Technisches Gebiet

Die Erfindung betrifft eine Rotationsdruckmaschine mit einem relativ zu einem Presseur pressbaren Formzylin¬ der, welcher mit einer Einfärbevorrichtung zur Zufüh¬ rung von Druckfarbe auf dessen Oberfläche versehen ist.

Stand der Technik

Solche Druckmaschinen, insbesondere Tiefdruckrotations¬ maschinen sind aus vielen Publikationen bekannt und beispielsweise ^' in Bruckmann' s Handbuch der Druck¬ technik, München, 1976 beschrieben.

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Um rationeller drucken zu können, besteht das Bedürf¬ nis, derartige Druckmaschinen breiter zu bauen und die Druckbreite zu vergrössern, sowie die Druckgeschwindig¬ keit, d.h. die Drehzahl des Formzylinders zu steigern. Rotationsdruckmaschinen vorbekannter Konstruktion er¬ füllen diese Bedürfnisse jedoch nicht oder nur einge¬ schränkt, und zwar aus den folgenden Gründen:

Fσrmz linder grösserer Breite, insbesondere solche mit kleinem Umfang, biegen sich unter Druckbelastung so stark durch, dass der Papiertransport durch Faltenbil¬ dung gestört ist. Ferner wird infolge der Durchbiegung die aufgetragene Druckfarbe nicht mehr gleichmässig über die ganze Formzylinderbreite durch die Rakel abgestreift-

Die Wälzlager der Formzylinder werden durch erhöhte Druckbelastung und höhere Drehzahlen überlastet, was häufig zu einem frühzeitigen Ausfall der Lager führt.

Das Füllen der Farbnäpfchen auf der Oberfläche des Formzylinders ist bei höherer Papiergeschwindigkeit nicht mehr einwandfrei gewährleistet, da die Eintauch¬ zeit in den üblicherweise verwendeten Farbkasten zu gering wird, und die bei höherer Drehzahl erhöhte Zentrifugalkraft der Benetzung durch die Druckfarbe entgegenwirk .

Darstellung der Erfindung

Die Erfindung setzt sich die Aufgabe, die vorstehend angeführten Nachteile des Standes der Technik zu ver-

meiden und insbesondere bei einer Rotationsdruck¬ maschine der eingangs angegebenen Art die Durchbiegung des For zylinders auch bei grösserer Breite und bei allen verwendeten Durchmessern in Grenzen zu halten oder ganz zu verhindern, die Lagerungen des Form¬ zylinders zu entlasten, und das Füllen der Farb¬ näpfchen auf der Oberfläche des Formzylinders mit Druckfarbe in kurzer Zeit zuverlässig zu gewährleisten.

Erfindungsgemäss wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass der Formzylinder auf wenigstens einem gespannten flexiblen Band aufliegt, wobei in den Spalt zwischen dem Band und dem Formzylinder Druckfarbe zugeführt wird, welche sich bei Rotation des Formzylinders über die Oberfläche des Formzylinders an dessen Auflage¬ fläche auf dem Band verteilt, wobei gleichzeitig eine hydraulische Schmierung der Lagerung des Formzylinders auf dem Band gebildet ist.

Das flexible Band kann ^' sich dabei über die gesamte Breite des Formzylinders bzw. der Druckbahn erstrecken, oder es können mehrere solcher Bänder nebeneinander vorgesehen sein, womit sich unterschiedliche Druck¬ farben auf verschiedene Breitenabschnitte des Form¬ zylinders unabhängig voneinander auftragen lassen.

Von Vorteil ist es, die Länge des flexiblen Bandes mit einer geeigneten Einrichtung variierbar zu machen, so dass der ümschlingungswinkel des Bandes um den Form¬ zylinder eingestellt und das Band an unterschiedliche Formzylinderdurchmesser angepasst werden kann.

