EP1518805B1 - Verfahren zur Bestimmung von produktionsrelevanten Materialeigenschaften und Verfahren zur Voreinstellung - Google Patents

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EP1518805B1
EP1518805B1 EP04104749A EP04104749A EP1518805B1 EP 1518805 B1 EP1518805 B1 EP 1518805B1 EP 04104749 A EP04104749 A EP 04104749A EP 04104749 A EP04104749 A EP 04104749A EP 1518805 B1 EP1518805 B1 EP 1518805B1
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EP
European Patent Office
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web
printing
tension
web tension
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EP04104749A
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EP1518805A3 (de
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Harald Gretsch
Reinhard Gross
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Koenig and Bauer AG
Original Assignee
Koenig and Bauer AG
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Publication date
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    • B65H23/00—Registering, tensioning, smoothing or guiding webs
    • B65H23/04—Registering, tensioning, smoothing or guiding webs longitudinally
    • B65H23/18—Registering, tensioning, smoothing or guiding webs longitudinally by controlling or regulating the web-advancing mechanism, e.g. mechanism acting on the running web
    • B65H23/188—Registering, tensioning, smoothing or guiding webs longitudinally by controlling or regulating the web-advancing mechanism, e.g. mechanism acting on the running web in connection with running-web
    • B65H23/1888—Registering, tensioning, smoothing or guiding webs longitudinally by controlling or regulating the web-advancing mechanism, e.g. mechanism acting on the running web in connection with running-web and controlling web tension
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B41F—PRINTING MACHINES OR PRESSES
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    • B41F13/02—Conveying or guiding webs through presses or machines
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41F—PRINTING MACHINES OR PRESSES
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    • B65H2801/03—Image reproduction devices
    • B65H2801/21—Industrial-size printers, e.g. rotary printing press

Definitions

  • the invention relates to methods for determining production-relevant material properties of the substrates and / or elevators, in particular during startup or during operation of rotary printing presses and method for presetting according to claims 1 and 15.
  • the production of printed matter is determined by a number of influencing factors. These come in part from the printing plant (eg machine configuration, printing process and / or type of printing units), partly by the operating personnel (eg qualification, experience and / or care) and partly from the consumables (eg Paper properties, rubber properties, color properties and / or dampening water quantity or properties).
  • the influence of the pressure equipment is essentially static and deterministic within limits.
  • the influence of the operating personnel is particularly noticeable in unfavorable operating conditions and in the event of strong interference, because under ideal operating conditions it is largely unproblematic to operate a modern printing system.
  • Some applications or patents aim to identify and / or take into account the modulus of elasticity of webs or sheet-like materials ( DE 10 61 529 B1 . DE 21 29 323 A1 . DE 31 23 587 C2 ).
  • This can be interesting for substrates such as foil, sheet metal, fabric, etc., whose stretching behavior changes only in a negligible range due to the influence of moisture, but for paper, which can greatly change its expansion behavior under the influence of moisture, is the stationary one
  • Determining the modulus of elasticity before the start of production or at the beginning of the process chain is of no interest, since the modulus of elasticity changes as the press passes through the application of paint and water.
  • the invention has for its object to provide a feasible under production conditions method for determining production-relevant material properties of the substrates and / or lifts and a method for presetting.
  • the method allows only indirect conclusions about absolute material properties, the material behavior can be predicted very reliably under the given boundary conditions (eg influence of production parameters, blankets, ink viscosity, system-specific influences, ).
  • the method determines the material properties under the same environmental influences (eg temperature, humidity, %) as in production. This makes the result more realistic than when determined under laboratory conditions.
  • the controller can be parameterized automatically by the determined material properties and thus the control quality can be improved and the existing limits of the control range of the web tension control can be extended.
  • the specified material properties can be used to determine limit values which must not be exceeded in order to avoid web breaks or other production disruptions.
  • web-processing and / or processing machines eg. B. printing machines, in particular web-fed printing presses, for printing webs 08, in particular printing material webs 08 such.
  • the transport behavior and / or a register-oriented processing of the web 08 is particularly influenced by the elastic or elongation behavior of the web 08.
  • running as a printing press machine has a material supply, eg. B. roll changer 01, on, from which the strip-shaped material (web 08) is unrolled and a tension element 02, z.
  • a material supply eg. B. roll changer 01
  • a processing stage 04 e.g. B. roll changer 01
  • z. B. printing unit 04 or printing tower 04 via another tension element 07, z. B. a draw roller 07, possibly by a superstructure 09 and possibly a further tension element 12, z. B. a funnel inlet roller 12, a further processing stage such.
  • a folding device 13 for example, from a former and / or a folder and / or a delivery is promoted.
  • the tension elements 02, 07 and possibly 12 provide actuators 02; 07; 12 for influencing a web tension S1; S2; S3, short voltage S1; S2; S3, dar.
  • the web tension S1; S2 (S3) is at least before and after the processing stage 04 at a respective measuring point 03; 06 (11), in particular web tension measuring point 03 (before printing unit: vDE); 06 (after pressure unit: nDE) measured by a suitable sensor.
  • the sensor for determining the web tension S1; S2 (S3) can be as a measuring roller, as a dancer roller, or as a performance measurement of a driven Zuwalze.
  • a directed after the processing stage 04 on the web 08 moisture sensor 14 may be provided.
  • liquid at least in the form of color
  • the knowledge of a measure of the sensitivity to moisture is of particular interest. This can be done by at least two measurements with different degrees of humidity. Preferably, these two measurements (if only two) are far apart and, in particular, close to the humidities actually present during the process. These are then, for example, in "dry", d. H. not specially wetted substrate 08 (at ambient conditions such as 25 ° C and 50% relative humidity, this may be eg 5 to 10% by weight of the paper) and at the humidity caused by printing by ink and / or fountain solution.
  • the printer z.
  • the printer in order to limit the effects of moisture sensitivity or elongation behavior at the start of the machine, use stationary equipment to take measurements on samples of the web to be printed, classify them for example with regard to the expansion behavior and / or moisture sensitivity (or based on his experience estimate), and then select appropriate default settings for the web tension before printing begins. With known paper he could then fall back to this knowledge without measurement.
  • These measurements and classifications can now z. T. are very subjective, are neither suitable to automate the process, nor take into account the relevant pressure conditions reliable.
  • the method according to the invention also uses empirical values and known physical relationships in order to be able to conclude from observed criteria on the printing technology properties of the printing material. However, it is concluded from observed changes that are caused by specified procedures / steps in the web run, on the printing properties of the substrate. However, these interventions are directly in the printing press - z. B. sequentially in a fixed sequence - performed, with the measurable changes in the web run (eg., Web tension, moisture of the paper and / or drive torques of the conveying elements) are detected.
  • the measurable changes in the web run eg., Web tension, moisture of the paper and / or drive torques of the conveying elements
  • actuators 02; 07; 12 in the web run in an advantageous variant set to neutral values (eg 35 daN / m setpoint specification for the infeed 02 between reelstand 01 and printing tower 04, eg ⁇ 0.0% or a defined starting value .DELTA.V 0 for overfeed .DELTA.V (drive offset .DELTA.V 0 ) of the tension roller 07 after the printing tower 04, possibly a hopper inlet roller 12 and possibly a Falzzugwalze). It must also be ensured that pressure AB and color or water AB are at this point in time and that machine speed V is set to a predefined start value V 0 not equal to zero.
  • neutral values eg 35 daN / m setpoint specification for the infeed 02 between reelstand 01 and printing tower 04, eg ⁇ 0.0% or a defined starting value .DELTA.V 0 for overfeed .DELTA.V (drive offset .DELTA.V 0 ) of the tension roller 07 after the printing tower 04,
  • the determination of the parameters D; F also starting at one Any stationary, but reproducible operating state as a starting point possible.
  • the drive offset ⁇ V T assumed at this time is the starting point ⁇ V 0 and the web stresses S1; S2 (S3) as starting values S 01 if necessary S 02 and if necessary S 03 .
  • a first step for determining the material properties is the creation of a reproducible ground state, in which the web tension S1 before the printing unit 04 a fixed value, z. B. start value S 0 (eg 25-45 daN / m, in particular about 35 daN / m) occupies and the drive offset .DELTA.V of the tension elements 07 (12), z. B. tension roller 07 and hopper inlet roller (12) to ⁇ 0 or at least a defined starting value .DELTA.V 0 is set. This happens at a fixed machine speed V 0 .
  • the drive offset ⁇ V of the draw roller 07 becomes from the basic state described under 1. by a fixed predetermined value (eg drive offset ⁇ V from 0 to 0.1 to 0.5%, in particular approx. 0.2%) and the effect on the web tension S2 in the measuring point 06 according to the printing unit (nDE) is observed and / or recorded and an evaluation - z. B. in an evaluation routine of an evaluation unit 16, in particular evaluation routine 16 in a computing and / or storage unit - made accessible.
