Digitale Farbdosierung

Abstract

 Eine Vorrichtung zur Farbdosierung ist einem Farbwerk für Druckmaschinen mit einem Farbkasten (1), einer Farbkastenwalze (2), einer Farbtransportwalze (3) und Farbwerkswalzen (4) zugeordnet. Die in das Farbwerk zu übertragende Farbmenge wird von Farbdosierelementen (6) bestimmt, die impulsartig und zonal einstellbar sind. Jeder Dosierzone (9) der Farbdosierelemente (6) ist ein Stellantrieb (10) zugeordnet, mittels dessen die Farbdosierelemente (6) von der Farbkastenwalze (2) um einen bestimmten Spalt abstellbar sind.
Zur Verfeinerung der Farbdosierung erfolgt das Anstellen und Abheben jedes Farbdosierelements (6) unabhängig von der Funktionslage des benachbarten Farbdosierelementes (6) und unabhängig von der Drehlage der Farbkastenwalze (2) und oder eines der Farbkastenwalze (2) zugeordneten Druckmaschinenzylinders. Die Stellbewegung erfolgt dabei beliebig oft pro Umdrehung der Farbkastenwalze (2) mit veränderbar gesteuerter Frequenz.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur digitalen Farbdosierung in einer Druckmaschine nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

[0002] Vorrichtungen zur digitalen Farbdosierung in Farbwerken von Druckmaschinen weisen Farbkästen und Farbkastenwalzen auf. Bei derartigen Farbwerken kann die in das Farbwerk zu übertragende Farbmenge von einem Farbmesser bestimmt werden, das mittels Steuerimpulsen und zonenweise einstellbar ist.
Derartige Farbwerke werden an Hochleistungsdruckmaschinen mit einer Fernbedienung der einzelnen Zonenschrauben ausgestattet, bei der über ein Steuerpult die zu übertragende Farbmenge jeder Zone reguliert werden kann. Außerdem ermöglichen sie eine Voreinstellung des Farbmessers entsprechend der für das jeweilige Drucksujet benötigten Farbmenge.

[0003] Grundsätzlich sind Farbwerke bekannt als so genannte Heberfarbwerke, bei denen eine Heberwalze jeweils nach n Umdrehungen zwischen der Farbkastenwalze und der ersten Farbwerkswalze (meist ein Farbreiber) hin- herpendelt, um dem Farbwerk die benötigte Farbmenge zuzuführen. Die Menge der Farbe wird durch zonenweise Stellelemente und der Anlagezeit an der Farbkastenwalze, die als so genannte Heberstreifenbreite ausgewertet wird, gesteuert.

[0004] Weiterhin bekannt sind Filmfarbwerke, bei denen eine Filmwalze oder Leckwalze im ständigen Kontakt zur ersten Farbwerkswalze (meist ein Farbreiber) steht. Die Filmwalze hat zu der Farbkastenwalze einen geringen aber fest eingestellten Abstand. Dadurch wird eine Farbschicht, die größer als dieser Abstand ist, von der Farbkastenwalze abgenommen, quasi "abgefräst".

[0005] Die Menge der zu übertragenden Farbe wird durch zonenweise Stellelemente und die Drehgeschwindigkeit der Farbkastenwalze bzw. deren Relativgeschwindigkeit zu der Filmwalze gesteuert.

[0006] Nachteile der genannten Heberfarbwerke sind eine aufwendige Mechanik und die Störimpulse beim Auftreffen der Heberwalze auf der Farbkastenwalze oder der ersten Farbwerkswalze, die durch die unterschiedlichen Umfangsgeschwindigkeiten der Walzen resultieren.

[0007] Nachteilig bei den Filmfarbwerken ist die schlechte Eigenschaft zur genauen Dosierung der zu übertragenden Farbmenge. Dies wird insbesondere bei einer relativ geringen Farbabnahme sichtbar.

[0008] Es ist aber auch aus der DE 25 30 109 A1 bekannt, in einem Farbwerk für Druckmaschinen mit einem Farbkasten, einer Farbkastenwalze, einer Farbüberführwalze (z.B. Heberwalze), sowie weiteren Farbwerkswalzen, die in das Farbwerk zu übertragende Farbmenge von einem Farbmesser definieren zu lassen. In der Vorrichtung kann mittels Steuerimpulsen und Stellantrieben die Farbe zonenweise einstellbar sein. Dabei kann jeder Zone des Farbmessers ein Stellantrieb zugeordnet sein, das diese während der Farbzufuhr fortdauernd impulsförmig an die Farbkastenwalze anstellt und einen bestimmten Spalt abhebt. Das Anstellen und Abheben kann mehrmals pro Umdrehung der Farbkastenwalze mit gleicher oder abhängig von der Maschinengeschwindigkeit gesteuerter Frequenz erfolgen. Die Hubzeit für jede der Zonen ist an einem Kodierschalter schrittweise veränderbar. Die Drehzahl des die Farbmesserhübe bestimmenden Impulsgebers ist von der Maschinendrehzahl bestimmt.

