-
Die
Erfindung betrifft eine Bedruckstoffleiteinrichtung einer Verarbeitungsmaschine
gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 bzw. 12.
Weiterhin betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Betreiben einer
Bedruckstoffleiteinrichtung gemäß dem Oberbegriff
des Anspruchs 10 bzw. 16.
-
In
einer einen Bedruckstoff verarbeitenden Verarbeitungsmaschine, wie
z. B. in einer Bogendruckmaschine, muss der Bedruckstoff möglichst
berührungslos zwischen den einzelnen Aggregaten, insbesondere
zwischen einzelnen Druckwerken, der Druckmaschine transportiert
werden, damit auf die Bedruckstoffoberfläche des Bedruckstoffs
bedruckte Druckbilder bzw. Sujets nicht beschädigt werden. Hierzu
dienen sogenannte Bedruckstoffleiteinrichtungen der den Bedruckstoff
verarbeitenden Verarbeitungsmaschine.
-
Aus
der
EP 0 156 173 ist
eine Bedruckstoffleiteinrichtung einer Verarbeitungsmaschine bekannt,
bei welcher in eine Leitfläche der Bedruckstoffleiteinrichtung
Düsen integriert sind, durch die Luft auf den zu transportierenden
Bedruckstoff geblasen werden kann. Hierdurch kann der zu transportierende
Bedruckstoff in gewissem Umfang in der Schwebe gehalten werden,
sodass der Bedruckstoff beim Transport die Leitfläche der
Bedruckstoffleiteinrichtung nicht berührt. In der Praxis
hat sich jedoch gezeigt, dass mit solchen Bedruckstoffleiteinrichtungen, die
Luft auf den zu transportierenden Bedruckstoff blasen, ein berührungsloser
Transport des Bedruckstoffs nur unvollkommen möglich ist,
sodass der zu transportierende Bedruckstoff an der Leitfläche
der Leiteinrichtung anschlägt und somit das auf demselben
gedruckte Druckbild bzw. Sujet beschädigt wird.
-
Aus
der
DE 103 57 438
A1 ,
DE 103
57 439 A1 sowie
DE 10 2005 022 947 A1 sind Bedruckstoffleiteinrichtungen
einer Verarbeitungsmaschine bekannt, bei welchen die Leitfläche
für den Bedruckstoff mechanisch zu Schwingungen angeregt
wer den kann. Durch die mechanische Schwingungsanregung der Leitfläche
der Bedruckstoffleiteinrichtung kann der entlang der Leitfläche
zu transportierende Bedruckstoff ähnlich wie bei Bedruckstoffleiteinrichtungen,
bei denen auf den zu transportierenden Bedruckstoff Luft geblasen
wird, ohne Berührung mit der Leitfläche entlang
derselben transportiert werden. In der Praxis hat sich jedoch auch
bei Bedruckstoffleiteinrichtungen, deren Leitfläche mechanisch zu
Schwingungen angeregt wird, gezeigt, dass auch bei diesen Bedruckstoffleiteinrichtungen
der Bedruckstoff an der Leitfläche anschlagen kann und demnach
das auf die Bedruckstoffoberfläche desselben gedruckte
Druckbild bzw. Sujet beschädigt werden kann.
-
Hiervon
ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung das Problem zugrunde,
eine Bedruckstoffleiteinrichtung einer Verarbeitungsmaschine, deren Leitfläche
mechanisch zu Schwingungen angeregt wird, dahingehend zu verbessern,
dass ein Bedruckstoff entlang der Leitfläche der Bedruckstoffleiteinrichtung
ohne Berührung mit der Leitfläche transportiert
werden kann. Des Weiteren sollen entsprechende Verfahren zum Betreiben
einer Bedruckstoffleiteinrichtung bereitgestellt werden.
