DD254921A1

DD254921A1 - Einrichtung zum regeln der temperatur der bedruckstoffbahn im bahntrockner beim aufheizen

Info

Publication number: DD254921A1
Application number: DD29784786A
Authority: DD
Inventors: Dietrich Hank; Manfred Lohoefener; Ingolf Bauer; Peter Brueggemann
Original assignee: Polygraph Leipzig
Priority date: 1986-12-18
Filing date: 1986-12-18
Publication date: 1988-03-16
Also published as: FR2608509A1; GB2198827A; GB8729459D0; DE3740294A1; GB2198827B

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf Rollenrotationsdruckmaschinen mit nachgeordnetem Bahntrockner. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Temperatur der Bedruckstoffbahn waehrend des Aufheizens des Bahntrockners auf den maximal zulaessigen Temperaturwert zu bringen und dort zu halten. Erfindungsgemaess wird die Aufgabe durch eine Festwertregelung geloest, bei der in Abhaengigkeit von der Temperaturabweichung die Bahngeschwindigkeit beeinflusst wird. Dazu ist im Bahntrockner nahe dem Bahnauslauf ein Sensor zum Messen der Temperatur der Bedruckstoffbahn angeordnet, der in Verbindung mit einem Regler und einem Stellantrieb zum Stellen der Bahngeschwindigkeit eine Regeleinrichtung bildet. Das An- und Hochfahren der Rollenrotationsdruckmaschine laesst sich damit dem Aufheizen des Bahntrockners so anpassen, dass Makulatur minimal anfaellt. Fig. 1

Description

Hierzu 1 Seite Zeichnungen

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Regeln der Temperatur der Bedruckstoffbahn im Bahntrockner beim Aufheizen. Die Erfindung bezieht sich auf Rollenrotationsdruckmaschinen mit nachgeordnetem Bahntrockner.

Charakteristik des bekannten Standes der Technik

Die Trocknung der aufgedruckten Farben ist besonders bei schnellaufenden Rollenrotationsdruckmaschinen sehr wichtig und kann die Laufgeschwindigkeit der Maschinen entscheidend begrenzen (Abliegen und Abschmieren). Bei Wärmeeinwirkung auf die frischgedruckten Farben verlaufen die mit dem Trocknen zusammenhängenden Prozesse schneller. Allgemein haben sich Heißlufttrockner durchgesetzt.

Das Trocknen mittels Bahntrockner beansprucht jedoch auch die Bedruckstoffbahn. Eine zu hohe Temperatur der Bedruckstoffbahn bewirkt ein Schrumpfen und Verspröden, wodurch die Weiterverarbeitung in Frage gestellt ist.

Die Temperatur der Bedruckstoffbahn hängt von der Innentemperatur des Bahntrockners, der Laufzeit des Bahnelementes im Bahntrockner sowie von einer bedruckstoffspezifischen Konstanten ab.

Bekannt sind Bahntrockner mit einem berührungslos die Temperatur der Bedruckstoffbahn messenden Sensor als Bestandteil einer Regeleinrichtung zum Regeln der Temperatur der Bedruckstoffbahn mittels der Stellgröße Wärmezufuhr zum Bahntrockner, vergl. z. B. Prospekt: BUTAB — Die neue Generation CLEAN AIR Hochgeschwindigkeits-Heißlufttrockner, Fa.

BUTAB, Spanga, Schweden (veröffentlicht 1983).

Regeleinrichtungen dieser Art steuern die Wärmezufuhr in indirekter Abhängigkeit von der Bahngeschwindigkeit und sind sinnvoll während des Fortdruckes einsetzbar. Solange jedoch während des Aufheizens des Bahntrockners die Innentemperatur des Bahntrockners sich erheblich ändert und die Druckanstellung noch nicht möglich ist, muß eine in den Bahntrockner bereits eingezogene Bedruckstoffbahn kontinuierlich bewegt werden — es entsteht Makulatur. Eine Minimierung der Makulaturmenge erfordertes, einerseits den Aufheizvorgang in möglichst kurzer Zeit ablaufen zu lassen — d.h. volle Wärmezufuhr — und andererseits die Bedruckstoffbahn mit möglichst geringer Bahngeschwindigkeit zu bewegen. Die Regeleinrichtung der oben erwähnten Art löst diese Aufgabe nicht.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist es, das An- und Hochfahren einer Rollenrotationsdruckmaschine dem Aufheizen eines Bahntrockners so anzupassen, daß Makulatur minimal anfällt.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Temperatur der Bedruckstoffbahn während des Aufheizens des Bahntrockners auf den maximal zulässigen Temperaturwert zu bringen und dort zu halten. Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch eine Festwertregelung gelöst — Sollwert ist der maximal zulässige Temperaturwert für die eingesetzte Bedruckstoffbahn — bei der in Abhängigkeit von der Regelabweichung die Bahngeschwindigkeit beeinflußt wird.

