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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Bogen verarbeitenden Maschine, gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1 und eine Maschine zur Bearbeitung von Bogen, gemäß Oberbegriff des Anspruchs 6.
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Aus der
DE 25 01 963 A1 geht eine Maschine der hier angesprochenen Art hervor. Sie weist mehrere Druckwerke auf, durch die an einem vorgeordneten Anleger von einem Bogenstapel vereinzelte Bogen mit Hilfe einer Bogentransporteinrichtung hindurchgeführt und dabei bedruckt werden. Die Bogentransporteinrichtung weist Greifer auf, die auf jeweils einem, auf endlosen Laufschienen geführten Greiferwagen angeordnet sind. Zur Verlagerung der Greiferwagen ist ein Linearantrieb vorgesehen, wobei die Laufschienen den Stander des Linearmotors bilden, in denen ein elektromagnetisches Wanderfeld zur Bewegung des als Anker ausgebildeten Greiferwagens erzeugt wird.
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Bogentransportsysteme für Rotationsdruckmaschinen, bei denen ein Linearantrieb für eine Bogentransportvorrichtung vorgesehen ist, sind auch aus der
DE 197 22 376 A1 und
DE 197 48 870 A1 bekannt.
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Die Laufschienen weisen im Bereich des Anlegers, des Auslegers und der Druckwerke jeweils elektrisch unabhängige Teilabschnitte auf, um die Greiferwagen in diesen Bereichen mit unterschiedlicher Geschwindigkeit zu verlagern. Im Bereich der ortsfest angeordneten Druckwerke ist die Geschwindigkeit der Greiferwagen gleich groß wie die Maschinengeschwindigkeit. Im Bereich des Auslegers werden die Greiferwagen abgebremst, um eine exakte Bogenablage zu gewährleisten, während sie im Rückführbereich zum Anleger wieder mit Maschinengeschwindigkeit geführt werden. Im Bereich des Anlegers werden die Greiferwagen erneut abgebremst, um einen Bogen exakt übernehmen zu können, und anschließend wieder auf Maschinengeschwindigkeit beschleunigt. Es hat sich gezeigt, dass die Verwendung der bekannten Maschinen und des damit realisierbaren Verfahrens nur bei wenigen Bearbeitungstechniken der Bogen einsetzbar ist.
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Aus der
DE 37 12 703 A1 ist eine Druckmaschine mit verschiebbaren Druckwerken bekannt.
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In der
DE 38 28 254 A1 ist eine Postaufgabevorrichtung mit einer Frankiermaschine beschrieben. An einer Druckstation wird der Umschlag mit einer vorgewählten Geschwindigkeit abgegeben, die von der Betriebskennlinie des verwendeten Druckverfahrens abhängt.
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Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine Bogenbearbeitungsmaschine der eingangs genannten Art und ein damit realisierbares Verfahren zu schaffen, die universell einsetzbar sind und bei denen vorzugsweise eine prozessoptimale Bogenführung und Steuerung der Bogenverlagerungsbewegung realisierbar ist.
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Zur Lösung der Aufgabe wird ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 vorgeschlagen. Es sieht vor, dass die Bogen in Transportrichtung verlagert und in mehreren, in einem Abstand voneinander angeordneten Bearbeitungsstationen behandelt werden, wobei die Verlagerungsgeschwindigkeit der Bogen unabhängig voneinander einstellbar ist, das heißt, die Bogengeschwindigkeit muss beim Durchlauf durch die Maschine nicht konstant sein. Das Verfahren zeichnet sich dadurch aus, dass die Geschwindigkeit des jeweiligen Bogens an den in der jeweiligen Bearbeitungsstation durchzuführenden Bearbeitungsschritt angepasst ist und dass die Geschwindigkeit des Bogens in mindestens zwei der Bearbeitungsstationen unterschiedlich groß ist. Die Geschwindigkeit des Bogens, mit der er durch die Bearbeitungsstation geführt wird, kann daher im Hinblick auf den in der Bearbeitungsstation durchzuführenden Bearbeitungsvorgang optimal angepasst werden, wodurch ein gutes Arbeitsergebnis bei vorzugsweise hohem Bogendurchsatz (Anzahl der Bogen pro Zeiteinheit) realisierbar ist. Das Verfahren zeichnet sich weiterhin dadurch aus, dass die Bogen in mindestens einer der Bearbeitungsstationen von einer bestimmten Geschwindigkeit bis zum Stillstand abgebremst und nach einer bestimmten Zeitdauer, in der sie bearbeitet werden, wieder auf eine gewünschte Geschwindigkeit beschleunigt werden. In dieser Bearbeitungsstation erfolgt also eine Bearbeitung der Bogen, während diese sich im Ruhezustand befinden. Dabei kann beispielsweise mindestens ein Stanz- und/oder Prägevorgang durchgeführt werden, wobei der Stanz-/Prägevorgang nicht rotativ erfolgt, sondern durch eine entsprechende Hubbewegung eines geeigneten Stanz-/Prägewerkzeugs. Mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens ist also ohne weiteres eine Bogenverarbeitungsmaschine realisierbar, in der unterschiedlichste Drucktechniken, Stanz-/Prägetechniken und andere Fertigbearbeitungsmaßnahmen an den Bogen durchgeführt werden können. Dies ist erst durch die erfindungsgemäß vorgesehene Zusammenführung und Integration der einzelnen Bewegungsgesetze der verschiedenen Bearbeitungstechniken und die daran angepasste Bogenhalteeinrichtungskinematik möglich geworden.
