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Die
Erfindung betrifft ein umlaufendes Greifersystem für den
Bogentransport in einem Ausleger einer Bogenrotationsdruckmaschine,
insbesondere zum Bogentransport in einem Ausleger einer Bogenrotations-Offsetdruckmaschine,
sowie ein Verfahren zum Betreiben des Greifersystems.
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Ein
solches Greifersystem kann beispielsweise eine. Halteleiste aufweisen
für den Transport von bogenförmigen Substraten
in Bogenrotationsdruckmaschinen oder in Maschinen zur Weiterverarbeitung
von Druckprodukten, wie zum Beispiel Hubstanzen.
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Aus
DE 203 13 394 U1 ist
ein Ausleger für eine Bogenrotationsdruckmaschine bekannt,
der eine geschlossene Greiferketteneinrichtung mit mehreren gleich
beabstandeten daran angebundenen und mit der Greiferketteneinrichtung
umlaufenden Greifersystemen umfasst. Über das jeweilige
Greifersystem kann ein aus einem letzten Druckwerk der Bogenrotationsdruckmaschine
abgegriffener Bogen durch eine Trocknungsstation und eine Bepuderungsstation
hindurchgeführt werden. Ein Laufpfad der Greiferketteneinrichtung
wird durch eine Greiferkettenführung festgelegt, die typischerweise
mehrere Umlenkzonen umfasst. Der Abstand dieser Umlenkzonen kann
derart groß bemessen sein, dass der entlang des Greifersystemlaufweges
geführte Bogen phasenweise vollständig gestreckt
ist.
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Ferner
ist in dem Dokument: Helmut Teschner, „Offsetdrucktechnik",
1989, Fachschriften-Verlag GmbH; ISBN 3-921217-14-8 auf Seite 466 ein
Ausleger beschrieben, welcher eine Non-Stop-Auslage von über
eine Greiferketteneinrichtung zugeführten Druckbögen
ermöglicht und ebenfalls Greifersysteme umfasst, die an
eine Greiferkette angebunden sind.
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Derartige
Greifersysteme (mit Halteleisten bzw. Greiferwagen) sind unter anderem
aus dem Ausleger einer Bogenrotationsdruckmaschine bekannt. So sind
bei Bogenrotationsdruckmaschinen beispielsweise Greifersystemkörper
(auch Greiferbrücken oder Greiferwagen genannt) bekannt,
die an umlaufenden Ketten angeordnet sind, zur Übernahme
der Druckbögen von einem bogenführenden letzten
Druckwerkszylinder. Diese Greifersystemkörper transportieren
die in vorangehenden Druckwerken bedruckten Bögen bis zur
Ablage auf einem Auslegerstapel. Die umlaufenden Ketten mit den
daran befestigten Halteleisten bzw. Greifersystemkörpern werden
im Bereich der Bogenübernahme von dem letzten bogenführenden
Druckwerkszylinder der Druckmaschine und im Bereich der Ablage über
dem Ablagestapel über Kettenräder umgelenkt.
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Die
Greifersystemkörper unterliegen in diesen Umlenkbereichen
insbesondere bei hohen Umlaufgeschwindigkeiten hohen Zentrifugalkräften.
Die hohen Zentrifugalkräfte, die auf die jeweiligen Greifersystemkörper
und die darauf befestigten Greifer einwirken, verursachen insbesondere
bei hohen Geschwindigkeiten eine Durchbiegung der Greifersystemkörper
zwischen den außen auf den Kettenrädern aufliegenden
Bereichen nach außen hin.
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Die
somit aus der idealen Führungsbahn im Bereich der Umlenkung
herausragenden Teilbereiche der Greifersystemkörper können
Kollisionen, insbesondere im Bereich der Bogenübergabe
vom letzten bogenführenden Druckwerkszylinder zum Greifersystemkörper,
verursachen. Dies kann Störungen im Papiertransport, zum
Beispiel ein Einreißen der Papiervorderkante, verursachen
oder sogar zu Maschinenschäden, zum Beispiel an dem letzten
Druckwerkszylinder, führen. Von den Greifersystemkörpern bzw.
Greiferleisten übernommene Druckbögen können
nach dem Einschwenken der Greiferleiste durch deren Durchbiegung
verspannt und aufgrund der Rückbiegung unerwünscht
verspannt und beschädigt werden.
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Auch
die Bogenübernahme kann durch die Abweichung von der Sollposition
erschwert werden. Zusätzlich sind Rückwirkungen
auf die Druckmaschine bei hohen mechanischen Belastungen und Durchbiegungen
nicht auszuschließen. Durch die Rückwirkung können
Streifen im Druckbild und Passerabweichungen entstehen, die die
Druckqualität einschränken.
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Aber
auch im Bereich der Auslage sind hohe Anforderungen an die Stabilität
des Greifersystemkörpers zu stellen, da ggf. ein Bediener
der Druckmaschine hinter dem Umlenkpunkt der Kettenführung steht.
Dadurch ist der Greifersystemkörper als sicherheitsrelevantes
Teil einzustufen und sind besondere Ansprüche an dessen
mechanische Stabilität zu stellen, insbesondere an den
Umlenkpunkten, da hier die größten Kräfte
auftreten.
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Es
ist aus dem Stand der Technik bekannt, solchen Durchbiegungen durch
steifere Greifersystemkörper entgegenzuwirken. Die dauerhafte
Versteifung des Greifersystemkörpers erfordert eine hohe
Masse und/oder eine spezielle Profilgestaltung des Greifersystemskörpers.
Eine erhöhte Masse muss beschleunigt, verzögert
und angetrieben werden. Durch die erhöhte Masse werden
die unerwünschten Rückwirkungen auf die Druckmaschine verstärkt.
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Aber
auch Leichtbauweisen mit speziell ausgelegten Profilen weisen aufgrund
ihrer Bauhöhe Nachteile auf. Die Versteifung erfordert
eine gewisse Bauhöhe, wobei die Versteifung meistens Nachteile für
die Aerodynamik bringt. Durch hinter den Greifersystemkörper
entstehende Verwirbelungen kann der Bogenlauf beeinflusst werden,
aber auch die Trocknung durch Heißluftdüsen und
der Auftrag von Hilfsstoffen, zum Beispiel Druckbestäubungspuder,
negativ beeinflusst werden.
