EP1303404B1 - Verfahren zur regelung einer bahnspannung in einer rotationsdruckmaschine - Google Patents

Verfahren zur regelung einer bahnspannung in einer rotationsdruckmaschine Download PDF

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EP1303404B1
EP1303404B1 EP01964839A EP01964839A EP1303404B1 EP 1303404 B1 EP1303404 B1 EP 1303404B1 EP 01964839 A EP01964839 A EP 01964839A EP 01964839 A EP01964839 A EP 01964839A EP 1303404 B1 EP1303404 B1 EP 1303404B1
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EP
European Patent Office
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web
printing
phase
tension
soll
Prior art date
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EP01964839A
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EP1303404A1 (de
Inventor
Johannes Georg Schaede
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Koenig and Bauer AG
Original Assignee
Koenig and Bauer AG
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Publication date
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65H—HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL, e.g. SHEETS, WEBS, CABLES
    • B65H23/00—Registering, tensioning, smoothing or guiding webs
    • B65H23/04—Registering, tensioning, smoothing or guiding webs longitudinally
    • B65H23/18—Registering, tensioning, smoothing or guiding webs longitudinally by controlling or regulating the web-advancing mechanism, e.g. mechanism acting on the running web
    • B65H23/188—Registering, tensioning, smoothing or guiding webs longitudinally by controlling or regulating the web-advancing mechanism, e.g. mechanism acting on the running web in connection with running-web
    • B65H23/1882—Registering, tensioning, smoothing or guiding webs longitudinally by controlling or regulating the web-advancing mechanism, e.g. mechanism acting on the running web in connection with running-web and controlling longitudinal register of web
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41F—PRINTING MACHINES OR PRESSES
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    • B41F13/02—Conveying or guiding webs through presses or machines
    • B41F13/025—Registering devices
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65H—HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL, e.g. SHEETS, WEBS, CABLES
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    • B65H2513/50—Timing
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S101/00—Printing
    • Y10S101/42—Means for tensioning webs

Definitions

  • the invention relates to a method for regulating a web tension in a rotary printing press according to the preamble of claim 1.
  • the DE 92 18 978 U1 discloses a first control loop wherein a voltage between a printing couple and a tension roller is controlled to be constant.
  • a second control loop is controlled by means of a rotational position of the printing unit and the cutting cylinder and an optical signal which processes the position of a brand, via the drive of the cutting cylinder, an angular position of the cutting cylinder.
  • the invention has for its object to provide a method for controlling a web tension in a rotary printing press.
  • the measurement as possible after the last printing unit gives the greatest possible information about the operating condition of the web before entering the superstructure, in particular the funnel inlet.
  • the tension / elongation behavior of the web changes as the web passes through the pressure points and causes, for example, an increase in the elongation after the last printing unit.
  • the tension / elongation behavior of the web changes as the web passes through the pressure points and causes, for example, an increase in the elongation after the last printing unit.
  • in order to ensure a smooth funnel inlet of the webs in multi-lane operation is achieved in order to achieve the necessary gradation in the web tension after switching on water and color as possible only about adjustment of the infeed the appropriate web tension level of the tracks to each other.
  • the paper web expands under the influence of the fountain solution and / or the color both in the longitudinal and in the transverse direction with respect to the transport direction. This is reflected, in particular in multi-color printing with free path lengths between adjacent pressure points as elongation of the web. This elongation, as long as the effect at each pressure point remains constant over time, at least in part, for example, be compensated by register adjustment on the cylinders, by changing the position of register rollers or other facilities.
  • the stretching behavior of the paper web is subject to many influences such as Example of the stress / strain characteristics of the paper and thus the prevailing voltage, the current humidity, the moisture sensitivity, the penetration, the position of the role in their production in the drum, which is reflected for example in different winding hardness, or a location-dependent variation in Modulus of elasticity.
  • the process thus makes at least part of a continuous readjustment of the cut register of a web over all drives of the printing units or register rollers during ongoing production at least partially unnecessary.
  • Fig. 1 shows schematically the course of a web B, z. B. a printing material B or a paper web B, on its way through a printing press, in particular a web-fed rotary printing press.
  • the web B runs in the transport direction T from the paster 01 via a retraction 02 with a tension roller 03 through the example four printing units 06 to 09 to a second draw roller 11.
  • the second draw roller 11 for example, turning bars, not shown, cutting knife, more train or guide rollers and ultimately follow a funnel inlet roller 12.
  • the main draw rollers 03; 11 are in an advantageous embodiment, each with its own drive 13; 14 and a drive control 16; 17 equipped.
  • stresses S1, S2, S3 and S4 of the track B are measured in a preferred embodiment. This can be done for example via measuring rollers or the power consumption of the drive motors of the tension members.
  • the adjustment of the tension of the web B is carried out starting from the desired level of the tension S4 at the hopper inlet roller 12.
  • the level of the total tension of the web B is determined by adjustment at the infeed 02.
  • a change in the tension of the web B during the printing progress is advantageously effected by a change in the voltage S2 at the retraction 02.
  • a basic setting of the voltages in the continuous printing as shown schematically in Fig. 2, for example, on the web tension, speed - or position-controlled tension roller 03, the also controlled hopper feed roller 12 and / or dancer rollers not shown produced.
