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Die Erfindung betrifft eine Greifereinrichtung in
einer bogenverarbeitenden Maschine, insbesondere Bogenrotationsdruckmaschine,
gemäß dem Oberbegriff
von Anspruch 1.
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In Bogenrotationsdruckmaschinen werden die
zu bedruckenden Papierbogen von einem Bogenstapel abgenommen und
mit Hilfe von Greifern durch die einzelnen Druckwerke der Druckmaschine
transportiert, um diese mit ein, zwei oder mehreren Farben zu bedrucken.
Die Greifer sind hierbei in bekannter Weise an Greiferwellen aufgenommen,
die in einem Kanal in der Peripherie der jeweiligen Zylinder der Druckmaschine
angeordnet sind, welche die Bogen durch die Maschine transportieren.
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Um die Unterschiede in den Klemmkräften der
jeweiligen Greifer ausgleichen zu können, die sich aus geringfügigen Abweichungen
oder Dicken der Greifer oder zugehörigen Greiferauflagen relativ zueinander
entlang einer Greiferwelle ergeben können, stützen sich die Greifer an der
Greiferwelle jeweils über
federelastische Mittel ab.
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Hierdurch ergibt sich das Problem,
dass es insbesondere bei hohen Fortdruckgeschwindigkeiten zu einem
Prellen der Greifer kommen kann, was zu Störungen im Papierlauf oder zu
einer Beeinträchtigung
des Druckbildes führt.
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Weiterhin ergibt sich bei den bekannten
Bogenrotationsdruckmaschinen das Problem, dass die Greifer an der
Greiferwelle schwenkbar gelagert sind, und infolge der Schwenkbewegung
beim Schließen
der Greifer keine parallele Annäherung zwischen
der Klemmfläche
des Greifers und der Klemmfläche
der zugehörigen
Greiferauflage erhalten wird. Hierdurch kommt es zu einer in Bogenlängsrichtung
wirkenden Kraftkomponente, die zu einem sogenannten „Schieben"
der Greifer auf dem Papier führt,
was die Druckqualität
beeinträchtigt
und einen erhöhten
Verschleiß mit
sich bringt.
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Weiterhin besteht bei den bekannten
Bogenrotationsdruckmaschinen das Problem, dass die durch die Greifer
aufgebrachten Haltekräfte
oder Klemmkräfte
während
des Betriebs der Druckmaschine nicht stufenlos variierbar sind,
und zudem auch von Greifer zu Greifer über die Breite der Druckmaschine
hinweg nicht eingestellt werden können. Hierdurch ergibt sich
die Schwierigkeit, dass Beeinträchtigungen
des Druckbildes, die sich beispielsweise durch ein einseitiges Schieben
der Bogen infolge einer zu geringen Klemmkraft in einer Gruppe von Greifern
einer Greiferreihe ergeben, während
des Betriebes nicht korrigiert werden können. Darüber hinaus ist es während des
Betriebs der Druckmaschine nicht möglich, zwischen hohen Kräften während des Druckbetriebes
mit zugeschalteten Farbwerken einerseits und niedrigen Klemmkräften während des Betriebes
ohne Farbe andererseits umzuschalten. Schließlich ergibt sich ebenfalls
nicht die Möglichkeit, die
Klemmkräfte
geschwindigkeitsabhängig
während des
Fortdruckbetriebes der Druckmaschine anzupassen.
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Weiterhin kann es bei Bogenrotationsdruckmaschinen
des Standes der Technik, bei denen die Greiferauflagen nicht höheneinstellbar
ausgebildet sind, zu Verformungen des Bogens im Bereich der Greifer
kommen, da keine Anpassung an die jeweils verarbeitete Papierdicke
möglich
ist.
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Aus der
DE 42 00 406 C2 ist eine
Greifereinrichtung an einer bogenverarbeitenden Rotationsdruckmaschine
bekannt, die mehrere über
die Bogenbreite hinweg angeordnete Greifer aufweist, welche mittels
einer Steuerungsvorrichtung über
einen Öffnungs-
und Schließmechanismus
betätigbar
sind, wobei die Steuerungsvorrichtung aus mindestens einem Messwertgeber,
einem Rechner und mindestens einem Motor besteht und die Greifer
beim Erreichen der vom Rechner vorgegebenen Winkelstellungen über den
zugeordneten, durch den Motor angetriebenen Öffnungs- und Schließmechanismus
einzeln und unabhängig
voneinander betätigt
werden.
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Die
EP 0 775 576 B1 beschreibt eine Greifersteuerung
für einen
zyklisch schwingend angetriebenen Vorgreifer zum Einzeltransport
von Bogen in einer Bogenrotationsdruckmaschine, bei der der Vorgreifer
an einem freien Ende eines um eine gestellfeste Achse schwenkbaren
Schwinghebels aufgenommen ist und wenigstens einen Bogengreifer
aufweist. Der Bogengreifer ist um eine parallel zur Schwingsachse
ausgerichtete Gelenkachse zum Schließen und Öffnen bei der Bogenübernahme
und Bogenübergabe
durch Kurven zwangsweise beweglich, wobei eine der Kurven eintourig
umläuft
und die andere Kurve an einem ortsfesten, Rollenhebel schwenkbar
gelagert ist.
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Demgemäß ist es eine Aufgabe der vorliegenden
Erfindung, eine alternative Greifereinrichtung in einer bogenverarbeitenden
Maschine zu schaffen, welche die Nachteile des Standes der Technik
vermeidet.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die
Merkmale von Anspruch 1 gelöst.
