DE19822307A1 - Verfahren zum paßgerechten Ausrichten von Bogen - Google Patents
Verfahren zum paßgerechten Ausrichten von BogenInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum paßgerechten Ausrichten von Bogen vor der
Übergabe an eine bogenverarbeitende Maschine, insbesondere eine Druckmaschine,
mittels eines im Maschinentakt bewegbaren Mitnehmers, der in Abhängigkeit von einem
Signal angetrieben wird, um die Bogen einzeln an einen Anschlag anzulegen. Eine
Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahren wird Schuppenanleger genannt.
Aus der DE-A-44 36 034 ist ein derartiges Verfahren bekannt, bei dem der Bogen
unabhängig von der anfänglichen Bogenlage mit möglichst geringer Geschwindigkeit an
Vorder- oder Seitenmarken ankommen soll. Dazu wird für den Mitnehmer vorab eine
normierte Bewegungsfunktion erstellt und im Speicher einer elektronischen
Steuereinrichtung abgelegt. Im Betrieb wird die Abweichung eines Bogens von einer
Soll-Lage durch einen Sensor ermittelt und ein der Abweichung entsprechendes Signal
generiert. In der Steuereinrichtung wird unter Benutzung des Signals und der normierten
Bewegungsfunktion für jeden Bogen eine individuelle Bewegungsfunktion berechnet. Die
Steuereinrichtung erzeugt in Abhängigkeit von der individuellen Bewegungsfunktion
Ansteuerbefehle für den Motor und bewegt den Mitnehmer entsprechend.
Ferner gibt es Verfahren zur Bogenausrichtung ohne Zuhilfenahme von Anschlägen, wie
beispielsweise in der DE-C-33 01 722 beschrieben. Nachdem der Bogen eine Meßzone
zur Positionserfassung passiert hat, wird er eine vorgegebene konstant bleibende Strecke
in die paßgenaue Position bewegt.
Für die oben beschriebenen Verfahren benötigt man hochgenaue Positionssensoren, im
ersten Fall außerdem aufwendige Online-Berechnungen, und die Mechanik für den
Bogentransport in die paßgenau ausgerichtete Position muß ebenfalls sehr genau und
zuverlässig arbeiten.
Im Gegensatz dazu arbeiten einfache mechanische Anleger zum Beispiel auf die folgende
Weise. Nach dem Anschlagen an Vordermarken wird der Bogen durch eine sogenannte
Taktrolle auf eine mit dem Maschinenantrieb synchronisierte, d. h. fest an den
Hauptantrieb der Maschine gekoppelte oszillierende Transportrolle oder Ziehschiene
gedrückt. Durch den erzielten Kraftschluß wird der Bogen gegen eine Seitenmarke
bewegt, um eine passergenaue Ausrichtung der an der Seitenmarke anliegenden
Bogenkante zu erreichen.
Dieses Verfahren hat jedoch einige Nachteile: Da der Ziehweg konstant ist, die
anfängliche Lage des Bogens durch Ungenauigkeiten in der Stapelaufschichtung aber
zwangsläufig unterschiedlich sein wird, muß der Bogen prinzipiell etwas weiter gezogen
werden als es der Anschlagposition entspricht. Einer Bogendeformation wird durch
definierten und von Hand einstellbaren Schlupf zwischen der Transportrolle bzw.
Ziehschiene und der aufsitzenden Taktrolle entgegengewirkt. Dieser Vorgang ist
fehlerbehaftet und bei kritischen Bedruckstoffen und/oder höheren
Druckgeschwindigkeiten nicht mehr ohne weiteres beherrschbar. Somit kann die
Bogenkante beschädigt werden. Außerdem erfährt der Bogen beim abrupten Stoppen an
der Seitenmarke Kräfte, durch die er sich unkontrolliert in seiner Ebene verdrehen
und/oder teilweise aufwölben kann, so daß sich eine ursprünglich exakte
Vorderkantenausrichtung verschlechtert. Die genaue Ausrichtung der Bogenvorderkante
auf irgendeine Weise wiederherzustellen, wäre mechanisch sehr aufwendig und außerdem
gleichfalls fehlerbehaftet.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein genaues und zuverlässiges Verfahren zum paßgerechten
Ausrichten von Bogen zu schaffen, das hohe Maschinengeschwindigkeiten erlaubt und
mit einfachen Mitteln durchgeführt werden kann.
