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Die
Erfindung betrifft eine Bogenfördervorrichtung
in einer Druckmaschine, gemäß dem Oberbegriff
des 1. Anspruches.
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Aus
der
DE 197 22 376
A1 ist ein Bogentransportsystem für eine Rotationsdruckmaschine bekannt.
Das Bogentransportsystem wird hierbei durch einen feststehenden
Stator und einen, mit den Bogengreifern umlaufenden Rotor als Linearantrieb gebildet.
Für eine
individuelle Ansteuerung der Greiferwagen ist allerdings ein erheblicher
Schaltungsaufwand nötig.
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Der
Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Bogenfördervorrichtung
für die
individuelle Ansteuerung von Greiferwagen zu schaffen, die einen
geringen Schaltungsaufwand benötigt.
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Erfindungsgemäß wird die
Aufgabe durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des 1. Anspruchs
gelöst.
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Bei
bisher eingesetzten Kettenfördersystemen
werden Greiferwagen über
eine Kette verbunden und diese Kette über ein Kettenrad angetrieben. Dabei
können
die Greiferwagen nur gemeinsam und gleichzeitig bewegt werden und
eine Beschleunigung oder Verzögerung
wirkt ebenfalls immer gleichzeitig auf alle Greiferwagen. Für den optimalen
Produktionsprozess ist es erwünscht,
die bedruckten Bogen mit der hohen Fördergeschwindigkeit des letzten Druckwerkes
zu übernehmen
und anschließend langsam
auf dem Auslegerstapel abzulegen. Durch die stetig steigende Produktivität der Druckmaschinen
erhöht
sich die Fördergeschwindigkeit
der Bogen in den Druckwerken ständig.
Mit dieser hohen Geschwindigkeit müssen die bedruckten Bogen von
der Bogenfördervorrichtung
im Ausleger der Druckmaschine übernommen
werden. Die Ablage der Bogen erfolgt auf einem Auslegerstapel. Um
eine exakte Stapelbildung zu erreichen, müssen die Bogen mit möglichst
geringer Fördergeschwindigkeit über dem Auslegerstapel
freigegeben werden. Für
die Bogenfördervorrichtung
ergibt sich so die Anforderung, die Geschwindigkeit der Greiferwagen
auf dem Förderweg
zu ändern.
Aus diesem Grund ist eine individuelle Ansteuerung der Greiferwagen
vorteilhaft.
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Die
Erfindung hat den Vorteil, dass jeder Greiferwagen mit geringem
schaltungstechnischem Aufwand individuell gesteuert werden kann.
Jedem Greiferwagen ist ein Motor zugeordnet, der den Greiferwagen
an Führungsschienen
entlang auf einer Bahn antreibt. Die Motoren bestehen aus feststehenden
Statoren und rotierenden Rotoren. Im Betrieb erzeugt jeder Motor
ein Moment, welches für
den Greiferwagenantrieb benutzt wird. Um die Geschwindigkeit der
Greiferwagen zu steuern, wird die Drehzahl des Motors gesteuert
bzw. geregelt. Vorteilhafterweise weist die erfindungsgemäße Bogenfördervorrichtung
einen geringen Leistungsverbrauch auf, da jeder Motor nur die tatsächlich für die Bewegung
benötigte
Energie der Energieversorgung entnimmt. Die von den Motoren benötigte Energie
wird ständig
bereitgestellt. Es kann so für
die jeweilige Position jedes Greiferwagens die optimale Geschwindigkeit
eingestellt und geregelt werden.
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In
Druckmaschinen werden Bogen nicht nur im Ausleger, sonder auch im
Anleger und zwischen den Druckwerken befördert. Im Anleger werden die Bogen
von einem Anlegerstapel durch eine Fördervorrichtung erfasst und
zum ersten Druckwerk der Druckmaschine befördert. Auch hierbei ist es
vorteilhaft die Geschwindigkeit der Bogen individuell zu steuern.
Die vorliegende erfindungsgemäße Bogenfördervorrichtung
kann vorteilhafterweise im Anleger oder für den Bogentransport zwischen
den Druckwerken von Druckmaschinen eingesetzt werden.
