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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung, um in einer
Maschine die Position des In-Kontakt-Kommens von zwei Teilen zu erfassen, von denen
mindestens eines in seiner Gesamtheit bezüglich des anderen beweglich ist, wobei ein
erstes oder treibendes dieser Teile in Bewegung versetzt werden kann, während das
zweite oder getriebene Teil frei drehend auf seinem Träger angeordnet ist, welche
insbesondere, aber nicht ausschließlich, auf parallele Zylinder einer
Rotationsdruckmaschine anwendbar ist.
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In einer Offset-Rotationsdruckmaschine läuft eine zu bedruckende Materiallage,
wie beispielsweise Papier oder Pappe, mit konstanter Geschwindigkeit zwischen zwei
parallelen, sich berährenden Zylindern, nämlich einer Druckwalze und einer Gegenwalze,
hindurch. Die Gegenwalze besteht aus einem Material, das hart oder elastisch nachgiebig
sein kann, wohingegen die Oberflächenschicht, welche die eigentliche "Druckdecke"
bildet, aus elastisch nachgiebigem Material besteht. Während des Bedruckens der
Materiallage liegen die beiden Zylinder unter Druck stehend aneinander an, so daß die
Schicht des elastisch nachgiebigen Materials des Druckzylinders in seinem
Kontaktbereich mit dem Gegenzylinder zusammengedrückt ist, wobei die Größe dieses
Zusammendrückens von dem durch den Gegenzylinder auf den Druckzylinder
ausgeübten Druck abhängt.
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Um einen Abdruck oder ein Druckbild von guter Qualität zu erzielen, ist es
erforderlich, daß die elastisch nachgiebige Oberflächenschicht des Druckzylinders um
einen vorbestimmten, bekannten Wert zusammengedrückt ist. Um diesen vorbestimmten
Weil des Zusammendrückens zu erzielen, ist es daher erforderlich, die Position des
einfachen, d.h. drucklosen, Kontakts zwischen dem Gegenzylinder und dem
Druckzylinder mit seiner elastisch nachgiebigen Oberflächenschicht, zwischen denen die
Materiallage eingeklemmt ist, zuvor zu bestimmen. Diese Position des einfachen
Kontakts, welche auch als "Null"-Position bezeichnet wird, die sich in Abhängigkeit von
der Dicke der Materiallage ändert, dient als Ausgangsbasis für den zusätzlichen Hub des
Gegenzylinders, wobei die Hublänge vorbestimmt ist und, infolge des
Zusammendrückens der elastisch nachgiebigen Oberflächenschicht des Druckzylinders,
den gewünschten Druck zwischen den beiden Zylindern mit der zwischen diesen
hindurchlaufenden Materiallage ergibt.
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Bisher wurde diese Bezugsposition oder "Null"-Position für jede
Materiallagendicke durch den Bediener der Maschine empirisch bestimmt. Dazu versetzt
der Bediener den Druckzylinder, der zu diesem Zeitpunkt vom Gegenzylinder entfernt
ist, in Rotation und legt zwischen die beiden Zylinder ein Stück der zu bedruckenden
Materiallage oder eines Materials gleicher Dicke ein, und nähert dann den Gegenzylinder
an den Druckzylinder an, bis der Kontakt hergestellt ist. Der Moment dieses einfachen,
drucklosen Kontakts, wird in dem Augenblick festgelegt, in dem das Materiallagenstück,
welches sich dann selbst in Kontakt mit den Umfangsflächen der beiden Zylinder
befindet, infolge des seines Einklemmens zwischen die beiden Zylinder, mitgenommen
wird. Der Bediener muß dann nur diese Null-Position markieren und als Ausgangsbasis
für die weitere, unter Druck erfolgende Positionierung benutzen, welche gleichbedeutend
mit dem vorbestimmten Zusammendrücken der Umfangsschicht des Druckzylinders ist.
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Es ist klar, daß dieses manuelle und empirische Verfahren zur Bestimmung der
Null-Position unbequem zu bewerkstelligen ist. Die vorliegende Erfindung hat zum Ziel,
diesen Nachteil zu beseitigen, indem sie eine Vorrichtung schafft, die erlaubt, diese
Null-Position automatisch zu erfassen.
