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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung
zur Querstraffung eines Bedruckstoffbogens.
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Solche
Vorrichtungen finden in Auslegern von Druckmaschinen Anwendung,
um die Bogenstapelbarkeit zu verbessern, indem durch die Querstraffung
der Breitendurchhang des Bogens verringert wird. Außerdem können solche
Vorrichtungen zusätzlich
als Bogenbremse fungieren.
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Beispielsweise
ist in
DE 39 39 212
C2 eine Bogenbremse mit Querstraffungs-Effekt beschrieben.
Diese Bogenbremse umfasst Saugringe, welche den Bogen in dessen
sogenannten druckfreien Korridoren kontaktieren. Zur Erzielung des
Querstraffungs-Effekts
sind einige der Saugringe relativ zur Bogenlaufrichtung geneigt.
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Je
stärker
die Neigung der Saugringe ist, desto breiter müssen die druckfreien Korridore
sein. Generell ist es aber wünschenswert,
die druckfreien Korridore so schmal wie möglich zu halten, um die Ausnutzung
des Bogenformats beim Bedrucken zu optimieren und um den Beschnittabfall
zu minimieren. Eine diesen Zielen dienende Verringerung der Neigung
der Saugringe wäre
aber zwangsläufig
mit einem Rückgang
der Querstraffungs-Wirkung und infolgedessen mit einer Verschlechterung
der Bogenstapelbarkeit verbunden.
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Ausgehend
vom genannten Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe
zugrunde, ein Verfahren zur Querstraffung eines nur sehr schmale druckfreie
Korridore aufweisenden Bedruckstoffbogens und eine zur Durchführung des
Verfahrens geeignete Vorrichtung zu schaffen.
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Diese
Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs
1 und durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 2 gelöst.
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Das
erfindungsgemäße Verfahren
zur Querstraffung eines Bedruckstoffbogens ist dadurch gekennzeichnet,
dass dazu ein Riemen mit Drallbewegung verwendet wird. Die erfindungsgemäße Vorrichtung
zur Querstraffung eines Bedruckstoffbogens ist dadurch gekennzeichnet,
dass sie einen solchen Riemen mit Drallbewegung aufweist.
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Die
Drallbewegung ist eine Drehbewegung, welche das Profil des Riemens
um einen innerhalb dieses Profiles liegenden imaginären Drehpunkt
herum ausführt.
Der Riemen ist derart geformt, angeordnet und angetrieben, dass
er die Drallbewegung ausführt.
Die Drallbewegung bildet eine erste Bewegungskomponente des Riemens,
welche eine sich aus der Riemenneigung ergebende, zweite Bewegungskomponente überlagert.
Die sich aus der Überlagerung
der beiden Bewegungskomponente ergebende Resultierende ist größer als
die zweite Bewegungskomponente. Die Querstraffung erfolgt quer – d. h.
senkrecht oder schräg – relativ
zur sogenannten Laufrichtung des Bedruckstoffbogens.
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Zwar
ist bei der vorliegenden Erfindung eine zum Zwecke der Verschmälerung der
druckfreie Korridore erfolgende Verringerung der Riemenneigung auch
zwangsläufig
mit einem Rückgang
der zweiten Bewegungskomponente verbunden, jedoch vermag die erste
Bewegungskomponente/Drallbewegung besagten Rückgang auszugleichen. Mit der
Erfindung lasst sich also eine hinreichend große Querstraffung trotz Schmalheit
der druckfreien Korridore erreichen. Die durch die Erfindung ermöglichte Schmalheit
der druckfreien Korridore ist wiederum hinsichtlich einer Optimierung
der Ausnutzung des Bogenformats beim Bedrucken und hinsichtlich
der Minimierung des beim Abschneiden der druckfreien Korridore entstehenden
Beschnittabfalls vorteilhaft.
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Zur
vorliegenden Erfindung gehört
auch eine Bedruckstoffbogen-Verarbeitungsmaschine, insbesondere
eine Bogendruckmaschine, die mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung
ausgestattet ist.
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Vorteilhafte
Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen genannt
und ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten
Ausführungsbeispiels
und der dazugehörigen
Zeichnung.