  • This change dS2 (.DELTA.V) represents a measure of the elongation characteristic, which can be further used directly as characteristic value D for the expansion behavior or further processed to a corresponding parameter D.
  • the setpoint specification for the web tension S1 (corresponding to the setpoint for the infeed unit 02) is increased by a predetermined value.
  • NDE printing unit
  • the data for the paper web 08 can directly from a parent production control system, a planning system or a control system, z. B. in an evaluation, be taken or determined by the operator, read or read from the role data and then evaluated.
  • Knowledge of the conveying behavior makes it possible to select basic settings for voltages and / or drives which already take these effects into account. For the same type of paper, different basic settings may be advantageous for different elevators.
  • the conveying behavior of the elevators influences the web tension S1; S2, so that in positive or negative promotional lifts now a difference from the web tension measuring points 03; 06, z. B. measuring points 03; 06, before printing unit (vDE) and after printing unit (nDE). Only in neutral lifts, this effect does not occur or only marginally.
  • the web tension measured values and the drive torques are thus recorded. Thereafter, the pressure is switched to ON. If the rubber blankets are absolutely neutral, no change in web tension will be observed at the measuring points 06 according to the pressure unit (nDE). If the blankets are promotional or restrained, the web tension S2 will drop or rise there.
  • the machine is either, if 5 was performed, in the state pressure ON, as it was reached after 5., or it will be after 3. (1st variant) or 4. first located in the web path and intended for printing printing units hired. Then the dampening solution is switched on ("water ON”). By “water ON” the blanket and plate cylinders run free and the printing material 08 comes in contact with the fountain solution. The applied water ensures a change in the expansion properties of the printing material 08 and thus a change in the voltage S2 after printing tower 04. The size of the change can be used in relation to the number of pressure points used to classify the paper in terms of its moisture sensitivity.
  • the knowledge of the conveying behavior of the blankets used is advantageous. This may be known to the printer or system from previous measurements using the same or the same blankets, or the results from step 5 optionally optionally mentioned above are used for evaluation and / or classification.
  • step 6 or 7 is not switched on all printing units at the same time color and water, but it is printed engine for printing unit switched. As a result, it is possible to determine approximately the moisture behavior of the printing material 08 at approximately 25%, 50%, 75% and 100% of the production moisture in the case of 4-color production.
  • the aforementioned sub-processes 1, 3 and 6 together form the process according to the invention for classifying the printing substrate 08 used.
  • the sub-processes 2, 4, 5 and / or 7 form advantageous developments of the overall process and contribute to further improvement and to increased comfort when operating the machine ,
  • the optionality of going through these substeps is in Fig. 2 indicated by dashed lines.
  • Step 2. can be run before or after step 3. and is therefore shown at the same height.
  • Step 7 can be run after step 6, and step 4 at least after step 3.
  • the printer and / or a higher-level control system can on the basis of the characteristics thus obtained or the specific class of the printing material 08 on the basis of his experience or stored rules (tables and / or functional relationships, etc.) make meaningful (pre-) settings and thus improve the startup process and / or the print quality.
  • the individual measuring steps can follow each other relatively quickly. It may be advantageous to integrate the sequence of measuring steps into the normal start-up behavior of the printing system. Another variant is to leave the choice to the printer when starting the machine, whether he wants to start with or without the mentioned method for determining the material properties.
  • the evaluation of the measured values can be carried out both by fuzzy logic and by discrete logic, wherein the measured changes in the different measuring steps can be considered relative to each other but also compared with empirical values and by linking the evaluations of several measuring steps statements about the properties of the used printing substrate 08 under allow the current production conditions. For further evaluation, the current machine configuration can also be taken into account.
  • the material properties can be checked if, for example, the behavior of a paper web 08 changes abnormally after a roll change (apart from the known web tension jump during bonding), without one of the actuators 02; 07; 12 was influenced in the web run.
  • a roll change e.g., the behavior of a paper web 08 changes abnormally after a roll change (apart from the known web tension jump during bonding), without one of the actuators 02; 07; 12 was influenced in the web run.
  • it is possible to make a statement about the material properties of the new roll in relation to the material properties of the old roll eg it expands less or / and is more sensitive to humidity, etc.
  • production running only a relative evaluation of the measurements of the original web 08 can take place. If absolute statements are to be made, the production is interrupted and the entire or the selected measurement cycle is run through.
  • specifications can be made for presetting the web tension and other production parameters.
  • the printer In order to optimize the system even during operation, it is possible in a further development of the printer to change the specifications developed by the system. The then, from the perspective of the printer, optimal machine setting can be stored in an advantageous embodiment of this development, so that it is ready for later productions for evaluation. This allows the system to learn from the experience of the printer.
  • the parameters or numbers or classifications obtained by the method can, in a simplest embodiment, serve as pure parameters (representing the web tensions and / or electrical powers) given by the measuring devices to the printer in classifying the printing material used, the printer Already as (pre) evaluated key figures or already as a determined class by an evaluation are given to the hand or the sizes, ratios or classes can additionally be supplied or instead a web tension control system, which this information in his control process - for example, by determining Preset values, of maximum and / or minimum permissible values, determination of controller parameters and / or the definition of permitted slopes in dynamic control behavior - integrated.
  • a correlation can advantageously be stored in the evaluation unit 16 (for example, divided into discrete classes or value ranges of a table or functions defined in sections), in which the determined parameter D; D 'is assigned to the elongation behavior of a certain paper property (exemplified in Fig. 4a )).
  • the determined parameter D; D ' is assigned to the elongation behavior of a certain paper property (exemplified in Fig. 4a )).
  • Fig. 4 For example, only two discrete value ranges [d 1 ... x [and [x ... [or [f 1 ... y [and [y ... [are provided for classification; However, this is arbitrary - possibly even up to the continuous functional context - refinable.
  • each class of defined paper property has at least one proposed preset value (desired value x ) for the voltage S1 or / and S3 and / or a difference ⁇ S to be maintained between S3 and S1 (similar to FIG Fig. 4c ), but possibly without dependence on F).
  • a functional relationship between parameter D can also directly (without class formation); D 'and preset value should be provided x .
  • this preset value setpoint x for the web tension S1 0 ; S3 0 or difference .DELTA.S be perceived by the printer and manually, for example, at the control station, are specified as a setpoint.
  • the preset value Soll x can also directly to the control loop of the relevant actuator 02; (07); 12 are transmitted as setpoint specification.
  • the corresponding preset value is setpoint x for the voltage S1; S2; S3 or difference .DELTA.S now transferred as a setpoint specification in the web tension control 18.
  • the evaluation unit 16 can be used as an independent component as in Fig. 1 represented, or as an independent process or sub-process in a machine control 17 or a control room or console computer 17 or, in the presence of a web tension control 18, as an additional sub-process this Web tension control 18 may be formed (dashed).
  • an interface is provided between the control computer 17 and the evaluation unit 16 (as a process or structurally separate) via which the measured values (voltages and / or overfeeds and / or moisture, etc.) and possibly other information (type of production and / or printing material and / or blanket and / or color, etc.) of the evaluation routine of the evaluation unit 16 are made available.
  • an interface is provided between the evaluation unit 16 (as a process or structurally separate) and web tension control 18, via which the setpoint specifications for the web tension S1; S2; S3 passed, and if necessary, measured values for the voltages from the central computer 17 are passed forth.
  • automatic web tension control 18 whose output acts on the actuators 02; 07; 12, in particular 02 and 12.
  • the interface or the processual and / or constructional design of the evaluation unit 16 can also be used for one or more of the sub-procedures described below.
  • D in order to determine suitable default values in addition to the parameter D; D 'from 3. used the determined according to 6. characteristic F for the moisture sensitivity.
  • the as characteristic D; D 'and F are also representative of other, the strain behavior or moisture sensitivity characterizing information D; D 'and F are understood.

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  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
  • Controlling Rewinding, Feeding, Winding, Or Abnormalities Of Webs (AREA)
  • Investigating Strength Of Materials By Application Of Mechanical Stress (AREA)

Description

  • Die Erfindung betrifft Verfahren zur Bestimmung von produktionsrelevanten Materialeigenschaften der Bedruckstoffe und/oder von Aufzügen, insbesondere während des Anfahrens bzw. während des Betriebes von Rotationsdruckmaschinen und Verfahren zur Voreinstellung gemäß den Ansprüchen 1 und 15.
