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Die
Erfindung betrifft eine Saugvorrichtung für ein Flächenmaterial, insbesondere
für Bogen
einer bogenverarbeitenden Maschine, vorzugsweise Bogendruckmaschine,
mit mindestens einem endlos umlaufenden, Saugöffnungen für das Ansaugen des Flächenmaterials
aufweisenden Saugband, dem mindestens ein mit gleicher Geschwindigkeit
umlaufendes Rad zugeordnet ist. Insbesondere kommt die Erfindung
als Bogenbremse für
bogenverarbeitende Maschinen zum Einsatz.
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Saugvorrichtungen
der eingangs genannten Art sind bekannt. Sie weisen ein umlaufendes,
luftdurchlässiges
Trum auf, das über
zwei beabstandet zueinander liegende Umlenkräder läuft. Zwischen den Umlenkrädern befindet
sich ein Saugkasten, der der Unterseite des Obertrums zugeordnet
ist. Der Unterdruck im Saugkasten erzeugt – durch das Saugband hindurch – an der
Oberseite des Saugbandes des Obertrums einen Unterdruck, sodass
auf dem Trum transportierte Bogen durch Unterdruck gehalten und
auf diese Art und Weise beispielsweise transportiert oder abgebremst
werden können.
Eine Saugzone lässt
sich nur im Bereich zwischen den beiden Umlenkrädern, also in der Zone des
Saugkastens realisieren. Ferner kommt es häufig zu einer erwärmenden
Reibung zwischen dem Saugriemen und einer dem Saugkasten zugeordneten
Riemenauflage, welche durch die Ansaugwirkung verstärkt wird und
zu einem hohen Verschleiß,
gegebenenfalls sogar zur relativ schnellen Zerstörung des Saugriemens führen kann.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Saugvorrichtung der eingangs
genannten Art zu schaffen, die vielseitig einsetzbar ist und eine
lange Lebensdauer aufweist.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch
gelöst,
dass das Rad als Saugrad ausgebildet ist und Saugelemente aufweist,
die mit zu den Saugöffnungen
führenden
Längssaugkanälen des
Saugbandes kommunizieren. Das Saugband kann auch als Saugriemen
bezeichnet werden. Gegenüber
dem Stand der Technik ist dem Saugriemen somit kein feststehender
Saugkasten zugeordnet, da das mit gleicher Geschwindigkeit wie der
Saugriemen umlaufende Saugrad keine Relativ bewegung zum Riemen ausführt, sodass
es zwischen diesen Teilen nicht zur Reibung kommt. Vielmehr übernimmt
das Saugrad die Saugfunktion, wobei es derart mit dem Saugriemen
zusammenwirkt, dass der Unterdruck über Längssaugkanäle des Saugriemens zu Saugöffnungen
des Saugbandes geführt
wird. Mittels dieser Saugöffnungen
wird das Flächenmaterial
angesaugt und damit gehalten. Da die Längssaugkanäle das Saugband in Längsrichtung
des Saugbandes durchsetzen und mit ihren einen Enden die Saugöffnungen bilden
und mit ihren anderen Enden mit dem Vakuum des Saugrades kommunizieren,
lassen sich aktive Saugöffnungen
an jeweils gewünschten
Stellen des Riemens realisieren, das heißt, die Saugöffnungen sind
nicht auf den Bereich des Riemens beschränkt, der momentan in Kontakt
mit dem Saugrad steht, sondern diese Kanäle können sich innerhalb des Saugriemens
auch bis zu Positionen erstrecken, die entfernt zum Saugrad liegen,
sodass die Zone, die eine Saugwirkung auf das Flächenmaterial ausübt, in Abhängigkeit
von der Gestaltung der Längssaugkanäle im Saugband
realisiert werden kann. Die Formulierung "das sich die Längssaugkanäle in Längsrichtung des Saugbandes
erstrecken", bedeutet
nicht, dass ausschließlich
eine Erstreckung genau in Bandlängsrichtung
vorliegen muss, sondern zur Richtung der Bandlängserstreckung (Längsmittelachse
des Saugbandes) können
sich die Saugkanäle
auch schräg
oder in anderer Weise erstrecken, wobei sie jedoch nicht – wie im
Stand der Technik – lediglich rechtwinklig
zur Längserstreckung
durch das Saugband verlaufen, da dies nicht zu dem gewünschten Längsversatz
zwischen dem einen Eingang eines Saugkanals bildenden Saugloch und
der einen Ausgang des Saugkanals bildenden Saugöffnung führt. Da eine Relativbewegung
zwischen dem Saugrad und dem das Saugrad umschlingenden Abschnitt des
Saugbandes aufgrund gleicher Geschwindigkeiten fehlt, ist eine lange
Lebensdauer des Saugbandes garantiert.
