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Die
Erfindung betrifft eine Druckmaschine, mit einem Druckzylinder,
mit einem Rakelmesser zum Anstellen an den Druckzylinder, mit einem
Rakelhalter, an dem das Rakelmesser befestigt ist, und mit mindestens
einem Stelltrieb für
den Rakelhalter.
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Bei
einer Tiefdruckmaschine wird in einem Druckwerk Druckfarbe auf den
Tiefdruckzylinder aufgebracht. Überschüssige Druckfarbe
wird mittels eines Rakelsystems mit einem Rakelmesser von dem Tiefdruckzylinder
abgerakelt, so daß Druckfarbe
lediglich in dem eingravierten Druckmotiv des Tiefdruckzylinders
verbleibt. Diese Druckfarbe wird anschließend an den zwischen dem Tiefdruckzylinder und
dem Presseur durchlaufenden Bedruckstoff übergeben.
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Das
Rakelmesser wird so an den Umfang des Druckzylinders angestellt,
daß sich
die Messerkante unter elastischer Verformung des Rakelmessers an
den Druckzylinder anlegt. Der sich dabei ergebende Winkel zwischen
dem Rakelmesser und der Tangente des Zylinders im Berührungspunkt
wird als Rakelwinkel bezeichnet. Die Einstellung des Rakelwinkels
und des Rakelanpreßdrucks
sind für
die Druckqualität
von entscheidender Bedeutung.
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Es
ist beispielsweise bekannt, die Position des Rakelmessers durch
Stelltriebe horizontal und vertikal einzustellen und das Rakelmesser
durch Verschwenken des Rakelhalters mittels eines Pneumatikzylinders
an den Tiefdruckzylinder anzustellen. Dabei wird durch ein Luftpolster
im Pneumatikzylinder die erforderliche Kraft zur Aufrechterhaltung
des Rakelanpreßdrucks
erzeugt. Während
des Rakelbetriebs tritt Verschleiß des Rakelmessers auf, so
daß sich
sein Anstellverhalten ändert.
Auch bei einer Änderungen
anderer Bedingungen kann sich das Anstellverhalten ändern. So
führt beispielsweise
eine Änderung
der Viskosität
der Druckfarbe zu einer Veränderung
des hydraulischen Drucks, der auf das Rakelmesser ausgeübt wird.
Solche Änderungen
des Anstellverhaltens werden durch Nachführen des Rakelhalters mittels
Verstellen des Pneumatikkolbens kompensiert. Nachteilig bei dieser
bekannten Anordnung ist insbesondere die Nachgiebigkeit des Rakelmessers,
die sich dadurch ergibt, daß der
Rakelanpreßdruck
durch eine Druckregelung im Pneumatikzylinder erzeugt wird, bei
der der Pneumatikzylinder nicht gegen seinen Endanschlag fährt. Aufgrund
dieser Nachgiebigkeit des Rakelmessers neigt dasselbe zum sogenannten
Rakelmesserschwingen. Das Rakelmesserschwingen wirkt sich nachteilig
auf den Farbauftrag und damit auf die Druckqualität aus und führt somit
zur Produktion von Ausschuß.
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Aufgabe
der Erfindung ist es, eine Druckmaschine mit einem Rakelmesser zu
schaffen, bei der eine gleichbleibende, reproduzierbare Druckqualität trotz
Verschleiß des
Rakelmessers und/oder Änderung
weiterer, auf das Anstellverhalten des Rakelmessers wirkender Bedingungen
erreichbar ist.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine
Druckmaschine der eingangs genannten Art gelöst, bei der mindestens ein
Meßaufnehmer
für einen die
Rakelanstellung charakterisierenden Anstellparameter des Rakelmessers
und ein Regler vorgesehen sind, wobei der Regler den Stelltrieb
in Abhängigkeit von
einem mittels des Meßaufnehmers
ermittelten Istwert des Anstellparameters ansteuert. Bei dem Anstellparameter
des Rakelmessers kann es sich beispielsweise direkt um den Rakelanpreßdruck oder den
Rakelwinkel handeln. Es sind aber auch andere Parameter denkbar,
die in ihrer Wirkung in gleicher Weise für die Rakelanstellung charakterisierend
sind, wie beispielsweise die Krümmung
des Rakelmessers. Zur Ermittelung eines oder mehrerer dieser Anstellparameter
können
beispielsweise ein oder zwei Meßaufnehmer
vorgesehen sein.
