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Die
Erfindung betrifft eine Bahnbruch-Überwachungseinrichtung für Rollenrotationsdruckmaschinen
gemäß dem Oberbegriff
von Anspruch 1.
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Eine
Bahnbruch-Überwachungseinrichtung dieser
Art für
Rollenrotationsdruckmaschinen ist aus der
DE 39 39 226 A1 bekannt.
Sie kann in der Druckmaschine an jeder geeigneten Stelle angeordnet werden.
Sie wird vorzugsweise zwischen dem letzten Druckwerk der Druckmaschine
und einem Trockner zur Trocknung der Bedruckbahn angeordnet, da
ein Bahnbruch am häufigsten
im Trockner entsteht.
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Aus
der
EP 0 895 860 B1 ist
eine Vorrichtung zur Detektion von Bahndefekten vor dem ersten Druckwerk
einer Rollenrotationsdruckmaschine bekannt. Sie enthält Sensoren,
welche eine Vielzahl von Lichtleiterfasern enthalten und ein von
der Abschattung der Lichtleiterstrahlen durch die Bedruckbahn abhängiges Signal
erzeugen.
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Durch
die Erfindung soll die Aufgabe gelöst werden, bei einer Bahnbruch-Überwachungseinrichtung der
eingangs genannten Art die Funktionssicherheit zu erhöhen.
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Diese
Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch
die Merkmale von Anspruch 1 gelöst.
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Bei
hohen Bahngeschwindigkeiten erhöht sich
die Zugspannung in der Bedruckbahn. Dies führt bei Druckmaschinen nach
dem Stand der Technik zu einer verzögerten Auslenkung der Bedruckbahn durch
die pneumatische Auslenkeinrichtung in Falle eines Bahnbruchs. Während dieser
Verzögerung läuft die
Druckmaschine weiterhin und eine große Länge von Bedruckbahn läuft durch
die Druckmaschine. Diese Länge
der Bedruckbahn ist Makulatur (Abfall). Bei einem Aufwickeln der
abgerissenen Bedruckbahn auf einen Druckmaschinenzylinder kann es
zu einem Verklemmen der Vielzahl von aufgewickelten Bedruckbahnlagen
in einem Zylinderspalt kommen. Dies kann einen Bruch von Maschinenteilen
erzeugen. Wenn aber der Auslenkdruck der Auslenkeinrichtung auf
einen höheren
Wert eingestellt wird, um eine schnellere Auslenkung der schnell
laufenden Bedruckbahn zu erreichen, dann besteht bei Druckmaschinen
nach dem Stand der Technik die Gefahr, dass die Bedruckbahn bei
niedriger Bahngeschwindigkeit, wie insbesondere beim Anlaufen der Druckmaschine,
bei welcher die Bedruckbahn eine niedrigere Zugspannung als bei
hoher Bahngeschwindigkeit hat, von der Auslenkeinrichtung aus dem
Messbereich der Bahnbruch-Überwachungseinrichtung
weggedrückt
wird und dadurch fälschlich
ein Bahnbruchsignal erzeugt wird, obwohl kein Bahnbruch vorliegt.
Beide Nachteile werden durch die Erfindung vermieden. Durch die
Erfindung wird eine höhere
Funktionssicherheit der Bahnbruch-Überwachungseinrichtung und
eine höhere
Betriebssicherheit für
die Rollenrotationsdruckmaschine erzielt.
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Weitere
Merkmale der Erfindung sind in den Unteransprüchen enthalten.
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Die Überwachungseinrichtung
erzeugt auch dann ein Bahnbruchsignal, wenn die Bahnspannung aus
einem anderen Grunde als ein Bahnbruch so weit abfällt, dass
ein Bahnrandlängsstreifen
aus dem Detektionsbereich der Detektionseinrichtung verschwindet.
Die Überwachungseinrichtung
kann deshalb unabhängig
von einem Bahnbruch ganz allgemein zur Überwachung der Zugspannung
der Bedruckbahn verwendet werden.
