DE10151988A1

DE10151988A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Ausrichtung flächiger Exemplare in bogenverarbeitenden Maschinen

Info

Publication number: DE10151988A1
Application number: DE10151988A
Authority: DE
Inventors: Peter Foerch; Andreas Henn
Original assignee: Heidelberger Druckmaschinen AG
Current assignee: Heidelberger Druckmaschinen AG
Priority date: 2000-11-09
Filing date: 2001-10-22
Publication date: 2002-05-23
Also published as: JP2002192686A; US6604739B2; US20020096824A1; JP4170615B2

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Ausrichtung flächiger Exemplare (29) in bogenverarbeitenden Maschinen bzw. von Zylindern, die das Druckbild tragen, wie z. B. Druckformzylinder oder Gummituchzylinder. Es werden die nachfolgend aufgeführten Verfahrensschritte durchlaufen: DOLLAR A Zunächst erfolgt die Ermittlung der Ist-Lage des bogenförmigen Materials (29) oder des Druckbildes in Bezug auf ein Koordinatensystem (1). Daran schließt sich die Herbeiführung der Soll-Lage (36, 40) des das auszurichtende bogenförmige Material (29) an seiner Mantelfläche (9, 34) aufnehmenden Zylinders (7) an, durch die die Fehllage (42, 44) des Zylinders (7) oder seiner Komponenten (8, 16) durch Ansteuerung berührungsloser Radial-/Axialmagnetlager (11, 12) korrigiert wird. Die Soll-Lage (36, 40) des Zylinders (7) wird bis zur Übergabe des ausgerichteten bogenförmigen Materials (29) an eine weitere Förderkomponente beibehalten.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Ausrichtung flächiger Exemplare in bogenverarbeitenden Maschinen, wie beispielsweise Mehrfarbenrotationsdruckmaschinen mit mehreren hintereinander angeordneten Druckwerken.

DE 29 24 636 A1 bezieht sich auf eine Steuervorrichtung für eine Bogengreifereinrichtung, bei welcher die Bogengreifer in axialer Richtung bewegbar sind. Es ist eine Anzahl Bogengreifer zur Erfassung der Vorderkante eines Druckbogens zwischen Greiferfingern und Greiferauflagen vorgesehen, bei weicher die Greiferauflagen auf eine die Greiferspindel lagernden Greiferauflagenschiene befestigt sind. Die Bogengreifer sind zum seitlichen Ausrichten eines Druckbogens in axiale Richtung der Greiferspindel und der Greiferauflagenschiene verschiebbar angeordnet, wobei die Greiferauflagenschiene über in axiale Richtung der Greiferspindel und der Greiferauflagenschiene auslenkbare blattfederartige Träger am Körper des Gegendruckzylinders bzw. der Übergabetrommel oder des Vorgreifers befestigt sind. Die Axialverschiebung der Greiferauflagenschiene erfolgt mittels eines Stellmotors, der durch die mindestens eine Kante eines Druckbogens in Bezug auf eine ortsfeste Bezugslinie abtastende lichtempfindliche Elemente über eine Servosteuerschaltung steuerbar ist.

Mit dieser Lösung ist eine seitliche Verschiebung eines bogenförmigen Materials in Bezug auf seine Förderrichtung möglich, jedoch muß die seitliche Ausrichtung gemäß dieser Lösung zwangsläufig durch das mechanischen Komponenten zwangsläufig innewohnende Spiel mit Ungenauigkeiten behaftet sein.

DE 36 44 431 A1 offenbart eine Bogengreifervorrichtung in einer Rotationsdruckmaschine mit Bogengreifern, die ebenfalls in axialer Richtung bewegbar sind. Die Bogengreifereinrichtung ist für Zylinder und Trommeln von Bogenrotationsdruckmaschinen geeignet, wobei die Bogengreifer zum seitlichen Ausrichten der zu bedruckenden Bogen auf einen axial verschiebbaren Schlitten aufgenommen sind. Die Axialbewegung des die Bogengreifer aufnehmenden axialverschiebbaren Schlittens wird durch eine Steuerscheibe erzeugt, die so angeordnet ist, daß sie in Richtung einer Seitenfläche der Trommel und von dieser wegschwenkbar ist.

Für die Passergenauigkeit und die zu wahrende Dublierfreiheit ist eine reproduzierbare Lage des durch eine Druckmaschine geförderten bogenförmigen Materiales unerlässlich. Bei einer Bogenrotationsdruckmaschine wird das bogenförmige Material im allgemeinen im Anleger ausgerichtet und von Greifersystemen, die ein Vorgreifersystem zur Beschleunigung des Bogens auf Maschinengeschwindigkeit umfassen können, übernommen. Die Greifersysteme fördern das bogenförmige Material unter Zwischenschaltung verschiedener Übergabestellen bis in die Bogenauslage. Der im Anleger des bogenförmigen Materials ablaufende Ausrichteprozeß ist relativ aufwendig, da viele mechanische Komponenten in den Ausrichteprozeß involviert sind, deren Ansteuerbarkeit bei hohen Geschwindigkeiten von 13.000 Druck pro Stunde und mehr an seine Grenzen stößt. Bisher können Druckkriterien wie die Beibehaltung des Umfangs- und des Seitenpassers nur gemittelt durch die Register korrigiert werden.

