DE3924376A1 - Verfahren zur farbmengenmessung fuer ein heberfarbwerk einer druckmaschine - Google Patents
Verfahren zur farbmengenmessung fuer ein heberfarbwerk einer druckmaschineInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Farbmengenmessung für ein
Heberfarbwerk einer Druckmaschine, wobei der Farbauftrag auf der Farb
walze durch Farbdosierelemente zonenweise einstellbar ist und von einer
Heberwalze abgetragen wird. wobei in jeder Farbdosierzone in Dreh
richtung der Farbwalze hinter der Kontaktstelle mit der Heberwalze
Meßvorrichtungen auf die auf der Farbwalze befindliche Farbschicht
gerichtet sind.
Bei Heberfarbwerken von Druckmaschinen wird die zonenweise auf der
Farbwalze dosierte Farbschicht von der Heberwalze aufgenommen und
anschließend an die Verreibwalzen des übrigen Farbwerks der Druck
maschine übergeben.
Die Farbmenge, die die Heberwalze von der Farbwalze in jeder Farbdosier
zone aufnimmt hängt von der dortigen Schichtdicken der Farbe auf der
Farbwalze und der Heberwalze, der Verweildauer der Heberwalze an der
Farbwalze, der Relativgeschwindigkeit der Oberfläche der Heberwalze zu
der der Farbwalze sowie den stofflichen Eigenschaften der zu übertragen
den Farbe ab. Hier wären Viskosität, Zügigkeit, Dichte und Haftfähigkeit
der Farbe an den Walzenoberflächen zu nennen. Die Spaltung der Farbe
zwischen Farb- und Heberwalze ist, da von vielen Einflußgrößen abhängig
und sich bei hoher Geschwindigkeit abspielend, ein komplexer, kaum zu
erfassender Vorgang.
Eine exakte, meßtechnische Erfassung der effektiv von der Farb- zur
Heberwalze übertragenen Farbmenge, zudem noch zonenweise ermittelt,
erlaubt eine differenziertere Steuerung der Farbdosierung eines Heber
farbwerkes einer Druckmaschine, gerade im Hinblick auf eine Soll-
Istwert-Steuerung, als bloßes Messen der mittels der Farbdosierelemente
auf der Farbwalze zonenweise eingestellten Farbschichtdicken unter
Berücksichtigung des Heberstreifens.
Die DE-PS 36 28 464 beschreibt eine Vorrichtung zur Farbmengen
einstellung für ein Heberfarbwerk einer Druckmaschine, bei der,
bezogen auf die Farbwalzendrehung, die Winkel der vor- bzw.
zurücklaufenden Farbschichtdicken, sowie die dazugehörigen
Schichtdicken selbst gemessen werden. Die Schichtdickendifferenz,
hervorgerufen durch die Heberwalze, wird dort nebst den dazuge
hörigen Winkeln und der Breite einer Farbdosierzone für den Farb
mengeneinstellvorgang pro Farbdosierzone am Heberfarbwerk verwendet.
Nachteilig an obiger Farbmengeneinstelleinrichtung ist aber, daß
Messungen der Farbschichtdicken der zonenweise auf der Farbwalze
eingestellten Farbe unabhängig vom Meßprinzip aufwendig und nicht
unproblematisch sind. Hauptproblem bei Farbschichtdickenmessungen
auf der Farbwalze über die optische Dichte ist die nicht weiße
Oberfläche der Farbwalze, deren metallischer Glanz, sowie der
mögliche Glanzeffekt der frischen Farbschichtoberfläche.
Kapazitives Messen der Farbschichtdicke ist möglich, wenn die dielek
trischen Eigenschaften der verwendeten Farbe dies auch während längeren
Betriebs der Druckmaschine (Erwärmung, Feuchtmittelaufnahme) zulassen.
Farbschichtdickenmessungen auf der Farbwalze über die optische Dichte
oder die dielektrischen Eigenschaften sind gerade im Hinblick auf die
vielen in der Druckpraxis verwendeten Farbtypen und den damit verbunde
nen verschiedenen physikalischen Eigenschaften und ihrer Änderung
während des Druckverlaufes bei genügend hoher Meßgenauigkeit kaum ohne
wiederholte Vergleichs- und Kalibriermessungen (z.B. bekannte Farb
schichtdicke), also nicht ohne großen Aufwand durchführbar.
