[0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Antreiben von Walzen eines Druckwerkes einer
Druckmaschine nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
[0002] Ein Druckwerk einer Nassoffsetdruckmaschine enthält ein Farb- und ein Feuchtwerk
mit Übertragungs- und Auftragswalzen für Druckfarbe und Feuchtmittel. Aus der DE 196
45 169 A1 ist ein Druckwerk mit einem Farb- und einem Feuchtwerkwalzenzug bekannt,
bei dem außer einem Feuchtduktor alle Walzen antriebsmäßig mit einem Plattenzylinder
und einem Gummizylinder verbunden sind. Der Feuchtduktor besitzt einen separaten drehzahlsteuerbaren
Antrieb. Zum Reinigen aller Walzen und Zylinder ist eine Sprüheinrichtung für eine
Reinigungsflüssigkeit und eine Rakeieinrichtung vorgesehen. Beim Reinigen der Zylinder
und Walzen werden zunächst die Walzen des Farbwerkswalzenzuges gesäubert. Danach wird
mit einer Brückenwalze eine Feuchtmittelauftragswalze mit dem Farbwerkwalzenzug gekoppelt.
Danach wird bei aktivierter Sprüheinrichtung und Rakeleinrichtung der Feuchtduktor
zeitlich begrenzt mit einer Umfangsgeschwindigkeit betrieben, die über dem im Druckbetrieb
üblichen Wert liegt. Gleichzeitig wird die Maschinengeschwindigkeit des Druckwerkes
auf eine Drehzahl eingestellt, bei der die Umfangsgeschwindigkeit der von Plattenzylinder
angetriebenen Feuchtmittelauftragswalze zu der vom Feuchtduktor synchron ist. Damit
soll sichergestellt werden, dass beim Reinigen von Walzen und Zylindern die äußere
Reibung aufrechterhalten wird und ein Abfallen der übertragbaren Umfangskraft in der
Walzenpaarung vermieden wird.
[0003] Wegen der geforderten Synchronität des Feuchtduktors zur Feuchtmittelauftragswalze
muss der Antrieb des Feuchtduktors abhängig von der Drehwinkel- oder Drehzahldifferenz
der Walzen gesteuert werden. Als Detektoren für die Messung des Istwertes der Umfangsgeschwindigkeiten
sind Drehgeber geeignet.
[0004] Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zum Antreiben von Walzen eines Druckwerkes
einer Druckmaschine zu entwickeln, welches eine flexible Steuerung verschiedener Betriebsvorgänge
ermöglicht.
[0005] Die Aufgabe wird mit einem Verfahren gelöst, welches die Merkmale nach Anspruch 1
aufweist. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
[0006] Gemäß der Erfindung wird an mindestens einer der Walzen das Drehmoment überwacht.
Je nach Verlauf des Drehmomentes der Walze wird ein Antrieb für diese Walze oder eine
antriebstechnisch mit dieser Walze verbundene Walze gestellt. Der Antrieb wird so
gestellt, dass zwischen der angetriebenen Walze und einer oder mehreren angestellten
Walzen ein definierter Schlupf erzeugt wird. Zur Erzeugung des Schlupfes wird bei
Walzen mit feuchter Oberfläche ein bestimmtes Moment benötigt. Dieses Moment kann
mit einem Antriebsmotor aufgebracht werden, der mit einem Bremsstrom betrieben wird.
Steigt die Reibung zwischen den Walzen, dann steigt das durch den Antriebsmotor aufzubringende
Bremsmoment. Bei nassen Walzen wird ein Antriebsmoment benötigt, das sich mit zunehmender
Abtrocknung der Walzenoberflächen aufgrund der ansteigenden Reibungskraft verringert,
bis schließlich ein Bremsmoment aufgebracht werden muss, um einen gewünschten Schlupf
zu erhalten.
