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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Transportsystem in einer Bedruckstoff
verarbeitenden Maschine mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch
1.
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Weiterhin
betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Herstellung
eines Primärteils
eines elektrischen Linearantriebs mit den Merkmalen des Oberbegriffs
von Anspruch 9.
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Es
ist bekannt, in Bedruckstoff verarbeitenden Maschinen, z. B. in
Druckmaschinen, den zu verarbeitenden Bedruckstoff, z. B. Bedruckstoffbogen (im
Folgenden: Bogen), mittels eines Transportsystems basierend auf
einem elektrischen Linearantrieb zu transportieren.
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Es
ist ferner bekannt, in Bedruckstoff verarbeitenden Maschinen, z.
B. in Rollendruckmaschinen, eine zu verarbeitende Bedruckstoffbahn
(im Folgenden: Bahn) mittels eines Transportsystems basierend auf
einem elektrischen Linearantrieb vor dem eigentlichen Druckprozess
in die Maschine einzuziehen.
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Es
ist weiterhin bekannt, Transportsysteme zu verzweigen und/oder zusammenzuführen und
zu diesem Zweck mit schaltbaren Weichen auszustatten. Da die aufeinander
folgenden Wagen oder Schlitten des Systems oft nur geringe Abstände zueinander
aufweisen, ist es notwendig, Weichen mit kurzen Schaltzeiten und
hoher Schaltdynamik vorzusehen.
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Bekannte
Weichen können
als mechanisch aktive oder mechanisch passive Weichen ausgebildet
sein, d. h. sie umfassen zur Änderung
des Fahrweges bewegte mechanische Komponenten, z. B. Schienenabschnitte,
oder nicht.
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Dokument
DE 196 21 507 C1 offenbart
eine Bahneinzugsvorrichtung für
bahnförmiges
Material mit einer mechanisch aktiven Weiche. Die Vorrichtung weist
dabei eine Führungsschiene,
in welcher eine Zugeinrichtung zum Einziehen der Bahn bewegbar ist,
auf. Der Vortrieb wird durch einen elektrischen Linearantrieb erzeugt,
welcher einen Stator aus als Kerne magnetisierbaren Materials ausgebildete
Elektromagneten mit jeweils darum gewickelten Spulen aufweist. Die
Kerne können über Polbleche
miteinander verbunden sein. Der Linearantrieb weist ferner als Läufer die
Zugeinrichtung auf, an welcher zwei oder mehr Permanentmagnete oder
aber geschlossene, elektrisch erregbare Spulen befestigt sind.
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Die
Zugeinrichtung als langgestreckte Gliederkette ausgebildet sein,
deren Länge
größer als der
Abstand zweier benachbarter als Spulen ausgebildeter Antriebstationen
ist.
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Die
Vorrichtung weist darüber
hinaus eine oder mehrere schaltbare Weichen auf, die jeweils als rotierbare
Scheibe ausgebildet sind, auf welchen jeweils in unterschiedliche
Richtungen gekrümmte
Abschnitte der Führungsschiene
angeordnet sind. In Abhängigkeit
von der Drehstellung der Scheibe kann ein Bahnweg für den Einzug
der Bahn eingestellt werden.
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Beim
Schalten der Weiche werden nur Abschnitte der Führungsschienen bewegt. Die
Antriebsstationen bleiben stationär.
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Die
beschriebene Weiche scheint nur in Verbindung mit der als Gliederkette
ausgebildeten Zugeinrichtung eingesetzt zu werden, da im Bereich
der Weiche keine Antriebsstationen vorgehen sind, und somit die
Zugeinrichtung von der Weiche vor- oder nachgeordneten Antriebsstationen
antriebsmäßig erfasst
werden muss.
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Aus
dem Dokument
EP 0 907
515 B1 ist ein Transportsystem für Bogen bekannt. In dem Dokument
wird vorgeschlagen, in einer Bogenoffsetdruckmaschine ein auf einem
elektrischen Linearantrieb basierendes Transportsystem vorzusehen,
welches die Bogen mittels an Vortriebselementen angeordneten und
als Greifer-Traversen ausgebildeten Bogenhaltemittel von einem ersten
zu einem zweiten Druckwerk transportiert.
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Dabei
bestehen Einzelglieder der als Gliederketten ausgebildeten, die
Läufer
des Antrieb bildende Vortriebselemente aus magnetischem Material,
z. B. aus Permanentmagneten, und den Stator des Antriebs bildende
Antriebsstationen enthalten bekannte elektromagnetische Spulen,
die ein elektromagnetisches Wanderfeld zum Vortrieb der Vortriebselemente
erzeugen.
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Das
Transportsystem weist eine Führungseinrichtung
mit einer mechanisch passiven Weiche auf, welche beispielsweise
durch zwei zusätzliche Antriebsstationen
gebildet werden kann, die am Anfang eines jeweiligen Verzweigungspfades
des Transportsystems angeordnet sind und die entsprechend dem einzuschlagenden
Pfad wechselweise bestromt werden (d. h. gezielte Zu- und Abschaltung elektromagnetischer
Felder in Teilen des Transportpfades zur Erzeugung von Seitenführungskräften), wodurch
die Vortriebselemente in den einen oder den anderen Pfad gefördert werden.
