DE102007059507B4

DE102007059507B4 - Druckmaschine mit Walzensensor

Info

Publication number: DE102007059507B4
Application number: DE102007059507A
Authority: DE
Inventors: Gordon Whitelaw; Thomas Haecker; Wolfgang Brusdeilins
Original assignee: Fischer and Krecke GmbH and Co KG
Current assignee: Bobst Bielefeld GmbH
Priority date: 2007-12-11
Filing date: 2007-12-11
Publication date: 2012-01-26
Anticipated expiration: 2027-12-12
Also published as: CN101888930A; DE102007059507A1; EP2227396A1; CN101888930B; US20100313775A1; EP2227396B1; ATE553922T1; DK2227396T3; ES2383632T3; BRPI0821586A2; US8464638B2; WO2009074295A1

Abstract

Druckmaschine mit mindestens einem drehbar im Maschinengestell (52) gelagerten, auswechselbaren Zylinder (12) und einem beweglichen Lagerelement (18), das Teil eines Lagers (44) für einen der auswechselbaren Zylinder (12) ist, wobei an dem beweglichen Lagerelement (18) ein Sensorkopf (26, 28, 30) angeordnet ist, der zumindest in einer vorgegebenen Stellung des Lagerelements (18) in der Lage ist, Signale von einem Signalgeber (22, 24, 32) zu empfangen, der an einem der Zylinder (10, 12) der Druckmaschine angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Lagerelement (18), an dem der Sensorkopf (26, 28, 30) angeordnet ist, um eine durch das zugehörige Lager (44) definierte Achse drehbar ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Druckmaschine mit mindestens einem drehbar im Maschinengestell gelagerten, auswechselbaren Zylinder und einem beweglichen Lagerelement, das Teil eines Lagers für einen der auswechselbaren Zylinder ist.
Der Begriff ”Zylinder” wird hier als Oberbegriff für alle Zylinder und Walzen einer Rotationsdruckmaschine gebraucht und umfaßt somit neben Druckzylindern beispielsweise auch Rasterwalzen in einer Flexodruckmaschine.
In US 5 832 829 A wird eine Druckmaschine der oben genannten Art beschrieben, bei der ein Lager an einem Ende des auswechselbaren Zylinders axial von einem diesen Zylinder tragenden Dorn abgezogen und dann zur Seite bewegt werden kann, so daß sich der Zylinder axial von dem Dorn abziehen läßt. Auf entsprechende Weise kann anstelle des Zylinders selbst auch ein auf diesen aufgeschobenes Sleeve ausgewechselt werden.
In der europäischen Patentanmeldung EP 1 916 102 A1 wird eine Druckmaschine vorgeschlagen, in der an einem Zylinder ein Signalgeber angebracht ist, der mit Hilfe eines am Gestell der Druckmaschine angeordneten Sensorkopf abgetastet bzw. gelesen werden kann.
EP 0 226 554 A1 und EP 1 834 771 A2 beschreiben Druckmaschinen nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, bei denen jeweils ein Sensorkopf so an einem beweglichen Lagerelement angeordnet ist, daß er eine bestimmte Winkelstellung des Zylinders relativ zum Maschinengestell erfassen kann.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Druckmaschine schaffen, die es erlaubt, Informationen über den auswechselbaren Zylinder, beispielsweise Informationen, die für die Einstellung dieses Zylinders in der Druckmaschine relevant sind, auf einfache Weise von dem Zylinder selbst abzulesen, nachdem dieser in die Druckmaschine eingesetzt worden ist, und dabei eine gute und störungsfreie Signalübertragung zwischen dem Signalgeber und dem Sensorkopf sicherzustellen, ohne daß der Sensorkopf während des Betriebs der Druckmaschine, bei Einstellarbeiten für den betreffenden Zylinder, oder beim Auswechseln dieses Zylinders im Wege ist.
Diese Aufgabe wird bei einer Druckmaschine nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Lagerelement, an dem der Sensorkopf angeordnet ist, um eine durch das zugehörige Lager definierte Achse drehbar ist.
Bei dem Sensorkopf kann es sich beispielsweise um einen RFID-Leser handeln, wenn der Signalgeber am Zylinder ein RFID-Chip ist, auf dem beispielsweise Daten über die Geometrie des Zylinders gespeichert sind.