[0007] Es ist vorteilhaft, dass Bremsmoment eines Antriebes auf einen vorgegebenen Wert
zu begrenzen. Sobald der Antrieb den Grenzwert überschreitet, wird in einer Steuereinrichtung
für den Betrieb der Druckmaschine ein Signal generiert. Insbesondere kann mit dem
Signal ein Reinigungszyklus für die Walzen beendet werden oder die Pressung zwischen
Walzen über ein Stellglied verändert werden. Durch Auswertung des Bremsmomentes in
der Steuereinrichtung kann weiterhin die Zufuhr von Reinigungsmittel gesteuert werden.
Damit wird die Qualität des Reinigungsvorganges verbessert, die Reinigungszeit verringert
und der Verbrauch von Reinigungsmittel gesenkt.
[0008] Für den Fall, dass eine Grenzwertüberschreitung eines Bremsmomentes eines Antriebsmotors
ausgewertet wird, kann der Grenzwert nach verschiedenen Methoden festgelegt werden.
Eine Möglichkeit besteht darin, ein maximales Bremsmoment mittels einer Maschinensteuerung
vorzugeben. Hierzu können von einer Bedienperson oder über Schnittstellen automatisch
Eingaben vorgenommen werden. Zum Beispiel können Daten verarbeitet werden, die sich
auf das Material an der Oberfläche der Walzen beziehen. Weiterhin kann eine Kennnummer
für den eingesetzten Walzentyp eingegeben werden. Weiterhin ist es möglich, Walzeneigenschaften
mittels Detektoren zu ermitteln, die eine physikalische Eigenschaft der Walzenoberfläche
auswerten oder die Daten von mit den Walzen verbundenen Identifikatoren auslesen.
[0009] Die Überwachung des Drehmomentes einer der Walzen kann vom Zustand der Druckmaschine
abhängig gemacht werden. Zum Beispiel kann die Zeitdauer der Überschreitung eines
Grenzmomentes ausgewertet werden. Weiterhin kann das Drehmoment abhängig von der Druckwerktemperatur
oder der Netzspannung überwacht werden.
[0010] Abhängig vom Drehmoment kann der Antrieb für mindestens eine der Walzen auf verschiedene
Weise gestellt werden. Bei Verwendung eines Elektromotors kann der Strom, die Spannung,
die Frequenz oder Pulskenngrößen verändert werden. Dabei können die Antriebsverhältnisse
durch Verringern der Reibung zwischen Walzen durch Änderung des Reibungskoeffizienten
durch Zugabe von Farbe, Feuchtmittel oder Reinigungsmittel oder durch Vermindern des
Anpressdruckes der Walzen oder durch Verringern der absoluten Geschwindigkeit beider
Walzen gestellt werden.
[0011] Mit der Erfindung kann die Reinigungszeit dadurch verringert werden, dass beim Reinigen
die Geschwindigkeit der Maschine und damit die Geschwindigkeit der zu reinigenden
Walzen so lange erhöht wird, bis sich zwischen zwei Walzen ein vorgegebener Reibwert
einstellt. Wird der vorgegebene Reibwert erreicht, dann ist der Reinigungsvorgang
beendet.
[0012] Die Erfindung soll anhand eines Ausführungsbeispieles noch näher erläutert werden,
es zeigen:
- Fig. 1:
- ein Schema eines Druckwerkes einer Nassoffsetdruckmaschine, und
- Fig. 2:
- ein Schema zur Überwachung und Ansteuerung von Walzen und Zylindern des Druckwerkes
nach Fig. 1.
