DE3924376C2

DE3924376C2 - Verfahren zur Farbmengenmessung für ein Heberfarbwerk einer Druckmaschine

Info

Publication number: DE3924376C2
Application number: DE19893924376
Authority: DE
Inventors: Gerd Dipl Ing Steiner
Original assignee: MAN Roland Druckmaschinen AG
Current assignee: Manroland AG
Priority date: 1991-01-17
Filing date: 1989-07-22
Publication date: 1994-08-25
Anticipated expiration: 2009-07-23
Also published as: DE3924376A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Farbmengenmessung für ein Heberfarbwerk einer Druckmaschine gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1.

Eine Maßnahme zur Farbmengeneinstellung für ein Heberfarbwerk einer Druckmaschine, bei der, bezogen auf die Farbwalzendrehung, die Winkel der vor- bzw. zurücklaufenden Farbschichtdicken, sowie die dazugehörigen Schichtdicken selbst gemessen werden, wird in DE-PS 36 28 464 beschrieben. Die Schichtdickendifferenz, hervorge rufen durch die Heberwalze, wird dort nebst den dazugehörigen Winkeln und der Breite einer Farbdosierzone für den Farbmengenein stellvorgang pro Farbdosierzone zu Heberfarbwerk verwendet.

Nachteilig an obiger Farbmengeneinstelleinrichtung ist aber, daß Messungen der Farbschichtdicken der zonenweise auf der Farbwalze eingestellten Farbe unabhängig vom Meßprinzip aufwendig und nicht unproblematisch sind. Hauptproblem bei Farbschichtdickenmessungen auf der Farbwalze über die optische Dichte ist die nicht weiße Oberfläche der Farbwalze, deren metallischer Glanz sowie der mögliche Glanzeffekt der frischen Farbschichtoberfläche.

Die Theorie der Farbflußbilanz, welche beim Farbspaltungsvorgang zwischen Farb- und Heberwalze auftritt, ist aus DD-Z: Papier und Druck 27 (1978) 9, Druck und Verarbeitung Seite 137 bis 139, "Stabilisierung der Farbzuführung in Druckmaschinen", bekannt. Es handelt sich hierbei in klarer Weise um das Kontinuitätsprinzip, d. h. eine auf der Farbwalze fehlende Farbschicht durch Spaltung auf die Heberwalze übergegangen sein.

Ein Meßverfahren zur Bestimmung von Farbschichtdicken auf Farbwalzen ist aus US-Z: Xerox Disclosure Journal, Vol. 2, Nr. 3 May/June 1977, S. 19, "Prozess for measuring and controlling the ink film thickness on lithographic inking rollers", bekannt. Es wird die Auslenkung einer Luftdüse gemessen und somit ein Signal erhalten, welches ein Maß für die Farbschichtdicke ist. Nachteilig ist hierbei aber, daß ebenfalls eine Kalibriermessung nötig ist und ferner wegen der Mechanik der Meßanordnung negative Auswirkung auf die Meßgenauigkeit durch beispielsweise Vibrationen der Druckmaschine zu befürchten sind.

Kapazitives Messen der Farbschichtdicke ist möglich, wenn die dielektrischen Eigenschaften der verwendeten Farbe dies auch während längeren Betriebs der Druckmaschine (Erwärmung, Feuchtmittel aufnahme) zulassen. Farbschichtdickenmessungen auf der Farbwalze über die optische Dichte oder die dielektrischen Eigenschaften sind gerade im Hinblick auf die vielen in der Druckpraxis verwendeten Farbtypen und den damit verbundenen verschiedenen physikalischen Eigenschaften und ihrer Änderung während des Druckverlaufes bei genügend hoher Meßgenauigkeit kaum ohne wiederholte Vergleichs- und Kalibriermessungen (z. B. bekannte Farbschichtdicke), also nicht ohne großen Aufwand durchführbar.

Unabhängig von den meßtechnischen Problemen der Schichtdickener mittlung der auf der Farbwalze befindlichen Farbschicht läßt eine Ermittlung der Farbschichtdicke in dem Bereich, der nicht durch den Farbübertrag zwischen Farb- und Heberwalze gestört ist sowie eine Ermittlung der Farbschichtdicke im Bereich der Lücke, welche durch den Farbübertrag vom Farb- zur Heberwalze entsteht, die unregelmäßige Struktur der Farbschichtoberfläche im Bereich der Lücke unberück sichtigt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren gemäß Oberbegriff von Anspruch 1 derartig zu verbessern, so daß eine exakte meßtechnische Erfassung der effektiv von der Farb- zur Heberwalze übertragenen Farbmenge zonenweise möglich ist und das angewendete Meßprinzip möglichst unbeeinflußt von den stofflichen Eigenschaften der jeweils im Heberfarbwerk befindlichen Druckfarbe ist.

