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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren zum geregelten Einziehen einer
an ein Einziehmittel gekoppelten Materialbahn und ein Einziehsystem
gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 bzw. 12.
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Vor
allem bei Zeitungsrotationsdruckmaschinen aber auch bei Rollenoffsetdruckmaschinen kommt
Papiereinziehsystemen zum automatischen oder halbautomatischen Papiereinziehen
eine besondere Bedeutung zu. Diese haben die Aufgabe durch Einziehen
der Papierbahn von der Rollenlagerung durch die Druckeinheiten bis
zu den Trichtereinlaufwalzen eine schnelle Produktionsumstellung
zu ermöglichen, das Bedienpersonal von dieser zeitaufwendigen
Arbeit zu entlasten und auch durch abfallminimierte schnelle Umrüstung
zu einer Einsparung von Makulatur beizutragen. Dabei ist grundsätzlich zwischen
Einrichtungen mit endlosen oder endlich konzipierten Bahntransportsystemen
und den dazu nötigen Maschinenelementen (z. B. Bänder,
Ketten und flexible Förderelemente) zu unterscheiden. Eine einfache
Ausführung eines Einziehsystems besteht aus endlosen, zwischen
Rollenwechsler und Falzapparat umlaufenden Bändern, die
am Rand des Papierbahnwegs verlaufen und Schlaufen enthalten, in die
der Bahnfang eingesteckt werden kann, so dass die Papierbahn auf
dem Weg durch die Maschinen geführt wird. Da die Papiereinziehvorrichtung
endlos ausgeführt ist, also immer wieder an den Ausgangspunkt
zurückkehrt, steht sie immer bereit. Sie wird z. B. mit
einem Servomotor angetrieben und nach Beendigung des Einziehvorganges
ausgeschaltet. Zwei Einziehbänder links und rechts der
Papierbahn können verschiedene Wege nehmen, so dass damit
bereits zwei Einziehvarianten zur Verfügung stehen.
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In
Weiterentwicklung der vorgenannten Einziehsysteme wurden begrenzte
Kettenstücke mit z. B. einer Länge bis 7 m, insbesondere
von 2 bis 3 m Länge eingesetzt, die in ebenso langen Abständen von
Kettenrädern mit Motoren angetrieben und in Schienen geführt
werden sowie über Weichen verschiedene Wege einschlagen
können. Durch Rückwärtslauf oder auf
einem separaten Rückführweg gelangen die Kettenstücke
wieder in die Ausgangslage.
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Aus
der
US 53 97 044 A ist
eine Einziehvorrichtung für eine Papierbahnbearbeitungsmaschine mit
einem Einziehmittel bekannt, welches zum Befahren eines Einziehweges
in der Papierbahnbearbeitungsmaschine mit einem Antrieb versehen
ist. Hier erfolgt eine Regelung der Einziehgeschwindigkeit des Einziehmittels,
wobei der Antrieb anhand der erfassten Bewegungsgeschwindigkeit
des Einziehmittels und bezüglich einer vorgebbaren Einziehgeschwindigkeit
geregelt wird. Mit dem geregelten Einziehen wird die Einstellung
einer regelmäßigen Bahnspannung während
des Einziehvorganges angestrebt, was das störungsfreie
Anfahren der Papierbahnbearbeitungsmaschine erleichtert.
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Durch
die
WO 03/066492
A1 ist ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Regelung
einer Bahnspannung insbesondere in einer Rotationsdruckmaschine
bekannt. Das Verfahren bezieht sich generell auf eine gezielte Absenkung
der Bahnspannung vor oder spätestens bei dem Eintritt einer
Störung während des normalen Fortdruckes insbesondere
beim fliegenden Rollenwechsel. Veränderungen der Bahnspannung
werden hier durch eine Messwalze hinter dem letzten Druckwerk ermittelt,
wobei ein Antrieb einer Zugwalze und/oder ein Einzugswerk zur Einhaltung
einer gewünschten Bahnspannung anhand der ermittelten Bahnspannung
regelbar sind.
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In
der
WO 2005/075197
A1 ist ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Einziehen
einer Materialbahn in eine Maschine, insbesondere eine Rotationsdruckmaschine
offenbart, wobei das Antriebsmittel für das Einziehmittel
und/oder das Antriebsmittel für die Aggregate der Maschine
geregelt werden. Diese Regelungen können auch zusätzlich
synchronisiert werden. Die Regelung erfolgt anhand der gemessenen
Vorschubgeschwindigkeit des Einziehmittels und bezüglich
einer angestrebten konstanten Fördergeschwindigkeit am
Einziehmittel. Die Gewährleistung einer konstanten Fördergeschwindigkeit
trägt zur Einstellung einer regelmäßigen
Bahnspannung während des Einziehvorganges bei, wodurch
ein schneller und sicherer Anfahrvorgang der Maschine ermöglicht
wird.
