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Dokumentenidentifikation DE102005054785A1 16.05.2007
Titel Verfahren zum Betrieb eines Einzugwerks, Verfahren zur Bahnspannungsregelung sowie Einzugwerk
Anmelder Koenig & Bauer AG, 97080 Würzburg, DE
Erfinder Markert, Nikolaus, 97855 Triefenstein, DE
DE-Anmeldedatum 15.11.2005
DE-Aktenzeichen 102005054785
Offenlegungstag 16.05.2007
Veröffentlichungstag im Patentblatt 16.05.2007
IPC-Hauptklasse B41F 33/06(2006.01)A, F, I, 20051115, B, H, DE
IPC-Nebenklasse B41F 13/02(2006.01)A, L, I, 20051115, B, H, DE   B65H 23/192(2006.01)A, L, I, 20051115, B, H, DE   
Zusammenfassung Beim Verfahren zum Betrieb eines Einzugswerks einer Druckmaschine werden während des Betriebes der Druckmaschine in Abhängigkeit von einer Betriebsstellung eines oder mehrerer dem Einzugswerks nachfolgender Druckwerke unterschiedliche Sollwerte für eine durch das Einzugswerk herzustellende Bahnspannung vorgegeben.

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb eines Einzugwerks, ein Verfahren zur Bahnspannungsregelung sowie ein Einzugwerk gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1, 4 bzw. 6.

Durch die EP 09 76 674 A1 ist ein Einzugwerk mit einer drehzahlgeregelten Zugwalze mit überlagerter Bahnspannungsregelung bekannt.

Aus der DE 100 27 471 A1 ist es bekannt, für den Betrieb einer Rollenrotationsdruckmaschine ein gewünschtes Bahnspannungsprofil bzw. -niveau über die Bahnlänge, insbesondere mittels eines Einzugswerkes, festzulegen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Betrieb eines Einzugwerks, ein Verfahren zur Bahnspannungsregelung sowie ein Einzugwerk zu schaffen.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 1, 4 bzw. 6 gelöst.

Die mit der Erfindung im Hinblick auf eine Ausgestaltung des Einzugwerk mit einer Messwalze erzielbaren Vorteile bestehen insbesondere darin, dass eine Bahnspannungsvorgabe über Sollwert vom Leitstand direkt, d. h. z. B. in dN/m, erfolgen kann und nicht indirekt über eine Tänzerkraft bestimmt wird. Damit wird eine tatsächliche konstante Bahnspannung nach dem Einzugwerk/vor dem ersten Druckwerk erzielt. Die Verwendung der direkten Größe, d. h. z. B. in dN/m, vermindert Auswirkungen unterschiedlicher Papiercharakteristik bei wechselnden Papierqualitäten.

Weitere Vorteile gegenüber einem tänzerbasierten Einzugwerk sind u. a. eine kompakte Bauweise, weniger Bahnführungselemente im Papierlauf, ein kürzerer Bahnweg bis zum Druckwerkeinlauf, ein geringerer Wartungsaufwand an mechanischen und pneumatischen Komponenten und/oder Entfall von Bauteilen wie z. B. Tänzerwalze, Pneumatikzylinder, Wegaufnehmer, Leitwalzen.

Hinsichtlich des Verfahrens zum Betrieb des Einzugswerkes bzw. zur Bahnspannungsregelung ist insbesondere Vorteilhaft, dass die Gefahr von Bahnbruch oder anderen Bahnspannungsinduzierten Störungen beim Betrieb der Maschine, insbesondere während des Anfahr- und/oder Abfahrvorganges, erheblich vermindert werden. Durch Korrelation der vorzugebenden Bahnspannung am Einzugwerk bzw. stromaufwärts der Druckwerke mit dem Status der Druckwerke (hinsichtlich Druck-An bzw. -Ab) werden zu hohe Bahnspannungen im den Druckwerken nachfolgenden Bahnweg von vornherein vermieden bzw. die Gefahr drastisch reduziert. Die Verfahrensweise ist zunächst unabhängig von der speziellen Ausbildung des Einzugwerkes (z. B. auch Tänzereinzugwerken), jedoch besonders vorteilhaft in Verbindung mit dem unten genannten zugwalzenbasiertem Einzugwerk.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im Folgenden näher beschrieben.