Die Aufgabe der Erfindung wird durch den kennzeichnenden Teil von Anspruch 1 gelöst. Eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens ist in Anspruch 4 angegeben.

Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel an Hand der Zeichnungen beschrieben.

Es zeigt

Fig. 1 einen Querschnitt durch ein Heberfarbwerk,

Fig. 2 einen vergrößerten Ausschnitt des für die Erfindung wesentlichen Bereichs der Farbwalze.

Die wesentlichen Funktionsteile eines in bekannter Weise aufgebauten Heberfarbwerks sind in Fig. 1 dargestellt. Die Farbwalze 1 nimmt entsprechend ihrer Drehrichtung (Pfeil) auf ihrer Oberfläche vom Farbvorrat 2 Farbe auf. Die Stärke der nun auf der Farbwalze 1 befindlichen Farbschicht 3 ist in jeder Farbdosierzone durch den Abstand der Spitze des Farbdosierelements 4 zur Oberfläche der Farbwalze 1 einstellbar. Das Farbdosierelement 4 wird dabei durch das Farbkastengehäuse 5 geführt, dieses dient auch als Behälter für den Farbvorrat 2.

Die Heberwalze 6 pendelt zwischen Farbwalze 1 und einer nicht eingezeichneten Verreibwalze des übrigen Farbwerkes hin und her. Die an der Farbwalze 1 anstehende Heberwalze 6 ist gestrichelt angedeutet, in dieser Position nimmt die Heberwalze 6 von der Farbwalze 1 Farbe auf, indem ein Stück beider Oberflächen gegen einander abrollen. Die Farbschicht 3 auf der Farbwalze 1 wird dabei gespalten, d.h. ein Teil der Farbschicht 3 haftet nun auf der Oberfläche der Heberwalze 6. Die Länge des auf der Heberwalze 6 haftenden Farbstreifens hängt von der Verweildauer der Heber walze 6 an der Farbwalze 1, sowie von der Umdrehungsgeschwindig keit beider Walzen ab.

Nach dem Abheben der Heberwalze 6 von der Farbwalze 1 bildet der gespaltene Anteil der ursprünglichen Farbschicht 3 den Heber streifen 9 auf der Heberwalze 6, der verbleibende Anteil bildet auf der Farbwalze 1 den Bereich der Lücke 7, d.h. es hinterbleibt die durch den Farbübertrag zerrissene Farbschicht 8 mit einer für Farbspaltungsvorgänge typischen Oberflächenstruktur.

Die in der Einleitung erwähnte Komplexität des sich zwischen Farb- und Heberwalze 1, 6 abspielenden Farbspaltungsvorgangs rührt auch daher, daß die Heberwalze 6, steht sie in Kontakt mit der Verreib walze des übrigen Farbwerkes, eine höhere Drehgeschwindigkeit aufnimmt, als jene, die sie bis zum Abheben von der sich i.a. langsamer drehende Farbwalze 1 erhält.

Die Heberwalze 6 wird aber durch die niedrige Umlaufgeschwindig keit der auf der Farbwalze 1 befindlichen Farbschicht 3 von ihrer höheren Umlaufgeschwindigkeit heruntergebremst. Dieser Bremsvor gang bewirkt, daß in Drehrichtung der Farbwalze 1 gesehen, zu Beginn der Lücke 7 die dort zerrissene Farbschicht 8 durch das viskose Bremsmoment aufgerakelt wird. In einem kleinen Bereich zu Beginn der Lücke 7 wird die zerrissene Farbschicht 8 somit dicker sein, als die Farbschicht 3, die nicht durch den Farbübertrag zwischen Farb- und Heberwalze 1, 6 gestört ist.

Dies ist im linken Teil der Lücke 7 bzw. im linken Teil der zerrisenen Farbschicht 8 in Fig. 1 angedeutet.

In Fig. 2 ist der für die Erfindung wesentliche Teil der Farb walze 1 nebst der darauf befindlichen Farbschicht 3 als Ausschnitt vergrößert dargestellt.

Im Bereich der Lücke 7 fand die Farbspaltung zwischen Farb- und Heberwalze 1, 6 statt, die Farbschicht 3 zeigt hier die ungleich mäßige Oberflächenstruktur der zerrissenen Farbschicht 8. Im Bereich, der nicht durch den Farbübertrag, d. h. durch die Farb spaltung zwischen Farb- und Heberwalze 1, 6 gestört ist, besitzt die Farbschicht 3 eine glatte Oberfläche 10.

