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Die
Erfindung betrifft eine Überlastsicherung in
einem Stapelhubwerk nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Es
ist bekannt, in Stapelhubwerken an Bogen verarbeitenden Maschinen
Einrichtungen vorzusehen, mittels derer die Überlastungen von die Bogenstapel
anhebenden Antrieben oder Tragelementen ausgeschlossen werden kann.
Hierbei werden mechanische oder elektrische Systeme benutzt, die auf
bestimmte Grenzwerte der Belastung im Stapelbereich ansprechen und
damit die Antriebssteuerung abschalten bzw. die Aufhäufung weiteren
Materials auf dem Bogenstapel unterbinden.
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Aus
der
EP 1 321 401 A2 ist
ein Stapelhubantrieb bekannt. Beschrieben wird hier ein Stapelhubantrieb
für eine
bogenverarbeitende Maschine, insbesondere für den Anleger oder Ausleger
einer Bogenoffsetdruckmaschine. Der Stapelhubantrieb wirkt in Verbindung
mit einer Stapeltragplatte, die über Zugmittel
(Seile, Bänder,
Ketten) mittels eines gestellfest angeordneten Motors heb- und senkbar
ist. Auf der Stapeltragplatte sind Stapelpaletten mit einem Bogenstapel
zur Abarbeitung oder leere Stapelpaletten zur Bildung eines Bogenstapels
positionierbar. Die bautechnische Lösung wird dadurch vereinfacht,
dass der Motor schwenkbar und über
ein Federelement gegenüber
dem Gestell abgestützt
wird. Bei einer Auslenkung des Motors wird ein Schaltmittel betätigt, sodass
eine aufgetretene Überlast
erfasst und der Motor abgeschaltet werden kann.
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Die
beschriebene technische Ausführung
ist in der Hinsicht von Nachteil, als der Motor eine spezielle Lagerung
erfordert. Weiterhin ist eine Unsicherheit bezüglich der Erfassung des einstellbaren Grenzwertes
gegeben, sodass hier ein großer
Sicherheitsbereich bzw. Toleranzbereich berücksichtigt werden muss. Außerdem überlagern
sich Effekte aus der Gewichtsbelastung und evtl. Störungen im
Bereich des Hubantriebes.
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Aufgabe
der Erfindung ist es daher, die Absicherung eines Stapelhubantriebes
gegen Überlasten auf
einfachste Weise während
eines Betriebes einer bogenverarbeitenden Maschine zu ermöglichen.
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Die
Lösung
der Aufgabe gestaltet sich nach den Merkmalen des Anspruchs 1.
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In
vorteilhafter Weise wird hierbei ausgenutzt, dass in der Steuerung
einer Bogen verarbeitenden Maschine, z.B. einer Bogendruckmaschine, bereits
Daten über
die zu verarbeitenden Bedruckstoffe enthalten sind. Aus einer Kalkulation
der während
des Druckprozesses integrierten Stoffe kann direkt auf das Gewicht
des im Bogenausleger entstehenden Bogenstapels geschlossen werden.
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In
vorteilhafter Weise läßt sich
auf einfache Art aus der Dicke des Bedruckstoffes eine Wertermittlung
erreichen.
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In
vorteilhafter Weise kann weiterhin aus der Grenzstapelhöhe auf das
Gewicht des Bogenstapels geschlossen werden.
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Weiterhin
kann in vorteilhafter Weise mittels eines Sensors die Lage der abgesenkten
Stapeltragplatte erfasst und daraus auf das Stapelgewicht geschlossen
werden.
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Schließlich kann
in vorteilhafter Weise mittels eines ortsfesten Sensors eine integrierte
Wegmessung erfolgen, aus der auf das Stapelgewicht geschlossen werden
kann.
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In
vorteilhafter Weise ist das Verfahren bzw. die Vorgehensweise auch
in einem Anleger anwendbar. Hierbei kann mittels entsprechender
Messvorrichtungen der Bogenstapel in seiner Größe erfasst und aus dem vordefinierten
Bogenmaterial auf dessen Gewicht geschlossen werden.