  • Die Produktion von Druckerzeugnissen wird von einer Reihe von Einflussfaktoren bestimmt. Diese kommen zum Teil aus der Druckanlage (z. B. Maschinenkonfiguration, Druckverfahren und/oder Art der Druckeinheiten), zum Teil vom Bedienpersonal (z. B. Qualifikation, Erfahrung und/oder Sorgfalt) und zum Teil aus den Verbrauchsmaterialien (z. B. Papiereigenschaften, Gummitucheigenschaften, Farbeigenschaften und/oder Feuchtwassermenge bzw. -Eigenschaften). Der Einfluss der Druckanlage ist im wesentlichen statisch und in Grenzen deterministisch. Der Einfluss des Bedienpersonals macht sich besonders bei ungünstigen Betriebsbedingungen und bei starken Störeinflüssen bemerkbar, denn bei idealen Betriebsbedingungen ist es weitestgehend unproblematisch, eine moderne Druckanlage zu bedienen.
  • Der stärkste und zugleich am breitesten gestreute Einfluss kommt von den Verbrauchsmaterialien: So ändern sich beispielsweise die Eigenschaften vieler Druckfarben bei steigender Temperatur, Papier aus einer äußeren Lage einer Papierrolle ist in der Regel anders Konditioniert als Papier aus einer Kernlage, der Feuchteeinfluss auf die Spannungs-Dehnungs-Charakteristik ist enorm.
  • Diese Erkenntnisse sind nicht neu. So wurden beispielsweise bereits vor Jahren Druckanlagen mit Bahnspannungskontrollsystemen ausgestattet, und neben den Messstellen zur Bahnspannungsmessung auch Vorrichtungen zur Feststellung der Papiercharakteristik eingesetzt. Diese Vorrichtungen arbeiten jedoch im Allgemeinen nicht zerstörungsfrei oder sind zumindest nicht "online" in den Betrieb der Druckmaschine integriert. Daneben haben sich zwar bereits Verfahren damit befasst, die Eigenschaften des Bedruckstoffes in der Anlage zu ermitteln. Gemeinsam ist jedoch den bekannten Ansätzen, dass für die Bestimmung eine mehr oder weniger aufwendige Zusatzeinrichtung in die Anlage integriert werden muss und eine Bestimmung während der Produktion nicht möglich ist (z. B. DE 28 40 630 A1 , DE 39 42 111 C2 ).
  • Einige Anmeldungen bzw. Patente, zielen darauf ab, den E-Modul von Bahnen bzw. bandförmigen Materialien zu ermitteln und/oder zu berücksichtigen ( DE 10 61 529 B1 , DE 21 29 323 A1 , DE 31 23 587 C2 ). Bei Bedruckstoffen wie Folie, Blech, Stoff u.ä., deren Dehnungsverhalten sich durch den Einfluss von Feuchtigkeit nur in einem vernachlässigbaren Bereich verändert, kann dies interessant sein, bei Papier jedoch, das sein Dehnungsverhalten unter Feuchtigkeitseinfluss sehr stark verändern kann, ist die stationäre Bestimmung des E-Moduls vor dem Produktionsbeginn bzw. am Anfang der Prozesskette nicht von Interesse, da sich der E-Modul während des Durchlaufens der Druckmaschine durch das Aufbringen von Farbe und Wasser verändert. Außerdem beeinflusst die Veränderung des E-Moduls über die Prozessstrecke die Produktion wesentlich stärker als das E-Modul des trockenen Papiers. Vorteilhaft ist daher eine Einteilung von verschiedenen Papieren in Klassen nach der Feuchtigkeitsempfindlichkeit und nicht (nur) nach den Eigenschaften des trockenen Papiers.
  • Umgekehrt kann es jedoch von Nachteil sein, Informationen über das Dehnungsverhalten lediglich bei einer bestimmten Feuchte vorliegen zu haben. Gerade die Feuchtigkeitsempfindlichkeit, d. h. ein Maß für die Veränderung des Dehnungsverhaltens bei Veränderung der Feuchte, hat einen wesentlichen Einfluss auf den Transport der Bahn durch die Druckmaschine.
  • Durch die US 54 85 386 A ein Verfahren bekannt, wobei während der Produktion eine Messsequenz zur Ermittlung des Elastizitätsmoduls der Bahn durchlaufen wird, um anschließend die Dehnung durch eine Spannungsänderung auf einen gewünschten Wert korrigieren zu können. Zunächst erfolgt hierzu eine Spannungsmessung und die Ermittlung einer zugehörigen Bezugslänge (Bahnbewegungslänge) anhand einer Anzahl von druckspezifischen Messimpulsen (Druckzylinder oder Marken) pro Zeiteinheit. Anschließend erfolgt eine Erhöhung eines Antriebsmomentes an einer Zugwalze mit nachfolgend erneuter Messung der resultierenden Spannung und neuer zugehörigen Bahnbewegungslänge. Aus der Spannungs- und Bahnlängenänderung ist das E-Modul ableitbar und zur anschließenden Regelung auf konstante Dehnung verwendbar.
  • Weiter sind ähnliche Verfahren bekannt aus der EP 1 136 258 (nächtsliegender Stand der Technik) und der EP 0 737 638 .
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein unter Produktionsbedingungen durchführbares Verfahren zur Bestimmung von produktionsrelevanten Materialeigenschaften der Bedruckstoffe und/oder von Aufzügen und ein Verfahren zur Voreinstellung zu schaffen.
  • Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 1 bzw. 15 gelöst.
  • Die mit der Erfindung erzielbaren Vorteile bestehen insbesondere darin, dass es mit diesem Verfahren möglich ist, die drucktechnischen Eigenschaften des Bedruckstoffes sowie Einflüsse verwendeter Verbrauchsmaterialien und Hilfsstoffe auf die Produktion zerstörungsfrei zu bestimmen.
  • Für dieses Verfahren sind keine Zusatzeinbauten in die Produktionsanlage, außer ggf. Sensoren zur Bestimmung der Feuchtigkeit der Materialbahn vor und nach der Druckeinheit, erforderlich. Insbesondere sind keine Zusatzeinbauten notwendig, die den normalen Produktionsprozess stören bzw. Umstellungen oder spezielle Bahnführungen bedürfen. Das Verfahren kann in die Anlaufphase des gewöhnlichen Produktionsprozesses integriert werden.
  • Das Verfahren lässt zwar nur indirekt einen Rückschluss auf absolute Materialeigenschaften zu, dafür kann das Materialverhalten jedoch unter den gegebenen Randbedingen (z. B. Einfluss der Produktionsparameter, Gummitücher, Farbviskosität, Anlagenspezifische Einflüsse, ...) sehr zuverlässig vorausgesagt werden. Das Verfahren bestimmt die Materialeigenschaften unter den selben Umgebungseinflüssen (z. B. Temperatur, Luftfeuchtigkeit, ...) wie bei der Produktion. Dadurch ist das Ergebnis realistischer als bei der Bestimmung unter Laborbedingungen.
  • Wird das Verfahren zusammen mit einer automatischen Bahnspannungsregelung eingesetzt, so kann durch die ermittelten Materialeigenschaften der Regler automatisch parametriert werden und damit die Regelgüte verbessert werden und die bestehenden Grenzen des Regelbereiches der Bahnspannungsregelung ausgeweitet werden.
  • Durch die Bestimmung der Materialeigenschaften, zusammen mit gespeicherten Erfahrungswerten ist eine wesentlich exaktere Voreinstellung von Bahnspannung, Registerwerten, etc. möglich. Dadurch verringert sich die Zeit bis zu ersten "GUT" Exemplar und damit die Makulatur.
  • Durch die bestimmten Materialeigenschaften lassen sich Grenzwerte ermitteln, die nicht überschritten werden dürfen, um Bahnrisse oder andere Produktionsstörungen zu vermeiden.
  • Wenn sich innerhalb verschiedenen Papierrollen des selben Herstellers dramatische Veränderungen der Materialeigenschaften ergeben, kann dies dokumentiert werden und dem Papierlieferant ein Mangel angezeigt werden.
  • Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im Folgenden näher beschrieben.
  • Es zeigen:
    • Fig. 1
    eine schematische Darstellungen eines Bahnweges durch eine Rotationsdruckmaschine;
    Fig. 2
    ein Verfahrensschema zur Ermittlung von Materialeigenschaften;
    Fig. 3
    eine Prozesskette für ein erweitertes Verfahren zur Bildung absoluter Werte;
    Fig. 4
    beispielhafte Darstellung der vorgehaltenen Zusammenhänge.
