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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren zur Optimierung einer Zykluszeit
der Rollbeschickung eines Rollenwechslers gemäß dem
Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Rollenwechsler
finden an Druckmaschinen Verwendung und dienen der Zuführung
der als Druckstoff eingesetzten Materialbahnen. In der Regel werden
dabei Papierbahnen verwendet. Die Materialbahn ist dabei auf eine
Materialrolle aufgespult und läuft von dieser ab, um in
der nachfolgenden Rotationsdruckmaschine bedruckt zu werden.
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Damit
bei der Erschöpfung einer Materialbahn nicht die gesamte
Druckmaschine angehalten werden muss, ist es bekannt, einen „fliegenden
Rollenwechsel" durchzuführen. Der "fliegende Rollenwechsel"
ist bevorzugt anzutreffen und wird heute sowohl für den
Zeitungsdruck als auch für den Akzidenzdruck praktiziert.
Dafür werden ein-, zwei- und dreiarmige Rollenständer
bzw. Rollenwechsler angeboten. "Fliegender Rollenwechsel" bedeutet,
dass das Ankleben einer neuen Rolle bei unverminderter Geschwindigkeit
der ablaufenden, gespannten Papierbahn durchgeführt wird.
Für diesen wichtigen Prozess, der unter Spannung, Zugbelastung
und Scherbeanspruchung erfolgt, stehen nur Bruchteile von Sekunden
zur Verfügung.
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Für
den fliegenden Rollenwechsel wird die neue Rolle zumeist durch einen
Kernantrieb beschleunigt, bis deren Umfangsgeschwindigkeit der Lineargeschwindigkeit
der ablaufenden Materialbahn genau entspricht. Bei Erreichen eines
vorgegebenen Restrollendurchmessers wird die Klebung eingeleitet.
Dabei drückt eine flexible Moosgummiwalze die Materialbahnen
aneinander, und die alte Materialbahn wird mittels eines Messerbalkens
von der abgelaufenen Rolle abgetrennt. Die Klebevorbereitung der
neuen Rolle erfolgt zuvor in bekannter Weise mithilfe von Klebestreifen
und Sollbruchstellen.
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Die
Zuführung der Rollen zum Rollenwechsler kann mit allen
bekannten Zuführsystemen, sowohl von Hand als auch mit
Fördermaschinen, Transferwagen, fahrerlosen Transportsystemen,
Krananlagen oder Schiebebühnen erfolgen. Dabei ist keine menschliche
Anwesenheit am Rollenwechsler erforderlich.
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Zur
Erhöhung der Produktionsgeschwindigkeit ist es bekannt,
eine automatische Rollensternbeschickung vorzunehmen. Bei der automatischen
Rollensternbeschickung wird zunächst durch Druckknopfbetätigung
oder in einer vollautomatisierten Anlage eine neue Rolle abgerufen.
Ein Induktionsfahrzeug oder ein anderes Transportmittel holt aus
dem Zwischenlager die entsprechende Rolle und setzt diese auf einen
leeren Rollenwagen. Der Rollenwagen fährt zumeist auf einen
Transfertisch auf, mit welchem die automatische Rollensternbeschickung
erfolgt. Der Transfertisch fährt den Rollenwagen mit der neuen
Rolle zwischen die Rollentragarme eines Rollständers ein.
Die Rolle wird auf dem Transfertisch noch zentrisch zu den Aufnahmekonen
des Rollensterns verschoben. Die Konen des Rollenträgers können
nun automatisch ausgefahren werden und übernehmen die neue
Rolle. Anschließend fährt die Beschickungseinrichtung
bzw. der Transfertisch wieder in seine Ausgangsstellung zurück.
Der Rollwagen wird vom Transfertisch heruntergefahren und ist bereit,
wieder eine neue Rolle aufzunehmen.
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Wenn
eine Rolle abgelaufen ist und die Rollentragarme in der Übergabeposition
sind, dann wird der Resthülsenbehälter automatisch
in den Rollenwechsler eingefahren. Die Konen der Rollentragarme werden
nun in die Arme eingefahren. Gleichzeitig wird die geleerte Kartonhülse
durch Abstreifer fixiert. Die Hülse fällt nun
in den Restrollenbehälter. Anschließend wird der
Behälter wieder automatisch in seine Ausgangsstellung verfahren.