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In
vorteilhafter Weise kann hier auch mittels Kraftmesseinrichtungen
unterhalb der Stapelplatte nach dem Aufsetzen des Bogenstapels auf
eine Überlast
geschlossen werden.
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In
vorteilhafter Weise kann schließlich
die Eingabe der Daten dahingehend überwacht werden, dass die Eingaben
in sich schlüssig
und vollständig sind.
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Die
Erfindung wird in Folgendem anhand von Zeichnungen näher erläutert. Hierin
zeigt
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1 eine Übersicht über einen
Bogenausleger und
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2 eine Übersicht über einen
Bogenanleger.
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In 1 ist
ein Bogenausleger 1 einer Bogen verarbeitenden Maschine 2 gezeigt.
Dem Bogenausleger 1 werden von der Bogen verarbeitenden
Maschine 2 – beispielsweise
einer Druckmaschine – fertig
gestellte Bogen mittels eines Fördersystems 3 auf einer
Bogenbahn B in einer Transportrichtung T zugeführt. Die Bogen werden dann
oberhalb einer Stapeloberfläche 4 freigegeben,
sodass sie auf einem Bogenstapel 5 gegen einen vorderen
Stapelanschlag 6 ausgelegt werden können. Die Bogenauslage kann mittels
pneumatischer Mittel, beispielsweise eines Blasrahmens 8 unterstützt werden.
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Der
Bogenstapel 5 sitzt auf einer Stapelpalette 9,
die von einem Hubwerk des Bogenauslegers 1 getragen wird.
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Die
sich bei der Bogenauslage ergebende Stapeloberfläche 4 des Bogenstapels 5 ist
so angeordnet, dass die obersten Bogen des Bogenstapels 5 immer
in der Höhe
von hier nur schematisch angedeuteten seitlichen Stapelanschlägen 7 angeordnet sind.
Die seitlichen Stapelanschläge 7 sorgen
durch Einstellung zur formatgemäßen Seitenkante
des Bogenstapels 5 und ggf. durch eine Schwingbewegung für eine kantengenaue
Ablage der Bogen auf dem Bogenstapel 5.
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Der
in 1 dargestellte Bogenausleger 1 weist
in einem Gestell eine mittels eines Stapelhubwerkes in der Höhe verfahrbare
Stapeltragplatte 10 auf. Dazu wird das Stapelhubwerk mittels
eines Antriebsmotors 11 betrieben, der die Stapeltragplatte 10 über Hubketten 12 im
Bogenausleger 1 hebt oder senkt. Das Stapelhubwerk ist
im konstruktiv normalen Rahmen für
bestimmte Stapelgewichte d.h.
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Traglasten
ausgelegt. Dies hängt
einerseits damit zusammen, dass die Stapeltragplatte 10 an den
Hubketten 12, alternativ an Tragseilen bzw. Bändern, und
entsprechenden Führungen
aufgehängt
ist und dass andererseits der eingesetzte Antriebsmotor 11 bzw.
dessen Getriebe ebenso für
eine bestimmt Grenzbelastung ausgelegt ist.
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Bei
Stapelbeginn wird eine leere Stapelpalette 9 bis zur maximalen
Hubhöhe
angehoben. Diese ist, da die Stapelpalette 9 das Bogenformat
normalerweise überragt,
durch die Unterkante der seitlichen Stapelanschläge 7 definiert. Von
dieser Position aus wird der Bogenstapel 5 im Bogenausleger 1 aufgebaut.
Je nach spezifischem Gewicht und Größe der Bogen kann dabei bei
relativ unterschiedlichen Stapelhöhen eine Grenzbelastung durch
den Bogenstapel 5 für
den Bogenausleger 1 erreicht werden.
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Zur
Vereinfachung der Sicherung gegen Überlast wird als Verfahren
vorgeschlagen, dass aus der Qualität bzw. Konsistenz des Bedruckstoffes
auf das Stapelgewicht geschlossen wird. Über die Beziehung der Dichte
zur Masse läßt sich
damit eine Stapelhöhe
ermitteln, die sich bei vorgegebenen Stapelabmessungen, bekannter
Dichte des Bogens und einer maximal zulässige Masse ergibt. Diese wird
festgelegt durch die erforderlichen Sicherheiten der Bauteile im
Kraftfluß.
