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Die
Erfindung betrifft ein Bogenführungssystem für
eine Bogen verarbeitende Druck-, Veredelungs- oder Weiterverarbeitungsmaschine
nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 und einen Greifer zum
mechanischen Greifen von Bögen, das dem Bogentransportsystem
zugeordnet ist.
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Der
Bogentransport von Bögen durch Druck-, Veredelungs- oder
Weiterverarbeitungsmaschinen mittels mechanischen Greifern ist schon
aus der Frühzeit der ersten Druckmaschinen bekannt. Die
Greifer können einerseits Bestandteil von Bogen führenden
Zylindern, Transfertern oder Schwinggreifern sein oder sie sind
sogenannten Greiferbrücken zugeordnet, die in den meisten
Fällen an umlaufenden Kettentransportsystemen seitlich
aufgehängt sind.
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Druckmaschinen
im Sinne der Erfindung sind Bogenrotationsdruckmaschinen zum Bedrucken von
Bögen im Sieb-, Offset-, Tief- und Flexodruck und umfasst
auch Non-Impact Druckmaschinen, wie Inkjetdrucker oder andere digitale
Druckmaschinen, sofern der Bogentransport vollständig oder
teilweise mit Greifern erfolgt.
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Veredelungsmaschinen
im Sinne der Erfindung sind Maschinen, mit denen nachträglich
auf ein Druckprodukt oder einen unbedruckten Bogen ein oder mehrere
Lackschichten aufgetragen werden, Folien laminiert oder Folienbestandteile
im Heisspräge- oder Kaltfolientransferverfahren auf den
Bogen übertragen werden. Ferner gehören zu den
Veredelungsmaschinen Maschinen, die eine Prägung von be-
oder unbedruckten Bogen durchführen.
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Weiterverarbeitungsmaschinen
im Sinne der Erfindung sind unter anderem Stanz- oder Schneidemaschinen,
Zusammentragmaschinen oder Falzmaschinen. Ferner gehören alle
Transporteinrichtungen dazu, die fertige Druckprodukte greifen,
gegebenenfalls zusammenfügen und an ihren Zielort transportieren.
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Ein
Bogenhaltesystem an Bogen führenden Zylindern ist unter
anderem aus der
DE
43 39 388 C2 bekannt. An einer Greiferwelle ist ein Greiferwellenhebel
angeordnet, der an seinem Ende eine Kurvenrolle trägt.
Die von einer Zugfeder kraftschlüssige belaste Rolle ist
mit einer Kurvenbahn gepaart. Der Rollenhebel weist einen Drehpunkt
auf und trägt an der von der Kurvenbahn abgewandtem Ende
eine weitere Rolle, welche mit einer Steuerkurve gepaart ist. Zusätzlich
ist der Rollenhebel mit einer Druckfeder in Funktionsverbindung,
welche die Rolle kraftschlüssig auf der Steuerkurve führt.
Weiterbildungen ähnlicher verbesserter Systeme sind aus
den Schriften
DE 199 47
538 C1 und
DE
197 52 550 A1 bekannt. Ausführungen der einzelnen
Greifer sind unter anderem in der Schriften
DE 36 44 484 C2 ,
DE 41 27 713 C2 ,
der
DE 43 15 844 A1 ,
und der
DE 103 04
619 A1 offenbart.
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Den
bekannten Lösungen ist gemein, dass die Greifer direkt
auf einer Greiferwelle angeordnet oder über Hebel geöffnet
werden, die auf einer Welle angeordnet sind, wobei die Greiferöffnung
und/oder der Greiferschluss durch eine Verdrehung der Greiferwelle
erzielt wird. Die Drehbewegung wird in der Regel ein- gelegentlich
auch zweiseitig über entsprechende Kurvenbewegungen eingeleitet.