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Aus
der
WO 02/090650
A2 ist eine Vorrichtung zum Einziehen einer Materialbahn
bekannt, mit einem flexiblen und endlich ausgebildeten Einziehmittel
zum Aufwickeln auf einem Spulenkörper, an welches die Materialbahn
angekoppelt und entlang eines Einziehweges durch die Rotationsdruckmaschine
gezogen wird. Der Antrieb des Einziehmittels wird auf eine konstante
Einziehgeschwindigkeit oder ein vorgebbares Moment geregelt. In
einer vorteilhaften Ausführung werden die Regelungen der
Antriebe der Aggregate der Rotationsdruckmaschine und des Antriebs
des Einziehmittels mit einer sogenannten „virtuellen Leitachse” bzw. „elektronischen
Welle” miteinander synchronisiert. Des Weiteren wird die
tatsächliche Einziehgeschwindigkeit gemessen und die Antriebe
des Einziehmittels und/oder der Aggregate der Rotationsdruckmaschine
werden unter Berücksichtigung dieses Messwerts geregelt.
Die Einstellung einer konstanten Einziehgeschwindigkeit führt zu
einem weitgehend konstanten Bahnzug, was für eine korrekte
Anfahrt der Rotationsdruckmaschine und eine Makulatureinsparung
von großer Bedeutung ist.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum geregelten
Einziehen einer an ein Einziehmittel gekoppelten Materialbahn und
ein Einziehsystem die zu schaffen Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch
die Merkmale des Anspruchs 1 bzw. 12 gelöst.
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Die
mit dem Verfahren erzielbaren Vorteile bestehen insbesondere darin,
dass eine bestimmte, vordefinierte Bahnspannung während
des Einziehvorganges und vor der Anfahrt der Rotationsdruckmaschine
eingestellt werden kann. Dieses führt zu einen verbesserten
Rüstvorgang und/oder einer optimierten Anfahrt der Rotationsdruckmaschine,
was Makulaturen und Störungen weitgehend vermeidet.
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Das
Verfahren ist bei allen Einziehsystemen anwendbar, welche mit einem
ersten Antriebsmittel für das Einziehmittel und mit einem
zweiten Antriebsmittel zum Antrieb der Aggregate der Rotationsdruckmaschine
versehen sind.
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In
einem ersten Schritt des Verfahrens wird die Bahnspannung an mindestens
einem im Einziehweg positionierten Messpunkt ermittelt. Vorzugsweise
wird die Bahnspannung an zwei oder mehr entlang des Einziehweges
positionierten Messpunkten erfasst. Jedem Messpunkt ist ein Abschnitt
des Einziehweges zugeordnet. In Abhängigkeit der auf diese Weise
direkt ermittelten Bahnspannung werden in einem zweiten Schritt
des Verfahrens die Drehzahl und/oder das Drehmoment des ersten oder/und
des zweiten Antriebsmittels geregelt. Dadurch wird an mindestens
einem Messpunkt des Einziehweges eine vorbestimmte Bahnspannung
eingestellt, wobei der Einziehvorgang schonend für die
Materialbahn, z. B. Papierbahn bei abgesenkter Bahnspannung erfolgt.
Durch die Einhaltung der vorbestimmten Bahnspannung schon während
des Einziehvorganges wird eine schnellere und sicherere Anfahrt
der Rotationsdruckmaschine bei optimaler Bahnstraffung ermöglicht,
was zur Einsparung von Makulaturen und Vermeidung von Störungen
führt.
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In
einer bevorzugten Form des Verfahrens erfolgt zuerst die Ermittlung
der Position des Einziehmittels, wobei die Bahnspannung am nächstliegenden
Messpunkt im Einziehweg gemessen wird, wenn das Einziehmittel diesen
passiert. In einem zweiten Verfahrensschritt werden die Drehzahl
und/oder das Drehmoment des ersten Antriebsmittels, welches das
Einziehmittel antreibt, anhand der gemessenen Bahnspannung geregelt.
Die Ermittlung der Position des Einziehmittels kann über
bereits integrierte Sensoren z. B. indirekt anhand der abgewickelten
Laufmeter im Rollenwechsler oder über zusätzliche
Sensoren wie z. B. Absolutgeber oder Initiatoren sowie anhand einer
Drehzahl-Überwachung z. B. der Antrieb des Einziehmittels,
ermittelt werden. In Abhängigkeit von der Position des
Einziehmittels werden insbesondere bei Ketteneinziehsystemen abschnittsweise
die Drehzahl und/oder das Drehmoment des jeweiligen Antriebs des
Einziehmittels bezüglich der am zugeordneten Messpunkt
gemessenen Bahnspannung geregelt.