  • the web B is subject on its way from the infeed 02 to the draw roller 11 behind the last printing unit 09 longitudinal expansions of the web B with an input strain ⁇ 1 and an elongation ⁇ after the last printing unit 09th
  • ⁇ 2 represents an expansion between the first printing unit 06 and second printing unit 07, ⁇ 3 an expansion between the second printing unit 07 and third printing unit 08 and ⁇ 4 an expansion between printing unit 08 and printing unit 09.
  • the determination of the machine speed and / or the phase position of the machine can at the printing units 06; 07; 08; 09 done in various ways. For example, if each of the printing units 06; 07; 08; 09 is driven specifically, the performance data, the rotational angle positions or other characteristics of all or individual printing units 06; 07; 08; 09 are used.
  • a phase angle ⁇ 1 of the first printing unit 06 is measured via a first sensor 18.
  • This phase position ⁇ 1 can z. B. on a motor shaft of a drive 19 for a cylinder 21; in particular a drive 19 of a forme cylinder 21 of the printing unit 06, for example by means of an encoder, are tapped (shown in broken lines in Fig. 1).
  • the phase position ⁇ 1 on the transfer cylinder 22 can also be determined. As shown in FIG.
  • the arrangement of a mark 23 as a reference point 23 on the forme cylinder 21 or on the transfer cylinder 22 together with a first sensor 18 for determining the phase position ⁇ 1 or a position ⁇ 1 can also be used. This can be done for example by a scanner or a photocell. Also, a brand applied by the printing unit 06 brand 23, a part of the printed image itself, a perforation or other markings on the web B can serve as a brand 23 for determining the first phase ⁇ 1.
  • a further sensor 24 is arranged after the last printing unit, here the fourth printing unit 09.
  • a second phase position ⁇ 2 or position ⁇ 2 of a mark 26 or at least a part 26 of a printed image of a printed web B is measured.
  • the mark 26 can also be a perforation the web B or an equivalent-acting mark on the web B.
  • Phase position ⁇ 2 of the mark 26 is understood here as the time sequence of the passage of the mark 26 at the detector. If the determination of the phase position ⁇ 1 takes place via a mark 23 arranged on the web B (as mentioned as an alternative), the mark 23, which in this case is identical, can be used as mark 26 to determine the phase position ⁇ 2.
  • the phase angle ⁇ 1 of the printing unit 06 is now determined by measuring the passage of the mark 23 first. After the last printing unit 09, after passing through the printing units 06 to 09, the second phase angle ⁇ 2 of the mark 26 printed on the web B or the part of the printed image 26 is determined. Taking into account a fixed position of the measuring points to one another, a fixed phase shift ⁇ would then be detectable over a constant distance ⁇ of the path B over a constant time span. This is where the method for controlling a web tension in a rotary printing machine, since the elongation ⁇ of the web B from o. Reasons during production is not constant over time.
  • the value for the phase shift ⁇ which is determined, for example, at the beginning of the printing run and after the desired voltages S1 to S4 have been reached, is recorded as the desired value ⁇ -Soll, for example in a memory unit.
  • the target value ⁇ -Soll can vary from production to production since it depends on the register status of the printing units 06 to 09. However, it should only be specified during stationary and trouble-free operation.
  • the setting of the register level and the voltages S1 to S4 are as already shown in their basic setting i.d.R. already before the start of production, tailored to the paper properties, the web run and other o. g. Parameter takes place.
  • phase positions ⁇ 1 and ⁇ 2 and thus the phase shift ⁇ are determined and compared with the desired value ⁇ -Soll. Occurs during the printing of the current production as a result of one of the o. G. If the deviation .DELTA. In the difference .DELTA..phi. From the target value .DELTA..phi.-setpoint is due, this is an indication of a change ⁇ in the elongation .epsilon.
  • This deviation ⁇ , and thus also the change ⁇ in the strain ⁇ , is now compensated by the retraction gear 02 upstream of the first printing unit 06 via the change in the input strain ⁇ 1 until the desired value ⁇ -set for the phase shift ⁇ is restored. So that a swinging or an uneven web run of the web B is reduced or avoided, the control can also allow certain tolerances in the deviation of the phase shift ⁇ from the target value ⁇ setpoint before the countermeasure of a change in the input strain ⁇ 1 is taken.
  • the deviation .DELTA. From the nominal value .DELTA..phi.-setpoint can be superimposed, for example, as a disturbance variable .DELTA.
  • the drive control 16 of the tension roller 03 can be regulated, for example, with respect to the torque, wherein a return of the voltage S2 takes place.
  • a path of the web B via a corresponding measuring roller 27 for the measurement of the voltage S2 of the web B is dash-dotted in Fig.-1 shown.
  • the setpoint generator of the drive control system 16 is superimposed with the deviation ⁇ from the reference value ⁇ -desired disturbance variable ⁇ , for example as a correction variable ⁇ S 2.
  • Such a correction quantity .DELTA.S2 can for example be taken from a stored curve for the dependence of .DELTA.S2 over .DELTA. Or iteratively carried out by increasing or decreasing the voltage S2 until the phase shift .DELTA..phi. Again corresponds to the desired value .DELTA..phi.-setpoint.
  • DROOP behavior a load-dependent change of the setpoint value of a circumferential or angular speed or speed is called, which is both a change in the voltage of the web B, z. B. S4, as well as a change in the angular velocity considered.