-
Dieses
Problem wird nach einem ersten Aspekt der Erfindung durch eine Bedruckstoffleiteinrichtung
gemäß Anspruch 1 bzw. durch ein Verfahren gemäß Anspruch
10 gelöst. Hiernach sind eine Frequenz und/oder eine Amplitude
der Schwingung der Leitfläche sowie ein Abstand zwischen
der Leitfläche und dem Bedruckstoff derart aufeinander
abgestimmt, dass der Bedruckstoff unter Ausnutzung eines pneumatischen
Quetschfilmschwebens entlang der Leitfläche ohne Berührung
derselben bewegbar ist, wobei der Abstand zwischen der Leitfläche
und dem Bedruckstoff deutlich kleiner ist als die halbe Wellenlänge
einer von der schwingenden Leitfläche emittierten Schallwelle.
-
Nach
dem ersten Aspekt der Erfindung sind die Frequenz und/oder die Amplitude
der Schwingung der Leitfläche sowie der Abstand zwischen
der Leitfläche und dem Bedruckstoff derart aufeinander abgestimmt,
dass sich ein pneumatisches Quetschfilmschweben für den
Bedruckstoff ausbildet, sodass der Bedruckstoff ent lang der Leitfläche
ohne Berührung der Leitfläche bewegt werden kann.
Der Erfindung liegt demnach die Erkenntnis zugrunde, dass unter
Ausnutzung eines pneumatischen Quetschfilmeffekts zwischen dem zu
transportierenden Bedruckstoff und der Leitfläche der Bedruckstoffleiteinrichtung
der Bedruckstoff ohne Berührung mit der Leitfläche
entlang derselben bewegt werden kann, wobei zur Ausbildung des pneumatischen
Quetschfilmeffekts die Frequenz und/oder die Amplitude der Schwingung
der Leitfläche sowie der Abstand zwischen der Leitfläche
und dem Bedruckstoff aufeinander abgestimmt sein müssen.
Zur Ausnutzung des pneumatischen Quetschfilmeffekts bzw. pneumatischen
Quetschfilmschwebens ist der Abstand zwischen der Leitfläche
und dem Bedruckstoff deutlich kleiner als die halbe Wellenlänge
einer von der schwingenden Leitfläche emittierten Schallwelle.
-
Nach
einem zweiten Aspekt der Erfindung wird dieses Problem durch eine
Bedruckstoffleiteinrichtung gemäß Anspruch 12
bzw. durch ein Verfahren gemäß Anspruch 16 gelöst.
Hiernach sind eine Wellenlänge der Schwingung der Leitfläche
sowie ein Abstand zwischen der Leitfläche und dem Bedruckstoff
derart aufeinander abgestimmt, dass der Abstand zwischen der Leitfläche
und dem Bedruckstoff einem ungeraden ganzzahligen Vielfachen der
halben Wellenlänge einer von der schwingenden Leitfläche
emittierten Schallwelle entspricht.
-
Nach
dem zweiten Aspekt der hier vorliegenden Erfindung sind zur Ausnutzung
einer Fernwirkungskraft der mechanischen Schwingung der Leitfläche
auf den Bedruckstoff die Wellenlänge der Schwingung der
Leitfläche und der Abstand zwischen der Leitfläche
und dem Bedruckstoff derart aufeinander abgestimmt, dass der Abstand
zwischen der Leitfläche und dem Bedruckstoff einem ungeraden
ganzzahligen Vielfachen der halben Wellenlänge einer von
der schwingenden Leitfläche emittierten Schallwelle entspricht.
-
Wenn
diese Bedingung erfüllt ist, ist der Strahlungsdruck auf
den Bedruckstoff maximal, sodass auch dann, wenn in Folge eines
zu großen Abstands zwischen dem Bedruckstoff und der Leitfläche der
pneumatische Quetschfilmeffekt nicht ausgenutzt werden kann, dennoch
ein effektiver Strahlungsdruck auf den Be druckstoff einwirken kann,
um eine Berührung desselben mit der Leitfläche
zu vermeiden bzw. eine Bewegung des Bedruckstoffs in Richtung auf
die Leitfläche zu vermeiden.