Unabhängig von den meßtechnischen Problemen der Schichtdickener
mittlung der auf der Farbwalze befindlichen Farbschicht läßt eine
Ermittlung der Farbschichtdicke in dem Bereich. der nicht durch
den Farbübertrag zwischen Farb- und Heberwalze gestört ist, sowie
eine Ermittlung der Farbschichtdicke im Bereich der Lücke, welche
durch den Farbübertrag vom Farb- zur Heberwalze entsteht, die
unregelmäßige Struktur der Farbschichtoberfläche im Bereich der
Lücke unberücksichtigt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zu schaffen, mit
dem eine exkate, meßtechnische Erfassung der effektiv von der Farb- zur
Heberwalze übertragenen Farbmenge zonenweise möglich ist. Ferner soll
das zu schaffende Meßverfahren von den stofflichen Eigenschaften der
jeweils im Heberfarbwerk befindlichen Druckfarbe weitgehendst unabhängig
sein.
Die Aufgabe der Erfindung wird durch den kennzeichnenden Teil von
Anspruch 1 gelöst.
Die Erläuterung der Erfindung erfolge nun anhand der Zeichnungen.
Es zeigen:
Fig. 1 einen Querschnitt durch ein Heberfarbwerk.
Fig. 2 einen vergrößerten Ausschnitt des für die Erfindung
wesentlichen Bereichs der Farbwalze.
Die wesentlichen Funktionsteile eines in bekannter Weise
aufgebauten Heberfarbwerks sind in Fig. 1 dargestellt. Die Farb
walze 1 nimmt entsprechend ihrer Drehrichtung (Pfeil) auf ihrer
Oberfläche vom Farbvorrat 2 Farbe auf. Die Stärke der nun auf der
Farbwalze 1 befindlichen Farbschicht 3 ist in jeder Farbdosierzone
durch den Abstand der Spitze des Farbdosierelements 4 zur Ober
fläche der Farbwalze 1 einstellbar. Das Farbdosierelement 4 wird
dabei durch das Farbkastengehäuse 5 geführt, dieses dient auch als
Behälter für den Farbvorrat 2.
Die Heberwalze 6 pendelt zwischen Farbwalze 1 und einer nicht
eingezeichneten Verreibwalze des übrigen Farbwerkes hin und her.
Die an der Farbwalze 1 anstehende Heberwalze 6 ist gestrichelt
angedeutet, in dieser Position nimmt die Heberwalze 6 von der
Farbwalze 1 Farbe auf, indem ein Stück beider Oberflächen gegen
einander abrollen. Die Farbschicht 3 auf der Farbwalze 1 wird
dabei gespalten, d.h. ein Teil der Farbschicht 3 haftet nun auf
der Oberfläche der Heberwalze 6. Die Länge des auf der Heberwalze
6 haftenden Farbstreifens hängt von der Verweildauer der Heber
walze 6 an der Farbwalze 1, sowie von der Umdrehungsgeschwindig
keit beider Walzen ab.
Nach dem Abheben der Heberwalze 6 von der Farbwalze 1 bildet der
gespaltene Anteil der ursprünglichen Farbschicht 3 den Heber
streifen 9 auf der Heberwalze 6, der verbleibende Anteil bildet
auf der Farbwalze 1 den Bereich der Lücke 7, d.h. es hinterbleibt
die durch den Farbübertrag zerrissene Farbschicht 8 mit einer für
Farbspaltungsvorgänge typischen Oberflächenstruktur.
Die in der Einleitung erwähnte Komplexität des sich zwischen Farb-
und Heberwalze 1, 6 abspielenden Farbspaltungsvorgangs rührt auch
daher, daß die Heberwalze 6, steht sie in Kontakt mit der Verreib
walze des übrigen Farbwerkes, eine höhere Drehgeschwindigkeit
aufnimmt, als jene, die sie bis zum Abheben von der sich i.a.
langsamer drehende Farbwalze 1 erhält.
