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Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Zuführen von Bogen zu einer drucktechnischen Maschine nach den Oberbegriffen der Ansprüche 1 und 3.
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Bei Druckmaschinen werden Bogen von einem Stapel einzeln oder in überlappter Form auf einen schräg gestellten Anlegetisch gegen Anlegmarken gefördert. Die Anlegmarken können aus Vorder- und Deckmarken bestehen, wobei die Deckmarken einen auszurichtenden Bogen fangen und die Vordermarken eine Anlegelinie zum Ausrichten der Bogen an der Vorderkante bilden. Um die Anlegemarken aus ihrer Arbeitsposition in eine Position unterhalb des Anlegetisches zu bringen, sind bei einer in
DE 42 43 585 A1 gezeigten Lösung die Anlegmarken an Koppeln von als Doppelschwingen ausgebildeten Gelenkvierecken angeordnet, wobei ein Antriebsglied des Gelenkviereckes mit dem Antrieb der Druckmaschine gekoppelt ist. Die Deckmarken können auf die Dicke der zur Verarbeitung gelangenden Bogen eingestellt werden.
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In
DE 199 01 699 A1 ist ein Verfahren zur Beseitigung von rhythmischen Passerfehlern in Bogenrotationsmaschinen beschrieben, bei dem Vordermarken mittels einer zyklisch angetriebenen Welle durch Verschwenken aus einer Stellung außerhalb der Förderbahn der Bogen in zwei verschiedene Ausrichtstellungen an einen Anlegetisch gebracht werden können. Die Schwenkbewegung der Vordermarken wird über ein Kurvengetriebe gesteuert, welches mit dem Hauptantrieb der Bogendruckmaschine verbunden ist.
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Bei einem in
DE 196 16 755 A1 gezeigten Antrieb für einen schwingenden Vorgreifer einer Bogendruckmaschine werden mit Hilfe eines Linearantriebes zusätzliche Beschleunigungs- und Bremsmomente eingebracht. Damit kann der Antrieb für die hin- und hergehende Bewegung entlastet werden.
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Bei allen vorgenannten Lösungen werden die Bewegungen der Marken bzw. Greifersysteme von mechanischen Elementen gesteuert, die mit dem Hauptantrieb der drucktechnischen Maschine in Verbindung stehen. Die mechanischen Antriebselemente unterliegen festen Bewegungsabläufen, wobei eine Anpassung an verschiedene Fördergeschwindigkeiten und Bogendicken nur mit einem erhöhten Aufwand durchführbar ist.
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In
DE 42 39 254 A1 ist eine Einrichtung zum Einstellen der Anlegmarken beschrieben, bei der durch Schrägstellung der Vordermarken in ihrer Gesamtheit Bogen mit schiefgeschnittenen Vorderkanten zu einer exakten Anlage gebracht werden können.
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In
DE 44 21 199 A1 ist eine Einrichtung zum Ausrichten von Bogen zur Förderung durch eine Druckmaschine beschrieben, bei der die Verstellung von Anschlägen so erfolgt, dass sich die Anschläge ständig der aktuellen Form der Vorderkanten anpassen. Hierbei ist gemäß einer Ausführungsform für jedes Anschlagelement ein eigenes Stellelement vorhanden und sind gemäß einer anderen Ausführungsform einzeln ansteuerbare Druckkammern vorhanden.
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Bei einer Vorrichtung nach
DE 31 38 540 A1 zum Zuführen von auf einem Anlegertisch vereinzelten und nach Vorder- und Seitenkante ausgerichteten Bogen wird ein Rechner verwendet, der Drehgeber-Signale auswertet. Der Rechner dient zur Ansteuerung eines Motors für einen Zuführzylinder, welcher zur Bogenübergabe zyklisch von einer minimalen Umfangsgeschwindigkeit oder vom Stillstand ausgehend auf die Umlaufgeschwindigkeit eines Druckzylinders gebracht wird. Der Antrieb für die Bogenzuführeinrichtung ist vom übrigen Druckmaschinenantrieb getrennt. Die Ausrichtung der Bogen an Vorder- und Seitenkante geschieht in herkömmlicher Weise.
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Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Zuführen von Bogen zu einer drucktechnischen Maschine zu entwickeln, die mit geringem Aufwand eine flexible Anpassung an Maschinen- und Prozessbedingungen ermöglichen.
