CH650200A5 - Einrichtung zum steuern des farbwerkes einer bogendruckmaschine. - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Steuerung des Farbwerks einer Bogendruckmaschine gemäss dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Eine derartige Einrichtung ist beispielsweise durch die US-PS 3 367 230 bekannt. Der Messkopf dieser Einrich-5 tung enthält eine Lichtquelle und eine Fotozelle, die über eine Optik und den Farben entsprechende Farbfilter von dem von einem Messfeld reflektierten Licht beaufschlagt wird. Die einzelnen Farbfilter sind auf einem Filterrad verdrehbar angeordnet und können somit wahlweise in den io Strahlengang zwischen Lichtquelle und Fotozelle gebracht werden.

Der Messkopf ist auf einem Wagen befestigt, der auf einer Schiene traversieren und die einzelnen Farbkontrollmarken anfahren kann. Die genaue Lage des Messkopfes zu i5 den einzelnen Kontrollmarken wird durch längs einer Welle angeordnete Fixierbohrungen bestimmt, die Fixierbohrungen an einer Scheibe und Farbmarkierungen an einem Verdrehknopf entsprechen, wobei Fixierstifte am Messkopf bzw. am Wagen des Messkopfes durch Federn in diese 20 Fixierbohrungen eindrückbar sind. Die Verschiebung des Messkopfes und die Verdrehung des Filterrades erfolgen manuell.

Durch die GB-PS 822 444 ist es bekannt, den Messkopf einer derartigen Einrichtung durch einen Motor über einen 25Spindeltrieb anzutreiben. An den einzelnen Farbkontrollmarken wird der Messkopf dadurch gestoppt, dass über gesondert für die einzelnen Farben einstellbare Anschläge jeweils ein Schalter betätigt und der Antrieb unterbrochen wird.

30 Durch die Vorrichtung gemäss DE-OS 21 50 319 ist es bekannt, mehrere Messfühler zur Abtastung nebeneinanderliegender Kontrollfelder zu benutzen. Es sind Massnahmen zur Synchronisierung der Messung mit der Bogenbewegung vorgesehen.

35 Zur Kontrolle eines Mehfarbendrucks müssen Kontrollmarken für mindestens vier Farben und möglichst weitere Marken zur Bestimmung bestimmter Qualitätsmerkmale in einer «Zonenbreite» vorgesehen sein. Die «Zonenbreite» ist üblicherweise ca. 30 mm breit und entspricht dem Abstand 40 der VerStelleinrichtung an den Farbwerken, mit denen die Farbzufuhr zur Druckplatte, über die Breite gesehen, veränderbar ist.

Das Abfahren einer grösseren Anzahl von Kontrollmarken in der herkömmlichen Art, z.B. entsprechend US-PS 45 3 367 230, mit je nach angefahrener Farbe entsprechender Umschaltung des Filters ist zeitraubend und, nachdem die Druckmaschine in der Zeit weiterläuft, in der ein Bogen auf einem separatem Kontrolltisch überprüft wird, und evtl. Makulatur produziert, ist die Anwendung dieses herkömm-50 liehen Verfahrens wirtschaftlich nicht vertretbar.

Ausserdem können die einzelnen Marken einer derart fein unterteilten Farbkontroll-Leiste nicht durch feststehende Positioniereinrichtungen angefahren werden, da die Breite der Kontrollmarken sich laufend verändert. Veränderun-55 gen der Breite treten beispielsweise auf, wenn das bedruckte Papier beim Trocknen schrumpft.

Auf einem Messfeld übereinander gedruckte Farben können bei der langsamen mechanischen Filterumschaltung praktisch überhaupt nicht ausgemessen werden.

so Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einer Steuereinrichtung der genannten Gattung die Messung an den einzelnen Kontrollfeldern einer Farbkontroll-Leiste besonders bei der Messung mehrerer Farben zu beschleunigen und den jeweiligen Messort genau zu bestimmen.

65 Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Anspruchs 1 gelöst.

