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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung eines Farbwerks einer Druckmaschine mit wenigstens einem Farbdosierelement und einer Steuerungseinheit, wobei das Farbdosierelement von einer ersten Farbmengendosierung auf eine zweite Farbmengendosierung für eine zu erreichende Sollfärbung umgestellt und das Farbdosierelement während der instationären Phase des Farbwerks vor Erreichen der Sollfärbung wenigstens für einen Zeitabschnitt auf eine temporäre dritte Farbmengendosierung von der Steuerungseinheit eingestellt wird.
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Farbwerke als Teile von Druckwerken von Druckmaschinen, insbesondere Flachdruckmaschinen oder Offsetdruckmaschinen, weisen eine gewisse Reaktionszeit auf, wenn sie von einem ersten stationären Zustand, in welchem eine erste Färbung eines Bedruckstoffs erreicht wird, in einen zweiten stationären Zustand, in welchem eine erste Färbung eines Bedruckstoffs erreicht wird, überführt oder umgestellt werden. Mit anderen Worten, ausgehend von einem alten stationären Zustand ist ein neuer stationärer Zustand nicht instantan, sondern nur nach einem gewissen transienten Zeitintervall oder einer instationären Phase des Farbwerks erreichbar. Um die Farbwerksreaktion zu beschleunigen – das heißt, die Reaktionszeit zu verkürzen – ist es bekannt, kurzfristig, insbesondere während der instationären Phase, eine verstärkte Verstellung des oder der Farbdosierelemente des Farbwerks vorzunehmen, so dass temporär eine andere Farbmenge als im ersten und auch als im zweiten Zustand ins Farbwerk eingebracht wird. Die verstärkte Verstellung ist dabei je nach zu erreichendem Ziel eine deutliche Überhöhung oder eine deutliche Unterschreitung der erforderlichen Farbmengenzufuhr im zweiten stationären Zustand. Auf diese Weise zum Erreichen eines zweiten stationären Zustands mit höherem Farbauftrag wird ins Farbwerk eine zusätzliche Farbmenge eingebracht, oder zum Erreichen eines zweiten stationären Zustands mit verringertem Farbauftrag verlässt eine überschüssige Farbmenge das Farbwerk aufgrund reduzierter Zufuhr.
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Beispielsweise aus dem Dokument
DE 100 56 247 A1 ist ein Verfahren zum Steuern der Farbmenge in einem zonalen Farbwerk einer Druckmaschine bekannt. Für jede der Farbzonen werden Korrektur-Farbmengenströme während eines Übergangszeitintervalls eingebracht, wenn der Sollwert der abzugebenden Farbmenge der Farbzone von einem ersten auf einen zweiten Wert verändert wird. Aufgrund einer Verreibung der ins Farbwerk eingebrachten Farbmenge sind die Farbmengen in den einzelnen Farbzonen nicht voneinander unabhängig. Es sind deshalb weitere Korrektur-Farbmengenströme vorgesehen, welche den lateralen Farbfluss zwischen benachbarten Farbzonen im Übergangszeitintervall ausgleichen.
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Des Weiteren ist aus dem Dokument
DE 101 09 198 A1 eine Druckfarben-Regelvorrichtung bekannt. Entsprechend dem Dichteunterschied zwischen einer Solldichte der Färbung einer Drucksache oder einer Referenzdichte und der gemessenen Dichte wird ein Referenzkorrekturwert für die Veränderung des Öffnungsgrades der Druckfarbenzufuhr bestimmt. Während einer vorbestimmten Anzahl wird der Öffnungsgrad um einen Korrekturwert, der sich durch Multiplikation des Referenzkorrekturwerts mit einem Koeffizienten größer als 1 ergibt, verändert. Auf diese Weise ist während eines Übergangszeitintervalls der Öffnungsgrad größer als der an die Solldichte angepasste, wenn die Solldichte größer als die gemessene Dichte ist, und kleiner als der an die Solldichte angepasste, wenn die Solldichte kleiner als die gemessene Dichte ist.
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Bei manchen in der Praxis auftretenden Parameterkombinationen, insbesondere wenn der erste Zustand nicht hinreichend stationär ist, kann die beschriebene Vorgehensweise nicht zum gewünschten Ergebnis führen. In ungünstigen Situationen kann sogar eine verlängerte Reaktionszeit des Farbwerks gegenüber einer Umstellung auftreten.
