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Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Regeln eines Gesamtschnittregisterfehlers einer Rotationsdruckmaschine.
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Bei Rollenrotationsdruckmaschinen ist es bekannt, als Stellglied für die Schnittregisterregelung eine in Linearführungen verfahrbare Stellwalze einzusetzen, mit der die Papierweglänge zwischen zwei Zugeinheiten verändert und damit der Registerfehler korrigiert wird. Derartige Registerwalzen sind beispielsweise in der
DE 85 01 065 U1 gezeigt. Die Verstellung erfolgt im Allgemeinen mittels eines elektrischen Schrittmotors. Derartige Vorrichtungen sind mit einem verhältnismäßig großen mechanischen und elektrischen Aufwand behaftet.
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Es ist Aufgabe der Erfindung, ein genaues Verfahren zum Regeln des Gesamtschnittregisterfehlers bei mehrbahnigem Betrieb zu schaffen.
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Die Aufgabe wird mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche gelöst.
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Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Regelung des Schnittregisters wird die Laufzeit der Bahnbildpunkte bei einem konstanten Bahnweg verstellt, während nach dem Stand der Technik eine Bahnlängenänderung bei konstanter Bahngeschwindigkeit vorgenommen wird. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zur gleichzeitig erfolgenden Regelung der Bahnzugkraft wird die Voreilung (Geschwindigkeit) einer Klemmstelle verändert, wobei beide Eingriffe durch Entkopplungsmaßnahmen eine stabile Gesamtregelung gewährleisten. Dies war bisher beim Stand der Technik nicht möglich.
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Bedeutungsvoll ist, dass es nun möglich ist, Teil-Schnittregisterfehler und Bahnzugkräfte in einem gleichen oder in unterschiedlichen Abschnitten der Druckmaschine gleichzeitig und unabhängig voneinander zu regeln, wobei dies insbesondere auch bei den einzelnen Teil-Bahnen innerhalb des Wendeaufbaus möglich ist.
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Die erfindungsgemäße Lösung erfordert kein zusätzliches mechanisches Bahnführungselement in Form einer Stellwalze. Zur Schnittregisterkorrektur werden vorhandene, nicht druckende Zugeinheiten verwendet, wie z. B. die Kühleinheit, Zugwalzen im Falzaufbau, die Trichterwalze oder weitere im Bahnverlauf zwischen letztem Druckwerk und Messerzylinder liegende Zugeinheiten, die vorzugsweise mittels drehzahlvariablen Einzelantrieben angetrieben sind.
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Die in die Schnittregisterregelstrecke eingehenden Parameter sind weitgehend unabhängig von den Eigenschaften der Rotationsdruckmaschine. Weiterhin lässt sich die Schnittregistergenauigkeit durch das neue Verfahren wesentlich erhöhen.
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Bedeutungsvoll ist, dass zum Regeln des Schnittregisters Y18 bei mehrbahnigem Betrieb bestimmte Bildinformationen oder Messmarken von bedruckten Bahnen mittels Sensoren erfasst und einer Regeleinrichtung zugeführt werden, wobei vor bzw. am gemeinsamen Messerzylinder eine für die Abweichung der Lage des Druckbildes gegenüber seiner Solllage bezogen auf den Ort und Zeitpunkt des Schnittes, d. h. für den Schnittregisterfehler, geeignete Bildinformation oder Messmarken mindestens einer der Bahnen mit Hilfe mindestens eines Sensors gemessen wird und für die Regelung des Gesamtregisterfehlers alter Bahnen zur Verfügung steht, wobei als Istwert für die Regelung des Gesamt-Schnittregisterfehlers alter Bahnen entweder unmittelbar der gemessene Registerfehler der mindestens einen Bahn dient oder aus diesem Registerfehler ein Mittelwert für den Gesamt-Schnittregisterfehler aller Bahnen berechnet oder geschätzt wird, und dass zur Korrektur des Gesamt-Registerfehlers alter Bahnen entweder die Geschwindigkeit mindestens einer vor dem Messerzylinder liegenden Klemmstelle und/oder die Lage des Messerzylinders verändert wird, so dass der Gesamt-Registerfehler aller Bahnen nach Maßgabe des Istwertes auf den vorgegebenen Sollwert korrigiert wird.
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Bevorzugt wird für die Ermittlung der Regelgrößen von Sensoren ausgegangen, es können aber auch Modelle diese Sensoren teilweise oder völlig ersetzen, d. h. die Größen werden in äquivalenter Weise mit Hilfe von mathematischen oder empirischen Modellen geschätzt.
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Hervorzuheben ist, dass mindestens eine zu regelnde Bahnzugkraft Fk-1,k mindestens einer der Bahnen an oder vor einer Klemmstelle k gemessen wird, wobei die Klemmstelle k vor dem Messerzylinder liegt, und dass diese Bahnzugkraft Fk-1,k und mindestens ein Teil-Registerfehler Y * / 1i durch geeignete Stellgrößen von Klemmstellen – wobei als Stellgrößen Umfangsgeschwindigkeiten von nicht druckenden Klemmstellen und/oder Winkellagen von druckenden Klemmstellen und/oder der dem System zugeführte Massenstrom ist, der durch die Umfangsgeschwindigkeiten von Wickeleinrichtungen mit Hilfe von Tänzer- oder Pendelwalzen oder Zugkraftregelkreisen eingestellt wird, Verwendung finden – unabhängig voneinander, d. h. im regelungstechnischen Sinne entkoppelt, mittels Regelkreisen anhand entsprechender Sollwerte Y * / 1iw, Fk-1,k,w eingestellt werden, so dass die Bahnzugkraft ihren Sollwert annimmt, der in einem vorgeschriebenen Bereich liegt, und der Schnittregisterfehler auf seinen vorgegebenen Sollwert korrigiert wird. Der Istwert für die Regelung des Gesamtschnittregisterfehlers aller Bahnen wird entweder aus einer Bahn oder der oberen Bahn und/oder der unteren Bahn oder aus allen Bahnen ermittelt.
