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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ansteuern eines Rollenwechselvorgangs bei einem Warenbahn-Abwickler einer Verarbeitungsmaschine nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
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Obwohl nachfolgend hauptsächlich auf Druckmaschinen und deren Rollenwechsler sowie Steuerungen Bezug genommen wird, ist die Erfindung nicht darauf beschränkt, sondern vielmehr bei allen Arten von bahnverarbeitenden Maschinen verwendbar, bei denen ein Rollenwechsel stattfindet. Die Erfindung ist aber insbesondere bei Druckmaschinen, wie z. B. Zeitungsdruckmaschinen, Akzidenzdruckmaschinen, Tiefdruckmaschinen, Verpackungsdruckmaschinen oder Wertpapierdruckmaschinen, sowie bei Verarbeitungsmaschinen, wie z. B. Beutelmaschinen, Briefumschlagsmaschinen oder Verpackungsmaschinen, einsetzbar. Die Warenbahn kann aus Papier, Stoff, Pappe, Kunststoff, Metall, Gummi, in Folienform usw. ausgebildet sein.
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Stand der Technik
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Im Stand der Technik sind warenbahnverarbeitende Maschinen, wie z. B. Druckmaschinen, bekannt, bei denen die Abwickeleinrichtung einen Rollenwechsler aufweist, um eine zur Neige gehende erste Rolle während des Betriebs durch eine frische zweite Rolle zu ersetzen. Der Wechsel findet entweder ”fliegend” statt, d. h. erste und zweite Rolle rotieren und werden dabei verbunden, üblicherweise mittels eines auf der zweiten Rolle vorgesehenen Klebestreifens verklebt, oder im Stillstand, d. h. erste und zweite Rolle stehen, während sie verbunden werden. Um den Betrieb aufrechtzuerhalten, ist im zweiten Fall ein Warenbahnspeicher vorhanden, der während des Verbindungsvorgangs geleert wird.
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Eine Abwickeleinrichtung für einen fliegenden Rollenwechsel ist bspw. in der
DE 26 19 236 A1 beschrieben. Der Rollenwechsel wird in Abhängigkeit vom Durchmesser der zur Neige gehenden Rolle gesteuert. Es hat sich jedoch gezeigt, dass diese Art der Ansteuerung nicht immer zu einem optimalen Ergebnis führt.
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Es ist daher wünschenswert, den Rollenwechsel so zu verbessern, dass er möglichst wenig negativen Einfluss auf die Bahnverarbeitung hat.
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Offenbarung der Erfindung
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Erfindungsgemäß wird ein Verfahren zum Ansteuern eines Rollenwechselvorgangs bei einem Warenbahn-Abwickler einer Verarbeitungsmaschine mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 vorgeschlagen. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche sowie der nachfolgenden Beschreibung.
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Vorteile der Erfindung
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Die Erfindung basiert auf der Erkenntnis, dass die Position der Verbindungs-, insbesondere Klebestelle, auf der Warenbahn gezielt und automatisch vorgegeben werden kann, um nachfolgende Verarbeitungsvorgänge nicht negativ zu beeinflussen. Die Verbindungsstelle der beiden Warenbahnen ist sowohl dicker als eine einzelne Bahn als auch üblicherweise mit einem Kleber verunreinigt. In der Folge können bestimmte Verarbeitungseinrichtungen gestört werden, bspw. kann ein Schneidmesser mit Kleber verunreinigt werden, Druck- oder Trocknungsvorgänge werden nicht richtig durchgeführt usw. Erfindungsgemäß kann erreicht werden, dass die Verbindungsstelle der Warenbahnen die wenigstens eine Verarbeitungseinrichtung zu einem erwünschten Zeitpunkt erreicht. Der erwünschte Zeitpunkt kann so vorgegeben werden, dass die Verbindungsstelle der Warenbahnen nicht von dem wenigstens einem Verarbeitungsvorgang betroffen wird oder dass die Verbindungsstelle der Warenbahnen die wenigstens eine Verarbeitungseinrichtung zumindest nicht zu einem unerwünschten Zeitpunkt erreicht.
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Im Stand der Technik wird die Lage der Verbindungsstelle nicht relativ zu einer Verarbeitungseinrichtung betrachtet bzw. beeinflusst, d. h. die Lage ist beliebig. Dies führt dazu, dass die Verbindungsstelle zu jedem Zeitpunkt die Verarbeitungseinrichtung passieren kann, was u. U. nachteilig für den Bearbeitungsprozess ist. Beispielsweise kann passieren, dass der Klebestreifen durch Kleberablagerungen ein Schnittmesser verklebt. Es kann ebenso durch eine dickere Warenbahn im Bereich des Klebestreifens zu Transportstörungen kommen, wenn bspw. eine Verarbeitungseinrichtung in einem Bereich ihres Umfangs einen größeren Durchmesser hat und dadurch eine stärkere Klemmung der Warenbahn auftritt.
