DE102005008168A1

DE102005008168A1 - Rollenwechsler einer Rollendruckmaschine

Info

Publication number: DE102005008168A1
Application number: DE102005008168A
Authority: DE
Inventors: Frank Pauer; Roland Birke; Bernd Mehlis
Original assignee: MAN Roland Druckmaschinen AG
Current assignee: Manroland Web Systems GmbH
Priority date: 2005-02-22
Filing date: 2005-02-22
Publication date: 2006-08-31
Also published as: EP1693326A2; EP1693326B1; US20060186259A1; EP1693326A3

Abstract

Die Erfindung betrifft Rollenwechsler einer Rollendruckmaschine, mit einer Tragachse (11) und mit mindestens einem Tragarm (14) aus jeweils mindestens zwei Tragarmsegmenten (15, 16), wobei in einem Lademodus an den Tragarmsegmenten (15, 16) des oder jedes Tragarms (14) eine Bedruckstoffrolle gelagert bzw. gespannt werden kann und wobei in einem Produktionsmodus die Bedruckstoffrolle in am Tragarm (14) gelagertem bzw. gespanntem Zustand über die Tragarmsegmente (15, 16) relativ zu der Tragachse (11) verfahren werden kann, und mit einem Steuerungssystem, wobei das Steuerungssystem im Produktionsmodus den relativen Abstand zwischen den Tragarmsegmenten (15, 16) des oder jedes Tragarms (14) überwacht und bei einer unzulässigen Abstandsabweichung die jeweiligen Tragarmsegmente blockiert. Erfindungsgemäß umfasst der Rollenwechsler ein vom Steuerungssystem unabhängig arbeitendes Sicherheitssystem, welches ebenfalls im Produktionsmodus den relativen Abstand zwischen den Tragarmsegmenten (15, 16) des oder jedes Tragarms (14) überwacht und bei einer unzulässigen Abstandsabweichung die jeweiligen Tragarmsegmente blockiert, wobei das vom Steuerungssystem unabhängig arbeitende Sicherheitssystem je Tragarmsegment (15, 16) eine Wegmesseinrichtung umfasst, die mit einer Auswerteeinrichtung zusammenwirken.

Description

Die Erfindung betrifft einen Rollenwechsler einer Rollendruckmaschine nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Rollenwechsler von Rollendruckmaschinen übernehmen in erster Linie drei Hauptaufgaben, erstens das Abspulen einer Bedruckstoffbahn von einer Bedruckstoffrolle mit einer definierten Bahngeschwindigkeit, zweitens das Aufbringen einer definierten Bahnspannung auf die abzuspulende Bedruckstoffbahn und drittens die Ausführung eines Rollenwechsels zwischen einer auslaufenden Bedruckstoffrolle und einer neuen Bedruckstoffrolle. Rollenwechsler werden auch als Rollenträger bezeichnet.

Zur Durchführung eines Rollenwechsels wird eine neue Bedruckstoffrolle an einem Tragarm des Rollenwechslers, der einer Tragachse desselben zugeordnet ist, gelagert bzw. eingespannt, wobei anschließend die eingespannte Bedruckstoffrolle durch Schwenken der Tragachse in eine Arbeitsposition bewegt wird. Die Position der Tragachse bzw. des Tragarms, in welcher eine neue Bedruckstoffrolle an einem Tragarm eingespannt werden kann, wird auch als Lademodus bezeichnet. Die Arbeitsposition der Tragachse bzw. des Tragarms bezeichnet man auch als Produktionsmodus. Nach dem Spannen einer neuen Bedruckstoffrolle an einem Tragarm des Rollenwechslers und nach dem Schwenken derselben in den Produktionsmodus wird die neue Bedruckstoffrolle auf die Umfangsgeschwindigkeit der auslaufenden Bedruckstoffrolle beschleunigt und die neue Bedruckstoffbahn wird mit der auslaufenden Bedruckstoffbahn verklebt. Mit Hilfe eines Trennmessers wird sodann die auslaufende Bedruckstoffbahn abgetrennt und anschließend wird die auslaufende Bedruckstoffrolle abgebremst und ausgeworfen, wohingegen die neue Bedruckstoffrolle aktiv ist.

