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Dokumentenidentifikation DE102007020678A1 13.12.2007
Titel Verfahren zum Betreiben eines Druckmaschine-Versorgungsgerät-Systems
Anmelder Heidelberger Druckmaschinen AG, 69115 Heidelberg, DE
Erfinder Heller, Bernd, 69151 Neckargemünd, DE;
Pritschow, Michael, 55743 Idar-Oberstein, DE
DE-Anmeldedatum 03.05.2007
DE-Aktenzeichen 102007020678
Offenlegungstag 13.12.2007
Veröffentlichungstag im Patentblatt 13.12.2007
IPC-Hauptklasse B41F 33/10(2006.01)A, F, I, 20070503, B, H, DE
IPC-Nebenklasse B41F 33/14(2006.01)A, L, I, 20070503, B, H, DE   B41F 31/02(2006.01)A, L, I, 20070503, B, H, DE   
Zusammenfassung Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Betreiben eines Systems, welches eine Druckmaschine (14) und ein Versorgungsgerät (15) zum Versorgen einer Vorrichtung (3) der Druckmaschine (14) mit einem Fluid umfasst. Das Fluid wird mittels einer Vorlaufpumpe (12) des Versorgungsgerätes (15) zur Vorrichtung (3) hin und mittels einer Rücklaufpumpe (13) des Versorgungsgerätes (15) von der Vorrichtung (3) weg gefördert. Mittels eines Sensors (4) wird ein Füllstand des Fluids überwacht und in Abhängigkeit von Ergebnissen der Überwachung des Füllstands wird die Rücklaufpumpe (13) derart gesteuert, dass der Füllstand auf einen Optimalwert gebracht und auf letzterem im Wesentlichen gehalten wird.

Beschreibung[de]

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Betreiben eines Systems, welches eine Druckmaschine und ein Versorgungsgerät zum Versorgen einer Vorrichtung der Druckmaschine mit einem Fluid umfasst, und entstand vor folgendem Hintergrund:

Bogenoffsetdruckmaschinen weisen Lackierwerke auf, denen der Lack mittels eines Lackversorgungsgerätes zugeführt wird. Der Lack wird mittels des Lackversorgungsgerätes aus einem Vorratsfass gepumpt. Das Lackversorgungsgerät und das Vorratsfass sind in einem Schrank neben der Druckmaschine untergebracht. Das Versorgungsgerät umfasst zwei Pumpen, eine Vorlaufpumpe, die den Lack zum Lackierwerk pumpt, und eine Rücklaufpumpe, die den Lack in das Fass zurückpumpt. An die Vorlaufpumpe kann eine Kammerrakel des Lackierwerks angeschlossen sein und die Rücklaufpumpe kann an eine Auffangwanne, die unterhalb der Kammerrakel angeordnet ist, angeschlossen sein. Die Auffangwanne dient zum Auffangen des nicht verdruckten Lackes, der aus der Kammerrakel austritt und als Freistrahl in die Auffangwanne gelangt.

Aus diesen konstruktiven Gegebenheiten resultieren folgende Probleme:

Wenn sich in der Auffangwanne zu viel Lack ansammelt, läuft die Auffangwanne über. Verschmutzungen der Druckmaschine und reinigungsbedingte Maschinenstillstandzeiten sind die Folge. Das Problem des Überlaufens einer Auffangwanne eines Lackierwerkes ist in EP 0 841 162 B1 erwähnt. Darin wird vorgeschlagen, das Überlaufen durch Abschalten der Vorlaufpumpe zu vermeiden.

Ist dagegen zu wenig Lack in der nach oben offenen Auffangwanne, dann saugt die Rücklaufpumpe auch Umgebungsluft an, welche den umgewälzten Lack zum Schäumen bringt und zu Druckschwierigkeiten führt. Das Problem des unerwünschten Ansaugens von Luft durch die Rücklaufpumpe ist in EP 0 958 920 A1 erwähnt. Bei dem darin beschriebenen System ist die Rücklaufpumpe zwar direkt an die Kammerrakel angeschlossen, jedoch verursacht eine der Kammerrakel beigeordnete Rasterwalze einen Lufteintrag in die Kammerrakel.