[0009] Die Dosiermöglichkeiten sind im Fall der zuvor beschriebenen Anordnung hinsichtlich der Variabilität der flächigen Verteilung von Elementen einer Farbschicht auf der Oberfläche der Farbkasten relativ grob.

[0010] Weiterhin ist aus der DE 101 54 809 A1 ein Farbdosiersystem in einer Druckmaschine bekannt geworden. Das Farbdosiersystem ist in nebeneinander liegende Farbzonen unterteilt. Jede dieser Farbzonen weist einen piezo-elektrischen Stellantrieb für entsprechende Farbdosierelemente auf. Eine Regeleinrichtung umfasst hierbei den Stellantrieb und einen Sensor, um die Farbdosierelemente entsprechend der Abstandsmessung des Sensors in ihrer Lage gegenüber der Oberfläche der Farbkastenwalze ansteuern zu können.
Eine Taktung der Farbdosierelemente ist nicht vorgesehen. Der Aufwand für die Abstandssteuerung der einzelnen Farbdosierelemente ist als hoch anzusehen.

[0011] Weiterhin ist aus der DE 10 2004 048 0150 A1 ein Farbwerk für eine Druckmaschine, bestehend aus einem Farbkasten, einer dem Farbkasten zugeordneten Farbkastenwalze, einer Farbübertragungswalze zum Übertragen der Farbe zur ersten Farbwalze des Farbwerkes und zonal wirkenden Farbdosierelementen mit Stellmitteln zum impulsförmigen Anstellen der Farbdosierelemente an die Farbkastenwalze. Ein Farbwerk mit einer verbesserten digital arbeitenden und zonal wirkenden Farbdosierung soll so aufgebaut sein, dass jeweils benachbarte Farbdosierelemente oder jeweils benachbarte Gruppen von Farbdosierelementen mit zueinander invers angeordneten Stellzuständen angesteuert werden.
Hierdurch wird wiederum eine Vergröberung der Farbdosierung hervorgerufen, da eine mit gleichbleibender bzw. von der Maschinendrehzahl abhängiger Frequenz angesteuerte Schaltung der Farbdosierelemente vorgesehen ist.

[0012] Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur zonalen Einstellung der an das Farbwerk zu übertragenden Farbmenge zu schaffen, bei der die Farbmenge in feiner Verteilung und exakt eingestellt werden kann.

[0013] Die Lösung dieser Aufgabe gestaltet sich nach den Merkmalen des Patentanspruchs 1.

[0014] Die erfindungsgemäße Lösung ist dadurch gekennzeichnet, dass jeder Zone der Farbdosiereinrichtung ein Stellglied zugeordnet ist, das die zonalen Farbdosierelemente während der Farbzufuhr fortdauernd impulsförmig an die Farbkastenwalze anstellt und einen bestimmten Spalt abhebt, wobei das Anstellen und Abheben jedes Farbdosierelementes beliebig oft pro Umdrehung der Farbkastenwalze mit einer individuell und ggf. abhängig von der Maschinengeschwindigkeit gesteuerter Frequenz erfolgt. Die Hubzeit jeder Dosierzone ist stufenlos und von Hub zu Hub veränderbar.
Mit der so gestalteten digitalen Farbmesserverstellung wird die Zeit verändert, in der die jeweilige Zone des Farbmessers um einen bestimmten Betrag von der Farbkastenwalze abgehoben ist, so dass in dieser Zeit eine entsprechende Farbmenge in das Farbwerk übertragen werden kann.
Durch die Vorgabe der Steuerung des tatsächlichen Farbbedarfes ergibt sich eine völlig unabhängige Wahl der Zahl der Impulse pro Umdrehung der Farbkastenwalze. Die entsprechende Verstellung der Farbdosierelemente wird in Verbindung mit einer jeweils erforderlichen Hubzeit durch entsprechende Einstellung der jeweiligen Stellantriebe gewährleistet. Mit einer Anpassung der Steuerung der Frequenz in Bezug auf Abhängigkeiten von der Maschinengeschwindigkeit wird als zusätzlicher Vorteil erreicht, dass die Hubfrequenz, insbesondere bei niedrigen Maschinengeschwindigkeiten, verringert und zusätzlich die Hubzeit bei Bedarf verlängert werden kann. Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass den Dosierzonen der Dosiereinrichtung am Farbkasten befestigte piezoelektrische Stellantriebe oder Einheiten aus Piezoelementen zugeordnet sind. Die Ausführung des Erfindungsgegenstandes kann so auf einfache und kostengünstige Weise verwirklicht werden.

