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Fachgebiet der Erfindung
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Diese Erfindung betrifft allgemein
ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Vermeidung eines Schadens
an einer Druckeinheit einer Druckerpresse im Fall einer erheblichen
Abnahme der Spannung einer laufenden Bahn, welche die Druckeinheit
verläßt, wie sie
durch eine Unterbrechung in der Bahn verursacht würde. Die
Erfindung ist besonders nützlich
im kommerziellen hitzeabbindenden Druckmarkt, in dem das gedruckte
Produkt in Trocknungs- und Kühleinheiten austritt.
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Hintergrund der Erfindung
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In einer typischen Druckeinheit wird
das gedruckte Produkt aus der Druckeinheit entlassen und wird typischerweise
in Laufrichtung abwärts
durch eine Trocknungseinheit, gefolgt von einer Kühleinheit geführt. Probleme
treten auf, wenn in Laufrichtung abwärts von der Presse, wie etwa
in der Trocknungs- oder Kühleinheit,
eine Bahnunterbrechung auftritt.
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Sollte eine Bahnunterbrechung auftreten, besteht
eine Möglichkeit,
daß die
Bahn zurück
zur Druckpresse geleitet wird, wo sie in die Druckwalzen verwickelt
wird. Insbesondere kann das Ende der Druckbahn sich um den Gummizylinder
wickeln, was das Drucktuch beschädigt
und zu einer erheblichen Ausfallzeit und Drucktuchkosten führt. Dieses
Problem ist besonders akut, wenn dem Bediener die Bahnunterbrechung
nicht einmal bewußt
ist.
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Nach bisherigem Stand der Technik
wurden mehrere Lösungen
für das
Problem vorgeschlagen. Eine vorgeschlagene Lösung ist, eine Abtasteinrichtung
zur Detektion von Bahnunterbrechungen in den Trocknungs- und/oder
Kühleinheiten
vorzusehen. Die Detektoren können
Luft-, Infrarot-, Photoelek tro-, Berührungs-, Ultraschallsensoren
oder von jeder anderen Art sein, welche in der Lage ist, eine Bahnunterbrechung
festzustellen und eine derartige Information an eine Schaltung zu
signalisieren, die veranlassen würde,
daß die
Presse ihren Betrieb stoppt. Die Presse kann jedoch mit Geschwindigkeiten
von 305 bis 915 m/min (1000 bis 3000 Fuß/Minute) laufen. Die Druckwalzen
halten nicht sofort an, sondern bremsen regelmäßig über eine Zeitdauer von vielleicht
zehn Sekunden ab. Während
dieser Zeitdauer, können
erheblich Druckprodukte von der Presse ausgegeben werden, die durch
Verwickeln in den Druckeinheiten einen Schaden an den Drucktüchern anrichten.
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Um das Problem zu lindern, verwenden
einige Vorrichtungen nach bisherigem Stand der Technik einen Bahnunterbrechungsdetektor,
der nicht nur ein Signal liefert, das die Presse stoppt, sondern
auch eine Messereinrichtung oder eine andere Durchtrennvorrichtung
beschädigt,
welche die Bahn durchtrennt. Bevorzugt ist die Bahndurchtrennvorrichtung vor
dem Trockner angeordnet, um die Menge an ungespannter Bahn zu verringern.
Aber da es eine Zeitdauer gibt, bevor die Presse stoppt, bleibt
die Möglichkeit,
daß die
ungespannte Bahn zurück
in die Presseneinheiten geht und um die Gummizylinder gewickelt
wird.
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In Bahnunterbrechungsdetektoren nach
bisherigem Stand der Technik wird die Bahnunterbrechung mechanisch,
optisch oder elektrisch festgestellt, was einen Durchtrennungsmechanismus
abwärts
von der Druckeinheit betätigt
und die Druckeinheit schließt,
um zu verhindern, daß weitere
Druckprodukte aus der Druckpresse austreten. Während der Zeitdauer zwischen
der Unterbrechung der Bahn und dem Schließen der Druckpresse tritt das
Papierdruckprodukt weiter aus. Da das Druckprodukt jedoch aufgrund
der Bahnunterbrechung nicht gespannt ist, wird die Papierbahn mit
dem Gummizylinder und dem Druckzylinder verwickelt und kann sich um
das Drucktuch in dem Gummizylinder wickeln. Typischerweise ist das
Drucktuch auf dem Gummizylinder von anfälligem Wesen und kann einfach
zusammengedrückt
oder anderweitig be schädigt
werden. Wenn dies passiert, kann es sein, daß das Drucktuch ersetzt werden
muß, was
teuer sein kann. Der Gummizylinder ist auch ein wenig unzugänglich. Folglich
ist es eine zeitraubende komplizierte Aufgabe, die gewickelte Druckbahn
von dem Drucktuch und zugehörigen
Zylindern zu entfernen, und nachdem dies erledigt ist, muß das Drucktuch
entfernt und durch ein neues frisches Drucktuch ersetzt werden. Alle
diese Schritte sind zeitraubend und führen zu einer erheblichen Pressenstillstandszeit.
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Es gab zahlreiche Versuche, um die
mit der Detektion einer Unterbrechung eines Druckprodukts während des
Druckverfahrens verbundenen Probleme zu überwinden.
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Eine andere vorgeschlagene Lösung beseitigt
die Notwendigkeit einer Bahndurchtrennvorrichtung. Ein derartiger
Versuch nach bisherigem Stand der Technik ist in US-A-4 846 060 („Printing
Web Tensioning System",
Proctor) gezeigt und beschrieben. Diese Verfahrensweise nach bisherigem
Stand der Technik bringt die Verwendung von mindestens einem Paar
Walzen mit sich, die gelegentlich Wicklervermeidungswalzen genannt
werden und die abwärts
von der Druckeinheit und direkt vor den Trocknungseinheiten positioniert
werden. Eine dieser Walzen wird normalerweise auf der oberen und
eine auf der unteren Seite der Druckbahn positioniert. Im Normalbetrieb
sind die Walzen beabstandet und berühren die Bahn nicht. Nach Detektion
einer Bahnstörung,
die eine Wahrscheinlichkeit für
oder eine tatsächliche
Bahnunterbrechung anzeigt, wird ein Mechanismus betätigt, der
bewirkt, daß die
Walzen auf entgegengesetzten Seiten der Bahn mit dem Druckprodukt
entlang der Breite der Bahn zwischen den Walzen zusammenkommen.
Die Walzen werden mit einer bezüglich
der Geschwindigkeit der Druckzylinder synchronisierten Geschwindigkeit
rotiert. Auf diese Weise wird angenommen, daß die Spannung auf der Bahn
erhalten bleibt, und die Bahn sich nicht um die Druckwalzen verwickelt
und sich darin verfängt. Obwohl
eine gewisse Menge an Papier vergeudet wird, weil es auf den Boden
geleitet wird, ist eine derartige Vergeudung minimal im Vergleich
zu den Problemen, der Vergeudung und den Ausgaben, die mit dem Wickeln
um die Gummizylinder zusammenhängen.
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Ein Vorschlag nach bisherigem Stand
der Technik, der sich von der weiter oben beschriebenen Lösung dadurch
unterscheidet, daß die
Wicklervermeidungswalzen mit einer Oberflächengeschwindigkeit rotiert
werden, die größer als
die der Druckzylinder ist, ist in US-A-5 398 610 gezeigt und beschrieben.
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Ein anderer Vorschlag nach bisherigem Stand
der Technik zum Detektieren einer Bahnunterbrechung und zum Spannen
der aus der Druckeinheit austretenden Bahn, bevor die Druckpresse
gestoppt wird, ist in der Akte DE-A-3735330 offenbart: Im Fall einer
Unterbrechung wird die Bahn durch einen Druckluftstrom aus einer
Düsenreihe
gegen eine Saugwalze gedrückt,
so daß die
Saugwalze die Bahn von der Druckeinheit zieht; gleichzeitig stellt
ein Druck-Spannungswandler eine Druckänderung in der Saugwalze fest
und erzeugt ein Signal, um die Presse zu stoppen.
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Ein anderer Vorschlag nach bisherigem Stand
der Technik ist in US-A-4 549 485 mit dem Titel „Paper Web Seizing Apparatus
for Use with Printing Machinery" gezeigt
und erklärt.
In dieser Vorrichtung nach bisherigem Stand der Technik sind Walzen
vorgesehen, um zu bewirken, daß die
unterbrochene Bahn sich um Walzen wickelt, die abwärts von
der Druckpresse positioniert sind.
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Vorrichtungen nach bisherigem Stand
der Technik, die gemäß US-A-4
846 060 gefertigt sind und abgeänderte
Versionen davon, haben einen gewissen Erfolg auf kommerziellem Gebiet
erzielt, wenn sie bei relativ niedrigen Pressengeschwindigkeiten,
wie etwa nicht über
366 – 488
m/min (1200– 1600
Fuß pro
Minute) verwendet werden.