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Erfindungsgemäß steuert
beispielsweise der Regler den Stelltrieb in einer vorherbestimmten
Abhängigkeit
von einer Abweichung des mittels des Meßaufnehmers ermittelten Istwertes
des Anstellparameters von einem Sollwert an. Auf diese Weise wird
der Istwert des Anstellparameters gegen den Sollwert geregelt. Der
Rakelanpreßdruck
wird somit direkt durch den Stelltrieb erzeugt. Es ist somit kein nachgiebiges
Luftpolster in einem Pneumatikzylinder erforderlich, um den Rakelanpreßdruck zu
erzeugen. Dadurch wird da Rakelmesserschwingen unterdrückt. Vorteilhaft
ist außerdem,
daß sich
bei einem Verschleiß des
Rakelmessers automatisch eine Nachjustierung des Rakelmessers durch
den Regler ergibt. Auf diese Weise kann ein anfangs vom Bediener
eingestellter optimaler Anstellparameter bzw. können mehrere Anstellparameter
stets aufrecherhalten werden. Die optimalen Anstellparameter des Rakelmessers
können
insbesondere bei im Schichtbetrieb wechselndem Personal bedienerunabhängig erhalten
werden. Zudem können
einmal eingestellte optimale Anstellparameter für einen bestimmten Druckauftrag
bei einer späteren
Wiederholung des Druckauftrags reproduziert werden.
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Vorteilhafte
Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
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Vorzugsweise
ist der Rakelhalter während des
Rakelbetriebs starr mit dem Stelltrieb verbunden. Besonders bevorzugt
ist er mit einem bezüglich
der Drehachse des Zylinders ortsfesten Teil des Stelltriebs verbunden.
Dadurch wird eine Nachgiebigkeit des Rakelhalters vermieden, so
daß das
Rakelmesserschwingen wirksam unterdrückt wird. Die starre Verbindung
zwischen dem Rakelhalter und dem Stelltrieb kann beispielsweise
auch durch einen gegen einen Anschlag gefahrenen Pneumatikzylinder bewirkt
werden, so daß der
Rakelhalter zwar starr aber dennoch beweglich an dem Stelltrieb
angebracht sein kann. Selbstverständlich können je nach mechanischen Anforderungen
auch mehrere Pneumatikzylinder nebeneinander verwendet werden, beispielsweise
je einer im Bereich beider Enden der Rakel. Auf die Pneumatikzylinder
kann jedoch auch verzichtet werden, so dass der Rakelhalter lediglich durch
den einen oder mehrere Stelltriebe bewegbar ist.
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Vorzugsweise
ist der Stelltrieb motorisch. Beispielsweise weist der Stelltrieb
voneinander unabhängig
motorgetriebene translatorische Verstellmöglichkeiten in vertikaler und
horizontaler Richtung quer zur Rotationsachse des Druckzylinders
auf. Alternativ zu einer translatorischen Verstellmöglichkeit kann
der Stelltrieb auch ein Verschwenken des Rakelhalters um eine oder
zwei Schwenkachsen bewirken. Auch eine Kombination einer Schwenkachse
mit einer translatorischen Verstellbewegung ist denkbar. So ist
beispielsweise ein System mit einer Schwenkachse und einem um die
Schwenkachse schwenkbaren Arm, der den Rakelhalter trägt und dessen
Länge variierbar
ist, denkbar. Vorzugsweise sind mindestens zwei Stelltriebe für den Rakelhalter
vorhanden, die der Regler in Abhängigkeit
von dem mittels des Meßaufnehmer
ermittelten Istwertes des Anstellparameters ansteuert und mit denen
der Rakelhalter in mindestens zwei Richtungen verstellbar ist. Dabei kann
es sich wiederum um vertikale und horizontale, aber auch Schwenkrichtungen
oder Drehrichtungen oder eine Kombination dieser Richtungen handeln.
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In
einer Ausführungsform
ist der Rakelhalter über
eine Schwenkeinrichtung an dem Stellglied befestigt, welche dazu
ausgebildet ist, während
des Rakelbetriebs eine starre Verbindung des Rakelhalters mit dem
Stellglied zu bewirken, und mit welcher der Rakelhalter in eine
Wartungsstellung schwenkbar ist. Eine solche Wartungsstellung erleichtert
den Zugriff auf den Druckzylinder. Die Schwenkeinrichtung kann beispielsweise
durch einen Pneumatikzylinder gebildet werden, welcher sich in der
Arbeitsstellung des Rakelhalters starr an einem Anschlag befindet. Denkbar
ist auch eine parallele Anordnung mehrerer solcher Pneumatikzylinder.