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Ferner
kann ein Flattern von Druckbögen, insbesondere bei beidseitig
im Schön- und Widerdruck bedruckten Druckbögen,
zu einem Abschmieren/Anklatschen der bedruckten Bögen an
Bogenführungselementen führen. Dies kann vermehrte Ausschuss-
bzw. Makulaturbildung zur Folge haben und somit die Wirtschaftlichkeit
des Druckprozesses gefährden.
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Aus
US 2,198,385 ist bekannt,
den Greifersystemkörper im Bereich der Umlenkung durch
eine Führungsvorrichtung etwa mittig zu stützen.
DE 42 21 580 C2 beschreibt
eine ähnliche Vorrichtung, nur dass die Greifersystembrücke
bzw. der Greifersystemkörper durch eine Vorrichtung mit
einem Magneten im Bereich der Übergabe stabilisiert wird.
Beide in diesen Dokumenten gefundenen Lösungen ermöglichen
es, instabilere Greifersystemkörper einzusetzen, wobei
diese nur in den kritischen Bereichen stabilisiert werden. Nachteilig
ist jedoch, dass durch die mechanischen Eingriffe die Gefahr für
weitere Beschädigungen besteht. Außerdem lässt
sich eine solche Versteifung nicht situationsbedingt, zum Beispiel bei
steigenden Geschwindigkeiten, den Gegebenheiten bzw. Anforderungen
anpassen.
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Aus
der noch nicht veröffentlichten Patentanmeldung (mit dem
internen Aktenzeichen: E102683) der Anmelderin ist ein Greifersystem
bekannt zum Aufgriff eines bogenförmigen Bedruckstoffes
und zur Bewerkstelligung des Transfers dieses Bedruckstoffes entlang
einer Bogenlaufbahn, wobei das Greifersystem aufweist: einen Greiferwagen,
mehrere in den Greiferwagen eingebundene und voneinander beabstandete
Greifer mit einem Greiferfinger und einem Greiferaufschlagsabschnitt,
wobei die Greiferfinger in einen Öffnungszustand zur Einbringung
oder zur Freigabe eines Bogens sowie in einen Schließzustand
zur Fixierung eines aufgegriffenen Bogens bringbar sind, und wobei
durch den Greiferaufschlagabschnitt jeweils eine Sitzfläche
bereitgestellt ist.
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Dieses
Greifersystem zeichnet sich dadurch aus, dass in den jeweiligen
Greiferwagen mehrere Greiferaktuatoreinrichtungen eingebunden sind,
wobei diese Greiferaktuatoreinrichtungen derart ausgebildet sind,
dass durch diese die Greifer einzeln aktivierbar sind. Dadurch wird
es auf vorteilhafte Weise möglich, ein Greifersystem für
eine bogenverarbeitende Maschine, insbesondere für den
Ausleger einer Bogendruckmaschine, zu schaffen, welches Greifersystem gegenüber
bisherigen Greifersystemen äußerst flachbauend
und mit geringer Eigenmasse realisiert werden kann.
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Dadurch
wird es möglich, die Strömungswirbelbildung im
Bereich der Greiferwagen zu reduzieren. Ferner können Trockner
und Bestäuber näher an den Bogen gebracht werden.
Weiterhin können gegebenenfalls Teile, wie Greiferöffnungskurven
und deren Stellantriebe, entfallen. Durch dieses Konzept ist es
möglich, unabhängig vom Öffnungszeitpunkt gleichbleibende
Anlauframpen bei der Greiferöffnung zu realisieren. Weiterhin
wird es in vorteilhafter Weise möglich, so genannte „Klaviereffekte",
wie sie bei konventionellen Greifersystemen auftreten, zu vermeiden.
Auch der Einstellaufwand der Greifer wird reduziert.
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Nachteilig
an dieser Lösung ist jedoch, dass die Greifer alle einen
eigenen Antrieb benötigen und diese Lösung, insbesondere
bei Aufprägung einer Verformung auf Druckbögen,
einen hohen Aufwand für die Energieversorgung und Ansteuerung
der einzelnen Greifer erfordert. Dennoch sollen die in dieser Anmeldung
offenbarten positiven Ansätze der Leichtbauweise fortgeführt
und fortentwickelt werden.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein umlaufendes Greifersystem
für den Bogentransport in einem Ausleger einer Bogendruckmaschine, insbesondere
einer Bogenoffsetdruckmaschine, bereitzustellen, welches gegenüber
bisherigen Greifersystemen äußerst flachbauend
und mit geringer Eigenmasse realisiert werden kann. Der Erfindung
liegt ferner die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Betreiben eines
solchen Greifersystems bereitzustellen.
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Dies
wird mit einem umlaufenden Greifersystem gemäß Anspruch
1, einem umlaufenden Greifersystem gemäß Anspruch
19 bzw. einem Verfahren gemäß Anspruch 20 erreicht.
Weiterbildungen der Erfindung sind in den jeweils abhängigen
Ansprüchen definiert.
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Gemäß einem
ersten Aspekt der Erfindung weist ein umlaufendes Greifersystem
für den Bogentransport in einem Ausleger einer Bogendruckmaschine, insbesondere
einer Bogenoffsetdruckmaschine, eine Steuereinrichtung zum Steuern
des Greifersystems auf und ist zumindest teilweise aus Kunststoffmaterial
hergestellt. In das Kunststoffmaterial des Greifersystems ist eine
mit der Steuereinrichtung gekoppelte Aktuator-Anordnung integriert
bzw. integral mit dem Kunststoffmaterial ausgebildet, wobei die
Aktuator-Anordnung bei Aktivierung durch die Steuereinrichtung eine
aktorische Versteifung des Kunststoffmaterials des Greifersystems
bewirkt.
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Durch
die erfindungsgemäße Lösung wird auf
vorteilhafte Weise, ein Greifersystem für eine bogenverarbeitende
Maschine, insbesondere für den Ausleger einer Bogendruckmaschine,
geschaffen, wobei das Greifersystem gegenüber bisherigen
Greifersystemen äußerst flachbauend und mit geringer Eigenmasse
realisiert werden kann.