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Weitere Merkmale der Erfindung sind
in den Unteransprüchen
enthalten.
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Gemäß der Erfindung umfasst eine
Greifereinrichtung in einer bogenverarbeitenden Maschine einen Greifer,
der mit einer zugeordneten Greiferauflage zur Erzeugung einer die
Bogen an ihrer Vorderkante oder Hinterkante haltenden Klemmkraft
zusammenwirkt, und der durch einen ersten Antrieb aus einer geöffneten
Stellung in eine Schließstellung
bewegbar ist. Der Greifer oder der Greifer und die Greiferauflage
werden hierbei in erfindungsgemäßer Weise
durch den ersten Antrieb und einen vom ersten Antrieb während des
Fortdruckbetriebes der bogenverarbeitenden Maschine separat betätigbaren
zweiten Antrieb in der Weise positioniert, dass eine im Hinblick
auf ein Prellen des Greifers sowie ein Schieben der verarbeiteten
Bogen optimierte Bewegungsbahn des Greifers relativ zur Greiferauflage
erhalten wird.
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Auch wenn die Erfindung nachfolgend
zum einfacheren Verständnis
mit Bezug auf lediglich einen Greifer beschrieben wird, so gilt
das hierzu Gesagte in entsprechender Anwendung vorzugsweise für die gesamte
Anzahl der über
die Breite der Druckmaschine hinweg, z.B. an einer Greiferwelle,
angeordneten Greifer.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der
Erfindung ist jeder der Greifer in der Schließstellung gegenüber der
Greiferauflage durch den ersten Antrieb ortsfest positionierbar,
wobei es von Vorteil ist, dass sämtliche
Greifer einer Greiferbrücke
drehfest an einer Greiferwelle aufgenommen sind, und die gesamte
Greiferwelle als Ganzes durch den ersten Antrieb aus der geöffneten
Stellung der Greifer in die Schließstellung rotierbar ist. Bei
dieser Ausführungsform
der Erfindung ist in erfindungsgemäßer Weise jeder Greiferauflage
ein eigener zweiter Antrieb zugeordnet, durch den die Greiferauflage
zum Klemmen der Bogen relativ zum Greifer vorzugsweise geradlinig
verfahren wird, nachdem der Greifer durch den ersten Antrieb ortsfest
in der Schließstellung
positioniert wurde. Die Ansteuerung des ersten Antriebs und/oder
des jeweiligen zweiten Antriebs kann beispielsweise durch Kurven
oder ähnliche
Einrichtungen erfolgen. Vorzugsweise erfolgt die Ansteuerung des
ersten Antriebs und/oder des jeweiligen zweiten Antriebs über eine
elektronische Steuerungseinrichtung, die in Abhängigkeit von der Winkelgradstellung der
Druckmaschine die entsprechenden Antriebe positionsgenau verfährt, wobei
die Einzelpositionen des ersten Antriebs und/oder des zweiten Antriebes
als zugehörige
Werte in einem Speicher der elektronischen Steuerungseinrichtung
abgelegt sind.
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Hierdurch ergibt sich der Vorteil,
dass durch eine Veränderung
der jeweiligen Werte im Speicher eine entsprechende Positionskorrektur
der zugehörigen
Greiferauflage auch im Fortdruckbetrieb der Druckmaschine vorgenommen
werden kann, oder automatisch in Abhängigkeit von einem durch die Steuerungseinrichtung
ebenfalls gemessenen Geschwindigkeitsmesswert automatisch beim Hochfahren
der Druckmaschine oder bei einer Geschwindigkeitsänderung
durchgeführt
werden kann, ohne dass hierzu ein manuelles Eingreifen des Druckers
erforderlich ist.
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Das Vor- und Zurückschwenken der Greiferwelle
zum Öffnen
und Schließen
der Greifer kann gemäß einer
ersten Ausführungsform
der Erfindung durch einen Drehantrieb, beispielsweise einen Schrittmotor
oder einen Linearantrieb, und ein entsprechendes Hebelgetriebe erfolgen,
wobei der Motor den ersten Antrieb bildet und die Greiferwelle in der
Schließstellung
vorzugsweise durch sein Stillstandsmoment arretiert, welches durch
eine entsprechende Bestromung des Motors erzeugt wird. Hierdurch
können
die Greiferwelle – und
dadurch auch die fest mit dieser verbundenen Greifer – während des
Fortdruckbetriebs der Druckmaschine im Hinblick auf das Schließen der
Greifer, das Halten der Bogen sowie ein Öffnen der Greifer in optimaler
Weise positioniert werden.
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Durch die zuvor beschriebene Ausgestaltung der
Erfindung mit einem Drehantrieb oder Linearantrieb, bei dem die
Greiferwelle durch eine entsprechende Bestromung des Antriebsmotors
durch dessen Stillstandsmoment arretiert wird, ergibt sich der Vorteil,
dass keine weiteren zusätzlichen
Getriebe zur ortsfesten Positionierung der Greiferwelle benötigt werden,
und die Steuerung in einfacher Weise über die elektronische Steuerungseinrichtung
erfolgen kann.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform
der Erfindung ist der erste Antrieb über ein selbsthemmendes Getriebe
mit dem Greifer gekoppelt, um diesen in der geschlossenen Stellung
ortsfest zu positionieren. Das selbsthemmende Getriebe ist hierbei vorzugsweise
ein Kniehebelgetriebe, bei dem der erste Hebel mit seinem freien
Ende am Grundkörper eines
zugehörigen
Druckmaschinenzylinders oder am Rahmen der Druckmaschine befestigt
ist, und das Ende des zweiten Hebels im Abstand von der Drehachse
des Greifers entweder an der Greiferwelle oder, sofern für jeden
Greifer ein einzelner erster Antrieb vorgesehen ist, unmittelbar
drehgelenkig am Greifer angreift. Der erste Antrieb wirkt bei dieser Ausführungsform
der Erfindung auf die gelenkige Verbindung zwischen dem ersten Hebel
und dem zweiten Hebel des Kniehebelgetriebes in der Weise, dass
der erste und zweite Hebel des Kniehebelgetriebes in der geschlossenen
Stellung des Greifers im Wesentlichen entlang einer Linie verlaufen.