Weiteren Stand der Technik bildet DE 41 16 989 A1, worin ein System beschrieben ist, bei welchem Lack aus einer Wanne mittels einer Pumpe abgepumpt wird. In einer bestimmten Betriebsart des Systems nimmt der Flüssigkeitsstand in der Wanne langsam ab, wobei die Pumpe kurzfristig abgeschaltet wird, wenn der Flüssigkeitsstand eine minimale Füllstandsmarke erreicht hat. Aus der Wanne wird im laufenden Betrieb durch Benetzen einer Walze ständig Lack entnommen. Die Wanne ist somit keine Auffangwanne, sondern eine Vorratswanne für eine Tauchwalze.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Betreiben eines Systems der eingangs genannten Art anzugeben, bei welchem Verfahren ein sicherer Betrieb gewährleistet ist. Insbesondere soll durch das Verfahren vermieden werden, dass durch das Versorgungsgerät Umgebungsluft angesaugt wird und dass das Fluid überläuft.

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Betreiben eines Systems, welches eine Druckmaschine und ein Versorgungsgerät zum Versorgen einer Vorrichtung der Druckmaschine mit einem Fluid umfasst, wird das Fluid mittels einer Vorlaufpumpe des Versorgungsgerätes zur Vorrichtung hin und mittels einer Rücklaufpumpe des Versorgungsgerätes von der Vorrichtung weg gefördert, wird mittels eines Sensors ein Füllstand des Fluids überwacht, und wird in Abhängigkeit von Ergebnissen der Überwachung des Füllstands die Rücklaufpumpe derart gesteuert, dass der Füllstand auf einen Optimalwert gebracht und auf letzterem im Wesentlichen gehalten wird.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren erfolgt die Füllstandsregelung im Wesentlichen allein mittels der Rücklaufpumpe.

Es sind verschiedene Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens möglich. So kann z. B. der Füllstand in einer Wanne derart ausgebildet werden, dass immer genug Fluid für die Rücklaufpumpe zur Verfügung steht, so dass ungewollte Luftbeimischungen in dem von der Rücklaufpumpe angesaugten Fluid ausgeschlossen sind. Ein in oder über der Wanne angeordneter Füllstandssensor kann einen Minimalfüllstand und einen „Gut-Bereich" überwachen. Die Signale des Füllstandssensors können ebenso wie die Förderdaten der Vorlaufpumpe und der Rücklaufpumpe einer Maschinensteuerung der Druckmaschine zur Verfügung gestellt werden. Beim Erreichen des entsprechenden Signals wirkt die Maschinensteuerung auf die Rücklaufpumpe, so dass diese mehr oder weniger Fluid fördert. In dem mittels der Rücklaufpumpe gebildeten Regelkreis sollten die Haupteinflussparameter berücksichtigt werden, welche durch die mittels der Vorlaufpumpe eingestellte Zulaufmenge des Fluids und durch die Maschinengeschwindigkeit der Druckmaschine gegeben sind. Entsprechend dieser Haupteinflussparameter ist eine definierte Füllstandsausbildung des Fluids möglich. Mit Hilfe der Drehzahlregelung der Rücklaufpumpe kann der definierte Füllstand in einer das Fluid aufnehmenden Wanne ausgebildet werden und mittels der Daten aus dem Versorgungsgerät und den Maschinenbetriebsdaten kann dieser Füllstand gehalten werden. Hierbei kann der Füllstand in der Wanne mit Hilfe des Füllstandssensors erfasst werden. Die Wanne kann eine Vorratswanne sein, in welcher eine Tauchwalze angeordnet ist, und ist vorzugsweise eine Auffangwanne, welche unter einer Kammerrakel angeordnet ist.

