-
Vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung der Schmitzringpressung in einem Druckwerk, wobei mit einem Dehnungssensor die Pressung zwischen einem ersten Schmitzring eines ersten Zylinders und einem zweiten Schmitzring eines zweiten Zylinders ermittelt wird und wobei mit einem Stellantrieb einer der beiden Schmitzringe relativ zum anderen verstellt wird.
-
In
DE 35 20 344 C2 ist eine Einrichtung beschrieben, bei der die Messwertgeber auf den Wellen angeordnete Dehnungsmessstreifen sind.
-
In
DE 10 2007 036 133 A1 ist ein Verfahren beschrieben, bei welchem die Plattenzylinder mit fernsteuerbaren Stelleinrichtungen an radial verstellbaren Plattenzylinderlagern der Position der Gummizylinder zumindest im Einricht- oder Druckbetrieb derart nachgeführt werden, dass die Schmitzringpressungen einen vorgebbaren Toleranzbereich nicht überschreiten.
-
In
DE 10 2010 006 781 A1 ist ein Verfahren beschrieben, bei dem eine Verformung eines Schmitzrings im Bereich einer Kontaktlinie mit einem anderen Schmitzring mittels eines Dehnungsmessstreifens erfasst wird. Der Dehnungsmessstreifen ist auf einer Seitenfläche des Schmitzrings in der Nähe seiner Lauffläche so aufgebracht, dass Materialdehnungen in radialer Richtung des Schmitzrings erfasst werden. Der Dehnungsmessstreifen ist mit einem Verstärker verbunden, dessen Ausgang mit einer Steuereinrichtung in Verbindung steht.
-
Aufgabe der Erfindung ist, ein weiteres Verfahren zur Steuerung der Schmitzringpressung in einem Druckwerk anzugeben.
-
Die Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren zur Steuerung der Schmitzringpressung in einem Druckwerk, wobei mit einem Dehnungssensor die Pressung zwischen einem ersten Schmitzring eines ersten Zylinders und einem zweiten Schmitzring eines zweiten Zylinders ermittelt wird und wobei mit einem Stellantrieb einer der beiden Schmitzringe relativ zum anderen verstellt wird, dadurch gekennzeichnet, dass mit dem Dehnungssensor die Dehnung eines Bauteils gemessen wird, in welchem der erste Zylinder und der zweite Zylinder gelagert sind, wobei mit dem Dehnungssensor in einem ersten Schritt in einem Modus „Druck ab“ des Druckwerks erste Messwerte und in einem zweiten Schritt in einem Modus „Druck an“ zweite Messwerte gewonnen werden, wobei die Schmitzringe in dem Modus „Druck an“ miteinander in Kontakt und in dem Modus „Druck ab“ miteinander außer Kontakt stehen.
-
Die nachfolgend beschriebenen Weiterbildungen der Erfindung sind einzeln oder - soweit sie sich einander technisch nicht ausschließen - in beliebiger Kombination miteinander realisierbar:
- Der erste Schritt kann bei jedem Druckauftragswechsel zwischen zwei Druckaufträgen durchgeführt werden.
- Der zweite Schritt kann während jedes Druckauftrags mehrfach durchgeführt werden.
- Mit einem elektronischen Rechner kann aus den ersten Messwerten ein erster Mittelwert und aus den zweiten Messwerten ein zweiter Mittelwert gebildet werden.
- Es kann eine von einer mechanischen Belastung der beiden Schmitzringe abhängige Komponente der Dehnung berechnet werden, indem eine Differenz zwischen dem ersten Mittelwert und dem zweiten Mittelwert gebildet wird.
- Das Bauteil, dessen Dehnung mit dem Dehnungssensor gemessen wird, kann die Seitenwand eines Gestells des Druckwerks sein.
- Mittels eines analogen Filters können Messsignale des Dehnungssensors geglättet werden. Als das Filter kann ein PT1-Glied verwendet werden.
-
Es können Dehnungssensoren auf der Antriebsseite und der Bedienungsseite der Druckmaschine zum Einsatz kommen.
