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Dokumentenidentifikation DE4438743C2 25.09.2003
Titel Offsetdruckmaschine
Anmelder Heidelberger Druckmaschinen AG, 69115 Heidelberg, DE
Erfinder Belanger, Roger Robert, Dover, N.H., US
DE-Anmeldedatum 29.10.1994
DE-Aktenzeichen 4438743
Offenlegungstag 02.05.1996
Veröffentlichungstag der Patenterteilung 25.09.2003
Veröffentlichungstag im Patentblatt 25.09.2003
IPC-Hauptklasse B41F 7/02
IPC-Nebenklasse B41F 31/00   B41F 35/00   B41M 1/00   B41M 1/06   C09D 11/02   C09D 5/23   

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft eine Rotationsdruckmaschine, bei der in jedem Druckwerk mehrere Zylinder zum Drucken auf Bogen oder Bahnen gemeinsam antreibbar sind, wobei jeweils einem Formzylinder ein Farbwerk zum Auftragen von fließfähiger Farbe auf eine Druckform zugeordnet ist und die Farbe auf einen Bedruckstoff übertragen wird.

Es sind bereits magnetische Druckfarben bekannt, die magnetische Metallpartikel enthalten und die in Offsetdruckmaschinen verwendet werden (DE 40 41 467 A1). Mit solchen Maschinen werden Druckerzeugnisse, wie z. B. Scheckformulare, Eintrittskarten, Flugtickets, Banknoten oder andere Wertpapiere, hergestellt, deren magnetische Aufdrucke von einer speziellen Einrichtung lesbar sind.

Die magnetischen Pigmente werden mit der Druckfarbe von einem Farbbehälter ausgehend über eine Vielzahl von Walzen und Zylindern entsprechend einem Druckbild auf der Druckform auf eine Bahn oder einen Bogen übertragen. Die Walzen und Zylinder stehen miteinander in rollendem Kontakt. Bei der Übertragung der Farbe auf den Bedruckstoff spielen sich zwischen den Walzen bzw. Zylindern und zwischen den Druckzylindern und dem Bedruckstoff durch Adhäsion bedingte Farbspaltungsprozesse ab.

Im Gegensatz zu nonimpact-Druckverfahren, spricht man hier von impact-Druckverfahren, wobei insbesondere bei Mehrfarbendruck durch die Pressung zwischen Walzen und Zylindern und zwischen dem Übertragungszylinder bzw. dem Druckzylinder und dem Bedruckstoff erhebliche Antriebskräfte erforderlich sind. Die Druckmaschinen müssen entsprechend steif ausgebildet werden, um die entstehenden Kräfte aufnehmen zu können und um keine Verformungen in den Walzen bzw. Zylindern und in den Seitenwänden entstehen zu lassen, welche das Druckresultat beeinträchtigen können. Bei Offsetdruckmaschinen betragen die Kräfte im Spalt zwischen Farbzylinder und Gummizylinder und zwischen Gummizylinder und Druckzylinder typisch 75 N cm-1. Desweiteren erzeugen solcherart impact-Druckmaschinen die Umwelt störenden Lärm.

In US 4,972,200 ist eine Druckmaschine beschrieben, bei der zum Zwecke der Reinigung von Zylindern oder Walzen die Adhäsion von Druckfarbe auf deren Oberflächen mit einem elektrostatischen Feld verändert wird, so dass sich die Druckfarbe auf einer Reinigungswalze ansammelt.

In der DE 36 40 981 A1 ist eine Einrichtung zur Steuerung der Farbdosierung und/oder des Feuchtmittels in Druckmaschinen beschrieben, bei der in unmittelbarer Umgebung der Berührungslinie zweier Übertragungswalzen ein inhomogenes Magnetfeld mit in der Größe veränderlichem Magnetfluss verwendet wird. In den Druckmaschinen werden Farben verwendet, die Flüssigkeitsmoleküle mit diamagnetischen Eigenschaften aufweisen. Die diamagnetischen Flüssigkeitsmoleküle werden im inhomogenen Magnetfeld zur Oberfläche der Walze mit der geringeren Magnetlinienbündelung getrieben.