[0015] Bei den klassischen Stellelementen der Heber- und Filmfarbwerke konnten, z.B. durch Farbschieber, beliebige Farbdicken eingestellt werden (analog). Die neuen Stellelemente sollen so ausgeführt werden, dass sie entweder geschlossen (0 - keine Farbe) oder geöffnet (1 - max. Farbdicke) sind. Die Farbdosierung erfolgt über die Öffnungszeit und die Wiederholfrequenz der Stellelemente.

[0016] Die Erfindung bietet somit die Möglichkeit, die zu übertragende Farbmenge je Farmesserzone exakt zu bestimmen und für eine Voreinstellung über eine Impulseinstellung vorzuwählen. So können keine Übertragungsfehler auftreten, die ungewollt die Farbgebung beeinflussen würden.

[0017] Zur Verwirklichung der Erfindung lassen sich anstelle der vorgeschlagenen elektrischen Mittel mit gleichem Erfolg auch hydraulisch oder pneumatisch betätigte Steuermittel anwenden.

[0018] Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den so Zeichnungen schematisch dargestellt.

[0019] Darin zeigt

Figur 1

eine Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Farbwerkes,

Figur 2

ein Funktionsschema zur Farbverteilung in einem herkömmlichen Farbwerk (Heberfarbwerk) und

Figur 3

ein entsprechendes Funktionsschema zur Farbverteilung in einem erfindungsgemäßen Farbwerk.

[0020] Das im Ausführungsbeispiel (Fig. 1) gezeigte Farbwerk besteht aus einem Farbkasten 1, einer Farbkastenwalze 2 einer Farbübertragwalze und einer Farbwerkswalze 4, die nur die erste einer größeren Anzahl von Farbwerkswalzen darstellt. Die Farbübertragwalze ist vorzugsweise eine Filmwalze 3. Die Filmwalze 3 ist mit einem Transferspalt 8 gegenüber der Farbkastenwalze 2 angeordnet. In dem Transferspalt 8 findet der eigentliche Vorgang der Farbübertragung aus dem Farbkasten 1 von der Farbkastenwalze 2 ins Farbwerk statt.
Im Farbkasten 1 ist dazu ein Farbvorrat 5 vorgesehen, der zur Benetzung der Farbkastenwalze 2 für den Farbtransport ins Farbwerk dient.

[0021] Das Farbwerk ist im weiteren Aufbau in üblicher Weise mit einem Walzenzug versehen, von dem die Farbübertragung von den oben genannte Farbwerkswalzen 2, 3, 4 mit einer dabei einhergehenden Verringerung der Farbschichtdicke bis zu so genannten Farbauftragwalzen erfolgt. Die Farbauftragwalzen stehen mit einem Formzylinder oder einem Drucktuchzylinder in Verbindung. In einem Offsetdruckwerk ist der Drucktuchzylinder dem Formzylinder nachgeschaltet.
Der Formzylinder (Plattenzylinder) ist mit einer Druckform (Druckplatte) versehen, auf der die zuvor erzeugte und auf bis auf sehr dünne Schichten herunter gespaltene Farbschicht aufgetragen wird.
Danach wird diese als Farbbild je nach Druckverfahren direkt vom Formzylinder oder indirekt über den Drucktuchzylinder auf einen an einem Gegendruckzylinder gehaltenen Bedruckstoff aufgetragen.

[0022] Der Farbkasten 1 ist in nicht dargestellten Seitengestellen gelagert und kann in seiner Zuordnung zu der Farbkastenwalze 2 an- und abgeschwenkt werden. In dem oberen Teil des Farbkastens 1 sind Farbdosierelemente 6 vorgesehen, die mit einer Dosierkante 7 der Farbkastenwalze 2 zugeordnet sind und dabei an dieser anliegen oder von deren Oberfläche beabstandet sein können. Oberhalb der Farbdosierelemente 6, also entgegen der Drehrichtung der Farbkastenwalze 2 gesehen, befindet sich der Farbvorrat 5 im Farbkasten 1. Im Bereich der Dosierkante 7 sind die Farbdosierelemente 6 über die Länge der Dosierkante 7 gegenüber der Farbkastenwalze 2 in parallel zu deren Drehachse nebeneinander liegende Farbdosierzonen 9 unterteilt (siehe Fig. 2 und 3).