  • the target value S2-Soll for the voltage S2 a correction amount superimposed ⁇ S2, which together with the actual value of the voltage S2 based on the DROOP function a corresponding lag of the draw roller 03, and thereby another voltage S2 and resulting input strain ⁇ 1 results, which is ultimately reflected as a change in the strain ⁇ .
  • the target value ⁇ -set for the drive control 16 a determined from the phase shift ⁇ and the target value ⁇ -target disturbance ⁇ for example, as a correction amount .DELTA.S2 of desired voltage S2, is superimposed.
  • the phase position ⁇ 1 can also be determined at one of the following printing units 07 to 09 instead of the first printing unit 06 in the transport direction T.
  • the phase shift ⁇ is then to be determined between the relevant printing unit 06 to 09 and the passage of the mark 23 on the sensor 24.
  • the deviation .DELTA. Of the phase shift .DELTA..phi. From the desired value .DELTA..phi.-setpoint is again referred to as a disturbance variable .DELTA the tension roller 03 processed.
  • the correction variable ⁇ S2 can also be changed as a voltage change ⁇ S2 in a different way than at the draw roller 03.
  • the change in the voltage S2 by the disturbance ⁇ also includes changes in the action of force by a dancer roller, not shown, or other adjusting devices for the voltage S2 arranged in front of the first printing unit 06.

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Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Regelung einer Bahnspannung in einer Rotationsdruckmaschine gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
  • Durch die EP 09 51 993 A1 ist ein registerhaltiger Antrieb für eine Rotationsdruckmaschine bekannt, wobei eine Längsdehnung der Bedruckbahn aus Bahnspannungs- und Betriebswerten der Antriebe ermittelt, und durch Verstellen der Umfangsregister an den Zylindern bzw. der Registerwalzen ausgeglichen wird. Eine über einen Sensor zur Bahnbreitenerfassung ermittelte Querdehnungsänderung wird über eine Korrekturgröße auf den Sollwert der auf Bahnspannungskonstanz geregelten Zugwalze zurückgeführt.
  • In der US 30 25 791 A wird ein Verfahren zur Regelung der Antriebe einer Druckmaschine mit der Zielrichtung einer konstanten Dehnung offenbart. Die Messung der Dehnung erfolgt hier nahe der ersten Druckeinheit durch Vergleich der Winkellage des Druckwerkes und nachfolgend der Lage einer Marke auf dem Bedruckstoff. Eine Veränderung in der Relativlage bewirkt eine Spannungsänderung für die Bedruckstoffbahn im Einzugwerk.
  • Die DE 92 18 978 U1 offenbart einen ersten Regelkreis, wobei eine Spannung zwischen einem Druckwerk und einer Zugwalze auf Konstanz geregelt wird. In einem zweiten Regelkreis wird anhand einer Drehlage des Druckwerks und des Schneidzylinders sowie eines optischen Signals, welches die Lage einer Marke verarbeitet, über den Antrieb des Schneidzylinders eine Winkellage des Schneidzylinders geregelt.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Regelung einer Bahnspannung in einer Rotationsdruckmaschine zu schaffen.
  • Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
  • Die mit der Erfindung erzielbaren Vorteile bestehen insbesondere darin, dass Schwankungen oder Änderungen der Dehnung bei laufender Produktion, d. h. während des Fortdruckes in einfacher Weise gemessen werden, und diese Messung zur Regelung des vor dem ersten Druckwerk angeordneten Einzugwerkes herangezogen wird.
  • Insbesondere die Messung möglichst nach dem letzten Druckwerk, gibt größtmöglichen Aufschluss über den Betriebszustand der Bahn vor dem Einlauf in den Oberbau, insbesondere den Trichtereinlauf.
  • Mit Zuschaltung von Wasser und/oder Farbe ändert sich das Spannungs/Dehnungsverhalten der Bahn beim Durchlauf der Bahn durch die Druckstellen und bewirkt beispielsweise eine Vergrößerung der Dehnung nach dem letzten Druckwerk. Damit jedoch bei Mehrbahnbetrieb ein problemloser Trichtereinlauf der Bahnen gewährleistet ist, wird, um die notwendige Abstufung in der Bahnspannung zu erreichen, nach Zuschalten von Wasser und Farbe möglichst nur noch über Verstellung des Einzugswerks das passende Bahnspannungsniveau der Bahnen zueinander abgestimmt.
  • Die Papierbahn dehnt sich unter dem Einfluss des Feuchtmittels und/oder der Farbe sowohl in Längs- wie auch in Querrichtung bezogen auf die Transportrichtung aus. Dies schlägt sich, insbesondere beim Mehrfarbendruck mit freien Weglängen zwischen benachbarten Druckstellen als Dehnung der Bahn nieder. Diese Dehnung kann, solange der Effekt an jeder Druckstelle nahezu zeitlich konstant bleibt, zumindest zum Teil beispielsweise durch Registerverstellung an den Zylindern, durch Positionsänderung von Registerwalzen oder sonstige Einrichtungen ausgeglichen werden.
