DE10112759A1 - Verfahren und Vorrichtung zur berührungslosen Führung von Bogen - Google Patents
Verfahren und Vorrichtung zur berührungslosen Führung von BogenInfo
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Abstract
Bei einem Verfahren und einer Vorrichtung zum berührungslosen Fördern von Bogen entlang einer Leitfläche (4.7) einer Bogenführungseinrichtung einer Bogen verarbeitenden Maschine wird der Bogen mit Hilfe einer Fördereinrichtung, insbesondere eines Kettenförderers, in Förderrichtung (4.17) bewegt und es wird zwischen Leitfläche und Bogen ein Luftpolster zum Tragen des Bogens erzeugt. Die Leitfläche weist Luftdurchtrittsöffnungen (4.8, 4.8') auf, von denen ein Teil als Blasöffnungen (4.8) zum Einblasen von Luft in das Luftpolster, der andere Teil als Abströmöffnungen (4.8') dient. Die Blasöffnungen und Abströmöffnungen sind dicht alternierend angeordnet und werden bei niedrigem Luftdruck und geringem Volumenstrom derart mit Druck beaufschlagt, daß die Tragwirkung des Luftpolsters im wesentlichen auf der Viskosität der Luft beruht und das Bogenmaterial gerade noch getragen wird.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Fördern von Bogen in einer
Förderrichtung entlang einer Leitfläche einer Bogenführungsvorrichtung an
einer Bogen verarbeitenden Maschine, wobei zwischen der Leitfläche und dem
jeweiligen Bogen ein Luftpolster erzeugt wird. Ferner ist die Erfindung gerichtet
auf eine Vorrichtung zum Fördern von Bogen entlang einer Leitfläche einer
Bogenführungsvorrichtung einer Bogen verarbeitenden Maschine mit in der
Leitfläche vorgesehenen Luftdurchtrittsöffnungen zur Erzeugung eines
Luftpolsters zwischen der Leitfläche und dem jeweiligen Bogen. Schließlich
betrifft die Erfindung eine mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung
ausgestattete, Bogen verarbeitende Maschine, insbesondere eine
Druckmaschine.
Verfahren und Vorrichtungen der vorgenannten Art kommen insbesondere bei
der Förderung von Bogen zwischen aufeinanderfolgenden Stationen von
Bogen verarbeitenden Maschinen zur Anwendung. Dabei kann es sich um zwei
aufeinanderfolgende Druckwerke einer Mehrfarbendruckmaschine oder um ein
Druckwerk und einen nachfolgenden Ausleger einer Einfarb- oder
Mehrfarbdruckmaschine handeln. Gattungsgemäße Vorrichtungen sind
insbesondere den meist als Kettenförderer ausgebildeten Fördereinrichtungen
zur Förderung der Bogen zu einer Stapelstation zugeordnet. Sie weisen
Einrichtungen zur Erzeugung eines Luftpolsters zwischen der Leitfläche und
den Bogen auf.
Bei einer bekannten Vorrichtung (DE 34 11 029 C2) weist die Leitfläche
Luftdurchtrittsöffnungen mit einem Mindestdurchmesser von 15 mm in
derartiger Anordnung auf, daß die Gesamtquerschnittsfläche der
Luftdurchtrittsöffnungen einen Anteil von 15 bis 30% an der Gesamtfläche der
Leitfläche ausmacht. Die Luftdurchtrittsöffnungen erzeugen bei einem Luftdruck
von ca. 80 Pascal einen hohen Volumenstrom von ca. 1200 m3/h. Für die
Führung von einseitig bedruckten Bogen ist vorgesehen, einen Teil der
Luftdurchtrittsöffnungen an einen Unterdruckerzeuger anzuschließen. Ein
Nachteil dieser Vorrichtung ist, daß die geförderten Bogen je nach Betriebsart
mehr oder weniger starke Flatterbewegungen ausführen, was einerseits bei
frisch bedruckten Bogen die Qualität des Druckbildes beeinträchtigen kann,
andererseits mit unliebsamer Geräuschentwicklung verbunden ist. Außerdem
werden relativ leistungsstarke Gebläse benötigt, die platzraubend sind und
gleichfalls zur Geräuschentwicklung beitragen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die vorgenannten Nachteile des
Standes der Technik zu vermeiden, insbesondere soll eine weitgehend
flatterfreie Bogenführung ermöglicht werden.
Die Aufgabe wird in verfahrenstechnischer Hinsicht dadurch gelöst, daß das
Luftpolster durch eine zu Luftströmungen unterhalb des jeweiligen Bogens
führende, im wesentlichen ausschließlich auf der Zähigkeit der strömenden Luft
beruhende Luftdruckverteilung erzeugt wird, die den jeweiligen Bogen gerade
zu tragen in der Lage ist.
Der Druck unterhalb des Bogens wird also im Bereich einer unteren Grenze
gehalten, die gerade noch zuverlässig einen Abstand von wenigen Millimetern,
z. B. ca. 2 mm, zwischen Leitfläche und Bogen sicherstellt, um eine
abschmierfreie Führung zu ermöglichen. Zum Aufbau des Luftpolsters, der eher
einem Schmierfilm gleicht, werden Strömungen erzeugt, bei denen der Einfluß
der inneren Reibung im Strömungsmedium, der bekanntlich proportional zur
dynamischen Zähigkeit oder Viskosität des Strömungsmediums sowie dem
Geschwindigkeitsgefälle im durchströmten Bereich ist, den Trägheitseinfluß des
Strömungsmediums, der proportional zu dessen Dichte und dem Quadrat der
Strömungsgeschwindigkeit ist, überwiegt. Mit anderen Worten: es werden
Strömungen mit relativ kleiner Reynolds-Zahl erzeugt, bei denen
Trägheitskräfte des Strömungsmediums im Vergleich zu Zähigkeitskräften eine
untergeordnete Rolle spielen. Es hat sich überraschenderweise gezeigt, daß
sich bei Einstellung derartiger Bedingungen eine weitgehend flatterfreie
Bogenführung erreichen läßt.