[0023] Den einzelnen zonalen Farbdosierelementen 6 sind dabei Stellantriebe 10 zugeordnet, die vorzugsweise sich am Farbkasten 1 abstützend befestigt sind. Durch das Schalten der Stellantriebe 10 wird eine Verstellung der Farbdosierelemente 6 bewirkt, die sich wiederum auf die Lage der jeweiligen Dosierkanten 7 auswirkt, so dass sich der Abstand der Dosierkanten 7 zur Farbkastenwalze 2 verändert und dabei ein entsprechend großer Dosierspalt DS gebildet wird.
Dabei kann ein Arbeitshub so vorgesehen sein, dass er sich aus der Bewegung durch den Schaltvorgang eines Stellantriebes 10 selbst ergibt oder dass er mittels einer Getriebeanordnung aus der Bewegung durch den Schaltvorgang des Stellantriebes 10 abgeleitet wird.

[0024] Im vorliegenden Farbwerk werden die pro Farbdosierzone 9 einmal vorhandenen Farbdosierelemente 6 im Bereich ihrer Dosierkanten 7 um einen Arbeitshub von der Farbkastenwalze 2 abgehoben (siehe Fig. 3). Es ist dabei vorgesehen, dass sich zwischen Dosierkanten 7 und Farbkastenwalze 2 ein genau bestimmter und jeweils gleichbleibender Dosierspalt DS einstellt. Entsprechend der Größe des Dosierspaltes DS und somit dem von der Dosierkante 7 ausgeführten Hub, verbleibt auf der Farbkastenwalze 2 ein Farbstreifen der Druckfarbe mit einer entsprechenden Dicke, der von den nachfolgend angeordneten Farbwerkswalzen 3, 4 in das Farbwerk übertragen wird.

[0025] Um einem Verschmutzen des Steuermechanismus vorzubeugen, kann im vorderen Bereich der Farbdosierelemente 6 eine Abdeckung angebracht sein.

[0026] Alle oben beschriebenen Farbdosierelemente 6 werden jeweils von einem eigenständig betriebenen Hubantrieb 10 angetrieben, der unter anderem als Piezoaktor ausgeführt sein kann und daher hier zu bezeichnet ist. Ein Farbdosierelement 6 kann dazu auf einem Hebel 12 gelagert und gegen die Kraft einer Druckfeder 11 von der Oberfläche 14 der Farbkastenwalze 2 abgehoben werden. Dadurch wird im Bereich der Dosierkante 7 der Dosierspalt DS frei.
Der Dosierspalt DS hat eine größere Dicke als es der Dicke des Transferspaltes 8 entspricht. So kann im Transferspalt 8 von der Filmwalze 3 ein Farbstreifen abgenommen werden.
Beispielhaft sind in Fig. 1 je zwei Farbstreifen 13, 13' (Farbschichtelemente) auf der Oberfläche 14 der Farbkastenwalze 2 gezeigt, die einmal entsprechend der frisch dosierten Druckfarbe als dickere Linien (Farbstreifen 13) vor der Farbspaltung zwischen der Farbkastenwalze 2 und der Filmwalze 3 und als dünnere Linien (Farbstreifen 13') nach der Farbspaltung zwischen der Farbkastenwalze 2 und der Filmwalze 3 dargestellt sind.

[0027] In Fig. 2 ist ein Schema der Farbverteilung für die Funktion der Farbdosierung in einem konventionellen so genannten Heberfarbwerk dargestellt.

