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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.
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Aus
der
DE 44 36 034 A1 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.
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Ferner
gibt es Verfahren zur Bogenausrichtung ohne Zuhilfenahme von Anschlägen, wie
beispielsweise in der
DE
33 01 722 C2 beschrieben. Nachdem der Bogen eine Meßzone zur
Positionserfassung passiert hat, wird er eine vorgegebene konstant
bleibende Strecke in die paßgenaue
Position bewegt.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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 Positionierung
ohne oder an Seitenmarken durchzuführen wäre.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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
33 11 197 C2 bekannt ist, um die Bogenvorderkante vor der Übergabe
an ein Greifersystem der bogenverarbeitenden Maschine oder Druckmaschine
geringfügig
zu spannen.
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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 den 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.
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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.
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Es
folgt die Beschreibung mehrerer Ausführungsbeispiele anhand der
Zeichnung. Darin zeigen:
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1A bis 1C Skizzen
zur Erläuterung der
Problematik beim Ziehen eines in Umfangsrichtung ausgerichteten
Bogens gegen eine Seitenmarke,
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2 eine
Teilschnittansicht eines Anlegers mit einer lichtschrankengesteuerten
Zieheinrichtung zum Ziehen von Bogen gegen eine Seitenmarke, und
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3 eine
Teilschnittansicht ähnlich 2, die
ein weiteres Ausführungsbeispiel
zeigt.
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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.
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Wie
in 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 1B weiter eingezeichneten Pfeilrichtung gegen
die Seitenmarke 5 gezogen wird.
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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 (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 unkontrolliert an irgendeiner Stelle aufwölben kann,
wenn er gegen die Seitenmarke stößt, oder
weil der Bogen 1 undefiniert von der Seitenmarke zurückgestoßen wird.
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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 11 an
einer Stelle zwischen der Taktrolle 7 und der Seitenmarke 5 am
Tragarm 8 befestigt ist.
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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.
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Im
Betrieb wird die Taktrolle 7 auf den Bogen 1 abgesenkt,
nachdem dieser an in 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.
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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 1 beschrieben.
Vielmehr gleitet die Transportrolle 9 über die restliche Bewegungsstrecke auf
dem Bogen 1, während
die 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.
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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.
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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 3 die gleichen und mit gleichen
Bezugszeichen bezeichneten Bauelemente wie die Zieheinrichtung von 2 und
arbeitet auf entsprechende Weise.
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In
einem weiteren Ausführungsbeispiel
wird die Mitnahmekraft, welche die Taktrolle 7 und die Transportrolle 9 in 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.