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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 in den jeweiligen Zylinder eingebundenes 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 in den Zylinder eingebundenen Elektromotor umfasst. Der
Elektromotor kann insbesondere als hinsichtlich der Drehung einer
Motorausgangswelle präzise
steuerbarer Motor, insbesondere Synchron- oder Schrittmotor ausgebildet
sein. Der Motor ist vorzugsweise mit einer Drehgebereinrichtung
versehen die es ermöglicht,
die tatsächliche
Drehung des Motors signaltechnisch zu erfassen. Die Aktivierung
der Greifer erfolgt vorzugsweise unter Einbindung einer Kurvenscheibe
oder einer Exzentereinrichtung. Der Motor kann mit einem Übersetzungsgetriebe
versehen sein, so dass der Motor mit relativ hoher Drehzahl betrieben
werden kann und zur Betätigung
der Kurvenscheibe oder der Exzentereinrichtung relativ große Drehmomente
zur Verfügung
stehen.
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Vorzugsweise
ist das elektromechanische Greiferfingerantriebssystem derart ausgebildet,
dass dieses noch im Bereich einer Greifernut des entsprechenden
Zylinder (oder Trommel) unterbingbar ist. Es ist möglich, im
Bereich des Zylinders eine Schaltung vorzusehen über welche die Ansteuerung
des Motors erfolgen kann. Neben der Leistungszufuhr zu dieser Schaltung
kann die weitere elektrische, oder signaltechnische Anbindung des
elektromechanischen Greiferfingerantriebssystem an die stationäre Peripherie
dann auf die Bereitstellung der Ansteuerungssignale zur Greiferbetätigung beschränkt sein. Es
ist auch möglich,
die zylinderseitige Steuer- und Motorbetriebsschaltung so auszubilden,
dass dieser lediglich ein hinsichtlich der momentanen Drehstellung
indikatives Signal zugeführt
wird, und die Steuer- und Motorbetriebsschaltung selbsttätig unter
Berücksichtigung
dieser Winkelinformation eine entsprechende Ansteuerung des Motors
vornimmt.
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Es
ist möglich,
das Greiferfingerantriebssystem derart zu gestalten, dass über die
durch den Elektromotor aufgebrachte Arbeit die Greiferfinger in eine
Offenstellung gedrängt
werden. Es ist auch möglich,
die kinematische Koppelung des Elektromotors mit den Greiferfingern
so zu gestalten, dass durch den Elektromotor die zum Schließen der
Greiferfinger erforderliche Arbeit aktiv aufgebracht wird.
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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 erfindungsgemäßer 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, über
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 schaltungstechni sche
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 elektromotorisch betätigten Greifereinrichtung einer
Bogendruckmaschine;
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2 eine
vereinfachte Darstellung einer mittels eines in einen Zylinder eingebundenen
Motors 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 elektri schem Wege, insbesondere elektromotorischem
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 Synchronisierung des Greiferfingerantriebssystems
in Schließstellung
zu halten. Die zur Freigabe sowie zur Aufnahme eines Bogens erforderliche
kurzzeitige Öffnung
der Greiferfinger wird durch eine Kurvenmechanik des Greiferfingerantriebssystems
bewerkstelligt. 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 einen hier nicht näher dargestellten
Getriebemotor dessen Ausgangswelle über ein Getriebe eine Kurvenscheibe 13 betätigt. Der
Getriebemotor ist über
Leitungsdrähte 15 mit
einer unmittelbar in den Druckzylinder 4 eingebundenen
elektrischen Leistungsstufe 16 verbunden. Über die
Leistungsstufe 16 erfolgt eine zeitlich exakt abgestimmte Ansteuerung
des Elektromotors unter Erfassung der Drehung einer Motorwelle desselben.
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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.
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Bei
dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel sind
die Greiferfinger 18 des Greifersystems 5 auf
einer Greiferwelle 26 angeordnet. Die Betätigung der Greiferfinger 18 erfolgt
durch definiertes Kippen der Greiferwelle 26 um deren Achse
X. Bei dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel
sind Kipphebel 27 vorgesehen die auf der Greiferwelle 26 sitzen.
Die Kipphebel 27 sind mit einem Nockenfolger 28 versehen der
bei diesem Ausführungsbeispiel
in der Gestalt einer Laufrolle unmittelbar auf der Kurvenscheibe 13 läuft.
