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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren zur Einstellung eines Falzklappen-Arbeitsabstandes
in einem Falzapparat gemäß dem Oberbegriff
des Anspruchs 1.
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Durch
die
EP 03 68 221 B1 ist
ein Falzklappenzylinder für
eine Rollenrotationsdruckmaschine bekannt, bei welchem der Arbeitsabstand
der Falzklappen in Abhängigkeit
von der Papierstrangdicke vorgesehen ist. Dabei wird die Papierstrangdicke
mit einer Messeinrichtung ermittelt. Weiterhin wird in dieser Druckschrift
vorgeschlagen, die Papierstrangdicke wahlweise manuell mittels einer
Eingabeeinrichtung oder mittels eines Messwertaufnehmers einzugeben.
Auf die manuelle Eingabe der Papierstrangdicke mittels einer Eingabeeinrichtung
eines Rechners wird nicht näher
eingegangen.
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Problematisch
ist bei dieser vorbekannten Lösung,
dass die mechanisch elektrische Strangdickenmessung relativ ungenau
ist und es so zu einer fehlerhaften Einstellung des Falzklappenabstandes
kommen kann, was zu einem Produktionsausfall in Folge von Papierstau,
oder auch zu fehlenden Exemplaren führen kann.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Einstellung
eines Falzklappen-Arbeitsabstandes in einem Falzapparat zu schaffen.
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Die
Aufgabe wird erfindungsgemäß durch
die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
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Die
mit der Erfindung erzielbaren Vorteile bestehen insbesondere darin,
dass eine sehr zuverlässige Einstellung
des Falzklappen-Arbeitsabstandes erreicht wird. Bei einer Produktionsumstellung
ist keine aufwendige Neujustierung der Messeinrichtung für die Papierstrangdicke
notwendig.
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Der
Erfindung liegt der Gedanke zugrunde, dass die Papierstärke der
einzelnen Bahnen oder Lagen eines aus mehreren Lagen bestehenden
Endproduktes addiert wird, um die Produktdicke des Endproduktes für die Einstellung
des Falzklappen-Arbeitsabstandes zu berechnen. Dabei kann auch berücksichtigt
werden, dass ein Endprodukt aus mehreren Lagen unterschiedlicher
Materialstärke
zusammengefügt
werden kann. Die Materialstärke
lässt sich
aber leicht bereits am Anfang einer Druckstrecke bestimmen und die
Lagenanzahl sowie die Faltart sind für das gewünschte Endprodukt bekannt,
so dass sie in die Berechnung der Endproduktdicke einfließen können.
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An
einem Leitstand der Maschine kann je nach Bedarf die Produktdickenberechnung
ein- oder ausgeschaltet
werden. Bei eingeschalteter Produktdickenberechnung wird in einem
Arbeitsvorbereitungsrechner (nachfolgend mit AV-Rechner benannt)
die Produktdicke und die Vorspannung berechnet. Dabei werden sowohl
die Produktionsart und die Bahnbreite, als auch die von den einzelnen
Rollenwechslern gelieferten Papierstärken berücksichtigt. Die Bestimmung
der Produktdicke kann rein mathematisch durch Aufsummierung der
Papierlagen erfolgen. Es können
aber auch für
bestimmte Papierstärken
und Produktionsarten die geeigneten Werte für den Falzklappen-Arbeitsabstand
gespeichert sein, die dann nur abgerufen werden müssen.
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Bevorzugt
wird ein Vorgabewert für
die Papierdicke gesetzt. Nach einigen Umdrehungen der Papierrolle
im Rollenwechsler, hat der Rollenwechsler dann die Papierdicke errechnet
und sendet diese dann an den AV-Rechner.
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Die
an den einzelnen Rollenwechslern verwendeten Papierstärken können auch
in einer weiteren Variante am Rollenwechsler von Hand eingegeben
und dann an den AV-Rechner übermittelt
werden. Alternativ kann ein Strichcode-Scanner einen an der Papierrolle
befestigten Strichcode oder RFLD mit Angaben über die Papierstärke einlesen und
an den AV-Rechner übermitteln.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform
wird am Leitstand die Produktionsart und die Bahnbreite b der jeweiligen
Produktion eingegeben und an den AV-Rechner übermittelt. Mit der von den
einzelnen Rollenwechslern gelieferten Papierstärke x kann dann der Falzklappen-Arbeitsabstand
berechnet werden.