  • Das Dehnungsverhalten der Papierbahn unterliegt jedoch vielen Einflüssen wie zum Beispiel der Spannungs-/Dehnungscharakteristik des jeweiligen Papiers und somit der herrschenden Spannung, der momentanen Feuchte, der Feuchtigkeitsempfindlichkeit, dem Eindringverhalten, von der Lage der Rolle bei deren Herstellung im Tambour, was sich beispielsweise in unterschiedlicher Wicklungshärte niederschlägt, oder von einer ortsabhängigen Schwankung im Elastizitätsmodul.
  • Die Dehnung, sowohl die Längs- als auch die Querdehnung, ist daher wegen nicht konstanten Papiereigenschaften der abrollenden Papierbahn selbst und wegen wechselnder und zum Teil schwankender Betriebsparameter an der Druckmaschine nicht stationär. Auf der anderen Seite beeinflussen eine schwankende Bahnspannung, wechselnde Druckgeschwindigkeit, Schwankung in der Befeuchtung oder ein Wechsel der Rolle die Dehnung der Papierbahn, so dass die Dehnung zeitlich nicht stationär ist.
  • In vorteilhafter Weise können mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens Änderungen oder Schwankungen in der Dehnung, insbesondere in der Längsdehnung in Transportrichtung, ausgeglichen werden.
  • Vorteilhaft ist auch die Ermittlung der Dehnungsänderung am Ende eines Druckturms oder dem in Transportrichtung letzten Druckwerk, da diese für die weiteren Verarbeitungsschritte einen guten Aufschluss über die gesamte Änderung liefert und eine Gegenmaßnahme, auf Wunsch im Sinne einer konstanten Spannung oder aber, wie hier bevorzugt, einer konstanten Dehnung der Bahn für die nachfolgenden Wege der Bahn oder Verarbeitungsschritte ermöglicht. In diesem Sinne ist es auch vorteilhaft, dass die Regelung nicht im Bereich der Messung, sondern am Anfang der Bahn erfolgt, wodurch ein Niveau der Bahnspannung bzw. eine resultierende Eingangsdehnung festgelegt und nachfolgend geregelt wird, ohne im Oberbau, insbesondere vor der Trichtereinzugwalze wesentliche Änderungen der Bahnspannung und/oder der Dehnung herbeizuführen.
  • Insbesondere kann durch Ermittlung der Dehnungsänderung hinter dem letzten Druckwerk und entsprechender Regelung der Eingangsdehnung dafür gesorgt werden, dass die Anzahl und die exakten Phasen der Druckbilder zwischen dem letzten Druckwerk bzw. der letzten Druckstelle und beispielsweise einem Falzapparat konstant ist, was durch Verstellen einzelner Register aufwendig oder nur schwer möglich ist. Das Verfahren macht somit während laufender Produktion ein ständiges Nachregeln des Schnittregisters einer Bahn über sämtliche Antriebe der Druckwerke oder über Registerwalzen zumindest zum Teil überflüssig.
  • Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben.
  • Es zeigen:
    • Fig. 1
    eine schematische Darstellung für die Führung einer Bahn vom Einzugswerk über vier Druckwerke und eine zweite Zugwalze bis hin zu einer Trichtereinlaufwalze;
    Fig. 2
    eine schematische Darstellung der Bahnspannungsniveaus im Fortdruck.
  • Fig. 1 stellt schematisch den Verlauf einer Bahn B, z. B. einer Bedruckstoffbahn B oder einer Papierbahn B, auf seinem Weg durch eine Druckmaschine, insbesondere eine Rollenrotationsdruckmaschine dar. Die Bahn B läuft in Transportrichtung T vom Rollenwechsler 01 über ein Einzugwerk 02 mit einer Zugwalze 03 durch die beispielsweise vier Druckwerke 06 bis 09 zu einer zweiten Zugwalze 11. Nach der zweiten Zugwalze 11 folgen beispielsweise nicht dargestellte Wendestangen, Schneidmesser, weitere Zug oder Leitwalzen und letztlich eine Trichtereinlaufwalze 12. Die wesentlichen Zugwalzen 03; 11 sind in vorteilhafter Ausführung mit jeweils einem eigenen Antrieb 13; 14 und einer Antriebsregelung 16; 17 ausgerüstet. Vor dem Einzugwerk 02, zwischen dem Einzugwerk 02 und dem ersten Druckwerk 06 sowie zwischen dem letzten Druckwerk 09 und der Zugwalze 11 und auf dem freien Weg zwischen Zugwalze 11 und der Trichtereinlaufwalze 12 werden in bevorzugter Ausführung Spannungen S1, S2, S3 und S4 der Bahn B gemessen. Dies kann beispielsweise über Messwalzen oder die Leistungsaufnahme der Antriebsmotoren der Zugorgane erfolgen.
  • Ausgangspunkt für die Einstellung der Spannungen einer Bahn B sind, insbesondere wenn im Mehrbahnbetrieb am Trichtereinlauf mittels der Trichtereinlaufwalze 12 mehrere Bahnen B zusammengefasst werden, die absoluten und relativen Spannungen S4 der einzelnen Bahnen B an der Trichtereinlaufwalze 12 zueinander. Demzufolge erfolgt die Einstellung der Spannungen der Bahn B ausgehend vom gewünschten Niveau der Spannung S4 an der Trichtereinlaufwalze 12. Vorzugsweise wird durch Verstellung am Einzugwerk 02 das Niveau der gesamten Spannung der Bahn B festgelegt. Üblicher Weise erfolgt auch eine Änderung der Spannung der Bahn B während des Fortdruckes in vorteilhafter Weise durch eine Änderung der Spannung S2 am Einzugwerk 02. Eine Grundeinstellung der Spannungen beim Fortdruck, wie in Fig. 2 schematisch dargestellt, wird beispielsweise über die bahnspannungs-, geschwindigkeits- oder positionsgeregelte Zugwalze 03, die ebenfalls geregelte Trichtereinzugwalze 12 und/oder nicht dargestellte Tänzerwalzen hergestellt.