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Zur Berechnung oder Schätzung des für die Regelung des Gesamt-Registerfehlers aller Bahnen notwendigen Istwertes werden entweder mindestens ein mathematisches Modell und/oder gemessene und gespeicherte Daten benutzt, wobei die mathematischen Modelle als Filter, Beobachter, etc. und/oder als Kurven, Tabellen und Charakteristiken in Form von Algorithmen und/oder Daten in einer Rechen- und/oder Steuereinrichtung implementiert werden. Bedeutungsvoll ist, dass das Verfahren sowohl bei teilbreiten als auch vollbreiten Bahnen oder einer Kombination von teilbreiten und vollbreiten Bahnen anwendbar ist.
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Zur Beeinflussung von Teilregisterfehlern und des Gesamtregisterfehlers mit Hilfe der Geschwindigkeiten (Voreilungen) oder Winkellagen von Klemmstellen sind Regelkreise, insbesondere in Kaskadenstruktur, vorgesehen. Die Motoren der angetriebenen Klemmstellen sind mit einem Strom-, Winkelgeschwindigkeits- und gegebenenfalls Winkelregelkreis ausgerüstet. Es wird stets bei mindestens einer der Bahnen ein Teil-Registerfehler Y * / 13 an einer Klemmstelle 3 mit einem Regler geregelt, dem der Winkelgeschwindigkeitsregelkreis und, falls vorhanden, der Winkelregelkreis der Klemmstelle 3 unterlagert ist. Die Regelung des Gesamt-Schnittregisterfehlers Y18 aller Bahnen wird entweder mit Hilfe der Veränderung der Lage des Messerzylinders mittels eines diesem zugeordneten Registerregelkreises, dem ein Winkelregelkreis und ein Drehzahlregelkreis unterlagert sind, durchgeführt, oder die Trichterwalze oder andere geeignete zusätzliche Klemmstellen übernehmen die Korrektur des Gesamt-Schnittregisterfehlers mit Hilfe ihrer Umfangsgeschwindigkeiten. Als Istwerte dienen entweder die vor oder am Messerzylinder gemessenen Registerfehler der einzelnen Bahnen – insbesondere der oberen und/oder unteren Bahn – oder ein daraus berechneter Mittelwert. Dem Registerregelkreis der Klemmstelle 3 kann ein weiterer Registerregelkreis überlagert werden.
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Die Erfindung betrifft auch eine Vorrichtung zur Durchführung der Verfahren zum Regeln des Schnittregisters an einer Rotationsdruckmaschine, deren Klemmstellen K1 bis K8 mit Antriebsmotoren mit zugeordneter Strom-, Drehzahl- und gegebenenfalls Winkelregelung unabhängig voneinander antreibbar sind und bei der das Schnittregister Y18 und/oder damit verbundene weitere Teil-Registerabweichungen Y * / 13, Y * / 1i, Y * / ik vor oder an einem Messerzylinder K8 und/oder vor oder an einer oder mehreren diesem Messerzylinder K8 vorgeordneten Klemmstellen K1 bis K6, Ki, Kk über eine bestimmte Bildinformation oder Messmarken der bedruckten Bahnen mittels mindestens eines Sensors erfassbar sind, die Bahnzugkräfte Fjk mittels mindestens eines weiteren Sensors erfassbar sind und diese von den Sensoren erfassten Registerabweichungen Y * / 13, Y * / 1i, Y * / ik und Bahnzugkräfte Fjk Beeinflussung des Schnittregisterfehlers Y18 einer Regel- und/oder Steuerungseinrichtung zur Veränderung von Winkellagen oder Umfangsgeschwindigkeiten ν1 bis ν8, νi, νk der jeweiligen Klemmstelle K1 bis K8, Ki, Kk zuführbar sind, wobei die Bahnzugkräfte Fjk in einem Bahnabschnitt j-k und die Registerfehler Y * / 1i in einem anderen oder demselben Bahnabschnitt unabhängig voneinander durch entsprechende Sollwerte Fjk,w, Y * / 1i,w einstellbar sind, wozu eine Mensch-Maschine-Schnittstelle, insbesondere ein Leitstand, mit entsprechender Visualisierung vorgesehen ist. Die Abwickeleinrichtungen (K0) sind mittels -Tänzerwalzen oder Bahnzugkraftregelkreisen derart steuerbar, dass mittels ihrer Umfangsgeschwindigkeiten mit Hilfe von Tänzerwalzen oder Bahnzugkraftregelkreisen der instationäre und stationäre, in das betreffende System eingeleitete Massenstrom veränderbar ist.
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Notwendig ist, dass die Sensoren und zugehörige Auswerteeinrichtungen bei Nenngeschwindigkeit der Druckmaschine die Information über den oder die Registerfehler Y18; Y * / 13; Y * / 1i; Y * / 1k und die Bahnzugkraft Fjk in minimaler Zeit zur Verfügung stellen und mit Schnittstellen ausgeführt sind, welche die Registerfehler Y18; Y * / 13; Y * / 1i; Y * / 1k und Bahnzugkräfte Fjk über Feldbusse, Ethernet oder andere Kommunikationsbusse und -schnittstellen übertragen.
