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Die
Erfindung betrifft eine Offsetdruckmaschine, und insbesondere eine
Druckeinheit für
eine Offsetdruckmaschine, eine mit der Druckeinheit ausgerüstete Offsetdruckmaschine
und ein Verfahren zum Betreiben der Offsetdruckmaschine.
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Offsetdruckmaschinen,
wie beispielsweise Zeitungsoffsetdruckmaschinen, heutiger Bauart
sind weitestgehend automatisiert. Zu diesem Zweck weisen die Offsetdruckmaschinen
in der Regel eine Sensorik auf, welche Abweichungen in Produktionsparametern
und im Druckprodukt erfasst und welche Signale zur Regelung von
z. B. einem Schnittregister, einem Farbregister und einer Farbdichte
erzeugt. Bei üblichen
Offsetdruckmaschinen werden die Einstellungen für eine Farbzufuhr und eine
Feuchtmittelzufuhr, welche wesentlich die Druckqualität beeinflussen,
in der Regel manuell offline oder automatisch inline bzw. online
korrigiert. Letzteres kann z. B. über traversierende oder feststehende
Kameras erfolgen, die ein nahezu vollständiges Farbdichteprofil aus Messmarken
und/oder aus Messungen im Sujet erzeugen. Die ist sehr aufwendig
und setzt ferner voraus, dass die Offsetdruckmaschine optimal voreingestellt
ist (z. B. bezüglich
aller Register, des Farb/Feuchtmittel-Auftrags und der Farb/Feuchtmittel-Hochlaufkurven).
Ein optimales Anfahren der Offsetdruckmaschine ist u. a. auch abhängig von
einer standardisierten Vorstufe (Workflow).
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Druckeinheit für eine Offsetdruckmaschine,
eine mit einer solchen Druckeinheit ausgerüstete Offsetdruckmaschine sowie
ein Verfahren zum Betreiben der Offsetdruckmaschine bereitzustellen,
welche auf einfache und effektive Weise eine Regelung von die Druckqualität beeinflussenden
Prozessparametern gewährleisten.
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Dies
wird mit einer Druckeinheit gemäß Anspruch
1, einer Offsetdruckmaschine gemäß Anspruch
5 bzw. einem Verfahren gemäß Anspruch
8 erreicht. Weiterbildungen der Erfindung sind in den jeweils abhängigen Ansprüchen definiert.
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Gemäß einem
ersten Aspekt der Erfindung weist eine Druckeinheit für eine Offsetdruckmaschine ein
Druckwerk mit einem Farbwerk zur Farbversorgung des Druckwerks und
einem Feuchtwerk zur Feuchtmittelversorgung des Druckwerks und eine Steuervorrichtung
auf, die mit dem Druckwerk sowie dessen Farbwerk und Feuchtwerk
zum Steuern dieser gekoppelt ist, wobei in wenigstens einen Zylinder des
Druckwerks Temperaturmessmittel zum Bereitstellen von einem präzisen verfahrensrelevanten Temperaturverlauf über eine
Ballenbreite des Zylinders des Druckwerks hinweg repräsentierenden Temperatur-Signalen
und erste Übertragungsmittel integriert
sind zum Übertragen
der Temperatur-Signale an die Steuervorrichtung, wobei die Steuervorrichtung
eingerichtet ist zum Steuern einer Feuchtmittelzufuhr des Feuchtwerks
auf Basis der Temperatur-Signale.
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Der
erfindungsgemäßen Lösung liegt
das Prinzip zugrunde, Temperaturen eines Druckwerkszylinders als
Hilfsgrößen zu messen
und auf Basis dieser Hilfsgrößen Stellalgorithmen
für die
die Druckqualität
beeinflussende Feuchtmittelzufuhr abzuleiten. Mit anderen Worten
wird über
die Messung von Temperaturen eines Druckwerkszylinders auf die Feuchtmittelzufuhr
und damit in der Folge auch auf die Farbdichte Einfluss genommen.
