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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bestimmung von kinematischen
Abwickelfehlern an Rotationsdruckmaschinen gemäß dem
Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Durch
die
EP 08 29 352 B1 ist
ein Verfahren zur Diagnose einer Rotationsdruckmaschine bekannt,
bei dem mindestens zwei sich periodisch synchron bewegende Bauteile
der Rotationsdruckmaschine mit Winkellagegebern versehen werden,
um durch einen Vergleich der Ausgangssignale der Winkellagegeber
ein Signal für den Verlauf der Relativbewegung zwischen
den Bauteilen zu erhalten. Dieses Signal wird mit einem festgelegten
maschinentypischen Referenzsignal der Relativbewegung der beiden
Bauteile verglichen. Das Ergebnis dieses Vergleichs wird als Maß für
den Verschleiß oder für Schäden an Bauteilen
der Rotationsdruckmaschine herangezogen. Als Winkellagegeber kommen
beispielsweise Drehimpulsgeber zum Einsatz, vorzugsweise an den
Antriebsmotoren verbaute Drehimpulsgeber.
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Durch
die
DE 37 26 233 A1 und
durch die
EP 03 75
860 B1 sind Verfahren und eine Vorrichtung zur Korrektur
von Verzahnungsfehlern in einer Zahnradpaarung im Druckwerksantrieb
einer Rotationsdruckmaschine mit Hilfe von Teilkreisverschiebung
bekannt. Dabei wird der zeitliche Verlauf der Differenz zweier über
die Zahnradpaarung gekoppelter Drehimpulsgeber bestimmt, um hieraus
einen Drehwinkelfehler abzuleiten. Anhand eines Referenzsignals können
Betrag und Phasenlage des Drehwinkelfehlers festgestellt werden,
der dann mit Hilfe von Teilkreisverschiebung ausgeglichen werden
kann.
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Ein
wesentlicher Nachteil des Standes der Technik ist, dass lediglich
Fehler an Rotationsdruckmaschinen bestimmt, diagnostiziert oder
ausgeglichen werden können, die auf Drehwinkelfehlern beruhen.
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Demgegenüber
werden beispielsweise bei der Inbetriebnahme von Rotationsdruckmaschinen Abwickelfehler
im Umfangsregister beobachtet, die sich über einen Umfang
verändern und durch eine Korrektur des Winkelbezugs der
Druckwerksantriebe nur vermitteln, jedoch nicht beheben lassen.
Da solche kinematischen Abwickelfehler häufig erst beim Abdruck
der Rotationsdruckmaschinen während der Inbetriebnahme
sichtbar werden, sind die dadurch entstehenden Aufwendungen zur
Beseitigung deren Ursache sehr hoch. Derartige kinematische Abwickelfehler
gilt es mittels eines geeigneten Verfahrens frühzeitig,
vorzugsweise bereits an einzelnen Komponenten, wie etwa Druckwerken
oder Druckeinheiten der Rotationsdruckmaschine zu erkennen.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Bestimmung
von kinematischen Abwickelfehlern an Rotationsdruckmaschinen oder an
Komponenten von Rotationsdruckmaschinen zu schaffen.
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Die
Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale
des Anspruchs 1 gelöst.