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Die Regel- und/oder Steuerungseinrichtung sind als Zentralrechner, vorzugsweise im Leitstand, oder als eingebettete Rechner, vorzugsweise in Steuer- oder Reglerschränken, oder funktionell dezentralisiert in den jeweiligen Umrichtergeräten realisiert und alle Informationen (Istwerte, Sollwerte, Regelalgorithmen) werden in Echtzeit verarbeitet.
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Weitere Merkmale und Vorteile ergeben sich aus den Unteransprüchen in Verbindung mit der Beschreibung.
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Die Erfindung soll nachfolgend an einigen Ausführungsbeispielen näher erläutert werden. In den Zeichnungen zeigt schematisch:
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1: Klemmstellen-Schema einer Rotationsdruckmaschine mit geregelten Antrieben,
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2: Anordnung zum Regeln des Schnittregisters bei mehrbahnigem Betrieb, System 1,
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3: Anordnung zum Regeln des Schnittregisters bei mehrbahnigem Betrieb, System 2,
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4: Anordnung zum Regeln des Schnittregisters bei mehrbahnigem Betrieb, System 3,
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5: Anordnung zum Regeln des Schnittregisters bei mehrbahnigem Betrieb, System 4,
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6: Anordnung zum Regeln des Schnittregisters bei mehrbahnigem Betrieb, System 5,
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7: Anordnung zum Regeln des Schnittregisters bei mehrbahnigem Betrieb, System 6, und
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8: Anordnung zum Regeln des Schnittregisters und einer Bahnzugkraft bei mehrbahnigem Betrieb, System 7.
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Funktionsbeschreibung
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Bei mehrbahnigem Betrieb von Rollendruckmaschinen tritt der Fall auf, dass mehr oder weniger viele Bahnen zusammengeführt und durch einen gemeinsamen Messerzylinder geschnitten werden müssen. Es ist denkbar, dass jede Teilbahn mit einer Abwickeleinrichtung, einer Einzugsvorrichtung, mit Druckeinheiten und nachfolgenden Transport- und Bearbeitungsklemmstellen ausgerüstet ist. Somit könnten entkoppelte Regelungen des Teil-Schnittregisters und der Bahnzugkräfte in jeder der Bahnen analog den in den parallelen Patentanmeldungen PB04638 und PB04639 beschriebenen Verfahrensschritten erfolgen. Die Aufgabe besteht dann darin, den Gesamt-Schnittregisterfehler aller Bahnen am gemeinsamen Messerzylinder zu kontrollieren und möglichst auf den vorgegebenen Wert, beispielsweise gleich Null, einzustellen. Solche Systeme liegen bei Zeitungsdruckmaschinen und bei Illustrationsmaschinen vor, beispielsweise in der Form, dass eine vor einer Wendeeinheit vollbreite Bahn geschnitten, in Form von Teilbahnen weitergeführt und durch einen gemeinsamen Messerzylinder geschnitten werden soll.
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Eine Erhöhung der Schnittregistergenauigkeit durch die Regelung eines vor der Wendeeinheit gemessenen Registerfehlers Y * / 1i der vollbreiten Bahn ist zwar möglich und sehr vorteilhaft, doch die längsgeschnittenen Teilbahnen sind bei ihrem Weg über Umlenkstangen und Leitwalzen bis zur Trichterwalze weiteren Störungen unterworfen, die zu neuen Registerfehlern führen. Die zusammengeführten Teilbahnen sind außerdem beim Lauf durch den Trichter bis zum Messerzylinder unterschiedlichen Kräften unterworfen, so dass sie Verschiebungen gegeneinander erfahren, die zu unterschiedlichen und evtl. nicht tolerierbaren Gesamt-Schnittregisterfehlern führen. Daher müssen bei höheren Genauigkeitsforderungen zusätzliche Maßnahmen zur Schnittregisterkorrektur ergriffen werden.
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Es wird daher von einem allgemeinen System ausgegangen, in dem mindestens zwei, allgemein n Bahnen, mit entsprechenden Klemmstellen zum Transport und zur Bearbeitung, insbesondere zum Bedrucken, vorliegen. An einer Trichterwalze werden alle Bahnen zu einem Bahnpaket zusammengeführt und dem gemeinsamen Messerzylinder zugeführt. Die Aufgabe besteht darin, den Gesamt-Schnittregisterfehler des Bahnpaketes zu minimieren. Zum Regeln des Schnittregisters Y18 werden bestimmte Bildinformationen oder Messmarken von mindestens zwei bedruckten Bahnen mittels jeweils mindestens eines Sensors SO; SU erfasst und einer Regeleinrichtung zugeführt. Dabei wird mindestens ein Teil-Schnittregisterfehler Y * / 13, Y * / 1i der jeweiligen Bahn mit Hilfe der Geschwindigkeit ν3, νi mindestens einer, vor dem Messerzylinder (8) liegenden, nicht druckenden Klemmstelle i (Ki) geregelt. Am Messerzylinder sei der Registerfehler mindestens einer der äußeren Bahnen messbar, z. B. der oberen Bahn (Sensor SO) oder der unteren Bahn (Sensor SU), und steht als Istwert für die Regelung des Gesamtregisterfehlers des Bahnpaketes zur Verfügung.
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Im Folgenden wird die Erfindung an einer Rotationsdruckmaschine mit zwei über einen Falztrichter geführten, teilbreiten Bahnen (BU, BO) beschrieben. Die Erfindung soll sich jedoch nicht nur auf diesen Anwendungsfall beschränken, denn es können auch Pakete von Bahnen mit beliebiger Anzahl von Teilbahnen (vollbreit wie auch teilbreit) im Schnittregister (Gesamt- wie auch Teil-Schnittregisterfehler) geregelt werden.
