DE3220282A1 - Vorrichtung zum betrieblichen erfassen eines masses fuer die feuchtmittelmenge auf der rotierenden druckplatte in offset-druckmaschinen - Google Patents
Vorrichtung zum betrieblichen erfassen eines masses fuer die feuchtmittelmenge auf der rotierenden druckplatte in offset-druckmaschinenInfo
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Description
grapho metronic Meß- und
Regeltechnik GmbH & Co. KG
München
Regeltechnik GmbH & Co. KG
München
Vorrichtung zum betrieblichen Erfassen eines Maßes für die Feuchtmittelmenge auf der rotierenden Druckplatte in Offset-
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum betrieblichen Erfassen eines Maßes für die Feuchtmittelmenge auf einem
Meßfleck auf der rotierenden Druckplatte in Offset-Druckmaschinen.
Diese Vorrichtung ist mit einer Strahlungsquelle ausgestattet, die Strahlungsimpulse im Wellenlängenbereich
einer Absorptionswellenlänge des Feuchtmittels auf den Meßfleck der Druckplatte abstrahlt. Außerhalb des Reflexionswinkels
der auf den Meßfleck aufgestrahlten Strahlungsimpulse von der Platte remittierte Strahlung wird einem
ersten photoelektrischen Wandler zugeführt, der diese Strahlungsimpulse einfängt und quantitativ in erste elektrische
Signale umwandelt, welche dann in einer Auswertschaltung dazu verwendet werden, einen Wert für die Feuchtmittelmenge
abzuleiten.
Eine derartige Vorrichtung ist beispielsweise aus der DE-PS 1 303 819 bekannt. Neben den Strahlungsimpulsen mit
der Wellenlänge eines Absorptionsbandes verwendet die bekannte Vorrichtung weitere Strahlungsimpulse in einem
Wellenlängenbereich, in dem die Strahlung durch die Feuchtmittelschicht vermeintlich nur minimal beeinflusst wird,
■und durch Quotientenbildung mit den durch die Feuchtmittelschicht
unterschiedlich beeinflussten Strahlungsimpulsamplituden
der beiden verschiedenen Wellenlängen in Gestalt der elektrischen Signale werden Rückschlüsse auf
die Feuchtmittelmenge zu ziehen versucht.
Es war bei der Schaffung dieser vorstehend aufgeführten Apparatur bekannt, daß die Feuchtmittelmenge nicht nur
auf die im Bereich einer Absorptionswellenlänge liegende Strahlung des Meßstrahls Einfluß nimmt, sondern daß auch
der außerhalb der Absorptionswellenlänge angesiedelte
Vergleichsstrahl eine gewisse Beeinflussung erfuhr, weshalb je Umdrehung des Plattenzylinders Meß- und Vergleichsstrahl
aufgenommen werden mußten, damit die Bestimmungsgrößen von der identischen Schicht vorlagen. Dies erfordert entweder
eine zeitliche Versetzung der Meß- und Vergleichsstrahlimpulse mit einer entsprechend beim heutigen Stand der
Technik kaum realisierbar hohen Impulsfolge bei kleinem Meßfleck und hoher Plattenzylinderdrehzahl oder die Aufnahme
von Meß- und Vergleichsstrahl durch zwei photoelektrische Wandler mit entsprechenden, verschiedenen, vorgeschalteten
Filtern, wobei die Gefahr von Meßverfälschungen aufgrund unterschiedlicher Charakteristiken, Driften und dgl. der
beiden Wandler besteht, die durch das Quotientenverfahren nicht ausgeschaltet werden.
Ferner wurde festgestellt, daß die wenn auch geringe Beeinflussung
des Vergleichsstrahls durch die F.euchtmittelschicht nicht feuchtmittelmengenproportional ist, vielmehr
bei größeren, durchaus noch praxisgerechten Feuchtmittelmengen unerwartet steile Gradienten auftreten, die eine Auswertung
im bisherigen Quotientenverfahren praktisch unmöglich
machten.
