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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren zur Diagnose eines Gummituches.
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Der
Zustand der Aufzüge
von Zylindern in den Druckwerken einer Rotationsdruckmaschine, insbesondere
der Zustand der Gummitücher
eines Gummizylinders, verändert
sich mit zunehmender Betriebsdauer. Insbesondere können sich
die Spannung des aufgezogenen Gummituchs und dessen Überstand
sowie die Materialeigenschaften des Gummituchs im Laufe der Betriebsdauer ändern. Für einen
optimalen Betrieb der Rotationsdruckmaschine muss daher der Zustand
der Gummitücher
zumindest in regelmäßigen Abständen überwacht
werden und erforderlichenfalls muss ein nicht mehr ordnungsgemäß arbeitendes
Gummituch ausgewechselt werden, um eine optimale Druckqualität der Druckerzeugnisse
zu gewährleisten
bzw. größere Beschädigungen
in der Maschine zu vermeiden.
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Zur Überwachung
des Zustands der Aufzüge bzw.
Gummitücher
wäre demnach
ein technisches Diagnoseverfahren wünschenswert, welches es erlaubt,
den Zustand der Aufzüge
bzw. Gummitücher automatisch
zu überwachen
und es ermöglicht,
dass im Falle eines übermäßigen Verschleißes eines Gummituchs
unverzüglich
die erforderlichen Maßnahmen
wie z. B. Austausch des Gummituchs getroffen werden können.
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Die
EP 08 29 352 B1 offenbart
ein Verfahren zur Diagnose einer Rotationsdruckmaschine, bei dem
auf einen Verschleißzustand
einer Druckeinheit geschlossen wird, indem mittels Drehimpulsgeber ein
Signal für
den Verlauf der Relativbewegung zwischen dem Gummizylinder und dem
Plattenzylinder gewonnen wird, dieses Signal mit einem festgelegten maschinentypischen
Signal verglichen wird und das Ergebnis als Maß für einen Verschleiß herangezogen wird.
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Die
DE 199 03 869 A1 und
die
DE 195 37 587
A1 beschreiben Antriebssteuerungen für Motoren in Druckmaschinen,
bei denen der Antriebsstrom der Antriebsmotoren ermittelt wird.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Diagnose
eines Gummituches zu schaffen, mit dem die Wartung vereinfacht werden kann.
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Diese
Aufgabe wird durch die Merkmale aller Ansprüche gelöst
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Die
Erfindung geht von der Überlegung
aus, dass sich mit dem Zustand der Aufzüge bzw. Gummitücher auch
der Verlauf und insbesondere auch die Höhe des Antriebsstroms des den
Zylinder antreibenden Antriebsmotors ändert, nachdem sich hierbei das
Abwicklungsverhalten verändert.
Es kommt zu einem Leistungstransfer zwischen den Antrieben über den
Nippstellen der Zylinder, wobei eine solche Leistungsverschiebung
im Extremfall so groß sein kann,
dass die Antriebe ggf. überlastet
werden und die Maschine stoppt. Durch Überwachen des Antriebsstroms
des den Zylinder antreibenden Antriebsmotors können somit Rückschlüsse auf
den Zustand der Zylinderoberfläche
bzw. der auf dem Zylinder befindlichen Aufzüge bzw. Gummitücher bzw.
deren Alterung getroffen werden.
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Die
mit der Erfindung erzielbaren Vorteile bestehen insbesondere darin,
dass nunmehr schnell und auf einfache Weise der jeweilige Zustand
der Aufzüge
bzw. Gummitücher
bzw. der Zylinderoberfläche überwacht
bzw. überprüft und entsprechend
den Einsatzbedingungen bewertet werden kann. Auch der korrekte Sitz
der Gummitücher kann
hiermit überwacht
werden, nachdem ein unkorrekter Sitz einen erhöhten Abrollwiderstand zur Folge
hat. Der Maschinenbetreiber erhält
also die Möglichkeit,
sowohl Art und Umfang als auch den Zeitpunkt der Instandhaltungsmaßnahme festzulegen.
Wartungszeitpunkte können
aufgrund des Verschleißes
bzw. des aktuellen Zustands der Aufzüge bzw. Gummitücher prognostiziert
werden und dann vorhandene Stillstandzeiten der Rotationsdruckmaschine
zur Wartung genutzt werden. Produktionsausfälle aufgrund eines Verschleißes werden
somit minimiert und die Effektivität und Zuverlässigkeit
der Maschine wird gesteigert.
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Ein
weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, dass das Verfahren
zur Diagnose einfach und kostengünstig
zu realisieren ist, nachdem der zu überwachende Antriebsstrom ohnehin
zur Verfügung steht
und zusätzliche
Sensoren somit nicht erforderlich sind.