In den Unteransprüchen sind weitere vorteilhafte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens genannt. Bei einer Weiterbildung wird der Füllstand automatisch von einem zulässigen Minimalwert auf den Optimalwert gebracht, indem die Förderleistung der Rücklaufpumpe vorübergehend gesenkt wird. Bei einer weiteren Weiterbildung wird der Füllstand vor Beginn des Druckbetriebs auf den zulässigen Minimalwert gebracht, indem die Rücklaufpumpe im Stillstand gehalten wird, während das Fluid mittels der Vorlaufpumpe gepumpt wird. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren und den beiden zuvor erläuterten Weiterbildungen entsprechenden Verfahren kann dabei die Förderleistung der Vorlaufpumpe unverändert beibehalten werden. Bei einer weiteren Weiterbildung wird der Füllstand während des Druckbetriebs automatisch von einem zulässigen Maximalwert auf den Optimalwert gebracht, indem die Förderleistung der Rücklaufpumpe vorübergehend erhöht wird. Auch hierbei kann die Förderleistung der Vorlaufpumpe unverändert beibehalten werden. Bei einer weiteren Weiterbildung wird das Fluid in einem Behälter bevorratet und mittels der Vorlaufpumpe aus dem Behälter zu der Vorrichtung gepumpt. Die Vorrichtung kann eine Auffangwanne umfassen, aus der das Fluid mittels der Rücklaufpumpe in den Behälter gepumpt wird. Hierbei kann der Füllstand, welcher durch das erfindungsgemäße Verfahren auf den Optimalwert gebracht und auf letzteren im Wesentlichen gehalten wird, in der Auffangwanne gebildet werden. Das Fluid ist vorzugsweise eine Druckfarbe oder ein Lack oder eine ähnliche Beschichtungsflüssigkeit zum Beschichten eines vorzugsweise bogenförmigen Bedruckstoffs. Gemäß einer weiteren Weiterbildung ist die Vorrichtung eine Dosiervorrichtung.

Zur Erfindung gehört auch ein Versorgungsgerät, das zur Durchführung des erfindungsgemäßen oder einer der Weiterbildungen entsprechenden Verfahrens ausgebildet ist. Ebenso gehört zur Erfindung eine Druckmaschine, die zur Durchführung des erfindungsgemäßen oder einer der Weiterbildungen entsprechenden Verfahrens ausgebildet ist. Außerdem gehört zur Erfindung ein System, welches das zuvor genannte Versorgungsgerät und die zuvor genannte Druckmaschine umfasst. Dieses System kann eine Steuerung umfassen, die zum Durchführen des erfindungsgemäßen oder einer der Weiterbildungen entsprechenden Verfahrens programmiert ist.

Weitere konstruktiv und funktionell vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels und der dazugehörigen Zeichnung.

In dieser zeigt:

1 ein eine Druckmaschine und ein Versorgungsgerät umfassendes System und

2 einen Programmablaufplan zur Steuerung des Systems aus 1.

In 1 sind eine Druckmaschine 14 und ein Versorgungsgerät 15 in einem Ausschnitt dargestellt. Das Versorgungsgerät 15 dient zur Versorgung der Druckmaschine 14 mit einem verdruckbaren Fluid, z. B. einer Farbe oder einem Lack. Das Fluid ist in einem Behälter 9 bevorratet und zirkuliert durch ein Leitungssystem 16. Das Versorgungsgerät 15 umfasst eine Vorlaufpumpe 12 mit einem Antriebsmotor 8 und eine Rücklaufpumpe 13 mit einem Antriebsmotor 7. Die Pumpen 12, 13 sind volumetrische Pumpen und die Antriebsmotore 7, 8 sind elektrische Motoren. Die Pumpen 12, 13 sind in das Leitungssystem 16 integriert und wälzen darin das Fluid um. Die Antriebsmotore 7, 8 sind durch eine elektronische Gerätesteuerung 6 angesteuert.

