DE102005023482B3

DE102005023482B3 - Verfahren zur Diagnose eines Gummituches

Info

Publication number: DE102005023482B3
Application number: DE200510023482
Authority: DE
Inventors: Fred Büttner
Original assignee: Koenig and Bauer AG
Current assignee: Koenig and Bauer AG
Priority date: 2005-05-21
Filing date: 2005-05-21
Publication date: 2006-11-16
Anticipated expiration: 2025-05-22

Abstract

Zur Diagnose einer Druckmaschine wird der Antriebsstrom des Antriebsmotors zumindest der Gummizylinder überwacht, um hieraus Rückschlüsse auf den Zustand der Gummitücher treffen zu können.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Diagnose eines Gummituches.
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.
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.

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.

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.

Die DE 44 12 602 A1 und die DE 44 13 736 A1 offenbaren Verfahren zur Kontrolle von Aufzügen mittels Bildaufnahmeeinrichtungen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Diagnose eines Gummituches zu schaffen, mit dem die Wartung vereinfacht werden kann.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale aller Ansprüche gelöst

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im Folgenden näher beschrieben.
Die einzige Figur zeigt eine schematische Darstellung einer Druckeinheit einer Druckmaschine mit angeschlossenem Diagnosesystem.
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.
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
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
Über eine Steuerung ist ein Fernzugriff (z. B. Modem, Internet, usw.) zur Wartung, Service, Datenanalyse, etc. möglich.
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.
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.
Es werden für unterschiedliche Drehzahlen des Antriebsmotors 09 unterschiedliche Sollwerte des Antriebsstroms und der Antriebsstrom bei unterschiedlichen Drehzahlen mit den entsprechenden unterschiedlichen Sollwerten verglichen.
Die Druckeinheit 10 kann auch als Doppeldruckeinheit 10 ausgebildet sein.
Das Gummituch kann als mehrlagiges Metalldrucktuch ausgeführt sein.

01: Druckmaschine, Rollenrotationsdruckmaschine, Zeitungsdruckmaschine
02: Gestell
03: Bedruckstoff, Materialbahn, Papierbahn
04
05: Druckwerk
06: Zylinder, Gummizylinder
07: Zylinder, Plattenzylinder
08: Farbwerk
09: Antrieb, Antriebsmotor
10: Druckeinheit, Doppeldruckeinheit
11: Rechnersystem, Steuerung
12: Leitstand, Leitrechner

Claims

Verfahren zur Diagnose eines Gummituches eines rotatorisch angetriebenen, mindestens ein Gummituch aufweisenden Zylinders (06) einer Druckmaschine (01) und einem Antriebsmotor (09) für den Zylinder (06), wobei der Antriebsstrom des mindestens einen Antriebsmotors (09) überwacht wird, wobei der Antriebsstrom erfasst und mit mindestens einem vorgegebenen Sollwert verglichen wird, wobei aufgrund des Antriebsstroms Eigenschaften des Gummituches ermittelt werden, wobei die Sollwerte des Antriebsstromes unter Produktionsbedingungen in einem Lese-Modus erfasst und gespeichert werden.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Ergebnis des Vergleichs zur weiteren Steuerung der Druckmaschine (01) ausgewertet wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass für unterschiedliche Drehzahlen des Antriebsmotors (09) unterschiedliche Sollwerte des Antriebsstroms und der Antriebsstrom bei unterschiedlichen Drehzahlen mit den entsprechenden unterschiedlichen Sollwerten verglichen wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Erfassung des Antriebsstroms und der Vergleich mit den vorgegebenen Sollwerten in definierten Zeitintervallen erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass weiterhin die Lagedaten des zugeordneten Zylinders (06) überwacht werden.
Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Sollwerte des Antriebsstroms zusammen mit den Lagedaten des zugeordneten Zylinders (06) unter Produktionsbedingungen in einem Lese-Modus erfasst und gespeichert
Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Sollwerte zusammen mit den Lagedaten immer dann neu erfasst und gespeichert werden, wenn das mindestens eine Gummituch des Zylinders (06) ausgetauscht wurde.
Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass aus aufeinanderfolgenden Vergleichsergebnissen eine Historie gebildet wird, die in die Auswertung mit eingeht.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass bei Abweichungen des aktuellen Antriebsstroms der außerhalb von definierten Toleranzen liegt, mindestens ein Steuerungssignal erzeugt wird.
Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuerungssignal eine Meldung und/oder eine Warnung generiert.
Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuerungssignal einen Maschinenstopp generiert.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens ein Gummituch aufweisende Zylinder (06) mit mindestens einem weiteren Zylinder (07) zusammenarbeitet.
Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens ein Gummituch aufweisende Zylinder (06) und der weitere Zylinder (07) von einem gemeinsamen Antriebmotor (09) angetrieben werden.
Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens ein Gummituch aufweisende Zylinder (06) und der weitere Zylinder (07) jeweils von einem eigenen Antriebmotor (09) angetrieben werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 12, 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass der weitere Zylinder (07) ein Plattenzylinder (07) ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 12, 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass der weitere Zylinder ein Gegendruckzylinder ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens ein Gummituch aufweisende Zylinder (06) ein Gummizylinder (06) einer Doppeldruckeinheit (10) ist.
Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass der weitere Zylinder ein Gegendruckzylinder eines Satellitendruckeinheit ist.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass aufgrund des Antriebsstroms der Verschleiß des Gummituches ermittelt wird.
Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass ein Gegendruckzylinder des ein Gummituch aufweisenden Zylinders (06) von einem anderen Antriebsmotor angetrieben wird.