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In
dieser zeigt:
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1 eine
Bogendruckmaschine mit einer multifunktional auch als Vorrichtung
zur Querstraffung fungierenden Bogenbremse,
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2 die
Bogenbremse aus der in 1 angegebenen Blickrichtung
II,
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3 die
Seitenansicht eines Bremsmoduls der Bogenbremse,
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4 eine
Schnittdarstellung des Bremsmoduls entsprechend der in 3 angegebenen Schnittlinie
IV-IV und
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5 die
Draufsicht auf das Bremsmodul.
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In 1 ist
eine Bogendruckmaschine 1 mit einem Bogenausleger 2 dargestellt.
Der Bogenausleger 2 umfasst einen Kettenförderer 3,
einen Auslagestapel 4 und eine Bogenbremse 5.
Der Kettenförderer 3 schleppt
mittels Greifersystemen 6 Bedruckstoffbogen 7 entlang
einer Bogenlaufrichtung 8 zu dem Auslagestapel 4 hin.
Die Bogenbremse 5 ist unterhalb des Kettenförderers 3 und
in die Bogenlaufrichtung 8 gesehen vor dem Auslagestapel 4 angeordnet.
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In 2 ist
dargestellt, dass die Bogenbremse 5 nur drei Bremsmodule 9a bis 9c umfasst,
nämlich
das Bremsmodul 9a auf der Antriebsseite der Bogendruckmaschine 1,
das Bremsmodul 9b auf der Bedienungsseite und das genau
in der Mitte zwischen den Bremsmodulen 9a und 9b platzierte,
zentrale Bremsmodul 9c. Die Bremsmodule 9a bis 9c fluchten
im Wesentlichen mit druckfreien Korridoren 10 auf der Unterseite
des Bedruckstoffbogens 7. Jene druckfreien Korridore 10,
mit denen die beiden äußeren Bremsmodule 9a und 9b fluchten,
sind druckfreie Bogenränder.
Aufgrund der geringen Anzahl (drei Stück) der Bremsmodule 9a bis 9c ist
nur eine ebenso geringe Anzahl der druckfreien Korridore 10 erforderlich
und steht demzufolge ein besonders großer Flächenanteil des Bedruckstoffbogens 7 für dessen
Druckbild zur Verfügung.
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Jedes
Bremsmodul 9a bis 9c umfasst einen aus einem ersten
Riemen 11 und einem mit dem ersten Riemen 11 parallel
laufenden, zweiten Riemen 12 bestehenden Riemensatz. Die
Riemen 11, 12 kontaktieren bei der in Bogenlaufrichtung 8 erfolgenden Abbremsung
und der gleichzeitig quer (hier speziell schräg) zur Bogenlaufrichtung 8 erfolgenden
Querstraffung des Bedruckstoffbogens 7 dessen druckfreie
Korridor 10. Bezüglich
der Bogenlaufrichtung 8 sind die Riemen 11, 12 der
beiden äußeren Bremsmodule 9a, 9b riemenlängen-abschnittsweise
schräg gestellt
und sind die Riemen 11, 12 des zentralen Bremsmoduls 9c über ihre
gesamte Riemenlänge parallel
gestellt. Die lokale Riemenneigung ist derart gewählt, dass
in Bogenlaufrichtung 8 gesehen, die Riemen 11, 12 des
antriebsseitigen Bremsmoduls 9a mit den Riemen 11, 12 des
bedienungsseitigen Bremsmoduls 9b divergieren. Aus 2 ist
weiterhin ersichtlich, dass die beiden außenliegenden druckfreien Korridore 10 trotz
der Riemenneigung der ihnen zugeordneten Bremsmodule 9a und 9b nur
unwesentlich breiter als der mittlere Korridor 10 sind, dem
das zentrale Bremsmodul 9c ohne Riemenneigung zugeordnet
ist. Dieser Vorteil ergibt sich durch die geringe Größe eines
Neigungswinkels α (vgl. 5)
der Riemen 11, 12 der außenseitigen Bremsmodule 9a und 9b.
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Gemäß einer
zeichnerisch nicht näher
dargestellten Modifikation wäre
es zum Zwecke einer weiteren Verringerung der Korridorbreite auch
möglich,
die Bremsmodule 9a bis 9c jeweils mit nur einem einzigen
Riemen anstelle des Riemensatzes auszustatten, wobei z. B. der erste
Riemen 11 verbleibt und der zweite Riemen 12 entfällt.