Die Greiferwelle unterliegt dabei in der Regel einer gewissen Torsion,
wodurch ein so genannter Klaviereffekt der auf der Greiferwelle
angeordneten Greifer bzw. der Greiferöffnungsmechanismen
entstehen kann. Ohne eine genaue Justierung der Greifer bedeutet
dies, dass die über die Breite der Maschine auf der Greiferwelle
angeordneten Greifer zu unterschiedlichen Zeitpunkten schliessen
und öffnen. Dies führt zu Papierverspannungen
und Passproblemen. Ein weiterer Kritikpunkt an den existierenden
Lösungen besteht darin, dass der Greiferschluss aus einer
Drehbewegung erfolgt. Der Greifer schliesst daher nicht senkrecht,
sondern durch die Drehbewegung kann der Bogen im Greifer leicht
geschoben werden. Bei den heutigen Anforderungen an die Druckqualität und
Registergenauigkeit kann dies zu unerwünschten Druckschwierigkeiten,
wie Passproblemen oder Farbabweichungen führen. Auch kann über
die diskontinuierliche Bewegung der Greifer und speziell der Kurvengetriebe
Störungen in den Maschinenantrieb erfolgen, die z. B. zu
Maschinenpasserabweichungen führen können.
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Ein
weiteres Anwendungsgebiet von Greifern zum Transport von Bögen
durch eine Druck-, Veredelungs- oder Weiterverarbeitungsmaschine, wobei
die Greifer auf einer Greiferbrücke angeordnet sind, die
seitlich an einem umlaufenden Transportsystem aufgehängt
sind. Das Transportsystem kann zum Beispiel aus Ketten, Seilen oder
umlaufenden Bändern bestehen.
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Eine
solche Vorrichtung ist unter anderem aus den Schriften
DE 195 27 439 C2 und
DE 10 2008 011 052
A1 bekannt. Im Regelfall werden solche umlaufende Transportsysteme
im Ausleger von Bogenrotationsdruckmaschinen angewandt. Kritisch
sind hierbei die Umlenkpunkte an der Bogenübergabe von
dem letzten bogenführenden Zylinder und der Umlenkpunkt
vor der Auslage. Durch die Fliehkraft wird das System hohen Kräften
ausgesetzt, so dass eine Reduktion des Gewichtes bei gleichzeitiger
hoher Steifigkeit wünschenswert wäre und einen
Sicherheitsgewinn brächte. Beschränkt wird die
Gewichtsreduktion jedoch durch die geforderte Torsionssteifigkeit
der Greiferwelle. Vielfach wird dabei daran gedacht die Greiferwelle
durch modifizierte Hochleistungskunststoffe zu ersetzen, wodurch
aber der Preis eines solchen Greifersystems deutlich ansteigen würde.
Des Weiteren kann die Bauhöhe eines solchen Greiferwagens
wegen der Greiferwelle nur beschränkt reduziert werden.
Jedes System führt dabei zu Schleppströmungen
und Verwirbelungen, die zu Störungen im Bogentransport
führen können. Die Folgen können Abschmieren
der frischen Druckfarbe und somit Makulaturbildung sein. Ferner
können Trocknungs- und Bestäubungsaggregate wegen der
Greiferwagenbauhöhe nur relativ weit entfernt von der Bogenoberfläche
des transportierten Bogens platziert werden, wodurch die Effizienz
der Systeme deutlich sinkt. Dies kann zu schlechteren Trocknungsleistungen
und im Falle des Bestäubungsapparates zu einer deutlichen
Verschmutzung des Maschinenumfeldes führen.