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Zum
Erreichen eines optimalen Bahnzuges während des Einziehvorganges
sind bestimmten Abschnitten im Einziehweg des Einziehmittels bestimmte
Bahnspannungen zuzuordnen, wobei diese Abschnitte hinsichtlich Drehzahl
und/oder Drehmoment parametrisierbar sind. Diesbezüglich
werden in einer weiteren bevorzugten Form des Verfahrens das erste und/oder
das zweite Antriebsmittel für ein oder mehrere Abschnitte
des Einziehweges anhand der ermittelten Bahnspannung mit vorbestimmter
Drehzahl und/oder Drehmoment beaufschlagt. Drehzahl und/oder Drehmoment
können entweder als konstante Werte oder als eine Kurve
in Abhängigkeit von der Bahnspannung vorgegeben werden.
Die vorbestimmten Antriebswerte können in unterschiedlichen Abschnitten
des Einziehwegs unterschiedlich gewählt werden, beispielsweise
um während des Einzugs die Bahngeschwindigkeit bei gleichbleibender Bahnspannung
zu erhöhen oder die Bahnspannung während des Einzugs
schrittweise auf Produktions-Bahnspannungswert anzunähern.
Auf gleicher Weise kann natürlich auch ein Einziehweg insgesamt parametrisiert
werden.
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Des
Weiteren befinden sich gewöhnlich im Einziehweg in der
Rotationsdruckmaschine lageveränderbare Walzen, welche
innerhalb eines Verstellbereiches jede beliebige Lage einnehmen
können und beim Einziehen von der Materialbahn umschlungen
werden müssen. Befindet sich eine solche lageveränderbare
Walze nicht in einer Endlage, welche dem längsten Einziehweg
entspricht, so tritt beim Einziehen der Materialbahn eine so genannte
Sackbildung auf, die unerwünscht ist und beim weiteren Einziehen
der Materialbahn zu einem Materialbahnriss führen kann.
Diese Sackbildung ist durch einen Differenzweg zwischen Materialbahn
und Einziehmittel gekennzeichnet. In einer bevorzugten Ausführungsform
des Verfahrens wird dieser Differenzweg zwischen Materialbahn und
Einziehmittel in Abhängigkeit der ermittelten Bahnspannung
kompensiert. Die Kompensation erfolgt beispielsweise durch Aktivierung
von Bahnleitelementen. Vorzugsweise kommen mehrteilig, teleskopartig
ausgeführte oder auseinanderziehbare Schienen der Führung
des Einziehmittels oder andere konstruktive Elemente an der Stelle
der Umfahrung der lageveränderbaren Walze als Bahnleitelemente
zum Einsatz.
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In
einer abgewandelten Ausführungsform des Verfahrens wird
der Differenzweg zwischen Materialbahn und Einziehmittel durch Regelung
von Drehzahl und/oder Drehmoment des zweiten Antriebsmittels während
des Einziehens kompensiert. Dies erfolgt insbesondere bei Ketteneinziehsystemen
schrittweise an der Stelle der Bildung des Differenzweges.
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In
einer nochmals abgewandelten Ausführungsform des Verfahrens
wird die Materialbahn in Abhängigkeit der ermittelten Bahnspannung
nach dem Abschluss des Einziehens zurückgezogen, bis eine
definierte Bahnspannung an mindestens einem Messpunkt erreicht wird.
Beim Bahnrückzug wird die Materialbahn wieder auf die Materialrolle
aufgewickelt. Insbesondere entspricht die definierte Bahnspannung
dann dem Wert der Bahnspannung, welche bei der Anfahrt der Rotationsdruckmaschine
für den Fortdruck zu gewährleisten ist.
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Da
der Einziehvorgang schonend für die Materialbahn vorzugsweise
bei abgesenkter Bahnspannung erfolgt, soll die Materialbahn vor
der Anfahrt der Rotationsdruckmaschine bis zu einer definierten
Produktions-Bahnspannung gestrafft werden, welche auf den normalen
Fortdruck abgestimmt ist. In einer bevorzugten Form des Verfahrens
wird die Materialbahn in Abhängigkeit von der ermittelten
Bahnspannung nach dem Abschluss des Einziehens zum Erreichen einer
definierten Produktions-Bahnspannung an mindestens einem Messpunkt
zurückgezogen. Es ist aber auch möglich, die Bahnspannung
während des Einziehens durch entsprechende Regelung von Drehzahl/Drehmoment
der beteiligten Antriebe schrittweise bzw. kontinuierlich auf den
Produktions-Bahnspannungswert zu erhöhen.
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In
einer abgewandelten Ausführungsform des Verfahrens erfolgt
der Bahnspannungsaufbau nach dem Abschluss des Einziehens durch
Verlängerung des Einziehweges der Materialbahn mittels
Verlagerung einer Tänzelwalze, wobei anschließend
die Aggregate der Rotationsdruckmaschine untereinander und im Produktionsverbund
synchronisiert werden.
