-
Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Wendeeinheit mit Führungsvorrichtung
für flächige Substrate,
insbesondere für
zu bedruckende Bogen in einer Druckmaschine, mit über jeweils
zwei Umlenkrollen gelegten Riemen, die zwischen den Umlenkrollen
gemeinsam um einen gleichen Winkel geschränkt sind.
-
In
der Drucktechnik sind unterschiedliche Wendeeinheiten zum Wenden
eines zu bedruckenden Bogens bekannt. Aus der
EP 1 170 238 A2 , die hier
zur Vermeidung von Wiederholungen durch Bezugnahme aufgenommen wird,
ist eine Wendeeinheit für
dünne flächige Bogen
für Drucksubstrate
in einer drucktechnischen Maschine gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs
1 bekannt. Die Wendeeinheit besitzt über jeweils zwei Umlenkrollen
gelegte Riemen, die zwischen den Umlenkrollen gemeinsam um 180° geschränkt sind.
Diese Wendeeinheit ist so ausgestaltet, dass sich der Bogen und
die Riemen exakt in ihren Sollpositionen bewegen. Dies wird dadurch
erreicht, dass in Transportrichtung gesehen nach einem Schränkungsbereich
mindestens drei Führungsrollen
an den tragenden Trums der Riemen in alternierender Anordnung angebracht
sind, und dabei mindestens eine der Führungsrollen an mindestens einer
Seite einen Haltekragen aufweist.
-
Weiterhin
ist es bei einer Wendeeinheit des oben genannten Typs bekannt einen
dünnen
flächigen
Bogen mittels einer Leiteinrichtung, die den Bogen an mindestens
seiner Vorderkante (in Bewegungsrichtung des Bogens) führt, zu
stützen,
um ihn einfacher wenden zu können.
Dabei ist die Leiteinrichtung derart ausgebildet, dass sie die Vorderkante an
einer Hälfte
unterstützt
und anhebt, um ein Durchbiegen des Bogens zu vermeiden. Dies ist
insbesondere bei sehr biegsamen Bogen zweckmäßig, damit diese trotz ihrer
Neigung zur Durchbiegung sicher gewendet werden können. Die
bekannte Leiteinrichtung ist als durchgehende Leitschiene ausgebildet,
beispielsweise in Form eines stabilen Drahtes, der im Wesentlichen
schräg
zum Bewegungsverlauf des Bogens angeordnet ist. Der Draht beschreibt
eine gebogene Führungskante,
wobei die Biegung zum Ausstreichen eines Curls des Bogens dient.
-
Wenn
der zu wendende Bogen sehr steif ist, kann es bei einer solchen
Wendeeinheit zu einer starken Reibung zwischen Bogen und Leitschiene kommen,
wenn die Vorderkante des Bogens auf die Leitschiene trifft und durch
diese ausgelenkt werden soll. Als Folge der hohen Bogensteifigkeit
entsteht eine hohe Reibung zwischen Bogen und Leitschiene, während der
Bogen die Wendeeinheit durchläuft
und sich entlang der Leitschiene bewegt. Diese Reibung steht der
durch die Riemen angelegten Transportkraft entgegen, was zu einer
Verlangsamung der Bogenbewegung oder zum Stoppen der Bogen führen kann.
Dies kann wiederum zum Stillstand der ganzen Druckmaschine führen.
-
Der
vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, flächige Substrate
unterschiedlicher Steifigkeit, insbesondere in einer Druckmaschine
unter Gewährleistung
der Einhaltung von Transportzeiten sicher und zuverlässig zu
wenden.
-
Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine
Wendeeinheit für
flächige
Substrate, insbesondere für
zu bedruckende Bogen in einer Druckmaschine gemäß Anspruch 1 gelöst. Die
Wendeeinheit besitzt zwei Riemen, die jeweils um zwei Umlenkrollen
gelegt und zwischen den Umlenkrollen gemeinsam um gleiche Winkel
geschränkt
sind. Wenigstens eine Führungseinrichtung,
die wenigstens eine Kante des Bogens während einer Wendung kontaktiert
und führt,
ist vorgesehen. Die Führungseinrichtung
weist wenigstens ein Führungselement
auf, das entlang einer Führungsrichtung
drehbar ist. Durch die Drehbarkeit des wenigstens einen Führungselements
wird die Reibung zwischen Bogen und Wendekante erheblich reduziert,
wenn der Bogen auf das Führungselement
auftrifft. Dadurch wird ein Transportkraftverlust erheblich reduziert.