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Die
Notwendigkeit der Bogenförderung
besteht auch bei schon bedruckten Bogen während deren Weiterverarbeitung,
z. B. beim Falzen, Binden oder Sortieren. Auch hierbei ist es vorteilhaft,
die Bogenfördergeschwindigkeit
der einzelnen Bogen den Bearbeitungsschritten anzupassen. Die erfindungsgemäße Bogenfördervorrichtung
kann vorteilhafterweise ebenso zur Weiterverarbeitung der bedruckten Bogen
eingesetzt werden.
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Es
ist auch denkbar, die erfindungsgemäße Bogenfördervorrichtung als Zugvorrichtung
für bekannte
Systeme, z. B. oben beschriebene Kettenfördersysteme zu benutzen. Dabei
wird der Antrieb dieser bekannten Systeme durch das Antriebssystem der
Bogenfördervorrichtung
ersetzt oder ergänzt. Ebenso
kann die erfindungsgemäße Bogenfördervorrichtung,
wie in der Bogenrotationsdruckmaschine, in einer Rollenrotationsdruckmaschine
eingesetzt werden. In der Rollenrotationsdruckmaschine kann die
Bogenfördervorrichtung
als Bahneinzugsvorrichtung für
die Papierbahn verwendet werden.
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Nach
einer ersten Ausführungsform
der Erfindung wird die von den Motoren der Greiferwagen benötigte Energie
berührungslos über eine
Leiterschleife an Übertragungseinrichtungen
der Greiferwagen übertragen.
Vorteilhafterweise erfolgt die Energieübertragung für die Greiferwagen
kontaktlos und damit wartungsfrei. Dabei wird nur eine Leiterschleife
für die
Energiezufuhr aller Greiferwagen benötigt. Die den Greiferwagen
zugeordneten Moto ren sind individuell ansteuerbar und können somit
die Greiferwagen unabhängig
voneinander antreiben.
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Nach
einer zweiten Ausführungsform
der Erfindung enthalten die Greiferwagen Akkumulatoren, die in einem
Ladebereich entlang der Bahn aufgeladen werden. Diese Ausführungsform
hat den Vorteil, dass sich die Greiferwagen mit den ihnen zugeordneten
Motoren nach dem Aufladen der Akkumulatoren ohne externe Energiezufuhr
individuell bewegen können.
Die Aufladung der Akkumulatoren erfolgt in einer Parkposition der
Greiferwagen oder bereichsweise über
Schleifkontakte während
der Bewegung der Greiferwagen durch den Ladebereich. Es ist denkbar, die
Anzahl der Greiferwagen der Bogenfördervorrichtung zu ändern, indem über Weichen
Greiferwagen ausgekoppelt oder eingekoppelt werden. Die Parkposition
der Greiferwagen zum Aufladen der Akkumulatoren kann sich somit
nach einem Auskoppeln der Greiferwagen über eine Weiche auch außerhalb
der Bahn befinden.
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Nach
einer dritten Ausführungsform
der Erfindung erfolgt die Energiezufuhr für die Greiferwagen über permanenten
Schleifkontakt. Dabei entfallen Akkumulatoren, Leiterschleife und Übertragungseinrichtungen
der Greiferwagen. Diese Ausführungsform
hat den Vorteil, dass die Greiferwagen sehr leicht sind und damit
eine hohe Dynamik aufweisen. Den Greiferwagen sind Motoren zugeordnet,
mit denen die Greiferwagen individuell angetrieben werden.
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Die
erfindungsgemäße Bogenfördervorrichtung,
welche umlaufende Greiferwagen umfasst, die unabhängig voneinander
auf einer Bahn angetrieben und an Führungsschienen geführt werden,
wird vorzugsweise im Ausleger von Druckmaschinen eingesetzt. Für den Transport
der Bogen umfassen die Greiferwagen Bogenfixierorgane. Die Greiferwagen übernehmen
die Bogen vom letzten Druckzylinder und befördern sie zum Auslegerstapel.