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1. Anlagenschema
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Das Vierwalzensystem von
1 ist eine vereinfachte Form einer Rotationsdruckmaschine, insbesondere eine Rollenoffsetdruckmaschine. In einer nach der Abwicklungseinrichtung, Klemmstelle 0 (K
0), folgenden Klemmstelle 1 (K
1) sind alle Druckeinheiten zusammengefasst. Zwischen Klemmstelle 0 (K
0) und 1 (K
1) liegt eine Tänzerwalze oder ein Zugkraftregelkreis zur Vorgabe der Bahnzugkraft F
01 abgekürzte Darstellung der Einrichtung zur Einstellung der Bahnzugkräfte nach der Abwickeleinrichtung und im Einzugswerk. Klemmstelle 2 (K
2) steht in Falle einer Illustrations-Druckmaschine für die Kühleinheit, dazwischen liegt gegebenenfalls ein Trockner T, Klemmstelle 3 (K
3) steht für die Wendeeinheit und Klemmstelle 4 (K
4) für die Falzeinheit mit dem schnittbestimmenden Messerzylinder. In den
2 bis
8 ist das hinter der Klemmstelle 3 (K
3) liegende System genauer dargestellt. Die Größen ν
i sind die Umfangsgeschwindigkeiten der Klemmstellen K
i, die durch das Verhalten umschlungener Walzen mit Coulomb'scher Reibung angenähert seien. Bei Rotationsdruckmaschinen wird statt des Begriffes „Geschwindigkeit” der Begriff „Voreilung” verwendet. Die Voreilung W
i,i-1 einer Klemmstelle i (K
i) gegenüber einer Klemmstelle i – 1 (K
i-1) ist gegeben durch den Ausdruck
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Im folgenden Text werden „Geschwindigkeit” und Voreilung” synonym verwendet.
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Die Bahnkraft in einem Abschnitt i – 1, i wird als Fi-1,i bezeichnet. In zT sind die Änderungen des Elastizitäts-Moduls und des Querschnitts der einlaufenden Bahn zusammengefasst. Der Registerfehler Y14 bzw. Y18 (vgl. 2 bis 8) am Messerzylinder sei als Gesamt-Schnittregisterfehler oder kurz als Schnittregisterfehler bezeichnet. Ein davor aufgelaufener Registerfehler Y * / 1i , gemessen an einer nicht druckenden Klemmstelle i, wird Teil-Schnittregisterfehler, kurz Teilregisterfehler genannt.
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Das System von 1 wird als mechanische Regelstrecke mit zugehörigen Stellgliedern (geregelte Antriebe) aufgefasst. Die zwei Regelgrößen sind beispielsweise der Teil-Schnittregisterfehler Y * / 13 und die Bahnzugkraft F23. Stellgrößen sind beispielsweise die Voreilung der Klemmstelle 3 (K3) und die Voreilung bzw. Lage der Klemmstelle 1. Durch entsprechende Regelkreise sollen diese Größen gemäß eingestellter Sollwerte unabhängig voneinander vorgebbar sein. Der Teil-Registerfehler Y * / 13 ist die Abweichung eines festen Bildbezugspunktes, z. B. der Bildkante, an der Klemmstelle 3 (K3) gegenüber der Lage dieses Punktes an der Klemmstelle 1 (K1), bezogen auf seine korrekte Lage. Der Schnittregisterfehler Y14 bzw. Y18 (vgl. 2 bis 4) ist der Fehler der Schnittkante an der Klemmstelle 4 bzw. 8 (K4 bzw. K8) zum Schnittzeitpunkt gegenüber ihrer Lage an der Klemmstelle 1 (K1), bezogen auf ihre korrekte Lage. Die Stellglieder bilden die geregelten Antriebsmotoren M1 bis M4 bzw. M1 bis M8 (vgl. 2). Die in 1 dargestellten Eingangsgrößen x1w stehen für die Winkelgeschwindigkeits-(Drehzahl-) oder Winkelsollwerte der geregelten Antriebe M1 bis M4.
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Im Folgenden wird die Nummerierung der Klemmstelle 3 als erster Klemmstelle der Wendeeinheit beibehalten. 2 (System 1) beginnt wie alle folgenden mit der Klemmstelle 3, und die weitere Anlagenkonstellation ist bis zum Messerzylinder als Prinzip-Geräteplan dargestellt. Kurz vor der Klemmstelle 3 wird die vollbreite Bahn in zwei Teilbahnen BO und BU längsgeschnitten. Die Teilbahnen (BO, BU) werden nach Durchlauf der Wendeeinheit 4 in der Trichterwalze 6 zusammengeführt. In diese können weitere Bahnen BE, vgl. 3 und 8, einlaufen. Die Stellwalze 5 dient zur Schnittregister-Voreinstellung der unteren Teilbahn. Beide zusammengeführten Bahnen laufen durch den Trichter 7 und die anschließenden Walzenpaare bis zum Messerzylinder 8. Nach Schnitt und Falzung verlassen die fertigen Exemplare die Druckmaschine. Die Klemmstellen 3 und 6 seien durch strom- und drehzahlgeregelte elektrische Antriebe angetrieben. Sie können auch mit einer überlagerten Winkelregelung ausgerüstet sein. Der Antrieb der Klemmstelle 8 ist strom-, drehzahl- und winkelgeregelt.
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Es wird davon ausgegangen, dass es vorteilhaft ist, den Registerfehler Y * / 13 der vollbreiten Bahn vor der Wendeeinheit mit einem dem Drehzahlregelkreis überlagerten Registerregelkreis auf den vorgeschriebenen Sollwert Y * / 13w, beispielsweise Y * / 13w = 0, zu regeln. Damit wird der vor dieser Messstelle aufgelaufene Registerfehler beseitigt. Alle weiteren Maßnahmen bauen auf dieser Struktur auf.