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Durch
die erfindungsgemäße Versteifung des Kunststoffmaterials
des Greifersystems mittels der integral damit ausgebildeten Aktuator-Anordnung werden
mechanische Eingriffe in das System vermieden.
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Ferner
kann die Versteifung durch die erfindungsgemäße
Lösung an sich ändernde Bedingungen, wie beispielsweise
eine höhere oder geringere Umlaufgeschwindigkeit des Greifersystems,
angepasst werden, indem einerseits eine Zeitsteuerung der Aktuator-Anordnung
durch die Steuereinrichtung angepasst wird und andererseits eine
Aktivierungsstärke der Aktuator-Anordnung beispielsweise über eine
relative Einschaltdauer dieser angepasst wird.
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Gemäß der
Erfindung kann die Aktuator-Anordnung jedes geeignete, integral
in eine Materialstruktur einbringbare Funktionsprinzip nutzen. Denkbar
ist erfindungsgemäß eine elektrisch wirkende Aktuator-Anordnung,
eine hydraulisch wirkende Aktuator-Anordnung, eine pneumatisch wirkende
Aktuator-Anordnung oder auch eine mechanisch wirkende Aktuator-Anordnung.
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In
vorteilhafter Nutzung der o. g. Wirkprinzipien sind natürlich
auch Kombinationen dieser möglich, wie z. B. eine elektromechanisch
wirkende Aktuator-Anordnung oder eine elektrohydraulisch wirkende
Aktuator-Anordnung usw.
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Hinsichtlich
einer hydraulisch oder pneumatisch wirkenden Aktuator-Anordnung
ist es beispielsweise denkbar, in dem Kunststoffmaterial des Greifersystems
einen Hohlraum ähnlich einer Blase vorzusehen, der im Versteifungsfall
mit dem jeweiligen Fluid befüllt wird, wodurch die Versteifung
erzielt wird.
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Gemäß einer
Ausführungsform der Erfindung weist das Greifersystem wenigstens
einen Greiferwagen auf, der einen zumindest teilweise aus faserverstärktem
Kunststoffmaterial bestehenden Greifersystemkörper aufweist.
Die Aktuator-Anordnung ist hierbei in eine Faserstruktur des Greifersystemkörpers
integriert, so dass bei Aktivierung der Aktuator-Anordnung eine
aktorische Versteifung des Greifersystemkörpers bewirkt
wird.
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Gemäß dieser
Ausführungsform kann auf vorteilhafte Weise eine Strömungswirbelbildung
im Bereich des Greiferwagens reduziert werden. Zusätzlich
können im Fall einer Bogendruckmaschine Trockner und Bestäuber
näher an den Bogen gebracht werden. Dadurch lässt
sich die Energieeffizienz des Trocknungsvorgangs von Druckbögen
verbessern und kann die Ausschuss- bzw. Makulaturbildung durch anschlagende,
frisch bedruckte Druckbögen reduziert werden.
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Gemäß einer
Ausführungsform der Erfindung weist der Greiferwagen eine
vorbestimmte Breite auf, über die sich der Greifersystemkörper
mit einer vorbestimmten Länge erstreckt, wobei die Aktuator-Anordnung
wenigstens einen Aktuator aufweist, der zumindest abschnittsweise über
die Breite des Greiferwagens oder über die gesamte Breite
des Greiferwagens in die Faserstruktur des Greifersystemkörpers
integriert ist, so dass der Greifersystemkörper bei Aktivierung
der Aktuator-Anordnung entlang seiner Länge aktorisch versteift
wird.
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Gemäß noch
einer Ausführungsform der Erfindung ist die Aktuator-Anordnung
in Form von einer oder mehreren Lagen in die Faserstruktur des Greifersystemkörpers
integriert.
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Erfindungsgemäß ist
es somit möglich, je nach Bedarf beispielsweise nur einige
von einer Mehrzahl von Lagen durch die Steuereinrichtung zu aktivieren
oder auch alle Lagen oder keine der Lagen zu aktivieren. Damit wird
in vorteilhafter Weise eine Anpassung des erfindungsgemäßen
Greifersystems an unterschiedliche Betriebsbedingungen unterstützt.
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Gemäß einer
weiteren Ausführungsform der Erfindung ist der Greifersystemkörper
so ausgebildet, dass, wenn die Aktuator-Anordnung nicht aktiviert
ist, der Greifersystemkörper eine leichte Durchbiegung
aufweist, so dass im Betriebsfall an einem von dem Greifersystemkörper
transportierten Druckbogen eine konkave Verformung bewirkt wird.
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Mit
anderen Worten kann sich das erfindungsgemäß gefundene
Greifersystem bzw. dessen Greifersystemkörper außerhalb
der Versteifungsbereiche durchbiegen. Dies ist vorteilhaft, da durch
das Durchhängen des Greifersystems bzw. des Greifersystemkörpers
einem transportierten Druckbogen bzw. in dem Greifersystem befindlichen
Druckbogen während des Transports eine konkave Form aufgeprägt
wird. Durch die konkave Form wird der Druckbogen stabilisiert. Die
Stabilisierung führt in vorteilhafter Weise zu einem geringeren
Flattern des Bogens und somit zu einer Verringerung des Ausschusses
(Makulatur) durch Abschmieren und Anschlagen der frisch bedruckten
bzw. lackierten Druckbögen.
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Gemäß einer
Ausführungsform der Erfindung ist die Steuereinrichtung
derart eingerichtet, dass die Versteifung des Greifersystemkörpers
extern getriggert zu definierten Zeitpunkten oder zeitgesteuert
zu definierten Zeitpunkten erfolgen kann.
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Bei
externer Triggerung kann beispielsweise am Anfang und am Ende der
jeweiligen Versteifungsbereiche ein Magnetschalter, ein optischer
Schalter und dergleichen vorgesehen sein, der mit der Steuereinrichtung
gekoppelt ist und der bei Betätigung durch einen Greiferwagen
ein Triggersignal zum Versteifen bzw. zum Entsteifen des Greifersystems
bzw. Greifersystemkörpers gibt.