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Es
sind aber auch Maschinen, zum Beispiel aus der
WO 99/48690 bekannt, bei denen der
Transport von Bögen durch ein Druckwerk mittels Greiferbrücken
erfolgt, die seitlich an Ketten aufgehängt sind. Dabei
wirkt sich besonders negativ aus, dass der Impuls der Greiferöffnung
während der Bogenübergabe über die Ketten
sich bis in das Druckwerk fortpflanzt und dort zu Druckstörungen
in Form von Streifen und Passdifferenzen führt. Dabei spielt
im Wesentlichen der Anlauf der Rolle an die Greiferöffnungskurve
während des Greiferöffnungszeitpunkts eine Rolle,
aber auch die minimale Verwindung des Greiferbrückensystems
wirkt sich negativ aus. Ähnlich verhält es sich
auch mit Bogenstanzmaschinen, bei denen der Bogen durch Greiferbrücken
in das Stanzwerk und aus diesem heraus transportiert wird. Viele
bestehende Probleme resultieren auch aus der Art der Greiferöffnung.
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In
der
EP-A-1882659 ist
ein Bogentransportsystem mit umlaufenden Greiferwagen mit Greiferbrücken
offenbart, an denen Greifer befestigt sind, die Bogen an einem Greiferrand
ergreifen. Die Greiferwagen besitzen Fahrwagen und das Bogentransportsystem
wird von Linearantrieben gebildet. Bei einem weiteren Bogentransportsystem
gemäss
EP-B-0907515 sind
Vortriebselemente gegeben, die durch Gliederketten verbunden sind,
die aus magnetisierbarem Material bestehen. Die Vortriebselemente
führen ein Bogenhaltemittel mit Zangengreifern.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Bogenführungssystem
für eine Bogen verarbeitende Druck-, Veredelungs- oder
Weiterverarbeitungsmaschine zu entwickeln, das ein sicheres und einfaches
Greifen von Bögen ermöglicht. Die Aufgabe ist
mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.
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Vorgeschlagen
wird ein Bogenführungs- und Bogentransportsystem mit einer
Greiferanordnung für den Transport von Bogen oder Druckprodukten
in Druck-, Veredelungs- oder Weiterverarbeitungsmaschinen, bei dem
einzelne Greifer geöffnet werden können, ohne
dass sie auf einer drehbaren Greiferwelle angeordnet sind bzw. durch
einen Hebel geöffnet werden, der durch einen Drehmechanismus
betätigt wird. Dadurch können Greifersysteme einfacher und
kleiner gebaut werden. Vorteilhaft ist insbesondere die Reduzierung
der diskontinuierlichen Rückwirkung des Greiferöffnungsmechanismus
auf das Gesamtsystem, wodurch je nach Anwendung unterschiedlichste
Qualitätsvorteile erzielt werden können.
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Es
kann ein Permanentmagnet mit einer Spule (wobei die Spule zur Kompensation
der Magnetkraft des Permanentmagneten dient) auf oder in einer Greiferauflage
angeordnet sein oder dem Greifer ist ein Hubmagnet (auch als Elektrohubmagnet ohne
Permanentmagnet) zugeordnet, der ebenfalls die Stellung eines Greiferfingers
beeinflusst.
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Der
erfindungsgemässe Greifer (Vorrichtung) ist deshalb dadurch
gekennzeichnet, dass der Greiferschluss und/oder die Greiferöffnung
durch Magnetkraft erfolgt, wobei ein magnetisches resp. magnetisierbares
Element für das Öffnen oder Schliessen mindestens
eine elektrisch ansteuerbare Magnetkomponente in Form einer Spule
aufweist und dass an diese elektrisch ansteuerbare Magnetkomponente
nur während einer Bogenübergabe von einem vorgeordneten
oder zu einem nachgeordneten Bogenführungselement bestromt
ist. z. B. kann ein Greiferfinger durch die Magnetkraft eines in
einer Greiferauflage integrierten Magneten angezogen werden, während
die Greiferöffnung über Federn oder eine mechanische
oder elektrische (z. B. über einen Stellmotor eingeleitete) Öffnungsbewegung
erfolgt.
