DE10205985A1 - Bedruckstoffleitelement mit integriertem Abstandssensor - Google Patents

Abstract

Es wird ein Bedruckstoffleitelement (10) mit einer Vorderseite (12) und einer Rückseite (14), welchem wenigstens ein Sensor (110) zur Abstandsdetektion eines sich in der Nähe des Bedruckstoffleitelements (10) befindlichen Bogens (16) zugeordnet ist und über dessen Vorderseite (12) ein Luftströmungsfeld (18) erzeugbar ist, vorgestellt, welches sich dadurch auszeichnet, dass der Sensor (110) auf der Rückseite (14) des Bedruckstoffleitelements (10) angeordnet ist und dass wenigstens ein Teilbereich des Bedruckstoffleitelements (10), beispielsweise in Form einer Öffnung (112) im Bedruckstoffleitelement (10), vorgesehen ist, durch welche Ultraschall oder Licht (118) hindurchtreten kann. Durch die Integration eines Sensors (110) an der Rückseite (14) des Bedruckstoffleitelements (10) wird erreicht, dass das Luftströmungsfeld (18) nur geringe Störungen durch die Präsenz des Sensors (110) erfährt.

Description

Die Erfindung betrifft ein Bedruckstoffleitelement mit einer Vorderseite und einer Rückseite, welchem wenigstens ein Sensor zur Abstandsdetektion eines sich in der Nähe des Bedruckstoffleitelementes befindlichen Bedruckstoffes zugeordnet ist und über dessen Vorderseite ein Luftströmungsfeld erzeugbar ist.

In Druckmaschinen, insbesondere Bogenoffsetdruckmaschinen, gibt es vielfältige Bedruckstoffleiteinrichtungen, mit deren Hilfe durch eine geeignete Luftführung, erzeugt mittels Blasluft oder Saugluft, eine ungewollte Berührung des Bedruckstoffes mit Bauteilen der Druckmaschine vermieden werden bzw. ein glatter Einlauf in einen Druckspalt sichergestellt werden soll. Damit wird ein Abschmieren frischer Farbe, sowie eine Beschädigung der Bedruckstoffoberfläche oder des Bedruckstoffes an sich, im Allgemeinen also die Erzeugung von Makulatur, verhindert. Bei einem Bedruckstoffleitelement kann es sich um ein Bogenleitblech, ein Druckspaltblassystem, ein Anlegerleitblech, ein Auslegerleitblech oder dergleichen handeln. Typische Anwendungsfälle umfassen für Bogendruckmaschinen die Bogenführung vor einem ersten Druckwerk, Druckspaltblassysteme, die Bogenführung zwischen einem ersten und einem zweiten Druckwerk durch Bogenleitbleche, die Bogenführung in oder nach der Wendung, die Bogenführung im Anleger oder in der Auslage oder dergleichen.

Der Transport eines Bedruckstoffes in einer modernen Druckmaschinen erfolgt mit Geschwindigkeiten von mehreren 10 km/h, ohne dass frisch aufgedruckte Farbe dabei abschmieren darf. Um die eingefärbte Fläche zu schützen, ist es wünschenswert, dem Bedruckstoff allenfalls an seinen Rändern zu halten, aber ansonsten im Wesentlichen berührungslos zu transportieren. Typische Bedruckstoffleitelemente, an denen der Bedruckstoff entlang transportiert wird, sind derart ausgeführt, dass über ihrer Vorderseite ein Luftströmungsfeld erzeugbar ist. Dieses Luftströmungsfeld soll als Luftkissen dienen, so dass Kontakte zwischen dem Bedruckstoff und dem Bedruckstoffleitelement an sich vermieden werden soll. Aufgrund sich ändernder Betriebsparameter, Materialparameter oder dergleichen gelingt dies nicht immer mit voller Sicherheit. Wenn der Bedruckstoff beispielsweise eine geringe Steife aufweist, neigt er beim schnellen Transport zum Flattern und kann auf diese Weise mit dem Bedruckstoffleitelement in Kontakt kommen. Wenn der Bedruckstoff hingegen eine große Steifigkeit aufweist, kann dies zum Kontakt mit dem Bedruckstoffleitelement an gekrümmten Stellen des Transportwegs durch die Druckmaschine führen.

Da das Verhalten des transportierten Bedruckstoffs nicht nur von seinen charakteristischen Eigenschaften, wie beispielsweise seiner Steife, und dem gedruckten Sujet, sondern insbesondere auch von der Transportgeschwindigkeit und im Fall eines bogenförmigen Bedruckstoffs auch von dessen Format abhängt, ist es ausgesprochen aufwendig, Werte für die Stärke des Luftströmungsfeldes zu ermitteln, die bei allen denkbaren Einsatzbedingungen einen befriedigenden Schutz gegen Abschmieren gewährleistet. Angesichts der Vielzahl unterschiedlicher Bedruckstoffe und unterschiedlichster Umgebungseinflüsse, wie beispielsweise Luftfeuchtigkeit, Temperatur und dergleichen, erscheint der Weg, das Luftströmungsfeld für die Bedruckstoffführung mittels Kennlinien zu steuern, als nicht ausreichend genau.

Aus diesem Grunde sind in der Literatur Vorschläge unterbreitet, Sensoranordnungen zum Erfassen des Abstandes zwischen Bedruckstoff und Bedruckstoffleitelement vorzusehen und geeignete Steuermittel zuzuordnen, welche in der Lage sind, die Stärke des Luftströmungsfeldes wenigstens Lokal anhand des erfassten Abstandes derart zu steuern oder zu regeln, dass der vom Sensor erfasste Abstand des Bedruckstoffes zur Vorderseite des Bedruckstoffleitelementes in einem Sollbereich zu liegen kommt.