  • In bahnbe- und/oder verarbeitende Maschinen, z. B. Druckmaschinen, insbesondere Rollendruckmaschinen, zum Bedrucken von Bahnen 08, insbesondere Bedruckstoffbahnen 08 wie z. B. Papierbahnen 08, wird das Transportverhalten und/oder ein registergerechtes Bearbeiten der Bahn 08 insbesondere auch vom elastischen bzw. Dehnungsverhalten der Bahn 08 beeinflusst.
  • Wie exemplarisch an Fig. 1 erläutert, weist die als Druckmaschine ausgeführte Maschine eine Materialversorgung, z. B. Rollenwechsler 01, auf, von welcher das bandförmige Material (Bahn 08) abgerollt wird und über ein Zugelement 02, z. B. ein Einzugwerk 02, durch eine Bearbeitungsstufe 04, z. B. Druckeinheit 04 oder Druckturm 04, über ein weiteres Zugelement 07, z. B. eine Zugwalze 07, ggf. durch einen Oberbau 09 und ggf. über ein weiteres Zugelement 12, z. B. eine Trichtereinlaufwalze 12, einer Weiterverarbeitungsstufe wie z. B. eine Falzeinrichtung 13 (beispielsweise aus einem Falztrichter und/oder einem Falzapparat und/oder einer Auslage) gefördert wird. Die Zugelemente 02, 07 und ggf. 12 stellen Stellglieder 02; 07; 12 für die Beeinflussung einer Bahnspannung S1; S2; S3, kurz Spannung S1; S2; S3, dar. Die Bahnspannung S1; S2 (S3) wird zumindest vor und nach der Bearbeitungsstufe 04 an je einer Messstelle 03; 06 (11), insbesondere Bahnspannungsmessstelle 03 (vor Druckeinheit : vDE); 06 (nach Druckeinheit : nDE) durch eine geeignete Sensorik gemessen. Die Sensorik zur Ermittlung der Bahnspannung S1; S2 (S3) kann als Messwalze, als Tänzerwalze, oder aber auch als Leistungsmessung einer getriebenen Zuwalze sein.
  • Zusätzlich kann ein nach der Bearbeitungsstufe 04 auf die Bahn 08 gerichteter Feuchtesensor 14 vorgesehen sein.
  • Da beim Bedrucken eines Bedruckstoffes 08 an einer Stelle des Prozesses Flüssigkeit (zumindest in Form von Farbe) aufgebracht wird, ist die Kenntnis eines Maßes für die Empfindlichkeit gegenüber Feuchte von ganz besonderem Interesse. Dies kann durch mindestens zwei Messungen mit unterschiedlichem Feuchtegrad erfolgen. Vorzugsweise liegen diese beiden Messungen (falls lediglich zwei) weit auseinander und insbesondere nahe an den tatsächlich während des Prozesses vorliegenden Feuchten. Diese sind dann beispielsweise bei "trockenem", d. h. nicht extra befeuchtetem Bedruckstoff 08 (bei Umgebungsbedingungen wie 25°C und 50% relativer Luftfeuchtigkeit können das z. B.5 bis 10 Masse-% des Papiers sein) und bei der durch Bedrucken durch Farbe und/oder Feuchtmittel verursachten Feuchte.
  • In herkömmlicher Weise konnte der Drucker z. B. - um die Auswirkungen der Feuchteempfindlichkeit bzw. des Dehnungsverhaltens bei Start der Maschine in Grenzen zu halten - mit stationären Gerätschaften Messungen an Proben der zu bedruckenden Bahn durchführen, diese beispielsweise in Bezug auf das Dehnungsverhalten und/oder Feuchteempfindlichkeit klassifizieren (oder anhand seiner Erfahrung einschätzen), und dann entsprechende Voreinstellungen für die Bahnspannungen vor Druckbeginn anwählen. Bei bekanntem Papier konnte er dann ohne Messung wieder auf dieses Wissen zurückgreifen. Diese Messungen und Klassifizierungen können nun z. T. sehr subjektiv ausfallen, sind weder dazu geeignet den Prozess zu automatisieren, noch berücksichtigen sie zuverlässig die relevanten Druckbedingungen.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren nutzt nun zwar auch Erfahrungswerte und bekannte physikalische Zusammenhänge, um von beobachteten Kriterien auf die drucktechnischen Eigenschaften des Bedruckstoffes schließen zu können. Jedoch wird von beobachteten Veränderungen, die durch festgelegte Eingriffe/Verfahrensschritte im Bahnlauf verursacht werden, auf die drucktechnischen Eigenschaften des Bedruckstoffes geschlossen. Diese Eingriffe werden jedoch direkt in der Druckmaschine - z. B. nacheinander in einer fest vorgegebenen Reihenfolge - durchgeführt, wobei die messbaren Veränderungen im Bahnlauf (z. B. Bahnspannungen, Feuchtigkeit des Papiers und/oder Antriebsmomente der Förderelemente) erfasst werden. Hierbei ist es auch nicht wichtig, dass absolute physikalische Größen ermittelt werden, sondern lediglich, dass sich die Kenngrößen D; F zur relativen Charakterisierung des Dehnungsverhaltens und/oder der Feuchteempfindlichkeit eignen - im Extremfall beispielsweise unterscheidbar in "stark dehnbar" / "wenig dehnbar" oder vergleichbares für ersteres und/oder "feuchteempfindlich" /"feuchteunempfindlich" für das zweite Kriterium (Fig. 4).
  • Die Verfahrensweise zur Ermittlung relevanter Kenngrößen D; F direkt an der in der Maschine befindlichen Bahn 08 geschieht nun folgendermaßen:
  • Zu Beginn der Bestimmung werden Stellglieder 02; 07; 12 im Bahnlauf in einer vorteilhaften Variante auf neutrale Werte eingestellt (z. B. 35 daN/m Sollwertvorgabe für das Einzugswerk 02 zwischen Rollenwechsler 01 und Druckturm 04, z. B. ± 0,0 % oder einen definierten Startwert ΔV0 für die Voreilung ΔV (Antriebsoffset ΔV0) der Zugwalze 07 nach dem Druckturm 04, ggf. einer Trichtereinlaufwalze 12 und ggf. einer Falzzugwalze). Außerdem ist darauf zu achten, dass zu diesem Zeitpunkt Druck AB und Farbe bzw. Wasser AB sind sowie die Maschinengeschwindigkeit V auf einen vordefinierten Startwert V0 ungleich 0 eingestellt ist.
  • Grundsätzlich ist die Feststellung der Kenngrößen D; F auch beginnend bei einem beliebigen stationären, jedoch reproduzierbaren Betriebszustand als Startpunkt möglich. In diesem Fall sind beispielsweise der zu diesem Zeitpunkt eingenommene Antriebsoffset ΔVT als Startpunkt ΔV0 und die zu diesem Zeitpunkt gemessenen Bahnspannungen S1; S2 (S3) als Startwerte S01 ggf.S02 und ggf. S03 zu betrachten.
    • 1. Einfahren eines neutralen Grundzustandes oder eines stationären Zustandes
  • Ein erster Schritt zur Bestimmung der Materialeigenschaften stellt die Schaffung eines reproduzierbaren Grundzustandes dar, bei welchem die Bahnspannung S1 vor der Druckeinheit 04 einen fest definierten Wert, z. B. Startwert S0 (z.B. 25-45 daN/m, insbesondere ca. 35 daN/m) einnimmt und der Antriebsoffset ΔV der Zugelemente 07 (12), z. B. Zugwalze 07 und Trichtereinlaufwalze (12) auf ± 0 oder zumindest einen definierten Startwert ΔV0 eingestellt ist. Dies geschieht bei einer fest vorgegebenen Maschinengeschwindigkeit V0.
  • Von diesem Grundzustand (oder dem o. g. reproduzierbaren Betriebszustand) aus ist es nun möglich, durch Veränderung einzelner Parameter Aussagen über die drucktechnischen Eigenschaften des Bedruckstoffes 08 zu treffen. Nicht alle Merkmale, die ermittelt werden, haben eine große Bedeutung für den Druckprozess, für die Ermittlung anderer Eigenschaften (optionale Verfahrensschritte) müssen Zusatzinformationen von einem überlagerten System beigestellt werden. Nachfolgende Eigenschaften werden im Hauptverfahren und in optionalen Verfahrensschritten ermitteln:
    • 2. Detektieren von Lagerschäden und/oder Anomalien im Bahnlauf (optionaler Schritt)
  • Aus der Auswertung der Spannungen S1; S2 (S3), insbesondere Bahnspannungen S1; S2 (S3) und der Antriebsmomente der Zugelemente 02, 07 (12) lassen sich Aussagen über etwaige Lagerschäden oder andere Anomalien im Bahnlauf treffen. Dabei kann man davon ausgehen, dass im Regelfall die Bahnspannung S1; S2; S3, die im Einzugswerk 02 erzeugt wird, sich beim Grundzustand aus 1. (Druck-AB und ΔV0 ≈ 0) fortsetzt bis zur Bahnspannungsmessstelle 06, z. B. Messstelle 06 nach Druckeinheit (nDE). Minimale Abweichungen können sich aus der Bahnführung, der Trägheit der Leitwalzen und aus der Reibung ergeben, diese bewegen sich allerdings im Bereich von 1-2 daN/m. Treten größere Differenzen in den Spannungen S1; S2 (S3) auf, lässt dies einen Rückschluss auf eine Anomalie im Bahnlauf oder einen Lagerschaden, erhöhte Reibung oder sonstige Störungen im Antrieb zu und ist ein Anzeichen für den Drucker genauer zu prüfen.