Von besonderem Vorteil ist es, den Formzylinder an seinen Enden in einem Maschinenrahmen zu lagern, wobei die Lager mit einer Einrichtung zur Messung der Lager¬ kraft versehen sind. Der Teil, über den das flexible Band gespannt ist, ist hierbei mit Vorteil als in Pressrichtung im Maschinenrahmen verschiebbarer Schlitten ausgebildet und wird mittels einer vom Lagerkraftsensor gesteuerten Anstellvorrichtung mit einer solchen Kraft an den Presseur angepresst, dass die Formzylinderlager entlastet sind, und die Kraft praktisch nur noch durch die nahezu reibungsfreie und verschleissarme hydraulische Lagerung des Formzylinders auf dem flexiblen Band aufgenommen wird. Das bedeutet, dass die auf den Formzylinder wirkenden Biegekräfte in ihrer Grosse und Richtung aufgehoben sind.

Der Schlitten kann zusätzlich eine langsame oszillie¬ rende Bewegung in Achsenrichtung des Formzylinders ausführen, um eine Streifenbindung des Farbauftrages zu verhindern.

Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung kann das flexible Band auch als endloses Band ausge¬ bildet sein, welches über mehrere Umlenkrollen geführt ist. Dabei kann das Band über die Umlenkrollen relativ zur Oberfläche des Formzylinders beweglich sein. Die Achsenposition der Umlenkrollen ist mit Vorteil zur Einstellung des Umschlingungswinkels und/oder der Presskraft veränderbar.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Die Erfindung wird anhand der in den Figuren wiederge¬ gebenen Ausührungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Rotationsdruckmaschine im Schnitt senkrecht zur Achse,

Fig. 2 eine Rotationsdruckmaschine mit ^' anderem Formzylinderdurchmesser,

Fig. 3 eine Rotationsdruckmaschine mit variierbarer Bandlänge,

Fig. 4 eine Rotationsdruckmaschine mit mehreren Bändern nebeneinander, und

Fig. 5 eine Rotationsdruckmaschine mit endlosem, flexiblem Band.

Wege zur Ausführung der Erfindung

Fig. 1 zeigt eine Rotationsdruckmaschine mit einem Formzylinder 1, welcher an seiner Oberfläche eine Druckform trägt, und welcher mit einem Presseur 4 zusammenwirkt und eine zwischen Formzylinder 1 und Presseur 4 hindurchlaufende Druckbahn P, beispielsweise aus Papier, Kunststoff oder Gewebe mit einer bestimmten Presskraft bedruckt.

Der mit der Druckform, beispielsweise einer Gravur versehene Formzylinder 1 trägt an seinen Enden, die mit Zapfen versehen sind, Wälzlager 2. Der Formzylinder wird mittels der Wälzlager 2 in der Druckmaschine in seitlichen Führungsstücken 3 eines Maschinenrahmens 5 so positioniert, dass er in Richtung des Presseurs 4, beispielsweise vertikal bewegt werden kann. Ein beweglicher Schlitten 25 innerhalb des Rahmens 5 unter dem Formzylinder 1 ist über die ganze Formzylinder¬ breite mit einem flexiblen Band 6 bespannt. Dieses Band kann z.B. eine elastische metallische Folie, ein Gewebe, eine Kombination verschiedener Werkstoffe oder dgl. sein, wobei das Band eine solche Flexibilität aufweisen muss, dass es sich dem Formzylinderradius über einen gewissen Umschlingungswinkel 11 anpasst, wenn Presseur 4 und Formzylinder 1 zusammengepresst werden. Dies kann beispielsweise durch Hydraulik¬ zylinder 7 am Schlitten 25 erfolgen, mit dem dieser in Richtung des Formzylinders 1 gepresst wird.

In den Spalt 8 zwischen Formzylinder 1 und dem flexib¬ len Band 6 wird über ein Verteilrohr 9 Druckfarbe zugeführt, die durch die Rotation des angetriebenen Formzylinders 1 unter diesen gelangt und infolge der hydrodynamischen Kräfte im Bereich des Umschlingungs- winkels 11 einen Schmierspalt bildet, der das Band 6 vom Formzylinder 1 durch einen Druckfarbenfilm trennt.

Unter den Formzylinderlagern sind Kraftmessdosen 10 vorgesehen, welche die Auflagekraft der Lager, bestehend aus. dem Eigengewicht des Formzylinders 1 und der Druckkraft des Presseurs 4, die durch Anpress-

Zylinder 40 erzeugt werden kann, messen. Durch das Ausgangssignal der Kraftmessdosen 10 wird die Press¬ kraft der Anpresszylinder 7 so gesteuert, dass das Band 6 derart gegen den Formzylinder 1 gepresst wird, dass die Kraftmessdosen 10 entlastet sind. Dies bedeutet, dass die auf den Formzylinder 1 wirkenden, eine Durch¬ biegung verursachenden Kräfte aufgehoben sind, so dass sich der Formzylinder 1 praktisch nicht mehr durch¬ biegt.