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Bevorzugt
ist zumindest ein Formzylinder, z. B. ein Plattenzylinder, des Druckwerks
mit den Temperaturmessmitteln ausgerüstet. Natürlich ist es auch möglich, einen
oder mehrere weitere Druckwerkszylinder oder einen oder mehrere
andere Druckwerkszylinder, wie z. B. einen Übertragungszylinder (z. B. Gummizylinder),
mit den Temperaturmessmitteln auszurüsten.
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Die
Temperaturerfassung erfolgt während des
Druckprozesses kontinuierlich und online. Die in den Druckwerkszylinder
integrierten Temperaturmessmittel weisen bevorzugt Temperatursensoren und
Stromversorgungsmittel auf, die eine Stromversorgung für den Sensorbetrieb
und die Signalübertragung
bereitstellen. Die Stromversorgungsmittel können beispielsweise Induktionsmittel
in Form einer Spule aufweisen. Die Spule kann dabei z. B. von außerhalb
des Druckwerkszylinders aus mit einem sich ändernden Magnetfeld beaufschlagbar
sein.
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Gemäß einer
Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Druckeinheit
weist diese ferner Farbmessmittel zum Bereitstellen von eine Farbaufbringung
auf einen Bedruckstoff repräsentierenden Farb-Signalen
und zweite Übertragungsmittel
auf zum Übertragen
der Farb-Signale an die Steuervorrichtung, wobei die Steuervorrichtung
eingerichtet ist zum Steuern einer Farbzufuhr des Farbwerks auf
Basis der Temperatur-Signale und der Farb-Signale.
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Gemäß dieser
Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Druckeinheit
ist im Unterschied zum Stand der Technik nur eine einzige (oder
sehr wenige mehrere) Referenzmessung(en) der Farbmessmittel nötig, wobei
die Ergebnisse der Referenzmessung(en) mit den bereits ermittelten
Parametern für die
Feuchtmittelführung
verknüpft
werden. Dadurch kann auf die zonale Manipulation von Farbzonen des Farbwerks
verzichtet werden. Das erfindungsgemäß realisierte Regelsystem kann
z. B. auf eine einzelne Druckplatte, auf den gesamten Plattenzylinder
oder auch auf alle Druckwerkszylinder gleichermaßen einwirken. In diesem Zusammenhang
kann/können
erfindungsgemäß ein Soll/Ist-Vergleich
von Bilddaten und/oder ein Soll/Ist-Vergleich der Farbdichte vorgesehen
sein.
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Die
Farbmessmittel können
z. B. in Form eines Handdensitometers (für eine Offline-Messung) und/oder
in Form von einem oder mehreren Farbdichtemesssensoren und/oder
Farbortmesssensoren (für
eine Inline-Messung)
ausgebildet sein. Die Farbmessmittel sind an geeigneten Stellen,
wie z. B. in einer Laufrichtung des Bedruckstoffs direkt nach dem
Druckwerk (bei Inline-Messung), angeordnet.
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Gemäß einer
weiteren Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Druckeinheit
ist die Steuervorrichtung eingerichtet, die Feuchtmittelzufuhr auf
Basis von in der Steuervorrichtung gespeicherten, vorbestimmten
Hochlaufkurven für
die Feuchtmittelzufuhr zu bestimmen, aus den Temperatur-Signalen zeitabhängige Temperaturprofile
des Zylinders des Druckwerks zu bilden sowie die Feuchtmittelzufuhr und
deren Hochlaufkurven auf Basis der Temperaturprofile zeitabhängig zu
verändern.
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D.
h., die Temperaturmessung in einem oder mehreren Druckwerkszylindern
liefert ein Temperaturprofil über
die gesamte Breite dieses/dieser Druckwerkszylinder(s). Dieses Temperaturprofil
verändert sich über die
Laufzeit einerseits, aber auch bei Maschinenstillstand. Dort kann
es je nach Verweildauer zu signifikanten Temperaturerhöhungen,
aber auch zu Absenkungen kommen. Diese Temperaturprofile werden
erfindungsgemäß mit geeigneten
Algorithmen verknüpft,
die die Feuchtmittelführung
und deren Hochlaufkurve beeinflussen.
