DE102011120994A1 - Verfahren zum Steuern eines Anlegers einer Sammelheftmaschine - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Steuern eines Anlegers einer Sammelheftmaschine. Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren anzugeben, welches den Bedienaufwand beim Einstellen des Anlegers verringert, welches die Zuverlässigkeit beim Auflegen von Falzbogen (7–9) auf eine Transportvorrichtung erhöht und welches die Qualität beim Zusammentragen und Heften verbessert. Gemäß der Erfindung werden beim Steuern eines Anlegers einer Sammelheftmaschine die Öffnungs- bzw. Schließzeitpunkte von Greifern (22, 26, 35–37) programmgesteuert, stufenlos und formatabhängig geregelt. Hierzu werden in einer Steuereinrichtung (18) Daten zu den Abmessungen und zur Seitenzahl der Falzbogen eingegeben, aus denen Stellsignale für Stellglieder der Greifer generiert werden.
Description
- Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Steuern eines Anlegers einer Sammelheftmaschine nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
- Aus der Auslegeschrift
DE 1 100 043 ist ein Greifer für eine Buchbindereimaschine zum Erfassen und Festhalten von Bogen bekannt, dessen Schließbewegung durch Betätigen eines pneumatischen Arbeitszylinders eingeleitet wird. Wird der Arbeitszylinder unter Vakuum gesetzt oder mit Druckluft beaufschlagt, dann wird ein an einer Kolbenstange befestigter Greiferfinger entgegen der Kraft einer Feder angezogen. Die Druck- oder Saugluft wird dem Arbeitszylinder über ein Steuerventil zugeführt, das mit einer verstellbaren Nockenscheibe so gesteuert wird, dass die Greiferkraft geregelt ist. Eine Nockenscheibe hat entsprechend der Nockenkurve eine feste Stellcharacteristik. Zur Verstellung der Nockenscheibe sind in der Auslegeschrift keine Details offenbart. - Bei Druckmaschinen ist es auch aus der
DE 42 21 929 C2 bekannt, die Bewegung von mit einer Trommel verbundenen Greifern mit einem Rechner zu steuern, so dass eine schnelle Anpassung an sich ändernde Betriebsbedingungen möglich und die Greiferkraft abhängig vom Bedruckstoff einstellbar ist. Die Greiferbewegungen werden mit einer pneumatischen Kolben-Zylindereinheit gesteuert, wobei mit Hilfe eines Wegmesssystems abhängig vom Drehwinkel der Trommel die Stellposition des Kolbens durch einen Soll/Ist-Vergleich geregelt wird. In der Schrift ist nicht näher ausgeführt, welche Bedruckstoff-Kenngrößen bei einer Berechnung von Stellpositionen des Kolbens eine Rolle spielen. - Ein in der
DE 197 52 017 A1 beschriebener Sammelhefter umfasst mehrere Falzbogenanleger. Die Drehgeschwindigkeit der Trommeln eines Anlegers kann abhängig von der Papierqualität verzögert oder beschleunigt werden, wobei die Geschwindigkeit einer Sammelkette gleichförmig ist. - Aus der
DE 198 41 265 A1 geht hervor, in einem Anleger eines Sammelhefters Sensoren vorzusehen, die Länge und Breite der Falzbogen erfassen. Anhand der Sensorsignale kann ein Registeranschlag automatisch eingestellt werden. Die den Falzbogen während eines Förderns haltenden Greifer werden herkömmlich mittels eines Kurvengetriebes betätigt. - Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zum Steuern eines Anlegers einer Sammelheftmaschine anzugeben, welches den Bedienaufwand beim Einstellen des Anlegers verringert, welches die Zuverlässigkeit beim Auflegen von Falzbogen auf eine Transportvorrichtung erhöht und welches die Qualität beim Zusammentragen und Heften verbessert.