Bei dem Sensorkopf kann es sich Jedoch ebenso auch um einen Positionssensor handeln, wenn der Signalgeber am Zylinder eine Positionsmarke ist, die eine genaue Messung des Seitenregisters und/oder der aktuellen Winkelposition des Zylinders erlaubt.
Der Zylinder, dessen Signalgeber mit Hilfe des Sensorkopfes gelesen wird, muß nicht notwendigerweise in dem Lager gelagert sein, zu dem das den Sensorkopf tragende Lagerelement gehört, sondern es kann sich beispielsweise auch um einen dazu benachbarten Zylinder handeln.
Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
In einer vorteilhaften Ausführungsform ist dem beweglichen Lagerelement eine Positionsmeßeinrichtung zugeordnet, mit dem die Position dieses Lagerelements relativ zu einem Bauteil der Druckmaschine gemessen werden kann, an der dieses Lagerelement beweglich gehalten ist. Bei dem genannten Bauteil kann es sich beispielsweise um einen Lagerbock handeln, der zum Anstellen des Druckzylinders gegen einen Zentralzylinder bzw. zum Anstellen einer Rasterwalze gegen den Druckzylinder relativ zum Maschinengestell verfahrbar ist. Wenn mit Hilfe des Sensorkopfes und des Signalgebers die genaue Position des Zylinders in der Druckmaschine vermessen werden soll, so liefert die Positionsmeßeinrichtung ergänzend die Position des beweglichen Lagerelements relativ zu dem Lagerbock, so daß sich auch die Position des Zylinders relativ zu dem Lagerbock genau bestimmen läßt.
Weiterhin ist in der bevorzugten Ausführungsform das Lagerelement, das den Sensorkopf trägt, um die durch das zugehörige Lager definierte Achse drehbar, und dadurch ist der Sensorkopf in eine Position schwenkbar, in der er einen Signalgeber, beispielsweise eine Positionsmarke an einem benachbarten Zylinder ablesen kann. Wenn dieser benachbarte Zylinder zusätzlich einen RFID-Chip aufweist, kann an dem drehbaren Lagerelement neben einem Sensorkopf, der zur Erfassung einer Positionsmarke dient, ein zweiter Sensorkopf in der Form eines RFID-Lesers angeordnet sein. Vorzugsweise lassen sich die beiden Sensorköpfe dann durch Drehen des Lagerelements wechselweise in die wirksame Position schwenken.
Das Lagerelement kann auch noch einen weiteren Sensorkopf in der Form eines RFID-Lesers aufweisen, der einen RFID-Chip des Zylinders abliest, der in dem Lager gelagert ist, zu dem das bewegliche Lagerelement gehört.
Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert.
Es zeigen:
1 eine Prinzipskizze eines Druckzylinders und einer Rasterwalze mit zugehörigem Lagerelement, von der Bedienungsseite der Druckmaschine her gesehen;
2 eine Skizze entsprechend 1, für eine andere Position des Lagerelements;
3 eine Skizze entsprechend 2, für eine Situation, in der die Rasterwalze gegen den Druckzylinder angestellt ist;
4 eine Darstellung des kompletten Lagers für die Rasterwalze;
5 das Lager nach 4 in weggeschwenkter Position: und
6 und 7 Lageranordnungen für die Rasterwalze und den Druckzylinder auf der Bedienungsseite der Druckmaschine in der Draufsicht, für unterschiedliche Stellungen des Lagers der Rasterwalze.
In 1 erkennt man in einer Stirnansicht einen Druckzylinder 10 sowie eine Rasterwalze 12 einer Flexodruckmaschine. Der Druckzylinder 10 ist auswechselbar auf einen Dorn 14 aufgeschoben, der an beiden Enden mit Hilfe von hier nicht gezeigten Lagern drehbar im Gestell der Druckmaschine gelagert ist. Entsprechend ist auch die Rasterwalze 12 auf einen Dorn 16 aufgeschoben. Der Dorn 16 ist auf der Bedienungsseite der Druckmaschine in einem lösbaren Lager gehalten, von dem in 1 nur ein Lagerelement 18 dargestellt. Eine weiterhin noch in 1 erkennbare Konsole 20 ist Teil des Maschinengestells. Das Lagerelement 18 ist relativ zu dieser Konsole 20 um die Achse des Dorns 16 drehbar.
Der Druckzylinder 10 weist einen ersten Signalgeber auf, der im folgenden als Positionsmarke 22 bezeichnet werden soll und durch einen in die Umfangsfläche des Druckzylinders eingelassenen Permanentmagneten gebildet wird.
