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Die
Erfindung betrifft Vorrichtungen und Verfahren zum Kappen und/oder
Zuführen
eines Stranges in eine Weiterverarbeitungsstufe gemäß dem Oberbegriff
des Anspruchs 1 oder 8 bzw. 21 oder 24.
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Die
DE 195 25 169 C2 offenbart
eine im Strangweg angeordnete Kappvorrichtung, welche auf dem Strangweg
vor einer dem nachfolgenden Falzapparat zugeordneten, den Strang
betriebsmäßig in Produktabschnitte
trennenden Querschneideinrichtung aus Messerzylinder und zusammen
wirkendem Schneidnuten- und Falzmesserzylinder angeordnet ist.
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Durch
die
DE 101 59 937
A1 ist eine Strangführung
zwischen einem Falztrichter und einem Falzapparat mit einer Kappvorrichtung
bekannt, welche im Falle eines Stopps im Falzwerk den Strang abschlägt. Die
Kappvorrichtung weist ein Messerelement mit einem druckmittelbetriebenen
Stellmittel auf. Der Kappvorrichtung ist auf der Strangführung eine
Klemmeinrichtung vorgeordnet.
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Die
DE 42 10 190 A1 offenbart
eine Kappvorrichtung mit einer Sicherheitsvorrichtung, durch welche
ein gekappter Strang beim Kappen aus dem betriebsmäßigen Strangweg
ausgeleitet wird.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Vorrichtungen und Verfahren
zum Kappen und/oder Zuführen
eines Stranges in eine Weiterverarbeitungsstufe zu schaffen.
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Die
Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die
Merkmale des Anspruchs 1 oder 8 bzw. 21 oder 24 gelöst.
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Die
mit der Erfindung erzielbaren Vorteile bestehen insbesondere darin,
dass bei Zufuhr eines Stranges nach dem Kappen oder bei einer Erstzufuhr eines
Stranges in einen Falzapparat Störungen
aufgrund von Unstimmigkeiten in Quer- und/oder Längsausdehnung des zu falzenden
Stranges vermieden werden.
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Ein
beim Notstopp durch Kappen erhaltener Stranganfang oder auch ein
beim Einrichten vorlaufender Anfang kann prinzipiell in Längsrichtung
beliebig zur Winkellage orientiert sein. Insbesondere kann ein Kappen
in beliebiger Lage zu einem auf dem Strang angeordneten Druckbild
erfolgen. Da die Winkellage eines Querschneiders und anderer Zylinder des
Falzapparates mit dem Druckbild ins Längsregister gebracht sind,
beispielsweise durch elektronische oder mechanische Synchronisierung
des Falzapparatantriebes mit der Winkellage der das Druckbild aufbringenden
Zylinder und/oder Verwendung von Längsregistereinrichtungen auf
dem Bahnweg, erfolgt zwar auch nach Wiederanfahren der Schnitt mit einer
Querschneideinrichtung an einer „richtigen" Stelle, d. h. an einer gewünschten
Stelle zwischen zwei Druckbildern. Da das Kappen jedoch beispielsweise
inmitten einer Druckseite erfolgte, wird dem Falzapparat zunächst ein
verkürzter
Produktabschnitt zugeführt,
welcher aufgrund seiner Länge
beispielsweise nicht durch Halteeinrichtungen erfasst wird und zu
erheblichen Störungen
bis hin zu einem erneuten Notstopp führen kann. In einem hier vorliegenden
Verfahren wird nun der Strang registergerecht gekappt und erst der
nach diesem Kappen erhaltene Stranganfang dem Falzapparat zugeführt. Durch
das bzgl. der Längsrichtung
registergerechte Kappen mittels einer zusätzlichen Querschneideeinrichtung
wird die störungsfreie
Zufuhr eines beispielsweise beim Notstopp gekappten Anfanges eines
Stranges in den Falzapparat gewährleistet.
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Ebenfalls
problematisch- beim erstmaligen Einziehen oder insbesondere nach
dem Kappen eines Stranges – kann
der Strang eine über
die übliche Strangbreite hinausgehende
Breite aufweisen. Dies kann verursacht sein durch relatives Verrutschen
einzelner Lagen des Stranges zueinander in Querrichtung oder aber
auch durch einen unsymmetrischen Längsfalz, was beispielsweise
beides durch den Notstopp selbst oder die den Notstopp auslösende Störung begründet sein
kann. Wird nun ein derartig verbreiterter Bahnanfang dem Falzapparat
zugeführt,
so kann auch dies dort zu erheblichen Störungen bis hin zu einem erneuten
Notstopp, zumindest zu fehlerhaften Produktabschnitten, führen. In
einem hier vorliegenden Verfahren wird nun ein Stranganfang erst dem
Falzapparat zugeführt,
wenn eine Breite des Stranges nicht über die vorgegebene „normale" Strangbreite hinausgeht.
So lange die Strangbreite nicht stimmt, wird der Strang oder werden
gekappte Teilstücke
des Stranges ausgeleitet. Durch das Überwachung der Strangbreite
bzgl. der Querrichtung wird die störungsfreie Zufuhr eines beispielsweise beim
Notstopp gekappten Anfanges eines Stranges in den Falzapparat gewährleistet.
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Insbesondere
von Vorteil ist eine Ausführung,
wobei beide genannten Maßnahmen – das registergerechte
Kappen und die Überwachung
der Strangbreite – zur
Anwendung gelangen.
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Ein
weiteres Problem kann auftreten, wenn mehrere Stränge gemeinsam
einer Weiterverarbeitungsstufe wie etwa einem Falzapparat zugeführt werden
sollen. Häufig
erfordert eine solche Weiterverarbeitungsstufe, um korrekt arbeiten
zu können, eine
Anpassung an die Dicke des zu verarbeitenden Strangs. Bei einem
Falzapparat ist dies in Höhe
der Falzklappen der Fall: wird anstelle von zwei Strängen, auf
deren gemeinsame Dicke das Öffnungsmaß der Falzklappe
eingestellt ist, nur einer zugeführt,
so ist es nicht möglich,
diesen ordnungsgemäß zu klemmen.