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Bei dieser Ausführungsform der Erfindung ist der
erste Antrieb vorzugsweise ein elektrischer Linearantrieb, kann
jedoch auch ein herkömmlicher
Elektromotor sein, dessen Drehbewegung über einen entsprechenden Kurbeltrieb
in eine lineare Bewegung umgewandelt wird, die über einen entsprechenden weiteren
Hebel auf das zentrale Gelenk des Kniehebelgetriebes wirkt.
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Bei den zuvor beschriebenen Ausführungsformen
der Erfindung wird der zweite Antrieb vorzugsweise durch einen Piezo-Aktuator
gebildet, der sich vorzugsweise aus einer Vielzahl von stapelförmig angeordneten
einzelnen Piezo-Elementen zusammensetzt die durch Anlegen einer
entsprechenden Spannung eine Längenänderung
des Stapels herbeiführen,
der nachfolgend auch als Piezo-Stack bezeichnet wird.
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Derartige Piezo-Stacks sind aus dem
Stande der Technik bekannt. Der Piezo-Aktuator oder Piezo-Stack
ist hierbei vorzugsweise unmittelbar unterhalb der Greiferauflage angeordnet,
so dass seine Längsachse
senkrecht zur Ebene der Klemmflächen der
Greiferauflage und des Greifers verläuft. Hierdurch ergibt sich
eine sehr kompakte Bauweise, bei der die eigentlichen Klemmkräfte zum
Klemmen der Bogenkanten während
des Bogentransports nach dem Schließen der Greifer und dem Arretieren
der Greifer in der Schließposition
durch eine entsprechende Längenänderung
des Piezo-Aktuators über eine
entsprechende Steuerspannung herbeigeführt werden, die durch die Steuerungseinrichtung,
und z.B. einen nachgeschalteten Verstärker, geregelt wird.
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Ein weiterer Vorteil, der sich durch
die Verwendung eines Piezo-Aktuators ergibt, besteht darin, dass
das Klemmen der Bogen durch eine in hohem Maße senkrechte Relativbewegung
der Klemmfläche des
Greifers und der Klemmfläche
der zugehörigen Greiferauflage
erzeugt wird, wodurch punktuelle Beschädigungen des Papiers bei hohen
Klemmkräften vermieden
werden.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform
der Erfindung lasst sich zusätzlich über einen
weiteren Antrieb, beispielsweise einen Elektromotor mit entsprechendem
Verstellgetriebe, oder aber einen elektrischen Linearantrieb, bzw.
einem magnetostriktiven oder magnetorehologischen Aktor, die Greiferwelle relativ
zur Greiferauflage verfahren, um eine Papierdickenanpassung zu ermöglichen.
Hierdurch ergibt sich der Vorteil, dass lediglich durch zwei an
den Enden der Greiferwelle angreifende Aktoren eine Veränderung
des Abstandes der Klemmflächen
aller Greifer einer Greiferwelle vorgenommen werden kann, wenn beispielsweise
von einer leichten Grammatur auf Karton gewechselt wird.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften
Ausführungsform
der Erfindung kann es vorgesehen sein, dass der Greifer nicht an
einer Greiferwelle befestigt ist, sondern durch den ersten Antrieb
der Greiferauflage in einer im Wesentlichen parallel zur Bogentransportebene
verlaufenden Ebene aus der geöffneten
Position in die Schließstellung
verfahrbar ist. In diesem Falle kann der erste Antrieb durch einen
entsprechend ausgebildeten und angeordneten Piezo-Aktuator gebildet
werden, der z.B. an einer Traverse befestigt ist, und dessen Ausdehnungsrichtung im
Wesentlichen parallel zur Bogentransportebene verläuft und
auf dessen Oberseite der aus einem festen Werkstoff gebildete Greifer
unmittelbar befestigt ist, sodass bei Anlegen einer Spannung über die Steuerungseinrichtung
an den Piezo-Aktuator eine relative Verschiebung des Greifers gegenüber der zugehörigen Klemmfläche der
Greiferauflage erzielt wird. Die Haltekraft zum Halten des Papiers
wird auch in diesem Falle durch eine entsprechende Bewegung des
mit der Greiferauflage verbundenen zweiten Antriebs herbeigeführt, wobei
zusätzlich noch
eine Papierdickeneinstellung über
einen weiteren Antrieb vorgesehen sein kann, der unterhalb des ersten
Antriebs oder der ersten Antriebe einer Greiferreihe, beispielsweise
an der Traverse angeordnet ist, und die ersten Antriebe in der Richtung
senkrecht zur Bogentransportebene verfährt. Durch diese Ausgestaltung
der Erfindung ergibt sich der Vorteil, dass auch die Größe der Klemmfläche durch
Verfahren des Greifers relativ zur Greiferauflage entlang einer parallel
zur Bogentransportebene verlaufenden Ebene durch den ersten Antrieb über die
Steuerungseinrichtung während
des Fortdruckbetriebes der Druckmaschine verändert werden kann, um beispielsweise die
Klemmkraft durch ein einfaches Vergrößern der Klemmfläche zu optimieren.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform
der Erfindung ist die Greiferauflage fest an dem jeweiligen Bauteil
der Druckmaschine angebracht, beispielsweise am Grundkörper einer
Bogentransporttrommel, und der erste und der zweite Antrieb wirken mechanisch
auf den Greifer, der hierzu um einen Schwenkpunkt schwenkbar angeordnet
ist und mittels des ersten Antriebes zur Erzeugung der Öffnungs-
und Schließbewegung
um diesen Schwenkpunkt verschwenkt wird. Der zweite Antrieb wirkt
in erfindungsgemäßer Weise
ggf. über
ein entsprechendes Getriebes auf den Schwenkpunkt, um diesen in
seiner Position relativ zur Greiferauflage zu verschieben und hierdurch
den gesamten Greifer nach dem Schwenken des Greifers in die Schließstellung
gegenüber
der Greiferauflage in der Weise zu verfahren, dass sich die Klemmflächen des
Greifers und der Greiferauflage aufeinander zu bewegen und den Bogen
klemmen.
