DE102009060276A1 - Device for turning web-like substrates - Google Patents
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Abstract
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Wendeeinheit für bahnförmige Substrate mit wenigstens einem ersten Wendeelement mit einem Grundkörper, der eine äußere, runde Substratanlagefläche zum Umlenken des Substrats aufweist. Die Umlenkung erfolgt aus einer ersten Bahnförderrichtung in eine zweite Bahnförderrichtung, die einen vorbestimmten Winkel zur ersten Bahnförderrichtung einschließt. Weiterhin ist eine Kanalstruktur vorgesehen, die in der Substratanlagefläche ausgebildet ist und in die sich eine Vielzahl von Gasaustrittsöffnungen öffnet, welche in Strömungsverbindung mit einer Gaszufuhr stehen.The present invention relates to a turning unit for web-shaped substrates with at least one first turning element with a base body which has an outer, round substrate contact surface for deflecting the substrate. The deflection takes place from a first web conveying direction into a second web conveying direction which encloses a predetermined angle to the first web conveying direction. Furthermore, a channel structure is provided which is formed in the substrate contact surface and into which a multiplicity of gas outlet openings opens, which are in flow connection with a gas supply.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Wenden von bahnförmigen Substraten, insbesondere bahnförmigen Substraten in einer Druckmaschine, die nach einem Schöndruck einem Widerdruck zugeführt werden sollen.The present invention relates to a device for turning web-like substrates, in particular web-shaped substrates in a printing press, which are to be fed to a perfecting pressure to a perfecting.
In der Drucktechnik sind Wendeeinheiten bekannt, die mit Hilfe von Umlenkelementen bahnförmige Bedruckstoffe nach einem Schöndruck für einen Widerdruck wenden. Eine solche Wendeeinheit ist beispielsweise in der
Die Wendeelemente können die Substratbahn jeweils kontaktierend gleitend führen, oder wie in der
Ein Nachteil einer derartigen Ausführung besteht unter anderem in einem hohen Luftverbrauch, der zur Erzeugung eines ausreichenden Luftpolsters über die Breite einer Substratbahn hinweg notwendig ist. Ein solcher hoher Luftverbrauch geht mit einem entsprechend hohen Energieverbrauch zur Generierung der benötigten Luftmenge einher. In Randbereichen der Substratbahn kann es ferner durch hohe Lustströmungen zu einem Flattern der Substratbahn kommen, was die Führungsgenauigkeit der Substratbahn beeinträchtigen kann. Darüber hinaus kann sich hierdurch und/oder durch hohe Luftströmungen eine starke Geräuschentwicklung ergeben.One disadvantage of such a design is, inter alia, a high air consumption, which is necessary to produce a sufficient air cushion across the width of a substrate web. Such high air consumption is associated with a correspondingly high energy consumption for generating the required amount of air. Furthermore, fluttering of the substrate web can occur in peripheral regions of the substrate web due to high flow of fancy, which can impair the guiding accuracy of the substrate web. In addition, this and / or high air currents can result in a strong noise.
Das Bedrucken von bahnförmigen Bedruckstoffen erfordert ein hohes Maß an Genauigkeit, was die Führung des Bedruckstoffs anbelangt. Durch mehrfaches Wenden von Bedruckstoffbahnen in einer Wendeeinheit des obigen Typs kann die Führungsgenauigkeit beeinträchtig werden.The printing of web-like substrates requires a high degree of accuracy, as far as the guidance of the printing material is concerned. By repeatedly turning of printing material webs in a turning unit of the above type, the guiding accuracy can be impaired.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Wenden eines bahnförmigen Substrats des obigen Typs vorzusehen, die wenigstens einen der oben genannten Nachteile beseitigt, insbesondere einen geringeren Luftverbrauch für die Erzeugung des Luftpolsters ermöglicht.The present invention has for its object to provide a device for turning a web-shaped substrate of the above type, which eliminates at least one of the above-mentioned disadvantages, in particular allows a lower air consumption for the generation of the air cushion.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch eine Wendeeinheit nach Anspruch 1 gelöst. Weitere Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den jeweiligen Unteransprüchen.According to the invention this object is achieved by a turning unit according to claim 1. Further embodiments of the invention will become apparent from the respective dependent claims.