Im Bahntrockner ist nahe dem Bahnauslauf ein Sensor zum Messen der Temperatur der Bedruckstoffbahn angeordnet. Der Istwerteingang eines Reglers ist an den Ausgang des Sensors angeschlossen, der Sollwerteingang des Reglers ist mit einem vorgebbaren Festwert, dem maximal zulässigen Temperaturwert entsprechend, beaufschlagbar. Der Ausgang des Reglers ist mit dem Eingang eines Stellantriebes zum Stellen der Bahngeschwindigkeit verbunden. Zum Abbau der Regelabweichung ist die Bahngeschwindigkeit im gleichen Wirkungssinn wie die Änderung der Temperatur der Bedruckstoffbahn änderbar, d. h., daß z.B. eine Erhöhung der Temperatur der Bedruckstoffbahn eine Vergrößerung der Bahngeschwindigkeit bewirkt. Diese Lösung ermöglicht es, die Bahngeschwindigkeit in indirekter Abhängigkeit vom Ablauf des Aufheizens des Bahntrockners zu steuern. Die zu regelnde Bahntemperatur im Bahntrockner wird vom Sensor dauernd erfaßt und das Signal der Temperatur wird vom Regler mit dem Signal des Sollwertes dieser Temperatur — der maximal zulässigen Bahntemperatur — ständig verglichen. Abhängig von der Regelabweichung wird die Bahngeschwindigkeit so beeinflußt, daß eine Angleichung der Bahntemperatur an den Sollwert erfolgt. Vor Beginn des Auf heizens des Bahntrockners arbeitet die Regeleinrichtung an einem unteren Anschlag, da die Regelabweichung vor Beginn des Aufheizens nach Betrag und Richtung'Maschinenstillstand (Bahngeschwindigkeit null) bewirkt.

Während des Aufheizens des Bahntrockners nähert sich die Innentemperatur des Bahntrockners mit einer Verzögerung 1. Ordnung dem dem thermischen Gleichgewicht entsprechenden Temperaturendwert an. Diese zeitliche Änderung der Innentemperatur beim Aufheizen ist eine Störung, auf die das Regelsystem reagiert. Es stellt sich jeweils die Bahngeschwindigkeit ein, die zur Angleichung der Bahntemperatur an den Sollwert—die maximal zulässige Bahntemperatur— erforderlich ist. Dies bedeutet, daß die Druckmaschine in Abhängigkeit vom Ablauf des Aufheizvorganges des Bahntrockners hochgefahren wird. Das Hochfahren geschieht mit der minimal zulässigen Bahngeschwindigkeit—Makulatur fällt minimal an. In Ausgestaltung der Erfindung ist dem Ausgang des Sensors ein automatisch oder von Hand betätigbarer Umschalter so nachgeordnet, daß der Sensor wahlweise Meßglied des Regelkreises zum Regeln der Bahntemperatur mittels der Stellgröße Bahngeschwindigkeit oder Meßglied eines an sich bekannten Regelkreises zum Regeln der Bahntemperatur mittels der Stellgröße Wärmezufuhr zum Bahntrockner ist.