[0028] Das obere Diagramm zeigt dabei den Verlauf der übertragenen Farbschicht gegenüber einer Umdrehung des Taktes der Druckmaschine. Hierbei wird jeweils zu bestimmten Zeitpunkten - dem so genannten Hebertakt - ein Farbstreifen von der Farbkastenwalze mittels einer Heberwalze auf die erste Farbwerkswalze (z.B. Walze 4 nach Fig. 1) übertragen. Die Dicke des Farbstreifens korreliert mit der Öffnung entsprechender Farbdosierelemente im Farbkasten (siehe Fig. 1). Im unteren Diagramm von Fig. 2 ist in Verbindung mit dem oberen Diagramm die Verteilung der bei der Heberbewegung übertragenen Farbschichten über die Breite des Farbwerkes bzw. über die Länge der die Druckfarbe transportierenden Walzen dargestellt. Die verschiedenen Farbdosierzonen 9 werden hierbei mit verschiedenen, dazu in unterschiedlichen Grautönen angezeigten Farbmengen bzw. Farbschichtdicken versorgt.
Der Takt der Rotationsbewegung der Druckmaschine (bzw. des Druckwerkes) ist durch vertikale strichpunktierte Linien wiedergegeben, so dass von Linie zu Linie eine Maschinenumdrehung dargestellt ist. Dazu kommt der Takt des Farbtransportes, der so genannte Hebertakt, der sich von dem Maschinentakt unterscheidet und wie hier gezeigt, nur bei jeder dritten Maschinenumdrehung ausgeführt wird. Weiterhin ist ein so genannter Hebereinsatzpunkt dargestellt, der sich als Abstand der Berührung der Heberwalze mit der ersten Farbwerkswalze vom Beginn des Rotationstaktes der Druckmaschine bzw. von einem in der Druckmaschine definierten maschinellen Nullpunkt aus dargestellt. Dies kann zum Beispiel der Beginn des druckenden Bereiches auf der Druckform (Druckplatte) an dem Formzylinder (Plattenzylinder) sein.
Die Dauer der Anlage der Heberwalze an der Farbkastenwalze wird des Weiteren als Heberstreifenbreite bezeichnet und stellt im unteren Diagramm die Breite des Streifens der übertragenen Farbfelder dar. Schließlich wird noch der Abstand der Hebertakte in Bezug auf die Anzahl von Umdrehungen der Druckmaschine als Heberfrequenz bezeichnet und in Fig. 2 so gezeigt. Das System ist als in seinen Transporteigenschaften für die Druckfarbe als starr anzusehen, wobei Änderungen an der kinematischen Zuordnung der Walzenbewegungen wiederum nur zu neuen starren Relationen führen.

[0029] In Fig. 3 ist eine erfindungsgemäße Steuerung der Farbdosierung mit dem an Hand von Fig. 1 dargestellten Dosiersystem dargestellt.

[0030] Die Ansteuerung der Bewegung der Farbdosierelemente 6 erfolgt durch separate und gezielt zonale Übermittlung von Arbeitsimpulsen bestimmter Zeitlage und Dauer und quasi der Dauer der Pause zwischen zwei Arbeitsimpulsen. Diese Ansteuerung erfolgt für die Stellantriebe 10 jedes der Farbdosierelemente 6 separat.

[0031] Arbeitsimpulse für die Öffnung der Farbdosierelemente 6 zur Freigabe des Farbtransportes werden von einer nicht gezeigten Steuerung ermittelt und bedarfgerecht an die Stellantriebe 10 der Farbdosierelemente 6 übermittelt. Das Verhältnis zwischen den Arbeitsimpulsen zu Öffnung des Dosierspaltes DS eines Farbdosierelementes 6 und dessen Pausenimpulsen zum Schließen des Dosierspaltes DS wird jeweils von der Steuerung selbst ermittelt, vorgewählt und auf die Stellantriebe 10 übertragen.
Durch die automatische Auswahl der Arbeitsimpulse an jedem der Stellantriebe 10 für alle Farbdosierzonen 9 wird eine Voreinstellung der Farbdosierung ermöglicht, die sich in der Praxis auf einfache Weise darstellt.

[0032] Die Stellantriebe 10 heben die Dosierkante 7 entsprechend der gewählten Impulslage und Impulsdauer von der Farbkastenwalze 2 ab. Dadurch wird die Hubzeit an einem Farbdosierelement 6 bestimmt. Entsprechend der jeweiligen Geschwindigkeit der Farbkastenwalze 2 entsteht in der Hubzeit ein unterschiedlich langer zonenbreiter Farbstreifen (Farbschichtelement) 13. Von diesem Farbstreifen (Farbschichtelement) 13 wird dann ein entsprechend der Relation zu dem Transferspalt 8 entstehender Anteil über die Filmwalze 3 in das Farbwerk übertragen. Im Pausenimpuls wird der Stellantrieb 10 nicht angesteuert, so dass sich in dieser Situation das jeweilige Farbdosierelement 6 wieder unter der Kraft der Druckfeder 11 an der Oberfläche der Farbkastenwalze 2 anlegt. In der betreffenden Farbzone wird für die entsprechende Dauer des Pausenimpulses keine Druckfarbe auf der Farbkastenwalze 2 aus dem Farbkasten 1 entnommen.

[0033] Damit kann in diesem Bereich für die Zeit der Ansteuerung als Pausenimpuls auch keine Druckfarbe in das Farbwerk übertragen werden.