[0013] Figur 1 zeigt ein Schema eines Druckwerkes 1 einer Nassoffsetdruckmaschine. Das Druckwerk
1 enthält einen Druckformzylinder 2, einen Übertragungszylinder 3, einen Druckzylinder,
Farbauftragswalzen 4-7 und eine Feuchtmittelauftragswalze 8. Die Farbauftragswalzen
4-7 und die Feuchtmittelauftragswalze 8 sind an eine Druckform 9 anstellbar, die auf
dem Druckformzylinder 2 aufgespannt ist. Die Farbauftragswalzen 4, 5 bzw. 6, 7 stehen
jeweils in rollendem Kontakt mit einer Farbübertragungswalze 10 bzw. 11. Die Farbeauftragswalze
6 steht in rollendem Kontakt mit einer weiteren Farbübertragungswalze 12. Eine Farbübertragungswalze
13 überbrückt die Farbübertragungswalzen 10, 12. Weiterhin enthält das Druckwerk 1
einen Farbkasten und eine Farbkastenwalze, so wie eine Farbheberwalze 14, die zwischen
der Farbkastenwalze und einer Farbübertragungswalze 15 hin und her gehend bewegbar
ist. Der Farbübertragungswalze 15 folgen in rollendem Kontakt weitere Farbübertragungswalzen
16-19, wobei an die Farbübertragungswalze 17 eine Farbverteilungswalze 20 angestellt
ist und die Farbübertragungswalze 19 die Farbübertragungswalze 11 kontaktiert. Ein
Feuchtwerk 21 umfasst eine Feuchtmittelschöpfwalze 22, die in einen Feuchtmittelbehälter
23 hineinragt, der beim Drucken mit Feuchtmittel 24 gefüllt ist. An die Feuchtmittelschöpfwalze
22 ist eine Feuchtmitteldesierwalze 25 und eine Feuchtmittelübertragungswalze 26 angestellt.
Weiterhin umfasst das Feuchtwerk 21 Feuchtmittelübertragungswalzen 27, die jeweils
in rollendem Kontakt mit der Feuchtmittelübertragungswalze 26 und der Feuchtmittelauftragswalze
8 stehen. Eine Brückenwalze 29 verbindet die Feuchtmittelauftragswalze 8 und die Farbauftragswalze
7. Zum Reinigen der Walzen und Zylinder des Druckwerkes 1 sind Sprüheinrichtungen
30, 31 für Wasser 32 und ein Reinigungsmittel 33 und eine Rakeleinrichtung 34 mit
einer Rakel 35 vorgesehen. Die Düsen der Sprüheinrichtungen 30, 31 sind auf die Oberfläche
der Farbübertragungswalze 17 gerichtet. Die Rakel 35 ist an die Farbübertragungswalze
10 anstellbar.
[0014] Zum Antrieb der Walzen und Zylinder des Druckwerkes 1 sind zwei Motoren 36, 37 vorgesehen.
Der Motor 36 ist der Hauptantriebsmotor der Nassoffsetdruckmaschine und speist ein
Drehmoment in einen Antriebsräderzug ein, mit dem der Druckformzylinder 2, der Übertragungszylinder
3, die Farbübertragungswalzen 10, 11, 16, 18 und die Feuchtmittelübertragungswalze
27 verbunden ist. Die antriebsmäßige Verbindung der Walzen bzw. Zylinder und Motoren
36, 37 ist durch dünne Doppellinien 38 symbolisiert dargestellt. Der Motor 37 stellt
einen Hilfsantrieb dar, der antriebsmäßig mit der Feuchtmittelschöpfwalze 22 verbunden
ist. Die Farbauftragswalzen 4-7, die Feuchtmittelauftragswalze 8, die Farbübertragungswalzen
12, 13, 15, 17, 19, die Farbverteilungswalze 20, die Feuchtmittelübertragungswalzen
26-27, die Feuchtmitteldosierwalze 25 und die Brückenwalze 29 werden über Reibung
von den jeweils benachbart aktiv angetriebene Walzen bzw. dem Druckformzylinder 2
angetrieben.
[0015] Die Motoren 36, 37 sind mit einer Steuer- und Regelvorrichtung 39 verbunden. Die
Drehbewegung des Druckformzylinders 2 und der Feuchtmittelschöpfwalze 22 werden von
Drehgebern 40, 41 erfasst, die mit der Steuer- und Regelvorrichtung 39 in Verbindung
stehen. In der Zuleitung zwischen der Steuer- und Regelvorrichtung 39 und dem Motor
37 ist ein Stromsensor 42 angeordnet, dessen Ausgangssignal proportional dem an der
Feuchtmittelschöpfwalze 22 vorhandenen Drehmoment oder Antriebsmoment ist. Der Ausgang
des Stromsensors 42 ist mit der Steuer- und Regelvorrichtung 39 verbunden.
