DE2263176A1

DE2263176A1 - Verfahren und vorrichtung zur spannungssteuerung von rotationspressen

Info

Publication number: DE2263176A1
Application number: DE19722263176
Authority: DE
Inventors: Auf Nichtnennung Antrag
Original assignee: WOOD INDUSTRIES Inc
Current assignee: WOOD INDUSTRIES Inc
Priority date: 1972-01-17
Filing date: 1972-12-22
Publication date: 1973-07-26
Also published as: CA966720A; GB1370708A

Description

Patentanwalt Dipl.-Phys. Gerhard üedl 8 München 22 Steinsdorfstr. 21-22 Tel. 29 8462

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WOOD Industries, Inc., P.O. Box 1112 Plainfield, New Jersey 07061 / USA

Verfahren und Vorrichtung zur Spannungssteuerung von Rotationspressen

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur ^ufrechterhaltung des Druck-Zählregisters bei einer kontinuierlichen, in mehreren Durchläufen zu bedruckenden Bahn sowie eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens, insbesondere zur -Verbesserung des Druck-Zählerregisters an einer kontinuierlichen Bahn bei wenigstens einem zweiten Durchlauf dieser Bahn durch eine Rotationsdruckpresse bezüglich den an der Bahn

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während eines ersten Durchlaufes durch die Rotationspresse vorgesehenen Zählermarken, wobei die Presse eine Zuführungswalze für die" Bahn aufweist.

Diese Rotationsdruckpresse besitzt außer der Zuführungswalze, deren^! Geschwindigkeit sich ändern kann, eine abschließende Zugwalze mit festgelegter Geschwindigkeit sowie zwischen diesen Walzen vorgesehene Druckzylinder.

Beim Drucken bestimmter Arten von Dokumenten, beispielsweise Banknoten, Aktienzertifikaten oder anderen Dokumenten, bei denen das Intaglioverfahrenals Schutz gegen Nachahmung bzw. Fälschung angewendet wird, ist es bisher nicht üblich gewesen, Hochgeschwindigkeitsrotationspressen zu verwenden.

In Anbetracht des erforderlichen hohen Ausmaßes der Übereinstimmung beim Überdrucken oder beim beidseitigen Drucken der Bahn ist es bisher üblich gewesen, sehr viel langsamere Flachplattendruckpressen zu verwenden. Bei Rotations pressen ist das "Register", d.h. das Aufeinander passen oder die Übereinstimmung schwierig zu steuern, wenn die Bahn einmal durch die Druckeinheiten hindurchgeführt und sodann noch ein zweites Mal hindurchgeführt werden muß, entweder um die Bahn zu überdrucken oder um die gegenüberliegende andere Seite zu bedrucken. In Anbetracht der Länge der kontinuierlichen Bahn können sich im Vergleich zum ersten Durchlauf beim zweiten Durchlauf der Bahn gegenseitig addierende Änderungen in der Spannung ergeben, was große Registerfehler, d. h. Übereinstimmungsfehler bzw. Fehler bezüglich des Aufeinanderpassens zur Folge hat.

Bei Rotationspressen für Zeitungen ist ein hohes Ausmaß an Überein-

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Stimmung erhalten worden, indem, wenn beispielsweise das Überdrucken erforderlich wurde, die Bahn mit einer Registermarke, d.h. mit einer Übereinstimmungsmarke versehen wurde, die beim zweiten Durchlauf überwacht wird. Dem von einem Phasenmikrometer kommenden Impuls wird sodann über einen Rechner, d.h. einen Computer, ein Signal angepaßt, und die Geschwindigkeit der Zuf ührungswalzen wird gemäß der vom Computer kommenden Information abgeändert, wobei die Bahn, falls erforderlich, gespannt wird, indem die Antriebswalze gegenüber dem Druckzylinder verlangsamt wird; das gleiche gilt selbstverständlich auch in umgekehrtem Sinne. Der Größenbereich, in dem die Bahn über die vorbestimmte Spannung hinaus gestrafft werden kann, ist jedoch begrenzt, da die vorbedruckte Bahn ansonsten einerseits mit zuViel Spannung durchlaufen müßte, was zu einem Brechen oder Bruch der Bahn führt, oder andererseits mit zu wenig Spannung durchlaufen müßte, was ein Abweichen der Bahn zur Seite bewirken würde. Die mit solch einem System erzielten Ergebnisse sind einigermaßen ausreichend, und es läßt sich eine Druckübereinstimmung in der Größenordnung von 0,1588 cm erzielen. Diese Systeme werden sehr häufig beim Drucken von Zeitungen angewen-. det, bei dem solch eine Übereinstimmung ausreichend ist.