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Nach
einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass sich die
Längssaugkanäle derart erstrecken,
dass – in
Saugbandlängsrichtung
gesehen – die
Sauglöcher
bildenden Eingänge
der Längssaugkanäle versetzt
zu den die Saugöffnungen
bildenden Ausgängen
liegen. Demgemäß wirken
die Saugöffnungen "voreilend", das heißt, obwohl
das Flächenmaterial
das Saugrad noch nicht erreicht hat, wird es schon mit der Saugwirkung
des Saugrades dadurch beaufschlagt, dass diese über die Kanäle bis zu den Saugöffnungen
des Saugbandes geleitet wird und dort auf das Flächenmaterial wirken kann.
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Eine
Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die Saugöffnungen
in Bezug auf die Transportrichtung des Flächenmaterials stromabwärts zu den Sauglöchern liegen.
Hierdurch treten die vorstehend beschriebenen Wirkungen ein. Die
Längssaugkanäle können alternativ
oder zusätzlich
auch bis in den Bereich des Umschlingungswinkels des Saugbandes
in der Zone eines Umlenkrades reichen, sodass das mittels des Saugriemens
gebildete Trums nicht nur in seinem geradlinig verlaufenden Bereich
Saugöffnungen
aufweist, sondern zusätzlich
oder alternativ liegen Saugöffnungen
im Bereich der durch Umschlingung des Umlenkrads gebildeten Krümmung. In
dieser Zone können
insbesondere leichtere Flächenmaterialien,
insbesondere Papierbogen, gehalten werden, wobei es sogar möglich ist,
eine Randzone eines solchen Bogens durch Ansaugen zu krümmen. Steifere
Bogen, beispielsweise Kartonbogen, werden bevorzugt nicht von Sauglöchern angesaugt,
die im gekrümmten
Bereich liegen, da diese Bogen eine Verformung nicht hinreichend
zulassen. Vielmehr erfolgt die Ansaugung derartiger Bogen vorzugsweise im
geradlinig verlaufenden Bereich des Saugbandes.
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Ferner
ist es vorteilhaft, wenn die Saugelemente des Saugrades über Saugverbindungen
des Saugrades zu Saugmitteln des Saugrades führen. Die Eingänge der
Saugverbindungen werden von den Saugmitteln und die Ausgänge der
Saugverbindungen von den Saugelementen gebildet. Die Saugverbindungen
durchsetzen das Saugrad vorzugsweise in radialer Richtung (bezogen
auf die Drehachse des Saugrades).
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Ferner
ist es vorteilhaft, wenn mindestens ein feststehender Sauganschluss
vorgesehen ist, der bei der Drehung des Saugrades temporär zu den
einzelnen Saugmitteln des Saugrades in kommunizierende Gegenüberlage
tritt. Der feststehende Sauganschluss erzeugt daher zu den mitdrehenden
Saugmitteln des Saugrades eine temporäre Unterdruckverbindung. Vorzugsweise
wird zwischen dem feststehenden Sauganschluss und den sich bewegenden
Saugmitteln ein möglichst
kleiner Spalt ausgebildet, um Reibung zu vermeiden oder nur in geringem Umfang
auftreten zu lassen und gleichzeitig das Ansaugen von Fehlluft möglichst
klein zu halten. Die Saugmittel sind derart angeordnet, dass sie
mit gleichem Ab stand zur Drehachse des Saugrades umlaufen, sodass
der mindestens eine feststehende Sauganschluss beim Radumlauf mit
allen Saugmitteln zusammenarbeiten kann.
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Bevorzugt
ist der Sauganschluss als Saugkasten ausgebildet. Der Saugkasten
kann gleichzeitig mit mehreren Saugverbindungen des Saugrades kommunizieren,
sodass im betrachteten Zeitpunkt eine entsprechende Anzahl von Saugöffnungen
des Saugbandes versorgt werden.
