DE4318445A1

DE4318445A1 - Verfahren zur Bestimmung der Beschichtungsdicke eines aufzutragenden Mediums

Info

Publication number: DE4318445A1
Application number: DE19934318445
Authority: DE
Inventors: Norbert Dr Freyer; Bernd Echtle
Original assignee: Heidelberger Druckmaschinen AG
Current assignee: Heidelberger Druckmaschinen AG
Priority date: 1993-06-03
Filing date: 1993-06-03
Publication date: 1994-12-08
Anticipated expiration: 2013-06-04
Also published as: DE4318445B4

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bestimmung der Beschichtungsdicke eines auf einen Beschichtungsträger aufzutragenden Mediums innerhalb einer Veredelungseinheit, wobei Ausgangs- und Reflexionssignale zur Ermittlung einer Signaldifferenz verwendet werden.

Aus dem Stande der Technik, der EP 0 268 029 B1 ist ein Verfahren zur Messung von Beschichtungsmengen, insbesondere von Silikon-Beschichtungen auf Papier oder Kunststoffolie bekannt. Das dieser Druckschrift entsprechende Verfahren bedient sich einer Vorrichtung, bei welcher eine Glanzabtastvorrichtung einer Trockenzone vorgelagert und eine weitere Glanzabtastvorrichtung dieser nachgeordnet ist. Aus dem Vergleich der Meßwerte beider Glanzabtastvorrichtungen wird dann die auf eine Flächeneinheit aufgetragene Silikonmenge bestimmt. Dieses Verfahren basiert auf der Erfassung der Meßgröße auf dem Bedruckstoff und ist daher von dessen spezifischen Materialeigenschaften abhängig. Zur objektiven Bestimmung der Beschichtungsdicke ist dieses Verfahren daher ungünstig, da Werkstoffparameter, wie z. B. Porösität und daraus resultierendes unterschiedliches Wegschlagverhalten des Beschichtungsmediums die zu ermittelnde Meßgröße beeinflussen.

Ausgehend vom skizzierten Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die Beschichtungsdicke eines auf einem Beschichtungsträger aufzutragenden Mediums nebenwirkungsfrei zu ermitteln.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß ein Ausgangssignal sowohl an einer Oberfläche als auch an einer Grenzfläche zwischen dem Medium und einem Beschichtungsträger Reflexionssignale erzeugt, aus deren Laufzeitverhalten die Schichtdicke des Mediums bestimmbar ist.

Die mit dieser Lösung erzielbaren Vorteile liegen zum einen darin, daß die Einflüsse unterschiedlicher Beschichtungsträger auf die Messung nunmehr eliminiert sind. Die Messung erfolgt innerhalb der Veredelungseinheit, so daß kurze Signallaufzeiten erzielbar sind und schnell korrekte Meßergebnisse verfügbar sind. Die unterschiedlichen Laufzeiten der Reflexionssignale erlauben zum anderen eine von der Lage der Auftragswalze unabhängige Messung.

In weiteren, den der Erfindung zugrunde liegenden Gedanken weiterführenden Ausgestaltungen ist vorgesehen, einer Auftragswalze in der Veredelungseinheit eine Meßeinheit zuzuordnen. Die Meßeinheit kann derart gestaltet sein, daß sie sowohl ein Ausgangssignal emittiert, als auch dessen Reflexionssignale empfängt. Vorzugsweise handelt es sich beim Ausgangssignal um ein Ultraschallsignal. Eine andere Konfiguration der Meßeinheit ist derart ausgestaltbar, daß diese aus voneinander getrenntem Sende- und Empfangsmodul besteht, welche beispielsweise winklig zueinander versetzt angeordnet sein können. Dies bietet sich beispielsweise zu Kalibrierzwecken an. Die Trennung der Meßeinheit in unterschiedliche Module erlaubt außerdem eine leichte Austauschbarkeit dieser Komponenten.

Aus der Differenz der Laufzeiten beider Reflexionssignale ist die Schichtdicke des Mediums bestimmbar, welches mit dem Ausgangssignal beaufschlagt wurde.

Anhand einer Zeichnung wird die Erfindung nun detaillierter beschrieben.

