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Die
Erfindung betrifft eine Bogendruckmaschine zum Bedrucken von in
Bogenform entlang eines Zylinderzuges durch jene Maschine geführtem Bedruckstoff.
Insbesondere betrifft die Erfindung hierbei eine Bogendruckmaschine
durch welche auch bei hohen Druckgeschwindigkeiten eine hohe Druckqualität erreicht
werden kann.
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Bei
den bekannten Bogendruckmaschinen sind die für den Bogentransport und den
Farbauftrag maßgeblichen
Zylinder des Zylinderzuges, durch eine steife und geometrisch in
engen Toleranzen ausgeführte
Mechanik miteinander gekoppelt. Der Bogentransport entlang von Umfangsabschnitten
der Zylinder wird bewerkstelligt, indem diese Zylinder mit Greifereinrichtungen
versehen sind, durch welche insbesondere die in Bogenlaufrichtung
vorne liegenden Querkantenabschnitte durch Greiferfinger ergriffen
werden. Diese Greiferfinger sitzen üblicherweise auf einer Greiferwelle
die als solche über
einen Kurvenmechanismus betätigt
wird. Mit den bekannten Konzepten kann ein Durchsatz im Bereich
von 18.000 Bogen/h erreicht werden.
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Aus
DE 10 2004 014 868
A1 ist ein Greifersystem für einen bogenführenden
Zylinder bekannt, das eine Greiferwelle mit mehreren darauf sitzenden Greiferfingern
umfasst. Die Greiferwelle ist über
eine zentrale Torsionsfeder vorgespannt. Die Vorspannkraft dieser
Torsionsfeder kann über
eine Stelleinrichtung verändert
werden, sodass die bei hohen Druckgeschwindigkeiten erforderlichen
hohen Vorspannkräfte
entsprechend eingestellt werden können.
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Aus
DE 101 50 838 A1 ist
eine Vorgreifereinrichtung für
eine Bogendruckmaschine bekannt, die einen an einem Vorgreiferhebel
angebrachten Bogengreifer umfasst. Der an dem Vorgreiferhebel angebrachte
Bogengreifer ist mit einem Linear antrieb gekoppelt und wird entsprechend
einer Ansteuerung des Linearantriebes betätigt.
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Aus
DE 42 21 929 C2 ist
eine Greifersteuerung für
Bogengreifer an einem bogenführenden
Zylinder einer Bogendruckmaschine bekannt. Bei dieser herkömmlichen
Greifersteuerung erfolgt die Betätigung
der in den Zylinder eingebundenen Greiferfinger über einen mittels eines Druckmediums
betätigten
Aktuator. Das Öffnungs-
und Schließverhalten dieses
Aktuators wird über
ein Wegmesssystem erfasst. Die Ansteuerung des Aktuators wird auf
das erfasste Öffnungs-
und Schließverhalten
des Aktuators abgestimmt.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Lösungen zu schaffen durch welche
auch bei hohen Druckgeschwindigkeiten eine hohe Druckqualität in einer
apparatetechnisch insgesamt günstig
realisierbaren Weise gewährleistet
werden kann.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch
eine Bogendruckmaschine, mit einem der Durchförderung eines Bedruckstoffes
durch mehrere Druckwerke dienenden Zylinderzug, einer Anlegereinrichtung
zur Bewerkstelligung der Bogeneinbringung in jenen Zylinderzug,
und einer Auslegereinrichtung zur Bewerkstelligung der Bogenausbringung aus
dem Zylinderzug, wobei sich diese Bogendruckmaschine dadurch auszeichnet,
dass deren Greiferfinger über
ein elektromechanisches Greiferfingerantriebssystem betätigt sind,
und dass eine Steuereinrichtung vorgesehen ist, zur maschinensynchronen Ansteuerung
des Greiferfingerantriebssystems.