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Bei
zeitgesteuerter Versteifung kann beispielsweise ein Timer in die
Steuereinrichtung integriert sein, der nach Ablauf einer vorbestimmten
Zeitspanne die Versteifung des Greifersystems bzw. des Greifersystemkörpers
auslöst und danach wieder zurückgesetzt wird.
Ein zweiter Timer kann dann eine Versteifungszeit bestimmen.
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In
diesem Zusammenhang ist zu bemerken, dass die Steuereinrichtung
in Form von Hardware, Software oder als Kombination von Hardware
und Software realisiert sein kann, so dass die jeweils gewünschten
Funktionen und Steuerungsabläufe gewährleistet
werden.
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Gemäß einer
weiteren Ausführungsform der Erfindung ist die Steuereinrichtung
derart eingerichtet, dass im Betriebsfall die Versteifung des Greifersystemkörpers
während des Umlaufs abschnittsweise entlang einer Umlaufbahn
des Greifersystems oder über die gesamte Umlaufbahn des
Greifersystems hinweg erfolgt.
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Dies
hat den Vorteil, dass je nach Gegebenheiten und Erfordernissen das
Greifersystem anpassbar ist, wodurch einerseits ein hohe Flexibilität und
Betriebssicherheit des Greifersystems erzielt werden und andererseits
das Greifersystem energiesparend betrieben werden kann.
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Gemäß noch
einer Ausführungsform der Erfindung ist die Steuereinrichtung
derart eingerichtet, dass im Betriebsfall die Versteifung des Greifersystemkörpers
zu einem Zeitpunkt erfolgt, zu dem ein Druckbogen von einem letzten bogenführenden
Zylinder der Bogendruckmaschine an den Greifersystemkörper übergeben
wird.
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Somit
wird im Bereich der Druckbogenübergabe eine ideale Führungsbahn
der Greifersystemkörper gewährleistet, wodurch
Kollisionen und Störungen im Papiertransport sicher vermieden
werden. Ferner werden unerwünschte Verspannungen und Beschädigungen
von Druckbögen sowie unerwünschte Rückwirkungen
auf die Bogendruckmaschine sicher vermieden.
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Gemäß noch
einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist die Steuereinrichtung
derart eingerichtet, dass im Betriebsfall die Versteifung des Greifersystemkörpers
an Umlenkpunkten der Umlaufbahn des Greifersystems im Ausleger erfolgt.
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Dies
unterstützt in vorteilhafter Weise die Betriebssicherheit
des erfindungsgemäßen Greifersystems, da ein Bediener
der Druckmaschine, welcher ggf. hinter einem solche Umlenkpunkt
steht, durch die dort erhöhte mechanische Stabilität
des Greifersystemkörpers besser gegen defektbedingte Verletzungen
geschützt ist.
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Gemäß einer
Ausführungsform der Erfindung ist der wenigstens eine Aktuator
der Aktuator-Anordnung als elektrischer Aktuator, als hydraulischer
Aktuator, als pneumatischer Aktuator oder als mechanischer Aktuator
ausgebildet.
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Gemäß einer
weiteren Ausführungsform der Erfindung ist der wenigstens
eine Aktuator von einem elektrisch ansteuerbaren Material gebildet,
das bei Beaufschlagung einer elektrischen Spannung durch die Steuereinrichtung
eine aktorische Versteifung des faserverstärkten Kunststoffmaterials
des Greifersystemkörpers bewirkt, wobei die Steuereinrichtung eine
Stromversorgung für das elektrisch ansteuerbare Material
aufweist.
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In
diesem Zusammenhang ist zu erwähnen, dass für
das elektrisch ansteuerbare Material jedes geeignete Material denkbar
ist, das bei Beaufschlagung einer elektrischen Spannung aktorisch
in Form einer Bewegung, einer Eigenschaftsveränderung usw.
wirkt. Hierfür kommen beispielsweise piezoelektrische Materialien,
Bimetalle oder Nanostrukturen wie z. B. Nanoröhren in Betracht.
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Gemäß noch
einer weiteren Ausführungsform der Erfindung weist die
Stromversorgung Übertragungsmittel auf, die eine Spannungsübertragung in
eine in das Greifersystem integrierte Empfängerstruktur
ermöglichen, welche mit der Aktuator-Anordnung gekoppelt
ist.
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Eine
solche Empfängerstruktur kann beispielsweise eine Kontaktanordnung,
eine Leiterbahnanordnung, einen integrierten Schaltkreis, ein Relais usw.
aufweisen.
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Gemäß einer
Ausführungsform der Erfindung weist die Empfängerstruktur
einen Energiespeicher in Form einer Batterie und/oder eines Kondensators
auf.
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Gemäß der
Erfindung kann die Batterie und/oder der Kondensator über
eine längere Wegstrecke aufgeladen werden, so dass diese
dann zu den gewünschten Zeitpunkten bzw. in den gewünschten
Zeiträumen die benötigte Spannung zur Verfügung
stellen.
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Gemäß einer
Ausführungsform der Erfindung weisen die Übertragungsmittel
Schleifkontakte oder Spannungsdrehübertrager auf.
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Diese
Schleifkontakte bzw. Spannungsdrehübertrager sind so angeordnet,
dass nur im Bereich der gewünschten Verstärkung
bzw. Versteifung die entsprechende Stromspannung anliegt. Dies hat
den Vorteil, dass nur in bestimmten Wegstrecken Vorkehrungen zur
Stromversorgung installiert werden müssen.
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Gemäß einer
Ausführungsform der Erfindung sind die Übertragungsmittel
derart ausgebildet, dass sie eine kontaktlose Spannungsübertragung
in die Empfängerstruktur ermöglichen, wobei die Übertragungsmittel
bevorzugt Induktionsmittel aufweisen.
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Somit
kann die Stromversorgung per Induktion erfolgen, wobei eine induzierte
Spannung direkt zur Ansteuerung des elektrisch ansteuerbaren Materials
genutzt werden kann oder zum Aufladen der Batterie und/oder des
Kondensators.
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Gemäß noch
einer Ausführungsform der Erfindung weist die Stromversorgung
zwischen dem Energiespeicher und dem elektrisch ansteuerbaren Material
eine Schaltung und/oder einen elektrisch, per Funk oder mechanisch
betätigbaren Schalter auf, womit eine Spannungsversorgung
des elektrisch ansteuerbaren Materials aktivierbar und deaktivierbar ist.