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Eine
Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass der Sauganschluss, insbesondere
der Saugkasten, verlagerbar ausgebildet ist, um durch eine wählbare Verstellung
eine entsprechende Anzahl von Saugöffnungen anzusprechen beziehungsweise
entsprechend positionierte Saugöffnungen
zu versorgen. Hierdurch ist es möglich,
die Saugzone der Saugvorrichtung zu verlagern.
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Insbesondere
kann vorgesehen sein, dass das Saugband als Saugtrum ausgebildet
ist, das über mindestens
zwei Umlenkräder
läuft,
wobei eines der Umlenkräder
das Saugrad ist. Bevorzugt ist vorgesehen, dass das in Bezug auf
die Transportrichtung des Flächenmaterials
stromaufwärts
liegende Umlenkrad das Saugrad ist.
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Die
Zeichnungen veranschaulichen die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels,
und zwar zeigt:
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1 eine
Seitenansicht der Saugvorrichtung,
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2 eine
Schnittansicht durch ein Saugrad mit Saugband der Saugvorrichtung
der 1 und
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3 eine
Draufsicht auf einen Abschnitt des Saugbands der Saugvorrichtung
der 1.
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Die 1 zeigt
eine Saugvorrichtung 1 für das saugende Halten von Flächenmaterial,
insbesondere Bogen 2, insbesondere bei einer bogenverarbeitenden
Maschine, vorzugsweise Bogendruckmaschine. Die Saugvorrichtung 1 weist
ein endlos umlaufendes Saugband 3 auf, das als Trum 4 mit
einem Obertrum 5 und einem Untertrum 6 ausgebildet ist.
Das Saugband 3 bildet eine Endlosschleife, die über zwei
Umlenkräder 7 und 8 verläuft. Die
Umlenkräder 7 und 8 weisen
Drehachsen 9, 10 auf. Mindestens eines der beiden
Umlenkräder 7, 8 ist
als Antriebs rad ausgebildet, das heißt, es steht mit einer Antriebsvorrichtung
in Verbindung, wodurch das Trum 4 in Pfeilrichtung 11 umläuft. Das
das Umlenkrad 7 bildende Rad 12 ist als Saugrad 13 ausgebildet. Es
besitzt – gemäß 3 – ein Lager 14,
auf dem eine Nabe 15 des Saugrads 13 um die Drehachse 9 drehbar
gelagert ist. Die Mantelfläche 16 des
Saugrads 13 wirkt mit der Unterseite 17 des Saugbandes 3 zusammen,
das vorzugsweise einen aus der 2 hervorgehenden
trapezartigen Querschnitt aufweist, um die Kontaktfläche mit
den Bogen 2 klein zu halten. Um eine Relativbewegung zwischen
dem Saugrad 13 und dem Saugband 3 zu verhindern,
kann das Saugband 3 auch als gezahntes Saugband 3 ausgebildet
sein, wobei das Saugrad 13 entsprechende Gegenzähne besitzt.
Auch sind andere, bekannte Maßnahmen
denkbar, um das Saugband 3 verschiebefrei zum Saugrad 13 umlaufen
zu lassen.
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Gemäß 2 weist
das Saugrad 13 einen hülsenförmigen Ausleger 18 auf,
der ringförmig
gestaltet ist und koaxial zur Drehachse 9 verläuft. Der Ausleger 18 ist
vorzugsweise einstückig
mit dem übrigen
Korpus des Saugrads 13 ausgebildet. Die eine Innenringfläche 19 bildende
Unterseite des Auslegers 18 steht einer Saugeinrichtung 20 gegenüber, die
einen Sauganschluss 21 besitzt, der als Saugkasten 22 ausgebildet
ist. Der Saugkasten 22 verläuft – gemäß 1 – über einen
Teilumfang α des
Saugrades 13, wobei er mittels einer geeigneten, nicht
dargestellten Führungsvorrichtung
in Richtung des Doppelpfeils 23 um die Drehachse 9 herum
verschieblich ist. Er besitzt eine der Innenringfläche 19 zugeordnete
Oberseite 24, die konzentrisch zur Drehachse 9 verläuft und
mit sehr geringem Spiel der Innenringfläche 19 gegenüberliegt.
Der Saugkasten 22 ist über eine
Verbindungsleitung 25 an eine nicht dargestellte Saugquelle
angeschlossen. Die Saugwirkung wird mittels des Pfeils 26 verdeutlicht.