Innerhalb des Bereichs der Lücke 7 ist der Verlauf der glatten Oberfläche 10 der ungestörten Farbschicht 3 gestrichelt weiter geführt. Bezogen auf die Drehrichtung der Farbwalze 1 zu Beginn der Lücke 7, d. h. dort, wo die Heberwalze 6 die Farbschicht 3 zuerst berührte und somit das Abbremsen der Heberwalze 6 begann, wurde die Farbe etwas aufgerakelt, d. h. die Oberfläche der zerrissenen Farbschicht 8 liegt in einem kurzen Bereich der Lücke 7 oberhalb der glatten Oberfläche 10.

Im weiteren Verlauf des Kontaktes von Farb- und Heberwalze 1, 6 wurde die Farbschicht 3 gespalten; die Oberfläche der zerrissenen Farbschicht 8 verläuft unterhalb der glatten Oberfläche 10.

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Bestimmung der in jeder Farb dosierzone an die Heberwalze 6 übertragenen Farbmenge besteht nun darin, daß in jeder Farbdosierzone die Profilfläche 11, 11′ der Lücke 7 bestimmt wird, die in Fig. 2 schraffiert dargestellt ist und definiert sei als die Fläche zwischen dem Verlauf der Ober fläche der zerrissenen Farbschicht 8 und dem (gestrichelt darge stellten) Verlauf der glatten Oberfläche 10.

Die Profilfläche 11, 11′ setzt sich zusammen aus dem Anteil der Profilfläche 11, welche aus der Fläche unterhalb des (gestrichelt dargestellten) Verlaufs der glatten Oberfläche 10 besteht und dem Anteil der Profilfläche 11′, die wegen des Aufrakelns durch das Aufsetzen der Heberwalze 6 oberhalb des Verlaufs der glatten Oberfläche 10 liegt.

Wertet man dem Anteil der Profilfläche 11 positiv, den Anteil der Profilfläche 11′ negativ, bildet ferner die Summe beider Anteile, so wird diese reduzierte Profilfläche in jeder Farbdosierzone ein Maß für die auf der Heberwalze 6 übertragene Farbmenge, also die Menge des Heberstreifens 9 sein. Rechnerisch ergibt sich das Volumen der in einer Farbdosierzone an die Heberwalze 6 übertragenen Farbmenge aus dem Produkt: Breite der Farbdosierzone × reduzierte Profilfläche dieser Farbdosierzone.

Meßtechnisch besteht das erfindungsgemäße Verfahren darin, daß in jeder Farbdosierzone mit einer Meßvorrichtung in Drehrichtung der Farbwalze 1 hinter der Heberwalze 6 fortdauernd der Abstand 13 zwischen Meßvorrichtung 12 und der Oberfläche der Farbschicht 3 gemessen wird. Es wird der sich nicht ändernde Abstand 13 zur glatten Oberfläche 10 der nicht durch den Farbübertrag gestörten Farbschicht als Referenzabstand gewertet. Von den sich im weiteren Verlauf der Messung ergebenen Abstandsmeßwerten zur Oberfläche der zerrissenen Farbschicht 8 innerhalb der Lücke 7 wird die Differenz zu den außerhalb der Lücke 7 gemessenen Referenzabstand gebildet. Diese Differenzwerte werden innerhalb der Lücke 7 aufintegriert, und zwar unter Berücksichtigung des sich bei der vorangehenden Differenzbildung ergebenden Vorzeichens. Das so in jeder Farb dosierzone im Bereich der Lücke 7 ermittelte Integral entspricht nach Multiplikation mit einem von der Drehzahl der Farbwalze 1 abhängenden Faktor der weiter oben in der Beschreibung erwähnten und definierten reduzierten Profilfläche als Summe der Profil flächen 11 und 11′.

Besonders einfach gestaltet sich dieser Sachverhalt, wenn die Abstandsmessung in jeder Farbdosier zone als Abtastmessung in einem der Drehzahl der Farbwalze 1 proportionalen Zeittakt erfolgt, und ebenso die Integration der Differenzwerte in diesem Zeittakt durchgeführt wird.

Unabhängig von der Drehzahl der Farbwalze 1 ergibt dann eine bestimmte Ausdehnung der Lücke 7 und somit des Heberstreifens 9 eine bestimmte Anzahl von Abstandsabtastungen der Oberfläche der zerrissenen Farbschicht 8. Die Verwendung eines der Drehzahl der Farbwalze 1 proportionalen Zeittaktes für die Abstandsabtastung sowie die Aufintegration der Differenzwerte impliziert dann die Multiplikation des drehzahlunabhängig ermittelten Differenzmeß werte-Integrals mit einem drehzahlproportionalen Faktor.