Diese Reduzierung der Reibung und somit eines Transportkraftver lustes
ermöglicht
ein Wenden von sehr steifen Bogen ohne die Transportgeschwindigkeit
der Wendeeinheit zu beeinträchtigen
oder die Wendeeinheit gar zum Stoppen zu bringen.
-
Bei
einer Ausführungsform
ist eine Vielzahl von in Führungsrichtung
drehbaren Führungselementen
vorgesehen, die entlang einer Geraden angeordnet sein können. Während die
geschränkten Riemen
eine Transportrichtung des Bogens definieren, definiert das wenigstens
eine drehbare Führungselement
vorzugsweise eine sich schräg
hierzu erstreckende Führungsrichtung.
-
Vorzugsweise
sind die Führungselemente Rollen,
wobei wenigstens zwei benachbarte Gruppen von Rollen vorgesehen
sein können,
die in Führungsrichtung
versetzt zueinander angeordnet sind. Durch das Vorsehen von wenigstens
zwei benachbarten und versetzt zueinander angeordneten Gruppen von Rollen
werden Vertiefungen zwischen den Rollen vermindert und mögliche Einzugspunkte
für den
Bogen zwischen den Rollen vermieden.
-
In
einer weiteren Ausführungsform
ist das wenigstens eine drehbare Führungselement ein flexibler
Riemen, der über
wenigstens zwei drehbare Rollen gespannt ist. Hierdurch lässt sich
auf besonders einfache Art und Weise eine in Führungsrichtung bewegbare Führungsfläche erreichen
und der Aufbau des Führungselements
wird stark vereinfacht, da nur zwei drehbare Rollen und ein Riemen benötigt werden.
Eine kostengünstigere
Realisierung des drehbaren Führungselements
kann somit erzielt werden. Durch die Flexibilität des Riemens können ferner
Auftreffkräfte
der Vorderkante des Substrats verringert werden.
-
Für einen
einfachen Aufbau der Wendeeinheit ist das wenigstens eine Führungselement
der Wendeeinheit frei drehbar gelagert.
-
Bei
einer anderen Ausführungsform
ist das wenigstens eine drehbare Führungselement mit einem Antriebsmechanismus
zur Drehung desselben verbunden, wobei die Drehgeschwindigkeit des
Führungselements
vorzugsweise durch eine Steuereinrichtung steuerbar ist und in Abhängigkeit
zur Drehgeschwindigkeit der geschränkten Riemen gesteuert wird.
Hierdurch lässt
sich eine gute Synchronisation der Bewegung des Bogens und der Drehung
des Führungselements
erreichen. Weiterhin kann durch das Vorsehen eines Antriebsmechanismus
für das drehbare
Führungselement
die Reibung beim Zeitpunkt des Auftreffens des Bogens auf das drehbare Führungselement
noch weiter reduziert werden, wie für den Fachmann zu erkennen
ist.
-
Bei
einer besonders bevorzugten Ausführungsform
besitzt die Wendeeinheit wenigstens ein weiteres Führungselement,
das in Bewegungsrichtung des Bogens vor dem wenigstens einen Führungselement
angeordnet und aus einem Bewegungspfad eines Bogens heraus bewegbar
ist, um einen Kontakt mit dem wenigstens einen Führungselement freizugeben.
