DE4407642C1 - Verfahren zum Verändern der Drehzahl einer Druckmaschine - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Verändern der Drehzahl einer Druckmaschine gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.

Bogenoffsetdruckmaschinen weisen in der Regel als Antrieb einen Gleichstrommotor mit vorgeschalteter Drehzahlregeleinrichtung auf. Der Drehzahlregeleinrichtung wird beispielsweise von einem Leitstand ein Sollwert für die Maschinendrehzahl (Druckgeschwindigkeit) vorgegeben und dieser bestromt dementsprechend den Gleichstrommotor der Druckmaschine derart, so daß das von einem mit dem Gleichstrom­ motor gekoppelten Tachogenerator gelieferte Istwert-Signal der Maschinendrehzahl innerhalb eines vorgegebenen Toleranzbereiches gleich dem Sollwert der Maschinendrehzahl ist. Eine derartige Drehzahlregeleinrichtung ist beispielsweise aus der DE 41 32 766 A1 bekannt.

Wird bei einer Bogenoffsetdruckmaschine ein Kommando zum Erhöhen bzw. zum Erniedrigen der Maschinendrehzahl eingegeben, beispiels­ weise Erhöhen der Druckmaschinengeschwindigkeit von 5.000 B/h (Grunddrehzahl) auf die Fortdruckdrehzahl von 15.000 B/h, so wird durch eine vorgegebene Parametrierung im elektrischen Hauptantrieb (Drehzahlregeleinrichtung) der Drehzahl-Sollwert gemäß einer vorgegebenen Zeitfunktion (Zeitrampe) auf den endgültigen, vorge­ sehenen Drehzahl-Sollwert hochgefahren. Die Ist-Drehzahl des Gleichstrommotors und somit auch - bei Berücksichtigung der Unter­ setzung zwischen Gleichstrommotor und der Druckmaschine - die Ist-Drehzahl der Druckmaschine (Eintourenwelle) wird nun ebenfalls nach der vorgegebenen Zeitfunktion (Zeitrampe) auf den vorgesehenen Sollwert hoch- bzw. heruntergefahren. Die maximale Steilheit der vorgegebenen Zeitfunktion für Drehzahlerhöhungen bzw. Drehzahler­ niedrigungen ist dabei in der Regel derart gewählt, so daß eine möglichst geringe Antriebstorsion entsteht.

Bei Bogenoffsetdruckmaschinen wird häufig während des Erhöhens bzw. des Erniedrigens der Maschinendrehzahl ein zeitweises Unter- bzw. Überfärben der gedruckten Bogen beobachtet. Dies hat seine Ursache darin, daß bei einer Bogenoffsetdruckmaschine der Farbtransport von einer Farbkastenwalze über eine Vielzahl von Farbwerkswalzen, über einen Plattenzylinder mit aufgespannter Druckplatte sowie einen Gummituchzylinder auf den zu bedruckenden Bogen erfolgt. Bei einer derartigen Art des Farbtransports mit vielen Spaltstellen bedarf es daher einer bestimmten Zeitspanne während des Veränderns der Drehzahl der Druckmaschine, bis sich ein entsprechender stationärer höherer bzw. niedrigerer Farbfluß eingestellt hat. Dies führt zu den besagten Färbungsabweichungen bei Drehzahlveränderungen.

Aus der DE-Z: dp4/94, Seiten 45 bis 50 ist eine Methode zur Untersuchung von Einfärbequalität und Anlaufverhalten von Offsetwalzenfarbwerken beschrieben. Es erfolgt mittels regelungstheoretischer Methoden die Erfassung der Charakteristik von Walzenfarbwerken, welche eine Farbschicht mittels Spaltung und nach Zeitverzögerung von der Farbzufuhrstelle auf die Druckplatte und anschließend auf den Bedruckstoff übertragen.

Aus der DE-Z: Der Polygraph 6-93, Seiten 47 bis 50 wird die Optimierung von Angleichvorgängen im Offsetdruck durch gezieltes übersteuern mit Hilfe der Computersimulation betrieben. Diese Angleichsimulationen erfolgen dabei allesamt bei einer gleichbleibenden Druckgeschwindigkeit.