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Gemäß noch einer
weiteren Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Druckeinheit
ist die Steuervorrichtung eingerichtet, die Farbzufuhr des Farbwerks
auf Basis vorbestimmter, zonalen Farbmengen-Verteilungsverhältnisse
eines zu druckenden Druckbildes und von in der Steuervorrichtung
gespeicherten, vorbestimmten Hochlaufkurven für die Farbzufuhr zonal zu bestimmen
sowie die bestimmte Farbzufuhr auf Basis der zeitabhängig veränderlichen
Feuchtmittelzufuhr und der Farb-Signale unter Beibehaltung der zonalen
Farbmengen-Verteilungsverhältnisse
zeitabhängig
zu verändern.
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Erfindungsgemäß wird ausgenutzt,
dass die Feuchtmittelführung
in einem engen Zusammenhang mit der jeweiligen Farbzufuhr, die in
der Regel zonal unterschiedlich ist, steht. Die Farbzonen bilden
in etwa den zonalen Farbbedarf des Drucksujets ab und folgen ebenfalls
Hochlaufkurven. Durch Verknüpfung der
ermittelten Parameter für
die Feuchtmittelführung mit
den Farb-Signalen ist es erfindungsgemäß möglich, die Farbzufuhr unter
Beibehaltung der zonalen Farbmengen-Verteilungsverhältnisse
zeitabhängig zu
verändern
und damit die Farbdichte zu beeinflussen.
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Gemäß einem
zweiten Aspekt der Erfindung weist eine Offsetdruckmaschine eine
Druckeinheit gemäß einer,
mehreren oder allen der vorhergehenden Ausführungsformen in jeder denkbaren
Kombination auf.
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Gemäß einer
Ausführungsform
weist die erfindungsgemäße Offsetdruckmaschine
ferner ein Bedienpult auf, das mit der Steuervorrichtung gekoppelt ist
und das Steuerelemente aufweist zum manuellen zonalen Verändern der
Farbzufuhr und/oder der Feuchtmittelzufuhr.
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Gemäß dieser
Ausgestaltung der Erfindung kann z. B. bei extremen Sujets und/oder
starken Abweichungen der verfahrenstechnischen Systemkomponenten,
wie z. B. Papier, Farbe und Feuchtmittelzusatz, eine zonale, manuelle
Manipulation der Dosierung von Feuchtmittel und/oder Farbe vorgenommen
werden.
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Gemäß einer
weiteren Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Offsetdruckmaschine
sind die Steuerelemente zwischen einer ersten Position, in der die
Steuerelemente zum Betätigen
freigegeben sind, und einer zweiten Position, in der die Steuerelemente
gegen Betätigen
gesichert sind, verlagerbar.
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Das
Bedienpult kann z. B. in einem Leitstand der Druckmaschine angeordnet
sein, und die Steuerelemente können
z. B. als wegklappbare Farb-/Feucht-Tasten oder versenkbare Bedienfelder ausgebildet
sein. Zusätzlich
kann zur vorbeugenden Prozessbeobachtung im Leitstand z. B. eine Überwachungseinrichtung (Monitoring)
vorgesehen sein. Bei ”normaler” Produktion
ist ein manuelles Nachregeln nicht erforderlich, so dass bei einer
solchen Produktion die Steuerelemente in die zweite Position verlagert
sein können.
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Gemäß einem
dritten Aspekt der Erfindung ist ein Verfahren bereitgestellt zum
Betreiben einer Offsetdruckmaschine mit wenigstens einer Druckeinheit
gemäß einer,
mehrerer oder aller oben beschriebenen erfindungsgemäßen Ausführungsformen
in jeder denkbaren Kombination, wobei bei dem Verfahren in wenigstens
einem der Zylinder des Druckwerks Temperaturen gemessen werden,
wobei einen Temperaturverlauf über
eine Ballenbreite des Zylinders des Druckwerks hinweg repräsentierende
Temperatur-Signale erzeugt werden, die Temperatur-Signale an die
Steuervorrichtung übertragen
werden und die Steuervorrichtung eine Feuchtmittelzufuhr des Feuchtwerks
auf Basis der Temperatur-Signale steuert.
