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Die
Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Zuführen von Bogen
zu einem Druckzylinder mit einem Bogenzuführtisch, einer
umlaufenden, ein erstes Bogenhaltesystem enthaltenden Vorgreifertrommel
sowie einer ein zweites Bogenhaltesystem aufweisenden Transporttrommel,
wobei die Übernahme der von der Vorgreifertrommel beschleunigten
Bogen vom zweiten Bogenhaltesystem in einem Übernahmepunkt
und die Übergabe nach einem Transport durch die Transporttrommel
in einem Übergabepunkt mit einer Druckzylindergeschwindigkeit
an ein Greifersystem des Druckzylinders erfolgt.
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In
Bogendruckmaschinen ist es allgemein üblich, in einem Bogenanleger
die auf einem Bogenstapel abgelegten Bogen zu vereinzeln und über
einen Bogenzuführtisch staffelförmig in die Druckmaschine
zu fördern. Der jeweils vorderste Bogen wird dabei gegen
in die Bahn der Bogen führbare Anlegmarken transportiert
und so nach der Vorderkante ausgerichtet sowie zur Ruhe gebracht.
Der nach der Vorderkante ausgerichtete und in Ruhe befindliche Bogen
kann gegebenenfalls zusätzlich nach der Seitenkante ausgerichtet
werden. Danach wird der Bogen auf Druckzylindergeschwindigkeit beschleunigt und
zu einem Druckzylinder gefördert.
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Aus
der
DE 330 52 19 C2 ist
es zur Realisierung hoher Arbeitsgeschwindigkeiten bekannt, den
in Ruhe befindlichen und nach der Vorderkante ausgerichteten Bogen
durch Saugluft beaufschlagte Bogenförderer, z. B. eine
Saugwalze, Saugbänder, Saugschieber, zu beschleunigen und
mit der Vorderkante gegen Vordermarken einer Vorgreifertrommel zu
transportieren, die mit einer alternierenden Geschwindigkeit umläuft.
Bei einer minimalen Umfangsgeschwindigkeit wird der von den mit
Saugluft beaufschlagten Bogenförderern transportierte Bogen
von einem Bogenhaltesystem übernommen, wobei die Transportgeschwindigkeit
des Bogens geringfügig höher ist als die Umfangsgeschwindigkeit
der Vorgreifertrommel. Nach der Bogenübernahme durch die
Vorgreifertrommel wird diese auf eine maximale Umfangsgeschwindigkeit,
die der Druckzylindergeschwindigkeit entspricht, beschleunigt und
der Bogen an die ebenfalls mit Druckzylindergeschwindigkeit umlaufende,
der Vorgreifertrommel nachgeordneten Transporttrommel übergeben,
die den Bogen zum Druckzylinder transportiert. Nach der Übergabe
des Bogens an die Transporttrommel wird die Vorgreifertrommel so
verzögert, dass diese mit der minimalen Umfangsgeschwindigkeit
zur Übernahme eines Folgebogens zum Bogenzuführtisch
geführt wird.
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Nachteilig
ist, dass durch die zyklische Bewegung der Vorgreifertrommel über
einen Maschinentakt Massenkräfte erzeugt werden, die Drehmomente
hervorrufen, welche sich mit den im Antriebssystem wirkenden Drehmomenten überlagern
und so zu einem periodisch schwankenden Momentenbedarf führen.
Dieser periodisch schwankende Momentenbedarf führt zu Schwingungen
im Bogenzuführsystem und über den die Arbeitsorgane
der Druckmaschine verbindenden Räderzug zu den Druckwerken,
was Passerfehler bzw. Dublieren und damit Qualitätsmängel
oder Ausschuss der Druckerzeugnisse bedingt. Darüber hinaus
verursacht der schwankende Momentenbedarf einen erhöhten
Verschleiß der Druckmaschine.