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Vorzugsweise
ist im AV-Rechner für
die jeweilige Produktionsart und Bahnbreite ein Faktor voreingestellt,
welcher dann mit der bekannten Papierstärke multipliziert wird. Bei
den Produktionsarten werden Sammeln und Nichtsammeln unterschieden,
wobei beim Sammeln die Falzklappenöffnung doppelt so groß sein muss,
wie beim Nichtsammeln. Dies wird später noch ausführlich erläutert.
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Beispielhaft
werden folgende Falzklappenöffnungen
vorgeschlagen, wobei x der Papierstärke entspricht:
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Die
Verstellung der Falzklappen erfolgt vorzugsweise motorisch mit einer
separaten Steuerung während
des Papiereinzuges. Bei der motorischen Steuerung werden die Falzklappen
jedes Mal dann in ihrem Arbeitsabstand verstellt, wenn ein Papierreißschalter
nach den Zugwalzen die jeweilige Papierbahn bzw. den jeweiligen
Papierstrang erkennt, wobei die Papierstärke dieser Bahn bzw. dieses
Stranges im AV-Rechner bereits bekannt ist.
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Die
endgültige
Einstellung der Falzklappen ist abgeschlossen, wenn von allen dem
Falz zugeordneten Rollenwechslern die Papierstränge eingezogen wurden und die
Falzklappen sich mit dem jeweils gemessenen und errechneten neuen
Wert eingestellt haben. Dies ist nach ca. 1.000 Umdrehungen jeder
angelaufenen Papierrolle der Fall.
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Eine
Handeinstellung der Falzklappen kann zusätzlich vorgesehen werden. Diese
kann aber nur dann aktiviert werden, wenn die automatische Falzklappenverstellung
ausgeschaltet ist.
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Während der
Produktion kann die Papierdickenberechnung mit einer bekannten Strangdickenmessung
im Rollenwechsler oder im Falzapparat gekoppelt werden. Dabei kann
der Falzklappen-Arbeitsabstand nachgeführt werden, wenn die Berechnung
einen Unterschied zur gemessenen Strangdicke ergibt, der über oder
unter einem vorbestimmten Differenzwert liegt, oder wenn ein Papierriss
detektiert wird.
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Sollte
die Voreinstellung bzw. Eingabe einer Papierstärke an einem oder mehreren
Rollenwechslern fehlen, so wird vom AV-Rechner ein Störsignal
gemeldet und die Papierdicke mit einer durchschnittlichen Dicke von
z. B. 70 μm
(Voreinstellwert) zur Voreinstellung angenommen. Ebenso kann eine
Fehlermeldung generiert werden, wenn sich die gemessene Strangdicke
um mehr als einen vorbestimmten Toleranzwert von der berechneten
Vorgabe des Arbeitsvorbereitungsrechners unterscheidet.
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Je
nach Einsatz der Produktdickenberechnung an verschiedenen Falzapparaten
ist zu beachten, wie sich die Stränge auf die einzelnen Falzapparate
verteilen können
und dass sich gegebenenfalls eine Teilung der Produktdicke per Falz
ergibt.
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Ein
Ausführungsbeispiel
der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird im Folgenden
näher beschrieben.
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Es
zeigen:
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1 ein
Falzapparat in schematischer Schnittdarstellung;
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2 eine
Querschnittsdarstellung eines Schneidzylinders, eines Sammelzylinders
und eines Falzklappenzylinders in einem Falzapparat;
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3 eine
seitliche Darstellung des Öffnungs-
und Schließmechanismus
der Falzklappen;
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4.1 eine Ablaufdarstellung I-VIII eines Sammel-
und Falzvorganges an einem fünfteiligen
Punkturfalzapparat;
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4.2 eine Ablaufdarstellung IX-XVIII eines Sammel-
und Falzvorganges an einem fünfteiligen Punkturfalzapparat;
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5 einen
Verstellmechanismus des Falzklappen-Arbeitsabstandes in einem Falzklappenzylinder.