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Bevorzugt wird auch eine Ausführungsform des Verfahrens, bei dem die Bearbeitungsleistung der einzelnen Bearbeitungsstationen während eines bestimmten Zeitraums gleich groß ist. Diese Bedingung gilt nur dann, wenn aus dem Bogenstrom keine Bogen herausgenommen beziehungsweise herausgeführt werden, zum Beispiel um den Bogenstrom zu teilen, und wenn keine Zusammenführung von einzelnen Bogen oder eines Bogenstroms mit dem durch die Bogenverarbeitungsmaschine laufenden Bogenstrom stattfindet.
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Bei einer anderen Ausführungsvariante des Verfahrens ist die Bearbeitungsleistung einer ersten Bearbeitungsstation während eines bestimmten Zeitraums größer oder kleiner als die Bearbeitungsleistung einer vorgeordneten oder nachgeordneten Bearbeitungsstation. Das heißt, in dem zwischen diesen beiden Bearbeitungsstationen liegenden Teilabschnitt der Maschine werden dem Bogenstrom zusätzliche Bogen zugeführt oder dem Bogenstrom werden Bogen entnommen beziehungsweise einzelne Bogen werden aus dem Bogenstrom herausgeführt.
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Um Beschädigungen der Bogen oder Teile der Bogenverarbeitungsmaschine zu verhindern, ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass die maximalen positiven und negativen Beschleunigungen der Bogen in Abhängigkeit der Bogeneigenschaften und/oder mindestens einer der Maschinenkomponenten festgelegt wird. Da die Bogen nicht beliebig stark abgebremst beziehungsweise beschleunigt werden können, wird hierdurch auch das Geschwindigkeitsprofil der Bogen innerhalb der Bogenverarbeitungsmaschine, insbesondere die Verlagerungsgeschwindigkeit nahe der Bearbeitungsstationen, maßgeblich beeinflusst.
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Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Bogen nach einem bestimmten Geschwindigkeitsprofil verlagert werden, das in Abhängigkeit der an den Bogen durchzuführenden Bearbeitungsschritte und/oder des Abstands von aufeinanderfolgenden Bogen und/oder in Abhängigkeit der Anzahl der zu bearbeitenden Bogen pro Zeiteinheit ermittelt wird. Das Geschwindigkeitsprofil bildet die Basis für den gesamten Bearbeitungsprozess.
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Allen Ausführungsvarianten des Verfahrens ist gemeinsam, dass in jedem Querschnitt, das heißt an jedem Ort entlang des Bearbeitungsweges der Bogen innerhalb der Bogen verarbeitenden Maschine die Anzahl der diesen Querschnitt passierenden Bogen gleich groß ist, da es ansonsten zu Störungen kommt. Wenn die momentane Geschwindigkeit der Bogen größer ist als die mittlere Geschwindigkeit der Bogen innerhalb der Bogenverarbeitungsmaschine ist, vergrößert sich der Abstand zwischen den Bogen. Im umgekehrten Fall, also wenn die Geschwindigkeit der Bogen niedriger als die mittlere Geschwindigkeit (entspricht der Maschinengeschwindigkeit) der Bogen innerhalb der Bogenverarbeitungsmaschine ist, verkleinert sich der Abstand zwischen den Bogen. Dadurch kann es zu Löchern beziehungsweise zu Stauungen des Bogenstroms innerhalb der Maschine kommen. Um dies zu vermeiden ist sicherzustellen, dass die Bearbeitungsleistung der einzelnen Bearbeitungsstationen während eines bestimmten Zeitraums gleich groß ist.
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Weitere vorteilhafte Ausführungsformen des Verfahrens ergeben sich aus den übrigen Unteransprüchen.
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Zur Lösung der Aufgabe wird auch eine Maschine zur Bearbeitung von Bogen vorgeschlagen, die die Merkmale des Anspruchs 6 aufweist. Die mindestens eine Bearbeitungsstation aufweisende Bogenbearbeitungsmaschine zeichnet sich durch eine der Bearbeitungsstation zugeordnete Stelleinrichtung zur Verlagerung der Bearbeitungsstation in und entgegen der Bogentransportrichtung aus. Die Bogenbearbeitungsstation ist also nicht ortsfest angeordnet, wie bei den bekannten Maschinen, sondern ist bewegbar ausgebildet. Aufgrund dieser Ausgestaltung kann die Bearbeitungsstation dem ankommenden Bogen entgegengefahren werden, so dass beispielsweise bei einer gleichbleibenden Bogengeschwindigkeit der Bogen zu einem früheren Zeitpunkt in die Bearbeitungsstation gelangt. Darüber hinaus ist es möglich, dass bei einer Verlagerung der Bearbeitungsstation in Bogentransportrichtung, beispielsweise nachdem der Bogen bereits in die Bogenbearbeitungsstation eingeführt ist, kann bei gleichbleibender Bogengeschwindigkeit die Verweildauer des Bogens innerhalb der Bearbeitungsstation verlängert werden. Die veränderbare Position der Bearbeitungsstation innerhalb der Bogenverarbeitungsmaschine ermöglicht ferner in vorteilhafter Weise eine optimale Anpassung an ein neues Bogenformat und/oder mindestens eine andere Bearbeitungsstation, die gegebenenfalls nachträglich in die Bogenbearbeitungsmaschine integriert wird. Die Bearbeitungsstation kann beispielsweise ein Laserarray oder ein Ink-Jet-Kopf sein oder diesen aufweisen.
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Der Stellantrieb umfasst vorzugsweise mindestens einen Motor, beispielsweise Elektromotor, mit dessen Hilfe die beispielsweise auf Schienen, Rollelementen oder dergleichen gelagerte Bearbeitungsstation in gewünschter Weise verschiebbar/verlagerbar ist. Selbstverständlich ist auch eine Überkopfanordnung der Führungseinrichtung für die Bearbeitungsstation ohne weiteres realisierbar.