Angesichts der aufgezeigten Lösungen aus dem Stand der Technik sowie des aufgezeigten technischen Problems, liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung bereitzustellen, mit der eine Ausrichtung eines Zylinders in einer bogenverarbeitenden Maschine erreicht werden kann.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Ansprüche 1, 2, 8, 9, 16 und 17 gelöst. Bei einem besonders vorteilhaften Verfahren zur Ausrichtung flächiger Exemplare in bogenverarbeitenden Maschinen werden die nachfolgenden Verfahrensschritte durchlaufen:

- es wird die Ist-Lage des bogenförmigen Material in Bezug auf ein Koordinatensystem ermittelt,
- danach wird die Soll-Lage eines das auszurichtende bogenförmige Material an seiner Mantelfläche aufnehmenden Zylinders herbeigeführt, indem
- ein die Lageabweichungen des Zylinders und seiner Komponenten durch korrigierendes Ansteuern von den Zylinder berührungslos lagernden Radial-/Axial-Magnetlagern erfolgt und
- die Soll-Lage des das auszurichtende bogenförmige Material führende Zylinder wird bis zur Übergabe des ausgerichteten bogenförmigen Materials an weitere Transportbogenfördereinheiten beibehalten.

Vorteilhaft nutzbar sind das Verfahren und die Vorrichtung bei Druckform tragenden Plattenzylindern oder auch bei das Druckbild tragenden Übertragungszylindern, z. B. Gummituchzylindern.

Mit dem erfindungsgemäß vorgeschlagenen Verfahren läßt sich die Bogenlage verändern, indem die Lage eines das bogenförmige Material führenden Zylinders oder das Druckbild tragenden Zylinders verändert wird. Der das bogenförmige Material an seiner Mantelfläche aufnehmende Zylinder kann in X- und Y-Richtung verschoben werden, so daß das über Greifeinrichtungen an seiner Mantelfläche fixierte bogenförmige Material mit verschoben wird. Die Lage des das auszurichtende bogenförmige Material führenden Zylinders wird bis zur Übergabe des ausgerichteten bogenförmigen Materials an den nächsten Zylinder oder die nächste Transporteinheit so verändert, das etwaige Fehllagen des Bogens hinsichtlich Umfangslage, Schräglage sowie Seitenausrichtung des Bogens korrigiert werden und der Bogen somit passergerecht übergeben werden kann. Mittels des vorgeschlagenen Verfahrens körnte der aufwendige Ausrichteprozeß des noch unbedruckten bogenförmigen Materials im Anleger eingespart werden. Ferner bietet das erfindungsgemäß vorgeschlagene Verfahren die Möglichkeit die Bogenlage des bogenförmigen Materials in der Druckmaschine während des Bogenlaufes zu korrigieren. Im Ergebnis bietet das erfindungsgemäß vorgeschlagene Verfahren eine deutliche Verbesserung der Einhaltung von Druckqualitätskriterien. Insbesondere können bei Zylindern, die das Druckbild tragen, Seitenregister und Diagonalregister fernverstellt werden.

In einer Ausführungsvariante des erfindungsgemäß vorgeschlagenen Verfahrens wird die Ist-Lage des bogenförmigen Materials oder des Druckbildes während der Rotation des das bogenförmige Material führenden Zylinders oder das des Druckbild tragenden Zylinders auf Antriebsseite und Bedienseite gleichermaßen ermittelt, wozu Sensoren eingesetzt werden.

Gemäß eines Aspektes des erfindungsgemäß vorgeschlagenen Verfahrens kann durch unabhängige Verschiebung auf Antriebsseite und Bedienseite des das bogenförmige Materials führenden Zylinders eine Korrektur einer Schräglage des bogenförmigen Materials während des Durchlaufes einer Druckeinheit erfolgen. Des weiteren ist durch eine auf Antriebsseite und Bedienseite gleiche Verschiebung des das bogenförmige Materials führenden Zylinders eine Korrektur der Umfangslage des bogenförmigen Materials im Druckwerk möglich.

Das erfindungsgemäß vorgeschlagene Verfahren läßt sich ferner dazu einsetzen, eine axiale Verschiebung des das bogenförmige Material führenden Zylinders zur Korrektur einer Fehllage des bogenförmigen Materials im Druckwerk einer Mehrfarbenrotationsdruckmaschine zu kompensieren.

Die durch die Ansteuerung von axialen-/radial-wirkenden Magnetlagern des das bogenförmige Materials führenden Zylinders herbeigeführte Sollage desselben kann mittels radial und axial Magnetlager steuernden Axial- bzw. Radialsensoren überwacht werden.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird ferner durch eine Vorrichtung zur Ausrichtung flächiger Exemplare in bogenverarbeitenden Maschinen wie beispielsweise Mehrfarbenoffsetrotationen oder digital arbeitenden Druckmaschinen gelöst, in welchen das bogenförmige Material mittels Greifeinrichtungen an der Umfangsfläche angetriebener bogenführender Zylinder gefördert wird, und in den Seitenwänden aufgenommene angetriebene, das bogenförmige Material führende Zylinder in diese berührungslos lagernden Radial-/Axiallagern aufgenommen sind, deren axiale bzw. radiale Lageänderungen detektierende Sensoren zugeordnet sind.