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1 zeigt
einen Falzapparat 01, welcher von zwei Falztrichtern 02 und
den Trichterfalzwalzen 05 mit dargestellten Materialsträngen, z.
B. Papiersträngen
versorgt wird. Die Papierstränge
werden über
Zugwalzen 03 und eine Hauptzugwalze 04 zu einem
Hauptpapierstrang zusammengeführt.
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Ein
in dieser Figur nicht dargestelltes Produkt 06, z. B. Druckprodukt 06 (siehe 2)
wird durch die Komponenten eines Falzwerkes geschnitten, gefalzt
und fertig ausgelegt.
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Diese
weiteren Komponenten umfassen einen Schneidzylinder 07,
einen Sammelzylinder 08, einen Falzklappenzylinder 09 mit
einer motorischen Falzklappenverstellung 11 (siehe 1),
einen zehnteiligen (oder andersteiligen) Fächer 12 und ein Auslageband 13 mit
einem separaten Antrieb 14.
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2 zeigt
in vergrößerter Darstellung
des eigentlichen Falzwerks mit dem Schneidzylinder 07,
dem Sammelzylinder 08 und dem Falzklappenzylinder 09 in
einer schematischen Schnittdarstellung. Am Sammelzylinder 08 sind
auf dem Umfang fünf
Punktursysteme 16 (jeweils aus mehreren Punkturnadeln aufweisend) und
fünf Falzmessersysteme 17 mit
jeweils einem Falzmesser angeordnet. Die Punktursysteme 16 werden von
je einer Laufrolle 18 an einer Steuerkurve 19 zur Übergabe
des Produktes 06 an den Falzklappenzylinder 09 gesteuert.
Die Falzmesser des Falzmessersystems 17 sind mit je einer
Laufrolle 18 an einer feststehenden Steuerkurve 19 angeordnet,
so dass das Falzmesser bei Übergabe
eines Produktes 06 an den Falzklappenzylinder 09 ausfährt bzw. über den
Rand des Sammelzylinders 08 herausragt. Dieser Vorgang
wird anhand der 4 später noch
näher erläutert.
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Am
Falzklappenzylinder 09 sind ebenfalls auf dem Umfang feststehende
Falzklappen 21 gegenüber gesteuerten
Falzklappen 22 angeordnet. Diese transportieren das gefalzte
Produkt 06 zum Fächer 12.
Das Schließen
der Falzklappen 22 bei der Übergabe des gefalzten Produktes 06,
bzw. das Öffnen
der Falzklappen 22 wird durch eine feststehende Steuerkurve 23 realisiert,
an der die gesteuerten Falzklappen 22 mit Laufrollen 24 entlang
rollen.
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In 3 ist
der Ablauf des Öffnens
und Schließens
der Falzklappen 22 dargestellt. Abbildung a) zeigt den
Zustand der geschlossenen Falzklappen 21; 22.
In Abbildung b) ist der Zustand der geöffneten Falzklappen 21; 22 dargestellt.
Der Falzklappenzylinder 09 rotiert in Richtung des Pfeils 26,
z. B. Drehrichtung 26. Die in Drehrichtung 26 vorlaufenden
feststehenden Falzklappen 21 sind an einer Lammellenleiste 27 angeordnet. Die
gesteuerten Falzklappen 22 sind an einer Falzklappenwelle 28 angeordnet
und über
eine Drehstabfeder 29 mit der Laufrolle 24 verbunden.
Solange die Laufrolle 24 auf dem radial erweiterten Teil
der Steuerkurve 23 entlang läuft (etwa in der oberen Hälfte der
Steuerkurve 23 in 2), befinden
sich die Falzklappen 21; 22 in geschlossenem Zustand.
In diesem Zustand befindet sich das Produkt 06 zwischen
den Falzklappen 21; 22. Entsprechend der Stärke des
aufzunehmenden Produktes 06 muss der Arbeitsabstand der
Falzklappen 21; 22 für diesen geschlossenen Zustand
voreingestellt werden. Gelangt bei der Rotation des Falzklappenzylinders 09 die
Laufrolle 24 in den radial kleineren Teil der Steuerkurve 23 (unterer
Bereich der Steuerkurve 23 in 2), so wird
die gesteuerte Falzklappe 22 durch die mit der Laufrolle 24 verbundene
Drehstabfeder 29 verkippt und somit geöffnet. Im geöffneten
Zustand wird das Produkt 06 freigegeben und an den nicht
dargestellten Fächer 12 übergeben
(siehe auch 2).