  • Infolge der Spannungen und, insbesondere während des Fortdruckes, infolge der Feuchtigkeit unterliegt die Bahn B auf ihrem Weg vom Einzugwerk 02 bis zur Zugwalze 11 hinter dem letzten Druckwerk 09 Längsdehnungen der Bahn B mit einer Eingangsdehnung ε1 und einer Dehnung ε nach dem letzten Druckwerk 09. Bei Durchlaufen der Bahn B von vier Druckwerken 06 bis 09 stellt ε2 eine Dehnung zwischen erstem Druckwerk 06 und zweitem Druckwerk 07, ε3 eine Dehnung zwischen zweitem Druckwerk 07 und dritten Druckwerk 08 und ε4 eine Dehnung zwischen Druckwerk 08 und Druckwerk 09 dar.
  • Dieser i.d.R. im Fortdruck, d. h. bei Druckgeschwindigkeit und unter Zugabe von Wasser und/oder Farbe, spannungsgeregelte Zustand der Bahn B berücksichtigt mit einer Nacheilung der Zugwalze 03 und einer Voreilung der Zugwalze 11 bezogen auf die Maschinengeschwindigkeit bereits eine Dehnung der Bahn B, die aus dem Druckvorgang und den Feuchtigkeitseinflüssen resultiert.
  • Die Ermittlung der Maschinengeschwindigkeit und/oder die Phaselage der Maschine kann an den Druckwerken 06; 07; 08; 09 auf verschiedene Art erfolgen. So können beispielsweise, falls jedes der Druckwerke 06; 07; 08; 09 eigens angetrieben wird, die Leistungsdaten, die Drehwinkellagen oder andere Kennzahlen aller oder einzelner Druckwerke 06; 07; 08; 09 herangezogen werden.
  • Im Ausführungsbeispiel wird eine Phasenlage ϕ1 des ersten Druckwerkes 06 über einen ersten Sensor 18 gemessen. Diese Phasenlage ϕ1 kann z. B. an einer Motorwelle eines Antriebes 19 für einen Zylinder 21; insbesondere eines Antriebes 19 eines Formzylinders 21 des Druckwerkes 06, beispielsweise mittels eines Encoders, abgegriffen werden (in Fig. 1 strichliert dargestellt). Wenn der Formzylinder 21 mit einem zusammen wirkenden Zylinder 22, insbesondere einem Übertragungszylinder 22 gekoppelt ist, ist auch die Phasenlage ϕ1 am Übertragungszylinder 22 bestimmbar. Wie in Fig. 1 dargestellt, kann auch die Anordnung einer Marke 23 als Referenzpunkt 23 am Formzylinder 21 oder am Übertragungszylinder 22 zusammen mit einem ersten Sensors 18 zur Bestimmung der Phasenlage ϕ1 bzw. einer Position ϕ1 herangezogen werden. Dies kann beispielsweise durch einen Scanner oder eine Photozelle erfolgen. Auch eine durch das Druckwerk 06 selbst aufgebrachte Marke 23, ein Teil des Druckbildes selbst, eine Lochung oder sonstige Markierungen auf der Bahn B können als Marke 23 zur Bestimmung der ersten Phasenlage ϕ1 dienen.
  • In Transportrichtung T ist nach dem letzten Druckwerk, hier dem vierten Druckwerk 09, ein weiterer Sensor 24 angeordnet. Mittels dieses zweiten Sensors 24 wird eine zweite Phasenlage ϕ2 bzw. Position ϕ2 einer Marke 26 oder zumindest eines Teils 26 eines Druckbildes einer bedruckten Bahn B gemessen. Die Marke 26 kann auch eine Lochung der Bahn B oder eine äquivalent wirkende Markierung auf der Bahn B sein. Unter Phasenlage ϕ2 der Marke 26 wird hier die zeitliche Abfolge des Durchganges der Marke 26 am Detektor verstanden. Erfolgt die Bestimmung der Phasenlage ϕ1 über eine auf der Bahn B angeordnete Marke 23 (wie alternativ genannt), so kann zur Bestimmung der Phasenlage ϕ2 als Marke 26 die Marke 23 herangezogen werden, die in diesem Fall identisch sind.
  • Beim Lauf der Bahn B wird nun zunächst durch Messung des Durchganges der Marke 23 die Phasenlage ϕ1 des Druckwerks 06 festgestellt. Hinter dem letzten Druckwerk 09 wird nach Durchlaufen der Druckeinheiten 06 bis 09 die zweite Phasenlage ϕ2 der auf die Bahn B gedruckten Marke 26 bzw. dem Teil des Druckbildes 26 ermittelt. Unter Berücksichtigung einer festen Lage der Messstellen zueinander wäre nun bei zeitlich konstanter Dehnung ε der Bahn B über alle Teilstrecken eine feste Phasenverschiebung Δϕ feststellbar. Hier setzt das Verfahren zur Regelung einer Bahnspannung in einer Rotationsdruckmaschine an, da die Dehnung ε der Bahn B aus o. g. Gründen während der Produktion nicht zeitlich konstant ist.