Bei der Bogenübernahme
können
die Greiferwagen mittels umlaufenden Mitnehmerelementen zwangsgeführt werden,
um eine exakte Übernahme
der Bogen zu garantieren. Dabei wirken die umlaufenden Mitnehmerelemente
des letzten Druckzylinders mit dem, den Bogen übernehmenden Greiferwagen zusammen. Die
Greiferwagen werden so im Bereich der Bogenübernahme zwangsgeführt, was
die Passerhaltigkeit bei der Bogenübernahme sicherstellt.
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Die
Erfindung soll an mehreren Ausführungsbeispielen
näher erläutert werden.
Die dazugehörigen
Zeichnungen stellen dar:
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1:
Bogendruckmaschine mit der dem Ausleger zugeordneten erfindungsgemäßen Bogenfördervorrichtung
und mehreren Greiferwagen,
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2:
Schematische Darstellung eines an zwei Führungsschienen geführten Greiferwagens
mit einem Motor,
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3:
Bogendruckmaschine mit der dem Ausleger zugeordneten erfindungsgemäßen Bogenfördervorrichtung
und mehreren Greiferwagen, welche Akkumulatoren enthalten und einem
der Bogenfördervorrichtung
zugeordnetem Ladebereich zum Laden der Akkumulatoren.
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Wie
aus der 1 der ersten Ausführungsform
ersichtlich, enthält
eine Bogendruckmaschine einen Ausleger mit einer Bogenfördervorrichtung.
Die Bogenfördervorrichtung
fördert
die bedruckten Bogen 18 mit Hilfe von Greiferwagen 1 vom
letzten Druckzylinder 16 zum Auslegerstapel 17,
um sie dort für
die Ablage freizugeben. Transportiert werden die Bogen 18 an
nicht dargestellten Bogenfixierorganen der Greiferwagen 1.
Als Bogenfixierorgane können Klemmgreifer
oder Sauggreifer eingesetzt werden. Die Greiferwagen 1 werden
an Führungsschienen 2 auf
einer geschlossenen Bahn geführt.
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In 2 wird
die schematische Darstellung eines Greiferwagens 1 gezeigt.
Zu sehen ist ein Greiferwagen 1, der seitlich an zwei Führungsschienen 2 über ein
Schienenrad 12 und ein Zahnrad 10 angreift. Das
Zahnrad 10 wirkt mit einer Zahnstange 9 zusammen.
Der Greiferwagen 1 wird an den zwei Führungsschienen 2 geführt und
von einem Motor 3 über
das Zahnrad 10 angetrieben. Vorteilhafterweise wird nur ein
Motor 3 verwendet und dessen erzeugtes Moment über die Übertragungswelle 14 auf
zwei Zahnräder 10 (nur
das linksseitige dargestellt) beidseitig des Greiferwagens 1 übertragen.
Auf Grund des beidseitigen Antriebes kann der Greiferwagen 1 während der
Bewegung auf der Bahn nicht verkanten. In einer Weiterbildung der
Erfindung kann der Greiferwagen 1 auch von mehreren Motoren 3 angetrieben werden.
Jedem Motor 3 ist dabei nur ein Zahnrad 10 zugeordnet.
Bei mehreren Motoren 3 können diese einzeln angesteuert
werden. Durch diese separate Ansteuerung der Motoren 3 ist
eine Schrägregisterkorrektur
der von den Greiferwagen 1 gehaltenen Bogen 18 somit
jederzeit möglich.
Der Antrieb kann ebenfalls über
Reibräder
erfolgen.
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Eine
in 2 dargestellte Leiterschleife 4 ist zur
Energieversorgung des Greiferwagenantriebes entlang der von den
Greiferwagen 1 verfahrbaren Bahn angeordnet. Diese Leiterschleife 4 besteht
aus mindestens einem Hin- und einem Rückleiter und verläuft parallel
zu den Führungsschienen 2.
Im Bereich und zwischen dem Hin- und dem Rückleiter befindet sich eine Übertragungseinrichtung 11 des
Greiferwagens 1. Die Energie wird von der Leiterschleife 4 über das
elektromagnetische Induktionsprinzip an die Übertragungseinrichtung 11 berührungslos übertragen.