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In 4.1 und 4.2 ist
ein Sammel- und Falzvorgang an einem fünfteiligen Falzapparat dargestellt, wobei
aus Platzgründen
eine Aufteilung in die Abschnitte 4.1 und 4.2 vorgenommen wurde. Der Falzapparat startet
ohne Papier 4.1 I, d. h. die ersten Produkte 06 die
an den Falzklappenzylinder 09 übergeben werden sind noch nicht
gesammelt. Ab 4.2 X werden dann die Produkte 06 gesammelt übergeben. Die 4.1 I-VIII bis 4.2 IX-XVIII
stellen dabei die einzelnen Phasen dieses Ablaufs dar. Der Sammelzylinder 08 ist
auch hier in Umfangsrichtung mit fünf Punktursystemen 16 ausgestattet,
welche in den einzelnen Abbildungen mit einer durchlaufenden Nummerierung
von 1 bis 5 versehen sind. Die Falzmessersysteme 17 befinden
sich ebenfalls in Umfangsrichtung jeweils zwischen den Punktursystemen 16.
Der Falzklappenzylinder 09 besitzt ebenfalls fünf in Umfangsrichtung
angeordnete Falzklappen 21; 22, welche mit einer
durchlaufenden Nummerierung 1 bis 5 versehen sind.
Der Sammelzylinder 08 wird in Richtung des Drehpfeils 31 angetrieben,
der Falzklappenzylinder 09 dazu entgegengesetzt in Richtung
des Drehpfeils 32. In 4.1 erreicht ein
Materialstrang 33, z. B. Papierstrang 33 ein Schneidmesser 34.
Der Anfang des Papierstrangs 33 wird an den Punkturnadeln
des Punktursystems 16/1 aufgenadelt. In 4.1 II ist zu erkennen, dass der Papierstrang 33 vom
Schneidmesser 34 durchtrennt wurde und sich ein Produkt 36 auf
den Punkturnadeln des Punktursystems 16/1 entsprechend
mit dem Sammelzylinder 08 fortbewegt. Nach der Abtrennung
des Produktes 36 wird der Anfang des Papierstranges 33 auf
den Punkturnadeln des Punktursystems 16/2 aufgenadelt.
Dies geschieht fortlaufend, wie in den nachfolgenden Abbildungen
dargestellt ist. In 4.1 IV hat das erste Produkt 36 die Übergabestelle
zum Falzklappenzylinder 09 erreicht, das Falzmesser des
Falzmessersystems 17 fährt aus,
falzt und übergibt
das Produkt 36 an die Falzklappen 21; 22/4.
Inzwischen befinden sich zwei weitere Produkte 36-2, bzw. 36-3 auf
den ihnen zugeordneten Punktursystemen 16/2 bzw. 16/3.
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In 4.1 V ist zu erkennen, dass das Produkt 36 von
den Falzklappen 21; 22/4 erfasst wurde und nun
auf dem Falzklappenzylinder 09 weiter transportiert wird.
Das Produkt 36/2 passiert in diesem Moment die Übergabestelle
zwischen den Sammel- und Falzklappenzylinder 08; 09 ohne
ein Ausfahren des Falzmessers des Falzmessersystems 17,
verbleibt also eine weitere Umdrehung auf dem Sammelzylinder 08.
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In 4.1 VI befindet sich das Produkt 36 noch
auf dem Falzklappenzylinder 09, wobei das Produkt 36-3 in
diesem Moment an den Falzklappenzylinder 09, und zwar die
Falzklappen 21; 22/1 übergeben wird. Inzwischen befinden
sich auch die Produkte 36-4 und 36-5 auf dem Sammelzylinder 08 an
den entsprechenden Punkturnadeln 16/4 bzw. 16/5.
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In 4.1 VII befindet sich das Produkt 36 dann
auf dem Weg zum Fächer 12.
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In 4.1 VII passiert das nächste Produkt 36-4 wiederum
die Übergabestelle
zwischen den Sammel- und Falzklappenzylinder 08; 09 ohne
eine Übergabe.