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Gemäß einer
Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Verfahrens
wird eine Farbaufbringung auf einen Bedruckstoff gemessen, wobei
die Farbaufbringung repräsentierende
Farb-Signale erzeugt werden, werden die Farb-Signale an die Steuervorrichtung übertragen
und steuert die Steuervorrichtung eine Farbzufuhr des Farbwerks
auf Basis der Temperatur-Signale und der Farb-Signale.
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Gemäß einer
weiteren Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Verfahrens
wird beim Steuern der Feuchtmittelzufuhr zuerst die Feuchtmittelzufuhr auf
Basis von in der Steuervorrichtung gespeicherten, vorbestimmten
Hochlaufkurven für
die Feuchtmittelzufuhr bestimmt, werden aus den Temperatur-Signalen
zeitabhängige
Temperaturprofile des Zylinders des Druckwerks gebildet sowie werden
danach die Feuchtmittelzufuhr und deren Hochlaufkurven auf Basis
der Temperaturprofile zeitabhängig verändert.
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Gemäß noch einer
Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Verfahrens
wird beim Steuern der Farbzufuhr zuerst die Farbzufuhr des Farbwerks
auf Basis vorbestimmter, zonaler Farbmengen-Verteilungsverhältnisse
eines zu druckenden Druckbildes und von in der Steuervorrichtung
gespeicherten, vorbestimmten Hochlaufkurven für die Farbzufuhr zonal bestimmt
sowie wird danach die bestimmte Farbzufuhr auf Basis der zeitabhängig veränderlichen Feuchtmittelzufuhr
und der Farb-Signale unter Beibehaltung der zonalen Farbmengen-Verteilungsverhältnisse
zeitabhängig
verändert.
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Der
dritte Aspekt der Erfindung basiert auf den gleichen Prinzipien
wie der erste und zweite Aspekt der Erfindung und stellt die gleichen
Vorteile wie diese bereit.
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Der
erste bis dritte Aspekt der Erfindung können gemäß den Prinzipien der Erfindung,
nach denen Hilfsgrößen gemessen
werden zum Steuern von den Druckprozess und insbesondere die Druckqualität beeinflussenden
Parametern, z. B. auch in Verbindung mit einem automatischen Druckplatten-Lade/Entlade-System, mit einer
automatischen Abdruckbreitenregelung für Druckwerkszylinder bzw. -walzen,
mit einem automatischen Voreinfärbesystem
für Druckwerkszylinder
bzw. -walzen für
einen makulaturarmen Schnellstart und/oder mit einer automatischen
Bahnspannungsregelung usw. kombiniert sein.
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Auf
diese Weise ist eine für
die Bedienung zonenlose und im Druckprozess quasi bedienerlose oder
bedienfreie bzw. äußerst bedienarme
Offsetdruckmaschine realisierbar, wodurch in erheblichem Ausmaß Personalkosten,
Rüstzeiten
bzw. Anlaufzeiten, Materialkosten usw. eingespart werden können.
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Im
Folgenden wird die Erfindung anhand bevorzugter Ausführungsformen
und unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren detaillierter
beschrieben.
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1 zeigt
Komponenten einer Offsetdruckmaschine gemäß einer Ausführungsform
der Erfindung.
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2 zeigt
weitere Komponenten der Offsetdruckmaschine von 1.
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Die 1 und 2 zeigen
Komponenten einer Zeitungsoffsetdruckmaschine 1 (im Folgenden einfach
Druckmaschine 1). Die Druckmaschine 1 weist eine
Mehrzahl von Druckeinheiten 10 (in 1 nur zwei
gezeigt) auf, die gemäß dieser
Ausführungsform
paarweise zu einer Mehrzahl von sogenannten Achtertürmen angeordnet
sind.
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Die
Druckeinheiten 10 weisen jeweils vier Druckwerke 20 auf,
von denen jedes einen Formzylinder in Form eines Plattenzylinders 21 und
einen Übertragungszylinder
in Form eines Gummizylinders 22, ein Farbwerk 23 mit
einer Mehrzahl von Walzen bzw. Zylindern (nicht separat bezeichnet)
zur Farbversorgung des Druckwerks 20 und ein Feuchtwerk 24 mit
einer Mehrzahl von Walzen bzw. Zylindern (nicht separat bezeichnet)
zur Feuchtmittelversorgung des Druckwerks 20 aufweist.