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Mit
anderen Worten kann somit ein Triggersignal durch ein mechanisches
Signal, einen berührungslosen Schalter (zum Beispiel einen
Magnetschalter) oder auch einen Funkempfänger, der über ein
Funksignal die Spannungsversorgung des in den Greifersystemkörper
integrierten elektrisch ansteuerbaren Materials bzw. der Piezostruktur
auslöst, zur Verfügung gestellt werden. Dies hat
den Vorteil, dass der Zeitpunkt der Versteifung zum Beispiel geschwindigkeitsabhängig
zu unterschiedlichen Zeiten gewählt werden kann.
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Gemäß einer
Ausführungsform der Erfindung ist das elektrisch ansteuerbare
Material von keramischen Piezofasern gebildet.
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Mit
anderen Worten ist der Greifersystemkörper erfindungsgemäß mit
einem Faserverbundwerkstoff mit piezoelektrischen keramischen Fasern
ausgebildet. Dies ermöglicht in vorteilhafter Weise einen gewissermaßen
maßgeschneiderten Laminataufbau für die jeweils
gewünschte spezifische Anwendung. Ferner ist durch eine
geeignete Verschaltung und Ansteuerung der keramischen Piezofasern zusätzlich eine
aktive und/oder eine passive Schwingungsdämpfung an dem
Greifersystemkörper möglich.
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Gemäß einem
zweiten Aspekt der Erfindung weist ein umlaufendes Greifersystem
für den Bogentransport in einem Ausleger einer Bogendruckmaschine,
insbesondere einer Bogenoffsetdruckmaschine, eine Greifersystemführung
mit zwei in einem ersten Abstand voneinander angeordneten Führungen
und wenigstens einen an den Führungen gehaltenen Greiferwagen
auf. Ein Greifersystemkörper des Greiferwagens weist eine
flexible Struktur und eine so vorbestimmte Länge auf, dass
der Greifersystemkörper den ersten Abstand überbrückend
in einem vorbestimmten Ausmaß leicht durchhängt.
Die Führungen weisen an wenigstens einer vorbestimmten
Position entlang einer Umlaufbahn des Greifersystems einen derart
größer als der erste Abstand bemessenen, zweiten
Abstand voneinander auf, dass der Greifersystemkörper an
dieser Position gestreckt ist und dadurch eine Versteifung dessen
erzielt ist.
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Gemäß einem
dritten Aspekt der Erfindung findet bei einem Verfahren zum Betreiben
eines Greifersystems gemäß einer der oben genannten
Ausführungsformen der Erfindung die Versteifung während
des Umlaufens des Greifersystems abschnittsweise entlang einer Umlaufbahn
des Greifersystems oder über die gesamte Umlaufbahn des
Greifersystems hinweg statt.
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Gemäß einer
Ausführungsform des erfindungsgemäßen
Verfahrens findet die Versteifung bei Übergabe eines Druckbogens
von einem letzten bogenführenden Zylinder der Bogendruckmaschine
an das Greifersystem statt.
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Gemäß noch
einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen
Verfahrens findet die Versteifung an Umlenkpunkten der Umlaufbahn
des Greifersystems statt.
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Gemäß einer
weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen
Verfahrens findet in wenigstens einem vorbestimmten Zeitraum, in
dem das Greifersystem einen Druckbogen transportiert, keine Versteifung
statt, so dass ein oder mehrere von dem Greifersystem transportierte
Druckbögen eine konkave Verformung erfahren.
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Zusammenfassend
kann gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung ein
Greifersystem zum Aufgriff eines bogenförmigen Bedruckstoffes
und zur Bewerkstelligung des Transfers dieses Bedruckstoffes entlang
einer Bogenlaufbahn einen Greiferwagen mit einer oder mehreren Lagen
von Piezofasern bzw. Piezoaktuatoren aufweisen, die partiell oder
durchgehend über die Greiferwagenbreite in den Greifersystemkörper
eingebracht sind, so dass durch das Anlegen einer Spannung an die
Piezostruktur an den Umlenkpunkten und an eventuell anderen definierten Punkten
des Transportweges eine aktorisch erzielte Versteifung des Greifersystemkörpers
erfolgt.
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Alternativ
kann gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung das
Greifersystem eine flexible Struktur aufweisen, die im Moment des
Umlenkens und/oder der Bogenübergabe gestreckt wird, indem die
seitlichen Haltepunkte bzw. eine Kettenführung seitlich
nach außen, in Richtung von Seitenständern des
Auslegers gelegt werden. Dadurch ergibt sich ebenfalls ein definiertes „Durchhängen"
der Greifersystemkörper, wobei durch die Streckung dieser
zu definierten Zeitpunkten bzw. an definierten Stellen eine Versteifung
und auch Ausrichtung erfolgt.
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Die
Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf die beigefügten
Figuren anhand von Ausführungsformen beschrieben.
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1 ist
eine perspektivische schematische Ansicht, welche eine erste Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Greifersystems im Bereich
eines Bogenauslegers einer Bogenrotationsdruckmaschine zeigt.
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2 ist
eine perspektivische schematische Ansicht, welche eine zweite Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Greifersystems im Bereich
eines Bogenauslegers einer Bogenrotationsdruckmaschine zeigt.
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Wie
in 1 gezeigt, weist gemäß einer
ersten Ausführungsform der Erfindung ein umlaufendes Greifersystem 1 für
den Transport von Druckbögen 2 in einem Ausleger
einer Bogenoffsetdruckmaschine (im Folgenden einfach Druckmaschine)
eine Steuereinrichtung 10 zum Steuern des Greifersystems 1, eine
Greifersystemführung 20 mit zwei in einem bestimmten
Abstand voneinander angeordneten Führungen in Form von
Greiferketten 21, 22, sowie mehrere Greiferwagen 30 (in 1 ist
nur einer gezeigt) auf, die jeweils einen aus faserverstärktem
Kunststoffmaterial bestehenden Greifersystemkörper 31 aufweisen
und die mit den Greiferketten 21, 22 gekuppelt
sind und somit in an sich bekannter Weise entlang eines Greiferkettenweges
bzw. einer Umlaufbahn des Greifersystems 1 verfahrbar sind.
