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Die
Erfindung betrifft Verfahren zum Hochfahren und Stoppen von Druckmaschinen
unter Verwendung von hinterlegten zeit-/oder drehzahlabhängigen Sequenzen
für eine
Zu-/und Abschaltung einzelner Funktionen.
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Seit
dem Jahr 1978 ist es bereits aus der
DE 28 33 746 A1 bekannt, die Farbmenge oder
die Feuchtmittelmenge zu steuern durch Motortemperaturen- und Abschaltzeitenmessungen,
die Korrekturwerte hierfür
lieferten. Mangels fehlender Technologie war es damals nicht möglich, Hochfahrkurven
und zeit- bzw. drehzahlabhängige
Sequenzen für
eine Druckmaschine zu erstellen und abzuspeichern und diese für die Farb-/Feuchtmittelregulierung
einzusetzen.
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Seit
mehreren Jahren ist es bekannt, durch entsprechende Gestaltung der
Maschinensteuerung und der hierfür
eingesetzten Software für
das Hochfahren und das Stoppen der Druckmaschinen bestimmte Automatismen
einzusetzen, die beispielsweise rechnerisch oder empirisch ermittelt
werden und die für
die vorgenannten Vorgänge
abrufbar sind. Solche Automatismen umfassen insbesondere Sequenzen
wie Zu- und Abschaltung einzelner Funktionen, beispielsweise die
Zu- und Abschaltung von Farb- und/oder
Feuchtwerken bzw. Farb- oder Feuchtwerkwalzen und Druckwerkszylinderanstellungen.
Dabei kann der Zeitpunkt der jeweiligen Zu- und Abschaltung dieser
Druckmaschinenbauteile und die Folge der Zu- und Abschaltung berücksichtigt werden.
Beispielsweise kann zuerst das Feuchtwerk oder dessen Walzen an
den Formzylinder angestellt werden und danach das Farbwerk. Des
weiteren werden in bekannten Druckmaschinen auch sogenannte Hochfahrkurven
verwendet, die drehzahlabhängig und/oder
zeitabhängig
auf die Dosierung von Farbe und Feuchtmittel Einfluss nehmen bzw.
diese bestimmen. Diese Einflussnahme kann insbesondere die Mengensteuerung
von beispielsweise von Farbe und Feuchtmittel drehzahlabhängig berücksichtigen.
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Die
vorgenannten Automatismen zur Steuerung der Druckmaschinen, insbesondere
Offset-Rollenrotationsdruckmaschinen werden üblicherweise vor dem erstmaligen
Inbetriebnehmen der Maschine und gegebenenfalls später von
ausgewählten
Personen des Druckmaschinenbetreibers eingegeben bzw. verändert. Es
versteht sich, dass diese aus in gewissem Umfang, d. h. innerhalb
gewisser Grenzen veränderbar
sind.
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Bei
den bisher verwendeten An- und Abstellsequenzen für das Hochfahren
sowie für
das Stoppen der Maschine mit hinterlegten, zeit- oder drehzahlanhängigen Sequenzen
für die
Zu- oder Abschaltung einzelner Funktionen sowie Hochfahrkurven,
die drehzahlabhängig
z. B. Farbe und Feuchtmittel bestimmen, wurden thermische Vorgänge innerhalb
der Maschine nicht berücksichtigt.
Es versteht sich, dass thermische Vorgänge, d. h. Erwärmungen
während
des Betriebes der Maschine insbesondere infolge von Erwärmungsvorgängen der
am Druck beteiligten Walzen und Zylinder sich auf den Druckvorgang,
d. h. auf die Qualität
der Druckprodukte auswirken können,
so dass durch ein Überschreiten
bestimmter Grenzen, insbesondere Temperaturwerte, unerwünschte Makulatur
erzeugt wird. Dies gilt selbstverständlich auch für das Unterschreiten von
Temperaturen der am Druck beteiligten Elemente.