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Die Offenlegungsschrift
DE 44 12 601 A1 beschreibt ein Verfahren zum Steuern oder Regeln der Farbgebung einer Druckmaschine, wobei mit diesem Verfahren ein optimales Einschwingverhalten bei einer gezielten Färbungsänderung sichergestellt werden soll. Auf diese Art und Weise soll der Sollfarbwert sicher und schnell erreicht werden. Um dieses optimale Einschwingverhalten zu erreichen, ist vorgesehen, dass zonal wirkende Farbdosierelemente in einer Druckmaschine mit Hilfe einer Steuer- und Regelvorrichtung programmgesteuert eingestellt werden, indem aus den Farbzonen mittels einer Bildaufnahmeeinrichtung Bildsignale gewonnen werden und indem mittels der Steuer- oder Regelvorrichtung aus den Bildsignalen zonenweise laufend der Gradient der Färbungsänderung ermittelt und mit einer Bezugsgröße verglichen wird. Wenn der Gradient um eine vorgegebene Toleranz abweicht, werden die entsprechenden Farbdosierelemente so verstellt, dass der Gradient wieder in einem vorgegebenen Toleranzbereich liegt. Auf diese Art und Weise kann ausgehend von einer Istfarbdichte eine Sollfarbdichte möglichst schnell erreicht werden. Die Steuer- oder Regelvorrichtung verarbeitet dabei Bildsignale, welche von einer Bildaufnahmeeinrichtung stammen, die im letzten Druckwerk der Druckmaschine angeordnet ist.
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Aus der Offenlegungsschrift
DE 100 56 246 A1 geht ein weiteres Verfahren zum Steuern der Farbmenge in einer Druckmaschine hervor. Dabei wird eine Änderung von einer ersten Farbmenge auf eine zweite Farbmenge durchgeführt, indem während eines Übergangszeitintervalls ein Farbmengenstrom abgegeben wird, der von einem dem zweiten Wert entsprechenden zweiten Sollwert des Farbmengenstroms abweicht. Dieser Farbmengenstrom wird nach einer gegebenen Regel anhand der ersten und zweiten Farbmenge festgelegt. Auf diese Art und Weise wird im Übergangszeitintervall die Farbmenge auf einen dritten Wert eingestellt. Es ist des Weiteren vorgesehen, dass eine fiktive Farbmenge zwischen der ersten und der zweiten Farbmenge interpoliert wird und ein neues Übergangszeitintervall begonnen wird. Der Farbmengenstrom während des neuen Übergangszeitintervalls wird anhand der gegebenen Regeln in Abhängigkeit von der fiktiven Farbmenge und der dritten Farbmenge festgelegt. Auf diese Art und Weise soll die Umstellung von der ersten Farbmenge auf die zweite Farbmenge besonders schnell durchgeführt werden können.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zur Steuerung eines Farbwerks zu schaffen, so dass die Farbwerksreaktion beschleunigt wird.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren zur Steuerung eines Farbwerks einer Druckmaschine mit den Merkmalen gemäß Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen charakterisiert.
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Im erfindungsgemäßen Verfahren zur Steuerung eines Farbwerks einer Druckmaschine, insbesondere einer Offsetdruckmaschine, mit wenigstens einem Farbdosierelement und einer Steuerungseinheit, wird das Farbdosierelement von einer ersten Farbmengendosierung, insbesondere einer ersten Größe der Öffnung des Farbdosierelements, auf eine zweite Farbmengendosierung, insbesondere einer zweiten Größe der Öffnung des Farbdosierelements, für eine zu erreichende Sollfärbung umgestellt. Das Farbdosierelement wird während der instationären Phase des Farbwerks vor Erreichen der Sollfärbung wenigstens für einen Zeitabschnitt auf eine temporäre dritte Farbmengendosierung von der Steuerungseinheit eingestellt. Die Steuerungseinheit verarbeitet wenigstens einen Wert einer aktuellen Istfärbung während der instationären Phase des Farbwerks für die Bestimmung der temporären dritten Farbmengendosierung.
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Die Erfindung ermöglicht eine Regelung auf Grundlage einer instationären Färbung. Die temporäre dritte Farbmengendosierung soll eine vorzeichenbehaftete Differenz (Mengenüberschreitung oder Mengenunterschreitung) zwischen der Istfarbmenge und der Sollfarbmenge im Farbwerk ausgleichen. Es wird die Farbmenge im Farbwerk gesteuert. Insbesondere ist die Steuerung für den Fortdruck geeignet. Das Farbwerk kann mehrere Farbdosierelemente aufweisen. Ein Farbdosierelement kann insbesondere ein Farbmesser, ein Farbschieber, eine Kartusche, eine Dosierexzenter oder ein Dosierzylinder sein. Die aktuelle Istfärbung kann instationär sein. Die dritte Farbmengendosierung erfolgt in Konsequenz einer verstärkten Verstellung des Farbdosierelements, genauer einer verstärkte Verstellung der Größe der Öffnung des Farbdosierelements. Die dritte Farbmengendosierung kann auch als dynamische Farbmengendosierung bezeichnet werden.