Der Transport dieser Behälter zu der Makulaturentsorgungsstelle erfolgt
vorzugsweise mittels Induktionsfahrzeug.
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Sämtlich
beschriebene Bewegungen können im Handbetrieb auch durch
Betätigung manueller Bedienelemente durchgeführt
werden.
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Zum
automatischen Auslösen des Wechselvorgangs ist es notwendig,
den Bahnlauf elektronisch zu überwachen, indem der Papierverbrauch
ständig gemessen und danach der Restrollendurchmesser berechnet
wird. Ist ein vorbestimmter Restrollendurchmesser erreicht, so erfolgt
das Signal zum Einschwenken der neuen Rolle in ihre Beschleunigungs- bzw.
Klebeposition usw.
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Die
Produktionsgeschwindigkeit der zur Verfügung stehenden
Druckmaschinen ist mit den typischen Produktionsgeschwindigkeiten
von ca. 60.000 Druck pro Stunde bei Rollenmaschinen auf einem sehr
hohen technischen Niveau angelangt, sodass einer weiteren Erhöhung
der Druckgeschwindigkeit geringere Priorität eingeräumt
werden kann, als den Anstrengungen und Maßnahmen zur Reduktion
der Vorbereitungszeiten an der Maschine bzw. der Zykluszeiten bei
der Umrüstung und Beschickung der Rollenwechsler.
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Trotz
des bereits erreichten sehr hohen Standes der Technik zeichnen sich
klar weitere Potenziale zur Optimierung der Printmedienproduktion mit
der Offset-Technologie ab. Insbesondere sind eine Verkürzung
der Rüst- und Zykluszeiten sowie eine Reduktion der Makulatur,
also der auf der abgelaufenen Rolle nach dem Rollenwechsel verbleibenden
Materialmenge, von Interesse.
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Aus
der
DE 10 2005
048 465 A1 ist es bekannt, an einem auf der Beladeseite
des Rollenwechslers angeordneten Transfertisch einen Schutzvorrichtung
zum Abfangen von Bruchstücken vorzusehen. In der hier beschriebenen
Ausführungsform wird ein Transfertisch mit einem daran
befestigten Fangnetz bei Erreichen eines kritischen Restrollendurchmessers
in den Rollenwechsler eingefahren, wodurch der Bereich vor dem Rollenständer
abgesichert wird. Damit kann trotz des bestehenden Risikos eines
Rollenberstens die Rolle weiter abgewickelt werden, um die Verlustmenge
zu reduzieren.
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Zwar
können durch solche Maßnahmen Unfallgefahren für
die Bedienpersonen verringert werden, jedoch führt ein
Rollenbersten zumeist zu einer Produktionsunterbrechung, wodurch
sich die verringerte Materialverlustmenge stark relativiert.
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Der
Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Optimierung
einer Zykluszeit der Rollbeschickung eines Rollenwechslers zu schaffen.
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Die
Aufgabe wird erfindungsgemäß die Merkmale des
Anspruchs 1 gelöst.
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Erfindungsgemäß wird
die Einfahrt für einen Resthülsenbehälter
oder einen Rollenwagen in einen Rollenwechsler bereits dann ausgelöst,
wenn ein bestimmter Triggerzustand eintritt. Als Triggerzustand kommt
beispielsweise ein bestimmter Restrollendurchmesser, z. B. ≥ 250
mm der ablaufenden Materialrolle in Betracht, oder auch die Position
der Rollentragarme, die in einem bestimmten Intervall mit dem Restrollendurchmesser
oder dem geplanten Rollenwechselzeitpunkt korreliert.
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Die
Vorgabe für den triggerauslösenden Restrollendurchmesser
kann beliebig zwischen dem maximalen und dem minimalen Wert liegen,
wenn die Materialrolle nicht vollständig abgewickelt werden soll.