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Die
vorgeschlagene Lösung
weist das Problem auf, das die vorgesehene Ausgestaltung der Weiche
als mechanisch passive Weiche, d. h. ohne bewegte Komponenten, zwar
eine schnelle Schaltung der Weiche und eine hinterschneidungsfreie
Anordnung der sich verzweigenden Pfade erlaubt, jedoch in Bezug
auf die Führungsgenauigkeit
der Vortriebselemente im Bereich der Weiche verglichen mit der steifen
Führung
bei mechanisch aktiven Weichen unerwünscht begrenzt sein kann.
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Ferner
sind Personentransportsysteme basierend auf elektrischen Linearantrieben
bekannt, bei denen schaltbare Weichen zur Verzweigung der Transportpfade
vorgesehen sind.
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Ein
solches System ist jeweils in der JP 59-6763 A und in der JP 5-140903
A beschrieben. Die dort beschriebenen schaltbaren Weichen sind derart
ausgelegt, dass nicht nur Führungseinrichtungen,
z. B. Schienenabschnitte, bewegt werden, sondern mit diesen zusammen
auch der Stator des Antriebs. Somit weist ein solches System das
Problem auf, dass zum Schalten bzw. zum Stellen der Weiche massereiche
Elemente bewegt werden müssen,
so dass ein schnelles Schalten der Weiche mit kurzen Schaltzeiten
nicht möglich
erscheint. Ein langsames Schalten erscheint im Bereich der Personentransportsysteme
jedoch akzeptabel, da die einzelnen Züge des Systems große Abstände zueinander
aufweisen.
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Weiterhin
sind aus dem Bereich der Personentransportsysteme basierend auf
elektrischen Linearantrieb (z. B. beim Transrapid) auch Biegeweichen
bekannt, bei welchen sowohl die Schienenabschnitte als auch der
Stator durch Biegung bewegt werden. Hierzu sind jedoch hohe Stellkräfte und
weite Stellwege erforderlich, was zu einer geringen Stelldynamik
führt.
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Schließlich ist
auch das Austauschen des gesamten Abschnitts des Transportsystems
inklusive Schienen und Stator im Bereich der Weiche möglich, was
jedoch auch aufgrund der zu bewegenden Massen keine hohe Schaltdynamik
erlaubt.
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Es
ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Transportsystem
in einer Bedruckstoff verarbeitenden Maschine zu schaffen, welches
zumindest einen der aufgezeigten Nachteile des Standes der Technik überwindet.
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Es
ist eine weitere oder alternative Aufgabe der vorliegenden Erfindung,
ein verbessertes Transportsystem in einer Bedruckstoff verarbeitenden
Maschine zu schaffen.
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Es
ist eine weitere oder alternative Aufgabe der Erfindung, ein Transportsystem
in einer Bedruckstoff verarbeitenden Maschine zu schaffen, welches eine
schnell schaltende oder schnell schaltbare Weiche aufweist.
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Es
ist eine weitere oder alternative Aufgabe der Erfindung, ein Transportsystem
in einer Bedruckstoff verarbeitenden Maschine zu schaffen, welches eine
Weiche mit sehr genauen Führungseigenschaften
aufweist.
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Es
ist eine weitere oder alternative Aufgabe der Erfindung, ein Transportsystem
in einer Bedruckstoff verarbeitenden Maschine zu schaffen, welches schnell
schaltende oder schnell schaltbare mechanische Komponenten einer
Weiche aufweist.
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Es
ist eine weitere oder alternative Aufgabe der Erfindung, ein Transportsystem
in einer Bedruckstoff verarbeitenden Maschine zu schaffen, welches kostengünstig herzustellen
ist.
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Diese
Aufgaben werden erfindungsgemäß durch
ein Transportsystem mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
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Es
ist auch eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein verbessertes
Verfahren zur Herstellung eines Primärteils eines elektrischen Linearantriebs
bereitzustellen.
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Es
ist weitere oder alternative eine Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren
zur Herstellung eines Primärteils
eines elektrischen Linearantriebs bereitzustellen, welches eine
einfache Durchführung
erlaubt.
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Es
ist eine weitere oder alternative Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren
zur Herstellung eines Primärteils
eines elektrischen Linearantriebs bereitzustellen, welcher für den Einsatz
in schnell schaltenden oder schnell schaltbaren Weichen geeignet
ist.
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Diese
Aufgaben werden erfindungsgemäß durch
ein Verfahren zur Herstellung eines Primärteils eines elektrischen Linearantriebs
mit den Merkmalen des Anspruchs 9 gelöst.
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Vorteilhafte
Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen enthalten.
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Ein
erfindungsgemäßes Transportsystem
in einer Bedruckstoff verarbeitenden Maschine mit
- – einer
Führungseinrichtung,
welche wenigstens eine Weiche aufweist,
- – wenigstens
einem entlang der Führungseinrichtung
bewegbaren Läufer,
und
- – einem
elektrischen Linearantrieb, welcher ein Wickelkerne umfassendes
Primärteil
und ein den Läufer
umfassendes Sekundärteil
aufweist,
zeichnet sich dadurch aus,
dass im Bereich
der Weiche wenigstens ein Wickelkern zur Bildung einer Aussparung
für wenigstens
ein Führungssegment
der Führungseinrichtung
eine gegenüber
der Höhe
von Wickelkernen außerhalb
des Bereichs der Weiche geringere Höhe aufweist.
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Die
Wickelkerne (oder Zähne)
des Primärteils
sind – wie üblich – derart
angeordnet, dass zwischen den Wickelkernen Nuten gebildet werden,
in denen die Wicklungen, welche um die Wickelkerne gelegt sind,
aufgenommen sind.