Es wurden deshalb Versuche unternommen, die für zwei Wellenlängen technisch aufwendige und wegen der sehr kurzen
Meßzeiten Synchronisationsprobleme aufwerfende und komplizierte
Meßvorrichtung zu vereinfachen und überdies eine Meßeinrichtung zu schaffen, bei der die Aufnahme und Auswertung
der Werte für die Feuchtmittelmenge von den obengenannten Unregelmäßigkeiten der Beeinflussung eines Vergleichsstrahls
befreit ist.
WW W * .WV · W W # «Μ
— 6 —
Es ist bekannt, daß der Oberflächenzustand der Druckplatte
in hohem Maße die Remissionseigenschaften beeinflusst, was auch bereits Anlaß dafür war, daß bisher für die
Feuchtmittelmengenmessung ein Meß- und ein Vergleichsstrahl benutzt wurden. Die Anmelderin hat nun herausgefunden, daß ein zuverlässiger Wert für die Feuchtmittelmenge
meßbar ist, wenn nach bisheriger Methode lediglich Strahlungsimpulse im Wellenlängenbereich einer Absorptionswellenlänge auf den Meßfleck auf der Druckplatte gerichtet
und von ihm diffus remittierte Strahlung aufgefangen wird, dessen Intensität jedoch die Intensität eines von Zeit zu
Zeit gemessenen und bei jeder möglichen Gelegenheit aufdatierten Trockenwertes gegenübergestellt wird. Mit
anderen Worten, vor Beginn eines Auflagendrucks werden mit einem Meßkopf, der von einer Strahlungsquelle Strahlungsimpulse im Wellenlängenbereich einer Absorptionswellenlänge
des Feuchtmittels abgibt, diese Impulse zunächst auf denselben aber trockenen Meßfleck der Druckplatte gerichtet,
und der photoelektrische Wandler wandelt die dabei auf ihn gelangende remittierte Strahlung außerhalb des Reflexionswinkels
in ein sogenanntes "Trockensignal" um, das nun in einem Arbeitsspeicher der Auswerteinrichtung gespeichert
und dem elektrischen Signal des Wandlers während der betrieblichen Messungen auf der feuchten Platte gegenübergestellt wird, woraus in der üblichen Weise, beispielsweise
im Quotientenverfahren, ein Maß für die Feuchtmittelmenge abgeleitet werden kann.
Das erfindungsgemäße Vorgehen beruht auf einer von der
Anmelderin zumindest für eine Anzahl gängiger Druckplattentypen als mit hinreichender Genauigkeit gültig ermittelten
Erkenntnis, wonach dei Indikatrices (Vektorfeld der remittierten Strahlungsanteile eines auf einen Meßfleck
auftreffenden Strahls) für alle Meßstellen auf einer Platte im trockenen Zustand und auch für verschiedene Abnutzungszustände
geometrisch ähnlich sind und die Indikatrices
unter dem Einfluß des Feuchtmittels eine geometrisch ähnliche Verkleinerung erfahren. Zwar unterscheiden sich die Indikatrices
trockener Meßstellen an verschiedenen Orten auf der Platte ihrer Größe nach beträchtlich, sie bleiben aber ineinander
ähnlich. So ist es möglich, aus Aufnahmen von Sektoren aus den Indikatrices und damit Bildung räumlicher Integrale im
Quotientenverfahren durch Bezug eines über gefeuchteter Meßstelle gemessenen Wertes E auf einem gespeicherten Trockenwert E. ein Maß E*1 für die Feuchtmittelmenge nach der Beziehung
E*' = E
Etr
zu gewinnen. Dieser Wert E*' entspricht einer definierten Feuchtmittelmenge.
Es steht außer Frage, daß die derart aufgebaute Vorrichtung wesentlich einfacher ist und überdies die Feuchtmittelmenge
auf die Vergleichsgröße keinen Einfluß mehr haben kann.
Zur Berücksichtigung einer vorrichtungsimmanenten Verfälschungsgröße
wie des Übersprechens oder eines durch die Oberfläche der Feuchtmittelschicht bedingten Glanzanteils
genügt es, mit derselben Vorrichtung und derselben Impulsstrahlungswellenlänge in an sich bekannter Weise vor
Beginn des Auflagendrucks und gegebenenfalls in Druckpausen, in denen der Trockenwert aufdatiert wird, Übersprech-
und Glanzsignale aufzunehmen und gleich dem Trockensignal zu speichern und in nachstehend noch angegebener
Weise in die Auswertung der betrieblich aufgenommenen Meßsignale einzubeziehen.