Diese Aufgabe wird bei einem gattungsgemäßen Verfahren erfindungsgemäß dadurch
gelöst, daß das Signal erzeugt wird, wenn eine anzulegende Bogenkante eine
vorbestimmte Stelle zwischen dem Mitnehmer und dem Anschlag passiert, und daß auf
das Signal hin der Mitnehmer eine voreingestellte, von Bogen zu Bogen gleiche
Bewegung durchführt, durch die der mitgenommene Bogen mit einer Geschwindigkeit,
die größer als Null, aber wesentlich kleiner als die maximale Bogengeschwindigkeit
während der Anlegebewegung ist, an den Anschlag angelegt wird.
Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß es nicht erforderlich ist, den Bogen
mittels des Mitnehmers so genau wie nur möglich in seine Endposition im Anleger zu
transportieren, wenn ein Anschlag verwendet wird. Wenn die Zielposition des
Mitnehmers ein wenig hinter dem Anschlag liegt, hat der Bogen bereits erheblich an
Geschwindigkeit verloren, wenn er den Anschlag erreicht. Bei einer solchen relativ
geringen Geschwindigkeit besteht keine Gefahr mehr, daß sich der Bogen verdreht oder
verformt, wenn er den Anschlag erreicht. Um dies zu erreichen, muß nicht der Bogen eine
genau definierte Strecke weit bewegt werden, was nur mit hohem Aufwand durchführbar
ist, sondern es genügt, wenn der Mitnehmer eine genau definierte Bewegung durchführt,
was auf sehr viel einfachere Weise erreichbar ist, zum Beispiel mit einem einfachen
elektromechanischen Antrieb. Lediglich der Startzeitpunkt der Mitnehmerbewegung wird
durch einen normalerweise elektronischen Sensor bestimmt. Die Anforderungen an die
Meßgenauigkeit des Sensors sind jedoch wesentlich geringer wenn anschließend eine
möglichst genaue Positionlerung ohne oder an Seitenmarken durchzuführen wäre.
Der Bewegungsablauf des Mitnehmers wird so gewählt, daß die Geschwindigkeit kurz
vor dem Erreichen des Anschlags reduziert wird. Dadurch wird der Bogen sanft an den
Anschlag angelegt, ohne daß die Arbeitsgeschwindigkeit des Anlegers merklich
verringert wird. Die Strecke der voreingestellten Bewegung des Mitnehmers muß so groß
sein, daß jeder Bogen unabhängig von seiner Lage auf dem Anlegerstapel den Anschlag
erreicht. Diese Strecke ist somit in Abhängigkeit von der Genauigkeit der
Bogenausrichtung innerhalb des Anlegerstapels zu wählen. Sicherheitshalber kann sie
etwas größer eingestellt werden als es dem erwarteten maximalen Bogenversatz innerhalb
des Anlegerstapels entspricht, so daß auch ein stark vom Anschlag weg versetzter Bogen
mit Sicherheit den Anschlag erreicht.
Ein zum Anschlag hin versetzter Bogen wird zwar vom Mitnehmer weiter gezogen als es
der Anschlagposition entspricht, aufgrund der in diesem Zeitpunkt verringerten
Geschwindigkeit führt dies jedoch weder zu Beschädigungen der anschlagenden
Bogenkante noch zu Verdrehungen oder Verwerfungen des Bogens, wenn der Schlupf
zwischen Mitnehmer und Bogen geeignet eingestellt wird. Daher verschlechtert sich die
Bogenausrichtung auch bei großen Versätzen innerhalb des Anlegerstapels nicht. Dies
bedeutet wiederum, daß die Stapelausrichtung nicht so genau sein muß bzw. große
Ausrichtungstoleranzen möglich sind.