- Die Aufgabe wird mit einem Verfahren gelöst, welches die Merkmale nach Anspruch 1 aufweist. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
- Gemäß der Erfindung werden beim Steuern eines Anlegers einer Sammelheftmaschine die Öffnungs- bzw. Schließzeitpunkte von Greifern programmgesteuert, stufenlos und formatabhängig geregelt. Hierzu werden in einer Steuereinrichtung Daten zu den Abmessungen und zur Seitenzahl der Falzbogen eingegeben, aus denen Stellsignale für Stellglieder der Greifer generiert werden. Durch die automatisierte Vereinzelung von Falzbogen ist es möglich, die Schalt- und Reaktionszeiten produktbezogen zu variieren. Beim Einsatz von pneumatischen Steuerungen kann die Zahl der mechanischen Bauteile verringert werden, so dass geringe Herstellungskosten entstehen. Durch eine geringe Zahl von mechanischen Verschleißstellen wird die Zuverlässigkeit des Anlegers verbessert. Markierungen an den Falzbogen können vermieden werden, indem die Greifkräfte variabel eingestellt werden.
- Die Erfindung soll nachstehend anhand eines Ausführungsbeispieles erläutert werden, es zeigen:
-
1 : ein Schema einer Sammelheftmaschine mit mehreren Anlegern, -
2 : eine Schnittdarstellung durch einen Anleger, -
3 : eine Vereinzelungstrommel mit pneumatischen Arbeitszylindern, -
4 : ein mit Arbeitszylindern betätigtes Greiferpaar einer Vereinzelungstrommel, -
5 : Falzbogen und deren Abmessungen, und -
6 : ein Schema einer Steuereinrichtung für einen Anleger. - Eine in
1 dargestellte Sammelheftmaschine umfasst unter anderem drei in Produktionsrichtung1 nacheinander angeordnete Anleger2 –4 , eine Heftstation5 und einen Querförderer6 . Die in den Anlegern2 –4 vereinzelten Falzbogen7 –9 werden auf einer endlos umlaufenden Sammelkette10 rittlings übereinander gelegt und zur Heftstation5 befördert. In der Heftstation5 werden die zusammengetragenen Falzbogen7 –9 durch eine Rückstichdrahtheftung miteinander verbunden. Nach dem Querförderer6 erhalten die miteinander verbundenen Falzbogen7 –9 eine neue Produktionsrichtung11 zum Weitertransport an einen Trimmer. - Wie aus der Schnittdarstellung des Anlegers
3 in2 hervorgeht, liegen Falzbogen7 übereinander gestapelt in einem Magazin12 . Der Boden des Magazins12 liegt geneigt zur Horizontalen. Die Falzbogen7 liegen mit den gefalzten Vorderkanten an einer Registerschiene13 und mit den Seitenkanten an Seitenkantenanschlägen14 an. Die Seitenanschläge14 sind mit einem Motor15 und einem Spindeltrieb16 in Richtung17 senkrecht zur Blattebene auf die Rückenlänge L der Falzbogen7 einstellbar. Der Motor15 steht mit einer Steuereinrichtung18 in Verbindung. - Zum Vereinzeln der Falzbogen
7 von der Unterseite des Falzbogenstapels sind unterhalb einer Öffnung19 im Boden des Magazins12 Sauggreifer20 angeordnet. Die Sauggreifer20 sind an einer Hohlwelle21 befestigt und im Vereinzelungstakt um die Achse der Hohlwelle21 schwenkbar. - In
2 ist eine Situation dargestellt, bei der ein vereinzelter Falzbogen7.1 aus den Sauggreifern20 in mechanische Greifer22 einer Vereinzelungstrommel23 übergeben wurde. Die Vereinzelungstrommel23 rotiert um ihre Achse24 in Richtung25 . Ein dem vereinzelten Falzbogen7.1 vorausgehender Falzbogen7.2 ist in weiteren mechanischen Greifern26 der Vereinzelungstrommel23 gehalten. Die Greifer26 liegen bezüglich der Achse24 diametral zu den Greifern22 . - Bei einer weiteren Drehung der Vereinzelungstrommel
