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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren zur seitlichen Ausrichtung einer
Bahn gemäß dem Oberbegriff
des Anspruch 1.
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Die
DE 35 12 904 C2 offenbart
eine Vorrichtung zur seitlichen Ausrichtung einer Bahn, wobei in Abhängigkeit
eines von einer Kamera festgestellten seitlichen Versatzes ein Stellantrieb
angesteuert wird, welcher auf die Stellung eines Drehrahmens wirkt.
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Durch
die
DE 101 50 810
A1 ist ein Rollenwechsler bekannt, wobei zwei Rollenarme
zur Aufnahme einer Rolle ein Paar bilden und jeweils einzeln durch
einen eigenen Motor entlang einer Rotationsachse der Rolle bewegbar
sind.
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Die
DE 19 05 818 U zeigt
ein Verfahren zur seitlichen Ausrichtung einer Bahn durch einen
Drehrahmen mit einer zugeordneten Steuer- und/oder Regeleinrichtung
auf und eine Rollenabwicklung, wobei eine automatische Änderung
der seitlichen Position der Rolle im Rollenwechsler erfolgt wenn
der Drehrahmen in den Bereich seitlicher Endschalter gelangt.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur seitlichen
Ausrichtung einer Bahn unter Vermeidung großer Bahnumlenkungen zu schaffen.
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Die
Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die
Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
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Ein
wesentlicher mit der Vorrichtung bzw. dem Verfahren erzielbarer
Vorteil liegt einerseits darin, dass bei Verwendung üblicher
Wenderahmen insgesamt ein erhöhter
Versatz einer Bahn, z. B. Papierbahn realisierbar ist. Andererseits
erfolgt der Versatz materialschonend, da der Versatz bei großen Stellwegen
nicht allein durch den Wenderahmen erfolgt. Eine extreme Schrägstellung
und damit stärkere
Umlenkung der Bahn wird vermieden.
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Ausführungsbeispiele
der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im Folgenden
näher beschrieben.
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Es
zeigen:
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1 eine Übersicht über eine
Druckmaschine;
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2 eine
schematische Darstellung von Bahnen unterschiedlicher Breite;
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3 eine
schematische Vorderansicht eines Rollenwechslers;
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4 eine
schematische Seitenansicht eines Rollenwechslers;
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5 eine
schematische Darstellung eines Einzugwerks.
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Eine
bahnbe- und/oder -verarbeitende Maschine, z. B. Druckmaschine, insbesondere
eine Rollenrotationsdruckmaschine zum Bedrucken einer oder mehrerer
Bahnen B, weist mehrere Aggregate 100; 200; 300; 400; 500; 600; 700; 800; 900 zur
Versorgung, zum Bedrucken und zur Weiterverarbeitung auf. Von z.
B. einer Rollenabwicklung 100 wird die zu beduckende Bahn
B, insbesondere Papierbahn B, abgewickelt, bevor sie über ein
Einzugwerk 200 einer oder mehreren Druckeinheiten 300 zugeführt wird. Zu
den standardmäßig für den Mehrfarbendruck
vorgesehenen Druckeinheiten 300 (z. B. vier Stück für Vierfarbendruck)
können
zusätzliche
Druckeinheiten 300 vorgesehen sein, welche dann beispielsweise auch
abwechselnd zu einem oder mehreren der übrigen Druckeinheiten 300 für den fliegenden
Druckformwechsel einsetzbar sind.
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In
einer vorteilhaften Ausgestaltung kann im Bahnweg ein Lackierwerk 400 vorgesehen
sein.
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Nach
dem Bedrucken und ggf. Lackieren durchläuft die Bahn B einen Trockner 500 und wird ggf.
in einer Kühleinheit 600 wieder
abgekühlt,
falls die Trocknung auf thermische Weise erfolgt. Nach dem Trockner 500,
in oder nach der Kühleinheit 600 kann
mindestens eine weitere, in 1 nicht
dargestellte Konditioniereinrichtung, wie z. B. eine Beschichtungseinrichtung
und/oder eine Wiederbefeuchtung vorgesehen sein. Nach der Kühlung und/oder
Konditionierung kann die Bahn B über
einen Überbau 700 einem
Falzapparat 800 zugeführt werden.
