DE10055586A1

DE10055586A1 - Vorrichtung zum Erfassen flachen Materials auf einer Transportfläche

Info

Publication number: DE10055586A1
Application number: DE10055586A
Authority: DE
Inventors: David Whitten
Original assignee: Heidelberger Druckmaschinen AG
Current assignee: Goss International Americas LLC
Priority date: 1999-12-08
Filing date: 2000-11-09
Publication date: 2001-06-13
Anticipated expiration: 2020-11-10
Also published as: DE10055586B4; US6551227B1

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Erfassen flachen Materials, z. B. einer Materialbahn (1) auf einer Transportfläche (15). Der Oberfläche (9) eines ersten Zylinders (7) ist mindestens eine Messeranordnung (12) zugeordnet. Auf der Außenoberfläche eines Papier führenden Zylinders (14), z. B. eines Übergabezylinders, eines Falzzylinders oder eines Nutenzylinders, wird ein flaches Material (1) gestützt. Der Oberfläche (9) des ersten Zylinders (7) sind vorgespannte Produkterfassungselemente (27) zugeordnet, die in Kooperation mit der Vorderkante (25) des auf der Oberfläche (15) des Papier führenden Zylinders (14) gestützten flachen Materials (1) eine Erfassungsposition (32) einnehmen.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Erfassen flachen Materials auf einer Transportfläche gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.

In der EP 0 220 644 A2 ist ein Vakuumsystem für Falzapparate zur Vermeidung von Flatterbewegungen der Hinterkante von Signaturen während eines Wendevorgangs beschrieben. Der Falzapparat umfasst zwei Zylinder, die sich in entgegengesetzte Richtungen drehen. Ein Abschnitt der Signatur wird entlang der Außenfläche eines der Zylinder bewegt und dann gewendet, so dass sie sich auf der Außenfläche des anderen Zylinders dreht. In der Nähe der Signatur ist während des Wendevorgangs ein Vakuumsystem vorgesehen, das ein Führungspaar und eine zentrale, frei drehbare Vakuumwalze umfasst. Das Vakuum bewirkt, dass der gewendete Abschnitt der Signaturen die Führungen und Walzen kontaktiert und verhindert so ein Flattern an der Hinterkante der Signatur. Ferner wird die Signatur durch das Vakuum in der Weise geführt, dass sie problemlos an die Peripherie der nachfolgenden Walze übergeben wird. Der Hauptnachteil der in der EP 0 220 644 A2 beschriebenen Vakuumlösung besteht darin, dass durch die Vakuumquelle nur die äußerste Schicht einer Vorderkante einer Materialbahn auf einer Zylinderoberfläche sicher erfasst werden kann. Bei einer Materialbahn, die eine Vielzahl von Bahnsträngen oder Schichten umfasst, wird ein Öffnen während der Übergangsphase, nachdem eine neue Signatur von der Bahn geschnitten und so eine neue Vorderkante geschaffen wurde, nicht verhindert.

Die kürzlich veröffentlichte Anmeldung EP 0 931 748 A1 beschreibt einen punkturnadellosen Falzapparat einer Rotationsdruckmaschine. Diese Lösung umfasst einen ersten Papier führenden Zylinder, auf dessen Oberfläche eine in dem punkturnadellosen Falzapparat zu bearbeitende Materialbahn gestützt wird. Dieser erste Papier führende Zylinder wirkt mit einem diesem zugeordneten Messerzylinder zusammen, dessen Außenoberfläche eine Vielzahl von Messeranordnungen zugeordnet ist. Gemäß dieser Lösung sind entweder an der Umfangsoberfläche des ersten Papier führenden Zylinders oder an der Umfangsoberfläche des Messerzylinders zyklisch betätigbare Produkthalteelemente vorgesehen, die in der Weise betätigt werden, dass sie eine auf der ersten Zylinderoberfläche im Gegenuhrzeigersinn bewegte Vorderkante kontaktieren und eine neu geschaffene Vorderkante erfassen, nachdem von der Materialbahn eine neue Signatur geschnitten wurde.