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Dadurch
wird es auf vorteilhafte Weise möglich,
im Bereich des Zylinderzuges eine Schwingungsanregung durch den
Greiferfingerantrieb zu vermeiden und damit auch bei hohen Laufgeschwindigkeiten
keine maschinendynamisch relevanten Anregungseffekte zu erzeugen.
Hierdurch kann insbesondere dem Auftreten von Doubliereffekten entgegengetreten
werden.
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In
besonders vorteilhafter Weise ergibt sich durch das erfindungsgemäße Konzept
auch für
die Lagerungs- und Koppelungsorgane des Zylinderzuges eine Belastungsreduktion
und damit insbesondere eine Erhöhung
der Lebensdauer. Das erfindungsgemäße Konzept erweist sich insbesondere
bei der Ausführung
des Zylinderzuges in Leichtmetallbauweise als besonders vorteilhaft,
da aufgrund der Ausblendung der Zylindergreifer als Schwingungserreger eine
hohe Laufruhe auch bei geringerer Massenträgheit des Zylinderzuges erreicht
werden kann.
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Gemäß einer
besonders bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung ist das Greiferfingerantriebssystem derart ausgebildet,
dass dieses einen Magnetaktuator umfasst. Dieser Magnetaktuator kann
so ausgebildet sein, dass dieser eine Ankerstruktur umfasst, über welche
ein zur Betätigung
der Greiferfinger vorgesehenes Magnetfeld aufgebaut wird. Dieses
Magnetfeld wird vorzugsweise insbesondere über eine Spuleneinrichtung
generiert, die über
eine entsprechende Vorschaltung angesteuert wird. Es ist möglich, das
Greiferfingerantriebssystem derart zu gestalten, dass dieses über ein
phasenweise angelegtes Magnetfeld in eine Offenstellung gedrängt wird.
Das Schließen
der Greiferfinger kann dann durch temporäres Abschalten der Magneteinrichtung
herbeigeführt
werden. Alternativ hierzu ist es auch möglich, das Greiferfingerantriebssystem
so zu gestalten, dass über
das phasenweise angelegte Magnetfeld die Greiferfinger in eine Schließstellung gedrängt werden.
Es ist auch möglich,
mehrere Spulensysteme vorzusehen, so dass sowohl die Herbeiführung eines Öffnungszustandes,
als auch die Herbeiführung
eines Schließzustandes
durch aktive Spannungsbeaufschlagung des jeweiligen Spulensystems
erfolgt.
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Es
ist möglich,
die Greiferfinger als Stanzteile zu fertigen, die als solche in
eine Ankerblechpackung eingebunden sind. Die entsprechende Bewegbarkeit
der Greiferfinger kann erreicht werden indem diese beispielsweise
einen elastisch verformbaren Anbindungsabschnitt umfassen. Die Greiferfinger können auch
als dickere, z.B. 7 mm dicke Scheibenelemente ausgeführt sein,
die in Ankerblechpackungen in entsprechenden Abständen abfolgend
eingesetzt sind. Die Ankerbleche und die Greiferfinger-Scheibenelemente
können
auf eine Welle aufgesetzt sein die als Hauptverbundsstruktur und
ggf. auch zugleich als konventionelle Greiferwelle fungiert.
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Es
ist möglich,
das Greiferfingerantriebssystem so auszugestalten, dass im Zusammenspiel
mit einem Sicherheitskoppelungstrieb ein zum kollisionsfreien Umlauf
der Greiferfinger erforderlicher Mindestsynchronisationseffekt sichergestellt
ist. Dieser Sicherheitskoppelungstrieb kann in der Art eines konventionellen
Greiferfingerantriebs ausgeführt sein,
sodass dieser bei entsprechender elektromechanischer Ansteuerung
der Greiferfinger mitgeschleppt wird und damit zumindest weitgehend
lastfrei mit dem entsprechenden bogenführenden Zylinder umläuft.