Der Überbau 700 weist
zumindest ein nicht in 1 dargestelltes Silikonwerk,
eine Längsschneide-
und eine Wendeeinrichtung sowie eine Trichtereinheit auf. Das genannte
Silikonwerk kann auch vor dem Überbau 700,
z. B. im Bereich der Kühleinheit 600 angeordnet
sein. Der Überbau 700 kann weiter
ein in 1 nicht dargestelltes Perforierwerk, ein Leimwerk,
ein Nummerierwerk und/oder einen Pflugfalz aufweisen. Nach Durchlaufen
des Überbaus 700 wird
die Bahn B bzw. werden Teilbahnen in einen Falzapparat 800 geführt.
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In
vorteilhafter Ausführung
weist die Druckmaschine zusätzlich
einen gesonderten Querschneider 900, z. B. einen sog. Planoausleger 900,
auf, in welchem eine beispielsweise nicht durch den Falzapparat 800 geführte Bahn
B in Formatbogen geschnitten und ggf. gestapelt oder ausgelegt wird.
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Die
Aggregate 100; 200; 300; 400; 500; 600; 700; 800; 900 der
Druckmaschine weisen eine wirksame Breite quer zur Transportrichtung
T der Bahn B auf, welche das Verarbeiten von Bahnen B einer maximalen
Breite b (2) von z. B. bis zu 1.000 mm
erlaubt. Unter wirksamer Breite ist hier die jeweilige Breite bzw.
lichte Weite der mit der Bahn B direkt oder indirekt zusammen wirkenden
Bauteile (z. B. Walze, Zylinder, Durchführung, Sensorik, Stellwege
etc.) der Aggregate 100; 200; 300; 400; 500; 600; 700; 800; 900 zu
verstehen, so dass die Bahn B in ihrer vollen Breite b bearbeitet,
konditioniert und gefördert
werden kann. Ferner sind die Aggregate 100; 200; 300; 400; 500; 600; 700; 800; 900 in
ihrer Funktionalität (Materialzufuhr,
Bahntransport, Sensorik, Weiterverarbeitung) derart ausgeführt, dass
auch lediglich teilbreite Bahnen B' in der Druckmaschine bis hinunter zu
einer Breite b' von
lediglich 400 mm verarbeitbar sind.
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Die
eine Abschnittslänge
a definierenden bzw. verarbeitenden Aggregate 100; 200; 300; 400; 500; 600; 700; 800; 900 sind
derart ausgeführt,
dass sie beispielsweise eine zwischen 540 und 700 mm liegende Abschnittslänge a auf
der Bahn B definieren. Vorteilhafter Weise liegt die Abschnittslänge a zwischen
540 und 630 mm. In einer speziellen Ausführung liegt die Abschnittlänge a bei
620 ± 10
mm. In Weiterbildung der Druckmaschine sind die Aggregate 100; 200; 300; 400; 500; 600; 700; 800; 900 derart
ausgeführt,
dass mit einigen wenigen Veränderungen
die Druckmaschine wahlweise mit Abschnittslänge 546 mm, 578 mm, 590 mm
oder 620 mm ausführbar
ist. So ist für
den Wechsel beispielsweise im wesentlichen lediglich eine Austauschbarkeit
von Lagerelementen für
Druckwerkszylinder, eine Anpassung des Antriebes sowie eine Anpassung
im Falzapparat 800 bzw. dem Querschneider 900 erforderlich
um die selbe Druckmaschine für
voneinander verschiedene Formate auszurüsten. Die Abschnittslänge a ist
beispielsweise standardgemäß mit vier
stehenden Druckseiten, z. B. DIN A4, in Querrichtung der Bahn B
nebeneinander und zwei Druckseiten (beispielsweise einer Länge s) in
Längsrichtung
hintereinander belegt. Je nach Druckbild und nachfolgender Weiterverarbeitung
im Überbau 700 und
Falzapparat 800 sind jedoch auch andere Seitenzahlen je
Abschnittslänge
a möglich.
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Die
Rollenabwicklung 100 kann als Stillstandsrollenwechsler
mit Bahnspeicher oder aber vorteilhaft, wie in 3 dargestellt,
als Rollenwechsler 100 für den fliegenden Rollenwechsel
ausgeführt sein.
Er weist mehrere, hier zwei, Paare von Tragarmen 101; 102 auf,
welche auf einem Träger 103 jeweils
paarweise in einer Flucht parallel zur Rotationsachse einer abzuwickelnden
Rolle 104; 106 einzeln bewegbar gelagert sind.