  • Der beispielsweise zu Beginn des Fortdruckes und nach Erreichen der gewünschten Spannungen S1 bis S4 ermittelte Wert für die Phasenverschiebung Δϕ wird als Sollwert Δϕ-Soll, beispielsweise in einer Speichereinheit, festgehalten. Der Sollwert Δϕ-Soll kann von Produktion zu Produktion verschieden sein, da er vom Registerstand der Druckwerke 06 bis 09 abhängt. Er sollte jedoch erst im stationären und störungsfreien Betrieb festgelegt werden. Die Einstellung des Registerstandes sowie der Spannungen S1 bis S4 sind wie oben bereits dargestellt in ihrer Grundeinstellung i.d.R. bereits vor Beginn der Produktion, maßgeschneidert auf die Papiereigenschaften, den Bahnlauf und weiterer o. g. Parameter erfolgt.
  • Über die während des Fortdruckes auftretenden Änderungen Δε oder Schwankungen in der Dehnung ε liefert nun eine Abweichung Δ des Istwertes Δϕ vom Sollwert Δϕ-Soll die Information.
  • Um nun während des Fortdruckes Änderungen Δε oder Schwankungen in der Dehnung ε, insbesondere Änderungen Δε in der Abschnittslänge zwischen dem letzten Druckwerk und der Weiterverarbeitung im Falz, infolge o. g. Gründe entgegenzuwirken, werden die Phasenlagen ϕ1 und ϕ2 und somit die Phasenverschiebung Δϕ ermittelt und mit dem Sollwert Δϕ-Soll verglichen. Tritt während des Fortdruckes der laufenden Produktion infolge einer der o. g. Gründe die Abweichung Δ in der Differenz Δϕ vom Sollwert Δϕ-Soll auf, so ist dies ein Indiz für eine Änderung Δϕ der Dehnung ε der Bahn B.
  • Ist die Phasenverschiebung Δϕ beispielsweise als Differenz Δϕ = ϕ2 - ϕ1 definiert, so bewirkt eine Vergrößerung der Dehnung ε um Δε beispielsweise eine Abweichung Δ der Phasenverschiebung Δϕ vom Sollwert Δϕ-Soll.
  • Diese Abweichung Δ, und damit auch die Änderung Δε in der Dehnung ε wird nun mit dem dem ersten Druckwerk 06 vorgeschalteten Einzugwerk 02 über die Veränderung der Eingangsdehnung ε1 kompensiert, bis der Sollwert Δϕ-Soll für die Phasenverschiebung Δϕ wieder hergestellt ist. Damit ein Schwingen bzw. ein unruhiger Bahnlauf der Bahn B vermindert oder vermieden wird, kann die Regelung auch gewisse Toleranzen in der Abweichung der Phasenverschiebung Δϕ vom Sollwert Δϕ-Soll zulassen, bevor die Gegenmaßnahme einer Änderung der Eingangsdehnung ε1 ergriffen wird.
  • Die Abweichung Δ vom Sollwert Δϕ-Soll kann beispielsweise als Störgröße Δ einem Sollwertgeber der Antriebsregelung 16 überlagert werden. Die Antriebsregelung 16 der Zugwalze 03 kann beispielsweise bzgl. des Drehmomentes geregelt sein, wobei eine Rückführung der Spannung S2 erfolgt. Einen Weg der Bahn B über eine entsprechende Messwalze 27 für die Messung der Spannung S2 der Bahn B ist strichliert in Fig.-1 dargestellt. Dem Sollwertgeber der Antriebsregelung 16 wird die der Abweichung Δ vom Referenzwert Δϕ-Soll entsprechende Störgröße Δ, beispielsweise als Korrekturgröße ΔS2 überlagert. Eine derartige Korrekturgröße ΔS2 kann beispielsweise aus einer hinterlegten Kurve für die Abhängigkeit von ΔS2 über Δ entnommen werden oder auch iterativ durch Anhebung bzw. Absenkung der Spannung S2 erfolgen, bis die Phasenverschiebung Δϕ wieder dem Sollwert Δϕ-Soll entspricht.
  • Sollen abrupte Wechsel in der Krafteinwirkung auf die Bahn B vermieden werden, kann für die Zugwalze 03 auch auf eine Antriebsregelung mit DROOP-Verhalten zurückgegriffen werden. Als DROOP-Verhalten wird eine lastabhängige Änderung des Sollwertes einer Umfangs- bzw. Winkelgeschwindigkeit oder Drehzahl bezeichnet, die sowohl eine Änderung in der Spannung der Bahn B, z. B. S4, als auch eine Änderung in der Winkelgeschwindigkeit berücksichtigt. Auch in diesem Fall wird beispielsweise dem Sollwert S2-Soll für die Spannung S2 eine Korrekturgröße ΔS2 überlagert, die zusammen mit dem Istwert der Spannung S2 anhand der DROOP-Funktion eine korrespondierende Nacheilung der Zugwalze 03, und dadurch eine andere Spannung S2 und resultierende Eingangsdehnung ε1 ergibt, was sich letztlich auch als Änderung der Dehnung ε niederschlägt.