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Eine
mögliche Anordnung von Messpunkten, welche für
die Ausführung des Verfahrens erforderlich sind, in einem
Einziehweg einer Rotationsdruckmaschine sowie der generelle Aufbau
eines Einziehsystems werden im Folgenden näher beschrieben, unter
Bezugnahme auf die Zeichnung.
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Die
einzige Figur zeigt eine schematische Darstellung der Anordnung
von Messpunkten in einem Einziehweg einer Rotationsdruckmaschine.
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Die
Figur zeigt eine Anordnung von drei Messpunkten 01; 03; 05 eines
Einziehsystems, welche in jedem von zwei Einziehwegen 07; 09 in
einer Rotationsdruckmaschine positioniert sind, wobei jedem Messpunkt 01; 03; 05 ein
Abschnitt der Einziehwege 07; 09 zugeordnet ist.
Jeder der zwei Einziehwege 07; 09 verläuft
separat ausgehend von einem Rollenwechsler 11, durch mindestens
eine Druckeinheit 13, hier beispielsweise durch zwei Druckeinheiten 13 und
einen Oberbau 15 der Rotationsdruckmaschine bis zu einer
einzigen Trichterwalze 17, welche die beiden Einziehwege
vereinigt. Anschließend folgt ein Sammel-Einzug in einen
Falzapparat 19.
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Der
erste Messpunkt 01 ist in Einziehrichtung jeweils vor den
zwei Druckeinheiten 13 positioniert. Der zweite Messpunkt 03 ist
nach den zwei Druckeinheiten 13 und der dritte Messpunkt 05 ist
im Oberbau 15 der Rotationsdruckmaschine positioniert.
An den den Einziehwegen 07; 09 zugeordneten Messpunkten 01; 03; 05 wird
die Bahnspannung der jeweiligen Materialbahn gemessen, vorzugsweise
während die Materialbahn in die Rotationsdruckmaschine
durch das Einziehsystem eingezogen wird bzw. wenn sie nach dem Abschluss
des Einziehens gestrafft werden muss.
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Die
Messung der Bahnspannung erfolgt vorzugsweise durch Messwalzen 01; 03; 05,
welche die Messpunkte 01; 03; 05 bilden
und in unterschiedlichen Einziehsystemen angewendet werden können.
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In
Abhängigkeit von der ermittelten Bahnspannung an den Messpunkten 01; 03; 05 werden die
Drehzahl und/oder das Drehmoment eines ersten Antriebsmittels für
das Einziehmittel oder/und eines zweiten Antriebsmittels für
die Aggregate der Rotationsdruckmaschine geregelt. Sowohl das erste
als auch das zweite Antriebsmittel kann jeweils mehrere eigenständig
ansteuerbare Antriebe für die Einziehmittel bzw. die Aggregate
der Rotationsdruckmaschine umfassen.
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Des
Weiteren können verschiedene Abschnitte der Einziehwege 07; 09 unter
Berücksichtigung der gemessenen Bahnspannung an den Messpunkten 01; 03; 05 bezüglich
Drehzahl und/oder Drehmoment parametrisiert werden. Dazu können das
erste und/oder das zweite Antriebsmittel für den jeweiligen
Abschnitt des Einziehweges 07; 09 mit vorgegebenen
Drehzahlen und/oder Drehmomenten beaufschlagt werden. Das gilt gleichermaßen
auch für die gesamte Einziehwege 07; 09.
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Da
der Einziehvorgang schonend für die Materialbahn bei abgesenkter
Bahnspannung erfolgt, muss vor der Anfahrt der Rotationsdruckmaschine die
Materialbahn gestrafft werden. In Abhängigkeit von der
gemessenen Bahnspannung an den Messpunkten 01; 03; 05 kann
die Bahnspannung nach dem Abschluss des Einziehens bis zum Erreichen einer
definierten Bahnspannung an mindestens einem Messpunkt 01; 03; 05 zum
Rollenwechsler 11 zurückgezogen werden.
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- 01
- Messpunkt,
Messwalze
- 02
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- 03
- Messpunkt,
Messwalze
- 04
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- 05
- Messpunkt,
Messwalze
- 06
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- 07
- Einziehweg
- 08
-
- 09
- Einziehweg
- 10
-
- 11
- Rollenwechsler
- 12
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- 13
- Druckeinheit
- 14
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- 15
- Oberbau
- 16
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- 17
- Trichterwalze
- 18
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- 19
- Falzapparat
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - US 5397044
A [0004]
- - WO 03/066492 A1 [0005]
- - WO 2005/075197 A1 [0006]
- - WO 02/090650 A2 [0007]