An einer anderen Steile seines Umfangs weist der Druckzylinder 10 einen zweiten Signalgeber in der Form eines RFID-Chips 24 auf. Auf diesem Chip sind beispielsweise Daten über die Geometrie des Druckzylinders 10 gespeichert, die zuvor, nach der Montage der Druckplatten auf dem Druckzylinder aber vor dem Einbau desselben in die Druckmaschine mit einer geeigneten Meßvorrichtung erfaßt wurden.
An dem beweglichen Lagerelement 18 für die Rasterwalze 12 sind drei Sensorköpfe angeordnet, nämlich ein magnetischer Positionssensor (Hall-Sensor) 26, der zum Erfassen der Positionsmarke 22 dient, ein RFID-Leser 28 zum Lesen des RFID-Chips 24, und ein weiterer RFID-Leser 30 zum Lesen eines RFID-Chips 32 der Rasterwalze 12.
Auf dem RFID-Chip 32 der Rasterwalze 12 sind Daten über die Geometrie dieser Rasterwalze 12 gespeichert. Die auf den RFID-Chips 24 und 32 gespeicherten Geometriedaten werden mit Hilfe der zugehörigen Leser 28 und 30 gelesen, und die so erhaltenen Informationen werden in einer nicht gezeigten Steuereinrichtung der Druckmaschine dazu benutzt, die Anstellpositionen des Druckzylinders 10 und der Rasterwalze 12 so einzustellen, daß der speziellen Geometrie dieser Zylinder Rechnung getragen wird und somit in der Andruckphase eines Drucklaufes die Entstehung von Makulatur minimiert wird, wie in der älteren europäischen Patentanmeldung EP 1 916 102 A1 im einzelnen beschrieben wird.
Der RFID-Chip 32 der Rasterwalze 12 ist in einem Bund 34 an einem Ende dieser Rasterwalze untergebracht, und der RFID-Leser 30 liegt unmittelbar dem Umfangsabschnitt des Bundes 34 gegenüber, in dem sich der Chip 32 befindet, so daß sich der Chip 32 bei jeder Umdrehung der Rasterwalze 12 in geringem Abstand an dem Leser 30 vorbeibewegt und somit die Daten auch bei rotierender Rasterwalze 12 drahtlos gelesen werden können.
Damit in entsprechender Weise mit Hilfe des RFID-Lesers 28 auch die Daten von dem RFID Chip 24 des Druckzylinders 10 gelesen werden können, muß zunächst das drehbare Lagerelement 18 in die in 2 gezeigte Position gedreht werden. Dann wird die gesamte Rasterwalze 12 einschließlich der zugehörigen Lagerkonstruktion mit Hilfe von servomotorisch angetriebenen Lagerböcken (in 1 bis 3 nicht gezeigt) in die in 3 gezeigte Position verfahren, in der sich die Umfangsflächen der Rasterwalze 12 und des Druckzylinders 10 nahezu berühren.
Das Lesen des RFID-Chips 24 kann während einer Kollisionsprüfung erfolgen, die beispielsweise wie folgt ablaufen kann: Der Druckzylinder 10 wird mit Hilfe eines nicht gezeigten Antriebs angetrieben, und die Rasterwalze 12 wird langsam gegen den Druckzylinder 10 gefahren. Dabei nähert sich der RFID-Leser 28 der Umlaufbahn des RFID Chips 24, so daß der Inhalt des letzteren gelesen werden kann. Sobald die Rasterwalze 12 mit ihrer Umfangsfläche den Druckzylinder 10 berührt, setzt sich auch die nicht angetriebene Rasterwalze aufgrund des Reibschlusses in Bewegung. Diese Bewegung wird detektiert und erlaubt eine empfindliche Bestimmung der Position, in der die Rasterwalze 12 und der Druckzylinder 10 einander gerade eben berühren.
Das Lesen des RFID-Chips 32 der Rasterwalze 12 mit Hilfe des RFID-Lesers 30 kann auch in der in 2 und 3 gezeigten Position erfolgen.
Die Positionsmarke 22 in der Umfangsfläche des Druckzylinders 10 ist ein magnetischer Signalgeber, dessen Magnetfeld von dem Positionssensor 26 detektiert wird. Auf diese Weise läßt sich die Lage der Positionsmarke 22 relativ zu dem drehbaren Lagerelement 18 sehr genau bestimmen, und zwar in mindestens zwei Achsen, nämlich in Umfangsrichtung und in Axialrichtung des Druckzylinders 10, und vorzugsweise auch längs der dritten Achse, also der Radialrichtung des Druckzylinders 10.