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Die
Erfindung wird im Folgenden mit Bezug auf die Zeichnungen anhand
von bevorzugten Ausführungsformen
als Beispiele beschrieben. In den Zeichnungen zeigen
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1 schematisch
eine Seitenansicht einer Bahnbruch-Überwachungseinrichtung nach
der Erfindung in einer Rollenrotationsdruckmaschine, welch Letztere
nur teilweise und schematisch dargestellt ist,
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2 schematisch
eine Draufsicht auf die Bahnbruch-Überwachungseinrichtung und
die Rollenrotationsdruckmaschine von 1,
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3 schematisch
eine Stirnansicht längs der
Ebene III-III von 2, wobei nur die Bedruckbahn
und Teile der Bahnbruch-Überwachungseinrichtung
dargestellt sind,
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4 eine 3 ähnliche
Darstellung einer weiteren Ausführungsform
einer Bahnbruch-Überwachungseinrichtung
nach der Erfindung.
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Der
in 1 der Zeichnungen dargestellte Ausschnitt aus
einer Rollenrotationsdruckmaschine zeigt schematisch Teile des letzten
Druckwerks von mehreren Druckwerken. Als Beispiel sind ein Plattenzylinder 3,
ein oberer Gummituchzylinder 4 und ein unterer Gummituchzylinder 6 einer
Offset-Rollenrotationsmaschine
dargestellt, zwischen welchen die Bedruckbahn 8 beim Druckbetrieb
in Bahnbewegungsrichtung 10 hindurch läuft. Eine Rollenrotationsdruckmaschine
kann ein oder mehrere Druckwerke 2 enthalten.
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Nach
dem letzten Druckwerk 2 ist ein Bahnfänger 12 schematisch
dargestellt. Er kann von beliebiger Ausführungsform sein und dient dazu,
im Falle eines Bahnbruchs den auf die Bruchstelle folgenden Teil
der Bedruckbahn 8 einzuklemmen und aus der Druckmaschine
herauszulenken. Der Bahnfänger 12 kann
z. B. eine Fangwalze 14 und eine Kontaktwalze 16 (Trolly-Walze)
enthalten. Bei störungsfreiem Druckmaschinenbetrieb
läuft die
Bedruckbahn 8 ohne Einklemmung zwischen den beiden Walzen 14 und 16 hindurch.
Im Fall eines Bahnbruchs wird die Bahn zwischen den beiden Walzen 14, 16 eingeklemmt
und nach unten abgelenkt.
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Die
Bedruckbahn 8 läuft
im Normalbetriebsfall nach dem Fänger 12 durch
einen Trockner 18 zum Trocknen der Bedruckfarbe.
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Eine
Bahnbruch-Überwachungseinrichtung 20 nach
der Erfindung enthält
mindestens für
einen Bahnlängsstreifen 22 oder 24,
vorzugsweise für
beide Bahnlängsstreifen 22 und 24 der
Bedruckbahn 8 jeweils mindestens eine Detektionseinrichtung 26, welche
quer zur Bahnebene auf den betreffenden Bahnlängsstreifen 22 bzw. 24 der
Bedruckbahn 8 gerichtet ist zum Detektieren des Bahnlängsrandstreifens
der bei ordnungsgemäßem Druckbetrieb
unter Zugspannung stehenden Bedruckbahn 8 und zum Erzeugen
eines Bahnbruchsignals, wenn der Bahnrandlängsstreifen 22, 24 beim
Abfallen der Zugspannung der Bedruckbahn wegen eines Bahnbruchs
aus dem Detektionsbereich der Detektionseinrichtung 26 verschwindet.
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Ferner
enthält
die Bahnbruch-Überwachungseinrichtung 20 für mindestens
einen, vorzugsweise für
beide Bahnrandlängsstreifen 22 und 24 jeweils
eine nahe bei der Detektionseinrichtung 26 angeordnete
pneumatische Auslenkeinrichtung 30. Die Auslenkeinrichtung 30 enthält mindestens
eine, oder gemäß der bevorzugten
Ausführungsform
nach den Zeichnungen zwei nahe bei der Detektionseinrichtung 26 des
betreffenden Bahnrandlängsstreifens 22 bzw. 24 quer
zur Bahnebene auf den Bahnlängsrandstreifen 22 bzw. 24 gerichtete
Druckluftdüsen 32 bzw. 34,
deren Druckluftstrahlen 35 bzw. 36 eine quer zur Bahnebene
auf der Bahnlängsrandstreifen 22 bzw. 24 wirkende,
bei störungsfreiem
Betrieb von der Zugspannung der Bedruckbahn überwindbare, permanente pneumatische
Auslenkkraft erzeugen. Die Druckluftstrahlen 35 und 36 und
damit auch ihre Auslenkkräfte
sind in den 1, 3 und 4 durch Pfeile
schematisch dargestellt. Durch diese pneumatischen Auslenkkräfte wird
die Bedruckbahn 8, wenn ihre Zugspannung unter einen vorbestimmten
Wert fällt,
quer zur Bahnebene ausgelenkt, vorzugsweise nach unten, und dabei
aus dem Detektionsbereich der Detektionseinrichtung 26 heraus
bewegt.