Die Druckmaschine 14 umfasst eine Walze 2, der eine Dosiervorrichtung 3 beigeordnet ist. Die Walze 2 ist eine Rasterwalze und die Dosiervorrichtung 3 eine Kammerrakel. Die Dosiervorrichtung 3 liegt an der Walze 2 an, um dieser das Fluid zuzuführen. Unterhalb der Dosiervorrichtung 3 ist eine Auffangwanne 1 angeordnet, welche das aus einem Auslass der Dosiervorrichtung 3 frei herausströmende Fluid auffängt. Der Auslass wird durch ein Drosselventil 11 gebildet, welches zum Einstellen des Ausströmwiderstandes des Fluids einstellbar ist.

Der in einer Kammer der Dosiervorrichtung 3 herrschende Druck des Fluids wird durch einen Sensor 10 überwacht. Der Sensor 10 ist zwischen einem Einlass der Dosiervorrichtung 3 und der Vorlaufpumpe 12 in das Leitungssystem 16 integriert. Durch den Einlass strömt das Fluid in die Kammer der Dosiervorrichtung 3. Die Vorlaufpumpe 12 führt der Dosiervorrichtung 3 das Fluid aus dem Behälter 9 zu. Die Rücklaufpumpe 13 ist an einen Auslass der Auffangwanne 1 angeschlossen und fördert aus letzterer das Fluid in den Behälter 9 zurück. Der Sensor 10 signalisiert seine Messwerte einer elektronischen Maschinensteuerung 5 der Druckmaschine 14. Die Maschinensteuerung 5 und die Gerätesteuerung 6 sind steuerungstechnisch miteinander verbunden, so dass ausgehend von den Messwerten des Sensors 10 die Förderleistung oder Drehzahl der Vorlaufpumpe 12 geregelt wird, um den Druck des Fluids in der Kammer der Dosiervorrichtung 3 konstant zu halten.

Das in der Auffangwanne 1 aufgefangene Fluid bildet in der Auffangwanne 1 einen Pegel, der im Druckbetrieb zwischen einem maximalen Füllstand A und einem minimalen Füllstand B variieren kann. Zur Füllstandsüberwachung ist über der Auffangwanne 1 ein Sensor 4 angeordnet, der berührungslos arbeitet und der Maschinensteuerung 5 seine Messwerte signalisiert.

Das dargestellte System funktioniert im Prinzip folgendermaßen:

Vor Druckbeginn muss die Auffangwanne 1 bis zum minimalen Füllstand B mit dem Fluid befüllt werden, ehe die Rücklaufpumpe 13 aktiviert wird. Durch den minimalen Füllstand B ist gesichert, dass die Rücklaufpumpe 13 keine Luft ansaugt, die zu Komplikationen führen könnte. Solche Komplikationen wären z. B. Schaumbildung des Fluids und eine unzureichende Befüllung der Rastervertiefungen (Näpfchen oder Rillen) der Walze 2 mit dem Fluid. Würde die Rücklaufpumpe 13 bereits aktiviert werden, bevor der minimale Füllstand B erreicht ist, bestände die Gefahr des Ansaugens eines gewissen Luftanteils über den Auslass der Auffangwanne 1.

Im Druckbetrieb arbeiten beide Pumpen 12, 13 und kann der Füllstand in der Auffangwanne 1 fallen. Aus dem Maß der Füllstandsdifferenz, um welches der Füllstand des Fluids in einer bestimmten Zeit absinkt, und dieser Zeitspanne wird automatisch der aktuelle Verbrauch des Fluids berechnet und ein neuer Sollwert für die Förderleistung oder Drehzahl der Rücklaufpumpe 13 festgelegt. Sobald der Fluidpegel infolge seines Absinkens den minimalen Füllstand B erreicht, wird die Förderleistung oder Drehzahl der Rücklaufpumpe 13 verringert. Die Förderleistung oder Drehzahl der Rücklaufpumpe 13 wird aber vorerst nicht auf den zuvor berechneten neuen Sollwert verringert, sondern auf einen ebenfalls automatisch berechneten Zwischenwert. Dieser Zwischenwert ist etwas niedriger als der neue Sollwert, was ein Ansteigen des Pegels in der Auffangwanne 1 auf einen optimalen Füllstand zur Folge hat, der in etwa in der Mitte zwischen dem maximalen Füllstand A und dem minimalen Füllstand B liegt. Die Förderleistung oder Drehzahl wird für eine ebenfalls automatisch berechnete Zeitspanne auf dem Zwischenwert gehalten und erst danach vom Zwischenwert auf den neuen Sollwert erhöht, so dass beim optimalen Füllstand ein Gleichgewicht zwischen dem in die Auffangwanne 1 zuströmenden Fluidvolumen und dem daraus abgepumpten Fluidvolumen gehalten wird.