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Die Erfindung stellt ein Verfahren bereit, mit dem die Verbindungsstelle automatisch so gesetzt wird, dass sie nachfolgende Verarbeitungsvorgänge nicht oder möglichst wenig beeinflusst. Dies wird vorzugsweise durch eine Veränderung der Warenbahnlänge zwischen dem Abwickler, hier meist einer Klebewalze, und der kritischen Verarbeitungseinrichtung und/oder durch Veränderung des Verbindungszeitpunktes erreicht. Die Klebewalze bestimmt den Klebeort, d. h. den Ort innerhalb des Abwicklers, an dem die Warenbahnen verklebt werden. Die Kombination aus Veränderung der Warenbahnlänge und Veränderung des Verbindungszeitpunktes ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn der Rollenumfang der neuen, zweiten Rolle variabel ist. Ist der Umfang der neuen Rolle ein Vielfaches des Druckformates, kann es passieren, dass man nach einer oder mehrerer Umdrehungen der neuen Rolle weiterhin eine problematische Klebeposition erhält (Verschiebung ist nicht groß genug, da z. B. die Umfänge von neuer Rolle und Bearbeitungsachse sich kaum unterscheiden). In diesem Falle kann durch eine zusätzliche Änderung der Warenbahnlänge Abhilfe geschaffen werden.
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Die Warenbahnlänge wird vorzugsweise durch eine Warenbahnverlängerungseinrichtung verändert, insbesondere indem eine Tänzerposition (z. B. Tänzerlagesollwert) und/oder der Füllungsgrad eines Warenspeichers verändert werden. Der Tänzer und/oder der Warenbahnspeicher können einen oder mehrere Tänzer, Umschlingungseinrichtungen (bspw. S-Umschlingung) u. ä. umfassen. Alternativ oder zusätzlich kann eine vorhandene Klebewalze verschoben werden, um dadurch eine Änderung des Aufsetzpunktes der Klebewalze und damit der Position der Verbindungsstelle zu bewirken.
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Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform kann der Zeitpunkt des Verbindens in Abhängigkeit von dem wenigstens einen Verarbeitungsvorgang eingestellt werden, wobei der Zeitpunkt des Verbindens zweckmäßigerweise durch eine Verzögerung des Verbindens um eine oder mehrere Umdrehungen der zweiten Rolle eingestellt wird. Hierdurch kann die Erfindung besonders einfach umgesetzt werden, ohne dass bspw. ein mechanischer Umbau erforderlich wäre. Die Erfindung kann so auch in bereits bestehenden Anlagen implementiert werden.
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Als einzustellende Warenbahnlänge wird zweckmäßigerweise die Länge zwischen dem Abwickler bzw. der Klebewalze und der ersten (formathaltigen) Verarbeitungseinrichtung betrachtet, auch wenn diese nicht die kritische Verarbeitungseinrichtung ist, da dieser Abschnitt einfach zu betrachten und aufgrund oftmals bereits vorhandener Einrichtungen, wie z. B. Tänzer, auch einfach einzustellen ist. Weiterhin ändert sich bei einer Veränderung dieser Warenbahnlänge auch die Warenbahnlänge zwischen Abwickler bzw. Klebewalze und der kritischen Verarbeitungseinrichtung. Im Allgemeinen kann jedoch auch die Warenbahnlänge zwischen Abwickler bzw. Klebewalze und einer beliebigen formathaltigen Bearbeitungsstation betrachtet und eingestellt werden. Die Ermittlung der Warenbahnlänge muss nicht zwingend zwischen der Klebewalze und einer kritischen Bearbeitungsachse bestimmt werden. In dem Falle, dass weitere Verarbeitungseinrichtungen in einer festen bzw. bekannten Winkelbeziehung zur kritischen Verarbeitungseinrichtung stehen, kann auch die Warenbahnlänge zwischen der Klebewalze und der anderen Verarbeitungseinrichtung als Kriterium verwendet werden. Beispielsweise ist die Längenermittlung zwischen Klebewalze und einem weit entfernt liegendem Falz komplizierter als die Längenermittlung zwischen Klebewalze und dem ersten Druckwerk. Dadurch, dass der Falz immer eine feste Winkelbeziehung zum Druckwerk besitzt (er muss den Druck auf der Warenbahn an einer festen Position schneiden), kann die leichter zu ermittelnde Warenbahnlänge zum Druckwerk verwendet werden.