  • Das Detektieren von Anomalien bringt im normalen Produktionslauf zwar keine Vorteile, im Fehlerfall jedoch kann die Ursache sehr schnell eingegrenzt werden, andernfalls wäre ein solcher Schaden nur über die Auswirkungen wie hohe Antriebsmomente der Zugelemente, ungewöhnliches Bahnspannungsverhalten und ggf. Passerabweichungen indizierbar.
    • 3. Dehnung des trockenen Bedruckstoffes 08 aus der Spannungsänderung auf Grund einer Längenänderung
  • Um die Dehnung der trockenen Papierbahn 08 zu ermitteln, wird aus dem unter 1. beschriebenen Grundzustand heraus der Antriebsoffset ΔV der Zugwalze 07 um einen fest vorgegebenen Wert (z. B. Antriebsoffset ΔV von 0 auf 0,1 bis 0,5 %, insbesondere ca. 0,2 %) verändert und dabei die Auswirkung auf die Bahnspannung S2 in der Messstelle 06 nach Druckeinheit (nDE) beobachtet und/oder aufgezeichnet und einer Auswertung - z. B. in einer Auswerteroutine einer Auswerteeinheit 16, insbesondere Auswerteroutine 16 in einer Rechen- und/oder Speichereinheit - zugänglich gemacht.
  • Diese Veränderung dS2(ΔV) stellt ein Maß für die Dehnungscharakteristik dar, welche direkt als Kenngröße D für das Dehnungsverhalten weiter verwendet oder zu einer entsprechenden Kenngröße D weiterverarbeitet werden kann.
  • Prinzipiell ist in Weiterbildung auch eine Absolutangabe des Zusammenhanges zwischen Spannungsänderung und relativer Längenänderung möglich, falls Länge und Längenänderung bekannt sind. Eine Längenänderung der Papierbahn 08 korreliert dabei mit der Änderung der Umfangsgeschwindigkeit. Damit läst sich eine Aussage treffen über die Dehnung ε relativ zum aktuellen Papierweg. Dieser Zusammenhang gilt, solange man sich im linearen Teil des Spannungs-Dehnungs-Diagramms des Papiers bewegt und kann ebenfalls als Kenngröße D' verwendet oder zur Bildung Kenngröße D' herangezogen werden.
  • Nach der Bestimmung der Dehnung wird z. B. wieder der Grundzustand nach 1. eingefahren.
  • In einem alternativen (Teil-)Verfahren wird bei laufender Maschine und Druck AN (Farbe und Wasser allerdings AB) die Sollwertvorgabe für die Bahnspannung S1 (entspricht dem Sollwert für das Einzugswerk 02) um einen vorbestimmten Wert erhöht. Über die Veränderung der Bahnspannung S2 an der Messstelle 06 nach Druckeinheit (nDE) und über die Veränderung des Antriebsmomentes der Zugwalze 07 ist ein Rückschluss auf das Dehnungsverhalten der trockenen Papierbahn 08 möglich.
  • Für diese Ermittlung nach der zweiten Alternative zu 3. ist besonders die Kenntnis des Förderverhaltens der verwendeten Gummitücher von Vorteil. Dies kann dem Drucker oder dem System aus früheren Messungen unter Verwendung der selben oder der gleichen Gummitücher bekannt sein, oder aber die Ergebnisse aus dem nachfolgenden optionalen Schritt 5. werden späteren Auswertung und/oder zur Klassifizierung herangezogen.
    • 4. Ermittlung eines absoluten Wertes für den E-Modul (optionaler Schritt)
  • Wenn Informationen über die absolute Papierbahnbreite und die Papierdicke vorliegen, sind auch Rückschlüsse auf den E-Modul im trockenen Zustand möglich.
  • Hierzu werden optional die unter 3. ermittelten Daten für die Spannungsänderung, die Wegstrecke zwischen den Klemmstellen Einzugwalze 02 und Zugwalze 07, die Längenänderung (aus der Geschwindigkeitsänderung) zusammen mit den o.g. Daten zur Dicke und Breite ausgewertet.
  • Die Daten zur Papierbahn 08 (Breite, Dicke) können aus einem übergeordneten Produktionsleitsystem, einem Planungssystem oder einem Leitsystem direkt, z. B. in eine Auswerteeinheit, übernommen werden oder auch durch das Bedienpersonal ermittelt, ausgelesen oder anhand der Rollendaten abgelesen und anschließend ausgewertet werden.
    • 5. Förderverhalten der Gummitücher (optionaler Schritt)
  • Der Bahntransport und die resultierenden Bahnspannungen S1; S2; S3 vor und nach dem Druckturm 04 werden u.U. stark durch das Förderverhalten der die Druckstelle bildendenden Zylinder, insbesondere die elastischen Aufzüge (Gummitücher, Sleeves, Beschichtung) von Übertragungszylindern) beeinflusst. Die Kenntnis über das Förderverhalten ermöglicht die Wahl von Grundeinstellungen für Spannungen und/oder Antriebe, welche diese Effekte bereits berücksichtigen. Für die selbe Sorte Papier sind dann ggf. für unterschiedliche Aufzüge auch verschiedene Grundeinstellungen vorteilhaft.
  • Aus dem Grundzustand nach 1. wird das Druck-AN-Kommando für das erste Druckwerk gegeben und die Auswirkung auf die Bahnspannung S2 an der Messstelle 06 nach Druckeinheit (nDE) beobachtet. Danach werden sukzessive die weiteren Druckwerke dazu geschalten und dazwischen jeweils die Bahnspannung S2 gemessen und gespeichert. Daraus lassen sich qualitative und ggf. quantitative Aussagen über das Förderverhalten der verwendeten Gummitücher treffen. In vereinfachter Verfahrensweise können ggf. auch mehrere oder gar alle im Bahnweg befindlichen Druckstellen auf einmal angestellt werden. Wichtige Rahmenbedingung dabei ist, dass in allen Druckwerken im Bahnlauf gleiche oder zumindest ähnliche Gummitücher verwendet werden.
  • Das Förderverhalten der Aufzüge beeinflusst die Bahnspannung S1; S2, so dass bei positiv oder negativ fördernden Aufzügen nun ein Unterschied von den Bahnspannungsmessstellen 03; 06, z. B. Messstellen 03; 06, vor Druckeinheit (vDE) und nach Druckeinheit (nDE) besteht. Lediglich bei neutralen Aufzügen tritt dieser Effekt nicht oder nur unwesentlich auf.
  • Bei laufender Maschine werden somit die Bahnspannungsmesswerte und die Antriebsmomente erfasst. Danach wird auf Druck AN geschaltet. Verhalten sich die Gummitücher absolut neutral, wird an der Messstellen 06 nach Druckeinheit (nDE) keine Bahnspannungsveränderung zu beobachten sein. Verhalten sich die Gummitücher fördernd oder zurückhaltend, so wird die Bahnspannung S2 dort sinken bzw. ansteigen.
  • Die gewonnene Information über das Förderverhalten (positiv, neutral, negativ) oder ggf. auch mittels der Höhe der Spannungsdifferenzen über genauere quantitative Angaben können nun durch den Drucker oder ein ggf. überlagertes Bahnspannungsregelsystem zur Berücksichtigung bei der Einstellung von Grundwerten etc. verwendet werden.