Dies kann möglicherweise wie folgt erklärt werden. Bei der bekannten
Vorrichtung (DE 34 11 029 C2) kann aus den Angaben der Gesamt-
Querschnittsfläche der Luftdüsen an der Führungsfläche sowie des
Volumenstroms und des Zuführdrucks abgeleitet werden, daß die den Bogen
tragende Luftströmung eine Strömung mit relativ großer Reynolds-Zahl ist. In
derartigen Fällen wird das Luftpolster im wesentlichen durch die Trägheitskräfte
der Luft erzeugt. Der Bogen reitet sozusagen auf dem Luftstrom. Da wesentlich
mehr Luft durch die Luftdüsen austritt, als für das Tragen des Bogens
erforderlich ist, wird der größere Teil der in das Luftpolster eingeleiteten Kräfte
durch Trägheitsreaktionen des Bogens abgefangen, was zu einer
unkontrollierten und auch unkontrollierbaren Flatterbewegung des Bogens
führt. Daß bei dem Verfahren tatsächlich wesentlich mehr Luft eingeblasen
wird, als zum Tragen des Bogens notwendig ist, ergibt sich auch daraus, daß
der für erforderlich gehaltene Zuführdruck von etwa 80 Pascal wesentlich höher
ist als das typische Flächengewicht von Bogen bei der dargestellten
Anwendung. Diese herkömmliche Verfahrensführung hat neben der
unvermeidbaren Flatterbewegung auch den Nachteil eines hohen
Luftverbrauchs und den schon angedeuteten Nachteil einer erheblichen
Geräuschentwicklung. Hierzu trägt nicht nur die Flatterbewegung des
Bogenmaterials selbst bei, sondern es wird auch durch die Turbulenz der den
Bogen tragenden Luftstrahlen aerodynamisch erzeugter Schall abgestrahlt. Die
Verwirbelung wird dadurch gefördert, daß bei den genannten Strömungen mit
hoher Reynolds-Zahl Turbulenzen im Strömungsmedium begünstigt werden.
Die Erfindung vermeidet diese Probleme, indem auf die Wirkung dynamischer
Kräfte des Strömungsmediums weitgehend verzichtet wird und die
Tragefunktion im wesentlichen über die Zähigkeit bzw. Viskosität des
Strömungsmediums erreicht wird. Zur Erzielung dieser Tragwirkung kann mit
wesentlich geringerem Luftverbrauch als beim Stand der Technik gefahren
werden. Da außerdem die Trägheitskräfte der Luft keine wesentliche Rolle
spielen, werden auch unerwünschte Trägheitsreaktionen des Bogens,
insbesondere das Bogenflattern, zuverlässig vermieden. Zudem sind
erfindungsgemäß erzeugte Luftströmungen im wesentlichen turbulenzfrei, was
entscheidend zu einem geräuscharmen Betrieb beiträgt.
Vorteilhafte Verfahrensvarianten und -parameter sind Gegenstand der
abhängigen Ansprüche 2 bis 10.
In vorrichtungstechnischer Hinsicht wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß die
Luftdurchtrittsöffnungen über die Leitfläche verteilt und teils als Blasöffnungen
zum Zuführen von Luft in das Luftpolster und teils als Abströmöffnungen zum
Ablassen von Luft aus dem Luftpolster ausgebildet und in mindestens einer
Richtung parallel zur Leitfläche alternierend angeordnet sind.
Die Blasöffnungen dienen als Druckquellen und die alternierend zu diesen
angeordneten Abströmöffnungen als Drucksenken. Die Luftdurchtrittsöffnungen
sind derart angeordnet, daß sich Blasöffnungen und Abströmöffnungen in
mindestens einer Richtung parallel zur Leitfläche, insbesondere auch bezogen
auf die in dieser Richtung gegebene Ausdehnung des geführten Bogens,
mehrfach gegenseitig abwechseln. Durch diese mehrfach alternierende
Anordnung wird sichergestellt, daß die im Bereich einer Blasöffnung zugeführte
Luft gleich wieder zumindest teilweise durch eine oder mehrere eng
benachbarte Drucksenken abströmt und es insoweit nicht zu den
unerwünschten Trägheitsreaktionen des Bogens kommen kann. Es wird ferner
erreicht, daß in den Randbereichen des geführten Bogens keine nennenswerte
Abströmung von Luft stattfindet, die hier zur Erzeugung von Flatterbewegungen
und zu einem Abschmieren führen könnte. Im Vergleich zur
Flächenausdehnung des Bogens findet auf relativ kleiner Fläche ein
Druckausgleich statt, indem innerhalb des Luftfilms relativ kurze
Strömungswege erzeugt werden, deren Länge im Vergleich zur Abmessung
des Bogens Richtung in einer jeweiligen der Luftströmungen klein ist.
Der Begriff Luft steht im Rahmen der Erfindung allgemein für alle als
Strömungsmedium für Tragpolster geeigneten Gase.
Bevorzugt sind die Blasöffnungen und Abströmöffnungen zumindest in
Förderrichtung mehrfach alternierend angeordnet. Alternativ, vorzugsweise
aber zusätzlich, kann eine abwechselnde Anordnung von Druckquellen und
-senken quer zur Förderrichtung vorgesehen sein.
Bevorzugte Weiterbildungen zeichnen sich dadurch aus, daß die
Luftdurchtrittsöffnungen eine Gesamtfläche aufweisen, die deutlich weniger als
15%, insbesondere zwischen 1% und ca. 10%, vorzugsweise zwischen 2%
und ca. 3% des mit Luftdurchtrittsöffnungen versehenen Flächenanteils der
Leitfläche beträgt. Praktisch kann dies durch eine relativ dichte Verteilung der
Luftdurchtrittsöffnungen erreicht werden, die einen sehr kleinen Durchmesser
von z. B. deutlich weniger als 15 mm haben, wobei der Durchmesser
vorzugsweise zwischen 1 und 10 mm liegt. Ein günstiges, enges Raster ergibt
sich dann, wenn benachbarte Luftdurchtrittsöffnungen einen mittleren Abstand
aufweisen, der kleiner als 25 mm ist, insbesondere zwischen ca. 5 mm und ca.