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Zur
Sicherstellung des erforderlichen Synchronisationseffektes ist vorzugsweise
ein Winkelkodierer vorgesehen, für
welchen die momentane Drehphasenposition des jeweiligen Zylinders
erfasst werden kann. Es ist möglich,
auf Grundlage der über diesen
Winkelkodierer erfassten Informationen die Ansteuerung des Greiferfingerantriebs
so vorzunehmen, dass auch drehzahlabhängige Eigenschaften des Ansprechverhaltens
der elektromechanischen Greiferfingersteuerung berücksichtigt
werden können.
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Vorzugsweise
ist die Synchronisationseinheit zumindest teilweise schaltungstechnisch
in einen Leitstandsrechner eingebunden, sodass die Ansteuerung des
Greiferfingerantriebs signaltechnisch auch vom Leitstand aus koordiniert
oder in einem zulässigen
Stellbereich abgestimmt werden kann. Vorzugsweise sind jedoch auch
im unmittelbaren Umgebungsbereich des entsprechend mit einem elektromechanischen
Greiferfingerantriebssystem ausgestatteten Zylinders schaltungstechnische
Vorkehrungen vorgesehen, durch welche sichergestellt wird, dass
zumindest eine für
einen kollisionsfreien Zylinderumlauf erforderliche Ansteuerung
und Mindestsynchronisierung des Greiferfingerantriebs gewährleistet
ist.
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Weitere
Einzelheiten und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden
Beschreibung in Verbindung mit der Zeichnung. Es zeigt:
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1 eine
Schemadarstellung eines erfindungsgemäßen Systems zur signaltechnischen
Ansteuerung einer elektromechanischen, insbesondere elektromagnetisch
betätigten
Greifereinrichtung;
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2 eine
vereinfachte Darstellung des einer elektromechanisch aktivierten
Zylindergreifereinrichtung für
eine Bogendruckmaschine;
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In 1 ist
stark vereinfacht ein Druckwerk für eine Bogendruckmaschine dargestellt,
das als solches ein Farbwerk 1, einen Plattenzylinder 2,
einen Gummituchzylinder 3 und einen Druckzylinder 4 umfasst.
Der Druckzylinder 4 ist bei diesem Ausführungsbeispiel als doppelt
großer
Zylinder ausgeführt und
im Bereich einander diametral gegenüberliegender Greifernuten mit
Greifereinrichtungen 5, 6 versehen. Die Zubringung
des bogenförmigen
Bedruckstoffes zu jenem Druckzylinder 4 erfolgt über eine Trommel
bzw. über
einen Transferter 7. Auch der Transferter 7 ist
als doppelt großes
Element ausgeführt
und mit Greifereinrichtungen 8, 9 versehen.
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Das
hier dargestellte Druckwerk zeichnet sich dadurch aus, dass die
Greifereinrichtungen 5, 6, 8, 9 jeweils
mit einem Greiferfingerantriebssystem ausgestattet sind, das in
den jeweiligen Zylinder 4 bzw. in die jeweilige Trommel 7 eingebunden
ist, sodass die zur Betätigung
der Greiferfinger erforderliche Arbeit auf elektrischem Wege, insbesondere elektromagnetischem
Wege aufgebracht werden kann. Das Druckwerk umfasst eine Steuereinrichtung 10, über welche
die einzelnen Greiferfingerantriebssysteme aufeinander abgestimmt
maschinensynchron angesteuert werden.
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Die
Ansteuerung der jeweiligen Greiferfingerantriebssysteme erfolgt
auf signaltechnischem Wege. Hierzu wird über einen in das Druckwerk
eingebundenen, insbesondere die Umfangsposition des Druckzylinders 4 erfassenden
Winkelkodierers 11 ein Positionssignal generiert, das im
Bereich des Leitstandsrechners 12 oder im Bereich der Steuereinrichtung 10 verarbeitet
werden kann. Auf Grundlage des durch den Winkelkodierer 11 erhobenen
Positionssignals erfolgt eine Ansteuerung der Greiferfingerantriebssysteme.