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Zur
Minimierung dieser Nachteile ist es bekannte, zusätzlich
ein Leistungsausgleichsgetriebe vorzusehen (
DE 198 35 005 A1 ,
DE 410 18 47 A1 ). Diese
Leistungsausgleichsgetriebe erfordern aber einen hohen Aufwand und
einen großen Bauraum.
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Der
DE 33 05 219 C2 ist
weiterhin zu entnehmen, dass die mit einer minimalen Geschwindigkeit den
Bogen übernehmende Vorgreifertrommel nur auf eine mittlere
Umfangsgeschwindigkeit beschleunigt und mit dieser der Bogen an
die nachgeordnete Transporttrommel übergeben werden kann,
die ihrerseits den Bogen auf Druckzylindergeschwindigkeit beschleunigt
und an den Druckzylinder zum Bedrucken übergibt.
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Diese
Maßnahme führt zwar dazu, dass das zur Verarbeitung
gelangende Material nicht mit hohen Beschleunigungskräften
belastet wird, sie kann aber nur mittels eines höheren
Aufwandes realisiert werden und bedingt unter Umständen
ebenfalls ein zusätzliches Leistungsausgleichsgetriebe.
Da die Bogen durch die Vorgreifertrommel mit einer geringen Geschwindigkeit
vom Bogenzuführtisch abgezogen werden, überdecken
die freien Enden der abziehenden Bogen den vorderen Bereich der
Folgebogen und behindern so Arbeitsoperationen, was zur Produktivitätsminderung
der Druckmaschine führt.
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Aus
der
DE 103 55 516
A1 ist weiterhin ein rotierender Vorgreifer zum Zuführen
von Bogen von einem Bogenzuführtisch zu einer Transporttrommel mit
einem ersten ungleichförmig umlaufenden Greifersystem und
einem zweiten ungleichförmig umlaufenden Greifersystem
bekannt. Der Beschleunigungsverlauf des ersten Greifersystems und
der Beschleunigungsverlauf des zweiten Greifersystems sind so ausgestaltet,
dass zwischen den Greifersystemen ein Leistungsausgleich erfolgt,
indem die Beschleunigungsverläufe spiegelsymmetrisch ausgebildet
sind. Nachteilig ist, dass eine derartige Vorgreifertrommel einen
hohen Aufwand bedingt, wobei es insbesondere problematisch ist,
eine torsions- und biegesteife Ausführung zu realisieren,
da sich die ausgleichenden Greifersysteme auf einer gemeinsamen Achse
befinden und nicht identisch ausführbar sind. Die zwei
Greifersysteme auf einer gemeinsamen Achse haben den weiteren Nachteil,
dass ein geschwindig keitsabhängiger Anlegfehler im Zweiertakt entstehen
kann, der Qualitätsprobleme zur Folge hat.
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Aufgabe
der Erfindung ist es, eine gattungsgemäße Vorrichtung
zum Zuführen von Bogen zu einem Druckzylinder derart auszubilden,
dass diese mit einem geringen Aufwand realisiert werden kann und
die Produktivität der Druckmaschine erhöht wird.
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Erfindungsgemäß wird
die Aufgabe durch eine Vorrichtung nach den Merkmalen des Anspruchs
eins gelöst.
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Die
erfindungsgemäße Lösung ermöglicht einen
Leistungsausgleich zwischen der Vorgreifertrommel und der Transporttrommel
ohne ein zusätzliches Leistungsausgleichsgetriebe. Damit
wird die Produktivität der Druckmaschine ohne zusätzlichen Aufwand
und ohne weiteren Bauraum zu beanspruchen erhöht. Außerdem
kann ein schlanker Bogenlauf realisiert werden, der ebenfalls zur
Produktivitätserhöhung der Druckmaschine beiträgt.
