DE19906078A1

DE19906078A1 - Verfahren zur Steuerung des Füllstandes für Druckfarbe in einem Farbkasten

Info

Publication number: DE19906078A1
Application number: DE19906078A
Authority: DE
Inventors: Holger Leonhardt; Wolfgang Luxem
Original assignee: Heidelberger Druckmaschinen AG
Current assignee: Heidelberger Druckmaschinen AG
Priority date: 1998-03-14
Filing date: 1999-02-12
Publication date: 1999-09-16
Anticipated expiration: 2019-02-13
Also published as: JP4242965B2; JPH11291458A; DE19906078B4; US6019041A

Abstract

Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zur Steuerung des Füllstandes für Druckfarbe in einem Farbkasten anzugeben, das es ermöglicht, den Verbrauch an Druckfarbe zu senken und die Zuverlässigkeit der Farbversorgung bei einer Druckmaschine zu verbessern. DOLLAR A Die Erfindung besteht darin, daß bei einem Verfahren zur Steuerung des Füllstandes für Druckfarbe in einem Farbkasten, bei dem mit Hilfe einer Farbdosiereinrichtung Druckfarbe längs einer in die Druckfarbe eintauchenden Farbkastenwalze nachgefüllt wird, indem mit einem Füllstandssensor laufend Signale zum Istfüllstand längs der Farbkastenwalze bestimmt werden, indem die Signale zum Istfüllstand einer Steuereinrichtung zugeführt werden und mit Signalen zum Sollfüllstand verglichen werden, und indem aus den abgeleiteten Vergleichssignalen Stellsignale für ein Stellelement der Farbdosiereinrichtung gebildet werden, so daß entsprechend der Farbentnahme aus dem Farbkasten längs der Farbkastenwalze Druckfarbe nachgefüllt wird, wobei die nachzufüllende Druckfarbe aus einem Behälter mit einem begrenzten Vorrat ausgegeben wird und der Vorrat entsprechend dem Farbbedarf gegebenenfalls erneuert wird, je Meßort des Füllstandssensors (14, 15) die Änderung des Istfüllstandes pro Zeiteinheit bestimmt wird, daß laufend die Restmenge an Druckfarbe (3) im Behälter (10) bestimmt wird, und daß dann, wenn die Restmenge einen bestimmten Wert unterschreitet, die Restmenge proportional der Änderung des Füllstandes pro Zeiteinheit an den ...

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung des Füllstandes für Druckfarbe in einem Farbkasten.

Bei Druckmaschinen ist es bekannt, die verbrauchte Druckfarbe in einem Farbkasten aus einer Kartusche heraus nachzufüllen (DE 196 36 985 D1). Bedingt durch die Viskosität der Druckfarbe wird die Druckfarbe längs einer in die Druckfarbe eintauchenden Farbkastenwalze gleichmäßig dosiert aus der Kartusche abgegeben. Der Füllstand der Druckfarbe im Farbkasten kann geregelt werden, indem mit einem Füllstandssensor laufend der Istfüllstand erfaßt wird, indem der Istfüllstandswert mit einem Sollfüllstandswert verglichen wird und indem aus den erhaltenen Vergleichswerten Stellsignale für ein Stellelement einer Ausdrückvorrichtung für die Kartusche abgeleitet werden. Die Stellsignale bewirken eine weitestgehende Angleichung des Ist- an den Sollzustand.

Es ist weiterhin bekannt, den Farbvorrat in der Kartusche mittels geeigneter Sensoren zu erfassen und ein Signal zu generieren, das anzeigt, daß der Farbvorrat zur Neige geht. Ein Bediener einer im kontinuierlichen Betrieb arbeitenden Druckmaschine erhält somit Gelegenheit, die Kartusche gegen eine volle auszutauschen. Ein in der verbrauchten Kartusche befindlicher Rest an Druckfarbe kann vorher von Hand oder maschinell in den Farbkasten ausgedrückt werden.