Die genaue Kenntnis der Lage der Positionsmarke 22 erlaubt es z. B., das Längsregister und das Seitenregister des Druckzylinders 10 präzise einzustellen. Sofern die auf dem Chip 24 gespeicherten Geometriedaten eine Abweichung der Umfangsfläche des Druckzylinders 10 von der idealen Kreisform angeben, läßt sich in Verbindung mit der durch die Positionsmarke 22 gelieferten Information über die Winkelstellung des Druckzylinders 10 die genaue Lage der Umfangsfläche des Druckzylinders 10 im Raum bestimmen.
Allerdings ist die Messung der Lage der Positionsmarke 22 mit Hilfe des Positionssensors 26 noch mit einer Unsicherheit behaftet, die daraus resultieren kann, daß die Lage des beweglichen Lagerelements 18 ihrerseits nicht genau bekannt ist. Wie später noch genauer erläutert werden wird, ist nämlich das Lagerelement 28 nicht nur um die Achse des Dorns 16 drehbar, sondern auch axial relativ zu dem Dorn 16 und zum Maschinengestell beweglich. Aus diesem Grund ist in die Konsole 20 eine Positionsmeßeinrichtung 36 integriert, die durch zwei in die Konsole 20 eingelassene Permanentmagnete 38, 40 und einen in das Lagerelement 18 integrierten weiteren Magnetsensor (Hall-Sensor) 42 gebildet wird. Ähnlich wie der Positionssensor 26 ist auch der Magnetsensor 42 in der Lage, die Relativpositionen der Magnete 38 und 40 in mindestens zwei Achsen präzise zu messen. So kann beispielsweise, wenn sich das Lagerelement 18 in der Winkelstellung gemäß 2 oder 3 befindet, mit Hilfe des Magneten 38 die axiale Position des Lagerelements 18 kontrolliert werden, und in der Position gemäß 1 wird die Winkelstellung des Lagerelements 18 mit Hilfe des Magneten 40 kontrolliert.
Wie 4 zeigt, ist das Lagerelement 18 für die Rasterwalze 12 Teil eines Lagers 44, zu dem außerdem noch ein Lagerarm 46 gehört, der durch eine parallel zu dem Dorn 16 verlaufende Achse 48 schwenkbar und axial verschiebbar an einem Lagerbock 50 gehalten ist. In 4 erkennt man weiterhin noch einen Teil eines Seitengestells 52 der Druckmaschine, an dem der Lagerbock 50 horizontal verfahrbar ist, um die Rasterwalze 12 (zusammen mit einem nicht gezeigten Lagerbock am entgegengesetzten Ende der Walze) gegen den Druckzylinder 10 anzustellen.
Ein Ende des Dorns 16 der Rasterwalze 12 ist im freien Ende des Lagerarms 46 gehalten. Das Lagerelement 18 ist seinerseits drehbar an dem Lagerarm 46 gehalten, so daß es um die Achse des Dorns 16 drehbar ist. Ein Stellzylinder 54, beispielsweise ein Pneumatikzylinder, dient dazu, das Lagerelement 18 zwischen der Position nach 1 (in 4 in durchgezogenen Linien eingezeichnet) und der Position nach 2 (in 4 strichpunktiert eingezeichnet) zu verstellen.
Der Lagerarm 46 bildet an seinem freien, den Dorn 16 aufnehmenden Ende einen Gleitfuß 56, der in Axialrichtung des Dorns 16 verschiebbar auf dem Lagerbock 50 geführt ist. Die Konsole 20 ist auf dem Lagerbock 50 montiert und liegt in der Ansicht gemäß 4 hinter dem Gleitfuß 56.
Wenn die Rasterwalze 12 ausgewechselt werden soll, so wird der Lagerarm 46 zusammen mit dem Lagerelement 18 axial vom Ende des Dorns 16 abgezogen, bis er um die Achse 48 aus dem Weg geschwenkt werden kann. 5 zeigt das Lager 44 in teilweise verschwenkter Position, so daß der Blick auf das Ende der Rasterwalze 12 freigegeben wird. Die Rasterwalze 12 wird dadurch in Position gehalten, daß das Ende des Dorns 16 auf der in 5 vom Betrachter abgewandten Seite auslegerartig im Maschinengestell gehalten ist. Die Rasterwalze 12 läßt sich dann axial von dem Dorn 16 abziehen.