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An
einem Ausführungsbeispiel wird die Erfindung näher
erläutert. In den zugehörigen Zeichnungen zeigen:
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1 die
schematische Darstellung der Vorrichtung in der Seitenansicht mit
den Lagen der Trommeln bei der Bogenübernahme durch eine
Vorgreifertrommel am Bogenzuführtisch,
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2 die
Darstellung gemäß 1 mit der Lage
der Trommeln bei der Bogenübernahme durch einen Transportzylinder,
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3 die
Darstellung gemäß 1 mit der Lage
der Trommeln bei der Bogenübergabe an einen Druckzylinder,
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4 den
Drehwinkelverlauf von Vorgreifertrommel und Transporttrommel über
den Drehwinkel einer Eintourenwelle,
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5 den
Geschwindigkeitsverlauf von Vorgreifertrommel und Transporttrommel,
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6 den
Beschleunigungsverlauf von Vorgreifertrommel und Transporttrommel,
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7 den
Antriebsmomentenverlauf von Vorgreifertrommel und Transporttrommel.
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In 1 sind
schematisch in Seitenansicht eine Vorgreifertrommel 1,
eine Transporttrommel 2 und ein Druckzylinder 3 dargestellt.
Die Vorgreifertrommel 1 ist auf einer Vorgreifertrommelwelle 4,
die Transporttrommel 2 auf einer Transporttrommelwelle 5 und
der Druckzylinder 3 auf einer Druckzylinderwelle 6 gelagert.
Die Vorgreifertrommel 1, die Transporttrommel 2 und
der Druckzylinder 3 sind getriebemäßig
miteinander verbunden, wobei die Vorgreifertrommel 1 sowie
die Transporttrommel 2 eintourig und der Druckzylinder 3,
da dieser doppeltgroß ausgebildet ist, halbtourig umlaufend
angetrieben werden. Der halbtourige Antrieb des Druckzylinders 3 erfolgt über
eine Eintourenwelle ETW, der z. B. ein Gummizylinder zugeordnet
ist, welcher einen Systemdurchmesser aufweist, der von dem zur Verarbeitung
gelangenden Format bestimmt ist. Die Vorgreifertrommel 1 ist
mit einem ersten Bogenhaltesystem 7 und die Transporttrommel 2 mit
einem zweiten Bogenhaltesystem 8 versehen, während
der Druckzylinder 3 aufgrund der doppeltgroßen
Ausbildung mit einem ersten Greifersystem 9 und einem zweiten
Greifersystem 10 ausgerüstet ist. Die Bogenhaltesysteme 7, 8 und
die Greifersysteme 9, 10 bestehen im Ausführungsbeispiel
aus beabstandet zueinander angeordneten Greifern, die mit einer
Greiferleiste korrespondieren und durch nicht dargestellte Mittel gegen
diese geführt oder davon entfernt werden.
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Dem
in der Vorgreifertrommel 1 vorgesehenen ersten Bogenhaltesystem 7 sind
zusätzlich Anlegmarken 11 zugeordnet. Der Vorgreifertrommel 1 ist
weiterhin ein Bogenzuführtisch 12 vorgeordnet, der
von einem nicht dargestellten Bogenstapel vereinzelte Bogen 13 der
Vorgreifertrommel 1 zuführt. Die Vorgreifertrommel 1 läuft
innerhalb eines Arbeitstaktes mit einem Drehwinkel ψ1 und die Transporttrommel 2 mit
einem Drehwinkel ψ2 um.
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In 1 ist
die Lage der Vorgreifertrommel 1, der Transporttrommel 2,
der Eintourenwelle ETW des Duckzylinders 3 und des Gummizylinders 17 bei Beginn
eines Arbeitstaktes und in 4 der Verlauf der
Drehwinkel ψ1, ψ2 über den Drehwinkel φ der
Eintourenwelle ETW dargestellt.