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Zu diesem Zweck ist dieses Verfahren, um in einer Maschine die Kontaktposition
zweier Teile zu erfassen, von denen mindestens eines bezüglich des anderen in seiner
Gesamtheit beweglich ist, wobei ein erstes oder treibendes dieser Teile in Bewegung
versetzt werden kann, während das zweite oder getriebene Teil frei drehend auf seiner
Lagerung angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß das treibende Teil in Bewegung
versetzt wird, während das getriebene Teil bewegungslos bleibt, eine relative
Verschiebung der beiden treibenden und getriebenen Teile durchgeführt wird, bis diese in
Kontakt kommen, der Beginn der Bewegung des getriebenen, anfänglich
bewegungslosen Teils gemessen wird, der dadurch zustande kommt, daß dieses nur dem
in Bewegung befindlichen, treibenden Teil im Kontakt kommt, und dann die Positionen,
die von den beiden treibenden und getriebenen Teilen in dem Moment eingenommen
werden, bei dem das zuvor bewegungslose, getriebene Teil in Bewegung versetzt wird,
zur Definierung der Kontaktposition der beiden Teile gespeichert werden.
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Die Erfindung hat ebenfalls eine Vorrichtung zur Durchführung des obenerwähnten
Erfassungsverfahrens zum Ziel, wobei diese Vorrichtung dadurch gekennzeichnet ist, daß
sie eine Vorrichtung zur Bewegungserfassung enthält, die mit dem getriebenen, frei
drehend gelagerten Teil in Verbindung steht, wobei diese Vorrichtung aufweist: einen
Bewegungssensor, der vom Beginn der Bewegung des getriebenen Teils ein Signal
aussendet, Einrichtungen zur Lokalisierung der Momentanposition des beweglichen Teils
und eine Schaltung zur Verarbeitung von Signalen, mit welchen die Einrichtungen zur
Lokalisierung des beweglichen Teils und der Sensor verbunden sind, derart daß in einem
Speicher der Schaltung die Position gespeichert wird, die vom beweglichen Teil in dem
Moment erreicht wird, in dem infolge des In-Kontakt-Kommens mit dem treibenden Teil
das getriebene, zuvor auf seinem Träger bewegungslose Teil gerade bezüglich seines
Trägers in Bewegung versetzt wird.
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Nachfolgend wird beispielhaft, aber nicht einschränkend, eine Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung bezugnehmend auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, in
denen zeigen:
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Fig. 1 eine schematische, in vertikaler und transversaler Richtung (bezüglich der
Materiallage) geschnittene Ansicht einer Vorrichtung zur Erfassung gemäß der
Erfindung, die in einer Offset-Rotationsdruckmaschine verwendet wird, von der lediglich
der untere Teil dargestellt ist, welcher die übereinander angeordneten Druckzylinder und
Gegenzylinder umfaßt, die voneinander entfernt, d.h. drucklos voneinander abgesetzt,
dargestellt sind.
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Fig. 2 eine schematische Profilansicht, gesehen von rechts in Fig. 1.
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Fig. 3 eine zur Fig. 2 ähnliche Ansicht, wobei die beiden Zylinder, der Druck- und
der Gegenzylinder, in der einfachen Kontaktposition oder "Null"-Position dargestellt
sind.
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Nachfolgend wird, bezugnehmend auf die Fig. 1 bis 3 der Zeichnung, eine
Anwendung des Verfahrens und der Vorrichtung zur Erfassung gemäß der Erfindung auf
eine Offset-Rotationsdruckmaschine, von der lediglich der untere Teil in Fig. 1
dargestellt ist, beschrieben. Diese Druckmaschine weist zwei horizontale, parallele
Zylinder auf die übereinander angeordnet sind, nämlich einen oberen Druckzylinder 1
und einen unteren Gegenzylinder 2, wobei zwischen den Zylindern eine zu bedruckende
Materiallage 3 hindurchläuft. Der obere Druckzylinder 1 ist mit einer Welle 4 fest
verbunden, welche sich in Transversalrichtung (bezüglich der Materiallage 3) zwischen
zwei festen Wellenlagern 5 erstreckt, die von Stützen des Maschinenrahmens 6 der
Druckmaschine getragen werden. Der Druckzylinder 1 weist in üblicher Weise eine
Oberflächenschicht aus elastisch nachgiebigem Material auf.