[0034] Mit einer derartigen digitalen Steuerung wird ein impulsförmiges An- und Abstellen der Farbdosierelemente 6 an der Farbkastenwalze 2 erreicht, wobei die Stellbewegung bei gleichem Hub in allen angesteuerten Farbdosierzonen 9 erfolgt, wobei aber gleichzeitig die Stellbewegung bei beliebiger Frequenz je Dosierzone 9 und bei beliebig veränderbarer Hubzeit je Dosierzone 9 ausgeführt werden kann. Wenn der Antrieb der Stellantriebe 10 abhängig von der Maschinengeschwindigkeit erfolgt, kann die Hubfrequenz z.B. entsprechend steigender Maschinengeschwindigkeit oder in einer Kennlinie hierzu erhöht werden. An den nachfolgenden Steuermitteln ändert sich hierbei nichts. Durch die drehzahlabhängige Steuerung der Frequenz kann die Hubzeit für jede der Dosierzonen 9, insbesondere bei niedriger Maschinengeschwindigkeit, vermindert werden. Vorteilhaft ist es, diese Ausführung für ein Filmfarbwerk zu verwenden. Dann kann nämlich in vorteilhafter Weise die Hubfrequenz für jede der Farbdosierzonen 9 frei gewählt werden. Die Farbübertragung in das Farbwerk über den Transferspalt 8 wird dann quasi durch Dicke und Länge der zuvor dosierten Farbstreifen 13 gesteuert.

[0035] Auf der Oberfläche der Farbkastenwalze 2 entsteht bei dieser Verfahrensweise nach dem Austritt der Druckfarbe aus dem Dosierspalt DS daher ein Farbrelief das der Darstellung in Fig. 3 entsprechen kann.
Die durch die einzeln gesteuerten Dosierbewegungen der Farbdosierelemente 6 auf der Farbkastenwalze 2 entstehenden Farbschichtelemente (Farbstreifen) 13 ermöglichen also zonenweise und am Umfang verteilt die Anpassung der in das Farbwerk zu übertragenden Farbmenge. Mit dem dargestellten Farbrelief aus Farbschichtelementen 13 wird gezeigt, dass jede zonenweise Farbdosiereinstellung entsprechend dem herzustellenden Druckbild erreicht und auf die entsprechende Druckplatte transportiert werden kann.

[0036] Die Betätigung der Farbdosierelemente 6 erfolgt über Stellantriebe 10 mittels piezoelektrischer, elektromagnetischer oder pneumatischer Hilfsenergie. Über dazu geeignete Einrichtungen mit einer angepassten Sensorik kann zusätzlich eine Rückmeldung über den Zustand der Ausführung der angesteuerten Bewegungen der Farbdosierelemente 6 erfolgen.

[0037] In Fig. 3 ist gezeigt, dass für jedes Farbdosierelement 6, also zu jeder Farbzone 9 eine dezidierte Impulsbreite bei wiederum dezidierter Impulsfrequenz einstellbar ist. Damit ist es möglich in jeder Dosierzone 9 ein beliebiges Bild von Farbschichtelementen 13 zu erzeugen. Diese können an beliebigen Stellen in Bezug auf den Takt der Maschinenrotation und dort in beliebiger Länge erzeugt werden. Konstant bleiben dabei Breite und Dicke der Farbschichtelemente 13.

[0038] Ein wesentlicher Vorteil der erfindungsgemäßen Vorrichtung liegt neben dem Wegfallen der Heberwalze im konventionellen Farbwerk inklusive dessen aufwändigem Getriebe in der neuen Möglichkeit eine Variation der Phasenlage der Farbdosierung durchzuführen. Damit ist es also möglich, den Einsatzpunkt, d. h. den Beginn der Farbdosierung bezogen auf den so genannten Druckanfang DA bei Beginn des einzufärbenden Druckbildes zum einen insgesamt, aber auch auf jede einzelne Dosierzone 9 bezogen zu variieren. Es kann demgemäß nunmehr eine zweidimensionale Farbdosierung durchgeführt werden.

[0039] Eine quasi beliebige Verteilung der je Flächenelement des Farbwerkes zugeführten Farbmenge, die sich insbesondere auch über mehrere Umdrehungen des die Druckfarbe annehmenden Plattenzylinders und unabhängig von festen Getriebeverhältnissen im Bereich des Farbwerkes erstrecken kann, ist hiermit möglich.

[0040] Ergänzend hierzu sind einzeln angetriebene oder zum Maschinenantrieb ein- und auskuppelbare Farbwerke denkbar, die bei jeder Druckunterbrechung (Stopper) bzw. bei jedem Abstellen der Farbauftragswalzen stillgesetzt werden. Dadurch kann eine Aufrechterhaltung des Farbprofils bei gleichzeitig geringem Verschleiß gewährleistet werden.