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In bevorzugter Ausführungsform weist die Bogenbearbeitungsmaschine mindestens zwei in Bogentransportrichtung in einem Abstand voneinander angeordnete Bearbeitungsstationen auf, die in Abhängigkeit der Geschwindigkeit der Bogen in dem Überführungsbereich von einer der Bearbeitungsstationen zur nachfolgenden Bearbeitungsstation aufeinander zu oder voneinander weg bewegt werden. Dadurch, dass beispielsweise die Bogen innerhalb der Bearbeitungsstationen mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten geführt werden und die Einhaltung einer mittleren Bogengeschwindigkeit innerhalb der Bogenverarbeitungsmaschine vorgeschrieben ist, kann sich die Forderung ergeben, dass die Bogen außerhalb der Bearbeitungsstationen mit höherer oder langsamerer Geschwindigkeit zu transportieren sind. Um beispielsweise eine Überlappung der Bogen, also eine Schuppenbildung zu vermeiden, können die Bearbeitungsstationen in Abhängigkeit der Bogengeschwindigkeit verschoben werden.
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In bevorzugter Ausführungsform ist jeder der Bearbeitungsstationen eine eigene Stelleinrichtung zugeordnet, das heißt, diese sind unabhängig voneinander in und entgegen der Bogentransportrichtung verlagerbar, wobei eine Abstimmung der Verlagerungsbewegungen der Bearbeitungsstationen, beispielsweise in Abhängigkeit der Bogengeschwindigkeit, ohne weiteres möglich ist. Das heißt, die Verlagerungsgeschwindigkeiten der Bearbeitungsstationen können unterschiedlich sein. Es ist auch möglich, dass die Bearbeitungsstationen mechanisch zwangsgekoppelt sind und deren Verlagerung ausschließlich mittels eines gemeinsamen Stellantriebs erfolgt.
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Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass jeder Bearbeitungsstation eine eigene Antriebseinrichtung zugeordnet ist. Weist die Bearbeitungsstation ein Druckwerk mit Walzen, Zylindern oder dergleichen auf, so dient die Antriebseinrichtung zur Beaufschlagung mindestens einer dieser Komponenten mit einem Antriebsmoment. Sofern die Bearbeitungsstation ein linear verlagerbares oder um eine Achse schwenkbares Funktionsteil aufweist, beispielsweise ein Stanz- oder Prägewerkzeug, dient die Antriebseinrichtung hier zur translatorischen Verlagerung und/oder zum Verschwenken des Funktionsteils. Dadurch, dass die Bearbeitungsstationen unabhängig voneinander arbeiten, also nicht zwangsgekoppelt sind, ist es möglich, dass die Bearbeitungsgeschwindigkeit innerhalb der Bearbeitungsstationen unterschiedlich ist. Weisen beispielsweise zwei der Bearbeitungsstationen jeweils ein Druckwerk auf, so können diese mit unterschiedlicher Druckgeschwindigkeit betrieben werden, was den Einsatz unterschiedlicher Drucktechniken beziehungsweise Siebdruck und Tiefdruck, ermöglicht. Wenn unterschiedliche Druckgeschwindigkeiten gefahren werden, dann bestehen auch unterschiedliche Abstände zwischen den die Bogen transportierenden Bogenhalteeinrichtungen, während sie die jeweilige Bearbeitungsstation durchlaufen.
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Bevorzugt wird weiterhin ein Ausführungsbeispiel der Bogenbearbeitungsmaschine, das sich dadurch auszeichnet, dass mindestens eine der Bearbeitungsstationen eine Stanz- und/oder Prägeeinrichtung, eine Druckeinrichtung, insbesondere ein Druckwerk, und/oder eine Trocknereinheit aufweist. Die Stanz- und/oder Prägeeinrichtung kann rotative, schwenkbare und/oder linear verlagerbare, beispielsweise eine Hubbewegung ausführende Stanz- und/oder Prägewerkzeuge aufweisen. Die Druckeinrichtung kann beispielsweise eine Tiefdruckeinrichtung, Siebdruckeinrichtung, Flexodruck- oder Offset-Gummi-Sleeve-Druckeinrichtung oder dergleichen sein. Die Druckeinrichtung kann beispielsweise auch eine Druckmedium-Strahleinrichtung (Ink-Jet) aufweisen, die nach dem Prinzip eines Tintenstrahldruckers arbeitet. Darüber hinaus sind auch Druckeinrichtungen einsetzbar, die digitale Drucktechniken anwenden, beispielsweise eine elektrographische Drucktechnik. Die Trocknereinheit kann beispielsweise mindestens eine Blaseinrichtung aufweisen, mit deren Hilfe ein gasförmiges Hilfsmedium auf die zu trocknenden Bogen aufbringbar ist. Darüber hinaus sind auch andere Ausgestaltungen der Trocknereinheit möglich, beispielsweise als Strahlungswärmetrockner. Es wird deutlich, dass innerhalb der Bogenbearbeitungsmaschine unterschiedlichste Druck- und Bearbeitungstechniken ohne weiteres durchführbar sind, die bei den bekannten Bogen verarbeitenden Maschinen – wenn überhaupt – nicht ohne weiteres in Kombination miteinander einsetzbar sind.
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Bevorzugt wird auch ein Ausführungsbeispiel der Bogenbearbeitungsmaschine, bei dem eine Bogentransporteinrichtung vorgesehen ist, die mindestens eine mittels eines Linearantriebs in und gegebenenfalls auch entgegen der Bogentransportrichtung verlagerbare Bogenhalteeinrichtung aufweist. Der Aufbau und die Funktion eines Linearantriebs und dessen Kombination mit der Bogenhalteeinrichtung sind unter anderem aus der
DE 197 22 376 A1 ,
DE 197 48 870 A1 sowie
DE 25 01 963 A1 bekannt, deren Inhalt zum Gegenstand dieser Beschreibung gemacht wird.