Insbesondere ist eine Wendeeinheit für bahnförmige Substrate mit wenigstens einem ersten Wendeelement vorgesehen, das einen Grundkörper mit einer äußeren, runden Substratführungsfläche, die zu einer Bahnförderrichtung abgewinkelt ist. Des Weiteren ist eine Kanalstruktur vorgesehen, die in der Substratführungsfläche ausgebildet ist, sowie eine Vielzahl von Gasaustrittsöffnungen, die sich zur Kanalstruktur hin öffnen, und mit Gas beaufschlagbar sind, um eine Gasströmung zur Kanalstruktur hin vorzusehen.In particular, a turning unit for web-shaped substrates with at least one first turning element is provided, which has a base body with an outer, round substrate guide surface, which is angled toward a web conveying direction. Furthermore, a channel structure is provided, which is formed in the substrate guide surface, as well as a plurality of gas outlet openings, which open to the channel structure, and are acted upon with gas to provide a gas flow to the channel structure.
Die Kanalstruktur in der Substratführungsfläche ermöglicht eine verbesserte und gleichmäßigere Verteilung von Luft zwischen dem Wendeelement und einer hierüber geführten Substratbahn. Hierdurch kann die eingesetzte Luftmenge und somit der Energieaufwand zur Bildung eines ausreichenden Luftpolsters verringert werden. Hierdurch kann sich eine geringe Geräuschentwicklung ergeben. Insbesondere in Randbereichen der Substratbahn kann die Kanalstruktur eine kontrollierte Luftströmung vorsehen, wodurch gegebenenfalls ein Flattern der Substratbahn und die damit assoziierte Geräuschentwicklung verringert werden kann. Das erste Wendeelement kann zum Beispiel feststehend mit einem 45° Winkel zu einer ersten Bahnförderrichtung angeordnet sein, wobei als erste Bahnförderrichtung die Bahnlaufrichtung der Substratbahn vor einer Wendung durch das Wendeelement angibt. Hierdurch würde sich eine 90° Wendung zur ersten Bahnförderrichtung ergeben.The channel structure in the substrate guide surface enables an improved and more uniform distribution of air between the turning element and a substrate web guided over it. As a result, the amount of air used and thus the energy required to form a sufficient air cushion can be reduced. This can result in a low noise. In particular in edge regions of the substrate web, the channel structure can provide a controlled air flow, as a result of which, if appropriate, fluttering of the substrate web and the associated noise development can be reduced. The first turning element may for example be arranged fixed with a 45 ° angle to a first web conveying direction, wherein the web running direction of the substrate web prior to turning by the turning element indicates as the first web conveying direction. This would result in a 90 ° turn to the first web conveying direction.
Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel sind wenigstens zwei Wendeelemente vorgesehen, die jeweils zu einer Bahnförderrichtung und auch zueinander gewinkelt angeordnet sind. Hierdurch kann eine zweimalige Wendung der Substratbahn und mithin beispielsweise eine 180° Wendung vorgesehen werden. Die Wendeelemente können in bekannter Weise jeweils mit 45° zur Bahnförderrichtung und im 90° Winkel gekreuzt zueinander angeordnet sein. In einer Bahnlaufrichtung kann zwischen den Wendeelementen eine drehbar angeordnete Zwischenrolle vorgesehen sein, über die der bahnförmige Bedruckstoff nach der ersten Wendung zum zweiten Wendeelement umgelenkt wird. Eine derartige Anordnung ermöglicht in bekannter Weise eine kompakte Anordnung der Wendeeinheit.In a preferred embodiment, at least two turning elements are provided, which are each arranged at an angle to a web conveying direction and also to each other. As a result, a twofold turn of the substrate web and thus, for example, a 180 ° turn can be provided. The turning elements can be arranged in a known manner in each case with 45 ° to the web conveying direction and crossed at 90 ° to each other. In a web running direction, a rotatably arranged intermediate roller can be provided between the turning elements, via which the web-shaped printing material is deflected after the first turn to the second turning element. Such an arrangement allows in a known manner a compact arrangement of the turning unit.