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Ein Problem, das sich mit gewissen
Vorrichtungen nach bisherigem Stand der Technik ergibt, ist die
erkannte Notwendigkeit einer Geschwindigkeitssynchronisation zwischen
den letzten Druckwalze und den Wicklervermeidungswalzen, so daß die Oberflächengeschwindigkeit
dieser Walzen identisch ist. Es ist aus einer Vielfalt an Gründen, wie
etwa Proble men in Verbindung mit dem Räderwerk, Motoren und dem Durchmesser
jeweiliger Walzen ebenso wie Durchmesseränderungen, die durch das Wickeln
der Bahn auf die Wicklervermeidungswalzen auftreten, sehr schwierig,
für die
letzten Pressenwalzen und die Wicklervermeidungswalzen die gleiche
Oberflächengeschwindigkeit
zu erzielen.
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Wenn die Oberflächengeschwindigkeit der Wicklervermeidungswalzen
langsamer als die Oberflächengeschwindigkeit
der Pressenwalze ist, kann in dem Bereich zwischen den Pressenwalzen
und den Wicklervermeidungswalzen ein Durchhänger auftreten. Wenn ein hinreichender
Durchhänger
aufgebaut wurde, kann sich dieser Durchhänger in die Pressenwalzen zurück arbeiten
und um das Drucktuch gewickelt werden. Alternativ, wenn die Oberflächengeschwindigkeit
der Wicklervermeidungswalzen relativ zu den Pressenwalzen zu schnell
ist, kann sich eine übermäßige Spannung
ergeben, die bewirkt, daß die Bahn
unterbrochen wird und bewirkt, daß das Ende der Bahn sich um
das Drucktuch wickelt. Dies kann ungeachtet der Pressengeschwindigkeit
passieren.
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Außerdem ergeben sich erhebliche
Probleme, wenn die Pressengeschwindigkeiten über etwa 488 m/min (1600 Fuß pro Minute)
erhöht
werden. Insbesondere ergeben sich Probleme, wenn die Pressengeschwindigkeit
auf etwa 914 m/min (3000 Fuß pro
Minute) erhöht
wird. Bei diesen Pressengeschwindigkeiten wurde herausgefunden,
daß es
mindestens etwa sieben Sekunden dauert, bis eine Presse in eine
Stopposition abbremst, nachdem Bahndetektoren einen Pressenstop
signalisiert haben. Während
der Zeitdauer zwischen der Bahnunterbrechung und dem tatsächlichen
Stoppen der Pressenwalzen ist es möglich, daß etwa 91 m (300 Fuß) Papier
durch die letzten Pressenzuführungswalzen
zugeführt
wurden. Ohne die Wicklervermeidungswalzen werden die Pressenwalzen übermäßig mit
dem nach der Bahnunterbrechung aus der Presse austretenden Druckprodukt
umwickelt und verwickelt.
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Weitere Probleme können auftreten,
wenn die Presse mit Wicklervermeidungsmechanismen wie in US-A-4
846 060 und/oder US-A-4 549 485 ausgestattet ist. Das Problem ist, daß der Durchmesser
dieser Walzen zunimmt, wenn die Wicklervermeidungswalzen danach
mit einer Geschwindigkeit gewickelt werden, was bewirkt, daß die Walzengeschwindigkeit
abnimmt und verhindert, daß all
das überschüssige Druckbahnprodukt
von derartigen Walzen aufgenommen wird. Wenn dies passiert, wird das überschüssige Druckbahnprodukt
zurück
in die Druckpresse geführt
und verursacht das gleiche Problem der Umwicklung der Gummizylinder
wie es ohne Wicklervermeidungswalzen auftritt.
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Obwohl die Probleme, auf welche die
Erfindung gerichtet ist, nicht auf eine Unterbrechung in Pressen
mit Trocknungseinheiten beschränkt
ist, tritt die Unterbrechung in einer derartigen Umgebung aufgrund
von den starken Temperaturdifferenzen wahrscheinlicher auf.
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Ein anderes Problem, das mit der
genauen Detektion einer Bahnunterbrechung zusammenhängt, ist
das häufige
Auftreten von Fehlalarmen (d. h. Detektieren einer Bahnunterbrechung,
wenn die Bahn tatsächlich
nicht unterbrochen ist) aufgrund eines Problems, das als Bahnflattern
bekannt ist. Bahnflattern tritt auf, wenn die Bahn sich, während sie
durch die Presse und/oder den Bahnunterbrechungsdetektor läuft, in
eine Richtung senkrecht zur Bahn bewegt. Sollte das Bahnflattern übermäßig auftreten,
können
Sensoren, die montiert sind, um eine Bahnunterbrechung festzustellen,
fälschlicherweise eine
Bahnunterbrechung signalisieren. Es wurden Versuche unternommen,
das Bahnflattern zu lindern. Diese Versuche schließen die
in US-A-4 913 049 und US-A-5
056 431 von Sainio offenbarten ein. Die Sainio-Versuche, das Bahnflattern
zu lindern, nutzen einen sogenannten Bernoulli-Effekt-Stabilisator.
Ein derartiger Bernoulli-Effekt-Stabilisator
ist jedoch unnötig
komplex.
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Andere Vorrichtungen wurden verwendet, um
Luft gegen die Bahn zu treiben. Eine derartige Vorrichtung ist in
US-A-3 448 907 (Otepka et al.), einem von Baldwin, dem Anmelder
der vorliegenden Erfindung, gehaltenen Patent gezeigt. In dieser
Vorrichtung mischen zwei gewinkelte Düsen Luft und treiben diese
auf die Bahn zu. Eine derartige ge winkelte Düsenbeziehung ist jedoch ebenfalls
unnötig komplex.
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Ein anderes mit der Detektion einer
Bahnunterbrechung zusammenhängendes
Problem ist die Unfähigkeit,
eine Bahnunterbrechung festzustellen, obwohl eine unterbrochene
Bahn in einen von einem optischen Sensor projizierten Detektionsstrahl
flattert. Derartige Detektionsstrahlen können eine Dicke haben, so daß es der
unterbrochenen Bahn, wenn sie anfänglich flattert, nicht gelingt,
den Strahl vollständig
abzuschirmen. Ein derartiger Fehler verhindert, daß der Detektor
die Bahnunterbrechung detektiert. Letztlich wird die Bahn wahrscheinlich
vollständig
quer über
den Strahl flattern (und ihn daher unterbrechen), wodurch der Bahnunterbrechungsmechanismus
ausgelöst
wird. Jedoch kann durch die Unfähigkeit
des Sensors, die Bahnunterbrechung schneller zu detektieren, wertvolle
Zeit verloren gehen.
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Ein komplizierter Versuch, die Frage
der Bahndetektion anzugehen, ist in US-A-5 163 371 (Kotterer et
al.) und US-A-5 130 557 (Kettle) gezeigt. In diesen Patenten ist
eine Vorrichtung gezeigt, in der ein Sensor verwendet wird, um dauernd
das Vorhandensein der Bahn zu detektieren, und eine Düse verwendet
wird, um auf einen Rand der Bahn zu blasen, so daß der Rand
nach einer Bahnunterbrechung aus dem Abtastbereich des Sensors gedrückt wird.
Da sich diese Anordnung auf das Blasen von Luft auf den Bahnrand
und das Richten eines Sensors auf diesen Rand fokussiert, erfordert
diese Anordnung jedoch ein genaues Zielen der Düse und des Sensors in Richtung
des Bahnrands. Jegliche falsche Ausrichtung macht diese Anordnung
betriebsunfähig.
Wenn außerdem
Bahnen mit verschiedener Breite verwendet werden, müssen die
Düse und
der Sensor bewegt und/oder neu ausgerichtet werden, so daß sie wieder
auf den Bahnrand fokussiert sind. Diese Nachteile machen es unnötigerweise
schwierig, eine derartige Anordnung stetig zu betreiben.
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Die gegenwärtige Erfindung lindert die
vorher erwähnten
Probleme.
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Aufgaben
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An das Vorangehende denkend ist es
eine Aufgabe dieser Erfindung, ein Verfahren und einen Mechanismus
zur Verfügung
zu stellen, um einen Schaden an den Pressenwalzen einer Druckpresse als
Folge einer Bahnunterbrechung des Druckprodukts abwärts von
der Presse zu vermeiden.
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Eine andere Aufgabe der Erfindung
ist es, ein Verfahren und einen Mechanismus zur Verfügung zu
stellen, welche die Stillstandszeit und den Schaden, die sich aus
Bahnunterbrechungen ergeben, nachdem das Druckbahnprodukt sich abwärts von der
Presse bewegt, minimieren.