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Der untere Gegenzylinder 2 ist am Maschinenrahmen 6 der Druckmaschine derart
befestigt, daß er in Vertikalrichtung verschoben werden kann. Der Gegenzylinder 2, der
aus weichem oder elastisch nachgiebigem Material bestehen kann, ist fest mit einer
bezüglich der Materiallage 3 querverlaufenden Trägerwelle 7 verbunden. Die beiden
gegenüberliegenden Enden der Welle 7 des Gegenzylinders 2 werden von Wellenlagern 8
bzw. 9 getragen, die in Vertikalrichtung auf dem Maschinenrahmen 6 der Druckmaschine
verschoben werden können, und zwar unabhängig voneinander, gesteuert durch
individuelle Positionsregelvorrichtungen 11 bzw. 12. Diese Vorrichtungen können von
beliebigem bekannten Typ sein, beispielsweise solche mit Rotationsschraube und Mutter.
Jede dieser Vorrichtungen liefert ein Signal, welches die effektive Position des
Wellenlagers 8, 9 anzeigt, zu dem sie gehört. Diese Positionssignale werden jeweils über
Leitungen 13 einer Signalverarbeitungsschaltung 14 zugeführt. Diese Schaltung 14 weist
insbesondere einen Speicher für Signale auf, welche die Effektivpositionen der
beweglichen Wellenlager 8, 9 darstellen.
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Gemäß der Erfindung ist dem unteren Gegenzylinder 2 eine Vorrichtung 15 zur
Erfassung der Rotation 15 zugeordnet. Diese Vorrichtung 15, die von einem beliebigen
geeigneten Typ sein kann, beispielsweise vom photoelektrischen, induktiven Typ etc.,
weist einen feststehenden Sensor 16 auf, der in der Nähe des Zylinders 2 angeordnet ist,
beispielsweise Markierungen 17 zugewandt, die auf einer Vorderfläche des Zylinders 2
oder einem Randbereich der Seitenfläche vorgesehen sind. Der Sensor 16 und die
Markierungen 17 sind zueinander derart angeordnet, daß der Beginn des
In-Rotation-Versetzens des untenliegenden Gegenzylinders 2 zu einem Aussenden eines
Signals führt, das dann mittels einer Leitung 18 der Signalverarbeitungsschaltung 14
zugeführt wird.
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Nachfolgend wird in detaillierter Weise die Art und Weise beschrieben, in welcher
die Vorrichtuing zur Erfassung gemäß der Erfindung erlaubt, die Bezugsposition oder
Nullposition der beiden Zylinder 1 und 2 zu bestimmen, in welcher sie sich gerade, ohne
Aufbringen eines Drucks und mit der zwischen ihnen eingespannten, zu bedruckenden
Materiallage 3 in Kontakt befinden. In der Ausgangsposition nehmen die verschiedenen
Bauelemente die in den Fig. 1 und 2 dargestellten Positionen ein und die beiden Zylinder,
der Druckzylinder 1 und der Gegenzylinder 2, sind voneinander entfernt, wobei der
Gegenzylinder 2 in einer tiefen Position ist. Zum Durchführen der Bestimmung der
"Null"-Position leitet der Bediener das In-Rotation-Versetzen mit geringer
Geschwindigkeit ausschließlich des oberen Druckzylinders 1 ein, der dann ein
"treibendes" Teil bildet, so wie in Fig. 2 dargestellt, wohingegen der untere
Gegenzylinder 2, der ein frei drehendes, "getriebenes" Teil bildet, bewegungslos um seine
Achse bleibt. Er leitet dann ein schräges Ansteigen der Welle 7 ein, indem er
beispielsweise zuerst ein Ansteigen des linken Lagers 8 mittels des linken
Positionsregelmechanismus 11 hervorruft. In dem Moment, in dem die linke Seite des
Gegenzylinders 2 in Kontakt mit der linken unteren Seite des Druckzylinders 1 kommt,
der zu diesem Zeitpunkt als einziger in Rotation versetzt ist, beginnt der untere
Gegenzylinder 2 seinerseits, in Rotation versetzt zu werden, was sofort durch die
Erfassungsvorrichtung 15 aufgenommen wird, wobei der Sensor 16 ein Signal aussendet,
das durch die Leitung 18 zur Schaltung 14 übertragen wird. Dieses Signal bewirkt in der
Schaltung 14 die Speicherung von Information bezüglich der vertikalen Position, die vom
linken beweglichen Wellenlager 8 im Moment des In-Kontakt-Kommens der beiden
Zylinder erreicht wird.