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Die Aufgabe wird mit einem Verfahren bzw. einer Vorrichtung gelöst, welche die Merkmale der Ansprüche 1 bzw. 3 aufweisen. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
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Dadurch, dass die Marken mit einem separaten, steuerbaren Antriebssystem bewegt werden, ist es möglich, die zur Ausrichtung und zur Beruhigung eines Bogens zur Verfügung stehende Zeit laufend der aktuellen Maschinengeschwindigkeit anzupassen. Damit wird der Anlagepasser verbessert. Die Marken lassen sich mit geringen Antriebsmomenten positionieren, wodurch die Schwingungsanregung verringert wird. Die Bewegung der Marken kann so gesteuert werden, dass keine mechanischen Beschädigungen des Bogens und keine Wellenbildung am Bogen auftreten.
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Bei drucktechnischen Maschinen mit Vorder- und Deckmarken werden diese mit einem von der restlichen Maschine unabhängigen, vorzugsweise mit einem elektromotorischen Antrieb, versehen, der mittels einer Steuer- und Regeleinrichtung mit unterschiedlichen Bewegungsabläufen beaufschlagt werden kann. Zur Bestimmung eines aktuellen Bewegungsablaufes werden in der Steuer- und Regeleinrichtung Informationen zu den Bogeneigenschaften, der Maschinengeschwindigkeit, der Maschinenkonfiguration und zum Maschinenprozess verarbeitet. Die Informationen können von Hand eingegeben werden, aus einem Speicher entnommen werden oder mittels Detektoren gewonnen werden. Zum Beispiel erfordert ein empfindlicher Karton in einer Druckmaschine mit einer Vielzahl von Druckwerken einen Bewegungsablauf für die Marken, bei dem die Gefahr des Verkratzens eines Bogens durch die Marken zu Lasten des Anlegepassers und der Schwingungsanregung verringert ist. Soll hingegen dünnes Papier verarbeitet werden, dann wird ein Bewegungsablauf vorgesehen, der möglichst die Bildung von Wellen im einlaufenden Bogen verhindert. Bei einer Maschine mit einer geringen Zahl von Druckwerken ist der Bewegungsablauf dahingehend optimiert, dass der Anlagepasser verbessert und die Beruhigungszeit des Bogens verlängert wird. Bei Maschinen mit einer Vielzahl von Druckwerken sind diese Kriterien nicht wesentlich, weil ein Bogen in einem Durchlauf fertig gedruckt werden kann. Die Bewegungsabläufe der Marken können auch auf die Bewegungsabläufe der vor- und nachgeordneten Bogenfördervorrichtungen abgestimmt sein, insbesondere dann, wenn diese ebenfalls separat angetrieben werden.
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Die Erfindung soll anhand eines Ausführungsbeispieles noch näher erläutert werden, es zeigen:
- 1: ein Schema einer Druckmaschine mit einer Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens,
- 2: ein Schema mit Vorder- und Seitenansicht von Vordermarken
- 3: ein Diagramm zum Bewegungsablauf der Vordermarken.