Es zeigt:

Fig. 1 die Seitenansicht einer schematisch dargestellten Veredelungseinheit,

Fig. 2a, b prinzipielle Anordnungen ein- oder mehrteiliger Meßeinheiten,

Fig. 2c den Verlauf und die Reflexionen des Ausgangssignals und

Fig. 3 das Signal-Zeit-Diagramm.

Die in Fig. 1 dargestellte Anordnung zeigt eine Veredelungseinheit 1, die einen bedruckstofführenden Zylinder 2 umfaßt. Der auf dessen Umfang durch nicht näher bezeichnete Halteelemente fixierte Bedruckstoff wird mittels eines Formzylinders 3 mit einem Medium 19 versehen, vorzugsweise ein die Oberfläche des Bedruckstoffes versiegelndes Medium wie etwa Lack. Das versiegelnde Medium 19 wird durch eine Tauch- oder Schöpfwalze 6 aus einem Vorratsbehälter 7 gefördert, und über eine Auftragwalze 4 auf den bereits erwähnten Formzylinder 3 aufgetragen. Oberhalb der Auftragwalze 4 oder dem Formzylinder 3, oder dem vom papierführenden Zylinder 2 fixierten Bogen ist eine Meßeinheit 5 angeordnet, bei der es sich entweder um eine einteilige Meßeinheit handelt, siehe Fig. 2a und 2c, oder alternativ um eine Meßeinheit 5, die aus zwei voneinander getrennten Modulen besteht, einem Sendemodul 10 und einem Empfangsmodul 11.

Fig. 2a zeigt die erfindungsgemäße Anordnung, bei der die einteilige Meßeinheit 5 gegenüber der Walzenoberfläche 8 der Auftragwalze 4 angeordnet ist. Die an die Meßeinheit 5 reflektierten Signale werden via Übertragungsleitung 9 an eine hier nicht näher dargestellte Auswerteeinheit übermittelt.

Fig. 2b zeigt die prinzipielle Anordnung einer aus zwei Modulen bestehenden Meßeinheit 5.

Das Sendemodul 10, welches eine Ultraschallwelle als Ausgangssignal 17 an eine Walzenoberfläche 8 ausstrahlt, ist winklig zu dieser angeordnet. Das das reflektierte Signal empfangende Empfangsmodul 11 ist ebenfalls winklig zur Walzenoberfläche 8 angeordnet. Mit dieser Konfiguration ist eine einfache Kalibrierung der Meßeinheit 5 möglich, ebenso wie eine leichte Austauschbarkeit von Sendemodul 10 oder Empfangsmodul 11.

In Fig. 2c sind der Verlauf und die erzeugten Reflexionen des Ausgangssignals dargestellt.

Aus der Meßeinheit 5 tritt das Ausgangssignal 17 in Form einer einen Sendepuls bildenen Ultraschallwelle aus. Das auf die Oberfläche 14 des Mediums 19 treffende Ausgangssignal 17 erfährt eine Reflexion und wird als Oberflächenreflexion 15 an die emittierende Meßeinheit 5 zurückgeworfen. Unter Intensitätsverlust durchtritt das Ausgangssignal 17 die zu ermittelnde Schichtdicke 12 des Mediums 19 und trifft auf die Grenzfläche Beschichtungsträger/Medium 13. Dort wird das Ausgangssignal 17 reflektiert und als Grenzflächenreflexion 16 an die Meßeinheit 5 zurückgeworfen. Für das verwirklichte Meßprinzip ist ohne Belang, ob die Reflexionssignale 15, 16 an die das Ausgangssignal emittierende Meßeinheit 5 zurückgeworfen oder von einem separatem Empfangsmodul 11 aufgefangen werden.

In Fig. 3 ist das Signal/Zeit-Diagramm in vereinfachter, insbesondere Streuungen vernachlässigender Darstellung wiedergegeben.

Das emittierte Ausgangssignal 17 trifft nach einer bestimmten Laufzeit auf die Oberfläche 14 des aufzutragenden Mediums 19. Dort erzeugt es ein erstes Reflexionssignal 15. Nach Durchtritt des Mediums 19 wird an der Grenzfläche Beschichtungsträger/Medium 13 ein zweites Reflexionssignal 16 erzeugt. Beide Reflexionssignale unterscheiden sich durch ihre Intensität und durch die Laufzeitdifferenz 18 voneinander.