Diese Ausgestaltung ermöglicht es, vorzugsweise nach Beendigung des Aufheizens in Betrieb genommen, auf bekannte Weise die Innentemperatur des Bahntrockners oder auch die Bahntemperatur in Abhängigkeit von der Bahngeschwindigkeit zu regeln.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist zwischen dem Ausgang des Sensors und dem Istwerteingang des Reglers ein Analog-Digital-Wandler eingefügt und ist der Regler durch einen digitalen Prozeßrechner realisiert. Gemäß dieser Ausgestaltung wird die selbsttätige Erfassung des digitalisierten Signales der zu regelnden Temperatur, die Verarbeitung entsprechend der Übertragungsfunktion des Reglers und die Ausgabe des Steuersignales zum Steuern der Maschinengeschwindigkeit (Bahngeschwindigkeit) im Echtzeitbetrieb vom Prozeßrechner ausgeführt.

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. In der zugehörigen Zeichnung zeigt

Fig. 1: ein Blockschema der Einrichtung Fig.2: einen Signalflußplan (vereinfacht).

Im Bahntrockner 1 ist nahe dem Bahnauslauf ein Sensor 2 zum Messen der Bahntemperatur θ_Β der Bedruckstoffbahn 3, beispielsweise ein berührungslos messender infrarotstrahlungsempfindlicher Sensor, angeordnet. Der Istwerteingang eines Reglers 4 ist über den Umschalter 11 an den Ausgang des Sensors 2 angeschlossen, der Sollwerteingang des Reglers 4 ist mit einem vorgebbaren Festwert, dem maximal zulässigen Temperaturwert entsprechend, beaufschlagbar. Der Ausgang des Reglers 4 ist mit dem Eingang eines Stellantriebes 5 zum Stellen der Bahngeschwindigkeit v_B verbunden.

Regler 4, gewählt wurde ein Dreipunktregler, und Stellantrieb 5, gewählt wurde ein I-Glied (elektrisch angetriebener Motor), bilden vorteilhaft einen l-ähnlichen Zweilaufregler mit drei diskreten Geschwindigkeiten (Rechtslauf, Stillstand, Linkslauf). Den Toleranzgrenzen des vorgebbaren Sollwertes entsprechen vorgebbare Ansprechwerte des Dreipunktschalters. Die Motorwelle des Stellantriebes 5 ist mit einem Geber 6 für die Bahngeschwindigkeit, beispielsweise der Welle eines Potentiometers, verbunden. Der Ausgang des Gebers 6 für die Bahngeschwindigkeit ist an einen Eingang der Antriebssteuereinrichtung 7 angeschlossen. Über den Hauptantriebe, das Getriebe 9 und die Hauptantriebswelle 10 ist der Regelkreis 12 zum Regeln der Bahntemperatur mittels der Stellgröße Bahngeschwindigkeit geschlossen. Zum Abbau der Regelabweichung ist die Bahngeschwindigkeit v_B im gleichen Wirkungssinn wie die Änderung der Bahntemperatur θ_Β änderbar.

Die zu regelnde Bahntemperatur θ_Β der Bedruckstoffbahn 3 im Bahntrockner 1 wird vom Sensor 2 ständig erfaßt und das Signal x_Mder Bahntemperatur θ_Β wird dem Regler 4 zugeführt. Überschreitet das Signal x_M der Bahntemperatur θ_Β den oberen oder unteren vorgebbaren Ansprechwert, so wird der Stellantrieb 5 zum Verstellen des Gebers 6 für die Bahngeschwindigkeit v_B in einem solchen Drehsinn eingeschaltet, daß durch die Änderung der Bahngeschwindigkeit v_B eine Angleichung der Bahntemperatur θ_Β an den Sollwert erfolgt.

Vor Beginn des Aufheizens des Bahntrockners 1 arbeitet die Regeleinrichtung, bestehend aus dem Sensor 2, dem Regler 4, dem Stellantrieb 5 sowie dem Geber 6 für die Bahngeschwindigkeit v_B, an einem unteren Anschlag. Es ist dies der Anschlag des Gebers 6 für die Bahngeschwindigkeit null — Maschinenstillstand.

Während des Aufheizens des Bahntrockners 1 nähert sich die Innentemperatur des Bahntrockners mit einer Verzögerung

1. Ordnung dem Temperaturendwert an. Diese zeitliche Änderung der Innentemperatur ist eine Störung, auf die das Regelsystem reagiert.