In einer Ausgestaltung der Erfindung weist die Kanalstruktur innerhalb der Substratanlagefläche eine Vielzahl beabstandeter sich in Umfangsrichtung der runden Substratführungsfläche erstreckender Umfangsskanäle und wenigstens einen sich quer zu den Umfangskanälen erstreckenden Querkanal auf, der mit wenigstens zwei Umfangskanälen in Strömungsverbindung steht. Hierdurch kann eine gute Verteilung von Luft zwischen Wendeelement und Substratbahn erreicht werden. Der wenigstens eine Querkanal kann sich dabei in Umfangsrichtung der Umfangskanäle mittig hierzu erstrecken. Vorzugsweise weisen die Umfangskanäle jeweils die gleichen Abstände relativ zueinander auf. Jedoch kann auch eine andere Anordnung der Umfangskanäle vorgesehen sein. Über eine derartige Anordnung der Umfangskanäle und des wenigstens einen Querkanals kann zugeführtes Gas bzw. Luft leicht in den jeweiligen Kanälen verteilt werden, wodurch ein gleichmäßiges Luftpolster zwischen Wendeelement und Substratbahn erzielt werden kann.In one embodiment of the invention, the channel structure within the Substrate abutment surface a plurality of spaced circumferentially extending in the circumferential direction of the circular substrate guide surface circumferential channels and at least one extending transversely to the peripheral channels transverse channel, which communicates with at least two peripheral channels in flow communication. In this way, a good distribution of air between the turning element and substrate web can be achieved. The at least one transverse channel can extend in the circumferential direction of the circumferential channels in the middle of this. Preferably, the circumferential channels each have the same distances relative to each other. However, another arrangement of the peripheral channels may be provided. By means of such an arrangement of the peripheral channels and the at least one transverse channel, supplied gas or air can be easily distributed in the respective channels, whereby a uniform air cushion between the reversing element and the substrate web can be achieved.
In einer Ausführungsform öffnet sich wenigstens ein Teil der Gasaustrittsöffnungen zu wenigstens einem Querkanal hin, um eine gute Verteilung von zugeführtem Gas über eine Breite einer Substratbahn hinweg vorzusehen.In one embodiment, at least a portion of the gas exit openings open towards at least one transverse channel to provide a good distribution of supplied gas across a width of a substrate web.
Bei einer alternativen Ausführungsform weist die Kanalstruktur statistisch in der Substratanlagefläche verteilte Kanäle auf. Hierdurch kann eine besonders gleichmäßige Verteilung von zugeführtem Gas über Substratführungsfläche hinweg erreicht werden.In an alternative embodiment, the channel structure has randomly distributed channels in the substrate contact surface. As a result, a particularly uniform distribution of supplied gas over the substrate guide surface can be achieved.
Vorzugsweise ist eine Steuereinheit vorgesehen, die in der Lage ist die Gasaustrittsöffnungen individuell oder gruppenweise mit Gas zu beaufschlagen. Hierdurch ist es möglich im Wesentlichen nur solche Gasaustrittsöffnungen mit Gas zu beaufschlagen, die im Betrieb von einer Substratbahn abgedeckt sind, um Leckströmungen zu reduzieren. Es ist somit eine Anpassung an verschiedene Breiten von Substratbahnen möglich. Hierdurch kann die gesamte Luftmenge und ein hiermit in Verbindung stehender Energieverbrauch und gegebenenfalls auch die Geräuschentwicklung reduziert werden.Preferably, a control unit is provided which is able to pressurize the gas outlet openings individually or in groups with gas. As a result, it is possible to apply gas only to gas discharge openings which are covered by a substrate web during operation in order to reduce leakage flows. It is thus possible to adapt to different widths of substrate webs. As a result, the total amount of air and a related energy consumption and possibly also the noise can be reduced.