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Der
in 1 gezeigte Greiferwagen 30 weist eine
vorbestimmte Breite auf, über die sich der Greifersystemkörper 31 mit
einer vorbestimmten Länge erstreckt. In die Faserstruktur
des Greifersystemkörpers 31 ist eine Aktuator-Anordnung 32 integriert,
die mehrere Aktuatoren in Form von keramischen Piezofasern 32a aufweist,
die sich zusammengeschaltet in einer Lage über die gesamte
Breite des Greiferwagens 30 entlang der Länge
des Greifersystemkörpers 31 erstrecken.
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Der
Greifersystemkörper 31 ist so ausgebildet, dass
er, wenn die Aktuator-Anordnung 32 nicht aktiviert ist,
eine leichte Durchbiegung aufweist (wie übertrieben durch
die gestrichelte Kurvenlinie 31a angedeutet), so dass im
Betriebsfall an einem von dem Greifersystemkörper 31 transportierten
Druckbogen 2 eine konkave Verformung bewirkt wird.
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Wenn
an die keramischen Piezofasern 32a eine elektrische Spannung
angelegt wird, wird durch die aktorische Wirkung der keramischen
Piezofasern 32a eine Versteifung des faserverstärkten
Kunststoffmaterials des Greifersystemkörpers 31 und
eine Streckung dessen bewirkt.
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In
den Greiferwagen 30 ist eine Empfängerstruktur 33 integriert, über
welche eine Ansteuerung der Aktuator-Anordnung 32 (bzw.
von deren keramischen Piezofasern 32a) sowie deren Stromversorgung
gewährleistet wird.
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Die
Empfängerstruktur 33 weist einen Energiespeicher
in Form einer Batterie/Kondensator-Kombination, Leiterbahnen, die
die Batterie/Kondensator-Kombination mit den Piezofasern 32a verbinden,
einen per Funk betätigbaren Schalter, der zwischen die
Batterie/Kondensator-Kombination und die Piezofasern 32a geschaltet
ist und der von der Steuereinrichtung 10 per Funk zum Aktivieren/Deaktivieren
der Aktuator-Anordnung 32 betätigt werden kann,
und ein Spulensystem 33a auf, das zum induktiven Aufladen
der Batterie/Kondensator-Kombination in den Greiferwagen 30 integriert
ist.
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Die
Steuereinrichtung 10 weist eine Funkeinrichtung (nicht
dargestellt) zum Ansteuern des Schalters der Empfängerstruktur 33 des
Greiferwagens 30, Übertragungsmittel in Form einer
Induktionseinheit 11 zum Aufladen der Batterie/Kondensator-Kombination
der Empfängerstruktur 33, einen Detektor 12, über
den die Position der Greiferwagen 30 bzw. die Position
der vorderen Querkanten der Druckbögen 2 erfasst
werden kann, sowie eine Positionsbestimmungs-Einrichtung 13 auf, über
die eine momentane Drehphasenposition des Greifersystems 1 erfasst werden
kann. Die Induktionseinheit 11, der Detektor 12 und
die Positionsbestimmungs-Einrichtung 13 sind mit der Steuereinrichtung 10 über
Leitungen gekoppelt.
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Ferner
ist mit der Steuereinrichtung 10 ein Leitstand 3 für
einen Bediener der Druckmaschine gekoppelt, wobei über
den Leitstand 3 Einfluss auf den Betrieb der Steuereinrichtung
genommen werden kann.
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Durch
die von dem Detektor 12 und der Positionsbestimmungs-Einrichtung 13 bereitgestellten Informationen
bzw. Messwerte kann die Steuereinrichtung 10 ein Triggersignal
erzeugen, welches per Funk an den Schalter in der Empfängerstruktur 33 des
Greiferwagens 30 gesendet wird, so dass zu definierten Zeitpunkten
eine Versteifung/Entsteifung des Greifersystemkörpers 31 bewirkt
wird.
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In
die Induktionseinheit 11 ist ein Spulensystem 11a integriert,
welches, wenn ein Greiferwagen 30 die Induktionseinheit 11 überfährt
bzw. passiert, mit dem in den Greiferwagen 30 integrierten
Spulensystem 33a der Empfängerstruktur 33 induktiv
zusammenarbeitet, so dass in dem Spulensystem 33a des Greiferwagens 30 Strom
zum Aufladen der Batterie/Kondensator-Kombination induziert wird.
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Die
Steuereinrichtung 10 ist durch eine Kombination von Software
und Hardware derart eingerichtet bzw. konfiguriert, dass im Betrieb
des Greifersystems 1 per Auswahlvorgabe durch den Leitstand 3 die
Versteifung des Greifersystemkörpers 31 während
des Umlaufs abschnittsweise entlang der Umlaufbahn des Greifersystems 1 oder über
die gesamte Umlaufbahn des Greifersystems 1 hinweg erfolgen kann.
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Gemäß einer
bevorzugten Konfiguration ist die Steuereinrichtung 10 derart
eingerichtet, dass im Betrieb des Greifersystems 1 die
Versteifung des Greifersystemkörpers 31 zu einem
Zeitpunkt erfolgt, zu dem ein Druckbogen 2 von einem letzten
bogenführenden Zylinder (nicht gezeigt) der Bogendruckmaschine
an den Greifersystemkörper 31 übergeben wird.
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Auf
diese Weise wird im Bereich der Druckbogenübergabe eine
ideale Führungsbahn der Greifersystemkörper 31 sichergestellt,
wodurch Kollisionen und Störungen im Papiertransport sicher
vermieden werden. Ferner werden unerwünschte Verspannungen
und Beschädigungen der Druckbögen 2 sowie
unerwünschte Rückwirkungen auf die Druckmaschine
sicher vermieden.
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Gemäß der
bevorzugten Konfiguration ist die Steuereinrichtung 10 ferner
derart eingerichtet, dass im Betrieb des Greifersystems 1 die
Versteifung des Greifersystemkörpers 31 an Umlenkpunkten 23 der Umlaufbahn
des Greifersystems 1 im Ausleger erfolgt.