[0041] Durch den Wegfall des Hebergetriebes ist jetzt ein einfaches Wiedereinkuppeln möglich. Durch die Variation der Phasenlage zum Verreibereinsatz beim Wiedereinkuppeln kann sogar das Verreibereinsatzgetriebe entfallen. Farbwerkwaschen und Farbeinlauf sind mit Einzelantrieb unabhängig von der Maschine möglich.

[0042] Vorteile der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind:

• Es wird ein so genanntes heberloses Farbwerk gebildet, womit Störungen durch das rotative Aufsetzen der Heberwalze auf die langsamere Farbkastenwalze oder auf schnellere Walzen im Farbwerk vermieden werden.
• Das System ist hinsichtlich der Reaktion auf Dosieränderungen hochdynamisch und dabei einfach und kostengünstig.
• Es wird eine zweidimensionale Farbzufuhr in Breiten- und Umfangsrichtung zur Farbkastenwalze möglich.
• Die zweidimensionale Farbzufuhr kann hinsichtlich ihrer Phase zum Maschinentakt variiert werden. Dabei ist es möglich den Einsatz der Farbdosierung in Bezug auf den so genannten Druckanfang zu verändern. Weiterhin kann der Einsatz der Farbdosierung in Bezug auf den so genannten Verreibungseinsatz variiert werden.
• Weiterhin können bei der Verteilung der zuzuführenden Farbmenge auf den Walzen des Farbwerkes auch über mehrere Maschinenumdrehungen hinweg unterschiedlichen Dosiermengen vorgesehen werden. Auf diese Weise kann Schwankungen im Farbtransport, die sich während des Produktionsprozesses von Umdrehung zu Umdrehung der Druckmaschine einstellen können, auf einfache Weise entgegengewirkt werden.
• Es kann auch bei Unterbrechungen der Produktion mit Unterbrechungen der Farbzufuhr vom Farbwerk zur Druckplatte eine gezielte Veränderung der Farbzufuhr gewählt werden.
• Die Vorrichtung bildet eine Systemlösung aus Elektronik und Mechanik, in der mechanische Teile durch preiswerte Elektronik ersetzt werden.
• Es ergeben sich eine Vielzahl von Optimierungsmöglichkeiten für die Farbdosierungsteuerung, ohne dass gleichzeitig die Verstellung mechanischer Systeme wie etwas in der Heberstreifenbreite, der Hebersperre oder des Farbkastenwalzenantriebes nötig wären.
• Es ergibt sich ein großes Potential für Makulaturreduzierung und Rüstzeitverkürzung, wie etwas das Auskuppeln der Farbdosierung bei Druckunterbrechungen durch so genannte Stopper oder bei einem Einzelantrieb von Farbwalzen oder des gesamten Farbwerkes.

[0043] Die Einstellung der Steuerung der Farbdosierelemente 6 in Bezug auf eine zweidimensional ausgeprägte Farbverteilung über die Rotationsbewegung der Walzen eines Farbwerkes kann aus den so genannten Vorstufendaten, dh. den Bilddaten des im jeweiligen Druckwerk zu verdruckenden Bildes gewonnen werden. Aus den Vorstufendaten kann Farbbedarf für Farbzonen differenziert in Laufrichtung des Druckprozesses und quer dazu ermittelt werden. Dabei werden auch Variationen des Farbverbrauches in Folge von Verreibungsbewegungen im Farbwerk, Prozesszuständen (Anlaufen, Fortdruck) und von Schwankungen im Farbtransport durch Parameter wie Temperatur, Feuchtigkeit o.ä. berücksichtigt. So kann ein Prozessablauf für die Steuerung der Farbdosierelemente 6 vorgegeben werden, der sich über einen Produktionsprozess erstreckt. Hierbei können Qualitätsregelvorgänge überlagert werden.
Sinnvoll ist auch die Kontrolle der Farbschichtdicken im Farbwerk, insbesondere auf den Farbauftragwalzen, wodurch eine Nachführung der Farbzufuhr gezielt möglich ist. Hierbei ist aber die Stabilität des Transportprozesses zu überwachen.

