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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Bogendruckmaschine mit mindestens einem Druckwerk.
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In einer Bogendruckmaschine werden bei Druckbeginn die relevanten Zylinder in Kontakt gebracht. Dabei wird zuerst der Plattenzylinder (Formzylinder) in Kontakt zum Gummizylinder (Übertragungszylinder) gebracht und dann der Gummizylinder in Kontakt zum Druckzylinder (Gegendruckzylinder). Dies passiert typischerweise durch pneumatische Stellzylinder, die per Druckluft gestellt werden.
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Bei Maschinen mit Plattenzylindereinzelantrieb wird der Plattenzylinder so geregelt, dass seine Position möglichst genau der Winkellage des Gummizylinders folgt. Ein Problem besteht darin, dass die Schwenkbewegung des Gummizylinders bei der Druck-An-Zustellung wegen des Zahneingriffs auch zu einer Drehbewegung um die Zahneingriffsstelle führt, welcher der Plattenzylinder folgen muss. Wegen der großen Trägheit des Zylinders wird dazu viel Moment benötigt, was vom Regler erst aufgebracht wird, wenn der Schleppfehler entsprechend groß ist. Es ist also unvermeidlich, dass ein Schleppfehler entsteht und dieser Schleppfehler führt dazu, dass sich Plattenzylinder und Gummizylinder nicht exakt im gewünschten Punkt berühren, sondern um den Schleppfehler versetzt sind. Dieser Fehler muss dann im weiteren Verlauf vom Regler ausgeglichen werden, was dazu führt, dass es im vorderen Bereich der ersten Bogen zu Doubliereffekten kommen kann.
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Ein weiteres Problem besteht darin, dass - abhängig von der Abwicklung, d. h. von der Unterlagen- und der Abrolleigenschaft des Gummituchs - ein bestimmtes mittleres Moment benötigt wird, um den exakten Winkelgleichlauf zwischen Plattenzylinder und Gummizylinder sicherzustellen. Der Plattenzylinder-Einzelantriebsmotor gleicht also winzige Abweichungen in der Abwicklung zwischen Gummituch und Platte durch ein externes Antriebsmoment aus, welches zu einer Mikrobewegung zwischen den Oberflächen von Gummituch und Platte bzw. den Schmitzringen führt. Dieses Moment ist insbesondere abhängig von den Eigenschaften des Gummituchs, aber auch von den Unterlagen, Pressung, Walzeneinstellungen, Farb- und Wassermenge, Deltabetrieb, etc. und kann deshalb sehr unterschiedlich sein. Das mittlere Antriebsmoment wird dabei vom I-Anteil des Drehzahlreglers bestimmt, der solange hochintegriert, bis das mittlere Moment aus dem I-Anteil des Reglers gleich dem mittleren benötigten Moment des Antriebs ist. Vor dem Druck-An-Schalten ist das mittlere Antriebsmoment aber deutlich niedriger, da es nur die Lagerreibung des frei drehenden Plattenzylinders überwinden muss. Wenn dann Druck-An geschaltet wird, wird (ab dem Moment der Berührung) ein anderes (meist höheres) Moment benötigt. Es dauert aber eine gewisse Zeit, bis der I-Anteil des Reglers auf diesen Wert aufintegriert hat. Deshalb unterscheidet sich die Plattenzylinder-Position des ersten Bogens minimal von den Folgebogen, was ebenfalls zu einem Doublieren führen kann.
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Aus der
DE 40 13 075 C1 ist eine Vorrichtung zur Druckan- und -abstellung eines Gummituchzylinders im Druckwerk einer Bogen-Offsetdruckmaschine bekannt, wobei Schaltzeitpunkte so gewählt sein können, dass jeweils bei Beginn der Kanalkorrespondenz, d. h. bei gegenüberstehenden Druckendbereichen von Gummituch-, Druckzylinder bzw. Gummituch-, Plattenzylinder entsprechende Magnetventile geschaltet werden.