[0016] Sowohl beim Drucken als auch beim Reinigen der Walzen bzw. Zylinder des Druckwerkes
1 werden die Motoren 36, 37 so angetrieben, dass zwischen der Feuchtmittelschöpfwalze
22 und der benachbarten Feuchtmittelübertragungswalze 26 ein Schlupf entsteht. Beim
Drucken beträgt der Schlupf beispielsweise 75% während beim Reinigen der Schlupf auf
etwa 30% eingestellt wird. Weil die Feuchtmittelübertragungswalze 26 zwischen der
mit hoher Drehzahl laufenden Feuchtmittelübertragungswalze 27 und der mit niedriger
Drehzahl laufenden Feuchtmittelschöpfwalze 22 liegt, besitzt die Feuchtmittelübertragungswalze
26 eine mittlere Drehzahl, die von der Pressung zur Feuchtmittelübertragungswalze
27 und der Feuchtmittelschöpfwalze 22 abhängig ist.
[0017] In Figur 2 ist näher die Steuerung und Überwachung der Motoren 36, 37 dargestellt.
Innerhalb der Steuer- und Regelvorrichtung 39 befindet sich neben einer Maschinensteuerung
43 eine Antriebssteuerung 44 und ein Leistungsteil 45 für den Motor 37. Das Leistungsteil
45 enthält eine Endstufe 46, die einen Strom I liefert, so dass der Motor 37 die Feuchtmittelschöpfwalze
22 bremst. Der mit dem Stromsensor 42 gemessene Strom I
ist ist ein Maß für das an der Feuchtmittelschöpfwalze 22 auftretende Bremsmoment. Der
Istwert I
ist des Stromes wird einem Vergleicher 47 zugeführt, wo er mit einem Sollwert I
soll verglichen wird, der von der Antriebsteuerung 44 gebildet wird. Ein Differenzwert
zwischen Ist- und Sollwert des Stromes wird einem Regler 48 mit P-Charakteristik aufgegeben.
Im Regler 48 wird eine Stellgröße für die Endstufe 46 erzeugt, die bewirkt, dass die
Soll-Ist-Differenz des Stromes verringert oder beseitigt wird. Damit ist gewährleistet,
dass stets ein definierter Schlupf zwischen der Feuchtmittelschöpfwalze 22 und der
Feuchtmittelübertragungswalze 26 besteht.
[0018] Der Sollwert I
soll wird abhängig von verschiedenen Parametern, Ereignissen und Betriebsarten vorgegeben.
Hierzu ist in der Antriebssteuerung 44 ein Sollwertgeber 49 vorgesehen. Der Sollwertgeber
49 enthält Logikglieder und/oder rechentechnische Hilfsmittel zum Gewinnen des Stromsollwertes
I
soll, die birektional mit der Maschinensteuerung 43 verbunden sind. Die Maschinensteuerung
43 gibt vor, ob der Stromsollwert I
soll für den Druckbetrieb oder den Reinigungsbetrieb erzeugt werden soll. Nachstehend
wird näher auf die Sollwertgewinnung für den Reinigungsbetrieb eingegangen.