Die bekannten Verfahren zum Nachfüllen von Druckfarbe in einen Farbkasten haben den Nachteil, daß durch das Steuern der Füllhöhe auf ein möglichst gleichförmiges Niveau die für einen Wechsel einer Kartusche oder eines ähnlichen Vorratsbehälters zur Verfügung stehende Zeit verkürzt wird. Es besteht die Gefahr, daß insbesondere bei Mehrfarbendruckmaschinen mit einer Vielzahl von Druckwerken ein Kartuschenwechsel nicht möglich ist, weil der Bediener mit anderen Bedienvorgängen oder Kartuschenwechseln bereits beschäftigt ist. In einem solchen Fall muß der Druckvorgang unterbrochen werden und wieder neu angefahren werden, was die Produktivität senkt. Das Nachfüllen auf ein gleichförmiges Niveau hat weiterhin den Nachteil, daß zum Ende des Druckauftrages besagtes Niveau in den Farbkästen verbleibt. Bei einem Folgeauftrag, bei dem mit anderen Farben gedruckt werden soll, muß die Druckfarbe des vorherigen Auftrages beseitigt werden, was aufwendig ist und was Kosten verursacht, weil in der Regel diese Druckfarben wegen Nichtwiederverwendbarkeit als Abfall beseitigt werden muß. Der gleiche Nachteil tritt auf, wenn die Druckmaschine z. B. am Ende einer Schicht stillgesetzt werden soll und die Druckfarbe aus dem Farbkasten entfernt werden muß.

Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zur Steuerung des Füllstandes für Druckfarbe in einem Farbkasten anzugeben, das es ermöglicht, den Verbrauch an Druckfarbe zu senken und die Zuverlässigkeit der Farbversorgung bei einer Druckmaschine zu verbessern.

Die Aufgabe wird mit einem Verfahren gelöst, das die Merkmale des Anspruchs 1 aufweist.

Das Verfahren kann mit einer Farbdosiereinrichtung durchgeführt werden, bei der eine Kartusche oder ein äquivalenter Behälter für Druckfarbe längs einer in die Druckfarbe eintauchenden Farbkastenwalze verfahren wird. Ebenso können mehrere Farbdosiereinrichtungen verwendet werden, die jeweils einen Teilbereich der Länge der Farbkastenwalze abdecken. Bei dem Verfahren wird die lokale Änderungsgeschwindigkeit des Farbpegels im Farbkasten berücksichtigt, wodurch eine Verlängerung der für den Wechsel der Kartusche oder des Behälters zur Verfügung stehenden Zeit erreicht wird. Bei Mehrfarbendruckmaschinen können zur Zeitoptimierung beim Wechsel die Istwertsignale zum Füllstand aus allen Farbkästen verarbeitet werden, wobei die Wegezeiten einer Bedienperson zwischen den Druckwerken und deren Steuerpult berücksichtigt werden können. Die nach Beendigung eines Auftrages im Farbkasten verbleibende Restmenge an Druckfarbe ist minimal und im Niveau nur so hoch, wie es für die Aufrechterhaltung eines hydrostatischen Druckes zwischen der Farbkastenwalze und an diese angestellte Dosierelemente erforderlich ist.

Die Erfindung soll anhand eines Ausführungsbeispieles noch näher erläutert werden, es zeigen:

Fig. 1 ein Schema eines Druckwerkes einer Druckmaschine,

Fig. 2 ein Schema eines Druckwerkes einer Druckmaschine mit Blick auf die Mantelfläche einer Farbkastenwalze,

Fig. 3 ein Diagramm zur Farbabnahme längs einer Farbkastenwalze,

Fig. 4 ein Diagramm mit zonalen Zeitlimiten für einen Kartuschenwechsel gemäß dem Stand der Technik,

Fig. 5 ein Diagramm mit zonalen Zeitlimiten fizr einen Kartuschenwechsel gemäß der Erfindung.