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Die
Erfindung ist insbesondere anwendbar in Rotationsdruckmaschinen
mit Druckwerken, die einen Gummizylinder und einen mit diesem zusammenarbeitenden
Plattenzylinder aufweisen, wobei zum einen die Druckwerke als Doppeldruckwerke ausgebildet
sein können,
bei denen die beiden Gummizylinder der beiden Druckwerke einen Druckspalt bildend
sich gegenüberliegen
(z. B. Maschinen in Achterturmbauweise). Hierbei kann sowohl der
Gummizylinder als auch der Plattenzylinder eines jeden Druckwerks
mit einem eigenen Antriebsmotor versehen sein oder es kann ein gemeinsamer
Antrieb für Gummizylinder
und Plattenzylinder vorgesehen sein. In beiden Fällen wird vorzugsweise der
Antriebsstrom eines jeden Antriebsmotors erfasst.
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Zum
anderen können
die Druckwerke in Satellitenform angeordnet sein (Satellitendruckwerke
z. B. als Neuner-Druckeinheiten oder Zehner-Druckeinheiten), wobei
die Druckwerke an einem zentralen Satelliten- bzw. Gegendruckzylinder
anliegen, der mit einem eigenen Antrieb versehen ist. Die Gummizylinder
und Plattenzylinder jedes Druckwerks können wiederum einzeln oder
paarweise angetrieben sein und in beiden Fällen wird vorzugsweise wiederum der
Antriebsstrom eines jeden Antriebsmotors einschließlich des
Antriebsmotors des Gegendruckzylinders überwacht.
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In
bevorzugter Weiterbildung der Erfindung werden neben dem Antriebsstrom
des Antriebsmotors gleichzeitig auch die zugehörigen Lagedaten des bzw. der
zugeordneten Zylinders) überwacht,
nachdem die Abrollwiderstände
in Umfangsrichtung des Zylinders variieren können und auf diese Weise auch z.
B. im Bereich des Nipps auftretende Schwingungen berücksichtigt
werden können.
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Die
der Auswertung zugrunde liegenden Sollwerte des Antriebsstroms und
ggf. auch der dazugehörigen
Lagedaten können
theoretisch oder empirisch für
einen bestimmten Gummituch-Typ ermittelt und zugrunde gelegt werden.
Nachdem sich in der Praxis jedoch gezeigt hat, dass jedes Gummituch individuelle
Eigenschaften aufweisen kann, ist gemäß einem besonders vorteilhaften
Merkmal der Erfindung vorgesehen, dass die Sollwerte des Antriebsstroms,
ggf. zusammen mit den Lagedaten des zugeordneten Zylinders, unter
Produktionsbedingungen in einem Lese-Modus erfasst und gespeichert
werden, wobei eine solche Datenerfassung im Lese-Modus vorzugsweise
immer dann erfolgt, wenn ein Aufzug des Zylinders ausgetauscht worden
ist.
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Die
Erfindung ist auch ganz allgemein auf rotatorisch angetriebene Bauteile
anwendbar, bei denen sich der Abrollwiderstand ihrer Oberfläche mit zunehmender
Betriebs- bzw. Einsatzdauer ändert, wobei
diese Änderungen
durch Überwachung
des Antriebsstroms des Antriebsmotors feststellbar sind.
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Ein
Ausführungsbeispiel
der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im Folgenden
näher beschrieben.
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Die
einzige Figur zeigt eine schematische Darstellung einer Druckeinheit
einer Druckmaschine mit angeschlossenem Diagnosesystem.
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Die
einzige Figur zeigt in stark vereinfachter schematischer Form eine
Druckmaschine 01, insbesondere eine Rollenrotationsdruckmaschine 01,
z. B. eine Zeitungsdruckmaschine 01, vorzugsweise eine mehrere
unterschiedliche Druckfarben verdruckende Druckmaschine 01,
mit in einem Gestell 02 und z. B. vier vertikal aufeinander
angeordneten Druckeinheiten 10, wobei ein Bedruckstoff 03,
z. B. eine Materialbahn 03, insbesondere eine Papierbahn 03,
in vertikaler Richtung die Druckeinheiten 10 nacheinander passiert.
Jede dieser Druckeinheiten 10 ist in Brückenbauweise symmetrisch zur
Papierbahn 03 ausgeführt.