Die Heberwalze 6 wird aber durch die niedrige Umlaufgeschwindig
keit der auf der Farbwalze 1 befindlichen Farbschicht 3 von ihrer
höheren Umlaufgeschwindigkeit heruntergebremst. Dieser Bremsvor
gang bewirkt, daß in Drehrichtung der Farbwalze 1 gesehen, zu
Beginn der Lücke 7 die dort zerrissene Farbschicht 8 durch das
viskose Bremsmoment aufgerakelt wird. In einem kleinen Bereich zu
Beginn der Lücke 7 wird die zerrissene Farbschicht 8 somit dicker
sein, als die Farbschicht 3, die nicht durch den Farbübertrag
zwischen Farb- und Heberwalze 1, 6 gestört ist.
Dies ist im linken Teil der Lücke 7 bzw. im linken Teil der
zerrisenen Farbschicht 8 in Fig. 1 angedeutet.
In Fig. 2 ist der für die Erfindung wesentliche Teil der Farb
walze 1 nebst der darauf befindlichen Farbschicht 3 als Ausschnitt
vergrößert dargestellt.
Im Bereich der Lücke 7 fand die Farbspaltung zwischen Farb- und
Heberwalze 1, 6 statt, die Farbschicht 3 zeigt hier die ungleich
mäßige Oberflächenstruktur der zerrissenen Farbschicht 8. Im
Bereich, der nicht durch den Farbübertrag, d.h. durch die Farb
spaltung zwischen Farb- und Heberwalze 1, 6 gestört ist, besitzt
die Farbschicht 3 eine glatte Oberfläche 10.
Innerhalb des Bereichs der Lücke 7 ist der Verlauf der glatten
Oberfläche 10 der ungestörten Farbschicht 3 gestrichelt weiter
geführt. Bezogen auf die Drehrichtung der Farbwalze 1 zu Beginn
der Lücke 7, d.h. dort, wo die Heberwalze 6 die Farbschicht 3
zuerst berührte und somit das Abbremsen der Heberwalze 6 begann,
wurde die Farbe etwas aufgerakelt, d.h. die Oberfläche der
zerrissenen Farbschicht 8 liegt in einem kurzen Bereich der Lücke
7 oberhalb der glatten Oberfläche 10.
Im weiteren Verlauf des Kontaktes von Farb- und Heberwalze 1, 6
wurde die Farbschicht 3 gespalten; die Oberfläche der zerrissenen
Farbschicht 8 verläuft unterhalb der glatten Oberfläche 10.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Bestimmung der in jeder Farb
dosierzone an die Heberwalze 6 übertragenen Farbmenge besteht nun
darin, daß in jeder Farbdosierzone die Profilfläche 11, 11′ der
Lücke 7 bestimmt wird, die in Fig. 2 schraffiert dargestellt ist
und definiert sei als die Fläche zwischen dem Verlauf der Ober
fläche der zerrissenen Farbschicht 8 und dem (gestrichelt darge
stellten) Verlauf der glatten Oberfläche 10.
Die Profilfläche 11, 11′ setzt sich zusammen aus dem Anteil der
Profilfläche 11, welche aus der Fläche utnerhalb des (gestrichelt
dargestellten) Verlaufs der glatten Oberfläche 10 besteht und dem
Anteil der Profilfläche 11′, die wegen des Aufrakelns durch das
Aufsetzen der Heberwalze 6 oberhalb des Verlaufs der glatten
Oberfläche 10 liegt.
Wertet man dem Anteil der Profilfläche 11 positiv, den Anteil der
Profilfläche 11′ negativ, bildet ferner die Summe beider Anteile,
so wird dieser reduzierte Flächenanteil in jeder Farbdosierzone
ein Maß für die auf der Heberwalze 6 übertragene Farbmenge, also
die Menge des Heberstreifens 9 sein. Rechnerisch ergibt sich das
Volumen der in einer Farbdosierzone an die Heberwalze 6
übertragenen Farbmenge aus dem Produkt: Breite der Farbdosierzone
× reduzierter Flächenanteil dieser Farbdosierzone.