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Die
auf die Bedruckbahn 8 wirkenden Elemente der Detektionseinrichtung 26 und
der Auslenkeinrichtung 30 können innerhalb der Druckmaschine
an einer beliebigen Stelle angeordnet sein und werden vorzugsweise
dort angeordnet, wo am häufigsten
ein Bruch (Abriss) der Bedruckbahn 8 auftritt.
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Normalerweise
tritt ein Bruch der Bedruckbahn 8 am häufigsten in dem Trockner 18 auf.
Deshalb sind die Elemente der Detektionseinrichtung 26 und
der Auslenkeinrichtung 30 vorzugsweise zwischen dem letzten
Druckwerk und dem Trockner 18, insbesondere vorzugsweise
zwischen dem Fänger 12 und
dem Trockner 18 entsprechend 1 angeordnet.
Diese Elemente können
an einem nichtrotierenden Teil des Bahnfängers 12 oder am Trockner 18 oder
separat davon an einem ortsfesten Element der Druckmaschine befestigt
sein.
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Bei
einem Bahnbruch fällt
die Zugspannung der Bedruckbahn 8 so weit ab, dass die
Bedruckbahn 8 durch die permanent erzeugte pneumatische
Auslenkkraft der Druckluftstrahlen 35 und 36 aus
dem Detektionsbereich der Detektionseinrichtung 26 heraus
bewegt wird. Sobald die Detektionseinrichtung 26 den Bahnrandlängsstreifen 22 bzw. 24 nicht
mehr in dem Detektionsbereich findet, erzeugt sie ein Bahnbruchsignal,
(z. B. ein elektrisches oder pneumatisches oder hydraulisches),
welches in 1 durch einen Pfeil 40 schematisch
dargestellt ist. Durch das Bahnbruchsignal 40 wird die
Druckmaschine automatisch abgestellt und der Bahnfänger 12 aktiviert.
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Es
sind mehrere Ausführungsformen
möglich.
Gemäß einer
Ausführungsform
hat das Bahnbruchsignal 40 bei bahnbruchfreiem Druckbetrieb den
Wert Null und es wird bei Auftreten eines Bahnbruches automatisch
auf einen von Null abweichenden Wert eingeschaltet, z. B. auf einen
positiven oder negativen elektrischen Signalwert. Eine andere Ausführungsform
kann darin bestehen, dass die Detektionseinrichtung 26 während des
defektfreien normalen Druckbetriebes dauernd ein Signal erzeugt,
welches bei einem detektierten Bahnbruch automatisch ausgeschaltet
wird, sodass das ausgeschaltete Signal (Signalwert Null) das Bahnbruchsignal 40 ist.
Gemäß einer
nochmals anderen Ausführungsform
wird ständig
ein von dem Wert Null abweichendes Signal erzeugt, welches bei bahnbruchfreiem
Druckbetrieb anders ist als bei einem detektierten Bahnbruch. Zur Vereinfachung
der Beschreibung der Erfindung wird beschrieben und beansprucht,
dass das Bahnbruchsignal 40 eingeschaltet wird, wenn durch
Abfallen der Zugspannung der Bedruckbahn 8 ein Bahnbruch
detektiert wird, wobei hiermit alle beschriebenen Ausführungsformen
gemeint sind.
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Die
Bedruckbahn 8 würde
bei einem Bahnbruch auch ohne die pneumatische Auslenkkraft der Druckluftstrahlen 35 und 36 der
Druckluftdüsen 32 und 34 aus
dem Detektionsbereich der Detektionseinrichtung 26 herausfallen,
jedoch erst sehr viel später
als bei der Unterstützung
durch die pneumatische Auslenkkraft.