Der Vorteil besteht darin, dass der Messkopf nicht am Messort angehalten werden muss, sondern zeitsparend die

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Kontroll-Leiste durchläuft, und der jeweilige Messort sich aus dem Verlauf der laufend erhaltenen Messwerte ergibt. Besonders der bei zweimaligem Differenzieren der Messwerte sich ergebende Nulldurchgang vermittelt einen genauen Anhaltswert für die Grenzen der Messfelder und damit für die Lage des Messortes. Ein Aufsummieren von beim iSchrumpfen des Bogens sich beispielsweise ergebenden Ein-;zelfehlern von Messfeld zu Messfeld wird vermieden, so dass die Breite der Messfelder verringert werden kann, so dass sämtliche Messfelder einer fein unterteilten Farbwerksteuerung untergebracht werden können.

Die Auswertung der vom Photoempfänger ausgegebenen Signale kann durch elektronische Bauteile, wie Differenzierer, Komparatoren, erfolgen. Von aussen einwirkende Störungen können dadurch vermieden werden, dass die analogen Messwerte fortlaufend in digitale Signale umgewandelt und somit eine Weiterverarbeitung und Auswertung in einer digital arbeitenden Einrichtung ermöglicht wird. Insbesondere kann dies per Programm in einem kleineren Prozessrechner oder in einem Mikroprozessor erfolgen.

Im Messkopf der Einrichtung sind ein ständig rotierendes Filterrad im Strahlengang vor dem Photoempfänger angeordnet und ein synchron mit dem Filterrad gesteuerter Umschalter vorgesehen, durch den die vom Photoempfänger angegebenen Dichteimpulse entsprechend dem durchstrahlten Filter auf verschiedene Speichereinrichtungen gegeben werden können.

Die Verwendung eines schnell rotierenden Filterrades im Messkopf macht es möglich, jederzeit und ohne Zeitverzug eine beliebige Farbe oder mehrere Farben praktisch gleichzeitig zu messen (Übereinanderdruck), ohne dass der Messkopf angehalten werden muss. Da die gemessenen Farbdichtewerte bzw. die Differenzen zu den Sollwerten nicht mehr wie bisher üblich als Protokoll bzw. nicht mehr nur als Protokoll, sondern als elektrische Signale direkt oder nach Verarbeitung in einem kleinen Prozessrechner der Druckmaschine zur Steuerung der zonenweisen Farbzufuhr zugeführt werden, können die zur Kontrolle der Bogen notwendigen Zeiten minimiert werden.

Die Erfindung wird anhand nachfolgender Zeichnung im einzelnen erläutert. Die Zeichnung zeigt in

Fig. 1 einen Abschnitt eines Druckbogens mit aufgedruckter Farbkontroll-Leiste; unterhalb der einzelnen, verschiedenfarbigen Messfelder sind die erhaltenen Dichtemesswerte, sowie der nach Differenzieren erhaltenen Signale und D2 aufgezeichnet;

Fig. 2 eine Schemazeichnung des Messkopfes mit dem Prinzip der elektronischen Auswertschaltung;

Fig. 3 die Anordnung des Messkopfes auf einem Messtisch; und

Fig. 4 schematisch ein Farbwerk mit einer Einrichtung zur Einstellung der Farbzufuhr.

Messfeld-Grenzerkennung

Ein Messkopf 1, der mit dem noch zu beschreibenden rotierenden Filterrad ausgerüstet ist, wird gleichmässig über die Farbkontroll-Leiste 2 eines bedruckten Bogens 3 entlang bewegt. Dies geschieht auf einem Messtisch T, auf dem der bedruckte Bogen auf einer mit Löchern 4 versehenen Leiste 5 (Fig. 3) mittels Unterdruck angesaugt wird und unverrückbar festliegt. Neben dieser Saugleiste 5 bewegt sich auf einer Führung 6 ein Schlitten 7, der den Messkopf 1 trägt und gleichmässig fortbewegt, z.B. durch Seilzug, Zahnriemen, hier durch eine motorgetriebene Spindel 8.