Die auf die oben geschilderte Art in jeder Farbdosierzone im Bereich der Lücke ermittelten reduzierten Profilflächen können nun als Steuer- bzw. Regelinformation für die Farbdosierung an einem Heberfarbwerk einer Druckmaschine verwendet werden. Beispielsweise werden als Steuerinformation die an den einzelnen Farbdosier elementen abgegriffenen Stellungen (Farbspaltdicke) zonenweise, in Form von Leuchtdiodenreihen am Fernsteuerplatz dargestellt. Wird am Druckprodukt in einer oder mehreren Farbdosierzonen eine zu hohe/zu niedrige Farbgebung, beispielsweise durch eine densito meterische Messung an einen Druckkontrollstreifen, festgestellt, so können die Stellungen der Farbdosierelemente der betreffenden Zonen entsprechend nachgeführt werden.

Automatische Regelkreissysteme ermitteln beispielsweise durch eine automatische densitometrische Messung die Ist-Farbgebung auf einem Druckprodukt. Aus diesen Ist-Dichtewerten werden dann unter Berücksichtigung der Ist-Stellungen der Farbdosierelemente Soll- Stellungen errechnet um die Soll-Dichtewerte auf dem Druckprodukt zu erreichen.

Das Meßverfahren gemäß der Erfindung läßt sich nun in einfacher Weise in die erwähnten Steuer- und Regelsysteme implementieren, wobei nun die wirklich an das Heberfarbwerk übertragene Farbmengen zonenweise zur Anzeige bzw. zur Regelung herangezogen werden, anstelle der wenn auch noch so präzise ermittelten Stellungen der Farbdosierelemente 4.

Bezugszeichenliste

1 Farbkastenwalze
2 Farbvorrat
3 Farbschicht
4 Farbdosierelement
5 Farbkastengehäuse
6 Heberwalze
7 Lücke
8 zerrissene Farbschicht innerhalb der Lücke 7
9 Heberstreifen
10 glatte Oberfläche der Farbschicht 3
11 Profilfläche
11′ Profilfläche
12 Meßvorrichtung
13 Abstand

Claims

1. Verfahren zur Farbmengenmessung für ein Heberfarbwerk einer Druckmaschine, bei dem die auf einer Farbkastenwalze zonal eingestellte und durch den periodischen Kontakt mit einer Heberwalze übertragene Farbmenge nach der Farbabnahme durch die Heberwalze sensorisch erfaßt wird und daraus die von der Heberwalze aufgenommene Farbmenge bestimmt wird, dadurch gekennzeichnet, daß in jeder Farbdosierzone von maschinenfesten Punkten aus Abstandswerte zu der auf der Farbkastenwalze befindlichen, einerseits vom Heberwalzenkontakt zerrissenen, andererseits glatten Farbschichtoberfläche gemessen werden, wobei bei den variablen Abstandswerten die Werte oberhalb bzw. unterhalb der Bezugslinie des glatten Profils mit unterschiedlichen Vorzeichen gerechnet werden, daß die variablen Abstandswerte von der zerrissenen Farbschichtoberfläche unter Differenzbildung mit Abstandswerten von der glatten Farbschichtoberfläche aufsummiert werden und daß die Aufsummierung dieser zonenbreit gerechneten Differenzwerte in einem Zeittakt erfolgt, der einem walzenseiti gen Drehzahlgeber entnommen wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstandswerte nach einem elektrodynamischen, optischen oder akustischen Wirkprinzip gemessen werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zonal erfaßten Farbmengen zonenweise angezeigt werden.

4. Vorrichtung zur Farbmengenmessung zur Durchführung des Verfahrens nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3, bei der auf einer Farbkastenwalze der Farbauftrag mittels Farbdosierelementen einstellbar ist und eine Heberwalze periodisch mit der Farb kastenwalze in Kontakt bringbar ist sowie mit in jeder Farb dosierzone in Drehrichtung der Farbkastenwalze nach dem Heberwalzenkontakt angeordneten, auf die Farbkastenwalze gerichteten Meßeinrichtungen zur Erfassung der durch den Heberwalzenkontakt abgenommenen Farbmenge, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßeinrichtungen (12) als von maschinenfesten Punkten aus den Abstand zur Farbschichtoberfläche (3, 8, 10) erfassende Sensoren ausgebildet sind,
daß an der Farbkastenwalze (1) ein Drehzahlgeber angebracht ist, dem ein Signal im Zeittakt der Drehgeschwindigkeit der Farbkastenwalze (1) entnehmbar ist,
daß aus den variablen Abstandswerten des vom Heberwalzenkon takt zerrissenen Bereiches (7) unter Differenzbildung zu Abstandswerten des glatten Bereiches mittels Aufsummierung der Differenzwerte im Takt des Signals des Drehzahlgebers Profil flächen (11, 11′) ermittelbar sind, daß die vorzeichenbehafte ten Profilflächen (11, 11′) summierbar und zur Ermittlung der zonal übertragenen Farbmenge mit der Farbzonenbreite multi plizierbar sind.