Beim Drucken von bahnförmigen handelsüblichen Off set-Erzeugnissen ist solch ein Ausmaß an fehlender Übereinstimmung, das, wie erwähnt, in der Größenordnung von 0,1588 cm liegt, jedoch nicht tragbar.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, diese Nachteile zu beseitigen und das Ausmaß der Übereinstimmung beim Überdrucken oder beim beidseitigen Drucken einer kontinuierlichen Bahn weiter zu verbessern, so daß sich eine brauchbare Übereinstimmung erzielen läßt und die eingangs erwähnten Dokumente kontinuierlich auf einer Rotationsdruckmaschine gedruckt werden können.

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Die Merkmale des zur Lösung dieser Aufgabe geschaffenen Verfahrens und der Vorrichtung gemäß der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen.

Gemäß der Erfindung ist in einer Rotationsdruckpresse, bei der es erforderlich ist, eine kontinuierliche Bahn mehr als einmal zum Drucken oder zum beidseitigen Drucken der Bahn in gegenseitiger Übereinstimmung durchlaufen zu lassen, zwischen den Bahnwalzenständern und den Bahnzugrollen ein Bahnspannungssteuersystem vorgesehen. Dieses weist einen Regelantrieb, d.h. einen Antrieb mit variabler Geschwindigkeit auf, der für den ersten Durchlauf voreingestellt werden kann und für den zweiten oder für die weiteren Durchläufe auf eine geringere Spannung eingestellt werden kann; dem Regelantrieb ist ein Differentialantrieb überlagert. Der Differentialantrieb wird von einem Servomotor gesteuert, und zwar entsprechend einem Computerkorrektursignal, das zur Zeitmessung eines Bahnabtastsignals und eines Bezugssignals proportional ist.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung 1st das Bahnspannungssteuerungssystem in einer kontinuierlichen Druckpresse zwischen den Papierwalzen und den Zugzylindern angeordnet. Die Steuervorrichtung weist den Regelantrieb auf, der an die Hauptantriebswelle der Presse angeschlossen ist und beim ersten Durchlauf durch die , Druckeinheiten eine vorbestimmte Spannung der Bahn aufrechterhält sowie beim zweiten Durchlauf der Bahn eine etwas geringere Bahnspannung aufrechterhält. An den Ausgang des Regelantriebs ist eine Gehäuseeinheit eines Differential- bzw. Ausgleichsgetriebes angeschlossen. Gs ist eine Überwachungseinrichtung vorgesehen, welche die beim ersten Durchlauf vorgesehenen Übereinstimmungsmarken während des zweiten Durchlaufes erfaßt bzw. mißt; weiterhin ist ein einem Druckzylinder

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zugeordnetes Phasenmikrometer sowie eine Steuereinrichtung vorgesehen, welche die Phasenmikrometersignale sowie die Überwachungssignale liest und dem Servomotor ein Korrektur signal zuleitet. Der Servomotor ist mit dem Ausgleichsgetriebegehäuse verbunden, um den Ausgang des Ausgleichsgetriebegehäuses in Abhängigkeit vom Korrektursignal ändern zu können, das von der Korrektursteuervorrichtung ausgegeben wurde. Der Ausgang aus dem Differentialgetriebegehäuse ist seinerseits direkt mit der Papierbahnzuführungswalze verbunden.

