DE4106313A1 - Verfahren und vorrichtung zur ermittlung der menge beziehungsweise der schichtdicke eines fluids - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ermittlung der Menge beziehungsweise der Schichtdicke eines Fluids, insbesondere der Feuchtmittelschichtdicke auf der Oberfläche einer Druckform einer Druckma­ schine, insbesondere einer Offset-Druckmaschine.

Für die Qualität eines Drucks ist es erforderlich, der Oberfläche der Druckform einer Druckmaschine eine ganz bestimmte Feuchtmittelmenge zuzuführen. Entsprechend der zugeführten Feuchtmittelmenge wird sich eine entsprechende Feuchtmittelschichtdicke einstellen. Ermittelt man diese von verschiedenen Parametern, zum Beispiel der Temperatur, der Druck­ geschwindigkeit, der Art der Druckform usw. abhän­ gige Feuchtmittelschichtdicke auf der Oberfläche der Druckform, so kann man diese mit einem Sollwert vergleichen und gegebenenfalls entsprechend korri­ gieren.

Es sind bereits Verfahren bekannt geworden, die Än­ derungen der von einer befeuchteten Walze oder Druckplatte reflektierten Strahlungsverteilung zur Bestimmung der Feuchtmittelschichtdicke heranzie­ hen. Da die Strahlungsverteilung beispielsweise auch von der Oberflächenbeschaffenheit der Meß­ stelle beeinflußt wird, liefern derartige Meßmetho­ den jedoch kein ausschließlich feuchtmittelspezifi­ sches Ergebnis.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Ver­ fahren zur Ermittlung der Menge beziehungsweise der Schichtdicke eines Fluids, insbesondere der Feucht­ mittelschichtdicke auf der Oberfläche einer Druck­ form anzugeben, das die Ermittlung eines genauen Meßergebnisses mit einfachen Mitteln zuläßt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß dem Fluid ein Fluoreszenzmittel in bestimmter Konzentration zugegeben und auf der Oberfläche der Druckform zur Fluoreszenz angeregt wird, daß die Fluoreszenzstrahlung detektiert und deren Intensi­ tät als Maß für die Schichtdicke beziehungsweise Fluidmenge herangezogen wird. Erfindungsgemäß wird also der Zusatz eines Fluoreszenzmittels bezie­ hungsweise Fluoreszenzfarbstoffs zum Feuchtmittel dazu ausgenutzt, die Menge beziehungsweise Schicht­ dicke des Feuchtmittels auf der Oberfläche der Druckform zu bestimmen. Die mittels einer Strah­ lungsquelle erzeugte Fluoreszenzstrahlung stellt ein Maß für die Menge, beziehungsweise die Schicht­ dicke des Feuchtmittels dar. Dabei ist sicherzu­ stellen, daß das Feuchtmittel mit einer stets gleichbleibenden, bestimmten Fluoreszenzmittelkon­ zentration versehen ist, um nur eine Abhängigkeit der Intensität der Fluoreszenzstrahlung von der Menge beziehungsweise der Schichtdicke des Feucht­ mittels zu erhalten.

Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgese­ hen, daß zur Erzeugung der Fluoreszenz eine mit konstanter Frequenz gepulste Strahlungsquelle ver­ wendet wird. Dadurch, daß der Fluoreszenzstrah­ lungsdetektor nur Strahlungsintensitäten regi­ striert, die mit dieser Pulsfrequenz eintreffen, wird der störende Einfluß des Umgebungslichts weit­ gehend eliminiert (Chopperprinzip).

Vorzugsweise wird das Fluoreszenzmittel derart ge­ wählt, daß es ohne Anregung durch eine die Fluores­ zenzstrahlung bewirkende Strahlungsquelle im sicht­ baren Wellenlängenbereich farblos ist. Damit wird verhindert, daß das Fluoreszenzmittel Störungen beim Druck verursacht, das heißt, ein zum Beispiel tintenähnlicher Stoff wäre unbrauchbar. Die Wellen­ länge der Fluoreszenzstrahlung ist beliebig wähl­ bar.

Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgese­ hen, daß die Konzentration des Fluoreszenzmittels im Fluid sehr gering ist. Es wurde gefunden, daß schon geringe Konzentrationen ausreichen, um eine relativ intensive Fluoreszenzstrahlung im Feucht­ mittel zu liefern.

Die Wellenlänge des Fluoreszenzlichtes beziehungs­ weise der Fluoreszenzstrahlung ist nicht auf einen bestimmten Wert beschränkt. Vorzugsweise steht hierfür der gesamte Bereich von Infrarot bis Ultra­ violett zur Verfügung.

Die Erfindung betrifft ferner eine Vorrichtung zur Ermittlung der Menge beziehungsweise der Schicht­ dicke eines Fluids, insbesondere der Feuchtmittel­ schichtdicke auf der Oberfläche einer Druckform ei­ ner Druckmaschine, insbesondere eine Offset-Druck­ maschine, wobei eine Strahlungsquelle vorgesehen ist, die das auf der Oberfläche der Druckform be­ findliche, mit einem Fluoreszenzmittel bestimmter Konzentration versehene Fluid bestrahlt, sowie mit einem Sensor, der die Intensität der Fluoreszenz­ strahlung erfaßt und mit einer Auswerteeinrichtung, die aus der Intensität die Menge oder Schichtdicke des Fluids ermittelt.

Insbesondere kann vorgesehen sein, daß die Strah­ lungsquelle ein schmalbandiger UV-Strahler schwa­ cher Leistung ist. Die Strahlungsquelle kann insbe­ sondere eine Laserdiode sein.

Nach einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfin­ dung ist vorgesehen, daß die Strahlungsquelle für einen Pulsbetrieb an einem Modulator angeschlossen ist. Hierdurch ist es möglich, Umweltstrahlungen zu eliminieren, das heißt, sie wirkt sich nicht ver­ fälschend auf das Meßergebnis aus.

Der Sensor, der die Fluoreszenzstrahlung erfaßt, kann vorzugsweise als elektronisches, fotoelektri­ sches Bauelement, vorzugsweise als Fotodiode oder Fototransistor, ausgebildet sein.

Das vom Sensor stammende, relativ schwache Signal wird vorzugsweise von einem Verstärker verstärkt und dann einem Frequenzfilter zugeführt, das nur Signale mit Modulatorfrequenz passieren läßt. Umge­ bungsstrahlung tritt damit nicht störend in Er­ scheinung.

Um stets die gewünschte, gleichbleibend konstante Konzentration des Fluoreszenzmittels im Fluid zu halten, ist vorzugsweise eine automatische Dosier­ einrichtung vorgesehen. Insbesondere ist hierfür im Feuchtmittelreservoir der Druckmaschine eine wei­ tere Strahlungsquelle und ein weiterer Sensor ange­ ordnet, wobei die Intensität der durch die Strah­ lungsquelle erzeugten Fluoreszenzstrahlung von dem weiteren Sensor ermittelt und mit einem Sollwert verglichen wird. Beim Unterschreiten des Sollwerts wird mittels der Dosiereinrichtung eine derart große Fluoreszenzmittelmenge dem im Feuchtmittelre­ servoir befindlichen Feuchtmittel zugeführt, daß der ermittelte Istwert dem Sollwert entspricht.

Um örtlichen Konzentrationsschwankungen entgegenzu­ wirken, ist im Feuchtmittelreservoir ein Rührwerk angeordnet. Dieses Rührwerk sorgt stets für eine gleichmäßige Verteilung des Fluoreszenzmittels im Fluid.

Die Zeichnungen veranschaulichen die Erfindung an­ hand eines Ausführungsbeispiels und zwar zeigt:

Fig. 1 eine Vorrichtung zur Ermittlung der Feuchtmittelmenge auf der Oberfläche ei­ ner Druckform und

Fig. 2 eine automatische Dosiereinrichtung für das Fluoreszenzmittel.