Bezugszeichenliste

[0044] 

1

Farbkasten

2

Farbkastenwalze

3

Filmwalze

4

Farbwerkswalze

5

Druckfarbe

6

Farbdosierelement, Dosierelement, Stellelement

7

Dosierkante

8

Transferspalt, Farbtransferspalt

9

Farbdosierzone, Dosierzone

10

Stellantrieb: Hubantrieb, Dosierantrieb, Piezoaktor

11

Druckfeder

12

Hebel

13

Farbschichtelement, Farbstreifen (auch Farbstreifen 13')

14

Walzenoberfläche

DA

Druckanfang

DS

Dosierspalt

Ansprüche

1. Vorrichtung zur Farbdosierung in einem Farbwerk für Druckmaschinen mit einem Farbkasten (1), einer Farbkastenwalze (2), einer Farbtransportwalze (3) und Farbwerkwalzen (4), bei dem die in das Farbwerk zu übertragende Farbmenge von Farbdosierelementen (6) bestimmt wird, die mittels Steuerimpulsen zonenweise einstellbar sind, wobei jeder Dosierzone (9) der Farbdosierelemente (6) ein Stellantrieb (10) zugeordnet ist, mittels dessen die Farbdosierelemente (6) während der Farbzufuhr impulsförmig von der Farbkastenwalze (2) um einen bestimmten Spalt abstellbar sind,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Anstellen und Abheben jedes Farbdosierelements (6) von der bzw. an die Oberfläche der Farbkastenwalze (2) unabhängig von der jeweils vorliegenden Funktionslage jedes benachbarten Farbdosierelementes (6) und unabhängig von der Drehlage der Farbkastenwalze (2) und oder eines der Farbkastenwalze (2) zugeordneten Druckmaschinenzylinders beliebig oft pro Umdrehung der Farbkastenwalze (2) und daher mit veränderbar gesteuerter Hubfrequenz ansteuerbar ist.

2. Vorrichtung zur Farbdosierung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Anstellen und Abheben jedes Farbdosierelements (6) mit einer abhängig von der Maschinengeschwindigkeit gesteuerten Frequenz erfolgt.

3. Vorrichtung zur Farbdosierung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Anstellen und Abheben jedes Farbdosierelements (6) mit einer abhängig von dem Farbverbrauch gesteuert veränderbaren Arbeitsphasenlage in Bezug auf die Druckprozesstaktung erfolgt.

4. Vorrichtung zur Farbdosierung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dass für das Anstellen und Abheben jedes Farbdosierelements (6) die Hubzeit in jeder Dosierzone (9) durch Einstellen der Dauer des Abhebeimpulses stufenlos veränderbar ist

5. Vorrichtung zur Farbdosierung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dass für das Anstellen und Abheben jedes Farbdosierelements (6) die Hubzeit in jeder Dosierzone (9) durch Einstellen der Dauer der Abhebeimpulse aller Farbdosierelemente (6) und Erhöhung oder Erniedrigung der Drehzahl der Farbkastenwalze (2) stufenlos veränderbar ist

6. Vorrichtung zur Farbdosierung nach Anspruch 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet,
dass für das Anstellen und Abheben jedes Farbdosierelements (6) an der Farbkastenwalze (2) jeweils ein Hubantrieb (10) angeordnet ist und dass die Bewegung jedes der Hubantriebe (10) unabhängig von dem Maschinentakt und/oder unabhängig von der Drehbewegung der Farbkastenwalze (2) ansteuerbar sind.

7. Vorrichtung zur Farbdosierung nach Anspruch 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet,
dass den Dosierzonen (9) am Farbkasten (1) einzelne Farbdosierelemente (6) mit Dosierkanten (7) zugeordnet sind und mittel eines Hubantriebes (10) von der Oberfläche der Farbkastenwalze (2) zur Bildung eines Dosierspalt (7) abgehoben werden, und dass die Hubantriebe (10) über eine Steuerung gemeinsam oder unabhängig voneinander gesteuert sind.

8. Vorrichtung zur Farbdosierung nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet,
dass jedem Hubantrieb (10) eine Sensorik zugeordnet ist, mittels derer die Ausführung einer Stellbewegung des Hubantriebes (10) an die Steuerung zurückgemeldet wird.

9. Vorrichtung zur Farbdosierung nach Anspruch 1 bis 8,
dadurch gekennzeichnet,
dass jeder Hubantrieb (10) als Piezoantrieb ausgebildet ist.

10. Vorrichtung zur Farbdosierung nach Anspruch 1 bis 8,
dadurch gekennzeichnet,
dass jeder Hubantrieb (10) als elektromagnetischer Stellantrieb ausgebildet ist.

11. Vorrichtung zur Farbdosierung nach Anspruch 1 bis 8,
dadurch gekennzeichnet,
dass jeder Hubantrieb (10) als pneumatischer Stellantrieb ausgebildet ist.

Zeichnung