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Gemäß der bevorzugten
Ausführungsform nach
der Erfindung ist, in Bahnbewegungsrichtung 10 gesehen,
jeweils eine Druckluftdüse 32 vor
der Detektionseinrichtung 26 und eine andere Druckluftdüse 34 nach
der Detektionseinrichtung 26 angeordnet.
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Die
Detektionseinrichtung 26 kann in verschiedenen Ausführungsformen
ausgeführt
werden, z. B, als pneumatischer oder elektrischer Näherungsschalter,
welcher in Abhängigkeit
vom Abstand von der Bedruckbahn 8 oder in Abhängigkeit
davon, ob sich die Bedruckbahn 8 in seinem Sensorbereich
befindet oder nicht, ein definiertes Signal erzeugt. Gemäß einer
anderen Ausführungsform
kann die Detektionseinrichtung 26 eine Reflex-Lichtschranke
aufweisen, welche auf der gleichen Bahnseite einen Lichtsender und
einen Lichtempfänger
aufweist.
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Die
Detektionseinrichtung 26 enthält vorzugsweise einen Sender 41 auf
der einen Bahnseite und einen Empfänger 42 auf der betreffenden
anderen Bahnseite zur Übertragung
eines Detektionsstrahls 43 längs einer geradlinigen Detektionsachse 44,
welche den Bereich des Bahnrandlängsstreifens 22 bzw. 24 kreuzt
und dadurch von der Bedruckbahn 8 nur dann unterbrochen
wird, wenn sie unter Zugspannung steht. Der Sender 41 und
der Empfänger 42 bilden
vorzugsweise eine Lichtschranke, vorzugsweise eine Infrarotlichtschranke,
deren Lichtstrahl der Detektionsstrahl 43 ist.
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Der
Sender 41 (oder der Empfänger 42) ist in Bahnbewegungsrichtung 10 vorzugsweise
zwischen den beiden Druckluftdüsen 32 und 34 und/oder
in Bahnquerrichtung versetzt zu den Druckluftdüsen 32 und 34 angeordnet.
Auf jeder Bahnseite können
ein solcher Sender 41, ein solcher Empfänger 42 und die zwei
Druckluftdüsen 32 und 34 (oder
nur eine Druckluftdüse 32 oder 34)
zu einer Überwachungseinheit 45 bzw. 46 kombiniert
sein.
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Gemäß der Erfindung
ist eine Steuereinrichtung 50 vorgesehen, welche auf ein
sich mit verändernder
Bahngeschwindigkeit der Bedruckbahn 8 änderndes Bahngeschwindigkeitssignal 52 reagiert
und in Abhängigkeit
davon in einem vorbestimmten Verhältnis die auf die Bedruckbahn 8 wirkende
pneumatische Auslenkkraft der Druckluftstrahlen 36 mit
abnehmender Bahngeschwindigkeit reduziert und mit zunehmender Bahngeschwindigkeit
erhöht.
Die pneumatische Auslenkkraft hat vorzugsweise bei einer vorbestimmten
Bahngeschwindigkeit eine vorbestimmte Stärke. Die Auslenkkraft kann
proportional, überproportional
oder unterproportional oder in einer anderen Funktionsweise in Abhängigkeit
von der Bahngeschwindigkeit veränderbar
sein, was wiederum von der Art der Druckmaschine und/oder von dem Material
der Bedruckbahn 8 abhängig
sein kann.
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Bei
hoher Bahngeschwindigkeit der Bedruckbahn 8 in Bahnbewegungsrichtung 10 ist
die pneumatische Auslenkkraft der Druckluftstrahlen 35 und 36 gemäß der Erfindung
auf einen wesentlich höheren
Wert eingestellt, ohne dass die Bedruckbahn 8 aus dem Bereich
der Detektionsstrahlen 43 der Detektionseinrichtung 26 hinausgedrückt wird,
als bei einer niedrigeren Bahngeschwindigkeit. Dadurch ergibt sich
gemäß der Erfindung
der Vorteil, dass bei hoher Bahngeschwindigkeit eine hohe pneumatische Auslenkkraft
der Druckluftstrahlen 35 und 36 wirkt, um die
Bedruckbahn 8 im Fall eines Bahnbruchs schnell aus dem
Detektionsbereich des Detektionsstrahls 43 hinauszudrücken. Durch
die von der Bahngeschwindigkeit abhängige Stärke der pneumatischen Auslenkkraft
wird die Auslenkkraft gemäß der Erfindung
bei niedrigerer Bahngeschwindigkeit automatisch soweit reduziert,
dass die Auslenkkraft die bruchfreie Bedruckbahn 8 nicht
aus dem Detektionsstrahl 43 der Detektionseinrichtung 26 hinausdrücken kann.