    • 6. Dehnung der produktionsfeuchten Papierbahn 08
  • Die Maschine befindet sich entweder, falls 5. durchgeführt wurde, im Zustand Druck AN, wie er nach 5. erreicht wurde, oder aber es werden nach 3. (1. Variante) oder 4. zunächst die im Bahnweg befindlichen und zum Drucken vorgesehenen Druckwerke angestellt. Anschließend wird das Feuchtmittel zugeschalten ("Wasser AN"). Durch "Wasser AN" laufen die Gummituch- und Plattenzylinder frei und der Bedruckstoff 08 kommt in Kontakt mit dem Feuchtwasser. Das aufgebrachte Wasser sorgt für eine Änderung der Dehnungseigenschaften des Bedruckstoffes 08 und somit eine Änderung der Spannung S2 nach dem Druckturm 04. Die Größe der Änderung kann in Zusammenhang mit der Anzahl der verwendeten Druckstellen zur Klassifizierung des Papiers in Bezug auf seine Feuchtigkeitsempfindlichkeit herangezogen werden. Vom Drucker, einer Auswerteeinheit 16 und/oder einem System zur Bahnspannungsregelung 18 können die ermittelten Werte für die Änderungen als solche (Spannungen) oder als abstrakte Kenngrößen F zur Klassierung des Bedruckstoffes 08 bezüglich ihrer Feuchteempfindlichkeit verwendet werden. In beiden Fällen sind die resultierenden Größen aussagekräftige Ergebnisse zur Kennzeichnung der Feuchteempfindlichkeit des Bedruckstoffes 08 (mit der vorliegenden Stärke und Breite). Zwar ist an dieser Stelle keine absolute, normierte Kennlinie ermittelbar, jedoch liegt die für den Druckprozess wichtige (relative) Information für die tatsächliche Produktion, Bahnführung und die vorliegenden Bedingungen vor.
  • Bei laufender Maschine mit Druck-AN und vorbestimmter Bahnspannung S1 am Einzugswerk 02 wird also Farbe und Wasser zugeschaltet. Über die Veränderung der Bahnspannung S1; S2 und des Antriebsmomentes der Zugwalze 02 wird das Dehnungsverhalten des Bedruckstoffes 08 im produktionsfeuchten Zustand ermittelt.
  • Für diese Ermittlung ist die Kenntnis des Förderverhaltens der verwendeten Gummitücher von Vorteil. Dies kann dem Drucker oder dem System aus früheren Messungen unter Verwendung der selben oder der gleichen Gummitücher bekannt sein, oder aber die Ergebnisse aus dem vorstehend optional genannten Schritt 5. werden zur Auswertung und/oder zur Klassifizierung herangezogen.
  • Ideal ist es, wenn bei dieser Ermittlung zusätzlich über Sensoren die Feuchtigkeit der trockenen und der feuchten Papierbahn 08 gemessen wird (siehe Schritt 7.).
    • 7. Absolute Charakterisierung der Feuchtigkeitsempfindlichkeit (optionaler Schritt)
  • In einer Weiterbildung ist auf dem Bahnweg - insbesondere direkt nach der letzten Druckstelle - ein Feuchtesensor 14 angeordnet, mittels welchem zusätzlich zu Schritt 6. die absolute Feuchte des Papiers gemessen wird.
  • Mit dieser Methode lässt sich zwar nicht das absolute Dehnungsverhalten bei 5%, 10% und 15% etc. Feuchte ermitteln, dafür erhält man aber einen Wert, der für die tatsächlichen Produktionsbedingungen gültig ist. Durch diese Messung kann zusammen mit 6. eine Klassifizierung des Bedruckstoffes 08, basierend auf absolute Feuchten, erfolgen.
  • In einer Weiterbildung des Verfahrensschrittes 6. oder 7. wird nicht an allen Druckwerken gleichzeitig Farbe und Wasser an geschalten, sondern es wird Druckwerk für Druckwerk dazu geschalten. Dadurch kann man annähernd das Feuchtigkeitsverhalten des Bedruckstoffs 08 bei ca. 25 %, 50 %, 75 % und 100 % der Produktionsfeuchte bei hier 4-farben-Produktion ermitteln.
  • Die vorgenannten Teilverfahren 1, 3 und 6 bilden gemeinsam das erfindungsgemässe Verfahren zur Klassifizierung des verwendeten Bedruckstoffes 08. Die Teilverfahren 2, 4, 5 und/oder 7 bilden vorteilhafte Weiterbildungen des Gesamtverfahrens und tragen zur weiteren Verbessung und zu erhöhtem Komfort beim Bedienen der Maschine bei. Die Optionalität des Durchlaufens dieser Teilschritte ist in Fig. 2 durch strichlierte Linien angedeutet. Schritt 2. kann vor oder nach Schritt 3. durchlaufen werden und ist deshalb auf selber Höhe dargestellt. Schritt 7. kann nach dem Schritt 6., und Schritt 4 zumindest nach Schritt 3. durchlaufen werden. Der Drucker und/oder ein übergeordnetes Regelsystem kann auf der Basis der so gewonnenen Kenngrößen bzw. der bestimmten Klasse des Bedruckstoffes 08 auf der Grundlage seiner Erfahrung bzw. hinterlegten Regeln (Tabellen und/oder funktionale Zusammenhängen etc.) sinnvolle (Vor-)Einstellungen treffen und damit den Anfahrprozess und/oder die Druckqualität verbessern.
  • Da es möglich und in einer Weiterbildung vorgesehen ist, die Bestimmungsschritte sequenziell durch eine Steuerung anzustoßen und die Messwerte dabei automatisch zu erfassen, können die einzelnen Messschritte relativ schnell aufeinander folgen. Es kann vorteilhaft sein, die Sequenz von Messschritten in das normale Anlaufverhalten der Druckanlage mit zu integrieren. Eine andere Variante ist es, dem Drucker beim Start der Maschine die Wahl zu überlassen, ob er mit oder ohne dem genannten Verfahren zur Bestimmung der Materialeigenschaften starten will.
  • Die Auswertung der Messwerte kann sowohl durch Fuzzylogic als auch durch diskrete Logik erfolgen, wobei die gemessenen Veränderungen bei den verschiedenen Messschritten relativ zueinander betrachtet werden können aber auch mit Erfahrungswerten verglichen werden und durch Verknüpfung der Auswertungen mehrerer Messschritte Aussagen über die Eigenschaften des benutzten Bedruckstoffes 08 unter den aktuellen Produktionsbedingungen zulassen. Für eine weitergehende Auswertung kann auch die aktuelle Maschinenkonfiguration berücksichtigt werden.
  • Auch während der Produktion ist die Überprüfung der Materialeigenschaften möglich, wenn sich beispielsweise das Verhalten einer Papierbahn 08 nach einem Rollenwechsel auf abnormale Weise verändert (abgesehen vom bekannten Bahnspannungssprung bei der Klebung), ohne dass eines der Stellglieder 02; 07; 12 im Bahnlauf beeinflusst wurde. Hier kann man über das veränderte Bahnverhalten eine Aussage über die Materialeigenschaften der neuen Rolle gegenüber den Materialeigenschaften der alten Rolle treffen (z. B. dehnt sich weniger oder/und ist feuchtigkeitsempfindlicher etc.). Bei laufender Produktion kann allerdings nur eine relative Bewertung zu den Messwerten der ursprünglichen Bahn 08 stattfinden. Sollen absolute Aussagen getroffen werden, wird die Produktion unterbrochen und der gesamte bzw. der gewählte Messzyklus durchlaufen werden.
  • Bei einer Kopplung mit einem automatischen System zur Bahnspannungsregelung 18 ist sowohl bei o. g. Anfahrvorgängen als auch der genannten Unterbrechung eine automatische Korrektur von Stellgliedern 02; 07; 12 im Bahnlauf vorteilhaft um wieder stabile Produktionsbedingungen zu erhalten.
  • Über die Aussagen zu den Materialeigenschaften lassen sich Vorgaben für die Voreinstellung der Bahnspannung und anderer Produktionsparameter treffen. Um das System auch während des Betriebs noch zu optimieren, ist es in einer Weiterbildung dem Drucker möglich, die vom System erarbeiteten Vorgaben zu verändern. Die dann, aus Sicht des Druckers, optimale Maschineneinstellung ist in vorteilhafter Ausführung dieser Weiterbildung speicherbar, damit sie bei späteren Produktionen zur Auswertung bereit steht. Damit kann das System von der Erfahrung des Druckers lernen.
  • Die durch das Verfahren gewonnenen Kenngrößen bzw. -zahlen bzw. Klassifizierungen können in einer einfachsten Ausführung als reine, von den Messgeräten ausgegebenen/angezeigten (die Bahnspannungen und/oder elektrischen Leistungen repräsentierende) Größen dem Drucker bei der Klassifizierung des verwendeten Bedruckstoffes dienen, dem Drucker bereits als (vor)ausgewertete Kennzahlen oder bereits als festgestellte Klasse durch eine Auswerteeinheit an die Hand gegeben werden oder aber die Größen, Kennzahlen oder Klassen können zusätzlich hierzu oder statt dessen einem Bahnspannungsregelungssystem zugeführt werde, welches diese Informationen in seinen Regelprozess - beispielsweise durch Bestimmung von Voreinstellwerten, von Maximal und/oder minimal zulässigen Werten, Ermittlung von Reglerparameter und/oder der Festlegung von erlaubten Steigungen im dynamischen Regelverhalten - integriert.