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Bei
bekannten Bedruckstoffabmessungen wird damit eine Grenzstapelhöhe H ermittelt,
bei deren Überschreitung
die Belastung der Bauteile zu hoch wird. Hierzu gibt es unterschiedliche
Möglichkeiten
die tatsächliche
Stapelhöhe
zu erfassen, um dann bei Erreichen der Grenzstapelhöhe wenigstens die
Papierzufuhr am Bogenanleger zu stoppen.
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In
einer ersten Variante eines Verfahrens wird vorgeschlagen, dass über eine
bekannte Dicke und Qualität
des Bedruckstoffes auf die Grenzstapelhöhe H geschlossen werden soll.
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Hierbei
läßt sich
mittels eines in der Steuerung integrierten Bogenzählers 13 (in 1 nur schematisch
angedeutet), die verarbeitete und damit auch abgestapelte Bogenanzahl
ermitteln. Daraus wiederum kann auf einfache Weise errechnet werden,
bei welcher Bogenanzahl die Grenzstapelhöhe H erreicht wird. Weiterhin
können
pro Bogen auch in Abhängigkeit
von den Produktionsbedingungen Gewichtserhöhungen durch Druckfarbe und/oder
Lack und/oder Puder zusätzlich
eingerechnet werden.
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Unabhängig von
der Grenzstapelhöhe
H kann auch aus der Dichte des Bedruckstoffes und einer Kalkulation
der zugeführten
Druckfarbe auf das Gewicht eines einzelnen Druckbogens geschlossen werden.
Damit kann die Steuerung aus der Anzahl der durchgesetzten Druckbogen
direkt auf die Größe des mit
dem im Bogenausleger 1 angehäuften Bogenstapel 5 angefallenen
Gewichtes schließen.
Bei Erreichen der Grenzbelastung wird der weitere Produktionsprozess
der Bogen verarbeitenden Maschine 2 unterbrochen, indem
beispielsweise wenigstens im Bogenanleger die Papierzufuhr gestoppt
oder die Maschine insgesamt gestoppt wird.
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In
einer zweiten Verfahrensvariante wird die Steuerung des Stapelhubwerkes
genutzt, um die tatsächliche
Position der Stapeltragplatte 9 zu erfassen. Dies kann
beispielsweise durch einen Inkrementalgeber 14 erfolgen,
der mit dem Antrieb, z.B. dem Antriebsmotor 11, des Stapelhubwerkes
verbunden ist und damit den Weg der Stapeltragplatte 10 indirekt angeben
kann. Hierbei wird aus dem Ver fahrweg bzw. Absenkweg der Stapeltragplatte 10 auf
die tatsächliche
Stapelhöhe
des Bogenstapels 5 geschlossen. Bei Erreichen der Grenzstapelhöhe H wird
der weitere Produktionsprozess unterbrochen, indem wenigstens im
Bogenanleger die Papierzufuhr gestoppt wird.
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In
einer dritten Verfahrensvariante wird an dem Bogenausleger 1 ein
verschiebbarer Stapelsensor 15 angeordnet. Dies kann beispielsweise
ein optischer Sensor sein. Der Stapelsensor 15 wird auf eine
der Grenzstapelhöhe
H entsprechende Position eingestellt. Diese Position kann in Verbindung
mit der Stapeltragplatte 10 oder der Stapelpalette 9 erfasst werden.
Erkennt der Sensor die abgesenkte Stapeltragplatte 10,
wird erneut wenigstens die Papierzufuhr am Bogenanleger gestoppt.
Damit wird eine Überlast
am Bogenausleger 1 durch den angehäuften Bogenstapel 5 vermieden.
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In
der vierten Verfahrensvariante wird in dem Bogenausfeger 1 ein
ortsfester Höhensensor 16 mit integrierter
Abstandsmessung angebracht. Der Höhensensor 16 ist hierbei
vorzugsweise auf die Stapeltragplatte 10 gerichtet und
erfasst den Abstand der Stapeltragplatte 10 gegenüber dem
Höhensensor 16. Aus
diesem Abstand kann entsprechend auf die Stapelhöhe bzw. das Erreichen der Grenzstapelhöhe H geschlossen
werden. Erneut wird bei deren Erreichen wenigstens die Papierzufuhr
am Bogenanleger gestoppt und eine Überlast am Bogenausleger 1 durch
den angehäuften
Bogenstapel 5 verhindert.