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Nachdem diese erste Messung durchgeführt ist, senkt der Bediener mittels der
Regelvorrichtung 11 das linke Lager 8 und den linken Teil der Welle 7 bis in ihre
Ausgangsposition ab. Er geht dann in gleicher Weise bei der rechten Seite der Maschine
vor, indem er ein Ansteigen des rechten Wellenlagers 9 hervorruft, bis auch hier die
"Null"-Position erreicht ist und das entsprechende Signal vom Sensor 16 zur Schaltung
14 übertragen wird, und er dann dieses Wellenlager wieder absenkt.
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Nach diesen Operationen enthält die Speicherschaltung 14 Daten, die den bei der
linken und der rechten Seite der Maschine erhaltenen "Null"-Positionen entsprechen.
Der Bediener muß dann lediglich die beiden Wellenlager, nämlich das linke Wellenlager 8
und das rechte Wellenlager 9, gleichzeitig wieder ansteigen lassen, bis die
"Null"-Positionen, die in der oben beschriebenen Weise vorbestimmt, wurden, erreicht
werden. Es ist dann sichergestellt, daß die beiden Zylinder 1 und 2 zueinander
vollständig parallel sind. Eine dritte Steuerphase kann stattfinden, indem man
gleichzeitig die rechte und die linke Seite des Gegenzylinders 2 ansteigen läßt, nachdem
die Parallelität der Achsen mittels der bereits erhaltenen Informationen geregelt wurde.
In diesem Moment befindet sich die zu bedruckende Materiallage 3 gerade in Kontakt
mit den Oberflächen der beiden Zylinder 1 und 2, ohne einem Druck unterworfen zu sein.
Danach leitet der Bediener ein zusätzliches gleichzeitiges Verschieben der beiden
Wellenlager 8 und 9 nach oben ein, und zwar um die gleiche Strecke, um einen
bekannten, vorbestimmten Wert des Zusammendrückens der elastisch nachgiebigen
Oberflächenschicht des Druckzylinders 1 zu erzielen, welcher einem Abdruck oder
Druckbild guter Qualität entspricht.
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Auch wenn die vorstehende Beschreibung über die Anwendung der Erfindung zur
Erfassung der "Null"-Position des in vertikaler Richtung beweglichen Gegenzylinders
einer Offset-Rotationsdruckmaschiene erfolgte, versteht es sich, daß die Vorrichtung zur
Erfassung dieser "Null"-Position auf anderen Gebieten angewendet werden kann, und
zwar immer dann, wenn die Position eines einfachen In-Kontakt-Kommens ohne Druck
von zwei Stücken erfaßt werden soll, von denen eines treibend oder angetrieben, und das
andere getrieben oder Empfänger einer Bewegung bezüglich eines Sensors ist.
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Im vorstehend beschriebenen Beispiel ist lediglich der untere Zylinder 2
(getriebenes Teil) in vertikaler Richtung beweglich bezüglich dem oberen Zylinder 1
(treibendes Teil), der seinerseits feststellend auf dem Maschinenrahmen der Maschine
montiert ist, angebracht. Jedoch könnte auch eine umgekehrte Anordnung
vorgenommen werden, wobei die Erfassung der "Null"-Position dann bei dem oberen, in
senkrechter Richtung beweglichem Zylinder stattfinden würde, welcher sich in Richtung
des feststehend auf dem Maschinenrahmen der Maschine bleibenden, unteren Zylinders
verschiebt. Die Vorrichtung zur Erfassung der "Null"-Position gemäß der Erfindung
könnte ebenso mit einer Maschine verwendet werden, in der die Zylinder beide
beweglich auf dem Maschinenrahmen der Maschine angeordnet sind.
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Im übrigen können die Vorrichtung zur Erfassung der Kontaktposition von zwei
Zylindern und das Verfahren zur Parallelausrichtung der Achsen der beiden Zylinder
ebenso in dem Fall verwendet werden, in dem eine Materiallage zwischen den beiden
Zylindern hindurchläuft, wie auch in dem Fall, bei dem eine derartige Materiallage nicht
vorhanden ist, wobei die beiden Zylinder einander dann direkt berühren.