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Die linear angetriebene Bogenhalteeinrichtung, die beispielsweise von einer Greifereinrichtung, insbesondere Greiferbrücke, gebildet sein kann, ist mit einer variablen steuer- oder regelbaren Geschwindigkeit innerhalb der Bogenverarbeitungsmaschine verlagerbar, kann also praktisch stufenlos beschleunigt und abgebremst sowie mit konstanter Geschwindigkeit verlagert werden.
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In bevorzugter Ausführungsform ist die in Bogentransportrichtung gemessene Länge der Bogenhalteeinrichtung sehr kurz, insbesondere im Vergleich mit der Länge der Bogen. Dadurch können die Bogenhalteeinrichtungen, insbesondere im Bereich einer Trocknereinheit, sehr dicht zusammengefahren werden, das heißt, der Abstand zwischen zwei benachbart angeordneten Bogenhalteeinrichtungen ist sehr gering und kann kleiner, insbesondere deutlich kleiner sein, als die Länge der Bogen. Diese werden beispielsweise derart gehalten, dass sie von der Bogenhalteeinrichtung nach unten weghängen, so dass eine Kollision oder Berührung der Bögen trotz des geringen Abstands der Bogenhalteeinrichtungen zueinander ausgeschlossen werden kann. Je kürzer die Bogenhalteeinrichtungen sind, desto kleiner kann die Trockengeschwindigkeit sein, so dass bei bestehender Trocknerkonstruktion in vorteilhafter Weise die Trocknungsraten erhöht werden können.
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Bei einem besonders bevorzugten Ausführungsbeispiel der Bogenbearbeitungsmaschine ist eine Regelungs- und Steuereinrichtung zur Einstellung der Verlagerungsgeschwindigkeit der Bogenhalteeinrichtung beziehungsweise der Bogenhalteeinrichtungen vorgesehen, die eine Automatisierung des Betriebs der Bogenverarbeitungsmaschine ermöglicht.
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Schließlich ich wird ein Ausführungsbeispiel der Bogenbearbeitungsmaschine bevorzugt, das sich dadurch auszeichnet, dass sie eine Hybridmaschine ist. Die Hybridmaschine weist wenigstens zwei Bearbeitungsstationen auf, von denen vorzugsweise eine eine Offsetdruckeinrichtung und die andere eine Flexodruckeinrichtung, beziehungsweise eine Offsetdruckeinrichtung und eine Tiefdruckeinrichtung beziehungsweise eine Druckeinrichtung und eine Stanz- und/oder Prägeeinrichtung aufweist.
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Weitere vorteilhafte Ausführungsformen der Bogenverarbeitungsmaschine ergeben sich aus den übrigen Unteransprüchen.
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Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
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1 eine Seitenansicht eines ersten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Bogen verarbeitenden Maschine;
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2 ein Diagramm, aus dem der Geschwindigkeitsverlauf eines durch mehrere Bearbeitungsstationen geführten Bogens hervorgeht;
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3 eine Prinzipskizze von mehreren Bearbeitungsstationen eines weiteren Ausführungsbeispiels der Bogenverarbeitungsmaschine;
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4 ein Diagramm, aus dem der Geschwindigkeitsverlauf der Bogen im Bereich einer Bearbeitungsstation hervorgeht, die eine Schuppung der Bogen ermöglicht;
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5 eine Prinzipskizze eines Ausführungsbeispiels einer Bearbeitungsstation, nämlich eine Trocknereinheit;
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6 ein Diagramm, in dem der Geschwindigkeitsverlauf der Bogen im Bereich eines Auslegers hervorgeht;
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7 ein Diagramm, aus dem der Geschwindigkeitsverlauf der Bogen im Bereich einer eine Stanz- und/oder Prägeeinrichtung aufweisenden Bearbeitungsstation hervorgeht;
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8 einen Ausschnitt aus einem weiteren Ausführungsbeispiel der Bogen verarbeitenden Maschine, in der die anhand von 3 beschriebenen Bearbeitungsstationen angeordnet sind, und
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9 einen Ausschnitt aus einem Ausführungsbeispiel eines Druckwerks in Stirnansicht.
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1 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer Bogen verarbeitenden Maschine 1, die einen Anleger 3, eine erste Bearbeitungsstation 5, eine zweite Bearbeitungsstation 7 und einen Ausleger 9 umfasst. Im Anleger 3 werden die zu einem Bogenstapel 11 gestapelten Bogen mit Hilfe einer Bogenvereinzelungseinrichtung 13, die beispielsweise einen Saugkopf aufweist, vereinzelt und an eine mehrere Bogenhalteeinrichtungen 15 aufweisende Bogentransporteinrichtung 17 übergeben. Die Bogenhalteeinrichtungen 15 sind vorzugsweise als Greifereinrichtung, beispielsweise Greiferbrücke, ausgebildet. Mit Hilfe der Bogentransporteinrichtung 17 werden die vereinzelten Bogen in Bogentransportrichtung 19 über einen kurzen Zuführtisch 21 den Bearbeitungsstationen 5, 7 zugeführt, dort bearbeitet und in dem nachgeordneten Ausleger 9 wieder zu einem Bogenstapel 21 gestapelt. Die Bogenstapel 11, 23 sind mittels mindestens einer geeigneten, nicht dargestellten Vorrichtung vorzugsweise quer zur Bogentransportrichtung 19, die in der Darstellung gemäß 1 von rechts nach links verläuft, verlagerbar.