  • Unabhängig von der Art und Weise der Regelung für die Zugwalze 03 oder des Einzugwerkes 02, ist es wesentlich, dass dem SollwertΔϕ-Soll für die Antriebsregelung 16 eine aus der Phasenverschiebung Δϕ und dem Sollwert Δϕ-Soll ermittelte Störgröße Δ, beispielsweise als Korrekturgröße ΔS2 der gewünschten Spannung S2, überlagert wird. Falls erforderlich kann die Phasenlage ϕ1 anstelle des in Transportrichtung T ersten Druckwerkes 06 auch an einem der folgenden Druckwerke 07 bis 09 ermittelt werden. Die Phasenverschiebung Δϕ ist dann zwischen dem betreffenden Druckwerk 06 bis 09 und dem Durchgang der Marke 23 am Sensor 24 zu ermitteln. Die Abweichung Δ der Phasenverschiebung Δϕ vom Sollwert Δϕ-Soll wird wieder als Störgröße Δ für den Antrieb der Zugwalze 03 verarbeitet.
  • Gleichbedeutend mit der Ermittlung der Phasenlagen ϕ1 und ϕ2 und somit der Phasenverschiebung Δϕ vom Sollwert Δϕ-Soll für die Ermittlung der Störgröße Δ kann auch die zeitliche Änderung der Phasenverschiebung Δ̇ϕ bzw., falls die Störgröße Δ linear aus der Differenz der Phasenlagen ϕ1 und ϕ2 ermittelt wird, auch die Änderung der Differenz in der zeitlichen Änderung der Phasenlagen Δϕ̇ = ϕ̇2 - ϕ̇1 herangezogen werden. Δϕ̇ ist dann im störungsfreien Betrieb ≅ 0.
  • Mit der Störgröße Δ kann die Korrekturgröße ΔS2 als Spannungsänderung ΔS2 auch in anderer Weise als an der Zugwalze 03 verändert werden. Die Änderung der Spannung S2 durch die Störgröße Δ schließt auch Änderungen der Krafteinwirkung durch eine nicht dargestellten Tänzerwalze oder anderer vor dem ersten Druckwerk 06 angeordneten Stellvorrichtungen für die Spannung S2 ein.
  • In vorteilhafter Weise erfolgt keine direkte Rückkopplung einer nach dem letzten Druckwerk 09 festgestellten Dehnungsänderung Δε an die Antriebsregelung 17 der nach dem letzten Druckwerk 09 angeordneten Zugwalze 11, sondern es erfolgt eine Änderung der Eingangsdehnung ε1 durch Änderung der Spannung S2.
  • Bei Änderung Δε der Dehnung ε tritt somit eine Abweichung Δ der relativen Phasenlage Δϕ vom Sollwert Δϕ-Soll zwischen einer ersten Messstelle mittels des Sensors 18, der Phasenlage ϕ1 des Übertragungszylinders 21, und der zweiten Messstelle mittels des Sensors 24, der Lage der Marke 23 auf der bedruckten Bahn B nach Durchlaufen der Druckwerke 06 bis 09, ein. Diese Abweichung Δ geht als Absolutwert oder als vorzeichenbehafteter Wert als Störgröße Δ für die Regelung der Spannung S2 vor dem ersten Druckwerk 06 ein. Durch diese Verfahrensweise ist gewährleistet, dass sich für nachfolgende Arbeitsschritte, wie beispielsweise ein Falzen oder Schneiden, eine konstante Anzahl von Druckbildern zwischen der Zugwalze 11 und dem nachfolgenden Verarbeitungsschritt befinden, und dass die Frequenz des Durchganges der Druckbilder an der Zugwalze 11 nahezu konstant gehalten wird.
  • Zugunsten einer konstanten Abschnittslänge bzw. Dehnung ε nach dem letzten Druckwerk 09 wird so, falls erforderlich, eine Variation in der Spannung S2 vor dem ersten Druckwerk 02 in Kauf genommen. Die Spannung S2 bewegt sich hierbei jedoch in jedem Falle innerhalb eines Fensters für die zulässige Spannung und für die resultierende Spannung S4 im Hinblick auf die Abstufung im Mehrbahnbetrieb.