In beiden Fällen
wird aber im Falle eines Bahnbruchs eine sehr schnelle Auslenkung
der Bedruckbahn 8 aus dem Detektionsstrahl 43 der
Detektionseinrichtung 26 heraus erzielt.
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Die
Veränderung
der Stärke
der pneumatischen Auslenkkraft erfolgt vorzugsweise durch eine entsprechende
Druckänderung
der Druckluft, welche den Düsen 32, 34 von
einer Druckluftquelle 54 über ein Druckeinstellelement 56,
z. B. einen Druckregler oder ein Überdruckventil, zugeführt wird.
Zusätzlich oder
stattdessen besteht auch eine Ausführungsmöglichkeit darin, die Strahlrichtung
der Druckluftdüsen 32 und 34 relativ
zur Bedruckbahn 8 zu ändern, um
die auf die Bedruckbahn wirkende pneumatische Auslenkkraft zu verändern. Die
Steuerung des Druckeinstellelements 56 oder der Strahlrichtung
der Druckluftdüsen 32, 34 erfolgt
automatisch durch die Steuereinrichtung 50.
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Die
Steuereinrichtung 50 erhält das bezüglich seiner Stärke von
der Bahngeschwindigkeit der Bedruckbahn 8 abhängige elektrische
(oder pneumatische) Bahngeschwindigkeitssignal 52 vorzugsweise von
einer Druckmaschinensteuereinrichtung. Die Druckmaschinensteuereinrichtung
erzeugt üblicherweise
für andere
Funktionen der Druckmaschine ein von der Bahngeschwindigkeit abhängiges Bahngeschwindigkeitssignal.
Das Bahngeschwindigkeitssignal 52 könnte auch durch einen Signalgeber
erzeugt werden, welcher von einem Zylinder, einer Walze oder einer
Rolle aktiviert wird, welcher oder welche mit der Geschwindigkeit
der Bedruckbahn 8 rotiert.
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Die
Detektionsachse 44 zwischen Sender 41 und Empfänger 42 ist
vorzugsweise entsprechend den 3 und 4 schräg zur Bahnebene
der Bedruckbahn 8 geneigt angeordnet, sodass einer der beiden
zusammenwirkenden Teile Sender 41 oder Empfänger 42 der
Detektionsachse 44 von der Bahn-Quermitte weiter entfernt
ist als der andere Teil. Vorzugsweise ist der eine Teil, welcher
z. B. der Empfänger 42 ist,
seitlich außerhalb
der Breite der Bedruckbahn 8 angeordnet, damit die Bedruckbahn 8 von
den Druckluftstrahlen 35, 36 an diesem einen Teil 42 vorbei
behinderungsfrei ausgelenkt werden kann im Falle eines Bahnbruchs.
Die mindestens eine Druckluftdüse 32, 34 ist
bzw. sind auf der gleichen Bahnseite der Bedruckbahn 8 mit
Abstand von der Bedruckbahn 8 angeordnet wie der andere
Teil, z. B. der Sender 41, welcher näher zur Bahn-Quermitte hin
angeordnet ist als der betreffende eine Teil, z. B. der Empfänger 42.
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In
den 3 und 4 ist der eine Teil der Empfänger 42 und
der andere Teil der Sender 41, jedoch könnten diese Teile auch vertauscht
zueinander angeordnet sein. Die von den Druckluftstrahlen 35 und 36 weggeblasenen
Bahnlängsrandstreifen 22, 24 sind
in den 3 und 4 in gestrichelten Linien gezeigt,
während
die Bedruckbahn 8 in ausgezogenen Linien in Querrichtung
geradlinig dargestellt ist, wie dies der Fall ist, wenn sie bei
normalem Druckbetrieb unter Zugsspannung steht.