Die hydrodynamisch erzeugte Kraft im Spalt zwischen Band 6 und der Oberfläche des Formzylinders 1 wirkt nach dem Gesetz der hydrodynamischen Lagerschmierung verteilt über den Umschlingungswinkel 11 des Bandes 6. Dadurch wird die Druckfarbe, die gleichzeitig das Schmiermittel zwischen Band 6 und Formzylinder 1 bildet, auf einen genau definierten Bereich unter Druck den Farbnäpfen im Formzylinder 1 zugeführt, so dass diese in ihrem ganzen Volumen auch bei hohen Druck¬ geschwindigkeiten ausgefüllt werden. Die Rakel 30 streift hinter dem Auflagespalt die überschüssige Farbe vom Formzylinder 1 ab. Diese abgestreifte Druckfarbe wird dann über Bohrungen 31 im Band oder dem Schlitten 25 in den als Farbtank ausgebildeten Schlitten 25 zurückgeführt.

Das Band 6 bzw. der Schlitten 25 kann eine langsame Oszillationsbewegung C mit geringer Amplitude in Axial¬ richtung des Formzylinders 1 gegenüber diesem aus¬ führen, um einen über .die Breite besonders gleich- massigen Farbauftrag unter Vermeidung von Streifen¬ bildung zu erreichen.

Fig ^" . 2 zeigt die in Fig. 1 dargestellte Ausführung einer Rotationsdruckmaschine mit einem Formzylinder 1' geringeren Durchmessers. Dank der Anschmiegsamkeit des flexiblen Bandes 6 an den Formzylinder 1 ' ist es möglich, Formzylinder verschiedenen Durchmessers in der gleichen Druckmaschine zu verwenden, ohne dass bei einem Wechsel des Formzylinders aufwendige Umstellungs¬ arbeiten durchzuführen wären, indem lediglich der Schlitten 25 mittels der Hydraulikzylinder 7 um das Mass der Radiusdifferenz der Formzylinder 1 und 1' verschoben wird.

Fig. 3 zeigt eine Anordnung des Schlittens 25, bei der das Band 6 an einem Ende auf einer Trommel 12 befestigt ist, die es gestattet, durch Aufwickeln des Bandes 6 die wirksame Länge des Bandes 6 zu variieren. Dadurch wird es möglich, zusammen mit den Anpresszylindern 7 den Umschlingungswinkel 11 des Bandes 6 um den Form¬ zylinder 1 so einzustellen, dass eine Optimierung zwischen der Reibung des Bandlagers und der Füllung der Farbnäpfchen erfolgen kann. Die Trommel 12 wird von einem Motor 13 oder von Hand über ein Getriebe 14 ange¬ trieben. Eine besonders vorteilhafte Ausführung ergibt sich, wenn der Motor 13 so ausgebildet ist, dass er ein einstellbares konstantes Drehmoment erzeugt, welches in seiner Grosse so lange nachgeregelt wird, bis die Kraftmessdosen 10 entlastet sind und der Formzylinder keine Durchbiegung mehr aufweist.

Fig. 3 zeigt ausserdem die Ausführung des Bandlagers als hydrostatisches Lager, anstelle eines hydrodynami¬ schen Lagers wie in den vorangegangenen Beispielen.