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Der
Ausleger 18 wird von mehreren, über den Umfang des Saugrades 13 verteilt
angeordnete Saugverbindungn 27 in Form von radialen Kanälen durchsetzt.
Die an der Innenringfläche 19 liegende Öffnung der
jeweiligen Saugverbindung 27 bildet ein Saugmittel 28;
die an der Mantelfläche 16 des
Saugrades 13 liegende Öffnung
der jeweiligen Saugverbindung 27 bildet ein Saugelement 29.
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Das
Saugband 3, das auch als Saugriemen 29' bezeichnet
werden kann, weist Längssaugkanäle 30 auf,
wobei – der
Einfachheit halber – nur
einige Längssaug kanäle 30 in
den 1 bis 3 wiedergegeben werden. Die
Längssaugkanäle 30 besitzen stets
eine in Längserstreckung 31 des
Saugbandes 3 verlaufende Komponente, sodass die Eingänge 32 der
Längssaugkanäle 30 zu
deren Ausgängen 33 – in Längserstreckung
des Saugriemens 29' gesehen – versetzt
liegen. Der Eingang 32 des aus der 1 hervorgehenden
Längssaugkanals 30 ist – in der
dort momentan vorliegenden Stellung – dem Saugrad 13 zugeordnet
und befindet sich in einem momentan gekrümmten Abschnitt 34 des
Saugbandes 3. Dieser Eingang 32 bildet ein Saugloch 35.
Der Ausgang 33 bildet eine Saugöffnung 36, die sich
an der Außenseite 37 des
Saugbandes 3 und zwar im Bereich des geradlinig verlaufenden
Obertrums 5 des Saugbandes 3 befindet. Das Saugloch 35 ist
an der Innenseite 38 des Saugbandes 3 positioniert.
Aus alledem wird deutlich, dass unter Berücksichtigung der Bewegungsrichtung
(Pfeilrichtung 11) des Saugbandes 3 die jeweiligen
Saugöffnungen 36 stromabwärts zu den
jeweils zugehörigen
Sauglöchern 35 liegen.
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Die 2 verdeutlicht,
dass das Saugband 3 – im
Querschnitt gesehen – aus
drei Schichten 39, 40 und 41 besteht,
wobei die Schicht 39 eine untere, dem Saugrad 13 zugeordnet
Schicht ist, die Schicht 40 eine Mittelschicht bildet und
die Schicht 41 eine obere Schicht des Saugbandes 3 bildet,
an der sich die Saugöffnungen 36 befinden.
Die Sauglöcher 35 sind
an der Unterseite 17 in der Schicht 39 ausgebildet.
In Längsrichtung
(Pfeil 11) des Saugbandes 3 der 3 gesehen,
liegen die Sauglöcher 35 seitlich versetzt
zu den Saugöffnungen 36,
was auch aus der 2 ersichtlich ist. Dieser Versatz
erlaubt eine seitliche Anordnung der Saugeinrichtung 20 am
Saugrad 13. Die Saugöffnungen 36 liegen
bevorzugt etwa in der Mitte der Breite des Saugbandes 3.
Die Schicht 40 dient dazu, eine Verbindungsstelle 42 zwischen jeweils
zwei Teilstücken 43 und 44 jedes
Längssaugkanals 30 zu
schaffen. Der 3 ist zu entnehmen, dass – ausgehend
von einem rechtsseitigen Saugloch 35 – das Teilstück 43 zunächst schräg zur Längserstreckung
(Pfeil 11) des Saugbandes 3 bis zur zugehörigen linksseitigen
Verbindungsstelle 42 verläuft, dort die Schicht 40 durchsetzt
und als Teilstück 44 wiederum
schräg
zur Längserstreckung (Pfeil 11)
des Saugbandes 3 bis zur mittigen Saugöffnung 36 erstreckt.
Der Verlauf eines jeden Längssaugkanals 30 ist
daher in winklig zueinanderstehenden Teilstücken 43 und 44 sowie
entspre chenden Abschnitten, zur Ausbildung der Verbindungsstelle 42 sowie
des Saugloches 35 und der Saugöffnung 36 realisiert.