Der Einsatz von Magnetlagern als Aktuatoren läßt zu, die Lage eines papierführenden Zylinders, sei es ein Umführ- oder ein Zuführzylinder, in drei Raumrichtungen um den Betrag der einer detektierten Fehllage zu korrigieren. Magnetlager besitzen eine berührungslose Arbeitsweise wobei über einen Luftspalt die magnetische Kräfte in Form einer Tragkraft auf den Zylinder übertragen werden. Je nach detektierter Lageabweichung des bogenförmigen Materials kann über Ansteuerung der Spulen der in axiale und radiale Richtung wirkenden Magnetlagern die Position des das bogenförmige Material führenden Zylinders und somit die Lage des bogenförmigen Materials innerhalb der Rotation korrigiert werden. Die Lager benötigen ferner keine Schmierung daher sind keine Schmierstoffe erforderlich. Mit Magnetlagern lassen sich Zylinderunwuchtungen kompensieren sowie radiale Kurvenkräfte. Biegeschwingungen des Zylinders treten nicht auf wobei die Gewichtskräfte des das bogenförmige Materials an seiner Mantelfläche aufnehmenden Zylinders soweit wie möglich zu verringern sind.

In weiterer Ausgestaltung des der Erfindung zugrunde liegenden Gedankens ist an der das auszurichtende bogenförmige Material führenden Zylindern die Position der Vorderkante und der Seitenkante des bogenförmigen Materiales mit dessen Position sensierenden Sensoren versehen. Damit erfolgt zu einem festen Zeitpunkt kurz nach der Übernahme des bogenförmigen Materials auf die Mantelfläche die Ermittlung der Bogenlage. Aufgrund der mittels der Sensorik detektierten Ist-Position des bogenförmigen Materials kann die zur Korrektur einer Fehllage gegebenenfalls notwendige Verschiebung des das bogenförmige Material führenden Zylinders ermittelt werden. Die die Lage des bogenförmigen Materials am Umfang des Zylinders detektierenden Sensoren können als CCD-Arrays oder CCD- Zeilensensoren ausgeführt sein. Ferner können reine kapazitiv oder induktiv arbeitende Bogenkantensensoren in die Mantelflächen im Bereich der Greifeinrichtungen an den das bogenförmige Material führenden Zylindern sei es Umführtrommeln oder Zuführtrommeln vorgesehen werden.

Der Antrieb des das bogenförmige Material führenden Zylinders kann vorzugsweise über ein Antriebselement realisiert werden, welches über radiale und axiale Bewegungen des Zylinders auskoppelnde Kupplungen mit einer Aufnahmewelle des Zylinders versehen ist. Dazu eignen sich insbesondere eine Antriebswelle gemäß des Kardanprinzipes. Mit dieser Antriebslösung kann die Einleitung unnötiger Zusatzkräfte an den Zylinder verhindert werden, die durch die Magnetlager kompensiert werden müßten. Kardanwellen weisen ferner den Vorteil einer sehr steifen Drehverbindung auf.

Das erfindungsgemäß vorgeschlagene Verfahren zur Ausrichtung bogenförmigen Materials sowie die erfindungsgemäß vorgeschlagene Vorrichtung lassen sich insbesondere bei Druckwerken von Rotationsdruckmaschinen realisieren, seien es konventionelle Mehrfarbenrotationsdruckmaschinen in Reihenbauweise oder auch bei nach dem Digitalprinzip arbeitenden Rotationsdruckmaschinen.

Anhand der Zeichnung wird die Erfindung nachstehend näher erläutert.

Es zeigt:

Fig. 1 den prinzipiellen Aufbau einer berührungslosen Magnetlagerung eines bogenförmigen Material führenden Zylinders,

Fig. 2 eine Antriebskonfiguration mit einer drehsteifen Antriebswelle eines in Axial-/Radiallagern aufgenommenes bogenförmiges Material fördernden Zylinders,

Fig. 3 die Draufsicht auf die Mantelfläche eines bogenförmigen Materials fördernden Zylinders mit Greifeinrichtungen und die Bogenvorderkante bzw. die Bogenseitenkanten sensierenden Sensoren,

Fig. 4a die Schräglage eines bogenförmigen Materials führenden Zylinders,

Fig. 4b die Verschiebung eines bogenförmiges Material führenden Zylinders in Umfangsrichtung in Seitenansicht,

Fig. 4c die seitliche Verschiebung eines bogenförmigen Materials zur Kompensation einer seitlichen Fehllage bogenförmigen Materials,

Fig. 5 eine Magnetlagerung einer Welle gemäß des Standes der Technik und

Fig. 6 eine berührungslose in axialer und radialer Richtung wirkende Magnetlagerung mit in die Bohrung einer Seitenwand integrierten Magneten und in die Umfangsfläche eines Zylinderzapfens integrierten Magneten.

Aus der Darstellung gemäß Fig. 1 geht in schematischer Darstellung eine berührungslose Lagerung eines an seiner Mantelfläche bogenförmiges Material aufnehmenden Zylinders näher hervor.