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Die
Steuerung in den Verfahrensvarianten kann auch dazu verwendet werden,
dass vor dem Erreichen der Grenzbelastung bereits Maßnahmen
zur Schadensverhinderung ergriffen werden. Dies kann dadurch erreicht
werden, dass in dem Bogenausleger 1 eine hier nicht gezeigte
Einrichtung zum automatischen Stapelwechsel vorgesehen ist. Mittels
einer derartigen Einrichtung können
die von der Bogen verarbeitenden Maschine 2 angelieferten
Bogen zur ungestörten
Entnahme eines vollständig
angehäuften
Bogenstapels 5 zwischenzeitlich auf einer Hilfsstapeleinrichtung
abgelegt werden. Nach Zufuhr einer leeren Stapelpalette 9 in
den Bogenausleger 1 kann der Hilfsstapel auf der Stapelpalette 9 abgesetzt werden.
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Die
Einrichtung zum automatischen Stapelwechsel kann von der Steuerung
der Bogen verarbeitenden Maschine 2 selbsttätig angesteuert
werden, wenn eine Toleranzzone in der Gewichtsbelastung des Bogenauslegers 1 erreicht
wird. Dann wird der Bogenstapel 5 automatisch aus dem Bogenausleger 1 entfernt
und gegen eine leere Stapelpalette 9 ausgetauscht. Während des
Austauschprozesses aufgehäufte
Bogen in dem Hilfsstapel können
ebenso gezählt
werden. Ebenso kann die Höhe
diese Hilfsstapels über
die Bewegungen der Einrichtung zum automatischen Stapelwechsel erfasst
und der Position der den Hilfsstapel übernehmenden Stapeltragplatte 10 zugeschlagen
werden.
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Für das Verfahren
ist folgendes zu beachten:
In jedem Fall ist sicherzustellen,
dass keine Fehlbedienung dadurch erfolgt, dass bei an sich bekannten Formatangaben
und bei bekannter Qualität
des Bedruckstoffes für
den Bogenstapel 5 falsche Maßangaben in die Steuerung der
Maschine eingegeben werden. Bei der Eingabe der Daten ist auf Plausibilität zu achten.
Hierzu kann auch eine messtechnische Kontrolle z.B. der Bogendicke
eingeschaltet werden. Kontrollvorgänge können im übrigen aus Voreinstellungen
der Bogen verarbeitenden Maschine abgeleitet werden. Hierzu gibt
es z.B. folgende Möglichkeiten:
- – Formateinstellung
an Bogenanschlägen
- – Bogendicke
an Greifern, Vordermarkensensoren etc.
- – Bogengewicht
in Bezug auf Einstellungen der Bogenleiteinrichtungen
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In 2 ist
ein Bogenanleger 20 einer bogenverarbeitenden Maschine 2 dargestellt.
Dieses kann eine Bogenoffsetdruckmaschine sein. Der Bogenanleger 20 besteht
aus einem Gestell, in dem mittels eines Stapelhubwerkes eine Stapeltragplatte 22 in
der Höhe
verfahrbar ist. Das Stapelhubwerk besteht aus wenigstens einem Antriebsmotor 23 und Hubketten 24 und
dient dazu, einen auf einer Stapelpalette 9 aufsitzenden
Bogenstapel 5 im Bogenanleger 20 anzuheben oder
Stapelreste oder leere Stapelpaletten 9 abzusenken. Beim
Anheben des Bogenstapels 5 werden die Bogen mittels einer
Bogenvereinzelungsvorrichtung 21 (Saug kopf) vereinzelt und über einen
Bändertisch
der Bogen verarbeitenden Maschine 2 zuführt.