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Bei
der Ansteuerung der Greiferfingerantriebssysteme wird das Übertragungsverhalten
des elektromechanischen Systems berücksichtigt. Insbesondere werden
auch Abhängigkeiten
des mechanischen Verhaltens des Greiferfingerantriebssystems von
der Zylinderdrehzahl berücksichtigt.
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Bei
dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel ist
vorgesehen, die Greiferfinger während
des überwiegenden
Umfangswinkelbereichs der Zylinder 4, 7 durch
entsprechende Aktivierung des Greiferfingerantriebssystems in Schließstellung
zu halten. Die zur Freigabe sowie zur Aufnahme eines Bogens erforderliche
kurzzeitige Öffnung
der Greiferfinger wird durch entsprechend zeitlich abgestimmte Deaktivierung
des Greiferfingerantriebssystems herbeigeführt, sodass die Greiferfinger
vorzugsweise durch ein Federsystem temporär in eine Offenstellung ausfedern können. Es
ist auch möglich,
das Greiferfingerantriebssystem so zu gestalten, dass die Greiferfinger durch
ein Vorspannsystem grundsätzlich
in eine Schließstellung
gedrängt
werden, wobei durch Aktivierung des Greiferfingerantriebssystems
eine dieser Vorspannkraft entgegenwirkende Öffnungskraft generiert wird
und die Greiferfinger entsprechend definiert geöffnet werden.
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In 2 ist
stark vereinfacht ein elektromechanisches Greiferfingerantriebssystem
für einen Druckzylinder 4 dargestellt.
Das Greiferfingerantriebssystem umfasst eine Ankerblechpackung 13 und
eine in diese Ankerblechpackung 13 eingebundene Spuleneinrichtung 14.
Die Spuleneinrichtung 14 ist über entsprechend herausgeführte Wicklungsdrähte 15 mit
einer unmittelbar in den Druckzylinder 4 eingebundenen
Leistungsstufe 16 verbunden. Über die Leistungsstufe 16 erfolgt
eine zeitlich exakt abgestimmte Spannungsbeaufschlagung der Wicklungsdrähte 15 und
damit eine Aktivierung der Spule 14.
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Die
gesamte Greiferfingereinheit, insbesondere auch das Greiferfingerantriebssystem
ist bei diesem Ausführungsbeispiel
in ein Profilelement 17 eingebunden, so dass das Greifersystem
als komplett vormontierte Baugruppe in eine entsprechende Aufnahmenut
des Druckzylinders 4 eingesetzt werden kann. Das Profilelement 17 ist
bei diesem Ausführungsbeispiel
als Aluminiumstrangpressprofil ausgeführt und weist sowohl innenseitig
als auch außenseitig
Profilabschnitte auf, durch welche die Fixierung des Profilelements 17 im
Druckzylinder 4 sowie die Fixierung von Komponenten des
Greifersystems in dem Profilelement 17 vorteilhaft unterstützt wird.
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Bei
dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel sind
die Greiferfinger 18 des Greifersystems 5 integral,
d.h. einstückig
mit der Ankerblechpackung 13 ausgeführt. Die Greiferfinger 18 sind
hierbei durch Federstahlblechelemente gebildet. Ein einzelner Greiferfinger 18 kann
sich hierbei aus mehreren Blechlagen zusammensetzen, die vorzugsweise – wie hier
angedeutet – miteinander über Verbindungsmittel 19 verbunden,
beispielsweise vernietet sind.
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Durch
Aktivierung der Spule 14 wird ein Bauchabschnitt 20 des
Greiferfingers 18 in die Ankerblechpackung 13 hineingezogen,
sodass der Greiferkopf 21 auf einem Greiferfingeraufschlagleistenabschnitt 22 aufsitzt.