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Das
erfindungsgemäße Transportsystem weist
ein besonders ausgebildetes Primärteil
des elektrischen Linearantriebs auf. Erfindungsgemäß ist wenigstens
ein Wickelkern im Bereich der Weiche von geringerer Höhe als Wickelkerne
außerhalb
des Bereichs der Weiche.
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Die
durch die geringere Höhe
des Wickelkerns bereitgestellte Aussparung im Primärteil erlaubt
in vorteilhafter Weise die Aufnahme von wenigstens einem Führungssegment,
beispielsweise eines Schienenstücks.
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Auf
diese einfache Weise kann eine Weiche im Transportsystem gebildet
werden, indem an der Verzweigung Führungseinrichtungen, z. B.
Schienen, durch die Aussparung im Primärteil geführt werden. Von Vorteil ist
dabei, dass alle Elemente des elektrischen Linearantriebs ortsfest
angeordnet werden können,
und beim Umstellen oder Schalten der Weiche nicht mit den zu bewegenden
Führungseinrichtungen
mitbewegt werden müssen,
so dass ein sehr schneller Schaltvorgang bzw. eine hohe Schaltdynamik
erreicht werden kann. Auch ein Biegen der Transporteinrichtung kann
mit Vorteil vermieden werden.
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Ein
weiterer Vorteil der Erfindung ist darin zu finden, dass die Läufer des
Linearantriebs, d. h. die Wagen oder Schlitten des Transportsystems,
auch im Bereich der Weiche ständig
unter dem antreibenden Einfluss des elektrischen Linearantrieb stehen
und folglich ein sicheres und präzises
Führen
der Wagen auch im Bereich der Weiche ermöglicht ist.
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Ein
erfindungsgemäßes Transportsystem stellt
somit eine steife und damit genaue mechanische Führung bereit, erlaubt aber
auch den schnellen Pfadwechsel durch hochdynamisch und unabhängig voneinander
schaltbare, segmentierte Führungselemente.
Einen jeweiligen weiteren Vorteil der Erfindung bildet die Trennung
des Antriebssystems (Elektrischer Linearanteils) von den mechanischen
Schaltelementen (segmentierte Führungselemente
oder Schienenstücke)
die Realisierung von Schaltzeiten, die geringer sind, als die Durchfahrtszeiten
eines Läufers
(Wagens) durch die Weiche und die Möglichkeit des Umschaltens der
Weiche auch während
der Anwesenheit eines Läufers
im Bereich der Weiche.
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Ein
erfindungsgemäßes Transportsystem kann
in Bogendruckmaschinen, insbesondere in Bogenoffsetrotationsdruckmaschinen,
zum Transportieren, Fördern,
Ein- und Ausschleusen von Bogen eingesetzt werden.
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Ein
erfindungsgemäßes Transportsystem kann
ferner in Rollendruckmaschinen, insbesondere in Rollenoffsetrotationsdruckmaschinen,
zum Transportieren, Fördern
oder Einziehen von einer oder mehreren Bahnen eingesetzt werden.
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Ein
erfindungsgemäßes Transportsystem kann
ferner in Falzapparaten zum Transportieren von Signaturen oder Falzprodukten
eingesetzt werden.
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Ein
erfindungsgemäßes Transportsystem kann
ferner in Nachbearbeitungsmaschinen (Postpress-Maschinen), insbesondere
in Klebemaschinen, Bindemaschinen, Stapelmaschinen oder Verpackungsmaschinen
zum Transportieren oder Fördern von
Druckprodukten eingesetzt werden.
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Ein
erfindungsgemäßes Transportsystem kann
ferner in Digitaldruckmaschinen, insbesondere in Kopieren, zum Transportieren
oder Fördern
von Bedruckstoff eingesetzt werden.
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Ein
erfindungsgemäßes Transportsystem kann
darüber
hinaus auch in der Druckvorbereitungsstufe (in Prepress-Maschinen),
insbesondere in Plattenbelichtern, zum Transportieren oder Fördern von Druckplatten
anstelle von Bedruckstoff eingesetzt werden.
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Eine
Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Transportsystems
zeichnet sich dadurch aus, dass die Wickelkerne bezüglich der
Höhe von
Wickelkernen außerhalb
des Bereichs der Weiche nur in einem unteren Abschnitt mit Wicklungen
versehen sind. Es können
alle Wickelkerne oder nur Wickelkerne im Bereich der Weiche auf
diese Weise ausgebildet sein.
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In
weiterer Ausgestaltung der Erfindung zeichnet sich ein Transportsystem
dadurch aus, dass die Wickelkerne bezüglich der Höhe von Wickelkernen außerhalb
des Bereichs der Weiche nur in einem unteren Abschnitt von weniger
als etwa 75% oder 50% der Höhe,
insbesondere von weniger als etwa 40% oder 30% oder 25% der Höhe, mit
Wicklungen versehen sind.
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Ferner
kann sich eine bevorzugte Ausführung
des erfindungsgemäßen Transportsystems
dadurch auszeichnen, dass das wenigstens eine Führungssegment ortsfest in der
Aussparung angeordnet ist.
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Gemäß einer
weiteren bevorzugten Ausführung
zeichnet sich das erfindungsgemäße Transportsystem
dadurch aus, dass das wenigstens eine Führungssegment zumindest teilweise
in die Aussparung oder seitlich an die Aussparung heran bewegbar,
insbesondere linear bewegbar oder schwenkbar, ausgestaltet ist.