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Eine andere Aufgabe dieser Erfindung
ist es, ein Verfahren und einen Mechanismus zur Verfügung zu
stellen, um einen übermäßigen Durchmesseraufbau
auf den Wicklervermeidungswalzen zu verhindern, um das Wickeln des
Druckbahnprodukts um die Pressenwalzen herum zu verhindern.
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Noch eine weitere Aufgabe dieser
Erfindung ist es, ein Verfahren und einen Mechanismus zur Verfügung zu
stellen, um zu verhindern, daß ein
durchtrenntes Druckprodukt im Fall einer abwärtigen Bahnunterbrechung zu
den Pressenwalzen zurückkehrt
und um sie herum gewickelt wird, indem Einrichtungen vorgesehen
werden, um das durchtrennte Bahnprodukt nach unten in Richtung des
Bodens zu leiten.
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Eine andere Aufgabe dieser Erfindung
ist es, ein Verfahren und einen Mechanismus zur Verfügung zu
stellen, um ein Wickeln der Bahn um die Oberfläche der Pressenzylinder zu
verhindern, wenn die Pressen bei hoher Geschwindigkeit arbeiten.
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Eine weitere Aufgabe dieser Erfindung
ist es, ein Verfahren und einen Mechanismus zur Verfügung zu
stellen, um zu verhindern, daß die
Bahn sich um die Pressenzylinder wikkelt, wenn die Pressengeschwindigkeit
im Bereich von 610– 914
m/min (2000–3000
Fuß pro
Minute) oder höher
liegt.
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Weitere Aufgaben und Vorteile der
Erfindung werden in der folgenden Beschreibung dargelegt und werden
aus der Beschreibung klar, wobei die Aufgaben und Vorteile mit Hilfe
des Verfahrens und der Vorrichtung, wie im allgemeinen je weils in
den beigefügten
Ansprüchen
1 und 2 definiert, rea- lisiert und erreicht werden.
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Kurze Beschreibung der
Erfindung
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Kurz beschrieben, betrifft die Erfindung
ein neues und verbessertes Pressensystem zur Verwendung nach Druckproduktbahnunterbrechungen,
um zu verhindern, daß die
Druckbahn in die Presse zurückkehrt,
wo sie in die Pressenwalzen, insbesondere die Gummiwalze, verwickelt
und um sie herum gewikkelt werden kann.
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Die Erfindung besteht aus den gezeigten
und beschriebenen neuartigen Teilen, Aufbauten, Anordnungen, Kombinationen.
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Die beigefügten Zeichnungen, die aufgenommen
sind und einen Teil dieser Beschreibung bilden, stellen eine Ausführungsform
der Erfindung dar und dienen gemeinsam mit der Beschreibung dazu, die
Prinzipien der Erfindung zu erklären.
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Kurze Beschreibung der
Zeichnungen
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Die Erfindung wird nun mittels Bezug
auf die folgenden Zeichnungen detaillierter beschrieben, wobei:
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1 eine
schematisch Übersicht
ist, die ein typisches Bahnunterbrechungs-Detektionssystem nach
bisherigem Stand der Technik darstellt, welches in Verbindung mit
einer typischen Mehrdruckeinheitenpresse mit Hitzeabbindung verwendet
wird;
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2 eine
schematische Übersicht
ist, welche die Wicklervermeidungsvorrichtung der vorliegenden Erfindung
darstellt, die in Verbindung mit einer typischen Mehrdruckeinheitenpresse
mit Hitzeabbindung verwendet wird;
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3A eine
isometrische Vorderansicht ist, die eine Ausführungsform der Bahn-Wicklervermeidungsvorrichtung
darstellt, welche die Bahnstörungsdetektoren
darstellt;
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3B eine
isometrische Rückansicht
der Ausführungsformdarstellung
in 3A ist, welche die
Beziehung der Bahnabstreiffinger darstellt;
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3C eine
Vorderansicht der in 3A–3B dargestellten Ausführungsform
ist, welche die Beziehung der Bahnstörungsdetektoren zu der Bahn
und zu den Wicklervermeidungswalzen zeigt;
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3D eine
entlang der Linie 3D-3D von 3C genommene
seitliche Schnittansicht der in 3A–3C dargestellten Ausführungsform
ist;
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4A eine
Seitenansicht der in den 3A –3D gezeigten Ausführungsform
ist, welche die Antriebsanordnung der Wicklervermeidungswalzen darstellt;
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4B eine
seitliche Teilschnittansicht der in 4A gezeigten
Ausführungsform
ist, welche ferner den Aufbau der oberen und unteren Schlitten,
der vertikalen Balken und der Federn darstellt;
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4C eine
entlang der Linie 4C-4C von 4B genommene
seitliche Schnittansicht ist;
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5 eine
Rückansicht
der in 3A–4C dargestellten Ausführungsform
ist, wobei die Bahn-Wicklervermeidungswalzen in einer nicht in die Bahn
eingreifenden Position sind;
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6 eine
zweite Rückansicht
der in 3A– 4C dargestellten Ausführungsform
ist, wobei die Bahn-Wicklervermeidungswalzen
in ihrer in die Bahn eingreifenden Position sind;
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7 eine
seitliche Schnittansicht der in 3A–6 dargestellten Ausführungsform
ist, welche die Abstreiffinger an der Auslaßseite der Vorrichtung und
die Beziehung der Abstreiffinger zu den Bahn-Wicklervermeidungswalzen
zeigt, wenn sie nicht in die Bahn eingreifen;
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8 eine
zweite seitliche Schnittansicht der in 3A–6 dargestellten Ausführungsform
ist, welche die Abstreiffinger und ihre Beziehung zu den Bahn-Wicklervermeidungswalzen
zeigt, wenn die Wicklervermeidungswalzen bezüglich der Bahn in einer Eingreifposition
sind; und
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9 eine
schematische Darstellung der Steuerungsanordnung für die Vorrichtung
ist.
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10 ist
ein Diagramm des Sinuswelleneffekts auf einer Bahn (Flattern), während die
Bahn das Wicklervermeidungssystem der vorliegenden Erfindung durchläuft.
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11 ist
ein Diagramm des Flußstangensystems
das mit dem Wicklervermeidungssystem der vorliegenden Erfindung
verbunden ist.
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12 ist
eine Seitenansicht der Sensoranordnung quer zum Strahl und des mit
dem Wicklervermeidungssystem der vorliegenden Erfindung verbunden
Flußstangensystems.
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Detaillierte Beschreibung
der Erfindung
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Uns nun den Zeichnungen zuwendend,
in denen gleiche Nummern gleiche Bestandteile bezeichnen, stellt 1 eine frühere Anwendung
eines Bahnunterbrechungsdetektors dar, wie er auf dem Fachgebiet
für ein
Mehrdruckeinheitenpressensystem mit Hitzeabbindung verwendet wird.
Wie gezeigt, könnte
die Presse mehrere Druckeinheiten 10A–10D aufweisen, die
jeweils eine oder mehrere in dem Druckverfahren verwendete Drucktuch-Druckzylinder-Kombinationen 5 haben.
Wenn die Druckeinheiten laufen, führen die Gummizylinder 5 eine
zusammenhängende
Papierbahn 30 von einer Zuführungseinheit 2 aufwärts von
den Druckeinheiten 10A–10D und
dann durch eine Bahntrocknungseinheit 35 und eine zum Vollenden
des Druckverfahrens verwendete Kühleinheit 40 abwärts von
den Druckeinheiten 10A–10D durch
die Druckeinheiten.
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Häufig
können
thermische Spannungen, die der Bahn 30 auferlegt werden,
während
die Bahn zuerst in dem Trockner erwärmt und/oder dann in der Kühlungseinheit
abgekühlt
wird, bewirken, daß die Bahn
abwärts
von den Druckeinheiten 10A – 10D unterbrochen wird. Um
das Druckverfahren zu steuern, können
mehrere Bahnunterbrechungsdetektoren 15 an verschiedenen
Punkten in dem System vorgesehen werden, um festzustellen, wenn
die Bahn 30 unterbrochen wird. Ähnliche Bahndetektoren 25 können innerhalb
der Trocknungseinheiten vorgesehen werden. Der Bahnunterbrechungsdetektor,
der typi scherweise mit Infrarot-, photoelektrischen, Kontakt-, Ultraschall-
oder anderen bekannten Prinzipien arbeitet, detektiert nach der
Bahnunterbrechung die Abwesenheit der Bahn 30, um ein Signal
an die betroffenen Presseneinheiten 10A– 10D zu übertragen, um
deren Betrieb zu stoppen. Wie bereits beschrieben, arbeiten Druckpresseneinheiten,
auf die man in der Verwendung trifft, häufig in einem Geschwindigkeitsbereich
von 305–915
m/min (1000 bis 3000 Fuß pro
Minute), so daß die
Stoppzeit jeder Presseneinheit sechs bis zehn Sekunden oder länger beanspruchen
kann.