Die Fig. 1 zeigt einen Plattenzylinder 1 einer - nicht näher dargestellten - Offset-Druckmaschine. Auf dem Plattenzylinder 1 ist eine Druckform 2 auf­ gespannt, die als Druckplatte ausgebildet ist. Auf der Oberfläche 3 der Druckform 2 befindet sich ein für den Druckprozeß notwendiges Feuchtmittel 4. Dies besteht insbesondere aus Wasser und bestimm­ ten, bekannten Zusätzen wie Alkohol usw. Da die Schichtdicke des Feuchtmittels 4 sehr klein ist, ist diese aus der Darstellung der Fig. 1 nicht er­ sichtlich.

Erfindungsgemäß ist dem Feuchtmittel 4 ein Fluores­ zenzmittel 5 in geringer, bestimmter Konzentration zugegeben.

Der Oberfläche 3 der Druckform 2 gegenüberliegend ist eine Strahlungsquelle 6 angeordnet, die zum Beispiel als schmalbandiger UV-Strahler schwacher Leistung ausgebildet ist. Insbesondere kann auch eine Laserdiode zum Einsatz kommen. Diese Strah­ lungsquelle 6 ist an einen Modulator 7 angeschlos­ sen, so daß sie eine Strahlung auf die Oberfläche 3 der Druckform 2 wirft, die entsprechend moduliert beziehungsweise gepulst ist. Aufgrund dieser Strah­ lung wird das im Feuchtmittel 4 enthaltene Fluores­ zenzmittel 5 zur Fluoreszenzstrahlung 8 angeregt. Ein Sensor 9 erfaßt einen stets gleichbleibenden Raumwinkel der Fluoreszenzstrahlung 8 und bildet ein entsprechendes Signal, das von der Intensität der Fluoreszenzstrahlung 8 abhängig ist und damit ein Maß für die Menge beziehungsweise die Schicht­ dicke des Feuchtmittels 4 auf der Oberfläche 3 der Druckform 2 darstellt. Dieses Signal wird einem Verstärker 10 zugeführt und gelangt von dort zu ei­ nem Frequenzfilter 11, das nur Signale mit Modula­ tionsfrequenz passieren läßt. Das Ergebnis, also die Feuchtmittelmenge beziehungsweise die Schicht­ dicke des Feuchtmittels kann auf einem Display 12 angezeigt werden. Ferner wird das Ergebnis einem Regler 13 zugeführt, der ferner einen Sollwert S der Feuchtmittelmenge erhält. Aus der Regeldiffe­ renz bildet der Regler 13 ein Signal, das ein Stellglied 14 betätigt, das das Feuchtwerk der Druckmaschine derart ansteuert, daß entsprechend der Regeldifferenz die Feuchtmittelmenge bezie­ hungsweise Schichtdicke des Feuchtmittels 4 auf der Oberfläche der Druckform 2 beeinflußt wird.

Die Fig. 2 zeigt eine automatische Dosiereinrich­ tung, um stets eine gleichbleibende Konzentration des Fluoreszenzmittels 5 im Feuchtmittel 4 sicher­ zustellen. Hierzu ist im Feuchtmittelreservoir 15 der bereits genannten Offset-Druckmaschine eine weitere Strahlungsquelle 16 vorgesehen, die das mit Fluoreszenzmittel 5 versehene Feuchtmittel 4 be­ strahlt und eine entsprechende Fluoreszenzstrahlung 17 auslöst. Diese wird von einem weiteren Sensor 18 in ihrer Intensität ermittelt, wobei der ermittelte Wert als Istwert einem Regler 19 zugeführt wird. Der Regler 19 erhält eine Konzentrationsvorgabe als Sollwert und leitet einer Dosierpumpe 21 bei einer Unterschreitung der vorgegebenen Fluoreszenzmittel­ konzentration ein Signal zu, so daß aus einem Fluo­ reszenzmittelreservoir 20 eine entsprechende Menge Fluoreszenzmittel 5 in das Feuchtmittelreservoir 15 eingeleitet wird. Ein Rührwerk 22 sorgt dafür, daß sich stets eine örtlich gleiche Konzentration im Feuchtmittelreservoir 15 einstellt. Aus dem Feucht­ mittelreservoir 15 wird dann das mit einer konstan­ ten, vorgegebenen Fluoreszenzmittelkonzentration versehene Feuchtmittel 4 auf die Oberfläche 3 der Druckform 2 aufgebracht.