Die geteilten, einzeln bewegbaren Tragarme 101; 102 ermöglichen
die gleichzeitige Aufnahme von Rollen 104; 106 unterschiedlicher
Breite b'; b durch
die Tragarme 101 bzw. 102 (3). Die
axiale Bewegung erfolgt beispielsweise über Antriebsmotoren 107 und/oder über nicht dargestellte
Spindeltriebe. Der Träger 103,
der insgesamt wie in 3 dargestellt z. B. mehrteilig
ausgeführt
ist, ist um eine zu den Rotationsachsen R104; R106 parallelen Mittelachse
R103 motorisch in einem Gestell 109 bzw. in Gestellwänden 109 verschwenkbar
gelagert, wobei die beiden Paare von Tragarmen 101; 102 vorzugsweise
um 180° um
die Mittelachse R103 zueinander versetzt angeordnet sind. Einen
Rollenkern aufnehmende Konen 111 sind rotatorisch beispielsweise über einen
Riementrieb von einem Antriebsmotor 112 an einem Konus 111 je Paar
von Tragarmen 101; 102 antreibbar. Der andere Konus 111 ist
jeweils nicht getrieben.
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Die
axiale Positionierung des jeweiligen Tragarms 101; 102 wird
beispielsweise durch eine lediglich schematisch angedeutete Steuerung und/oder
Regelung 114 anhand eines beispielsweise manuell (z. B.
vom Bedienpult) oder einer Maschinensteuerung vorgegebenen Sollwert
y-soll für
die Position der Rolle 104; 106 oder y-soll,i
für die
Tragarme 101; 102 vorgenommen. Die Sollwerte y-soll,i für die Tragarme 101; 102 kann
auch in der Steuerung 114 oder in sonstiger Weise, z. B.
aus dem Sollwert y-soll gebildet werden. Zur Erfassung der tatsächlichen
Lage y-ist des jeweiligen Tragarms 101; 102 kann
dem Antrieb und/oder dem Träger 103 eine nicht
dargestellte Sensorik zugeordnet sein, welche die Lage an die Steuerung
und/oder Regelung 114 zurückmeldet. Ein Sensor kann entfallen,
wenn beispielsweise über
eine Rotorstellung etc. die tatsächliche
axiale Lage korreliert ist und als Information vorliegt. Stimmt
die aktuelle Lage y-ist (über
die Sensorik oder die Korrelation) nicht mit dem aktuellen Sollwert
y-soll überein,
so wirkt die Steuerung und/oder Regelung 114 ihrerseits
mit einem entsprechenden Stellbefehl Δ107 auf die betreffenden Antriebsmotoren 107.
Ein Steuerungsprozess kann vorteilhafter Weise vorgesehen sein,
in welchem die neu aufgeachste Rolle, z. B. Rolle 106,
zur gerade ablaufenden Rolle, z. B. Rolle 104 (bzw. Bahn
B, B') in axialer Richtung
automatisch ausgerichtet wird, bevor die neue Bahn B; B' mittels einer Klebe-
und Schneideinrichtung 108 an die ablaufende Bahn B'; B angeklebt, und
die alte Bahn B';
B von ihrer Rolle 104; 106 abgetrennt wird. Auch
ist es durch die angetriebenen Tragarme 101; 102 möglich und
vorgesehen, dass nach Aufnahme einer neuen Rolle 104; 106,
oder aber vor Produktionsbeginn die Rolle 104; 106 in
ihrer axialen Lage im Hinblick auf den gewünschten Bahnkantenverlauf automatisch
positioniert und somit die Bahnkante voreingestellt wird. Entsprechende Informationen über die
geplante Produktion und/oder Vorgabewerte erhält die Steuerung des Rollenwechslers 100 durch
die Maschinensteuerung der Druckmaschine.
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In
einer vorteilhaften Weiterbildung ist im Bereich des Rollenwechsels 100 oder
zwischen dem Rollenwechsler 100 und einer nachfolgenden
ersten Druckeinheit 300 eine nicht dargestellte Bahnkantenerfassung
für die
ablaufende Bahn B; B' vorgesehen. Das
Ergebnis wird mit einem Sollwert verglichen und bei Abweichung wird
eine Regulierung der Bahnkante durch axiale Bewegung der Rolle 104; 106 über das
entsprechende Paar von Tragarmen 101; 102 vorgenommen.