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Im Fall einer Bahnunterbrechung besteht
somit die Gefahr, daß die
Länge der
unterbrochenen Bahn 30, die, während die Druckeinheiten 10A–10D sich
bis zum Stillstand verlangsamen, aus der Zuführung 2 und durch
die Druckeinheiten 10A–10D austritt,
ihre Richtung umkehrt, um zurück
durch die Druckeinheiten zu laufen und sich um einen oder mehrere
der Gummizylinder 5 zu wickeln, wodurch möglicherweise
das Reißen
oder verheerende Auswirkungen an den Gummizylindern 5,
welche sich in den betroffenen Druckeinheiten befinden, verursacht werden.
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In einem Versuch, derartige schädliche Auswirkungen
zu verhindern, stellt 1 dar,
daß eine frühere Praxis
die Bereitstellung von Bahndurchtrenneinheiten 20 mit sich
brachte, welche häufig
sowohl vor der ersten Druckeinheit 10A als auch dann nach der
letzten Druckeinheit 10D benachbart zur Trocknungseinheit 35 angeordnet
waren. Die Bahndurchtrenneinheiten würden die Bahn 30 nach
der Detektion einer Unterbrechung durchtrennen, um die Länge der
Bahn 30, die aufwärts
zu den Druckeinheiten 10A–10D zurückläuft, während die
Pressen sich bis zum Stillstand verlangsamen, zu minimieren. Da
die Presseneinheiten 10A–10D nicht zu einem
sofortigen Stillstand kommen können,
rotieren die Gummizylinder 5 jedoch nach dem Bremsen weiter,
was sicherstellt, daß sich
immer noch eine Menge der unterbrochenen Bahn 30 auf die
Gummizylinder 5 wickeln würde und nach aller Wahrscheinlichkeit
einen Schaden an den Gummizylindern mit ihrer weichen Oberfläche anrichten
würde.
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Um diese und andere Probleme, auf
die man bei der bisherigen Praxis stößt, zu überwinden, stellt 2 einen ähnlichen Pressensystemaufbau,
wie in 1 gezeigt, dar,
der aber die Bahnwicklervermeidungsvorrichtung 50 gemäß der vorliegenden
Erfindung verwendet. Da Bahnunterbrechungen, wie bereits erklärt, typischerweise
abwärts
von den Presseneinheiten auftreten, wird die Wicklervermeidungsvorrichtung 50 typischerweise
zwischen der letzten Druckeinheit 10D und dem Trockner 35 plaziert.
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Wie aus 2 zu erkennen ist, haben die Trocknerbahndetektoren 25 eine
Bahnunterbrechung in der Trocknungseinheit 35 detektiert.
Im Gegensatz zu bisherigen Systemen, die eine Geschwindigkeitsabstimmung
mit den Pressenwalzen erfordern, greift die Wicklervermeidungsvorrichtung 50 jedoch
derart ein, daß die
Walzen die Bahn 30 aus den Druckpresseneinheiten 10A–10D heraus
führen
und ziehen, ohne daß eine
Geschwindigkeitsabstimmung mit den Pressenwalzen erforderlich ist,
während
diese Presseneinheiten sich zu einem vollständigen Stillstand verlangsamen.
Die Bahn 30 wird von den Druckpresseneinheiten weggeführt und
unschädlich auf
dem Betriebsbodenraum zwischen der Vorrichtung 50 und dem
Trockner gesammelt. Auf diese Weise wird die Möglichkeit irgendeiner Verwicklung der
unterbrochenen Bahn 30 zurück aufwärts von der Trocknungseinheit 35 und
um die Gummizylinder 5 der letzten Druckeinheit 10D oder
jeder anderen der Druckeinheiten herum beseitigt.
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3A bis 8 stellen eine bevorzugte
Ausführungsform 50 einer
Wicklervermeidungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung
dar.
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Uns 4A–6 zuwendend, umfaßt die Wicklervermeidungsvorrichtung 50 einen
Rahmen 51, der aus zwei Paaren entgegengesetzter vertikaler
Balken 55A, 55B gebildet ist. Der Rahmen 51 ist über die
Vorderseite (Bahneinlaß)
und die Rückseite (Bahnauslaß) der Vorrichtung
durch ein Paar horizontaler Balken 75 verstrebt, die an
ihren Enden zwischen den Paaren entgegengesetzter vertikaler Balken 55A, 55B verbolzt
oder anders befestigt sind. Der Rahmen umfaßt auch zwei Paare entgegengesetzter
Seitenbalken 85A, 85B, die an beiden Seiten der
Vorrichtung 50 zwischen jedem entgegengesetzten Paar vertikaler
Balken 55A, 55B befestigt sind.
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Wie am besten in 4A–6 zu erkennen, umfaßt die Vorrichtung 50 ein
Paar obere Schlitten 70A, 71A und untere Schlitten 70B, 71B,
die zwischen jedem Paar entgegengesetzter vertikaler Balken 55A, 55B angeordnet
sind. Die Schlitten werden, wie vollständiger beschrieben wird, verwendet,
um die horizontal angeordneten Wicklervermeidungswalzen 60A, 60B zu
halten. Die äußeren Ränder der Schlitten,
die in die Seiten der vertikalen Balken 55A, 55B eingreifen,
können
in Lagern oder anderen auf dem Fachgebiet bekannten Einrichtungen
(nicht gezeigt) enthalten oder geformt sein und ermöglichen, daß die Schlitten 70A, 71A, 70B, 71B in
einer vertikalen Richtung zwischen und entlang der Längen der vertikalen
Balken 55A, 55B gleitend beweglich sind.
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Wie in 4A–4C gezeigt, sind Einrichtungen
vorgesehen, um die Schlitten 70A, 71A, 70B, 71B entlang
der vertikalen Balken zu verschieben. Die Einrichtungen können zum
Beispiel mehrere Pneumatikzylinder 80 umfassen. Die Vorrichtung
hat als Merkmal vier derartiger Zylinder, von denen einer an jedem
Ende beider horizontaler Balken 75 befestigt ist. Bezug
nehmend auf 4B und 4C weist jeder der Zylinder
einen Kolben 81 auf, der frei durch eine jeweilige gebohrte
oder anders gebildete Bohrung durch die Seitenbalken 85A, 85B laufen
kann und von diesen geführt
wird. Die freien Enden der Kolben 81 greifen dann in einen
jeweiligen oberen Schlitten 70A, 71A oder unteren
Schlitten 70B, 71B ein, um daran angebracht oder
anders befestigt zu werden. Wie später beschrieben wird, kann
die Verschiebung der Kolben 81 entsprechend der Bedürfnisse
oder Wünsche
des Benutzers eingestellt werden, um die Verschiebung zwischen den
Wicklervermeidungswalzen 60A, 60B entweder in
ihrer Eingriffposition in die Bahn (6 und 8) oder, wenn sie nicht in
die Bahn 30 eingreifen (5 und 7), zu variieren. Faktoren,
die den Zwischenraum zwischen den Walzen vorgeben, umfassen individuelle
Anforderungen der Presse, wie etwa die Dicke der Bahn 30 und
die gewünschte
Spannung, die ihr verliehen werden soll. Um außerdem eine schnellstmögliche Reaktion
zu liefern, wenn einmal eine Bahnunterbrechung detektiert wurde,
kann der Kolben 81 so eingestellt werden, daß er einen
minimalen notwendigen Spielraum (typischerweise im Bereich von 2,5–5,0 cm
(1–2") hat, um zu ermöglichen,
daß die
Bahn 30 zwischen den Walzen 60A, 60B durchläuft, wenn
die Presseneinheiten 10A-D in Eingriff sind und laufen.
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Die Reaktionszeit der Vorrichtung
beim Eingreifen in die Bahn 30 nach einer Bahnunterbrechung ist
wichtig. Je schneller die Reaktionszeit, desto weniger wahrscheinlich
ist es, daß die
Bahn 30 aufwärts zurückfließt, um die
Gummizylinder 5 zu beschädigen. Schnellstarteinrichtungen
für die
Reaktionszeit werden vorgesehen, um die Zeit zwischen der Bahnunterbrechung
und dem Ineinandergreifen der Bahn mit den Wicklervermeidungswalzen
zu verringern. Wie ausgeführt,
kann eine „Schnellstart"-Federkonstruktion
vorgesehen werden, um die Pneumatikzylinder 80 zu unterstützen, um
die Schlitten 70A, 71A, 70B, 71B und
somit die Walzen 60A, 60B auf schnellstmögliche Weise
in ihre Eingriffposition mit der Bahn zu bewegen.