Ein zur Durchführung des Verfahrens geeignetes Druckwerk ist in den Fig. 1 und 2 gezeigt. Eine drehbar gelagerte Farbkastenwalze 1 ist in Richtung 2 drehbar gelagert und taucht teilweise in Druckfarbe 3 ein, die sich in einem Farbkasten 4 befindet. Entlang einer Mantellinie der Farbkastenwalze 1 sind lückenlos gleichbreite Farbmesser 5 an die Farbkastenwalze 1 angestellt. Die Farbmesser 5 sind mit je einem Kolben 6 eines Stellzylinders 7 gekoppelt, auf deren Darstellung in Fig. 2 verzichtet wurde. Durch die Bewegung des Kolben 6 sind die Farbmesser 5 in radialer Richtung 8 der Farbkastenwalze 1 positionierbar. Parallel zur Drehachse der Farbkastenwalze 1 ist eine drehbar gelagerte Gewindespindel 9 vorgesehen, auf der ein verfahrbarer Behälter 10 für Druckfarbe 3 sitzt. Bei Drehung der Gewindespindel 9 bewegt sich der Behälter 10 in seitlicher Richtung 11. Der Behälter 10 besitzt einen Auslaß 12 mit einem Auslaßventil 13. Die Austrittsöffnung des Auslasses 12 weist in Richtung der oben offenen Farbkastenwalze 4. Am Behälter 10 befinden sich Sender 14 und Empfänger 15 eines Abstandsmeßsystemes zur Erfassung des Pegels der Druckfarbe 3 im Farbkasten 4 jeweils am Ort des Nachfüllens von Druckfarbe 3. Zur Übertragung von Druckfarbe 3 von der Farbkastenwalze 1 auf die Oberfläche eines Druckformzylinders 16 sind eine hin- und hergehende Heberwalze 17 und eine Reihe von Farbübertragungswalzen 18 vorgesehen. Eine Steuereinrichtung 19 ist zum Signalempfang mit Drehgebern 20 und 21 für den Drehwinkel der Farbkastenwalze 1 und der Gewindespindel 9 sowie mit dem Empfänger 15 verbunden. Zur Ausgabe von Stellsignalen steht die Steuereinrichtung 19 mit Motoren 22 bzw. 23 für den Antrieb der Farbkastenwalze 1 bzw. der Gewindespindel 9, mit einem Stellelement des Auslaßventils 13 und über Druckmittelleitungen 24 mit dem Stehzylindern 7 in Verbindung.

Anhand der Fig. 3-5 soll nachstehend beschrieben werden, wie mit der zu den Fig. 1 und 2 offenbarten Anordnung das Verfahren durchgeführt werden kann. Beim Drucken mit einer Druckmaschine werden die Farbmesser 5 in radialer Richtung 8 so eingestellt, daß sich auf der Oberfläche der Farbkastenwalze 1 ein Farbprofil ausbildet, das dem zonalen Farbbedarf auf einem Bedruckstoff entspricht. Bei einem großen Spalt zwischen Farbmessern 5 und Farbkastenwalze 1 baut sich eine hohe Schichtdicke an Druckfarbe 3 auf der Oberfläche der Farbkastenwalze 1 auf. Durch Farbspaltungsvorgänge wird eine entsprechend große Menge über die Heberwalze 17, die Farbübertragungswalze 18 und dem Druckformzylinder 16 auf besagten Bedruckstoff übertragen.

In Fig. 3 ist für ein Farbwerk F mit sechzehn Farbmessern 5 beispielhaft dargestellt, wie hoch der Farbverbrauch pro Zeiteinheit in den sechzehn Farbzonen Z1-Z16 ist. In Fig. 4 ist gezeigt, wie lange mit gleichförmiger Druckgeschwindigkeit gedruckt werden könnte, wenn man bei dem in Fig. 3 gezeigten Farbverbrauch F von einem konstanten Füllstand der Druckfarbe 3 im Farbkasten 4 ausgeht. Es ist zu erkennen, daß in der Zone Z4 mit dem höchsten Farbverbrauch pro Zeiteinheit, der Farbvorrat am frühesten aufgebraucht ist. Der Verbrauch in der Zone Z4 bestimmt den Zeitpunkt des Erneuerns des Vorrates an Druckfarbe im Behälter 10. Der in Fig. 4 gekennzeichnete Zeitbereich t_w1 ist die für einen Wechsel des Behälters 10 zur Verfügung stehende Zeit.