Die DE-OS 16 11 324 beschreibt eine Schaltungsanordnung zur Geschwindigkeitssteuerung an Druckmaschinen, insbesondere Offset-Rotationsdruckmaschinen. Mittels dieser Anordnung soll erreicht werden, daß ein letzter zu bedruckender Bogen noch mit der Betriebsgeschwindigkeit durch die einzelnen Druckwerke und zur Bogenablage transportiert wird.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 derartig zu erweitern, so daß negative Färbungsauswirkungen während einer Veränderung der Maschinen­ drehzahl vermieden werden.

Gelöst wird diese Aufgabe durch die kennzeichnenden Merkmale von Anspruch 1. Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Gemäß der Erfindung ist vorgesehen, daß die Zeitfunktion, nach welcher eine Drehzahländerung der Druckmaschine durchgeführt wird in ihrer zeitlichen Ausdehnung auf diejenige charakteristische Zeitdauer abgestimmt wird, welche beim Übergang von einem stationären Färbungszustand zu einem weiteren stationären Färbungszustand auftritt. Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung wird dabei berücksichtigt, daß die charakteristische Zeitdauer bzw. Ein­ schwingzeit beim Übergang von einem stationären Färbungszustand zu einem weiteren stationären Färbungszustand eine Funktion der Flächendeckung der Druckform (Druckplatte) ist.

Nach der Erfindung ist somit vorgesehen, daß ein Hoch- bzw. Herunter­ fahren der Drehzahl der Druckmaschine bewußt nach einer sehr langsam ansteigenden bzw. abfallenden Zeitfunktion durchgeführt wird. Durch die Abstimmung der Zeitdauer des Hoch- bzw. Herunter­ fahrens der Druckmaschinendrehzahl auf die für den Übergang zwischen zwei stationären Färbungszuständen charakteristische Zeitdauer ergibt sich bei einer Drehzahländerung ein quasi stationärer Farbflußzustand innerhalb des Farbwerkes der Druckmaschine. Eine Drehzahlerhöhung bzw. eine Drehzahlerniedrigung stellt somit keine Störung mehr für das relativ träge Farbübertragungssystem des Farbwerks insbesondere einer Bogenoffsetdruckmaschine dar.

Die Erfindung macht sich die Tatsache zunutze, daß ein Farbwerk angenähert ein System erster Ordnung darstellt (PT₁-Glied), daß also nach Beginn einer Veränderung der Farbzufuhr (Verändern der Einstellwerte der Farbschieber gegenüber der Farbkastenwalze) die Färbung auf den Bogen sich asymptotisch bzw. expontionell einen neuen stationären Färbungszustand annähert. Wird z. B. die Einstellung der Farbdosierelemente gegenüber der Farbkastenwalze derartig geändert, um beispielsweise 0.2 Farbdichteeinheiten mehr Farbdichte auf den Bogen zu erzielen, so nähern sich die auf den während der Übergangsphase gedruckten Bogen ermittelten Farbdichtewerte asympto­ tisch bzw. expontionell zu der neuen Farbdichte.

Ferner macht sich die Erfindung die Tatsache zu nutze, daß ein Übergang von einem stationären Färbungsniveau zu einem weiteren stationären Färbungsniveau hinsichtlich der Zeitdauer des Übergangs mit zunehmender Flächendeckung auf der Druckform (Druckplatte) abnimmt. Dies hat seine Ursache darin, daß bei einer Druckform mit geringer Flächendeckung pro bedruckten Bogen wesentlich weniger Farbe abgenommen wird als bei voller Flächendeckung und somit eine bestehende Farbflußbilanz pro Bogen eine entsprechend geringere Änderung erfährt.