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Wie in 4A–4C zu sehen, ist ein Paar
vertikaler Stangen 91 an ihren jeweiligen Enden vertikal an
jedem der Seitenbalken 85A, 85B befestigt. Bezug
nehmend auf 4B werden
die Stangen 91 durch jeweilige Lager 200 geführt und
von diesen gehalten, die an jedem Eck der oberen Schlitten 70A, 71A und
der unteren Schlitten 70B, 71B drehbar gelagert
sind, wobei die Stangen danach vollständig und frei, gleitend ausgerichtet
und durch Bohrungen oder gebohrte oder anders gebildete Löcher durch
jeweilige obere Schlitten 70A, 71A und untere
Schlitten 70B, 71B laufen. Wie in 4A – 4C gezeigt, sind die Federn 90A um
jede der vertikalen Stangen 91 gewunden und zwischen die
Seitenbalken 85A (oder 85B) und einen jeweiligen
oberen Schlitten 70A, 71A (oder unteren Schlitten 70B, 71B)
gekeilt. Um alle Gravitationseffekte, die auf die unteren Schlitten 70B, 71B ausgeübt werden,
zu überwinden,
kann eine Feder 90B um jeden der Kolben 81 des unteren
Zylinderpaars 80 gewunden und auf ähnliche Weise ausgerichtet
werden. Die Federn unterstützen
die Pneumatikzylinder 80 beim Bewegen der Schlitten 70A, 71A, 70B, 71B entlang
der Stangen 91 und benachbart zu den vertikalen Balken 55A, 55B.
Typischerweise haben die Federn 90A eine Federkonstante
im Bereich von 120 N/cm (68,53 Pfund/Inch), wobei die Feder 90B etwas
steifer ist und eine Federkonstante von etwa 431 N/cm (246 Pfund/Inch)
hat, um jeden gegen den Kolben 81 ausgeübten dynamischen Widerstand
zu überwinden,
während
der Kolben in Richtung der in die Bahn eingreifenden Position getrieben
wird.
-
Die Federn 90A und 90B treiben
auf diese Weise die oberen und unteren Schlitten dauernd in eine
betriebsbereite Position und bewirken deren Bewegung, bevor die
auslösenden
Zylinder 80 durch die Auslösung der Bahnunterbrechungsdetektoreinrichtung
geladen werden.
-
Wie bereits erwähnt und am besten in 5–8 zu
erkennen, hat die Vorrichtung als Merkmale Bahn-Wicklervermeidungswalzen 60A, 60B, die
jeweils drehbar zwischen den oberen Schlitten 70A, 71A und
den unteren Schlitten 70B, 71B montiert sind.
Die Wicklervermeidungswalzen 60A, 60B können mechanisch
bearbeitet oder anders aus jedem geeigneten Material, wie etwa Stahl,
Aluminium, Kupfer oder ähnlichem
gebildet werden. Um eine positive gleichmäßige Zugkraft auf der Bahn
zu fördern, sind
die Walzen 60A, 60B bevorzugt so dimensioniert,
daß sie
etwa 35 cm (14 Inch) länger
als die Breite der Bahn 30 sind, für die die Vorrichtung konstruiert
ist.
-
Wie in 5 und 6 zu erkennen, sind die Enden 61A, 61B der
Walze 60A über
Lager oder ähnliches
(nicht gezeigt) drehbar auf entsprechenden Schlitten 70A, 71A gelagert,
wobei das Ende 61B sich durch die Breite des Schlittens 71A erstreckt. Das
Ende 62A, 62B der Wicklervermeidungswalze 60B ist
in bezug auf die unteren Schlitten 70B, 71B ähnlich aufgebaut,
wobei ein Ende 62B sich durch die Breite des Schlittens 71B erstreckt.
-
Wie gezeigt, enthalten die Wicklervermeidungswalzen
mehrere Bahneingreifringe 65A, 65B zum Ausüben einer
Greifaktion auf die Bahn, während
sie durch die Vorrichtung gezogen wird. Wie dargestellt, sind die
Eingreifringe gleichmäßig entlang
der Länge
ihrer entsprechenden Walzen 60A, 60B verschoben.
Die Ringe 65A, 65B sind bevorzugt aus Gummi gebildet
und können
einen Härtenennwert
von 50 Durometern haben. Die Ringe 65A, 65B können durch
geeignete mechanische Verbindungsverfahren, wie etwa eine Nut-und-Federverbindung oder
eine Preßpassung
fest an den Wicklervermeidungswalzen befestigt sein, oder sie können mit
herkömmlichen
Klebstoffen oder Klebeverfahren an die Wicklervermeidungswalzen
geklebt werden. Bevorzugt sind benachbarte Ringe 65A (oder
65B) 3,8–5,8 cm
(1 1/2"–2") gegeneinander beabstandet,
um passende Spielraumabschnitte oder Zwischenräume zwischen benachbartren
Ringen (siehe Abmessung „X", 6) zu definieren und zur Verfügung zu
stellen.
-
Es sind Einrichtungen vorgesehen,
um an vorbestimmten ausgewählten
Stellen entlang der Breite der laufenden Bahn in die laufende Bahn
einzugreifen.
-
Die Eingreifeinrichtung kann in den
Bahnbreiten-Linienkontakt
an ausgewählten
vorbestimmten Stellen in der Längsrichtung
(entlang der Länge der
Bahn) eingreifen, um eine ausreichende Kraft auszuüben, um
die Bahn 30 durch die Walzen 30 von den Presseneinheiten 10A–10D zu
ziehen. Mit einem Linienkontakt statt einem Flächenkontakt kann ein Gleiten
auftreten, wodurch eine übermäßige Spannung,
die eine Bahnunterbrechung verursachen könnte, verhindert wird. Aufgrund
des elastischen Überzugs
auf den Walzen können
die Walzen derart eingestellt werden, daß der Linien- (manchmal „Streifen" genannt) Kontakt
von dünn
bis relativ dick reichen kann. In der Alternative kann die Eingreifeinrichtung
mit einem Flächenkontakt
in die Bahn eingreifen, indem die Spitzen und Täler der Walzen richtig ausgerichtet
werden.
-
Wie ausgeführt und gezeigt, sind die Ringe 65A und 65B in
einem versetzten Aufbau angeordnet. Das heißt, ein gegebener Ring 65A ist
nicht direkt entgegengesetzt zu einem Ring 65B, sondern ein
gegebener Ring 65A wird so ausgerichtet, daß er sich
in einem Spielraum (Abmessung „X") verhakt und in
diesen paßt,
welcher zwischen benachbarten Ringen 65B gebildet wird,
wenn die Wicklervermeidungswalzen 60A, 60B in
einem eingreifenden Aufbau sind (siehe 6 und 8).
Der versetzte Aufbau ermöglicht,
daß die
Wicklervermeidungswalzen 60A, 60B auf diese Weise
die Bahn „einfangen" und auf verhakende
Weise eher mit dem Linien- als mit dem Flächenkontakt in sie eingreifen.
-
Zu diesem Zweck wird bevorzugt, daß jedes verhakende
Paar von Ringen 65A/65B keinen direkten Oberflächenkontakt
mit der Bahn bekommt. Statt dessen wird, wie bereits beschrieben,
bevorzugt, daß der
Kolben 81 sich nach der Betätigung der Zylinder 80 ausdehnt,
um in die Walzen 60A, 60B einzugreifen, um eine
entlang einer 45°-Digaonale
(siehe Abmessung „Y", 6) gemessene Spielraumlücke von
etwa 0,3 bis 0,9 cm (1/8" bis
3/8") zwischen jedem
verhakenden Paar entgegengesetzter Ringe 65A/65B herzustellen.
Die Wicklervermeidungswalzen 60A, 60B greifen
auf diese Weise, wenn sie in der eingreifenden Position sind (6), an ausgewählten vorbestimmten
Stellen entlang den Diagonalen in dem Linienkontakt in die Bahn 30 ein,
so daß die
Bahn 30 zwischen den Wicklervermeidungswalzen „eingefangen" und durch die Walzen 60A, 60B mit
einem im wesentlichen rechteckigsinusförmigen Querschnitt gezogen
wird. Aufgrund der Spielraumlücken
zwischen den verhakten Paaren entgegengesetzter Ringe 65A/65B (siehe
Abmessung „Y") kann die Bahn 30 frei
zwischen den Wicklervermeidungswalzen 60A, 60B durchlaufen.
Dank der verhakenden Wirkung der Walzen auf der Bahn, können die Walzen
eine ausreichende Zugwirkung auf die Bahn ausüben, ohne der Bahn eine übermäßige Spannung aufzuerlegen
oder einen Knickpunkt zwischen den Walzen 60A, 60B zu
erzeugen. Im Fall, daß die Spannung übermäßig wird,
tritt ein Gleiten zwischen der Bahn und den Walzen auf, wodurch
die Spannung verringert wird.
-
Wie in den 4A–6 zu erkennen, umfaßt die Vorrichtung
eine Einrichtung zum Rotieren der Wicklervermei dungswalzen 60A, 60B.