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Demnach
umfasst ein Verfahren zur Bestimmung von kinematischen Abwickelfehlern
an einer Rotationsdruckmaschine bzw. an mindestens einem Druckwerk
einer Rotationsdruckmaschine, die Verfahrensschritte:
- – Anordnen mindestens jeweils einer Maßverkörperung
auf der Mantelfläche mindestens zweier beispielsweise durch
einen gemeinsamen Druckwerksantrieb angetriebener Druckzylinder
mindestens eines Druckwerks der Rotationsdruckmaschine, beispielsweise
durch Anbringen mindestens jeweils eines um den Umfang des jeweiligen Druckzylinders
umlaufenden Maßbandes, etwa durch Aufkleben des Maßbandes,
oder durch Einprägen einer um den Umfang des Druckzylinders umlaufenden
Teilungsperiode auf der Mantelfläche des Druckzylinders,
- – Abtasten der Maßverkörperung bei
angetriebenen, sich drehenden Druckzylindern, beispielsweise berührungslos
mittels optischer Leseeinheiten, zur messtechnischen Erfassung von
Wegsignalen der einzelnen Druckzylinder,
- – Differenzbildung der Wegsignale zueinander und/oder
zu mindestens einem Referenzsignal mindestens eines beispielsweise
an einem Antriebsmotor eines Druckwerksantriebs der Rotationsdruckmaschine
angeordneten, einen Winkellagegeber beispielsweise in Form eines
Drehimpulsgebers umfassenden Drehwinkelmesssystems der Rotationsdruckmaschine,
sowie
- – Bestimmung von kinematischen Abwickelfehlern der
Rotationsdruckmaschine durch Berechnung der einzelnen Durchmesser
der Druckzylinder und von kinematischen Übertragungsfehlern der
Zahnräder eines die Druckzylinder antreibenden Druckwerksantriebs
aus den gemessenen Wegsignalen und deren Differenzen zueinander und/oder
zum Referenzsignal.
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Das
Abtasten der Maßverkörperung zur messtechnischen
Erfassung von Wegsignalen ebenso wie die Differenzbildung der Wegsignale
zueinander und zu mindestens einem Referenzsignal erfolgt dabei
vorzugsweise kontinuierlich oder in infinitesimal kleinen, diskreten
Schritten.
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Ein
wesentlicher Grundgedanke der Erfindung ist, eine Messung unmittelbar
an einer oder mehreren Stellen in einer Rotationsdruckmaschine durchzuführen,
die im Druckprozess den Druck erzeugen. Dies wird durch eine Anordnung
einer Maßverkörperung auf den Mantelflächen
der zu untersuchenden Druckzylinder und durch eine messtechnische
Erfassung von Wegsignalen durch Abtasten der Maßverkörperung
bei laufender Rotationsdruckmaschine erreicht. Durch eine nachfolgende
Differenzbildung der Wegsignale zueinander sowie zu mindestens einem
Referenzsignal mindestens eines Drehwinkelmesssystems der Rotationsdruckmaschine und
durch eine Berechnung der einzelnen Durchmesser der Druckzylinder
sowie einer Berechnung von kinematischen Übertragungsfehlern
der Zahnräder eines die Druckzylinder antreibenden Druckwerksantriebs
aus den gemessenen Wegsignalen und deren Differenzen können
kinematische Abwickelfehler an der Rotationsdruckmaschine bestimmt werden.
Das Verfahren ermöglicht mit überschaubarem Aufwand
das Übertragungsverhalten eines oder mehrerer Druckwerke
oder einer oder mehrerer aus jeweils mindestens zwei Druckwerken
bestehender Druckeinheiten einer Rotationsdruckmaschine zu analysieren
und Aussagen über Fehlerart, Fehlerort und Fehlergröße
zu treffen.
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Die
mit der Erfindung erzielbaren Vorteile bestehen insbesondere darin,
dass das Verfahren eine Aussage über Art, Ort und Größe
von kinematischen Abwicklungsfehlern an den unmittelbar den Druck ausführenden
Ober- bzw. Mantelflächen von Druckzylindern liefert. Es
kann sowohl bei neuen, noch nicht in Betrieb genommenen Rotationsdruckmaschinen,
als auch bei älteren Rotationsdruckmaschinen mit vergleichsweise
geringem Aufwand angewendet werden.
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Vorzugsweise
erfolgt anhand des Referenzsignals mindestens eine Zuordnung einer
Winkellage zu den bestimmten Abwickelfehlern und/oder berechneten Übertragungsfehlern.