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Die erste Bearbeitungsstation 5 weist ein erstes Druckwerk 25 mit einer Farbauftragswalze 27, einen Druckzylinder 29 und einen Gegendruckzylinder 31 auf. Dieser weist diametral gegenüberliegende Ausnehmungen 33, 35 auf, die von jeweils einem randoffenen Kanal gebildet sind, der sich vorzugsweise über die gesamte Länge des Gegendruckzylinders 31 erstreckt. Die Ausnehmungen 33, 35 dienen dazu, eine durch den zwischen dem Druckzylinder 29 und dem Gegendruckzylinder 31 gebildeten Walzenspalt hindurchgeführte Bogenhalteeinrichtung 15 aufzunehmen. Es ist ersichtlich, dass ausschließlich der Gegendruckzylinder 31 der Aufnahme der Bogenhalteeinrichtungen 15 dienende randoffene Ausnehmungen aufweist, während der Druckzylinder 29 eine vorzugsweise glatte und geschlossene Außenmantelfläche aufweist.
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Die zweite Bearbeitungsstation 7 weist ein zweites Druckwerk 37 auf, das einen Druckzylinder 29', einen Gegendruckzylinder 31 und eine den Gegendruckzylinder 31' abstützende Tragwalze 39 umfasst. Der Druckzylinder 29' und Gegendruckzylinder 31' weisen jeweils eine Ausnehmung 33 zur Aufnahme der Bogenhalteeinrichtungen 15 auf, wobei die jeweilige, durch den zwischen dem Gegendruckzylinder 31' und dem Druckzylinder 29' gebildeten Walzennip hindurchgeführte Bogenhalteeinrichtung 15 von beiden Ausnehmungen 33 teilweise aufgenommen wird.
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Die Druckzylinder 29, 29' können derart ausgebildet sein, dass sie für den Tiefdruck, Siebdruck, Flexodruck und/oder Offset-Gummi-Sleeve-Druck einsetzbar sind. In Abhängigkeit der Ausgestaltung des Druckzylinders ist dessen Geräteperipherie innerhalb des Druckwerks entsprechend angepasst.
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Den Bearbeitungsstationen 5, 7 ist jeweils eine nicht dargestellte separate Antriebseinrichtung zugeordnet, mit deren Hilfe die in der Bearbeitungsstation befindlichen Walzen und Zylinder antreibbar sind. Dadurch, dass getrennte Antriebseinrichtungen für die Bearbeitungsstationen 5, 7 vorgesehen sind, ist eine optimale Anpassung der Druckwerke 25, 37 an die jeweilige Verlagerungsgeschwindigkeit der Bogenhalteeinrichtungen 15 möglich.
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Den Bearbeitungsstationen 5, 7 ist jeweils eine eigene, nicht dargestellte Stelleinrichtung zugeordnet, mit deren Hilfe die Bearbeitungsstationen 5, 7 in und entgegen der Bogentransportrichtung 19 unabhängig voneinander verlagerbar sind, wie mit Doppelpfeilen 41 angedeutet. Es ist daher möglich, dass während des laufenden Betriebs der Maschine 1 die Bearbeitungsstationen 5, 7 aufeinander zu oder voneinander weg bewegt werden, was beispielsweise in Abhängigkeit der Geschwindigkeit der mit Hilfe einer Bogenhalteeinrichtung 15 durch die Maschine 1 hindurchgeführten Bogen möglich ist.
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Bei dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel ist zwischen den ersten und zweiten Bearbeitungsstationen 5, 7 eine weitere Bearbeitungsstation 43 vorgesehen, die von einer Trocknereinheit 45 gebildet ist. Die Trocknereinheit 45 kann ortsfest angeordnet sein. Es ist auch möglich, dass auch der Trocknereinheit 45 ein Stellantrieb zugeordnet ist, so dass diese in Richtung der ersten Bearbeitungsstation 5 und in Richtung der zweiten Bearbeitungsstation 7 verlagerbar ist.
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Die Bogentransporteinrichtung
17 weist eine endlose Führung
47 auf, die beispielsweise mindestens eine Führungsschiene umfasst, auf der beziehungsweise mit deren Hilfe die Bogenhalteeinrichtungen
15 geführt werden. Jede der Bogenhalteeinrichtungen
15 ist mit Hilfe eines nicht dargestellten Linearantriebs zumindest im Uhrzeigersinn auf der Führung
47 verlagerbar. Hierzu sind die Bogenhalteeinrichtungen
15 jeweils auf einem als Anker ausgebildeten Wagen (nicht dargestellt) angeordnet, während die Führung
47 den Ständer des Linearmotors bildet, in dem ein elektromagnetisches Wanderfeld zur Bewegung des Wagens erzeugbar ist. Ein derartiger Linearantrieb ist beispielsweise aus der
DE 147 48 870 A1 und der
DE 197 22 376 A1 bekannt, so dass bezüglich des Aufbaus und der Funktion der Bogentransporteinrichtung und insbesondere des Linearmotors auf diese Druckschriften verwiesen wird, deren Inhalt Gegenstand dieser Beschreibung ist.
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Mit Hilfe einer nicht dargestellten Regelungs- und Steuereinrichtung ist die Verlagerungsgeschwindigkeit der Bogenhalteeinrichtungen 15 unabhängig voneinander einzeln ansteuerbar und/oder regelbar.
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Dadurch, dass sowohl die einzelnen Bearbeitungsstationen 5, 7 mechanisch und antriebstechnisch voneinander entkoppelt sind als auch der Bogentransport durch separate Linearantriebe erfolgt, lassen sich erfindungsgemäß bestimmte prozessoptimale Bogenbearbeitungsgeschwindigkeiten beziehungsweise -verlagerungsgeschwindigkeiten realisieren. Wie anhand von 1 beschrieben, können in den Bearbeitungsstationen 5, 7 verschiedene Druckverfahren oder sonstige Weiterverarbeitungsmaßnahmen durchgeführt werden. Diese Arbeitsverfahren haben unterschiedlich hohe optimale Geschwindigkeiten. Es kann zum Beispiel beim Offsetdruck mit höherer Geschwindigkeit als beim Siebdruck gedruckt werden oder die Trocknung kann nur bei kleinen Geschwindigkeiten erfolgen, um ein gutes Trockenergebnis zu erzielen. Es ist auch denkbar, dass die Geschwindigkeit der jeweiligen Komponenten während eines Bearbeitungsvorgangs nicht konstant ist, sondern beispielsweise intermittierend, beispielsweise beim Stanzen und/oder Fragen der Bogen.