Zum Beispiel kann ein Walzenantriebsmotor 100 an einer
Platte 101 befestigt werden, welche an einer Seite des
Rahmens 51 befestigt ist. Ein Paar Walzenriemenscheiben 95A, 95B ist
an den jeweils vorstehenden Enden 61B, 62B der
Wicklervermeidungswalzen 60A, 60B befestigt. Eine
an die Ausgangswelle des Motors 100 montierte Riemenscheibe 110 dient
dazu, über
einen Antriebsriemen 105 Rotationskraft an die Wicklervermeidungswalzen
zu übertragen.
Ein Paar freilaufender Riemenscheiben 115 ist drehbar an
den Seitenbalken 85A, 85B befestigt und greift
in den Riemen 105 ein, um die gleichmäßige Kraftübertragung an den Motor 100 zu
fördern.
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Außerdem kann eine Spannriemenscheibe 120 vorgesehen
werden, um automatisch die richtige Spannung an dem Riemen 105 zu
erhalten, während die
Walzen 60A, 60B mit ihren jeweiligen Schlitten 70A, 71A und 70B, 71B auf
und ab wandern. Wie in 4A und 5 gezeigt, ist die Spannriemenscheibe 120 drehbar
an einem Armabschnitt 125 befestigt, der selbst drehbar
an einem Balken 55B montiert ist. Der Armabschnitt 125 ist
durch eine Feder 130 gegen die Rotation vorgespannt. Wenn
die vertikalen Positionen der Walzen 60A, 60B verändert werden,
wird die verlängerte
Länge des
Riemens 105 variiert, so daß der Riemen entweder eine
radiale Kraft auf die Riemenscheibe 120 zu oder von ihr
weg ausübt;
der Armabschnitt 125 an sich kompensiert diese Längenveränderung
und wird wegen der Feder 130 vorgespannt und automatisch,
wie jeweils passend, im Uhrzeigersinn oder gegen den Uhrzeigersinn
rotiert, um eine richtige Spannung auf dem Riemen 105 aufrecht
zu erhalten.
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Wie bereits beschrieben, wird die
Geschwindigkeit der Wicklervermeidungswalzen 60A, 60B so konfiguriert,
daß sie
etwas über
der Laufgeschwindigkeit der Druckpresseneinheiten 10A-D
liegt. Typischerweise kann die Oberflächengeschwindigkeit der Wicklervermeidungswalzen 60A, 60B derart
konfiguriert werden, daß sie
im Bereich von 25 bis 50% oder noch mehr schneller als die Betriebsgeschwindigkeit
der Druckeinheiten 10A–10D ist,
um sicherzustellen, daß die Wicklervermeidungswalzen 60A, 60B im
Fall einer Bahnunterbrechung eine positive und ausreichende Zugwirkung
auf die aus den Druckeinheiten austretende Bahn ausüben. Zu
diesem Zweck kann die Geschwindigkeitsausgabe des Motors 100 durch
die Systemsteuerung 150 gesteuert werden und mit einem
Druckpressentachometer 160 verbunden werden, das selbst
zum Beispiel mit der letzten Druckeinheit 10D betriebsbereit
verbunden ist. Während
die Geschwindigkeit der Druckeinheit 10D verändert wird,
werden von dem Tachometer 160 passende Signale an die Steuerung 150 übertragen,
um die Geschwindigkeitsausgabe des Motors 100 und folglich
die Laufgeschwindigkeit der Wicklervermeidungswalzen anzupassen,
um sicherzustellen, daß die
Wicklervermeidungswalzen konstant mit einer höheren Geschwindigkeit rotieren
als die Druckeinheiten.
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In einer Ausführungsform paßt die Systemsteuerung 150 die
zu den Wicklervermeidungswalzen gehörige Schaltungslogik, wenn
die Bahnunterbrechung detektiert wurde, so an, daß sie nicht
länger
der Pressengeschwindigkeit folgt, sondern eher versucht, das Drehmoment
auf die Wicklervermeidungswalzen zu maximieren. Vorteilhafterweise
stellen der versetzte Aufbau der Wicklervermeidungswalzen 60A, 60B gemeinsam
mit der größeren Geschwindigkeit
der Wicklervermeidungswalzen über der
Laufgeschwindigkeit der Druckpresseneinheiten 10A–10D eine
ausreichende Wirkung auf die Bahn und einen positiven Antrieb sicher,
während
die Druckeinheiten verlangsamt werden, ohne daß der Bahn von den Walzen 60A, 60B irgendeine
unnötige Spannung
oder Beanspruchung zugemutet wird.
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Alternativ erkennt ein Fachmann,
daß das System
so konfiguriert werden kann, daß es
den Wicklervermeidungswalzen 60A, 60B ermöglicht,
mit einer konstanten festen Geschwindigkeit zu rotieren, welche
größer als
die maximale Betriebsgeschwindigkeit der Druckpresseneinheiten 10A–10D ist,
für die
die Vorrichtung konstruiert ist. Auf diese Weise können das
System im allgemeinen und/oder der Motor 100 so konfiguriert
werden, daß die
Wicklervermeidungswalzen zum Beispiel mit einer festen Geschwindigkeitsdifferenz
von 25– 25%
mehr als der Maximalgeschwindigkeit der Presseneinheiten 10A–10D laufen.
Auf diese Weise stellt das System sicher, daß die Walzen 60A, 60B immer
mit einer größeren Geschwindigkeit
arbeiten als die Presseneinheiten 10A–10D, wodurch die
Notwendigkeit, die Pressengeschwindigkeit mit dem Tachometer 160 zu überwachen,
und/oder Begleitprobleme beseitigt werden, auf die man treffen könnte, sollte
das Tachometer 160, seine Verbindung zur Systemsteuerung 150 oder
die Steuerung 150 selbst, falsch arbeiten oder ausfallen.
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In gewissen gegenwärtigen Druckvorgängen wurden
die Pressengeschwindigkeiten auf etwa 914 m/min (3000 Fuß pro Minute)
und möglicherweise mehr
erhöht.
Bei derartig höheren
Geschwindigkeiten tritt ein inhärentes
Problem auf, das darin besteht, daß im Fall einer Bahnunterbrechung
eine höhere Wahrscheinlichkeit
besteht, daß der
Gummizylinder eine Beschädigung
erfährt,
die durch das Verwickeln der unterbrochenen Bahn verursacht wird.
Das System wird insbesondere durch die Bereitstellung von Abstreiffingereinrichtungen
für derartige
höhere Pressengeschwindigkeiten übernommen,
um das Wickeln um die Wicklervermeidungswalzen zu verhindern. Wie
ausgeführt,
umfaßt
dieser Abstreifer oder dieses Messer mehrere Abstreifmesserfinger 140A und 140B (siehe,
z. B. 3A und 3B).
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7 und 8 stellen die Wicklervermeidungswalzen
zusammen mit den mehreren an der Auslaßseite der Vorrichtung befestigten
Abstreiffingern 140A, 140B jeweils in nicht eingreifenden
und in eingreifenden Positionen dar. Die Abstreiffinger 140A, 140B sind
vorgesehen, um zu verhindern, daß eine unterbrochene Bahn aufwärts zurück durch
die Vorrichtung 30 läuft,
daß sie
sich um die Wicklervermeidungswalzen 60A, 60B wickelt
oder diese anderweitig verdirbt. Wie gezeigt, umfassen die Abstreiffinger 140A, 140B geneigte
Abschnitte 141A, 141B, wobei dieser Bereich zwischen
den beabstandeten Abschnitten verschachtelt ist, welche zwischen
benachbarten Bahneingreifringen 65A und 65B gebildet oder
anderweitig definiert sind. Wenn sie in der eingreifenden Position
sind (8), sind die geneigten Abschnitte 141A,
141B so
ausgerichtet, daß sie
ein wenig über
der Oberfläche
der Walzen 60A, 60B ruhen, um deren Rotation nicht
zu stören.
Die Abstreiffinger 140A, 140B verhindern, daß die Bahn 30 sich um
die Wicklervermeidungswalzen wickelt, und während die Presseneinheiten 10A–10D sich
zu einem Stillstand verlangsamen, lenken die Abstreiffinger 140A, 140B die
Bahn für
eine sichere Sammlung zu dem Betriebsboden (siehe 2).
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Die Vorrichtung liefert ferner eine
Einrichtung zum Detektieren von Bahnunterbrechungen abwärts von
den Presseneinheiten. Diese Bahndetektoreinrichtung weist Einrichtungen
zum Detektieren einer Woge, Welle oder anderer Störungen der
Bahn 30 auf, welche häufig
durch eine abwärts
von den Druckeinheiten auftretende Unterbrechung erzeugt werden
oder ein Vorbote dafür
sind. Durch Detektieren dieser verräterischen Störungen wird
die Reaktionszeit der Vorrichtung erheblich verbessert.