Aus der Falzklappe herausfallendes Material kann zu schwerwiegenden
Funktionsstörungen
führen.
Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen,
dieses Problem zu beheben, indem, wenn der Weiterverarbeitungsstufe
zwei Stränge
zugeführt
und in dieser in Produktabschnitte getrennt werden, wenigstens der erste
der Stränge
auf seinem Strangweg vor der Querschneideinrichtung eine Kappvorrichtung
passiert, die mit einer führenden
Kante des zweiten Strangs derart synchronisiert betätigt wird,
dass die führende
Kante des zweiten Strangs und die von der Kappvorrichtung erzeugte
führende
Kante des ersten Strangs in der Weiterverarbeitungsstufe innerhalb
eines gleichen Produktabschnitts zusammentreffen.
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Vorzugsweise
treffen die führenden
Kanten beide an einer Grenze des Produktabschnitts oder beide beabstandet
von einer Grenze zwischen zwei Produktabschnitten zusammen. In ersterem
Falle ist das die führenden
Kanten enthaltende erste von den Strängen geschnittene Stück kürzer als
für die
Produktabschnitte vorgesehen, und die abgeschnittenen Stücke beider
Stränge
werden nicht weiterverarbeitet; in letzterem Falle bilden die abgeschnittenen
Stücke
jeweils vollständige
Produktabschnitte und können
störungsfrei
weiterverarbeitet werden.
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Die
führende
Kante des zweiten Strangs kann zweckmäßigerweise ihrerseits von einer
zugeordneten Kappvorrichtung erzeugt werden.
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Besonders
vorteilhaft, da in Aufbau und Funktion einfach, ist, wenn die Kappeinrichtung,
insbesondere die phasenkorrelierte Kappeinrichtung mindestens ein
Kappelement umfasst, das entlang eines zumindest im Wesentlichen
linearen Stellwegs beweglich ist und ggf. mit einem vorrichtungsfesten zweiten
Kappelement zusammenwirken kann.
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Ausführungsbeispiele
der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im
Folgenden näher
beschrieben.
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Es
zeigen:
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1 eine
Vorrichtung zum sicheren Kappen und/oder Zuführen eines Stranges;
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2 einem
Schnitt durch eine bevorzugte Ausgestaltung der in 1 gezeigten Kappvorrichtung 08 entlang
der Ebene II-II in 3;
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3 eine
schematisierte Seitenansicht der bevorzugten Ausgestaltung gemäß 2,
die insbesondere den Antriebsmechanismus für das linear verstellbare Kappelement
zeigt;
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4 eine Überwachung
der Strangbreite mit zwei verschiedenen Ergebnissen.
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An
eine bahnbe- und/oder bahnverarbeitende Maschine wie z. B. Maschine
zur Papier-, Karton-, Verpackungsherstellung oder -verarbeitung
(z. B. Prägen
oder Drucken) für
bahnförmiges
Material, insbesondere eine Rollendruckmaschine, durch welche ein
nach einer bestimmten Wiederhollänge
LB wiederkehrendes Bearbeitungsmuster B,
z. B. ein Druckbild, auf eine oder mehrere Materialbahnen, kurz
Bahnen aufgebracht wird, schließt
sich eine Weiterverarbeitungsstufe 01 an, in welcher die
das sich wiederholende Bearbeitungsmuster B aufweisende Bahn bzw.
ein Strang 02 aus einer oder mehreren derartigen Bahnen
zu Produktabschnitten 04 geschnitten werden.
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Die
Weiterverarbeitungsstufe 01, z. B. ein Falzapparat 01,
weist zumindest eine Querschneideinrichtung 03 auf, in
welcher der Strang 02 passend zur wiederkehrenden Wiederhollänge LB in Produktabschnitte 04 geschnitten
wird. Die Querschneideeinrichtung 03 kann ggf. baulich
auch dem Falzapparat 01 vorgeordnet sein. Für den zur
Wiederhollänge LB passenden Schnitt ist die Querschneideinrichtung 03 und
ein das Bearbeitungsmuster B aufbringendes, nicht dargestelltes
Aggregat, z. B. Druckwerk, in ihrem Arbeitstakt synchronisiert und
eine Wegstrecke der Bahnen) vom Aggregat bis zum Schnitt ggf. zusätzlich durch
eine nicht dargestellte Längsregistereinrichtung
auf ein ganzzahliges Vielfaches der Wiederhollänge LB einstellbar.
Die Synchronisierung kann beim Antrieb von Aggregat und Querschneideinrichtung 03 durch
einen gemeinsamen Antriebsmotormotor über mechanische Kopplung oder
bei vorzugsweise mechanisch voneinander unabhängig durch Antriebsmotoren
angetriebenen Aggregat und Querschneideinrichtung 03 über eine
sog. virtuelle Leitachse elektronisch erfolgen. Die virtuelle Leitachse
wird hier als Bestandteil einer schematisch in 1 gekennzeichneten
Maschinensteuerung 06 verstanden. Sie kann anhand von Vorgaben
zur Produktionsgeschwindigkeit Winkellagesollwerte Φ rein synthetisch
erzeugen und an sämtliche
zu synchronisierende Antriebe von Aggregaten sowie beispielsweise
an einen die Querschneideinrichtung 03 antreibenden Antrieb 07 (Antriebsmotor 07,
insbesondere bzgl. seiner Winkellage geregelt) oder an einen oder mehrere
Antriebe 07 des z. B. die Querschneideinrichtung 03 aufweisenden
Falzapparates 01 leiten. Die Winkellagesollwerte Φ der Leitachse
und somit die übrigen
Antriebe können
zur Synchronisierung jedoch über
die Leitachse auch der Position des Falzapparates 01 bzw.
der Querschneideinrichtung 03 folgen. Der Falzapparat 01 kann
durch den Antrieb 07 auch an einem anderen seiner Zylinder
angetrieben sein. Ebenso können
mehrere, voneinander mechanisch unabhängige Antriebe 07 (Antriebsmotoren 07,
insbesondere bzgl. seiner Winkellage geregelt) die Zylinder des
Falzapparates 01 antreiben.