20 m liegt.
Bei den Luftdurchtrittsöffnungen kann es sich um im wesentlichen kreisförmige
Öffnungen handeln, die beispielsweise durch Bohrungen in einem
Bogenleitblech gebildet sind. Alternativ oder zusätzlich können schlitzförmige
Luftdurchtrittsöffnungen vorgesehen sein, die sich vorzugsweise quer zur
Förderrichtung der Bogen erstrecken. Die Druckquellen werden im ersten Fall
also kreisförmig, im zweiten Fall linear begrenzt. Gleiches gilt für die
Drucksenken. Es können für die Druckquellen und die Drucksenken auch
verschiedene Geometrien vorgesehen sein.
Insbesondere bei der vorteilhaft dichten Verteilung von Luftdurchtrittsöffnungen
ist es zweckmäßig, wenn mehr als ca. 30%, insbesondere ca. 50% der
Luftdurchtrittsöffnungen als Blasöffnungen und weniger als 70%, insbesondere
ca. 50% als Abströmöffnungen dienen. Insbesondere wenn etwa gleich viel
Blasöffnungen und Abströmöffnungen vorgesehen sind, die relativ eng
beieinander liegen und sich abwechseln, läßt sich die beschriebene Anordnung
alternierender Druckquellen und Drucksenken in einem engen Raster
erreichen, die den Aufbau eines schmierfilmartigen Luftpolsters ermöglichen.
Da bei erfindungsgemäßen Einrichtungen die Tragwirkung des Luftpolsters im
wesentlichen durch die Zähigkeit des Strömungsmediums und nicht durch
dessen Trägheitskräfte bewirkt wird, kann mit relativ niedrigem Luftverbrauch
gefahren werden. Als besonders vorteilhaft hat sich herausgestellt, wenn die
als Druckquellen vorgesehenen Luftdurchtrittsöffnungen derart mit Druckluft
beaufschlagt werden, daß ein sehr geringer Volumenstrom erzeugt wird. Je
Druckquelle sollte der Volumenstrom in m3/h sollte auf weniger als 1% des
Flächengewichts des Bogens in g/m2 eingestellt werden.
Der Druck an den als Druckquellen dienenden Luftaustrittsöffnungen wird
zweckmäßig klein gewählt und sollte weniger als ca. 50 Pascal betragen und
insbesondere zwischen ca. 0,5 und ca. 5 Pascal liegen. Bezogen auf das
Flächengewicht oder Papiergewicht des Bogenmaterials hat es sich als
vorteilhaft erwiesen, wenn der Druck im Luftpolster diesem Flächengewicht so
angepaßt ist, daß er etwa das 1,5- bis 4fache des Flächengewichts,
vorzugsweise etwa das Doppelte des Flächengewichts beträgt. Dies hat sich
als völlig ausreichend für eine zuverlässig berührungslose Führung erwiesen,
die zudem wenig Luft benötigt und Flatterbewegungen des Bogens sicher
vermeidet.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform sind die als Drucksenken
vorgesehenen Abströmöffnungen zur Umgebung der Einrichtung offen,
insbesondere derart, daß im Bereich der Drucksenken im wesentlichen
Umgebungsdruck herrscht, der in der Regel der Atmosphärendruck ist, aber
nicht sein muß. Es kann sich also um "passive" Drucksenken handeln, die sich
konstruktiv besonders kostengünstig verwirklichen lassen. Alternativ oder
zusätzlich kann im Bereich von Drucksenken Luft aus dem filmartigen
Luftpolster abgesaugt werden, indem die Luftdurchtrittsöffnungen
beispielsweise in Strömungskanäle münden können, die an ein oder mehrere
Unterdruckerzeuger angeschlossen sind. Die Absaugung kann insbesondere
zur Überwindung von Leitungsverlusten in den den Abströmöffnungen
zugeordneten Strömungskanälen vorgesehen sein, um im Bereich der
Drucksenken den gewünschten Druck einzustellen.
Eine bevorzugte Weiterbildung ist durch eine Einrichtung zur Steuerung des
Druckes im Luftpolster in Abhängigkeit vom Flächengewicht der Bogen
gekennzeichnet. Dadurch kann der Luftverbrauch den Bogeneigenschaften
angepaßt werden, so daß die Tragebedingungen für jedes Bogengewicht
individuell einstellbar sind und zugleich mit dem geringstmöglichen
Luftverbrauch gearbeitet werden kann.
Eine weitere Ausführung sieht vor, daß Einrichtungen zum wahlweisen
Deaktivieren von einzelnen Reihen von Luftdurchtrittsöffnungen vorgesehen
sind, wobei derartige Reihen in Bogen-Förderrichtung und/oder quer dazu
verlaufen können. Dadurch ist es, insbesondere in Verbindung mit der
Steuerung des Luftpolsterdrucks möglich, die Verteilung der wirksamen
Druckquellen und Drucksenken der Steifigkeit der Bogen anzupassen. Die
Anpassung kann beispielsweise derart erfolgen, daß bei steiferen Bogen der
mittlere Abstand zwischen Druckquellen und zugeordneten Drucksenken
größer gewählt wird als bei Bogen geringerer Steifigkeit. Durch Abschaltung
bzw. Zuschaltung von in Förderrichtung verlaufenden Randreihen ist auch die
Breite des Luftpolsters einstellbar.