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Das
Stapelhubwerk ist ausgelegt für
bestimmte Stapelgewichte. Dies hängt
davon ab, dass die Stapeltragplatte 22 an den Hubketten 24 oder
an Tragseilen aufgehängt
ist und dass andererseits der eingesetzte Antriebsmotor 23 für eine bestimmt Grenzbelastung
ausgelegt ist.
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In
einer erweiterten Ausführungsform
des zuvor geschilderten Verfahrens kann die Überlast auch für den Bereich
eines Bogenstapels 5 in einem Bogenanleger 20 vermieden
werden. In diesem Fall ist sicherzustellen, dass keine Fehlbedienung
dadurch erfolgt, dass ein zu großer Bogenstapel 5 mit neuem
Papier in den Bogenanleger 20 eingebracht wird. Die Bedienung
hat hier grundsätzliche
Vorgaben zu beachten, da das Gewicht des zur Verarbeitung bereitstehenden
Bogenstapels normalerweise aus den Informationen des Herstellers
bekannt ist.
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Andererseits
sind Fehlbedienungen durch ungeschultes Personal leicht möglich, sodass
größere Schäden an dem
Bogenanleger 20 entstehen könnten. Daher erscheint es sinnvoll
bei bekannten Formatangaben und bei bekannter Qualität des Bedruckstoffes
für den
Bogenstapel 5 weitere Maßnahmen zur Absicherung zu
ergreifen. Zur Einbindung der oben beschriebenen Verfahrensweise
muss also für
den Bogenanleger 20 zusätzlich
zur Formatangabe auch die Höhe
des Bogenstapels 5 erkannt werden.
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Die
Höhe des
Bogenstapels 5 im Bogenanleger 20 kann durch geeignete
Maßnahmen
auf einfache Weise vor der Einfahrt oder auch innerhalb des Bogenanlegers 20 ermittelt
werden.
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Zunächst ist
ein Sensor 26 vorgesehen, dieser ist an der Außenseite
des Bogenanlegers 20, etwa oberhalb einer Stapeleinfahrt,
angeordnet. Der Sensor 26 erfasst damit die Oberseite des
Bogenstapels 5 schon außerhalb des Bogenanlegers 20.
Die Steuerung errechnet aus dem Abstand der Stapeloberseite von
dem Sensor 26 die Stapelhöhe. Damit kann aus dem spezifischen
Gewicht und aus dem Format des Bedruckstoffes auf das Gewicht des
bereitstehenden Bogenstapels 5 geschlossen werden.
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Im
umgekehrten Schluß lässt sich
aus den bekannten Grundgrößen Format
und spezifisches Gewicht auf eine maximal zulässige Stapelhöhe, eine
Grenzstapelhöhe
H schließen.
Damit ist unter Einrechnung von Sicherheitszuschlägen je nach
Packungszustand des Bogenstapels 5 und Messabweichungen
eine Überlastung
des Bogenstapels 5 im Bogenanleger 20 sicher zu
verhindern.
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Insbesondere
kann eine derartige Vorrichtung verwendet werden in Bogenanlegern 1 mit
Nonstop-Einrichtungen. Hierbei kann ein entsprechend notwendiger
Sensor 27 an einem Hilfsstapelrahmen 25 der Nonstop-Einrichtung
angebracht werden, der oberhalb des Stapelbereiches angeordnet ist.
Der Hilfsstapelrahmen 25 trägt während der Auswechselung einer
leeren Stapelpalette 9 gegen einen neuen Bogenstapel 5 einen
Reststapel zur Vereinzelung mittels der Vereinzelungseinrichtung 21.
Der neue Bogenstapel 5 wird unterhalb des Hilfsstapelrahmens 25 in
den Bogenanleger 20 eingefahren. Mit Hilfe des Sensors 27 am
Hilfsstapelrahmen 25 kann unter Einrechnung der Höhenlage
des Hilfsstapelrahmens 25 und der Lage des einzufahrenden
neuen Bogenstapels 5 auf dessen Stapelhöhe und damit auf das resultierende
Stapelgewicht geschlossen werden.
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In
gleicher Weise wie schon beim Bogenausleger 1 können auch
beim Bogenanleger 20 Plausibilitätsabfragen und Bezüge zu anderen
Einstellungen der Bogen verarbeitenden Maschine 1 hergestellt werden.