Die Erfindung wird im folgenden in Form eines bevorzugten Ausführungsbeispiels anhand der Zeichnung beschrieben. Diese zeigt in:

Fig. 1 eine Rotationsdruckpresse in Seitenansicht und

Fig. 2 in der Ansicht von oben teilweise aufgeschnitten gemäß Linie 2-2 in Fig. 1;

Fig. 3 einen senkrechten Querschnitt gemäß Linie 3-3 in Fig. 2 und

Fig. 4 eine schemätische perspektivische Ansicht der erfindungsgemäßen Vorrichtung sowie den Verlauf der Bahn.

Wie aus Fig. 1 ersichtlich, weist der Eingabeabschnitt eine· Offset-Presse einen Papierwalzenständer 12, eine Bahnführungsvorrichtung 14, eine Bahneingabevorrichtung 16 sowie eine erste Off set-Druckeinheit 20 auf. Wahlweise ist ebenfalls eine teilweise aus Fig_t 1 ersichtliche Bahnumkehreinheit 22 vorgesehen.

Die Papierbahn W ist im Walzenständer 12 auf einen entsprechenden Kern aufgewickelt. Sämtliche der oben erwähnten Einheiten sind an sich

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bekannt, weswegen sie im folgenden nicht mehr im einzelnen beschrieben werden.

Die Bahneingabevorrichtung 16 weist eine angetriebene Zuführungewalze 24, über welche die Bahn W läuft, sowie unterhalb der Zuführungswalze 24 eine Walze 26 auf, die derart angeordnet ist, daß die Zuführungswalze 24 über einen größeren Teil ihrer Oberfläche mit der Bahn W in Berührung steht. Im Abstand zu den Walzen 24 und 26 ist eine weitere Walze 28 angeordnet, wobei die Bahn W von der Walze 26 über die Walze 28 und sodann nach unten unter einer weiteren Walze 30 durchläuft.

Die Bahn W läuft von der Eingabevorrichtung 16 zur ersten Off set-Druckeinheit 20, erstreckt sich von der Walze 30 über eine an der Druckeinheit vorgesehene Walze 32, sodann unter eine Walze 34 und schließlich zwischen Druckzylindern 38 und 40. Die Offset-Preese gemäß der beschriebenen Auöführungsform kann, wie dargestellt, eine einzige Druckeinheit oder aber mehrere Einheiten aufweisen. In jedem Fall muß nach der letzten Druckeinheit eine abschließende, jedoch nicht dargestellte Zugwalze vorgesehen sein, die mit einer vorgegebenen festen Geschwindigkeit angetrieben wird.

Wie aus Fig. 2 und 3 ersichtlich, erstreckt sich durch die erste Druckeinheit 20 eine Hauptantriebswelle 42, die mit einem Regelantrieb 44, d.h. einem Antrieb mit veränderbarer Geschwindigkeit, direkt verbunden ist. Der Regelantrieb 44 kann von einer entfernten Stelle am Druckmaschinenrahmen manuell gesteuert werden. Die Ausgangswelle 46 des Regelantriebs 44 weist eine an ihr befestigte Schrauben- bzw. Zahnspindel 48 auf, die ihrerseits eine an einer Welle 52 befestigte Getriebeschnecke 50 antreibt; hierbei verläuft die Welle 52 rechtwinklig zur Welle 46. Die Zahnspindel 48 und die Getriebeschnecke 50 sind inner-