Mit Bezugszeichen 1 ist ein Koordinatensystem bezeichnet, dessen Y-Achse mit Bezugszeichen 4 identifiziert, senkrecht zur Zeichenebene verläuft. Mit Bezugszeichen 2 ist die X-Achse bezeichnet, während die Z-Achse die parallel zur Zylinderachse 10 weist mit Bezugszeichen 3 bezeichnet ist. Einem bogenförmiges Material an seiner Mantelfläche 9 fördernden Zylinder 7 ist ein axialer Wegsensor 5 koaxial zur Zylinderachse 10 zugeordnet. Am Zylinder 7 sind von seinen Stirnflächen 13 jeweils ausgehend Zylinderzapfen 8 angebracht, zu denen senkrecht orientiert Radialwegsensoren 6 angebracht sind. Der bogenförmiges Material 29 führende Zylinder 7 verfügt über eine geschlossene Mantelfläche 9, in welche in Fig. 1 nicht näher dargestellte Greifeinrichtungen integriert sind.

Die Zapfen 8 des Zylinders 7 sind gemäß der Konfiguration aus Fig. 1 in Radialmagnetlagern 12 gelagert wobei sich zwischen den den Zapfen 8 zuweisenden Flächen der Radialmagnetlager und den Außenumfangsflächen der Zylinderzapfen 8 Radialluftspalte 17 einstellen, die eine berührungslose Aufnahme der Zapfen 8 in den Bohrungen der Radialmagnetlager 12 ermöglichen.

An einem der Zapfen 8 des Zylinders 7 ist ein scheibenförmiges Element 16 aufgenommen. Dem scheibenförmigen Element 16 liegt einerseits koaxial zur Zylinderachse 10 angeordnet der Axialwegsensor 5 gegenüber, wobei die Scheibe 16 in ihren äußeren Umfangsbereichen von Axialmagnetlagern 11 umschlossen ist. Zwischen den Begrenzungsflächen der Scheibe 16 und den diese umfangenden Axialmagnetlagern 11 bildet sich ein Magnetfeld 15 in den Axialluftspalten 14 im Bereich der Axialmagnetlager 11 aus. Die Position des Zylinders 7 kann durch Ansteuerung bzw. Beeinflussung des Magnetfeldes 15 an den Radial- bzw. Axiallagern 11, 12 beeinflußt werden. Die Lage der Zapfen 8 bzw. der Scheiben 16, die an dem Zylinder 7 aufgenommen sind, wird durch die Sensoren überwacht, die gleichzeitig die Beeinflussung des Magnetfeldes 15 in den Luftspalten 17 bzw. 14 steuern.

Aus der Darstellung gemäß Fig. 2 geht Antriebskonfiguration eines in berührungslos arbeitenden Magnetlagern aufgenommenen Zylinders näher hervor.

Ein Zahnrad 18, welches mit einer Doppellagung 19 in einem hier nicht näher dargestellten Druckwerk, beispielsweise einer Mehrfarbenrotationsdruckmaschine aufgenommen sein kann, ist über ein Kupplungselement antriebsseitig 20 mit einer Antriebswelle 23 verbunden. Mittels eines bedienseitig liegenden zweiten Kupplungselementes 21 wird das vom Zahnrad 18 auf die Antriebswelle 23 übertragene Drehmoment in den Körper des Zylinders 7 eingeleitet. Dadurch wird die Einleitung unnötiger Zusatzkräfte in den Zylinder 7 vermieden, die mittels der radial und axial wirkenden Magnetlager 11, 12 zu kompensieren wären. Mit der Konfiguration gemäß Fig. 2 läßt sich eine Abkopplung der Zahnradkräfte erreichen, da mittels der als Kardanwelle konfigurierten Antriebswelle 23 die radialen und axialen Bewegungen des Zylinders von der Drehbewegung der Antriebswelle 23 abgekoppelt werden, wobei das Dank der der Antriebswelle 23 innewohnenden Steifigkeit zur Übertragung des Drehmomentes nahezu schwingungsfrei gewährleistet ist.

Die in vorteilhafter Weise als Kardanwelle konfigurierte Antriebswelle 23 ist in einer Bohrung 22 des Körpers des Zylinders 7 aufgenommen. Die Zylinderlager 24 bzw. 25 sind als berührungslose radialwirkende Festlager ausgebildet, vergleiche die Darstellung aus Fig. 1. Am Fortsatz der Antriebswelle 23 ist bedienseitig das scheibenförmige Element 16 dargestellt, welches in seinen äußeren radialen Bereichen von Axialmagnetlager 11 umfangen ist und welches das zur Übertragung der Tragkräfte notwendige magnetische Feld 15 zwischen dem scheibenförmigen Element 16 und den Magnetspulen aufbaut.

Aus der Darstellung gemäß Fig. 3 geht eine schematisch wiedergegebene Draufsicht auf einen bogenförmiges Material führenden Zylinders sowie dessen Seitenansicht näher hervor.