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Die
Erfindung geht von der Erkenntnis aus, dass bei der Verwendung von
An- und Abstellsequenzen die Hochfahrkurven durch Temperatureinflüsse der
Zylinder- und/oder
Walzenoberflächen
Betriebszustände
auftreten können,
die sich nachteilig im Druckbetrieb bemerkbar machen können und
gegebenenfalls zumindest zeitweilig zu erhöhter Makulaturproduktion führen. Es
wurde des weiteren festgestellt, dass besonders beim Anfahren der
Maschine im kalten Zustand oder beim Wiederanfahren der Maschine
nach einem Maschinenstopp zumindest für eine gewisse Zeit völlig andersartige
bzw. andere Prozessbedingungen, als im Fortdruck vorliegen, die zumindest
zeitweilig zu einer hohen Makulaturrate oder zum manuellen Eingreifen
durch den Drucker führen.
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Hiervon
ausgehend ist es die Aufgabe der Erfindung ein Verfahren für Druckmaschinen,
insbesondere Offsetdruckmaschinen zu schaffen, bei dem hinterlegte
Sequenzen für
die Zu-/Abschaltung einzelner Funktionen für die Bestimmung oder Beeinflussung
insbesondere der Farb- und/oder Feuchtmitteldosierung eingesetzt
werden, welches die Prozessbedingungen insbesondere beim Kaltstart
bzw. beim Wiederanfahren einer Druckmaschine nach einem Stopp berücksichtigt,
so dass ein manuelles Eingreifen nicht mehr erforderlich ist und
eine hohe Makulaturrate vermieden oder reduziert wird.
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Diese
Aufgabe wird dadurch gelöst,
dass bei Produktionsstart oder Produktionswiederaufnahme Sequenzen
hinsichtlich ihrer Zuschaltfolgen in Abhängigkeit von Korrekturfaktoren
verändert
werden, die auf einer Oberflächentemperatur
von am Druck beteiligter Walzen und/oder Zylinder beruhen und alternativ,
dass bei Produktionsstart oder Produktionswiederaufnahme diese Sequenzen
hinsichtlich ihrer Zuschaltzeitpunkte in Abhängigkeit von Korrekturfaktoren
verändert
werden, die auf einer Oberflächentemperatur
von am Druck beteiligter Walzen und/oder Zylinder beruhen, wobei
die Oberflächentemperatur
durch in den Walzen und/oder Zylindern integrierte Sensoren gemessen
wird.
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Der
vorliegenden Erfindung liegt das grundsätzliche Prinzip zugrunde, wonach
die eingangs geschilderten Automatismen insbesondere beim Kaltstart
oder beim Wiederanfahren der Druckmaschine nach einem Maschinenstopp
die sich durch thermische Bedingungen ergebenden Prozessbedingungen
korrigieren bzw. verändern.
Dabei wird in neuartiger Weise der Einfluss der Temperatur der am Druck
beteiligten Zylinder und/oder Walzenoberflächen berücksichtigt, d. h. die Zylinder-
und/oder Walzenoberflächentemperatur
wird ermittelt und daraus die genannten Korrekturwerte für einen
Automatismus oder für
mehrere Automatismen gewonnen. Bei den bisher bekannten Verfahren
wurden die An-/Abstellsequenzen und Hochfahrkurven bei meist undefinierten
Betriebszuständen
festgelegt. Steht eine Maschine jedoch über einen längeren Zeitraum still, nimmt
die Maschine Umgebungstemperatur an, die deutlich unter der üblichen
Betriebstemperatur im Druckbereich liegt. Produziert eine Maschine über eine
längere
Zeit mit hoher Geschwindigkeit, hat die eine Erwärmung zur Folge, die sich im
Fortdruck durch den Kühleffekt
der Medien an den Zylinder und/oder Wal zenoberflächen wenig auswirkt. Es herrscht
ein thermisch stabiler Zustand. Bei einem Stillstand, wie er etwa
durch Aktualisierung oder Wechsel von Regionalausgaben erforderlich
ist, steigt dagegen die Oberflächentemperatur
sehr stark an. Dieser Temperaturanstieg resultiert aus der im Zylinder-/Walzenballen
gespeicherten Wäre.