Kann man sich der Konstanz der von der Strahlungsquelle in der Meßwellenlänge abgegebenen Signale nicht vollkommen
sicher sein, kann die Auswertung mit bezogenen Werten erfolgen, indem ein zweiter photoelektrischer Wandler vorgesehen
wird, der von der Strahlungsquelle Strahlungsimpulse
unmittelbar, d. h. ohne Umweg über die Druckplatte, empfängt,
wobei sein Ausgangswert als Referenzsignal jeweils im Quotientenverfahren
dem entsprechenden Ausgangssignal des ersten photoelektrischen Wandlers gegenübergestellt wird
und die Verknüpfung zur Ableitung des Wertes für die Feuchtmittelmenge dann mit diesen bezogenen Werten erfolgt.
Die Aufnahme der vom Meßfleck diffus remittierten Strahlung kann mit Hilfe einer den Meßfleck auf den ersten photoelektrischen
Wandler abbildenden Optik geschehen, die vorzugsweise eine elliptisch gekrümmte Spiegelfläche ist,
deren erster Brennpunkt mit dem Meßfleck und deren zweiter
Brennpunkt mit dem photoelektrischen Wandler zusammenfallen. Die dadurch erzielte Ausbeute ermöglicht auch bei
extrem kurzen Strahlungsimpulsen einen ausreichenden Signal/Rausch-Abstand, so daß Meßverfälschungen durch
äußere Störungen ausgeschlossen werden können.
Beeinflussungen der Messung durch eine die Meßapparatur gegen Papierstaub, Farbe u.a. abschließende Trennscheibe
im Strahlungsein- und -austrittsfenster des Meßkopfes werden dadurch vermieden, daß die Trennscheibe zumindest
für den Wellenlängenbereich der Meßstrahlung entspiegelt wird.
Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine Prinzipskizze der erfindungsgemäßen Feuchtmittelschichtdicken-Meßvorrichtung
und
Fig. 2 eine prinzipielle Darstellung des Meßkopfes über der Druckplatte im Längsschnitt.
Figur 1 zeigt schematisiert den Plattenzylinder 11, auf den
in üblicher Weise eine Druckplatte 12 aufgezogen ist. Auf der Druckplatte 12 wälzen sich Farbauftragwalzen 13
eines Farbwerkes sowie eine Feuchtauftragwalze 14 eines insgesamt mit 15 bezeichneten, schematisierten Feuchtwerkes
ab, das zur Feuchtmittelverstellung im vorliegenden Fall mit einem drehzahlstellbaren Motor 16 ausgestattet ist.
Mit geringem Abstand über der Druckplatte 12 ist in der Druckmaschine, vorzugsweise in Richtung parallel zur Achse
des Plattenzylinders 11 traversierend verschiebbar, ein Meßkopf 17 angebracht, der mittels zwei Verbindungsleitungen
18, 19 mit einer in ihrer Gesamtheit durch einen gestrichelten Rahmen umgebenen Auswertschaltung 20 verbunden
ist.
Diese Auswertschaltung 20 enthält eine Rechnereinheit 21,
einen Arbeitsspeicher 22 und eine Anzeige 23.
In der Figur 2 ist vereinfacht ein Längsschnitt durch den
Meßkopf 17 wiedergegeben. Der Längsschnitt ist in eine Radialebene des Plattenzylinders 11 gelegt. Innerhalb
eines dicht schließenden Gehäuses 24 des Meßkopfes 17, das lediglich eine Lichtein- und -austrittsöffnung 25 an seinem
unteren, der Druckplatte 12 gegenüberstehenden Ende hat, ist eine Impulslichtquelle 26 angebracht, die auf hier
nicht näher interessierende Weise synchron mit dem Vorbeilauf eines Meßflecks 27 auf der Druckplatte 12 angesteuert
wird und einen Lichtimpuls abgibt, von dem ein Teil als Meßstrahl 28 über einen Spiegel 29 auf den Meßfleck 27
und ein weiterer Teil als Referenzstrahl 30 unmittelbar auf einen Referenzdetektor 31 mit vorgeschaltetem Filter
32 gerichtet wird. Das Filter 32 besitzt ein Durchlaßband von einer Wellenlänge, die der Meßwellenlänge entspricht
und, wie an sich bekannt, eine Absorptionswellenlänge des
Feuchtmittels oder eine bewußt danebenliegende Wellenlänge sein kann.