Die Erfindung eignet sich besonders für eine Seitenkantenausrichtung an einem aus einer
oder mehreren Seitenmarken bestehenden Anschlag, da die Genauigkeit einer vorherigen
Vorderkantenausrichtung gemäß der Erfindung beibehalten wird. Alternativ oder
zusätzlich ist die Erfindung aber auch für eine präzise und bogenschonende
Vorderkantenausrichtung an einem aus einer oder mehreren Vordermarken bestehenden
Anschlag geeignet.
Der Mitnehmer umfaßt vorzugsweise ein Transportelement mit einer in der Bogenebene
bewegbaren Mitnehmerfläche, etwa eine Transportrolle, die von einem Motor angetrieben
wird, oder ein geradlinig bewegliches Element, das von einem Linearmotor angetrieben
wird. Die Mitnahme wird wie üblich durch Reibung zwischen der Mitnehmerfläche und
dem Bogen bewirkt. Um die benötigte Reibung zu erzeugen, wird eine frei drehbare
Andruckrolle, auch Taktrolle genannt, im Maschinentakt gegen das Transportelement und
davon weg bewegt. Alternativ oder zusätzlich können auch Saugkräfte verwendet werden.
Das Signal zum Starten der definierten Mitnehmerbewegung wird bevorzugt von einer im
Transportweg des Bogens angeordneten Lichtschranke erzeugt. Es muß gewährleistet
sein, daß jeder vom Anlegerstapel abgezogene Bogen auf jeden Fall die Lichtschranke
erreicht und diese unterbricht.
Während des Bogentransports mittels des Mitnehmers kann die vom Mitnehmer entfernte
Bogenseite mittels eines zweiten Mitnehmers gestreckt werden, wie es z. B. aus der
DE-C-33 11 197 bekannt ist, um die Bogenvorderkante vor der Übergabe an ein
Greifersystem der bogenverarbeitenden Maschine oder Druckmaschine geringfügig zu
spannen.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung wird die Kraft, die der Mitnehmer auf einen
mitgenommenen Bogen ausübt, verringert, ehe der Bogen an den Anschlag angelegt wird.
Dadurch kann diese Kraft in der Phase der positiven Beschleunigung des Bogens durch
das Mitnehmer so hoch eingestellt werden, daß ein Gleiten des Bogens auf dem
Mitnehmer zuverlässig verhindert wird. In der Phase kurz vor der Ankunft am Anschlag
wird diese Kraft verringert, was auf ähnliche Weise wie bei der
Geschwindigkeitsverringerung gesteuert werden kann, zum Beispiel durch ein Signal von
einer im Bogentransportweg angeordneten Lichtschranke. Diese Lichtschranke kann unter
Umständen die gleiche wie diejenige zum Starten der definierten Mitnehmerbewegung
sein. Zur Verringerung der Kraft kann im Falle eines mit Saugkraft arbeitenden
Mitnehmers wie z. B. einer Saugrolle oder einer Saugschiene einfach der erzeugte
Unterdruck kurzzeitig herabgesetzt werden. Bei einem federnd aufgesetzten Mitnehmer
wie z. B. einer Ziehrolle oder Ziehschiene kann mit einem geeigneten Aktuator die
Andruckkraft der Feder oder ihr Fußpunkt verstellt werden, sobald das Signal zur
Kraftverringerung ausgegeben wird.
Diese Weiterbildung der Erfindung ist vorteilhaft, da sich aus einer Analyse des
Ausrichtvorganges ergibt, daß die Kraft, die beim Anschlagen des Bogens auf die
Bogenkante wirkt, nicht nur durch die Ankunftgeschwindigkeit des Bogens am Anschlag,
sondern auch durch die Kraft bestimmt wird, mit der der Bogen zum Transport an den
Anschlag vom Mitnehmer gehalten wird. Diese Kraft setzt sich bei reibschlüssigen
Verbindungen aus einer Normalkraft und einem Reibkoeffizienten zusammen. Indem
diese Kraft kurz vor dem Erreichen des Anschlags verringert wird, kann besonders
zuverlässig vermieden werden, daß sich der Bogen verdreht oder verformt, wenn er den
Anschlag erreicht.