Beim Stillstand der Druckmaschine findet dann mangels des genannten
Kühleffekts
ein Temperaturausgleich statt, der die Erwärmung der Oberfläche, d.
h. des Gummituches beim Gummizylinder oder der Gummibeschichtung
von Walzen zur Folge hat. Hiermit herrscht, wie bereits dargelegt,
beim Kaltstart sowie beim Wiederanfahren für eine gewisse Zeit eine ganze
andere Prozesssituation, d. h. andere Prozessbedingungen, die ohne
den Einsatz der Erfindung zu den genannten hohen Makulaturraten
oder zu manuellem Eingreifen durch den Drucker führen.
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Der
vorliegenden Erfindung liegt der Gedanke zugrunde, die Oberflächentemperatur
von Zylindern, vorzugsweise von Gummizylindern sowie von Walzen,
vorzugsweise von Farbwalzen durch bekannte Maßnahmen zu erfassen. Diese
Maßnahmen können die
Verwendung von Sensoren, beispielsweise Infrarotsensoren einschließen, mit
denen die Oberflächentemperatur
der genannten Walzen bzw. Zylinder erfasst wird. Die Oberflächentemperaturen werden über eine
entsprechende Steuerung bei den verwendeten An-/Abstellsequenzen
und/oder Hochlaufkurven berücksichtigt.
Die Sequenzen können
in Abhängigkeit
von der Temperatur hinsichtlich ihrer zeitlichen Abfolge zwischen
dem Anstellen der Feuchtwalzen und/oder der Farbauftragwalzen an den
Plattenzylinder beeinflusst werden, so dass in jedem Fall vor dem
Druck-Anstellen des Gummizylinders ein Freilaufen der Platte gewährleistet
ist. Bei den Hochlaufkurven kann des weiteren eine Anpassung an
die Temperatur durch einen Faktor erfolgen, der den in der Kurve
für jede
Drehzahl hinterlegten Wert entsprechend verändert.
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Die
Erfassung der Oberflächentemperatur der
Walzen und Zylinder kann auch mittels integrierter Sensoren erfolgen.
Die Oberflächentemperatur stellt
sich dann nach einer im Einzelfall einmal zu ermittelnden Zeitfunktion
ein. Als Sensoren für
die Walzentemperatur können
etwa, sofern eine Flüssigkeitskühlung von
Zylinder und/oder Walzen installiert ist, auch Öffnungen der Thermostatventile
fungieren, die den Durchfluss der Kühlflüssigkeit in Abhängigkeit
der Austrittstemperatur regeln. Es kann auch die Austrittstemperatur
der Kühlflüssigkeit
selbst gemessen werden.
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Des
weiteren kann über
die Erfassung von Produktionsgeschwindigkeiten und Funktionszeit bzw.
Stillstandszeit auf die Oberflächentemperatur bei
einem Kaltstart bzw. beim Wiederanfahren geschlossen werden. In
diesem Fall würde
eine maschinenspezifische Temperaturfunktion in der Maschinensteuerung
hinterlegt, über
die dann die Anpassung von Sequenzen in Hochfahrkurven erfolgt.
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Für die weitere
Erläuterung
des erfindungsgemäßen Verfahrens
wird auf die beiliegenden Figuren Bezug genommen. In diesen zeigen:
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1:
Darstellung der Abhängigkeit
der Druckmaschinentemperatur von der Maschinengeschwindigkeit und
Produktionsdauer,
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2:
Darstellung einer Anfahrsequenz mit Schaltpunkten,
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3:
Hochfahrkurve für
die maschinenabhängige
Feuchtmittelmengenregulierung,
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4:
Blockschaltbild für
die Ermittlung von Korrekturfaktoren in Abhängigkeit von Oberflächentemperaturen
und
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5:
Blockschaltbild für
die Ermittlung von Korrekturfaktoren aus Produktionsdauer und Produktionsgeschwindigkeit.
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1 zeigt
ein Diagramm zur Darstellung der Abhängigkeit der Temperatur von
der Druckmaschinengeschwindigkeit und von der Produktionsdauer.
Hierbei stellt die horizontale Achse die Zeitachse 1 dar
und die linke vertikale Achse die Temperaturachse 2 und
die rechte vertikale Achse der Einfachheit halber die Maschinengeschwindigkeitsachse 3.
