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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Farbwerk einer Druckmaschine.
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Bei Heberfarbwerken kommt die Heberwalze abwechselnd mit der Farbkastenwalze und einer Farbwerkswalze in Kontakt, um von ersterer auf letztere die Farbe zu übertragen. Aufgrund der Differenz zwischen der niedrigen Umfangsgeschwindigkeit der Farbkastenwalze und der hohen Umfangsgeschwindigkeit der Farbwerkswalze wird die Rotation der Heberwalze durch die beiden anderen Walzen verzögert und wieder beschleunigt. Die Rotation wird während des Kontaktes der Heberwalze mit der Farbkastenwalze verzögert und während des Kontaktes der Heberwalze mit der Farbwerkswalze beschleunigt. Bei diesem Beschleunigen tritt ein Störereignis auf, welches als Heberschlag bezeichnet wird.
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In
DE 3917074 A1 ist bezüglich dieses Störereignisses dargelegt, dass über die Zahnradverbindung der Farbwerkswalze zur Druckwerkszylindergruppe ein Impuls übertragen wird, der im Moment des Kontaktes der Heberwalze mit der Farbwerkswalze und des Beschleunigens der Heberwalze hervorgerufen wird. Dieser Impuls verursacht geringfügige Relativbewegungen des Druckformzylinders relativ zum Gummituchzylinder, des Gummituchzylinders relativ zum Gegendruckzylinder und sogar des Gegendruckzylinders relativ zur Bogentransporttrommel. In der genannten Offenlegungsschrift ist bereits erkannt worden, dass dieser Impuls statt über die Zahnradverbindung auch über die Walzen an die Zylindergruppe übertragen werden kann. Damit ist gemeint, dass der Impuls bei nicht über Zahnräder miteinander gekoppelten Walzen über die zwischen den Walzenumfangsflächen vorhandene Reibung von der einen auf die andere Walze übertragen wird. Der auf die Druckwerkszylinder übertragene Impuls und die damit einhergehenden Drehschwingungen führen zu Beeinträchtigungen der Druckqualität, z. B. zu Dubliereffekten. In der zuvor genannten Offenlegungsschrift wird vorgeschlagen, das Zahnrad der Farbwerkswalze als sogenannten Rutschrad auszubilden, so dass das Drehmoment über eine reibschlüssige Verbindung auf die Farbwerkswalze übertragen wird. Das übertragbare Drehmoment ist hierbei einstellbar und bei einer durch den Heberschlag bedingten Drehmoment-Abweichung dreht das Zahnrad auf der Welle der Farbwerkswalze durch.
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Auch in der
DE 19715614 B4 ist bereits erkannt worden, dass die Drehschwingungen durch Umfangsflächenfriktion von der einen auf die andere Walze übertragen werden können. Zur Dämpfung des Heberschlags wird vorgeschlagen, zwischen der Farbwerkswalze und einer weiteren Farbwerkswalze eine Zwischenwalze anzuordnen, deren Rotation ausschließlich durch ihren Reibkontakt mit den beiden Farbwerkswalzen bestimmt ist.
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Ferneren Stand der Technik bildet
DE 10 2004 044 123 A1 , worin ein Farbwerk mit einer Walze beschrieben ist, die eine Welle aufweist, auf der ein Zahnrad relativ zu der Welle drehbar sitzt. Mittels einer Feder ist das Zahnrad gegen ein auf der Welle sitzendes Wälzlager oder dieses Wälzlager gegen das Zahnrad axial verspannt. Die Verspannung dient der Erzeugung einer Wälzlagerreibung, über welche im Waschbetrieb die Welle rotativ antreibbar ist.
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In der
DE 10 2004 058 526 A1 ist ein Heberfarbwerk beschrieben, bei dem vorgesehen ist, dass die Heberwalze in ihrem nicht mit der Farbkastenwalze und/oder der Reiberwalze zusammenwirkenden Zustand temporären Farbübertragungskontakt mit einer weiteren Walze erhält.
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Durch keine der bekannten Maßnahmen wird eine Dämpfung des Heberschlags in hinreichendem Maße erreicht.
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Deshalb liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Farbwerk zu schaffen, bei welchem der Heberschlag in hinreichendem Maße gedampft ist.