23 in Richtung25 gelangt der Falzbogen7.2 mit seiner Vorderkante gegen einen taschenförmigen Anschlag27 . Der Anschlag27 ist entsprechend den Falzbogenbreiten B1, B2 mit einem Motor28 und einem Getriebe29 in Richtung30 um die Achse24 verschwenkbar. Der Motor28 ist mit der Steuereinrichtung8 verbunden. - Unterhalb der Vereinzelungstrommel
23 sind zwei weitere Trommeln31 ,32 angeordnet, die sich gegenläufig in Richtung der Pfeile33 ,34 drehen.2 zeigt eine Situation, in der ein dem Falzbogen7.2 vorausgehender Falzbogen7.3 mittels der Trommeln31 ,32 geöffnet wird. Während der Falzbogen7.3 mit seiner Vorderkante gegen den Anschlag27 lag, wurden die an der Vereinzelungstrommel23 nachlaufenden Enden des Falzbogens7.3 von Doppelgreifern35 ,36 der Trommel31 erfasst. Der Vorfalz des Falzbogens7.3 wurde aus den Deckgreifern36 an die Greifer37 der Öffnertrommel32 übergeben. Der Falzbogen7.3 wird an den Enden auseinandergezogen und über der Sammelkette10 fallengelassen. Der Falzbogen7.3 legt sich über einen Falzbogen7.4 , der mittels des Anlegers2 bereits auf die Sammelkette10 gelegt wurde. - Die
3 und4 zeigen eine pneumatische Steuerung der Bewegung der Greifer22 ,26 der Vereinzelungstrommel23 . Die Vereinzelungstrommel23 besteht aus zwei Trommelscheiben23.1 ,23.2 , die drehfest auf der hohlen Achse24 sitzen. Zwischen den Scheiben23.1 ,23.2 sind pneumatische Arbeitszylinder38 ,39 angeordnet, von denen jeweils zwei pneumatische Steuerleitungen40.1 –40.4 zu Kanälen41.1 –41.4 im Inneren der Achse24 führen. Die Druckluftzuführung für die Arbeitszylinder38 ,39 geschieht über Drehdurchführungen42.1 –42.4 , jeweils am Ende eines Kanals41.1 –41.4 . Die Arbeitskolbenstangen43 ,44 der Arbeitszylinder38 ,39 sind mit Hebeln45.1 ,45.2 ,46.1 ,46.2 verbunden, welche drehfest an den Greiferwellen47.1 ,47.2 ,48.1 ,48.2 der Greifer22 ,26 sitzen. An jeder Scheibe23.1 ,23.2 befindet sich ein Greiferpaar22.1 ,26.1 ;22.2 ,26.2 . Beim Ein- und Ausfahren der Kolbenstangen43 ,44 aus den Arbeitszylindern38 ,39 werden die Greiferwellen47 ,48 mit einem Drehmoment beaufschlagt, das ein Schließen bzw. Öffnen der Greifer22 ,26 bewirkt. - Ein Öffnen und Schließen der Greifer
22 ,26 geschieht abhängig von den Abmessungen und der Seitenzahl n der Falzbogen7 . Je nachdem, ob es sich um einen Nachfalzbogen NF mit B1 < B2 (5.1 ), einen Vorfalzbogen VF mit B1 > B2 (5.2 ) oder um einen Falzbogen mit gleichen Falzbreiten mit B1 = B2 (5.3 ) handelt, werden die in5 dargestellten Abmessungen berücksichtigt. Weitere abmessungsbezogene Daten sind die Bogendicke d und die Grammatur G. - Anhand des in
6 dargestellten Schemas soll nachstehend die Durchführung des Verfahrens beschrieben werden:
Die Steuereinrichtung18 umfasst unter anderem ein Eingabegerät49 für Bedienereingaben, welches mit einem Rechner50 verbunden ist. Der Rechner50 enthält einen Speicher für Bedienereingaben zu folgenden Größen: Bogenbreite B1, Bogenbreite B2, Rückenlänge L, Grammatur G, Anzahl n der Seiten, die Falzart wie Nachfalzbogen NF, Vorfalzbogen VF oder Saugerbogen Fsaug, und Soll-Druck psoll. - In Rechner