In der DE 100 03 352 ist ein Bedruckstoff-Transportsystem für eine Druckmaschine mit wenigstens einer Bedruckstoffleitfläche und Mitteln zum Erzeugen eines Luftkissen zwischen der Leitfläche und dem Bedruckstoff offenbart, welcher eine Sensoranordnung zum Erfassen des Abstands zwischen Bedruckstoff und Leitfläche und Steuermittel aufweist, die in der Lage sind, die Stärke des Luftkissens anhand des erfassten Abstandes derart zu steuern, dass der in der Sensoranordnung erfasste Abstand in einem Sollbereich zu liegen kommt. Als Sensor wird ein kapazitiver Sensor eingesetzt. Ein Nachteil bei einer derartigen Anordnung auf der Leitfläche besteht darin, dass aufgrund der Installation das Luftströmungsfeld geändert wird. Ein kapazitiver Sensor weist darüber hinaus in der Regel ein geringes Signal zu Rauschverhältnis und einen kleinen Arbeitsbereich auf und ist anfällig gegenüber Störgrößen wie Feuchtigkeit, daher wenig robust.

Aus der DE 43 28 445 A1 ist eine Vorrichtung zum Fördern von Bogen auf einen Stapel mit Fördermitteln, einer Antriebsvorrichtung, Führungen und einer Steuer- oder Regeleinrichtung, welche mit Stellelementen der Fördermittel, mit der Antriebsvorrichtung und mit einer Blasluft- oder Saugvorrichtung in Verbindung steht, bekannt, welche im Förderweg der Bogen mindestens einen die Bewegung des Bogens erfassenden Sensor aufweist, der mit der Sensor- oder Regelungseinrichtung verbunden ist. Durch die Bewegungserfassung des jeweiligen Bogens kann Flattern und die Berührung mit Bogenführungsmitteln erfasst werden. Der Sensor kann koordinaten- und zeitabhängig den Ort, die Geschwindigkeit und die Beschleunigung senkrecht zur Bogenlaufrichtung für jeden Bogen erfassen. Die Steuer- und Regeleinrichtung kann auch als Fuzzy-Regler ausgeprägt sein. Nachteilig bei der in diesem Dokument offenbarten Anordnung auf Greifern oder im Förderweg des Bogens ist unter anderem, dass das Luftströmungsfeld an der Vorderseite von Bogenführungsmitteln gestört wird.

Im Allgemeinen dient als Mittel zur Erzeugung eines Luftströmungsfeldes eine Überdruckquelle und daran angeschlossene, beispielsweise auf der Vorderseite des Bedruckstoffleitelementes angeordnete Luftaustrittsöffnungen. Das Bedruckstoffleitelement kann flächenhaft in Form von Blechen, Platten und dergleichen ausgeführt sein, wobei das Bedruckstoffleitelement zur pneumatischen Abstandsregelung eines Bedruckstoffes Blas- und/oder Saugluftöffnungen aufweisen kann. Es ist aber auch denkbar, dass das Luftströmungsfeld durch separate Luftaustrittsdüsen erzeugt wird. Das Luftkissen oder tragende Luftpolster des Luftströmungsfeldes kann ebenso zwischen Bügeln, Rohren oder dergleichen bestehen, wobei die in Bezug auf die Fläche des Bedruckstoffs schmalen Oberflächen Bestandteile besagter Bedruckstoffleitelemente sein können.

Aus der Literatur ist neben Ultraschallsensoren eine ganze Klasse von optischen Sensoren zur Bestimmung von Längen bekannt. Beispielsweise ist in der EP 103 016 0 A1 ein optischer Sensor zur Detektion des Abstands eines Objekts zu einem Referenzpunkt offenbart, welcher nach besagtem Triangulationsprinzip arbeitet. Es handelt sich um einen kompakten Triangulationssensor, welcher nach einem Mikrostrukturierungsverfahren, dem sogenannten LIGA-Verfahren - ein deutsches Akronym für Lithographie Galvanoformung Abformung -, hergestellt wird. Der Sensor zeichnet sich dadurch aus, dass er innerhalb einer Lichtweiche zwei Auskoppelfasern als Verzweigungspunkt zur Bestimmung des Abstandes eines Objektes aus der Intensitätsverteilung des reflektierten Lichtes in den Auskoppelfasern aufweist. Ein derartiger Sensor weist einen Arbeitspunkt auf und hat typischerweise eine befriedigende Detektionscharakteristik für weite oder entfernte Messpunkte.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Sensoranordnung und einen geeigneten Sensor für die möglichst störungsfreie Abstandsmessung eines Bedruckstoffes zu einem Bedruckstoffleitelement bereitzustellen.

Diese Aufgabe wird durch ein Bedruckstoffleitelement mit den Merkmalen gemäß Anspruch 1 gelöst.

Das erfindungsgemäße Bedruckstoffleitelement weist eine Vorderseite und eine Rückseite auf, ihm ist wenigstens ein Sensor zur Abstandsdetektion eines sich in der Nähe des Bedruckstoffleitelementes befindlichen Bedruckstoffs zugeordnet, und über seiner Vorderseite ist ein Luftströmungsfeld erzeugbar. Das erfindungsgemäße Bedruckstoffleitelement zeichnet sich dadurch aus, dass der Sensor auf der Rückseite des Bedruckstoffleitelements angeordnet ist und dass wenigstens durch einen Teilbereich des Bedruckstoffleitelementes Probenenergie hindurchtreten kann. Bevorzugt ist eine Öffnung im Bedruckstoffleitelement vorgesehen, durch welche Probenenergie hindurchtritt. Mit besonderem Vorteil kann die Probenenergie im wesentlichen wechselwirkungsfrei das Bedruckstoffleitelement passieren.

In diesem Zusammenhang ist unter Probenenergie diejenige Energieform zu verstehen, mit welcher der Sensor arbeitet, also konkret im Falle eines Ultraschallsensors Ultraschall und im Falle eines optischen Sensors Licht sichtbarer oder unsichtbarer Wellenlänge. Es ist klar, dass eine Anordnung eines Sensors auf der Rückseite des Bedruckstoffleitelementes sowohl eine Aufnahme des Sensors an oder im Bedruckstoffleitelement als auch eine Anordnung hinter der Rückseite des Bedruckstoffleitelements umfasst.