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Es
ist darüber
hinaus gemäß einer
weiteren bevorzugten Ausführung
des erfindungsgemäßen Transportsystems
möglich,
dass das wenigstens eine Führungssegment
zwischen einer passiven Position und einer aktiven Position bewegbar
ist.
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In
weiterer bevorzugter Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Transportsystems,
ist ein weiteres Führungssegment
zwischen der aktiven Position und einer weiteren passiven Position
bewegbar.
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Ein
erfindungsgemäßes Verfahren
zur Herstellung eines Primärteils
eines elektrischen Linearantriebs, bei welchem eine Anzahl von Wickelkernen des
Primärteils
mit Wicklungen versehen wird, zeichnet sich dadurch aus, dass die
Anzahl von Wickelkernen bezüglich
ihrer Höhe
nur in einem unteren Abschnitt mit Wicklungen versehen wird und
dass wenigstens ein Wickelkern mit geringerer Höhe hergestellt wird.
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Das
erfindungsgemäße Verfahren
erlaubt in vorteilhafter Weise die einfache Herstellung besonderer
Primärteile
elektrischer Linearantriebe. Auf solche Weise hergestellte Primärteile können mit
Vorteil in Transportsystemen eingesetzt werden, welche mit Verzweigungen
und an den Verzweigungen angeordneten Weichen ausgestattet sind.
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Die
erfindungsgemäß hergestellten
Primärteile
erlauben durch das Herstellen wenigstens eines Wickelkerns mit geringerer
Höhe den
ausgesparten Raum über
dem Wickelkern mit geringerer Höhe
für Führungseinrichtungen,
z. B. Schienen, zu nutzen, so dass die Schienen durch das Primärteil hindurchführbar sind
und auf diese Weise des Primärteil
im Bereich einer Weiche Einsatz finden kann.
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Ein
weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Herstellungsverfahrens
ist darin zu finden, dass auf einfache Weise Primärteile für elektrische
Linearantriebe produzierbar sind, die ein unterbrechungsfreies und
störungsfreies
Antreiben eines Läufers
des Antriebs auch im Bereich von Weichen erlauben.
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In
weiterer Ausführung
zeichnet sich ein erfindungsgemäßes Verfahren
dadurch aus, dass die Anzahl von Wickelkernen bezüglich ihrer
Höhe nur
in einem unteren Abschnitt von weniger als etwa 75% oder 50% der
Höhe, insbesondere
von weniger als etwa 40% oder 30% oder 25% der Höhe, mit Wicklungen versehen
wird.
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Ferner
kann sich eine bevorzugte Ausführung
des erfindungsgemäßen Verfahrens
dadurch auszeichnen, dass die Herstellung der geringeren Höhe des wenigstens
einen Wickelkerns spanend, insbesondere fräsend oder schleifend, oder
nichtspanend, insbesondere stanzend, erfolgt.
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Gemäß einer
weiteren bevorzugten Ausführung
zeichnet sich das erfindungsgemäße Verfahren dadurch
aus, dass die Herstellung der geringeren Höhe des wenigstens einen Wickelkerns
urformend, insbesondere gießend,
erfolgt.
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Die
Erfindung sowie weitere Vorteile der Erfindung werden nachfolgend
unter Bezug auf die Zeichnungen anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels
näher beschrieben.
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Die
Zeichnungen zeigen:
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1 eine
schematische Seitenansicht eines Druckwerks mit einem erfindungsgemäßen Transportsystem;
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2 eine
Schnittansicht des erfindungsgemäßen Transportsystems;
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3 eine
perspektivische Draufsicht auf ein erfindungsgemäßes Transportsystem;
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4 eine
perspektivische Draufsicht auf ein erfindungsgemäßes Transportsystem;
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5 eine
schematische Draufsicht auf den Bereichs der Weiche eines erfindungsgemäßen Transportsystems
in einer ersten Weichenstellung;
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6 eine
perspektivische Draufsicht auf den Bereichs der Weiche eines erfindungsgemäßen Transportsystems
in einer ersten Weichenstellung;
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7 eine
schematische Draufsicht auf den Bereichs der Weiche eines erfindungsgemäßen Transportsystems
in einer zweiten Weichenstellung;
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8 eine
perspektivische Draufsicht auf den Bereichs der Weiche eines erfindungsgemäßen Transportsystems
in einer zweiten Weichenstellung;
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9 eine
Schnittansicht durch das Primärteil
der Führungseinrichtung
im Bereich der Weiche;
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10 eine
perspektivische Draufsicht auf ein erfindungsgemäßes Transportsystem mit einer Weichenstelleinheit
aus einer ersten Perspektive;
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11 eine
perspektivische Draufsicht auf ein erfindungsgemäßes Transportsystem mit einer Weichenstelleinheit
aus einer zweiten Perspektive;
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12 eine
Simulationsrechnung;
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13 Ergebnisse
der Simulationsrechnung als Diagramm; und
-
14 Ergebnisse
der Simulationsrechnung als Diagramm.
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In
den Figuren sind übereinstimmende
Merkmale mit denselben Bezugszeichen versehen.
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1 zeigt
eine schematische Seitenansicht eines Druckwerks 2 einer
Bedruckstoff 3 (z. B. in Form von Bedruckstoffbogen) verarbeitenden
Druckmaschine 1. Dem Druckwerk 2 sind wenigstens
eine Einheit 4, z. B. eine weiteres Druckwerk oder ein
Bogen-Anleger, vorgeordnet und wenigstens zwei Einheiten 6, 8,
z. B. weitere Druckwerke, Lackwerke, Trockner, Bogen-Ausleger oder
Drucknachverarbeitungseinrichtungen (beispielsweise Schneidemaschinen,
Falzapparate, Bindemaschinen oder Verpackungsstationen), nachgeordnet.