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Hierdurch ergibt sich der Vorteil,
dass der Greifer zum Einführen
des Papiers durch ein Verschwenken um den Schwenkpunkt weit geöffnet werden
kann, sodass auch Bogen mit einer vergleichsweise großen Welligkeit
der zugehörigen
Bogenkante zuverlässig
in die geöffneten
Greifer zwischen die Klemmflächen
der Greiferauflage und des Greifers eingeführt werden können. Im
Anschluss daran wird der Greifer dann durch Betätigen des ersten Antriebes
zurück
in die Schließstellung
verschwenkt, in der die Klemmflächen
der Greiferauflage und des Greifers im Wesentlichen parallel zu
einander verlaufen, und anschließend der Schwenkpunkt durch
Betätigen
des zweiten Antriebes vorzugsweise linear und senkrecht zur Klemmfläche der
Greiferauflage in der Weise verfahren, dass der Abstand zwischen
den Klemmflächen
von Greiferauflage und Greifer solange verringert wird, bis die
gewünschte
Klemmkraft erreicht ist. Die Klemmkraft kann hierbei beispielsweise über einen
zusätzlichen
Sensor gemessen werden, der beispielsweise als ein drucksensitives
Piezo-Element ausgeführt
sein kann.
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Bei dieser Ausführungsform der Erfindung sind
der erste und der zweite Antrieb vorzugsweise ebenfalls Linearantriebe,
beispielsweise Piezo-Aktuatoren, die vorzugsweise ebenfalls als
zuvor beschriebene Piezo-Stacks ausgebildet sind. Durch diese Ausgestaltung
der Endung ergibt sich der Vorteil, dass ein Prellen der Greifer
aufgrund der fehlenden federelastischen Verbindung zwischen Antrieb und
Greifer oder Antrieb und Greiferauflage nahezu vollständig eliminiert
werden kann. In gleicher Weise kann der Piezo-Aktuator bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung
in vorteilhafter Weise aktiv zur Schwingungsdämpfung genutzt werden, in dem
man z.B. auftretende Spitzenkräfte
durch eine entsprechende Gegenbewegung kompensiert.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform
der Erfindung wirkt der zweite Antrieb über eine schwenkbar am Grundkörper des
Druckmaschinenzylinders aufgenommene Schwinge auf den Greifer, wobei
der Abstand zwischen dem Angriffspunkt des ersten Antriebs und dem
Drehpunkt der Schwinge vorzugsweise unterschiedlich vom Abstand
zwischen dem Drehpunkt der Schwinge und dem Angriffspunkt am Greifer
ist, sodass sich eine Übersetzung
oder Untersetzung der vom ersten Antrieb erzeugten Kräfte ergibt,
je nach dem wie groß die
Abstände
gewählt werden.
Hierdurch kann auch bei Aktuatoren mit kleinen Bewegungswegen der
Greifer ausreichend weit in die geöffnete Stellung verschwenkt
werden, sodass ein ausreichender Abstand zwischen der Klemmfläche des
Greifers und der zugehörigen
Greiferauflage beim Eintritt der Bogenkanten in diesem Bereich sicher
gestellt werden kann.
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Der Angriffspunkt des ersten Antriebs
an der Schwinge, der Drehpunkt der Schwinge, sowie der Angriffpunkt
der Schwinge am Greifer und vorzugsweise ebenfalls auch der durch
den zweiten Antrieb verfahrbare Schwenkpunkt des Greifers liegen
bei der zuvor beschriebene Ausführungsform
der Erfindung bei geschlossenem Greifer vorzugsweise auf einer Geraden,
die vorzugsweise parallel zur Klemmfläche der Greiferauflage verläuft. Der
Abstand der Geraden von der Klemmfläche entspricht hierbei im Wesentlichen
der Höhe
des Greifers, der vorzugsweise die Form eines U's besitzt.