Es ist anzumerken, dass im Sinne der Erfindung eine Öffnung in einem Bedruckstoffleitelement impliziert, dass das aus einem bestimmten Material bestehende Bedruckstoffleitelement eine wenigstens zweifach-zusammenhängende Topologie aufweist. Dabei ist es für die Öffnung unerheblich, ob diese durch ein anderes Material derart bedeckt oder verschlossen wird, dass ein Raumkörper mit einfach- zusammenhängender Topologie entsteht. Ein wichtiger herauszustellender Punkt ist, dass die Öffnung für die Probenenergie im wesentlichen transparent ist.

Es ist für den Fachmann klar, dass auch wenigstens ein Teilbereich des Bedruckstoffleitelementes oder auch das ganze Bedruckstoffleitelement aus einem Material bestehen können, welches für die entsprechende Probenenergie im wesentlichen transparent ist. Dadurch ist in äquivalenter Weise gewährleistet, dass die Probenenergie den auf der Rückseite des Bedruckstoffelementes angeordneten Sensor erreicht.

Durch das erfindungsgemäße Bedruckstoffleitelement wird besonders vorteilhaft möglichst rückwirkungs- und nebenwirkungsfrei die Bedruckstoffposition ermittelt. Es handelt sich um ein miniaturisiertes Abstandsmesssystem, welches besonders einfach und mit geringem Justageaufwand in ein oder an einem Bedruckstoffleitelement integriert ist. Die kompakte Bauweise ist platzsparend.

In einer Ausführungsform der Erfindung wird ein Sensor verwendet, welcher einen Ultraschallsender und einen Ultraschallempfänger aufweist. Ein Vorzug der Verwendung von Ultraschallwellen zur Detektion des Bedruckstoffabstandes ist, dass bei den verwendeten Wellenlängen nur geringe Streuung der Ultraschallwellen an Staubpartikeln, beispielsweise Puderstaub, in der Druckmaschine auftritt. Ein Ultraschallsensor mit elektrischem Sender und Empfänger kann den Abstand des Bedruckstoffes zum Bedruckstoffleitelement in einem großen Bereich, typischerweise von 0,5 bis 5 mm, oberhalb des Bedruckstoffleitelements, mit einer typischen Genauigkeit von 0,1 mm, über eine Interferenzmessung zwischen einem ersten Echo und einem zweiten Echo bestimmen. Bei geringeren Genauigkeitsanforderungen ist auch eine reine Laufzeitmessung denkbar. Mittels Schallspiegeln kann die Ausbreitungsrichtung des Ultraschalls geändert werden, so dass vorteilhaft die Probenenergie des Ultraschalls auch an sonst schwer zugängliche Stellen gelenkt oder hingeleitet werden kann.

In einer anderen vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Bedruckstoffleitelementes ist der Sensor ein optischer Triangulationssensor. Es können Umlenkelemente für die Probenergie des Lichtes vorgesehen sein, so dass in kompakter Bauweise der Sensor an der Rückseite des Bedruckstoffleitelementes aufgenommen werden kann. Im Falle eines optischen Sensors ist es vorteilhaft, die Öffnung des Bedruckstoffleitelementes, durch welche Probenenergie, also in diesem Fall Licht, hindurchtreten kann, mit einem Fenster, welches wenigstens teilweise transparent für das ausgesendete Licht ist, zu versehen. Unter anderem wird dadurch erreicht, dass keine Beeinflussung des Strömungsfeldes über der Vorderseite des Bedruckstoffleitelementes durch eine Öffnung, beispielsweise durch Verwirbelungen erfolgt. Die Fensterfläche bildet gleichzeitig einen Abschluss der häufig empfindlichen Optik des Sensors gegen Verschmutzung. Im Allgemeinen ist es vorteilhaft eine Kapselung des optischen Sensors vorzunehmen, so dass er auch gegen Verschmutzungen von der Rückseite des Bedruckstoffleitelementes geschützt ist.

Besonders vorteilhaft können kompakte optische Sensoren in einem Mikrostrukturierungsverfahren, bevorzugt im sogenannten LIGA-Verfahren (Lithographie Galvanoformung Abformung) hergestellt werden. Ein Mikrostrukturierungsverfahren, wie beispielsweise das LIGA-Verfahren, erlaubt eine besonders günstige und miniaturisierte Herstellung eines nach dem Triangulationsprinzip arbeitenden Sensors. Durch Einbringung von Lichtumlenkelementen, beispielsweise Spiegeln oder Totalreflektionsprismen, in den Strahlengang der Probenenergie kann die Messeinrichtung derart abgeändert werden, dass der Grundabstand oder Arbeitspunkt des Triangulationsverfahrens einen Messbereich des Sensors ermöglicht, welcher im Wesentlichen bereits an der Oberfläche der Vorderseite des Bedruckstoffleitelements beginnt und an einem maximalen Ende des Messbereichs oberhalb der Vorderseite des Bedruckstoffleitelements endet, wobei ein Teil des Lichtweges im wesentlichen parallel zur Rückseite des Bedruckstoffleitelementes verlaufen kann. Es wird eine flache, und damit besonders günstige Einbaulage des Sensors erreicht.

Mit anderen Worten der an der Rückseite des Bedruckstoffleitelements angeordnete Sensor bewirkt keine oder eine nur sehr geringe Beeinflussung der Strömungsverhältnisse im Luftströmungsfeld bzw. über der Vorderseite des Bedruckstoffleitelements. Die Auslegung des Sensors erlaubt zudem eine einfache Integration oder Montage in das beziehungsweise an dem Bedruckstoffleitelement. Darüber hinaus ist nur ein geringer Justage- oder Kalibrierungsaufwand erforderlich. Ein Einsatz des erfindungsgemäßen Bedruckstoffleitelements ist in allen bedruckstoffführenden und ausrichtenden Bauteilen einer Druckmaschine möglich, insbesondere im Fall einer Bogenoffsetdruckmaschine in den Bogenleitblechen des Auslegers, den bogenführenden Elementen zwischen den Druckwerken und der Wendeeinrichtung und in den bogenführenden und ausrichtenden Elementen des Anlegers.