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Das
Druckwerk weist ein Farb- und/oder Feuchtwerk 200 mit Walzen,
einen Formzylinder 202 mit einer aufgespannten Druckform 203 (z.
B. Druckplatte oder Druckhülse),
einen Übertragungszylinder 204 mit
einem aufgespannten Übertragungstuch 205 (z.
B. Gummituch oder Gummituchhülse)
und einen Gegendruckzylinder 206 auf. Weiterhin kann das Druckwerk 2 einen
separaten Motor 208 zum Antreiben der Zylinder und Walzen
aufweisen oder das Druckwerk kann von einem gemeinsamen Antrieb mehrerer
Druckwerke angetrieben werden.
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Die
zu verarbeitenden Bogen 3 werden von der Einheit 4 zum
Druckwerk 2 und weiter in Bewegungsrichtung 9 zu
wenigstens einer der beiden Einheiten 6, 8 transportiert.
Hierzu umfasst die Druckmaschine 1 ein Transportsystem 10 für die Bogen 3,
welches sich entlang des Transportpfades erstreckt und welches wenigstens
eine Führungseinrichtung 12 und
wenigstens einen entlang der Führungseinrichtung
verfahrbaren Wagen 14, an welchem die Bogen 3 gehalten
werden, aufweist. Die Wagen 14 werden auf einem Rückführabschnitt 16 des
Transportsystems 10 zur Einheit 4 zurück geführt.
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Zur
Vereinfachung der Darstellung ist in 1 nur eine
Führungseinrichtung 12 dargestellt. Bevorzugt
kann das Transportsystem jedoch sich gegenüberliegende Führungseinrichtungen
auf jeder Seite der Druckmaschine aufweisen, welche zum Führen des
Wagens 14 im Wesentlichen demselben Bahnpfad folgen.
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1 ist
zu entnehmen, dass das Transportsystem eine Weiche 18 aufweist,
an der ein erster Pfad 20 der Führungseinrichtung 12 in
einen zweiten und dritten Pfad 22, 24 der Führungseinrichtung 12 verzweigt.
Die Weiche ist somit an einer Verzweigung des Transportpfades angeordnet.
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2 zeigt
eine Schnittansicht des Transportsystems 10. Dabei ist
zur vereinfachten Darstellung nur ein seitlicher Endabschnitt eines
Wagens 14 und eine diesen Endabschnitt führende Führungseinrichtung 14 gezeigt,
welche z. B. an einer Seitenwand der Druckmaschine 1 oder
des Druckwerks 2 angeordnet sein kann. Der Wagen kann jedoch
mit seinem gegenüberliegenden
weiteren (nicht dargestellten) seitlichen Endabschnitt ebenfalls
in einer Führungseinrichtung
geführt
sein, welche vorzugsweise an der gegenüberliegenden Wand der Druckmaschine
oder des Druckwerks angeordnet ist.
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Die
Führungseinrichtung 12 des
Transportsystems 10 umfasst zwei zueinander beabstandete Schienen 30, 32 (welche
in der Figur in die Zeichenebene hinein verlaufen), zwischen denen
ein Primärteil 34 eines
elektrischen Linearmotors 36 angeordnet ist. Das Sekundärteil 38 des
elektrischen Linearmotors 36 umfasst den als Läufer ausgebildeten
Wagen 14, einen Abschnitt 38 des Wagens 14 oder
ein am Wagen 14 angeordnetes Element 38. Alternativ bildet
der Wagen 14, ein Abschnitt 38 des Wagens 14 oder
ein am Wagen 14 angeordnetes Element 38 das Sekundärteil 38 des
elektrischen Linearmotors 36.
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Der
Wagen 14 stützt
sich über
Räder 40, 42, 44, 46 an
den Schienen 30, 32 derart ab, dass der Wagen
sowohl in senkrechter Richtung 47 als auch in lateraler
Richtung 48 zum Schienenverlauf sicher geführt ist,
d. h. im Wesentlichen keine Bewegungen ausführen kann, und in Richtung
des Schienenverlaufs (in der Figur in die Zeichenebene hinein) bewegbar
ist.
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Ferner
weist der Wagen 14 eine Traverse 49 auf, an welcher
Greifereinheiten 50 angeordnet sind, wobei die Greifereinheiten 50 den
zu transportierenden bzw. zu verarbeitenden Bogen 3 zwischen
Greiferauflagen 52 und bewegbaren Greifern 54 halten.
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In 3 ist
das erfindungsgemäße Transportsystem 10 im
Bereich der Weiche dargestellt.
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Als
Bereich der Weiche kann der Bereich verstanden werden, der sich
entlang der Führungseinrichtung 12 im
Wesentlichen über
die Verzweigung der Führungseinrichtung 12 hinweg
erstreckt. Dabei kann ein jeweiliger Abschnitt des ersten, zweiten
oder dritten Pfades 20, 22, 24, welcher
der Verzweigung unmittelbar vor- oder nachgeordnet ist, auch zum
Bereich der Weiche gezählt
werden. Insbesondere kann als Bereich der Weiche der Bereich des
Transportsystems verstanden werden, in dem das Transportsystem,
die Führungseinrichtung
oder das Primärteil
des elektrischen Linearantriebs Elemente der Weiche aufweist.
