DE102008054815A1

DE102008054815A1 - Vorrichtung zum Ausrichten von Bogen im Ausleger einer Bogen verarbeitenden Maschine

Info

Publication number: DE102008054815A1
Application number: DE102008054815A
Authority: DE
Inventors: Jörg Reber; Michael Koch; Martin Riese; Gunar Bormann
Original assignee: Koenig and Bauer AG
Current assignee: Koenig and Bauer AG
Priority date: 2008-12-17
Filing date: 2008-12-17
Publication date: 2010-07-01

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Ausrichten von Bogen im Ausleger einer Bogen verarbeitenden Maschine mit mindestens einem Bogengeradstoßer, wobei die Bogen eine minimale und eine maximale Formatgröße aufweisen können und jeder Bogengeradstoßer auf unterschiedliche Formatgrößen einstellbar ist sowie in eine hin- und hergehende Bewegung gegenüber dem abzulegenden Bogen versetzbar ist. Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Ausrichten von Bogen im Ausleger einer Bogen verarbeitenden Maschine zu entwickeln, die mit verringertem Aufwand die Einstellung der Bogengeradstoßer auf unterschiedliche Bogendruckstoffformate und die Hin- und Herbewegung des Bogengeradstoßers bei der Bogenablage ermöglicht. Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass zum Bewegen des Bogengeradstoßers (5) ein elektrischer Linearmotor (4) vorgesehen ist, dessen Hubbereich mindestens der Hälfte der Differenz zwischen maximaler und minimaler Formatgröße der abzulegenden Bogen (2) entspricht und damit der Bogengeradstoßer (5) in einer Langhubbewegung zur Formatanpassung und in einer Kurzhubbewegung zur Ausrichtung der abzulegenden Bogen betreibbar ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Ausrichten von Bogen im Ausleger einer Bogen verarbeitenden Maschine, insbesondere einer Druckmaschine, gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.
Im Ausleger einer Bogen verarbeitenden Maschine werden Bogen von einem Fördersystem bis zu einem Stapelträger transportiert, wo sie sich, nachdem sie das Fördersystem freigegeben hat, zu einem Bogenstapel ablegen. Ein kantenglatter Auslegestapel ist nur zu erreichen, wenn jeder neu darauf abgelegte Bedruckstoffbogen einzeln und unterstützt von sich hin- und herbewegenden, auch als Geradstoßer bezeichneten Ausrichtplatten in ihrer Lage auf dem Stapel ausgerichtet werden. Die Ausrichtplatten sind auf unterschiedliche Formatgrößen einstellbar.
Aus der DE 30 01 356 A1 und der DE 196 27 241 A1 sind derartige Einrichtungen mit einer Schwingplatte als Geradstoßer bekannt. Für die Hin- und Herbewegung der Ausrichtplatten sind auch mechanische Antriebe, wie z. B. Kurbelantriebe, Nockengetriebe etc. bekannt (z. B. beschrieben in der DE 42 21 660 A1 , DD 243 016 A1 ). Pneumatisch mechanische Antriebe sind in der DE 27 51 525 A1 sowie der DE 30 01 354 A1 , DE 196 16 422 C1 beschrieben.
Aus der DE 198 06 100 A1 ist eine Anordnung zur Steuerung von Bogengeradstoßern bekannt, bei der eine Anschlagplatte mit einem pneumatischen Antrieb periodisch hin- und hergehend bewegt wird. Die Bewegungen der Anschlagplatten werden in ihrem zeitlichen Verlauf unterschiedlichen Parametern, wie Maschinengeschwindigkeit, Format, Bedruckstoff und dem Drucksujet angepasst.
Dieser Geradstoßer wird in der DE 20 2005 019 721 U1 weiterentwickelt. Zur Verbesserung der Ausrichtwirkung des Geradstoßers wird vorgeschlagen, diesen an drei voneinander beabstandeten Lagerstellen zu lagern und wenigstens zwei dieser Lagerstellen durch Aktuatoren in Kurzhubbewegungen zu verlagern. Als Aktuatoren werden neben Pneumatikzylinder auch elektromechanische Elemente wie Piezo-Elemente und Elektro-Hubmagnete vorgeschlagen.
Allen diesen Geradstoßern ist unabhängig von ihrer konkreten Ausgestaltung gemeinsam, dass sie einen beweglichen Teil, der auf die Bogenseitenkante einwirkt, und einen gestellfest fixierbaren Teil, der der Einstellung der Geradstoßer auf das zu verarbeitende Bo gendruckstoffformat dient, aufweisen. Für die Formatverstellung und für die Pendelbewegung ist jeweils ein separater Antrieb vorgesehen.