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In
dem gezeigten Beispiel ist in jeder Druckeinheit 10 beidseitig
der Papierbahn 03 für
den Schön-
und Widerdruck jeweils ein beispielsweise wasserlos arbeitendes
Druckwerk 05 mit einem Druckfarbe übertragenden, mit mindestens
einem Gummituch bestückten
Zylinder 06, insbesondere einen Gummizylinder 06 und
einem auf dem Gummizylinder 06 abrollenden, Druckplatten
tragenden Zylinder 07, insbesondere Plattenzylinder 07 angeordnet. Die
beiden Gummizylinder 06 und die beiden Plattenzylinder 07 zweier
gegenüberliegender
Druckwerke 05 einer Druckeinheit 10 sind so angeordnet,
dass ihre Rotationsachsen in einer Ebene liegen, die gegenüber der
Papierbahn 03 um vorzugsweise 75° bis 88° geneigt ist
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Jedem
zumindest aus einem Gummizylinder 06 und einem Plattenzylinder 07 bestehenden
Druckwerk 05 ist ein Farbwerk 08 zugeordnet, welches
im Falle des dargestellten Ausführungsbeispiels
als Pumpenfarbwerk ausgebildet sein kann und für den „Trockenoffset" bzw. „wasserlosen
Offsetdruck" ausgeführt sind,
d.h. die Ausführung
von Druckwerk 05 und Farbwerk 08 ist beim gezeigten
Ausführungsbeispiel
derart, dass kein Feuchtmittel und somit kein Feuchtwerk vorgesehen
ist. Falls die Druckwerke 05 nicht wasserlos arbeitend
sind, ist zusätzlich
in an sich bekannter Weise jedem Druckwerk 05 ein nicht dargestelltes
Feuchtwerk, beispielsweise ein Sprühfeuchtwerk zugeordnet.
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Die
Gummi- und Plattenzylinder 06; 07 eines jeden
Druckwerks 05 sind beispielsweise über nicht dargestellte Zahnradgetriebe
miteinander antriebsmäßig verbunden
und jedes Druckwerk 05 wird mittels eines eigenen Antrieb 09,
z. B. einen Antriebsmotor 09 angetrieben. Dieser Antriebsmotor 09 ist
z. B. direkt an den jeweiligen Gummizylinder 06 angeflanscht
oder mit diesem beispielsweise mittels eines zwischengeschalteten
Ritzels verbunden. Weiterhin ist jeder Gummizylinder 06 mit
einem als Winkellagegeber ausgebildeten Lagegeber, z. B. Inkrementalgeber
versehen.
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In
alternativer, nicht dargestellter Weise ist jeder Gummizylinder 06 und
jeder Plattenzylinder 07 mit einem eigenen Antriebsmotor 09 versehen.
In diesem Fall kann jeder Gummizylinder 06 und jeder Plattenzylinder 07 mit
einem Winkellagegeber, z. B. einem Drehimpulsgeber ausgestattet
sein.
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In
der Darstellung sind die beidseitig der Papierbahn 03 in
jeweils einer Druckeinheit 10 angeordneten Gummizylinder 06 in
einer so genannten Gummi-Gummi-Anordnung gegeneinander angestellt,
so dass die gegeneinander angestellten Gummizylinder 06 wechselseitig
als ein Gegendruckzylinder fungieren. Alternativ können in
nicht näher
dargestellter Weise Druckwerke 05 zu einer Satellitendruckeinheit zusammengefasst
werden, wobei die Druckwerke 05 um einen gemeinsamen, von
den übrigen
Zylindern 06; 07 separaten Gegendruckzylinder
angeordnet sind, wobei die Papierbahn 03 jeweils zwischen
mindestens einem an den Gegendruckzylinder angestellten Übertragungszylinder
und dem Gegendruckzylinder geführt
ist. In diesem Fall weist der Gegendruckzylinder einen eigenen Antriebsmotor 09 auf und
kann weiterhin mit einem Winkellagegeber, beispielsweise einem Drehimpulsgeber
ausgestattet sein.
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Ein
der Druckmaschine 01 zugeordnetes Rechnersystem 11 dient
zur Durchführung
des Diagnoseverfahrens und beinhaltet insbesondere die Datenerfassung,
die Speicherung der erfassten Daten und sowie deren Auswertung,
in ihm sind also auch die zur Auswertung erforderlichen Auswerte-Algorithmen
hinterlegt. Das Rechnersystem 11 kann extern, z. B. als
SPS (speicherprogrammierbare Steuerung 11) oder aber auch
antriebsintern realisiert werden.
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Das
Rechnersystem 11 steht mit dem Leitstand 12 bzw.
dem Leitrechner 12 der Druckmaschine 01 in Kommunikations-Verbindung.
U. a. gibt der Leitrechner 12 seinen Zeitstempel an das
Rechnersystem 11 bzw. den hierin integrierten Auswerterechner.