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Der aktuelle Zustand im Farbwerk kann sich von Messwerten, die ein Maß für die Istfärbung darstellt, unterscheiden. In einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Steuerung eines Farbwerks einer Druckmaschine ist daher der Wert der aktuellen Istfärbung ein korrigierter Wert einer gemessenen instationären Istfärbung, insbesondere kann der korrigierte Wert ein in der Zeitentwicklung der aktuellen Istfärbung in die Zukunft extrapolierter Wert oder ein vorhergesagter Wert sein. Es ist besonders vorteilhaft in einer Ausprägung der bevorzugten Ausführungsform, wenn die Korrektur die Reaktionszeit und/oder die Totzeit der Messeinrichtung und der Steuerungseinheit, insbesondere die Systemtotzeit, berücksichtigt. Die Korrektur kann damit der Tatsache Rechnung tragen, dass eine Messung der Färbung eines Bedruckstoffes der Einwirkung des Farbwerks nachgeordnet erfolgt, während das Stellglied, das Farbdosierelement, im Farbwerk wirkt, genauer zunächst auf die Farbverteilung im Farbwerk einwirkt. Die verstärkte Verstellung kann damit auf Grundlage von korrigierten Istwerten und Sollwerten für die Färbung erfolgen.
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Im erfindungsgemäßen Verfahren zur Steuerung eines Farbwerks kann die aktuelle Istfärbung auf Basis einer Messung der Farbschichtdicke, einer Messung der Remission oder einer Spektralmessung bestimmt werden. Eine für ein spezielles adäquates Messverfahren geeignete Messeinrichtung kann mit der im erfindungsgemäßen Verfahren eingesetzten Steuerungseinheit verknüpft oder verbunden sein. Die Färbung kann somit auch im Maß der Dichte ausgedrückt werden (Istdichte, Solldichte für eine bestimmte Farbe).
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Des Weiteren oder alternativ dazu können sich im erfindungsgemäße Verfahren die dritte Farbmengendosierung und die zweite Farbmengendosierung durch eine vorzeichenbehaftete Differenz (eine Soll-Ist-Differenz) unterscheiden, welche in Abhängigkeit der zu erreichenden Sollfärbung und der zu Beginn des Zeitabschnitts aktuellen Istfärbung bestimmt ist. Anders ausgedrückt, die Größe der verstärkten Verstellung, genauer die Größe und/oder die Dauer der Öffnung des Farbdosierelements, sind bevorzugt in Funktion der aktuellen Istfärbung und der zu erreichenden Sollfärbung bestimmt.
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In einer vorteilhaften Ausgestaltung wird das erfindungsgemäße Verfahren in einem Farbwerk durchgeführt, welches in lateraler Richtung eine Mehrzahl von Farbzonen aufweist. Ein derartiges Farbwerk kann auch als zonales Farbwerk bezeichnet werden. Für jedes Farbdosierelement in jeder der Farbzonen werden die in dieser Darstellung beschriebenen Verfahrensschritte oder Kombinationen der Verfahrensschritte durchgeführt.
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Dabei können die einzelnen Farbmengendosierungen, insbesondere die dritte Farbmengendosierung in Größe und/oder Dauer (beispielsweise eine bestimmte Anzahl von zu druckenden Exemplaren, Abzügen oder Bogen) während der instationären Phase, unterschiedlich sein.
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Die Druckmaschine, in welcher das erfindungsgemäße Verfahren zum Einsatz gelangt, kann eine direkte oder eine indirekte Flachdruckmaschine, insbesondere eine Offsetdruckmaschine sein. Die Druckmaschine kann insbesondere eine Bogen verarbeitende Maschine sein. Bevorzugt ist die Druckmaschine eine Bogen verarbeitende Offsetdruckmaschine. Als Bedruckstoffe können insbesondere Papier, Pappe, Karton oder organische Polymerfolie verarbeitet werden. Die Druckmaschine kann einen Anleger, eine Mehrzahl von Druckwerken, insbesondere vier, sechs, acht, zehn oder zwölf Offsetdruckwerke, und einen Ausleger umfassen. Die Druckmaschine kann darüber hinaus auch noch weitere Aggregate, wie beispielsweise ein Stanzwerk oder ein Lackwerk, aufweisen.