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Erfindungsgemäß sind die folgenden Forderungen – zumindest größtenteils – dabei zu berücksichtigen: Eine exakte Winkelsynchronität und Wiederholgenauigkeit zwischen dem Bogen und der Bearbeitungsstation während eines Bearbeitungsvorgangs ist zu gewährleisten. Des Weiteren ist auf eine Kollisionsfreiheit der Bögen und der Bogenhalteeinrichtungen 15 untereinander zu achten, wobei die Bogenlänge unter bestimmten Bedingungen größer sein kann, als die Länge der Bogenhalteeinrichtungen 15, so dass eine Schuppung der Bogen möglich ist. Des Weiteren ist die Bearbeitungsleistung der einzelnen Bearbeitungsstationen im zeitlichen Mittel gleich, außer wenn eine Verzweigung oder Zusammenführung erfolgt, das heißt, die Durchschnittsgeschwindigkeit der Bogen innerhalb der Bogenverarbeitungsmaschine 1 ist bei allen Bogen identisch. Des Weiteren muss darauf geachtet werden, dass auch bei Fehlern oder bei einem Netzausfall die Kollisionssicherheit gewährleistet bleibt. Darüber hinaus sind Registerfehler zwischen den Bearbeitungsstationen auszugleichen. Schließlich sind die maximalen Beschleunigungs- beziehungsweise Verzögerungswerte des Bogens beziehungsweise der schwächsten Komponente der Maschine 1 einzuhalten.
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Die Grundlage für den gesamten Bearbeitungsvorgang innerhalb der Bogenverarbeitungsmaschine 1 sind die maximale Bogenverlagerungsgeschwindigkeit, die geforderte Taktzahl (Anzahl der zu bearbeitenden Bogen pro Zeiteinheit) und die konstruktiv festgelegten baulichen Abmessungen der einzelnen Einrichtungen, wie zum Beispiel der Bearbeitungsstation.
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Im Folgenden werden anhand der 2 bis 7 unterschiedliche Geschwindigkeitsprofile eines durch unterschiedliche Ausführungsformen der Maschine 1 geführten Bogens näher erläutert.
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2 zeigt den Geschwindigkeitsverlauf eines Bogens, der durch jeweils zwei hintereinander angeordnete Bearbeitungsstationen, beispielsweise Druckwerke, mit konstanter, jedoch unterschiedlicher Bearbeitungsgeschwindigkeit v bei vorgegebener Taktzahl (Bogen pro Stunde), jedoch ohne dass sich die Bogen dabei überlappen. Aus 2 ist ersichtlich, dass bei konstanter Bogenlänge Sb = V × t die Lücke Sl zwischen einem vorhergehenden und einem nachfolgenden Bogen konstant ist. Die Bogenverlagerungsgeschwindigkeit ist stets kleiner als die vorgegebene, maximale Bogengeschwindigkeit vmax. Ferner ist der Zeittakt, in der die Bogen durch die Maschine abtransportiert werden, mit Marken 49 gekennzeichnet.
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Aus 2 ist ersichtlich, dass nachdem die Bogen die erste Bearbeitungsstation verlassen haben, sie ein wenig abgebremst, dann mit verminderter aber konstanter Geschwindigkeit weitergeführt und vor dem Einlauf in die zweite Bearbeitungsstation wieder auf die gleiche Geschwindigkeit beschleunigt werden, mit der sie auch durch die erste Bearbeitungsstation hindurchgeführt wurden. Nach Verlassen der zweiten Bearbeitungsstation werden die Bogen wieder abgebremst, und zwar auf eine Geschwindigkeit, mit der sie durch die dritte und vierte Bearbeitungsstation hindurchgeführt werden. Nachdem die Bogen die dritte Bearbeitungsstation verlassen haben, werden sie zunächst beschleunigt, eine bestimmte Wegstrecke mit konstanter Geschwindigkeit weitertransportiert und vor dem Einlauf in die vierte Bearbeitungsstation wieder auf die vorgegebene Geschwindigkeit abgebremst.
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3 zeigt in schematischer Darstellung insgesamt vier Bearbeitungsstationen 51, 53, 55 und 57, die jeweils ein Druckwerk aufweisen. Mit durchgezogenen Linien 59 ist die jeweilige Verweildauer der Bogen innerhalb der Bearbeitungsstationen gekennzeichnet. Es ist ersichtlich, dass die ersten Bearbeitungsstationen 51, 53 schneller laufen als die nachfolgenden Bearbeitungsstationen 55, 57. Aus 2 ist ferner ersichtlich, dass die Grenzbedingungen bei dieser Ausgestaltung der Bearbeitungsstationen und der räumlichen Anordnung, das heißt der Abstand zwischen den einzelnen Bearbeitungsstationen, in diesem Fall die Kollision der Bögen auf der ideellen Bogenbahn ist. Durch den konstruktiv vorgegebenen Abstand der Bearbeitungsstationen und der Verlagerungsgeschwindigkeit/Bearbeitungsge-schwindigkeit des Bogens kann sich die Forderung ergeben, den Bogen außerhalb der Bearbeitungsstationen mit höherer oder langsamerer Geschwindigkeit zu transportieren, als er durch die Bearbeitungsstationen geführt wird.