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Anhand
der 3 bis 5 werden nachfolgend die konstruktiven
Gegebenheiten des bedienungsseitigen Bremsmoduls 9b im
Detail und mit Gültigkeit
im übertragenen
Sinne für
das antriebsseitige Bremsmodul 9a, welches spiegelbildlich
zu dem bedienungsseitigen Bremsmodul 9b ausgebildet ist, erläutert. Das
Bremsmodul 9b umfasst einen Grundkörper 13, in welchem
eine bezüglich
der Bogenlaufrichtung 8 (vgl. 2) vordere
Rolle 14 und eine hintere Rolle 15 zum Führen der
endlosen Riemen 11, 12 drehbar gelagert sind.
Die hintere Rolle 15 fungiert als Antriebsrolle zum Antreiben
einer Umlaufbewegung 16 der Riemen 11, 12 und
die vordere Rolle 14 fungiert als Umlenkrolle zum Umlenken
der Riemen 11, 12. Die Rollen 14, 15 definieren
Umlaufachsen 17, 18, um welche die Riemen miteinander
synchron umlaufen.
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Die
Riemen 11, 12 sind derart angetrieben, dass zwischen
der Geschwindigkeit der Umlaufbewegung 16 und der von dem
Kettenförderer 3 bestimmten
Bogengeschwindigkeit des abzubremsenden und dabei querzustraffenden
Bedruckstoffbogens 7 zumindest am Beginn des Bremsprozesses eine
Geschwindigkeitsdifferenz besteht. Jeder Riemen 11, 12 ist
also ein Bremsriemen. Aus 4 ist ersichtlich,
dass jeder Riemen 11, 12 ein Rundriemen ist und
somit ein kreisrund konturiertes Riemenprofil aufweist. Das Riemenprofil
des jeweiligen Riemens 11, 12 führt eine
Drallbewegung 19a, 19b aus.
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In 3 ist
am Beispiel des ersten Riemens 11 dargestellt, dass jeder
Riemen 11, 12 ein oberseitiges, erstes Trum 20 und
ein unterseitiges, zweites Trum 21 aufweist. Das erste
Trum 20 ist ein Leertrum und das zweite Trum 21 ist
ein Lasttrum. Aus 4 ist ersichtlich, dass das
erste Trum 20 nicht freitragend gespannt sondern in einem
Riemenbett 22 geführt
ist. Die Riemen 11, 12 sind in jeweils einer umfangsseitigen
Ringnut 23 der vorderen Rolle 14 und einer ebensolchen
Ringnut 24 der hinteren Rolle 15 unter Bildung
von Umschlingungsabschnitten 32, 33 des jeweiligen
Riemens 11 bzw. 12 geführt. Die Umschlingungsabschnitte 32, 33 des
jeweiligen Riemens 11 bzw. 12, z. B. des Riemens 11,
sind zueinander entlang der Umlaufachsen 17, 18 versetzt.
Die Riemen 11, 12 haben jeweils zwei Knickstellen 25,
in denen die Umschlingungsabschnitte 32, 33 in
das erste Trum 20 übergehen.
Hinsichtlich einer Minimierung des zum Antrieb der Riemen 11, 12 erforderlichen
getriebetechnischen Aufwands (Verzicht auf Winkelausgleichskupplungen)
ist es vorteilhaft, dass die Umlaufachsen 17, 18 genau
senkrecht relativ zur Bogenlaufrichtung 8 (vgl. 2)
ausgerichtet sind.
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Das
erste Trum 20 des jeweiligen Riemens 11, 12 führt die
Drallbewegung 19b um eine deren Drehpunkt bestimmende,
imaginäre
Mittelfaser 26 herum aus und wird deshalb auch als Dralltrum
bezeichnet. Dieses Dralltrum des Riemens 11 bzw. 12 ist
nicht senkrecht sondern dem Neigungswinkel α entsprechend schräg zu den
Umlaufachsen 17, 18 des Riemens 11 bzw. 12 ausgerichtet.
Die Ringnuten 23, 24 sind mit den Umlaufachsen 17, 18 konzentrisch.
Die beiden Knickstellen 25 jedes Riemens 11 bzw. 12 weisen
zueinander unterschiedliche Knickrichtungen auf, so dass der jeweiligen
Riemen 11 bzw. 12 gekröpft, d. h. wechselweise abgewinkelt, verläuft. Diese
Riemenabwinkelungen sind sehr gering, da der Neigungswinkel α zwar größer als
0°, jedoch
kleiner als 5° ist.