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Die in 1 gezeigte Druckmaschine enthält einen Anleger 1, zwei Druckwerke 2, 3 und einen Ausleger 4. Im Anleger 1 befindet sich ein Bogenstapel 5, dessen Bogen 6 von oben her mit einem Saugkopf 7 vereinzelt werden können. Mit dem Saugkopf 7 wird der oberste Bogen 6 vom Stapel 5 abgehoben und Transportrollen 8 - 11 zugeführt. Die Transportrollen 8 - 11 und nicht dargestellte Transportbänder fördern die Bogen 6 einzeln und nacheinander in unterschuppter Form auf einem Anlegetisch 12 gegen Vordermarken 13. Die Vordermarken 13 sind mit Hilfe eines Motors 14 von einer dargestellten Arbeitsposition in eine Position unterhalb des Anlegetisches 12 abschwenkbar. Das erste und zweite Druckwerk 2, 3 enthält jeweils Farb- und Feuchtwalzen 15, 16, einen Plattenzylinder 17, 18, einen Übertragungszylinder 19, 20 und einen Druckzylinder 21, 22, die alle über einen Zahnräderzug gekoppelt sind. Zwischen den Druckzylinder 21, 22 ist eine Transfertrommel 23 geschaltet, die von einem Riementrieb 24 -26.1 und einem Zahnrad 26.2 antreibbar ist. Dem Druckzylinder 21 ist eine Zuführtrommel 27 zugeordnet. Zum Fördern der Bogen 6 von den Vordermarken 13 zum Zufuhrzylinder 27 ist ein Schwinggreifer 28 vorgesehen, der über ein Getriebe 29 mit dem Zahnrad 26.2 gekoppelt ist. Die Zylinder bzw. Antriebselemente, die über besagten Zahnräderzug miteinander gekoppelt sind, sind in 1 jeweils mit einer Doppellinie 30 verbunden. Im Ausleger 4 befindet sich ein Kettengreifersystem 31, welches die fertig bedruckten Bogen 6 vom Druckzylinder 22 auf einen Auslegerstapel 32 fördert. Zum Antrieb der Druckmaschine ist ein Hauptantriebsmotor 33 mit dem Riementrieb 24 gekoppelt. Zum Erfassen des Drehwinkels ist im Zahnräderzug einer Transfertrommel 23 ein Drehgeber 34 vorgesehen. Die Schwenkbewegung der Vordermarken 13 wird von einem weiteren Drehgeber 35 erfasst. Der Antrieb der Vordermarken 13 besitzt keine mechanische Verbindung zum Hauptantriebsstrang der Druckmaschine. Die Motoren 14, 33 für die Vordermarken 13 und den Hauptantrieb der Druckmaschine und die Drehgeber 34, 35 sind mit einer Steuereinrichtung 36 verbunden. Im Bogenpfad über dem Anlegertisch 12 befindet sich eine Sensoreinheit 37 für die Eigenschaften der Bogen 6, wie Bogendicke, Format, Gewicht, Gewichtsverteilung, Feuchtigkeitsgehalt und dergleichen. Die Sensoreinheit 37 steht mit der Steuereinrichtung 36 in Verbindung. An die Steuereinrichtung 36 ist weiterhin eine Eingabeeinheit 38 für Informationen zu den Bogeneigenschaften, zur Maschinenkonfiguration und zum ablaufenden Maschinenprozess angeschlossen. Die Eingabeeinheit 38 ermöglicht die Eingabe der Informationen durch eine Bedienperson, durch Übertragung aus einem Speicher oder als Schnittstelle zu Sensoren für die Informationen zum Maschinenprozess, wie z. B. die aktuellen Registerabweichungen.
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Die 2.1 und 2.2 zeigen Details aus dem Wirkungsbereich der Vordermarken 13. Gemäß 2.1 liegen die Vordermarken 13 in Arbeitsposition gegen einen Anschlag 39 unterhalb des Anlegetisches 12. In der Arbeitsposition bilden die Vordermarken 13 eine Anschlaglinie für ankommende Bogen 6, während ein weiterer Bogen 6 mittels des Schwinggreifers 28 über die Vordermarken 13 hinweg zur Zuführtrommel 27 gefördert wird. Wie aus 2.2 hervorgeht, sind die Vordermarken 13 auf der Antriebsseite AS und auf der Bedienseite BS der Druckmaschine mit einer Schwenkachse 40 in Lagern 41, 42 gehalten, wobei die Schwenkachse 40 direkt mit dem Motor 14 gekoppelt ist. Ausgehend von der Arbeitsposition sind die Vordermarken 13 mit dem Motor 14 in einem Winkelbereich von ca. 50° hin- und hergehend bewegbar. Zur Erfassung der Drehstellung ist auf der Schwenkachse 39 eine Rasterscheibe 35.2 befestigt, die zum Drehgeber 35 gehört.
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Aus den Informationen zu den Bogeneigenschaften und aus den zusätzlichen Informationen zur Maschinengeschwindigkeit, zur Maschinenkonfiguration und zum Maschinenprozess wird in der Steuereinrichtung 36 mit Hilfe eines Rechners der optimale Bewegungsablauf für die Vordermarken 13 ermittelt. Dem Motor 14 werden entsprechende Signale zugeführt, so dass entsprechend dem mit dem Drehgeber 34 ermittelten Maschinenwinkel die Vordermarken 13 eine errechnete Drehstellung im Schwenkbereich einnehmen.