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Aus der
DE 10 2006 014 526 A1 ist ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Reduzierung von periodischen Drehwinkel-Lagedifferenzen bekannt, wobei aus den gespeicherten, periodischen Lagedifferenzen zusätzliche drehwinkelbezogene Korrekturwerte für die Solllagewerte einer Folgeachse gebildet, als betriebszustandsspezifische Korrekturfunktion oder Korrekturtabelle gespeichert und den Solllagen der Antriebs-Folgeregelung drehwinkelabhängig überlagert werden, so dass die verbleibenden Lagedifferenzen minimiert werden.
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Aus der
DE 10 2006 024 959 A1 ist eine Bogendruckmaschine und ein Verfahren zum Betreiben einer Bogendruckmaschine bekannt, wobei ein Zeitpunkt einer gewünschten Umstellung von Zylindern vom angestellten in den abgestellten Zustand oder umgekehrt im Voraus berechnet wird und ein Befehl an eine Stellvorrichtung eingegeben wird und wobei die Zeitspanne zwischen der Eingabe des Befehls und dessen Ausführung durch die Stellvorrichtung gemessen wird und die Totzeit anhand der gemessenen Zeitspanne festgelegt wird.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein alternatives Verfahren zum Betreiben einer Bogendruckmaschine zu schaffen. Insbesondere soll eine Vermeidung des Doublierens nach Druck-An-Schaltung bzw. eine Erhöhung der Druckqualität der ersten Bogen bei Maschinen mit Plattenzylinder-Einzelantrieb erreicht werden.
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Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruches 1 gelöst.
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Die mit der Erfindung erzielbaren Vorteile bestehen insbesondere darin, dass ein alternatives Verfahren zum Betreiben einer Bogendruckmaschine geschaffen wird. Insbesondere wird eine Vermeidung des Doublierens nach Druck-An-Schaltung bzw. eine Erhöhung der Druckqualität der ersten Bogen bei Maschinen mit Plattenzylinder-Einzelantrieb erreicht. Besonders vorteilhaft wird eine lernende Druckschaltung bereitgestellt.
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Insbesondere ist es vorgesehen, dass der Schleppfehler während der Druck-An-Zustellung und/oder der Fehler aufgrund des mittleren benötigten Antriebsmoments jeweils extern so vorgesteuert (kompensiert) werden, dass der Regler weniger eingreifen muss und die Abweichungen (und dadurch das Doublieren) verringert werden.
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Weil beide Fehler aber von mehreren Parametern abhängen, die sich je nach Auftrag, Einstellungen und anderen Bedingungen ändern können, werden die beiden Vorsteuerungen jeweils durch Lernen bestimmt und passen sich damit automatisch an die jeweils herrschenden Bedingungen an.
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Dabei kann ein Lernen der Momentvorsteuerung während der Druck-An-Bewegung erfolgen, wobei insbesondere mittels eines Sensors der Beginn der Druck-An-Bewegung der Antriebsmittel, insbesondere von Stellzylindern beispielsweise eines Pneumatikzylinders, erfasst wird. Diese Bewegung ist unabhängig von der Maschinengeschwindigkeit. In der Zeit zwischen dem Beginn der Druck-An-Zustellbewegung und der Druck-An-Stellung erfasst die Steuereinrichtung, insbesondere ein Antriebsregler der Steuereinrichtung, die Lagedifferenz zwischen einem Plattenzylinder, beispielsweise mittels Plattenzylinder-Geber, und Gummizylinder, beispielsweise mittels Gummizylinder-Geber, und speichert zeitbezogen ein entsprechendes Vorsteuermoment bzw. ein Äquivalent. Bei der nächsten Druck-An-Zustellung wird dieses Vorsteuermoment zusätzlich eingespeist, so dass sich die Differenz Plattenzylinder/Gummizylinder verringert. Dieser Prozess wiederholt sich dann bevorzugt bei jeder Druck-An-Schaltung.