Bei einer Weiterbildung, die sich durch einen besonders störungsarmen Betrieb
auszeichnet, ist eine Einrichtung zur automatischen, temporären Deaktivierung
von Luftdurchtrittsöffnungen im Bereich zwischen in Förderrichtung einander
folgenden Bogen vorgesehen, die beispielsweise die Luftdurchtrittsöffnungen,
die sich zu einem gegebenen Zeitpunkt zwischen der nachlaufenden Kante
eines Bogens und der vorlaufenden Kante eines nachfolgenden Bogens
befinden, deaktiviert und nach Durchlauf der Bogenlücke wieder aktiviert. Der
deaktivierte Bereich folgt bevorzugt der Bewegung der Bogen entlang der
Leitfläche. Entsprechend kann eine derartige Einrichtung steuerungsmäßig die
Geschwindigkeit der Fördereinrichtung berücksichtigen.
Im übrigen betrifft die Erfindung eine Bogen verarbeitende Maschine, die mit
einer Vorrichtung der genannten Art ausgestattet ist und/oder nach dem
genannten Verfahren arbeitet, insbesondere eine Druckmaschine.
Nachstehend ist die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen unter
Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert.
Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Gesamtansicht einer Ausführungsform einer
Bogen verarbeitenden Maschine am Beispiel einer
Offset-Druckmaschine;
Fig. 2 eine schematische Perspektivansicht eines Ausschnitts einer
ersten Ausführung der Führungsvorrichtung ohne Bogen;
Fig. 3 einen vertikalen Schnitt der Führungsvorrichtung gemäß Fig. 2 mit
darüber bewegtem Bogen;
Fig. 4 eine Draufsicht auf einen schematisch dargestellten Ausschnitt
einer zweiten Ausführung der Führungsvorrichtung und
Fig. 5 eine Draufsicht auf einen schematisch dargestellten Ausschnitt
einer dritten Ausführung der Führungsvorrichtung.
Fig. 1 zeigt eine schematische Gesamtansicht einer Bogen verarbeitenden
Maschine 1. Diese weist einen Durckwerksabschnitt 2, eingangsseitig
desselben eine Bogenzuführeinrichtung 3 in Form eines Anlegers und
ausgangsseitig einen Ausleger 4 mit einem Kettenförderer 4.1 auf, unter dem
eine Stapelstation 5 für die verarbeiteten Bogen angeordnet ist.
Die Bogenzuführeinrichtung 3 weist eine einen Bogenstapel 3.1 tragende
Plattform 3.2 auf. Zum schrittweisen Anheben der Plattform 3.2 entsprechend
dem Abzug der Bogen vom Stapel 3.1 ist ein Hubwerk vorgesehen, das
beispielsweise mittels Hubketten 3.3 an der Plattform 3.2 angreift.
Oberhalb des Stapels 3.1 ist eine Vereinzelungseinheit 3.4 mit Hub- und
Schleppsaugern zum Ergreifen des jeweils obersten Bogens des Stapels 3.1
und Übergeben dieses Bogens an eine als Saugbandförderer ausgebildete
Transporteinheit 3.5 vorgesehen, welche die Bogen an ihrer vorlaufenden und
an einer seitlichen Kante zur Weitergabe ausrichtet.
Der Druckwerksabschnitt 2 weist im dargestellten Ausführungsbeispiel zwei
Druckwerke 2a, 2' auf, die hier beispielhaft nach dem Offsetdruckverfahren
arbeiten.
Dem Druckwerk 2a ist eine den in dem jeweiligen Druckwerk zu bedruckenden
Bogen an den Druckzylinder 2.1 dieses Druckwerkes 2a übergebende
Anlegetrommel 2.3 vorgeordnet.
Zwischen der Transporteinheit 3.5 und der Anlegetrommel 2.3 ist ein Vorgreifer
2.4 angeordnet, der einen jeweiligen Bogen 7 von der Transporteinheit 3.5
übernimmt und ihn an die Anlegetrommel 2.3 übergibt, welche ihn dann an den
Druckzylinder 2.1 des ersten Druckwerks 2a übergibt.
Zwischen den Druckwerken 2a, 2' ist eine Bogentransfereinrichtung 2.5
vorgesehen. Soweit zwei durch eine solche Bogentransfereinrichtung
verbundene Druckwerke die gleiche Seite eines Bogens - mit unterschiedlichen
Farben - bedrucken werden die Bogen von ihr ungewendet an den
Druckzylinder 2.2 des Druckwerkes 2' übergeben; sofern die Druckwerke
jeweils eine andere Seite eines Bogens bedrucken, ist die entsprechende
Bogentransfereinrichtung dazu ausgebildet, die Bogen gewendet an das
nachfolgende Druckwerk 2' zu übergeben.
Zum Betrieb der Maschine ist ein Antrieb 2.6 mit einem von einem Motor
angetriebenen Riementrieb und einem Abtriebszahnrad 2.7 vorgesehen,
welches mit einem Zahnrad der Bogentransfereinrichtung 2.5 in Eingriff steht.
Im vorliegenden Fall stehen mit dem Antrieb 2.6 auch all jene
Druckmaschinenkomponenten in Wirkverbindung, die an der Beschickung der
Druckmaschine mit den Bogen 7 und am Austrag der verarbeiteten Bogen 7
beteiligt sind.
Die das Druckwerk 2' verlassenden Bogen 7 werden an den Kettenförderer 4.1
des Auslegers 4 übergeben, der, wie erwähnt, mit dem Antrieb 2.6 in
Wirkverbindung steht. Hierzu ist den an einer gemeinsamen Kettenradwelle 4.3
befestigten Antriebskettenrädern 4.2 ein diese antreibendes Zahnrad
zugeordnet, welches mit einem die Zylinder der beiden Druckwerke 2a, 2', die
Anlegetrommel 2.3 und die die Bogentransfereinrichtung 2.5 bildende Trommel-
und Zylinderanordnung antreibenden Zahnräderzug in Eingriff steht.