50 werden die eingegebenen Größen verarbeitet und fuhren zu einer Voreinstellung verschiedener Elemente in den Anlegern2 –4 . Aus der Rückenlänge L ergibt sich eine Voreinstellung der Seitenanschläge14 am Magazin12 mit dem Motor15 . Die Bogenbreite B2 führt zu einer Voreinstellung des Registeranschlages27 mit dem Motor28 und des Greiferöffnungswinkels αö der Greifer22 ,26 an der Vereinzelungstrommel23 . Beide Bogenbreiten B1, B2 werden verwendet, um die Greiferschließwinkel αs der Greifer35 –37 an den Trommeln31 ,32 voreinzustellen. Die Rückenlänge L, die Bogenbreiten B1, B2 und die Bogendicke d ergeben eine Voreinstellung einer Dickenkontrolleinrichtung, eines Drahtvorschubes und eines Klinscherwerkzeuges der Heftstation5 und einer Höhe eines Schrittbandes. Anhand der Bogendicke d werden die Greifkräfte F der Greifer22 ,26 der Vereinzelungstrommel23 voreingestellt. Der vorgegebene Solldruck psoll hat Einfluß bei der Voreinstellung der Greifkraft F und der Schaltzeit tschalt von Zweiwegeventilen51.1 –51.4 , die mit den Drehdurchführungen42.1 –42.4 verbunden sind. Die Schaltzeit tschalt der Ventile51.1 –51.4 ist steuerbar, wozu eine Verbindung52 zwischen den Ventilen51.1 –51.4 und dem Rechner50 besteht. - Der Druck-Sollwert psoll wird über eine Verbindung
53 vom Rechner50 an einen Druckregler54 übermittelt. Der Druck-Istwert pist wird vom Druckregler54 über eine Verbindung55 an den Rechner50 übermittelt, wo laufend ein Vergleich mit dem Druck-Sollwert psoll stattfindet. Stimmen Druck-Sollwert psoll und Druck-Istwert pist überein, bleibt die Schaltzeit tschalt konstant. Ist pist > psoll, wird die für diesen Ist-Druck pist erforderliche Schaltzeit tschalt an die Ventile51.1 bis51.4 weitergegeben. Weiterhin wird die Information, den Druck psoll zu senken, an den Druckregler54 übermittelt. Ist pist < psoll, dann wird ebenfalls die für diesen Druck pist erforderliche Schaltzeit tschalt an die Ventile51.1 –51.4 übermittelt und die Information, den Druck auf psoll zu erhöhen, an den Druckregler54 weiter gegeben. Mit Hilfe des Druckreglers54 und der Rückmeldung von pist kann gewährleistet werden, dass die zur Bogenvereinzelung notwendigen Greiferöffnungswinkel und Greiferschließwinkel ständig konstant bleiben. - Zusätzlich zu dem programmgemäß errechneten psoll ist vorgesehen, dass ein Bediener jederzeit während des Betriebes für jeden Anleger
2 –4 einzeln den gewünschten Überdruck psoll manuell vorgeben kann, ohne die laufende Produktion zu stören. Nach dem manuellen Eingriff erfolgt wieder der reguläre Soll-Istvergleich zwischen psoll und pist. Alle Einstellungen bzw. Veränderungen werden im Rechner50 gespeichert. Bei identischen Folgeaufträgen können diese Daten aufgerufen werden. Dies reduziert die Einrichtzeit, so dass die Betriebskosten gesenkt werden. - Die Druckluft zum Betätigen der Greifer
22 ,26 wird von einer Pumpe56 bereit gestellt, die über eine Wartungseinheit57 mit dem Druckregler54 verbunden ist. Vom Druckregler54 wird über eine Verbindung58 die Druckluft an die Ventile51.1 –51.4 gegeben, welche entsprechend der Zwei-Wege-Schaltung die Druckluft über die Drehdurchführungen42.1 –42.4 an die Arbeitszylinder38 ,39 weiter gibt. Der Antrieb der Trommeln23 ,31 ,32 erfolgt synchronisiert mittels der Steuereinrichtung18 , wobei ein Drehgeber59 an der Achse24 dazu dient, die aktuelle Drehzahl bzw. den aktuellen Drehwinkel α der Trommel23 an die Steuereinrichtung18 bzw. an den Rechner50 auszugeben. - Die Erfindung ist nicht auf das beschriebene Ausführungsbeispiel beschränkt. Eine automatisierte Steuerung der Greiferbewegungen kann auch für die Greifer