Durch eine Änderung von Betriebsparametern der Druckmaschine 14, z. B. der Druckgeschwindigkeit, kann sich der Pegel des Fluids bis zum Erreichen des maximalen Füllstands A erhöhen. Sobald der maximale Füllstand A erreicht ist, wird der Pegel automatisch auf den optimalen Füllstand zurückgeführt.

2 zeigt den Ablaufplan eines Programmes, nach welchem die Gerätesteuerung 6 das Versorgungsgerät 15 steuert. Mit den Bezugszeichen 17 bis 32 sind Verfahrens- und Programmschritte bezeichnet. Im Schritt 17 erfolgt der Start. Im Schritt 19 wird mittels des Sensors 4 geprüft, ob in der Auffangwanne 1 ein zu hoher Füllstand erreicht ist. Falls kein zu hoher Füllstand erreicht ist, wird im Schritt 18 die Rücklaufpumpe 13 im Stillstand gehalten. Falls jedoch im Schritt 19 ein zu hoher Füllstand erreicht worden ist, d. h. vor Druckbeginn der minimale Füllstand B erreicht worden ist, wird im Schritt 21ein Initialwert der Drehzahl der Rücklaufpumpe 13 berechnet. Bei dieser Berechnung wird gemäß Schritt 22 ein Sollwert der Drehzahl der Vorlaufpumpe 12 berücksichtigt.

Im Schritt 23 wird geprüft, ob eine Änderung des Sollwertes der Drehzahl der Vorlaufpumpe 12 größer als gesetzte Filtergrenzen ist. Falls dies zutrifft, wird im Schritt 24 ein neuer Initialwert der Drehzahl der Rücklaufpumpe 13 berechnet. Falls sich die Änderung des Sollwertes der Drehzahl der Vorlaufpumpe 12 jedoch innerhalb der Filtergrenzen bewegt, wird im Schritt 25 geprüft, ob der Füllstand in der Auffangwanne 1 geringer als ein sogenannter Gutbereich ist. Der Gutbereich kann auch als optimaler Füllstand bezeichnet werden.

Falls das Ergebnis der im Schritt 25 erfolgenden Prüfung „Ja" lautet, wird im Schritt 26 ein Sollwert der Drehzahl der Rücklaufpumpe 13 berechnet, indem von dem bisher geltenden Wert ein berechneter Änderungswert abgezogen wird. Dies hat gemäß Schritt 27 eine Erhöhung des Füllstandes um die des sogenannten OK-Bereiches entsprechende Fluidmenge zur Folge. Dadurch wird der Füllstand wieder auf den optimalen Füllstand angehoben. Lautet das Ergebnis der im Schritt 25 erfolgenden Prüfung dagegen „Nein", dann wird im Schritt 28 geprüft, ob der Füllstand größer als der Gutbereich ist. Es wird also geprüft, ob der aktuelle Füllstand in der Auffangwanne 1 über dem optimalen Füllstand liegt.

Falls letzteres zutrifft, wird im Schritt 29 der Sollwert der Drehzahl der Rücklaufpumpe 13 korrigiert, indem zu dem bisher geltenden Wert ein berechneter Änderungswert addiert wird. Dadurch wird gemäß Schritt 30 der Füllstand um die dem OK-Bereich entsprechende Fluidmenge erniedrigt.