Meßtechnisch besteht das erfindungsgemäße Verfahren darin, daß in
jeder Farbdosierzone mit einer Meßvorrichtung in Drehrichtung der
Farbwalze 1 hinter der Heberwalze 6 fortdauernd der Abstand 13
zwischen Meßvorrichtung 12 und der Oberfläche der Farbsicht 3
gemessen wird. Es wird der sich nicht ändernde Abstand 13 zur
glatten Oberfläche 10 der nicht durch den Farbübertrag gestörten
Farbschicht als Referenzabstand gewertet. Von den sich im weiteren
Verlauf der Messung ergebenen Abstandsmeßwerten zur Oberfläche der
zerrissenen Farbschicht 8 innerhalb der Lücke 7 wird die Differenz
zu den außerhalb der Lücke 7 gemessenen Referenzabstand gebildet.
Diese Differenzwerte werden innerhalb der Lücke 7 aufintegriert,
und zwar unter Berücksichtigung des sich bei der vorangehenden
Differenzbildung ergebenden Vorzeichens. Das so in jeder Farb
dosierzone im Bereich der Lücke 7 ermittelte Integral entspricht
nach Multiplikation mit einem von der Drehzahl der Farbwalze 1
abhängenden Faktor der weiter oben in der Beschreibung erwähnten
und definierten reduzierten Profilfläche als Summe der Profil
flächen 11 und 11′.
Besonders einfach gestaltet sich dieser Sachverhalt, wenn, wie im
Anspruch 3 vorgeschlagen, die Abstandsmessung in jeder Farbdosier
zone als Abtastmessung in einem der Drehzahl der Farbwalze 1
proportionalen Zeittakt erfolgt, und ebenso die Integration der
Differenzwerte in diesem Zeittakt durchgeführt wird.
Unabhängig von der Drehzahl der Farbwalze 1 ergibt dann eine
bestimmte Ausdehnung der Lücke 7 und somit des Heberstreifens 9
eine bestimmte Anzahl von Abstandsabtastungen der Oberfläche der
zerrissenen Farbschicht 8. Die Verwendung eines der Drehzahl der
Farbwalze 1 proportionalen Zeittaktes für die Abstandsabtastung
sowie die Aufintegration der Differenzwerte impliziert dann die
Multiplikation des drehzahlunabhängig ermittelten Differenzmeß
werte-Integrals mit einem drehzahlproportionalen Faktor.
Die auf die oben geschilderte Art in jeder Farbdosierzone im
Bereich der Lücke ermittelten reduzierten Profilflächen können nun
als Steuer- bzw. Regelinformation für die Farbdosierung an einem
Heberfarbwerk einer Druckmaschine verwendet werden. Beispielsweise
werden als Steuerinformation die an den einzelnen Farbdosier
elementen abgegriffenen Stellungen (Farbspaltdicke) zonenweise, in
Form von Leuchtdiodenreihen am Fernsteuerplatz dargestellt. Wird
am Druckprodukt in einer oder mehreren Farbdosierzonen eine zu
hohe/zu niedrige Farbgebung, beispielsweise durch eine densito
meterische Messung an einen Druckkontrollstreifen, festgestellt, so
können die Stellungen der Farbdosierelemente der betreffenden Zonen
entsprechend nachgeführt werden.
Automatische Regelkreissysteme ermitteln beispielsweise durch eine
automatische densitometrische Messung die Ist-Farbgebung auf einem
Druckprodukt. Aus diesen Ist-Dichtewerten werden dann unter
Berücksichtigung der Ist-Stellungen der Farbdosierelemente Soll-
Stellungen errechnet um die Soll-Dichtewerte auf dem Druckprodukt
zu erreichen.
Das Meßverfahren gemäß der Erfindung läßt sich nun in einfacher
Weise in die erwähnten Steuer- und Regelsysteme implementieren,
wobei nun die wirklich an das Heberfarbwerk übertragene Farbmengen
zonenweise zur Anzeige bzw. zur Regelung herangezogen werden,
anstelle der wenn auch noch so präzise ermittelten Stellungen der
Farbdosierelemente.