35 bis37 der Trommeln31 bis32 vorgenommen werden. Anstelle von pneumatischen Stellelementen können auch elektrische bzw. elektromagnetische Stellelemente zum Einsatz kommen. - Bezugszeichenliste
-
- 1
- Produktionsrichtung
- 2–4
- Anleger
- 5
- Heftstation
- 6
- Querförderer
- 7–9
- Falzbogen
- 10
- Sammelkette
- 11
- Produktionsrichtung
- 12
- Magazin
- 13
- Registerschiene
- 14
- Seitenanschlag
- 15
- Motor
- 16
- Spindeltrieb
- 17
- Richtung
- 18
- Steuereinrichtung
- 19
- Öffnung
- 20
- Sauggreifer
- 21
- Hohlwelle
- 22
- Greifer
- 23
- Vereinzelungstrommel
- 24
- Achse
- 25
- Richtung
- 26
- Greifer
- 27
- Anschlag
- 28
- Motor
- 29
- Getriebe
- 30
- Richtung
- 31, 32
- Trommel
- 33, 34
- Pfeil
- 35, 36
- Doppelgreifer
- 37
- Greifer
- 38, 39
- Arbeitszylinder
- 40
- Steuerleitung
- 41
- Kanal
- 42
- Drehdurchführung
- 43, 44
- Kolbenstange
- 45, 46
- Hebel
- 47, 48
- Greiferwelle
- 49
- Eingabegerät
- 50
- Rechner
- 51
- Ventil
- 52, 53
- Verbindung
- 54
- Druckregler
- 55
- Verbindung
- 56
- Pumpe
- 57
- Wartungseinheit
- 58
- Verbindung
- 59
- Drehgeber
- ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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- Zitierte Patentliteratur
-
- DE 1100043 [0002]
- DE 4221929 C2 [0003]
- DE 19752017 A1 [0004]
- DE 19841265 A1 [0005]
Claims (5)
- Verfahren zum Steuern eines Anlegers einer Sammelheftmaschine, bei dem Falzbogen (
7 –9 ) nacheinander durch mindestens einen Greifer (22 ,26 ,35 –37 ) von einem Stapel eines Magazins (12 ) vereinzelt und auf eine Transportvorrichtung (10 ) gelegt werden, wobei ein Öffnen und Schließen des Greifers (22 ,26 ) und ein Betätigen einer Heftvorrichtung (5 ) ferngesteuert durch Stellsignale einer Steuereinrichtung (18 ,50 ) erfolgen, dadurch gekennzeichnet, dass die Stellsignale aus Daten zu den Abmessungen und zur Seitenzahl der Falzbogen (7 –9 ) generiert werden. - Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass vor einem Betätigen des Greifers (
22 ,26 ) mindestens eine der nachstehend angeführten Daten zu den Falzbogen (7 –9 ) in die Steuereinrichtung (18 ,50 ) eingegeben werden: die Rückenlänge (L), die Bogenbreite (B), die Bogenbreiten (B1, B2) bei Verwenden eines Vor- oder Nachfalzes, die Grammatur (g), die Anzahl (n) der Seiten. - Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine der nachstehend angeführten Größen gesteuert oder geregelt wird: die Greiferöffnungsposition (αö), die Greiferschließposition (αs), die Greiferschließkraft (F), die Position von Magazinseitenanschlägen (
14 ), die Sollwerteinstellung einer Dickenmesseinrichtung zusammengefügter Falzbogen (7 –9 ), der Drahtvorschub der Heftvorrichtung (5 ), die Bewegung von Klinschern der Heftvorrichtung (5 ) zum Umbiegen von Drahtklammern. - Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass bei Verwendung eines an einem umlaufenden Glied (
23 ) befestigten Greifers (22 ,26 ) die Stellsignale zusätzlich aus Signalen eines Drehgebers (59 ) generiert werden, dessen Ausgangssignale die Drehstellung des umlaufenden Gliedes (23 ) wiedergeben. - Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zum Betätigen des Greifers (
22 ,26 ) mindestens ein pneumatisch steuerbarer Arbeitszylinder (38 ,39 ) verwendet wird.
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EP12193360.0A EP2604438B1 (de) | 2011-12-14 | 2012-11-20 | Verfahren zum Steuern eines Anlegers einer Sammelheftmaschine |
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