Das Einspannen einer neuen Bedruckstoffrolle im sogenannten Lademodus an einem Tragarm des Rollenwechslers erfolgt dadurch, dass Tragarmsegmente des Tragarms unter Vergrößerung des Relativabstands zwischen denselben auseinander gefahren werden, um zwischen den Tragarmsegmenten eine neue Bedruckstoffrolle zu positionieren, wobei anschließend die Tragarmsegmente unter Verringerung des Relativabstands zwischen denselben aufeinander zu bewegt werden, um die Bedruckstoffrolle an sogenannten Spanndornen der Tragarmsegmente eines Tragarms einzuspannen. Im eingespannten Zustand einer Bedruckstoffrolle weisen demnach die Tragarmsegmente des entsprechenden Tragarms einen definierten Relativabstand zueinander auf. Bei der sich anschließenden, weiteren Handhabung der Bedruckstoffrolle darf sich dieser Relativabstand nur innerhalb gewisser Grenzen ändern, um sicherzustellen, dass eine Bedruckstoffrolle stets sicher an einem Tragarm gespannt ist und sich demnach nicht unbeabsichtigt vom Tragarm lösen kann. Ein unbeabsichtigtes Lösen einer eingespannten Bedruckstoffrolle vom Tragarm stellt eine erhebliche Gefährdung für an der Rollendruckmaschine arbeitende Personen dar.

Aus der Praxis ist es bereits bekannt, dass ein Steuerungssystem eines Rollenwechslers, nämlich eine sogenannte SPS, im Produktionsmodus den relativen Abstand zwischen den Tragarmsegmenten eines Tragarms mit Hilfe von Absolutwertgebern überwacht und bei einer unzulässigen Abstandsabweichung die Tragarmsegmente blockiert. Zur Bereitstellung eines von dem Steuerungssystem unabhängig arbeitenden Sicherheitssystems ist es aus der Praxis weiterhin bekannt, auf beide Seiten einer eingespannten Bedruckstoffrolle Lichtschranken zu richten, mit Hilfe derer überwacht werden kann, ob sich die Spanndorne aus der Bedruckstoffrolle herausbewegen, ob sich also der Abstand zwischen der jeweiligen Seite der Bedruckstoffrolle und dem entsprechenden Tragarmsegment ändert. Die Verwendung eines derartigen auf Lichtschranken basierenden Sicherheitssystems ist jedoch aus vielerlei Gründen nachteilig.

So sind Lichtschranken sehr empfindlich, müssen häufig gereinigt werden und sind demnach sehr wartungsintensiv. Des Weiteren sind vor Inbetriebnahme der Lichtschranken intensive bzw. aufwendige Einstellarbeiten erforderlich. Soll ein auf Lichtschranken basierendes Sicherheitssystem für Druckpapierrollen mit unterschiedlichen Hülsendurchmessern geeignet sein, so muss eine Vielzahl von Sensoren verwendet werden, wodurch hohe Kosten verursacht werden.

Hiervon ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung das Problem zugrunde, einen neuartigen Rollenwechsler einer Rollendruckmaschine zu schaffen.

Dieses Problem wird durch einen Rollenwechsler einer Rollendruckmaschine gemäß Anspruch 1 gelöst.

Erfindungsgemäß umfasst der Rollenwechsler ein vom Steuerungssystem unabhängig arbeitendes Sicherheitssystem, welches ebenfalls im Produktionsmodus den relativen Abstand zwischen den Tragarmsegmenten des oder jedes Tragarms überwacht und bei einer unzulässigen Abstandsabweichung die jeweiligen Tragarmsegmente blockiert, wobei das vom Steuerungssystem unabhängig arbeitende Sicherheitssystem je Tragarmsegment eine Wegmesseinrichtung umfasst, die mit einer Auswerteeinrichtung zusammenwirken.