Bei diesem Ausführungsbeispiel ist
auch der Greiferfingeraufschlagleistenabschnitt 22 unmittelbar
durch die Ankerblechpackung 13 gebildet.
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Die
Ankerblechpackung 13 kann so ausgebildet sein, dass mehrere
Bauchabschnitte 20 des jeweiligen Greiferfingers 18 in
Taschenzonen eintauchen, die durch entsprechende, hier durch eine Punktlinie
angedeutet, hervorstehende Wandungen der Ankerblechpackung 13 gebildet
sind. Insgesamt ist die Ankerblechpackung und die integral mit dieser ausgebildete
Greiferfingereinrichtung derart gestaltet, dass über die Spule 14 relativ
große
Haltekräfte bzw.
Klemmkräf te
zwischen dem Greiferfingerkopf 22 und dem Greiferfingeraufschlagleistenabschnitt 22 generiert
werden können.
Die Ansteuerung der Leistungsschaltung 16 kann insbesondere
auf optischem Wege erfolgen indem beispielsweise ein lichtaktives
Element, z.B. die Leuchtdiode 23 mit einem Steuerungssignal
beaufschlagt wird. Es ist möglich, eine
zur Aussendung des optischen Signals vorgesehene Ansteuerungseinrichtung
(z.B. LED) so auszubilden, dass eine entsprechende Übereinkunft
und Signalübertragung
zwischen dieser LED und dem optisch aktiven Organ 23 nur
in korrekten Umfangspositionen des Druckzylinders 4 möglich wird.
Hierdurch wird einer Fehlansteuerung vorgebeugt. Weiterhin ist es
möglich,
das erfindungsgemäß vorgesehene
elektromechanische Greiferfingerantriebssystem mit einem mechanischen
Greiferfingerantriebssystem zu kombinieren. Bei dem hier gezeigten
Ausführungsbeispiel
sind beispielsweise die Greiferfinger 18 mit einer Greiferwelle 26 gekoppelt, über welche
die Greiferfinger 18 auch mechanisch, insbesondere über an sich
bekannte Kurvensysteme betätigt werden
können.
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Durch
entsprechend zeitlich abgestimmte Ansteuerung der Spule 14 wird
es möglich, über die Greiferfinger 18 auch
das mechanische Greiferfingerantriebssystem anzutreiben, sodass
dieses im wesentlichen lastfrei auf dem zu dessen Betätigung vorgesehenen
Steuerkurvensystem abläuft.
Durch das mechanische Greiferfingerbetätigungssystem kann dadurch
ein Mindest- oder Notsynchronisationseffekt erreicht werden. Über die
Spule 14 wird es möglich, die
eigentliche, zur Betätigung
der Greiferfinger erforderliche Arbeit auf elektrischem Wege aufzubringen. Hierdurch
wird es möglich,
die gemeinsam mit dem entsprechenden Zylinder (Druckzylinder 4 oder
auch Transferter 7) umlaufenden Greiferfinger zu betätigen, ohne
dass im Rahmen der Betätigung
dieser Greiferfinger eine Lastmomentschwankung im Zylinderzug auftritt.
Hierdurch wird es möglich,
Schwingungsanregungen im Bereich des Zylinderzuges über den
Greiferfingerbetätigungsmechanismus
zu vermeiden. Durch die Kombination eines elektromechanischen Antriebs
mit einem rein mechanischen Antrieb wird es möglich, auch bei Ausfall der
Elektrik einen ausreichenden Mindestsynchronisationseffekt zu erreichen.