In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist der Sensor derart ausgeführt, dass er wenigstens zwei Arbeitspunkte aufweist. Durch die Festlegung eines Arbeitspunktes in der unmittelbaren Nähe der Vorderseite des Bedruckstoffleitelements kann ein Signal als Maß für die Verschmutzung, welche beispielsweise bei Belastung durch Papierstaub, Farbe, Lack, Puder oder dergleichen auftritt, generiert werden. Mit anderen Worten: Der Sensor stellt also fest, ob eine Verschmutzung vorliegt, so dass bewertet werden kann, ob die Signale, welche er weitergibt, zuverlässig sind. Besonders einfach und wichtig ist diese Funktion bei miniaturisierten Sensoren, welche in großer Anzahl eingesetzt werden.

In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist dem erfindungsgemäßen Bedruckstoffleitelement eine Verarbeitungseinheit zugeordnet, in welcher das Signal des Sensors derart behandelt werden kann, dass eine Veränderung wenigstens eines Teils des Luftströmungsfeldes vorgenommen wird. Die Verarbeitungseinheit kann dabei das Signal des Sensors nach Regeln der Fuzzy-Logik, wofür entsprechende Fuzzy-Mengen und Fuzzy-Regeln in der dem Fachmann bekannter Weise angegeben werden, behandeln und Steuerungssignale für wenigstens eine Steuerungseinheit für eine Austrittsdüse zur Modifikation wenigstens eines Teiles des Luftströmungsfeldes generieren. Es ist ebenso möglich, dass wenigstens ein Signal des Sensors nach Regeln eines selbstlernenden neuronalen Netzes, dessen Aufbau dem Fachmann bekannt ist, behandelt und Steuerungssignale für wenigstens eine Steuerungseinheit für eine Austrittsdüse zur Modifikation wenigstens eines Teiles des Luftströmungsfeldes generiert. Vorteilhafterweise fließen Bogenparameter, Maschinenparameter oder dergleichen in ein Berechnung durch das neuronale Netz der notwendigen Modifikation des Luftströmungsfeldes ein.

Eine erfindungsgemäße Bogendruckmaschine, welche wenigstens einen Anleger, ein Druckwerk und einen Ausleger umfasst, zeichnet sich also dadurch aus, dass die Bogendruckmaschine wenigstens ein erfindungsgemäßes Bedruckstoffleitelement aufweist.

Weitere Vorteile und vorteilhafte Weiterbildungen werden anhand der nachfolgenden Figuren und deren Beschreibungen dargestellt. Es zeigen im einzelnen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung des erfindungsgemäßen Bedruckstoffleitelements mit einem Abstandssensor und einem in der Nähe der Vorderseite befindlichem Bedruckstoff;

Fig. 2 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Bedruckstoffleitelements mit einem Ultraschallsensor und einem in der Nähe Vorderseite befindlichem Bedruckstoff;

Fig. 3a eine schematische Seitenansicht einer Ausfihihrungsform des erfindungsgemäßen Bedruckstoffleitelements mit gekapselten optischen Sensor, einem Fenster und einem in der Nähe der Vorderseite befindlichem Bedruckstoff;

Fig. 3b eine schematische Draufsicht einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Bedruckstoffleitelements mit einem gekapselten optischen Sensor, also der Vorderseite des Bedruckstoffleitelementes mit Fenster;

Fig. 4 eine schematische Ansicht einer Ausführungsform eines optischen Triangulationssensors mit zwei Arbeitspunkten;

Fig. 5 eine schematische Darstellung einer vorteilhaften Weiterbildung des optischen Triangulationssensors mit zwei Arbeitspunkten, bei dem das Fenster durch ein flächiges Hilfslicht beleuchtet wird, um eine verbesserte Streulichtdetektion von der abschließenden Fensterfläche zu erzielen und

Fig. 6 eine schematische Darstellung der Topologie einer Steuerung bzw. einer Regelung der Stärke des Luftströmungsfeldes mit einem verarbeiteten Signal des Abstandssensors, welcher an der Rückseite des erfindungsgemäßem Bedruckstoffleitelementes angeordnet ist.

Die Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung des erfindungsgemäßen Bedruckstoffleitelements mit einem Abstandssensor und einem in der Nähe der Vorderseite befindlichen Bedruckstoff. Ein Bedruckstoffleitelement 10 weist eine Vorderseite 12 und eine Rückseite 14 auf. In der Nähe des Bedruckstoffleitelementes 10 wird ein Bedruckstoff 16 vorbeibewegt, wie es hier in einer Momentaufnahme als schematische Darstellung gezeigt ist. Über der Vorderseite 12 des Bedruckstoffleitelementes 10 herrscht ein Luftströmungsfeld 18, beispielsweise parallel zur Bewegungsrichtung des Bedruckstoffes 16, vor. An der Rückseite 14 des Bedruckstoffleitelements 10 ist ein Sensor 110 angebracht. Für die Erfindung ist aber nur die Anordnung des Sensors 110 hinter der Rückseite des Bedruckstoffleitelements 10 entscheiden, nicht aber eine tatsächliche Berührung beider oder eine Integration des Sensors 110 in das Bedruckstoffleitelement 10. Es ist eine Öffnung 112 im Bedruckstoffleitelement 10 vorgesehen, so dass die von einem Sender 114 und von einem Empfänger 116 des Sensors 110 ausgesandte bzw. detektierte Probenenergie 118 im wesentlichen wechselwirkungsfrei durch das Bedruckstoffleitelement 10 hindurchtreten kann. Im Falle eines Ultraschallsensors handelt es sich bei der Probenenergie 118 um Ultraschallwellen, während es sich im Fall eines optischen Sensors bei der Probenenergie 118 um Licht aus dem sichtbaren oder unsichtbaren Spektralbereich handelt. In dieser beispielhaft gezeigten schematischen Darstellung ist ein Umlenkelement 120 zur Änderung der Ausbreitungsrichtung der Probenenergie 118 vorgesehen. Ultraschallwellen werden beispielsweise an Metallflächen reflektiert, für Licht kann es sich beispielhaft um eine spiegelnde Fläche, beispielsweise ein Metall, einen Interferenzspiegel oder eine Grenzschicht von einem optisch dichteren zu einem optisch dünneren Medium, handeln. Die ausgesandte Probenenergie 118 trifft in einem Abstand d auf den Bedruckstoff 16 in einem Reflexionspunkt 122. Wenigstens ein Teil der reflektierten Probenenergie 124 gelangt durch die Öffnung 112 auf die Rückseite 14 des Bedruckstoffleitelements 10, wird vom Umlenkelement 120 auf den Empfänger 116 projiziert.