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Es wird deutlich, dass bei den in 2 und 3 dargestellten Ausführungsformen der Abstand zwischen den Bearbeitungsstationen gleich groß ist. Zwischen den Bearbeitungsstationen wird der Bogen bei hohen Geschwindigkeiten verlangsamt und bei langsamen Geschwindigkeiten beschleunigt. Eine andere Alternative besteht darin, die Bearbeitungsstationen in Abhängigkeit der Bogengeschwindigkeit zu verschieben, also aufeinander zu beziehungsweise voneinander weg.
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Bei Bearbeitungsstationen, die anstelle eines Druckwerks andere Ver-/Bearbeitungseinrichtungen oder dergleichen aufweisen, kann eine Schuppung der Bogen unter Umständen zugelassen werden, wie zum Beispiel im Bereich der in 1 dargestellten Trocknereinheit 45. Der Geschwindigkeitsverlauf der Bogen ist für dieses Ausführungsbeispiel in 4 dargestellt. Es ist die Überlappung 61 erkennbar, also der Flächenbereich, in dem sich der vorangegangene Bogen und der nachfolgende Bogen überlappen.
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Wie aus 5 ersichtlich, ist der konstruktive Abstand zwischen zwei aufeinanderfolgenden Bearbeitungsstationen im Falle einer zwischen diesen Bearbeitungsstationen angeordneten Trocknereinheit 45 nicht mehr relevant, das heißt, er kann abhängig von der Grenzbedingung, nämlich der Kollision der linear angetriebenen Bogenhalteeinrichtungen 15 frei gewählt werden. Mit Hilfe der Trocknereinheit 45 kann also eine gewünschte Anzahl von Bogen 63, die jeweils von einer Bogenhalteeinrichtung 15 gehalten werden, gleichzeitig getrocknet werden. Wie aus 5 ersichtlich, ist die sich in Bogentransportrichtung 19 erstreckende Länge L bei identisch ausgebildeten Bogenhalteeinrichtungen 15 kleiner, hier wesentlich kleiner als die Länge der nach unten frei herabhängenden, aufgrund der Verlagerungsgeschwindigkeit leicht gekrümmten Bogen 63.
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Die kleinste erreichbare Verlagerungsgeschwindigkeit der Bogen innerhalb der Trocknereinheit 45 ist einerseits abhängig von der Geschwindigkeit und Taktzahl der vorgeordneten Bearbeitungsstationen und andererseits von der Länge L der Bogenhalteeinrichtungen 15. Je kürzer die Bogenhalteeinrichtungen 15 sind, desto kleiner kann die Trockengeschwindigkeit sein.
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Das Ablegen der durch die Maschine 1 geführten Bogen kann bei geschupptem oder ungeschupptem Bogenstrom mit den gleichen Grenzbedingungen realisiert werden. Grundsätzlich ist es auch möglich, die Geschwindigkeit zu variieren, um beispielsweise ein definiertes Abbremsverhalten des Bogens zu bekommen.
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6 zeigt das Geschwindigkeitsdiagramm der Bogen im Bereich des Auslegers 9, bei dem die Bogen 63/1 und 63/2 ohne Überlappung (siehe Lücke Sl) mit konstanter Geschwindigkeit im Anstiegsbereich des Auslegers transportiert werden, während ein Bogen 63/3 mit variabler Geschwindigkeit und den nachfolgenden Bogen 63/2 überlappend auf eine Ablage 65 transportiert wird.
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Bestimmte Bearbeitungsvorgänge machen es erforderlich, den Bogen während des Bearbeitungsprozesses anzuhalten, zum Beispiel um ihn zu Stanzen. Im Geschwindigkeitsdiagramm würde die Geschwindigkeit des Bogens auf Null absinken und eine unendliche Überlappung würde eintreten. Das Geschwindigkeitsprofil der Bogen ist daher so zu wählen, dass Geschwindigkeitsüberhöhungen vorhanden sind, die bei gewähltem Arbeitstakt die Kollisionsbedingungen entweder des Bogens oder der Bogenhalteeinrichtungen 15 einhalten.
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7 zeigt den Verlauf der Bogenverlagerungsgeschwindigkeit im Bereich von zwei jeweils ein Offsetwerk aufweisenden Bearbeitungsstationen mit einem dazwischen angeordneten Stanzwerk. Die Abstände der Bearbeitungseinheiten sind gleich, wobei eine Überlappung der Bogen nicht gewünscht ist. Wie aus 7 ersichtlich, ist die Bogengeschwindigkeit innerhalb der Offsetwerke konstant, wobei der Bogen nach dem Verlassen des ersten Offsetwerks zunächst beschleunigt und dann bis zum Stillstand abgebremst wird, eine Zeitdauer Tx sich im Ruhezustand befindet. Dabei wird der Bogen gestanzt. Nach Ablauf der Zeitdauer Tx wird der Bogen wieder auf eine überhöhte, also über der mittleren Maschinengeschwindigkeit liegenden Geschwindigkeit beschleunigt und vor dem Einlauf in das nachfolgende zweite Offsetwerk wieder auf eine gewünschte Verlagerungsgeschwindigkeit abgebremst und unter Beibehaltung dieser Geschwindigkeit durch das Offsetwerk hindurchgeführt.
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Aus den obenstehenden Ausführungen zu den 1 bis 7 geht das erfindungsgemäße Verfahren ohne weiteres hervor. Diese sieht vor, dass die Geschwindigkeit des jeweiligen Bogens an den in der jeweiligen Bearbeitungsstation durchzuführenden Bearbeitungsschritt angepasst ist und dass die Geschwindigkeit des Bogens in mindestens zwei der Bearbeitungsstationen unterschiedlich groß ist.