Dabei sind in das Band 6 mehrere Lagertaschen 15, verteilt über die Formzylinderbreite eingearbeitet, in die über je eine Pumpe 16 pro Lagertasche Druckfarbe aus dem Farbtank 17 mit Druck gefördert wird. Diese Anordnung hat den Vorteil, dass durch Wahl des Fördervolumens der Pumpen die Spalthöhe des Schmierspaltes zwischen Band 6 und Formzylinder 1 eingestellt und variiert werden kann, was bei einer hydrodynamischen Lagerung nicht ohne weiteres möglich ist. Damit kann der Leistungsbedarf des Formzylinder¬ antriebes beeinflusst, d.h. reduziert werden. Ausse ^' rdem wird der Schmierspalt zwischen Band 6 und Formzylinder 1 auch im Stillstand der Maschine gewährleistet, so dass es auch im Stillstand oder beim Anfahren der Maschine nicht zu einer Berührung zwischen Band 6 und Formzylinder 1 kommt und somit eine mögliche Beschädi¬ gung der Gravur vermieden wird. Wird der Presseur 4 z.B. als Druckwalze nach EP 439 822 ausgeführt, kann der Hydraulikdruck der Pumpe 41 für die Stützelemente 42 so in das Verhältnis zum Oeldruck der Anpress¬ zylinder 7 geregelt werden, dass die von unten und oben auf den Formzylinder wirkenden Kräfte gleich gross sind und sich somit die Biegekräfte aufheben.

Fig. 4 zeigt ein Bandlager, das aus mehreren über die Formzylinderbreite nebeneinander angeordneten Einzel¬ bändern 26, 36, 46 besteht, wobei die Bandbreite so gewählt wurde, dass sie einer zu bedruckenden Seite entspricht. Zwischen den einzelnen Bändern 26, 36, 46 ist jeweils eine Dichtleiste 18 vorgesehen, die gegen den Formzylinder 1 gedrückt wird, z.B. mit Hydraulik¬ zylindern 19. In die Lagertaschen 20, 21, 22 in den

Einzelbändern 26, 36, 46 können über zugehörige einzelne Pumpen unterschiedliche Farben gepresst werden, die durch die Dichtleisten 18 voneinander getrennt gehalten werden. Mit dieser Anordnung ist es möglich, z,B. im letzten Druckwerk einer Tiefdruck- rotationsmaschine verschiedene Schmuckfarben mit nur einem Formzylinder zu drucken, was insbesondere für Werbeinserate von grossem Vorteil ist.

Fig. 5 zeigt eine Ausführung, bei der das flexible Band 6 als endloses Band ausgeführt ist, welches über meh¬ rere Umlenkrollen 50, 51, 52 beweglich geführt ist. Bei grossem Durchmesser können zwei Umlenkrollen genügen, in der Regel sind jedoch drei oder mehr Rollen erfor¬ derlich. Das Band 6 ist mit Vorteil relativ zur Ober¬ fläche des Formzylinders 1 beweglich. Durch Wahl oder Einstellung der Relativgeschwindigkeit zwischen dem Band 6 und der Formzylinderoberfläche kann auf einfache Weise die Menge oder Schichtdicke der aufgebrachten Druckfarbe beeinflusst oder gesteuert werden. Die Bewegungsrichtungen von Band 6 und Formzylinder 1 können auch gegensinnig zueinander sein (reverse rolling) , oder aber gleichsinnig mit unterschiedlicher Geschwindigkeit. Von Vorteil kann es auch sein, wenn sich das Band 6 und die Formzylinderoberfläche wenig¬ stens angenähert mit gleicher Geschwindigkeit bewegen, wodurch eine Reibung und ein Verkratzen der Formzylin¬ der-Oberfläche durch in den Spalt 8 zwischen Band 6 und Formzylinder 1 hineingeschwemmte harte Partikel vermie¬ den wird.

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Die Achsen der Umlenkrollen 50, 51, bzw. 52 können in ihrer Raumposition verstellbar sein. Dadurch kann einerseits die vom Band 6 auf den Formzylinder 1 ausgeübte Presskraft variiert und eingestellt werden, andererseits kann bei Bedarf der Umschlingungswinkel des Bandes 6 in den Formzylinder 1 durch Positionsänderung der Umlenkrollen von Position 51, 52 in die Position 61, 62 von einem Wert 55 in einen anderen Wert 65 geändert werden.

Die Anordnung der Umlenkrollen 51, 52 kann auch unsym¬ metrisch sein, beispielsweise derart, dass der Auslauf zwischen Band 6 und Formzylinder 1 relativ flach wird. Auf diese Weise lassen sich in den Spalt 8 eingedrun¬ gene Fremdpartikel mühelos und leicht wieder heraus¬ schwemmen.

Auch bei dieser Ausführung können über die Formzylin¬ derbreite mehrere endlose Einzelbänder nebeneinander anstelle eines einzigen Endlosbandes vorgesehen sein.