Für den Fachmann ist klar, dass der Sensor auch ohne Einsatz eines Umlenkelementes 120 in einer Lage senkrecht zur Oberfläche der Rückseite 14 des Bedruckstoffleitelements 10 aufgenommen sein kann. Selbstverständlich ist dabei zu berücksichtigen, dass ein geeigneter Grundabstand oder Arbeitspunkt nebst Messbereich für den Sensor 110 existiert. Mittels eines Umlenkelementes 120 kann besonders einfach die durch die Probenenergie 118 zurückzulegende Weglänge bis zum Reflexionspunkt 122 durch die Aufnahme des Sensors 110 in geeigneter Entfernung von der Öffnung 112 festgelegt werden, falls der Sensor einen bestimmten Grundabstand oder Arbeitspunkt mit Messbereich aufweist, welcher weiter entfernt als ein typischer Abstand d eines Bedruckstoffes 16 liegt.

In der Fig. 2 ist eine schematische Darstellung einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Bedruckstoffleitelements mit einem Ultraschallsensor und einem in der Nähe der Vorderseite befindlichen Bedruckstoff zu sehen. Das Bedruckstoffleitelement 10 weist dabei eine Öffnung 112 auf, durch welche die Probenenergie 118, hier also Ultraschallwellen, hindurchtreten können. Der Sensor 110 weist hier in dieser beispielhaften Ausführungsform einen integrierten Sender und Empfänger 20 auf. Dieser emittiert einen Probenenergieteppich 22, welcher an einem Umlenkelement 120 reflektiert wird und durch die Öffnung 112 wenigstens teilweise hindurchtritt. Teilweise wird Probenenergie von einem Teil des Bedruckstoffleitelements 10, welches als Strahlteiler 24 fungiert, zurück in den Sensor 110 reflektiert. Aus dem Vergleich und einer Verarbeitung der vom Strahlteiler 24 und vom Reflexionsbereich 26 im Abstand d befindlichen Bedruckstoff 16 kann der Betrag des Abstands d bestimmt werden. In der beispielhaft gezeigten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Bedruckstoffleitelements 10 in der Fig. 2 ist das Bedruckstoffleitelement 10 derart ausgeführt, dass das Umlenkelement 120 nebst einem Aufnahmeteil 23 für den Sensor 110 am Bedruckstoffleitelement 10 integriert ist, so dass eine Kapselung des Sensors 110 wenigstens von der Rückseite des Bedruckstoffleitelements 10 erreicht wird. Vorteilhafterweise wird die Größe der Öffnung 112 gering gehalten, um Einflüsse auf das Luftströmungsfeld über der Vorderseite des Bedruckstoffleitelements 10 möglichst gering zu halten.

Die Fig. 3a zeigt eine schematische Seitenansicht einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Bedruckstoffleitelementes mit einem gekapselten optischen Sensor, einem Fenster und einem in der Nähe der Vorderseite befindlichen Bedruckstoff. Die Fig. 3a zeigt ein Bedruckstoffleitelement 10, an dessen Rückseite 14 ein Sensor 110 angeordnet ist. In dieser Ausführungsform handelt es sich um einen optischen Sensor, welcher parallel zur Rückseite 14 des Bedruckstoffleitelements 10 Licht emittiert und in im wesentlichen entgegengesetzter Ausbreitungsrichtung einfallendes Licht detektiert. Das emittierte Licht 30 wird an einem Spiegel 32 in im wesentlichen senkrechter Richtung zum Bedruckstoffleitelement 10 abgelenkt. Dabei kann es sich sowohl um einen Spiegel gekrümmter als auch planer Oberfläche handeln, bevorzugt ist ein planer 45-Grad Spiegel vorgesehen. Das Licht nach Reflexion 34 tritt durch ein Fenster 36 durch das Bedruckstoffleitelement 10 hindurch, und trifft im Reflektionspunkt 38 auf den Bedruckstoff 16, dessen Abstand d zur Vorderseite 12 des Bedruckstoffleitelements 10 zu bestimmen ist. Im Falle eines optischen Detektors mit zwei Arbeitspunkten ist typischerweise vorgesehen, dass der zweite Arbeitspunkt 35 direkt auf der Austrittsfläche, also der abschließenden Fensterfläche an der Vorderseite 12 des Bedruckstoffleitelements 10 zu liegen kommt. Vorteilhafterweise ist eine Kapselung 310 oder ein gekapselter Träger vorgesehen. Eine Fixierung 311 kann mit einem geeigneten Material, beispielsweise einem Werkstoff, welcher ein Elastomer umfasst, vorgenommen sein. Für das Fenster 36 ist ein entsprechendes Aufnahmeelement 312 am Bedruckstoffleitelement 10 vorgesehen.