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Die
messtechnisch erfassten Wegsignale und/oder die durch Differenzbildung
der Wegsignale gewonnenen Differenzen der Wegsignale zueinander und/oder
zu mindestens einem Referenzsignal und/oder die berechneten Durchmesser
der Druckzylinder und/oder die aus den gemessenen Wegsignalen und
deren Differenzen berechneten kinematischen Übertragungsfehler
der Zahnräder des die Druckzylinder antreibenden Druckwerksantriebs
können über mehrere auch als Takte bezeichnete
Umdrehungen der Druckzylinder erfasst und vorzugsweise aufgezeichnet
werden, um anhand der Periodizität bestimmter in der Aufzeichnung
erkennbarer Ereignisse auf eine Ursache der Abwickelfehler, etwa auf
ein oder mehrere einen Abwickelfehler verursachende Bauteile der
Rotationsdruckmaschine zu schließen. Die Periodizität
ergibt sich durch das kleinste gemeinsame Vielfache der einzelnen Übersetzungsverhältnisse
zwischen den an der Übertragung des Druckbilds beteiligten
Komponenten. Beträgt das kleinste gemeinsame Vielfache
beispielsweise 61, so sind die Druckprodukte aus den Takten 1, 62,
123, ... jeweils in der selben Position der beteiligen Komponenten,
beispielsweise in der selben Getriebeposition, entstanden.
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Darüber
hinaus können die messtechnisch erfassten Wegsignale und/oder
die durch Differenzbildung der Wegsignale gewonnenen Differenzen
der Wegsignale zueinander und/oder zu mindestens einem Referenzsignal
und/oder die berechneten Durchmesser der Druckzylinder und/oder
die aus den gemessenen Wegsignalen und deren Differenzen berechneten
kinematischen Übertragungsfehler der Zahnräder
des die Druckzylinder antreibenden Druckwerksantriebs über
mehrere auch als Takte bezeichnete Umdrehungen der Druckzylinder
und/oder über einen längeren Zeitraum erfasst
und vorzugsweise aufgezeichnet und in Frequenzspektren zerlegt werden,
um durch eine Zuordnung typischer Frequenzen bestimmter in der Aufzeichnung
erkennbarer Ereignisse auf eine Ursache der Abwickelfehler, etwa
auf ein oder mehrere einen Abwickelfehler verursachende Bauteile
der Rotationsdruckmaschine zu schließen. Die kurz als Ausgangssignale
bezeichneten messtechnisch erfassten Wegsignale und/oder die durch
Differenzbildung der Wegsignale gewonnenen Differenzen der Wegsignale
und/oder die berechneten Durchmesser der Druckzylinder und/oder die
aus den gemessenen Wegsignalen und deren Differenzen berechneten
kinematischen Übertragungsfehler der Zahnräder
des die Druckzylinder antreibenden Druckwerksantriebs werden dabei
vorzugsweise in deren Frequenzspektren zerlegt, welche anschließend
typischen Frequenzen einzelner Bauteile zugeordnet werden können.
Eine Zerlegung in Frequenzspektren kann beispielsweise durch eine Fourieranalyse
oder -transformation erfolgen. Als besonders vorteilhaft hat sich
hierbei eine mittels elektronischer Datenverarbeitung automatisiert
durchführbare schnelle Fouriertransformation (FFT – Fast Fourier
Transformation) erwiesen. Hierbei werden die Signale in einzelne Frequenzspektren
mit zugehörigen Amplituden zerlegt, welche durch Superposition
wiederum die Ausgangssignale bilden würden. Als vorteilhaft
hat sich hierbei erwiesen, diese Frequenzspektren entweder auf die
Zeit, oder auf Zylinderumdrehungen zu beziehen.
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Vorzugsweise
werden bei der Berechnung der Durchmesser der Druckzylinder sowohl
jeweils ein mittlerer Durchmesser je Druckzylinder anhand der jeweiligen
Wegsignale über eine volle Umdrehung, als auch tatsächliche
und/oder scheinbare Abweichungen von diesem jeweiligen mittleren
Durchmesser durch Differentiation der Wegsignale der einzelnen Druckzylinder
ermittelt.
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Um
Applikations- oder Einprägungsfehler der Maßverkörperungen
auf den Mantelflächen der Druckzylinder erkennen und/oder
ausgleichen zu können, ist denkbar, dass je Druckzylinder
zwei oder mehr Maßverkörperungen angeordnet werden.