In der DE 10 2005 044 706 A1 wird vorgeschlagen, zum Bewegen des Ausrichtelement genannten Geradstoßers einen Linearaktor vorzusehen und den Linearaktor von einem Rechner zu steuern. Damit ist es möglich, die Ausrichtplatte nach einem frei definierten Bewegungsprofil zu bewegen, so dass die Stapelbildung verbessert wird. Die aufgezeigte Lösung betrifft nur die Steuerung der Hin- und Herbewegung der Ausrichtplatte im Kurzhubbereich. Wie die Einstellung auf das zu verarbeitende Bedruckstoffformat erfolgt, ob von Hand oder motorisch, ist nicht offenbart.
Das Antriebssystem des Bogengeradstoßers, bestehend aus einem Antrieb für die Hin- und Herbewegung und einem Antrieb für die Formatverstellung ist relativ aufwändig.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Ausrichten von Bogen im Ausleger einer Bogen verarbeitenden Maschine zu entwickeln, die mit verringertem Aufwand die Einstellung der Bogengeradstoßer auf unterschiedliche Bogendruckstoffformate und die Hin- und Herbewegung des Bogengeradstoßers bei der Bogenablage ermöglicht.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des 1. Anspruchs gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen ausgeführt.
Die Erfindung hat den Vorteil, dass mit nur einem Linearmotor, der einen Hubbereich von mindestens der Hälfte der Differenz von maximal und minimal zu verarbeitenden Bedruckstoffformat aufweist, sowohl die Einstellung der Bogengeradstoßer auf das entsprechende Bogenformat als auch die Hin- und Herbewegung bzw. Rüttelbewegung des Bogengeradstoßers realisiert wird. Auf mechanische Teile wie Kupplungen, Getriebe, Spindeln und die damit aufwendigen Konstruktionen kann nun komplett verzichtet werden. Die Linearmotoren können im ganzen Hubbereich mit hoher Positioniergenauigkeit frei positioniert werden. Die aktuelle Position des Linearmotors wird nicht nur im Stillstand, sondern auch während der Bewegung mittels eines Positionserfassungssystems erfasst und überwacht.
Bei komplexeren Bewegungsabläufen für die Hin- und Herbewegung des Bogengeradstoßers bei der Ablage der Bogen können beliebige Verfahrensprofile als Kurven in einer Steuereinrichtung gespeichert und vom Linearmotor in der gewünschten Geschwin digkeit abgefahren werden. Die Bewegungen zur Formatverstellung und zur Rüttelbewegung können in sinnvoller Weise miteinander synchronisiert werden. Da keine verschleißanfälligen Komponenten wie Getriebe oder Spindeln zur Kraftübertragung vorhanden sind, können selbst extrem dynamische Bewegungen mit einer hohen Lebensdauer realisiert werden.
Damit ist eine einfache und schnelle Formatverstellung realisierbar und ein optimaler Bewegungsablauf des Bogengeradstoßers bei der Stapelbildung in Abhängigkeit von der Bedruckstoffart, der Bedruckstoffdicke, dem Bedruckstoffformat sowie von Maschinenparametern wie z. B. Maschinentakt, Greiferöffnung einstellbar.
Im Folgenden soll die Erfindung beispielhaft erläutert werden.
In den dazugehörigen Zeichnungen zeigt
1: Schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Ausrichten von Bogen
2–4: Verschiedene Bewegungsprofile eines Bogengeradstoßers
Am letzten Druck- oder Lackwerk einer nicht dargestellten Bogen verarbeitenden Druckmaschine werden die bedruckten Bogen 2 von einem Fördersystems des in 1 dargestellten Auslegers übernommen. Dieses ist als umlaufendes Kettenfördersystem ausgebildet, das Greifersysteme 1 tragende Greiferwagen umfasst, die an Ketten befestigt sind, welche über paarweise angeordnete Kettenräder umlaufen. Die Greifersysteme 1 geben die Bogen 2 in einem Stapelbereich frei, in dem sich ein Stapelträger befindet, auf dem sich die Bogen 2 unter Schwerkraftwirkung zu einem Bogenstapel 3 ablegen.
Zum Ausrichten der Bogen 2 sind auf gegenüberliegenden Seiten des Auslegers zwei Bogengeradstoßer 5 vorgesehen, die eine annähernd horizontale Bewegung in einer Antriebsrichtung 10 ausführen. Jeder der Bogengeradstoßer 5 ist über einen elektrischen Linearmotor 4 mit der Seitenwand 6 des Maschinengestells verbunden. Der Linearmotor 4 weist einen Hubbereich auf, der mindestens der Hälfte der Differenz zwischen maximaler und minimaler Formatgröße der abzulegenden Bogen 2 entspricht. Vorzugsweise weist der Linearmotor 4 einen Hubbereich von ca. 400 mm auf. Der elektrische Linearmotor 4 besteht aus einem Ständer 4.1 und einem in Richtung der Längsachse des Ständers 4.1 verschiebbaren Läufer 4.2. Der Ständer 4.1 ist mittels Klemmflansch fest mit der Seitenwand 6 verbunden. Der Klemmflansch garantiert eine einfache Montage sowie eine opti male Kühlung des Linearmotors 4. Der Läufer 4.2 ist mit dem Bogengeradstoßer 5 gekoppelt.