Beim Überlaufen der Farbkontroll-Leiste 2 gibt der Messkopf 1 ein kontinuierliches Dichtesignal D ab (Fig. 1), das elektrisch überwacht und weiterverarbeitet wird. Wie ersichtlich, ergeben sich an den Grenzen der Messfelder 9 bis 14

der Farbkontroll-Leiste 2 schnelle Änderungen des Dichtewerts D.

Nach einmaliger Differentiation (im mathematischen Sinne) des Dichtemesswerts D, die elektrisch in bekannter 5 Weise durchgeführt wird, erhält man das Signal D1; das ein Mass für die Grösse der Dichteänderung ist. Nach einer zweiten Differentiation erhält man das Signal D2, das durch seine Nulldurchgänge jeweils den Ort bzw. Zeitpunkt der grössten Dichteänderung angibt.

io Die Auswertung dieser Signale geschieht nun in der Weise, dass zunächst beobachtet wird, ob das Signal Dj eine Schwelle ± D10 überschreitet bzw. unterschreitet. Geschürt dies, so kann angenommen werden, dass ein echtei Dichtesprung (von z.B. AD = 0,5) infolge Überlaufens 15 einer Messfeldgrenze auftritt und es sich nicht um kleinere Dichteschwankungen innerhalb eines Messfeldes oder um Papierverunreinigungen handelt. Erst wenn dies gegeben ist, wird der Nulldurchgang N des Signals D2 als Zeitpunkt bzw. Ort der Messfeldgrenze akzeptiert. 20 Bei vorgegebener Messfeldbreite kann nun von der so erkannten Messfeldgrenze aus die Mitte des Messfeldes 1 ermittelt werden, indem der zurückgelegte Weg des Messkopfes 1 gemessen wird. Dies wird im vorliegenden Fall erreicht, indem ein auf dem Spindelantrieb 8 befestigtes 25 Zahnrad 15 elektrisch (Induktivgeber) oder optisch (Lichtschranke 16) abgetastet wird. Jeder Abtastimpuls entspricht dabei einer gewissen Fortbewegung des Messkopfes, z.B. um 0,1 mm. Nachdem die Messfeldmitte erreicht ist, wird der Farbdichtemesswert D des Densitometers elektrisch ge-30 speichert, und zwar bevorzugt in digitaler Form, und an das Farbwerk zu dessen automatischer Steuerung weitergeleitet. Anschliessend setzt für das nun folgende Messfeld wieder die Grenzerkennung in der oben beschriebenen Weise ein, dann die Wegzählung für die Mitte des Feldes, die Dichte-35messung usw.

Prinzipiell könnten die Messfeldgrenzen schon erkannt werden, wenn das Signal Dx (Fig. 1) die Werte ± D10 über-bzw. unterschreitet. Wie ersichtlich ergibt sich dadurch aber ein breiter Unsicherheitsbereich, der noch dazu von der 40 Grösse der Dichteänderung abhängt. Darum verwendet die beschriebene Einrichtung das durch nochmaliges Differenzieren des Signals Dj erhaltene Signal D2, das durch seinen Nulldurchgang eine sehr exakte und von der Grösse der Dichteänderung unabhängige Angabe des Ortes der Mess-45 feldgrenze liefert.

Wie aus Fig. 1 ersichtlich, erfolgt der Nulldurchgang des Signals D2 erst um eine kleine Strecke d nach der eigentlichen Messfeldgrenze, falls die Dichteänderung positiv war; dies rührt daher, dass praktisch die ganze Messblende des so Densitometers in das Messfeld eingelaufen sein muss, bis die grösste Änderung der Steigung Dt des Dichtesignals D auftritt. Entsprechend erfolgt bei negativen Dichteänderungen schon um den Betrag d vor der Messfeldgrenze der Nulldurchgang des Signals D2. Dies stellt aber für die praktische 55 Anwendung der Einrichtung keinen Nachteil dar, weil die Strecke d hinreichend genau durch die halbe Breite der Messblende des Densitometers vorgegeben ist.

In der Praxis werden zweckmässig die Messfeldgrenzen dadurch ermittelt, dass nur immer Dichteänderungen in 60 einer Richtung, z.B. positive Dichteänderungen, zur Erkennung der Messfeldgrenzen herangezogen werden. Die Verschiebung d liegt dann immer in derselben Richtung, und die Messfeldmitte kann durch Weiterzählen der Messkopfposition (mit Zahnradgeber 15, 16) immer in gleicher Weise 65 ermittelt werden.