Die Dehnungssensoren können jeweils mit einem Bauteil verschraubt oder verklebt werden und dann ein dehnungsproportionales Signal liefern. Dehnungsänderungen von wenigen µm/m reichen aus, um eine gute Signalqualität zu erhalten.
-
Die Dehnungssensoren können in der Verbindungslinie der Achsen eines Gummituchzylinders und eines Plattenzylinders an der Seitenwand zwischen den Lagerbohrungen sowohl auf der Antriebsseite als auch auf der Bedienungsseite angebracht werden.
Die Struktur der jeweiligen Seitenwand kann bei Bedarf verändert werden, um die Integration des Sensors zu verbessern. Beispielsweise kann die Seitenwand lokal um den Sensor herum so optimiert werden, dass die lokalen Dehnungsänderungen der Seitenwand dem Messbereich des Sensors angepasst sind.
Der Sensor kann zum Schutz und aus Bauraumgründen in einer taschenartigen Vertiefung in der Seitenwand integriert werden, so dass der Sensor zylinderseitig an der Seitenwand angebracht werden kann, wodurch der Sensor vor Verschmutzung mit Öl geschützt werden kann, welches zum Schmieren eines Getriebes auf der anderen Seite der Seitenwand benutzt werden kann.
Die Anpassungen der Seitenwand können so erfolgen, dass nur lokale Auswirkungen im Bereich des Dehnungssensors auftreten, wodurch die Struktur ihre globale Steifigkeit erhält, so dass die Druckqualität nicht beeinträchtigt wird.
-
Weitere Weiterbildungen, welche einzeln oder - soweit sie sich einander technisch nicht ausschließen - in beliebiger Kombination miteinander oder mit den zuvor bereits genannten Weiterbildungen realisierbar sind, ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels und der zugehörigen Zeichnung.
-
Darin zeigen:
- 1: einen Modus „Druck an“ eines Druckwerks,
- 2: einen Modus „Druck ab“ des Druckwerks,
- 3: eine Seitenwand des Druckwerks,
- 4: einen Dehnungssensor an der Seitenwand,
- 5 bis 9: verschiedene Varianten einer Einrichtung zur Verstellung einer Zylinderlagerung und
- 10: eine steuerungstechnische Verknüpfung des Dehnungssensors.
-
In den 1 bis 10 sind einander entsprechende oder funktionsgleiche Bauteile oder Elemente mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet, so dass eine wiederholte Beschreibung nicht erforderlich ist.
-
1 zeigt, dass ein erster Zylinder 11 mit einem ersten Schmitzring 1 und ein zweiter Zylinder 12 mit einem zweiten Schmitzring 2 ausgestattet sind. Der erste Zylinder 11 ist ein Plattenzylinder und der zweite Zylinder 12 ist ein Gummizylinder. Die beiden Zylinder 11, 12 sind Bestandteile eines Druckwerks 3 für Offsetdruck. Dargestellt ist ein Modus „Druck an“, in dem der zweite Zylinder 12 an den ersten Zylinder 11 angestellt ist und somit der zweite Schmitzring 2 mit dem ersten Schmitzring 1 in Kontakt steht.
-
2 zeigt einen Modus „Druck ab“, in welchem der zweite Zylinder 12 vom ersten Zylinder 11 abgestellt ist und somit der zweite Schmitzring 2 außer Kontakt mit dem ersten Schmitzring 1 steht.
-
3 zeigt einen Dehnungssensor 4, der an einem Bauteil 6 befestigt ist. Das Bauteil 6 ist eine Seitenwand eines Gestells 8 des Druckwerks 3. Der 3 liegt eine Blickrichtung aus dem Inneren des Druckwerks 3 auf die Seitenwand zugrunde. Die beiden Zylinder 11, 12 sind in 3 nicht mit dargestellt. Darin dargestellt sind in das Bauteil 6 eingebrachte Löcher (ohne Bezugszeichen) zur Aufnahme von Lagerungen für die beiden Zylinder 11, 12. Eine imaginäre Verbindungszentrale 13 zwischen geometrischen Rotationsachsen der Zylinder 11, 12 und somit auch der Schmitzringe 1, 2 verläuft durch die Einbauposition des Dehnungssensors 4. Der Dehnungssensor 4 ist in einer Tasche 14 angeordnet, welche in das Bauteil 6 eingebracht ist.