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Im
Weg des Stranges 02 ist zwischen dem das Bearbeitungsmuster
B aufbringenden Aggregat und der Querschneideinrichtung 03 eine
Kappvorrichtung 09 zum spontanen Kappen des Stranges 02, beispielsweise
infolge eines Notstopps, angeordnet. Diese Kappvorrichtung 09 ist
dazu ausgebildet, den Strang 02 mit kurzer Reaktionszeit
auf einen entsprechenden Befehl hin zu durchschlagen und in vorteilhafter
Weiterbildung gleichzeitig aus dem Strangweg zum Falzapparat 01 hin
auszuleiten. Hierzu kann grundsätzlich
jede Kappvorrichtung 09 vorgesehen sein, bei welcher ein
Messer 11 in den Strangweg hinein bzw. aus dem Strangweg
heraus bewegbar ist.
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Im
Ausführungsbeispiel
(1) weist die Kappvorrichtung 09 ein Messer 11 auf,
welches an einer Achse 16 verschwenkbar gelagert, und durch Verschwenken
in den Strangweg hinein bzw. aus dem Strangweg heraus bewegbar ist.
Ein Verschwenken der Achse 16 und damit des Messers 11 erfolgt über einen
exzentrisch zur Achse 16 durch ein druckmittelbetriebenes
Stellmittel 12 angelenkten Hebel 17. Das Stellmittel 12 wird
hierbei über
eine Steuereinheit 15 bzw. ein Stellglied 15,
beispielsweise als Ventil für
die Druckmittelbeaufschlagung ausgeführt, infolge eines Signals
N (exemplarisch für Notstopp)
betätigt.
Dieses Signal N kann aus der Maschinensteuerung oder zwecks kurzer
Laufzeit direkt von Fehler detektierenden Sensoren kommen. In einer
vorteilhaften Weiterbildung weist die Kappvorrichtung 09 eine
Führung 13,
z. B. eine Ausleitzunge 13 auf, welche im aktiven Zustand
des Messers 11 mit diesem zusammen wirkt, den betriebsgemäßen Strangweg
versperrt und den Strang 02 aus dem Weg zum Falzapparat 01 ausleitet.
Des weiteren kann die Kappvorrichtung 09 einen mit dem
Messer 11 gemeinsam verschwenkbaren Bügel 14 aufweisen,
welcher bei Deaktivierung des Messers 11 das Führen des
Stranganfanges in Richtung Falzapparat 01 unterstützt.
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Liegt
beim Betrieb der Maschine ein Fehler vor, wobei ein weiteres Einlaufen
des Stranges 02 (bzw. der Bahnen) in den Falzapparat 01 unterbunden
werden soll, so wird z. B. die Maschine gestoppt und der Strang 02 mittels
der Kappvorrichtung 09 gekappt. In 1 ist dies
durch das auf das Stellglied 15 wirkende Signal N angedeutet.
Dieses Kappen („Notkappen") erfolgt spontan
und ohne Rücksicht auf
eine für
den betriebsmäßigen Schnitt
vorgesehenen Stelle bzw. Schnittlinie S. Während des Abbremsens der Anlage
wird nun der Strang 02 seitlich ausgeleitet. Wie in 1 in
einem Betriebszustand kurz nach dem ersten Kappen, sog. Notkappen,
dargestellt, fällt
der Schnitt i.d.R. nicht mit dem geplanten Schnitt zwischen zwei
Wiederhollängen
LB zusammen, sondern es verbleibt ein Rest
R (mit einer Länge
kleiner LB) am Strang 02 bis zum
Beginn einer nächsten
Wiederhollängen
LB.
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In
der Ausführung
der als Rollendruckmaschine ausgeführten Bearbeitungsmaschine
werden eine oder mehrere Bahnen z. B. zunächst über einen Falztrichter 18 geführt, dabei
zum Strang 02 längs gefalzt,
bevor dieser eine Zuggruppe 19, die Kappvorrichtung 09 und
eingangs des Falzapparates 01 eine weitere Zuggruppe 21 passiert
und im Falzapparat 01 zu Produktabschnitten 04 weiterverarbeitet wird.
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Der
Falzapparat 01 umfasst hierbei einen ersten als Transportzylinder 22 ausgebildeten
Zylinder 22, z. B. einen Greiferzylinder 22, der
beim hier dargestellten Beispiel mit je fünf in Umfangsrichtung gleichmäßig verteilten
Halteelementen 23, z. B. Greifern 23, und Falzmessern 24 ausgestattet
ist. Der Greiferzylinder 22 bildet zusammen mit einem als Messerzylinder 26 ausgeführten Zylinder 26,
hier mit zwei Messern 27, die Querschneideinrichtung 03 mit einen
Schneidspalt 28, in dem der Strang 02 (bzw. das
ein- oder mehrlagige bahnförmige
Material) in die einzelnen Produktabschnitte 04 (kurz Abschnitte 04) der
Wiederhollänge
LB, z. B. Druckerzeugnisse 04 von
jeweils einer Druckseite entsprechender Länge, zerlegt wird. Die Wiederhollänge LB kann auch mehr als einer Druckseite entsprechen,
wenn beispielsweise eine weitere Bearbeitung wie z. B. ein weiterer Querfalz
erfolgt. Die Halteelemente 23 können auch als Punkturnadeln
aufweisende Punkturleisten 23, und der Transportzylinder 22 als
Punkturzylinder 22 ausgeführt sein.