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Mit
dem Bezugszeichen 4 wird ein typischer Geschwindigkeitsverlauf
während
der Produktion dargestellt, und zwar über der Zeitachse 1 und
der Maschinengeschwin digkeitsachse 3, wobei mit dem Bezugszeichen 5 ein
Maschinenstopp angedeutet ist, bei dem die Maschinengeschwindigkeit
den Wert Null annimmt. Danach erfolgt die Wiederaufnahme der Produktion,
weshalb mit dem Bezugszeichen 6 die Produktionsfortsetzung
gekennzeichnet ist.
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Die
Kurve mit dem Bezugszeichen 7 zeigt den Anstieg der Temperatur über der
Zeitachse 1 und der Temperaturachse 2. Hierbei
ist erkennbar, dass bei einem Zwischenstopp, wie durch das Bezugszeichen 8 angedeutet,
die Maschinentemperatur etwas abfällt und dann, wie mit dem Bezugszeichen 9 angedeutet,
wieder ansteigt.
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Erfindungsgemäß ist in 1 auch
dargestellt, dass bei diesen Prozessen die maßgebliche Oberflächentemperatur
von am Druck beteiligten Zylindern und Walzen ebenfalls ansteigt,
wie durch das Bezugszeichen 10 angedeutet wird. Die Kurve 10,
d. h. die Oberflächentemperatur
ist ebenfalls über
der Zeitachse 1 und der Temperaturachse 2 gezeigt.
Die Oberflächentemperatur
der Walzen und Zylinder nimmt dann relativ schnell einen konstanten
Wert an, wie durch das Bezugszeichen 11 kenntlich gemacht ist.
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Jedoch
steigt bei einem Maschinenstopp (siehe Zwischenstopp 5)
die Oberflächentemperatur der
Walzen und Zylinder rapide an, wie durch das Bezugszeichen 12 dargestellt
ist und beim Wiederanfahren in der Regel zur Wiederaufnahme der
Produktion wird erst nach einer gewissen Zeit etwa annähernd der
Ursprungswert vor dem Stopp wieder erreicht, wie durch das Bezugszeichen 13 angedeutet.
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Für den Druckprozess
ist somit der Zeitabschnitt 14a (über der Zeitachse 1)
neben dem Kaltstart 14b die kritischste Zeit, in dem die
erfindungsgemäß vorgeschlagene
Steuerung bzw. Korrektur erfolgt.
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2 zeigt
eine typische an sich bekannte Anfahrsequenz mit einzelnen Schaltpunkten.
Mit dem Bezugszeichen 15 ist wiederum die Zeitachse gekennzeichnet
und mit dem Bezugszeichen 16 die Maschinengeschwindigkeitsachse.
Die Kurve 17 stellt den Verlauf der Geschwindigkeit dar.
Die einzelnen Schaltpunkte 18 interpretieren im einzelnen
An- und Abstellvorgänge
der am Druck beteiligten Walzen und Zylinder. So wird mit dem Schaltpunkt 19 die Druck-Anstellung
einer Feuchtwerkwalze gekennzeichnet, die Druck-Anstellung der Farbwalzen
ist mit dem Schaltpunkt 20 markiert. Zu diesem Zeitpunkt erfolgt
also die Druckeinstellung der Farbwalzen an einen Plattenzylinder.
Mit dem Bezugszeichen 21 ist die Druck-Anstellung eines
Gummizylinders und mit dem Bezugszeichen 22 die Druck-Anstellung
einer Filmwalze, das ist bekanntlich die Farbwalze am Farbkasten,
mit deren Hilfe die Farbe dem Farbwerk mit vorgegebener Dosierung
zuführbar
ist.
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Erfindungsgemäß werden
durch die beschriebenen Korrekturmaßnahmen bzw. Korrekturfaktoren
die Anstellfolgen, wie durch die Schaltpunkte 19–22 dargestellt,
verändert,
und zwar wie vorangehend beschrieben, in Abhängigkeit von dem aus den Oberflächentemperaturen
abgeleiteten Faktoren. Das Wesen der Erfindung besteht also gemäß der Ausführungsform
nach 2 darin, in Abhängigkeit von den Oberflächentemperaturen
der am Druck beteiligten Walzen und Zylinder die Anstellfolgen der Walzen
und Zylinder und gegebenenfalls auch die Anstellzeitpunkte zu verändern.