Es folgt die Beschreibung mehrerer Ausführungsbeispiele anhand der Zeichnung. Darin
zeigen:
Fig. 1A-1C Skizzen zur Erläuterung der Problematik beim Ziehen eines
in Umfangsrichtung ausgerichteten Bogens gegen eine
Seitenmarke,
Fig. 2 eine Teilschnittansicht eines Anlegers mit einer
lichtschrankengesteuerten Zieheinrichtung zum Ziehen
von Bogen gegen eine Seitenmarke, und
Fig. 3 eine Teilschnittansicht ähnlich Fig. 2, die ein weiteres
Ausführungsbeispiel zeigt.
Fig. 1A bis 1C sind jeweils Draufsichten auf einen mechanischen Schuppenanleger für
eine Druckmaschine in verschiedenen Phasen eines Anlegevorgangs, wobei der
Einfachheit halber nur ein anzulegender Bogen 1, ein Folgebogen 2, welcher der oberste
Bogen auf einem Anlegerstapel ist, zwei Vordermarken 3, 4 und eine Seitenmarke 5
gezeigt sind.
Wie in Fig. 1A gezeigt, wird der Bogen 1 in der eingezeichneten Pfeilrichtung an die
Vordermarken 3, 4 angelegt, und anschließend wird der Bogen 1 seitlich ausgerichtet,
indem er in der in Fig. 1B weiter eingezeichneten Pfeilrichtung gegen die Seitenmarke 5
gezogen wird.
Wenn der Bogen 1 gegen die Seitenmarke 5 stößt, die in diesem Beispiel in der Nähe der
Vorderkante des Bogens 1 angeordnet ist, kann er sich um einen Winkel (Fig. 1C) gegen
die durch die Vordermarken 3, 4 gebildete Ausrichtlinie verdrehen, da auf seinen
Schwerpunkt S eine Trägheitskraft F wirkt, die um so größer ist, je größer die
Maschinengeschwindigkeit ist. Aber auch wenn als Seitenmarke beispielsweise eine
langgestreckte Schiene verwendet wird, die sich die senkrecht zu der Ausrichtlinie der
Vordermarken 3, 4 erstreckt, kann ein Ausrichtfehlerwinkel auftreten, weil der Bogen 1
beim Ziehen nicht völlig plan liegt und sich daher an unkontrolliert an irgendeiner Stelle
aufwölben kann, wenn er gegen die Seitenmarke stößt, oder weil der Bogen 1 undefiniert
von der Seitenmarke zurückgestoßen wird.
Fig. 2 zeigt eine lichtschrankengesteuerte Zieheinrichtung zum Ziehen des Bogens 1
gegen die Seitenmarke 5, ohne daß seine Vorderkantenausrichtung verschlechtert wird.
Die Zieheinrichtung ist an einem nur teilweise eingezeichneten Anlegetisch 6 angebracht
und besteht aus einer Taktrolle 7, die frei drehbar an einem Tragarm 8 gelagert ist, der
sich über die Seitenmarke 5 hinaus über den Anlegetisch 6 erstreckt, einer Transportrolle
9, auch Ziehrad genannt, die drehbar in einer Ausnehmung im Anlegetisch 6 gelagert ist,
so daß sie die Unterseite des Bogens 1 auf dem Anlegetisch 6 tangential berührt, und
einer Lichtschranke, die durch einen im Anlegetisch 6 untergebrachten Lichtsender 10
und einen Lichtempfänger 11 gebildet wird, wobei der Lichtempfänger 10 an einer Stelle
zwischen der Taktrolle 7 und der Seitenmarke 5 am Tragarm 8 befestigt ist.