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Bei dieser Ausführungsform der Erfindung kommen
in vorteilhafter Weise zwei parallel zu einander angeordnete Linear-Aktoren,
z.B. Piezo-Aktoren, zum Einsatz, die zum einen am zugehörigen Bauteil der
Druckmaschine, beispielsweise am bogenführenden Zylinder, befestigt
sind, und zum anderen drehgelenkig mit dem Greiferelement gekoppelt
sind. Die Achsen der Linear-Aktoren laufen im Idealfalle parallel
zur Schließrichtung.
Hierdurch ergibt sich der Vorteil, dass bei einer synchronen Bewegung
der beiden Aktoren eine lineare Bewegung des Greifers erhalten wird,
die gleichzeitig zum Schließen
des Greifers und zum Aufbringen der jeweiligen Klemmkraft auf den Bogen
dient. Ein „Schieben"
der Klemmfläche
des Greifers wird hierdurch in vorteilhafter Weise vermieden.
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Weiterhin ergibt sich ein vorteilhaftes
momentfreies Aufbringen der Haltekraft in dem Falle, dass die Greiferzentrale
und die Mittellinie der beiden Achsen der Aktoren zusammenfallen.
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Für
den Fall, dass die beiden Aktoren nicht synchron verfahren werden,
ergibt sich hingegen eine Drehbewegung des Greifers, die zum Wegschwenken
aus der Schließstellung
in die geöffnete Stellung
und umgekehrt dient. Die Größe des Schwenkweges
hängt neben
dem Relativweg der beiden Aktoren im Wesentlichen vom Abstand der beiden
Aktorachsen und vom Abstand zwischen den Anlenkpunkten der Aktoren
am Greifer und an der Klemmfläche
des Greifers ab.
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Die Neigung des Greifers zum Prellen
kann durch eine entsprechende Anpassung der Bewegungsbahn hierbei
in vorteilhafter Weise stark reduziert werden, wobei eine entsprechende
Regelung der Schließkraft über die
Steuerungseinrichtung beispielsweise in Abhängigkeit von der Stellung des Greifers
mittels eines zusätzlichen
Sensors in der Weise erfolgen kann, dass einem Prellen aktiv entgegen
gewirkt wird.
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Ein weiterer Vorteil dieser Ausführungsform der
Erfindung ist darin zu sehen, dass eine aufwendige Feinjustierung
der Greifer entfallen kann, da beim Einsatz eines Sensors zum Messen
der Klemmkraft die Bewegung, insbesondere die Bewegung des zweiten
Antriebes, vorzugsweise in Abhängigkeit
von der Kraft geregelt wird.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform
der Erfindung ist der Greifer L-förmig ausgebildet, wobei der
Schwenkpunkt zum Verschwenken des Greifers vorzugsweise in Höhe der Klemmfläche der
Greiferauflage im Bereich des Schnittpunkts der beiden Schenkel
des L's liegt.
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Der zweite Antrieb greift bei dieser
Ausführungsform
der Erfindung vorzugsweise am Ende des freien Schenkels des L's
oder Winkelhebels an, wobei die Wirkrichtung des ersten Antriebs
vorzugsweise parallel zur Ebene der Klemmfläche der Greiferauflage verläuft, wenn
der erste Antrieb durch einen Linearantrieb, beispielsweise einen
Piezo-Aktuator oder
einen sonstigen bekannten Linearantrieb, gebildet wird.
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Die zuvor beschriebene Ausführungsform der
Erfindung besitzt den Vorteil, dass das Wegschwenken und Schließen der
Greifer mechanisch vollständig
entkoppelt erfolgen kann. Liegt beispielsweise der Angriffspunkt
des zweiten Antriebs am Greifer beim Schließen desselben annähernd in Höhe der Greiferauflage,
so ergibt sich ein vorteilhaftes senkrechtes Absenken der Klemmfläche des Greifers
auf den Bogen. Bei ausreichend großem Abstand der beiden Angriffspunkte
oder Drehpunkte des ersten und zweiten Antriebs am Greifer, ergibt sich
weiterhin der Vorteil, dass durch den zweiten Antrieb aufgrund der
Hebelwirkung eine sehr große
Haltekraft erzeugt werden kann.
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Die Erfindung wird nachfolgend mit
Bezug auf die Zeichnungen anhand von Beispielen beschrieben.
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In den Zeichnungen zeigen:
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1 eine
Querschnittsansicht eines Druckmaschinenzylinders mit einer erfindungsgemäßen Greifereinrichtung,
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2 eine
schematische Querschnittsansicht der Greifereinrichtung von 1 entlang der Greiferwelle,
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3 eine
schematische Darstellung einer durch einen Piezo-Stack verfahrbaren
Greiferauflage mit der zugehörigen
elektronischen Steuerungseinrichtung,
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4 eine
weitere Ausführungsform
der Erfindung, bei der der Greifer über ein Kniehebelgetriebe betätigt wird,
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5 eine
weitere Ausführungsform
einer erfindungsgemäßen Greifereinrichtung,
bei der die Greifer parallel zu den Klemmflächen der Greiferauflagen durch
einen zweiten Antrieb in Form eines Piezo-Aktuators verfahrbar sind,
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6 eine
weitere Ausführungsform
der Erfindung, bei der der Greifer mit Hilfe des ersten Antriebs
um einen durch den zweiten Antrieb verfahrbaren Schwenkpunkt verschwenkbar
ist,
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7 eine
weitere Ausgestaltung der Ausführungsform
von 6, bei der der erste
Antrieb über
eine gestellfest gelagerte Schwinge auf den Greifer wirkt, und
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8 eine
weitere Ausführungsform
der Erfindung, bei der der Greifer als Winkelhebel ausgebildet ist,
und der durch den zweiten Antrieb verfahrbare Schwenkpunkt in Höhe einer
durch die Klemmfläche
der Greiferauflage verlaufenden Geraden positioniert ist.