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Nach
dem Durchgang durch den Schneidspalt 28 wird jeweils eine
führende
Kante des Stranges 02 durch das Haltemittel 23 aufgenommen (aufgenadelt
oder insbesondere geklemmt). In einer lediglich schematisch angedeuteten
Weiterbildung können
die als Greifer 23 ausgebildeten Halteelemente 23 radial
aus der Mantelfläche
in der Weise bewegbar sein, dass sie ein nachlaufendes Ende eines
vorlaufenden Produktabschnittes 04 anheben um die Kante
des Stranges 02 aufzunehmen. Hierdurch können Produktabschnitte 04 ohne
einen Abstand zueinander am Umfang des Transportzylinders 22 aufgenommen,
und der Transportzylinder 22 somit ohne Voreilung mit Stranggeschwindigkeit
betrieben werden.
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Der
Transportzylinder 22 bildet einen Falzspalt 29 mit
einem weiteren Zylinder 31, z. B. einem Falzklappenzylinder 31.
Während
des Durchganges durch den Falzspalt 29 fahren die Falzmesser 24 aus dem
Transportzylinder 22 aus, um die Produktabschnitte 04 entlang
einer Mittellinie in (nicht dargestellte) Falzklappen des Falzklappenzylinders 31 einzuführen. Die
auf diese Weise quer gefalzten Produktabschnitte 04 werden
am Falzklappenzylinder 31 bis zu einer Stelle weiterbefördert, wo
sie beispielsweise an ein (nicht dargestelltes) Schaufelrad zum Auslegen
auf ein Förderband
oder an einen zweiten Längsfalzapparat übergeben
werden.
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Wie
in 1 zu erkennen, erfolgt, beispielsweise bei einem
Notstopp infolge eines Fehlers wie z. B. eines Stopfers im Falzapparat 01,
ein spontanes Kappen mit der Kappvorrichtung 09, so dass
i.d.R. der o. g. Rest R das vorlaufende Ende des Stranges 02 bildet.
Selbst für
den Fall, dass aufgrund einer übergroßen Länge des
ausgeleiteten Strangabschnittes dieser ein zweites mal mit der Kappvorrichtung 09 gekappt
wird, bevor er wieder dem Falzapparat zugeführt wird, verbleibt i.d.R.
ein Rest R bis zum nächsten
betriebsmäßigen Schnitt
bzw. betriebsmäßiger Schnittlinie
S. Würde
nun der den Rest R aufweisende Strang 02 dem Falzapparat 01 zugeführt, so
erfolgt in der Querschneideinrichtung 03 – aufgrund
der Synchronisierung mit der Wiederhollänge LB – als ein
erster betriebsmäßiger Schnitt
ein Abschneiden des Rest R, welcher jedoch aufgrund seiner verkürzten Länge nicht
vom Halteelement 23 aufnehmbar ist. Soll das Risiko einer
hierdurch verursachten erneuten Störung vermieden werden, so müsste der
Rest R in aufwändiger
Weise aus dem Falzapparat 01 entfernt werden.
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Um
dies zu vermeiden, ist im Weg des Stranges 02 zwischen
dem das Bearbeitungsmuster B aufbringenden Aggregat und der Querschneideinrichtung 03 z.
B. zusätzlich
zur Kappvorrichtung 09 eine registergerecht ansteuerbare
Kappvorrichtung 08 angeordnet. Im in den Figuren dargestellten
Ausführungsbeispiel
ist im Strangweg neben der registergerecht ansteuerbaren Kappvorrichtung 08 die
das spontane Kappen ausführende,
oben beschriebene Kappvorrichtung 09 angeordnet. Die beiden
Funktionen können
in einer nicht näher
dargestellten Weiterbildung jedoch auch durch eine einzige Kappvorrichtung 08 erfüllt werden,
wenn diese zusätzlich
die Weichenfunktion zum Ausschleusen des gekappten Stranges 02 übernimmt
oder eine gesonderte Weiche hierfür vorgesehen ist.
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Unter
registergerechtem Kappen ist hierbei ein Kappen des Stranges 02 (bzw.
von Bahnen) an einer zum Schnitt vorgesehenen betriebsmäßigen Schnittlinie
S zwischen zwei aufeinander folgenden Wiederhollängen LB zu
verstehen. Somit fällt
bei Einlaufen der auf diese Weise erzeugten, mit der betriebsmäßigen Schnittlinie
S zusammen fallenden Kante des neuen Stranganfanges in die Querschneideinrichtung 03 diese
Kante mit dem sich bei Vorwärtsbewegung
des Stranges 02 synchron hierzu bewegenden Messers 27 im
wirksamen Schneidspalt 28 zusammen.
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Die
registergerechte Kappvorrichtung 08 kann als Kappvorrichtung 08 oder
Querschneideinrichtung 08 in beliebiger Weise ausgeführt sein,
welche dazu ausgebildet ist, auf ein auslösendes Signal hin den Strang 02 (bzw.
die Bahnen) quer abzutrennen, d. h. bei welcher ein Kappelement 32 bzw.
Messer 32 in den Strangweg hinein bzw. aus dem Strangweg
heraus bewegbar ist. Vorzugsweise sollte diese dazu ausgebildet
sein, dass der Schnitt im Hinblick auf die Reaktionszeit (bzw. den
Ort auf dem vorbeilaufenden Strang) zumindest präzise definiert und kalkulierbar
durchführbar
ist, und/oder dass ein sauberer Schnitt ohne starkes Fransen (z.