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Wahlweise
kann auf die Schwenkeinrichtung auch verzichtet werden. Der Rakelhalter
ist dann fest und ohne Verstellmöglichkeit
an dem Stelltrieb befestigt. In diesem Fall kann beispielsweise
der Rakelhalter mit dem Stelltrieb in eine Wartungsposition bewegt
werden.
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In
einer Ausführungsform
ist der Rakelhalter über
eine Schwenkeinrichtung an dem Stelltrieb befestigt, mit welcher
der Rakelhalter in mindestens zwei verschiedene Arbeitsstellungen
schwenkbar ist und die dazu ausgebildet ist, während des Rakelbetriebs in
der jeweiligen Arbeitsstellung des Rakelhalters eine starre Verbindung
des Rakelhalters mit dem Stelltrieb zu bewirken. Die Schwenkeinrichtung
kann beispielsweise einen oder mehrere parallele Mehrstellungszylinder
aufweisen, mit dem/denen mehrere Arbeitstellungen starr einstellbar
sind. Dadurch kann der mögliche
Einstellbereich des Rakelwinkels wesentlich vergrößert werden.
Zudem können
aufgrund der festgelegten Arbeitsstellungen diese reproduzierbar
angefahren werden. Wiederum wird durch die starre Verbindung des
Rakelhalters mit dem Stelltrieb ein Rakelmesserschwingen verhindert.
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Im
folgenden wird ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung
anhand der Zeichnung näher
erläutert.
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Die
einzige Figur zeigt schematisch einen Teil einer Druckmaschine mit
einem Druckwerk mit einem Tiefdruckzylinder 10, an den
ein Presseur 12 und eine Farbauftragswalze 14 angestellt
sind. Über die
Farbauftragswalze 14 wird Druckfarbe 16 aus einer
Farbwanne 18 auf den Tiefdruckzylinder 10 im Überschuß aufgebracht.
In Umlaufrichtung des Tiefdruckzylinders 10 ist zwi schen
der Farbauftragswalze 14 und dem Presseur 12 eine
Rakel 20 mit einem Rakelmesser 22, das an einem
Rakelhalter 24 befestigt ist, angeordnet.
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In
einer dargestellten Arbeitsstellung der Rakel 20 ist das
Rakelmesser 22 so gegen den Umfang des Tiefdruckzylinders 10 angestellt,
daß es
unter einer gewissen elastischen Verformung fest an der Oberfläche des
Tiefdruckzylinders 10 anliegt. Auf diese Weise wird durch
das Rakelmesser 22 überschüssige Druckfarbe
vom Tiefdruckzylinder 10 abgerakelt, so daß Druckfarbe
lediglich in beispielsweise den Näpfchen eines eingravierten
Druckmotivs verbleibt und zwischen dem Tiefdruckzylinder 10 und dem
Presseur 12 an den Bedruckstoff abgegeben wird.
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Der
Rakelhalter 24 ist um eine Schwenkachse 26 schwenkbar
an einem X/Y-Schlittensystem 28 befestigt,
welches eine Einstellung der Position der Rakel 20 in horizontaler
und vertikaler Richtung quer zur Längsachse des Tiefdruckzylinders 10 erlaubt. Dabei
ist durch den aktiven Antrieb eine starre Verbindung des Rakelhalters 24 mit
einem bezüglich
der Drehachse des Tiefdruckzylinders 10 ortsfesten Teil 28a des
X/Y-Schlittensystems 28 gegeben.
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Durch
eine Schwenkeinrichtung in Form eines einen Mehrstellungszylinders 30 wird
ein Schwenken des Rakelhalters 24 aus der dargestellten
Arbeitsstellung in in eine strichpunktiert angedeutete Wartungsstellung
bewirkt. Außerdem
wird durch die Schwenkeinrichtung ein Schwenken des Rakelhalters 24 in
eine gestrichelt angedeutete Stellung bewirkt, die bei entsprechendem
Verstellen des X/Y-Schlittensystems eine zweite Arbeitsstellung
darstellt. In der Zeichnung sind aus Gründen der Übersichtlichkeit die Stellungen
des Rakelhalters 24, die zu den jeweiligen Arbeitsstellungen
gehören,
ohne die Verstellbewegung des X/Y-Schlittensystems dargestellt.