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Dabei
kommen einerseits monostabile Systeme für den Greiferschluss
oder die Greiferöffnung zum Einsatz, bei denen die Greiferöffnung
oder der Greiferschluss durch die Magentkraft erfolgt, während
die entgegengesetzte Richtung durch eine andere einwirkende Kraft,
z. B. durch eine Feder erzielt wird.
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Die
Erfindung wird nachfolgend in einem Ausführungsbeispiel
anhand einer Zeichnung näher erläutert. In der
Zeichnung zeigen die
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1:
den erfindungsgemässen Greifer in Greifstellung
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2:
den erfindungsgemässen Greifer in Offenstellung
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3:
eine Greiferanordnung in einem Transportsystem
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4:
eine weitere Ausführungsform des Greifers in Greifstellung
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5:
den Greifer nach 4 in Offenstellung.
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In
einer ersten erfindungsgemässen Ausführung (1 und 2)
besteht der Greifer aus einem Greiferträger 1,
einer an dem Greiferträger 1 befestigten Greiferfeder 4 aus
einem Federstahlblech und einem schaltbaren Magneten 3,
bestehend aus einem Permanentmagneten und einer elektrisch ansteuerbaren
Spule.
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Die
Greiferfeder 4 wird durch die Magnetkraft des in der Greiferauflage
integrierten Magneten 3 angezogen, während die
Greiferöffnung über Federn oder eine mechanische
oder elektrische Öffnungsbewegung erfolgt, z. B. über
einen Stellmotor eingeleitet.
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In
besonders vorteilhafter Ausführung ist der Greiferfinger
aus Federstahl geformt, so dass er sich ohne anzulegende Magnetkraft
in seine Ausgangslage zurückbewegt und den Bogen freigibt.
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Es
kommt zum Schliessen der Greifer in vorteilhafter Weise ein schaltbares
Magnetsystem zum Einsatz, dass mindestens aus einem Permanentmagneten
und einer Spule besteht. Fliesst kein Strom durch die Spule, wird
die Haftkraft, d. h. die Anziehungskraft auf den Greiferfinger allein
durch die Magnetkraft des Permanentmagneten ausgeübt. Die Spule
bietet nun die Möglichkeit den Strom in der unterstützenden
oder kompensierenden Richtung fliessen zu lassen. Unterstützende
Richtung bedeutet, dass der Permanentmagnet durch den Spulenstrom unterstützt
wird und die Haftkraft weiter erhöht wird. Fliesst der
Strom in der kompensierenden Richtung, wird die Haftkraft des Permanentmagneten
geschwächt. Diese Schwächung kann soweit gehen, dass
nahezu keine Feldlinien mehr aus dem Magnetsystem auftreten und
die Haftkraft verschwindet. Daher hat das Magnetsystem dann eine
grössere Haftkraft, wenn kein Strom fliesst. Bei klassischen
Elektromagneten, die prinzipiell auch für die Greiferöffnung
eingesetzt werden können, verhält es sich genau
umgekehrt. Bei diesen muss permanent ein Strom anliegen, um die
Haftkraft zu gewährleisten.
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Für
den Bogentransport im Sinne der Erfindung bedeutet dies, dass nur
während des Zeitpunkt der Bogenübergabe eine Spannung
an das Gesamtsystem angelegt werden muss, um die Greiferöffnung
zu gewährleisten, während bei den elektromagnetischen
Systemen permanent eine Spannung anliegen müsste. Die erfindungsgemässe
Lösung bietet daher die Möglichkeit die Stromversorgung
auf einfache Weise durch Drehübertrager, Schleifkontakte oder
sogar kontaktlos zu gewährleisten.
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Während
der restlichen Transportstrecke mit geschlossenen Greifern kann
das System stromlos bleiben, wodurch Bogenverlust aufgrund von Spannungsverlust
während der Transportstrecke sicher vermieden wird.
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Das
System ist äusserst robust, wodurch es sich vorteilhaft
gegenüber einer motorischen Öffnung der Greifer
zum Beispiel mit Stellmotoren ist.