Bei der Auswertung mit positiven Dichteänderungen wird immer der Dichtemesswert D desjenigen Farbfilters im Den-sitometer gewählt, das für die Messung des nächstfolgenden

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Farbfeldes vorgesehen ist. Man erhält dabei optimal grosse und bevorzugt positive Dichteänderungen, wenn der Messkopf die Messfeldgrenze überläuft. Die entsprechende Auswahlsteuerung geschieht mit Hilfe eines zuvor in einen Speicher eines Computers eingegebenen Programms der Farbfolge der Farbkontroll-Leiste. Wie die Fig. 2 zeigt, werden die Signale D, Dx und D2 über ein Interface dem Computer 50 zugeführt, der entsprechend der gespeicherten Farbfolge aus den Werten Dx feststellt, ob überhaupt eine Messfeldgrenze vorliegt, dann aus den Werten D2 die exakte Lage der Grenze ermittelt und die Werte D zur Farbsteuerung verwendet.

Zur Erzielung optimaler Dichteänderungen wird entsprechend der Dichtemesswert des Farbfilters gewählt, das dem Farbfeld entspricht, auf dem sich der Messkopf gerade befindet. Durch das noch zu beschreibende rotierende Filterrad im Messkopf ist die Wahl des geeigneten Farbfilters recht einfach (elektronisch) und ohne Zeitverzug möglich.

Die beschriebene Einrichtung gestattet für den Fall, dass Volltonfelder mit ausreichend hoher Dichte und ständig wechselnden Farben aufeinanderfolgen, die Erkennung jeder Messfeldgrenze. Wenn in der Farbkontroll-Leiste auch Rasterfelder mit geringerer Dichte vorhanden sind oder wenn Felder gleicher Farbe aufeinanderfolgen, so wird je nach Höhe der Schwelle ± D10 öfters keine Grenzerkennung möglich sein. Da auf eine kurze Laufstrecke des Messkopfes aber die Schrumpfung des bedruckten Bogens oder kleinere Ungenauigkeiten (in der Montage) der Messfelder nicht zum Tragen kommen, können die Messfeldmitten (= Messpositionen) aber leicht durch Positionszählung mit dem Zahnradgeber (15, 16) ermittelt werden. Je nach Anordnung der Felder in der Farbkontroll-Leiste 2 wird aber nach höchstens 10-20 Feldern wieder eine Messfeldgrenze erkannt, und der Zählwert der Messkopfposition kann dann entsprechend korrigiert werden. Bedingung ist lediglich, dass alle Messfelder — zumindest nominell — gleiche Breite haben, was aber in der Praxis wegen der einfacheren «Montage» der Farbkontroll-Leiste sowieso gegeben ist.

Die automatische Erkennung der Messfeldgrenzen gestattet somit, beliebig lange Farbkontroll-Leisten exakt abzutasten und die Dichtewerte der einzelnen Messfelder zu ermitteln, ohne dass durch eine Schrumpfung — oder auch Dehnung — des bedruckten Bogens Fehlmessungen auf falschen Messfeldern oder an Messfeldgrenzen Zustandekommen. Auch bei ungenauen Messfeldbreiten oder bei ungenauer «Montage» der Farbkontroll-Leiste wird immer eine ausreichend genaue Messposition in der Messfeldmitte erzielt.