Ein außerhalb des Reflexionswinkels des auf den Meßfleck 2 gerichteten Meßstrahls 28 gelegener remittierter Strahlungsanteil
33 tritt in die öffnung 25 des Gehäuses 24 des Meßkopfes 17 ein und wird von einem Spiegel 34 auf
einem weiteren photoelektrischen Wandler 35 konzentriert, dem ebenfalls ein Filter 36 vorgeschaltet ist, welches das
gleiche Durchlaßband wie das Filter 32 hat. Der Spiegel 34 ist als Ellipsenspiegel ausgebildet und derart angeordnet,
daß der erste Brennpunkt der Ellipse in den Meßfleck 27 und der zweite Brennpunkt auf die empfindliche Oberfläche
des Detektors 35 fällt. Es wird mit dieser optischen Anordnung eine vorzügliche Ausbeute der innerhalb
eines bestimmten Remissionswinkels vom Meßfleck 27 remittierten
Strahlung erzielt. Eine die öffnung 25 überdeckende, für Meß- und Remissionsstrahlung durchlässige
Trennscheibe 37 ist zumindest für diese Strahlung entspiegelt, so daß ihr keinerlei den Meßvorgang beeinflussende
optische Eigenschaft anhaftet.
Die Arbeitsweise der Meßvorrichtung ist folgende. Bei über
einen Meßfleck 27 der trockenen Druckplatte gestellten Meßkopf 17 werden von der Quelle 26 Strahlungsimpulse ausgesandt,
die am Ausgang des Detektors 35 elektrische Impulse E und am Ausgang des Detektors 31 elektrische
Impulse R, erzeugen, welche über die Leitungen 18 und 19 der Auswertschaltung 20 zugeleitet und dort für den
anschließenden Auflagendruck im Arbeitsspeicher 22 gespeichert
werden. Ferner kann die Druckplatte mit Feuchtmittelüberschuß versehen werden, wobei die dann aufgenommenen
und von den Detektoren 35 und 31 abgegebenen Signale das Glanzsignal E_ bzw. das Referenzglanzsignal RQ sind, die
Obenfalls im Arbeitsspeicher gespeichert werden. Schließlich können übersprechsignale aufgenommen werden, indem anstelle
des Meßflecks 27 außerhalb der Maschine ein schwarzer Körper untergelegt wird, wodurch nicht ausschaltbare,
meßkopfimmanente Größen E.. und R.. aufgenommen werden,
die im Arbeitsspeicher abgespeichert und bei den nachfolgenden betrieblichen Messungen berücksichtigt werden.
Die eigentliche Feuchtmittelmengenmessung erfolgt im
Betrieb mit vom Feuchtwerk 15 über die Feuchtmittelauftragwalze 14 gefeuchteter Platte, wobei mit Hilfe
einer hier nicht näher zu erläuternden,.für den Fachmann selbstverständlichen Synchronisierung die Strahlungsquelle
26 derart angesteuert wird, daß je Plattenzylinderumdrehung ein Strahlungsblitz abgegeben und ein Meßstrahl
auf den Meßfleck 27 gerichtet wird. Die dabei von den Wandlern 35 und 31 abgegebenen Signale E und R werden in
der Rechnereinheit 21 der Auswertschaltung 20 bei der umfassendsten
Form der Berücksichtigung aller vorstehend genannten und zuvor aufgenommenen und gespeicherten Größen
nach folgender Gleichung zum einem Maß für die Feuchtmitte lmenge E* verarbeitet:
Etr/Rtr - VRÜ
Vereinfachende Näherungswerte werden erzielt, indem die
Glanzwerte E_, und R„ unberücksichtigt bleiben, der Einfluß
des Übersprechens E.. und R.. vernachlässigt wird oder auch, sofern möglich, die Strahlungsquelle als absolut
konstant angenommen wird, so daß dann in gröbster Näherung ein Maß für die Feuchtmittelmenge E*' = E/Etr
erhalten wird.