In der Fig. 3b ist eine schematische Draufsicht auf eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Bedruckstoffleitelements mit einem gekapselten optischen Sensor, also der Vorderseite des Bedruckstoffleitelements mit Fenster, zu sehen. Unterhalb des Bedruckstoffleitelements 10 ist ein Sensor 110 innerhalb einer Kapselung 310 angebracht. Der Sensor 110 emittiert Licht 312 welches am ersten Spiegelpunkt 314 des Spiegels 32 abgelenkt, also hier senkrecht zur Bildebene hinaus, umgelenkt wird. Das am hier nicht gezeigten Bedruckstoff reflektierte Licht wird am zweiten Spiegelpunkt 316 parallel zum Bedruckstoffleitelement 10 auf den Sensor 110 gelenkt. Die Vorderseite 12 des Bedruckstoffleitelements 10 weist dabei eine Fensterfläche 36 auf.

Die Fig. 4 zeigt eine schematische Ansicht einer Ausführungsform eines optischen Triangulationssensors mit zwei Arbeitspunkten. Bei dem gezeigten Sensor 110 handelt es sich um einen Sensor wie er beispielsweise mittels des LIGA-Verfahrens hergestellt werden kann. Auf einem Substrat 40 ist eine Einkoppelfaser 42 aufgenommen, durch welche Licht für einen Probestrahl entlang des Lichtwegs 43 durch die Abbildungsoptik transmittiert wird. Die Abbildungsoptik umfasst dabei einen 45-Grad Spiegel 44, auf einem Monolithen 45 einen ersten konkaven Spiegel 46 und eine Zylinderlinse 48. Der Sensor 110 ist abgeschlossen mit einem Endfenster 410, welches durch Aufnahmeelemente 412 mit dem Substrat verbunden ist. Das Detektionslicht erreicht den Sensor 110 entlang des Lichtweges 49, welcher nicht notwendigerweise parallel zum Lichtweg 43 verläuft. Es passiert dabei die Zylinderlinsen 48, einen zweiten konkaven Spiegel 414 auf dem Monolithen 45 und einen 45-Grad Spiegel 416, um schließlich in eine Lichtweiche 418 zu gelangen. In der Lichtweiche 418 sind eine erste Auskoppelfaser 420, eine zweite Auskoppelfaser 422 und eine dritte Auskoppelfaser 424 angeordnet. Ein Maß für den Abstand einer Reflektionsfläche zum Sensor 110 ist beispielsweise die Differenz der gemessenen Lichtintensitäten in den einzelnen Auskoppelfasern. Mittels einer Lichtweiche 418, welche wenigstens drei Auskoppelfasern 420, 422 und 424 aufweist ist es möglich, Doppelbilder zu erkennen. Mit anderen Worten: Es lassen sich zwei Arbeitspunkte für den Sensor 110 festlegen, wovon beispielsweise einer auf der abschließenden Seite des Endfensters 410 liegen kann. In der beispielhaft gezeigten Ausführungsform des Sensors 110 ist die erste Auskoppelfaser 420 etwas zu der zweiten Auskoppelfaser 422 beabstandet, während diese dicht zu der dritten Auskoppelfaser 424 liegt. Ein Maß für die Reflexion von einem ersten entfernt liegenden Arbeitspunkt kann dann die Differenz zwischen der Intensität der ersten Auskoppelfaser 420 und der Summe der Intensitäten der zweiten Auskoppelfaser 422 und der dritten Auskoppelfaser 424 sein.

In anderen Worten: Wenn das Hauptsignal des ersten Arbeitspunktes weit weg von der Grenzfläche, also der abschließenden Fläche des Endfensters 410 ist, dann kann in der dritten Auskoppelfaser 424 der Lichtweiche im wesentlichen kein Licht ankommen, es sei denn, die Endfläche des Endfensters 410 ist verschmutzt.

In der Fig. 5 ist eine schematische Darstellung einer vorteilhaften Weiterbildung des optischen Triangulationssensors mit zwei Arbeitspunkten zu sehen, bei der die Innenseite der Grenzfläche des Endfensters durch ein flächiges Hilfslicht beleuchtet wird, um eine verbesserte Streulichtdetektion von der abschließenden Fensterfläche zu erreichen. Der erste Arbeitspunkt dient der Detektion des Bedruckstoffes, während der zweite Arbeitspunkt im wesentlichen auf die Fensterfläche 50 fällt. Auf der Fensterfläche 50 sind schematisch Verschmutzungen 52 gezeigt. Der Detektionsstrahl 54 des Triangulationssensors 56 breitet sich im wesentlichen parallel entlang der optischen Achse 58 aus und passiert die Fensterfläche 50. Es ist eine flächige Lichtquelle 510 vorgesehen, welche einen Lichtbereich 512 ausleuchtet. Die Illumination der Fensterfläche 50 geschieht im wesentlichen im streifenden Einfall, so dass das flächige Hilfslicht 512 an der Innenseite der Grenzschicht vom optisch dichteren zum optisch dünneren Medium der Fensterfläche 50 wenigstens teilweise total reflektiert wird. Das Hilfslicht der flächigen Lichtquelle 510 kann beispielsweise in einem Zeitfenster aktiviert sein, wenn während des Maschinenlaufes kein Bedruckstoff sich in der Nähe des Bedruckstoffleitelements befindet, damit nur eine Detektion von reflektiertem Licht in der Nähe des ersten Arbeitspunktes stattfindet. Die Streulichtkeule 53 der diffusen Reflexion an den Verschmutzungen 52 deutet an, dass insbesondere Streuung in Richtung parallel zur optischen Achse 58, also auf den Detektor 56 zu, stattfindet. Gleichzeitig ist es möglich mittels eines lichtempfindlichen Elementes 514, welches sich hinter einer Blende 516 zur Abschirmung direkter Illumination befindet, einen Teil des von der flächigen Lichtquelle 510 emittierten Lichtes zu detektieren.