Applikations- oder Einprägungsfehler der Maßverkörperungen
auf der Mantelfläche des Druckzylinders können
beispielsweise durch eine Differenzbildung von benachbarten Messstellen
bzw. benachbarten Maßverkörperungen auf dem selben
Druckzylinder erkannt werden. Dies kann simultan mit der messtechnischen
Erfassung der Wegsignale erfolgen.
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Gemäß einer
vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung werden die Wegsignale
in Bezug zu einem von dem Drehwinkelmesssystem erfassten Drehwinkel
gesetzt, so dass beispielsweise ein Bezug zwischen der durch Differentiation
der Wegsignale bestimmbaren Oberflächengeschwindigkeit
und der durch Differentiation des Drehwinkels bestimmbare Winkelgeschwindigkeit
herstellbar ist.
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Vorzugsweise
ist je mit einer Maßverkörperung versehenem Druckzylinder
zusätzlich ein Drehwinkelmesssystem vorgesehen, so dass
zusätzlich Abweichungen der Druckzylinder von deren idealer, kreisrunder
Form sowohl in Bezug auf Größe und Winkellage
bestimmt werden können.
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Bei
den mit der Maßverkörperung versehenen Druckzylindern
kann es sich beispielsweise mindestens um zwei eine identische Funktion
ausübende Druckzylinder des Schön- und Widerdrucks
zweier Druckwerke einer Druckeinheit handeln. Ebenso ist denkbar,
dass es sich bei den mit der Maßverkörperung versehenen
Druckzylindern mindestens um einen Platten- und einen Gummituchzylinder
des selben Druckwerks handelt. Auch kann es sich bei den mit der
Maßverkörperung versehenen Druckzylindern mindestens
um zwei gleichartige, identische Funktionen ausübende Druckzylinder
zweier in unterschiedlichen Druckeinheiten angeordneter Druckwerke
handeln.
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Zur
Differenzbildung der Wegsignale zu dem mindestens einen Referenzsignal
des mindestens einen Drehwinkelmesssystems der Rotationsdruckmaschine
kann ein vom Drehwinkelmesssystem ausgegebenes Ausgangssignal beispielsweise
anhand des Soll-Durchmessers eines Druckzylinders oder anhand eines
anhand des jeweiligen Wegsignals über eine volle Umdrehung
berechneten mittleren Durchmesser eines Druckzylinders, sowie anhand
des Übersetzungsverhältnisses eines gegebenenfalls zwischen
Drehwinkelmesssystem und Druckzylinder angeordneten Getriebes ein
Soll-Wegsignal oder ein mittleres Wegsignal als Referenzsignal berechnet werden.
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Wichtig
ist hervorzuheben, dass es grundsätzlich auch im Rahmen
der Erfindung liegt, anstelle einer Differenzbildung zweier oder
mehrerer Wegsignale einen zeitlichen Bezug beispielsweise nur eines, oder
auch mehrerer Wegsignale herzustellen, um kontinuierlich die Oberflächengeschwindigkeit
der mit der Maßverkörperung versehenen Druckzylinder zu
erfassen. Anhand eines Referenzsignals, beispielsweise dem Ausgangssignal
eines Drehimpulsgebers des Antriebsmotors, kann so ebenfalls auf
kinematische Abwicklungsfehler rückgeschlossen werden.
Bevorzugt wird jedoch das Verfahren, bei dem eine Differenzbildung
der Wegsignale vorgesehen ist, da der zeitliche Bezug eine potentielle
Fehlerquelle darstellt, welche den systematischen Messfehler erhöht.
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Ein
Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen
dargestellt und wird im Folgenden näher beschrieben.