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halb eines Gehäuses 56 angeordnet, das am Rahmen befestigt ist. Die Welle 52 ist im Gehäuse 56 mittels Lagern54 gelagert. Um die Achse der Welle 52 herum ist ein Ausgleichsgetriebegehäuse 58 angeordnet, das ein äußeres Rotationsgetriebegehäuse 60 aufweist. Die Welle 52 ist mit der Reaktionsnabe des Ausgleichsgetriebegehäuses 58 verbunden, während die Ausgangswelle 68 mit der nicht dargestellten Ausgangsnabe des Ausgleichsgetriebegehäuses 58 verbunden ist. Die Welle 68 ist im Seitenrahmenteil 70 gelagert und weist eine an ihr befestigte Riemenscheibe 72 auf, von der aus ein Treibriemen 74 über eine weitere Riemenscheibe 76 läuft, die auf einer zur Welle 68 parallelen Welle 78 befestigt ist. Auf dieser Welle 78 ist die Zuführungswalze 24 befestigt.

In der Nähe des Differentialantriebs 58 ist ein Servomotor 64 angeordnet, der eine durch ein Reduziergetriebegehäuse 65 laufende Welle 66 antreibt. Die Welle 66 weist eine an ihr befestigte Riemenscheibe 67 auf, über die der Treibriemen 62 läuft. Der Treibriemen 62 läuft außerdem über das äußere Rotationsgetriebegehäuse 60 des Differentialgetriebegehäuses

Unmittelbar unterhalb der Walze 34, unter der die Bahn W hindurchläuft, kann ein Bahnabtaster 80 angeordnet sein. Dieser ist so ausgebildet, daß er eine Registermarke, d. h. eine Übereinstimmungsmarke auf der Bahn W erblickt, wenn diese über die Walze 34 läuft. Beim Überdrucken kann der Abtaster 80 auch über der Bahn W angeordnet sein. Durch die Kondensorlinse des Bahnabtasters 80 ist in vorgegebenem Winkel zur Bahn W ein Lichtbündel gerichtet, so daß in das optische Filter und in die Objektiv linse lediglich das reflektierte Bild des gedruckten Registerzieles, d.h. des Übereinstimmungszieles, eintritt, während andere Bilder in andere Richtungen gelenkt werden. Wenn die Abbildung des Übereinstimmungszieles bzw. der Übereinstimmungsmarke erfaßt worden ist, wird die Lichtmenge, die einen Fototransistor erreicht, geändert. Dieser Foto-

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transistor ist unmittelbar hinter der Objektivlinse im Bahnabtaster 80 angeordnet und liefert einen Impuls, der sodann zu einem Computer geleitet wird, der sich in einem am Druckpressenrahmen angeordneten St euer ge Muse 84 befindet. Mit dem Ende des Druckzylinders 40 ist direkt ein Phasenmikrometer 82 verbunden, das mit der Welle des Druckzylinders 40 im Verhältnis 1 : 1 steht. Das Phasenmikrometer 82 weist zwei Fotodioden sowie zwei als Lichtquellen dienende Lampen auf. Sein Zweck liegt darin, ein aktives, d. h. strom- oder spannungsführendes Gattersignal zu erzeugen, das den Computer aktiviert, und zwar lediglich bei einem vorbestimmten Winkel von 45 bei jeder Umdrehung des Druckzylinders 40. Das Phasenmikrometer 82 erzeugt außerdem während des aktiven Gattersignals einen mechanischen Bezugsimpuls. Der Zeitraum zwischen dem Mikrometerimpuls und dem gemessenen Bahnimpuls bestimmt die Größe und Richtung des Übereinstimmungsfehlers. Das Steuergehäuse 84 sendet sodann dem zuvor beschriebenen Servomotor 64 ein Befehlssignal zu.

Wenn es beim Betrieb der Vorrichtung erforderlich ist, auf beiden Seiten einer kontinuierlichen Bahn W einen übereinstimmenden Druck vorzusehen, wird die Bahn zuerst durch die Druckmaschine durchgeführt, wobei in dieser Zeit auf die Bahn W spezielle Übereinstimmungsmarken bzw. -zeichen gedruckt werden. Die Bahn W wird sodann in dem Sinn umgekehrt, daß die bedruckte Seite nunmehr nach unten gerichtet ist, damit die Bahn im zweiten Durchlauf durch die Druckmaschine erneut bedruckt werden kann.