Bogenanfangserkenmmg

Die beschriebene Einrichtung kann sehr vorteilhaft auch zur Erkennung des Anfangs des bedruckten Bogens 3, d.h. der Papierkante 17, verwendet werden. Dazu muss die Oberfläche der Saugleiste 5, auf der der Bogen 3 angesaugt wird, dunkel, z.B. schwarz sein, also eine hohe Farbdichte aufweisen. Läuft der Messkopf 1 nun von der Saugleiste 5 auf das Papier, so ergibt sich eine grosse negative Dichteänderung (siehe Fig. 1), die in der schon beschriebenen Weise ausgewertet wird und den Bogenanfang kennzeichnet. Anschliessend werden zunächst nur positive Dichteänderungen betrachtet. Eine erste positive Dichteänderung erfolgt, wenn der Messkopf 1 nun vom Papierweiss auf das erste Farbfeld der Farbkontroll-Leiste 2 läuft; sie wird in der beschriebenen Weise ausgewertet und kennzeichnet den Anfang der

Farbkontroll-Leiste. In der Folge können je nach Wunsch und Bedarf positive oder negative Dichteänderungen ausgewertet werden.

Diese Bogenanfangs-Erkennung hat den besonderen Vor-5 teil, dass der Bogen an einer beliebigen Stelle der Saugleiste angelegt werden kann und nicht exakt positioniert werden muss; in Verbindung mit der Erkennung des ersten Farbfelds der Farbkontroll-Leiste wird somit eine von der Lage des Bogens unabhängige Bestimmung der Messfeld-lo mitten (= Messorte) ermöglicht.

Rotierendes Filterrad

Zur Messung unterschiedlicher Farbfelder eines kontinuierlich über diese Felder laufenden Messkopfes 1 wäre 15 ein schneller Wechsel der Farbfilter notwendig, der sich (elektro-)mechanisch nur schwer und mit grossem Aufwand bewerkstelligen lässt.

Es wird deshalb ein schnell rotierendes Rad 18 im Strahlengang des Messkopfes 1 (Fig. 2) — also zwischen einer 20 Lichtquelle 19, der Farbkontroll-Leiste 2 und einem Fotoempfänger 24 — angordnet, das die entsprechenden Farbfilter 20, 21, 22, 23 enthält, z.B. jeweils um 90° versetzt die Filter für Schwarz, Magenta, Cyan, Gelb. Dabei liefert der Fotoempfänger 24 elektrische Intensitätsimpulse, die 25 in einem nachfolgenden logarithmischen Verstärker 25 in elektrische Dichteimpulse umgewandelt werden. Erfindungs-gemäss werden diese Dichteimpulse durch einen elektronischen Umschalter 26 auf vier gleichartige elektronische Speicher- und Filtereinrichtungen 30, 31, 32, 33 verteilt, 30 an deren Ausgang eine kontinuierliche elektrische Spannung entsteht, die der Grösse der Dichteimpulse proportional ist. Eine Lichtschranke 34 tastet Löcher 35 bis 38 im Filterrad 18 ab und steuert den Umschalter 26 so, dass die Dichteimpulse einer Farbe immer in dieselbe Speichereinrichtung 35 30 bis 33 eingespeist werden.

Durch diese Anordnung wird erreicht, dass am Ausgang der Speichereinrichtung 30 bis 33 für jede Filterfarbe ein kontinuierlicher Dichtemesswert D2... DG vorliegt, der sich wie in Fig. 1 (Signal D) ändert, wenn der Messkopf eine 40 Messfeldgrenze überläuft. Der Vorteil der Einrichtung liegt nun aber darin, dass alle Dichtemesswerte Ds ... DG gleichzeitig zur Verfügung stehen und für die Weiterverarbeitung (Ableitung von Dj und D2, siehe Fig. 1) zur Erkennung der Messfeldgrenzen verwendet werden können. Auch für die 45 Dichtemessung bietet dies Vorteile, weil ohne Anhalten des Messkopfes gleichzeitig die Dichtewerte mehrerer Farben in ein und demselben Feld bemessen werden können (Über-einanderdruck). Durch bekannte elektronische Mittel kann aber auch praktisch verzögerungsfrei einer der Dichtemess-50 werte ausgewählt werden Und für die Erkennung der Messfeldgrenzen herangezogen werden, was wichtig ist, wenn man immer nur Dichteänderungen einer Richtung auswerten will.

Diese Vorteile können durch eine mechanische Filter-umschaltung nicht erreicht werden, weil immer nur der 55 Dichtemesswert einer Farbe entsprechend dem gewählten Farbfilter zur Verfügung steht und die Umschaltung auf ein anderes Farbfilter eine erhebliche Zeit beansprucht.