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Alternativ oder zusätzlich kann ein Lernen des mittleren Dauermomentes erfolgen, wobei während des Druckens (also im Zustand Druck-An) die Steuereinrichtung das insbesondere mittlere und/oder gefilterte Moment, das notwendig ist, um Plattenzylinder und Gummizylinder synchron zu halten, speichert. Dieses Moment wird dann bei der Druck-An-Schaltung als Zusatzmoment auf den Momentsollwert addiert, so dass der Regler dieses Dauermoment nicht erst aufintegrieren braucht, sondern schon in der ersten Umdrehung mit dem richtigen Moment beginnt. Dadurch wird Doublieren in den ersten Bogen nach Druck-An verringert.
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Vorzugweise ist es möglich, das Lernen der Momentvorsteuerung während der Druck-An-Bewegung und das Lernen des mittleren Dauermomentes einzeln oder kombiniert zu aktivieren.
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Vorteilhafterweise wird das Doublieren auf den ersten Bogen nach Druck-An verringert bzw. vermieden. Dadurch wird die Anlaufmakulatur verringert.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im Folgenden näher beschrieben.
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Es zeigen:
- 1 Druckwerk mit von Pneumatikzylindern verlagerbarem Gummizylinder und Steuereinrichtung zur Ansteuerung der Pneumatikzylinder und eines Plattenzylinder-Antriebes.
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Die einzige 1 zeigt ein Druckwerk 01 einer Bogendruckmaschine, insbesondere einer Bogenoffsetrotationsdruckmaschine, bevorzugt in Aggregat- und Reihenbauweise. Eine solche Maschine weist in der Regel einen Anleger, einen Bändertisch, eine Anlage, mindestens ein und bevorzugt mehrere Druckwerke 01, ggf. eine Wendeeinrichtung und/oder ein oder mehrere Lackwerke und eine Auslage auf. Die zu verarbeitenden Bogen werden von bekannten Bogentransportsystemen vom Anleger bis zur Auslage transportiert und dabei zumindest in dem oder den Druckwerken 01 bedruckt. In der Auslage werden die bedruckten und ggf. lackierten Bogen in der Regel zu einem Bogenstapel ausgelegt.
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Das dargestellte Druckwerk 01 enthält einen Druckzylinder 02, wobei ein solcher Druckzylinder 02 insbesondere eine zumindest annähernd vollflächige Mantelfläche zum Tragen der Bogen aufweist. Der Druckzylinder 02 ist hier bevorzugt doppeltgroß ausgeführt, wobei insbesondere zwei diametral zueinander angeordnete, axial verlaufende Zylinderkanäle 05 in der Mantelfläche vorgesehen sind. In jedem Zylinderkanal 05 ist ein Greifersystem zum Klemmen und Halten eines zu transportierenden Bogens an der Vorderkante vorgesehen. Ein doppeltgroßer Zylinder kann insbesondere zwei Bogen maximalen Formates umfangsseitig aufnehmen.
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Weiter enthält das Druckwerk 01 einen Übertragungszylinder bzw. Gummizylinder 03 und einen Formzylinder bzw. Plattenzylinder 04. Der Gummizylinder 03 wirkt mit dem Druckzylinder 02 zusammen und bildet dabei mit diesem einen Druckspalt. Der Gummizylinder 03 weist mindestens einen Zylinderkanal 05 auf, in dem Halteelemente für ein auf den Gummizylinder aufzuspannendes Gummituch angeordnet sind. Auch der Plattenzylinder 04 weist mindestens einen Zylinderkanal 05 auf, in dem Halteelemente für eine auf den Plattenzylinder 04 aufzuziehende Druckplatte angeordnet sind. Der Gummizylinder 03 und der Plattenzylinder 04 sind hier einfachgroß ausgeführt, wobei einfachgroße Zylinder in etwa einen Bogen maximalen Formates umfangsseitig aufnehmen könnten. Der Gummizylinder 03 und der Plattenzylinder 04 weisen hier jeweils genau einen Zylinderkanal 05 umfangsseitig auf.