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Bezug nehmend auf 3C und 3D weist die
Bahnstörungsdetektoreinrichtung 201 ein
Paar Bahnstörungs-Sender-Empfängerpaare 205A/205B auf,
die an den vorderen Einlaßabschnitt
der Vorrichtung 50 montiert sind. Wie ausgeführt, können die Sender-Empfängerpaare
zum Beispiel mit Infrarot- oder Lichtprinzipien im sichtbaren Bereich
arbeiten und können
zum Beispiel einen Infrarotsensor, Modell Nr. PZ-51L aufweisen, wie er von der Keyence Corporation,
Osaka, Japan und Fair Lawn, New Jersey, USA, hergestellt und verkauft
wird. Wie gezeigt, ist ein Sender-Empfängerpaar 205A/205B über der Bahn 30 plaziert,
während
das zweite Sender-Empfängerpaar 205A/205B unter
der Bahn 30 plaziert ist. Beide Sender-Empfängerpaare
sind mit der Systemsteuerung 150 verbunden. Wie dargestellt,
emittiert jeder Sender 205A einen Strahl zu seinem jeweiligen Empfänger 205B in
einer Richtung senkrecht zur Richtung der Bahn 30 und parallel
zu ihrer Ebene.
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Wie bereits erklärt, erzeugt eine Bahnunterbrechung
häufig
eine Woge oder Welle, die entlang der Länge der Bahn 30 übertragen
wird. Die Woge oder Welle erhebt sich vertikal, um eine durch die
laufende Bahn definierte Hori zontalebene zu durchbrechen. Diese
vertikale Schwankung kann genutzt werden, um den Beginn einer Bahnunterbrechung
zu detektieren und eine schnellere Reaktion der Wicklervermeidungswalzen 60A, 60B zu
veranlassen.
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Wie dargestellt, kann jedes Paar
von Bahnstörungssensoren 205A/205B zum
Beispiel sowohl über
als auch unter der Bahn 30 in einer beabstandeten Entfernung
von etwa 0,9 cm (3/8")
plaziert werden. Dies läßt eine
typische oder normale vertikale Schwankung oder ein Flattern, welches
die Bahn 30 im Normalebetrieb ohne Unterbrechung erfährt, zu. Nach
oder vor einer Bahnunterbrechung (2)
wird eine von der Unterbrechung verursachte Woge oder eine Welle
jedoch bewirken, daß die
Bahnoberfläche eine
oder beide der durch die jeweiligen über oder unter der ahn angeordneten
Bahnstörungsdetektorpaare 205A/205B definierten
Ebenen unterbricht. Das von dem Sender 205A an den Empfänger 205B gesendete
Infrarotsignal wird dann unterbrochen, was bewirkt, daß ein Signal
von einem Empfänger/Empfängern 205B an
die Systemsteuerung 150 übertragen wird, um die Betätigung der
Vorrichtung 50 zu beginnen. Gleichzeitig wird ein Signal
an die Druckeinheiten-Stoppschaltungen (siehe 9) übertragen,
um die Presseneinheiten 10A–10D herunterzufahren.
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Unter Bezug auf 10 und 11 wird
eine Wicklervermeidungsvorrichtung, allgemein als Bezugszeichen 300 gezeigt,
mit Flußstangensystem gezeigt.
Die Wicklervermeidungsvorrichtung 300 kann die durch diese
Anmeldung hindurch diskutierten Elemente enthalten. Im allgemeinen
wird das Flußstangensystem
verwendet, um die Bahnunterbrechungsdetektion einer Bahn 305 zu
verbessern. Wie in 10 gezeigt,
flattert die Bahn 305 während des
Betriebs der Presse und bildet eine Sinuswelle.
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Das Flußstangensystem enthält im allgemeinen
eine Einlaßflußstange 310,
eine Auslaßflußstange 320,
eine Nach-Unten-Blasestange 330 und
eine Sensoranordnung 340, von denen nun jede weiter unten
detaillierter beschrieben wird.
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Weiter Bezug nehmend auf 11 ist die Einlaßflußstange 310 mit
einem Ventilator 350 verbunden, so daß Druckluft oder ein anderes
Fluid durch das hohle Innere 355 der Einlaßflußstange 310 laufen
und durch zwei Auslässe 360, 370 in
die Richtung der Pfeile, die als die Auslässe 360, 370 verlassend
gezeigt sind, austreten. Die Luft wird durch die Auslässe 360, 370 auf
die Bahn 305 zu gezwungen. Unter Bezug auf 12 ist die Einlaßflußstange bevorzugt ein längliches
Rohr, das sich über
die Breite der Bahn 305 hinaus erstreckt. Die Auslässe 360, 370 erstrecken
sich bevorzugt entlang der Länge
der Einlaßflußstange 310.
Die Auslässe 360, 370 sind zwischen
den Seitenwänden 380 und
der Oberseite 390 der Einlaßflußstange 310 ausgebildet.
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Ähnlich
wirkt die Auslaßflußstange 320 mit einem
Ventilator 400 zusammen, so daß Druckluft oder ein anderes
Fluid durch das hohle Innere 405 der Auslaßflußstange 320 laufen
kann und durch die zwei Auslässe 410, 420 in
die Richtung der Pfeile austreten kann, welche die Auslässe 410, 420 verlassend
gezeigt sind. Anstelle der Verwendung eines getrennten Ventilators 400 kann
die Auslaßflußstange 320 mit
einem Ventilator 350 verbunden werden, um sicherzustellen
daß der
Luftfluß von
der Auslaßflußstange 320 gleich
dem Luftfluß von
der Einlaßflußstange 310 ist.
Durch die Auslässe 410, 420 wird Luft
auf die Bahn 305 zu gezwungen. Wie die Einlaßflußstange 310 ist
die Auslaßflußstange 320 bevorzugt
ein längliches
Rohr, das sich über
die Breite der Bahn 305 hinaus erstreckt. Die Auslässe 410, 420 erstrecken
sich bevorzugt entlang der Länge
der Auslaßflußstange 320.
Die Auslässe 410, 420 sind
zwischen den Seitenwänden 430 und
der Unterseite 440 der Auslaßflußstange 320 ausgebildet.
Während
die Einlaßflußstange 310 den
Druck auf einer Seite der Bahn erhöht, wird die Auslaßflußstange 320 verwendet,
um den Druck auf der anderen Seite der Bahn auszugleichen.
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Die Ventilatoren 350, 400 sind
bevorzugt 1-Pferdestärkengebläse, wenngleich
klar ist, daß Gebläse mit unterschiedlichen
Pferdestärkegrößen verwendet
werden können.
In der bevorzugten Ausführungsform
sind die Ventilatoren Dayton-Gebläse #4C108, die 3450 U/min,
0,7 kW (1 PS)-Gebläse sind.
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Die Nach-Unten-Blasestange 330 ist
bevorzugt auf der Auslaßflußstange 320 montiert.
Die Nach-Unten-Blasestange 330 ist
mit einer Luftzuführung
(oder einer Form der Fluidzuführung),
bevorzugt im Bereich von 80–100
psi verbunden, um Luft (oder ein anderes Fluid) durch den Auslaß 460 auf
die Bahn 305 zu zu zwingen. Die Nach-Unten-Blasestange 330 erstreckt
sich bevorzugt entlang der Länge der
Auslaßflußstange 320.
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Unter Bezug auf 10–12 wird die Sensoranordnung 340 gezeigt.
Die Sensoranordnung 340 enthält bevorzugt vier optische
Sensoren 450, 460, 470, 480,
wenngleich klar ist, daß eine
unterschiedliche Anzahl von Sensoren verwendet werden kann. Bevorzugt
sind die vier optischen Sensoren Infrarotsenoren, Modell Nr. PZ-51L,
wie sie von der Keyence Corporation, Osaka, Japan und Fair Lawn,
New Jersey, USA, hergestellt und verkauft werden, wenngleich klar
ist, daß andere
Arten von Sensoren verwendet werden können. Die Sensoranordnung 340 ist
entgegengesetzt zur Einlaßflußstange 310 montiert,
wobei die Bahn 305 dazwischen angeordnet ist. Die optischen
Sensoren 450, 460, 470, 480 sind
derart angeordnet, daß die
zwei von den Sensoren erzeugten Strahlen (in 12 als gestrichelte Linien gezeigt) ein
gekreuztes Muster bilden, um sicherzustellen, daß die unterbrochene Bahn nach
einer Unterbrechung der Bahn 305 vollständig über einen der Strahle flattert,
wodurch die Wicklervermeidungsvorrichtung und die Nach-Unten-Blasestange 330 der vorliegenden
Erfindung ausgelöst
werden.