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Jeweils
zwei Druckwerke 20 arbeiten zusammen, so dass der Gummizylinder 22 des
einen Druckwerks 20 den Druckzylinder bzw. Gegendruckzylinder
für das
andere Druckwerk 20 bildet.
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Gemäß dieser
Ausführungsform
sind in den Plattenzylinder 21 eines jeden Druckwerks eine Mehrzahl
von Temperaturmesssensoren 21a derart über eine Ballenbreite des Plattenzylinders 21 hinweg
und entlang eines Umfangs dessen integriert, dass mittels der Temperaturmesssensoren 21a Temperatur-Signale
bereitstellbar sind, die einen Temperaturverlauf über die
Ballenbreite und entlang des Umfangs des Plattenzylinders 21 repräsentierenden.
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In
jeden Plattenzylinder 21 sind ferner erste Übertragungsmittel
in Form eines Funksenders (nicht gezeigt) integriert zum Übertragen
der Temperatur-Signale an einen in das Druckwerk 20 integrierten Funkempfänger (nicht
gezeigt).
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Eine
Stromversorgung für
die Temperaturmesssensoren 21a und den Funksender ist gemäß dem Transformatorprinzip über eine
in den Plattenzylinder 21 integrierte Induktionsspule (nicht
gezeigt) realisiert.
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Jedes
Farbwerk 23 weist in Axialrichtung der Zylinder bzw. Walzen
des Druckwerks 20 eine zonale Unterteilung (nicht gezeigt)
und eine Mehrzahl von Stellgliedern (nicht gezeigt) zum separaten
Steuern einer Farbzufuhr für
jede Farbzone auf.
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Jedes
Feuchtwerk 24 weist eine Anzahl von Stellgliedern (nicht
gezeigt) zum Steuern einer Feuchtmittelzufuhr auf. Gemäß einer
Ausführungsform
kann das Feuchtwerk 24 analog zum Farbwerk 23 eine
zonale Unterteilung (nicht gezeigt) und entsprechende Stellglieder
(nicht gezeigt) aufweisen.
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Jedes
Druckwerk 20 weist ferner Farbmessmittel in Form eines
oder mehrerer Farbdichtemesssensoren 25 (für jedes
Druckwerk 20 ist nur ein Sensor 25 gezeigt), die
eine Farbaufbringung auf einen Bedruckstoff (nicht gezeigt) repräsentierende Farb-Signale
bereitstellen, und zweite Übertragungsmittel
in Form von elektrischen Leitungen (nicht gezeigt) auf, die zum Übertragen
der Farb-Signale
mit einer Eingabe/Ausgabe-Schnittstelle 11 der Druckeinheit 10 gekoppelt
sind.
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Ferner
sind auch der Funkempfänger
für die Temperatur-Signale
jedes Druckwerks 20 und die Stellglieder jedes Farbwerks 23 und
jedes Feuchtwerks 24 über
nicht gezeigte elektrische Leitungen mit der Eingabe/Ausgabe-Schnittstelle 11 der
Druckeinheit 10 gekoppelt.
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Außerdem sind
jeweilige Antriebe für
die drehangetriebenen Zylinder der Druckwerke 20 jeder Druckeinheit 10 über nicht
gezeigte elektrische Leitungen mit der Eingabe/Ausgabe-Schnittstelle 11 der Druckeinheit 10 gekoppelt.
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Die
Druckmaschine 1 weist ferner eine Steuervorrichtung 40 auf,
die über
elektrische Leitungen 41 bzw. 42 mit der Eingabe/Ausgabe-Schnittstelle 11 einer
jeden Druckeinheit 10 gekoppelt ist.
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Gemäß dieser
Ausführungsform
ist die Steuervorrichtung 40 in einem Leitstand (nicht
vollständig gezeigt
und nicht separat bezeichnet) der Druckmaschine 1 angeordnet.