Insbesondere ist eine Verfahrensweise von Vorteil, wobei das genannte
Nachfahren der Rolle 104; 106 und ein Ausrichten
der Bahn B; B' im Einzugwerk 200 miteinander
in Verbindung stehen (s.u.). Ein axialer Stellbereich der Tragarme 101; 102 des
Rollenwechslers 100 ist dann derart ausgebildet, dass er
die Aufnahme einer Rolle 104; 106 mit einer Breite
b von bis zu 1.000 mm und zusätzlich
eine Korrektur aus einer mittleren Lage heraus um mindestens ± 50 mm
ermöglicht.
Das Einstellen und/oder Konstanthalten einer für die Abwicklung der Bahn B; B' geeigneten Bahnspannung
wird durch eine entsprechende Einrichtung, z. B. einer Tänzerwalze 113,
gewährleistet
(siehe 4).
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Nachdem
im Rollenwechsler 100 die Bahnspannung bereits eine Voreinstellung
für das
störungsfreie
Abwickeln (Sackbildung und zu hohe Spannung wird vermieden) erfährt, erfolgt
die letztlich für
den Verlauf der Bahn B; B' durch
die nachfolgenden Druckeinheiten 300 und nachfolgenden
Aggregate 400; 500; 600; 700; 800; 900 wesentliche Einstellung
der Bahnspannung und/oder der seitlichen Ausrichtung der Bahn B;
B' im Einzugwerk 200.
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Hierzu
verfügt
das Einzugwerk 200 zumindest über eine Vorrichtung zur Einstellung
der Bahnspannung sowie über
eine Vorrichtung zur seitlichen Ausrichtung (5).
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Für den Transport
und die Einstellung der Bahnspannung weist das Einzugwerk 200 eine
durch einen Antriebsmotor 201 getriebene Zugwalze 202 auf.
Schlupf wird einerseits durch große Umschlingung der Zugwalze 202 von
90 bis 180° (durch
S-förmigen
Verlauf der Bahn B) und zum zweiten durch an die Zugwalze 202 z.
B. pneumatisch anstellbare Rollen 203 vermieden/verringert.
Der Antriebsmotor 201 kann in einer Variante bzgl. seines
Momentes geregelt ausgeführt
sein, wobei in diesem Fall über
das von einer Spannungsregelung vorgegebene Moment die Bahnspannung
einstellbar ist. Die angetriebene Zugwalze 202 kann in
diesem Fall gleichzeitig als Vorrichtung zur Einstellung der Bahnspannung über das
anliegende Moment wirksam sein. Im Beispiel ist der Antriebsmotor 201 jedoch
bzgl. seiner Drehzahl geregelt. Die einzustellende Drehzahl wird
z. B. von der Maschinensteuerung und/oder durch eine Bahnspannungsregelung
vorgegeben, welche die gewünschte
Drehzahl vor dem Hintergrund der zu erzielenden Bahnspannung in
Bezug zu einer nachfolgenden, nicht dargestellten Zugwalze vorgibt.
im Regelfall erfolgt ein Nacheilen der Zugwalze 202 und
damit ein Bremsen mit dem Antriebsmotor 201.
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Die
Bahnspannung wird im dargestellten Ausführungsbeispiel mit einer der
Zugwalze 202 nachgeordneten Vorrichtung ermittelt und eingestellt. Hierzu
umläuft
die Bahn B eine in ihrer Lage ortsveränderbare Walze 204,
insbesondere eine Tänzerwalze 204,
und eine Walze 206, z. B. eine Messwalze 206.
Die Tänzerwalze 204 ist
mittels eines Antriebes 207, beispielsweise eines mit Druckmittel
beaufschlagbaren Zylinders 207, in ihrer Lage veränderbar und
mit einer Kraft entgegen einer durch die die Walze 204 umschlingende
Bahn B erzeugten Zugkraft beaufschlagbar.
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Das
Einzugwerk 200 verfügt
weiterhin über eine
Bahnlaufregelung zur seitlichen Ausrichtung der Bahn B mitels einer
entsprechende Vorrichtung, welche Mittel zum seitlichen Versetzen 208,
z. B. einen Drehrahmen 208, sowie eine Messeinrichtung 209 zur
Erfassung der Lage der Bahnkante aufweist. Die Messung erfolgt beispielsweise über einen
Sender, einen Spiegel und einen Empfänger für den reflektierten Strahl.