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Es
zeigen:
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1 eine
schematische Darstellung einer Druckeinheit einer Rotationsdruckmaschine
mit Maßverkörperungen versehenen Druckzylindern;
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2 ein
Diagramm, in welchem über eine Periode gemittelte Differenzwege
zwischen einem durch Abtastung einer Maßverkörperung
gewonnenen Wegsignal und einem durch ein Drehwinkelmesssystem gegebenes
Referenzsignal in Größe und Winkellage aufgetragen
sind;
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3 ein
Diagramm, in dem arithmetische Mittelwege der Differenzwege je Takt über
mehrere Takte hinweg aufgetragen sind;
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4 ein
Diagramm, in dem die Differenzwege über mehrere Takte aufgezeichnet
sind, und aus dem anhand bestimmter, in der Aufzeichnung erkennbarer
Ereignisse auf Ursachen von Abwickelfehlern rückgeschlossen
werden kann.
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1 zeigt
vereinfacht eine Druckeinheit 01 einer nicht näher
dargestellten Rotationsdruckmaschine. Die Vereinfachung bezieht
sich darauf, dass nicht sämtliche angetriebenen Walzen
und Zylinder der Druckeinheit 01 dargestellt sind, sondern
nur die wesentlichen, unmittelbar am Abdruck beteiligten Bauteile.
Die Druckeinheit 01 besteht aus zwei Druckwerken 02; 03 die
ein Doppeldruckwerk bilden, einem für den Schön-
und einem für den Widerdruck. Das Druckwerk 02 für
den Schöndruck weist zwei Druckzylinder 04; 06,
z. B. einen Formzylinder 04, insbesondere einen Plattenzylinder 04 und
einen Übertragungszylinder 06, insbesondere einen
Gummituchzylinder 06 auf. Das Druckwerk 03 für
den Widerdruck weist ebenso zwei Druckzylinder 05; 07,
z. B. einen Formzylinder 05, insbesondere einen Plattenzylinder 05 und
einen Übertragungszylinder 07, insbesondere einen
Gummituchzylinder 07 auf. Die Druckzylinder 04; 06; 05; 07 werden
gemeinsam von einem Druckwerksantrieb 09, bestehend aus
einem Antriebsmotor 10 sowie aus einem mehrere Zahnräder 17; 18; 19 umfassenden
Getriebe 12 angetrieben. Am Antriebsmotor 10 ist
ein Drehwinkelmesssystem 13 mit einem als Drehimpulsgeber
ausgeführten Winkellagegeber angeordnet. Auf den Mantelflächen
der Druckzylinder 04; 06; 05; 07 ist
jeweils eine Maßverkörperung 14 angeordnet.
Je Druckzylinder 04; 06; 05; 07 ist
eine ortsfest an einem Gestell der Druckeinheit 01 angeordnete
Leseeinheit 15 vorgesehen, welche die jeweilige Maßverkörperung 14 zur
messtechnischen Erfassung von Wegsignalen für die einzelnen
Druckzylinder 04; 06; 05; 07 berührungslos
abtastet.
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Ein
Verfahren zur Bestimmung von kinematischen Abwickelfehlern an der
in 1 dargestellten Druckeinheit 01 einer
Rotationsdruckmaschine läuft wie folgt ab:
In einem
ersten Verfahrensschritt werden die Maßverkörperungen 14 auf
den Mantelflächen der durch den gemeinsamen Druckwerksantrieb 09 angetriebenen
Druckzylinder 04; 06; 05; 07 der
Druckeinheit 01 angeordnet. Jede Maßverkörperung 14 besteht
aus einem um den Umfang des jeweiligen Druckzylinders 04; 06; 05; 07 umlaufenden
Maßband 14. Das Maßband 14 ist
zur Anordnung auf der jeweiligen Mantelfläche mit einer
selbstklebenden Beschichtung versehen. Das Aufkleben der Maßbänder 14 auf
den Mantelflächen der Druckzylinder 04; 06; 05; 07 erfolgt beispielsweise
mittels einer Applikationshilfe, die zur Montage der Maßbänder 14 anstelle
der Leseeinheit 15 angeordnet werden kann. Durch Abwälzen
der Druckzylinder 04; 06; 05; 07 können
die Maßbänder 14 aufgeklebt werden. Um
Applikationsfehler der Maßverkörperungen 14 auf
den Mantelflächen der Druckzylinder 04; 06; 05; 07 erkennen
und/oder ausgleichen zu können, können je Druckzylinder 04; 06; 05; 07 zwei
oder mehr Maßverkörperungen 14 angeordnet
werden. Applikations- oder Einprägungsfehler der Maßverkörperungen 14 auf
den Mantelflächen der Druckzylinder 04; 06; 05; 07 können dann
beispielsweise durch eine Differenzbildung von benachbarten Messstellen
bzw. benachbarten Maßverkörperungen 14 auf
dem selben Druckzylinder 04; 06; 05; 07 erkannt
werden. Dies kann simultan mit der messtechnischen Erfassung von
Wegsignalen in einem späteren Verfahrensschritt erfolgen.