[0019] Für die Reinigung der Walzen bzw. Zylinder des Druckwerkes 1 werden von der Maschinensteuerung
43 Solldrehzahlen für die Motoren 36, 37 vorgegeben. Der Drehzahlsollwert n
soll für den Motor 37 wird in einem Vergleicher 50 mit einem Drehzahlistwert n
ist verglichen, wobei der Istwert n
ist mit dem Drehgeber 41 gemessen wird. Die Soll-Ist-Abweichung der Drehzahlen n
soll und n
ist wird einem Regler 51 mit PI-Charakteristik zugeführt. Das Ausgangssignal des Reglers
51 bildet eine Eingangsgröße für die Ermittlung des Sollwertes I
soll für den Strom im Sollwertgeber 49. Eine weitere Eingangsgröße für die Ermittlung
des Sollwertes I
soll ist ein Grenzwert für ein Drehmoment, welcher von der Maschinensteuerung 43 vorgegeben
wird. Weil das Bremsmoment an der Feuchtmittelschöpfwalze 22 direkt vom Speisestrom
1 für den Motor 37 abhängt, kann aus dem Grenzwert für das Drehmoment ein Grenzwert
für den Sollwert I
soll abgeleitet werden. Wird der Grenzwert für den Sollstrom I
soll überschritten, dann wird ein Rückmeldesignal erzeugt und in der Maschinensteuerung
43 verarbeitet. Über die Maschinensteuerung 43 werden daraufhin mit einem Stellglied
52 weitere Vorgänge gesteuert, wie zum Beispiel eine Geschwindigkeitsänderung des
Motors 36, das Betätigen der Sprüheinrichtungen 30, 31 oder das Einstellen der Pressung
zwischen der Feuchtmittelübertragungswalze 26 und der Feuchtmittelschöpfwalze 22 und/oder
der Feuchtmittelübertragungswalze 27.
[0020] Die Erfindung erlaubt eine Überprüfung der Entlüftung der Sprühröhre der Sprüheinrichtungen
30, 31. Solange nur Farbe bzw. Feuchtmittel 24 zwischen den angestellten Walzen im
Druckwerk 1 ist, wird zur Aufrechterhaltung eines vorgegebenen Schlupfes an der Feuchtmittelschöpfwalze
22 ein vorbestimmtes Moment benötigt. Solange Luft in den Zuleitungen der Sprührohre
ist, wird sich das Moment nicht ändern. Sobald Reinigungsmittel 33 bzw. Wasser 32
auf die Walzen kommt, wird sich das Moment verringern. Diese Momentänderung kann abgefragt
werden, um ein Signal zu erzeugen, dass die Entlüftung erfolgt ist.
Liste der verwendeten Bezugszeichen
[0021]
- 1
- Druckwerk
- 2
- Druckformzylinder
- 3
- Übertragungszylinder
- 4-7
- Farbauftragswalze
- 8
- Feuchtmittelauftragsalze
- 9
- Druckform
- 10-13
- Farbübertragungswalze
- 14
- Farbheberwalze
- 15-19
- Farbübertragungswalze
- 20
- Farbverteilungswalze
- 21
- Feuchtwerk
- 22
- Fechtmittelschöpfwalze
- 23
- Feuchtmittelbehälter
- 24
- Feuchtmittel
- 25
- Feuchtmitteldosierwalze
- 26-27
- Feuchtmittelübertragungswalze
- 29
- Brückenwalze
- 30, 31
- Sprüheinrichtung
- 32
- Wasser
- 33
- Reinigungsmittel
- 34
- Rakeleinrichtung
- 35
- Rakel
- 36, 37
- Motor
- 38
- Doppellinie
- 39
- Steuer- und Regelvorrichtung
- 40, 41
- Drehgeber
- 42
- Stromsensor
- 43
- Maschinensteuerung
- 44
- Antriebssteuerung
- 45
- Leistungsteil
- 46
- Endstufe
- 47
- Vergleicher
- 48
- Regler
- 49
- Sollwertgeber
- 50
- Vergleicher
- 51
- Regler
- 52
- Stellglied
1. Verfahren zum Antreiben von Walzen eines Druckwerkes einer Druckmaschine, bei dem
zur Übertragung einer Flüssigkeit mindestens zwei Walzen mit unterschiedlicher Geschwindigkeit
angetrieben werden,
dadurch gekennzeichnet,
dass eine Änderung des Drehmomentes an einer der Walzen (22) bestimmt wird, und dass abhängig
von der Änderung des Drehmomentes ein Antrieb (37) für mindestens eine Walze (22,
26,27) gestellt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dass bei einem Offsetdruckwerk mit mindestens einer Feuchtmittelübertragungswalze (26)
und einer Feuchtmittelschöpfwalze (22) beim Reinigen von Farbwerk- und Feuchtwerkwalzen
die Feuchtmittelübertragungswalze (26) zusammen mit Farbwerkwalzen (10, 11, 16, 18,
2) von einem ersten Motor (36) angetrieben werden und die Feuchtmittelschöpfwalze
(22) von einem zweiten Motor (37) angetrieben wird,
und dass das Drehmoment an der Feuchtmittelschöpfwalze (22) bestimmt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,
dass der zweite Motor (37) im Bremsbetrieb betrieben wird.