Mittels einer in 5 nur schematisch angedeuteten
Steuer- und/oder Regeleinrichtung 211 erfolgt ein Vergleich
des Istwertes x-ist mit einem beispielsweise von der Maschinensteuerung
vorgegebenen Sollwert x-soll für
die Lage der Bahnkante. Liegt eine Abweichung vor, so wird von der
Steuer- und/oder Regeleinrichtung 211 ein die Abweichung kompensierender
Stellbefehl Δ212
an einen nur schematisch angedeuteten Antrieb 212 gegeben.
In einer vorteilhaften Weiterbildung ist die Messeinrichtung 209 in
ihrer axialen Lage ortsveränderbar,
z. B. über
ein Antriebsmittel fernbetätigt,
ausgeführt.
So lässt
sich auf Stellbefehl von einem Bedienpult her oder aber automatisch
durch die Maschinensteuerung eine Positionierung auf der Basis von
Informationen bzgl. einer für
die geplante Produktion verwendete Bahnbreite vornehmen.
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In
einer vorteilhaften Ausführung
stehen die Bahnlaufregelung 208, 209, 211, 212 des
Einzugswerkes 200 und die Steuerung und/oder Regelung 114 der
Tragarme 101; 102 des Rollenwechslers 100 miteinander
in verfahrenstechnischer Wirkverbindung (in 3 und 5 angedeutet).
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Die
Bahnlaufregelung 208, 209, 211, 212 weist – von einer
Nulllage betrachtet – einen
durch die Mechanik begrenzten Stellbereich auf. Wird ein vordefinierter
und/oder vordefinierbarer Grenzbereich erreicht, so wird, beispielsweise
durch die Steuerung 211, ein Korrekturwert K, beispielsweise
als Offset für
den Sollwert y-soll der Rollen- oder Tragarmposition an den Rollenwechsler 100 bzw.
dessen Steuerung 114 gegeben. Bei Erreichen eines Grenzbereichs
für den
Stellweg der Bahnlaufregelung 208, 209, 211, 212 wird
somit eine Korrektur der Rollenlage im Rollenwechsler 100 vorgenommen.
In Weiterbildung wird die Korrektur derart vorgenommen, dass die
Bahnlaufregelung 208, 209, 211, 212 wieder
in einen zulässigen
Bereich, vorteilhaft nahe ihrer Nulllage zurückkehren kann.
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- 100
- Aggregat,
Rollenabwicklung, Rollenwechsler
- 101
- Tragarm
- 102
- Tragarm
- 103
- Träger
- 104
- Rolle
- 105
-
- 106
- Rolle
- 107
- Antriebsmotor
- 108
- Klebe-
und Schneideinrichtung
- 109
- Gestell,
Gestellwand
- 110
-
- 111
- Konus
- 112
- Antriebsmotor
- 113
- Tänzerwalze
- 114
- Steuerung
und/oder Regelung
- 200
- Aggregat,
Einzugwerk
- 201
- Antriebsmotor
- 202
- Zugwalze
- 203
- Rolle
- 204
- Walze,
Tänzerwalze
- 205
-
- 206
- Walze,
Messwalze
- 207
- Antrieb,
Zylinder
- 208
- Mittel
zum seitlichen Versetzen, Drehrahmen
- 209
- Messeinrichtung
zur Erfassung der Lage der Bahnkante
- 210
-
- 211
- Steuer-
und/oder Regeleinrichtung
- 212
- Antrieb
- 300
- Aggregat,
Druckeinheit, Doppeldruckwerk
- 400
- Aggregat,
Lackierwerk
- 500
- Aggregat,
Trockner
- 600
- Aggregat,
Kühleinheit
- 700
- Aggregat, Überbau
- 800
- Aggregat,
Falzapparat
- 900
- Aggregat,
Querschneider, Planoausleger
- B
- Bahn,
Papierbahn
- B'
- Bahn,
Papierbahn
- K
- Korrekturwert
- T
- Transportrichtung
- a
- Abschnittslänge
- s
- Länge
- b
- Breite,
(B)
- b'
- Breite,
(B)
- y-soll
- Sollwert
- y-soll,i
- Sollwert
- y-ist
- Lage,
tatsächlich
- R103
- Mittelachse
- R104
- Rotationsachse
- R106
- Rotationsachse
- Δ107
- Stellbefehl
- Δ212
- Stellbefehl