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Durch
das erfindungsgemäße Konzept
wird es möglich,
auf die bislang üblichen
Greiferöffnungssysteme
(Kurven, Rollen, Hebel etc.) zu verzichten. Hierdurch entfallen
die für
die Herstellung und Montage dieser relativ komplexen Komponenten
anfallenden Fertigungs- und Montagekosten. Das erfindungsgemäße Greiferfingerantriebssystem
kann baukastenartig mit für
verschiedenste Formatbreiten bereitgestellt werden. Auf Grundlage
des erfindungsgemäßen Konzeptes
wird es möglich,
die Maschinengeschwindigkeit erheblich zu steigern und dennoch i
eine präzise
und sichere Bogenfixierung und Bogenübergabe zu gewährleisten.
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Durch
die mit dem erfindungsgemäßen Konzept
möglich
werdenden präziseren
Bogenübergaben
ergeben sich signifikante Vorteile hinsichtlich der Druckqualität Weiterhin
wird durch das erfindungsgemäße Konzept
ein starker Lastwechsel, wie er bei konventionellen Systemen durch
die Greiferöffnungsmechanik
verursacht wird, vermieden. Insgesamt wird der Räderzug der Druckmaschine weitgehend
lastwechselfrei. Der Zylinderzug dient dann im wesentlichen nur
einer ruhigen, gleichmäßigen (rüttelfreie)
Zylinderabwicklung. Dies ist umso bedeutender je größer die
Produktionsweise der Maschine ist. Durch das erfindungsgemäße Konzept
wird die Gefahr des Doublierens vermindert und auch die Anzahl offener
Schmierstellen deutlich verringert.
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Es
ist möglich,
das erfindungsgemäße Greifersystem
als Baukasten oder als Tauschmodul auszuführen, das mit wenigen Handgriffen,
gegebenenfalls werkzeuglos aus dem entsprechenden Zylinder entnommen
und ausgetauscht werden kann. Dieser Austausch der Greifersysteme
kann von dem für
den Normalbetrieb der Druckmaschine zuständigen Bedienpersonal durchgeführt werden.
Es ist möglich,
die erfindungsgemäßen elektromechanischen
Greifermodule so auszubilden, dass diese vor Einbau in den entsprechenden
Zylinder bzw. Trommel vorjustiert werden können. Hierdurch wird es möglich, für verschiedene
Bedruckstoffe bereits entsprechend vorjustierte Greifersysteme bereitzuhalten,
die dann bei Umrüstung
der Maschine lediglich gegen die bislang eingesetzten Greiferfingersysteme
ausgetauscht werden müssen.
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Die
elektrische Leistungszufuhr kann durch Schleifringsysteme bewerkstelligt
werden, wobei es ausreichen kann, diese so auszubilden, dass diese nur
in den für
die Aktivierung der Greifersysteme relevanten Drehpositionen des
entsprechenden Zylinders aktiv sind. Es ist auch möglich, die
entsprechende Leistungszufuhr auf induktivem Wege zu bewerkstelligen,
indem beispielsweise am Gestell und im Zylinder Jochabschnitte vorgesehen
sind die sich in entsprechende Umfangsstellungen zu einem Transformatorsystem
ergänzen
und einen Spannungseinkoppelung ermöglichen. Durch Kondensatorschaltungen wird
es möglich,
einen Teil der beim Schließzustandswechsel
des Greifersystems jeweils freiwerdenden Energie zurück zu gewinnen
und für
die nächste
Greiferaktivierung zu speichern.
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Die
Ansteuerung des Greifersystems kann auch unter Rückgriffnahme auf konventionelle
Kurvenstrukturen erfolgen indem beispielsweise eine die Anfangsdrehbewegung
der Greiferwelle erfasst wird und bei entsprechender Drehung eine
Ansteuerung der Spulensysteme erfolgt. Durch das elektromechanische
Greifersystem wird hierbei eine Entlastung der Kurvenstruktur erreicht,
wobei durch die Kurvenstruktur dennoch eine gewisse Mindestfunktion
und Synchronisation gewährleistet
wird. Ein derartiges System kann erforderlichenfalls ohne schaltungstechnische
Anbindung an einen Leitstandsrechner realisiert werden.