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2. Systeme
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System 1: Registerregelung am Messerzylinder wie in der parallelen Patentanmeldung PB04637 beschrieben (Fig. 2).
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Der Schnittregisterfehler wird unmittelbar vor dem Messerzylinder 8 gemessen und durch die Voreilung bzw. Lage des Messerzylinders 8 korrigiert. Es sei möglich, sowohl den Fehler Y u / 18 der unteren Bahn als auch den Fehler Y o / 18 der oberen Bahn zu ermitteln. Dazu werden die Registerfehler Y u / 18 und Y o / 18 mit Hilfe von Sensoren SU und SO kurz vor oder an dem Messerzylinder 8 gemessen, dem Vergleichspunkt eines Schnittregisterreglers 8.1 zugeführt und mit einem vorgegebenen Sollwert Y18w, beispielsweise Y18w = 0, verglichen. Der Registerregler gibt einen Lagesollwert α8w für den Winkelregler 8.2 vor. Drehzahlregelkreis (Regler 8.3) und Stromregelkreis (nicht dargestellt) sind diesem unterlagert. Der numerische Differenzierer D bildet aus dem Winkelistwert den Istwert der Winkelgeschwindigkeit. Bei diesem Konzept wird auf den Mittelwert Y m / 18 geregelt, der im Block 8.5 (Mittelwertbildner) berechnet wird. Bei zweibahnigem Betrieb gilt: Y m / 18 = (Y u / 18 + Y o / 18)/2 . Bei vielbahnigem Betrieb ist ein geeigneter Wert für Y m / 18 empirisch zu ermitteln. Bei Auftreten eines Schnittregisterfehlers, z. B. bei einem Rollenwechsel, wird der Registerfehler Y m / 18 nach Maßgabe der Dynamik des unterlagerten Winkelregelkreises kompensiert. Die Stellwalze 5 dient zur Voreinstellung des Schnittregisters Y u / 18 der Unterbahn BU.
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Wegen der unmittelbar vor dem Messerzylinder liegenden Messung sind die Laufzeiten minimal. Mit dem Einzelantrieb des Messerzylinders 8 können kürzeste Ausregelzeiten erreicht werden.
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Es besteht nicht die Möglichkeit, Ober- und Unterbahn getrennt zu beeinflussen, da nur ein einziger Antrieb zur Korrektur zur Verfügung steht.
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Varianten:
- 1a) Es ist entweder Y o / 18 oder Y u / 18 messbar. Dann wird entweder auf den betreffenden Istwert Y o / 18 oder Y u / 18 geregelt und ein empirischer Mittelwert Y m / 18 angesetzt.
- 1b) Es sind nur die Fehler Y o / 16 und Y u / 16 vor der Trichterwalze 6, also nicht am Messerzylinder 8 messbar. Dann wird bei zweibahnigem Betrieb auf den Mittelwert Y m / 16 dieser beiden Fehler bzw. im Falle des Vielbahnenbetriebs auf einen empirisch bestimmten Mittelwert Y m / 16 geregelt, aus dem gegebenenfalls auch ein Fehler Y m / 18 bestimmt werden kann oder der ein Ersatzwert für den Fehler Y m / 18 ist.
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System 2: Registermessung am Messerzylinder mit Unterlagerung des Teilregisterfehlers an der Wendeeinheit, wie in der parallelen Patentanmeldung PB04637 beschrieben (Fig. 3).
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Der Messerzylinder ist nur winkelgeregelt. Zur Regelung des Schnittregisters wird die Klemmstelle 3 mit ihrem bereits vorhandenen Antrieb genutzt. Der Registerfehler Y m / 18 wird dem Registerregelkreis für Y * / 13 überlagert. Sind die Registerfehler nur vor der Klemmstelle 6 messbar, so wird auf geregelt, der im Block 8.5 (Mittelwertbildner) berechnet wird. Bei zweibahnigem Betrieb gilt: Y m / 18 ≈ (Y u / 18 + Y o / 18)/2 . Bei vielbahnigem Betrieb ist ein geeigneter Wert für Y m / 18 empirisch zu ermitteln. Im Falle einer einlaufenden Störung, z. B. bei einem Rollenwechsel, übernimmt der unterlagerte Registerregelkreis für Y * / 13 (Regler 3.2) eine schnelle Vorkorrektur, während der Registerregler für Y m / 18 (Regler 3.1) den Sollwert Y * / 13,w nach Maßgabe des Mittelwertes der am Messerzylinder 8 gemessenen Registerfehler (Y o / 18 und Y u / 18) nachführt, so dass der vorgeschriebene Sollwert Y m / 18,w, beispielsweise Y m / 18,w = 0, erreicht wird. An die Stelle von Y o / 18 und Y u / 18 können auch die Fehler Y o / 16 und Y u / 16 treten. Die Stellwalze 5 dient zur Voreinstellung des Schnittregisters der Unterbahn BU. Es besteht nicht die Möglichkeit, Ober- und Unterbahn getrennt zu beeinflussen.
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Diese Methode wird kombiniert mit der in der parallelen Patentanmeldung PB04637 beschriebenen langsamen Nachstellung der Winkellage der Druckeinheiten, um zu große Voreilungen zu vermeiden, oder mit der kombinierten Zugkraft-Registerregelung wie in der parallelen Patentanmeldung PB04638 oder PB04639 offenbart.