Bei dieser Lösung müssen die Halteelemente durch ein Kurvenelement betätigt werden, das an der Endfläche des jeweiligen Zylinders angeordnet sein muss. Eine Anordnung aus einer Kurve und einem Kurvenfolger nimmt viel Platz in Anspruch, ist wartungsaufwendig und verschleißanfällig. Die jeweilige Oberfläche der Kurve muss gehärtet sein, damit sie weniger verschleißanfällig ist, was die Herstellung der Betätigungskomponente des Halteelements kompliziert.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Produkterfassungselement vorzuschlagen, das in Kooperation mit einer Papiertransportfläche betätigbar ist, auf der das zu erfassende flache Material gestützt wird und das ein zuverlässiges Positionieren eine Vorderkante einer Materialbahn ermöglicht, wenn eine Signatur von einer mehrschichtigen Materialbahn geschnitten wird.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale gemäß Anspruch 1 gelöst. Die verfahrenstechnische Lösung besteht in einem Verfahren gemäß den Merkmalen des Anspruchs 13.

Der Vorteil der vorliegenden Erfindung liegt in der automatischen Betätigung des vorgespannten Produkterfassungselements durch den Kontakt mit der gegenüber liegenden Transportfläche ohne die Aktivierung bestimmter Elemente wie z. B. einer Kurve oder eines Kurvenfolgers. Die Produkterfassungselemente sind vorzugsweise in eine Zylinderoberfläche integriert und nehmen entweder eine aufgrund der Vorspannungskraft kontaktlose Position oder eine Position ein, in der sie eine Vorderkante kontaktieren und auf diese automatisch eine Kraft ausüben.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kontaktieren die Produkterfassungselemente das flache Material nur punktuell und üben die erfassende Kraft demgemäß nur punktuell aus, wodurch verhindert wird, dass sich auf dem flachen Produkt Abdrücke bilden, und gleichzeitig gewährleistet ist, dass sich eine aus mehreren Schichten bestehende Materialbahn nicht öffnet. Die Produkterfassungselemente können dabei voneinander beabstandet über die gesamte Breite der Materialbahn bzw. des Papier führenden Zylinders oder aber in der Mitte oder im jeweiligen Seitenkantenabschnitt des Zylinders angeordnet sein.

Die Produkterfassungselemente können entweder dadurch vorgespannt sein, dass dem Gehäuse der Produkterfassungselemente jeweils ein Vorspannungselement zugeordnet ist, oder dadurch, dass die Produkterfassungselemente von einer Druckquelle, z. B. einem Pneumatik- oder Hydrauliksystem, mit einer Kraft beaufschlagt werden.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sind die Produkterfassungselemente bewegbar in einem Messergehäuse aufgenommen, das derart an der Oberfläche eines ersten Zylinders, z. B. eines Messerzylinders, angeordnet ist, dass es leicht ausgewechselt werden kann. Damit die neu entstandene Vorderkante einer mehrschichtigen Materialbahn direkt in ihrem vordersten Bereich erfasst werden kann, sind die Produkterfassungselemente vorzugsweise geneigt in dem Messergehäuse angeordnet. Zum Erfassen der Vorderkante kontaktieren die Produkterfassungselemente die Vorderkante in der Nähe des Schnitts, durch den eine neue Signatur von der Materialbahn geschnitten und so eine neue Vorderkante geschaffen wird. Durch die Anordnung des Produkterfassungselements in der Nähe des Schnitts ist die Registerhaltigkeit der neu entstandenen Signatur auf der Stützfläche sowie eine exakte Durchtrennung der Bahn zwischen den Zylindern gewährleistet. Die Registergenauigkeit des Schnittvorgangs und der exakten Positionierung der entstandenen Signatur auf der Transportfläche des Übertragungszylinders führt zu einer hohen Genauigkeit der nachfolgenden Querfalz- Vorgänge, die in einem Falzapparat, z. B. einem punkturnadellosen Falzapparat, vorgenommen werden sollen.

