DE102020107586A1

DE102020107586A1 - Verfahren zum Betreiben einer Vorrichtung für das zirkulierende Versorgen mehrerer Tinten-Druckköpfe einer Tinten-Druckmaschine mit flüssiger Tinte

Info

Publication number: DE102020107586A1
Application number: DE102020107586.3A
Authority: DE
Inventors: Jörg-Achim Fischer; Jörg Suhr
Original assignee: Heidelberger Druckmaschinen AG
Current assignee: Heidelberger Druckmaschinen AG
Priority date: 2020-03-19
Filing date: 2020-03-19
Publication date: 2020-12-10

Abstract

Ein erfindungsgemäßes Verfahren zum Betreiben einer Vorrichtung für das zirkulierende Versorgen mehrerer Tinten-Druckköpfe einer Tinten-Druckmaschine mit flüssiger Tinte, wobei die Vorrichtung (3) einen Vorratsbehälter (10) für die Tinte (6), eine erste verzweigte Leitung (20) zum Leiten der Tinte vom Vorratsbehälter zu den Druckköpfen (4), eine zweite verzweigte Leitung (30) zum Leiten von nichtverdruckter Tinte zurück zum Vorratsbehälter, eine Pumpe (22, 32) in einer der Leitungen und einen membranlosen Ausgleichsbehälter (40) in Verbindung mit einer der Leitungen und mit einem Tintenvolumen V2 (41) und einem Luftvolumen (42) umfasst, zeichnet sich dadurch aus, dass in wenigstens einer der Leitungen (20, 30) der Druck p der Tinte temporär von einem Wert p1 auf einen Wert p2 verändert wird, dass ein erster Pegel H (50) der Tinte im Vorratsbehälter (10) vor und nach der Druckänderung als zwei Werte H1 und H2 gemessen wird, dass das Tintenvolumen V2 (41) im Ausgleichsbehälter (40) unter Einsatz eines digitalen Rechners (80) berechnet wird und dass bei Abweichung des Tintenvolumens V2 von einem vorgegebenen Volumenwert V2_soll eine Änderung des Tintenvolumens V2 vorgenommen wird. Die Erfindung ermöglicht es in vorteilhafter Weise, den Pegel bzw. ein damit zusammenhängendes Volumen eines Tintenvolumens in einem Ausgleichsbehälter, ohne einen hierzu separat vorhandenen Sensor, zu ermitteln und ggf. erforderliche Änderungen am Pegel bzw. Volumenvorzunehmen.