Bei einer Ausführungsform ist ein Hohlraum innerhalb des Grundkörpers des Wendeelements vorgesehen der mit den Gasaustrittsöffnungen in Strömungsverbindung steht und der mit Gas beaufschlagbar ist. Ein derartiger Hohlraum ermöglicht eine besonders einfache Beaufschlagung der Gasaustrittsöffnungen mit Gas. Er kann beispielsweise unterteilt sein, um über die Unterteilung eine individuelle oder gruppenweise Ansteuerbarkeit der Gasaustrittsöffnungen leicht realisieren zu können. In dem Hohlraum kann auch ein Schieber derart verschiebbar gelagert sein, dass er eine selektive Beaufschlagung von Gasaustrittsöffnungen mit Gas über den Hohlraum ermöglicht. Ein derartiger Schieber ermöglicht eine kontinuierliche Verstellung des Bereichs des Hohlraums über den Gasaustrittsöffnungen mit Gas beaufschlagt werden können. Hierdurch ist eine annähernd kontinuierliche Anpassung an die Breite einer Substratbahn möglich. Dabei können zwei Schieber vorgesehen sein, die von entgegen gesetzten Enden in den Hohlraum hinein verschiebbar sind, um eine Anpassung an eine Lage und Breite der Substratbahn vornehmen zu können.In one embodiment, a cavity is provided within the base body of the turning element which is in flow communication with the gas outlet openings and which can be acted upon with gas. Such a cavity allows a particularly simple loading of the gas outlet openings with gas. For example, it can be subdivided in order to be able to easily realize an individual or group-controllable actuation of the gas outlet openings via the subdivision. In the cavity, a slide can be mounted so displaceable that it allows a selective admission of gas outlet openings with gas through the cavity. Such a slide allows a continuous adjustment of the region of the cavity can be acted upon by the gas via the gas outlet openings with gas. As a result, an approximately continuous adaptation to the width of a substrate web is possible. In this case, two slides can be provided, which are displaceable from opposite ends into the cavity in order to make an adaptation to a position and width of the substrate web can.
Alternativ oder auch zusätzlich kann auch eine Vielzahl von Ventilen zum individuellen oder gruppenweisen Beaufschlagen von Gasaustrittsöffnungen mit Gas vorgesehen sein.Alternatively or additionally, a plurality of valves for individual or group-wise pressurization of gas outlet openings may be provided with gas.
Die Substratführungsfläche kann eine Vielzahl von separaten Kanalstruktursegmenten aufweisen, die über eine Breite der Substratführungsfläche hinweg benachbart angeordnet sind, wobei eine jeweilige Kanalstruktur mit wenigstens einer Gasaustrittsöffnung in Strömungsverbindung steht. Die einzelnen Kanalstruktursegmente könnten jeweils durch Bereiche ohne Kanäle der Substratführungsfläche voneinander getrennt sein. Vorzugsweise stehen die jeweiligen Kanalstruktursegmente somit nicht über Kanäle in Strömungsverbindung zueinander. Eine derartige Anordnung von Kanalstruktursegmenten ermöglicht insbesondere mit einer segmentweisen Beaufschlagung der Gasaustrittsöffnungen eine gute Anpassung an die Breite eines bahnförmigen Substrats. Durch die Trennung der Kanalstruktursegmente können Leckströmungen über die jeweilige Kanalstruktur verringert werden. Vorzugsweise sind mit einem jeweiligen Kanalstruktursegment assoziierte Gaseintrittsöffnung(en) jeweils gruppenweise mit Gas beaufschlagbar.The substrate guide surface may include a plurality of separate channel structure segments disposed adjacent across a width of the substrate guide surface, with a respective channel structure in fluid communication with at least one gas exit aperture. The individual channel structure segments could each be separated from each other by areas without channels of the substrate guide surface. Preferably, the respective channel structure segments are thus not in flow communication with each other via channels. Such an arrangement of channel structure segments allows a good adaptation to the width of a web-shaped substrate, in particular with a segmental admission of the gas outlet openings. By separating the channel structure segments, leakage flows across the respective channel structure can be reduced. Preferably, associated with a respective channel structure segment gas inlet opening (s) are each acted in groups with gas.