Die Produkterfassungselemente umfassen vorzugsweise eine abgerundete Spitze und einen Aufsatz oder eine Beschichtung, die eine reibungsarme Kontaktfläche bilden, so dass beim Kontaktieren der Vorderkante des auf dem Papier führenden Zylinder gestützten flachen Materials verhindert wird, dass sich Abdrücke bilden.

Die erfindungsgemäße Produkterfassungsvorrichtung kann beispielsweise bei zusammenwirkenden Zylindern eingesetzt werden, z. B. bei Falzzylindern oder Papier führenden Zylindern eines Falzapparats einer Rollenrotationsdruckmaschine für den Akzidenz- oder Zeitungsdruck.

Das erfindungsgemäße Verfahren zum Erfassen der Vorderkante von flachem Material auf einer Zylinderoberfläche in einem Falzapparat sieht vor, dass die Vorderkante des flachen Materials auf einer Transportfläche gestützt wird, wobei die Produkterfassungselemente eine kontaktlose erste Position einnehmen, bevor die Vorderkante erfasst wird. In einer ersten Kooperationsphase kooperieren die Zylinderoberflächen nicht miteinander, sondern bewegen sich nur in ihrer jeweiligen Drehgeschwindigkeit in Umfangsrichtung aufeinander zu. Sobald die Produkterfassungselemente die Vorderkante einer auf der Transportfläche des Übergabezylinders gehaltenen Materialbahn kontaktieren, üben sie eine Erfassungskraft auf die Außenfläche der Vorderkante aus, um ein Öffnen der Vorderkante der Materialbahn zu verhindern. Die Vorderkante wird erst wieder freigegeben, wenn sie von einem aus der Oberfläche es Papier führenden Zylinders, z. B. eines Übergabezylinders, hervortretenden Greifer erfasst wurde. Bei weiterer Drehung des Zylinders mit den Produkterfassungselementen nehmen diese eine zweite kontaktlose Position ein. Die Produkterfassungselemente werden aufgrund der Vorspannungskraft wieder aus der Zylinderfläche herausbewegt, während die neu entstandene Vorderkante der Materialbahn von dem Greiferelement sicher erfasst wird.

Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sind Gegenstand der nachfolgend dargestellten Figuren sowie deren Beschreibungen.

Es zeigen im Einzelnen:

Fig. 1 eine schematische Seitenansicht einer Falzapparatanordnung mit zwei zusammenwirkenden Zylindern, und

Fig. 2 eine Detailansicht des Schnittbereichs in drei verschiedenen Drehpositionen des Zylinders.

In der in Fig. 1 gezeigten Falzapparatanordnung wird eine Materialbahn 1 über einen einem ersten und zweiten Zugwalzenpaar 5, 6 vorgeordneten Falztrichter 2 geführt und dabei längs gefalzt. Die Bezeichnung "Materialbahn" wird hier und im Folgenden nur beispielhaft verwendet und kann sowohl eine einzelne Materialbahn als auch eine Vielzahl von übereinander liegenden, längs gefalzten oder ungefalzten Bahnen oder Bahnsträngen bezeichnen. Der Falztrichter 2 muss jedoch nicht zwangsläufig vorgesehen sein; die Materialbahn 1 kann den Spalt zwischen den Zugwalzen 5, 6 und den nachfolgenden Pfad auch ungefalzt passieren.