Aufgrunddessen erfolgt die Drallbewegung 19a zwar nicht
absolut senkrecht zur Bogenlaufrichtung 8, jedoch annähernd senkrecht zur
letzteren.
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In
den Grundkörper 13 ist
eine Saugluftleitung 27 eingebracht, die in einem nach
oben bzw. zum zu straffenden Bedruckstoffbogen 7 hin offenen, nutförmigen Saugluftkanal 28 des
Riemenbetts 22 mündet.
Die Saugluftleitung 27 ist als eine Bohrung ausgeführt und
an eine Vakuumquelle (zeichnerisch nicht dargestellt) angeschlossen.
Der Saugluftkanal 28 befindet sich zwischen den beiden
Riemen 11, 12 und würde sich auch bei der bereits
angesprochenen Modifikation, bei welcher der zweite Riemen 12 entfiele,
dicht neben dem ersten Riemen 11 befinden. Der Saugluftkanal 28 dient
dazu, den Bedruckstoffbogen 7 pneumatisch an die Riemen 11, 12 zu
ziehen und an letzteren zu halten, so dass zwischen den Riemen 11, 12 und
dem Bedruckstoffbogen 7 der letzteren abbremsende und querstraffende
Reibschluss wirksam wird.
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Die
Riemen 11, 12 verlaufen in einem in etwa dem Doppelten
des Riemendurchmessers der Riemen 11, 12 entsprechenden
Riemenabstand s abschnittsweise äquidistant
zueinander. Der zwischen der Bogenleitrichtung 8 und dem
ersten Trum (Dralltrum) 20 jedes Riemens 11, 12 liegende
Neigungswinkel α ergibt
sich aus einem achsparallel zu den Umlaufachsen 17, 18 zu
messenden Nutenversatz a zwischen der vorderen Ringnut 23 und
der hinteren Ringnut 24. Die beiden Ringnuten 23, 24 sind
außer Flucht
miteinander bzw. achsparallel zueinander versetzt angeordnet. Die
vordere Ringnut 23 befindet sich näher als die hintere Ringnut 24 an
einer dem Bremsmodul 9b nächstgelegenen Seitenkante 29 (vgl. 2)
des Bedruckstoffbogens 7 und die hintere Ringnut 24 ist
bogenzentrumsnäher
als die vordere Ringnut 23 platziert. Eine in 2 dargestellte Korridorbreite
c muss mindestens so breit wie eine in 5 dargestellte
Kontaktbreite b der Bogenbremse 5 sein und kann aufgrund
der nachfolgend erläuterten
Wirkungsweise der Erfindung vorteilhafterweise gering gehalten werden.
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Infolge
der Umlaufbewegung 26 wird der die Riemen 11, 12 kontaktierende
Bedruckstoffbogen 7 auf seinem Weg entlang der Bogenbremse 5 um
das Maß des
Nutenversatzes a in Querrichtung gefördert bzw. quergestrafft. Gleichzeitig
erzeugt der Nutenversatz a die ebenfalls nach außen bzw. in Querrichtung gerichtete
Drallbewegung 19b der Riemen 11, 12. Die
Drallbewegung 19b jedes Riemens 11, 12 des bedienungsseitigen
Bremsmoduls 9b ist im Bereich der den Bedruckstoffbogen 7 kontaktierenden
Riemenfläche
zur Seitenkante 29 hin gerichtet.
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Die
Drallbewegung 19b entsteht durch das unterschiedliche Verhalten
des jeweiligen Riemens 11 bzw. 12 in einem Anlagepunkt 30 und
in einem Ablösepunkt 31 des
entsprechenden Riemens. Der Anlagepunkt 30 und der Ablösepunkt 31 befinden
sich in Gegenüberlage
zueinander auf Flanken bzw. Kanten der hinteren Ringnut 24 und
bezüglich
der hinteren Rolle 15 in etwa an jener Umfangsstelle, an
welcher der Umschlingungsabschnitt 33 des Riemens in das erste
Trum (Dralltrum) 20 übergeht.
Der Anlagepunkt 30 liegt auf jener Seite des Riemens 11 bzw. 12,
nach welcher dieser Riemen an der von der hinteren Rolle 15 bestimmten
Knickstelle 25 hin abgeknickt ist und der Ablösepunkt 31 liegt
auf der entgegengesetzten Riemenseite. Im Ablösepunkt 31 ist der
Riemen bereits von der Flanke bzw. Kante der hinteren Ringnut 24 abgelöst bzw.
abgehoben, während
er im Anlagepunkt 30 noch an der Ringnut 24 bzw.
deren Kante anliegt. Im Anlagepunkt 30 erfolgt der Übergang
von zwischen der Ringnut 24 und dem Riemen 11 bzw. 12 bestehender
Haftreibung in Gleitreibung und hat die hintere Rolle 24 eine
Tangentialgeschwindigkeit v24 und das erste
Trum 20 eine Riemengeschwindigkeit v20.