Es zeigen:

1 eine Prinzipskizze eines Teils einer Rollenrotationsdruckmaschine;

2 eine 3D-Ansocht eines Rollenwechslers mit integriertem Einzugwerk;

3 eine mechanisch-elektrische Prinzipskizze eines Einzugwerkes;

4 ein Regelprinzip;

5 eine 3D-Darstellung eines Einzugswerkes;

6 eine schematische Darstellung für den gewünschten Verlauf einer durch das Einzugwerk eingestellten Bahnspannung in Korrelation zu einem Maschinenlauf;

Eine Druckmaschine, insbesondere eine Rollenrotationsdruckmaschine, weist einen Rollenwechsler 01 auf, von dem eine Bahn 02, z. B. Material- bzw. Papierbahn, abgerollt wird, durch ein Einzugwerk 03 und eine oder mehrere nachgeordnete Druckwerke 04 geführt wird, und anschließend nach dem Bedrucken direkt oder ggf. einen Überbau 06 mit Wendestangen 07 und/oder anderen Bahnführungseinrichtungen einer Weiterverarbeitungsstufe, z. B. einem Falztrichteraufbau 08 und/oder einem Falzapparat 09, zugeführt wird.

Wie u.a. aus der DE 100 27 471 A1 bekannt, ist für einen störungsfreien Betrieb die Einhaltung bestimmter Bahnspannungsniveaus erforderlich, wobei ein Grundniveau für die Bahnspannung durch das Einzugwerk 03 festgelegt wird. Für ein ungestörtes Abrollen der Bahn 02 kann z. B. vorteilhaft durch eine dem Rollenwechsler 01 zugeordnete Tänzereinrichtung 15 gesorgt werden, welche für eine Grundspannung zwischen Rolle und Einzugwerk 03 sorgt.

Durch das Einzugwerk 03 wird für den Betrieb nun die Bahnspannung S1 zwischen Einzugwerk 03 und der ersten Druckstelle (z. B. erstes Druckwerk 04) festgelegt, welche jedoch auch das gesamte Niveau bis zum Falzapparat mit bestimmt. Die Bahnspannung S2 im Überbau 06 sollte i.d.R. niedriger als die Bahnspannung S1 vor den Druckwerken 04 sein. Bei abgestellten Druckstellen bzw. Druckwerken 04 entspricht die Bahnspannung S2 hinter dem letzten Druckwerk 04 im wesentlichen der Bahnspannung S2. Bei angestellten Druckstellen, d. h. es wird Farbe und ggf. Wasser auf die Bahn 02 gebracht, fällt die Bahnspannung aufgrund der veränderten Spannungs-Dehnungscharakteristik auf dem Weg durch die Druckwerke 04 ab.

2 zeigt eine vorteilhafte Ausgestaltung des Rollenwechslers 01 mit baulich integriertem Einzugwerk 03.

In 3 ist eine mechanisch-elektrische Prinzipskizze einer vorteilhaften Ausführung eines zugwalzenbasiertem Einzugwerkes 03, insbesondere ein bahnspannungsgeregeltes Einzugwerk 03, wobei z. B. einer Drehzahlregelung eines eine Zugwalze 12 antreibenden Antriebsmotors 13 eine Bahnspannungsregelung überlagert ist.