Um zu verhindern, daß die Fluoreszenzmittelkonzen­ tration stets den vorgesehenen Wert aufweist, also weder zu hoch noch zu niedrig ist, ist bevorzugt eine geregelte Zuführung von Fluoreszenzmittel vor­ gesehen.

Claims (15)

1. Verfahren zur Ermittlung der Menge beziehungs­ weise der Schichtdicke eines Fluids, insbesondere der Feuchtmittelschichtdicke auf der Oberfläche ei­ ner Druckform einer Druckmaschine, insbesondere ei­ ner Offset-Druckmaschine, dadurch gekennzeichnet, daß dem Fluid ein Fluoreszenzmittel (5) in bestimm­ ter Konzentration zugegeben und auf der Oberfläche (3) der Druckform (2) zur Fluoreszenz angeregt wird, daß die Fluoreszenzstrahlung (8) detektiert und deren Intensität als Maß für die Schichtdicke beziehungsweise Fluidmenge herangezogen wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß zur Erzeugung der Fluoreszenz eine gepulste Strahlungsquelle (6) verwendet wird.

3. Verfahren nach einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Fluores­ zenzmittel (4) derart gewählt ist, daß es ohne An­ regung durch eine die Fluoreszenzstrahlung bewir­ kende Strahlungsquelle im sichtbaren Wellenlängen­ bereich farblos ist.

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Konzentra­ tion des Fluoreszenzmittels (5) im Fluid sehr ge­ ring ist.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Wellen­ länge der Fluoreszenzstrahlung (8) im Bereich von Infrarot bis Ultraviolett liegt.

6. Vorrichtung zur Ermittlung der Menge bezie­ hungsweise der Schichtdicke eines Fluids, insbeson­ dere der Feuchtmittelschichtdicke auf der Oberflä­ che einer Druckform einer Druckmaschine, insbeson­ dere einer Offset-Druckmaschine, vorzugsweise zur Durchführung des Verfahrens nach einem oder mehre­ ren der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Strahlungsquelle (6), die das auf der Oberfläche (3) der Druckform (2) befindliche, mit einem Fluoreszenzmittel (5) bestimmter Konzentra­ tion versehene Fluid bestrahlt sowie mit einem Sen­ sor (9), der die Intensität der Fluores­ zenzstrahlung (8) erfaßt und mit einer Auswerteein­ richtung, die aus der Intensität die Menge oder Schichtdicke des Fluids ermittelt.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Strahlungsquelle (6) ein schmal­ bandiger UV-Strahler schwacher Leistung ist.

8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Strah­ lungsquelle (6) eine Laserdiode ist.

9. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Strah­ lungsquelle (6) für einen Pulsbetrieb an einen Mo­ dulator (7) angeschlossen ist.

10. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Sensor (9) ein elektronisches, fotoelektrisches Bauelement, insbesondere eine Fotodiode oder ein Fototransi­ stor, ist.

11. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das vom Sensor (9) stammende Signal einem Verstärker (10) zuge­ führt wird.

12. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das vom Sensor (9) stammende Signal einem Frequenzfilter (11) zu­ geführt wird, das nur Signale mit Modulatorfrequenz passieren läßt.

13. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Fluores­ zenzmittel (5) dem Fluid mittels einer automati­ schen Dosiereinrichtung zugeführt wird.

14. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sich im Feuchtmittelreservoir (15) der Druckmaschine eine weitere Strahlungsquelle (16) und ein weiterer Sen­ sor (18) befindet, wobei die Intensität der durch die weitere Strahlungsquelle (16) erzeugten Fluo­ reszenzstrahlung (17) von dem weiteren Sensor (18) ermittelt und mit einem Konzentrations-Sollwert verglichen wird, daß beim Unterschreiten des Soll­ werts mittels der Dosiereinrichtung (Dosierpumpe 21) eine derart große Fluoreszenzmittelmenge dem im Feuchtmittelreservoir (20) befindlichen Feuchtmit­ tel (4) zugeführt wird, daß der ermittelte Istwert dem Sollwert entspricht.

15. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß im Feuchtmit­ telreservoir (15) ein Rührwerk (22) angeordnet ist.