-
Bevorzugte
Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen
und der nachfolgenden Beschreibung. Ausführungsbeispiele der
Erfindung werden, ohne hierauf beschränkt zu sein, an Hand
der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigt:
-
1:
eine schematisierte Darstellung einer Bedruckstoffleiteinrichtung
einer Verarbeitungsmaschine zusammen mit einem Bedruckstoff;
-
2:
die Bedruckstoffleiteinrichtung der 1 mit einer
schwingenden Leitfläche unter Ausbildung stehender Schallwellen;
-
3:
die Bedruckstoffleiteinrichtung der 1 mit einer
schwingenden Leitfläche unter Ausbildung wandernder, quasistehender
Schallwellen;
-
4:
ein Diagramm zur Verdeutlichung eines ersten Wirkprinzips der Bedruckstoffleiteinrichtung.
-
1 zeigt
stark schematisiert eine Bedruckstoffleiteinrichtung 10 einer
einen Bedruckstoff verarbeitenden Verarbeitungsmaschine, wobei nachfolgend
davon ausgegangen werden soll, dass es sich bei der Verarbeitungsmaschine
um eine Druckbogen verarbeitende Bogendruckmaschine handelt. 1 zeigt
die Bedruckstoffleiteinrichtung 10 zusammen mit einem mit
Hilfe der Bedruckstoffleiteinrichtung 10 zu transportierenden
Druckbogen 11, wobei die Bedruckstoffleiteinrichtung 10 eine
Leitfläche 12 für den Druckbogen 11 aufweist.
-
Der
Leitfläche 12 sind im gezeigten Ausführungsbeispiel
zwei Aktuatoren 13 zugeordnet, mit Hilfe derer die Leitfläche 12 derart
mechanisch anregbar ist, dass die Leitfläche zumindest
abschnittsweise schwingt. Durch die Schwingung der Leitfläche 12 ist
der Druckbogen 11 entlang der Leitfläche derart transportierbar bzw.
bewegbar, dass der Druckbogen die Leitfläche nicht berührt.
Ein Abstand h zwischen der Leitfläche und dem Druckbogen
ist demnach stets größer Null.
-
Nach
einem ersten Aspekt der hier vorliegenden Erfindung sind eine Frequenz
und/oder eine Amplitude der Schwingung der Leitfläche 12 sowie
der Abstand h zwischen der Leitfläche 12 und dem
Abstand 11 derart aufeinander abgestimmt, dass der Bedruckstoff 11 unter
Ausnutzung eines pneumatischen Quetschfilmschwebens bzw. pneumatischen Quetschfilmeffekts
entlang der Leitfläche 12 ohne Berührung
derselben bewegbar ist, wobei hierzu der Abstand zwischen der Leitfläche 12 und
dem Bedruckstoff 11 deutlich kleiner ist als die halbe
Wellenlänge einer von der schwingenden Leitfläche 12 emittierten
Schallwelle. Vorzugsweise ist der Abstand zwischen der Leitfläche 12 und
dem Bedruckstoff 11 kleiner als das 0,1-fache der halben
Wellenlänge der von der schwingenden Leitfläche 12 emittierten Schallwelle.
-
4 verdeutlicht
die Wirkungszusammenhänge bei Ausnutzung des pneumatischen
Quetschfilmschwebens bzw. des pneumatischen Quetschfilmeffekts,
wobei in einem ersten Bereich 14 des Diagramms der 4 über
der Zeit t die schwingungsförmige Änderung des
Abstands h zwischen dem Druckbogen 11 und der Leitfläche 12 dargestellt
ist, wobei in einem zweiten Bereich 15 des Diagramms der 4 als
Funktion des Abstands h zwischen dem Druckbogen 11 und
der Leitfläche 12 der sich im Spalt zwischen dem
Druckbogen 11 und der Leitfläche 12 ausbildende
Druck p dargestellt ist, und wobei im Bereich 16 des Diagramms
der 4 der im Spalt zwischen dem Druckbogen 11 und
der Leitfläche 12 herrschende Druck p über
der Zeit t aufgetragen ist.