B. kleiner 5 mm) erzielbar ist.
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Im
Ausführungsbeispiel
der 1 weist die Kappvorrichtung 08 ein Kappelement 32 bzw.
Messer 32 auf, welches sich senkrecht zur Längsausdehnung
des Stranges 02 und parallel zur Ebene des Stranges 02 erstreckt
und senkrecht zur Ebene des Stranges 02 auf einem linearen
Stellweg beweglich geführt
ist. Ein Verschieben des Kappelements 32 und damit des
Messers 32 erfolgt z. B. über ein druckmittelbetriebenes
Stellmittel 34, z. B. einen Hydraulik- oder Pneumatikzylinder 34 mit
Kolben und Stößel, dessen
Bewegung über
einen Bewegungsübertragungsmechanismus 39,
der insbesondere ein weiter unten noch näher beschriebener Schwenkhebelmechanismus 39 sein
kann, in die Linearbewegung des Kappelements 32 überführbar ist.
Im Falle des beschriebenen Ausführungsbeispiels
verläuft
die Stellbewegung des Stellmittels 34, d. h. von dessen Kolben 57 bzw.
Stößel 57,
senkrecht zur Stellbewegung des Kappelements 32, wodurch
der Bewegungsübertragungsmechanismus 39 bzw.
Schwenkhebelmechanismus 39 erforderlich wird, andererseits jedoch
eine Platz sparende Anordnung geschaffen wird; es versteht sich
jedoch, dass die betroffenen Bauteile auch so ausgerichtet werden
könnten,
dass die beiden genannten Stellbewegungen parallel verlaufen, so
dass sich in einem solchen Fall ein Bewegungsübertragungsmechanismus 39 gegebenenfalls erübrigen könnte.
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In
einer vorteilhaften Weiterbildung wirkt das Kappelement 32 bzw.
Messer 32 mit einem diesem gegenüberliegenden weiteren Kappelement 37 bzw. einem
Widerlager 37, z. B. als Gegenmesser 37 oder Schneidleiste 37 ausgeführt, zusammen,
wobei die beiden Kappelemente 32; 37 beim Zusammenwirken eine
Schneidnut 41 ausbilden. Dieses Gegenmesser 37 ist
vorzugsweise ortsfest auf der anderen Seite des Stranges 02 angeordnet,
könnte
jedoch ebenfalls beweglich, insbesondere linear beweglich oder aber
auch anstelle des ersten Kappelements 32 bzw. Messers 32 beweglich
sein.
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Im
Falle des dargestellten Ausführungsbeispiels
umfasst die Kappvorrichtung 08 also zwei zum Zwecke des
Kappens zusammenwirkende Kappelemente 32; 37,
die relativ zueinander zwischen einer offenen Stellung, in welcher
der Strang 02 nicht gekappt wird, sondern ungehindert zwischen
den beiden voneinander beabstandeten Kappelementen 32; 37 hindurchlaufen
kann, und einer geschlossenen Stellung, in welcher der Strang 02 gekappt
wird, linear verstellbar sind.
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Der
Aufbau eines bevorzugten Ausführungsbeispiels
einer geeigneten Kappvorrichtung 08 im Einzelnen ergibt
sich aus 2 und 3. Auf einer Seite
des Strangs 02 (bzw. der Bahnen) ist das als Schneidleiste 37 ausgebildete
Kappelement 37 über einen
Leistenhalter 48 mittels geeigneter Befestigungselemente
vorrichtungsfest angeordnet. Die Schneidleiste 37 weist
eine in Längsrichtung
verlaufende Nut 49 auf, in die ein Kappmesser 51 des
gegenüberliegenden
Kappelements 32 eingreifen kann.
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Das
Kappmesser 51 des auf der gegenüberliegenden Seite der Transportbahn 02 angeordneten Kappelements 32 ist
in ein elastisch deformierbares Anpressteil 52 eingebettet,
welches seinerseits in einem Trägerteil 53 in
Anpressrichtung federvorgespannt getragen ist. Das Trägerteil 53 ist
innerhalb eines vorrichtungsfesten Gehäuseteils 54 linear
verschiebbar. Zur Erzeugung der linearen Stellbewegung des Trägerteils 53 bzw.
des Kappelements 32 ist im Falle des Ausführungsbeispiels
ein Antrieb vorgesehen, wie er insbesondere aus 3 deutlich wird.
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Der
Antrieb umfasst das insbesondere als Hydraulik- oder Pneumatikzylinder 34 mit
Schnellentlüftung 35 ausgebildete
Stellmittel 34, welches an einem Ende über Laschen 56 schwenkbar
am Gehäuseteil 54 angelenkt
ist. Die lineare Bewegung des Stößels 57 des
Stellmittels 34 wird über
den insgesamt mit der Bezugsziffer 39 bezeichneten Bewegungsübertragungsmechanismus 39,
insbesondere Schwenkhebelmechanismus 39 derart auf das
Trägerteil 53 bzw.
das Kappelement 32 übertragen,
dass dieses eine lineare Stellbewegung senkrecht zur linearen Bewegung
des Stößels 57 ausführt.
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Hierzu
trägt der
Stößel 57 des
Stellmittels 34 an seinem freien Ende ein Kopplungsteil 58,
an dem das eine Ende eines winkelförmigen Schwenkhebels 59 schwenkbar
gelagert ist. Das andere Ende des winkelförmigen Schwenkhebels 59 trägt schwenkbar eine
Lasche 61, an der das Trägerteil 53 bzw. das Kappelement 32 befestigt
ist. Der winkelförmige Schwenkhebel 59 seinerseits
ist um eine als feststehender Bolzen 62 ausgebildete ortsfeste
Achse 62 im Verbindungsbereich seiner beiden Schenkel verschwenkbar
gelagert. Der Bolzen 62 ist beiderends an einem Träger 63 mit
U-förmigem
Querschnitt befestigt, der seinerseits am Gehäuseteil 54 fixiert
ist, vgl. 2.