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System 3: Registerregelkreis für den Schnittregisterfehler Y u / 18 bzw. Y u / 16 und Regelkreis für die Differenz Y d / 18 bzw. Y d / 16 der Registerfehler, wie in der parallelen Patentanmeldung PB04637 beschrieben (Fig. 4)
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Es wird der Registerfehler Y u / 18 der unteren Bahn BU unmittelbar vor dem Messerzylinder 8, gemessen und einem Schnittregisterregler 6b.2 zugeführt, dessen Stellgröße die Winkelgeschwindigkeit ω6b,w der Trichterwalze 6b (K6b) (4) ist. Mit dieser Voreilung wird das Schnittregister beider Bahnen gleichzeitig gemäß Y u / 18w beeinflusst. Um einen Versatz beider Bahnen BU, BO auszuregeln, wird außerdem der Registerfehler Y o / 18 der oberen Bahn BO unmittelbar vor dem Messerzylinder 8 gemessen und die Differenz Y d / 18 = Y u / 18 – Y o / 18 berechnet. Diese wird einem Schnittregisterdifferenz-Regler 6a.2 zugeführt, dessen Stellgröße die Winkelgeschwindigkeit ω6a,w einer zusätzlichen Klemmstelle 6a (K6a) der oberen Bahn BO vor der Trichterwalze ist. Diese Klemmstelle 6a (K6a) ist durch einen strom- und drehzahlgeregelten Antrieb, evtl. mit überlagerter Winkelregelung, ausgerüstet. Die Stellwalze 5a ist nur für die Grob-Voreinstellung des Schnittregisters der Oberbahn BO gedacht und wird selten betätigt. Eine Stellwalze 5b kann entfallen. im Falle einer einlaufenden Störung, z. B. bei einem Rollenwechsel, übernimmt der unterlagerte Registerregelkreis für Y * / 13 (Regler 3.2) eine schnelle Vorkorrektur, während der Registerregler für Y d / 18 (Regler 6b.2) die Unterbahn BU nach Maßgabe des Istwertes Y u / 18 korrigiert und der Registerregler (Regler 6a.2) die Differenz zwischen Oberbahn BO und Unterbahn BU ausregelt.
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An Stelle der Geschwindigkeit (Voreilung) der zusätzlichen Klemmstelle 6a (K6a) kann auch die Lage einer Stellwalze 5a treten, die in diesem Fall mechanisch entsprechend hochwertig auszuführen und mit einem Servoantrieb auszurüsten ist.
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Bei dieser Lösung sind die Schnittregister Y u / 18 bzw. Y o / 18 von Ober- wie Unterbahn beeinflussbar. Die Klemmstelle 6a (K6a) wird entweder mit vollbreiter Anpresswalze oder mit Trolleys und zusätzlicher Umschlingung ausgeführt, wodurch diese eine vollwertige und annähernd schlupffreie Klemmstelle ist.
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Bei der Trichterwalze 6b (K6b) wird die Klemmung wegen mehrerer zu transportierender Bahnen mit Trolleys durchgeführt. Daher ist die übertragbare Kraftdifferenz beschränkt und vor allem bei schnellen Voreilungsänderungen mit Schlupf behaftet.
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Ist es nicht möglich, die Registerfehler der unteren und oberen Bahn BU, BO direkt vor dem Messerzylinder 8 zu messen, so werden sie vor der Trichterwalze, also Y u / 16 und Y o / 16, gemessen (vgl. 4). Die Funktion der Regelkreise bleibt die gleiche.
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Diese Methode wird kombiniert mit der in der parallelen Patentanmeldung PB04637 beschriebenen langsamen Nachstellung der Winkellage der Druckeinheiten, um zu große Voreilungen zu vermeiden, oder mit der kombinierten Zugkraft-Registerregelung nach den parallelen Patentanmeldungen PB04638 oder PB04639.
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System 4: Regelkreis für den Schnittregisterfehler Y o / 18 bzw. Y u / 16 der unteren Bahn mit unterlagertem Regelkreis für Y * / 13 sowie Regelkreis für die Differenz Y d / 18 bzw. Y d / 16 der Registerfehler (Fig. 5)
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In diesem System übernimmt nicht die Trichterwalze, sondern die Klemmstelle 3 (K3) die Korrektur des Schnittregisterfehlers Y u / 18 der Unterbahn.
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Im Falle einer einlaufenden Störung, z. B. bei einem Rollenwechsel, übernimmt der Regler 3.2 für den Registerfehler Y * / 13 eine schnelle Vorkorrektur der vollbreiten Bahn. Mit Hilfe eines überlagerten Regelkreises (Regler 3.1) wird dieser Sollwert nach Maßgabe von Y u / 18w = 0 nachgeführt und damit die Unterbahn BU gemäß Y u / 18w = 0 schnittrichtig eingestellt. Mit der Zusatzklemmstelle 6a (K6a) wird die Registerdifferenz Y d / 18 zwischen Oberbahn BO und Unterbahn BU nach Maßgabe des Differenz-Sollwertes Y d / 18w = 0 oder gegebenenfalls auf einen anderen Sollwert Y d / 18w mit dem Regler 6a.2 nachgeregelt.
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Bei dieser Lösung sind zwei vollwertige Klemmstellen im Einsatz, da die Trichterwalzenvoreilung mit ihrer schlupfbehafteten Kraftübertragung nicht mehr Stellgröße ist.
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An Stelle der Voreilung der Klemmstelle 6a (K6a) kann auch die Lage einer Stellwalze 5a treten, die in diesem fall mechanisch entsprechend hochwertig auszuführen und mit einem Servoantrieb auszurüsten ist. Eine Stellwalze 5b erübrigt sich.