Bezugszeichenliste
1 Farbwalze
2 Farbvorrat
3 Farbschicht
4 Farbdosierelement
5 Farbkastengehäuse
6 Heberwalze
7 Lücke
8 zerrissene Farbschicht innerhalb der Lücke 7
9 Heberstreifen
10 glatte Oberfläche der Farbschicht 3
11 Profilfläche
11′ Profilfläche
12 Meßvorrichtung
13 Abstand
2 Farbvorrat
3 Farbschicht
4 Farbdosierelement
5 Farbkastengehäuse
6 Heberwalze
7 Lücke
8 zerrissene Farbschicht innerhalb der Lücke 7
9 Heberstreifen
10 glatte Oberfläche der Farbschicht 3
11 Profilfläche
11′ Profilfläche
12 Meßvorrichtung
13 Abstand
Claims (4)
1. Verfahren zur Farbmengenmessung für ein Heberfarbwerk einer
Druckmaschine, wobei der Farbauftrag auf der Farbwalze durch
Farbdosierelemente zonenweise einstellbar ist und von einer
Heberwalze abgetragen wird, wobei in jeder Farbdosierzone in
Drehrichtung der Farbwalze hinter der Kontaktstelle mit der Heber
walze Meßvorrichtungen auf die auf der Farbwalze befindliche
Farbschicht gerichtet sind,
dadurch gekennzeichnet,
daß in jeder Farbdosierzone mit der Meßvorrichtung fortdauernd der Abstand zwischen Meßvorrichtung und Oberfläche der Farbschicht auf der Farbwalze gemessen wird, und
daß in jeder Farbdosierzone der gleichbleibende Abstand von der Meßvorrichtung zur Oberfläche der Farbschicht, die nicht durch den Farbübertrag zwischen Farb- und Heberwalze gestört ist, als Referenzabstand gewertet wird, und
daß in jeder Farbdosierzone die Profilfläche der Lücke, welche durch den Farbübertrag zwischen Farb- und Heberwalze entsteht, ermittelt wird, indem von den fortdauernd gemessenen Abstands werten zur Farbschichtoberfläche innerhalb der Lücke die Differenzwerte zum entsprechenden Referenzabstand gebildet und diese Differenzwerte aufintegriert werden, und
daß die so in jeder Farbdosierzone ermittelte Profilfläche der Lücke nach Multiplikation mit einem Faktor, der sich aus der Drehzahl der Farbwalze herleitet, ein Maß für die von der Farb- zur Heberwalze übertragenen Farbmenge ist.
daß in jeder Farbdosierzone mit der Meßvorrichtung fortdauernd der Abstand zwischen Meßvorrichtung und Oberfläche der Farbschicht auf der Farbwalze gemessen wird, und
daß in jeder Farbdosierzone der gleichbleibende Abstand von der Meßvorrichtung zur Oberfläche der Farbschicht, die nicht durch den Farbübertrag zwischen Farb- und Heberwalze gestört ist, als Referenzabstand gewertet wird, und
daß in jeder Farbdosierzone die Profilfläche der Lücke, welche durch den Farbübertrag zwischen Farb- und Heberwalze entsteht, ermittelt wird, indem von den fortdauernd gemessenen Abstands werten zur Farbschichtoberfläche innerhalb der Lücke die Differenzwerte zum entsprechenden Referenzabstand gebildet und diese Differenzwerte aufintegriert werden, und
daß die so in jeder Farbdosierzone ermittelte Profilfläche der Lücke nach Multiplikation mit einem Faktor, der sich aus der Drehzahl der Farbwalze herleitet, ein Maß für die von der Farb- zur Heberwalze übertragenen Farbmenge ist.
2. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß in jeder Farbdosierzone das Aufintegrieren der als
Differenz zu den entsprechenden Referenzabstand gemessenen
Abstandswerte zur Oberfläche der Farbschicht innerhalb der
Lücke über die Zeit erfolgt.