6 zeigt das Lager 44 in dem Zustand gemäß 4 in einer Ansicht von oben. Außerdem sind hier auch die bedienungsseitige Enden des Druckzylinders 10 und des Dorns 14 sowie ein zugehöriges Lager 58 gezeigt, das mit Hilfe eines unabhängig von dem Lagerbock 50 verfahrbaren Lagerbockes 60 an dem Seitengestell 52 gehalten ist.
Der Positionssensor 26 ist an einem axial von dem Lagerelement 18 vorspringenden Halter 62 angeordnet. Ähnlich sitzen auch die RFID-Leser 28 und 30 an axial von dem Lagerelement 18 vorspringenden Haltern 64 und 66.
In 7 ist das Lager 44 axial von dem Dorn 16 abgezogen aber noch nicht weggeschwenkt. Aufgrund der axialen Abzugsbewegung geben das Lagerelement 18 und die Halter 62 und 64 den Dorn 16 frei, so daß das Lager 44 in die in 5 gezeigte Position verschwenkt werden kann. Das Lagerelement 18 ist in 7 in die Position gemäß 2 verdreht, so daß der RFID-Leser 28 und der Halter 64 durch den Halter 62 verdeckt werden.

Claims

Druckmaschine mit mindestens einem drehbar im Maschinengestell (52) gelagerten, auswechselbaren Zylinder (12) und einem beweglichen Lagerelement (18), das Teil eines Lagers (44) für einen der auswechselbaren Zylinder (12) ist, wobei an dem beweglichen Lagerelement (18) ein Sensorkopf (26, 28, 30) angeordnet ist, der zumindest in einer vorgegebenen Stellung des Lagerelements (18) in der Lage ist, Signale von einem Signalgeber (22, 24, 32) zu empfangen, der an einem der Zylinder (10, 12) der Druckmaschine angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Lagerelement (18), an dem der Sensorkopf (26, 28, 30) angeordnet ist, um eine durch das zugehörige Lager (44) definierte Achse drehbar ist.
Druckmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Lagerelement (18) mindestens einen Sensorkopf (26, 28) trägt, der durch Drehung des Lagerelements in eine wirksame Position schwenkbar ist, in der er Signale von einem der Signalgeber (22, 24) eines benachbarten Zylinders (10) empfängt.
Druckmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Lagerelement (18) zwei Sensorköpfe (26, 28) trägt, die wechselweise in eine jeweilige wirksame Position schwenkbar sind.
Druckmaschine nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der mindestens eine auswechselbare Zylinder (12), der in dem Lager (44) gelagert ist, zu dem das Lagerelement (18) gehört, einen RFID-Chip (32) als Signalgeber aufweist und daß das Lagerelement (18) als zugehörigen Sensorkopf einen RFID-Leser (30) trägt.
Druckmaschine nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Signalgeber (22) oder einer der Signalgeber (22) eine Positionsmarke (22) ist, daß der zugehörige Sensorkopf (26) ein Positionssensor ist und daß an dem beweglichen Lagerelement (18) und/oder einen diesem zugeordneten Bauteil (20) des Lagers (44) eine Positionsmeßeinrichtung (36) zur Messung der Position des Lagerelements (18) relativ zu dem Bauteil (20) angeordnet ist.
Druckmaschine nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Lagerelement (18) drehbar ist und daß die Positionsmeßeinrichtung (36) dazu ausgebildet ist, eine Winkelstellung des Lagerelements (18) relativ zu dem Bauteil (20) zu messen.
Druckmaschine nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Lager (44) einen das Lagerelement (18) tragenden Lagerarm (46) aufweist, der längs einer zu einer Achse des mindestens einen auswechselbaren Zylinders (12) parallelen Achse (48) verschiebbar ist, und daß die Positionsmeßeinrichtung (36) dazu ausgebildet ist, eine axiale Position des Lagerelements (18) relativ zu dem Bauteil (20) zu messen.
Druckmaschine nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Lagerarm (46) um die zur Achse des mindestens einen auswechselbaren Zylinders (12) parallelen Achse (48) schwenkbar ist.
Druckmaschine nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Positionsmeßeinrichtung (36) mindestens einen Magneten (38, 40) und einen zugehörigen Magnetsensor (42) aufweist.