Das bogenförmige Material 29 ist an seiner Vorderkante 30 mit über die Breite des Zylinders 7 verteilt aufgenommenen Greifeinrichtungen 31 ergriffen. Die Position der Vorderkante 30 des bogenförmigen Materials 29 am Umfang 9, 34 des Zylinders 7 wird mittels Sensoren 28 bzw. 32 detektiert. Diese können sowohl als Kantendetektoren nach dem kapazitiven oder induktivem Meßprinzip arbeiten als auch als CCD-Arrays oder als CCD-Zeilensensoren konfiguriert sein.

Neben der Detektion der Lage der Vorderkante 30 des bogenförmigen Materials 29 am Umfang 9 des Zylinders 7 wird mittels die Seitenkantenposition 26 detektierenden Sensoren 27 die Lage der Seitenkanten ermittelt. Aus der Seitenansicht des Zylinders 7 gemäß Fig. 3 geht der Umfangsbereich 34 des Zylinders 7 hervor, der von der Längserstreckung des bogenförmigen Materials an dessen Mantelfläche 34 abgedeckt wird. Mit Bezugszeichen 35 ist eine feststehende Sensoreinheit bezeichnet, die feststehend im Druckwerk außerhalb des Zylinders 7 angeordnet ist. Mit der Sensorik 35 wird die Ist-Lage der Vorderkante 30 des bogenförmigen Materials 29 ermittelt.

Aus der Darstellung gemäß Fig. 4a geht die Schräglage des bogenförmigen Materiales 29 am Umfang eines bogenförmigen Material 29 aufnehmenden Zylinders näher hervor.

Verglichen mit der senkrecht verlaufenden Zylinderachse des Zylinders 7 liegt die Vorderkante 30 des bogenförmigen Materiales 29 schräg zu dieser. Damit verlaufen auch die Seitenkanten 30.1 des bogenförmigen Material 29 am Umfang des Zylinders 7 schräg zueinander.

Zur Kompensation einer in Fig. 4a dargestellten Schräglage des bogenförmigen Materials 29 im Druckwerk einer bogenverarbeitenden Maschine ist eine unterschiedliche Verschiebung der Zapfen 8 des Zylinders 7 auf der Antriebsseite 38 und der Bedienseite 39 erforderlich. Dies kann mittels der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Vorrichtung auf einfache Weise durch unterschiedlich starke Beeinflussung der Radial-Lager 12, die den das bogenförmige Material 29 in den Seitenwänden 52 einer Maschine aufnehmen, realisiert werden. Je nach Beeinflussung des Magnetfeldes, welches die die Aufnahme des Zylinders 7 ermöglichenden Tragkräfte erzeugen, läßt sich eine unterschiedliche Kompensation der der Luftspalte auf der Antriebsseite 38 und der Bedienseite 39 erzeugen. Dadurch stellen sich die von den radial-/axialen Magneten umschlossenen Zylinderzapfen 8 in unterschiedliche Lagen relativ zu den Bohrungen in den Seitenwänden, mit unterschiedlichen Luftspalten.

Aus der Seitenansicht des Zylinders 7 gehen die in gestrichelter Darstellung wiedergegebenen unterschiedlichen Positionen der beiden Stirnseiten 13 des bogenförmigen Zylinders 7 bei Schräglage in einer bogenverarbeitenden Maschine näher hervor.

Aus der Darstellung gemäß Fig. 4b gehen die Verschiebungen eines bogenförmigen Materials führenden Zylinders hervor, die zur Kompensation der Umfangslage des bogenförmigen Materials am Zylinder erforderlich sind.

Mit Bezugszeichen 40 ist die Soll-Position bezeichnet, welche die Zylinderachse des Zylinders 7 zur Kompensation der Abweichung Δ-X in Umfangsrichtung einnehmen soll.

Die tatsächliche Ist-Position der Zylinderachse 10 des Zylinders 7 ist mit Bezugszeichen 41 bezeichnet. Aus der Differenz der Ist-Lage zur Soll-Lage ergibt sich die Lageabweichung 42 in X-Richtung, d. h. in Umfangsrichtung. Da bei dieser Lageabweichung die Verfahrwege in X-Richtung der beiden Zapfen 8 des Zylinders 7 identisch sind, erfolgt eine gleichzeitige gleich starke Ansteuerung der Radialmagnetlager 12 derart, daß die Zylinderachse 10 von ihrer Ist-Lage 41 in ihre Soll-Lage 40 wandert. Damit einher geht eine aus der Seitenansicht hervorgehende Lageänderung gemäß des Abstandes, der mit Position 42 bezeichnet ist.

Der Vollständigkeit halber sei erwähnt, daß mit Bezugszeichen 43 die Rotation des an seiner Mantelfläche 34 bzw. 9 das bogenförmige Material 29 aufnehmende Zylinders 7 entgegen der Uhrzeigerrichtung bezeichnet ist.

Aus der Darstellung gemäß Fig. 4c geht eine seitliche Fehllagekorrektur eines bogenförmigen Material führenden Zylinders 7 näher hervor.