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8 zeigt ein Ausschnitt eines weiteren Ausführungsbeispiels der Maschine 1. Gleiche Teile sind mit gleichen Bezugszeichen versehen, so dass insofern auf die Beschreibung der vorangegangenen Figuren verwiesen wird. Die Bearbeitungsstationen 51 bis 57 weisen jeweils ein Druckwerk 65 auf. Jedem Druckwerk 65 ist jeweils eine einen Antriebsmotor 67 aufweisende Antriebseinrichtung zugeordnet. Des weiteren ist für jedes Druckwerk jeweils eine schematisch mit einem Punkt 69 dargestellte Drehwinkel-Messeinrichtung zugeordnet. Des weiteren ist jedem Druckwerk 65 ein Leistungsverstärker 71 inklusive Ansteuerelektronik für den Antriebsmotor 67 und einen Leistungsverstärker 73 inklusive Ansteuerelektronik für den Linearantrieb der Bogenhalteeinrichtungen 15 vorgesehen. In 8 sind ferner Läufer 75 der Linearantriebe der Bogentransporteinrichtung 17 dargestellt, von denen jeweils einer eine nicht dargestellte Bogenhalteeinrichtung trägt. Ferner ist der Stator 77 (Antriebsstation) des Linearantriebs angedeutet, der beispielsweise von zwei Führungsschienen gebildet ist. In 8 sind ferner Signalleitungen 79 für die Positionsrückmeldung des jeweiligen Linearmotors dargestellt. Des weiteren ist noch eine Regelungs- und Steuereinrichtung 81 dargestellt, mit der die Leistungsverstärker 71, 73 verbunden sind und die zur Einstellung der Verlagerungsgeschwindigkeit der jeweiligen Bogenhalteeinrichtung beziehungsweise des die Bogenhalteeinrichtung aufweisenden Läufers 75 dient.
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9 zeigt einen Ausschnitt eines weiteren Ausführungsbeispiels der Bogenverarbeitungsmaschine 1, nämlich ein Ausführungsbeispiel eines Druckwerks 83, das einen Druckzylinder 85 und einen Gegendruckzylinder 87 aufweist, deren Außenmantelflächen in einem geringen Abstand voneinander angeordnet sind. Es ist ersichtlich, dass lediglich in der Außenumfangsfläche des Gegendruckzylinders 87 eine randoffene Ausnehmung 33 zur Aufnahme einer auf einer Führung 17 geführten Bogenhalteeinrichtung 15 aufweist. Im Gegensatz dazu weist der Druckzylinder 85 einen vorzugsweise glatten und geschlossenen keine Ausnehmungen und dergleichen aufweisenden Außenmantel 89 auf.
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Der Druckzylinder 85 ist vorzugsweise für den Tief-, Sieb-, Flexo- und/oder Offset-Gummi-Sleeve-Druck einsetzbar.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Maschine
- 2
- (Nicht vorhanden)
- 3
- Anleger
- 4
- (Nicht vorhanden)
- 5
- Erste Bearbeitungsstation
- 6
- (Nicht vorhanden)
- 7
- Zweite Bearbeitungsstation
- 8
- (Nicht vorhanden)
- 9
- Ausleger
- 10
- (Nicht vorhanden)
- 11
- Bogenstapel
- 12
- (Nicht vorhanden)
- 13
- Bogenvereinzelungseinrichtung
- 14
- (Nicht vorhanden)
- 15
- Bogenhalteeinrichtung
- 16
- (Nicht vorhanden)
- 17
- Bogentransporteinrichtung
- 18
- (Nicht vorhanden)
- 19
- Bogentransportrichtung
- 20
- (Nicht vorhanden)
- 21
- Zuführtisch
- 22
- (Nicht vorhanden)
- 23
- Bogenstapel
- 24
- (Nicht vorhanden)
- 25
- Erstes Druckwerk
- 26
- (Nicht vorhanden)
- 27
- Farbauftragswalze
- 28
- (Nicht vorhanden)
- 29
- Druckzylinder
- 30
- (Nicht vorhanden)
- 31
- Gegendruckzylinder
- 32
- (Nicht vorhanden)
- 33
- Ausnehmung
- 34
- (Nicht vorhanden)
- 35
- Ausnehmung
- 36
- (Nicht vorhanden)
- 37
- Zweites Druckwerk
- 38
- (Nicht vorhanden)
- 39
- Tragwalze
- 40
- (Nicht vorhanden)
- 41
- Doppelpfeil
- 42
- (Nicht vorhanden)
- 43
- Dritte Bearbeitungsstation
- 44
- (Nicht vorhanden)
- 45
- Trocknereinheit
- 46
- (Nicht vorhanden)
- 47
- Führung
- 48
- (Nicht vorhanden)
- 49
- Marken
- 50
- (Nicht vorhanden)
- 51
- Bearbeitungsstation
- 52
- (Nicht vorhanden)
- 53
- Bearbeitungsstation
- 54
- (Nicht vorhanden)
- 55
- Bearbeitungsstation
- 56
- (Nicht vorhanden)
- 57
- Bearbeitungsstation
- 58
- (Nicht vorhanden)
- 59
- Linie
- 60
- (Nicht vorhanden)
- 61
- Überlappung
- 62
- (Nicht vorhanden)
- 63
- Bogen
- 64
- (Nicht vorhanden)
- 65
- Druckwerk
- 66
- (Nicht vorhanden)
- 67
- Antriebseinrichtung
- 68
- (Nicht vorhanden)
- 69
- Punkt
- 70
- (Nicht vorhanden)
- 71
- Leistungsverstärker
- 72
- (Nicht vorhanden)
- 73
- Leistungsverstärker
- 74
- (Nicht vorhanden)
- 75
- Läufer
- 76
- (Nicht vorhanden)
- 77
- Stator
- 78
- (Nicht vorhanden)
- 79
- Signalleitung
- 80
- (Nicht vorhanden)
- 81
- Steuerung
- V
- Bearbeitungsgeschwindigkeit
- Sb
- Bogenlänge
- Sl
- Lücke
- Vmax
- Maximale Bogengeschwindigkeit
- Tx
- Zeitdauer