Insbesondere können
auch die Formatangaben sensorisch ermittelt werden. Ebenso kann
die Grenzstapelhöhe
mittels einer in der Höhenlage
einstellbaren Sensorik (Lichtschranke, Taster, etc.) abgefragt werden.
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Aufwändiger ist
das Wiegen der beladenen Stapeltragplatte 22. Dies kann
mit Hilfe von Kraftmesseinrichtungen unterhalb der Stapeltragplatte 22 erfolgen.
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Um
bei den verschiedenen Möglichkeiten der
Eingabe von Daten, Fehlbedienungen bzw. bewußte Falscheingaben zu verhindern,
können
in der Maschinensteuerung hinterlegte Abfragen getätigt werden,
die es dem Bediener nicht ermöglichen sollen,
das System der Grenzstapelhöhe
zu umgehen. Hierbei kommen folgende Abfragen in Betracht:
- 1. Es sind vorhandene Endschalter der Stapelsteuerung
abzufragen, die bei einer bestimmten Stapelhöhe betätigt werden. Hierbei findet
ein Abgleich mit dem Wert der Grenzstapelhöhe statt und es wird Bezug
genommen auf die Position, an der der Endschalter betätigt wird.
Falls der Sensor zu Erkennung der Stapeltragplatte nicht innerhalb eines
bestimmten Intervalls anspricht, stoppt der Anleger die Papierzufuhr.
- 2. Die Bedruckstoffdickeneingabe wird mit den Werten für Druckbeistellung
in den Druckwerken oder einer Papierdickeneinstellung an Greifern verglichen
und in dieser Hinsicht auf ihre Plausibilität geprüft. Bei falscher Eingabe erfolgt
kein Papierlauf bzw. die Papierzufuhr wird nicht eingeschaltet.
- 3. Die Formateingaben werden zwischen Bogenanleger und Bogenausleger
abgeglichen. Bei manuellen Korrekturen an der Position der seitlichen Bogenanschläge oder
Hinterkantenanschläge oder
der Saugwalze sind nur in einem kleinen Toleranzbereich Möglichkeiten
offen gelassen. Bei darüber
hinausgehenden Verstellungen erfolgt kein Papierlauf.
- 4. Die Papierqualität
bzw. das Papiergewicht wird in Bezug auf die Bogenführung an
entsprechenden Elementen vorgewählt.
Hierbei kann ein Abgleich mit den eingegebenen Daten zum Papiergewicht
vorgenommen werden und bei fehlender Plausibilität der Papierlauf oder die Papierzufuhr unterbunden
werden.
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Weiterhin
können
zur Einhaltung der erforderlichen Sicherheitsrahmenbedingungen redundante
Sensoren 13 bis 16 bzw. 26, 27 für die Erfassung der
Stapelhöhen
oder der Daten zur Ermittlung der Stapelhöhen angebracht werden. Diese
Lösung
ist auch dann noch sehr viel einfacher handhabbar und zudem deutlich
kostengünstiger
als eine elektrische oder mechanische Lastüberwachung wie sie aus dem
Stand der Technik bekannt ist.
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- 1
- Bogenausleger
- 2
- Maschine
- 3
- Fördersystem
- 4
- Stapeloberfläche
- 5
- Bogenstapel
- 6
- vorderer
Stapelanschlag
- 7
- seitlicher
Stapelanschlag
- 8
- Blasrahmen
- 9
- Stapeltragplatte
- 10
- Stapelhubwerk
- 11
- Hubantrieb
- 12
- Hubantrieb
- 13
- Zähler
- 14
- Inkrementalgeber
- 15
- Sensor
- 16
- Wegmesssensor
- 17
-
- 18
-
- 19
-
- 20
- Bogenanleger
- 21
- Vereinzelungseinrichtung
- 22
- Stapelhubwerk
- 23
- Stapelhubwerk
- 24
- Stapelhubwerk
- 25
- Hilfsstapelrahmen
- 26
- Abstandssensor
- 27
- Abstandssensor
- 28
- Stapeleinfahrt
- H
- Grenzstapelhöhe