In Fig. 4 ist ein vereinfachtes Farbwerk 40 gezeigt, durch das die in einem Farbreservoir 41 befindliche Farbe über 60 Walzen 42 bis 45 dem Plattenzylinder 46 einer nicht dargestellten Druckmaschine zugeführt wird. Eine Einrichtung zur Verstellung der Farbzufuhr besteht hier aus einem Schieber 47, der durch einen Stellmotor 48 in Richtung auf die Walze 42 bewegbar ist.

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2 Blätter Zeichnungen

Claims (8)

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1. Einrichtung zum Steuern des Farbwerkes einer Bogendruckmaschine mittels Messung der Fabdichten einer auf den Bogen mitgedruckten Farbkontroll-Leiste durch einen längs der Farbkontroll-Leiste gleichmässig bewegbaren, eine Lichtquelle und einen Photoempfänger mit einem Satz den Farben der Messfelder auf der Kontroll-Leiste entsprechender, automatisch wechselbarer, optischer Filter aufweisenden Messkopf, dessen Intensitätsimpulse stellend auf Farbsteuerglieder der Druckmaschine einwirken, dadurch gekennzeichnet, dass der Messkopf (1) ein ständig gleichmässig rotierendes Rad (18) im Strahlengang vor dem Photoempfänger (24) aufweist, in dem die verschiedenen optischen Filter (20-23) angeordnet sind, dass die vom Photoempfänger (24) abgegebenen Intensitätsmesswerte in einem Verstärker (25) in elektrische Dichtemesswerte umwandelbar sind und einem Umschalter (26) zugeführt werden, der die Dichtemesswerte synchron zu den im Strahlengang befindlichen Farbfiltern (20-23) auf dem Rad (18) verschiedenen Speichern (30-33) zuleitet, dass durch eine Schaltung (50) jeweils die Dichtemesswerte als Ausgangs-grösse desjenigen Speichers (30-33) auswählbar sind, der dem Filter (20-23) zugeordnet ist, das der Farbe des gerade abgetasteten oder des nachfolgenden Messfeldes (9-14) entspricht und dass die zeitliche Änderung der Ausgangsgrösse (D) in einer zusätzlichen Schaltung als Kriterium der Grenze benachbarter Messfelder (9-14) bestimmbar ist.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der die Intensitätsmesswerte vom Photoempfänger (24) empfangende Verstärker (25) ein logarithmischer Verstärker ist.

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PATENTANSPRÜCHE

3. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausgangsgrössen (D2, Dc, DM, DG) der Speicher (30-33) kontinuierliche, der Grösse des jeweils zuletzt eingespeicherten Dichtemesswertes proportionale Spannungswerte sind.

4. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass für die Messfeldgrenzbestimmung die zusätzliche Schaltung (51, 52) die Ausgangsgrösse (Ds, Dc, DM, DG) der Speicher (30-33) zweimal differenziert und dass die Null-Durchgänge der zweiten Ableitungen in der erstgenannten Schaltung (50) feststellbar sind.

5. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erstgenannte Schaltung (50) einen die Farbfolge der Messfelder (9-14) der Farbkontroll-Leiste (2) enthaltenden Speicher aufweist.

6. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Messkopf (1) auch die vor der Farbkontroll-Leiste (2) liegende Bogenkante (17) überstreicht.

7. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass ein Wegstreckengeber (15, 16) die Verschiebung des Messkopfes (1) gegenüber der Farb-kontroll-Leiste (2) erfasst und dass nach Ablauf einer bestimmten, nach jeder festgestellten Messfeldgrenze zurückgelegten Wegstrecke der Farbdichte-Messwert (D) von dem Messfeld (9-14), über dem sich der Messkopf (1) befindet, zur Regelung der Farbzufuhr dieser Farbe im Bereich der Messstelle auswertbar ist.

8. Einrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtemesswerte (D) und die Messwerte des Wegstreckengebers (15, 16) per Programm auswertbar sind und die Auswahl der Dichtemesswerte per Programm durchführbar ist.