Im Bereich der Leiterschleife 4, insbesondere zwischen
der Leiterschleife 4 und der Übertragungseinrichtung 11 sollten
keine metallischen oder magnetisierbaren Werkstoffe angeordnet sein,
da diese das elektromagnetische Feld der Leiterschleife 4 beeinflussen.
Die Leiterschleife 4 kann aus mehreren Drähten bestehen,
die zusammen je einen oder mehrere Hin- bzw. Rückleiter bilden. Die Anordnung
einer Leiterschleife 4 kann auch an anderer Position erfolgen,
muss aber einen minimalen Abstand zur Übertragungseinrichtung 11 sicherstellen.
Es ist dabei keine Bedingung, dass die Leiterschleife 4 zwischen den
Führungsschienen 2 liegt.
In einer Weiterbildung der Erfindung sind mehrere Leiterschleifen 4 vorgesehen,
die auch beidseitig des Greiferwagens 1 angeordnet sein
können.
Bei mehreren Leiterschleifen 4, die an verschiedenen Positionen
angebracht sind, sind mehrere Übertragungseinrichtungen 11 am Greiferwagen 1 nötig. Über diese
Leiterschleifen 4 kann ein einzelner Motor 3 versorgt
werden oder es kann jede Leiterschleife 4 einen Motor 3 versorgen. In
einer anderen Ausführungsform
der Erfindung sind die Führungsschienen 2 oberhalb,
etwa mittig der Greiferwagen 1 angeordnet.
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Die
dem Greiferwagen 1 zugeordnete Übertragungseinrichtung 11 ist
derart um die Leiterschleife 4 angeordnet, dass sie den
Hin- und den Rückleiter
an jeweils drei Seiten berührungslos
umschließt. Diese Übertragungseinrichtung 11 ist
mit minimalem Abstand zu der Leiterschleife 4 angeordnet,
um möglichst
weit im elektromagnetischen Feld der Leiterschleife 4 zu
liegen und somit eine möglichst
effektive Energieübertragung
zu erreichen. Über
die Leiterschleife 4 wird die für den Greiferwagenantrieb benötigte Energie
als Wechselspannung von 25 kHz an die Übertragungseinrichtung 11 nach
dem Trafoprinzip übertragen.
Es können
auch andere Frequenzen für
die Energieübertragung
benutzt werden. Die Frequenz wird von einem nicht dargestellten
Frequenzumrichter erzeugt und über
die Leiterschleifenkontakte 15 der Leiterschleife 4 zugeführt. Nach
dem Trafo-Prinzip stellt somit die Leiterschleife 4 die
Primärseite
und die Übertragungseinrichtung 11 die
Sekundärseite
des Trafos dar. Am Greiferwagen 1 wird die in der Übertragungseinrichtung 11 induzierte Wechselspannung
durch eine Stelleinheit 8 transformiert und über Leitungen 7 dem
Motor 3 zugeführt. Für die Kompensation
des durch die Leiterschleife 4 entstehenden induktiven
Blindwiderstandes sind Kompensationskondensatoren vorgesehen. Diese Kompensationskondensatoren
sind der Induktivität der
Leiterschleife 4 angepasst.
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Über einen
in der Stelleinheit 8 befindlichen Gleichrichter wird die
in der Übertragungseinrichtung 11 induzierte
Wechselspannung gleichgerichtet und dem als Gleichstrommotor konzipierten
Motor 3 zugeführt.
Der Motor 3 erzeugt aus der Gleichspannung eine Drehbewegung,
die über
ein Übertragungsglied 13 und
eine Übertragungswelle 14 auf
das Zahnrad 10 und ein weiteres nicht dargestelltes Zahnrad übertragen
wird. Zur Übertragung
der Bewegung kann auch ein Getriebe benutzt werden. Das Zahnrad 10 wirkt
mit einer an der Führungsschiene 2 befindlichen Zahnstange 9 zusammen
und treibt mit seiner Drehbewegung den Greiferwagen 1 entlang
der Führungsschienen 2 an.