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In
einer zweiten Ausführungsform gemäss 4 und 5 wird
die Greiferöffnung durch einen monostabilen elektrisch
ansteuerbaren Hubmagneten 9 angesteuert, wobei der Greiferfinger
an einem Hebel gelagert ist, der durch den Hubmagneten 9 zum
Zeitpunkt der Greiferöffnung gegen den unteren Schenkel
des Greifers 10 drückt, d. h. es wird zum Zeitpunkt
von Greiferübergaben zum Öffnen der Greiferfinger 10 eine
Spannung an den Hubmagneten 9 angelegt.
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In
einer dritten, nicht dargestellten Ausführung, kann ein
bistabiler Hubmagnet mit zwei Ankerpunkten direkt oder mit Zwischenstücken
mit dem unteren Schenkel des Greiferhebels angebracht werden. Zum Öffnen
oder Schliessen wird der Hubmagnet jeweils kurz angesteuert, so
dass sich dieser sich jeweils in die entsprechende Endlage bewegt.
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Die
Erfindung ist nicht beschränkt auf die Ausführung
an einzelnen Greifern. Die Greifer können in Gruppen (z.
B. mechanisch) verbunden sein und z. B. durch Hubmagnete angesteuert
werden. Es ist also nicht zwingend, dass jeder einzelne Greifer eine
Magnetvorrichtung aufweist.
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In
einer besonderen Ausführungsform beinhaltet der Greifer
oder eine Gruppe von Greifern ein Speichermedium, zum Beispiel ein
Kondensator, der zum Öffnungszeitpunkt der Greifer den
Strom zur Greiferöffnung freigibt. Dieser Kondensator kann über
eine längere Wegstrecke, zum Beispiel bei umlaufenden Systemen
mit Greifern, aufgeladen werden. Diese Aufladung kann wiederum zum
Beispiel durch Schleifkontakte, Induktive Energieübertragung oder
durch energiereiche Funkwellen oder in einer anderen geeigneten
Art kontaktlos übertragen werden.
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Greiferschluss
und Greiferöffnung können durch eine elektrische
Schaltung so gestaltet sein, dass der Strom nicht impulsartig zu-
und abgeschaltet wird, sondern einer Kennlinie folgt, um ein sanftes Öffnen
und Schliessen des Greifers zu gewährleisten.
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Ein
Vorteil des Systems besteht darin, dass die Bewegung des Greiferfingers
zur Greiferauflage relativ senkrecht erfolgen kann, da keine Drehbewegung
erfolgen muss. Hierdurch kann ein Schieben der Bögen 5 im
Greifer und daraus resultierende Passerprobleme sicher vermieden
werden.
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Der
Entfall der Greiferwelle erhöht die Gestaltungsmöglichkeiten
eines solchen Greifersystems deutlich. Eine Gewichtsreduzierung
des Greifersystems würde sich ebenfalls positiv auf die
Verarbeitungsqualität auswirken.
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- 1
- Greiferträger
- 2
- Stromzufuhr
(zur Spule des schaltbaren Magneten)
- 3
- (schaltbarer)
Magnet
- 4
- Greiferfeder
- 5
- Substrat,
Bedruckstoff, Druckbogen
- 6
- Kontaktierung
- 7
- Druckfeder
- 8
- Stromzufuhr
Elektromagnet
- 9
- Hubmagnet
- 10
- Greiferfinger
- T
- Transportrichtung
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - DE 4339388
C2 [0006]
- - DE 19947538 C1 [0006]
- - DE 19752550 A1 [0006]
- - DE 3644484 C2 [0006]
- - DE 4127713 C2 [0006]
- - DE 4315844 A1 [0006]
- - DE 10304619 A1 [0006]
- - DE 19527439 C2 [0009]
- - DE 102008011052 A1 [0009]
- - WO 99/48690 [0010]
- - EP 1882659 A [0011]
- - EP 0907515 B [0011]