Die voranstehenden Erläuterungen zeigen die Überlegenheit der erfindungsgemäßen Vorrichtung gegenüber dem Stand der
Technik allein aufgrund ihrer wesentlichen technischen Vereinfachung und lassen erkennen, daß der durch das Feuchtmittel
beeinflusste Meßwert auf den wenigstens zeitweise
als konstant anzusehenden Trockenwert, welcher während des Drückens durch wiederholte Trockenmessungen stets
aufdatiert wird, und nicht auf einen ebenfalls durch das Feuchtmittel beeinflussten Vergleichswert bezogen wird,
um die Menge des Feuchtmittels zu bestimmen.
Claims (6)
1./ Vorrichtung zum betrieblichen Erfassen eines Maßes für
fie Feuchtmittelmenge auf einem Meßfleck auf der rotierenden Druckplatte in Offset-Druckmaschinen mit einer Strahlungsimpulse im Wellenlängenbereich einer Absorptionswellenlänge
des Feuchtmittels auf den Meßfleck auf der Druckplatte abstrahlenden Quelle, einem ersten photoelektrischen Wandler,
der remittierte Strahlung außerhalb des Reflexionswinkels der auf den Meßfleck aufgestrahlten Strahlungsimpulse
einfängt und quantitativ in erste elektrische Signale umwandelt, und einer Auswertschaltung, in der unter Verwendung der
ersten elektrischen Signale das Maß ableitbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswertschaltung (20) einen Arbeitsspeicher
(22), der ein elektrisches Signal (E. ) eines vom trockenen Meßfleck (27) remittierten Strahlungsimpulses (28)
speichert, und eine Einrichtung_ (21) zur quantitativen Gegenüberstellung
der ersten elektrischen Signale (E) mit dem elektrischen Signal (E ) des vom trockenen Meßfleck remittierten
Strahlungsimpules enthält.
k* W ti · - -
w mm * ««*·
— 2 —
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Arbeitsspeicher (22) ein übersprechsignal (E..) speicherbar
ist und vor der quantitativen Gegenüberstellung vom den ersten elektrischen Signalen (E) und vom elektrischen
Signal der trockenen Platte (E ) das übersprechsignal
(E.,) abziehbar ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
daß im Arbeitsspeicher (22) ein vom ersten photoelektrischen Wandler (35) bei Feuchtmittelüberschuß auf
dem Meßfleck (27) der Platte (12) abgegebenes Glanzsignal (Er) speicherbar und vor der quantitativen Gegenüberstellung
von den ersten elektrischen Signalen (E) abziehbar ist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet,
daß ein zweiter photoelektrischer Wandler (31) gleichzeitig mit dem ersten photoelektrischen Wandler (35)
Strahlungsimpulse derselben Wellenlänge von der Strahlungsquelle (26) direkt empfängt und ein Referenzsignal (R)
bildet, daß im Arbeitsspeicher (22) die jeweiligen Referenzsignale der trockenen Platte (Rtr) und gegebenenfalls des
Übersprechens (R..) und des Glanzes (R-.) speicherbar sind
und daß bei der Bildung des Feuchtmittelmengewertes jedes Meßsignals (E, E.., E. , E„) auf sein zugehöriges zeitglei-
U ti \3
ches Referenzsignal (R, R.., R. , RG) bezogen verknüpfbar
ist.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die den Meßfleck (27) auf dem
ersten photoelektrischen Wandler (35) abbildende Optik eine elliptisch gekrümmte Spiegelfläche (34) aufweist,
deren erster Brennpunkt mit dem Meßfleck (27) und deren
zweiter Brennpunkt mit dem ersten photoelektrischen Wandler (35) zusammenfallen.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch
gekennzeichnet, daß eine zwischen dem Meßfleck (27)
auf der Druckplatte (12) und der Strahlungsquelle (26), der abbildenden Optik (34) und dem photoelektrischen Wandler
(35) angeordnete strahlungsdurchlässige Trennscheibe (37) für den Wellenlängenbereich der Meßstrahlung entspiegelt
ist.
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