Zu Beginn eines Druckauftrages wird der Farbkasten 4 entsprechend der in den Zonen Z1-Z16 zu erwartenden Farbabnahmen befüllt. In der Steuereinrichtung 19 liegen für jede Zone Z1-Z16 die Zonenöffnungswerte der Farbmesser 5 und die Größe der beabsichtigten Druckgeschwindigkeit vor. Aus diesen Daten wird in der Steuereinrichtung 19 ein Füllhöhenprofil der Druckfarbe 3 im Farbkasten 4 berechnet, wobei eine angemessene Sicherheitsreserve berücksichtigt wird. Mit Hilfe des Motors 23, des Drehgebers 21 und der Gewindespindel 9 wird der Behälter 10 in seitlicher Richtung 11 jeweils auf die Mitte einer Farbzone Z1-Z16 positioniert. Die Steuereinrichtung 19 veranlaßt an jedem Ausgabeort ein Öffnen des Auslaßventils 13, so daß für jede Zone Z1-Z16 die vorberechnete Menge an Druckfarbe 3 aus dem Auslaß 12 in den Farbkasten 4 gelangt. Nach dem Beginn der Abarbeitung des Druckauftrages wird der Füllstand der Druckfarbe 3 im Farbkasten 4 zunächst so gesteuert, daß das anfangs gewählte Füllhöhenprofil beibehalten wird. Vor jeder Ausgabe von Druckfarbe 3 an einem Ausgabeort wird mit Hilfe des Senders 14 und des Empfängers 15 der Istfüllstand in der betreffenden Zone Z1-Z16 bestimmt und an die Steuereinrichtung 19 weitergeleitet. In der Steuereinrichtung 19 wird aus dem aktuellen Istfüllstand, aus dem Wert zum Istfüllstand der vorangegangenen Messungen und aus den zeitlichen Abstand der aktuellen und der vorangegangenen Messung die reale Farbabnahme pro Zeiteinheit in der betreffenden Zone Z1-Z16 errechnet. Aus der realen Farbabnahme pro Zeiteinheit wird die in der Zone Z1-Z16 abzugebenden Menge eingestellt.

Die Darstellungen in den Fig. 3 und 4 sind stark schematisiert. Aufgrund der Fließeigenschaften der Druckfarbe 3 ergibt sich ein Ausgleich in der Befüllung benachbarter Zonen Z1-Z16. Bei der Dosierung der Druckfarbe 3 können beim Erstbefüllen und beim Befüllen während der Abarbeitung des Druckauftrages die zeitabhängigen und füllstandsabhängigen Fließvorgänge der Druckfarbe 3 zwischen den Zonen Z1-Z16 berücksichtigt werden. Hierzu kann laufend die Viskosität und/oder die Temperatur der Druckfarbe 3 erfaßt werden.

Ebenso kann die Charchierfrequenz und der Hub einer als Reibwalze ausgebildeten Farbübertragungswalze 18 berücksichtigt werden, die ebenfalls einen Farbmengenaustausch zwischen den Zonen Z1-Z16 bewirkt.

In Fig. 5 ist wie in Fig. 4 die zeitliche Reichweite der Druckfarbe in den Zonen Z1-Z16 dargestellt, die sich bei der Steuerung der Füllhöhe entsprechend der Abnahmegeschwindigkeit der Druckfarbe 3 ergibt. Die für einen Wechsel oder ein Nachfüllen des Behälters 10 zur Verfügung stehende Zeit t_w2 ist in allen Zonen Z1-Z16 konstant und ergibt sich aus

Die zur Verfügung stehende Zeit vergrößert sich um den Wert (t_w2-t_w1).

Nähert sich der Farbvorrat im Behälter 10 dem Ende, so wird die Restmenge an Druckfarbe 3 unter Berücksichtigung der realen Farbabnahme ausgegeben. Bei Verwendung einer Kartusche als Behälter 10 wird eine Restauspressung vorgenommen. Dadurch erhöht sich die für eine Behälterwechsel zur Verfügung stehende Zeit um einen weiteren Betrag. Die Restmenge im Behälter 10 ergibt sich direkt aus einer Messung oder indirekt aus der Messung der mit dem Auslaßventil dosierten Menge.

Nähert sich der Druckauftrag dem Ende, dann wird der Füllstand im Farbkasten 4 in allen Zonen Z1-Z16 soweit reduziert, daß beim Ende des Druckauftrages der Farbkasten 4 bis auf die zur Aufrechterhaltung des hydrostatischen Druckes notwendige Mindestmenge an Druckfarbe 3 geleert ist. Bei der Errechnung der Reduzierung werden die Werte für den Farbverbrauch pro Druck und Zone Z1-Z16 verwendet, die während des gesamten Druckauftrages aus den Istfüllstandswerten und den Dosiermengen pro Zone Z1-Z16 bestimmt werden können. Die nach dem Druckende verbleibende Restmenge an Druckfarbe im Farbkasten 4 kann selbsttätig mit einer Reinigungsvorrichtung für den Farbkasten 4 beseitigt werden.