Nachdem die Materialbahn 1 die Zugwalzenpaare 5, 6 passiert hat, läuft sie in einen Schnittbereich 13 zwischen zwei zusammenwirkenden Zylindern 7, 14 ein. Der erste Zylinder 7 ist in der gezeigten Ausführungsform als ein Messerzylinder 7 ausgebildet, dessen Außenfläche entsprechend einem Radius 8 gebogen ist. An der Außenfläche 9 des Messerzylinders 7 ist mindestens eine in einem Messergehäuse 10 aufgenommene Messeranordnung 12 angeordnet. Die in Fig. 1 angedeuteten Radien 8 zeigen unterschiedliche Drehpositionen des Messerzylinders 7. Entsprechend den unterschiedlichen Drehpositionen des Messerzylinders 7 sind auch unterschiedliche Drehpositionen des angrenzenden zweiten Zylinders 14 gezeigt, der in der gezeigten Ausführungsform als ein Übergabezylinder und insbesondere als ein Nutenzylinder ausgebildet ist. An der Außenoberfläche 15 des Nutenzylinders 14 sind in Kerben aufgenommene Nuten 16 angeordnet. Ferner befinden sich an der Außenoberfläche 15 des Nutenzylinders 14 Greiferelemente 17. Sowohl die Nuten 16 als auch die Greiferelemente 17 sind in drei verschiedenen Drehpositionen gezeigt, die anhand von Fig. 2 näher beschrieben sind. Durch Kooperation der Messeranordnungen 12 mit den an der Oberfläche 15 angeordneten Nuten 16 am Nutenzylinder 14 wird die einlaufende Materialbahn in Signaturen geschnitten. Die Genauigkeit der an den Signaturen nachfolgend in dem Falzapparat vorzunehmenden Falzvorgänge ist in hohem Maße abhängig von der Genauigkeit dieses Querschneide-Vorgangs und von der Genauigkeit, mit der die jeweilige Vorderkante auf der Oberfläche 15 des Nutenzylinders 14 gestützt wird. Jede hierbei auftretende Registerungenauigkeit beeinträchtigt die Qualität der nachfolgenden Falzvorgänge.

Fig. 2 ist eine Detailansicht des Schnittbereichs in drei verschiedenen Drehpositionen, die durch die Bezugszeichen 18, 19 und 20 bezeichnet sind.

Der Messerzylinder 7 dreht sich um seine Achse 23, um welche die Außenfläche 9 in einem durch den Radius 8 definierten Abstand herum verläuft. In der Außenfläche 9 des Messerzylinders 7 sind Messeranordnungen 12 aufgenommen, die in Kerben mit Messergehäusen 10 angeordnet sind. Diese Messergehäuse sind im Messerzylinder durch nicht näher dargestellte Befestigungsmittel befestigt, die bei Abnutzung der Klinge 26 des jeweiligen Messers 12 ein einfaches Auswechseln der Messergehäuse ermöglichen. Innerhalb der Messergehäuse 10 sind ferner geneigt verlaufende Kontaktelemente 27 angeordnet, die einen Kontaktstift 27 mit abgerundeter Spitze 29 umfassen. Die abgerundete Spitze 29 ist vorzugsweise mit einem Material beschichtet, das Abdrücke auf der Vorderkante verhindert, wenn diese durch die Spitze 29 des Kontaktstifts 27 kontaktiert wird. Innerhalb des Gehäuses des Kontaktstifts 27 ist ein Vorspannungselement, z. B. eine Feder, angeordnet, die den Kontaktstift 27 in der nachfolgend beschriebenen ausgefahrenen Position hält.

Das Gehäuse des Kontaktstifts kann auch mit einer Druckquelle, z. B. einem Pneumatik- oder Hydrauliksystem verbunden sein.

Im Zylinder 14, der mit dem Messerzylinder 7 zusammenwirkt und der in der gezeigten Ausführungsform als ein Nutenzylinder 14 ausgebildet ist, ist zur Durchführung des Querschneidevorgangs eine Vielzahl von Gegendruckleisten, d. h. Nuten 16, in Kerben 22 aufgenommen, die über die Breite des Nutenzylinders 14 verlaufen. Der Nutenzylinder 14 umfasst ferner hier nur schematisch dargestellte Greifer 17 mit einem hakenförmigen Erfassungsbereich. Diese Greifer 17 sind in Fig. 2 in einer ausgefahrenen Position 36 und einer zurückgezogenen Position 37 gezeigt. Der Messerzylinder 7 und der Nutenzylinder 14 wirken folgendermaßen zusammen:

Eine Materialbahn 1, 24 läuft in den Schnittbereich 13 zwischen den zusammenwirkenden Oberflächen 9 und 15 der Zylinder 7, 14 ein. In einer mit den Bezugszeichen 18, 33 bezeichneten ersten Drehposition befindet sich der Kontaktstift 27 in der ausgefahrenen Position, in der er aufgrund der Vorspannung beispielsweise durch ein federelastisches Element aus der Oberfläche 9 des Messerzylinders 7 herausragt. In dieser Drehposition wird die Materialbahn 1, 24 auf der Außenoberfläche 15 des Nutenzylinders 14 gestützt. Zu diesem Zeitpunkt wurde die Vorderkante 25 der Materialbahn 1, 24 noch nicht vom Messer 12 kontaktiert, und der in der Peripherie der Oberfläche 15 des Nutenzylinders 14 angeordnete Greifer 17 befindet sich in der zurückgezogenen Position 37.

Nach weiterer Drehung der Oberflächen 9, 15 in der jeweiligen Drehrichtung kontaktiert die Spitze 29 des jeweiligen, von einer Führung 34 umgebenen Kontaktstifts 27 die Vorderkante 25 der Materialbahn 1, 24, von der in Zusammenwirkung zwischen dem Messer 12 und der Nut 16 eine Signatur geschnitten wird. Während der Kontaktstift 27 die Materialbahn 1, 24 kontaktiert, wird im vorderen Bereich der Kante ein zuverlässiger Schnitt vorgenommen, wobei die exakte Positionierung der neu geschaffenen Vorderkante der Materialbahn 1, 24 erhalten bleibt. Durch die auf den Kontaktstift ausgeübte Kraft des Vorspannungselements wird verhindert, dass sich die Außenoberfläche der Vorderkante 25 der eine Vielzahl von übereinander liegenden Bahnsträngen umfassenden Materialbahn 1, 24 öffnet, während diese den Schnittbereich 13 passiert. In dieser Drehposition 19, 32 der Zylinder 7, 14 befindet sich der Greifer 17 immer noch in der zurückgezogenen Position 37. Die durch das Vorspannungselement auf den Kontaktstift 27 wirkende Kraft ist abhängig von der Dicke der Vorderkante 25, der Dicke des Papiers und der Anzahl von Bahnsträngen, aus denen die zu bearbeitende Materialbahn 1, 24 besteht.

Nach weiterer Drehung des Messerzylinders 7 und des Nutenzylinders 14 befinden sich diese in der Position 20 bzw. 33. In dieser Position wird der Kontaktstift 27 durch die auf ihn ausgeübte Vorspannungskraft eines Vorspannungselements, z. B. einer Feder oder der zuvor erwähnten Druckquelle wie beispielsweise eines Hydraulik- oder Pneumatiksystems, langsam aus der Führung 34 herausbewegt. Dadurch wird die Kraft, mit der die Vorderkante gegen die Außenoberfläche 15 des Nutenzylinders 14 gedrückt wird, langsam reduziert. Durch die noch vorhandene auf die Vorderkante 25 wirkenden Kraft wird die Vorderkante 25 in ihrer Position über der Nut 16 gehalten. Wie in Fig. 2 anhand der dritten Drehposition 20 gezeigt ist, wird nun der Greifer 17 in eine ausgefahrene Greiferposition 36 bewegt, in der er die Vorderkante 25 erfasst, die bei weiterer Drehung des Messerzylinders 14 um seine Drehachse 23 von der Spitze 29 des Kontaktstifts 27 freigegeben wird. In der dritten Drehposition 20 befindet sich der Kontaktstift 27 in einer kontaktlosen Position 33. Bei weitere Drehung des Nutenzylinders 14 und des Messerzylinders 7 in ihrer jeweiligen Drehrichtung bleibt das Kontaktelement 27 in der kontaktlosen Position 33. Nach einer vollständigen Umdrehung erfasst es eine neue einlaufende Materialbahn 1, 24, die auf der Oberfläche 15 des Nutenzylinders 14 geführt wird.

