenn tatsächlich Änderungen der Relativposition der Walzen vorgenommen werden, so dass auch der Rechen-und Steueraufwand eingeschränkt wird.

Gleichwohl ist das erfindungsgemäße Verfahren mit anderen bekannten Verfahren kombinierbar. So ist es möglich, bei der Vorregisterung oder in gewissen zeitlichen Intervallen die Registerhaltigkeit mit optischen Sensoren zu überprüfen und dementsprechend zu korrigieren. Durch den Einsatz des erfindungsgemäßen Verfahrens entfällt jedoch die Notwendigkeit, ständig Mess-und Rechenvorgänge durchzuführen.

Weitere Ausführungsbeispiele der Erfindung werden in der gegenständlichen Beschreibung näher erläutert.

Die Figuren zeigen : Fig 1 schematisch eine Flexodruckmaschine mit einer Mehrzahl von Druckwerken Fig 2 schematisch eine Klischeewalze im Druckprozess Fig 3 schematisch die Konsequenzen einer dynamischen Beisellung Figur 1 zeigt schematisch die Anordnung von Farbwerken 1 bis 8 einer Flexodruckmaschine 10 um den Gegendruckzylinder 11, wobei lediglich die Farbwerke 1,4 und 8 vollständig dargestellt sind. Für die anderen Farbwerke ist lediglich die Position der Klischeewalzen angeben. Die Farbwerke sind an einem nicht dargestellten Maschinengestell aufgehängt. Das Farbwerk n (n bezeichnet ein beliebiges der vorhandenen Farbwerke) umfasst eine Klischeewalze Kn und eine Farbwalze Fn. Die Drehachsen der Klischeewalzen werden mit M, und die des Gegendruckzylinders mit ! bezeichnet. Die Geraden, welche durch die Drehachsen Mil und Dn festgelegt sind, sind mit Sn bezeichnet. Dabei ist Dn die Drucklinie der Klischeewalze Kn auf den Gegendruckzylinder. Zwischen den Geraden Sn und den Achsen der Beistellbewegung BAn entstehen Winkel Un. Die effektive Drucklinie zwischen den Klischeewalzen Kn und dem Gegendruckzylinder 11 sind mit Dn bezeichnet.

Die Farbwerke 1,4 und 8 zeigen beispielhaft verschiedene Möglichkeiten der Ausrichtung der Farbwerke beziehungsweise der Achsen der Beistellbewegungen BA zu den Geraden Sn, während die anderen Druckwerke lediglich skizziert werden. So verläuft die Beistellachse BAi auf der Geraden Si, so dass es bei einer Beistellung zu keiner Verschiebung der Drucklinie D1 kommt. Eine solche Anordnung würde man eine streng strahlenartige Anordnung der Farbwerke nennen. Eine solche Anordnung ist jedoch maschinenbaulich sehr anspruchsvoll und daher bei modernen Druckmaschinen nicht anzutreffen.

Eine annähernd strahlenförmige Anordnung wird anhand von Farbwerk 8 gezeigt. Die Achse der Beistellung BA8 verläuft nicht auf dem Strahl S8 und es entsteht der Winkel oc8 zwischen der Beistellachse BA8 und dem Strahl S8.

Jede Beistellbewegung der Walze K8 führt zu einer Verschiebung der effektiven Drucklinie D8 auf dem Umfang der beteiligten Walzen 11 und K8.

Die maschinenbaulich und fertigungstechnisch am einfachsten umzusetzende Variante der Anordnung eines Farbwerkes ist die so genannte Schubladenanordnung, die anhand des Farbwerks 4 gezeigt ist. Hier verläuft die Beistellachse BA4 horizontal, so dass der Winkel OC4 und der durch die Beistellung entstehende Registerfehler noch größer ist als bei Farbwerk 8.

Die Figur 2 zeigt am Beispiel der Klischeewalze Ks die Lage des Klischeezylinders Kg während des Druckprozesses. Der Klischeezylinder Kg und andere flexible am Druckprozess beteiligte Materialien wie der nicht dargestellte Gummibelag der Gegendruckwalze und der ebenfalls nicht dargestellte Bedruckstoff sind im Druckprozess starken Kräften ausgesetzt. So wird das Klischee 12 entlang der Drucklinie Dg zwischen Gegendruckzylinder 11 und Klischeewalze Kg eingequetscht. Ein ähnlicher Vorgang findet an der Drucklinie 13 zwischen Klischeewalze Kg und Farbwalze Fg statt. Bei einer schnellen Rotation der Walze Kg um ihre Drehachse Mg kann es dazu kommen, dass die Deformation v. a. des Klischees an den vorgenannten Drucklinien Kg und 13 nicht mehr durch die Rückstellkräfte des verquetschten Materials 11, 12, Kg wettgemacht wird, bevor das verquetschte Material erneut die Dg beziehungsweise Dn erreicht. Daher sinkt in diesem Fall der effektive Radius Reff der den Abstand zwischen dem Außenumfang des Klischees und der Drehachse Mg unmittelbar vor dem erneuten Erreichen der Drucklinie Dg bezeichnet. Dieser effektive Radius Reff ist jedoch entscheidend für die Güte des Druckprozesses. In dem oben beschriebenen Fall des Schrumpfens des effektiven Radius lässt der physikalische Druck an der Drucklinie Dg nach und es kann zu einer Beeinträchtigung des Farbübertrags auf den Bedruckstoff kommen. In diesem Fall wird der Maschinenbediener oder die Maschinensteuerung einer Flexodruckmaschine die Klischeewalze stärker an die Gegendruckwalze 11 anstellen.