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Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen der Erfindung werden anhand der nachfolgenden Darstellung unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren beschrieben. Es zeigt im Einzelnen:
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1 ein Diagramm von Färbungsgrößen in Funktion der Zeit bei Umstellung von einer ersten Farbmengendosierung auf eine zweite Farbmengendosierung ohne temporäre verstärkte Verstellung des Farbdosierelements in einer beispielhaften Parameterkombination,
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2 ein Diagramm von Färbungsgrößen in Funktion der Zeit bei Umstellung von einer ersten Farbmengendosierung auf eine zweite Farbmengendosierung mit temporärer verstärkter Verstellung des Farbdosierelements gemäß dem Stand der Technik für die in der 1 gezeigte Parameterkombination, und
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3 ein Diagramm von Färbungsgrößen in Funktion der Zeit bei Umstellung von einer ersten Farbmengendosierung auf eine zweite Farbmengendosierung mit erfindungsgemäßer temporrer verstärkter Verstellung des Farbdosierelements für die in der 1 gezeigte Parameterkombination.
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Ohne Einschränkung des bereits dargestellten erfinderischen Bezuges auf zonale Farbwerke werden bei der Bezugnahme auf die Figuren zur Vereinfachung der Darstellung nur Färbungsgrößen, die aus der Wirkung eines Farbdosierelementes resultieren, betrachtet.
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Die 1 zeigt ein Diagramm von Färbungsgrößen in Funktion der Zeit bei Umstellung von einer ersten Farbmengendosierung auf eine zweite Farbmengendosierung ohne temporäre verstärkte Verstellung des Farbdosierelements in einer beispielhaften Parameterkombination. Eine Sollfärbung 10, ein berechneter stationärer Endwert, ist durch die Umstellung zu erreichen. Dazu wird ein Farbdosierelement von einer ersten Farbmengendosierung 14 auf eine zweite Farbmengendosierung 16 in einem bestimmten Zeitpunkt verstellt. Die aktuelle Istfärbung 12 weist einen zeitlichen Verlauf derart auf, dass sie gegen den Sollwert 10 in einer bestimmten Reaktionszeit des Farbwerks monoton konvergiert. Eine hinreichende Konvergenz ist in diesem Beispiel bei etwa drei Zeiteinheiten erreicht.
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Die 2 ist ein Diagramm von Färbungsgrößen in Funktion der Zeit bei Umstellung von einer ersten Farbmengendosierung auf eine zweite Farbmengendosierung mit temporärer verstärkter Verstellung des Farbdosierelements gemäß dem Stand der Technik für die in der 1 gezeigte Parameterkombination. Um die Reaktionszeit des Farbwerks zu beeinflussen, wird gemäß dem Stand der Technik eine temporäre verstärkte Verstellung 18, nach dem bestimmten Zeitpunkt der Verstellung von der ersten Farbmengendosierung 14 bis zu einem anderen bestimmten Zeitpunkt, an dem auf die zweite Farbmengendosierung 16 verstellt wird, vorgenommen. Gemäß dem Stand der Technik beruhen die Stärke und das Vorzeichen der temporären Verstellung auf den Anfangs- und Endwerten der Farbmengendosierung und der Richtung der Änderung, hier also eine Verringerung von einer größeren ersten Farbmengendosierung 14 auf eine kleinere zweite Farbmengendosierung 16. Der zeitliche Verlauf der aktuelle Istfärbung 12 erhält bei dieser Parameterkombination einen ersten Knick beim bestimmten Zeitpunkt und einen zweiten Knick beim anderen bestimmten Zeitpunkt. Die temporäre verstärkte Verstellung 18 gemäß dem Stand der Technik ist in dieser gezeigten Parameterkombination kontraproduktiv: Die Verstellung 18 führt die aktuelle Istfärbung 12 von der zu erreichenden Sollfärbung 10 weg, erst nach erfolgter Verstellung auf die zweite Farbmengendosierung 14 konvergiert die aktuelle Istfärbung 12 stetig und monoton gegen die Sollfärbung 10. Eine hinreichende Konvergenz ist in diesem Beispiel erst bei etwa vier Zeiteinheiten, also zu einem Zeitpunkt, der nach demjenigen ohne verstärkte Verstellung 18 liegt, erreicht.