Von einem in 3 nicht dargestellten Steuermittel 05, z. B. Maschinensteuerung 05 (siehe 1) und/oder einer nicht dargestellten virtuellen Leitachse wird einer Regeleinrichtung 14, z. B. einem Regler 14, ein die aktuelle Maschinendrehzahl (Geschwindigkeit) n repräsentierendes Signal bereitgestellt. Der Regler 14 bildet zusammen mit einem die Drehzahl und/oder Drehwinkellage des Antriebsmotors 13 oder der Zugwalze 12 detektierenden Sensor, z. B. Drehgeber 16, und dem Antriebsmotor 13 einen Regelkreis bzgl. einer Drehzahl. Im Regler 14 wird das die Maschinendrehzahl repräsentierende Signal in Abhängigkeit vom Überlagerten Bahnspannungsregelkreis verändert, z. B. mit einem Faktor beaufschlagt. Ein Bahnspannungsistwert auf dem bzgl. der Zugwalze 13 stromabwärtigen Bahnweg wird beispielsweise durch eine von der Bahn 02 umschlungenen Messwalze 17 bereitgestellt, und im einem Bahnspannungssollwert Ssoll verglichen, welcher entweder manuell oder vorzugsweise durch ein in 3 nicht dargestelltes Bahnspannungssteuerungs- und/oder -regelsystem 10 (1) bereitgestellt wird. Das Bahnspannungsregelsystem 10 kann insbesondere wie in der WO 2004031059 A2 und/oder EP 08 37 825 A2 dargelegt ausgeführt ausgebildet sein, auf welche hier ausdrücklich verwiesen wird. Bei Anwendung dort beschriebener Fuzzy-Logik sind die unten beschriebenen Sollwertvorgaben bzw. Kriterien nicht diskret.

Um Schlupf zwischen Zugwalze 12 und Bahn 02 zu vermeiden, sind ein oder mehrere Andrückrollen 18 einer Andrückvorrichtung – z. B. pneumatisch – anstellbar.

4 zeigt ein vorteilhaftes Regelprinzip, wobei von der Maschinensteuerung 05 bzw. der Leitachse bzw. Leitwelle der Wert der aktuellen bzw. (Soll-)Maschinendrehzahl n vorgegeben wird, unter Berücksichtigung des Durchmessers der Zugwalze 12 ein Sollwert der Zugwalze 12 für den Synchronlauf ermittelt wird, mit einem aus der überlagerten Bahnspannungsregelung resultierenden Faktor zur Bildung des Sollwertes für den Antriebsmotor 13 beaufschlagt wird, welcher dann dem Regelkreis für die Einhaltung dieses Sollwertes zugeführt wird. Der Faktor wird durch Vergleich zwischen dem Bahnspannungssollwert Ssoll und dem gemessenen Istwert S gebildet.

5 zeigt eine 3D-Darstellung einer vorteilhaften Ausbildung des eines Einzugswerkes 03 mit dem Antriebsmotor 13, der Zugwalze 12, den Andrückrollen 18 (Trollys) sowie einer Kupplung 19 zwischen Antriebsmotor 13 und Zugwalze 12.

Zur korrekten Ermittlung der mittels der Messwalze 17 gemessenen Bahnspannung S1 geht als interne Rechengröße z. B. die Bahnbreite der derzeit eingezogenen Bahn 02 sowie eine Normierung zwischen dem physikalisch gemessenen Parameter (z.B. einer elektrischen Spannung und einer resultierenden Kraft und/oder mechanischen Spannung) ein, welche beispielsweise in der Steuerung eingebbar und, zumindest die Bahnbreite, an einer Anzeige, z. B. dem Leitstand, visualisierbar ist/sind. Als zusätzliche Inputs in das mechanisch-elektrische System (3) ist beispielsweise die Trolleyansteuerung (An/Ab) und/oder wie dargestellt die Motordrehzahl und/oder eine (geforderte und/oder aktuelle) Voreilung der Zugwalzenumfangsgeschwindigkeit gegenüber der Maschinengeschwindigkeit berücksichtigt bzw. berücksichtigbar. An einer Eingabevorrichtung ggf. mit einer Visualisierungseinrichtung (z. B. einem Leitstand) sind in vorteilhafter Ausführung Sollvorgaben für die Bahnspannung S1 nach dem Einzugwerk 03 und/oder Istwerte für die Bahnbreite und/oder Sollwerte für eine Nacheilung durch das Bedienpersonal eingebbar.

Wie oben bereits ausgeführt fällt die Bahnspannung bei angestellten Druckstellen wenn Farbe und ggf. Wasser auf die Bahn 02 gebracht wird, aufgrund der veränderten Spannungs-Dehnungscharakteristik auf dem Weg durch die Druckwerke 04 ab, so dass im Überbau 06 eine (erwünschtermaßen) verminderte Bahnspannung S2 herrscht. Im nachfolgend beschriebenen vorteilhaften Verfahren zur Bahnspannungsregelung wird diesem Sachverhalt insbesondere beim Anfahren und/oder Herunterfahren der Maschine Rechnung getragen.