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Dünne Bogen 6 sind labil und schmiegen sich beim Fördern von den Vordermarken 13 zur Zuführtrommel 27 dem vogegebenen Bauraum leicht an. Die Gefahr, dass dünne Bogen 6 mit Maschinenteilen in Berührung kommen und verkratzt werden, ist im Vergleich zu dicken und damit steifen Grammaturen gering. Beim Fördern von dünnen Bogen 6 von den Vordermarken 13 zur Zuführtrommel 27 ist es ausreichend, wenn diese von herkömmlichen Bogenleitelementen unterstützt werden, welche in Form eines Rechens ausgebildet sein können. Eine zusätzliche Unterstützung durch die Vordermarken 13 während ihrer Fortbewegung vom Anschlag 19 ist nicht erforderlich. Dünne Bogen 6 sind aber wegen ihrer Instabilität schwer an den Vordermarken 13 ausrichtbar. Deshalb wird der Motor 14 so gesteuert, dass die Vordermarken 13 frühzeitig am Anschlag 19 in ihrer Arbeitsposition ankommen und damit eine größere Zeitspanne für das Ausrichten dünner Bogen zur Verfügung steht. Während der relativ langen Verweildauer eines dünnen Bogens 6 an den Vordermarken 13 kommt der Bogen 6 bewegungsmäßig zur Ruhe, wodurch die Ausrichtung in Förderrichtung und Seitenrichtung verbessert wird und der Bogen 6 exakt vom Schwinggreifer 28 erfaßt werden kann.
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Dicke Bogen 6 sind steif und schwer und benötigen beim Fördern von den Vordermarken 13 zur Zuführtrommel 27 eine zusätzliche Unterstützung durch die nichtkratzend ausgeführten Vordermarken 13, während diese sich vom Anschlag 19 fortbewegen. Damit wird vermieden, dass ein dicker Bogen 6 mit anderen Maschinenteilen kollidiert. Durch die hohe Steifigkeit eines dicken Bogens 6 ist das Ausrichten an den Vordermarken 13 unkritisch. Mit dem Motor 14 werden die Vordermarken so bewegt, dass diese nur eine kurze Zeit am Anschlag 19 verweilen und möglichst viel Zeit zur Unterstützung des dicken Bogens 6 zur Verfügung steht.
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Beim Fördern von kleinformatigen, sehr steifen Karton-Bögen 6 wird der Motor 14 so angesteuert, dass die Vordermarken 13 der Bogenhinterkante 47 folgen.
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In 3 ist der Bewegungsablauf für zwei Bogen 6 dargestellt. Das Diagramm zeigt in Ordinatenrichtung den Maschinenwinkel φ, der aus den Signalen des Drehgebers 34 resultiert. In Abszissenrichtung ist der Bogenweg s aufgetragen. Der Bogenweg s beträgt 0, wenn er ausgerichtet an den Vordermarken 13 liegt. Die Kurven 43, 44 zeigen den Weg der Vorderkante 45 eines ersten und eines zweiten Bogens 6. Die Kurve 46 zeigt den Weg der Hinterkante 47 des ersten Bogens 6. Die Kurve 46 liegt parallel zu den Kurven 43, 44. Der Abstand der Kurven 43 und 46 repräsentiert die Bogenlänge L des ersten Bogens 6. Die Kurven 48, 49 zeigen die Wege der Vordermarken 13 bei zwei verschiedenen Bogenstärken. Die Kurve 50 zeigt den Verlauf der Bewegung des Schwinggreifers 28.
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Gemäß Kurve 43 wird der erste Bogen 6 mit gleichförmiger Geschwindigkeit gegen die Vordermarken 13 gefördert und erreicht die stillstehende Vordermarke 13 bei dem Maschinenwinkel φ1 . Bei einem Maschinenwinkel φ2 erreicht der Schwinggreifer 28 die Vorderkante 45 des ersten Bogens 6. Der Bogen 6 wird vom Schwinggreifer 28 erfasst. Bis zu einem Maschinenwinkel φ3 befindet sich die Vorderkante 45 im Schwinggreifer 28 und an den Vordermarken 13. Ab dem Winkel φ3 werden mit dem Motor 14 die Vordermarken 13 von der Arbeitsposition vom Anschlag 38 weggeschwenkt. Die Vordermarken 13 geben den Weg für den Transport des ersten Bogens 6 mit dem Schwinggreifer 28 zum Zuführzylinder 27 frei.