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Aus
alledem ergibt sich folgende Funktion, die anhand nur eines Längssaugkanals 30 beschrieben
wird, wobei jedoch eine Vielzahl von Längssaugkanälen 30 vorhanden sind,
die über
die gesamte Schlaufenlänge
des Saugbandes 3 verteilt sind: Mittels der nicht dargestellten
Saugquelle wird – gemäß der mit
Pfeil 26 angedeuteten Saugwirkung – ein Unterdruck in dem Saugkasten 22 erzeugt,
wobei eine Saugwirkung in der Saugverbindung 27 durch das einander
Gegenüberstehen
von Sauganschluss 21 und Saugmittel 28 eintritt,
die ebenfalls zu einem Unterdruck im Längssaugkanal 30 führt, da
sich das Saugelement 29 in Gegenüberlage zum Saugloch 35 befindet,
sodass letztlich über
die Teilstücke 43 und 44 und
unter Berücksichtigung
der Verbindungsstelle 42 an der Saugöffnung 36 der Unterdruck
ansteht und – gemäß 1 – der Bogen 2 angesaugt
wird, der sich auf dem Obertrum 4 des Saugbandes 3 befindet
und demgemäß in Richtung
des Pfeils 11 transportiert wird. Sofern das Saugband 3 ein
Bremstrum bildet, lässt
sich damit der durch Unterdruck gehaltene Bogen verrutschfrei abbremsen.
Dementsprechend muss die Antriebsvorrichtung eine Beschleunigung
des Trums 4 beziehungsweise ein Abbremsen des Trums 4 vornehmen.
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Es
ist – wie
aus vorstehenden Ausführungen hervorgeht – möglich, den
Saugkasten 22 entlang des Doppelpfeils 23 um die
Drehachse 9 zu verschwenken, mit der Folge, dass sich die
Position der angesprochenen Saugöffnung 36 des
entsprechenden Längssaugkanals 30 im
geraden Abschnitt 45 (Obertrum 5) des Saugbandes 3 verändert, wobei
die Veränderung
auch bis in den gekrümmten
Abschnitt 34 im Bereich des Umlenkrades 8 erfolgen
kann, sodass aufgrund der Krümmung
eine Verlagerung der Saugöffnung 36 aus
der Ebene des Obertrums 5 heraus nach unten erfolgt, sodass
Bogen 2 im Bereich ihrer Bogenanfänge und/oder Bogenenden leicht nach
unten geführt
werden können.
Dies ist nur bei relativ dünnen
Materialien möglich,
da dickere Bogenmaterialien steifer sind und sich nicht so gut an den
Radius des Umlenkrads 8 anpassen können, sodass hier Fehlluft
auftritt. Aufgrund der Längserstreckung
des Saugkastens 22 werden vorzugsweise stets eine Vielzahl
von Längssaugkanälen 30 gleichzeitig
angespro chen. Aus alledem wird deutlich, dass durch eine Verlagerung
des Saugkastens 22 die Saugzone dementsprechend in ihrer
Position verändert
werden kann.
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- 1
- Saugvorrichtung
- 2
- Bogen
- 3
- Saugband
- 4
- Trum
- 5
- Obertrum
- 6
- Untertrum
- 7
- Umlenkrad
- 8
- Umlenkrad
- 9
- Drehachse
- 10
- Drehachse
- 11
- Pfeilrichtung
- 12
- Rad
- 13
- Saugrad
- 14
- Lager
- 15
- Nabe
- 16
- Mantelfläche
- 17
- Unterseite
- 18
- Ausleger
- 19
- Innenringfläche
- 20
- Saugeinrichtung
- 21
- Sauganschluss
- 22
- Saugkasten
- 23
- Doppelpfeil
- 24
- Oberseite
- 25
- Verbindungsleitung
- 26
- Saugwirkung
- 27
- Saugverbindung
- 28
- Saugmittel
- 29
- Saugelement
- 29'
- Saugriemen
- 30
- Längssaugkanal
- 31
- Längserstreckung
- 32
- Eingang
- 33
- Ausgang
- 34
- gekrümmter Abschnitt
- 35
- Saugloch
- 36
- Saugöffnung
- 37
- Außenseite
- 38
- Innenseite
- 39
- Schicht
- 40
- Schicht
- 41
- Schicht
- 42
- Verbindungsstelle
- 43
- Teilstück
- 44
- Teilstück
- 45
- gerader
Abschnitt
- α
- Teilumfang