4. Verfahren nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Änderung des Drehmomentes aus der Messung elektrischer Größen beim Bremsen mit
dem zweiten Motor (37) bestimmt wird.
5. Verfahren nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,
dass ein Grenzwert für das Drehmoment vorbestimmt wird,
und dass bei Überschreitung des Grenzwertes ein Signal für die Beendigung des Reinigungsvorganges
abgeleitet wird.
6. Verfahren nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,
dass beim Reinigen mit einem flüssigen Reinigungsmittel (33), welches über ein Sprührohr
(31) unter Druck Farbwerk- oder Feuchtwerkwalzen (17) zugeführt wird, ein Grenzwert
für das Drehmoment vorbestimmt wird,
und dass bei Überschreitung des Grenzwertes ein Signal für die beginnende Zufuhr von Reinigungsmittel
(33) abgeleitet wird.
7. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dass ein Grenzwert für das Drehmoment vorbestimmt wird,
und dass bei Überschreitung des Grenzwertes die Drehzahl einer der Walzen (22) verändert wird.
8. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dass ein Grenzwert für das Drehmoment abhängig vom Material von Aufzügen zweier gegeneinander
angestellter, mit unterschiedlicher Geschwindigkeit umlaufender Walzen (22, 26) vorbestimmt
wird.
9. Verfahren nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Walzen (22, 26) typisierende Kennnummern in eine Steuereinrichtung (39) eingegeben
und der Grenzwert anhand der Kennnummern abgeleitet wird.
10. Verfahren nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Walzen (22, 26) typisierende Identifikatoren ausgelesen und in eine Steuereinrichtung
(39) eingegeben werden,
und dass der Grenzwert anhand der Identifikatoren abgeleitet wird.
11. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dass ein Grenzwert für das Drehmoment vorbestimmt wird,
und dass eine Zeitdauer einer Überschreitung des Grenzwertes erfasst wird.
12. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Änderung des Drehmomentes abhängig von Maschinenparametern bestimmt wird.
13. Verfahren nach Anspruch 12,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Änderung des Drehmomentes abhängig von der Temperatur im Druckwerk bestimmt wird.
14. Verfahren nach Anspruch 12,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Änderung des Drehmomentes abhängig von der Netzspannung der die Walzen treibenden
Motoren (36, 37) bestimmt wird.
15. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Antrieb für mindestens eine der Walzen (22, 26) gestellt wird, indem die Reibung
zwischen zwei gegeneinander angestellten, mit unterschiedlicher Geschwindigkeit umlaufender
Walzen (22, 26, 27) verändert wird.
16. Verfahren nach Anspruch 15,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Reibung durch Zugabe eines Fluides in den Kontaktbereich der Walzen (22, 26,
27) verringert wird.
17. Verfahren nach Anspruch 15,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Reibung durch Verminderung der Pressung zwischen den Walzen (22,26, 27) verringert
wird.
18. Verfahren nach Anspruch 15,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Reibung durch Erniedrigen der absoluten Geschwindigkeit der Walzen (22, 26, 27)
verringert wird.
19. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Umtaufgeschwindigkeit einer der Walzen (22, 26, 27) solange erhöht wird, bis
das Drehmoment einen vorgegebenen Wert erreicht hat.
20. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dass bei einem Offsetdruckwerk (1) mit Farb- und Feuchtwerkwalzen und einer Reinigungsanordnung
für die Walzen anhand der Änderung des Drehmomentes ein Signal für die Entlüftung
von Leitungen (30, 31) für die Zufuhr von flüssigem Reinigungsmittel (32, 33) erzeugt
wird.