-
4 zeigt eine der Linie II-II in 3 entsprechende Schnittdarstellung, bei welcher der Dehnungssensor 4 und die Tasche 14 vergrößert gezeigt sind.
-
5 zeigt eine Lagerung 15 des zweiten Zylinders 12 und somit des zweiten Schmitzrings 2. Die Lagerung 15 umfasst einen Innenring 16 und einen Außenring 17, die auch als Exzenterbuchsen bezeichnet werden können. Eine Anstellbewegung a1 zum Anstellen des zweiten Zylinders 12 an den ersten Zylinder 11 und somit des zweiten Schmitzrings 2 an den ersten Schmitzring 1 wird über ein Getriebe 18 auf die Lagerung 15 übertragen. Das Getriebe 18 ist ein Koppelgetriebe und umfasst eine Schwinge mit zwei Armen. An dem einen Arm ist eine Koppelstange angelenkt, die an dem Innenring 16 angelenkt ist, und an dem anderen Arm der Schwinge ist eine Koppelstange angelenkt, die an dem Außenring 17 angelenkt ist. In das Getriebe 18 ist ein Stellantrieb 5 integriert, der eine Einstellbewegung x1 erzeugt. Die Einstellbewegung x1 wird auf die Lagerung 15 übertragen, welche infolgedessen den zweiten Zylinder 12 und den zweiten Schmitzring 2 zum ersten Zylinder 11 und dem ersten Schmitzring 1 hin oder davon weg verstellt. Durch diese Verstellung wird die Pressung zwischen den Schmitzringen 1, 2 justiert. Der Stellantrieb 5 ist in eine der beiden Koppelstangen integriert, speziell die am Außenring 17 angelenkte Koppelstange. Durch die Aktivierung des Stellantriebs 5 wird die Länge der Koppelstange, in welche der Stellantrieb 5 integriert ist, verlängert oder verkürzt. Der Stellantrieb 5 kann zum Beispiel ein Elektromotor mit einem Schraubengetriebe sein.
-
In 6 ist eine Modifikation des Getriebes 18 dargestellt, wobei die zur Einstellung der Schmitzringpressung längenvariable Koppelstange einen Abschnitt hat, der als Parallelogramm 19 aus miteinander gelenkig verbundenen Stangen ausgebildet ist. Das Parallelogramm 19 kann auch als Scherengitter oder als Kniehebelsystem bezeichnet werden. Der Stellantrieb 5 bewirkt eine Einstellbewegung a2, infolge welcher das Parallelogramm 19 zusammengefaltet oder auseinandergefaltet wird und dadurch die Länge der Koppelstange verändert wird.
-
7 zeigt eine Modifikation, bei welcher anstelle der zweiarmigen Schwinge zwei einarmige Schwingen angeordnet sind. An der einen Schwinge ist die eine Koppelstange angelenkt und an der anderen Schwinge ist die andere Koppelstange angelenkt. Zum Erzeugen der Einstellbewegung a2 verdreht der Stellantrieb 5 die eine Schwinge relativ zur anderen Schwinge um die gemeinsame Drehachse der beiden Schwingen.
-
8 zeigt eine Modifikation, bei welcher die zweiarmige Schwinge über eine kurze Koppelstange mit jener Koppelstange verbunden ist, welche am Außenring 17 angelenkt ist.
-
9 zeigt eine Modifikation, bei welcher der Stellantrieb 5 in jenen Arm der zweiarmigen Schwinge integriert ist, welcher an der Koppelstange angelenkt ist, die an dem Außenring 17 angelenkt ist. Der Stellantrieb 5 kann auch hier als Elektromotor mit einem Schraubengetriebe ausgebildet sein.