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In
einem zweiten Verfahrensschritt werden die die Maßverkörperung 14 bildenden
Maßbänder 14 bei angetriebenen, sich
drehenden Druckzylindern 04; 06; 05; 07 berührungslos
mittels der z. B. optischen Leseeinheiten 15 abgetastet.
Hierdurch werden Wegsignale der einzelnen Druckzylinder 04; 06; 05; 07 messtechnisch
erfasst. Jedes Maßband 14 bildet dabei zusammen
mit einer Leseeinheit 15 ein berührungsloses,
insbesondere optisches Wegmesssystem. Die Maßbänder 14 haben
beispielsweise eine physikalische Auflösung von 20 μm,
die von einer in den Leseeinheiten integrierten Elektronik nochmals
um einen Faktor 40 interpoliert werden kann. Am Ausgang
der Leseeinheit 15 stehen somit inkrementelle Wegsignale
mit einer Auflösung von beispielsweise 0,5 μm
am Umfang der Druckzylinder 04; 06; 05; 07 zur
Verfügung. Eine niedrige Messdrehzahl von beispielsweise
480 U/h stellt sicher, dass keine dynamische Effekte und Flankenwechsel im
Getriebe 12 auftreten. Damit werden nur die kinematischen
Bewegungen der Oberflächen der Druckzylinder 04; 06; 05; 07 erfasst.
Außerdem wird dadurch sichergestellt, dass die vom Wegmesssystem zu
erfassende Impulsfrequenz nicht zu groß wird.
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Anstelle
eines optischen Wegmesssystems kann auch ein magnetisches Wegmesssystem
verwendet werden. Dabei werden die inkrementellen Wegsignale z.
B. mittels einer magnetischen Anordnung, insbesondere abwechselnd
angeordneten Nord- und Südpolen auf z. B. dem Maßband 14 erzeugt,
die von einen Magnetsensor der Leseeinheit 15 abgetastet
werden.
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In
einem dritten Verfahrensschritt werden Differenzen der Wegsignale
zueinander gebildet bzw. die Differenzen der einzelnen Wegsignale
zu einem Referenzsignal gebildet. Das Referenzsignal liefert das
am Antriebsmotor 10 angeordnete Drehwinkelmesssystem 13.
Zur Differenzbildung der einzelnen Wegsignale zu dem Referenzsignal
des Drehwinkelmesssystems 13 wird ein dem Drehwinkel des
Antriebsmotors 10 proportionales Ausgangssignal des Drehwinkelmesssystems 13 mittels
des Soll-Durchmessers eines Druckzylinders 04; 06; 05; 07 oder
anhand eines anhand des jeweiligen Wegsignals über eine
volle Umdrehung berechneten mittleren Durchmesser eines Druckzylinders 04; 06; 05; 07,
sowie mittels des Übersetzungsverhältnisses des
Getriebes 12 zwischen Antriebsmotor 10 und Druckzylinder 04; 06; 05; 07 berechnet.
Das Referenzsignal liegt damit in Form eines Soll-Wegsignals oder
in Form eines mittleren Wegsignals vor.