Durch die Verwendung eines flächigen Hilfslichts kann die Verschmutzungserkennung an der Fensterfläche 50 befriedigend erreicht werden. Es kann die gesamte Grenzfläche abgetastet bzw. vermessen werden. Das flächige Hilfslicht der flächigen Lichtquelle 510 wird dabei vorteilhafterweise so abgestimmt, dass es auf das Signal des ersten Arbeitspunktes, also die Detektion des Abstandes d eines Bedruckstoffs 16 nur einen geringen Einfluss hat. Vorzugsweise sind die zusätzlichen Elemente der Fig. 5 auf dem gleichen Substrat des miniaturisierten Sensors, wie er in Fig. 4 beschrieben ist, untergebracht.

Die Fig. 6 zeigt eine schematische Darstellung der Topologie einer Steuerung bzw. Regelung der Stärke des Luftströmungsfeldes mit einem verarbeiteten Signal des Abstandssensors, welcher an der Rückseite des erfindungsgemäßen Bedruckstoffleitelements angeordnet ist. Die Fig. 6 zeigt ein erfindungsgemäßes Bedruckstoffleitelement mit einer Vorderseite 12 und einer Rückseite 14, an welcher ein Sensor 110 angeordnet ist. Über der Vorderseite 12 des Bedruckstoffleitelements 10 ist ein Luftströmungsfeld 18 erzeugt. Ein Bedruckstoff 16 befindet sich in der Nähe über der Vorderseite 12 des Bedruckstoffleitelements 10, dessen Abstand d durch den Sensor 110 zu bestimmen ist. Anhand der Fig. 6 soll die Topologie einer Steuerung bzw. Regelung ausgehend von Signal des Detektors 110 als Maß für den Abstand d des Bedruckstoffes 16 zum Bedruckstoffleitelement 10 beschrieben werden. Der Sensor 110 verfügt über eine Verbindung zum Datenaustausch 126 zu einer Verarbeitungseinheit 128. In einer besonderen Weiterbildung sind Fuzzy-Mengen und Fuzzy-Regeln für eine Fuzzy-Logik hinterlegt. Optional ist hier gezeigt, dass diese Verarbeitungseinheit 128 auch mit einem Mensch-Maschine-Interface 130 über eine Verbindung zum Datentransfer 132 verknüpft sein kann. Beispielsweise können via dieses Mensch-Maschine-Interface 130 Maschinenparameter, Bedruckstoffparameter oder dergleichen der Verarbeitungseinheit 128 zur Verfügung gestellt werden. Außerdem kann einem Maschinenbediener mittels einer entsprechenden Anzeige oder Visualisierung Information über die Messwerte des Sensors 110 und damit das Luftströmungsfeld 18 über der Vorderseite 12 des Bedruckstoffleitelements 10 mitgeteilt werden. Beispielsweise kann dann der Maschinenbediener entsprechend reagieren und wenigstens teilweise eine Variation oder Modifikation des Luftströmungsfeldes 18 vornehmen. Zur Mitteilung oder Darstellung der Information für den Maschinenbediener kann dabei eine direkte Anzeige für einen bestimmten Sensor 110 erfolgen oder aber eine Vergröberung durch eine Zusammenfassung, beispielsweise durch Mittelung der Messwerte benachbarter Sensoren, der Information als indirekte Anzeige für eine Mehrzahl von Sensoren durchgeführt werden. Dabei ist es unerheblich, ob die Anzeige des Mensch-Maschine-Interfaces 130 am Bedruckstoffleitelement 10 aufgenommen ist oder ob das Mensch-Maschine-Interface über einen Bildschirm verfügt, auf welchem das Luftströmungsfeld 18 oder der Abstand d des Bedruckstoffes 16 in Abhängigkeit der Position über dem Bedruckstoffleitelement 10 geeignet dargestellt wird. Dadurch können auf bequeme und einfache Art und Weise Bereiche visualisiert werden, in denen der Bedruckstoff 16 dem Bedruckstoffleitelement zu nahe kommt.

Zweckmäßig ist darüber hinaus, wenn in einer vorteilhaften Weiterbildung in der Verarbeitungseinheit 128 werden Daten und/oder Steuersignale in Funktion des Signals des Sensors 110 generiert, welche über eine Verbindung zum Austausch von Daten und/oder Steuersignalen zu einer Strömungserzeugungseinheit 136 weitergeleitet werden können. Die Strömungserzeugungseinheit 136 verfügt über wenigstens eine Austrittsdüse 138 durch welche eine Veränderung oder Modifikation des wenigstens teilweise des Luftströmungsfeldes 18 vorgenommen werden kann.

Es ist in diesem Zusammenhang darauf hinzuweisen, dass, obschon nicht zeichnerisch in Fig. 6 dargestellt, ein erfindungsgemäßes Bedruckstoffleitelement auch Austrittsdüsen an oder in seiner Vorderseite aufweisen kann, welche wenigstens teilweise mit einer oben erläuterten Steuerung oder Regelung versehen sein können.

In vorteilhafter Weiterbildung des erfindungsgemäßen Bedruckstoffleitelementes kann die Verarbeitungseinheit 128 ein neuronales Netz, insbesondere ein selbstlernendes neuronales Netz, auch zusätzliche im Zusammenhang mit einer Fuzzy-Logik, charakterisiert durch Fuzzy-Regeln und Fuzzy-Mengen, umfassen. Ein wesentliches Merkmal einer derartigen Regelung ist, dass sie auf Erfahrung mit erfolgreichen Lufteinstellungen basiert, welche in einem neuronalen Netz abgelegt sind. Aus dem neuronalen Netz wird für eine neue Situation, welche von Bedruckstoffparametern, Maschinenparametern oder dergleichen, wie Grammatur, Steifigkeit, Format, Geschwindigkeit und so weiter, abhängt, ein geeigneter neuer Einstellwert für einen bestimmten Bereich des Luftströmungsfeldes, also Luftdruck, Düsenrichtung, Düsenabstand und dergleichen berechnet werden.