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In
Längsrichtung
des Kappelements 32 gesehen beabstandet vom winkelförmigen Schwenkhebel 59 ist
ein weiterer winkelförmiger
Schwenkhebel 64 vorgesehen, der im Verbindungsbereich seiner Schenkel
wiederum um einen ortsfesten Bolzen 66 bzw. Achse 66 schwenkbar
gelagert ist, welcher beiderends ebenfalls am Träger 63 fixiert ist.
Eine Kopplungsstange 67 ist einerends am senkrechten Schenkel
des Schwenkhebels 59 und andernends am senkrechten Schenkel
des Schwenkhebels 64 angelenkt und überträgt damit die Bewegungen des
Schwenkhebels 59 synchron auf den Schwenkhebel 64.
Am anderen Ende des Schwenkhebels 64 ist eine weitere Lasche 61 angelenkt,
die mit dem Trägerteil 53 bzw.
dem Kappelement 32 in Verbindung steht.
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Die
Betätigung
der Kappvorrichtung 08 erfolgt phasenkorreliert zur Querschneideinrichtung 03. Das
registergerechte Auslösen
der Kappvorrichtung 09 zum späteren betriebsmäßigen Schnitt,
d. h. das Auslösen
im richtigen Moment zum sich vorwärtsbewegenden Strang 02,
erfolgt auf der Grundlage eines Signals zu einer die betriebsmäßige Querschneideinrichtung 03 (z.
B. des Falzapparates 01) betreffenden Statusinformation
I, insbesondere Phaseninformation I (kurz: Signal I). Bei einer
auf rotierenden Messern 27 basierenden Querschneideinrichtung 03 stellt
diese Phaseninformation I eine Winkelinformation I des synchron
mit dem Strang 02 angetriebenen Messerzylinders 26 dar.
Wie in 1 dargestellt, kann die Phaseninformation I vorteilhaft
direkt am Messerzylinder 26 durch ein entsprechendes Detektionssystem 42,
z. B. einen mit einem mit dem Messerzylinder 26 drehfest
verbundenen Initiator zusammen wirkenden Sensor, erhalten werden.
Dieser Initiator steht dann beispielsweise in einem festen, exakt
ausgewählten
Winkelbezug zum registergerechten Kappen mit der Kappvorrichtung 08,
so dass aufgrund eines Impulses beim Durchgang des Initiators am
Sensor das Kappen durch die Kappvorrichtung 08 erfolgt.
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In
nicht dargestellter Ausführung
ist es möglich,
die Phaseninformation I an einem beliebigen anderen Bauteil abzugreifen,
welches synchron und phasenkorreliert zur Bahn bzw. zum Strang 02 angetrieben
wird. Dies gilt jedoch lediglich für Bauteile stromauf- oder stromabwärts der
Kappvorrichtung 08, auf deren Strangweg bis hin zur Querschneideinrichtung 03 und
bis hin zur Kappvorrichtung 08 keine die Weglänge bedarfsweise
verändernde
Längsregistervorrichtung
angeordnet ist. Wäre
dies der Fall, so müsste
eine die Längenänderung
als Offset berücksichtigende
Korrektur eingeführt werden.
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In
strichliert dargestellter Ausführung
kann die Phaseninformation I auch von der Leitachse der Maschinensteuerung 06 abgeleitet
werden, da deren Phasenlage mit der Phasenlage des Falzapparates 01,
insbesondere der Querschneideinrichtung 03, in definierter
Weise korreliert.
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Das
Signal der Phaseninformation I, als Winkelinformation I oder als
singulärer
Impuls beim Durchgang eines Initiators, wird in einer Steuereinheit 43 verarbeitet
und löst
das registergerechte Kappen durch die Kappvorrichtung 08 aus.
Im Fall eines bereits phasenkorrelierten singulären Impulses kann die Steuereinheit 43 als
einfaches Stellglied 43, beispielsweise als Ventil für die Druckmittelbeaufschlagung,
ausgeführt
sein. Stellt die Phaseninformation I lediglich Informationen zu
momentanen Winkellagen dar, so weist die Steuereinheit 43 Mittel
zur Festlegung (z. B. Eingabemittel) einer definierten Solllage und
zur diesbezüglichen
Auswertung der erhaltenen Phaseninformation I auf.
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Im
Folgenden wird der Vorgang des registergerechten Kappens, ausgehend
vom in 1 bereits dargestellten Zeitpunkt kurz nach dem
spontanen, notstoppbegründeten
Kappen durch die Kappvorrichtung 09 erläutert.
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Nach
dem spontanen Kappen des Stranges 02 durch die Kappvorrichtung 09 wird
der den Rest R und ggf. mehrere Schnittlinien S aufweisende Strang 02 zunächst aus
dem betriebsmäßigen Strangweg ausgeleitet.
Der ausgeleitete Strangabschnitt wird nach Stillstand aus dem Falzapparat 01 entfernt
oder ggf. durch diesen kontrolliert durchgeführt.
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Zur
Neuaufnahme oder Wiederaufnahme des Betriebes nach einem spontanen
Kappen wird der Strang 02 dem Falzapparat 01 registergerecht zugeführt, indem
zunächst
der Strang 02 stromabwärts
so weit gefördert
wird, bis die nächste
Schnittlinie S oder eine von darauf folgenden Schnittlinien S im
Schneidspalt 41 angeordnet ist. Die Information hierüber erhält die Kappvorrichtung 08 bzw.
deren Steuereinheit 43 durch ein die Phaseninformation
I der Querschneideinrichtung 03 repräsentierendes Signal. Ein Auslösen der
Kappvorrichtung 08 bzw. die Aktivierung des Stellmittels 34 erfolgt
nun phasenkorreliert zur nachfolgenden Querschneideinrichtung 03 an
einer vorgesehenen Schnittlinie S. Sobald der den Rest R aufweisende
Stranganfang durch die Führung 13 am
Einschlagen des ursprünglichen
Weges zum Falzapparat 01 gehindert ist, kann das Messer 11 durch
Zurückschwenken
desselben den betriebsmäßigen Strangweg
wieder freigeben. Ein entsprechender Befehl kann beispielsweise
von der Steuereinheit 43 an das Stellglied 15 ergehen
(strichliert in 1).