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Wie in 1.
gezeigt ist, umfasst eine Bogenrotationsdruckmaschine eine bogenführende Trommel
oder einen Zylinder 1, der einen Grundkörper 2 besitzt, an
welchem eine erfindungsgemäße Greifereinrichtung 4 aufgenommen
ist. Die Greifereinrichtung 4 umfasst eine Vielzahl von
Greifern 6, die fest mit einer Greiferwelle 8 verbunden
sind (2). Die Greiferwelle
ist durch einen ersten Antrieb 10 in Form eines Elektromotors
aus einer gezeigten Schließstellung
in eine nicht näher
dargestellte geöffnete
Stellung verschwenkbar.
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Wie 1 entnommen
werden kann, arbeiten die Greifer 6 jeweils mit einer Greiferauflage 12 zusammen,
die durch einen zweiten Antrieb 14 in Form eines elektromagnetischen
Antriebs linear verfahrbar ist, in der Weise, dass die Klemmfläche 16 der
Greiferauflage 12 parallel zur Klemmfläche 18 des Greifers 6 verfahren
wird, wobei die Verfahrrichtung im Wesentlichen senkrecht zur Klemmfläche 16; 18 erfolgt.
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Die Greiferwelle 8 ist über einen
weiteren Antrieb in Form eines elektromagnetischen Linearantriebs 20 insgesamt
relativ zur Greiferauflage 12 verfahrbar, um eine Dickenanpassung
an das jeweils verarbeitete Papierformat vornehmen zu können.
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Wie weiterhin in 3 gezeigt ist, ist bei einer weiteren
Ausführungsform
der Erfindung der zweite Antrieb 14 als Piezo-Stack ausgebildet,
an dessen Oberseite innerhalb der Greiferauflage 12 ein vorzugsweise
piezoelektrischer Sensor 22 angeordnet ist, der die Druckkraft
und damit die Klemmkraft misst, welche auf einen Bogen 24 ausgeübt wird, wenn
die Greiferauflage 12 in der in 3 gezeigten Schließstellung des Greifers 6 durch
eine entsprechende Beaufschlagung des Piezo-Stacks mit einer elektrischen
Spannung gegen die Klemmfläche
des Greifers 6 gedrängt
wird.
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Die Position der Greiferauflage 12,
und damit die Klemmkraft auf den Bogen 24, wird bei der
bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung durch eine elektronische Steuerungseinrichtung 26 verändert die über eine
entsprechend ausgebildete Leistungselektronik 28 den Piezo-Stack
des ersten Antriebs 14 mit einer der jeweiligen Position
der Klemmfläche
der Greiferauflage entsprechenden Spannung beaufschlagt.
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Die Steuerungseinrichtung 26 enthält vorzugsweise
einen Mikroprozessor, der aus Vorgabewerten, welche beispielsweise
von einem Maschinentacho 30 oder durch eine Vorsteuerung 32 der Druckmaschine
erhalten werden, die zugehörigen Positionssollwerte für die Greiferauflage 12 errechnet,
und diese der Leistungselektronik 28 zuführt, um den
zweiten Antrieb 14 in die entsprechende Position zu verfahren,
solange, bis der über
den Kraftsensor 22 bestimmte Istwert für die Klemmkraft dem durch die
Steuerungseinrichtung 26 bestimmten Sollwert für die Klemmkraft
entspricht.
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Die elektronische Steuerungseinrichtung 26 steuert
in entsprechender Weise über
nicht näher
bezeichnete Leitungen die Positionen des ersten Antriebs 10,
bzw. der weiteren Antriebe 20 zur Höhenverstellung der Greiferwelle 8.
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Gemäß einer weiteren, in 4 dargestellten Ausführungsform
der Erfindung, wird der erste Antrieb 10 durch einen elektrischen
Linearantrieb gebildet, vorzugsweise einen Piezo-Aktuator, der über ein
Kniehebelgetriebe 34 auf den Greifer 6 wirkt.
Das Kniehebelgetriebe 34 umfasst einen ersten Hebel 36, der
gelenkig mit dem Grundkörper 2 des
bogenführenden
Zylinders 1 der Druckmaschine verbunden ist, und der über ein
weiteres Gelenk mit einem zweiten Hebel 38 gekoppelt ist,
der wiederum gelenkig im Abstand von der Drehachse des Greifers 6 angeordnet
ist. Der erste Antrieb 10 wirkt über eine im Wesentlichen linear
bewegte Stange oder einen weiteren Hebel 40 auf das den
ersten und den zweiten Hebel 36, 38 verbindende
Gelenk, und bewegt hierdurch das Kniehebelgelenk 34 aus
der in durchgezogene Linien gezeigten Schließstellung in die in gestrichelten
Linien angedeutete geöffnete
Stellung des Greifers 6. Aufgrund der Anordnung der Drehgelenke des
Kniehebelgelenks 34 auf einer im Wesentlichen gerade verlaufenden
Linie, wird der Greifer 6 in der geschlossenen Stellung
gegen ein unbeabsichtigtes Öffnen
und damit gegen ein Prellen gesperrt, sodass die Klemmkräfte, die
auf den Bogen 24 nach dem Verfahren der Greiferauflage 12 durch
den ersten Antrieb 10 ausgeübt werden, mit einer vergleichsweise hohen
Genauigkeit erreicht werden können,
ohne dass es zu einem Prellen der gesamten Einrichtung kommt.