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Diese Aufgabe wird durch ein Farbwerk mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Das erfindungsgemäße Farbwerk einer Druckmaschine umfasst eine erste Walze, ein mit der ersten Walze koaxiales, erstes Zahnrad zum Antreiben der ersten Walze, eine zwischen der ersten Walze und dem ersten Zahnrad angeordnete, erste Rutschkupplung zum Koppeln des ersten Zahnrads mit der ersten Walze, eine zweite Walze, ein mit der zweiten Walze koaxiales, zweites Zahnrad zum Antreiben der zweiten Walze, eine zwischen der zweiten Walze und dem zweiten Zahnrad angeordnete, zweite Rutschkupplung zum Koppeln des zweiten Zahnrads mit der zweiten Walze und eine Heberwalze, der die erste Walze unmittelbar nachgeordnet ist.
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Im Rahmen der Erfindung ist es erkannt worden, dass es vorteilhaft ist, mehrere Rutschkupplungen vorzusehen, die entlang des Walzenzuges nacheinander angeordnet sind. Auf den ersten Blick erscheint die Abkehr von der Verwendung einer einzigen Rutschkupplung und das Hinzufügen mindestens einer weiteren Rutschkupplung als unnötig erscheinen, zumal sich auch bei der einzigen Rutschkupplung das Drehmoment, bei welchem die Rutschkupplung durchrutscht, einstellen ließe. Jedoch hat sich überraschenderweise gezeigt, dass unter Verwendung mehrerer Rutschkupplungen eine wesentlich wirksamere Dämpfung des Heberschlags als bei Verwendung nur einer einzigen Rutschkupplung erreichbar ist. Ein Zusatzvorteil ist in der verbesserten Wärmeabführung zu sehen. Beim Durchrutschen einer Rutschkupplung wird die Bewegungsenergie in Wärme umgewandelt. Diese Wärme wird über die Walze, der die Rutschkupplung zugeordnet ist, abgeführt. Dafür kann diese Walze von einem Temperiermittel durchflossen sein. Bei der Verwendung von mehreren Rutschkupplungen, die mehreren Walzen zugeordnet sind, welche jeweils von einem Temperiermittel durchflossen sein können, ist eine besonders schnelle Wärmeabführung gewährleistet.
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In den Unteransprüchen sind vorteilhafte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Farbwerks genannt, die nachfolgend im Einzelnen kurz erläutert werden.
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Bei einer Weiterbildung ist zwischen der ersten Walze und der zweiten Walze eine Zwischenwalze angeordnet, an der sowohl die erste Walze als auch die zweite Walze anliegt. Hierbei kann die Zwischenwalze ausschließlich durch Walzenumfangsreibung rotativ angetrieben sein.
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Bei einer weiteren Weiterbildung sind die erste Walze und die zweite Walze axial changierende Reibwalzen.
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Bei einer weiteren Weiterbildung sind das erste Zahnrad und das zweite Zahnrad über ein Zahnradgetriebe miteinander verbunden. Hierbei kann das Zahnradgetriebe aus einem einzigen, dritten Zahnrad bestehen, in welches sowohl das erste Zahnrad als auch das zweite Zahnrad eingreift.
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Zur Erfindung gehört auch eine Druckmaschine, die mit einem erfindungsgemäß oder einem der Weiterbildungen entsprechend ausgebildeten Farbwerk ausgestattet ist.
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Funktionell und konstruktiv vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich auch aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels und der dazugehörigen Zeichnung.
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In dieser zeigt:
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1 ein Heberfarbwerk und
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2a bis 2c eine dem Heberfarbwerk zugehörige Walze mit einer Rutschkupplung, wobei
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2a eine der Schnittlinie IIa-IIa in 2b entsprechende Schnittdarstellung ist,
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2b eine seitliche Darstellung der Walze aus 2a ist und
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2c eine der Blickrichtung IIc in 2a entsprechende Darstellung der Walze ist.