Description

Erfindung
Die Erfindung betrifft ein Verfahren mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 1.
Technisches Gebiet
Die Erfindung liegt auf dem technischen Gebiet der grafischen Industrie und dort insbesondere im Bereich des industriellen, d.h. hochproduktiven Tintendrucks (Inkjet) auf flache Substrate, d.h. des bildgemäßen Auftragens von feinsten Tropfen aus flüssiger Tinte auf bogen-, bahn-, folien- oder etikettenförmige Bedruckstoffe, bevorzugt aus Papier, Karton, Pappe, Kunststoff, Metall oder Verbundmaterial. Im Besonderen liegt die Erfindung dabei auf dem Teilgebiet des Bevorratens von flüssiger Tinte und des (zirkulierenden) Versorgens von die Tintentropfen erzeugenden Druckköpfen mit flüssiger Tinte sowie dabei des Steuerns/Regelns des hydrostatischen oder hydrodynamischen Drucks der flüssigen Tinte.
Stand der Technik
Industrielle Tintendruckmaschinen mit einer Vielzahl von Druckköpfen verfügen üblicherweise über eine so genannte Tintenversorgungseinrichtung (oder kurz: Tintenversorgung). Diese umfasst meist einen Vorratsbehälter für die Tinte. Im Vorlauf zu den Köpfen umfasst sie weiterhin meist wenigstens eine Leitung mit einer Pumpe sowie einen sogenannten Tintenverteiler („supply manifold“), welcher die Tinte von der Leitung auf die Köpfe verteilt. Beim zirkulierenden Versorgen der Druckköpfe mit Tinte wird nichtverdruckte Tinte über einen Rücklauf zurück zum Vorratsbehälter gefördert. Auch der Rücklauf kann eine Leitung mit einer Pumpe sowie einen Tintenverteiler („return manifold“) umfassen.
Der Druck der Tinte kann sensorisch überwacht werden und Druckschwankungen können gedämpft werden. Bekannte Einrichtungen zum Dämpfen von Druckschwankungen oder - spitzen sind (als hydraulische Kapazitäten wirkend) z.B. so genannte Windkessel oder alternativ Druckausgleichsbehälter mit einer beweglichen Membran zwischen einem Tintenvolumen und einem Luftvolumen.
Die DE 10 2016 212 733 Aloffenbart eine Tintenversorgung mit einem Tintenvorratsbehälter, Zulauf mit Zulaufpumpe, Zulaufverteiler zu den Druckköpfen, Rücklauf-Verteiler, Rücklauf mit Rücklaufpumpe und mit zwei Druckausgleichsbehältern mit je einer Membran.
Bei längerem Betrieb der Tintenversorgung kann es vorkommen, dass sich die Luftvolumen der hydraulischen Kapazitäten ändern, z.B. durch Leckagen oder durch Absorption von Luft in der Tinte. Mit abnehmenden Luftvolumen nimmt die dämpfende Wirkung der hydraulischen Kapazität ab. Hierdurch kann es zu Störungen beim Drucken und zu Qualitätseinbußen kommen.
Der Pegel der Tintenoberfläche in einem Windkessel kann mit einem separaten Sensor gemessen werden. Ein solcher Sensor verursacht jedoch Kosten in Anschaffung und Betrieb und kann z.B. infolge Verschmutzung ausfallen, so dass dieser gewartet und ggf. gereinigt werden muss.
Aufgabe
Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Verbesserung gegenüber dem Stand der Technik zu schaffen, welche es insbesondere ermöglicht, den Pegel bzw. ein damit zusammenhängendes Volumen eines Tintenvolumens in einem Ausgleichsbehälter, ohne einen hierzu separat vorhandenen Sensor, zu ermitteln und ggf. erforderliche Änderungen am Pegel bzw. Volumenvorzunehmen.
Erfindungsgemäße Lösung
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren nach Anspruch 1 gelöst.
Vorteilhafte und daher bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen sowie aus der Beschreibung und den Zeichnungen.
Ein erfindungsgemäßes Verfahren zum Betreiben einer Vorrichtung für das zirkulierende Versorgen mehrerer Tinten-Druckköpfe einer Tinten-Druckmaschine mit flüssiger Tinte, wobei die Vorrichtung einen Vorratsbehälter für die Tinte, eine erste verzweigte Leitung zum Leiten der Tinte vom Vorratsbehälter zu den Druckköpfen, eine zweite verzweigte Leitung zum Leiten von nichtverdruckter Tinte zurück zum Vorratsbehälter, eine Pumpe in einer der Leitungen und einen membranlosen Ausgleichsbehälter in Verbindung mit einer der Leitungen und mit einem Tintenvolumen V2 und einem Luftvolumen umfasst, zeichnet sich dadurch aus, dass in wenigstens einer der Leitungen der Druck p der Tinte temporär von einem Wert p1 auf einen Wert p2 verändert wird, dass ein erster Pegel H der Tinte im Vorratsbehälter vor und nach der Druckänderung als zwei Werte H1 und H2 gemessen wird, dass das Tintenvolumen V2 im Ausgleichsbehälter unter Einsatz eines digitalen Rechners berechnet wird und dass bei Abweichung des Tintenvolumens V2 von einem vorgegebenen Volumenwert V2_soll eine Änderung des Tintenvolumens V2 vorgenommen wird.
Die Erfindung ermöglicht es in vorteilhafter Weise, den Pegel bzw. ein damit zusammenhängendes Volumen eines Tintenvolumens in einem Ausgleichsbehälter, ohne einen hierzu separat vorhandenen Sensor, zu ermitteln und ggf. erforderliche Änderungen am Pegel bzw. Volumenvorzunehmen.
Es ist ein Vorteil der Erfindung, dass - anstelle des Pegels im Ausgleichsbehälter zu messen - der Pegel im Vorratsbehälter gemessen wird. Hierzu kann bevorzugt ein dort bereits vorhandener Sensor genutzt werden. Ein separater (Pegel-) Sensor am Ausgleichsbehälter braucht daher nicht vorgesehen zu sein und entsprechende Kosten und Aufwand können vermieden werden.
Erfindungsgemäß wird eine Druckänderung des Drucks in der Tinte herbeigeführt, welche zu einer messbaren Pegeländerung im Vorratsbehälter führt. Die (bevorzugt mit dem bereits vorhandenen Sensor im/am Vorratsbehälter) gemessene Pegeländerung kann in vorteilhafter Weise rechentechnisch bei der Berechnung und ggf. einer erforderlichen Änderung des Tintenvolumens im Ausgleichsbehälter genutzt werden. Ein Sensor im/am Ausgleichsbehälter ist daher nicht erforderlich.
Der Erfindung liegt die in umfangreichen Tests gewonnene und bestätigte Erkenntnis zu Grunde, dass bei einer Druckänderung am Ausgleichsbehälter das dortige (kompressible) Luftvolumen sein Volumen nach den Gasgesetzen ändert. Eine Änderung des Luftvolumens führt dazu, dass ein entsprechendes Differenzvolumen der (inkompressiblen) Tinte in den Ausgleichsbehälter hinein oder aus diesem heraus bewegt wird und so die Volumenbilanz im Tinten-Zirkulationskreis der Vorrichtung ändert. Da der Zirkulationskreis (Leitungen und Verteiler) vollständig gefüllt ist, kann das Differenzvolumen nur im Vorratsbehälter ausgeglichen werden und muss daher den dortigen Pegel ändern.
Die Erfindung betrifft zwar einen membranlosen Ausgleichsbehälter, jedoch kann das erfindungsgemäße Verfahren alternativ auch mit einem Ausgleichsbehälter mit separater Membran zwischen Tintenvolumen und Luftvolumen genutzt werden. Dabei muss nur darauf geachtet werden, dass die Volumenänderungen nicht zu groß werden, so dass die Membran nur hin- und herbewegt, dabei aber nicht oder nicht wesentlich gedehnt wird. Die Membran muss dabei insbesondere kraftlos bewegt werden, d.h. es darf keine oder keine wesentliche Kraft für ein (elastisches) Dehnen der Membran aufgewendet werden.
Eine alternative Erfindung ist demnach:

Ein erfindungsgemäßes Verfahren zum Betreiben einer Vorrichtung für das zirkulierende Versorgen mehrerer Tinten-Druckköpfe einer Tinten-Druckmaschine mit flüssiger Tinte, wobei die Vorrichtung einen Vorratsbehälter für die Tinte, eine erste verzweigte Leitung zum Leiten der Tinte vom Vorratsbehälter zu den Druckköpfen, eine zweite verzweigte Leitung zum Leiten von nichtverdruckter Tinte zurück zum Vorratsbehälter, eine Pumpe in einer der Leitungen und einen Ausgleichsbehälter mit Membran in Verbindung mit einer der Leitungen und mit einem Tintenvolumen V2 und einem Luftvolumen umfasst, zeichnet sich dadurch aus, dass in wenigstens einer der Leitungen der Druck p der Tinte temporär von einem Wert p1 auf einen Wert p2 verändert wird, dass ein erster Pegel H der Tinte im Vorratsbehälter vor und nach der Druckänderung als zwei Werte H1 und H2 gemessen wird, dass das Tintenvolumen V2 im Ausgleichsbehälter unter Einsatz eines digitalen Rechners berechnet wird und dass bei Abweichung des Tintenvolumens V2 von einem vorgegebenen Volumenwert V2_soll eine Änderung des Tintenvolumens V2 vorgenommen wird, wobei die Membran bewegt aber nicht gedehnt wird.