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Die Position der Verbindungsstelle kann bei einem Rollenwechsel im Stillstand auch dadurch verändert werden, dass die Geschwindigkeit der alten Rolle derart temporär verändert wird, dass dadurch die Position der Tänzerwalze innerhalb des Bahnspeichers verändert wird. Hierdurch werden der Füllungsgrad des Bahnspeichers und damit die effektive Länge der Warenbahn zwischen Klebewalze und kritischer Verarbeitungseinrichtung zum Zeitpunkt des Erreichens des Stillstandes der alten Rolle verändert. Anhand der der dann vorhandenen Warenbahnlänge und z. B. der Winkelposition der kritischen Verarbeitungseinrichtung kann bestimmt werden, ob sich ein kritischer Verarbeitungsvorgang ergeben würden.
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Eine erfindungsgemäße Recheneinheit, z. B. ein Steuergerät einer Druckmaschine, ist, insbesondere programmtechnisch, dazu eingerichtet, ein erfindungsgemäßes Verfahren durchzuführen.
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Auch die Implementierung der Erfindung in Form von Software ist vorteilhaft, da dies besonders geringe Kosten ermöglicht, insbesondere wenn eine ausführende Recheneinheit noch für weitere Aufgaben genutzt wird und daher ohnehin vorhanden ist. Geeignete Datenträger zur Bereitstellung des Computerprogramms sind insbesondere Disketten, Festplatten, Flash-Speicher, EEPROMs, CD-ROMs, DVDs u. a. m. Auch ein Download eines Programms über Computernetze (Internet, Intranet usw.) ist möglich.
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Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und der beiliegenden Zeichnung.
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Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachfolgend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
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Die Erfindung ist anhand eines Ausführungsbeispiels in der Zeichnung schematisch dargestellt und wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnung ausführlich beschrieben.
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Figurenbeschreibung
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1 zeigt eine grob schematische Darstellung einer Verarbeitungsmaschine mit einem Rollenwechsler zur Verwendung mit einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung; und
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2 zeigt schematisch die geometrischen Größen zur Bestimmung eines geeigneten Verbindungszeitpunktes.
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In den 1 und 2 sind gleiche Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen und werden im Folgenden nur einmal erläutert.
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In 1 ist ein Ausschnitt einer Verarbeitungsmaschine für eine Warenbahn 113 grob schematisch dargestellt und insgesamt mit 100 bezeichnet. Die Verarbeitungsmaschine 100 umfasst u. a. einen Rollenwechsler 110, der an einem nicht gezeigten Schwenkarm zwei rotierbare, antreibbare Rollen 111 und 112 trägt. Von der ersten Rolle 111 wird die erste Warenbahn 113 abgewickelt und der Verarbeitung zugeführt. Die zweite Rolle 112 zweiten Rolle trägt eine aufgewickelte zweite Warenbahn als Ersatz und wird der Verarbeitung zugeführt, rechtzeitig bevor die erste Rolle 111 leer ist.
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Dazu wird die zweite Rolle 112 mit einem Klebestreifen 114 versehen und auf die Umfangsgeschwindigkeit der ersten Rolle 111 gebracht. Zum Verbindungszeitpunkt wird eine Klebewalze 115 angestellt, um die Warenbahn 113 auf die Rolle 112 zu drücken. Der Klebestreifen verbindet dann beim darauffolgenden Erreichen der Klebewalzenposition die erste mit der zweiten Warenbahn, so dass die zweite Warenbahn zusammen mit der ersten Warenbahn der Verarbeitung zugeführt wird. Kurz danach wird die erste Warenbahn mittels eines ebenfalls vorgesehenen Schneidmessers 116 abgetrennt, so dass die erste Rolle 111 ersetzt werden kann.
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Die Verarbeitungseinrichtung umfasst in ihrem Einzugsbereich weiterhin einen üblicherweise vorgesehenen Tänzer 117 sowie in Ausgestaltung der Erfindung eine Warenbahnverlängerungseinrichtung 118, die hier als S-Umschlingung ausgebildet ist. Es sei bemerkt, dass auch der Tänzer 117 eine Warenbahnverlängerungseinrichtung darstellt.
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Als Verarbeitungseinrichtungen sind rein beispielhaft ein Druckwerk 120 und eine Falzeinrichtung 130 vorgesehen.
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Alle Aggregate des Wicklers 110 und/oder der Verarbeitungsmaschine 100 werden zweckmäßigerweise von einer erfindungsgemäß programmtechnisch dazu eingerichteten Steuerung 150 angesteuert.