Bezüglich 3 weist
ein Vektor der Riemengeschwindigkeit v20 horizontal
nach links und weist ein Vektor der Tangentialgeschwindigkeit v24 nach links unten, so dass die beiden Geschwindigkeiten
v20, v24 in der
vertikalen Projektion einen Winkel β miteinander einschließen. Aus
Zusammenschau der 2 und 5 ist ersichtlich,
dass der Vektor der Riemengeschwindigkeit v20 in
Laufrichtung des ersten Trums 20 weist und dass der Vektor
der Tangentialgeschwindigkeit v24 in die
Bogenlaufrichtung 8 weist, so dass die Vektoren der beiden
Geschwindigkeiten v20, v24 in
der horizontalen Projektion (vgl. 5) einen
dem Neigungswinkel α größenmäßig entsprechenden
Winkel einschließen.
Als Resultierende der beiden Geschwindigkeiten v20,
v24 ergibt sich eine Relativgeschwindigkeit
vrel, in deren Wirkungsrichtung auch die
auf den Riemen 11 bzw. 12 wirkende Gleitreibungskraft
wirkt. Diese Gleitreibungskraft bewirkt schließlich die Verdrehung des Riemens 11 bzw. 12 um
seine Mittelfaser 26 bzw. die zur Mittelfaser 26 senkrechte
Drallbewegung 19b. Damit sich der Riemen 11 bzw. 12 gleichmäßig verdreht,
sollte die eine Flanke bzw. Kante der hinteren Ringnut 24 genauso hoch
wie deren gegenüberliegende,
andere Flanke bzw. Kante sein.
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Aus 2 ist
ersichtlich, dass die Riemen 11, 12 des antriebsseitigen
Bremsmoduls 9a ebenfalls jeweils eine Drallbewegung 19a ausführen, welche
gegensinnig zur Drallbewegung 19b der Riemen 11, 12 des
bedienungsseitigen Bremsmoduls 9a ist. In die Bogenlaufrichtung 8 gesehen,
erfolgt die Drallbewegung 19a im Uhrzeigersinn und die
Drallbewegung 19b entgegen dem Uhrzeigersinn, so dass der Bedruckstoffbogen 7 durch
die Drallbewegungen 19a, 19b nach beiden Bogenseiten
hin gleichmäßig gestrafft
wird.
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- 1
- Bogendruckmaschine
- 2
- Bogenausleger
- 3
- Kettenförderer
- 4
- Auslagestapel
- 5
- Bogenbremse
- 6
- Greifersystem
- 7
- Bedruckstoffbogen
- 8
- Bogenlaufrichtung
- 9a
- antriebsseitiges
Bremsmodul
- 9b
- bedienungsseitiges
Bremsmodul
- 9c
- zentrales
Bremsmodul
- 10
- druckfreier
Korridor
- 11
- erster
Riemen
- 12
- zweiter
Riemen
- 13
- Grundkörper
- 14
- vordere
Rolle
- 15
- hintere
Rolle
- 16
- Umlaufbewegung
- 17
- Umlaufachse
- 18
- Umlaufachse
- 19a
- Drallbewegung
- 19b
- Drallbewegung
- 20
- erstes
Trum
- 21
- zweites
Trum
- 22
- Riemenbett
- 23
- Ringnut
- 24
- Ringnut
- 25
- Knickstelle
- 26
- Mittelfaser
- 27
- Saugluftleitung
- 28
- Saugluftkanal
- 29
- Seitenkante
- 30
- Anlagepunkt
- 31
- Ablösepunkt
- 32
- Umschlingungsabschnitt
- 33
- Umschlingungsabschnitt
- a
- Nutenversatz
- b
- Kontaktbreite
- c
- Korridorbreite
- s
- Riemenabstand
- v20
- Riemengeschwindigkeit
- v24
- Tangentialgeschwindigkeit
- vrel
- Relativgeschwindigkeit
- α
- Neigungswinkel
- β
- Winkel