Das Produkt 36-2 passiert in diesem Moment den Papierstrang 33 und
das Schneidmesser 34. Auf den Punkturnadeln des Punktursystems 16/2
wird nun der Anfang des Papierstrangs 33 aufgenadelt.
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In 4.1 VIII ist zu erkennen, dass sich auf den Punkturnadeln
des Punktursystems 16/2 nunmehr ein doppellagiges Produkt 37 befindet.
Das Produkt 36/4 ist auf dem Sammelzylinder 08 verblieben
und das Produkt 36/3 liegt noch auf dem Falzklappenzylinder 09.
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In 4.2 IX befindet sich das Produkt 36/3
dann auf dem Weg zum Fächer 12.
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In 4.2 X ist zu erkennen, dass das Produkt 36-5 noch
auf dem Falzklappenzylinder 09 liegt, und das nun doppellagige
(gesammelte) Produkt 37 soeben vom Falzklappenzylinder 09 übernommen
wird.
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In 4.2 XI befindet sich das Produkt 36/5
dann auf dem Weg zum Fächer 12.
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Der
weitere Ablauf in den Abbildungen lässt erkennen, dass eine doppellagige
Produktion, bzw. Falzung (Sammelproduktion) erfolgt, wenn nur jedes
zweite Produkt 36 vom Sammelzylinder 08 an den
Falzklappenzylinder 09 übergeben
wird.
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In 4.2 XII liegt dann das erste doppellagige Produkt 37 auf
dem Falzklappenzylinder 09.
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In 4.2 XIII ist dann das erste doppellagige (gesammelte)
Produkt 37 auf dem Weg zum Fächer 12.
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Dieser
Vorgang wird als Produktionsart Sammeln bezeichnet. Bei der Sammelproduktion werden
zwei verschiedene Bogen des Druckzylinderumfangs mit verschiedenen
Bild- und Textteilen im Falzapparat gesammelt und zu einem Exemplar
(Produkt) zusammengeführt.
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Bei
der Doppelproduktion (Produktionsart Nicht Sammeln) wird der Druckzylinder
in der Druckmaschine im Umfang mit einem doppelten Satz gleicher
Druckplatten versehen, so dass im Falzapparat pro Zylinderumdrehung
der Druckwerke zwei gleiche Exemplare produziert werden. Es wird
dann jedes Exemplar vom Sammelzylinder an den Falzklappenzylinder übergeben.
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In 5 ist
der Aufbau des Falzklappenzylinders 09 und die Verstellung
des Falzklappen-Arbeitsabstandes
dargestellt. Der Falzklappenzylinder 09 umfasst eine Antriebsspindel 38,
zwei äußere Seitenteile 39 für eine unbewegliche
Falzklappenreihe 41, zwei innere Seitenteile 42 für eine bewegliche
Falzklappenreihe 43. Selbstverständlich kann der Falzklappenzylinder 09 mehrere
Falzklappensysteme umfassen. Dabei sind jeweils die festen Falzklappenreiche 41 den äußeren Seitenteilen 39 und
die beweglichen Falzklappenreihe 43 den inneren Seitenteilen 42 zugeordnet.
Der besseren Übersichtlichkeit
wegen ist hier nur jeweils ein Falzklappenreihe 41; 43 dargestellt.
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Die
inneren Seitenteile 42 sind mit einem Verbindungsrohr 44 starr
miteinander verbunden. Die äußeren Seitenteile 39 sind
mit einem Verbindungsrohr 46 starr miteinander verbunden.
Die Seitenteile 39; 42 sind mittels nicht dargestellter
Kupplungen so mit der Antriebswelle 38 verbunden, dass
sie einerseits um die Antriebswelle 38 schwenkbar sind,
andererseits aber drehfest mit der Antriebswelle 38 verbunden
werden können.
Zum Verstellen des Falzklappen-Arbeitsabstandes werden die äußeren Seitenteile 39 gegenüber den
inneren Seitenteilen 42 verschwenkt, wodurch der Falzklappen-Arbeitsabstand
wie folgt eingestellt werden kann:
Die Antriebswelle 38 weist
eine axiale Bohrung auf, die sich ca. über ein Drittel der Länge der
Antriebswelle 38 erstreckt. In der axialen Bohrung ist
eine wälzgelagerte
Stellwelle 47 angeordnet. Eine Stellwelle 48 verläuft durch
eine radiale Bohrung in der Antriebswelle 38, welche sich
der axialen Bohrung anschließt.