Im Sinne der hier vorliegenden Erfindung wird ein vom Steuerungssystem unabhängig arbeitendes Sicherheitssystem vorgeschlagen, welches auf Basis von Wegmesseinrichtungen im Produktionsmodus den relativen Abstand zwischen den Tragarmsegmenten des jeweiligen Tragarms überwacht und bei einer unzulässigen Abstandsabweichung zwischen den Tragarmsegmenten dieselben blockiert. Das Sicherheitssystem des erfindungsgemäßen Rollenwechslers ist wesentlich kostengünstiger sowie störungsunanfälliger als das aus der Praxis bekannte, auf Lichtschranken basierende Sicherheitssystem.

Vorzugsweise ist je Tragarmsegment ein Encoder vorhanden, der als Stellungsgeber des jeweiligen Tragarmsegments dient. Die Encoder wirken mit Zählern zusammen, wobei die Zähler durch die Encoder abhängig von der Richtung der Verschiebung der Tragarmsegmente nach oben oder nach unten inkrementiert werden. Encoder und Zähler bilden digitale Wegmesseinrichtungen. In dem Fall, in dem die Differenz der Zähler um einen bestimmten Wert von einem Sollwert abweicht, kann auf eine unzulässige Abstandsabweichung der Tragarmsegmente geschlossen werden, um dieselben zu blockieren.

An Stelle digitaler Wegmesseinrichtungen können auch analoge Wegmesseinrichtungen zum Einsatz kommen, die als Stellungsgeber der jeweiligen Tragarmsegmente Potentiometer verwenden, wobei dann durch Vergleich der Potentiometerwerte der relative Abstand zwischen den Tragarmsegmenten des jeweiligen Tragarms überwacht werden kann.

Nach einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung überwacht das Sicherheitssystem im Lademodus ebenfalls den relativen Abstand zwischen den Tragarmsegmenten eines Tragarms, jedoch nur im Produktionsmodus werden bei einer unzulässigen Abstandsabweichung die Tragarmsegmente des jeweiligen Tragarms blockiert.

Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung. Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird, ohne hierauf beschränkt zu sein, an Hand der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigt:
1: eine schematisierte Darstellung des erfindungsgemäßen Rollenwechslers einer Rollendruckmaschine.
Nachfolgend wird die hier vorliegende Erfindung unter Bezugnahme auf 1 in größerem Detail beschrieben.
1 zeigt stark schematisiert einen Ausschnitt aus einem erfindungsgemäßen Rollenwechsler 10 im Bereich einer Tragachse 11, wobei die Tragachse 11 um eine Längsmittelachse 12 derselben im Sinne des Pfeils 13 drehbar ist. 1 zeigt einen der Tragachse 11 zugeordneten Tragarm 14 zum Lagern bzw. Einspannen einer nicht dargestellten Bedruckstoffrolle am Tragarm 14, wobei neben dem in 1 dargestellten Tragarm 14 der Tragachse 11 weitere Tragarme zugeordnet sein können. Üblicherweise sind einer Tragachse 11 eines Rollenwechslers zwei oder drei Tragarme zugeordnet.
Jeder Tragarm 14 des Rollenwechslers 10 wird von vorzugsweise zwei Tragarmsegmenten 15 und 16 gebildet. Die Tragarmsegmente 15 und 16 sind derart an der Tragachse 11 gelagert, dass dieselben unabhängig voneinander im Sinne der Pfeile 17 und 18 parallel zur Längsmittelachse 12 der Tragachse 11 verschoben bzw. bewegt werden können. Jedes der Tragarmsegmente 15 und 16 wird separat von einem nicht-dargestellten Motor und einem ebenfalls nicht-dargestellten Frequenzumrichter angetrieben.
Die Tragarmsegmente 15 und 16 des in 1 dargestellten Tragarms 14 des erfindungsgemäßen Rollenwechslers 10 dienen der Lagerung bzw. dem Einspannen einer Bedruckstoffrolle sowie der weiteren Handhabung der Bedruckstoffrolle bei einem Rollenwechsel bzw. beim Abziehen einer Bedruckstoffbahn von der jeweiligen Bedruckstoffrolle. Das Einspannen einer Bedruckstoffrolle erfolgt in einem sogenannten Lademodus des Tragarms 14 bzw. der Tragachse 11; der Rollenwechsel sowie das Abziehen der Bedruckstoffbahn in einem sogenannten Produktionsmodus des Tragarms 14 bzw. der Tragachse 11. Lademodus und Produktionsmodus bestimmen sich nach der Drehstellung bzw. Winkelstellung der Tragachse 11 bzw. des jeweiligen Tragarms 14.
1 zeigt den Tragarm 14 im sogenannten Lademodus desselben, wobei der Lademodus durch einen als Taster ausgebildeten Sensor 19 erkannt wird, der die Winkelstellung der Tragachse 11 überwacht bzw. abtastet. Im Lademodus schließt der Sensor 19 einen Schalter 20, im Produktionsmodus hingegen ist der Schalter 20 geöffnet.
Im in 1 dargestellten Lademodus sind die beiden Tragarmsegmente 15 und 16 des Tragarms 14 im Sinne der Pfeile 17 und 18 unabhängig voneinander unter Veränderung des Relativabstands zwischen denselben verfahrbar. Hierbei kann zum Lagern bzw. Einspannen einer Druckpapierrolle an den Tragarmsegmenten 15 und 16 des Tragarms 14 der Relativabstand zwischen den Tragarmsegmenten 15 und 16 vergrößert werden, sodass eine Bedruckstoffrolle zwischen Spanndornen 21 und 22 der Tragarmsegmente 15 und 16 positioniert werden kann. Anschließend werden die Tragarmsegmente 15 und 16 unter Verringerung des Relativabstands derselben aufeinander zu bewegt und die Spanndorne 21 und 22 in eine Hülse der Bedruckstoffrolle eingeführt, um dieselbe an den Tragarmsegmenten 15 und 16 einzuspannen.
Eine auf eine derartige Art und Weise an den Tragarmsegmenten 15 und 16 des Tragarms 14 eingespannte Bedruckstoffrolle ist dann vom Rollenwechsler durch Verschwenken der Tragachse 11 vom Lademodus in den Produktionsmodus überführbar und einer weiteren Handhabung zuführbar. Hierbei ist von Bedeutung, dass sich im Produktionsmodus der Relativabstand zwischen den Tragarmsegmenten 15 und 16 nicht unzulässig ändert, damit sicher gestellt wird, dass sich eine eingespannte Bedruckstoffrolle nicht unbeabsichtigt vom Tragarm 14 bzw. den Tragarmsegmenten 15 und 16 desselben löst.
Beim erfindungsgemäßen Rollenwechsler 10 ist die Relativposition der Tragarmsegmente 15 und 16 mit Hilfe eines Steuerungssystems des Rollenwechslers 10 überwachbar.