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Eine Druckmaschine 1 umfasst ein Druckwerk für den lithographischen Offsetdruck, welches ein Farbwerk 2 und ein Feuchtwerk 3 umfasst, die einem Druckformzylinder 4 beigeordnet sind. Das Farbwerk 2 umfasst einen Farbkasten 5 mit einer Farbkastenwalze 6 und umfasst weiterhin eine Heberwalze 7. Außerdem umfasst das Farbwerk 2 eine erste Walze 11 und eine zweite Walze 12, welche axial changierende Reibwalzen sind. Die Heberwalze 7 pendelt zwischen der Farbkastenwalze 6 und der ersten Walze 11 hin und her, um von ersterer auf letztere die Druckfarbe zu übertragen. Im Druckbetrieb dreht sich die erste Walze 11 mit Maschinengeschwindigkeit und die Farbkastenwalze 6 mit wesentlich geringerer Geschwindigkeit. Eine zwischen der ersten Walze 11 und der zweiten Walze 12 angeordnete Zwischenwalze 8 steht mit der ersten Walze 11 in Abrollkontakt und steht gleichzeitig auch mit der zweiten Walze 12 in Abrollkontakt. Das Farbwerk 2 umfasst Farbwerkswalzen 9 und Farbauftragwalzen 10, die im Druckbetrieb auf dem Druckformzylinder 4 abrollen.
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Koaxial mit der ersten Walze 11 angeordnet und mit dieser rotativ gekoppelt ist ein erstes Zahnrad 21. Koaxial mit der zweiten Walze 12 angeordnet und mit letzterer rotativ gekoppelt ist ein zweites Zahnrad 22. Die erste Walze 11 ist über eine erste Rutschkupplung 31 rotativ mit dem ersten Zahnrad 21 gekoppelt und die zweite Walze 12 ist über eine zweite Rutschkupplung 32 rotativ mit dem zweiten Zahnrad 22 gekoppelt. Die beiden Zahnräder 21, 22 kämmen jeweils mit einem dritten Zahnrad 23, welches ein zentrales, gemeinsames Antriebsrad ist. Das dritte Zahnrad 23 treibt das erste Zahnrad 21 und das zweite Zahnrad 22 rotativ an, wodurch die erste Walze 11 und die zweite Walze 12 rotativ angetrieben werden.
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Die Zwischenwalze 8 weist kein solches mit ihr koaxial angeordnetes und rotativ gekoppeltes Zahnrad auf. Durch die zwischen den Umfangsflächen der ersten Walze 11 und der Zwischenwalze 8 sowie zwischen den Umfangsflächen der zweiten Walze 12 und der Zwischenwalze 8 bestehende Reibung wird die Zwischenwalze 8 rotativ angetrieben. Die Rotation der Zwischenwalze 8 wird somit ausschließlich durch Walzenfriktion angetrieben.
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In den 2a bis 2c sind die Kopplungen der Walzen 11, 12 über die Rutschkupplungen 31, 32 mit den Zahnrädern 21, 22 am Beispiel der ersten Walze 11, des ersten Zahnrads 21 und der ersten Rutschkupplung 31 im Detail dargestellt.
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Eine Welle 33 ist drehfest mit einem Walzenballen der ersten Walze 11 verbunden. Auf der Welle 33 ist das erste Zahnrad 21 über Drehlager 34 drehbar gelagert. Die Drehlager 34 sind Wälzlager. Zwischen zwei Außenscheiben 35 ist eine Innenscheibe 36 der ersten Rutschkupplung 31 angeordnet. Die Außenscheiben 35 sind drehbar auf der Welle 33 gelagert und die Innenscheibe 36 ist drehfest mit der Welle 33 verbunden, z. B. durch eine Innenverzahnung der Innenscheibe 36, welche Innenverzahnung in eine Außenverzahnung der Welle 33 eingreift. Die Außenscheiben 35 sind drehfest mit dem ersten Zahnrad 21 verbunden, z. B. mittels Stiften. Auf in das erste Zahnrad 21 eingeschraubten Schrauben 38 sitzen Buchsen, auf welchen schraubenförmige Federn 37 und auf den Buchsen verschiebbare Stützscheiben sitzen. Die jeweilige Feder 37 ist mit ihrem einen Ende auf der jeweiligen Schraube 38 abgestützt und mit ihrem anderen Ende auf der Stützscheibe abgestützt, welche wiederum auf einer der beiden Außenscheiben 35 abgestützt ist. Die auf Druck belastbaren Federn 37 pressen die Scheiben 35, 36 gegen das erste Zahnrad 21, wodurch die Außenscheiben 35 gegen die Innenscheibe 36 gepresst werden.