-
Infolge
der mechanischen Schwingung der Leitfläche 12 verändert
sich der Abstand h zwischen der Leitfläche 12 und
dem Druckbogen 11 zwischen einem minimalen Abstand hmin und einem maximalen Abstand hmax wobei h0 dem
Abstand zwischen dem Druckbogen 11 und der Leitfläche 12 bei
nicht schwingender Leitfläche 12 entspricht.
-
Bedingt
durch den sich verändernden Abstand h zwischen der Leitfläche 12 und
dem Druckbogen 11 wird die Luft im Spalt zwischen der Leitfläche 12 und
dem Druckbogen 11 zyklisch komprimiert und dekomprimiert,
wobei sich infolge dieses thermodynamischen Prozesses im Spalt zwischen
der Leitfläche 12 und dem Druckbogen 11 ein
mittlerer Druck pmittel ausbildet, der um
den Betrag Δp über dem Umgebungsdruck p0 liegt. Ein Ausgleich des gegenüber dem
Umgebungsdruck p0 erhöhten Drucks
pmittel im Spalt zwischen dem Druckbogen 11 und
der Leitfläche 12 wird durch die hohen Zähigkeitskräfte
der Luftströmung im Spalt verhindert. Der den pneumatischen
Quetschfilmeffekt bewirkende, über dem Umgebungsdruck p0 liegende mittlere Druck pmittel ist dann
wirksam, wenn der Abstand zwischen der Leitfläche 12 und
dem Druckbogen 11 deutlich kleiner ist als die halbe Wellenlänge
der von der schwingenden Leitfläche 12 emittierten
Schallwelle.
-
Die
Leitfläche 12 der Bedruckstoffleiteinrichtung 10 kann
mit einer beliebigen Frequenz betrieben werden. Die Leitfläche 12 kann
gerade oder gekrümmt konturiert sein. Bei einer gekrümmten
Konturierung der Leitfläche 12 muss der Druckbogen 11 die Form
der Leitfläche 12 mit kleinem Abstand senkrecht
zur Oberfläche der Leitfläche 12 annehmen können,
sodass sich der pneumatische Quetschfilmeffekt ausbilden kann.
-
Vorzugsweise
wird die Frequenz der Schwingung der Leitfläche 12 derart
gewählt, dass sich zwischen der Leitfläche 12 und
dem Bedruckstoff stehende Schallwellen ausbilden (siehe 2).
-
Hierzu
wird die Leitfläche 12 mit ihrer Eigenfrequenz
angeregt, wobei dann, wenn die Leitfläche 12 mit
ihrer Eigenfrequenz angeregt wird, an ihre Oberfläche quasistationäre,
homogene Verhältnisse herrschen, die auf den Transport
des Druckbogens 11 einen besonders positiven Einfluss haben.
-
Im
Unterschied hierzu ist es auch möglich, wie 3 zeigt,
dass die Leitfläche 12 mit einer Frequenz angeregt
wird, sodass sich zwischen der Leitfläche 12 und
dem Bedruckstoff wandernde, quasistehende Schallwellen ausbilden.
-
Dabei
können die quasistehenden Schallwellen sich in Bewegungsrichtung
des Druckbogens 11 oder entgegengesetzt zur Bewegungsrichtung des
Druckbogens 11 bewegen. Hierbei kann sich ein Schlupf mit
entsprechenden Kräften am zu transportierenden Druckbogen 11 ausbilden,
wodurch der Druckbogen 11 in seiner Transportrichtung entweder gespannt
oder entspannt wird. Dann, wenn die Transportgeschwindigkeit des
Druckbogens 11 der Wanderungsgeschwindigkeit der Schallwellen
entspricht, bleibt der Druckbogen 11 frei von Kräften durch
Schlupf.
-
Ebenso
ist es möglich, dass die Leitfläche 11 derart
zu Schwingungen angeregt ist, dass sich die wandernden, quasistehenden
Schallwellen senkrecht zur Transportrichtung des Druckbogens 11 bewegen
und dann quer zur Transportrichtung des Druckbogens 11 denselben
entweder spannen oder entspannen bzw. entweder straffen oder stauchen.