Das Steuerungssystem des Rollenwechslers 10 überwacht im Produktionsmodus den relativen Abstand zwischen den Tragarmsegmenten 15 und 16 eines Tragarms 14. Bei einer unzulässigen Abstandsabweichung der Tragarmsegmente 15 und 16 werden dieselben bzw. die Motoren derselben blockiert. Das Steuerungssystem ist insbesondere als SPS-Steuerungssystem ausgeführt und überwacht den Relativabstand zwischen den Tragarmsegmenten 15 und 16 auf Basis von Signalen, die von Absolutwertgebern bereitgestellt werden.
Im Sinne der hier vorliegenden Erfindung umfasst der erfindungsgemäße Rollenwechsler 10 ein vom Steuerungssystem unabhängig arbeitendes Sicherheitssystem, welches ebenfalls im Produktionsmodus den Relativabstand zwischen den Tragarmsegmenten 15 und 16 eines Tragarms 14 überwacht und bei einer unzulässigen Abstandsabweichung die Tragarmsegmente 15 und 16 bzw. die Motoren derselben blockiert. Das vom Steuerungssystem unabhängig arbeitende Sicherheitssystem umfasst je Tragarmsegment 15 und 16 eine Wegmesseinrichtung, die mit einer Auswerteeinrichtung zusammenwirken.
Im gezeigten, bevorzugten Ausführungsbeispiel sind die Wegmesseinrichtungen als digitale Wegmesseinrichtungen ausgebildet und werden von Encodern 23, 24 und Zählern 25, 26 gebildet. So umfasst das vom Steuerungssystem unabhängig arbeitende Sicherheitssystem je Tragarmsegment 15 und 16 eines Tragarms 14 jeweils einen Encoder 23 bzw. 24. Die Encoder 23 bzw. 24 bilden Stellungsgeber des jeweiligen Tragarmsegments 15 bzw. 16. Die Encoder 23 und 24 wirken mit jeweils einem Zähler 25 bzw. 26 zusammen. Abhängig von der Verschiebung der jeweiligen Tragarmsegmente 15 und 16 relativ zur Tragachse 11 werden die Zähler 25 und 26 über die Encoder 23 bzw. 24 entweder nach oben oder nach unten inkrementiert. So kann vorgesehen sein, dass bei einer Bewegung nach rechts die Zähler nach oben inkrementiert und bei einer Bewegung nach links entsprechend nach unten inkrementiert werden.
In einem Block 27 bzw. in der Auswerteinrichtung wird aus den Zählerständen der jeweiligen Zähler 25 und 26 eine Differenz gebildet, wobei die Differenz der Zähler 25 und 26 den Relativabstand der Tragarmsegmente 15 und 16 eines Tragarms 14 bestimmt. Dann, wenn im Produktionsmodus die Differenz der Zählerstände der Zähler 25 und 26 um einen bestimmten Wert von einem Sollwert abweicht, kann auf eine unzulässige Abstandsabweichung der Tragarmsegmente 15 und 16 geschlossen werden. In diesem Fall blockiert dann der Block 27 bzw. das vom Steuerungssystem unabhängig arbeitende Sicherheitssystem die Tragarmsegmente 15 und 16 bzw. die Motoren derselben. Anderenfalls können die Tragarmsegmente 15 und 16 unter Beibehaltung ihres Relativabstands eine eingespannte Bedruckstoffrolle relativ zur Tragachse 11 verschieben bzw. verfahren.
Der oben erwähnte Sollwert für die Differenz zwischen den Zählern 25 und 26 und damit der Sollabstand zwischen den Tragarmsegmenten 15 und 16 bestimmt sich aus dem Abstand der Tragarmsegmente 15 und 16 nach dem Einspannen einer Bedruckstoffrolle am Tragarm 14 im Lademodus. Um diesen Sollwert zu bestimmen, überwacht das Sicherheitssystem auch im Lademodus den relativen Abstand zwischen den Tragarmsegmenten 15 und 16 durch Inkrementierung der jeweiligen Zähler 25 und 26, wobei der Block 27 jedoch nur im Produktionsmodus bei geöffnetem Schalter 20 bei einer unzulässigen Abstandsabweichung die Tragarmsegmente 15 und 16 blockiert. Im Lademodus hingegen bei geschlossenem Schalter 20 sind die Tragarmsegmente 15 und 16 auch dann verfahrbar, wenn auf Basis der Zählerstände 25 und 26 sich der Abstand zwischen den Tragarmsegmenten 15 und 16 um ein im Produktionsmodus unzulässiges Maß erhöht.
Abschließend sei darauf hingewiesen, dass die Tragarmsegmente 15 und 16 eines Tragarms 14 dann blockiert werden, wenn im Produktionsmodus entweder das Steuerungssystem oder das vom Steuerungssystem unabhängig arbeitende Sicherheitssystem eine unzulässige Abstandsabweichung der Tragarmsegmente erkennt.