Theoretisch ist es aber auch möglich, den Läufer 4.2 des Linearmotors 4 fest anzuordnen und den Ständer 4.1 als bewegbaren Teil zu nutzen. Der Bogengeradstoßer 5 würde dann am Ständer 4.1 befestigt werden.
Der Läufer 4.2 besteht aus Magneten, die in einem hochpräzisen Edelstahlrohr untergebracht sind. Im Ständer 4.1 befinden sich die Motorwicklungen und die Lagerung für den Läufer 4.2. Zur Steuerung und Regelung der Linearbewegung ist grundsätzlich ein Positionserfassungssystem erforderlich. Im Ausführungsbeispiel sind hierfür im Ständer 4.1 zur integrierten Positionsmessung Positionssensoren 7 in Form von Magnetfeldsensoren untergebracht. Die Magnetfeldsensoren sind im Ständer 4.1 zueinender versetzt angeordnet, und zwar derart, dass sie aufgrund ihrer versetzten Anordnung das von den Magneten des Läufers 4.2 erzeugte Magnetfeld in ein elektrisches Sinus- bzw. Cosinus-Ausgangssignal wandeln. Alternativ ist es auch möglich, die Position des Läufers bzw. des Bogengeradstoßers 5 auf andere Weise zu erfassen, z. B. mittels Abstandssensor, induktivem Geber oder bei geberlosem Antrieb durch Nutzung von elektrischen Parametern des Linearmotors 4.
Die Positionssensoren 7 sind ausgangsseitig mit einem Servo-Regler 8 (Positioniersteuerung) verbunden, der an eine übergeordnete Steuereinrichtung 9 angebunden ist.
Der Servo-Regler 8 ist ein hochintegrierter Umrichter mit Leistungsteilen zur Ansteuerung des Linearmotors 4 sowie einem intelligenten Steuerteil mit integrierter Positionsregelung.
In den 2 bis 4 sind verschiedene Bewegungsprofile dargestellt.
2 zeigt ein sinusförmiges Bewegungsprofil, das mit einer Bewegung zur Formatveränderung überlagert ist. In 3 ist ein trapezförmiges Bewegungsprofil dargestellt, das ebenfalls überlagert ist mit einer Bewegung zur Formatveränderung. In der 3 ist auch eine Passage ohne Rüttelbewegung gezeigt. Der Bogen wird nun lediglich von dem Bogengeradstoßer 5 im Vorbeigleiten geführt, z. B. für eine Probebogenentnahme.
In 4 ist ein Bewegungsprofil mit Anpassung an Schnitttoleranzen unter Beibehaltung der Rüttelbewegung dargestellt. Es sind aber noch komplexere Bewegungsprofile einstellbar, bei denen z. B. drei verschiedene Bewegungen überlagert sind.
Zur Wirkungsweise der erfindungsgemäßen Einrichtung:
Bei Wechsel der zu verarbeitenden Bedruckstoffbogenbreite werden die seitlichen Bogengeradstoßer 5 mittels Linearmotor 4 auf das neue Bedruckstoffbogenformat eingestellt. Hierfür wird der Linearmotor 4 angesteuert und der Läufer 4.2 verlagert, bis sich die Bogengeradstoßer 5 im Bereich der Kanten des entsprechenden Bogenstapels befinden.
Während das Fördersystem des Auslegers ständig Bogen 2 zuführt und diese über den Stapelträger freigibt, führen die vom elektrischen Linearmotor 4 bewegten Bogengeradstoßer 5 eine Kurzhubbewegung aus. Dabei wirken die Bogengeradstoßer 5 auf die fallenden Bogen 2 und richten diese aus. Mit den Magnetfeldsensoren wird laufend und ohne Verzögerung die aktuelle Position des Bogengeradstoßers 5 gemessen. Der Servo-Regler 8 übernimmt die Überwachungs- und Regelungsfunktion zur Einhaltung des vorgegebenen Bewegungsprofils des Bogengeradstoßers 5. Dabei werden nicht nur die Endpositionen, sondern auch die Positionsabweichungen während der Bewegung überwacht.
Dies ermöglicht unter anderem auch das präzise Abfahren von intern gespeicherten Bahnkurven.
Beim vorgegebenen Bewegungsprofil können verschiedene Bewegungen überlagert werden, auch mit sich laufend, gemäß einer spezifischen Abfolge ändernden Ablagekonzepten.
Die Wahl des gewünschten Bewegungsablaufes erfolgt insbesondere über Knopfdruck, Menü oder Vorwahl, individuell gemäß den Erfordernissen des Druckprozesses auch nach folgenden Kriterien:

– Einzelhub pro Bogen 2
– hochfrequente Rüttelbewegung
– keine Rüttelbewegung
– Zeitpunkt und Zeitdauer des Einwirkens des Bogengeradstoßers 5 pro Bogen 2
– einwirkende Kraft
– Formatverstellung

Mit dem erfindungsgemäßen Bewegungskonzept des Bogengeradstoßers 5 ist es möglich, den bislang bei der Stapelbildung auftretenden negativen Effekten zu begegnen. Bei z. B. Formatabweichungen durch Schnitttoleranzen muss nun der Druckprozess nicht mehr unterbrochen werden, um den Bogengeradstoßer 5 auf ein verändertes Bogenformat einzustellen. Die in der Druckmaschine gewonnenen Messwerte der Bogenbreite können im laufenden Betrieb zur Formatverstellung genutzt werden, auch unter Beibehaltung der Rüttelbewegung. Damit kann auch bei sehr unregelmäßig geschnittenen Bogen 2 ein gleichmäßiger Stapel, der z. B. akkurat nach einer Seite ausgerichtet ist, gebildet werden.

1: Greifersystem
2: Bogen
3: Bogenstapel
4: Linearmotor
4.1: Ständer
4.2: Läufer
5: Bogengeradstoßer
6: Seitenwand
7: Positionssensor
8: Servo-Regler
9: Steuereinrichtung
10: Antriebsrichtung

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- DE 3001356 A1 [0003]
- DE 19627241 A1 [0003]
- DE 4221660 A1 [0003]
- DD 243016 A1 [0003]
- DE 2751525 A1 [0003]
- DE 3001354 A1 [0003]
- DE 19616422 C1 [0003]
- DE 19806100 A1 [0004]
- DE 202005019721 U1 [0005]
- DE 102005044706 A1 [0007]

Claims

Vorrichtung zum Ausrichten von Bogen (2) im Ausleger einer Bogen verarbeitenden Maschine mit mindestens einem Bogengeradstoßer (5), wobei die Bogen eine minimale und eine maximale Formatgröße aufweisen können und jeder Bogengeradstoßer (5) auf unterschiedliche Formatgrößen einstellbar ist, sowie in eine hin- und hergehende Bewegung gegenüber dem abzulegenden Bogen (2) versetzbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass zum Bewegen des Bogengeradstoßers (5) ein elektrischer Linearmotor (4) vorgesehen ist, dessen Hubbereich mindestens der Hälfte der Differenz zwischen maximaler und minimaler Formatgröße der abzulegenden Bogen (2) entspricht und damit der Bogengeradstoßer (5) in einer Langhubbewegung zur Formatanpassung und in einer Kurzhubbewegung zur Ausrichtung der abzulegenden Bogen betreibbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass im Ausleger an beiden Seiten des abzulegenden Bogens (2) Bogengeradstoßer (5) angeordnet sind.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der elektrische Linearmotor (4) aus einem Ständer (4.1) und einem in Richtung der Längsachse des Ständers (4.1) verschiebbaren Läufer (4.2) besteht, wobei der Ständer (4.1) fest an der Seitenwand (6) des Maschinengestells angeordnet ist und der Läufer (4.2) mit dem Bogengeradstoßer (5) gekoppelt ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Linearmotor (4) mit wenigstens einem Positionssensor (7) zur integrierten Positionserfassung des den Bogengeradstoßer (5) tragenden Läufers (4.2) versehen ist.
Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass als Positionssensor (7) ein im Ständer (4.1) angeordneter Magnetfeldsensor eingesetzt wird.
Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Positionssensor (7) mit einer Steuereinrichtung (9) verbunden ist und der elektrische Linearmotor (4) von der Steuereinrichtung (9) steuerbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Position des Bogengeradstoßers (5) im Hubbereich frei einstellbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Bewegungsprofil des Bogengeradstoßers (5) frei einstellbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Langhubbewegung des Linearmotors (4) einen Bereich von bis zu 400 mm umfasst.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kurzhubbewegung des Linearmotors (4) in einem Bereich von 1 bis 10 mm liegt.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Langhubbewegung und die Kurzhubbewegung in einem Bewegungsprofil überlagerbar sind.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Bewegungsprofil abhängig vom Auslagetakt einstellbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Bogengeradstoßer (5) in der Kurzhubbewegung mit einer Frequenz oberhalb von 20 Hz, vorzugsweise zwischen 50 bis 100 Hz verlagerbar ist.