Es ist eine Aufgabe der Erfindung, den Aufwand an Material und Energie bei Rotationsdruckmaschinen zu verringern. Dies soll durch eine Verminderung der Pressung zwischen Walzen und Zylindern, insbesondere zwischen einem Übertragungszylinder und einem Druckzylinder, ermöglicht werden. Desweiteren soll eine Rotationsdruckmaschine entwickelt werden, die geräuscharm arbeitet.

Die Lösung der Aufgabe besteht darin, daß eine spezielle magnetische Druckfarbe vorgesehen ist, und daß die Übertragung der Druckfarbe zwischen zwei Zylindern und einem Zylinder und dem Bedruckstoff mit Hilfe von magnetischen Kräften vorgenommen wird. Dazu ist mindestens der die Druckfarbe aufnehmende Zylinder bzw. ein den Bedruckstoff tragender Zylinder im Übertragungsbereich der Druckfarbe an seiner Oberfläche magnetisiert, wobei die magnetischen Feldlinien im wesentlichen radial aus der Oberfläche des entsprechenden Zylinders verlaufen. Die Farbe wird von der Oberfläche des magnetisierten Zylinders angezogen. Zwischen dem Zylinder, der Farbe abgibt und dem Zylinder bzw. dem Bedruckstoff, der Farbe aufnimmt, vollzieht sich durch die magnetische Anziehung der Druckfarbe eine ungleiche Farbspaltung zwischen den Zylindern bzw. dem Zylinder und dem Bedruckstoff. Die Rotationsdruckmaschine ist so aufgebaut, dass in einer Übertragungskette aus mehreren Zylindern die Feldstärke an der Oberfläche des die Druckfarbe abgebenden Zylinders jeweils geringer ist, als die Feldstärke des die Druckfarbe aufnehmenden Zylinders.

Bei einer Offsetdruckmaschine mit einem eine Druckform tragenden Formzylinder, einem Übertragungszylinder und einem Druckzylinder, ist die magnetische Feldstärke zwischen dem Formzylinder und dem Übertragungszylinder geringer als die magnetische Feldstärke zwischen Übertragungszylinder und Druckzylinder, wobei zwischen Übertragungszylinder und Druckzylinder der Bedruckstoff gefördert wird.

Durch die magnetischen Kräfte werden die Adhäsionskräfte der Druckfarben auf dem Formzylinder zum Teil überwunden, während die Adhäsionskräfte der Druckfarbe auf dem Übertragungszylinder durch die magnetischen Kräfte unterstützt werden. Der gleiche Effekt zeigt sich im Druckspalt zwischen Übertragungszylinder und Druckzylinder bzw. Bedruckstoff, wobei das von der Oberfläche des Druckzylinders ausgehende magnetische Feld durch den Bedruckstoff hindurch wirkt. Durch die Unterstützung der Farbübertragung auf den Bedruckstoff mit Hilfe von magnetischen Kräften ist es nicht mehr erforderlich, zwischen den Zylindern und dem Bedruckstoff und zwischen den Zylindern selbst eine hohe Pressung einzustellen. Die Steifigkeit der Antriebselemente und der Zylinder, die Belastbarkeit der Lager und die elektrische Energie für den Antrieb kann gegenüber herkömmlichen Rotationsdruckmaschinen verringert ausgelegt werden. Geringere zwischen den bewegten Elementen zu übertragende Kräfte bedingen zusätzlich eine Geräuschminderung. In einem günstigen Fall können Formzylinder und Übertragungszylinder bzw. Übertragungszylinder und Druckzylinder so zueinander eingestellt werden, daß sie sich ohne radiale Kraftwirkung gerade berühren bzw. daß im Spalt zwischen Übertragungszylinder und Druckzylinder keine Pressung auf den Bedruckstoff ausgeübt wird. Die bei der Farbübertragung wirksamen Kräfte sind dann ähnlich hoch wie bei nonimpact-Druckverfahren.