Im Schritt 31 wird geprüft, ob die Regelung ausgeschaltet werden soll. Falls weiter geregelt werden soll, d. h. die Regelung nicht ausgesetzt werden soll, wird im Schritt 20 ein neuer Änderungswert für den Sollwert der Drehzahl der Rücklaufpumpe 13berechnet. Falls jedoch im Schritt 31 die Regelung ausgeschaltet werden soll, erfolgt im Schritt 32 der Stopp des Programmes.

1
Auffangwanne
2
Walze
3
Dosiervorrichtung
4
Sensor
5
Maschinensteuerung
6
Gerätesteuerung
7
Antriebsmotor
8
Antriebsmotor
9
Behälter
10
Sensor
11
Drosselventil
12
Vorlaufpumpe
13
Rücklaufpumpe
14
Druckmaschine
15
Versorgungsgerät
16
Leitungssystem
17-32
Schritt
A
maximaler Füllstand
B
minimaler Füllstand


Anspruch[de]
Verfahren zum Betreiben eines Systems, welches eine Druckmaschine (14) und ein Versorgungsgerät (15) zum Versorgen einer Vorrichtung (3) der Druckmaschine (14) mit einem Fluid umfasst, wobei das Fluid mittels einer Vorlaufpumpe (12) des Versorgungsgerätes (15) zur Vorrichtung (3) hin und mittels einer Rücklaufpumpe (13) des Versorgungsgerätes (15) von der Vorrichtung (3) weg gefördert wird, mittels eines Sensors (4) ein Füllstand des Fluids überwacht wird, und wobei in Abhängigkeit von Ergebnissen der Überwachung des Füllstands die Rücklaufpumpe (13) derart gesteuert wird, dass der Füllstand auf einen Optimalwert gebracht und auf letzterem im Wesentlichen gehalten wird. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Füllstand automatisch von einem zulässigen Minimalwert (B) auf den Optimalwert gebracht wird, indem die Förderleistung der Rücklaufpumpe (13) vorübergehend gesenkt wird. Verfahren nach Anspruch 2, wobei der Füllstand vor Beginn des Druckbetriebs auf den zulässigen Minimalwert gebracht wird, indem die Rücklaufpumpe (13) im Stillstand gehalten wird während das Fluid mittels der Vorlaufpumpe (12) gepumpt wird. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei dabei die Förderleistung der Vorlaufpumpe (12) unverändert beibehalten wird. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der Füllstand während des Druckbetriebs automatisch von einem zulässigen Maximalwert auf den Optimalwert gebracht wird, indem die Förderleistung der Rücklaufpumpe (13) vorübergehend erhöht wird. Verfahren nach Anspruch 5, wobei dabei die Förderleistung der Vorlaufpumpe (12) unverändert beibehalten wird. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei das Fluid in einem Behälter (9) bevorratet und mittels der Vorlaufpumpe (12) aus dem Behälter (9) zu der Vorrichtung (3) gepumpt wird, und wobei die Vorrichtung (3) eine Auffangwanne (1) umfasst, aus der das Fluid mittels der Rücklaufpumpe (13) in den Behälter (9) gepumpt wird. Verfahren nach Anspruch 7, wobei der Füllstand in der Auffangwanne (1) gebildet wird. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8 wobei das Fluid eine Druckfarbe oder ein Lack ist. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei die Vorrichtung (3) eine Dosiervorrichtung ist. Versorgungsgerät (15), das zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 10 ausgebildet ist. Druckmaschine (14), die zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 10 ausgebildet ist. System, umfassend ein Versorgungsgerät (15) nach Anspruch 11 und eine Druckmaschine (14) nach Anspruch 12. System nach Anspruch 13, wobei dieses eine Steuerung (6) umfasst, die zum Durchführen des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 10 programmiert ist.






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