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Gemäß der in 5 dargestellten Ausführungsform der Erfindung wird
der erste Antrieb durch einen Piezo-Stack oder sonstigen elektrischen
Linearantrieb 42 gebildet, der durch Anlegen einer entsprechenden
Spannung durch die Steuerungseinrichtung 26 in einer Richtung
parallel zur Klemmfläche 16 der
in diesem Falle ebenfalls höhenverstellbar ausgebildeten
Greiferauflage 12 verfahrbar ist. In der geöffneten
Stellung wird bei dieser Ausführungsform der
Erfindung der Greifer 6 durch den zweiten Antrieb 42 in 5 vorzugsweise soweit nach
links verfahren, bis die bogennahe Spitze des Greifers 6 sich
im Abstand von der Klemmfläche 16 der
Greiferauflage 12 befindet. In dieser Position wird die
Klemmfläche 16 der
Greiferauflage 12 durch den zweiten Antrieb 14 vorzugsweise
soweit wie möglich
entfernt von der zugehörigen
Klemmfläche 18 des
Greifers 6 positioniert, sodass der Bogen 24 in
den entstehenden Bereich zwischen den Klemmflächen 16 und 18 frei
eintreten kann, ohne diese zu kontaktieren. Erst dann wird der Greifer
durch den ersten Antrieb 42 in 5 nach rechts verfahren, solange, bis
die Klemmfläche 18 des
Greifers 6 über
der Klemmfläche 16 der
Greiferauflage 12 positioniert ist. Anschließend wird
die Greiferauflage 12 durch den zweiten Antrieb gegen die
zugehörige
Klemmfläche 18 des
Greifers 6 bewegt, um den Bogen 24 zu klemmen.
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In gleicher Weise wie bei der in 1 und 2 gezeigten Ausführungsform der Erfindung kann
auch bei dieser Ausführungsform
der Erfindung ein weiterer Antrieb 20, z.B. in Form eines
Piezo-Stacks, vorgesehen sein, mit dem sich der Abstand der Klemmflächen 16, 18 einer
ganzen Gruppe von Greifern 6 gemeinsam verändern lässt, wenn
diese an einer sich vorzugsweise über die Breite des Druckmaschinenzylinders 1 hinweg
erstreckenden Traverse 44 aufgenommen sind, wie dies in 5 gezeigt ist.
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Bei der in 6 dargestellten Ausführungsform der Erfindung besitzt
der Greifer 6 die Form eines U's oder Doppelwinkelhebels,
der mittels des ersten Antriebs 10 um einen Schwenkpunkt 46 aus einer
nicht dargestellten geöffneten
Stellung in die in 6 gezeigte
Schließstellung
verschwenkbar ist. Der erste Antrieb 10 ist auch hierbei
vorzugsweise als Linearantrieb ausgebildet, und greift in einem
Abstand 48 entfernt auf einer in der geschlossenen Stellung
vorzugsweise parallel zur Klemmfläche 16 der Greiferauflage 12 verlaufenden
Linie am Greifer 6 über
ein Gelenk 50 an. Bei dieser Ausführungsform der Erfindung ist
der Schwenkpunkt 46 über
den zweiten Antrieb 14 vorzugsweise in einer Richtung senkrecht
zur Klemmfläche 16 der
Greiferauflage 12 verfahrbar, um den Greifer 6 gegenüber der
Klemmfläche 16 in
der geschlossenen Stellung des Greifers 6 vorzugsweise
senkrecht zu bewegen und den Bogen 24 zu klemmen. Der Abstand
zwischen dem Schwenkpunkt 46 und der gedachten senkrechten mittigen
Verbindungslinie 52 durch die Klemmfläche 16 der in diesem
Falle fest mit dem Grundkörper
des bogenführenden
Zylinders 1 verbundenen Greiferauflage 12 ist
in 6 mit der Bezugszahl 54 versehen,
und ist vorzugsweise größer als
der Abstand 48 zwischen dem Schwenkpunkt 46 und
dem Angriffspunkt des Drehgelenks 50.
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Die in 7 dargestellte
Ausführungsform der
Erfindung unterscheidet sich von der Ausführungsform nach 6 dadurch, dass der erste
Antrieb 10 über
eine Schwinge oder Wippe 56 auf den Greifer 6 wirkt,
wobei der Drehpunkt 58 der Schwinge 56 am Grundkörper 2 befestigt
ist. Der erste Antrieb 10 ist hierbei drehgelenkig mit
einem ersten Hebelarm 60 der Schwinge 56 verbunden,
und der zweite Hebelarm 62 der Schwinge 56 wirkt über ein
weiteres nicht näher
bezeichnetes Drehgelenk im Abstand 48 entfernt vom Schwenkpunkt 46 auf
den Greifer 6, um diesen aus der geschlossenen Position
in die geöffnete
Position und umgekehrt zu verschwenken. In gleicher Weise wie bei
der Ausführungsform
von 6 ist bei der Ausführungsform
nach 7 der Schwenkpunkt 46 durch
den zweiten Antrieb 46 auf- und abbewegbar, um den Bogen 24 zu
klemmen. Je nach Wahl der Längen
des ersten und zweiten Hebels 60, 62 können hierbei
durch eine entsprechende Dimensionierung der Schwinge 56 die
Bewegungswege/-kräfte
an die jeweiligen Eigenschaften der ersten und/oder zweiten Antriebe 10, 14 angepasst
werden.