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Im Rahmen der Erfindung werden zwei prinzipielle Möglichkeiten offenbart, um die Position der Verbindungstelle zwischen erster und zweiter Warenbahn so anzuordnen, dass eine negative Beeinflussung eines oder mehrerer Verarbeitungseinrichtungen vermieden wird.
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Sei im vorliegenden Beispiel angenommen, dass der Klebevorgang so in Abhängigkeit von dem Falzvorgang durchgeführt werden soll, dass das Falzmesser nicht in die Klebestelle schneidet.
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Betrachtet wird zunächst die Warenbahnlänge zwischen dem Aufsetzpunkt der Klebewalze 115 und der Falzposition (Winkelposition) der Falzeinrichtung 130. Eine Möglichkeit ist, diese Länge so zu gestalten, dass sie nicht genau ein Vielfaches der Formatlänge ist. Als Formatlänge wird die Länge zwischen zwei Falzmessereingriffen bezeichnet. Weiterhin wird bei dieser Länge zweckmäßigerweise auch eine Longitudinalerstreckung der Klebestelle berücksichtig.
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Sind bspw. der Abstand der Klebewalze 115 von der Falzeinrichtung 130 zu dem Zeitpunkt, zu dem das Falzmesser gerade in Eingriff mit der Warenbahn steht, 8 m, die Formatlänge 1 m und die Longitudinalerstreckung der Klebestelle 10 cm, würde bereits eine Längenänderung von 20 cm verhindern, dass die Klebestelle vom Falzmesser getroffen wird.
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Die Warenbahnlänge kann dabei in bevorzugter Ausgestaltung durch Veränderung des Tänzerlageregler-Sollwertes, durch Verstellung der S-Umschlingung 118 und/oder durch Verschiebung des Klebeortes durch Verschiebung der Klebewalze 115 verändert werden. Diese Variante der Warenbahnlängenänderung ist besonders sinnvoll anwendbar, wenn eine Stillstandsklebung verwendet wird, da dann die Warenbahnlänge zwischen Klebepunkt und betroffener Verarbeitungseinrichtung einfach ermittelbar ist. Auch kann im Falle der Stillstandsklebung der Zeitpunkt des Anhaltens verändert werden (z. B. durch eine niedrigere Verzögerung der alten Rolle). Zusätzlich kann nach dem Anhalten ggfs. nochmals eine kurze Bewegung der alten Rolle durchgeführt werden, wodurch sich dann ebenfalls die effektive Warenbahnlänge zwischen Klebewalze und (Winkel-)Position der kritischen Bearbeitungsachse verändert.
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Für den Fall eines fliegenden Rollenwechsels bietet sich eine Veränderung des Klebezeitpunkts an. Betrachtet wird hierbei die Warenbahnlänge zwischen Aufsetzpunkt der Klebewalze 115 und der Falzposition (Winkelposition) der Falzeinrichtung 130, Umfang U1 der neuen Rolle 112, Winkelposition f1 des Klebestreifens 114 auf der neuen Rolle 112, Umfang U2 der Falzeinrichtung 130 und Winkelposition f2 der Falzeinrichtung 130, wie es in 2 ersichtlich ist.
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Die effektive Warenbahnlänge Leff ergibt sich dabei beispielsweise zu: Leff = L – U1(f1/2p) + U2(f2/2p) mit L: Warenbahnlänge zw. Aufsetzpunkt Klebewalze 115 und Falzeinrichtung 130
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Sofern die effektive Warenbahnlänge Leff ein Vielfaches des Druckformates ist (mit Berücksichtigung der Klebestellenbreite) und dadurch die Klebung zu einem ungeeigneten Augenblick die Bearbeitungsachse passieren würde, kann z. B. erst bei der nächsten oder einer späteren Umdrehung der neuen Rolle, d. h. bei einem späteren möglichen Klebezeitpunkt die Klebung durchgeführt werden.
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Da Leff konstant ist, verschiebt sich durch Verzögerung des Klebezeitpunktes um n Umdrehungen der neuen Rolle 112 der Winkel f2 (f2 wird zu f2korr) für die Falzeinrichtung 130 (f1 für die neue Rolle ist wieder an der gleichen Stelle) Leff = L – U1(f1/2p) + U2(f2korr/2p) und f2korr = f2 + N(U1/U2)·2p
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Bei f2korr wird sinnvollerweise zusätzlich noch eine Modulokorrektur auf 2p (360 Grad) durchgeführt, d. h. f2korr liegt zwischen 0 und 2p (360 Grad). Die Differenz zwischen f2 und f2korr entspricht der Verschiebung der Klebestelle an der Verarbeitungseinrichtung weiterer Umdrehungen der neuen Rolle 112.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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