Dieses Führungselement
kann schwenkbar gelagert sein und kann durch einen Kontakt mit einem
Bogen aus dem Bewegungspfad desselben heraus bewegbar sein und zwar
dann, wenn eine durch einen Bogen erzeugte Druckkraft oberhalb eines
Schwellenwertes liegt. Das weitere Führungselement kann so ausgestaltet
sein, dass es einen gebogenen Führungspfad
definiert. Der Vorteil eines schwenkbaren Führungselements in dieser Ausgestaltung
ist, dass die Wendeeinheit dynamisch auf verschiedene Steifigkeiten
der Bogen reagieren kann. Wenn ein Bogen mit einer hohen Steifigkeit
gewendet werden soll, dann kann das weitere schwenkbare Führungselement
von dem Bogen mit hoher Steifigkeit nach hinten gedrückt werden,
so dass der Bogen mit dem wenigstens einen drehbaren Führungselement
in Kontakt tritt und durch die drehbare Führungseinrichtung des wenigstens
einen Führungselements
eine geringere Reibung entsteht. Wenn Bogen mit geringer Steifigkeit
gewendet werden sollen, dann ist es vorteilhaft die Möglichkeit
vorzusehen, diese über
das schwenkbare weitere Führungselement
zu wenden, da die Vorderkanten von Bogen mit geringer Steifigkeit
sich in den Vertiefungen der drehbaren Führungselemente, wenn diese als
Rollen ausgestaltet sind, verfangen könnten. Durch die geringe Steifigkeit
der Bogen wird das schwenkbare Führungselement
nicht geschwenkt und verhindert somit das Auftreffen des Bogens
auf das drehbare Führungselement.
Eine Biegung des weiteren Führungsele ments
kann beispielsweise dazu dienen, einen Curl eines Bogens mit geringer Steifigkeit
auszustreichen. Daher kann es aufgrund von Eigenschaften von Bogen
mit geringer Steifigkeit (wie z. B. empfindliche Schnittkanten,
Curl) und den Einschränkungen
in der Gestaltung und Anordnung des wenigstens einen drehbaren Führungselements auf
einer ortsfesten Führungskante
zweckmäßig sein,
zwei selektiv einsetzbare Führungselemente vorzusehen.
-
Vorzugsweise
ist das weitere Führungselement
in den Bewegungspfad eines Bogens hinein vorgespannt. Dabei wird
die Vorspannung vorzugsweise durch Schwerkraftwirkung, aktiv durch
ein Vorspannelement oder durch eine Steuereinheit zum Verändern der
Vorspannung anhand einer bekannten Charakteristik des Bogens vorgesehen.
-
Die
Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnungen näher erläutert:
-
1 zeigt
eine Wendeeinheit für
flächige Substrate
in perspektivischer Ansicht;
-
2 zeigt
eine Draufsicht auf eine Führungseinrichtung
für eine
Wendeeinheit gemäß 1;
-
3 zeigt
eine Seitenansicht der Führungseinrichtung
gemäß 2;
und
-
4 zeigt
eine Draufsicht auf eine alternative Führungseinrichtung für eine Wendeeinheit
gemäß 1.
-
1 zeigt
eine Wendeeinheit 1 in perspektivischer Ansicht. Die Wendeeinheit 1 weist
vier Umlenkrollen 3–6 auf,
die jeweils paarweise derart angeordnet sind, dass ihre radialen
Umfangsflächen
mit einem geringen Spalt dazwischen zueinander weisen. Ein erstes
Umlenkrollenpaar wird durch die übereinander
angeordneten Umlenkrollen 3 und 5 und ein zweites
Umlenkrollenpaar wird durch die übereinander
angeordneten Umlenkrollen 4 und 6 gebildet. Ein
erster Riemen 7 ist über
die obere Umlenkrolle 3 des ersten Paares und die untere
Umlenkrolle 4 des zweiten Paares gelegt. Ein zweiter Riemen 8 ist über die
untere Umlenkrolle 5 des ersten Paares und über die
obere Umlenkrolle 6 des zweiten Paares gelegt. Der Riemen 7 weist
ein Trum 7' und ein
Trum 7'' auf.