In dem Leitstand ist ferner ein Bedienpult 50 angeordnet,
das über
elektrische Leitungen 51 mit der Steuervorrichtung 40 gekoppelt
ist.
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Das
Bedienpult 50 weist eine Auflagefläche 52 zum Bemustern
eines Druckexemplars D sowie Steuerelemente 53 in Form
einer Mehrzahl von Bedientasten zum manuellen zonalen Verändern der Farbzufuhr
und/oder der Feuchtmittelzufuhr auf.
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Die
Steuerelemente 53 sind zwischen einer ersten Position (siehe 2),
in der die Steuerelemente 53 zum Betätigen freiliegen, und einer
zweiten Position (nicht gezeigt), in der die Steuerelemente 53 weggeklappt
sind, verlagerbar.
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Die
Steuervorrichtung 40 kann in Form von Hardware und/oder
Software realisiert sein und weist einen Speicher 40a auf,
in dem empirisch ermittelte Hochlaufkurven für die Feuchtmittelzufuhr und
für die Farbzufuhr
abgespeichert sind. Die Steuervorrichtung 40 weist ferner
eine Rechnereinrichtung auf zum Abarbeiten von in dem Speicher 40a gespeicherten Steueralgorithmen
bzw. Programmen.
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Gemäß den in
der Steuervorrichtung 40 gespeicherten Steueralgorithmen
bzw. Programmen wird für
jedes Druckwerk 20 in der Steuervorrichtung 40 die
Feuchtmittelzufuhr des Feuchtwerks 23 zuerst auf Basis
der in der Steuervorrichtung 40 gespeicherten, vorbestimmten
Hochlaufkurven für
die Feuchtmittelzufuhr bestimmt.
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Dann
werden aus den mittels der Temperaturmesssensoren 21a bereitgestellten
Temperatur-Signalen zeitabhängige
Temperaturprofile des Plattenzylinders 21 gebildet. Danach
werden die Feuchtmittelzufuhr und deren Hochlaufkurven unter Verwendung
empirisch ermittelter und in der Steuervorrichtung 40 gespeicherter
Algorithmen auf Basis der Temperaturprofile zeitabhängig verändert.
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Ferner
wird gemäß den in
der Steuervorrichtung 40 gespeicherten Steueralgorithmen
bzw. Programmen für
jedes Druckwerk 20 in der Steuervorrichtung 40 zuerst
die Farbzufuhr des Farbwerks auf Basis von zuvor in den Speicher 40a eingegebener, zonaler
Farbmengen-Verteilungsverhältnisse
eines zu druckenden Druckbildes und der in der Steuervorrichtung 40 gespeicherten,
vorbestimmten Hochlaufkurven für
die Farbzufuhr zonal bestimmt.
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Dann
wird die bestimmte Farbzufuhr unter Verwendung empirisch ermittelter
und in der Steuervorrichtung 40 gespeicherter Algorithmen
auf Basis der zeitabhängig
veränderlichen
Feuchtmittelzufuhr und der Farb-Signale unter Beibehaltung der zonalen Farbmengen-Verteilungsverhältnisse
zeitabhängig verändert.
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Auf
diese Weise werden die Feuchtmittelzufuhr und die Farbzufuhr sowie
deren jeweilige Hochlaufkurven unter Verwendung der zeitabhängigen Temperaturprofile
und nur weniger Referenzmesswerte bezüglich der Farbdichte so angepasst
bzw. stetig korrigiert, dass die gewünschte Farbdichte und Druckqualität sichergestellt
werden.
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- 1
- Offsetdruckmaschine
- 10
- Druckeinheit
- 11
- Eingabe/Ausgabe-Schnittstelle
- 20
- Druckwerk
- 21
- Plattenzylinder
- 21a
- Temperaturmesssensor
- 22
- Gummizylinder
- 23
- Farbwerk
- 24
- Feuchtwerk
- 25
- Farbdichtemesssensoren
- 40
- Steuervorrichtung
- 40a
- Speicher
- 41
- elektrische
Leitungen
- 42
- elektrische
Leitungen
- 50
- Bedienpult
- 51
- elektrische
Leitungen
- 52
- Auflagefläche
- 53
- Steuerelemente