Aus oben gesagtem ergibt sich somit, daß die charakteristische Zeitdauer für den Übergang von einem stationären Färbungszustand zu einem nächsten stationären Färbungszustand eine Funktion der Flächendeckung der Druckform ist. Diese charakteristische Zeitdauer kann empirisch in Versuchen ermittelt werden, ist aber auch durch Modellrechnung unter Berücksichtigung der Farbwerk- und Druckwerks­ geometrie zu ermitteln.

Durch das erfindungsgemäße langsame, an das Reaktionsverhalten des Farbwerks angepaßte Verändern der Druckmaschinendrehzahl ist es ferner möglich, während dieses Vorganges die Farbzufuhr gezielt zu vergrößern oder zu verringern. Seine zeitweilige Erhöhung der Farbzufuhr wird dann bei einer Erhöhung der Druckmaschinendrehzahl vorgenommen, so daß auch sonst evtl. verbleibende Färbungsdifferenzen kompensiert werden. Analog wird bei einer Drehzahlerniedrigung vorgegangen.

Des weiteren erfolgt ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung. Das erfindungsgemäße Verfahren wird dabei in Verbindung mit einer Bogenoffsetdruckmaschine mit drehzahlgeregelten Gleichstrom­ antrieb beschrieben.

Nach dem Rüsten der Bogenoffsetdruckmaschine wurde die Farb- und Feuchtmittelzufuhr beispielsweise bei einer Grunddrehzahl von 5.000 B/h eingestellt, d. h. es erfolgt das Abstimmen der Färbung und Feuchtung gemäß einem vorgegebenen OK-Bogen. Nun soll von dieser Grunddrehzahl auf die vorgesehene Produktionsdrehzahl von beispielsweise 15.000 B/h hochgefahren werden. Es sei an dieser Stelle angenommen, daß in sämtlichen Druckwerken der Maschine Druckformen mit mittlerer bzw. hoher Flächendeckung gedruckt werden.

Empirisch oder durch Modellrechnung wurde die charakteristische Zeitdauer für den Übergang zwischen zwei stationären Färbungszu­ ständen mit Tf bestimmt. Nachdem nun über den Leitstand das Kommando zum Hochfahren der Druckgeschwindigkeit eingegeben wurde, wird nun im Hauptantrieb der Druckmaschine der Sollwert für die Drehzahlregel­ einrichtung des Gleichstrommotors gemäß einer Zeitfunktion (Zeitrampe) allmählich auf den vorgesehenen Endwert der Drehzahl hochgefahren, welcher einer Druckgeschwindigkeit von 15.000 B/h entspricht. Im Hauptantrieb ist dazu eine Zeitfunktion (Kennlinie) abgespeichert, welche die entsprechende Erhöhung von 5.000 B/h auf 15.000 B/h bewirkt. Diese Zeitfunktion bzw. Zeitrampe ist dabei derartig gewählt, daß der Drehzahl anstieg von 5.000 B/h auf 15.000 B/h in einer Zeit Td durchgeführt wird, wobei vorzugsweise Td ein mehr­ faches von Tf beträgt, zumindest aber größer als Tf ist. Die hier angegebenen Zeiten Td bzw. Tf haben entweder die physikalische Einheit Sekunde oder sind dimensionslos im Sinne der Bogenzahl bzw. der Umdrehungszahl einer Eintourenwelle der Maschine.

Wie vorstehend beschrieben erfolgt somit das Hochfahren der Drehzahl der Druckmaschine von 5.000 B/h auf 15.000 B/h nach einer Zeitfunk­ tion bzw. Zeitrampe, deren zeitliche Ausdehnung größer ist, als die charakteristische Zeitdauer für den Übergang zwischen stationären Färbungszuständen. Entsprechend ist eine derartige Zeitfunktion bzw. Zeitrampe im Hauptantrieb der Druckmaschine abgespeichert. In entsprechender Weise sind ebenfalls Zeitfunktion bzw. Zeitrampen für das Hochfahren der Druckmaschinendrehzahl von anderen Anfangs auf andere Endwerte sowie auch für entsprechende Drehzahlerniedri­ gungen abgespeichert.