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Im
engeren Sinn kann als Bereich der Weiche auch nur der Bereich verstanden
werden, in dem, wie unten näher
erläutert,
Schienen der Führungseinrichtung
durch Aussparungen (alternative Bezeichnung: Durchbrüche), welche
im Primärteil
vorgesehen sind, geführt
werden.
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Zwischen
den Schienen 30, 32 erstreckt sich erkennbar das
Primärteil 34 des
elektrischen Linearantriebs 36 und an den Schienen abgestützt ist
der bewegbare (alternativ: verschiebbare, verfahrbare oder vortreibbare)
Wagen 14 gezeigt.
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Die 3 zeigt
zugleich die beiden möglichen
Pfade 22, 24 des Wagens 14 nach Verlassen der
Weiche 18. Die genaue Stellung bzw. Positionierung der
Schienen 30, 32 im Bereich der Weiche ist in den
weiteren Figuren deutlich dargestellt.
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Wie 3 entnommen
werden kann, setzt sich das Primärteil 34 aus
in Pfadrichtung aufeinanderfolgenden Wickelkernen 60 (alternative
Bezeichnung: Wickelköpfe,
Polelemente oder Statorzähne) zusammen,
welche zum Tragen von Wicklungen (siehe auch 9) ausgelegt
sind. Im Bereich der Weiche 18 weisen zumindest einige
Wickelkerne 60 (ganz oder teilweise) eine geringere Höhe auf,
derart, dass eine Aussparung 62 im Primärteil 34 entsteht,
in welcher Abschnitte oder Segmente der Schienen 30, 32 aufgenommen
oder aufnehmbar sind, z. B. durch Anordnen, Verschwenken und/oder
lineares Bewegen bzw. durch Austauschen (siehe auch 4).
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Die
Aussparungen ermöglichen
das ungehinderte Hindurchtreten der Schienen 30, 32 durch das
Primärteil 34 im
Bereich der Weiche 18.
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In 4 ist
durch Pfeile dargestellt, wie das Stellen der Weiche 18 durch
Verschwenken und/oder lineares Bewegen von Segmenten bzw. durch
Austauschen von Segmenten der Schienen 30, 32 erreicht
werden kann.
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Durch
gemeinsames Verschwenken und folglich Austauschen von Segmenten 300A, 300B sowie 302A, 302B kann
zwischen auslaufenden Pfad 22 (Geradeaus-Richtung) und
auslaufendem Pfad 24 (Abzweig-Richtung) verstellt bzw.
gewechselt werden. Die Segmente 300A, 300B zeigen
in 4 die Stellung für Geradeaus-Führung während die
Segmente 302A, 302B in 4 die Stellung
für Kurven-Führung zeigen
(diese Darstellung soll lediglich die verschiedenen Stell-Möglichkeiten
aufzeigen, in der Anwendung werden beide Segmentpaare einheitlich
gestellt, d. h. entweder in Geradeaus- oder in Kurvenrichtung).
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Die
jeweiligen Segmente 304, 306 der beiden Schienen 30, 32 können durch
lineares Auf- und Abbewegen
zwischen zwei Positionen verstellt werden, wobei in der unteren
oder abgesenkten Position Aussparungen für die Räder des Wagen freigegeben werden,
so dass der Wagen einer Kurve hin zu Pfad 24 folgen kann,
während
in einer oberen oder angehobenen Position die Schienen in Geradeaus-Richtung
im Wesentlichen lückenlos
geschlossen werden, so dass der Wagen geradeaus hin zu Pfad 22 geführt werden
kann.
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Weiterhin
können
auch die Segmente 308, 310 aus einer jeweiligen
unteren in eine jeweilige obere Position verschwenkt und/oder linear
bewegt werden. Dabei geben die Segment 308, 310 in
ihrer unteren Position die Geradeaus-Richtung frei, während sie
in ihrer oberen oder angehobenen Position Lücken der Schienen 30, 32 in
der abzweigenden Richtung schließen.
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Weitere
in der 4 gezeigte Segmente der Schienen 30, 32,
insbesondere im Bereich der Weiche, sind ortsfest angeordnet.
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Die
beschriebenen Segmente werden durch eine Segmentierung der Führungseinrichtung
in Bewegungsrichtung gebildet.
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In
den Darstellungen der 5 und 6 ist zu
erkennen, welche Segmente in welcher Position zur Stellung der Weiche
in Geradeaus-Richtung (erste Stellung der Weiche) angeordnet werden.
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In
den Darstellung der 7 und 8 ist zu erkennen,
welche Segmente in welcher Position zur Stellung der Weiche in Abzweig-Richtung
(zweite Stellung der Weiche) angeordnet werden.
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Bei
der ersten Stellung der Weiche sind die Segmente 300A und 302A in
ihrer jeweiligen aktiven Position, ebenso Segment 304.
Demgegenüber
sind bei der zweiten Stellung der Weiche die Segment 300B, 302B und 310 in
ihrer jeweiligen aktiven Position. Aktive Position ist dabei so
zu verstehen, dass die betroffenen Segmente Teile des Schienenverlauf sind.
In einer entsprechenden passiven Position (oder: Park-Position)
sind die betroffenen Segmente nicht Teil des Schienenverlauf.
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In
den 5 und 7 sind ferner ortsfest in einer
Aussparung 62 des Primärteils
angeordnete Führungssegmente 400, 402 dargestellt.