-
Betrieb
-
Der Betrieb der Vorrichtung wird
nun mittels Bezug auf die Figuren erklärt. Wenn von dem Störungsdetektorpaar 205A/205B eine
Unterbrechung der Bahn 30 (siehe 2) detektiert wurde, gibt der Detektor
der Systemsteuerung 150, wie vorher erklärt, ein
Signal, um eine Druckeinheiten-Stopschaltung
(9) zu betätigen, um
den Betrieb der Druckeinheiten 10A–10D zu stoppen. Gleichzeitig
betätigt die
Steuerung den Betrieb der Wicklervermeidungsvorrichtung
50,
um in die Bahn 30 einzugreifen und die Bahn aus der letzten
Druckeinheit 10D zu ziehen, wodurch verhindert wird, daß die unterbrochene Bahn 30 sich
um die Gummizylinder 5 wickelt.
-
Nach der Betätigung betätigt die Systemsteuerung Magnetspulen
an einem Anschlußkasten benachbart
zu der Vorrichtung (9),
um Luft an jeweilige Zylinder 80 zu liefern, um die Kolben
aus ihrer nicht eingreifenden Position (5 und 7)
in Richtung ihrer eingreifenden Position (6 und 8)
anzutreiben. Sobald die Kolben eingreifen, unterstützen Federn 90A und 90B die
Kolben, wobei die oberen Federn 90A nach unten auf die
Schlitten 70A, 71A drücken und die unteren Federn 90A und 90B nach oben
auf die Schlitten drücken.
Auf diese Weise wird die Eingreifbewegung der Schlitten beschleunigt,
um den Wicklervermeidungswalzen 60A, 60B für ein schnelles
Eingreifen in die Bahn 30 „Starthilfe zu geben". Die Kolben 81 folgen
schnell über
ihren gesamten Bewegungsbereich, um die Wicklervermeidungswalzen 60A, 60B in
ihrer schließlichen
Eingreifposition zu arretieren ( 8).
Da die Wicklervermeidungswalzen 60A, 60B bereits
oberhalb der Geschwindigkeit der Presse rotieren, ist zu bemerken, daß die Zugwirkung
sofort an die Bahn vermittelt wird, während die Druckeinheiten sich
verlangsamen. Da die Wicklervermeidungswalzen schneller als die
Gummizylinder rotieren, ist ein weiterer Vorteil, daß, die Wicklervermeidungswalzen
den der Unterbrechung folgenden Schlupf ziehen können, während die Bahn beginnt, nach
unten durchzuhängen, und
bevor die Vorrichtung betätigt
wird. Die Bahn wird dadurch wirksam von der letzten Druckeinheit 10D gezogen
und sicher auf den Bodenraum vor der Trocknungseinheit 35 geleitet.
-
In bezug auf das Flußstangensystem
der vorliegenden Erfindung dienen die Einlaßflußstange 310 und die
Auslaßflußstange 320 dazu,
Luft (oder ein anderes Fluid) auf die Bahn 305 zu blasen,
um den Luftdruck auf der Bahn, während
sie sich fortbewegt, auszugleichen. In einem idealen System fließt die Bahn 305 entlang
einer geraden Ebene (eine Horizontalachse wie in 11 gezeigt). Tatsächlich hat eine fließende Bahn 305 jedoch
ein wesentliches Maß an
Flatter, der zu einem Sinuswelleneffekt auf der Bahn 305 führen kann.
Eine derartige Sinuswelle ist in 10 gezeigt.
Dieses Flattern kann bewirken, daß die Bahn 305 die
optischen Sensoren selbst dann auslöst, wenn die Bahn nicht unterbrochen
ist. Entsprechend können
die optischen Sensoren unrichtigerweise bestimmen, daß die Bahn
unterbrochen ist und einen Fehlalarm auslösen.
-
Um dieses Problem zu lindern, erleichtert das
Flußstangensystem
das weitere Wegbewegen der Sensoranordnung von der Bahn, während es gleichzeitig
die Fähigkeit
des Systems, eine Bahnunterbrechung zu detektieren, beschleunigt.
Insbesondere wird die Sensoranordnung 340 außerhalb
der Flatterzone (der Bereich, in dem das Bahnflattern auftreten
kann, obwohl die Bahn nicht unterbrochen ist) bewegt, während die
Geschwindigkeit, mit der das System eine Bahnunterbrechung detektiert,
erhöht
wird. Die Walzen 60A, 60B sind bevorzugt 2,54 cm
(1 Inch) auseinander. Normalerweise wäre es daher ausreichend, die
Sensoranordnung außerhalb dieses
2,54 cm (1 Inch)-Bereichs zu plazieren. Abhängig von der verwendeten Druckerart,
der verwendeten Tintenart, der Spannung der Bahn und anderen Faktoren,
kann die Flatterzone jedoch breiter sein. Der Abstand zwischen der
Sensoranordnung 340 an sich und der Horizontalachse hängt von
diesen speziellen Variablen ab.
-
Wenn die Bahn unterbrochen wird,
verliert sie an Spannung. Diese Spannungsabnahme ermöglicht der
Einlaßflußstange 310,
die unterbrochene Bahn 305 in Richtung der Sensoranordnung 340 zu blasen,
wodurch die Zeit, die es normalerweise benötigt hätte, damit die unterbrochene
Bahn die Sensoren auslöst,
verkürzt
wird. Durch gleichzeitiges (1) Erhöhen der Sensoranordnung, daß sie aus
der Flatterzone ist, und (2) Verwenden einer quer zu den Sensoren
angeordneten Flußstange
(wobei die Flußstange
von den Sensoren aus auf der anderen Seite der Bahn ist) verringert
das System folglich gleichzeitig Fehlalarme, während es die Geschwin digkeit
erhöht, mit
der das System eine Bahnunterbrechung detektiert.
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Im Gebrauch arbeiten die Einlaß- und Auslaßflußstangen 310, 320 bevorzugt
nur, wenn die Presse bei oder 5% über der maximalen Pressengeschwindigkeit
arbeitet. Unter 5% sind die Einlaß- und Auslaßflußstangen 310, 320 bevorzugt
ausgeschaltet.
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Um die Bahnunterbrechungsdetektion
weiter zu verbessern, verwendet das System eine Sensoranordnung,
die zwei Strahlen mit einem kreuzenden Muster benutzt. Typischerweise
können
optische Sensoren Strahlen erzeugen, die 0,6–1,9 cm (0,25–0,75 Inch)
breit sind. Wenn der Strahl parallel zu einer Bahn ist, beginnt
die Bahn nach einer Bahnunterbrechung anfänglich zu flattern und den
Strahl zu kreuzen. Wenn der Strahl jedoch von der unterbrochenen
Bahn nicht vollständig
abgeschirmt wird, wird der Sensor/werden die Sensoren die Bahnunterbrechung
nicht detektieren. Wenn die unterbrochene Bahn den Strahl kreuzt
(aber nicht unterbrochen hat), wird sie undetektiert bleiben. Um
die Detektierbarkeit einer Bahunterbrechung zu verbessern, erhöht die Sensoranordnung
quer zum Strahl die Fähigkeit
des Systems, eine unterbrochene Bahn zu detektieren. Durch Winkeln
der Strahlen in einer derartigen Weise, wird es wahrscheinlicher,
daß eine
unterbrochene Bahn einen der Strahle vollständig durchschneidet, wodurch
es dem System ermöglicht
wird, eine Bahnunterbrechung schneller zu detektieren.
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Während
der Verwendung der Wicklervermeidungsvorrichtung, um die Spannung
auf der unterbrochenen Bahn aufrecht zu erhalten, zwingt die Nach-Unten-Blasestange 330 die
unterbrochene Bahn wirksam auf den Boden, auf dem die Wicklervermeidungsvorrichtung
montiert ist. In den meisten kommerziellen Anordnungen muß der Trockner
in nächster
Nähe zu
der Wicklervermeidungsvorrichtung montiert sein. In manchen kommerziellen
Anordnungen kann der Trockner so nahe wie 24,1 cm (9,5 Inch) an
der Wicklervermeidungsvorrichtung montiert werden müssen. Ohne
die Nach-Unten-Blasestange 330 wird die unterbrochene Bahn
in die Seite des Trockners ge zwungen, was bewirkt, daß die unterbrochene
Bahn sich zwischen dem Trockner und der Wicklervermeidungsvorrichtung
aufbauscht. Nach einer Zeitspanne sammelt sich der aufgebauschte
Teil der Bahn und kann schließlich
die Walzen und den Motor der Wicklervermeidungsvorrichtung bis zu
einem Punkt überlasten,
an dem die Walzen sich verlangsamen oder in extremen Fällen stoppen
können.
Entsprechend maximiert die Nach-Unten-Blasestange 330 die
Nutzung des Raums zwischen dem Trockner und der Wicklervermeidungsvorrichtung,
so daß die
unterbrochene Bahn sich auf dem Boden des Pressenraums ansammelt.