Die Stellwellen 47; 48 stehen mittels eines Kegelradgetriebes 49 in
Drehkraftübertragung.
Die Stellwelle 48 ist über
ein Verstellgetriebe 51 mit dem Verbindungsrohr 46 der äußeren Seitenteile 39 verbunden.
Eine Stellspindel 52 besitzt an ihren Enden gegenläufige Gewinde,
welche mit den Verbindungsrohren 44 und 46 in
formschlüssigem
Eingriff stehen. Durch das Verstellgetriebe 51 wird die
Stellspindel 52 in Rechts- oder Linksdrehung versetzt,
und dadurch die Verbindungsrohre 44 und 46 in
ihrem Abstand zueinander verändert.
Dadurch werden nun die Seitenteile 42; 39 gegeneinander
verdreht und so der Arbeitsabstand der Falzklappenreihen 41; 43 eingestellt.
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Sowohl
die Antriebsspindel 38, als auch die Stellwelle 47 werden
von einem Verstellmotor 53 angetrieben, welcher über ein
Differenzialgetriebe 54 und über Antriebsräder 56 mit
den jeweiligen Wellen verbunden ist.
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Während des
Papiereinzuges in den Falzapparat 01 erhält der Verstellmotor 53 seine
Stellbefehle vom Arbeitsvorbereitungsrechner, in welchem die Papierstärken der
jeweiligen Produkte durch die Berechnung bekannt sind bzw. während des
Einzuges ermittelt werden.
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Wenn
die automatische Falzklappenverstellung ausgeschaltet ist, kann
eine manuelle Falzklappenverstellung in bekannter Weise erfolgen.
Dies ist durch manuelle Verstellung der Stellspindel 52 und
der Antriebsspindel 38 möglich.
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- 01
- Falzapparat
- 02
- Falztrichter
- 03
- Zugwalze
- 04
- Hauptzugwalze
- 05
- Trichterfalzwalze
- 06
- Produkt,
Druckprodukt
- 07
- Schneidzylinder
- 08
- Sammelzylinder
- 09
- Falzklappenzylinder
- 10
- –
- 11
- Falzklappenverstellung
- 12
- Fächer
- 13
- Auslageband
- 14
- Antrieb
(13)
- 15
- –
- 16
- Punktursystem
- 17
- Falzmessersystem
- 18
- Laufrolle
- 19
- Steuerkurve
- 20
- –
- 21
- Falzklappe,
feststehend
- 22
- Falzklappe,
gesteuert
- 23
- Steuerkurve
(22)
- 24
- Laufrolle
- 25
- –
- 26
- Pfeil,
Drehrichtung
- 27
- Lamellenleiste
- 28
- Falzklappenwelle
- 29
- Drehstabfeder
- 30
- –
- 31
- Drehrichtung
(08)
- 32
- Drehrichtung
(09)
- 33
- Materialstrang,
Papierstrang
- 34
- Schneidmesser
- 35
- –
- 36
- Produkt
- 37
- Produkt,
doppellagig
- 38
- Antriebsspindel
- 39
- Seitenteil, äußeres
- 40
- –
- 41
- Falzklappenreihe
- 42
- Seitenteil,
inneres
- 43
- Falzklappenreihe
- 44
- Verbindungsrohr
- 45
- –
- 46
- Verbindungsrohr
- 47
- Stellwelle
- 48
- Stellwelle
- 49
- Kegelradgetriebe
- 50
- –
- 51
- Verstellgetriebe
- 52
- Stellspindel
- 53
- Verstellmotor
- 54
- Differentialgetriebe
- 55
- –
- 56
- Antriebsrad
- 36-2
- Produkt
- 36-3
- Produkt
- 36-4
- Produkt
- 36-5
- Produkt
- 37-2
- Produkt,
doppellagig
- 37-3
- Produkt,
doppellagig
- 37-4
- Produkt,
doppellagig
- 37-5
- Produkt,
doppellagig