Vorzugsweise ist die Vorgabe ein minimaler Wert. Bei unvollständiger
Abwicklung der Restrolle kann diese im Produktionsprozess weiterverarbeitet werden.
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Mit
der Position der Rollentragarme kann als Trigger die Klebeposition
der Rollentragarme ausgewählt werden, welche vorzugsweise
durch einen Sensor erfasst wird oder als Signal vom Rollenwechsler
nach erfolgter Rollenarmverdrehung in die Klebeposition gesendet
wird.
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Der
Hülsenbehälter bzw. der Rollenwagen fährt
bei Einsetzen des Triggersignals dann von einer Grundposition auf
einen vor dem Rollenwechsler angeordneten Transfertisch, wird dort
positioniert und fährt anschließend mittels des
Transfertisches zwischen die Tragarme des Rollenwechslers hinein. Dort
wird er auf einer Auswurfposition vor dem Rollenwechsler positioniert.
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Nachdem
die neue Materialbahn in bekannter Weise angeklebt wurde, werden
nun die Rollentragarme am Hülsenbehälter oder
Rollenwagen vorbeigedreht und die Resthülse wird in bekannter
Weise ausgeworfen, bzw. die Restrolle auf dem Rollenwagen abgelegt.
Anschließend wird der Hülsenbehälter
bzw. der Rollenwagen mit dem Transfertisch zurück in die
Grundstellung des Transfertisches verfahren.
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Bei
der Ausfahrt des Hülsenbehälters oder des Rollenwagens
vom Transfertisch in Richtung seiner Grundposition wird nun vorzugsweise
gleichzeitig von der anderen Seite des Transfertisches die neue Materialrolle
mittels ihres Transportwagens aus ihrer Startposition vor dem Transfertisch
auf den Transfertisch verfahren. Um die gleichzeitige Ausfahrt der
Restrolle und Einfahrt der neuen Materialrolle vom bzw. auf den
Transfertisch zu ermöglichen, könnte beispielsweise
vor Eintreten des Triggers der Resthülsenbehälter
in eine Parkposition verfahren werden und in der Grundposition ein
leerer Rollenwagen bereitgestellt werden.
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Der
Transfertisch wird dann erneut zwischen die Rollentragarme des Rollenwechslers
eingefahren. Anschließend erfolgt die Aufnahme der neuen Materialrolle
in die Rollentragarme des Rollenwechslers in bekannter Weise.
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Die
mit der Erfindung erzielbaren Vorteile bestehen insbesondere darin,
dass die Zykluszeit der Rollenbeschickung an einem Rollenwechsler
um ca. 15 bis 20% verkürzt werden kann. Dies hat zur Folge, dass
Transportsysteme zum Rollentransport und fahrerlose Transportfahrzeuge
für weitere Beschickungsaufgaben an anderen Rollenwechslern
an der Druckanlage früher zur Verfügung stehen
und damit eine Optimierung der Rollenlogistik erfolgen kann.
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Bei
einer sternförmigen Anordnung mit einem Puffer oder Zwischenlager
und einem Restrollenbehälter am Transfertisch ist eine
gleichzeitige Ein- und Ausfahrt auf den Transfertisch allerdings nicht
für alle denkbaren Varianten möglich. Daher sollte
entweder die Grundposition des Resthülsenbehälters
oder eine Pufferposition in gerader Line mit dem Transfertisch und
der Position der neune Materialrolle angeordnet sein.
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Eine
Einsparung der Zykluszeit der Rollenbeschickung wird durch die frühe
Einfahrt des Transfertisches in den Rollenwechsler jedoch immer
noch erreicht, auch wenn der Transfertisch vor der Neubestückung
in eine andere Position einer Sternanordnung verschwenkt werden
muss.
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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 einen
Rollenwechsler in einer Draufsicht;
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2 einen
Rollenwechsler in einer Seitenansicht.
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1 zeigt
einen Rollenwechsler 01 mit einem auf der Beladungsseite
des Rollenwechslers 01 angeordneten Transfertisch 02,
welcher über ein Schienensystem 03 mit einem Resthülsenbehälter 04 oder
einer neuen Materialrolle 06 beladen werden kann. Der Resthülsenbehälter 04 befindet
sich in dieser Darstellung in seiner Grundposition. Die neue Materialrolle 06 befindet
sich in einer Warteposition.