Der Regelantrieb 44 ändert die Geschwindigkeit der Zuführungswalze 24 in Abhängigkeit von der abschließenden Zugwalze, welche die Bahn W mit einer festen Geschwindigkeit zieht.

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Es ist außerdem möglich, die Bahn im ersten Durchlauf vorzudrucken, sodann die bedruckte Bahn aufzuwickeln und schließlich die Bahn in einer speziellen Offset-Presse zu überdrucken oder erneut durch dieselbe Presse durchlaufen zu lassen.

Die Bahn läuft über die verschiedenen Walzen einschließlich der Zuführungswalze 24, die angetrieben wird. Bei diesem zweiten Durchlauf kann der Regelantrieb 44 geringfügig zurückgestellt werden, so daß auf die Bahn W weniger Spannung ausgeübt wird, wenn sie durch die Presse läuft. Der Bahnabtaster 80 erfaßt die Reflexe der auf dem Papier befindlichen Übereinstimmungsmarke und sendet diese Signale zu dem im Steuergehäuse 84 befindlichen Computer. Gleichzeitig sendet das Phasenmikrometer 82 seine zwei verschiedenen Signale aus, d. h. einerseits das Signal zur Betätigung des Computers lediglich während eines Winkels von 45 bei einer Umdrehung des Druckzylinders 40 und andererseits den erzeugten mechanischen Bezugsimpuls während der aktiven, d.h. strom- oder spannungsführenden Gatterperiode in dem vorbestimmten 45°-Sektor der Druckzylinderumdrehung. Ein entsprechendes Korrektur befehlssignal wird sodann dem Servomotor 64 zugeleitet, der die Welle und die Riemenscheibe 67 antreibt; diese treibt ihrerseits das äußere Rotationsgetriebegehäuse 60 an.

Wie hieraus deutlich wird, ist der Diffefentialantrieb 58 dem durch den Regelantrieb gegebenen Antrieb tatsächlich überlagert, so daß Spannungskorrekturen an der Bahn tatsächlich durchgeführt werden, und zwar innerhalb des Bereich der geringfügigen Spannungsänderung der Bahn W, was durch Reduzierung der Geschwindigkeit der Ausgangswelle 46 des Regelantriebs 44 bewirkt wurde. Diese.Spannungsbereiche sind sehr gering, und es zeigt sich, daß sich eine größere Korrekturgenauigkeit bei

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der Bahn erzielen läßt, da die Spannung der Bahn währenddes zweiten Durchlaufes geringfügig kleiner gehalten werden kann als die Spannung während des ersten Durchlaufes, so daß sämtliche Korrekturen in einem in größerem oder kleinerem Ausmaß erfolgenden Verstärken der Spannung bestehen.

Wenn die Spannung gleich groß wäre, müßte sich die dem Antrieb mitteis des Differentialantriebs zu erteilende Korrektur in einem reversiblen Bereich abspielen, was aber sehr viel weniger genau ist, als wenn lediglich geringfügige Änderungen in einer Richtung durchgeführt werden.

Der oben erwähnte zweite Durchlauf der Bahn kann sich selbstverständlich auch derart abspielen, daß ein kontinuierlicher Durchlauf der Bahn vorgesehen wird, wobei die oben erwähnte Regelvorrichtung nicht am vorderen Ende der Presse, sondern zwischen den Druckeinheiten angeordnet ist.