Die Stelleinheit 8 stellt zusätzliche Energieversorgungen
für Sensoren
und/oder für Mittel
zur Übertragung
von Signalen bereit. Diese Sensoren können zur Detektion der Geschwindigkeit und/oder
der genauen Position der Greiferwagen 1 eingesetzt und
mit einer Steuereinheit 5 verbunden werden. Die Übertragung
der Signale kann kontaktlos über
die Leiterschleife 4, über
Funk oder per Schleifkontakt erfolgen. Über die Steuereinheit 5 können vorgegebene
Daten oder empfangene externe Signale verarbeitet werden und Steuersignale
für den
Motor 3 erzeugt werden. In einer anderen Ausführungsform
der Erfindung sind andere Motoren 3 vorgesehen. Je nach
verwendetem Motor 3 kann auch Wechselstrom oder Drehstrom über Umrichter der
Stelleinheit 8 für
einen Wechselstrom- oder Drehstrommotor erzeugt werden.
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Während der
Bewegung auf der Bahn sind die Greiferwagen 1 so gelagert,
dass bei ihrem Umlauf immer ein minimaler Abstand zwischen Übertragungseinrichtung 11 und
Leiterschleife 4 gewährleistet
ist. Die Greiferwagen 1 weisen selbst hemmende Bremsen
auf, um im Falle einer Havarie, z. B. Stromausfall, durch Bremsung
eine Kollision von mehreren Greiferwagen 1 zu verhindern.
Auf der Bahn steuert die Steuereinheit 5 die Bewegung der einzelnen
Greiferwagen 1 derart, dass die Geschwindigkeit der Greiferwagen 1 beim
Transport der Bogen 18 vom letzten Druckzylinder 16 zum
Auslegerstapel 17 (dargestellt in 1) verringert
wird. Wenn erforderlich können
die Greiferwagen 1 auch nach einem anderen Schema bewegt
werden. Dabei kann die Geschwindigkeit der Greiferwagen 1 auf
der Bahn gesteuert oder geregelt werden. Über die vorgesehenen Signalempfänger an
den Greiferwagen 1 können die
externen Signale zur Steuerung der Geschwindigkeit und der Bewegung
der Greiferwagen 1 jederzeit an jeden Greiferwagen 1 übermittelt
werden.
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In
der 3 der zweiten Ausführungsform der Erfindung wird
eine Druckmaschine dargestellt, die einen Ausleger mit der erfindungsgemäßen Bogenfördervorrichtung
aufweist. Die Bogenfördervorrichtung
umfasst mehrere Greiferwagen 1, denen jeweils ein Akkumulator
zugeordnet ist. An den Führungsschienen 2 geführt, bewegen
sich die Greiferwagen auf einer Bahn und fördern die bedruckten Bogen 18 vom
letzten Druckzylinder 16 zum Auslegerstapel 17.
Die den Greiferwagen 1 zugeordneten Motoren 3 treiben
die Greifer wagen 1, wie oben beschrieben auf der Bahn an.
In dieser Ausführungsform
entfällt
die Übertragungseinrichtung 11 des Greiferwagens 1 und
die Leiterschleife 4. Die für ihre Bewegung nötige Energie
wird den Motoren 3 über die
Akkumulatoren zur Verfügung
gestellt. Während der
Bewegung der Greiferwagen 1 wird die Energie verbraucht
und somit die Akkumulatoren entsprechend entladen. Die Bogenfördervorrichtung
weist einen Ladebereich 6 auf, in dem den Akkumulatoren Energie
zugeführt
wird. Für
diesen Aufladevorgang können
die Greiferwagen 1 entweder in eine Parkposition gebracht
werden oder es erfolgt ein Ladevorgang während der Greiferwagenbewegung
mittels Schleifkontakt im Ladebereich 6. Der Ladebereich 6 kann
sich an einer beliebigen Stelle der Bogenfördervorrichtung befinden, vorzugsweise
aber im Bereich des Greiferwagenrücklaufes, in dem sich die Greiferwagen 1 auf
dem Weg zur erneuten Bogenaufnahme befinden. Dabei kann der Ladebereich 6 in
mehrere partielle Bereiche der Bogenfördervorrichtung geteilt sein.
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Für einen
Ladevorgang der Akkumulatoren in einer Parkposition können die
Greiferwagen 1 an einer Stelle der Bogenfördervorrichtung
angehalten werden. Diese Parkposition kann nur in dem Bereich liegen,
in dem die Greiferwagen 1 keine Bogen 18 fixiert
haben. Es ist denkbar, die Greiferwagen 1 über Weichen
auszukoppeln und den Ladevorgang so in einer externen Parkposition
durchzuführen.