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Im Druckwerk 01 ist ein nicht weiter dargestelltes Farb- oder Farb- und Feuchtwerk vorgesehen, welches im Druckprozess Druckfarbe für die vom Druckzylinder 02 transportierten Bogen bereitstellt. Das Farb- oder Farb- und Feuchtwerk enthält insbesondere in Oberflächenkontakt miteinander stehende Farbwalzen, die die in einem Farbkasten befindliche Druckfarbe abnehmen, gleichmäßig verteilen und auf die auf dem Plattenzylinder 04 gespannte Druckplatte übertragen. Beim Abrollen des Plattenzylinders 04 auf dem Gummizylinder 03 wird die Druckfarbe motivgerecht auf den mit dem Gummituch bespannten Gummizylinder 03 übertragen. Im Druckspalt zum Druckzylinder 02 wird die Druckfarbe motivgerecht vom Gummizylinder 03 auf den zu bedruckenden vom Druckzylinder 02 mittels eines Greifersystems gehaltenen Bogen übertragen. Während des Druckens befindet sich der Gummizylinder 03 in der Druck-An-Stellung.
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Der Plattenzylinder 04 und der Gummizylinder 03 weisen bevorzugt jeweils beidseitig einen Zylinderzapfen auf, über welche diese im Gestell des Druckwerks 01 drehbeweglich und ggf. verstellbar gelagert sind. Sowohl Plattenzylinder 04 als auch Gummizylinder 03 weisen bevorzugt jeweils beidseitig angeordnete nicht dargestellte Schmitzringe auf. Die Plattenzylinder-Schmitzringe stehen mit den Gummizylinder-Schmitzringen während des Druckprozesses miteinander in Kontakt und rollen unter Druck aufeinander ab. Der Druckzylinder 02 und der Gummizylinder 03 und das Farb- oder Farb- und Feuchtwerk können über einen Antriebsräderzug, insbesondere einen durchgehenden Antriebszahnräderzug, von mindestens einem Hauptantrieb der Maschine angetrieben sein. Ein Antriebszahnräderzug wird dabei durch ineinandergreifende, auf der Antriebsseite den Zylindern 02, 03 zugeordnete Zahnräder gebildet. Der Plattenzylinder 04 wird unabhängig vom Antriebsräderzug von einem Einzelantrieb, beispielsweise einem Plattenzylinder-Direktantrieb 06, angetrieben. Ein Rotor eines Plattenzylinder-Direktantriebes 06 kann beispielsweise fluchtend zur Welle des Plattenzylinders 04 angebracht sein bzw. den Plattenzylinder 04 unabhängig von den weiteren Zylindern 02, 03 bzw. Walzen des Druckwerkes 01 antreiben.
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Der Gummizylinder 03 ist im Druckwerk 01 verlagerbar gelagert, wobei der Gummizylinder 03 zwischen der Druck-An-Stellung, in der ein Oberflächenkontakt zum Plattenzylinder 04 und zum auf dem Druckzylinder 02 liegenden Bogen besteht, und einer Druck-Ab-Stellung, in der weder ein Kontakt zum Bogen noch zum Plattenzylinder 04 besteht, verlagerbar ist. Beim Verlagern des Gummizylinders 03 durchläuft dieser bevorzugt eine weitere Position, in der lediglich ein Oberflächenkontakt zum Plattenzylinder 04 besteht. Der Gummizylinder 03 kann dafür exzentrisch verlagerbar gelagert sein. Für die Verlagerung des Gummizylinders 03 sind insbesondere beidseitig der Maschine Antriebsmittel, insbesondere Stellzylinder, vorgesehen. Beispielsweise kann der Gummizylinder 03 über je einen von einem Antriebsmittel, insbesondere einem Pneumatikzylinder 08, betätigten Hebelarm 07 eines Hebeltriebes zwischen der Druck-Ab-Stellung und der Druck-An-Stellung verschwenkt werden.