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Somit
ist auch an den Umlenkpunkten 23 eine ideale Führungsbahn
der Greifersystemkörper 31 sichergestellt und
außerdem die Betriebssicherheit des erfindungsgemäßen
Greifersystems 1 gewährleistet, da der Bediener,
der ggf. hinter einem solche Umlenkpunkt 23 steht, durch
die dort erhöhte mechanische Stabilität des Greifersystemkörpers 31 besser
gegen defektbedingte Verletzungen geschützt ist.
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Nun
wird anhand eines exemplarischen Betriebsablaufs die Funktionsweise
des erfindungsgemäßen Greifersystems 1 erläutert.
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Zuerst
wird durch den Bediener am Leitstand 3 ein Arbeitsprogramm
für das Greifersystem 1 ausgewählt, welches
bei diesem Beispiel der o. g. bevorzugten Konfiguration entspricht.
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Beim
Umlaufen der Greiferketten 21, 22 werden der Steuereinrichtung 10 durch
den Detektor 12 und die Positionsbestimmungs-Einrichtung 13 ständig
Informationen bzw. Messdaten über die Drehphasenposition
der Greiferketten 21, 22 sowie die Position der
Greiferwagen 30 bereitgestellt.
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Das
Greifersystem 1 wird auf Basis der Messdaten automatisch
zu den Druckeinheiten (nicht gezeigt) der Druckmaschine synchronisiert.
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Wenn
die Greiferwagen 30 während ihres Umlaufens die
Induktionseinheit 11 überfahren, wird die Batterie/Kondensator-Kombination
induktiv aufgeladen. In diesem Zusammenhang ist zu erwähnen, dass
die Batterie der Batterie/Kondensator-Kombination gemäß dieser
Ausführungsform vorgeladen ist.
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Wenn
einer der Greiferwagen 30 an der Position ankommt, an der
ein Druckbogen 2 von einem letzten bogenführenden
Zylinder der Druckmaschine an das Greifersystem 1 zu übergeben
ist, wird von der Steuereinrichtung 10 per Funk ein Triggersignal an
den Schalter der Empfängerstruktur 33 des Greiferwagens 30 gesendet,
so dass der Schalter geschlossen wird und damit Spannung an den
Piezofasern 32a der Aktuator-Anordnung 32 anliegt.
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Dadurch
wird der Greifersystemkörper 31 des betreffenden
Greiferwagens 30 versteift und in optimaler Lage an den
Bereich der Druckbogenübergabe herangeführt. Somit
kann der Greifersystemkörper 31, an dem eine Mehrzahl
von Greifern (nicht dargestellt) vorgesehen sind, die über
Funk mit der Steuereinrichtung 10 gekoppelt sind und von
der Steuereinrichtung 10 separat oder gemeinsam zum Ergreifen/Freigeben
eines Druckbogens 2 betätigbar sind, den von dem
letzten bogenführenden Zylinder der Druckmaschine ausgegebenen
Druckbogen 2 problemlos übernehmen bzw. ergreifen.
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Nach Übernahme
des Druckbogens 2 sendet die Steuereinrichtung per Funk
ein weiteres Triggersignal an den Schalter der Empfängerstruktur 33 des
Greiferwagens 30 aus, so dass der Schalter geöffnet
wird und damit keine Spannung mehr an den Piezofasern 32a der
Aktuator-Anordnung 32 anliegt.
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Dadurch
kann der Greifersystemkörper 31 leicht in der
gestrichelt dargestellten Kurvenlinie 31a durchhängen,
so dass dem Druckbogen 2 eine konkave Form aufgeprägt
wird.
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Wenn
der Greiferwagen 30 an der Position der Auslage ankommt,
werden die Greifer des Greifersystemkörpers 31 geöffnet
und der Druckbogen 2 auf einem Auslagestapel abgelegt.
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Der
Greiferwagen 30 fährt dann weiter, bis er an einem
der Umlenkpunkte 23 des Greifersystems 1 ankommt.
Kurz vor dem Umlenkpunkt 23 sendet die Steuereinrichtung 10 wieder
ein Triggersignal an den Schalter der Empfängerstruktur 33 des
betreffenden Greiferwagens 30, so dass der Schalter geschlossen wird
und damit Spannung an den Piezofasern 32a der Aktuator-Anordnung 32 anliegt.
Dadurch wird der Greifersystemkörper 31 kurz vor
dem Umlenkpunkt 23 versteift und kann damit in optimaler
Führungslage durch diesen hindurchbewegt werden.
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Nach
Passieren des Umlenkpunktes 23 sendet die Steuereinrichtung 10 wieder
ein Triggersignal an den Schalter der Empfängerstruktur 33 des
betreffenden Greiferwagens 30, so dass der Schalter geöffnet
wird und damit keine Spannung an den Piezofasern 32a der
Aktuator-Anordnung 32 anliegt.
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Gemäß dieser
Ausführungsform passiert der Greiferwagen 30 vor
einem erneuten Erreichen des Bereichs der Druckbogenübergabe
einen zweiten Umlenkpunkt 23, an dem in der zuvor beschriebenen Weise
wieder eine Versteifung und nachfolgende Entsteifung des Greifersystemkörpers 31 stattfindet.
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Die
Entsteifungen des Greifersystemkörpers 31 nach
den Umlenkpunkten 23 (ohne Druckbogentransfer) dienen hier
vor allem der Energieeinsparung und können wenn gewünscht
auch entfallen. Wichtig sind erfindungsgemäß die
Versteifungen des Greifersystemkörpers 31 an den
qualitäts- bzw. sicherheitsrelevanten Positionen, wie dem
Bereich der Druckbogenübergabe und den Umlenkpunkten 23.
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Nun
wird unter Bezugnahme auf 2 ein Greifersystem 1' gemäß einer
zweiten Ausführungsform der Erfindung beschrieben.