Die erfindungsgemäßen automatisch betätigbaren Produkterfassungselemente können beispielsweise in punkturnadellosen Falzapparaten von Rollen-Rotationsdruckmaschinen für den Akzidenz- oder Zeitungsdruck eingesetzt werden. Die erfindungsgemäßen Produkterfassungselemente bieten den Vorteil einer reibungslosen, zuverlässigen Produkthandhabung, ohne dass die Produkte durchstoßen werden müssen, so dass ein weiterer Beschneidevorgang, der zusätzlich Papier verbrauchen würde, unnötig wird.

Liste der Bezugszeichen

1

Materialbahn

2

Falztrichter

5

Zugwalzen

6

Zugwalzen

7

Messerzylinder

8

Radius

9

Außenoberfläche

10

Messergehäuse

12

Messeranordnung

13

Schnittbereich

14

Nutenzylinder

15

Außenoberfläche

16

Nuten

17

Greifer

18

Drehposition

19

Drehposition

20

Drehposition

22

Kerbe

23

Achse

24

Materialbahn

26

Schneide

27

Kontaktelemente

29

abgerundete Spitze

31

geneigte Position

32

Drehposition

33

Drehposition

34

Führung

35

Vorderkante

36

ausgefahrene Greiferposition

37

zurückgezogene Position

Claims

1. Vorrichtung zum Erfassen von flachem Material (1, 24) auf einer Transportfläche (15), mit einem ersten Zylinder (7), in dessen Außenoberfläche (9) Messeranordnungen (12) aufgenommen sind, und mit einem Papier führenden Zylinder (14), dessen Umfangsoberfläche (15) ein flaches Material (1, 24) stützt, gekennzeichnet durch ein der Außenoberfläche (9) des ersten Zylinders (7) zugeordnetes vorgespanntes Kontaktelement (27), das in Kooperation mit dem von der Umfangsoberfläche (15) gestützten flachen Material (1, 24) in eine Erfassungsposition bewegbar ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Produkterfassungselement (27) in der Erfassungsposition eine Vorderkante (25) einer Materialbahn (1, 24) punktuell erfasst.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Produkterfassungselement (27) entlang der Breite der Außenoberfläche (9) des ersten Zylinders (7) verläuft.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Produkterfassungselement (27) mittels eines Vorspannungselements vorgespannt ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Produkterfassungselement (27) bezüglich einer der Messeranordnungen (12) geneigt angeordnet ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Produkterfassungselement (27) in einem in der Peripherie des ersten Zylinders (7) angeordneten Messergehäuse (10) aufgenommen ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Produkterfassungselement (27) eine abgerundete Spitze (29) aufweist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Produkterfassungselement (27) mit einem reibungsarmen Material beschichtet ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Produkterfassungselement (27) in der Erfassungsposition eine Vorderkante (25) in der Nähe des Auftreffbereichs der Messeranordnung (12) erfasst.

10. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Produkterfassungselement (27) mittels einer Druckquelle vorgespannt ist.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das flächige Material eine Papierbahn oder ein Papierbogen ist.

12. Punkturnadelloser Falzapparat zum Bearbeiten von flachem Material (1, 24) gekennzeichnet durch eine Vorrichtung zum Erfassen von flachem Material gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10.

13. Verfahren zum Erfassen von flachem Material (1, 24) auf verschiedenen Stützflächen, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorderkante (25) einer Materialbahn (1, 24) auf einer Stützfläche (15); gestützt wird und ein Produkterfassungselement (27) bei Einlaufen der Materialbahn (1, 24) in einen Schnittbereich (13) in eine erste kontaktlose Position bewegt wird.

14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Produkterfassungselement (27) beim Kontaktieren der Vorderkante (25) der Materialbahn (25) im Schnittbereich (13) eine Erfassungsposition einnimmt.

15. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Produkterfassungselement (27) eine zweite kontaktlose Position einnimmt, nachdem das Produkterfassungselement (27) die Vorderkante (25) der Materialbahn (1, 24) nach Erfassung derselben durch ein Greiferelement (17) freigegeben hat.