Das der Erfindung zugrundeliegende Prinzip funktioniert auch bei Rotationsdruckmaschinen, bei denen mindestens ein die Druckfarbe übertragendes Glied keine zylindrische Form aufweist. So kann beispielsweise sei einer Offsetdruckmaschine das übertragende Element zwischen Druckform und Bedruckstoff als endloses Band ausgebildet sein.

Die Erfindung soll anhand von Ausführungsbeispielen noch näher erläutert werden. Es zeigen:

Fig. 1 ein Schema einer Offsetdruckmaschine mit dauermagnetischen Zylindern und

Fig. 2 eine Zylinderpaarung mit einer statischen elektromagnetischen Anordnung.

Das in Fig. 1 gezeigt Schema eines Druckwerkes 1 einer Offsetdruckmaschine beinhaltet je ein Farbwerk 2 und ein Feuchtwerk 3 mit Farbwalzen 4 und Feuchtwalzen 5. Ein Teil der Farbwalzen 4 und der Feuchtwalzen 5 stehen im rollenden Kontakt mit einem Formzylinder 6, der an seiner Oberfläche eine Druckform 7 trägt. Desweiteren sind im Druckwerk 1 ein Übertragungszylinder 8 mit einem Gummituch 9 sowie ein Druckzylinder 10 vorgesehen. Auf dem Druckzylinder 10 wird ein Bogen 11 gefördert, der von weiteren Transportzylindern 12, 13, 14 dem Druckzylinder 10 zugeführt bzw. vom Druckzylinder 10 weggefördert wird. In einem Farbkasten 15 befindet sich ein Vorrat ferromagnetischer Druckfarbe 16. Bei der Rotation der Walzen und Zylinder wird sowohl Druckfarbe 16 aus einem Farbkasten 15 als auch Feuchtmittel 17 aus einem Behälter 18 auf die Druckform 7 aufgetragen. Entsprechend einem Druckbild wird die Druckfarbe 16 auf das Gummituch 9 übertragen. Das Gummituch 9 ist dauermagnetisch, wodurch die ferromagnetische Druckfarbe 16 von der Druckform 7 auf die Oberfläche des Gummituches 9 angezogen wird. Im Spalt 19 zwischen Formzylinder 6 und Übertragungszylinder 8 findet durch die magnetischen Kräfte eine ungleiche Farbspaltung statt. D. h., daß auf dem Gummituch 9 mehr Druckfarbe 16 gezogen wird als durch die Adhäsionskräfte zwischen der Druckform 7 und der Druckfarbe 16 auf der Druckform 7 verbleibt. Im weiteren Verlauf wird die Druckfarbe 16 vom Gummituch 9 auf die Oberfläche des Bogens 11 übertragen. Dies geschieht ebenfalls unter der Wirkung eines statischen magnetischen Feldes, welches vom Druckzylinder 10 ausgeht. Die magnetische Feldstärke an der Oberfläche des Druckzylinders 10 ist wesentlich größer als die Feldstärke auf der Oberfläche des Gummituches 9, wodurch die Druckfarbe 16 von Gummituch 9 auf den Bogen 11 übertragen wird. Das vom Druckzylinder 10 ausgehende Magnetfeld durchdringt das Material des Bogens 11. Da die Farbspaltung zwischen Druckform 7 und Gummituch 9 sowie zwischen Gummituch 9 und Bogen 11 im wesentlichen durch magnetische Kräfte verursacht ist, ist keine Pressung zwischen den Zylindern erforderlich, wie sie bei herkömmlichen Offsetdruckmaschinen eingestellt wird. Die Abstände der Achsen vom Formzylinder 6, Übertragungszylinder 8 und Druckzylinder 10 sind so zueinander eingestellt, daß sich die Druckform 7 und das Gummituch 9 im Spalt 19 sowie Gummituch 9 und die Oberfläche des Bogens 11 im Spalt 20 gerade noch entlang einer Mantellinie berühren.

Die Farbübertragung erfolgt so, wie bei einem nonimpact-Verfahren. Es ist auch möglich, zwischen den Zylindern eine Pressung einzustellen, die in jedem Fall unter der liegt, wie sie bei herkömmlichen Offsetdruckmaschinen eingestellt ist. Wesentlich für die Übertragung der Druckfarbe 16 sind die wirksamen magnetischen Kräfte.