Die Taktrolle 7 ist durch den nicht gezeigten Maschinenantrieb im Maschinentakt auf und
ab bewegbar, wie mit einem Doppelpfeil angezeigt, wobei sie in ihrer unteren Stellung
den Bogen 1 federnd gegen die Transportrolle 9 drückt. Die Federkraft ist einstellbar, um
eine definierte Reibung zwischen dem Bogen 1 und der Transportrolle 9 zu erzeugen, die
einen Schlupf des Bogens 1 in bezug auf die Transportrolle 9 zuläßt. Die Transportrolle 9
ist mit einem nicht gezeigten eigenen Antrieb verbunden, beispielsweise einem
Elektromotor.
Im Betrieb wird die Taktrolle 7 auf den Bogen 1 abgesenkt, nachdem dieser an in Fig. 2
nicht gezeigten Vordermarken ausgerichtet worden ist. Gleichzeitig wird die
Transportrolle 9 angetrieben, den Bogen 1 in der eingezeichneten Pfeilrichtung in
Richtung auf die Seitenmarke 5 zu bewegen. Sobald eine Seitenkante 12 des Bogens 1 die
gestrichelt eingezeichnete Lichtschranke passiert, wird die Transportrolle 9 noch einen
bestimmten, bei jedem Bogen 1 gleich langen Drehwinkel drehen gelassen, so daß jeder
Bogen 1 gegen die Seitenmarke 5 stößt, unabhängig von seiner Ausgangslage, die durch
seine Ausrichtung auf dem Anlegerstapel gegeben ist. Gegen Ende der Bewegung wird
die Transportrolle 9 abgebremst, was beispielsweise durch eine geeignet eingestellte
Steuerkurve des Ansteuerstroms erreicht werden kann. Unter Umständen kann der
Ansteuerstrom auch einfach nach einer der Maschinengeschwindigkeit proportionalen
Zeit abgeschaltet werden, wenn die Transportrolle 9 und ihr Antrieb die Eigenschaft
haben, sich durch Eigenträgkeit anschließend noch ein Stück weiterzudrehen, wobei sie
durch Reibung sanft abgebremst werden.
Ein Bogen 1, der aufgrund eines Versatzes auf dem Anlegerstapel eher an der
Seitenmarke 5 anschlägt als ein exakt auf dem Anlegerstapel ausgerichteter Bogen, wird
von der Transportrolle 9 noch etwas gegen die Seitenmarke 5 getrieben, nachdem seine
Seitenkante 12 die Seitenmarke 5 berührt hat. Aufgrund der vorangegangenen
Abbremsung der Transportrolle 9 kann es aber nicht mehr geschehen, daß sich der Bogen
1 durch die beim Aufprall auftretenden Kräfte verdreht oder aufwirft, wie in Verbindung
mit Fig. 1 beschrieben. Vielmehr gleitet die Transportrolle 9 über ihre die restliche
Bewegungsstrecke auf dem Bogen 1 ab, der von der Taktrolle 7 mit einer entsprechend
eingestellten Federkraft gegen den Bogen 1 gedrückt wird, und die ursprüngliche
Vorderkantenausrichtung wird beibehalten. Anders ausgedrückt, der Bogen 1 wird so
sanft an die Seitenmarke 5 angelegt, daß das auf den anschlagenden Bogen 1 noch
wirkende Restmoment nicht mehr ausreicht, ihn von den Vordermarken wegzuschieben.
Die Transportrolle 9 wird so frühzeitig vor dem Anschlagen der Seitenkante 12 des
Bogens 1 an der Seitenmarke 5 abgebremst, daß die Zieheinrichtung nicht nur gegen
Ungenauigkeiten in der Stapelaufschichtung, sondern auch gegen Meßungenauigkeiten
der Lichtschranke unempfindlich ist. Anders ausgedrückt können relativ einfache
Lichtschrankenelemente und zugehörige elektronische Elemente verwendet werden, um
den Startzeitpunkt für den Antrieb der Transportrolle 9 zu bestimmen.