-
Der
Riemen 8 weist ein Trum 8' und ein Trum 8'' auf. Die Riemen 7 und 8 sind
derart geschränkt, dass
sich vor einem Schränkungsbereich 10 das Trum 7' oberhalb des
Trums 8' und
nach dem Schränkungsbereich 10 das
Trum 7' unterhalb
des Trums 8' liegt.
-
Weiterhin
weist die Wendeeinheit 1 eine Führungseinrichtung 30 auf.
Die Führungseinrichtung 30 wird
nachstehend mit Bezug auf die 2 und 3 näher erläutert. Die
Führungseinrichtung 30 besitzt
einen Hauptkörper 32,
eine erste Führungsanordnung 34 und
eine zweite Führungsanordnung 36.
Der Hauptkörper 32 dient
zur Befestigung der Führungsanordnungen 34, 36 und
definiert im Wesentlichen eine ebene Oberfläche, die als Auflage für einen
zu transportierenden Bogen dient, wie nachfolgend noch beschrieben
wird. Des Weiteren besitzt die Führungseinrichtung 30 eine
Längsachse 42,
wie in 2 gezeigt ist. Ein durch die Wendeeinheit gewendeter
Bogen wird entlang der Längsachse 42 von
rechts nach links (gem. 2) gefördert, wie durch den Pfeil
A angedeutet ist.
-
Die
erste Führungsanordnung 34 besitzt eine
Vielzahl von drehbaren Führungsrollen 38,
die gemeinsam eine Führungskante 40 definieren.
Die Vielzahl von drehbaren Führungsrollen 38 ist
dabei in zwei Ebenen angeordnet, wobei die drehbaren Führungsrollen 38 in
der oberen Ebene versetzt zu den drehbaren Führungsrollen 38 der
unteren Ebene angeordnet sind. Die Führungskante 40 erstreckt
sich unter einem Winkel von 30° bis
60°, vorzugsweise von
ungefähr
45° zur
ebenen Oberfläche
des Hauptkörpers 32.
Dabei fällt
die Führungskante
von einem Randbereich des Hauptkörpers 32 in
Richtung zur Längsachse 42 von
der Höhe
der ebenen Oberfläche nach
unten ab. Die Führungskante 40 erstreckt
sich ebenso unter einem Winkel zur Längsachse 42, der ungefähr 30° bis 60°, vorzugsweise
von ungefähr
45° beträgt. Somit
definiert die Führungskante 40 eine schräge Führungsrichtung,
die ausgehend von der Längsachse 42 unterhalb
der ebenen Oberfläche zum
Randbereich auf die Höhe
der ebenen Oberfläche
ansteigt. Ferner liegt die Führungskante 40 im Bereich
der Längsachse 42 in
Bewegungsrichtung eines Bogens 2 vor der Führungskante
im Randbereich.
-
Die
schwenkbare zweite Führungsanordnung 36 besitzt
ein schwenkbares Führungselement 44,
das an zwei Befestigungspositionen 46 und 48 schwenkbar
befestigt ist. Das schwenkbare Führungselement 44 ist
gebogen ausgestaltet und ist so angeordnet, dass es in Bewegungsrichtung
eines Bogens vor der Führungskante 40 liegt.
Dabei erstreckt sich das schwenkbare Führungselement 44 von
der Befestigungsposition 46 bis zur Biegung unter einem
Winkel, vorzugsweise jedoch parallel zur Führungskante 40. Das
schwenkbare Führungselement 44 ist
derart gehalten, dass es sich bei einer Schwenkung in Bewegungsrichtung
eines Bogens 2 hinter die Führungskante 40 bewegt
und die Führungskante 40 dadurch
zum Kontakt mit einer Vorderkante des Bogens 2 freigibt.