Tatsächlich
wird in den Arbeitsstellungen durch Verstellen des X/Y-Schlittensystems
jeweils das Rakelmesser in die gewünschte Position am Umfang des
Tiefdruckzylinders 10 gebracht. In den jeweiligen Arbeitsstellungen
ist der Rakelhalter 24 und somit das Rakelmesser 22 dann
starr mit dem ortsfesten Teil 28a des X/Y-Schlittensystems 28 verbunden.
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Das
X/Y-Schlittensystem 28 hat in an sich bekannter Weise motorische
Stelltriebe mit zwei Verstellmotoren 32, mit denen es in
eine vertikale Verstellrichtung und in eine horizontale Verstellrichtung, jeweils
quer zur Längsachse des
Tiefdruckzylinders, verstellbar ist. Die Verstellmotoren 32 werden
jeweils von einer Motorsteuerung 34 betrieben, die von
einem gemeinsamen Regler 36 angesteuert werden. An den
Regler 36 ist ein Meßaufnehmer 38 angeschlossen,
der einen Anstellparameter des Rakelmessers 22 mißt. Bei
diesem Anstellparameter kann es sich beispielsweise um die Krümmung des
Rakelmessers 22 handeln, welche bei bekannten Materialparametern
des Rakelmessers 22 Aufschluß über den Rakelanpreßdruck gibt.
Bei bekannten Verstellpositionen des X/Y-Schlittensystems 28 und
bekannter Geometrie der Rakel und des Tiefdruckzylinders kann daraus
außerdem
auf den Rakelwinkel geschlossen werden. Aus den von dem Meßaufnehmer gemessenen
Meßwerten
kann somit ein gewünschter,
für die
Rakeleinstellung charakterisierender Anstellparameter des Rakelmessers 22 im
Regler 36 ermittelt werden, beispielsweise der Rakelwinkel
oder der Rakelanpressdruck.
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Zu
Beginn eines Druckauftrags wird das Rakelmesser 22 vom
Bediener optimal angestellt. Der vom Regler 36 in dieser
Stellung ermittelte Anstellparameter wird dann beispielsweise als
Sollwert für
die nachfolgende Regelung gespeichert.
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In
Abhängigkeit
des ermittelten Istwertes des Anstellparameters steuert während der
Regelung der Regler 36 über
die Motorsteuerungen 34 die Verstellmotoren 32 an.
Auf diese Weise wird ein Regelkreis für den gewünschten Anstellparameter geschaffen. Der
Sollwert des oder der Anstellparameter kann somit auch bei Verschleiß des Rakelmessers,
wie er nach längerem
Betrieb auftritt, bei Schwankungen der Viskosität der Druckfarbe oder bei sonstigen Änderungen
von Bedingungen, die auf das Anstellverhalten des Rakelmessers Einfluß haben,
zuverlässig aufrechterhalten
werden.
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Durch
permanentes Nachjustieren des Rakelmessers 22 durch den
Regler 36 wird eine konstante Rakelanstellung trotz einer
festen Einspannung des Rakelmessers 22 und einer starren
Verbindung zum X/Y-Schlittensystem 28 eingehalten. Dadurch
werden außerdem
Rakelmesserschwingungen wirksam vermieden. Ferner kann ein einmal
eingestellter Anstellparameter, beispielsweise durch Speicherung
von Werten des Reglers 36, jederzeit reproduziert werden.
Eine gleichbleibende Druckqualität der
Tiefdruckmaschine, die auch nach zwischenzeitlichen Druckauftragswechseln
reproduzierbar ist, wird so ermöglicht.
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Es
können
mehrere Anstellparameter des Rakelmessers 22 ermittelt
werden, und es können wahlweise
mehrere auch unterschiedliche Meßaufnehmer 38 vorgesehen
sein. Die Parameter für
eine einmal ermittelte optimale Rakeleinstellung werden beispielsweise
als Referenzparameter abgespeichert und können durch den Regler 36 ständig, z.B.
bei Verschleiß des
Rakelmessers oder bei sich ändernder
Viskosität
der Druckfarbe, mittels der Stelltriebe mit den Verstellmotoren 32 korrigiert
und nachjustiert werden.
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Der
Meßaufnehmer 38 kann
wahlweise unmittelbar an dem Rakelmesser 22, an dem Rakelhalter 24,
oder an einem anderen geeigneten Ort angeordnet sein. Insbesondere
ist auch eine berührungslose,
beispielsweise optische Messung denkbar.
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Es
können
wahlweise mehrere Meßaufnehmer
vorgesehen sein, um einen oder mehrere Anstellparameter direkt oder
indirekt zu ermitteln.