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Die
in 9 gezeigte Schnittansicht durch das Primärteil 34 lässt die
Wickelkerne 60 aus magnetisierbarem Material erkennen,
wobei im Bereich der Weiche 18 zwei Wickelkerne 600, 602 gegenüber der
Höhe H
von Wickelkernen 604, 606 außerhalb des Bereichs der Weiche 18 eine
geringere (oder: verringerte oder reduzierte) Höhe H' aufweisen. Dadurch ergibt sich eine
Aussparung 62 der Höhe
h, durch welche die Schienen 30 (oder auch 32)
ungehindert verlaufen können.
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Die
Wickelkerne 60 des Primärteil 34 – sowohl
diejenigen der Höhe
H als auch diejenigen der Höhe
H' – sind lediglich
bis zu einer vorzugsweise einheitlichen Höhe H'' von
Wicklungen 608 (oder: Spulen) umgeben, wobei die Höhe H''<=H' ist. Die Wicklungen 608 können von
an den Wickelkernen 60 angeordneten Nasen 610 fixiert
werden, wobei die Nasen 610 vorzugsweise an allen Wickelkernen 60 in derselben
Höhe (im
Wesentlichen H'') angeordnet sind.
Die Nasen 610 können
ferner von Vorsprüngen an
den Wickelkernen 60 gebildet werden.
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9 zeigt
des Weiteren auch den als Wagen oder Schlitten 14 ausgebildetes
Sekundärteil 38, d.
h. den Läufer
des Antriebs, welcher durch einen Luftspalt 37 beabstandet
vom Primärteil 34 bewegbar
angeordnet ist. Im dargestellten Beispiel ist am Wagen 14 zur
Kupplung wenigstens ein Permanentmagnet 33 (alternativ:
ein Läuferkäfig einer
Asynchronmaschine) angeordnet. Anstelle des Permanentmagneten 33 kann
auch ein magnetisierbarer Wickelkern und eine elektrisch erregbare
Spule vorgesehen sein. Die Wicklungen 608, insbesondere Drehstromwicklungen,
des Primärteils 34,
d. h. des Stators, erzeugen bei entsprechender Bestromung ein magnetisches
Wanderfeld, d. h. ein Feld das sich entlang des Primärteils 34 fortbewegt,
an welches das magnetische Feld des Permanentmagneten 33 koppelt
und durch welches der Permanentmagnet 33 und somit auch
der Wagen 14 in Bewegungsrichtung 35 in bekannter
Weise mitgeführt
und vorgetrieben wird.
-
Obgleich
in 9 nicht erkennbar, kann das Primärteil 34 (und
insbesondere die Wickelkerne 60) aus vielen Schichten gegeneinander
isolierter Elektrobleche bestehen und ein Statorblechpaket bilden. Die
Vortriebsbewegung des Wagens 14 kann in üblicher
Weise durch nicht dargestellte Steuerungs- oder Regelungseinrichtungen,
welche die Bestromung der Wicklungen 608 steuern oder regeln,
in gewünschter Weise
beeinflusst werden, d. h. der Wagen 14 kann z. B. beschleunigt
oder gebremst, mit konstanter Geschwindigkeit, abstandshaltend zu
weiteren Wagen oder registergerecht bewegt werden.
-
Primärteile 340 außerhalb
des Bereichs der Weiche, insbesondere in den Pfaden 20, 22 und 24, können in
konventioneller Weise Wicklungen 609 aufweisen, die im
Wesentlichen die volle Höhe
der Wickelkerne 620 nutzen und somit einen optimierten Füllfaktor
aufweisen und eine größer magnetische Flussdichte
im Spalt erzeugen. Auf diese Weise kann in vorteilhafter Weise erreicht
werden, dass nur im Bereich der Weiche hohe Wickelkerne mit geringem Füllfaktor
eingesetzt werden.
-
Das
in 9 dargestellte Primärteil 34 kann Teil
eines Weichenbauteils sein, so dass der in dieser Anmeldung verwendete
Begriff "innerhalb
des Bereichs der Weiche" auch
derart verstanden werden kann, dass damit im Bereich des Weichenbauteils gemeint
ist, während
das Primärteil 340 Teil
eines (weichenlosen) Streckenbauteils sein kann, so dass der in
dieser Anmeldung verwendete Begriff "außerhalb
des Bereichs der Weiche" auch
derart verstanden werden kann, dass damit im Bereich des Streckenbauteils
gemeint ist.
-
Die
in der 10 gezeigte Weichenstelleinheit 70 (Vorderansicht)
umfasst eine Linearführung 72 (mit
Schiene 73) für
ein Montageelement 74 (alternative Bezeichnung: Grundplatte),
an welchem das Segment 302B der Schiene 32 angeordnet
ist. Bei einer Umstellung bzw. beim Schalten der Weiche 18 kann
das Segment 302B aus seiner aktiven Position linear entlang
der Linearführung
(in der Figur nach oben) in seine passive Position bewegt werden.
Diese Bewegung wird durch den Pfeil 76 verdeutlicht. Dabei
findet die lineare Verstellbewegung im wesentlichen senkrecht zur
Richtung des einlaufenden Pfads 20 und in der von den beiden
Schienen 30, 32 aufgespannten Ebene statt.
-
Danach
oder auch im Wesentlichen simultan kann das Segment 302A aus
seiner passiven Position (in 10 hinter
der Montageplatte 74, nicht sichtbar) linear entlang einer
Linearführung
(in der Figur nach vorne, siehe Bewegungsrichtung 78) aus
seiner passiven Position in die aktive Position bewegt werden. Diese
Verstellbewegung erfolgt im wesentlichen senkrecht zur Richtung
des einlaufenden Pfads 20 und senkrecht zu der von den
beiden Schienen 30, 32 aufgespannten Ebene.