6 zeigt schematisch gegen die Zeit aufgetragen den zeitlichen Verlauf einer Maschinendrehzahl bzw. Maschinengeschwindigkeit (strichpunktiert). Hierbei wird, beispielsweise nach einem Einziehvorgang der Bahn 02, dessen Beginn hier mit EZ markiert ist, ein Anfahren der Maschine. Zischen dem Einziehen mit geringer Maschinengeschwindigkeit und dem Anfahren bzw. Hochfahren der Maschine kann im Gegensatz zur vereinfachten Darstellung der 6 ebenso gut wieder ein Stillstand der Maschine liegen.

Wesentlich ist es jedoch, dass beim Anfahren der Maschine nach dem Einziehen der Bahn 02 die Bahnspannung S1 zwischen Einzugwerk 03 und erstem Druckwerk 04 nicht gleich auf einen für den Druckbetrieb erforderlichen Bahnspannungswert FEZW, Betrieb geregelt wird, sondern in Anhängigkeit von der Betriebsstellung bzw. dem Betriebszustand der Druckstellen bzw. Druckwerke 04 auf einen reduzierten Bahnspannungswert FEZW, reduziert hin geregelt wird. Dieser kann als vorgebbarer Sollwert direkt vorgegeben sein oder aber es kann ein Differenzwert zum späteren Bahnspannungswert vorgegeben sein.

Beim Fahren (insbesondere beim Anfahren/Abfahren) der Maschine werden demnach korreliert zur Betriebsstellung/Betriebszustand der nachfolgenden Druckwerke unterschiedliche Sollwerte als Bahnspannungswerte FEZW, Betrieb, FEZW, reduziert vorgegeben. D. h., korreliert zum Druck-An-Stellen wird der Sollwert für die Bahnspannung S1 von einem niedrigeren Bahnspannungswert FEZW, reduziert auf einen höheren Bahnspannungswert FEZW, Betrieb geändert. Korreliert zum Druck-Ab-Stellen wird der Sollwert für die Bahnspannung S1 von einem höheren Bahnspannungswert FEZW, Betrieb auf einen niedrigeren Bahnspannungswert FEZW, reduziert geändert.

Sind sämtliche Druckstellen noch abgestellt, so wird die Bahnspannung beim Anfahren auf den niedrigeren Bahnspannungswert FEZW, reduziert geregelt und unmittelbar vor, während oder nach dem Druck-An-Signal auf den höheren FEZW, Betrieb geregelt. Das selbe geschieht beim Herunterfahren der Maschine in Verbindung mit einem Druck-Ab-Signal.

Zusätzlich kann während des Einziehens (z. B. mit einer reduzierten Bahnspannung FRW, reduziert und zu Beginn des Anfahrens der Maschine (z. B. mit einer reduzierten Bahnspannung FRW) nach dem Einziehen vorgesehen sein, dass die Trolleys 18 des Einzugswerkes 03 noch abgestellt sind und die Bahnspannung S1 lediglich durch den Rollenwechsler vorgegeben ist. Die Zugwalze 12 kann hierbei beispielsweise synchron mit Maschinengeschwindigkeit betrieben werden, ohne dass deren überlagerte Bahnspannungsregelung aktiv ist. Erst mit einem

Die Information über den Betriebszustand oder über den Wechsel des Betriebszustandes von Druck-Ab in Druck-An bzw. umgekehrt erlangt das Einzugwerk bzw. dessen Regler 14 z. B. vom übergeordneten Steuermittel 05.

Entsprechend oder ähnlich der WO 2004031059 A2 kann die Regelung des Einzugswerkes mit der Sollwertvorgabe als Teil eines Bahnspannungssteuerungs- und/oder -regelsystem 10 ausgebildet sein, welches zusätzlich die Bahnspannung S2 im Überbau 06 regelt indem sie nicht nur auf das Einzugwerk 03, sondern auch auf die dem letzten Druckwerk 04 nachgeordnete Zugwalze 21 und/oder eine einem Falztrichter des Falztrichteraufbaus 08 vorgeordnete Zugwalze 22 wirkt (1 strichliert dargestellt).