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Die 3 zeigt schließlich ein Diagramm von Färbungsgrößen in Funktion der Zeit bei Umstellung von einer ersten Farbmengendosierung 14 auf eine zweite Farbmengendosierung 16 mit erfindungsgemäßer temporrer verstärkter Verstellung des Farbdosierelements auf eine dritte Farbmengendosierung 20 für die in der 1 gezeigte Parameterkombination. Um die Reaktionszeit des Farbwerks zu verkürzen, wird erfindungsgemäß eine temporäre dritte Farbmengendosierung 20, nach dem bestimmten Zeitpunkt der Verstellung von der ersten Farbmengendosierung 14 bis zu einem anderen bestimmten Zeitpunkt, an dem auf die zweite Farbmengendosierung 16 verstellt wird, vorgenommen. Erfindungsgemäß beruhen die Stärke und das Vorzeichen der temporären Verstellung auf die dritte Farbmengendosierung 20 auf der aktuellen Istfärbung 12 und der Sollfärbung 10. Im konkret gezeigten Fall ist die Richtung der Änderung auf die dritte Farbmengendosierung 20 positiv, da die aktuelle Istfärbung 12 unter der zu erreichenden Sollfärbung 10 liegt. Grundlage für die Stärke dieser temporären Verstellung ist aber nicht die gemessene instationäre Istfärbung 22 am bestimmten Zeitpunkt, sondern ein korrigierter Wert 24, welcher einen totzeitbereinigten Wert für die Istfärbung 12 darstellt. Der korrigierte Wert 24 wird später als der gemessene Wert für die instationäre Istfärbung 12 erreicht. Der zeitliche Verlauf der aktuelle Istfärbung 12 verläuft bei dieser Parameterkombination ab dem Zeitpunkt, an dem der korrigierte Wert 24 erreicht wird, steiler monoton und damit schneller auf die Sollfärbung 10 zu. Die erfindungsgemäße temporäre verstärkte Verstellung auf die dritte Farbmengendosierung 20 ist in dieser gezeigten Parameterkombination effektiv wirksam: Die aktuelle Istfärbung 12 konvergiert schneller stetig und monoton gegen die Sollfärbung 10. Eine hinreichende Konvergenz ist in diesem Beispiel in vorteilhafter Konsequenz schon nach etwa dreiviertel Zeiteinheiten, also zu einem Zeitpunkt, der deutlich vor denjenigen ohne verstärkte Verstellung 18 und mit verstärkter Verstellung 18 gemäß dem Stand der Technik liegt, erreicht. Während die Farbmengendosierungen kein gutes Maß für die tatsächlichen Farbmengenverhältnisse im Farbwerk darstellen, kann erfindungsgemäß auf Grundlage der aktuellen Färbung 12 eine Beschleunigung der Reaktion des Farbwerks und der Konvergenz der Farbwerkseinstellung auf eine Sollfärbung erreicht werden.
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In einer vorteilhaften Ausführungsform wird erfindungsgemäß das Verfahren zur Einstellung der Farbzonenöffnungen für den Fortdruck in einer Offsetdruckmaschine mit einem zonalen Farbwerk und einem Steuerungsrechner eingesetzt. Der aktuelle Istfarbschichtmesswert wird erfasst und dem Steuerungsrechner zugeleitet. Der aktuelle Istfarbschichtmesswert wird korrigiert, die Farbzonenöffnung für den Sollschichtendwert werden berechnet. Ein Verstärkungsfaktor in Abhängigkeit des Sollschichtendwerts und des aktuellen korrigierten Istfarbschichtmesswerts wird berechnet. Für eine bestimmte Anzahl von Druckbogen werden die Farbzonenöffnungen mit dem Verstärkungsfaktor beaufschlagt.
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Erfindungsgemäß wird in bevorzugter Ausführung bei der Berechnung einer Farbzonenverstellung für eine verstärkte Verstellung die aktuelle, instationäre Istschichtdicke/Istdichte verwendet. Die Werte werden entsprechend der Systemtotzeit korrigiert. Anders ausgedrückt Berücksichtigung der Systemtotzeit inklusive Messtotzeit wird bei der Berechnung der dynamischen Farbzonenverstellung berücksichtigt. Eine verstärkte Verstellung, auf welcher das Übersteuern der Farbzonenverstellung basiert, wird aus korrigierten Ist- und Sollwerten berechnet. Der Endwert der Farbzonenverstellung basiert auf der Farbregelung. Die dynamische Farbzonenverstellung ist separat von der berechneten statischen Farbzonenverstellung.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Sollfärbung
- 12
- aktuelle Istfärbung
- 14
- erste Farbmengendosierung
- 16
- zweite Farbmengendosierung
- 18
- verstärkte Farbmengenverstellung
- 20
- dritte Farbmengendosierung
- 22
- gemessene instationäre Istfärbung
- 24
- korrigierter Wert