-
In
der 1 ist die Führungseinrichtung 30 nur
schematisch dargestellt. Sie ist derart in der Wendeeinheit 1 angeordnet,
dass sich die ebene Oberfläche
der Führungseinrichtung 30 parallel
zu der von den Mittelachsen der oberen Umlenkrollen 3, 6 aufgespannten
Ebene ist. Die ebene Oberfläche
liegt auf der Höhe
des Spalts zwischen den Umlenkrollen 4, 6. Weiterhin
ist die Führungseinrichtung 30 derart
angeordnet, dass die Längsachse 42 der
Führungseinrichtung 30 senkrecht
zu den Mittelachsen der Umlenkrollen 4 und 6 verläuft und,
dass ein im Schränkungsbereich 10 um
90° gewendeter
Bogen 2 längs der
Längsachse 42 auf
die Führungsanordnungen 36 und 38 treffen
kann. Aus Gründen
der Klarheit ist die Befestigung der Führungseinrichtung 30 weggelassen.
Wesentlich ist, dass die Führungseinrichtung 30 so
befestigt ist, dass jegliche Befestigungselemente außerhalb
eines Wendebereichs eines Bogens 2 liegen.
-
4 zeigt
eine alternative Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Führungseinrichtung 30.
In 4 werden die gleichen Bezugszeichen wie zuvor
verwendet, um gleiche oder ähnliche
Elemente zu bezeichnen. Diese Ausführungsform gleicht der zuvor
beschriebenen mit Ausnahme der ersten Führungsanordnung 34.
Die erste Führungsanordnung 34 besitzt
einen flexiblen Riemen 52, der über zwei drehbare Umlenkrollen 54 und 56 gespannt
ist.
-
Weiterhin
weist die Führungsanordnung 34 einen
Motor 58 auf, der an dem Hauptkörper 32 befestigt
ist. Der Motor 58 ist mit den Umlenkrollen 54 und 56 verbunden,
um diese zu drehen. Der Motor 58 ist dabei so an dem Hauptkörper 32 angebracht,
dass er außerhalb
eines Bewegungsbereichs eines Bogens 2 liegt. Alternativ
könnte
der Motor auch nur mit einer der Rollen verbunden sein, um diese
anzutreiben, während
die andere über
den Riemen 52 angetrieben würde. Auch ist es möglich, zwischen
den Rollen 54, 56 noch weitere Führungsrollen
vorzusehen, um den Riemen 52 auch zwischen seinen Umlenkpunkten
zu führen
und zu stützen.
-
Nachstehend
wird anhand der Figuren die Funktion der Wendeeinheit 1 beschrieben.
Ein Bogen 2 wird in Richtung des Pfeils 9 der
Wendeeinheit 1 zugeführt.
Der Transport und die Wendung erfolgen mittels der Riemen 7 und 8,
wobei der Bogen 2 zwischen den Trums 7' und 8' in Richtung
des Pfeils 9 transportiert wird. Durch die Schränkung der
Riemen 7 und 8 wird der zwischen den Trums 7' und 8' gehaltene Bogen 2 um
180° gewendet,
so dass nach der Wendung die beiden äußeren Ränder 16, 16' (siehe 1)
vertauscht sind, und sich die vorherige Unterseite oben befindet.
Durch die perspektivische Darstellung, die in 1 gezeigt
ist, ist sichtbar, wie sich die Wendung eines Bogens 2 in
Richtung der Pfeile 17 vollzieht. Dabei bewegt sich (bezogen
auf die Blattebene) zu Beginn der Wendung der hintere äußere Rand 16' (auf der Seite 15)
nach oben und vorne, also zum Zenit, und der vordere äußere Rand 16 bewegt
sich im Schränkungsbereich 10 nach
unten und hinten. Danach bewegt sich der obere äußere Rand 16' nach vorne
und unten, und der untere äußere Rand 16 nach
hinten und oben, so dass am Ende der Wendeeinheit 1 der
vormals hintere äußere Rand 16' vorne liegt,
und der ehemals vordere äußere Rand 16 hinten
liegt. Der Bogen führt
somit eine seitliche Kippbewegung um 180° durch, während er sich durch den Schränkungsbereich
bewegt und wird dabei gewendet.
-
Zur
Unterstützung
dieser Wendung dient die Führungseinrichtung 30.
Diese Führungseinrichtung 30 dient
insbesondere der Führung
einer Vorderkante des Bogens 2, während des zweiten Abschnitts
der Wendung, um die Bewe gung des Randes 16 nach hinten
und oben zu unterstützen.