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Abhängig von der Bogendicke werden die Vordermarken 13 früher oder später erneut in Arbeitsposition gebracht. Entsprechend Kurve 49 erreichen die Vordermarken 13 bereits beim Maschinenwinkel φ4 die Arbeitsposition. Dieser Bewegungsablauf ist vorteilhaft für dünnere Bogen 6. Bei dicken Bogen 6 wie z. B. Karton wird der Bewegungsablauf nach Kurve 48 eingestellt. Die Vordermarken 13 erreichen erst beim Maschinenwinkel φ5 die Arbeitsposition, um den nächsten Bogen 6 aber noch rechtzeitig zu empfangen. Wie in 3 dargestellt, erreicht die Vorderkante 45 des zweiten Bogens 6 beim Winkel φ6 die Vordermarke 13. Die weiteren Bewegungsabläufe wiederholen sich wie vorstehend zum ersten Bogen 6 beschrieben.
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Bei einer alternativen, nicht dargestellten Ausführungsform wird die Schwenkachse 39 durch einen Linearmotor und ein Hebelgetriebe geschwenkt. Die Einstellung der Bewegungsabläufe bleibt prinzipiell gleich. Die konstruktive Ausführung richtet sich nach dem zur Verfügung stehenden Bauraum.
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Das Verfahren ist sowohl für Vordermarken 13 als auch für Deckmarken einsetzbar. Die Deckmarken können ebenfalls mit separaten Aktuatoren angetrieben werden. Die Deckmarkenbewegung ist keine reine Schwenkbewegung, sondern eine Hub-SchwenkBewegung, wozu zwei Aktuatoren, wie z. B. drehende oder lineare Elektromotoren, zum Einsatz kommen können.
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Die Erfindung ist nicht nur bei direkter Ankopplung eines Aktuators an eine Vordermarke 13 oder Deckmarke anwendbar. Zwischen einem Aktuator und einem Antriebsglied einer Marke können Getriebe, wie Kurven oder Koppelgetriebe, geschaltet sein. Durch solch ein Getriebe können Teile des Bewegungsablaufes der Marken festgelegt werden, z. B. eine Hubbewegung oder eine Schwenkung in einem definierten Winkelbereich. Beim Einsatz eines Getriebes zur Markenbewegung wird das erfindungsgemäße Verfahren durch einen ungleichförmigen Antrieb des Getriebes realisiert, so dass die gleiche Bewegungsbahn einer Marke mit variabler zeitlicher Zuordnung durchlaufen wird.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Anleger
- 2
- Druckwerk
- 3
- Druckwerk
- 4
- Ausleger
- 5
- Bogenstapel
- 6
- Bogen
- 7
- Saugkopf
- 8
- Transportrollen
- 9
- Transportrollen
- 10
- Transportrollen
- 11
- Transportrollen
- 12
- Anlegetisch
- 13
- Vordermarke
- 14
- Motor
- 15
- Farb-/Feuchtwalze
- 16
- Farb-/Feuchtwalze
- 17
- Plattenzylinder
- 18
- Plattenzylinder
- 19
- Übertragungszylinder
- 20
- Übertragungszylinder
- 21
- Druckzylinder
- 22
- Druckzylinder
- 23
- Transfertrommel
- 24
- Riementrieb
- 25
- Riementrieb
- 26.1
- Riementrieb
- 26.2
- Zahnrad
- 27
- Zuführtrommel
- 28
- Schwinggreifer
- 29
- Getriebe
- 30
- Doppellinie
- 31
- Kettengreifer
- 32
- Auslegerstapel
- 33
- Hauptantriebsmotor
- 34
- Drehgeber
- 35
- Drehgeber
- 35.2
- Rasterscheibe
- 36
- Steuereinrichtung
- 37
- Sensoreinheit
- 38
- Eingabeeinheit
- 39
- Anschlag
- 40
- Schwenkachse
- 41
- Lager
- 42
- Lager
- 43
- Kurve
- 44
- Kurve
- 45
- Vorderkante
- 46
- Kurve
- 47
- Hinterkante
- 48
- Kurve
- 49
- Kurve
- 50
- Kurve
- AS
- Antriebsseite
- BS
- Bedienseite
- L
- Bogenlänge
- s
- Bogenweg
- ψ
- Winkel
- φ
- Winkel