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Durch
maschinensynchrone Drehung der Kurvenscheibe 13 kann der
Nockenfolger 28 jeweils kurzzeitig in eine Umfangsmulde
der Kurvenscheibe 13 eintauchen. Hierdurch wird die Greiferwelle 26 gekippt
und die Greiferfinger 18 gelangen in die hier dargestellte
Offenstellung. Bei weiterer Drehung der Kurvenscheibe 13 wird
der Nockenfolger 28 wieder angehoben und die Greiferfinger 18 kippen
in Schließstellung,
sodass der Greiferkopf 21 auf einem Greiferfingeraufschlagleistenabschnitt 22 aufsitzt.
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Die
Ansteuerung der Leistungsschaltung 16 kann insbesondere
auf optischem Wege erfolgen indem beispielsweise ein optisch aktives
Organ, z.B. eine Photodiode 23 mit einem Steuerungssignal
S beaufschlagt wird. Es ist möglich,
eine zur Aussendung des optischen Signals S vorgesehene Ansteuerungseinrichtung
(z.B. LED) so auszubilden, dass eine entsprechende Übereinkunft
und Signalübertra gung
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 synchronen Betrieb der Kurvenscheibe 13 wird
es möglich, über den
Kipphebel 27 auch die Greiferwelle 26 anzutreiben.
Es ist möglich,
zum Antrieb der Greiferwelle 26 Hilfsantriebsorgane, beispielsweise
in Form konventioneller Greiferantriebshebel und -kurven, vorzusehen.
Auf diesen Greiferantriebskurven läuft bei ordnungsgemäßem Betrieb
des erfindungsgemäßen Greiferantriebssystem
ein Kurvenfolgeorgan im wesentlichen lastfrei ab. Das erfindungsgemäße Greiferfingerantriebssystem
ist vorzugsweise so ausgebildet, dass durch dieses das Hilfs- oder
Notbetriebsantriebssystem nicht gesperrt wird, so dass jenes Notantriebssystem
einen kollisionsfreien Basisbetrieb sicherstellen kann.
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Durch
das erfindungsgemäß in den
Zylinder eingebundene Greiferantriebssystem 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 (rüttelfreien)
Zylinderabwicklung. 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 Greiferantriebsystem
als Baukasten oder als Tauschmodul auszuführen, das mit wenigen Handgriffen,
gegebenenfalls werkzeuglos aus dem entsprechenden Zylinder entnommen
und ausgetauscht werden kann. Dieser Austausch der Greiferantriebsysteme
kann von dem für
den Normalbetrieb der Druckmaschine zuständigen Bedienpersonal durchgeführt werden. Es
ist möglich,
die erfindungsgemäßen elektromechanischen
Greiferantriebmodule so auszubilden, dass diese nach Einbau in den
entsprechenden Zylinderkanal bzw. Transferter autojustiert werden
können.
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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 zurückzugewinnen
und für
die nächste
Greiferaktivierung zu speichern.
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Die
Ansteuerung des Greifersystems kann auch unter Mitnutzung konventioneller
Kurvenstrukturen erfolgen indem beispielsweise über die Kurvenscheibe 13 die
Greiferwelle mitbetätigt
wird. Durch das erfindungsgemäße elektromechanische
Greifersystem wird hierbei eine Entlastung der stationären Kurvenstruktur
erreicht, wobei durch die Kurvenstruktur dennoch eine gewisse Mindestfunktion
und Synchronisation gewährleistet
wird. Ein derartiges System kann erforderlichenfalls ohne besondere schaltungstechnische
Anbindung an einen Leitstandsrechner realisiert werden.
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Als
Alternative ist eine Kraftübertragung
vom Motorgetriebe und vom Getriebe mittels einer Kurbelwelle in
den Kipphebel 27 denkbar. Der Vorteil einer solchen Konstruktion
ist die Zwangsöffnung
und -schließung
der Greiferfugen.
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Alternativ
zu der hier beschriebene Variante zur kinematischen Koppelung des
Elektromotors mit den Greiferfingern mittels einer Kurvenscheibe
ist es auch möglich
anderweitige Mechanismen, insbesondere ölhydraulischer Art vorzusehen.
Insbesondere ist es möglich, über den
Elektromotor ein Druckmittel in einen Druckspeicher einzubringen
und die Betätigung
der Greiferfinger über
Ventileinrichtungen und Hydraulikelemente vorzunehmen.