Weiterbildungen
Im Folgenden werden bevorzugte Weiterbildung der Erfindung (kurz: Weiterbildungen) beschrieben.
Eine Weiterbildung kann sich dadurch auszeichnen, dass die Tinte über einen ersten Tintenverteiler der ersten Tintenleitung zu den Druckköpfe geleitet wird.
Noch eine Weiterbildung kann sich dadurch auszeichnen, dass der Druck p in der Tinte mit einem ersten Drucksensor gemessen wird.
Noch eine Weiterbildung kann sich dadurch auszeichnen, dass der Druck p in der Tinte mit einem ersten Drucksensor am ersten Tintenverteiler gemessen wird.
Eine Weiterbildung kann sich dadurch auszeichnen, dass nicht verdruckte Tinte über einen zweiten Tintenverteiler der zweiten Tintenleitung zurück zu dem Vorratsbehälter geleitet wird.
Noch eine Weiterbildung kann sich dadurch auszeichnen, dass der Druck p in der Tinte mit einem zweiten Drucksensor gemessen wird.
Noch eine Weiterbildung kann sich dadurch auszeichnen, dass der p Druck in der Tinte mit einem zweiten Drucksensor am zweiten Tintenverteiler gemessen wird.
Noch eine Weiterbildung kann sich dadurch auszeichnen, dass der erste Pegel H mit einem Pegelsensor oder einem Abstandsensor oder einem Ultraschallsensor gemessen wird. Der Pegel H kann als Wert eines Pegelstandes bzw. einer Pegelhöhe bestimmt werden. Der Stand bzw. die Höhe können über einem Boden des Behälters oder über eine fiktiven Höhe Null gemessen werden.
Noch eine Weiterbildung kann sich dadurch auszeichnen, dass die Temperatur T der Tinte mit einem Temperatursensor gemessen wird.
Noch eine Weiterbildung kann sich dadurch auszeichnen, dass die Temperatur T der Tinte mit einem Temperatursensor an der ersten Leitung oder an einer Heizeinrichtung in der ersten Leitung gemessen wird.
Eine Weiterbildung kann sich dadurch auszeichnen, dass das Tintenvolumen V2 im Ausgleichsbehälter mit dem Rechner nach folgender Formel berechnet wird:

$V2 = Delta_V1 / ((p1 / p2) - 1),$
wobei Delta_V1 = (H2 - H1) * A ist und wobei A die Grundfläche des Vorratsbehälters ist.