Ebenso ist es denkbar, bei einer vorhandenen Trocknerstrecke im
Ausleger, die Bahn der Greiferwagen 1 im Bereich dieser
Trocknerstrecke über
Weichen zu teilen. Bei einer so geteilten Bahn würden sich die Greiferwagen 1 parallel
zueinander bewegen, was zur Verringerung der Transportgeschwindigkeit
der Bogen 18 und somit zur erhöhten Trockenzeit der Bogen 18 führen würde. Eine
andere Anwendung könnte
ebenfalls durch den Einsatz von Weichen erreicht werden. Es kann
ein ausgekoppelter Greiferwagen 1 die Probebogenentnahme
vereinfachen, indem er den Probebogen aus der Bahn entfernt und
so außerhalb
der Bahn leicht zugänglich
macht. Die Steuersignale für die
Greiferwagen 1 können über Funk
an die Greiferwagen 1 übermittelt
werden, um eine individuelle Ansteuerung der Greiferwagen 1 zu
ermöglichen.
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In
der dritten Ausführungsform
der Erfindung werden die Greiferwagen 1 im ständigen Schleifkontakt
geführt. Über diesen
Schleifkontakt werden die Greiferwagen 1 mit Energie versorgt.
In dieser Ausführungsform
entfallen die Übertragungseinrichtung 11,
die Leiterschleife 4 und die Akkumulatoren. Über den
am Greiferwagen 1 befindlichen Motor 3 können die
Geiferwagen 1, wie oben beschrieben, unabhängig voneinander
bewegt werden. Über
den Schleifkontakt können
ebenfalls externe Signale übertragen werden.
Alternativ können
die Signale auch per Funk übertragen
werden. Es ist möglich,
die Greiferwagen 1 nur in dem Bereich der Bogenfördervorrichtung
mit Energie durch Schleifkontakt zu ver sorgen, in welchem die Greiferwagen 1 die
Bogen 18 fixiert haben. Nach dem Freigeben der Bogen 18 könnten die
Greiferwagen 1 durch ihre Trägheit einen Teil der Strecke zum
letzten Druckzylinder 16 ohne Energiezufuhr zurücklegen.
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Der
Antrieb der Greiferwagen 1 kann auch in dieser Ausführungsform
mit verschiedenen Motoren 3 konzipiert werden. Es besteht
die Möglichkeit
des Einsatzes verschiedener Motoren 3, wie Gleichstrommotor,
Wechselstrommotor oder Drehstrommotor. Entsprechend des eingesetzten
Motors 3 wandelt die Stelleinheit 8 die in der Übertragungseinrichtung 11 induzierte
Spannung durch Gleichrichter oder Wechselrichter um. Für Drehstrom
werden mehrere unabhängige
Leiterschleifen 4 benötigt.
Jeder Leiterschleife 4 wird dabei eine Übertragungseinheit 11 am Greiferwagen 1 zugeordnet.
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Es
ist auch eine Kombination der verschiedenen Ausführungsformen möglich. So
könnten
bei jeder Ausführungsform
extra am Greiferwagen 1 angebracht Akkumulatoren in besonders
Energie verbrauchenden Bereichen der Bogenfördervorrichtung zusätzliche
Energie bereitstellen. Die Akkumulatoren könnten, wie oben beschrieben,
bei Bedarf wieder aufgeladen werden.
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- 1
- Greiferwagen
- 2
- Führungsschienen
- 3
- Motor
- 4
- Leiterschleife
- 5
- Steuereinheit
- 6
- Ladebereich
- 7
- Leitungen
- 8
- Stelleinheit
- 9
- Zahnstange
- 10
- Zahnrad
- 11
- Übertragungseinrichtung
- 12
- Schienenrad
- 13
- Übertragungsglied
- 14
- Übertragungswelle
- 15
- Leiterschleifenkontakt
- 16
- Druckzylinder
- 17
- Auslegerstapel
- 18
- Bogen