Aus dem Vergleich von seitlicher Ist-Lage und seitlicher Soll-Lage des bogenförmigen Materiales 29 an der Umfangsfläche 34 bzw. 9 des Zylinders 7 geht der Korrekturwert 44 der Seitenverschiebung Δ-Z hervor, um welche der das bogenförmige Material 29 an seiner Umfangsfläche 34 bzw. 9 aufnehmende Zylinder 7 in Z-Richtung 3 zu verschieben ist. Mittels des Axial-Magnetlagers 11 gemäß der Darstellungen aus den Fig. 1 und 2 erfolgt eine Beeinflussung des das scheibenförmige Element 16 umschließenden Magnetfeldes 15, erzeugt durch das Axialmagnetlager 11. Durch die Beeinflussung dieses Magnetfeldes 15 erfolgt eine Axialverschiebung des Zylinderkörpers 7 in Richtung des die Z-Achse bezeichnenden Bezugszeichens 3.

Aus der Darstellung gemäß Fig. 5 geht die Ansteuerung eines ein Wellenelement 48 aufnehmenden berührungslosen Magneten näher hervor.

In einem Gehäuse 46 ist eine Magnetspule 45 aufgenommen, welche ein Statorblechpaket 49 umschließt. Die Welle 48 ist mit einem Blechpaket statorseitig versehen, wobei zwischen Stator und Rotor ein Luftspalt ausgebildet wird. Alle Störungen, die dazu führen, den Rotor 48 aus seiner Sollposition zu bewegen, werden mittels eines Reglers 51 ausgeregelt. Dabei ist die Sollposition des Rotors eine fest vorgegebene Größe. Bei der Anpassung des in Fig. 5 dargestellten Konzeptes muß die Sollposition des jeweiligen Radial- bzw. Axialmagnetlagers 11 bzw. 12 genau um die Fehllage des bogenförmigen Materials 29 verändert werden. Wird einem Magnetlager eine andere Sollposition zugewiesen, dann wird über einen Leistungsverstärker 50 der Strom i im jeweiligen Elektromagneten 11, 12 so verändert, daß eine Kraft auf den Rotor 48 wirkt und somit die Lage des Rotors 48 verändert wird. Mittels des Reglers 51 läßt sich die neue Regelabweichung verändern.

Pro Zylinder 7 ist an einer Rotationsdruckmaschine ein Radialmagnetlager 12 auf Antriebsseite 38 und Betriebsseite 39 anzuordnen. Für die radiale Lagerung des Zylinders und um die dazu erforderlichen Tragkräfte aufzubringen, sind vier U-Magnete nötig, um eine Bewegung in alle Raumrichtungen zu kontrollieren. Das Axialmagnetlager 11 kann entweder auf der Antriebsseite 38 oder auf der Bedienseite 39 angeordnet sein. Die radiale bzw. axiale Position des Zylinders 7 bzw. des scheibenförmigen Elementes 16 sowie der Zylinderzapfen 8 kann über Wegsensoren 5 oder 6 detektiert werden, die entweder nach dem induktiven oder dem kapazitiven Prinzip arbeitend, ausgelegt werden können. Die den Magnetlagern 11 bzw. 12 zugeordneten Statoren werden raumsparend in den Seitenwänden 52 einer der bogenförmigen Maschine gelagert.

Aus der Darstellung gemäß Fig. 6 geht die Integration von Stator und Rotorteilen einer Magnetlagerung in Zylinderzapfen 8 bzw. Seitenwände 52 näher hervor.

Der Zylinder 7, versehen mit einem Zylinderzapfen 8 umfaßt ein scheibenförmiges Element 16 gemäß der Konfiguration nach Fig. 1 und 2. In die Mantelfläche des Zylinderzapfens 8 sind Radiallagermagneten 53 (Rotor) integriert.

Diesen gegenüberliegend sind in die Seitenwand 52 einer bogenverarbeitenden Maschine die statorseitigen Magnetspulen 54 eines Radialmagnetlagers 12 untergebracht. Das scheibenförmige Element 16 ist an seinen äußeren Bereichen unter Bildung von Luftspalten 14 von einem als Axiallager fungierenden Elektromagneten 11 umgeben. Die axiale Bewegung des scheibenförmigen Elementes 16 und damit des Zylinders 7 wird durch einen nach dem kapazitiven oder induktiven Prinzip arbeitenden Sensors 5 detektiert.

Der Umfangsfläche des Zylinderzapfens 8 des Zylinders 7 ist ein radialer Wegsensor 6 zugeordnet. Aus der Darstellung gemäß Fig. 6 geht hervor, daß zwischen den Rotorkomponenten 53 und den Statorkomponenten 54 des Radiallagers 11 ein Luftspalt 17 ausgebildet ist. Je nach zu kompensierenden Fehllage des auszurichtenden bogenförmigen Materials 29 kann der Luftspalt 17 auch eine andere Konfiguration annehmen, d. h. asymmetrisch zur Bohrungsachse in der Seitenwand 52 liegen. Mit der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Vorrichtung lassen sich die erforderlichen radialen Magnetlagerkräfte erzeugen, die sich durch die benötigten statischen Kräfte zuzüglich der dynamischen Kräfte der Zylinder ergeben. Die Gewichtskräfte des das bogenförmige Material 29 an seiner Umfangsfläche 9 bzw. 34 aufnehmenden Zylinders 7 sind daher soweit wie möglich zu reduzieren.