Fig. 3 zeigt ein Ausführungsbeispiel, bei dem die Transportrolle 9 durch eine Ziehschiene
13 ersetzt ist, die mit einem Linearantrieb 14 verbunden ist, durch den die Ziehschiene 13
in der mit einem Doppelpfeil eingezeichneten Richtung auf die Seitenmarke 5 zu und
wieder zurück bewegbar ist. Der Linearantrieb 14 kann ein sehr einfach aufgebauter
Antrieb sein, z. B. ein Antrieb nach dem Tauchspulen- oder Lautsprecherprinzip. Im
übrigen enthält die Zieheinrichtung von Fig. 3 die gleichen und mit gleichen
Bezugszeichen bezeichneten Bauelemente wie die Zieheinrichtung von Fig. 2 und arbeitet
auf entsprechende Weise.
In einem weiteren Ausführungsbeispiel wird die Mitnahmekraft, welche die Taktrolle 7
und die Transportrolle 9 in Fig. 2 auf den Bogen 1 ausüben, verringert, kurz bevor der
Bogen 1 an den Anschlag 5 angelegt wird. Dies wird zum Beispiel dadurch erreicht, daß
das Signal von der Lichtschranke aus Lichtsender 10 und Lichtempfänger 11 einen nicht
dargestellten Aktuator steuert, die Andruckkraft der Taktrolle 7 bzw. den Fußpunkt einer
dazugehörigen Feder zu verringern.
1
Bogen
2
Folgebogen
3
,
4
Vordermarken
5
Seitenmarke
6
Anlegetisch
7
Taktrolle
8
Tragarm
9
Transportrolle
10
Lichtsender
11
Lichtempfänger
12
Seitenkante
13
Ziehschiene
14
Linearantrieb
Claims (11)
1. Verfahren zum paßgerechten Ausrichten von Bogen vor der Übergabe an eine
bogenverarbeitende Maschine mittels eines im Maschinentakt bewegbaren
Mitnehmers, der in Abhängigkeit von einem Signal angetrieben wird, um die Bogen
einzeln an einen Anschlag anzulegen,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Signal erzeugt wird, wenn eine anzulegende Bogenkante (11) eine
vorbestimmte Stelle zwischen dem Mitnehmer (7, 9) und dem
Anschlag (5) passiert, und daß auf das Signal hin der Mitnehmer eine voreingestellte,
von Bogen zu Bogen gleiche Bewegung durchführt, durch die der mitgenommene
Bogen (1) mit einer Geschwindigkeit, die größer als Null, aber wesentlich kleiner als
die maximale Bogengeschwindigkeit während der Anlegebewegung ist, an den
Anschlag angelegt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß eine Vorderkantenausrichtung an einem aus einer oder mehreren Vordermarken
(3, 4) bestehenden Anschlag durchgeführt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß eine Seitenkantenausrichtung an einem aus einer oder mehreren Seitenmarken (5)
bestehenden Anschlag durchgeführt wird.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Bogen (1) durch ein Transportelement (9; 13) mit einer in der Bogenebene
bewegbaren Mitnehmerfläche mitgenommen wird.
5. Verfahren nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Transportelement eine Transportrolle (9) ist, die von einem Motor
angetrieben wird.
6. Verfahren nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Transportelement ein geradlinig bewegliches Element (13) ist, das von einem
Linearmotor (14) angetrieben wird.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 6,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Mitnahme durch Reibung zwischen der Mitnehmerfläche und dem Bogen (1)
bewirkt wird.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 7,
dadurch gekennzeichnet,
daß eine frei drehbare Andruckrolle (7) im Maschinentakt gegen das
Transportelement (9; 13) und davon weg bewegt wird.
9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Signal von einer im Transportweg des Bogens angeordneten Lichtschranke
(10, 11) erzeugt wird.
10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß die bogenverarbeitende Maschine eine Druckmaschine ist.
11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Kraft, die der Mitnehmer (7, 9) auf einen mitgenommenen
Bogen (1) ausübt, verringert wird, ehe der Bogen an den Anschlag (5) angelegt wird.
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