  • Im folgenden wird eine Verarbeitung der nach 3. ermittelten Kennzahl D; D' durch eine Auswerteeinheit 16 und ggf. eine manuelle oder automatische Bahnspannungsregelung 18 dargelegt, welche als vereinfachte Variante grundsätzlich ohne Einbeziehung des unter 6. erläuterten Feuchteeinfusses möglich, jedoch vorteilhaft wie unten beschrieben unter Berücksichtigung der Feuchteempfindlichkeit von besonderem Vorteil ist:
  • In der Auswerteeinheit 16 kann vorteilhaft ein Zusammenhang hinterlegt sein (z. B. als Wertebereiche eingeteilt in diskrete Klassen oder Wertebereiche einer Tabelle oder abschnittsweise definierte Funktionen), in welcher die ermittelte Kenngröße D; D' für das Dehnungsverhalten einer bestimmten Papiereigenschaft zugewiesen wird (exemplarisch in Fig. 4a)). In Fig. 4 sind beispielhaft lediglich zwei diskrete Wertebereiche [d1 ...x[ und [x...[ bzw. [f1 ...y[ und [y...[ zur Klassifikation vorgesehen; dies ist jedoch beliebig - ggf. sogar bis hin zum stetigen funktionalen Zusammenhang - verfeinerbar. Weiter ist in vorteilhafter Ausführung jeder Klasse definierter Papiereigenschaft zumindest ein vorgeschlagener Voreinstellwert (Sollwert Sollx) für die Spannung S1 oder/und S3 und/oder eine einzuhaltende Differenz ΔS zwischen S3 und S1 hinterlegt (ähnlich der Fig. 4c), jedoch ggf. ohne Abhängigkeit von F). In Abwandlung kann auch direkt (ohne Klassenbildung) ein funktionaler Zusammenhang zwischen Kenngröße D; D' und Voreinstellwert Sollx vorgesehen sein.
  • In manueller Ausführung der weiteren Verfahrensweise kann dieser Voreinstellwert Sollx für die Bahnspannung S10; S30 bzw. Differenz ΔS vom Drucker wahrgenommen und manuell, beispielsweise am Leitstand, als Sollwert vorgegeben werden. Der Voreinstellwert Sollx kann jedoch auch direkt an den Regelkreis des betreffenden Stellgliedes 02; (07); 12 als Sollwertvorgabe übermittelt werden. Bei Vorliegen eines Systems zur automatischen Bahnspannungsregelung 18 wird der entsprechende Voreinstellwert Sollx für die Spannung S1; S2; S3 bzw. Differenz ΔS nun als Sollwertvorgabe in die Bahnspannungsregelung 18 überführt.
  • Die Auswerteeinheit 16 kann als selbstständiges Bauteil wie in Fig. 1 dargestellt, oder aber als selbständiger Prozess oder Teilprozess in einer Maschinensteuerung 17 bzw. einem Leitstand bzw. Leitstandsrechner 17 oder, bei Vorliegen einer Bahnspannungsregelung 18, auch als ein zusätzlicher Teilprozess dieser Bahnspannungsregelung 18 ausgebildet sein (strichliert). Im dargestellten Fall ist zwischen Leitstandsrechner 17 und der Auswerteeinheit 16 (als Prozess oder baulich getrennt) eine Schnittstelle vorgesehen, über welche die Messwerte (Spannungen und/oder Voreilungen und/oder Feuchtigkeit etc.) und ggf. andere Informationen (Produktionsart und/oder Bedruckstoff und/oder Gummituch und/oder Farbart etc.) der Auswerteroutine der Auswerteeinheit 16 zur Verfügung gestellt werden. Auch ist zwischen Auswerteeinheit 16 (als Prozess oder baulich getrennt) und Bahnspannungsregelung 18 eine Schnittstelle vorgesehen, über welche die Sollwertvorgaben für die Bahnspannung S1; S2; S3 übergeben, und ggf. Messwerte für die Spannungen vom Leitstandsrechner 17 her durchgereicht werden. Bei automatischer Bahnspannungsregelung 18 wirkt deren Ausgang auf die Stellglieder 02; 07; 12, insbesondere 02 und 12.
  • Das zur Schnittstelle bzw. der prozessualen und/oder baulichen Ausbildung der Auswerteeinheit 16 kann auch für einen oder mehrere der unter den übrigen geschilderten Teilverfahren angewandt sein.
  • Vorteilhafter Weise wird zur Ermittlung geeigneter Voreinstellwerte zusätzlich zur Kenngröße D; D' aus 3. die nach 6. ermittelte Kenngröße F für die Feuchteempfindlichkeit herangezogen.
  • Hierbei sind zusätzlich zu den Zusammenhängen zwischen der Kenngröße D und der Papiereigenschaft und/oder dem geeigneten Voreinstellwert auch Zusammenhänge zwischen der Kenngröße F und der Papiereigenschaft sowie ein Zusammenhang geeigneter Sollwerte Soll1 .... Soll4 etc. und einer Kombination der Kenngrößen D; D'; F vorgesehen. Bei Kenntnis des Dehnungsverhaltens D; D' und der Feuchteempfindlichkeit F kann nun der geeignete Sollwert bzw. geeignete Sollwerte für die Spannung S1; S3 (ggf. S2) oder die Differenz ΔS ermittelt und weiterverarbeitet werden (Beispielhaft in Fig. 4c)). Dies geschieht wie oben für D; D' beschrieben beispielsweise durch Wahrnehmung und manuelle Vorgabe durch den Drucker oder als Steuerbefehl (Sollwertvorgabe) an den Regelkreis der betreffenden Stellglieder 02; 07; 12 (des betreffenden Stellgliedes) oder vorteilhaft im automatischen System durch Übergabe an die Bahnspannungsregelung 18.
  • Die als Kenngröße D; D' bzw. F bezeichneten Größen können ebenso stellvertretend für andere, das Dehnungsverhalten bzw. Feuchteempfindlichkeit charakterisierende Informationen D; D' bzw. F verstanden werden.
    • Bezugszeichenliste
    • 01
    Rollenwechsler
    02
    Zugelemente, Einzugswerk, Stellglied
    03
    Messstelle, Bahnspannungsmessstelle vor Druckeinheit (vDE)
    04
    Druckeinheit, Druckturm, Bearbeitungsstufe
    05
    -
    06
    Messstelle, Bahnspannungsmessstelle nach Druckeinheit (nDE)
    07
    Zugelemente, Zugwalze, Stellglied
    08
    Bedruckstoff, Bedruckstoffbahn, Papierbahn
    09
    Oberbau, Wendedeck
    10
    -
    11
    Bahnspannungsmessstelle vor Trichtereinlauf (vTE), Messstelle
    12
    Zugelemente, Trichtereinlaufwalze, Stellglied
    13
    Falzeinrichtung
    14
    Feuchtesensor
    15
    -
    16
    Auswerteeinheit, Auswerteroutine
    17
    Maschinensteuerung, Leitstand, Leitstandsrechner
    18
    Bahnspannungsregelung
    D
    Kenngröße, Maß bzw. Information für Dehnungsverhalten
    F
    Kenngröße, Maß bzw. Information für Feuchteempfindlichkeit
    S1
    Spannung,Bahnspannung
    S2
    Spannung,Bahnspannung
    S3
    Spannung,Bahnspannung
    Solli
    Sollwert, Voreinstellwert (hier: i= x oder 1 bis 4)
    [d1 ...x[, [x...[
    Wertebereiche zur Klassifikation, Dehnungsverhalten
    [f1 ...y[, [y...[
    Wertebereiche zur Klassifikation, Feuchteempfindlichkeit

Claims (22)

  1. Verfahren zur Bestimmung von produktionsrelevanten Materialeigenschaften in einer Rollendruckmaschine, dadurch gekennzeichnet, dass
    - zunächst bei abgestellten Druckstellen ein definierter Grundzustand hergestellt wird,
    - anschließend ebenfalls bei abgestellten Druckstellen eine gezielte Variation eines der die Bahnspannung (S1; S2; S3) im Bahnlauf beeinflussenden Stellgliedes (02; 07; 12) vorgenommen wird,
    - und aus der Auswirkung dieser Veränderung auf eine Antriebsleistung oder/und die Bahnspannung (S1; S2; S3) eine Information (D) zur Dehnungscharakteristik der trockenen Bedruckstoffbahn (08) abgeleitet wird,
    - dass nach Beobachtung und/oder Aufzeichnung der Auswirkung zur trockenen Bedruckstoffbahn (08) mindestens eine der Druckstellen angestellt und die Feuchtmittel- und/oder Farbversorgung dieser Druckstelle aktiviert wird, und dass eine Änderung der Bahnspannung (S2) nach dem Druckturm (04) infolge der Aktivierung von Feuchtmittel- und/oder Farbversorgung beobachtet und/oder aufgezeichnet wird,
    - und dass durch eine Auswerteeinheit oder durch ein System zur Bahnspannungsregelung (18) die ermittelten Werte für die Änderung als solche oder als abstrakte Keringröße (F) zur Klassierung der Bedruckstoffbahn (08) bezüglich ihrer Feuchteempfindlichkeit Verwendet werden trockenen Bedruckstoffbahn (08) abgeleitet wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Grundzustand hergestellt wird, indem eine definierte, von Null verschiedenen Maschinengeschwindigkeit V0, vor der ersten Druckstelle eine vordefinierten Bahnspannung S10, und am Zugelement (07) hinter der letzten Druckstelle ein definierter Antriebsoffset ΔV0 für die Fördergeschwindigkeit, insbesondere ein Antriebsoffset ΔV0 von ca. 0 %, eingestellt wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass bei abgestellten Druckstellen der Antriebsoffset ΔV eines Zugelementes (07) um einen definierten Wert verändert
    - dabei die Auswirkung auf die Bahnspannung (S1; S2) vor oder nach der Druckeinheit (nDE) beobachtet und/oder aufgezeichnet wird,
    - und hieraus die Information (D) zur Dehnungscharakteristik der trockenen Bedruckstoffbahn (08) abgeleitet wird.