Leichte Bogen 2 mit geringer Steifigkeit werden dabei von
dem schwenkbaren Führungselement 44 geführt, der
die Vorderkante des Bogens zum äußeren Rand 16 hin
nach oben führt
und somit bei der Wendung unterstützt. Die gebogene Form kann
dabei ein Ausstreichen eines Curls des Bogens 2 im Bereich
des äußeren Rands 16 bewirken.
-
Falls
ein Bogen 2 mit hoher Steifigkeit in der Wendeeinheit 1 transportiert
wird, wird das schwenkbare Führungselement 44,
wie in 2 durch Pfeil 49 gezeigt, durch die Vorderkante
des Bogens 2 nach hinten gedrückt und hinter die Führungskante 40 geschwenkt.
Die Vorderkante des Bogens trifft dann auf die Führungskante 40, die
nun beginnt sich in Führungsrichtung
zu bewegen.
-
Wenn
die Führungskante,
wie in den 2 und 3 dargestellt
ist, durch eine Vielzahl von Rollen 38 gebildet wird, beginnt
jede der Rollen 38 sich beim Kontakt mit der Vorderkante
des Bogens 2 in Führungsrichtung
zu drehen. In Folge der schrägen Anordnung
der Führungskante 40 wird
die Vorderkante des Bogens 2 bei seiner Bewegung in Richtung des
Pfeils A gemäß 2 in
Richtung des äußeren Rands 16 hin
angehoben, und zwar auf ungefähr
die Höhe
der ebenen Oberfläche
des Hauptkörpers 32. Dabei
werden die einzelnen Rollen jeweils durch Kontakt mit der Vorderkante
des Bogens 2 in Drehung versetzt.
-
Wenn
der äußere Rand 16 auf
ungefähr
die Höhe
der ebenen Oberfläche
des Hauptkörpers 32 angehoben
ist, dann ist die Wendung im Wesentlichen beendet, und der Bogen
wird in Richtung des Pfeils A gemäß 2 aus der
Wendeeinheit heraustransportiert.
-
Wenn
die erste Führungsanordnung 34 wie in 4 gezeigt,
ausgeführt
ist, dann wird der flexible Riemen 52 über den Motor 58 und
die drehbaren Umlenkrollen 54 und 56 mit konstanter
Geschwindigkeit angetrieben, die auf die Fördergeschwindigkeit eines Bogens 2 durch
die Wendeeinheit hindurch abgestimmt ist. Insbesondere ist die Geschwindigkeit
des Riemens 52 so aus gewählt, dass eine Vorderkante des
Bogens 2, wenn sie auf den Riemen 52 trifft, im Wesentlichen
ohne Reibung zwischen der Vorderkante und dem Riemen 52 in
Richtung des äußeren Rands 16 hin
nach oben geführt
und angehoben wird. Diese Abstimmung zwischen der Geschwindigkeit
des Riemens 52 und der Fördergeschwindigkeit eines Bogens 2 kann über eine
nicht dargestellte Steuereinheit zum Steuern des Motors 58 erfolgen. Anstatt
des Motors 58 zur Drehung der Umlenkrollen 54, 56 ist
es auch möglich,
eine mechanische Kraftübertragungsvorrichtung
vorzusehen, die eine Drehung einer der Umlenkrollen 4, 6 auf
eine der Umlenkrollen 54, 56 überträgt. Hierdurch ließe sich
auch auf eine einfach Weise das oben genannte Geschwindigkeitsverhältnis einstellen.
-
Obwohl
in 4 ein Antriebsmotor 58 zum Antrieb der
Umlenkrollen 54, 56 vorgesehen ist, kann dieser
auch entfallen und die Führungsrollen 54, 56 könnten frei
drehbar sein. Wenn in diesem Fall die Vorderkante eines Bogens auf
den Riemen auftrifft, dann würde
dieser sich automatisch in Führungsrichtung
bewegen und wiederum die Vorderkante zum äußeren Rand 16 hin
schräg
nach oben führen.