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In
einem vierten und letzten Verfahrensschritt werden kinematische
Abwickelfehler der Druckeinheit 01 der Rotationsdruckmaschine
durch Berechnung der einzelnen Durchmesser der Druckzylinder 04; 06; 05; 07 und
durch Berechnung von kinematischen Übertragungsfehlern
der Zahnräder 17; 18; 19 des
Getriebes 12 des die Druckzylinder 04; 06; 05; 07 antreibenden
Druckwerksantriebs 09 aus den gemessenen Wegsignalen und
deren Differenzen zueinander bzw. zum Referenzsignal berechnet.
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Dies
geschieht wie folgt. Die messtechnisch erfassten Wegsignale bzw.
die durch Differenzbildung der Wegsignale gegenüber dem
Referenzsignal gewonnenen Differenzsignale werden über
mehrere Umdrehungen der Druckzylinder 04; 06; 05; 07 aufgezeichnet,
um anhand der Periodizität bestimmter in der Aufzeichnung
erkennbarer Ereignisse auf eine Ursache der Abwickelfehler, etwa
auf ein oder mehrere einen Abwickelfehler verursachende Bauteile
der Rotationsdruckmaschine zu schließen. Die Periodizität
des nur einen Ausschnitt eines Getriebes 12 eines vollständigen
Druckwerksantriebs 09 darstellenden, aus Zahnrad 17,
insbesondere Motorritzel 17, Zahnrad 18, insbesondere
Zwischenrad 18 und Zahnrad 19, insbesondere Zylinderzahnrädern 19 bestehenden
Getriebes 12 lässt sich aus dem kleinsten gemeinsamen
Vielfachen der Zähnezahlen berechnen. Das Motorritzel 17 des
Getriebes 12 hat 20 Zähne, das Zwischenrad 18 hat
61 Zähne und die Zylinderzahnräder 19 haben
jeweils 60 Zähne. Nach 3660 Zähnen stehen alle
Zahnräder 17; 18; 19 wieder
in ihrer Ausgangsstellung. Umgerechnet auf die Zylinderzahnräder 19 entspricht
dies 61 Umdrehungen. Im Folgenden wird eine Umdrehung eines Druckzylinders 04; 06; 05; 07 auch
als Takt bezeichnet.
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Darüber
hinaus können die Differenzsignale in Frequenzspektren
zerlegt werden, um durch eine Zuordnung typischer Frequenzen auf
eine Ursache der Abwickelfehler, etwa auf ein oder mehrere einen Abwickelfehler
verursachende Bauteile der Rotationsdruckmaschine zu schließen.
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2 zeigt
ein Diagramm 20, in welchem die über eine Periode
gemittelten Differenzwege zwischen dem durch Abtastung der Maßverkörperung am
Gummituchzylinder 06 gewonnenen Wegsignal und dem durch
das Drehwinkelmesssystem 13 gegebenen Referenzsignal in
Größe und Winkellage aufgetragen sind. Eine Zuordnung
einer Winkellage zu den Differenzwegen erfolgt dabei anhand des
Referenzsignals. Zur besseren Übersichtlichkeit sind die Differenzwege
durch Bezug auf eine charakteristische Länge dimensionslos
aufgetragen. Das Diagramm 20 wird erhalten, indem zunächst
die über 61 Takte gemessenen Differenzwege über
dem Drehwinkel aufgezeichnet werden, wobei die Differenzwege jeden
Takts aufs Neue bei einem Drehwinkel von 0° beginnend aufgetragen
werden. Der „blinde" Bereich zwischen etwa 345° und
360° ist im Ausführungsbeispiel dadurch bedingt,
dass die Enden der Maßbänder 14 mit Klebeband
gesichert und dadurch abgedeckt sind. Die Differenzwege der einzelnen Takte
sind dabei ähnlich, besitzen aber eine sich ändernde Überlagerung.
Anschließend wird der Verlauf der Differenzwege über
die 61 Takte für jeden Drehwinkel gemittelt. Dieser mittlere
Verlauf zeigt Abwälzfehler mit den Faktoren 3 und 60 einer
Umdrehung.