10: Rollenwechsler
11: Tragachse
12: Längsmittelachse
13: Pfeil
14: Tragarm
15: Tragarmsegment
16: Tragarmsegment
17: Pfeil
18: Pfeil
19: Sensor
20: Schalter
21: Spanndorn
22: Spanndorn
23: Encoder
24: Encoder
25: Zähler
26: Zähler
27: Block

Claims

Rollenwechsler einer Rollendruckmaschine, mit einer Tragachse (11) und mit mindestens einem Tragarm (14) aus jeweils mindestens zwei Tragarmsegmenten (15, 16), wobei in einem Lademodus an den Tragarmsegmenten (15, 16) des oder jedes Tragarms (14) eine Bedruckstoffrolle gelagert bzw. gespannt werden kann, und wobei in einem Produktionsmodus die Bedruckstoffrolle in am Tragarm (14) gelagertem bzw. gespanntem Zustand über die Tragarmsegmente (15, 16) relativ zu der Tragachse (11) verfahren werden kann, und mit einem Steuerungssystem, wobei das Steuerungssystem im Produktionsmodus den relativen Abstand zwischen den Tragarmsegmenten (15, 16) des oder jedes Tragarms (14) überwacht und bei einer unzulässigen Abstandsabweichung die jeweiligen Tragarmsegmente blockiert, gekennzeichnet durch ein vom Steuerungssystem unabhängig arbeitendes Sicherheitssystem, welches ebenfalls im Produktionsmodus den relativen Abstand zwischen den Tragarmsegmenten (15, 16) des oder jedes Tragarms (14) überwacht und bei einer unzulässigen Abstandsabweichung die jeweiligen Tragarmsegmente (15, 16) blockiert, wobei das vom Steuerungssystem unabhängig arbeitende Sicherheitssystem je Tragarmsegment (15, 16) eine Wegmesseinrichtung umfasst, die mit einer Auswerteeinrichtung zusammenwirken.
Rollenwechsler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Sicherheitssystem je Tragarmsegment (15, 16) als Wegmesseinrichtung einen Encoder (23, 24) und einen Zähler (25, 26) umfasst, wobei die Encoder (23, 24) als Stellungsgeber des jeweiligen Tragarmsegments abhängig von der Richtung der Verschiebung der Tragarmsegmente (15, 16) die Zähler (25, 26) nach oben oder nach unten inkrementieren, wobei dann, wenn die Differenz der Zähler (25, 26) um einen bestimmten Wert von einem Sollwert abweicht, auf eine unzulässigen Abstandsabweichung der Tragarmsegmente (15, 16) geschlossen wird und die Tragarmsegmente (15, 16) blockiert werden.
Rollenwechsler nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Sicherheitssystem als Auswerteeinrichtung (27) einen Differenzbilder umfasst, der die Zählerstände der Zähler (25, 26) subtrahiert und überwacht, ob die Differenz der Zähler (25, 26) bzw. Zählerstände um einen bestimmten Wert von dem Sollwert abweicht.
Rollenwechsler nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Sollwert aus dem Abstand der Tragarmsegmente (15, 16) nach dem Lagern bzw. Spannen einer Bedruckstoffrolle am Tragarm (14) im Lademodus bestimmt.
Rollenwechsler nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuerungssystem Absolutwertgeber als Stellungsgeber der Tragarmsegmente (15, 16) umfasst.
Rollenwechsler nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Sicherheitssystem im Lademodus ebenfalls den relativen Abstand zwischen den Tragarmsegmenten (15, 16) eines Tragarms (14) überwacht, jedoch nur im Produktionsmodus bei einer unzulässigen Abstandsabweichung die Tragarmsegmente (15, 16) des jeweiligen Tragarms blockiert.
Rollenwechsler nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Lademodus und der Produktionsmodus abhängig von der Winkelstellung der Tragachse (11) bestimmen.
Rollenwechsler nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass jedes Tragarmsegment (15, 16) von einem separatem Motor antreibbar ist, wobei im Produktionsmodus das Steuerungssystem und/oder das Sicherheitssystem bei einer unzulässigen Abstandsabweichung die Tragarmsegmente (15, 16) zur Blockierung derselben die jeweiligen Motoren blockiert.