Das erfindungsgemäß vorgeschlagene Verfahren sowie die erfindungsgemäß vorgeschlagene Vorrichtung zur Ausrichtung bogenförmigen flächigen Materials läßt sich sowohl an einer Mehrfarbenrotationsdruckmaschine nach dem konventionellen Offsetprinzip als auch an einer mehrere digitale Druckeinheiten hintereinander verwirklichenden Druckmaschine einsetzen. Ferner ist der Einsatz an allen solchen bogenförmigen Materialien verarbeitenden Maschinen möglich, die eine hohe Ausrichtegenauigkeit an das so verarbeitende flache Gut stellen.

Die Erfindung wurde insbesondere anhand eines das bogenförmige Material transportierenden Zylinders beschrieben. Andere am Druck beteiligte Zylinder, wie Druckformzylinder oder Übertragungszylinder, sind von der Erfindung gleichermaßen miterfasst.

Durch gezeigte Radialverstellung zweier miteinander zusammenarbeitender Zylinder kann eine gewünschte Zylinderpressung genau eingestellt werden.

Bei der Ausrichtung des Druckformzylinders oder des Druckbildübertragungszylinders kann außer dem Druckbild auch die Kanten der Druckform oder des Druckbildträgers (z. B. Gummituch) auf dem Druckbildübertragungszylinder mittels Sensoren erfasst werden.

Bezugszeichenliste

1

Koordinatensystem

2

X-Achse

3

Z-Achse

4

Y-Achse

5

Axialwegsensor

6

Radialwegsensor

7

Zylinder; Druckformzylinder; Druckbildübertragungszylinder

8

Zylinderzapfen

9

Zylindermantelfläche

10

Zylinderachse

11

Axial-Magnet-Lager

12

Radial-Magnet-Lager

13

Stirnfläche

14

Axialer Luftspalt

15

Magnetfeld

16

Scheibenförmiges Element

17

Radialluftspalt

18

Zahnrad

19

Doppelwälzlager

20

Kupplungselement AS

21

Kupplungselement BS

22

Zylinderbohrung

23

Antriebswelle

24

Zylinderlager Antriebsseite

25

Zylinderlager Bedienseite

26

Seitenwandbohrung

27

CCD-Array (Seitenkante)

28

CCD-Array (Vorderkante)

29

Bogenförmiges Material

30

Vorderkante

31

Greifeinrichtung

32

CCD-Zeile BS

33

Zylinderstirnfläche

34

Umfang

35

CCD-Zeile (feststehend)

36

Soll-Lage

37

Fiktiver Übergabepunkt

38

Antriebsseite

39

Bedienseite

40

Sollposition Zylinderachse

41

Ist-Position Zylinderachse

42

Abweichung (δX)

43

Drehrichtung

44

Seitenabweichung (δZ)

45

Magnetspule

46

Gehäuse

47

Sensor

48

Welle

49

Blechpaket

50

Verstärker

51

Regler

52

Seitenwand

53

Rotor Radiallager

54

Stator Radiallager

55

Luftspalt

Claims

1. Verfahren zur Ausrichtung flächiger Exemplare (29) in bogenverarbeitenden Maschinen mit nachfolgenden Verfahrensschritten:

- der Ermittlung der Ist-Lage des bogenförmigen Materials (29) in Bezug auf ein Koordinatensystem (1),
- der Herbeiführung der Soll-Lage (36, 40) eines das auszurichtende bogenförmige Material (29) an seiner Mantelfläche (9, 34) aufnehmenden Zylinders (7), durch die Lageänderungen (42, 44) des Zylinders (7) oder seiner Komponenten (8, 16) durch korrigierendes Ansteuern von berührungslosen Radial-/Axial-Magnetlagern (11, 12) und
- dem Beibehalten der Soll-Lage (36, 40) des Zylinders (7) bis zur Übergabe des ausgerichteten bogenförmigen Materials (29) an nachgeordnete Transporteinheiten.

2. Verfahren zur Ausrichtung Druckbild tragender Zylinder, wie Druckformzylinder oder Druckbildübertragungszylinder, in Druckmaschinen mit nachfolgenden Verfahrensschritten:

- der Ermittlung der Ist-Lage des Druckbildes im Bezug auf ein Koordinatensystem (1),
- der Herbeiführung der Soll-Lage (36, 40) eines das auszurichtende Druckbild an seiner Mantelfläche aufnehmenden Zylinders (7), durch die Lageänderungen des Zylinders (7) oder seiner Komponenten (8, 16) durch korrigierendes Ansteuern von Radial-/Axial-Magnetlagern.

3. Verfahren gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß während der Rotation des das bogenförmige Material (29) führenden Zylinders oder des das Druckbild tragenden Zylinders (7) die Ist-Lage der Vorderkante (30) und der Seitenkanten (30.1) des bogenförmigen Materials (29) oder des das Druckbild tragenden Zylinders mittels Sensoren (27, 28; 32) detektiert wird.

4. Verfahren gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß durch unabhängige Verschiebung auf der Antriebsseite (38) und Bedienseite (39) des das bogenförmige Material (29) führenden Zylinders (7) oder des das Druckbild tragenden Zylinders eine Korrektur einer Schräglage des bogenförmigen Materials (29) oder des Druckbildes erfolgt.

5. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß durch auf Antriebsseite (38) und Bedienseite (39) gleiche Verschiebung (ΔX) des das bogenförmige Material (29) führenden Zylinders (7) eine Korrektur der Umfangslage des bogenförmigen Materials (29) erfolgt.

6. Verfahren gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß durch axiale Verschiebung um ΔZ (44) des das bogenförmige Material (29) führenden Zylinders (7) oder des das Druckbild tragenden Zylinders die Korrektur der Fehllage des bogenförmigen Materials (29) oder des Druckbildes erfolgt.

7. Verfahren gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Soll-Lage (36, 40) des das ausgerichtete bogenförmige Material (29) führenden Zylinders (7) oder des das Druckbild tragenden Zylinders mittels die Radial-/Axialmagnetlager (11, 12) steuernden Axial- bzw. Radialsensoren (5, 6) überwacht wird.

8. Vorrichtung zur Ausrichtung flächiger Exemplare (29) in bogenverarbeitenden Maschinen wie Mehrfarbenrotationsdruckmaschinen oder digital arbeitenden Druckmaschinen in welchen das bogenförmige Material (29) mittels Greifeinrichtungen (31) an der Umfangsfläche (9, 34) angetriebener bogenförmiger Zylinder (7) gefördert wird, dadurch gekennzeichnet, daß der in Seitenwänden (52) aufgenommene, angetriebene das bogenförmige Material (29) führende Zylinder in diesen berührungslos lagernden Radial-/Axial lagern (11, 12) aufgenommen ist, denen axiale bzw. radiale Lageänderungen detektierende Sensoren (5, 6) zugeordnet sind.

9. Vorrichtung zur Ausrichtung von Druckbildern in Druckmaschinen, wie Mehrfarbenrotationsdruckmaschinen oder digital arbeitenden Druckmaschinen, in welchen das Druckbild auf Druckformzylindern oder Übertragungszylindern getragen wird, dadurch gekennzeichnet, daß der in Seitenwänden (52) aufgenommene, angetriebene das Druckbild tragende Zylinder in diesen berührungslos lagernden Radial-/Axiallagern (11, 12) aufgenommen ist, denen axiale bzw. radiale Lageänderungen detektierende Sensoren (5, 6) zugeordnet sind.

10. Vorrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an den das auszurichtende bogenförmige Material (29) führenden Zylindern (7) die Position der Vorderkante (30) und der Seitenkante (30.1) des bogenförmigen Materials (29) detektierende Sensoren (27, 28, 32) aufgenommen sind.

11. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß an den das Druckbild tragenden Zylindern die Position der Vorderkante und der Seitenkante des Druckbildes detektierende Sensoren (27, 28, 32) aufgenommen sind.

12. Vorrichtung gemäß Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß die die Lage des bogenförmigen Materials (29) oder die Lage des Druckbildes am Umfang des Zylinders (7) detektierenden Sensoren (27, 28, 32) als CCD-Arrays oder CCD-Zeilensensoren ausgeführt sind.

13. Vorrichtung gemäß Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die in die Lage des bogenförmigen Materials (29) oder des Druckbildes detektierenden Sensoren (27, 28; 32) als kapazitive oder induktive Bogenkantendetektoren ausgebildet sind.

14. Vorrichtung gemäß Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Antrieb des das bogenförmige Material (29) führenden Zylinders (7) oder des das Druckbild tragenden Zylinders über ein Antriebselement (18) erfolgt, welches über radiale und axiale Bewegungen des Zylinders (7) abkoppelnde Kupplungen (20, 21) mit einer Antriebswelle (23) des Zylinders (7) verbunden ist.

15. Vorrichtung gemäß Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebswelle (23) als Kardanwelle beschaffen ist.

16. Druckwerk mit einer Vorrichtung zur Ausrichtung flächiger Exemplare (29) in bogenverarbeitenden Maschinen wie Mehrfarbenrotationsdruckmaschinen oder digital arbeitenden Druckmaschinen, in welchen das bogenförmige Material (29) mittels Greifeinrichtungen (31) an der Umfangsfläche (9, 34) angetriebener bogenförmiger Zylinder (7) gefördert wird, dadurch gekennzeichnet, daß der in Seitenwänden (52) aufgenommene, angetriebene das bogenförmige Material (29) führende Zylinder in diesen berührungslos lagernden Radial-/Axial lagern (11, 12) aufgenommen ist, denen axiale bzw. radiale Lageänderungen detektierende Sensoren (5, 6) zugeordnet sind.

17. Mehrfarbenrotationsdruckmaschine mit einer Vorrichtung zur Ausrichtung flächiger Exemplare (29) in bogenverarbeitenden Maschinen wie Mehrfarbenrotationsdruckmaschinen oder digital arbeitenden Druckmaschinen, in welchen das bogenförmige Material (29) mittels Greifeinrichtungen (31) an der Umfangsfläche (9, 34) angetriebener bogenförmiger Zylinder (7) gefördert wird, dadurch gekennzeichnet, daß der in Seitenwänden (52) aufgenommene, angetriebene das bogenförmige Material (29) führende Zylinder in diesen berührungslos lagernden Radial-/Axial lagern (11, 12) aufgenommen ist, denen axiale bzw. radiale Lageänderungen detektierende Sensoren (5, 6) zugeordnet sind.