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Die
Vorgreifertrommel 1 läuft mit einer Umfangsgeschwindigkeit
VU1 um, deren Betrag über 360° immer
größer oder gleich Null ist. Die Vorgreifertrommel 1 kann
damit als so genannte Stopptrommel, die zur Bogenübernahme
am Bogenzuführtisch 12 eine Rast ausführt,
oder auch als ständig mit einer alternierenden Geschwindigkeit
umlaufende Trommel, die bei einer niedrigen Geschwindigkeit eine
Bogenübernahme am Bogenzuführtisch 12 realisiert,
ausgebildet sein. Im Ausführungsbeispiel läuft
die Vorgreifertrommel 1 ständig um und übernimmt,
wie in 1 gezeigt, mit einer minimalen Umfangsgeschwindigkeit
VU11 einen vom Bogenzuführtisch 12 geförderten
Bogen 13, indem dieser mit einer geringfügig höheren
Geschwindigkeit als der minimalen Umfangsgeschwindigkeit VU1 der Vorgreifertrommel 1 am Bogenzuführtisch 12 mit
der Vorderkante gegen die Anlegmarken 11 geführt
wird. Der so bezüglich der Vorderkante ausgerichtete Bogen 13 wird
von dem ersten Bogenhaltesystem 7 erfasst und die Umfangsgeschwindigkeit
VU1, wie in 5 zu entnehmen,
erhöht, wobei in 5 durch
die Volllinie der Verlauf der Umfangsgeschwindigkeit VU1 dargestellt wird.
Innerhalb eines von der Vorgreifertrommel 1 realisierten
Drehwinkelbereichs ψ11, der im
Ausführungsbeispiel etwa 68° beträgt
und in dem durch die ETW ein Drehwinkel von φ = 90° zurückgelegt
wurde, erreicht die Vorgreifertrommel 1 eine Umfangsgeschwindigkeit
VU12, die mit einer durch die Transporttrommel 2,
welcher mit einer Umfangsgeschwindigkeit VU2 umläuft,
realisierten Umfangsgeschwindigkeit VU22 übereinstimmt,
wobei Umfangsgeschwindigkeit VU22 mit der
durch den Druckzylinder 3 realisierten Umfangsgeschwindigkeit
VUDZ identisch ist. Damit kann der von dem
ersten Bogenhaltesystem 7 der Vorgreifertrommel 1 gehaltene
Bogen in einem Übernahmepunkt 15 von dem der Transporttrommel 2 zugeordneten
zweiten Bogenhaltesystem 8 übernommen werden (2).
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Der
von dem zweiten Bogenhaltesystem 8 gehaltene Bogen 13 wird
von der Transporttrommel 2 über einen Drehwinkelbereich ψ22 = 145°, der im Ausführungsbeispiel
einem Drehwinkel φ = 163° der ETW entspricht,
von der Transporttrommel 2 zum Druckzylinder 3 gefördert
und bei φ = 255°, einem Übergabepunkt 16,
an das erste Greifersystem 9 übergeben. Während
des Transports des Bogens 13 über den Drehwinkelbereich ψ22 mit Umfangsgeschwindigkeit VUDZ durchläuft
die Vorgreifertrommel 1 ebenfalls mit Umfangsgeschwindigkeit
VUDZ = VU12 einen
Drehwinkelbereich ψ12 = 224° (3 und 5).
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Nach
der Übergabe des Bogens 13 an das erste Greifersystem 9 wird
die Transporttrommel 2 innerhalb eines Drehwinkelbereichs ψ23 = 117°, der einem Drehwinkel φ =
105° entspricht, über die Umfangsgeschwindigkeit
VU22, die mit der Umfangsgeschwindigkeit
VUDZ des Druckzylinders 3 identisch
ist, hinaus auf eine Umfangsgeschwindigkeit VU23 beschleunigt.
Gleichzeitig wird die Vorgreifertrommel 1 innerhalb eines
Drehwinkelbereichs ψ13 = 68° so
verzögert, dass die Vorgreifertrommel 1 einer
Umfangsgeschwindigkeit VU13 folgt und das
erste Bogenhaltesystem 7 mit einer minimalen Umfangsgeschwindigkeit
VU13, die mit der minimalen Umfangsgeschwindigkeit
VU11 übereinstimmt, am Bogenzuführtisch 12 zur Übernahme
eines Folgebogens 14 einläuft. Nachfolgend wird
der Folgebogen 14 auf die Umfangsgeschwindigkeit VUDZ beschleunigt, während die Transporttrommel 2 innerhalb
eines Drehwinkelbereichs ψ21 =
98°, der einem Drehwinkel φ = 90° entspricht,
derart verzögert wird, dass die Transporttrommel 2 mit
der Umfangsgeschwindigkeit VUDZ bei der Übernahme
des Folgebogens 14 umläuft.