-
Der
nach dem registergerechten, zweiten Kappen isolierte Strangabschnitt
kann aus der Maschine entfernt werden. Die mit einer Schnittlinie
S zusammen fallende vorlaufende Kante des Stranges 02 wird
entlang des betriebsmäßigen Strangweges durch
die Kappvorrichtung 09 hindurch bzw. an deren Messer 11 vorbei
zur Weiterverarbeitungsstufe 01, d. h. hier in den Falzapparat 01,
geführt.
Da die vorlaufende Kante des Stranges 02 mit einer betriebsmäßigen Schnittlinie
zusammen fällt,
weist bereits der erste durch die Querschneideinrichtung 03 erzeugte Produktabschnitt 04 die
richtige Wiederhollänge
LB auf und kann durch die Halteelemente 23 des
Transportzylinders 22 aufgenommen werden.
-
Grundsätzlich unabhängig von
der Anordnung einer registergerechten Kappvorrichtung 08,
jedoch in einer vorteilhaften Weiterbildung zusätzlich zu einer solchen, kann
eine Vorrichtung zum sicheren Kappen und/oder Zuführen des
Stranges 02 eine Vorrichtung zur Überwachung einer Strangbreite
b02 und/oder Stranglage aufweisen.
-
Wie
in 4 skizziert, weist die Vorrichtung zur Überwachung
der Strangbreite b02 einen oder mehrere Detektoren 44 auf,
welche zumindest die beiden Längskanten
des Stranges 02 (bzw. der Bahn bzw. Bahnen) abtasten. Wie
in 4 dargestellt, weist der Strang 02 im
Querschnitt eine den Falzrücken
bildende und eine offene Kante auf. Exemplarisch sind hier zwei
jeweils eine Lichtquelle (IR, UV oder sichtbar) und einen Sensor
aufweisende Detektoren 44 dargestellt. Der Detektor 44 kann
jedoch auch als auf Reflexionsmessung beruhender Sensor ohne extra
Lichtquelle oder als magnetische oder elektrische Feldveränderungen
detektierender Sensor ausgebildet sein. Es können wie dargestellt mehrere,
z. B. zwei, über
einen Teilbereich reichenden oder aber ein über die gesamte zu detektierende Breite
reichender Detektor 44 vorgesehen sein. Zur Ortsauflösung der
Kante ist die Ausbildung des jeweiligen Sensors als Photodiodenarray
von Vorteil, welches im Hinblick auf die Lage der Kante durch entsprechende
Software auswertbar ist. Der Detektor 44 bzw. die Detektoren
kann/können
auch als Kamera, z. B. CCD-Kamera ausgeführt sein, dessen Bilder durch
eine entsprechende Auswertesoftware im Hinblick auf die Lage der
Kanten bzw. deren Abstand hin ausgewertet werden.
-
Die
Strangbreite b02 bzw. ein diese repräsentierendes Signal wird nun
entweder in o. g., dem Detektor 44 bzw. den Detektoren 44 zuzuordnender Schaltung/Software
ermittelt und in einer logischen Einheit 46 (Vergleichen,
Summierglied mit einem invertierenden Eingang, Recheneinheit) mit
einem vorgegebenen, jedoch vorzugsweise veränderbaren Maximalwert M bzw.
einem diesen repräsentierenden
Signal verglichen. In einem anderen Fall, in welcher den Detektoren 44 keine
die Strangbreite b02 auswertende Schaltung/Software zugeordnet ist, kann
die logische Einheit 46 entsprechende Mittel zur Auswertung
der Signale aus dem Detektor 44 im Hinblick auf die Strangbreite
b02 sowie Mittel zum Vergleich der die Strangbreite b02 und den
Maximalwert M repräsentierenden
Signale beinhalten. In 4a wird der
Maximalwert M unterschritten, am Ausgang der Einheit liegt beispielsweise
ein Signal A, z. B. ein Ausgangssignal A von 0 an. In 4b ist exemplarisch ein Strang 02 mit
zueinander seitlich verrutschten Bahnen und zusätzlich einem fehlerhaften Längsfalz
der inneren Lage dargestellt. Die Strangbreite b02 geht hier über die
vorgegebenen Maximalwerte M hinaus, so dass beispielsweise am Ausgang
der Einheit 46 eine 1 anliegt.
-
In
einer von der registergerechten Kappvorrichtung 08 unabhängigen Vorrichtung
zum sicheren Zuführen
des Stranges 02 wird beispielsweise durch das Ausgangssignal
A ein Warnsignal (optisch, akustisch) bedient, ein Fahren der Maschine
mit über
Einziehgeschwindigkeit hinausgehender Geschwindigkeit blockiert
und/oder ein Antreiben des Falzapparates 01 gesperrt bzw.
auf Einziehgeschwindigkeit begrenzt.
-
Bei
Integration in die Vorrichtung zum sicheren Kappen und/oder Zuführen des
Stranges 02 unter Verwendung einer registergerechten Kappvorrichtung 08 fließt das Ergebnis
aus der Einheit 46 in die Ansteuerung zur Auslösung der
registergerechten Kappvorrichtung 08 und/oder zur Deaktivierung
die spontanen Kappvorrichtung 09 ein:
Beispielsweise
ist in einem ersten Steuerkonzept ein Auslösen der registergerechten Kappvorrichtung 08 erst
möglich,
wenn zum einen die Phase des Stranges 02 zur Phase der
Querschneideinrichtung 03 korreliert (d. h. die Phaseninformation
I passt) und zum anderen den Maximalwert M nicht überschritten
wird. Hierzu wird das Signal A der Steuereinheit 43 zugeleitet
und dort logisch berücksichtigt.