Der Kettenförderer 4.1 umfaßt zwei Förderketten 4.5, von welchen jeweils eine
entlang einer Längsseite des Auslegers umläuft. Je eine Förderkette 4.5
umschlingt je eines der Antriebskettenräder 4.2 und ist im vorliegenden Beispiel
über je ein Umlenkkettenrad 4.4 geführt. Zwischen den beiden Förderketten 4.5
erstrecken sich von diesen getragene Greifersysteme 4.15 mit Greifern 4.16,
welche Lücken zwischen am Druckzylinder 2.2 angeordneten Greifern
durchfahren und dabei einen Bogen 7 unter Erfassen eines Greiferrandes an
der vorlaufenden Kante des Bogens 7 unmittelbar vor dem Öffnen der am
Druckzylinder 2.2 angeordneten Greifer übernehmen.
Beim gezeigten Ausführungsbeispiel werden die Bogen 7 von den unteren
Kettentrums des Kettenförderers 4.1 transportiert. Dem Kettenförderer 4.1 ist
eine Bogen-Führungsvorrichtung 4.6 mit einer Bogen-Leitfläche 4.7
zugeordnet, die dem Bahnverlauf der die Bogen 7 transportierenden
Untertrume folgt. Zwischen der Leitfläche 4.7 und dem jeweils entlang dieser
geführten Bogen 7 ist ein Luftpolster ausgebildet. Hierzu ist die
Bogenführungsvorrichtung mit in die Leitfläche 4.7 mündenden
Luftdurchtrittsöffnungen ausgestattet, von denen ein Teil als Blasöffnungen 4.8
und ein Teil als Abströmöffnungen 4.8' dient (vgl. Fig. 2). In Fig. 1 ist lediglich
eine Blasöffnung 4.8 repräsentativ für die Gesamtheit der
Luftdurchtrittsöffnungen und in symbolischer Darstellung wiedergegeben.
Aufbau und Wirkungsweise der Einrichtungen zur Erzeugung des
Tragluftpolsters werden weiter unten beschrieben.
Um ein gegenseitiges Anhaften der bedruckten Bogen 7 nach deren Stapelung
zu verhindern, sind auf dem Weg der Bogen 7 von den Antriebskettenrädern
4.2 zu einer Bogenbremse 4.9 ein Trockner 4.10 und eine
Bestäubungseinrichtung 4.11 vorgesehen. Die genannte Bogenbremse 4.9
umfaßt eine Mehrzahl von Bremsmodulen, die hier mittels Saugbandförderern
gebildet sind.
Von dem Kettenförderer 4.1 werden die Bogen 7 an die Stapelstation 5
übergeben, an der sich ein Stapel 5.1 von verarbeiteten Bogen bildet. Die
Stapelstation 5 weist in ihrem oberen Aufnahmebereich für die Bogen 7 einen
Vorderkantenanschlag 5.2 und einen gegenüberliegenden
Hinterkantenanschlag 5.3 auf, durch welche die Bogen 7 ausgerichtet werden.
Weiterhin weist die Stapelstation 5 ein Hubwerk auf, von dem in Fig. 1 lediglich
eine den Stapel 5.1 tragende Plattform 5.4 und an dieser angreifende
Hubketten 5.5 wiedergegeben sind.
Die zuvor beschriebene Maschine 1 arbeitet folgendermaßen:
Die Bogen 7 werden vom Bogenstapel 3.1 durch die Vereinzelungseinheit 3.4
abgenommen und an die Transporteinheit 3.5 übergeben. Diese übergibt den
Bogen an den Vorgreifer 2.4, der ihn wiederum der Anlagetrommel 2.3 zuleitet.
Der Bogen wird daraufhin durch die Druckwerke 2a, 2' über die Druckzylinder
2.1 und 2.2 und die Bogentransfereinrichtung 2.5 hindurchgeschleust und dabei
bedruckt.
Die Greifer 4.16 eines den Druckzylinder 2.2 passierenden Greifersystems 4.15
übernehmen jeweils einen Bogen 7 und transportieren diesen schwebend in
Richtung der Stapelstation 5, wobei ein zwischen der Leitfläche 4.7 und dem
Bogen 7 gebildetes Luftpolster für eine berührungslose Führung des Bogens 7
in einem Abstand zur Leitfläche sorgt.
Zur Ablage des Bogens 7 im Stapel 5.1 öffnen sich die Greifer 4.16 eines
Greifersystems 4.15 und übergeben den Bogen 7 an die Bogenbremse 4.9. Die
Bogenbremse vermittelt dem Bogen 7 eine gegenüber der
Verarbeitungsgeschwindigkeit verringerte Ablagegeschwindigkeit und gibt ihn
nach Erreichen derselben frei, so daß ein entsprechend verzögerter Bogen 7
schließlich in der Stapelposition 5 auf die Vorderkantenanschläge 5.2 aufläuft
und unter Ausrichtung an diesen und an den ihnen gegenüberliegenden
Hinterkantenanschlägen 5.3 ausgerichtet und auf den Stapel 5.1 abgelegt wird.
Fig. 2 zeigt schematisch eine Schrägansicht auf die Leitfläche 4.7 der
Bogenführungsvorrichtung 4.6 gemäß Fig. 1. Die Breite der Leitfläche
übersteigt die Breite der in Verarbeitungsrichtung bzw. Förderrichtung 4.17
geführten Bogen nur geringfügig. Die Leitfläche 4.7 wird durch die Oberseite
eines Bogenleitblechs 4.18 gebildet, das oberhalb eines Bodenblechs 4.19 der
Bogenführungsvorrichtung 4.6 angeordnet ist. Zwischen dem Bogenleitblech
4.18 und dem Bodenblech 4.19 sind Strömungskanäle ausgebildet, von denen
aus Übersichtlichkeitsgründen nur zwei in einem Winkel von ca. 45° zur
Transportrichtung 4.17 und parallel zueinander verlaufende Strömungskanäle
4.20, 4.20' gezeigt sind. Die Strömungskanäle werden oben und unten durch
das Bogenleitblech 4.18 und das Bodenblech 4.19 und seitlich durch diese
verbindende Trennwandbleche 4.21 begrenzt. Die Strömungskanäle 4.20 sind
an mindestens ein Gebläse angeschlossen und mit Ausnahme von
Luftdurchtrittsöffnungen des Bogenleitblechs 4.18 luftdicht abschließbar. Die
Luftdurchtrittsöffnungen stellen dabei Blasöffnungen 4.8 dar, die im
Bogenleitblech 4.18 ausgebildet sind. Gleich dimensionierte Strömungskanäle
4.20' sind als reine Abströmkanäle zur Umgebung der Vorrichtung offen.