Bezugszeichenliste

1

Farbkastenwalze

2

Richtung

3

Druckfarbe

4

Farbkasten

5

Farbmesser

6

Kolben

7

Stellzylinder

8

Richtung

9

Gewindespindel

10

Behälter

11

Richtung

12

Auslaß

13

Auslaßventil

14

Sender

15

Empfänger

16

Druckformzylinder

17

Heberwalze

18

Farbübertragungswalze

19

Steuereinrichtung

20

,

21

Drehgeber

22

,

23

Motoren

24

Druckmittelleitungen
Z1-Z16Zonen

Claims

1. Verfahren zur Steuerung des Füllstandes für Druckfarbe in einem Farbkasten, bei dem mit Hilfe einer Farbdosiereinrichtung Druckfarbe längs einer in die Druckfarbe eintauchenden Farbkastenwalze nachgefüllt wird,
indem mit einem Füllstandssensor laufend Signale zum Istfüllstand längs der Farbkastenwalze bestimmt werden,
indem die Signale zum Istfüllstand einer Steuereinrichtung zugeführt werden und mit Signalen zum Sollfüllstand verglichen werden,
und indem aus den abgeleiteten Vergleichssignalen Stellsignale für ein Stellelement der Farbdosiereinrichtung gebildet werden, so daß entsprechend der Farbentnahme aus dem Farbkasten längs der Farbkastenwalze Druckfarbe nachgefüllt wird, wobei die nachzufüllende Druckfarbe aus einem Behälter mit einem begrenzten Vorrat ausgegeben wird und der Vorrat entsprechend dem Farbbedarf gegebenenfalls erneuert wird, dadurch gekennzeichnet,
daß je Meßort des Füllstandssensors (14, 15) die Änderung des Istfüllstandes pro Zeiteinheit bestimmt wird,
daß laufend die Restmenge an Druckfarbe (3) im Behälter (10) bestimmt wird, und daß dann, wenn die Restmenge einen bestimmten Wert unterschreitet, die Restmenge proportional der Änderung des Füllstandes pro Zeiteinheit an den jeweiligen Ausgabeort aus dem Behälter (10) in den Farbkasten (4) ausgebracht wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im wesentlichen zeitgleich mit dem Ausbringen der Restmenge ein Signal generiert wird, welches das Erfordernis des Erneuerns des Vorrates im Behälter (10) kennzeichnet.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Behälter (10) eine rohrförmige Kartusche verwendet wird, die zur dosierten Ausgabe von Druckfarbe (3) in Richtung (11) der Rotationsachse der Farbkastenwalze (1) positioniert wird.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Häufigkeit des Anfahrens eines Ausgabeortes der Kartusche (10) mit der Änderung des Füllstandes der Druckfarbe (3) pro Zeiteinheit korreliert.

5. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Positionierung der Kartusche (10) auf Ausgabeorte vorgenommen wird, die in der Mitte einer Zone (Z1-Z16) liegen, die durch an die Farbkastenwalze (1) angestellte Farbmesser (5) oder gleich wirkende Dosierelemente vorgegeben sind.

6. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kartusche (10) nur an Ausgabeorten positioniert wird, an denen die Größe der Änderung des Füllstandes pro Zeiteinheit ein Maximum aufweist.

7. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekenzeichnet, daß der Vorrat durch Austausch einer verbrauchten Kartusche (10) erneuert wird.

8. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß beim Erzeugen einer vorgegebenen Zahl von Drucken letztmalig nur so viel Druckfarbe (3) aus dem Behälter (10) ausgebracht wird, daß mit der Ausführung des letzten Druckes nur eine für den Druck notwendige Mindestfarbmenge im Farbkasten (4) verbleibt.

9. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß beim Ausbringen der Druckfarbe (3) an diskreten Ausgabeorten bei der Berechnung der auszugebenden Menge das Fließverhalten der Druckfarbe (3) in Richtung benachbarter Ausgabeorte berücksichtigt wird.