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Der
Rollenwechsler 01 umfasst in bekannter Weise eine Bereichsabsicherung 07 zum
Schutz vor umherfliegenden Teilen bei eventuellem Hülsenbersten.
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2 zeigt
den Rollenwechsler 01 in einer Seitenansicht. In dieser
Darstellung ist der Resthülsenbehälter 04 bereits
auf den Transfertisch 02 aufgefahren. Die in einem ersten
Rollenträger 08 ablaufende Restrolle 09 hat
einen vorbestimmten Restrollendurchmesser erreicht, wodurch der
Trigger zum Auffahren des Resthülsenbehälters 04 auf
den Transfertisch 02 ausgelöst wurde. Dazu wird
der Restrollendurchmesser von geeigneten Sensoren erfasst oder berechnet
und ggf. mit vorbestimmten Werten verglichen. Der den Trigger auslösende
Restrollendurchmesser kann auf einen minimalen Wert bestimmt sein.
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Der
Sensor erfasst z. B. einen Durchmesser einer neuen Materialrolle 06 beim
Aufachsen und eine Recheneinheit berechnet laufend den Restrollendurchmesser
anhand einer bereits abgelaufenen Papiermenge, wobei das Start-Ereignis
beispielsweise das Erreichen eines vorbestimmten Restrollendurchmessers
sein kann.
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Das
Erreichen des vorbestimmten Restrollendurchmessers kann aber auch
durch die Einnahme einer bestimmten Position des Rollenträgers 08 signalisiert
werden, wodurch der Trigger ebenfalls auslösbar ist.
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Der
aktuelle Restrollendurchmesser kann z. B. beim Abspulen der Materialrolle 06; 12 rechnerisch
aus einem beim Aufachsvorgang gemessenen Rollendurchmesser und einer
abgelaufenen Materialmenge ermittelt werden.
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Der
Transfertisch 04 wird nun mit dem Resthülsenbehälter 04 in
den Rollenwechsler 01 eingefahren.
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Nachfolgend
bzw. aufgrund der hohen Prozessgeschwindigkeit im Wesentlichen gleichzeitig wird
ein Kleberahmen 11 in eine Klebeposition verschwenkt und
es erfolgt eine automatische Anklebung der ablaufenden Materialbahn,
beispielsweise Papierbahn an eine neue Materialrolle 12,
welche bereits in einem zweiten Rollenträger 13 des Rollenwechslers 01 aufgeachst
ist.
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Die
Rollenträger 08; 13 umfassen zwei in
der Bildebene hintereinander angeordnete Rollentragarme und sind
in bekannter Weise in einem Rollenständer 14 angeordnet.
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Nach
vollendeter Klebung erfolgen ein Verschwenken des Rollenständers 14 und
ein Abstreifen einer Resthülse aus dem Rollenträger 08.
Dabei fällt die Resthülse in den Resthülsenbehälter 04.
Anschließend wird der Resthülsenbehälter 04 wieder
in die Grundposition des Transfertisches 02 zurückgefahren
(1).
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Zeitgleich
mit der Ausfahrt des Resthülsebehälters 04 vom
Transfertisch 02 wird die neu zu beschickende Materialrolle 06 von
der anderen Seite auf den Transfertisch 02 aufgefahren
und es erfolgt eine Rollenbeschickung des nun freien Rollenträgers 08 in
bekannter Weise.
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Das
Verfahren der Rollenbeschickung eines Rollenwechslers 01 bei
einem fliegenden Rollenwechsel kann vollautomatisch ablaufen.
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- 01
- Rollenwechsler
- 02
- Transfertisch
- 03
- Schienensystem
- 04
- Resthülsenbehälter
- 05
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- 06
- Materialrolle,
neu, Warteposition
- 07
- Bereichsabsicherung
- 08
- Rollenträger
- 09
- Restrolle
- 10
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- 11
- Kleberahmen
- 12
- Materialrolle,
neu
- 13
- Rollenträger
- 14
- Rollenständer
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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