Eine Weiterbildung kann sich dadurch auszeichnen, dass die Änderung des Tintenvolumens V2 vorgenommen wird, indem das Luftvolumen im Ausgleichsbehälter verändert wird.
Eine Weiterbildung kann sich dadurch auszeichnen, dass der Druck p der Tinte temporär von einem Wert p1 auf einen Wert p2 verändert wird, indem der Tintenvolumenstrom der Pumpe verändert wird. Beispielsweise kann der Druck p der Tinte von p1 auf p2 erhöht werden und dabei das Luftvolumen im Ausgleichsbehälter verringert werden.
Noch eine Weiterbildung kann sich dadurch auszeichnen, dass der Druck p der Tinte temporär von einem Wert p1 auf einen Wert p2 verändert wird, indem die Drehzahl der Pumpe verändert wird.
Eine Weiterbildung kann sich dadurch auszeichnen, dass der Druck p der Tinte zunächst auf den Wert p1 eingeregelt wird und dann auf den Wert p2 verändert, z.B. erhöht, wird.
Eine Weiterbildung kann sich dadurch auszeichnen, dass der Druck p der Tinte auf den Wert p1 eingeregelt wird, indem ein konstanter Tintenvolumenstrom (Tintenvolumen pro Zeiteinheit) eingeregelt wird.
Noch eine Weiterbildung kann sich dadurch auszeichnen, dass der Quotient p1/p2 zwischen 0,1 und 0,9 liegt oder zwischen 0,4 und 0,6 liegt oder im Wesentlichen 0,5 ist.
Noch eine Weiterbildung kann sich dadurch auszeichnen, dass die Zeitdifferenz zwischen der Messung des Tintendrucks p1 und des Tintendrucks p2 kleiner als 60 Sekunden ist.
Noch eine Weiterbildung kann sich dadurch auszeichnen, dass die Tinte entgast wird. Ist die Tinte weitgehend frei von (Luft-) Blasen, so kann der Zirkulationsfluss der Tinte als vorteilhaft stabil angesehen werden.
Noch eine Weiterbildung kann sich dadurch auszeichnen, dass die Temperatur der Tinte während des Messens des Pegels H der Tinte im Vorratsbehälter konstant gehalten wird. Die Messung erfolgt also bevorzugt isotherm.
Noch eine Weiterbildung kann sich dadurch auszeichnen, dass der erste Pegel H der Tinte im Vorratsbehälter vor und nach der Druckänderung als die zwei Werte H1 und H2 bei konstantem äußerem Luftdruck gemessen wird. Alternativ kann der Luftdruck gemessen werden und in die Berechnung des Tintenvolumens im Ausgleichsbehälter einfließen
Noch eine Weiterbildung kann sich dadurch auszeichnen, dass der erste Pegel H der Tinte im Vorratsbehälter vor und nach der Druckänderung als die zwei Werte H1 und H2 während einer Tintenzirkulation der Tinte vom Vorratsbehälter über die Tinten-Druckköpfe und zurück zum Vorratsbehälter gemessen wird.
Noch eine Weiterbildung kann sich dadurch auszeichnen, dass der erste Pegel H der Tinte im Vorratsbehälter vor und nach der Druckänderung als die zwei Werte H1 und H2 während einer Druckpause der Tinten-Druckmaschine oder während des Hochlaufens der Tinten-Druckmaschine gemessen wird.
Eine Weiterbildung kann sich dadurch auszeichnen, dass das Verfahren mehrfach durchgeführt wird und die dabei berechneten Werte des Tintenvolumens V2 gespeichert werden. Die gespeicherten Werte können in vorteilhafter Weise für eine sogenanntes „predictive maintenance“ verwendet werden, d.h. es können z.B. Vorhersagen getroffen werden, wann Wartungsarbeiten erfolgen sollten.
Eine Weiterbildung kann sich dadurch auszeichnen, dass aus den gespeicherten Werten des Tintenvolumens V2 eine zeitliche Änderung dV2/dt des Tintenvolumens V2 berechnet wird, dass die zeitliche Änderung dV2/dt mit einem vorgegebenen Sollwert verglichen wird und dass bei Abweichung vom Sollwert eine Maßnahme ergriffen wird.
Noch eine Weiterbildung kann sich dadurch auszeichnen, dass als Maßnahme die Vorrichtung von Tinte entleert wird.