Dem Übertragungszylinder 8 und dem Druckzylinder 10 sind je ein Schreib- und Löschkopf 21, 22 zugeordnet. Damit ist es möglich, zum Beispiel zum Reinigen von Übertragungszylinder 8 und Druckzylinder 10 die Oberflächen des Gummituches 9 und des Druckzylinders 10 zu entmagnetisieren, so daß sich restliche Druckfarbe 16 mittels einer Reinigungsanordnung leicht entfernen läßt.

Bei nachlassenden magnetischen Kräften kann die Magnetisierung des Gummituches 9 bzw. der Oberfläche des Druckzylinders 10 mit dem Schreibkopf 21, 22 aufgefrischt werden. Desweiteren ist es mit den Schreibköpfen 21, 22 möglich, die magnetische Feldstärke auf die Dicke des Bogens 11 abzustimmen.

Bei der in Fig. 2 gezeigten Variante werden die magnetischen Kräfte mittels Elektromagneten erzeugt.

Übertragungszylinder 8 und Druckzylinder 10 sind hohl ausgebildet. Im Inneren sind gestellfest Elektromagnete 23, 24 mit je einer Wicklung 25, 26 und einem verschieblichen Kern 27, 28 jeweils im Übertragungsbereich 29, 30 der Druckfarbe 16 angeordnet. Zum Verschieben der Kerne 27, 28 sind diese mit Lineartrieben 31, 32 gekoppelt. Die Wicklungen 25, 26 sind zum Einstellen der magnetischen Feldstärke mit steuerbaren Stromquellen 33, 34 verbunden, die innerhalb einer Steuervorrichtung 35 für die Offsetdruckmaschine angeordnet sind. Die Achsen 36, 37 des Gummizylinders 8 und des Druckzylinders 10 sitzen jeweils in einer Längsführung 38, 39 und sind zur Einstellung des parallelen Abstandes an Lineartriebe 40, 41 gekoppelt.

Die Lineartriebe 40, 41 stehen ebenfalls mit der Steuereinrichtung 35 in Verbindung. An eine Achse 42 des Formzylinders 6 ist ein Geber 43 für die Drehzahl und den Drehwinkel der synchron angetriebenen Zylinder 6, 8, 10 gekoppelt. Zur Drehzahl und drehwinkelabhängigen Steuerung der magnetischen Feldstärken in den Übertragungsbereichen 29, 30 steht der Geber 43 mit der Steuereinrichtung 35 in Verbindung.

Wie weiterhin in Fig. 2 gezeigt, ist der Steuereinrichtung 35 eine Eingabevorrichtung 44 für Bilddaten zugeordnet. Mit Hilfe der Steuereinrichtung 35 ist es möglich, die magnetische Feldstärke in den Übertragungsbereichen 29, 30 entsprechend dem Druckbild einzustellen. Die steuerbaren Stromquellen 33, 34 können so angesteuert werden, daß während einer Rotation des Gummizylinders 8 und des Druckzylinders 10 die Feldstärke drehwinkel- und druckbildabhängig verändert wird. Bezugszeichenliste 1 Druckwerk

2 Farbwerk

3 Feuchtwerk

4 Farbwalzen

5 Feuchtwalzen

6 Formzylinder

7 Druckform

8 Gummizylinder

9 Gummituch

10 Druckzylinder

11 Bogen

12, 13, 14 Transportzylinder

15 Farbkasten

16 Druckfarbe

17 Feuchtmittel

18 Behälter

19, 20 Spalt

21, 22 Schreib- und Löschkopf

23, 24 Elektromagnete

25, 26 Wicklung

27, 28 Kern

29, 30 Übertragungsbereich

31, 32 Lineartrieb

33, 34 Stromquellen

35 Steuervorrichtung

36, 37 Achsen

38, 39 Längsführung

40, 41 Lineartrieb

42 Achse

43 Geber

44 Eingabevorrichtung


Anspruch[de]
  1. 1. Offsetdruckmaschine,

    mit mindestens einem Formzylinder, der mindestens eine Druckform trägt,

    mit mindestens einem Farbwerk zum Farbauftrag auf die Druckform,

    mit mindestens einem Übertragungszylinder zum Übertragen der Druckfarbe von der Druckform auf einen Bedruckstoff,