Es stellt sich jeweils die Bahngeschwindigkeit v_B ein, die zur Angleichung der Bahntemperatur θ_Β an den Sollwert—die maximal zulässige Bahntemperatur — erforderlich ist. Dies bedeutet, daß die Druckmaschine in Abhängigkeit vom Ablauf des Aufheizvorganges des Bahntrockners 1 hochgefahren wird. Das Hochfahren geschieht mit der minimal zulässigen Bahngeschwindigkeit.

Dem Dreipunktverhalten des Reglers 4 entsprechend pendelt beim Aufheizen des Bahntrockners 1 die Bahntemperatur θ_Β

ständig um einen einzigen Temperaturwert, der dem oberen Ansprechwert des Dreipunktreglers 4 entspricht. Dies bedeutet, daß beim Aufheizen des Bahntrockners 1 der Zweilaufregler 4, 5 die Maschinengeschwindigkeit nur mit zwei diskreten

Geschwindigkeiten — Stillstand und volle Drehbewegung in einer einzigen Richtung — verstellt. Noch während des Hochfahrens ist das Anstellen von Feuchtmittel, Druckfarbe und Druck möglich.

Zum Einstellen oder Korrigieren der Fortdruckbedingungen nutzt der Drucker vorzugsweise die Zeitintervalle konstanter

Maschinengeschwindigkeit.

Ist das Einstellen oder die Korrektur der Fortdruckbedingungen vom Drucker beendet worden, so kann durch den automatisch oder von Hand betätigbaren Umschalter 11 der Regelkreis 12 zum Regeln der Bahntemperatur mittels der Stellgröße

Bahngeschwindigkeit ausgeschaltet und der an sich bekannte Regelkreis 13 zum Regeln der Bahntemperatur mittels der

Stellgröße Wärmezufuhr eingeschaltet werden.

Selbstverständlich kann die Einrichtung zum Regeln der Temperatur der Bedruckstoffbahn im Bahntrockner beim Aufheizen

auch beim Herunterfahren einer Rollen rotationsdruckmaschine mit nachgeordnetem Bahntrockner bis zum Maschinenstillstand verwendet werden. In diesem Falle pendelt die Bahntemperatur θβ ständig um einen einzigen Temperaturwert, der dem unteren Ansprechwert des Dreipunktreglers 4 entspricht. Das Herunterfahren geschieht ebenfalls mit der minimal zulässigen

Bahngeschwindigkeit und hat den Vorteil der vollständigen Ausnutzung der im Bahntrockner nach seinem Abschalten

gespeicherten Wärmeenergie.

Die maximal zulässige Bahntemperatur ist keine Konstante; sie hängt vielmehr vom jeweils verwendeten Bedruckstoff und den Druckfarben ab. Die Ansprechwerte des Reglers 4 sind deshalb einstellbar.

Claims

Patentansprüche:

1. Einrichtung zum Regeln der Temperatur der Bedruckstoffbahn im Bahntrockner beim Aufheizen, eingesetzt in einer Rollenrotationsdruckmaschine mit nachgeordnetem Bahntrockner, gekennzeichnet dadurch, daß im Bahntrockner (1) nahe dem Bahnauslauf ein Sensor (2) zum Messen der Temperatur der Bedruckstoffbahn (3) angeordnet ist, daß der Ausgang des Sensors (2) an den Istwerteingang eines Reglers (4) angeschlossen ist, daß der Soilwerteingang des Reglers (4) mit einem vorgebbaren Festwert beaufschlagbar ist und daß der Ausgang des Reglers (4) mit dem Eingang eines Stellantriebes (5) zum Stellen der Bahngeschwindigkeit verbunden ist.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß dem Ausgang des Sensors (2) ein Umschalter (11) so nachgeordnet ist, daß der Sensor (2) wahlweise Meßglied des Regelkreises (12) zum Regeln der Bahntemperatur mittels der Stellgröße Bahngeschwindigkeit oder Meßglied eines Regelkreises (13) zum Regeln der Bahntemperatur mitteis der Stellgröße Wärmezufuhr ist.

3. Einrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß zwischen dem Ausgang des Sensors (2) und dem Istwerteingang des Reglers (4) ein Analog-Digital-Wandler eingefügt ist und daß der Regler (4) durch einen digitalen Prozeßrechner realisiert ist.