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Gemäß einer
in 4 gezeigten weiteren bevorzugten Ausführung der
Erfindung ist die pneumatische Auslenkkraft des mindestens einen
Druckluftstrahles 35 oder 36, vorzugsweise der
beiden Druckluftstrahlen 35 und 36 so stark eingestellt
und ist der mindestens eine Druckluftstrahl 35 bzw. 36 so weit
vom Bahnlängsrand 60 bzw. 62 entfernt
auf den Bahnlängsrandstreifen 22 bzw. 24 gerichtet,
dass die pneumatische Auslenkkraft bei der für normalen Druckbetrieb geeigneten
Zugsspannung der Bedruckbahn 8 eine sich in Bahnlängsrichtung
erstreckende Mulde 64 bzw. 66 in der Bedruckbahn 8 im Bereich
der Bahnlängsrandstreifen 22 und 24 erzeugt.
Durch die Mulden 64 und 66 werden die Bahnlängsrandstreifen 22 und 24 versteift.
Dadurch wird ein Flattern der Papierränder vermieden und somit auch
die Funktionssicherheit der Überwachungseinrichtung
verbessert.
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Hierbei
besteht auch die Möglichkeit,
die Detektionsachse 44 und damit auch den Detektionsstrahl 43 derart
anzuordnen, dass sie die Bahnlängsrandstreifen 22 und 24 jeweils
im Bereich der Mulde 64 bzw. 66 kreuzen, vorzugsweise
im Bereich der äußeren Muldenhälfte und
noch bevorzugter sehr nahe bei dem Bahnlängsrand 60 bzw. 62.
Dadurch kommt der Bahnlängsrandstreifen 22 bzw. 24 bereits
bei einer kleinen Auslenkung durch die Druckluftstrahien 35 bzw. 36 aus
der Detektionsachse 44 und damit auch aus dem Detektionsstrahl 43 heraus.
Die Überwachungseinrichtung
erzeugt somit sehr schnell ein Bahnbruchsignal 40, wenn
bei einem Bruch der Bedruckbahn 8 deren Zugspannung plötzlich nachlässt.
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Gemäß einem
weiteren Gedanken der Erfindung, welcher auch in den 2, 3 und 4 schematisch
gezeigt ist, sind für
mindestens einen der beiden Bahnlängsrandstreifen 22 und 24,
vorzugsweise für
beide, jeweils mindestens zwei Druckluftdüsen entsprechend den beiden
Druckluftdüsen 32 und 34 vorgesehen,
von welchen der Druckluftstrahl 35 (oder 36) der
einen Druckluftdüse 32 (oder 34)
näher beim
Bahnlängsrand 60 bzw. 62 auf
den Bahnlängsrandstreifen 22 bzw. 24 gerichtet
ist als der Druckluftstrahl 36 (oder 35) der anderen
Druckluftdüse 34 (oder 32).
Die beiden Druckluftstrahlen 34 und 36 wirken
somit an Stellen auf die Bedruckbahn 8, die in Bahnbreitenrichtung
versetzt zueinander angeordnet sind.
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Dadurch
wird ein noch schnelleres Auslenken der Bedruckbahn 8 aus
dem Detektionsstrahl 44 heraus im Falle eines Bahnbruchs
erreicht.
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Die
verschiedenen Gedanken der Erfindung, insbesondere die bahngeschwindigkeitsabhängige Änderung
der Auslenkkraft der Druckluft auf mindestens einen Bahnlängsstreifen 22 bzw. 24,
die Bildung einer randnahen Längsmulde 64 bzw. 66 in
der Bedruckbahn 8, und die in Bahnbreitenrichtung versetzt zueinander
angeordneten Auftreffstellen der beiden Druckluftstrahlen an mindestens
einem Bahnlängsrandstreifen 22 bzw. 24 sind
unabhängig
voneinander verwendbare Maßnahmen
zur Verbesserung der Funktionssicherheit der Bahnbruch-Überwachungseinrichtung. Die
Funktionssicherheit wird bei Verwendung von zwei oder mehr dieser
Gedanken in Kombination weiter verbessert.