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Durch Drehen der Schrauben 38 kann die Kraft der Federn 37 derart feinjustiert werden, dass ab einem definierten Drehmoment, welches von den Außenscheiben 35 auf die Innenscheibe 36 übertragen wird, die Innenscheibe 36 durchrutscht. Beispielsweise können die beiden Rutschkupplungen 31, 32 derart eingestellt werden, dass sie maximal ein 6,5 Newtonmeter betragendes Drehmoment übertragen können. Die unter diesen Grenzwert von 6,5 Newtonmeter liegenden Drehmomentstöße des Heberschlags rutschen dann sozusagen durch. Im Betriebszustand „Farbwerkswaschen”, wenn die Walzenumfangsflächenfriktion aufgrund des Wasser- und Waschmittelzusatzes sehr stark reduziert ist, wird über die Rutschkupplungen 31, 32 noch ein minimal erforderliches Drehmoment von 3,5 Newtonmeter übertragen.
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Die Werkstoffe der Reibelemente – das sind die Außenscheiben 35 und die dazwischen eingeschlossene, lamellenförmige Innenscheibe 36 – sind derart ausgewählt, dass diese Reibelemente in einer Ölnebelumgebung einem sehr geringen Verschleiß unterliegen und dass der Grenzwert von 3,5 Newtonmeter nicht unterschritten wird und der Grenzwert von 6,5 Newtonmetern nicht überschritten wird.
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Das dargestellte System funktioniert wie folgt: Bei jedem Auftreffen der Heberwalze 7 auf die erste Walze 11 wird durch die erste Walze 11 die Heberwalze 7 rotativ beschleunigt und wird dabei die erste Walze 11 durch die Heberwalze 7 kurzzeitig abgebremst. Der bei diesem Abbremsen erzeugte Impuls wird als Heberschlag bezeichnet und darf nicht ohne hinreichende Dämpfung auf die Farbwerkswalze 9 übertragen werden.
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Die Rutschkupplungen 31, 32 verhindern durch ihr Durchrutschen, dass der Heberschlag über die Zahnräder 21, 22, 23 ungedämpft übertragen wird. Dadurch, dass die Zwischenwalze 8 nicht über Zahnräder mit den ihr benachbarten Walzen 11, 12 verbunden ist, kann im von der Zwischenwalze 8 zusammen mit der ersten Walze gebildeten Walzenspalt und im von der Zwischenwalze 8 zusammen mit der zweiten Walze 12 gebildeten Walzenspalt ein den Heberschlag kompensierender Schlupf kurzzeitig wirksam werden. Die Zwischenwalze 8 rutscht sozusagen ebenfalls ein wenig durch.
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Somit ist sowohl eine ungedämpfte Weitergabe des Heberschlags auf formschlüssigem Wege über das Zahnradgetriebe als auch eine ungedämpfte Weitergabe des Heberschlages auf reibschlüssigem Wege über den Walzenzug unterbunden.
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Bei einer Modifikation des dargestellten Ausführungsbeispiels kann die Zwischenwalze 8 durch einen aus drei solchen Zwischenwalzen bestehenden Walzenzug ersetzt werden, durch welchen die Druckfarbe von der ersten Walze 11 auf die zweite Walze 12 übertragen wird. Bei einer weiteren Modifikation können anstatt der im dargestellten Ausführungsbeispiel als Einscheibenkupplungen ausgebildeten Rutschkupplungen 31, 32 andere Rutschkupplungen Verwendung finden.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Druckmaschine
- 2
- Farbwerk
- 3
- Feuchtwerk
- 4
- Druckformzylinder
- 5
- Farbkasten
- 6
- Farbkastenwalze
- 7
- Heberwalze
- 8
- Zwischenwalze
- 9
- Farbwerkswalze
- 10
- Farbauftragswalze
- 11
- erste Walze
- 12
- zweite Walze
- 13–20
- .\.
- 21
- erstes Zahnrad
- 22
- zweites Zahnrad
- 23
- drittes Zahnrad
- 24–30
- .\.
- 31
- erste Rutschkupplung
- 32
- zweite Rutschkupplung
- 33
- Welle
- 34
- Drehlager
- 35
- Außenscheibe
- 36
- Innenscheibe
- 37
- Feder
- 38
- Schraube