-
Es ist nur die Anordnung auf einer Maschinenseite, z. B. der Antriebsseite oder der Bedienungsseite, in den 1 bis 9 dargestellt und dementsprechend beschrieben worden. Selbstverständlich befindet sich auf der anderen Maschinenseite eine ebensolche Anordnung, so dass insgesamt zwei Dehnungssensoren 4 vorhanden sind.
-
10 zeigt mit Gültigkeit für alle in den 1 bis 9 gezeigten Varianten ein Schema, in welchem die steuerungstechnische Verknüpfung des jeweiligen Dehnungssensors 4 mit dem jeweiligen Stellantrieb 5 dargestellt ist. Der Dehnungssensor 4 ist über ein Filter 9 und einen elektronischen Rechner 7 mit dem Stellantrieb 5 verknüpft, um einen Regelkreis aufzubauen. Das Filter 9 kann ein analoges Filter sein, z.B. ein PT1-Glied.
-
Die zuvor beschriebene Vorrichtung funktioniert folgendermaßen:
- Bei jedem Wechsel des Druckauftrags werden die einzelnen Messwerte der Dehnungssensoren 4 als Referenzwerte abgespeichert, wenn das jeweilige Druckwerk von Druck geht. Der Ablauf der Messung wird gestartet, wenn die Maschinengeschwindigkeit gleich der Fortdruckgeschwindigkeit ist. Es wird eine bestimmte Anzahl von Zylinderumdrehungen gewartet. Diese Anzahl kann z.B. 5 bis 20 betragen. Ein großer Teil des Einschwingens und des Sättigens des Filters geschieht während des Maschinenhochlaufs. Als nächstes werden für eine bestimmte Anzahl von Umdrehungen der Zylinder und somit der Schmitzringe 1, 2 mittels der auf der Antriebsseite und der Bedienungsseite der Druckmaschine angeordneten Dehnungssensoren 4 Messungen vorgenommen. Die Anzahl von Umdrehungen, während welcher die Messungen vorgenommen werden, kann z.B. 5 bis 20 betragen. Aus den bei den Messungen gewonnenen Messwerten werden in dem Rechner 7 Mittelwerte gebildet, wobei das Ergebnis dieser Berechnung ein Wert pro Schmitzringpaar ist. Die Referenzwerte werden von den Mittelwerten subtrahiert. Danach wird das Dehnungssignal in ein Kraftsignal umgerechnet, z.B. über einen Look-up-table. Während des laufenden Druckauftrags wird nur ein Teil des zuvor erläuterten Verfahrensablaufs wiederholt. Dieser Teil beginnt mit dem dritten Schritt (Warten einer bestimmten Anzahl von Umdrehungen). Bei jedem Druckauftragswechsel wird der gesamte zuvor erläuterte Verfahrensablauf, beginnend mit dem ersten Schritt (Speichern der einzelnen Sensorwerte als Referenzwerte) wiederholt.
-
Das erfindungsgemäße Verfahren hat verschiedene Vorteile:
- Durch Anwendung des Verfahrens werden Wartungszeiten und damit verbundene Maschinenstillstandszeiten vermieden, die bei manueller Einstellung der Schmitzringpressung sonst auftreten würden. Durch das erfindungsgemäße Verfahren werden mögliche Änderungen der Schmitzringpressung über die Betriebszeit der Druckmaschine erfasst. Außerdem berücksichtigt das erfindungsgemäße Verfahren den Einfluss von Temperaturerhöhungen infolge des Druckbetriebs auf die Schmitzringpressung.
-
Bezugszeichenliste
-
- 1
- erster Schmitzring
- 2
- zweiter Schmitzring
- 3
- Druckwerk
- 4
- Dehnungssensor
- 5
- Stellantrieb
- 6
- Bauteil
- 7
- Rechner
- 8
- Gestell
- 9
- Filter
- 10
- -
- 11
- erster Zylinder
- 12
- zweiter Zylinder
- 13
- Verbindungszentrale
- 14
- Tasche
- 15
- Lagerung
- 16
- Innenring
- 17
- Außenring
- 18
- Getriebe
- 19
- Parallelogramm
- a1
- Anstellbewegung
- a2
- Einstellbewegung
- x1
- Einstellbewegung