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3 zeigt
eine typische, ebenfalls an sich bekannte Hochfahrkurve für die in
Abhängigkeit
von der Maschinengeschwindigkeit einem Plattenzylinder zugeführte Feuchtmittelmenge.
Auch hier stellt wiederum die horizontale Achse die Zeitachse 23 dar und
die vertikale Achse ist die Maschinengeschwindigkeitsachse 24.
Die Kurve 25 zeigt also die übliche Zufuhr der Feuchtmittelmenge
relativ zur Geschwindigkeit.
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Erfindungsgemäß wird jedoch
die Kurve 25 korrigiert, und zwar mit einem Offsetfaktor,
der mit dem Bezugszeichen 26 gekennzeichnet ist. Dieser Offsetkorrekturfaktor
wird aus der Oberflächentemperatur
der Zylinder und Walzen ermittelt. In 3 wird dann
die Kurve 23 etwa proportional gemäß dem Offsetfaktor 26 verändert, so
dass sich in erfindungsgemäßer Weise
die korrigierte Kurve 27 ergibt, die maßgebend für die erfindungsgemäße Feuchtmittelzufuhr
ist.
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4 zeigt
ein Blockschaltbild für
eine Ausführung
einer Steuerung. Dabei ist die Oberflächentemperatur der am Druck
beteiligten Walzen und Zylinder mit dem Bezugszeichen 28 markiert.
Selbstverständlich
kann jeweils in Abhängigkeit
von den Oberflächentemperaturen
eines jeden einzelnen Zylinders oder einer jeden einzelnen Walze
ein entsprechender korrigierter Wert ermittelt werden oder es kann
ein entsprechender Durchschnittswert aus der Temperatur mehrerer
Walzen und Zylinder berechnet werden oder empirisch ermittelt werden.
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Aus
der Oberflächentemperatur 28 wird dann
ein Messwert 29 errechnet oder ermittelt, der einmal in
einen Offsetfaktor 30 zur Veränderung der Hochlaufkurve 31 umgerechnet
wird aber auch in einen Zeitfaktor 32, der dann die Schaltpunkte 33a und 33b der
Anstellsequenzen (siehe 2) beeinflusst.
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4 zeigt
somit schematisch, wie aus der Oberflächentemperatur Korrekturwerte
zur Beeinflussung der Schaltpunkte (2) und der
Korrektur der Hochlaufkurven (3) ermittelt
werden.
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Letztlich
gibt 5 in vereinfachter Form ein anderes Beispiel als
Blockschaltbild wieder. Bei dieser Möglichkeit der Korrekturfaktorengewinnung
werden aus der Produktionsdauer 34 und der Produktionsgeschwindigkeit 35 ein
Rechenwert 36 ermittelt. Der Rechenwert 36 wird
dann wieder in einen Offsetfaktor 30 und einen Zeitfaktor 32 umgerechnet.
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Mit
dem Offsetfaktor 30 kann dann wieder für die Hochlaufkurve 31 (analog 3)
ein Korrekturfaktor ermittelt werden (entsprechend dem Offsetfaktor 26 in 3).
Für den
Zeitfaktor werden dann ebenfalls wieder die Schaltpunkte 33a und 33b usw. für die Zuschaltung
und Abschaltung von Walzen und Zylindern berechnet, etwa analog
wie in 2 dargestellt.
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Der
Fachmann kann mit Hilfe der vorangegangenen Erläuterung des der Erfindung zugrunde liegenden
Konzepts schaltungstechnisch und softwaremäßig die Erfindung in vielfältiger Weise
realisieren bzw. im Rahmen der bereits zum Stand der Technik gehörenden Maßnahmen
zur Erzeugung von Automatismen mit berücksichtigen, so dass die Erfindung
nicht auf die dargestellten konkreten Ausführungsbeispiele beschränkt ist.