Mittels der Übertragungsleitungen 9 können die ermittelten Laufzeitdifferenzen 18 von der Meßeinheit 5 bzw. dem Empfangsmodul 11 an eine nachgeordnete Auswerteelektronik übermittelt werden.

Bezugszeichenliste

1 Veredelungseinheit
2 bedruckstofführender Zylinder
3 Formzylinder
4 Auftragwalze
5 Meßeinheit
6 Schöpfwalze
7 Vorratsbehälter
8 Oberfläche
9 Übertragungsleitung
10 Sendemodul
11 Empfangsmodul
12 Schichtdicke
13 Grenzfläche Beschichtungsträger/Medium
14 Oberfläche Medium
15 Oberflächenreflexion
16 Grenzflächenreflexion
17 Ausgangssignal
18 Laufzeitdifferenz
19 aufgetragenes Medium

Claims

1. Verfahren zur Bestimmung der Beschichtungsdicke eines auf einen Beschichtungsträger aufzutragenden Mediums innerhalb einer Veredelungseinheit, wobei Ausgangs- und Reflexionssignale zur Ermittlung einer Signaldifferenz verwendet werden, dadurch gekennzeichnet, daß ein Ausgangssignal (17) sowohl an einer Oberfläche (14) eines Mediums (19) als auch an einer Grenzfläche (13) zwischen dem Medium (19) und einem Beschichtungsträger (3, 4) Reflexionssignale (15, 16) erzeugt, aus deren Laufzeitverhalten die Schichtdicke (12) des Mediums (19) bestimmbar ist.

2. Verfahren zur Bestimmung der Beschichtungsdicke gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Beschichtungsträger in der Veredelungseinheit (1) eine Auftragwalze (4) fungiert, der eine Meßeinheit (5) zugeordnet ist.

3. Verfahren zur Bestimmung der Beschichtungsdicke gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Beschichtungsträger in der Veredelungseinheit (1) ein Formzylinder (3) fungiert, dem eine Meßeinheit (5) zugeordnet ist.

4. Verfahren zur Bestimmung der Beschichtungsdicke gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Beschichtungsträger in der Veredelungseinheit (1) ein Bogen, der auf dem Umfang des bedruckstoffbeführenden Zylinders (2) geführt ist, fungiert und dem Zylinder (2) eine Meßeinheit (5) zugeordnet ist.

5. Verfahren zur Bestimmung der Beschichtungsdicke gemäß der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßeinheit (5) ein Ausgangssignal (17) emittiert und dessen Reflexionen (15, 16) empfängt.

6. Verfahren zur Bestimmung der Beschichtungsdicke gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Ausgangssignal (17) ein Ultraschallsignal ist.

7. Verfahren zur Bestimmung der Beschichtungsdicke gemäß der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßeinheit (5) aus voneinander getrenntem Sendemodul (10) und Empfangsmodul (11) besteht.

8. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens gemäß der Ansprüche 5 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Reflexionssignale (15, 16) des Ausgangssignals (17) an der Oberfläche (14) des Mediums (19) und der Oberfläche der Beschichtungsträger (3, 4) vom Empfangsmodul (11) aufgefangen werden.

9. Verfahren zur Bestimmung der Beschichtungsdicke gemäß einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßeinheit (5) aus den Reflexionssignalen (15, 16) eine Laufzeitdifferenz (18) bestimmt, anhand der die Schichtdicke (12) des Mediums (19) bestimmbar ist.

10. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß einem ein Medium (19) zur Veredelung führenden Beschichtungsträger (3, 4) Meßkomponenten (5; 10, 11) zugeordnet sind, die ein Ultraschallausgangssignal (17) aussenden, dessen Reflexionssignale (15, 16) an der Oberfläche (14) und an der Grenzfläche (13) laufzeitverzögert aufgefangen werden.

11. Vorrichtung gemäß Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der das Medium (19) zur Veredelung führende Beschichtungsträger (3, 4) eine Auftragwalze (4) ist.

12. Vorrichtung gemäß Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der das Medium (19) zur Veredelung führende Beschichtungsträger (3, 4) ein Formzylinder (3) ist.

13. Vorrichtung gemäß Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der das Medium (19) zur Veredelung führende Beschichtungsträger (3, 4) ein auf dem bedruckstofführenden Zylinder (2) aufgenommener Bogen ist.