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Der Pneumatikzylinder 08 steht über eine Druckluftleitung 09 mit einem Druckluftspeicher 10 in Verbindung. Bei dem Druckluftspeicher 10 kann es sich um einen zentralen Druckluftspeicher 10 der Maschine handeln. Im Druckluftspeicher 10 ist Luft mit einem über dem Umgebungsdruck liegenden Druck gespeichert. In der vom Druckluftspeicher 10 zum Pneumatikzylinder 08 führenden Druckluftleitung 09 ist ein Ventil 11 angeordnet, welches insbesondere eine Schließstellung und eine Öffnungsstellung für die Druckluft umfasst.
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Weiter ist eine Steuereinrichtung 12, insbesondere eine Druckwerks- oder Maschinensteuerung, vorgesehen. Die Steuereinrichtung 12 steht mit dem Ventil 11 in der Druckluftleitung 09 für die Pneumatikzylinder 08 in signal- bzw. steuerungstechnischer Verbindung, so dass bei durch das Ventil 11 freigegebener Druckluftleitung 09 der Pneumatikkolben des Pneumatikzylinders 08 ausgefahren und dadurch der Gummizylinder 03 über den Hebeltrieb in einer Zustellbewegung von der Druck-Ab-Stellung in die Druck-An-Stellung verlagert wird. Die Steuereinrichtung 12 umfasst weiterhin einen Regler für den Antrieb des Plattenzylinders 04. Damit wird durch die Steuereinrichtung 12 der Antrieb, insbesondere Einzelantrieb bevorzugt der Plattenzylinder-Direktantrieb 06, des Plattenzylinders 04 insbesondere während des Druckbetriebes angesteuert.
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Die Steuereinrichtung 12 steht weiter mit einem Plattenzylinder-Geber 14 des Plattenzylinders 04 und einem Gummizylinder-Geber 15 des Gummizylinders 03 in signaltechnischer Verbindung. Die Lagegeber können als Drehwinkelgeber ausgeführt und insbesondere den Zylinderschenkeln von Plattenzylinder 04 und Gummizylinder 03 zugeordnet sein. Der Plattenzylinder-Geber 14 übermittelt der Steuereinrichtung 12 die jeweilige Drehwinkellage des Plattenzylinders 04 und der Gummizylinder-Geber 15 übermittelt der Steuereinrichtung 12 die jeweilige Drehwinkellage des Gummizylinders 03, so dass der Steuereinrichtung 12 deren genaue Lage bekannt ist. Im Druckbetrieb wird der Plattenzylinder 04 der Lage des Gummizylinders 03 nachgeführt.
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Den Antriebsmitteln, insbesondere Stellzylindern bevorzugt dem Pneumatikzylinder 08, ist ein Sensor, insbesondere ein Initiator 13 zugeordnet, der den Beginn der Bewegung der Antriebsmittel, insbesondere der Stellzylinder bevorzugt des Pneumatikzylinders 08, erfassen kann. Der Sensor, insbesondere der Initiator 13, steht mit der Steuereinrichtung 12 in signaltechnischer Verbindung.
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Zur Wirkungsweise: Der Schleppfehler während der Druck-An-Zustellung bzw. der Fehler aufgrund des mittleren benötigten Antriebsmoments werden jeweils extern so vorgesteuert, dass die Steuereinrichtung 12, insbesondere dessen Regler, weniger eingreifen muss. Damit werden mögliche Abweichungen und dadurch das Doublieren verringert. Weil beide Fehler aber von mehreren Parametern abhängen, die sich je nach Auftrag, Einstellungen und anderen Bedingungen ändern können, werden die beiden Vorsteuerungen jeweils durch Lernen bestimmt und passen sich damit automatisch an die jeweils herrschenden Bedingungen an.