Für den Fachmann ist im Zusammenhang des erfindungsgemäßen Bedruckstoffleitelementes klar, dass eine Mehrzahl von Sensoren, sei es in einer zeilenförmigen als auch in einer flächenförmigen Verteilung auf der Rückseite eines Bedruckstoffleitelementes angeordnet sein können, so dass ein Vermessen des Abstandes des Bedruckstoffes zum Bedruckstoffleitelement an verschiedenen Punkten, also in einem Bereich des Luftströmungsfeldes, möglich wird. Dabei ist es unerheblich, ob Umlenkelemente im Strahlengang der Probenenergie eingesetzt sind oder nicht.

Bezugszeichenliste

10

Bedruckstoffleitelement

12

Vorderseite

14

Rückseite

16

Bedruckstoff

18

Strömungsfeld

110

Sensor

112

Öffnung

114

Sender

116

Empfänger

118

Probenenergie

120

Umlenkelement

122

Reflexionspunkt

124

Reflektierte Probenenergie

126

Verbindung zum Datenaustausch

128

Verarbeitungseinheit

130

Mensch-Maschine-Interface

132

Verbindung zum Datentransfer

134

Verbindung zum Austausch von Daten und/oder Steuersignal

136

Strömungserzeugungseinheit

138

Austrittsdüse

20

Integrierter Sender und Empfänger

22

Probenenergieteppich

23

Aufnahmeteil

24

Strahlteiler

26

Reflexionsbereich

30

emittiertes Licht

32

Spiegel

34

Licht nach Reflexion

35

Zweiter Arbeitspunkt

36

Fenster

38

Reflexionspunkt

310

Kapselung

311

Fixierung

312

Aufnahmeelement

313

Emittiertes Licht

314

Erster Spiegelpunkt

316

Zweiter Spiegelpunkt

318

Licht nach Reflexion

40

Substrat

42

Einkoppelfaser

43

Lichtwegprobenenergie

44

45-Grad Spiegel

45

Monolith

46

Erster konkaver Spiegel

48

Zylinderlinse

49

Detektionslicht

410

Endfenster

412

Aufnahmeelement

414

Zweiter konkaver Spiegel

416

45 Grad Spiegel

418

Lichtweiche

420

Erste Auskoppelfaser

422

Zweite Auskoppelfaser

424

Dritte Auskoppelfaser

50

Fensterfläche

52

Verschmutzungen

54

Detektionsstrahl

56

Triangulationssensor

58

Optische Achse

510

Flächige Lichtquelle

512

Lichtbereich

513

Streulichtkeule

514

Lichtempfindliches Element

516

Blende

Claims (15)

1. Bedruckstoffleitelement (10) mit einer Vorderseite (12) und einer Rückseite (14), welchem wenigstens ein Sensor (110) zur Abstandsdetektion eines sich in der Nähe des Bedruckstoffleitelements (10) befindlichen Bedruckstoffs (16) zugeordnet ist und über dessen Vorderseite (12) ein Luftströmungsfeld (18) erzeugbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (110) auf der Rückseite (14) des Bedruckstoffleitelements (10) angeordnet ist, durch welches wenigstens in einem Teilbereich des Bedruckstoffleitelementes (10) Probenenergie (118) hindurchtreten kann.

2. Bedruckstoffleitelement (10) gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Probenenergie (118) im wesentlichen wechselwirkungsfrei durch das Bedruckstoffleitelement (10) hindurchtritt.

3. Bedruckstoffleitelement (10) gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Öffnung (112) im Bedruckstoffleitelement (10) vorgesehen ist, durch welche Probenenergie (118) hindurchtreten kann.

4. Bedruckstoffleitelement (10) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (110) einen Ultraschallsender (114) und einen Ultraschallempfänger (116) aufweist.

5. Bedruckstoffleitelement (10) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (110) einen optischen Triangulationssensor umfasst.

6. Bedruckstoffleitelement (10) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Umlenkelement (120) für die Probenenergie (118) vorgesehen ist.

7. Bedruckstoffleitelement (10) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Öffnung (112) des Bedruckstoffleitelementes (10) an der Vorderseite (12) mit einem Fenster (36) versehen ist.

8. Bedruckstoffleitelement (10) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3 oder 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (110) ein kompakter Sensor ist, welcher in einem Mikrostrukturierungsverfahren hergestellt worden ist.

9. Bedruckstoffleitelement (10) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor wenigstens zwei Arbeitspunkte (35, 38) aufweist.

10. Bedruckstoffleitelement (10) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Veränderung wenigstens eines Teils des Luftströmungsfeldes (18) in Funktion des durch eine Verarbeitungseinheit (128) behandelten Signals des Sensors (110) vorgenommen wird.

11. Bedruckstoffleitelement (10) gemäß Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Verarbeitungseinheit (128) wenigstens ein Signal des Sensors (110) nach Regeln der Fuzzy-Logik behandelt und Steuersignale für wenigstens eine Steuerungseinheit (136) generiert.

12. Bedruckstoffleitelement (10) gemäß Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Verarbeitungseinheit (128) wenigstens ein Signal des Sensors (110) nach Regeln eines selbstlernenden neuronalen Netzes behandelt und Steuersignale für wenigstens eine Steuerungseinheit (136) generiert.

13. Bedruckstoffleitelement (10) gemäß Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass Bogenparameter oder Maschinenparameter in die Berechnung durch das neuronale Netzwerk einfließen.

14. Bedruckstoffleitelement (10) gemäß einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Verarbeitungseinheit (128) wenigstens ein Mensch-Maschine-Interface (130) zugeordnet ist.

15. Bogendruckmaschine mit wenigstens einem Anleger, einem Druckwerk und einem Ausleger, dadurch gekennzeichnet, dass die Bogendruckmaschine wenigstens ein Bedruckstoffleitelement (10) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 13 aufweist.