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Diese Methode wird kombiniert mit der in der parallelen Patentanmeldung PB04637 beschriebenen langsamen Nachstellung der Winkellage der Druckeinheiten, um zu große Voreilungen zu vermeiden, oder mit der kombinierten Zugkraft-Registerregelung nach den parallelen Patentanmeldungen PB04638 oder PB04639.
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System 5: Regelkreise für den Schnittregisterfehler Y u / 16 der unteren und Y o / 16 der oberen Bahn (Fig. 6).
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Für die Unterbahn BU und die Oberbahn BO werden je eine Klemmstelle 6a und 6b (K6b) vorgesehen, mit denen die Registerfehler Y u / 16 und Y o / 16 getrennt voneinander korrigiert werden (6). Im Falle einer einlaufenden Störung, z. B. bei einem Rollenwechsel, übernimmt der Regler 3.2 für den Registerfehler eine schnelle Vorkorrektur der vollbreiten Bahn. Mit der Zusatzklemmstelle 6a (K6a) wird die Unterbahn BU mit den Regler 6a.2 nach Maßgabe des Sollwertes geregelt, mit der Zusatzklemmstelle 6b (K6b) wird die Oberbahn BO mit dem Regler 6b.2 nach Maßgabe des Sollwertes Y o / 16w geregelt, so dass die Registerdifferenz Y d / 16 zwischen Oberbahn BO und Unterbahn BU den Sollwert Y d / 16w, beispielsweise Y d / 16w = 0, annimmt. Den Drehzahlregelkreisen (Regler 6a.3 und Regler 6b.3) werden Register-Regler 6a.2 und 6b.2 überlagert.
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Die Klemmstellen 6a (K6a) und 6b (K6b) werden entweder mit vollbreiten Anpresswalzen oder mit Trolleys und zusätzlicher Umschlingung ausgeführt, wodurch diese zu vollwertigen und annähernd schlupffreien Klemmstellen werden.
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Diese Methode wird kombiniert mit der in parallelen Patentanmeldung PB04637 beschriebenen langsamen Nachstellung der Winkellage der Druckeinheiten, um zu große Voreilungen zu vermeiden, oder mit der kombinierten Zugkraft-Registerregelung nach den parallelen Patentanmeldungen PB04638 oder PB04639.
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System 6: Regelkreise für den Schnittregisterfehler Y u / 16 der unteren und Y o / 16 der oberen Bahn und überlagerte Regelkreise für den Schnittregisterfehler Y u / 18 der unteren und Y o / 18 der oberen Bahn (Fig. 7).
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Für die Unterbahn BU und die Oberbahn BO werden je eine Klemmstelle 6a (K6a) und 6b (K6b) vorgesehen, mit denen jetzt die Registerfehler Y u / 18 und Y o / 18 getrennt voneinander korrigiert werden (7). Im Falle einer einlaufenden Störung, z. B. bei einem Rollenwechsel, übernimmt der Regler 3.2 für den Registerfehler Y * / 13 eine schnelle Vorkorrektur der vollbreiten Bahn. Mit der Zusatzklemmstelle 6a (K6a) wird die Unterbahn BU mit den Regler 6a.2 nach Maßgabe des Sollwertes Y u / 18w = 0 geregelt, mit der Zusatzklemmstelle 6b (K6b) wird die Oberbahn BO mit dem Regler 6b.2 nach Maßgabe des Sollwertes Y o / 18w, beispielsweise Y o / 18w = 0 geregelt, so dass die Registerdifferenz Y d / 18 zwischen Oberbahn BO und Unterbahn BU den Sollwert Y d / 18w, beispielsweise Y d / 18w = 0, annimmt. Den Drehzahlregelkreisen (Regler 6a.3 und Regler 6b.3) werden Register-Regler 6a.2 und 6b.2 überlagert.
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Die Klemmstellen 6a (K6a) und 6b (K6b) werden entweder mit vollbreiten Anpresswalzen oder mit Trolleys und zusätzlicher Umschlingung ausgeführt, wodurch diese zu vollwertigen und annähernd schlupffreien Klemmstellen werden.
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Diese Methode wird kombiniert mit der in parallelen Patentanmeldung PB04637 beschriebenen langsamen Nachstellung der Winkellage der Druckeinheiten, um zu große Voreilungen zu vermeiden, oder mit der kombinierten Zugkraft-Registerregelung nach den parallelen Patentanmeldungen PB04638 oder PB04639.
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System 7: Regelkreise für den Schnittregisterfehler Y u / 16 der unteren und Y o / 16 der oberen Bahn und überlagerte Regelkreise für die Schnittregisterfehler Y u / 18 der unteren und Y o / 18 der oberen Bahn mit zugeordneten, zusätzlichen Register-Reglern (Fig. 8)
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Gegenüber dem System 6 werden jetzt den Register-Regelkreisen von Klemmstelle 6a (K6a) [Regler 6a.2] und Klemmstelle 6b (K6b) [Regler 6b.2] für die Registerfehler Y o / 16 und Y u / 16 die Registerregler 6a.1 bzw. 6b.1 für die Registerfehler Y o / 18 und Y u / 18 überlagert. Im Falle einer einlaufenden Störung, z. B. bei einem Rollenwechsel, übernimmt der Regler 3.2 für den Registerfehler Y * / 13 eine schnelle Vorkorrektur der vollbreiten Bahn. Wird die einlaufende Störung an den Klemmstellen 6a (K6a) und 6b (K6b) messbar, so werden die Geschwindigkeiten dieser Klemmstellen mit den Register-Reglern 6a.2 und 6b.2 nach Maßgabe der Sollwerte Y u / 16w und Y o / 16w korrigiert. Wird schließlich die eingelaufene Störung an den Sensoren SU und SO am Messerzylinder 8 messbar, so werden die Sollwerte Y u / 16w und Y o / 16w nach Maßgabe der Sollwerte Y u / 18w und Y o / 18w nachgeführt, so dass die Registerdifferenz Y d / 18 zwischen Oberbahn BO und Unterbahn BU den Sollwert Y d / 18w, beispielsweise Y d / 18w = 0, annimmt.