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Werden
die zugehörigen Takte aus verschiedenen Perioden übereinander
aufgetragen, so kann die Reproduzierbarkeit der Verläufe
für alle Takte nachgewiesen werden.
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Wird
der arithmetische Mittelwert der dimensionslosen Differenzwege über
einen Takt berechnet, und wird dieser Mittelwert als Funktion der
Takt Nummer dargestellt, so entsteht das Diagramm 21 in 3.
Die Periodendauer von 61 Takten ist dabei deutlich zu erkennen.
Mit guter Näherung entspricht der Verlauf einer Sinusfunktion
mit einer dimensionslosen Amplitude von 18. Dieser Fehler kann anhand der
Periodizität eindeutig dem Zwischenrad 18 mit
einer Zähnezahl von 61 zugeordnet werden.
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Die
beschriebene Analyse kann durch Differenzwege von Wegsignalen anderer
Druckzylinder 04; 06; 05; 07 zum
Referenzsignal auch für die verbleibenden Druckzylinder 04; 06; 05; 07 durchgeführt werden.
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Durch
Zerlegung der Differenzsignale in Frequenzspektren kann eine weitere,
häufig genauere Zuordnung von Abwickelfehlern zu deren
Ursachen durchgeführt werden.
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4 zeigt
hierzu in den Diagrammen 22 und 23 eine spektrale
Darstellung des Verlaufs der Differenzwege mit einer Zuordnung von
Fehlerart, etwa von Rundlauf- oder Verzahnungsfehlern, Ursache des
Fehlers und Fehlergröße. Die Abszisse im Fourierspektrum
in den Diagrammen 22 und 23 stellt das Vielfache
einer Umdrehung der Druckzylinder 04; 06; 05; 07 dar.
Eine Auswertung der Messergebnisse aller vier Druckzylinder 04; 06; 05; 07 erlaubt eine
genaue Zuordnung der Rundlauffehler zu den entsprechenden Zahnrädern 17; 18; 19,
um Ursache des Fehlers und Fehlergröße zu bestimmen.
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Dem
Diagramm 23, das einen Ausschnitt aus Diagramm 22 zeigt,
kann beispielsweise entnommen werden, dass die Ursache des durch
den Peak 24 verursachten Abwickelfehlers ein Rundlauffehler
der Zylinderzahnräder 19 ist. Die Ursache des
durch den Peak 25 verursachten Abwickelfehlers ist ein
Rundlauffehler des Motorritzels 17.
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Die
Ursachen des durch die Peaks 26 verursachten Abwickelfehlers
in Diagramm 22 ist ein Verzahnungsfehler.
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Sämtliche
genannten Fehler verursachen kinematische Abwickelfehler an Rotationsdruckmaschinen
und können mit dem vorliegenden Verfahren erkannt werden.
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- 01
- Druckeinheit
- 02
- Druckwerk
- 03
- Druckwerk
- 04
- Druckzylinder,
Formzylinder, Plattenzylinder
- 05
- Druckzylinder,
Formzylinder, Plattenzylinder
- 06
- Druckzylinder, Übertragungszylinder,
Gummituchzylinder
- 07
- Druckzylinder, Übertragungszylinder,
Gummituchzylinder
- 08
-
- 09
- Druckwerksantrieb
- 10
- Antriebsmotor
- 11
-
- 12
- Getriebe
- 13
- Drehwinkelmesssystem
- 14
- Maßverkörperung,
Maßband
- 15
- Leseeinheit
- 16
-
- 17
- Zahnrad,
Motorritzel
- 18
- Zahnrad,
Zwischenrad
- 19
- Zahnrad,
Zylinderzahnrad
- 20
- Diagramm
- 21
- Diagramm
- 22
- Diagramm
- 23
- Diagramm
- 24
- Peak
- 25
- Peak
- 26
- Peak
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
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Zitierte Patentliteratur
-
- - EP 0829352
B1 [0002]
- - DE 3726233 A1 [0003]
- - EP 0375860 B1 [0003]