Außerdem
werden die entsprechenden Kommandos von der Leitebene (Bedienebene)
aus an das Rechnersystem 11 gegeben. Darüber hinaus werden über den
Leitrechner 12 durch Steuersignale des Rechnersystems 11 erzeugte
Reaktionen wie z. B. Meldungen, Warnungen, Maschinenstopp (vgl. weiter
unten) an die Maschine bzw. die Bedienperson weitergegeben.
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Wie
in der Figur angedeutet werden zur Durchführung des Diagnoseverfahrens
die Antriebsströme
aller die Gummizylinder 06 antreibenden Antriebsmotoren 09 mittels
des Rechnersystems 11 bzw. Steuerung 11 erfasst.
Falls die Gummi- und Plattenzylinder 06; 07 nicht
paarweise angetrieben sind, sondern jeweils einzeln, können zusätzlich auch
die Antriebsströme
der Plattenzylinder 07 erfasst werden. Falls eine Satellitendruckeinheit
vorliegt, wird auch der Antriebsstrom des Antriebsmotors des Gegendruckzylinders
erfasst.
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Weiterhin
wird in nicht näher
dargestellter Weise zusätzlich
die jeweilige Winkellage des zugeordneten Zylinders, insb. des Gummizylinders 06 bzw.,
im Falle eines Satellitendruckwerks, auch des Gegendruckzylinders
mittels eines Winkellagegebers erfasst und dem Rechnersystem 11 bzw.
der Steuerung 11 zugeführt.
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Während der
Produktion werden in definierten Zeitintervallen der Verlauf und
die Höhe
des jeweiligen Antriebsstroms zusammen mit der zugehörigen Winkellage
des entsprechenden Zylinders 06; 07, insbesondere
des Gummizylinders 06 erfasst und mit im Rechnersystem 11 abgespeicherten
Daten bzw. Sollwerten verglichen. Außerdem wird der aktuelle Verlauf
mit vorhergehenden Verläufen
verglichen und aus den aufeinanderfolgenden Vergleichen wird eine
Historie (wird über
Zeitraum x gespeichert, z. B. Servicezwecken) der Verläufe gebildet,
die ebenfalls in die Auswertung mit einbezogen wird.
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Über eine
Steuerung ist ein Fernzugriff (z. B. Modem, Internet, usw.) zur
Wartung, Service, Datenanalyse, etc. möglich.
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Werden
Abweichungen der erfassten Werte zu den Sollwerten festgestellt,
die außerhalb
definierter Toleranzen liegen, so folgt automatisch eine entsprechende
Reaktion der Steuerung 11. Je nachdem, innerhalb welcher
Zeitspanne die Überschreitung
der Toleranzen erfolgt, wird entweder eine Warnung oder Meldung
am Leitstand 12 generiert, die die Bedienperson darauf
hinweist, dass die Gummitücher
des betreffenden Druckwerks 05 bei nächster sich bietender Gelegenheit
zu überprüfen sind,
oder es wird in besonders gravierenden bzw. dringlichen Fällen ein
Stopp-Signal generiert, das bewirkt, dass die Maschine gestoppt
wird, um größeren Schaden zu
vermeiden.
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Um
den weiter oben erwähnten
individuellen Eigenschaften der Gummitücher Rechnung zu tragen, werden
die Sollwerte des Antriebsstroms, ggf. zusammen mit den Lagedaten
des zugeordneten Zylinders 06; 07, dadurch gewonnen,
dass nach jedem Auflegen neuer Gummitücher zunächst ein Lese-Modus gestartet
wird, bei dem der Verlauf und die Höhe des Antriebsstroms bei verschiedenen
Drehzahlen unter Produktionsbedingungen (bzw. während der ersten Minuten der
folgenden Produktion) erfasst und im Rechnersystem 11 abgespeichert
wird.
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Es
werden für
unterschiedliche Drehzahlen des Antriebsmotors 09 unterschiedliche
Sollwerte des Antriebsstroms und der Antriebsstrom bei unterschiedlichen
Drehzahlen mit den entsprechenden unterschiedlichen Sollwerten verglichen.
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Die
Druckeinheit 10 kann auch als Doppeldruckeinheit 10 ausgebildet
sein.
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Das
Gummituch kann als mehrlagiges Metalldrucktuch ausgeführt sein.
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- 01
- Druckmaschine,
Rollenrotationsdruckmaschine, Zeitungsdruckmaschine
- 02
- Gestell
- 03
- Bedruckstoff,
Materialbahn, Papierbahn
- 04
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- 05
- Druckwerk
- 06
- Zylinder,
Gummizylinder
- 07
- Zylinder,
Plattenzylinder
- 08
- Farbwerk
- 09
- Antrieb,
Antriebsmotor
- 10
- Druckeinheit,
Doppeldruckeinheit
- 11
- Rechnersystem,
Steuerung
- 12
- Leitstand,
Leitrechner