-
In
einem anderen Steuerkonzept wirkt das Signal A der logischen Einheit 46 nicht
auf die Steuereinheit 43 sondern auf die Steuereinheit 15,
so dass der betriebsmäßige Strangweg
durch die spontane Kappvorrichtung 09, z. B. durch Rückverschwenken
des Messers 11, erst freigegeben wird, wenn der Maximalwert
M unterschritten wird. Die ggf. trotz Überschreitung des Maximalwertes
M auf der Basis der Phaseninformation I registergerecht durch die
Kappvorrichtung 08 gekappten Abschnitte werden solange
ausgeleitet, bis der betriebsmäßige Strangweg
infolge eines entsprechenden Signals A wieder freigegeben wird.
-
Ggf.
kann in einem dritten Steuerkonzept das Signal A sowohl auf die
Steuereinheit 15 als auch 43 in der Weise wirken,
dass, solange der Maximalwert M überschritten
wird, trotz passendem Signal I kein registergerechtes Kappen erfolgt
und der betriebsmäßige Strangweg
versperrt verbleibt, während
bei passender Strangbreite b02 der Strangweg frei gemacht wird und
ein registergerechtes Kappen durch die Kappvorrichtung 09 bei
passendem Signal I zugelassen wird.
-
In
einer nicht dargestellten Ausführung
der Vorrichtung zum sicheren Kappen und/oder Zuführen ist die Kappvorrichtung 08 dazu
ausgebildet, sowohl das durch ein Signal N (Notstopp) ausgelöste spontane,
als auch das registergerechte Kappen durchzuführen. Hierzu wird beispielsweise
das Signal N einem Eingang der Steuereinheit 43 zugeführt und
mit einer Priorität
zur Auslösung
der Kappvorrichtung 08 belegt oder die o. g. Auslöselogik
(bezogen auf das Signal I und/oder A) durch einen By-pass umgangen und
direkt zur Auslösung
durchgestellt. Im Nachgang zu dieser Notstopp-Auslösung wird
wie oben beschrieben verfahren. Vorteilhaft kann stromabwärts anstelle
der Kappvorrichtung 09 eine nicht dargestellte Strangweiche
vorgesehen sein, welche den betriebsmäßigen Strangweg anhand des
Status des Signals I und/oder A in der Art der vorbeschriebenen Kappvorrichtung 09 sperrt
bzw. freigibt.
-
Die
aufgeführten
Steuer- und/oder logischen Einheiten 15, 43 und/oder 46 können räumlich getrennt
voneinander, als bauliche Einheit mit getrennten Teilprozessen,
oder gar als Teilprozesse in die Maschinensteuerung 06 integriert
ausgeführt
sein.
-
- 01
- Weiterverarbeitungsstufe,
Falzapparat
- 02
- Strang
- 03
- Querschneideinrichtung
- 04
- Produktabschnitt,
Abschnitt, Druckerzeugnis
- 05
-
- 06
- Maschinensteuerung
- 07
- Antrieb,
Antriebsmotor
- 08
- Kappvorrichtung,
Querschneideinrichtung, registergerecht
- 09
- Kappvorrichtung,
spontan
- 10
-
- 11
- Messer
- 12
- Stellmittel
- 13
- Führung, Ausleitzunge
- 14
- Bügel
- 15
- Steuereinheit,
Stellglied
- 16
- Achse
- 17
- Hebel
- 18
- Falztrichter
- 19
- Zuggruppe
- 20
-
- 21
- Zuggruppe
- 22
- Zylinder,
Transportzylinder, Greiferzylinder, Punkturzylinder
- 23
- Halteelement,
Greifer, Punkturleiste
- 24
- Falzmesser
- 25
-
- 26
- Zylinder,
Messerzylinder
- 27
- Messer
- 28
- Schneidspalt
- 29
- Falzspalt
- 30
-
- 31
- Zylinder,
Falzklappenzylinder
- 32
- Kappelement,
Messer
- 33
-
- 34
- Stellmittel,
Hydraulikzylinder, Pneumatikzylinder
- 35
- Schnellentlüftung
- 36
- Hebel
- 37
- Kappelement,
Widerlager, Gegenmesser, Schneidleiste
- 38
-
- 39
- Bewegungsübertragungsmechanismus, Schwenkhebelmechanismus
- 40
-
- 41
- Schneidnut
- 42
- Detektionssystem
- 43
- Steuereinheit,
Stellglied
- 44
- Detektor
- 45
-
- 46
- Einheit,
logisch
- 47
-
- 48
- Leistenhalter
- 49
- Nut
- 50
-
- 51
- Kappmesser
- 52
- Anpressteil
- 53
- Trägerteil
- 54
- Gehäuseteil
- 55
-
- 56
- Lasche
- 57
- Kolben,
Stößel
- 58
- Kopplungsteil
- 59
- Schwenkhebel
- 60
-
- 61
- Lasche
- 62
- Bolzen,
Achse
- 63
- Träger
- 64
- Schwenkhebel
- 65
-
- 66
- Bolzen,
Achse
- 67
- Kopplungsstange
- b02
- Strangbreite
- A
- Signal,
Ausgangssignal
- I
- Statusinformation,
Phaseninformation, Signal, Winkelinformation
- M
- Maximalwert
- N
- Signal,
Notstopp
- R
- Rest
- S
- Schnittlinie,
betriebsmäßig
- LB
- Wiederhollänge
- Φ
- Winkellagesollwerte