Noch eine Weiterbildung kann sich dadurch auszeichnen, dass als Maßnahme die Entgasung der Tinte verändert wird.
Noch eine Weiterbildung kann sich dadurch auszeichnen, dass als Maßnahme der Zeitpunkt des Verlusts der Betriebsbereitschaft der Vorrichtung berechnet wird.
Noch eine Weiterbildung kann sich dadurch auszeichnen, dass die Änderung des Tintenvolumens V2 vorgenommen wird, indem zunächst die Tinte aus dem Ausgleichsbehälter entfernt wird.
Die in den obigen Abschnitten Technisches Gebiet, Erfindung und Weiterbildungen sowie im folgenden Abschnitt Ausführungsbeispiele offenbarten Merkmale und Merkmalskombinationen stellen - in beliebiger Kombination miteinander - weitere vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung dar.
Ausführungsbeispiele
Die 1 zeigt ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung und deren Weiterbildungen. Die dargestellte Vorrichtung ist insbesondere geeignet, eine bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens auszuführen. Die Darstellung zeigt die Vorrichtung bei der Ausführung eines solchen Verfahrens.
1 zeigt (schematisch) eine industrielle Tinten-Druckmaschine 1 zum Bedrucken eines Bedruckstoffs 2 mit Tinte, z.B. Papier, Karton oder Folie (je als Bogen oder Bahn). Die Maschine 1 umfasst eine Vorrichtung 3 für das zirkulierende Versorgen von mehreren Tinten-Druckköpfen 4 über deren jeweilige (Tinten-) Anschlüsse mit flüssiger Tinte 6. Die Druckköpfe sind bevorzugt DOD-Köpfe und während des Druckens bevorzugt unbewegt und der Bedruckstoff ist bevorzugt bewegt.
Die Vorrichtung 3 umfasst einen (Tinten-) Vorratsbehälter 10, z.B. einen Tank mit einem Boden, welcher ein veränderliches Tintenvolumen V1 bzw. 11 und darüber ein ebenfalls veränderliches Luftvolumen 12 beinhaltet. Das Tintenvolumen V1 kann Änderungen unterliegen, also zu- oder abnehmen. Im Beispiel ist eine Änderung des Tintenvolumens um Delta_V1 dargestellt.
Die Vorrichtung 3 umfasst eine erste (Tinten-) Leitung 20, eine so genannte Vorlaufleitung. Über diese Leitung fließt Tinte vom Vorratsbehälter 10 zu den Druckköpfen 4. Die erste Leitung ist verzweigt und umfasst als Verzweigung einen ersten (Tinten-) Verteiler 21, einen sogenannten „supply-manifold“. Die erste Leitung umfasst eine erste Pumpe 22, die so genannte Vorlaufpumpe. Diese fördert Tinte zu den Druckköpfen 4. Optional kann die erste Leitung einen (Tinten-) Entgaser und/oder eine (Tinten-) Heizeinrichtung umfassen.
Die Vorrichtung 3 umfasst eine zweite (Tinten-) Leitung 30, eine so genannte Rücklaufleitung. Über diese Leitung fließt nicht verdruckte Tinte von den Druckköpfen 4 zurück zum Vorratsbehälter 10. Die zweite Leitung ist verzweigt und umfasst als Verzweigung einen zweiten (Tinten-) Verteiler 31, einen sogenannten „return-manifold“. Die zweite Leitung umfasst optional eine zweite Pumpe 32, die so genannte Rücklaufpumpe. Diese fördert Tinte zum Vorratsbehälter.
Die Vorrichtung 3 umfasst einen Ausgleichsbehälter 40, z.B. einen sogenannten „Windkessel“. Der Ausgleichsbehälter beinhaltet ein veränderliches Tintenvolumen V2 bzw. 41 und darüber ein ebenfalls veränderliches Luftvolumen 42. Das Gesamtvolumen ist bevorzugt unveränderlich. Der Ausgleichsbehälter ist membranlos, d.h. er umfasst keine separate Membran zwischen den beiden Volumen bzw. die Grenzfläche zwischen den beiden Volumen ist von der Tintenoberfläche gebildet. Der Ausgleichsbehälter kann über eine dritte (Tinten-) Leitung an die erste Leitung 20 (oder alternativ: an die zweite Leitung 30) angekoppelt sein. Die dritte Leitung kann ein schaltbares Ventil 44 umfassen. Das Tintenvolumen V2 kann Änderungen unterliegen, also zu- oder abnehmen. Im Beispiel ist eine Änderung des Tintenvolumens um Delta _V2 dargestellt.