    • Bezugszeichenliste
    • 01
    Rollenwechsler
    02
    Einzugwerk
    03
    Zugwalze
    04
    -
    05
    -
    06
    Druckwerk, erstes
    07
    Druckwerk, zweites
    08
    Druckwerk, drittes
    09
    Druckwerk; viertes
    10
    -
    11
    Zugwalze
    12
    Trichtereinlaufwalze
    13
    Antrieb
    14
    Antrieb
    15
    -
    16
    Antriebsregelung
    17
    Antriebsregelung
    18
    Sensor, erster
    19
    Antrieb
    20
    -
    21
    Zylinder; Formzylinder
    22
    Zylinder; Übertragungszylinder
    23
    Marke, Referenzpunkt (21)
    24
    Sensor, zweiter
    25
    -
    26
    Marke, Teil des Druckbildes
    27
    Messwalze
    ϕ1
    Phasenlage, Position
    ϕ2
    Phasenlage, Position
    Δϕ
    Phasenverschiebung
    Δϕ-Soll
    Sollwert
    Δ̇ϕ
    zeitliche Änderung der Phasenverschiebung
    Δϕ̇
    Änderung der Differenz in der zeitlichen Änderung der Phasenlagen
    ϕ̇1
    zeitlichen Änderung der Phasenlage
    ϕ̇2
    zeitlichen Änderung der Phasenlage
    Δ
    Abweichung, Störgröße
    ε1
    Eingangsdehnung
    ε2
    Dehnung (06; 07)
    ε3
    Dehnung (07; 08)
    ε4
    Dehnung (08; 09)
    ε
    Dehnung
    Δε
    Änderung der Dehnung (ε)
    S1
    Spannung
    S2
    Spannung
    S3
    Spannung
    S4
    Spannung
    ΔS2
    Korrekturgröße
    S2-Soll
    Sollwert
    B
    Bahn, Bedruckstoffbahn, Papierbahn
    T
    Transportrichtung

Claims (14)

  1. Verfahren zur Regelung einer Bahnspannung in einer Rotationsdruckmaschine wobei eine Bahn (B) mindestens zwei Druckwerke (06; 07; 08; 09) durchläuft, und eine erste Phasenlage (ϕ1) eines der Druckwerke (06; 07; 08; 09) und eine zweite, in Transportrichtung (T) hinter einem der Druckwerke (06; 07; 08; 09) gemessene Phasenlage (ϕ2) ermittelt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Phasenlage (ϕ2) hinter dem in Transportrichtung (T) letzten Druckwerk (09) ermittelt wird und in Abhängigkeit dieser Phasenlagen (ϕ1, ϕ2) eine Spannung (S2) der Bahn (B) vor dem ersten der Druckwerke (06; 07; 08; 09) verändert wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Phasenlage (ϕ2) an einer auf der Bahn (B) befindlichen Marke (26) ermittelt wird
  3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Spannung (S2) zwecks Änderung der Eingangsdehnung (ε1) verändert wird.
  4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Spannung (S2) infolge einer Abweichung (Δ) eines Istwertes einer Phasenverschiebung (Δϕ) von einem Sollwert (Δϕ-Soll) verändert wird.
  5. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 4 dadurch gekennzeichnet, dass
    - ein erster Sensor (18) die erste Phasenlage (ϕ1) des Druckwerks (06; 07; 08; 09) an einem Zylinder (21; 22) ermittelt,
    - ein zweiter, in Transportrichtung (T) hinter dem letzten Druckwerk (09) angeordneter Sensor (24) die zweite Phasenlage (ϕ2) der auf die Bahn (B) aufgedruckten Marke (26) ermittelt,
    - mittels der beiden Phasenlagen (ϕ1, ϕ2) der Istwert der Phasenverschiebung (Δϕ) ermittelt wird,
    - im stationären und störungsfreien Betrieb der Sollwert (Δϕ-Soll) für die Phasenverschiebung (Δϕ) festgelegt wird,
    - und bei Unter- bzw. Überschreitung einer zu bestimmenden Toleranz des Sollwertes (Δϕ-Soll) durch die Phasenverschiebung (Δϕ) die Veränderung der Spannung (S2) der Bahn (B) und somit einer Eingangsdehnung (ε1) der Bahn (B) vor dem ersten Druckwerk (06) erfolgt.
  6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Änderung der Spannung (S2) in der Weise erfolgt, dass die Phasenverschiebung (Δϕ) auf den Sollwert (Δϕ-Soll) zurückgeführt wird.
  7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Regelung der Spannung (S2) mit der Maßgabe erfolgt, dass zwischen dem letzten Druckwerk (09) und einer nachfolgenden Bearbeitungsstufe eine Anzahl der Druckbilder auf der Bahn (B) konstant gehalten wird.
  8. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass während des Fortdruckes der Istwert der Phasenverschiebung (Δϕ) mit dem Sollwert (Δϕ-Soll) verglichen wird, und dass die Abweichung (Δ) der Phasenverschiebung (Δϕ) vom Sollwert (Δϕ-Soll) als Störgröße (Δ) zur Regelung eines Einzugwerkes (02) herangezogen wird.
  9. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Phasenlage (ϕ1) am Zylinder (21; 22) anhand eines am Zylinder (21; 22) angeordneten Referenzpunktes (23) durch den ersten Sensor (18) ermittelt wird.
  10. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Zylinder (21) ein Formzylinder (21) ist. Formzylinder (21) ist.
  11. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Phasenlage (ϕ1) am in Transportrichtung (T) ersten Druckwerk (06) ermittelt wird.
  12. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass als Marke (26) zur Ermittlung der zweiten Phasenlage (ϕ2) zumindest ein Teil des Druckbildes (26) herangezogen wird.
  13. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Störgröße (Δ) auf eine Antriebsregelung (16) einer vor dem ersten Druckwerk (06) angeordneten Zugwalze (03) geführt wird.
  14. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Störgröße (Δ) als Korrekturgröße (ΔS2) auf einen Sollwert (S2-Soll) für die Spannung (S2) zwischen dem Einzugwerk (02) und dem ersten Druckwerk (06) geführt wird.
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