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In 6 ist
der Verlauf der Beschleunigung ψ1''
der Vorgreifertrommel 1 als Volllinie und der Verlauf der
Beschleunigung ψ2'' der Transporttrommel 2 gestrichelt
dargestellt. Danach ist die Beschleunigung ψ1''
der Vorgreifertrommel 1 im Bereich zwischen φ =
0° und φ = 90°, in φ = 90° erfolgt
im Ausführungsbeispiel die Übernahme des Folgebogens 14 von
dem zweiten Bogenhaltesystem 8, so gewählt, dass
ein optimaler Transport des Bogens 13 realisiert werden
kann. In dem Bereich zwischen φ = 91° und φ =
254°, bei φ = 254° wird der Bogen 13 an das
erste Greifersystem 9 des Druckzylinders 3 übergeben,
dient die Transporttrommel 2 dem Bogentransport und läuft
mit einer gleichbleibenden Umfangsgeschwindigkeit VU22 =
VUDZ um. Die Umfangsgeschwindigkeit VU12 der Vorgreifertrommel. 1 verläuft
in diesem Bereich ebenfalls gleichbleibend. Nach der Übergabe
des Bogens 13 an den Druckzylinder 3 kann die
Transporttrommel 2 zum Leistungsausgleich genutzt werden,
da diese dann keine funktionale Bedeutung für den Bogentransport
hat. Dazu wird die Transporttrommel 2 in dem Bereich zwischen φ =
255° und φ = 345°, bei φ = 345° erreicht die
Vorgreifertrommel 1 im Ausführungsbeispiel die minimale
Umfangsgeschwindigkeit VU13, über
die Umfangsgeschwindigkeit VU22 = VUDZ hinaus beschleunigt, wobei das Beschleunigungsgesetz
so formuliert ist, dass es optimal für den Leistungsausgleich
genutzt werden kann. Entsprechend wird die Umfangsgeschwindigkeit
VU21 verzögert im Bereich zwischen φ =
0° und φ = 90°, wenn die Vorgreifertrommel 1 auf
die Umfangsgeschwindigkeit VUDZ beschleunigt
wird.
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Unter
Beachtung der Tatsache, dass die Absolutbeträge der Antriebsmomente
M1 = ψ1''·ψ1'·I1 und ψ2''·ψ2'·I2 annähernd gleich sein müssen,
um einen Ausgleich realisieren zu können, wobei unter I1 und I2 die Massenträgheitsmomente
der Trommeln 1, 2, unter ψ1', ψ2' die erste Ableitung nach φ (Neigung der
Kurve) und unter ψ1'', ψ2'' die zweite Ableitung nach der Zeit (Beschleunigung
der Trommeln 1, 2) verstanden werden, kann durch
entsprechende Ausgestaltung der Vorgreifertrommel 1 und
der Transporttrommel 2 ein Ausgleich der Antriebsmomente M1, M2 realisiert
werden. Dabei wird unter Antriebsmoment M1 das
der Vorgreifertrommel 1 und unter Antriebsmoment M2 das der Transporttrommel 2 verstanden.
In 7 sind der Verlauf des Antriebsmomentes M1 als Vollliniendarstellung und der Verlauf des
Antriebsmomentes M2 als gestrichelte Kurve
dargestellt. Den Kurvenverläufen M1,
M2 ist zu entnehmen, dass diese im Bereich
der Beschleunigungen und Verzögerungen der Vorgreifertrommel 1 nahezu spiegelbildlich
zueinander verlaufen. Ein in diesem Bereich sich aus dem Momentenverläufen
M1, M2 ergebendes
resultierendes Antriebsmoment MR, das als
strichpunktierte Linie dargestellt ist, weist in vorteilhafter Weise
einen gegen einen Nullwert tendierenden und um die Nullachse schwankenden
Verlauf auf.