Das Bogenleitblech 4.18 bzw. die Leitfläche 4.7 weist bei der gezeigten
Ausführungsform eine Verteilung von Luftdurchtrittsöffnungen 4.8 und 4.8' auf,
die in einem quadratischen Raster mit einem Rastermaß im Bereich von 5 cm
derart angeordnet sind, daß die Öffnungen gerade Lochreihen bilden, die
parallel zur Transportrichtung 4.17 angeordnet sind. Die nicht maßstabsgerecht
gezeichneten, als Bohrungen im Bogenleitblech 4.18 ausgebildeten und somit
kreisförmig begrenzten Luftdurchtrittsöffnungen können einen Kreisquerschnitt
mit relativ kleinem Durchmesser von beispielsweise 8 mm aufweisen, so daß
die Summe der Querschnittsflächen der Luftdurchtrittsöffnungen bezogen auf
die Gesamtfläche des Bogenleitblechs 4.18 nur wenige Prozent, vorzugsweise
zwischen 2% und 3% beträgt.
Etwa die Hälfte der Luftdurchtrittsöffnungen, nämlich diejenigen, die jeweils
einem Strömungskanal 4.20 zugeordnet sind, werden von dem nicht gezeigten
Gebläse mit Blasluft beaufschlagt, wobei ein relativ geringer Volumenstrom von
beispielsweise weniger als 30 m3/h eingestellt werden kann. Die als
Blasöffnungen 4.8 dienenden Luftdurchtrittsöffnungen wirken als
"Druckquellen", aus denen Luft entsprechend den nach oben gerichteten
Pfeilen senkrecht zur Leitfläche 4.7 in den Bereich oberhalb des
Bogenleitblechs 4.18 zur Bildung eines Luftpolsters zwischen diesem und dem
darüber geführten Bogen austritt. Der Austrittsdruck wird dabei zweckmäßig so
eingestellt, daß er nur etwa das Doppelte des Flächengewichts des Bogens 7
beträgt. Er liegt vorzugsweise im Bereich von ca. 0,8 bis ca. 5 Pascal.
Die andere Hälfte der Luftdurchtrittsbohrungen, nämlich die den
Strömungskanälen 4.20' zugeordneten, dienen als "Drucksenken" bzw.
Abströmöffnungen 4.8'. Durch diese strömt dem Luftpolster zugeführte Luft
wieder in die Umgebung ab, die insbesondere Atmosphärendruck aufweisen
kann. Im gezeigten Beispiel sind die Drucksenken passiv, d. h. nicht an eine
Absaugung angeschlossen. Zur Überwindung von Leitungsverlusten oder
generell zur Vergleichmäßigung des Luftpolsters kann an die Strömungskanäle
4.20' auch ein Unterdruckerzeuger angeschlossen sein.
Durch die beschriebene Anordnung entstehen sowohl in Transportrichtung
4.17, als auch quer dazu geradlinige Lochreihen, bei denen direkt benachbarte
Luftdurchtrittsöffnungen alternierend Druckquellen und Drucksenken bilden.
Dies bedeutet, daß in einer Lochreihe auf eine Druckquelle unmittelbar eine
Drucksenke und danach wieder, im gleichen Abstand, eine Druckquelle folgt.
Dadurch ist sichergestellt, daß die im Bereich einer Druckquelle austretende
Luft zum großen Teil durch unmittelbar benachbarte Drucksenken abströmt,
wie in Fig. 3 schematisch angedeutet. Es entstehen also zwischen der
Leitfläche 4.7 und dem geführten Bogen 7 Druckausgleichsströmungen
(symbolisiert durch Pfeile 4.23) mit jeweils kurzem Strömungsweg, der nur
wenige Prozent der Ausdehnung des Bogens 7 in der jeweiligen
Strömungsrichtung beträgt. Dadurch, daß die zugeführte Luft wenigstens zu
einem großen Anteil gleich wieder durch eng benachbarte Drucksenken austritt,
werden unerwünschte Trägheitsreaktionen des Bogens, die sich in einem
Flattern des Bogens bemerkbar machen würden, zuverlässig vermieden. Dies
gilt insbesondere aufgrund des vorteilhaft geringen Austrittsdrucks in den
Blasöffnungen 4.8 von typischerweise weniger als 10 Pascal. Es wird praktisch
ausschließlich durch die Zähigkeitswirkung bzw. Viskosität der Luft eine dem
Raster der Luftdurchtrittsöffnungen entsprechend gerasterte Druckverteilung
von Druckquellen und Drucksenken erzeugt, die den Bogen 7 gerade zu tragen
in der Lage ist.
Fig. 4 zeigt eine andere Ausführungsform der Erfindung mit ebenfalls
kreisförmig begrenzten Druckquellen und -senken, die sich von der in Fig. 2
gezeigten Ausführungsform im wesentlichen durch den Verlauf der
Strömungskanäle 4.20, 4.20' und damit durch die Verteilung von Druckquellen
und Drucksenken unterscheidet. Bei dieser Ausführungsform verlaufen die
gestrichelt angedeuteten Strömungskanäle 4.20 und 4.20' quer zur
Förderrichtung 4.17, so daß in den quer verlaufenden Lochreihen jeweils alle
Luftdurchtrittsöffnungen als Druckquellen oder als Drucksenken dienen. In
Förderrichtung 4.17 betrachtet entsteht jedoch wieder eine alternierende
Anordnung, bei der auf eine Druckquelle direkt eine Drucksenke und direkt auf
diese wieder eine Druckquelle folgt. Die zur Kenntlichmachung von
Druckquellen und Drucksenken vorgesehenen Pfeile sind ebenso wie in Fig. 5
in die Zeichenebene geklappt.