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Ein
solches Greifersystem 1' für den Transport von
Druckbögen 2' in dem Ausleger der Druckmaschine
weist eine Greifersystemführung 20' mit zwei in
einem ersten Abstand A1 voneinander angeordneten Führungen
in Form von Greiferketten 21', 22' und mehrere
an den Greiferketten 21', 22' gehaltene Greiferwagen 30' (in 2 ist
nur einer gezeigt) auf, die mit den Greiferketten 21', 22' gekuppelt
sind und in an sich bekannter Weise entlang eines Greiferkettenweges
bzw. einer Umlaufbahn des Greifersystems 1' verfahrbar
sind. Das Greifersystem 1' weist ferner eine Steuereinrichtung 10' zum
Steuern des Greifersystems 1 auf.
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Die
Greiferwagen 30' weisen jeweils einen Greifersystemkörper 31' mit
einer flexiblen Struktur und einer vorbestimmten Länge
auf, wobei die Länge derart bemessen ist, dass der Greifersystemkörper 31' den
ersten Abstand A1 überbrückend in einem vorbestimmten
Ausmaß bzw. wie durch die gestrichelte Kurvenlinie 31a' übertrieben
angedeutet durchhängt.
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Der
Greifersystemkörper 31' weist eine Mehrzahl von
nicht dargestellten Greifern auf, die über Funk mit der
Steuereinrichtung 10' gekoppelt sind und von der Steuereinrichtung 10' separat
oder gemeinsam zum Ergreifen/Freigeben eines Druckbogens 2' betätigbar
sind.
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Die
Steuereinrichtung 10' weist demnach eine Funkeinrichtung
(nicht dargestellt) zum Ansteuern der Greifer des Greiferwagens 30',
einen Detektor 12', über den die Position der
Greiferwagen 30' bzw. die Position der vorderen Querkanten
der Druckbögen 2' erfasst werden kann, sowie eine
Positionsbestimmungs-Einrichtung 13' auf, über
die eine momentane Drehphasenposition des Greifersystems 1' erfasst
werden kann. Der Detektor 12' und die Positionsbestimmungs-Einrichtung 13' sind
mit der Steuereinrichtung 10' über Leitungen gekoppelt.
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Ferner
ist mit der Steuereinrichtung 10' ein Leitstand 3' für
einen Bediener der Druckmaschine gekoppelt, wobei über
den Leitstand 3' Einfluss auf den Betrieb der Steuereinrichtung 10' genommen werden
kann.
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Durch
die von dem Detektor 12' und der Positionsbestimmungs-Einrichtung 13' bereitgestellten Informationen
bzw. Messwerte kann die Steuereinrichtung 10' die Greifer
des Greiferwagens 30' positionsgenau Ansteuern.
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Die
Greiferketten 21', 22' weisen im Bereich einer
Druckbogenübergabe und an Umlenkpunkten 23' einen
zweiten Abstand A2 auf, der um so viel größer
als der erste Abstand A1 bemessenen ist, dass der Greifersystemkörper 31' im
Bereich der Druckbogenübergabe und an den Umlenkpunkten 23' gestreckt
ist und dadurch versteift ist.
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Zu
diesem Zweck sind im Bereich der Druckbogenübergabe und
an den Umlenkpunkten 23' seitliche Haltepunkte der Greiferketten 21', 22' seitwärts nach
außen hin verschoben.
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In
den anderen Bereichen entlang der Umlaufbahn des Greifersystems 1' weisen
die Greiferketten 1' den ersten Abstand A1 voneinander
auf, so dass hier der Greifersystemkörper 31' gemäß der Kurvenlinie 31a'
leicht durchhängt und einem von ihm transportierten Druckbogen 2' beim
Transport eine konkave Form aufprägt.
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Wie
aus der oben beschriebenen Struktur des Greifersystems 2' gemäß der
zweiten Ausführungsform der Erfindung ersichtlich, werden
hier die Versteifungen/Entsteifungen der jeweiligen Greifersystemkörper 31' automatisch
und durch die Führung der Greiferketten 21', 22' vorgegeben
bewirkt.
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Die
zeitliche Abfolge der Versteifungen/Entsteifungen entlang der Umlaufbahn
des Greifersystems 1' entspricht im Wesentlichen jener
der ersten Ausführungsform der Erfindung und wird daher
nicht nochmals detailliert erläutert.
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Aus
Kostengründen kann jedoch gemäß der zweiten
Ausführungsform auf eine Entsteifung im Bereich zwischen
den Umlenkpunkten 23' (ohne Bogentransfer) verzichtet werden,
so dass die Greifersystemkörper 31' nur in einem
Bereich nach Druckbogenübernahme und vor dem ersten Umlenkpunkt 23' entsteift
werden, um den Druckbögen 2' die konkave Form
aufzuprägen.
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Wichtig
sind erfindungsgemäß die Versteifungen der Greifersystemkörper 31' an
den qualitäts- bzw. sicherheitsrelevanten Positionen, wie
dem Bereich der Druckbogenübergabe und den Umlenkpunkten 23'.
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- 1
- Greifersystem
- 1'
- Greifersystem
- 10
- Steuereinrichtung
- 10'
- Steuereinrichtung
- 11
- Induktionseinheit
- 11a
- Spulensystem
- 12
- Detektor
- 12'
- Detektor
- 13
- Positionsbestimmungs-Einrichtung
- 13'
- Positionsbestimmungs-Einrichtung
- 20
- Greifersystemführung
- 20'
- Greifersystemführung
- 21,
22
- Greiferketten
- 21',
22'
- Greiferketten
- 23
- Umlenkpunkte
- 23'
- Umlenkpunkte
- 30
- Greiferwagen
- 30'
- Greiferwagen
- 31
- Greifersystemkörper
- 31'
- Greifersystemkörper
- 32
- Aktuator-Anordnung
- 32a
- Aktuator
- 33
- Empfängerstruktur
- 33a
- Spulensystem
- 2
- Druckbogen
- 2'
- Druckbogen
- 3
- Leitstand
- 3'
- Leitstand
- A1
- erster
Abstand
- A2
- zweiter
Abstand
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
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-
Zitierte Patentliteratur
-
- - DE 20313394
U1 [0003]
- - US 2198385 [0013]
- - DE 4221580 C2 [0013]
-
Zitierte Nicht-Patentliteratur
-
- - Helmut Teschner, „Offsetdrucktechnik",
1989, Fachschriften-Verlag GmbH; ISBN 3-921217-14-8 auf Seite 466 [0004]