-
Beim
Transport des Druckbogens 11 entlang der Leitfläche 12 der
Bedruckstoffleiteinrichtung 10 unter Ausnutzung der pneumatischen
Quetschfilmschwebens bzw. des pneumatischen Quetschfilmeffekts kann
der Transport des Druckbogens 11 durch Greifer unterstützt
werden, die den zu transportierenden Druckbogen 11 z. B.
an seiner in Transportrichtung vorne liegenden Kanten erfassen und
demnach zwangsbewegt entlang der Leitfläche 12 bewegen.
-
Ebenfalls
ist es denkbar, dass auf den Einsatz von Greifern verzichtet wird,
und demnach der Druckbogen 11 entlang der Leitfläche 12 der
Bedruckstoffleiteinrichtung 10 nicht zwangsgeführt
sondern frei transportiert wird. Greifer finden vor allem dann Einsatz,
wenn ein Druckbogen zwischen zwei Druckwerken transportiert wird.
Im Bereich eines Anlegers wird auf Greifer hingegen verzichtet.
-
Weiterhin
ist es möglich, zusätzlich in die Leitfläche Öffnungen
bzw. Düsen zu integrieren, um durch die schwingende Leitfläche 12 zusätzlich
Luft auf den transportierenden Druckbogen 11 zu blasen.
-
In
diesem Fall wird dann das pneumatische Quetschfilmschweben durch
Blasluft unterstützt. Hierbei ist dann darauf zu achten,
dass in der Leitfläche 12 ausreichend große
Flächen ohne Düsen vorhanden sind, über
denen sich ein pneumatischer Quetschfilm ausbilden kann.
-
Die
Leitfläche 12 kann dann, wenn dieselben keine
Düsen für Blasluft aufweist, entweder als geschlossene
Fläche ausgebildet sein, oder aus mehreren voneinander
beabstandeten Leitflächensegmenten gebildet werden, die
entweder in Laufrichtung des Druckbogens oder senkrecht hierzu verlaufen.
Auch hierbei gilt wiederum, dass dann, wenn die Leitfläche 12 aus
mehreren voneinander beabstandeten Segmenten gebildet ist, dieselbe
eine ausreichende Fläche bereitstellen muss, sodass sich
der Quetschfilm ausbilden kann.
-
Im
gezeigten Ausführungsbeispiel sind der Leitfläche 12 zwei
Aktuatoren 13 zur mechanischen Schwingungsanregung der
Leitfläche 12 zugeordnet. Vorzugsweise finden
als Piezoaktoren ausgebildete Aktuatoren Verwendung. Vorzugsweise
finden mehrere kleinere Piezoaktoren in Form sogenannter Smartpads
oder eine Piezofolie Verwendung.
-
Mindestens
ein Aktuator zur Schwingungsanregung der Leitfläche 12 ist
einer dem Bedruckstoff zugewandten Seite der Leitfläche 12 zugeordnet.
Alternativ oder zusätzlich ist es möglich, dass
mindestens ein Aktuator zur Schwingungsanregung der Leitfläche 12 einer
dem Bedruckstoff bzw. Druckbogen 11 abgewandten Seite der
Leitfläche 12 zugeordnet ist. Dann, wenn die Aktuatoren
der den Druckbogen 11 zugewandten Seite der Leitfläche 12 zugeordnet sind,
sollen dieselben bündig mit der übrigen Oberfläche
der Leitfläche 12 abschließen, um eine
definierte Spaltbildung zwischen dem Druckbogen 11 und
der Leitfläche 12 zu erleichtern und einen Kontakt
der Druckbogen 11 an erhobenen Stellen der Leitfläche 12 zu
vermeiden.
-
Nach
einer vorteilhaften Weiterbildung der hier vorliegenden Erfindung
umfasst die Bedruckstoffleiteinrichtung eine Einrichtung zur Messung
des Abstands h zwischen der Leitfläche 12 und
dem Druckbogen 11 und damit zur Messung einer Abmessung
des Spalts zwischen der Leitfläche 12 und dem Bedruckstoff 11.