    mit mindestens einem Druckzylinder, über den der Bedruckstoff beim Übertragen der Druckfarbe aufliegt,

    mit einer Einrichtung zur Förderung des Bedruckstoffes durch die Druckmaschine,

    mit einem Antrieb zum synchronen Antrieb von Formzylinder, Übertragungszylinder und Druckzylinder,

    und mit einer Steuervorrichtung für die Offsetdruckmaschine,

    dadurch gekennzeichnet,

    dass die Druckfarbe (16) ferromagnetisch ist,

    dass im Übertragungsbereich (29, 30) der Druckfarbe (16) zwischen Druckform (7) und Übertragungszylinder (8) und zwischen Übertragungszylinder (8) und Bedruckstoff (11) ein Magnetfeld ausgebildet ist, welches eine Kraftwirkung auf die Druckfarbe (16) ausübt,

    wobei die magnetischen Feldlinien im wesentlichen radial aus der Oberfläche des Übertragungszylinders (8) und des Druckzylinders (10) verlaufen,

    und wobei die Feldstärke an der Oberfläche des Übertragungszylinders (8) im Übertragungsbereich (29) der Druckfarbe (16) zwischen Druckform (7) und Übertragungszylinder (8) geringer ist als die Feldstärke an der Oberfläche des Druckzylinders (10) im Übertragungsbereich (30) der Druckfarbe (16) zwischen Übertragungszylinder (8) und Bedruckstoff (11).
  2. 2. Offsetdruckmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberflächen vom Übertragungszylinder (8) und vom Druckzylinder (10) dauermagnetisch ausgebildet sind.
  3. 3. Offsetdruckmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberfläche von einem der Zylinder (8, 10) von den Feldlinien eines stromdurchflossenen Leiters (23, 24) durchdrungen wird.
  4. 4. Offsetdruckmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die magnetische Feldstärke im Übertragungsbereich (29, 30) der Druckfarbe (16) steuerbar ist.
  5. 5. Offsetdruckmaschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Feldstärke im Übertragungsbereich (29, 30) zwischen Übertragungszylinder (8) und Formzylinder (6) und im Übertragungsbereich (30) zwischen Übertragungszylinder (8) und Druckzylinder (10) über die Breite der Zylinder (6, 8, 10) in Teilbereichen in Abhängigkeit vom Drehwinkel der Zylinder (6, 8, 10) steuerbar ist.
  6. 6. Offsetdruckmaschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Feldstärke im Übertragungsbereich (29, 30) in Abhängigkeit von der Dicke des Bedruckstoffes (11) steuerbar ist.
  7. 7. Offsetdruckmaschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Feldstärke im Übertragungsbereich (29, 30) in Abhängigkeit von der relativen Permeabilität des Materials des Bedruckstoffes (11) steuerbar ist.
  8. 8. Offsetdruckmaschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass zum Magnetisieren und Entmagnetisieren der Oberfläche des Übertragungszylinders (8) und des Druckzylinders (10) jeweils Schreib- und Löschköpfe (21, 22) vorgesehen sind.
  9. 9. Offsetdruckmaschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der parallele Abstand der Achsen (36, 37, 42) der Zylinder einstellbar ist.
  10. 10. Offsetdruckmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer Naßoffsetdruckmaschine magnetische Feuchtmittel (17) vorgesehen sind.
  11. 11. Offsetdruckmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuervorrichtung (35) mit einer Eingabevorrichtung (44) für Druckbilddaten verbunden ist, wobei die Feldstärke im Übertragungsbereich (29, 30) in Abhängigkeit von den Druckbilddaten während einer Umdrehung der Zylinder (6, 8, 10) steuerbar ist.






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