3. Verfahren zur Farbmengenmessung für ein Heberfarbwerk einer
Druckmaschine, wobei der Farbauftrag auf der Farbwalze durch
Farbdosierelemente zonenweise einstellbar ist und von einer Heber
walze abgetragen wird, wobei in jeder Farbdosierzone in Drehrichtung
der Farbwalze hinter der Kontaktstelle mit der Heberwalze Meßvor
richtungen auf die auf der Farbwalze befindliche Farbschicht ge
richtet sind,
dadurch gekennzeichnet,
daß in jeder Farbdosierzone mit der Meßvorrichtung der Abstand zwischen Meßvorrichtung und Oberfläche der Farbschicht auf der Farbwalze als Abtastmessung ermittelt wird, und
daß in jeder Farbdosierzone der gleichbleibende Abstand von der Meßvorrichtung zur Oberfläche der Farbschicht, die nicht durch den Farbübertrag zwischen Farb- und Heberwalze gestört ist, als Referenzabstand gewertet wird, und
daß in jeder Farbdosierzone die Profilfläche der Lücke, welche durch den Farbübertrag zwischen Farb- und Heberwalze entsteht, ermittelt wird, indem von den als Abtastmessung ermittelten Abstandswerten zur Farbschichtoberfläche innerhalb der Lücke der Differenzwerte zum entsprechenden Referenzabstand gebildet und diese Differenzwerte im Zeittakt der Abtastmessung aufintegriert werden, und
daß der Zeittakt der Abtastmessung und der Integration propor tional zur Drehzahl der Farbwalze ist.
daß in jeder Farbdosierzone mit der Meßvorrichtung der Abstand zwischen Meßvorrichtung und Oberfläche der Farbschicht auf der Farbwalze als Abtastmessung ermittelt wird, und
daß in jeder Farbdosierzone der gleichbleibende Abstand von der Meßvorrichtung zur Oberfläche der Farbschicht, die nicht durch den Farbübertrag zwischen Farb- und Heberwalze gestört ist, als Referenzabstand gewertet wird, und
daß in jeder Farbdosierzone die Profilfläche der Lücke, welche durch den Farbübertrag zwischen Farb- und Heberwalze entsteht, ermittelt wird, indem von den als Abtastmessung ermittelten Abstandswerten zur Farbschichtoberfläche innerhalb der Lücke der Differenzwerte zum entsprechenden Referenzabstand gebildet und diese Differenzwerte im Zeittakt der Abtastmessung aufintegriert werden, und
daß der Zeittakt der Abtastmessung und der Integration propor tional zur Drehzahl der Farbwalze ist.
4. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, 2
oder 3 mit zonenweise gegen die Farbwalze stellbaren Farb
dosierelementen und Meßvorrichtungen, die in jeder Farbdosier
zone in Drehrichtung der Farbwalze hinter der Heberwalze auf
die auf der Farbwalze befindliche Farbschicht gerichtet sind,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Meßvorrichtungen als noch einem elektrodynamischen, optischen oder akustischen Wirkprinzip arbeitende Sensoren ausgebildet sind, welche ein elektrisches vom Abstand des Sensors zur Oberfläche der auf der Farbwalze befindlichen Farbschicht abhängiges Signal liefern und
daß zur Gewinnung des drehzahlabhängigen Faktors oder des Taktes der Abtastmessung und der Integration ein Drehzahlgeber an der Farbwalze vorgesehen ist.
daß die Meßvorrichtungen als noch einem elektrodynamischen, optischen oder akustischen Wirkprinzip arbeitende Sensoren ausgebildet sind, welche ein elektrisches vom Abstand des Sensors zur Oberfläche der auf der Farbwalze befindlichen Farbschicht abhängiges Signal liefern und
daß zur Gewinnung des drehzahlabhängigen Faktors oder des Taktes der Abtastmessung und der Integration ein Drehzahlgeber an der Farbwalze vorgesehen ist.
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE19914101208 DE4101208C2 (de) | 1989-07-22 | 1991-01-17 | Verfahren zur Farbmengenmessung für ein Heberfarbwerk einer Druckmaschine |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE19914101208 DE4101208C2 (de) | 1989-07-22 | 1991-01-17 | Verfahren zur Farbmengenmessung für ein Heberfarbwerk einer Druckmaschine |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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DE3924376A1 true DE3924376A1 (de) | 1991-01-31 |
DE3924376C2 DE3924376C2 (de) | 1994-08-25 |
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ID=6423167
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DE19893924376 Expired - Fee Related DE3924376C2 (de) | 1989-07-22 | 1989-07-22 | Verfahren zur Farbmengenmessung für ein Heberfarbwerk einer Druckmaschine |
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