-
Bei der in 8 dargestellten Ausführungsform der Erfindung, bei
der die Greiferauflage 12 bezüglich des Grundkörpers 2 ebenfalls
ortsfest positioniert ist, befindet sich der erste Schwenkpunkt 46 in der
geschlossenen Stellung des Greifers 6 auf einer Linie 64,
die tangential durch die Klemmfläche 16 der Greiferauflage 12 verläuft.
-
Der zweite Greifer zum Verfahren
des Schwenkpunktes 46 ist hierbei vorzugsweise im Winkel
von 45° relativ
zur Linie 64 angeordnet und stützt sich ebenfalls am Grundkörper 2 über ein
nicht näher bezeichnetes
Drehgelenk ab. Der erste Antrieb 10 – vorzugsweise ebenfalls ein
Linearantrieb – wirkt
hingegen über
einen nicht näher
bezeichneten Hebel und ein Drehgelenk in einer parallel zur Linie 64 verlaufenden
Richtung auf das dem Schwenkpunkt 46 entfernt gelegene
Ende des in diesem Falle als L oder Winkelhebel ausgebildeten Greifers 6,
derart, dass der Greifer 6 beim Verfahren des Antriebs 10 aus
seiner geschlossenen Stellung in seine nicht dargestellte geöffnete Stellung
und umgekehrt bewegbar ist, wobei die Bewegung der Spitze des Greifers 6 durch
eine entsprechende Kombination der Einzelbewegungen des ersten Antriebes 10 und
zweiten Antriebes 14 vorzugsweise senkrecht zur Linie 64 erfolgt,
um eine im Wesentlichen senkrecht auf die Klemmfläche 16 wirkenden
Klemmkraft zu erhalten.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform
der Erfindung, die in den Figuren nicht dargestellt ist, sind mehrere
Greifer 6 und Greiferauflagen 12 entlang einer
Greiferreihe angeordnet, wobei jeder der Greifer 6 und
der zugeordneten Greiferauflagen 12 über einen eigenen separaten
ersten und zweiten Antrieb 10, 14, verfügen. Bei
dieser Ausführungsform
werden zur Erzeugung einer Wellenform oder Korrugation der vorlaufenden
Kante eines Bogens die benachbart zueinander angeordneten Greifer
und zugehörigen
Greiferauflagen während
des Fortdruckbetriebs der Druckmaschine gegenüber einer gedachten mittleren
Linie entlang der Greiferreihe versetzt zueinander angeordnet. Hierdurch
ergibt sich der Vorteil, dass die vorlaufende Kante des Bogens versteift wird,
wodurch ein Umschlagen der Ecken, beispielsweise bei der Führung des
Bogens entlang der Umfangsoberfläche
eines Umführzylinders,
wirksam vermieden werden kann.
-
Nach einer weiteren Ausgestaltung
der Erfindung ist es möglich,
die Greifer und zugehörigen Greiferauflagen
einer Greiferreihe eines vorgeordneten Zylinders durch den ersten
und/oder zweiten Antrieb relativ zu den Greifern einer weiteren
Greiferreihe relativ zueinander zu verfahren, die an einem nachgeordneten
bogenführenden
Zylinder angeordnet ist, um hierdurch eine Korrugation der Bogenvorderkante
bei der Bogenübergabe
zu eliminieren. Eine solche Korrugation ergibt sich beispielsweise
bei Druckmaschinen des Standes der Technik dadurch, dass die Greiferauflagen
des vorgeordneten und nachgeordneten Zylinders in der Regel auf
eine Bedruckstoffstärke
eingerichtet sind, bei der die Bogenvorderkante geradlinig verläuft. Beim
Wechsel auf einen dickeren oder dünneren Bedruckstoff ergibt
sich dann aufgrund des kammartigen wechselweisen Ineinandergreifens
der Greifer des vorgeordneten und nachgeordneten Zylinders durch
die vergrößerte oder
verkleinerte Dicke des Bedruckstoffs eine unerwünschte Wellenform oder Korrogation.
-
- 1
- Bogenführender
Zylinder
- 2
- Grundkörper
- 4
- Greifereinrichtung
- 6
- Greifer
- 8
- Greiferwelle
- 10
- erster
Antrieb
- 12
- Greiferauflage
- 14
- zweiter
Antrieb
- 16
- Klemmfläche der
Greiferauflage
- 18
- Klemmfläche des
Greifers
- 20
- weiterer
Antrieb
- 22
- Sensor
- 24
- Bogen
- 26
- elektronische
Steuerungseinrichtung
- 28
- Leistungselektronik
- 30
- Maschinentacho
- 32
- Vorsteuerung
- 34
- Kniehebelgetriebe
- 36
- erster
Hebel
- 38
- zweiter
Hebel
- 40
- weiterer
Hebel
- 42
- zweiter
Antrieb bei Ausführungsform
von Figur 5
- 44
- Traverse
- 46
- Schwenkpunkt
- 48
- Abstand
- 50
- Drehgelenk
- 52
- senkrechte
mittige Verbindungslinie durch Klemmfläche der Greiferauflage
- 54
- Abstand
- 56
- Schwinge
- 58
- Drehpunkt
der Schwinge
- 60
- erster
Hebelarm
- 62
- zweiter
Hebelarm
- 64
- Linie
durch Klemmfläche
der Greiferauflage