Während bei den in Fig. 2, 3 und 4 gezeigten Ausführungen im wesentlichen
kleinflächige, kreisförmig begrenzte Druckquellen und Drucksenken entstehen,
sind gemäß der Ausführungsform nach Fig. 5 langgestreckte Druckquellen bzw.
Drucksenken vorgesehen. Bei dieser Ausführungsform hat das Bogenleitblech
4.18 eine Vielzahl von durchgehenden, in Querrichtung 4.22 bis nahe zu den
Längsrändern des Bogenleitblechs reichende, in Form von Schlitzen
ausgebildete Luftdurchtrittsöffnungen 4.24, 4.24', die in Förderrichtung 4.17 in
geringem Abstand von beispielsweise 5 cm aufeinander folgen. In
Förderrichtung 4.17 folgt einer langgestreckten Druckquelle eine ebensolche
Drucksenke und dieser wieder eine gleichartige Druckquelle. Die aus
Blasschlitze 4.24 bildenden Luftdurchtrittsöffnungen austretende Luft wird im
Bereich unmittelbar benachbarter, Abströmschlitze 4.24' bzw. Drucksenken
bildender Luftdurchtrittsöffnungen wieder abgeführt. Hierdurch entsteht eine im
wesentlichen waschbrettartige Druckverteilung im Luftpolster.
Die beschriebenen Ausführungsformen sowie andere erfindungsgemäß
ausgestaltete Einrichtungen können mit besonderem Vorteil zur
berührungslosen Führung bedruckter Bogen in Ein- oder Mehrfarben-Druck
maschinen eingesetzt werden und stellen durch alternierend angeordnete
kreisförmig begrenzte und/oder langgestreckte Druckquellen und Drucksenken
ein filmartiges Luftpolster bereit, das eine flatterfreie Bogenführung bei
geringem Luftverbrauch und geringer Geräuschentwicklung ermöglicht. Nicht
näher dargestellte Ausführungsformen zeichnen sich dadurch aus, daß bei
ihnen der Blasdruck und/oder der Saugdruck gemäß dem vorgegebenen
Flächengewicht der Bogen insbesondere automatisch einstellbar ist. Weiterhin
sind Ausführungsformen möglich, bei denen einzelne in Transportrichtung 4.17
und/oder in Querrichtung 4.22 verlaufende Reihen von Blasöffnungen 4.8
deaktiviert werden. Erstere Ausführungsformen dienen insbesondere dazu, den
Luftverbrauch der Bogenbreite der geförderten Bogen anzupassen. Letztere
gestatten es, insbesondere in Kombination mit ersteren, die Verteilung von
Druckquellen und Drucksenken der Steifigkeit der Bogen anzupassen, so daß
beispielsweise der Abstand benachbarter Druckquellen und Drucksenken bei
steiferen Bogen größer sein kann, als bei weicheren Bogen. Weiterhin kann
vorgesehen sein, daß Reihen von Luftdurchtrittsöffnungen, insbesondere die
Blasöffnungen im Takt mit vorbeilaufenden Greiferbrücken der
Fördereinrichtung aktiviert oder deaktiviert werden.
1
Bogen verarbeitende Maschine
2
Druckwerksabschnitt
2
a,
2
' Druckwerke
2.1
Druckzylinder
2.2
Druckzylinder
2.3
Anlegetrommel
2.4
Vorgreifer
2.5
Bogentransfereinrichtung
2.6
Antrieb
2.7
Abtriebszahnrad
3
Bogenzuführeinrichtung
3.1
Bogenstapel
3.2
Plattform
3.3
Hubkette
3.4
Vereinzelungseinheit
3.5
Transporteinheit
4
Ausleger
4.1
Kettenförderer
4.2
Antriebskettenrad
4.3
Kettenradwelle
4.4
Umlenkkettenrad
4.5
Förderketten
4.6
Bogenführungsvorrichtung
4.7
Leitfläche
4.8
Blasöffnung
4.8
' Abströmöffnung
4.9
Bogenbremse
4.10
Trockner
4.11
Bestäubungseinrichtung
4.15
Greifersystem
4.16
Greifer
4.17
Förderrichtung
4.18
Bogenleitblech
4.19
Bodenblech
4.20
Strömungskanal (zu Blasöffnung)
4.20
' Strömungskanal (zu Abströmöffnung)
4.21
Trennwandblech
4.22
Querrichtung
4.23
Luftströmung
4.24
Blasschlitz
4.24
' Abströmschlitz
5
Stapelstation
5.1
Stapel
5.2
Vorderkantenanschlag
5.3
Hinterkantenanschlag
5.4
Plattform
5.5
Hubkette
7
Bogen
Claims (25)
1. Verfahren zum Fördern von Bogen in einer Förderrichtung entlang einer
Leitfläche einer Bogenführungsvorrichtung an einer Bogen
verarbeitenden Maschine, wobei zwischen der Leitfläche und dem
jeweiligen Bogen ein Luftpolster erzeugt wird, dadurch gekennzeichnet,
daß das Luftpolster durch eine zu Luftströmungen unterhalb des
jeweiligen Bogens führende, im wesentlichen nur auf der
Zähigkeitswirkung der strömenden Luft beruhende Luftdruckverteilung
erzeugt wird, die den jeweiligen Bogen gerade zu tragen in der Lage ist.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die
Luftströmungen mittels Druckquellen und Drucksenken erzeugt werden
und jeweils Strömungsweglängen zwischen den Druckquellen und den
Drucksenken aufweisen, die klein gegenüber der Abmessung des
jeweiligen Bogens in Richtung einer jeweiligen der Luftströmungen sind.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß in
mindestens einer Richtung parallel zur Leitfläche, insbesondere in
Förderrichtung (4.17), eine alternierende Abfolge der Druckquellen und
der Drucksenken vorgesehen wird.
4. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß im Bereich von einigen oder allen Drucksenken
Atmosphärendruck oder ein hiervon abweichender Druck herrscht.
5. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß im Bereich von einigen oder allen Drucksenken
Luft aus dem Luftpolster aktiv abgesaugt wird.
6. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß die Druckquellen derart mit Druckluft beaufschlagt
werden, daß an einer jeweiligen der Druckquellen ein Volumenstrom in
m3/h auf weniger als 1% des Flächengewichts in g/m2 des Bogens
eingestellt wird.
7. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß im Bereich der Druckquellen ein an das
Flächengewicht des Bogens angepaßter Luftdruck erzeugt wird.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Luftdruck
im Bereich der Druckquellen auf das 1,5fache bis 4fache, insbesondere
etwa das Doppelte des Flächengewichts, eingestellt wird.
9. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß im Bereich der Druckquellen ein Luftdruck von
weniger als ca. 50 Pascal, insbesondere zwischen 0,5 und ca. 5 Pascal
erzeugt wird.
10. Vorrichtung zum Fördern von Bogen entlang einer Leitfläche einer
Bogenführungsvorrichtung einer Bogen verarbeitenden Maschine mit in
der Leitfläche vorgesehenen Luftdurchtrittsöffnungen zur Erzeugung
eines Luftpolsters zwischen der Leitfläche und dem jeweiligen Bogen, dadurch
gekennzeichnet, daß die Luftdurchtrittsöffnungen (4.8, 4.8'; 4.24, 4.24')
über die Leitfläche (4.7) verteilt und teils als Blasöffnungen
(4.8; 4.24) zum Zuführen von Luft in das Luftpolster und teils als
Abströmöffnungen (4.8; 4.24') zum Ablassen von Luft aus dem
Luftpolster ausgebildet und in mindestens einer Richtung parallel zur
Leitfläche alternierend angeordnet sind.
11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die
Blasöffnungen (4.8; 4.24) und die Abströmöffnungen (4.8', 4.24') in
Richtung parallel zur Förderrichtung (4.17) alternierend angeordnet sind.
12. Vorrichtung nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß
die Luftdurchtrittsöffnungen (4.8, 4.8'; 4.24, 4.24') eine Gesamt-
Querschnittsfläche haben, die weniger als 15% des mit den
Luftdurchtrittsöffnungen versehenen Flächenanteils der Leitfläche (4.7)
beträgt.
13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die
Gesamt-Querschnittsfläche der Luftdurchtrittsöffnungen (4.8, 4.8'; 4.24,
4.24') zwischen ca. 1% und ca. 10%, und vorzugsweise zwischen ca. 2%
und ca. 3% des mit Luftdurchtrittsöffnungen versehenen Flächenanteils
der Leitfläche (4.7) beträgt.
14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch
gekennzeichnet, daß die Luftdurchtrittsöffnungen (4.8, 4.8'; 4.20, 4.20')
als Löcher oder Schlitze ausgebildet sind.
15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die als
Löcher ausgebildeten Luftdurchtrittsöffnungen (4.8, 4.8') einen
Durchmesser von weniger als 15 mm, vorzugsweise zwischen ca. 1 mm
und ca. 10 mm aufweisen.
16. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die als
Schlitze ausgebildeten Luftdurchtrittsöffnungen (4.24, 4.24') sich quer
zur Förderrichtung (4, 17) erstrecken.
17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 16, dadurch
gekennzeichnet, daß benachbarte Luftdurchtrittsöffnungen (4.8, 4.8';
4.24, 4.24') einen mittleren Abstand von weniger als 25 mm,
vorzugsweise zwischen ca. 5 mm und ca. 20 mm aufweisen.
18. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 17, dadurch
gekennzeichnet, daß mehr als 30%, insbesondere ca. 50% der
Luftdurchtrittsöffnungen als Blasöffnungen (4.8; 4.24) und weniger als
70%, insbesondere ca. 50% der Luftdurchtrittsöffnungen als
Abströmöffnungen (4.8'; 4.24') dienen.
19. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 18, dadurch
gekennzeichnet, daß im Bereich der Abströmöffnungen (4.8'; 4.24')
Atmosphärendruck oder ein hiervon abweichender Druck herrscht.
20. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 19, dadurch
gekennzeichnet, daß wenigstens einige der Abströmöffnungen (4.8';
4.24') an einen Unterdruckerzeuger angeschlossen sind.
21. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 20, dadurch
gekennzeichnet, daß eine Einrichtung zur Steuerung des Drucks im
Luftpolster in Abhängigkeit vom Flächengewicht der Bogen vorgesehen
ist.
22. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 21, dadurch
gekennzeichnet, daß eine Einrichtung zum wahlweisen Deaktivieren von
mindestens einigen Luftdurchtrittsöffnungen (4.8, 4.8'; 4.24, 4.24') in
oder quer zur Förderrichtung (4.17) vorgesehen ist.
23. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 22, dadurch
gekennzeichnet, daß die Breite des Luftpolsters quer zur Förderrichtung
(4.17) durch Aktivieren bzw. Deaktivieren von in Förderrichtung
angeordneten Luftdurchtrittsöffnungen einstellbar ist.
24. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 23, dadurch
gekennzeichnet, daß eine Einrichtung zur gesteuerten Aktivierung bzw.
Deaktivierung von Luftdurchtrittsöffnungen im Bereich zwischen in
Förderrichtung (4.17) einander folgenden Bogen vorgesehen ist.
25. Bogen verarbeitende Maschine, insbesondere Druckmaschine,
gekennzeichnet durch eine Vorrichtung nach wenigstens einem der
Ansprüche 10 bis 24.
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