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Durch
die Ausbildung der Transporttrommel 2 zum Leistungsausgleich
und aufgrund des dazu angepassten Trägheitsmomentes I2 ist die Vorgreifertrommel 1 masseintensiv
ausgebildet, wobei die Verwendung einer Zusatzmasse denkbar ist,
während die Transport trommel 2 eine massearme
Leichtbauweise aufweist. Die erfindungsgemäße
Lösung ermöglicht es, die Trommeln 1, 2 mit
einem großen Durchmesser auszubilden, wobei der Durchmesser der
Transporttrommel 2 größer als der Systemdurchmesser
ist, und so zueinander anzuordnen, dass der Bogen 13 über
einen Drehwinkelbereich ψ11 und
einen größeren Drehwinkelbereich ψ22 getragen und damit ein schlanker Bogenlauf
realisiert wird, durch den eine Erhöhung der Produktivität
der Druckmaschine realisierbar ist.
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- 1
- Vorgreifertrommel
- 2
- Transporttrommel
- 3
- Druckzylinder
- 4
- Vorgreifertrommelwelle
- 5
- Transporttrommelwelle
- 6
- Druckzylinderwelle
- 7
- Erstes
Bogenhaltesystem
- 8
- Zweites
Bogenhaltesystem
- 9
- Erstes
Greifersystem
- 10
- Zweites
Greifersystem
- 11
- Anlegmarke
- 12
- Bogenzuführtisch
- 13
- Bogen
- 14
- Folgebogen
- 15
- Übernahmepunkt
- 16
- Übergabepunkt
- 17
- Gummizylinder
- ETW
- Eintourenwelle
- φ
- Drehwinkel
ETW
- ψ1
- Drehwinkel
der Vorgreifertrommel 1
- ψ11
- Drehwinkelbereich
der Vorgreifertrommel 1
- ψ12
- Drehwinkelbereich
der Vorgreifertrommel 1
- ψ13
- Drehwinkelbereich
der Vorgreifertrommel 1
- ψ2
- Drehwinkel
der Transporttrommel 2
- ψ21
- Drehwinkelbereich
der Transporttrommel 2
- ψ22
- Drehwinkelbereich
der Transporttrommel 2
- ψ23
- Drehwinkelbereich
der Transporttrommel 2
- VUDZ
- Umfangsgeschwindigkeit
Druckzylinder 3
- VU1
- Umfangsgeschwindigkeit
Vorgreifertrommel 1
- VU11
- Umfangsgeschwindigkeit
im Drehwinkelbereich ψ11
- VU12
- Umfangsgeschwindigkeit
im Drehwinkelbereich ψ12
- VU13
- Umfangsgeschwindigkeit
im Drehwinkelbereich ψ13
- VU2
- Umfangsgeschwindigkeit
Transporttrommel 2
- VU21
- Umfangsgeschwindigkeit
im Drehwinkelbereich ψ21
- VU22
- Umfangsgeschwindigkeit
im Drehwinkelbereich ψ22
- VU23
- Umfangsgeschwindigkeit
im Drehwinkelbereich ψ23
- ψ1''
- Beschleunigung
des Vorgreifertrommel 1
- ψ2''
- Beschleunigung
der Transporttrommel 2
- M1
- Antriebsmoment
Vorgreifertrommel 1
- M2
- Antriebsmoment
Transporttrommel 2
- MR
- Resultierendes
Antriebsmoment
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - DE 3305219
C2 [0003, 0006]
- - DE 19835005 A1 [0005]
- - DE 4101847 A1 [0005]
- - DE 10355516 A1 [0008]