Vorzugsweise erstrecken sich die Kanäle über maximal 180° in Umfangsrichtung der Substratführungsfläche, um Leckströme zu reduzieren. Insbesondere sollten sich die Kanäle in Umfangsrichtung der Substratführungsfläche maximal über einen Umschlingungsbereich der Substratbahn erstrecken.Preferably, the channels extend over a maximum of 180 ° in the circumferential direction of the substrate guide surface to reduce leakage currents. In particular, the channels should extend in the circumferential direction of the substrate guide surface maximally over a looping region of the substrate web.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform weist die Kanalstruktur eine Tiefe von 0,1 bis 1 mm auf, was einerseits eine gute Verteilung von Gas ermöglicht und andererseits übermäßige Leckströmungen vermeidet. Die Kanalstruktur kann dabei beispielsweise durch Fräsen, Ätzen oder mit Hilfe von Lasern in die Oberfläche des Grundkörpers eingebracht werden. Natürlich kann sie auch auf andere Art und Weise ausgebildet werden. Die Gasaustrittsöffnungen weisen vorzugsweise einen Durchmesser von 0,3 bis 0,5 mm auf.According to a preferred embodiment, the channel structure has a depth of 0.1 to 1 mm, which on the one hand enables a good distribution of gas and on the other hand avoids excessive leakage flows. The channel structure can be introduced, for example, by milling, etching or with the aid of lasers in the surface of the body. Of course, she can also be trained in other ways. The gas outlet openings preferably have a diameter of 0.3 to 0.5 mm.
Des Weiteren ist eine Vorrichtung zum Bedrucken einer Substratbahn vorgesehen, die wenigstens ein Druckwerk zum Aufbringen eines Druckmediums auf die Substratbahn und eine Wendeeinheit des obigen Typs aufweist.Furthermore, a device for printing a substrate web is provided which has at least one printing unit for applying a printing medium to the substrate web and a turning unit of the above type.
Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert; in den Zeichnungen zeigen: The invention will be explained in more detail with reference to the drawings; in the drawings show:
In der nachfolgenden Beschreibung verwendete Orts- bzw. Richtungsangaben beziehen sich primär auf die Darstellungen in den Zeichnungen und sollten daher nicht einschränkend gesehen werden. Sie können sich aber auch auf eine bevorzugte Endanordnung beziehen.Location indications used in the following description are primarily related to the illustrations in the drawings and therefore should not be taken as limiting. You can also refer to a preferred final arrangement.
Im Anleger/Auslegerbereich
Im Druckbereich
In
Im Wendebereich ist eine Vielzahl von Umlenkrollen
Die Zwischenumlenkrolle
Das zweite Wendeelement
Die Wendelemente
Die Kanalstruktur
Die Umfangskanäle
Im Bereich der Schnittstellen der Umfangskanäle
Der Hohlraum
In Längsrichtung des Hohlrohrs kann der Hohlraum
Die Verteilung des Kanals, der die Kanalstruktur
Wiederum sind Gasaustrittsöffnungen
Anhand der
Eine in einer ersten Bahnförderrichtung beförderte Bedruckstoffbahn
Während des Betriebs wird in entsprechende Gaseintrittsöffnungen der Wendeelemente
Das erste und zweite Wendeelement
Die Wendeeinheit kann eine einseitig im Druckbereich
Die Erfindung wurde anhand bevorzugter Ausführungsformen beschrieben, ohne auf diese beschränkt zu sein. The invention has been described with reference to preferred embodiments, without being limited thereto.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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