Angesichts der hohen Fliehkräfte kann es bei der Verwendung anderer Materialien jedoch auch zu einer Vergrößerung des effektiven Radius Reff kommen, die ein Ansteigen des physikalischen Drucks an der Drucklinie D9 nach sich zieht. In diesem Fall wird die Klischeewalze Kg etwas weiter von dem Gegendruckzylinder 11 abgefahren. Beide Vorgänge werden im Allgemeinen unter dem Fachterminus dynamische Beistellung zusammengefasst.

Figur 3 verdeutlicht am Beispiel eines skizzierten Farbwerkes, dessen Elemente mit Bezugszeichen ohne Indizierung der Farbwerksnumerierung versehen sind, die geometrischen Verhältnisse, wenn der Winkel a von 0° abweicht.

Die langsam rotierende Klischeewalze K, besitzt während des Andruckprozesses einen Radius R, der über ihren gesamten Umfang kaum variiert und ist an den Gegendruckzylinder 11 angestellt.

Die Position und der Radius der schnell laufenden Klischeewalze Ks, welche hier gestrichelt dargestellt ist, verdeutlicht den weiteren Verlauf des Druckvorgangs. Bei einer Steigerung der Druckgeschwindigkeit verringert sich in diesem Ausführungsbeispiel der für den Druckvorgang relevante Radius der Klischeewalze von R zu Reff. Um trotzdem einen optimalen Farbübertrag zu gewährleisten, wird die Drehachse M der Klischeewalze von der Position Pi in die Position P2 gefahren. Die letztere Position bildet den Mittelpunkt der gestichelt dargestellten schnell laufenden Klischeewalze Ks. Figur 3 zeigt, dass die Klischeewalze Ks aufgrund des Beistellvorgangs eine Drucklinie Ds mit dem Gegendruckzylinder 11 aufweist, die sich an einer anderen Stelle befindet als die Drucklinie D, der langsam rotierenden Klischeewalze Kl. Der Abstand A zwischen beiden Drucklinien führt zu einem Längsregisterfehler, dem mit dem erfindungsgemäßen Verfahren abgeholfen wird. Es versteht sich, dass die Veränderung des Radius im Laufe des Druckprozesses in Figur 3 aus darstellerischen Gründen nicht maßstäblich dargestellt wurde.

Bezugszeichenliste 1 Farbwerk 2 Farbwerk 3 Farbwerk 4 Farbwerk 5 Farbwerk 6 Farbwerk 7 Farbwerk 8 Farbwerk 9 Farbwerk 10 11 Gegendruckzylinder 12 Klischee 13 Drucklinie Rasterwalze-Klischeewalze 14 Mii Drehachse des Gegendruckzylinders Kn Klischeewalze im Farbwerk n Kl langsam laufende Klischeewalze Ks schnell laufende Klischeewalze Dn Drucklinie der Klischeewalze Kn auf den Gegendruckzylinder Di effektiver Drucklinie der langsam laufenden Klischeewalze Kl auf dem Gegendruckzylinder Ds effektiver Drucklinie der schnell laufenden Klischeewalze Kl auf dem Gegendruckzylinder Abstand Dl-Ds Rn Radius der Klischeewalze Kn Reff effektiver Radius einer Klischeewalze Fn Farbwalze im Farbwerk n Mn Drehachse der Klischeewalze im Farbwerk n Mn, eff Mittelpunkt des durch den Radius Rn, eff festgelegten Kreises Ln Lagerbock für die Walzen im Farbwerk n Sn Gerade, die durch die Punkte Mn und Dn verläuft BAn Achse der Beistellbewegung des Farbwerkes n an Winkel zwischen Sn und BAn Pi Position der Drehachse der langsam laufenden Klischeewalze P2 Position der Drehachse der schnell laufenden Klischeewalze