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Gegenüber dem System 5 werden zusätzlich die zwischen Wendeaufbau und Messerzylinder 8 entstehenden Registerfehler korrigiert. Gegenüber dem System 6 werden alle innerhalb des Wendeaufbaus entstehenden Fehler im wesentlichen durch die unterlagerten Kreise (Regler 6a.2 und 6b.2) ausgeregelt. Die überlagerten Regler 6a.1 und 6b.1 werden dadurch entlastet. Dieses System ist bei besonders langen Bahnen zwischen Wendeaufbau (erste Klemmstelle 3 (K3) der Wendeeinrichtung 4 bis zur Trichterwalze 6c (K6c)) und Messerzylinder 8 von Vorteil.
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Zur entkoppelten Vorgabe der Zugkräfte (F3,4a und F3,4b) in der Unterbahn (BU) und/oder Oberbahn (BO) sind die geregelten Klemmstellen 4a (K4a) und 4b (K4b) vorgesehen. Den Drehzahlregelkreisen (Regler 4a.3 und 4b.3) sind Zugkraftregelkreise (Regler 4a.4 und 4b.4) überlagert. Sie verarbeiten die Differenz aus Zugkraftistwert (Sensor SFU und SFO) und Zugkraftsollwert (F3,4a,w und F3,4b,w).
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Die Klemmstellen 6a (K6a) und 6b (K6b) werden entweder mit vollbreiten Anpresswalzen oder mit Trolleys und zusätzlicher Umschlingung ausgeführt, wodurch diese zu vollwertigen und annähernd schlupffreien Klemmstellen werden.
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Diese Methode wird kombiniert mit der in parallelen PB04637 beschriebenen langsamen Nachstellung der Winkellage der Druckeinheiten, um zu große Voreilungen zu vermeiden, oder mit der kombinierten Zugkraft-Registerregelung nach den parallelen Patentanmeldungen PB04638 oder PB04639.
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Der Fall des mehrbahnigen Betriebes wird in der parallelen Patentanmeldung PB04640 beschrieben.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Mechanische Regelstrecke mit geregelten Antrieben
- 1a
- Mechanisches System (Regelstrecke)
- 1b
- Geregelte Antriebe
- 1.1
- Zugkraftregler
- 1.2
- Antriebsmotor mit Drehzahlregelkreis/Winkelregelkreis einschließlich Stromregelkreis
- 1.3
- Übertragungsfunktion (Zusatzsollwert für Bahnzugkraft)
- 1.4
- Symmetrierfilter
- 1.5
- Symmetrierfilter
- 1.6
- Winkelregler
- 1.7
- Übertragungsfunktion (Entkopplung)
- 1.8
- Integralglied
- 1.9
- Übertragungsfunktion (Entkopplung)
- 2
- Regeleinrichtung
- 2.2
- Drehzahlregelkreis
- 3
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- 3.1
- Registerregler
- 3.2
- Drehzahlregelkreis
- 3.3
- Übertragungsfunktion (Entkopplung)
- 3.4
- Symmetrierfilter
- 3.5
- DT1-Glied
- 3.6
- Schnittregister-Regler
- 4
-
- 4.1
- Übertragungsfunktion (Entkopplung)
- 4.2
- Antriebsmotor mit Drehzahlregelung
- 4.3
- Symmetrierfilter
- 4.4
- Winkelregler
- 5
- Sensor für Schnittregisterfehler
- 6
- Sensor für Registerfehler
- 8
- Sensor für Bahnzugkraft
- K0
- Klemmstelle 0
- K1
- Klemmstelle 1
- K2
- Klemmstelle 2
- K3
- Klemmstelle 3
- K4a
- Klemmstelle 4a
- K4b
- Klemmstelle 4b
- Ki
- Klemmstelle i
- Kk
- Klemmstelle k
- D
- Differenzierer
- Fij
- Bahnzugkraft im Abschnitt i-j
- F01
- Eingangs-Bahnzugkraft
- F01w
- Bahnzugkraft-Sollwert
- F23
- Bahnzugkraft zwischen K2 und K3
- F34
- Bahnzugkraft zwischen K3 und K4
- F23w
- Bahnzugkraft-Sollwert
- x1w
- Eingangsgröße
- v
- Bahngeschwindigkeit
- vi
- Umfangsgeschwindigkeit der Klemmstelle i
- ωi
- Winkelgeschwindigkeit/Drehzahl der Klemmstelle i
- ωiw
- Winkelgeschwindigkeits-Sollwert
- αi
- Winkel der Klemmstelle i
- αiw
- Winkelsollwert/Lagesollwert der Klemmstelle i
- Y * / 13
- Teil-(Schnitt-)Registerfehler zwischen K1 und K3
- Y * / 13w
- Register-Sollwert
- Y14
- (Gesamt-)Schnittregisterfehler
- Y14w
- Sollwert
- RP
- Druckregler
- RF
- Zugkraftregler
- RY
- Registerregler
- SFO
- Kraftsensor für Oberbahn
- SFU
- Kraftsensor für Unterbahn
- T
- Trockner
- Mi
- Antriebsmotor für Klemmstelle i mit zugehöriger Regelung
- p
- Druck des Pneumatikzylinders
- zT
- Änderungen des Querschnitts und des E-Moduls