Bevorzugt gestaltet sich das erfindungsgemäße Verfahren, wenn im Hauptantrieb der Druckmaschine mehrere Zeitfunktionen bzw. Zeit­ rampen zum Erhöhen bzw. zum Erniedrigen der Druckmaschinendrehzahl abgespeichert sind, wobei jeweils ein Satz von Zeitfunktionen bzw. Zeitrampen für eine hohe Flächendeckung der Druckform, ein weiterer Satz an Funktionen für eine mittlere Flächendeckung der Druckform und ein dritter Satz für sehr niedrige Flächendeckung der Druckform vorgesehen ist. Es erfolgt dann das Hochfahren der Druckmaschinen­ drehzahl von Grund- auf Produktionsdrehzahl beim Drucken mit Druckformen hohen Flächenanteils mit einer steileren Zeitfunktion bzw. Zeitrampe als wenn mit Druckformen sehr geringen Flächenan­ teils gedruckt wird.

Die Information bzw. die Auswahl der entsprechenden Hoch- bzw. Abfahrrampe für den Hauptantrieb kann dabei entweder manuell durch den Drucker über einen Leitstand eingegeben werden, nachdem der Drucker die Druckform hinsichtlich ihrer Flächenanteils geschätzt hat. Ferner kann auch bevorzugt vorgesehen sein, daß die Information über den Anteil druckender Fläche der Druckformen und somit die entsprechende Auswahl der Zeitfunktion bzw. Zeitrampen aus der Druckvorstufe bzw. durch eine Druckplattenabtastung mit automa­ tischer Weiterleitung der Daten erfolgt.

Da in der Regel bei einer Bogenoffsetdruckmaschine mit mehreren Druckwerken sowohl Druckformen mit hohem als auch mit sehr niedrigem Flächenanteil zur Verwendung kommen können ist insbesondere vorge­ sehen, daß sowohl für das Erhöhen als auch das Vermindern der Druckmaschinendrehzahl diejenige Zeitfunktion bzw. Zeitrampe gewählt wird, die auf die charakteristische Zeitdauer für den Färbungsübergang bei Druckformen mit dem geringsten Flächenanteil abgestimmt ist. Es wird somit bei einem derartigen Druckauftrag zum Ändern der Druckmaschinendrehzahl die Zeitrampe gewählt, welche den langsamsten Anstieg aufweist.

Neben der beschriebenen Maßnahme des langsamen Herauf- bzw. Herunter­ fahrens der Maschinendrehzahl erfolgt bevorzugt zusätzlich eine Veränderung der Farbzufuhr während der Zeitdauer der Drehzahländerung. Beim Erhöhen der Maschinendrehzahl wird somit die Farbzufuhr zeitweilig erhöht, was durch entsprechende Einstellungen der mit einer Farbkastenwalze zusammenwirkenden Farbdosierelemente oder durch einen höheren Heberstreifen bewirkt werden kann. Entsprechend wird beim langsamen Herunterfahren der Maschinendrehzahl die Farbzufuhr vermindert.

Claims (4)

1. Verfahren zum Verändern der Drehzahl einer Druckmaschine, insbesondere Bogendruckmaschine, mit gegebener Druckform und jeweiligen, zu einem Drehzahlwert gehörenden Färbungszustand, dadurch gekennzeichnet, daß eine charakteristische Zeitdauder (Tf) für den Übergang von dem bestehenden, stationären Färbungszustand zu dem anzufahrenden, stationären Färbungszustand bestimmt und die Drehzahl in einem Zeitintervall (Td), das größer oder gleich der Zeitdauer (Tf) ist, gemäß einer gewählten Zeitfunktion verändert wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß verschiedene Zeitintervalle (Td) von Zeitfunktionen in Abhängigkeit der Flächendeckung der Druckform vorgegeben sind.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Farbzufuhr bei einer Drehzahlerhöhung erhöht und bei einer Drehzahlerniedrigung reduziert wird.

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Zeitintervall (Td) mit zugehöriger Zeitfunktion für einen Hauptantrieb gespeichert wird.