Der Ausgleichsbehälter 40 hat z.B. ein Gesamtvolumen (Tintenvolumen V2 bzw. 41 plus Luftvolumen 42) von 1000 ml.
Das Tintenvolumen V1 bildet (im Vorratsbehälter 10) mit seiner Grenzfläche zum Luftvolumen einen ersten (Tinten-) Pegel H bzw. 50. Eine Änderung des Tintenvolumens um Delta _V1 (z.B. eine Abnahme) führt zu einer Änderung des ersten Pegels vom Wert H1 bzw. 51 auf den Wert H2 bzw. 52 (z.B. zu einer Abnahme). Die Änderung des Tintenvolumens kann dabei durch eine Druckänderung in der Tinte bewirkt werden: bei einem z.B. höheren Druck p2 der Tinte (also: p2 > p1) steht der Pegel beim niedrigeren Wert H2. Die Druckänderung in der Tinte kann durch Ansteuern der ersten Pumpe 22 und/oder optional der zweiten Pumpe 32 bewirkt werden. Bevorzugt wird die Pumpendrehzahl verändert.
Das Tintenvolumen V2 bildet (im Ausgleichsbehälter 40) mit seiner Grenzfläche zum Luftvolumen einen zweiten (Tinten-) Pegel h bzw. 60. Eine Änderung des Tintenvolumens um Delta _V2 (z.B. eine Zunahme) führt z.B. zu einer Änderung des zweiten Pegels vom Wert h1 bzw. 61 auf den Wert h2 bzw. 62 (z.B. zu einer Zunahme). Die Änderung des Tintenvolumens kann dabei durch eine Druckänderung in der Tinte bewirkt werden: bei einem z.B. höheren Druck p2 der Tinte (also: p2 > p1) steht der Pegel beim höheren Wert h2. Die Druckänderung in der Tinte kann durch Ansteuern der ersten Pumpe 22 und/oder optional der zweiten Pumpe 32 bewirkt werden. Bevorzugt wird die Pumpendrehzahl verändert.
Der Pegel H bzw. 50 im Vorratsbehälter 10 kann mit einem Sensor 70 gemessen werden. Dieser Sensor kann als ein Pegelsensor oder Abstandssensor und insbesondere als ein Ultraschallsensor ausgebildet sein. Der Sensor kann den Abstand zum Pegel z.B. von oben messen (also z.B. im Luftvolumen) und der Pegel, z.B. definiert als die Höhe des Pegels über dem Boden des Behälters oder über einer fiktiven Höhe Null, kann daraus rechentechnisch berechnet werden.
Außer dem Sensor 70 umfasst die Vorrichtung 3 bevorzugt einen ersten Drucksensor 71, einen zweiten Drucksensor 72, einen ersten Temperatursensor 73 und/oder einen zweiten Temperatursensor 74. Der erste Drucksensor ist bevorzugt am ersten Verteiler 21 angeordnet, der zweite Drucksensor bevorzugt am zweiten Verteiler 31.
Notwendige Berechnungen können rechentechnisch erfolgen, bevorzugt unter Einsatz eines (digitalen) Rechners 80. Dieser ist bevorzugt mit allen Pumpen, Sensoren und schaltbaren Ventilen der Vorrichtung 3 zum Übermitteln von Signalen und/oder Daten verbunden (Verbindungen sind der Übersichtlichkeit wegen nicht dargestellt).
Mittels der Drucksensoren 71 und 72 und dem Rechner 80 können an den Verteilern 21 und 31 stabile Arbeitsdrücke in der Tinte eingeregelt werden. Am ersten Verteiler 21 wird bevorzugt ein stabiler Arbeitsdruck p_A eingeregelt. Zudem wird bevorzugt ein stabiler Volumenstrom (Tintenvolumen pro Zeiteinheit) eingeregelt.
Der Druck der Tinte wird bevorzugt von einem Arbeitsdruck p_A = p1 auf einen bevorzugt höheren Druck p2 geändert (also: p2 > p1). Der Pegel h im Ausgleichsbehälter ändert sich dabei von h1 auf den höheren Pegel h2. Der Pegel H im Vorratsbehälter ändert sich dabei entsprechend von H1 auf den niedrigeren Pegel H2.
Das Tintenvolumen V2 im Ausgleichsbehälter kann nun mit dem Rechner nach folgender Formel berechnet werden:

$V2 = Delta_V1 / ((p1 / p2) - 1),$
wobei Delta_V1 = (H2 - H1) * A ist und wobei A die Grundfläche des Vorratsbehälters ist. Zwischen Delta _V1 und V2 besteht demnach eine lineare Beziehung und V2 kann aus bekannten Größen berechnet werden.

Beispielsweise können folgende Werte der Drücke für eine Messung genutzt werden: p1 = 100 mbar und p2 = 160 mbar.
Bezugszeichenliste

1: Tinten-Druckmaschine
2: Bedruckstoff
3: Vorrichtung, für das zirkulierende Versorgen mit Tinte
4: Tinten-Druckköpfe
5: (Tinten-) Anschlüsse
6: Tinte
10: (Tinten-) Vorratsbehälter
11: Tintenvolumen (V1)
12: Luftvolumen
13: Änderung des Tintenvolumens (Delta_V1)
20: erste (Tinten-) Leitung / Vorlaufleitung
21: erster Tintenverteiler / „supply manifold“
22: erste Pumpe / Vorlaufpumpe
23: (Tinten-) Entgaser
24: (Tinten-) Heizeinrichtung
30: zweite (Tinten-) Leitung / Rücklaufleitung
31: zweiter Tintenverteiler / „return manifold“
32: zweite Pumpe /Rücklaufpumpe
40: membranloser Ausgleichsbehälter / „Windkessel“
41: Tintenvolumen (V2)
42: Luftvolumen
43: dritte (Tinten-) Leitung
44: Ventil, schaltbar
45: Änderung des Tintenvolumens (Delta _V2)
50: erster (Tinten-) Pegel H, im Vorratsbehälter
51: erster (Tinten-) Pegel H1, im Vorratsbehälter, bei Druck p1
52: erster (Tinten-) Pegel H2, im Vorratsbehälter, bei Druck p2
60: zweiter (Tinten-) Pegel h, im Ausgleichsbehälter
61: zweiter (Tinten-) Pegel h1, im Ausgleichsbehälter, bei Druck p1
62: zweiter (Tinten-) Pegel h2, im Ausgleichsbehälter, bei Druck p2
70: (Pegel-) Sensor / Abstandssensor / Ultraschallsensor
71: erster Drucksensor
72: zweiter Drucksensor
73: erster Temperatursensor
74: zweiter Temperatursensor
80: (digitaler) Rechner

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102016212733 [0005]

Claims

Verfahren zum Betreiben einer Vorrichtung für das zirkulierende Versorgen mehrerer Tinten-Druckköpfe einer Tinten-Druckmaschine mit flüssiger Tinte, wobei die Vorrichtung (3) einen Vorratsbehälter (10) für die Tinte (6), eine erste verzweigte Leitung (20) zum Leiten der Tinte vom Vorratsbehälter zu den Druckköpfen (4), eine zweite verzweigte Leitung (30) zum Leiten von nichtverdruckter Tinte zurück zum Vorratsbehälter, eine Pumpe (22, 32) in einer der Leitungen und einen membranlosen Ausgleichsbehälter (40) in Verbindung mit einer der Leitungen und mit einem Tintenvolumen V2 (41) und einem Luftvolumen (42) umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass in wenigstens einer der Leitungen (20, 30) der Druck p der Tinte temporär von einem Wert p1 auf einen Wert p2 verändert wird, dass ein erster Pegel H (50) der Tinte im Vorratsbehälter (10) vor und nach der Druckänderung als zwei Werte H1 und H2 gemessen wird, dass das Tintenvolumen V2 (41) im Ausgleichsbehälter (40) unter Einsatz eines digitalen Rechners (80) berechnet wird und dass bei Abweichung des Tintenvolumens V2 von einem vorgegebenen Volumenwert V2_soll eine Änderung des Tintenvolumens V2 vorgenommen wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Tinte (6) über einen ersten Tintenverteiler (21) der ersten Tintenleitung (20) zu den Druckköpfe (4) geleitet wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass nicht verdruckte Tinte (6) über einen zweiten Tintenverteiler (31) der zweiten Tintenleitung (30) zurück zu dem Vorratsbehälter (10) geleitet wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Tintenvolumen V2 (41) im Ausgleichsbehälter (40) mit dem Rechner (80) nach folgender Formel berechnet wird: V2 = Delta_V1 / ((p1 / p2) - 1), wobei Delta _V1 = (H2 - H1) * A ist und wobei A die Grundfläche des Vorratsbehälters ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Änderung des Tintenvolumens V2 vorgenommen wird, indem das Luftvolumen (42) im Ausgleichsbehälter (40) verändert wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Druck p der Tinte (6) temporär von einem Wert p1 auf einen Wert p2 verändert wird, indem der Tintenvolumenstrom der Pumpe (22, 32) verändert wird.
Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Druck p der Tinte (5) zunächst auf den Wert p1 eingeregelt wird und dann auf den Wert p2 verändert wird.
Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Druck p der Tinte (5) auf den Wert p1 eingeregelt wird, indem ein konstanter Tintenvolumenstrom eingeregelt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren mehrfach durchgeführt wird und die dabei berechneten Werte des Tintenvolumens V2 (41) gespeichert werden.
Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass aus den gespeicherten Werten des Tintenvolumens V2 (41) eine zeitliche Änderung dV2/dt des Tintenvolumens V2 berechnet wird, dass die zeitliche Änderung dV2/dt mit einem vorgegebenen Sollwert verglichen wird und dass bei Abweichung vom Sollwert eine Maßnahme ergriffen wird.