Weiterhin kann auch der erste Durchlauf auf einer Bahndruckpresse und der zweite Durchlauf auf einer weiteren Presse erfolgen; entweder beim ersten oder beim zweiten Durchlauf können schließlich auch speziell·; weitere Behandlungsverfahren vorgesehen sein, wie Stanzen, Zählen bzw. Beziffern oder das Auftragen einer Kohleschicht,die in genauer Über· einstimmung mit dem jeweiligen anderen Durchlauf ge ha It en werden

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Claims

Patentansprüche

1.) Verfahren zur .Aufrechterhaltung der Druckübereinstimmung bei einer kontinuierlichen, in mehreren Durchläufen zu bedruckenden Bahn, dadurch"gekennzeichnet_f daß ein erster Durchlauf der Bahn bei einer vorgegebenen Spannung durchgeführt wird und in Abständen auf der Bahn Übereinstimmungsmarken vorgesehen werden, daß wenigstens ein zweiter Durchlauf der Baiin bei einer zweiten vorgegebenen Grundspannung durchgeführt wird, die etwas geringer als die erste Durchlauf spannung ist, daß die Übereinstimmungsmarken auf der Bahn während des zweiten Durchlaufes überwacht werden, daß mit dem Überwachungssignal von den Übereinstimmungsmarken zur Bestimmung des Übereinstimmungsfehlers ein vorgegebener mechanischer Bezugsimpuls während einer aktiven Gatterperiode gemessen wird und daß die Spannung an der Bahn zwischen der zweiten Grundspannung und der ersten Durchlauf spannung im Verhältnis zum gemessenen Übereinstimmungsfehler geändert wird.

2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens gemäß Anspruch 1, insbesondere zur Verbesserung der Druckübereinstimmung an einer kontinuierlichen Bahn bei wenigstens einem zweiten Durchlauf dieser Bahn durch eine Rotationsdruckpresse bezüglich den an der Bahn während eines ersten Durchlaufes durch die Rotationspresse vorgesehenen Übereinstimmungsmarken, wobei die Presse eine Zuführungswalze für die Bahn aufweist, gekennzeichnet durch eine in der Rotationsdruckpresse zwischen der Zuführiingswalze (24) und einer abschließenden Zugwalze vorgesehene Spannungssteuerungsvorrichtung, durch einen Antrieb zum Antreiben der letzten Zugwalze mit einer vorgegebenen festen Geschwindigkeit, durch einen mit dem Antrieb der Rotationsdruckpresse verbundenen Regelantrieb (44) mit einer Ausgangswelle (46), deren Ge-

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schwindigknii proportional zur Hauptantriebsgeschwindigkeit gemäß einer vorbestimmten Einstellung am Regelantrieb änderbar ist, durch einen mit der Ausgangswelle (46) des Regelantriebs (44) verbundenen Differentialantrieb (58), der mit einem Servomotor (64) zusammenwirkt, wobei die Ausgangswelle (68) des Differentialantriebs (58) mit dem Antrieb für die Zuführungswalze (24) verbunden ist, durch eine Überwachungseinrichtung (80), welche die Übereinstimmungsmarke an der Bahn (W) erfaßt, wenn die Bahn den zweiten Durchlauf durchläuft, durch ein mit der Druckwalze (40) verbundenes Phasenmikrometer (82) und durch einen der Überwachungseinr ic llung (80) sowie dem Phasenmikrometer (82) zugeordneten Rechner (84), der das von der Überwachungseinrichtung (80) kommende Signal gegenüber dem von dem Phasenmikrometer (82) kommenden Bezugssignal mißt und dem Servomotor (64) ein Befehlssignal zuführt, um den Differentialantrieb (58) entsprechend dem Übereinstimmungsfehler zu ändern.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Regelantrieb (44) während des ersten Durchlaufs der Bahn (W) eine erste Einstellung und wälirend des zweiten oder folgenden Durchlaufs der Bahn eine zweite Einstellung aufweist sowie die Geschwindigkeit seiner Ausgangswelle (46) zwischen der ersten und zweiten Einstellung entsprechend dem vom Rechner (84) kommenden Korrekturbefehlssignal ändert.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Differentialantrieb (58) mit einem äußeren Rotationsgehäuse (60) sowie mit einer Treibeinrichtung versehen ist, welche den Servomotor (64) mit dem äußeren Rotationsgehäuse (60) verbindet und einen Treibriemen (62) aufweist.

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