  4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass bei abgestellten Druckstellen eine Sollwertvorgabe für die vordefinierten Bahnspannung (S1) um einen fest vorgegebenen Wert verändert
    - dabei die Auswirkung auf das Antriebsmoment des Zugelementes (07) hinter der letzten Druckstelle beobachtet und/oder aufgezeichnet wird,
    und hieraus die Information (D) zur Dehnungscharakteristik der trockenen Bedruckstoffbahn (08) abgeleitet wird.
  5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass bei abgestellten Druckstellen der Antriebsoffset ΔV des Zugelementes (07) um einen fest vorgegebenen Wert verändert
    - dabei die Auswirkung auf einen Ausschlag einer Pendelwalze im Einzugwerk (02) beobachtet und/oder aufgezeichnet wird,
    - und hieraus die Information (D) zur Dehnungscharakteristik der trockenen Bedruckstoffbahn (08) abgeleitet wird.
  6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Größe der Änderung in Zusammenhang mit der Anzahl der verwendeten Druckstellen zur Klassifizierung des Bedruckstoffes (08) in Bezug auf seine Feuchtigkeitsempfindlichkeit herangezogen wird.
  7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zur Ermittlung der Änderung der Unterschied zwischen der Bahnspannung (S2) mit angestellter Druckstelle ohne Aktivierung der Feuchtmittel- und/oder Farbversorgung und der Bahnspannung (S2) mit angestellter Druckstelle mit Aktivierung der Feuchtmittel- und/oder Farbversorgung herangezogen wird.
  8. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zur Ermittlung der Änderung der Unterschied zwischen der Bahnspannung (S2) ohne angestellte Druckstelle sowie ohne Aktivierung der Feuchtmittel- und/oder Farbversorgung und der Bahnspannung (S2) mit angestellter Druckstelle mit Aktivierung der Feuchtmittel- und/oder Farbversorgung herangezogen wird.
  9. Verfahren nach Anspruch 1, oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Ableitung bzw. Klassifizierung eine Information zum Förderverhalten von mit der Badruckstoffbahn (08) in Druck-AN-Stellung in Kontakt befindlichen Aufzügen berücksichtigt wird.
  10. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Auswertung der Bahnspannungen (S1; S2; S3) und/oder der Antriebsmomente der Zugelemente (02; 07; 12) im Grundzustand erfolgt und hieraus Aussagen über etwaige Lagerschäden oder andere Anomalien im Bahnlauf getroffen werden.
  11. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass aus der Information zur Dehnungscharakteristik und Daten zur Dicke und Breite der Bedruckstoffbahn (08) der E-Modul im trockenen Zustand ermittelt wird.
  12. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass bei laufender Maschine im Grundzustand die Bahnspannungen (S1; S2) vor und hinter mindestens einer der Druckstellen erfasst werden, danach auf Druck an geschaltet wird, und aus erneutem Messen in Druck-AN-Stellung auf das Förderverhalten eines in Druck-AN-Stellung in Kontakt mit dem Bedruckstoff (08) befindlichen Aufzuges eines Druckwerkszylinders geschlossen wird.
  13. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass aus der Information (D; F) zur Dehnungscharakteristik und/oder zur Feuchtigkeitsempfindlichkeit der feuchten Bedruckstoffbahn (08) und einem nach der Druckstelle gemessenen Absolutwert für die Feuchte der Bedruckstoffbahn (08) eine absolute Charakterisierung der Feuchtigkeitsempfindlichkeit vorgenommen wird.
  14. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Schritte des Verfahren im Rahmen eines übergeordneten Prozesses für den Anfahrvorgangs zur Voreinstellung der Bahnspannung (S1; S2; S3) abgearbeitet werden.
  15. Verfahren zur Voreinstellung einer Bahnspannung (S1; S2; S3), dadurch gekennzeichnet dass
    - zunächst in einem Messzyklus an der eingezogenen Bahn (08) ohne Feuchtmittel- und ohne Farbauftrag durch gezielte Variation eines die Bahnspannung (S1; S2; S3) im Bahnlauf beeinflussenden Stellgliedes (02; 07; 12) und Messen der Bahnspannung (S1; S2; S3) eine Information (D) zur Dehnungscharakteristik der trockenen Bedruckstoffbahn (08) abgeleitet wird,
    - dass nach dem erstgenanntem Messzyklus mindestens eine der Druckstellen angestellt und die Feuchtmittel- und/oder Farbversorgung dieser Druckstelle aktiviert wird, und dass anhand einer Veränderung in der Bahnspannung (S1, S2, S3) eine Information (F) zur Feuchteempfindlichkeit der Bedruckstoffbahn (08) abgeleitet wird,
    - unter Verwendung dieser Information (D) zur Dehnungscharakteristik aus einem vorgehaltenen Zusammenhang zwischen der Information (D) und geeigneten Bahnspannungen (S1; S2; S3) ein Voreinstellwert (Sollx; Soll1; Soll2; Soll3; Soll4) für die Bahnspannung (S1; S2; S3) ermittelt wird, - dass die Ermittlung des Voreinstellwertes (Sollx; Soll1; Soll2; Soll3; Soll4) für die Bahnspannung (S1; S2; S3) unter Verwendung sowohl der Information (D) zum Dehnungsverhalten als auch der Information (F) zur Feuchteempfindlichkeit gewonnen wird,
    - und dass der Voreinstellwert (Sollx; Soll1; Soll2; Soll3; Soll4) schließlich vor Produktionsbeginn zur Voreinstellung der Bahnspannung (S1; S2; S3) durch eines oder mehrere der Stellglieder (02; 07; 12) herangezogen wird.
  16. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Information (D) zur Dehnungscharakteristik der trockenen Bedruckstoffbahn (08) nach dem Verfahren zur Bestimmung von produktionsrelevanten Materialeigenschaften gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 15 erfolgt.
  17. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Voreinstellwert (Sollx; Soll1; Soll2; Soll3; Soll4) als Sollwert (Sollx; Soll1; Soll2; Soll3; Soll4) an ein System zur automatischen Bahnspannungsregelung (18) übergeben wird.
  18. Verfahren nach Anspruch 1 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Messwerte für die vorliegende Bahnspannung (S1; S2; S3) über eine Schnittstelle von einer Maschinensteuerung (17) bereitgestellt werden.
  19. Verfahren nach Anspruch 1 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Ableitung der Information (D) zur Dehnungscharakteristik in einer EDV-gestützten Auswerteroutine erfolgt.
  20. Verfahren nach Anspruch 1 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Ableitung der Information (F) zur Feuchtigkeitsempfindlichkeit in einer EDV-gestützten Auswerteroutine erfolgt.
  21. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Ermittlung des Voreinstellwertes (Sollx; Soll1; Soll2; Soll3; Soll4) für die Bahnspannung (S1; S2; S3) in einer EDV-gestützten Auswerteroutine erfolgt.
  22. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass ein Speichermittel vorgesehen ist, in welchen ein für eine bestimmte Produktion und/oder bestimmte Bedruckstoffbahn (08) ermittelter Voreinstellwert (Sollx; Soll1; Soll2; Soll3; Soll4) gespeichert und vorgehalten wird.
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