In diesem Fall verfügt die Bedruckstoffleiteinrichtung
weiterhin über eine Einrichtung, die abhängig
von dem gemessenen Abstand h zwischen der Leitfläche 12 und
dem Druckbogen 11 die Frequenz und/oder die Amplitude der
Schwingung der Leitfläche 12 regelt.
-
Über
die Amplitude kann hierbei ein Kompressionsfaktor im Spalt zwischen
Druckbogen 11 und Leitfläche 12 eingestellt
werden. Über die Frequenz können stehende Schallwellen
oder wandernde, quasistehende Schallwellen ausgebildet werden. Über
eine solche Regelung kann der Transport von Druckbogen entlang der
Bedruckstoffleiteinrichtung weiter verbessert werden.
-
Wie
bereits erwähnt, kann die Leitfläche 12 mit
beliebigen Frequenzen zur Schwingung angeregt werden. Bevorzugt
ist eine Schwingungsanregung im Ultraschallbereich.
-
Dann,
wenn der Abstand h zwischen der Leitfläche 12 und
dem Bedruckstoff 11 zur Ausnutzung des pneumatischen Quetschfilmeffekts
zu groß ist, sind nach einem zweiten Aspekt der hier vorliegenden
Erfindung eine Wellenlänge der Schwingung der Leitfläche 12 sowie
der Abstand h zwischen der Leitfläche 12 und dem
Bedruckstoff 11 derart aufeinander abgestimmt, dass der
Abstand h zwischen der Leitfläche 12 und dem Bedruckstoff 11 einem
ungeraden ganzzahligen Vielfachen der halben Wellenlänge
der von der schwingenden Leitfläche 12 emittierten
Schallwelle entspricht.
-
In
diesem Fall kann dann eine relevante Fernwirkungskraft auf den Bedruckstoff
bereitgestellt werden, da dann, wenn der Abstand h einem ungeraden
ganzzahligen Vielfachen der halben Wellenlänge der von
der schwingenden Leitfläche 12 emittierten Schallwelle
entspricht, ein Strahlungsdruck auf den Druckbogen 11 maximal
ist. In diesem Fall wird die Frequenz der Schwingung der Leitfläche 12 derart gewählt,
dass sich zwischen der Leitfläche 12 und dem Bedruckstoff
stehende Schallwellen ausbilden.
-
Auch
in diesem Fall kann eine Regelung der Frequenz und/oder der Amplitude
der Schwingung der Leitfläche 12 erfolgen.
-
Beim
Transport von Druckbogen mit Hilfe der erfindungsgemäßen
Bedruckstoffleiteinrichtung können auch beide Aspekte der
hier vorliegenden Erfindung miteinander kombiniert werden. Dann,
wenn die Druckbogen 11 einen relativ großen Abstand
von der schwingenden Leitfläche 12 der Bedruckstoffleiteinrichtung
aufweisen, übt dieselbe eine Fernwirkung auf die Druckbogen 11 aus,
um einen Kontakt der Druckbogen 11 mit der Leitfläche 12 zu
vermeiden bzw. eine Bewegung des Bedruckstoffs in Richtung aus die
Leitfläche abzubremsen. Verringert sich hingegen der Abstand
zwischen den Druckbogen 11 und der Leitfläche 12,
so wird nach dem ersten Aspekt der Erfindung der pneumatische Quetschfilmeffekt ausgenutzt.
-
- 10
- Bedruckstoffleiteinrichtung
- 11
- Druckbogen
- 12
- Leitfläche
- 13
- Aktuator
- 14
- Diagrammbereich
- 15
- Diagrammbereich
- 16
- Diagrammbereich
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste
der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert
erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information
des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen
Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt
keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
- - EP 0156173 [0003]
- - DE 10357438 A1 [0004]
- - DE 10357439 A1 [0004]
- - DE 102005022947 A1 [0004]