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Das Lernen der Momentvorsteuerung 16 während der Druck-An-Bewegung erfolgt derart, dass mittels des Sensors, insbesondere mittels des Initiators 13, der Beginn der Druck-An-Bewegung der Antriebsmittel, insbesondere des Pneumatikzylinders 08, erfasst wird. Diese Bewegung ist unabhängig von der Maschinengeschwindigkeit und dauert ca. 100 ms. Während dieser Zeit erfasst die Steuereinrichtung 12, beispielsweise der Antriebsregler, die Lagedifferenz zwischen dem Plattenzylinder-Geber 14 und Gummizylinder-Geber 15 und speichert zeitbezogen ein entsprechendes daraus ermitteltes Vorsteuermoment. Bei der nächsten Druck-An-Zustellung wird dieses Moment über den Antrieb, insbesondere Plattenzylinder-Direktantrieb 06, zusätzlich eingespeist, so dass sich die Lagedifferenz zwischen dem Plattenzylinder 04 und dem Gummizylinder 03 verringert. Bevorzugt wiederholt sich dieser Prozess dann bei jeder Druck-An-Schaltung. Bevorzugt wird dabei der Zeitpunkt (Beginn / Ende) der Kompensation der Druck-An-Zustellbewegung vom insbesondere von der Steuereinrichtung 12 gegebenen Schaltsignal des Pneumatikzylinders 08 oder vom Initiator 13 abgeleitet, da diese Kompensation vom Zeitpunkt der Bewegung abhängt.
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Das Lernen der Momentvorsteuerung 16 des mittleren Dauermomentes erfolgt derart, dass die Steuereinrichtung 12 während des Druckens, wenn sich der Gummizylinder 03 in der Druck-An-Stellung befindet, das mittlere, gefilterte Moment speichert, das notwendig ist, um den Plattenzylinder 04 und den Gummizylinder 03 synchron zu halten. Dieses Moment wird dann beginnend mit der nächsten Druck-An-Zustellbewegung und insbesondere solange der Druck-An-Zustand dauert als Vorsteuermoment, insbesondere als Zusatzmoment, auf den Momentsollwert des Reglers addiert, so dass der Regler der Steuereinrichtung 12 dieses Dauermoment nicht erst aufintegrieren braucht, sondern schon in der ersten Umdrehung mit dem richtigen Moment beginnt.
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Die Druck-An-Zustellbewegung erfolgt insbesondere derart, dass sich der Plattenzylinder 04 und der Gummizylinder 03 mit sich gegenüberliegenden Zylinderkanälen 05 treffen. Dabei hängt insbesondere der Beginn und/oder das Ende der Abrollmoment-Kompensation mittels des Zusatzmomentes, welches abhängig ist vom Wirkdurchmesser Gummituch/Druckplatte, von den Winkellagen von Plattenzylinder 04 und Gummizylinder 03 ab, da erst bei Ende der Zylinderkanäle 05 die Druckplatte und das Gummituch in Berührung kommen und am Anfang der Zylinderkanäle 05 die Berührung aufhört, unabhängig davon wo im Zylinderkanal 05 der Gummizylinder 03 schaltet.
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Insbesondere ist es möglich, das Lernen der Momentvorsteuerung 16 während der Druck-An-Bewegung und das Lernen der Momentvorsteuerung 16 des mittleren Dauermomentes einzeln oder kombiniert vorzugsweise mittels der Steuereinrichtung 12 zu aktivieren. Bei mehreren derartigen bevorzugt baugleichen Druckwerken 01 erfolgt bevorzugt die Momentvorsteuerung 16, insbesondere die Kompensation während der Druck-An-Zustellbewegung und/oder die Kompensation in der Druck-An-Stellung, wegen der Abhängigkeit von verschiedenen Parametern in jedem Druckwerk 01 individuell.
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Bezugszeichenliste
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- 01
- Druckwerk
- 02
- Druckzylinder
- 03
- Gummizylinder
- 04
- Plattenzylinder
- 05
- Zylinderkanal
- 06
- Direktantrieb
- 07
- Hebelarm
- 08
- Pneumatikzylinder
- 09
- Druckluftleitung
- 10
- Druckspeicher
- 11
- Ventil
- 12
- Steuereinrichtung
- 13
- Initiator
- 14
- Plattenzylinder-Geber
- 15
- Gummizylinder-Geber
- 16
- Momentvorsteuerung
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 4013075 C1 [0005]
- DE 102006014526 A1 [0006]
- DE 102006024959 A1 [0007]