-
Desgleichen
können
die Segmente 300A, 300B (siehe auch 11)
mittels Linearführungen 80, 82 verstellt
werden.
-
Auch
die Segmente 304, 310 können mittels Linearführungen
abwechselnd aus passiven in aktive Positionen und zurück bewegt
werden.
-
In 11 ist
die Weichenstelleinheit von hinten (Rückansicht) gezeigt, wobei Segment 300B in seiner
passiven Position zu sehen ist.
-
Es
ist weiterhin möglich,
anstelle der horizontalen und vertikalen Stellvorrichtungen für die Segmente
auch windschiefe orientierte Stellvorrichtungen vorzusehen.
-
In
den 12, 13 und 14 ist
eine Simulationsrechung der magnetischen Flussdichte B für einen
bezüglich
seiner Höhe
nur teilweise umwickelten Wickelkern dargestellt.
-
12 zeigt
ausschnittsweise einen simulierten Wickelkern 90 und einen
darüber
befindlichen, durch einen Luftspalt 92 von Wickelkern 90 getrennten
(beabstandeten) Permanentmagneten 94 sowie die Feldlinien 96 der
magnetischen Flussdichte B in diesem Ausschnitt. Die in der Figur
verwendeten Grauwerte deuten den Betrag der magnetischen Flussdichte
B an. Die Ziffern 0 und 5 deuten die Position im Luftspalt an, wie
sie im Diagramm in 13 auf der Abszisse aufgetragen
ist.
-
In 13 ist
ein Diagramm dargestellt, in welchem die magnetische Flussdichte
B (in Tesla) über
der Position im Luftspalt 92 (siehe Ziffern 0 und 5 in 12)
für verschiedene
freie Höhen
des Wickelkerns 90 aufgetragen ist. Als freie Höhen des
Wickelkerns ist dabei der Abschnitt der Wickelkerns zu verstehen,
welcher nicht von einer Spule umwickelt ist. Man erkennt deutlich,
dass das variable (siehe verschiedene eingezeichnete Kurven), nur
teilweise Umwickeln des Wickelkerns lediglich einen geringen Einfluss
auf die magnetische Flussdichte B hat. Ferner ist die magnetische
Flussdichte über
etwa 3/5 des Spaltbereichs (0 bis 3) im Wesentlichen konstant.
-
In 14 ist
ein Diagramm dargestellt, in welchem die mittlere relative Flussdichte
(in Tesla) über
dem Füllfaktor
(in %) aufgetragen ist. Als "Füllfaktor" ist dabei der prozentuale
Anteil der umwickelten Höhe
des Wickelkern an der Gesamthöhe
des Wickelkern zu verstehen. Es ist hier deutlich zu erkennen, dass
die mittlere relative Flussdichte mit zunehmendem Füllfaktor
gegen 100 Tesla konvergiert, ab etwa Füllfaktor=25% über 90 Tesla
beträgt
und schon bei etwa Füllfaktor=50%
bereits etwa 100 Tesla erreicht.
-
- 1
- Bedruckstoff
verarbeitende Maschine
- 2
- Druckwerk
- 3
- Bedruckstoff
- 4
- vorgeordnete
Einheit
- 6,
8
- nachgeordnete
Einheiten
- 9
- Bewegungsrichtung
- 10
- Transportsystem
- 12
- Führungseinrichtung
- 14
- Läufer, Wagen
- 16
- Rückführabschnitt
- 18
- Weiche
- 20
- erster
Pfad
- 22
- zweiter
Pfad
- 24
- dritter
Pfad
- 30,
32
- Schienen
- 33
- Permanentmagnet/Läuferkäfig einer
Asynchronmaschine
- 34
- Primärteil/Stator
- 35
- Bewegungsrichtung
- 36
- elektrischer
Linearmotor
- 37
- Luftspalt
- 38
- Sekundärteil/Läufer
- 40,
42, 44, 46
- Räder
- 47,
48
- Richtungen
- 49
- Traverse
- 50
- Greifereinheit
- 52
- Greiferauflage
- 54
- Greifer
- 60
- Wickelkern/Polelement/Zahn
- 62
- Aussparung
- 70
- Weichenstelleinheit
- 72
- Linearführung
- 73
- Schiene
- 74
- Montageelement
- 75
- Kugelumlaufeinheit
- 76
- Bewegungsrichtung
- 78
- Bewegungsrichtung
- 80,
82
- Linearführung
- 90
- Wickelkern/Polelement
- 92
- Luftspalt
- 94
- Permanentmagnet
- 96
- Feldlinien
- 200
- Farb-
und/oder Feuchtwerk
- 202
- Formzylinder
- 203
- Druckform
- 204
- Übertragungszylinder
- 205
- Übertragungstuch
- 206
- Gegendruckzylinder
- 208
- Motor
- 300A,
300B
- Segmente
- 302A,
302B
- Segmente
- 304,
306
- Segmente
- 308,
310
- Segmente
- 340
- Primärteil
- 400,
402
- Segmente
- 600,
602
- Wickelkerne/Polelement
- 604,
606
- Wickelkerne/Polelement
- 608
- Wicklungen
- 609
- Wicklungen
- 610
- Nasen
- 620
- Wickelkern