01
Rollenwechsler
02
Bahn
03
Einzugwerk
04
Druckwerk
05
Steuermittel, Maschinensteuerung
06
Überbau
07
Wendestange
08
Falztrichteraufbau
09
Falzapparat
10
Bahnspannungssteuerung- und/oder -regelsystem
11
12
Zugwalze
13
Antriebsmotor
14
Regeleinrichtung, Regler
15
Tänzereinrichtung
16
Drehgeber
17
Messwalze
18
Andrückrolle
19
Kupplung
20
21
Zugwalze
22
Zugwalze
EZ
Beginn (02)
S
Istwert
Ssoll
Bahnspannungssollwert
S1
Bahnspannung
S2
Bahnspannung
n
Maschinendrehzahl
FEZW, Betrieb
Bahnspannungswert
FEZW, reduziert
Bahnspannungswert
FRW
Bahnspannungswert
FRW, reduziert
Bahnspannungswert


Anspruch[de]
Verfahren zum Betrieb eines Einzugwerks (03) einer Druckmaschine, wobei während des Betriebes der Druckmaschine in Abhängigkeit von einer Betriebsstellung eines oder mehrerer dem Einzugwerks (03) nachfolgender Druckwerke (04) unterschiedliche Sollwerte für eine durch das Einzugwerk (03) herzustellende Bahnspannung (S1) vorgegeben werden. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass beim Anfahren der Druckmaschine bei noch abgestellten Druckstellen ein niedrigerer Bahnspannungswert (FEZW, reduziert) für die Bahnspannung (S1) zwischen Einzugwerk (03) und einem ersten nachgeordneten Druckwerk (04) vorgegeben wird, und korreliert zu einem Druck-An-Stellen ein höherer Bahnspannungswert (FEZW, Betrieb) vorgegeben wird. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass beim Herunterfahren der Druckmaschine bei noch angestellten Druckstellen höherer Bahnspannungswert (FEZW, Betrieb) für die Bahnspannung (S1) zwischen Einzugwerk (03) und einem ersten nachgeordneten Druckwerk (04) vorgegeben wird, und korreliert zu einem Druck-Ab-Stellen ein niedrigerer Bahnspannungswert (FEZW, reduziert) vorgegeben wird. Verfahren zur Bahnspannungsregelung einer Druckmaschine, wobei während des Betriebes der Druckmaschine in Abhängigkeit von einer Betriebsstellung eines oder mehrerer Druckwerke (04) unterschiedliche Sollwerte für eine den Druckwerken (04) vorgeordnete Bahnspannung (S1) vorgegeben werden. Verfahren nach Anspruch 1 oder 4, gekennzeichnet durch einen von einer Drehzahl Null und von einem Einziehvorgang verschiedenen Betrieb der Druckmaschine. Einzugwerk (03) einer Druckmaschine auf dem Bahnweg zwischen einem Rollenwechsler (01) und einem ersten Druckwerk (04) mit einer Regeleinrichtung (14), dadurch gekennzeichnet, dass der Regeleinrichtung (14) durch ein Steuermittel (05) für verschiedene Betriebszustände eines oder mehrerer nachgeordneter Druckwerkes (04) unterschiedliche Sollwerte als Bahnspannungswerte (FEZW, Betrieb, FEZW, reduziert) vorgebbar sind. Einzugwerk (03) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Einzugwerk (03) mit einer drehzahlgeregelten Zugwalze (12) mit überlagerter Bahnspannungsregelung ausgebildet ist. Einzugwerk (03) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die unterschiedlichen Sollwerte (FEZW, Betrieb, FEZW, reduziert) in der Regeleinrichtung (14) oder dem übergeordneten Steuermittel (05) vorgehalten sind. Einzugwerk (03) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die vorgehaltenen Sollwerte änderbar sind. Verfahren nach Anspruch 1 oder 4 oder Einzugwerk nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckmaschine mit Offsetdruckwerken für den Zeitungsdruck ausgebildet ist. Verfahren nach Anspruch 1 oder 4 oder Einzugwerk nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Druckwerke (04) gestapelt übereinander angeordnet und der Bahnlauf durch die Druckwerke (04) im wesentlichen vertikal ist.






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