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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Ausrichten von durch Bogenhaltemittel auf einer Trommel oder einem Bogenbeschleunigungssystem gehaltenen Bogen nach der Bogenvorderkante, wobei die Trommel oder das Bogenbeschleunigungssystem mindestens in einem eine Exzentrizität aufweisenden, mittels eines Stellantriebs eine Stellbewegung realisierenden Lager aufgenommen sind.
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In bogenverarbeitenden Maschinen, insbesondere in Bogendruckmaschinen ist es allgemein üblich, in einem Bogenanleger die auf einem Bogenstapel abgelegten Bogen zu vereinzeln und staffelförmig in die Druckmaschine zu fördern. Der jeweils vorderste Bogen wird dabei gegen in die Bahn der Bogen führbare Anlegmarken transportiert und so nach der Bogenvorderkante ausgerichtet sowie zur Ruhe gebracht. Der nach der Bogenvorderkante ausgerichtete und in Ruhe befindliche Bogen wird anschließend von Bogenhaltemitteln eines Bogenbeschleunigungssystems erfasst, beschleunigt und an die Bogenhaltemittel einer nachgeordneten Trommel übergeben.
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Als Bogenbeschleunigungssysteme sind zum Beispiel schwingende Vorgreifer bekannt, die die in Ruhe befindlichen Bogen innerhalb einer Rastphase erfassen und auf die Umfangsgeschwindigkeit der nachgeordneten Trommel beschleunigen. Nach der Übergabe der Bogen an die Bogenhaltemittel der Trommel erfolgt eine Verzögerung des Vorgreifers bis zum Stillstand, um anschließend wieder beschleunigt zu werden in Richtung der Anlegmarken mit nachfolgenden Einlaufen in eine Rastphase zur Übernahme eines in Ruhe befindlichen Folgebogens. Weiterhin sind als Bogenbeschleunigungssysteme umlaufende Vorgreifer bekannt, bei denen der an den Anlegmarken nach der Bogenvorderkante und in der Ruhelage befindliche Bogen durch mit Saugluft beaufschlagte Bogenförderer, zum Beispiel eine Saugwalze, Saugbänder, Saugschieber, beschleunigt und mit der Bogenvorderkante gegen Vordermarken einer Vorgreifertrommel geführt werden, die mit einer alternierenden Geschwindigkeit umläuft. Bei einer minimalen Umfangsgeschwindigkeit wird der von den mit Saugluft beaufschlagten Bogenförderern transportierte Bogen von einem Bogenhaltemittel übernommen, wobei die Zuführgeschwindigkeit des Bogens geringfügig höher ist als die Umfangsgeschwindigkeit der Vorgreifertrommel. Nach der Bogenübernahme durch die Vorgreifertrommel wird diese auf die Umfangsgeschwindigkeit, die der Arbeitsgeschwindigkeit der bogenverarbeitenden Maschine entspricht, beschleunigt und der Bogen an die Bogenhaltemittel der nachgeordneten Trommel übergeben, die den Bogen zum Beispiel einem Druckzylinder zuführt. Anschließend wird die Vorgreifertrommel derart verzögert, dass sie mit minimaler Umfangsgeschwindigkeit den Folgebogen übernimmt. (
DE 330 52 19 C2 )
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Das Arbeitsprinzip, die Bogen nach der Bogenvorderkante so auszurichten, dass diese mit der Bogenvorderkante an in die Bahn der Bogen führbare Anlegmarken angelegt und zur Ruhe gebracht werden führt dazu, dass insbesondere bei schnelllaufenden Maschinen große Beschleunigungskräfte auf das zur Verarbeitung gelangende Bogenmaterial wirken, die zu Qualitätsmängeln und Produktivitätsverlusten führen. Außerdem werden durch die zyklischen Bewegungen der Bogenbeschleunigungssysteme über einen Maschinentakt Massenkräfte erzeugt, die Drehmomente hervorrufen, welche sich mit den im Antriebssystem wirkenden Drehmomenten überlagern und so zu einem periodisch schwankenden Momentenbedarf führen. Dieser periodisch schwankende Momentenbedarf führt zu Schwingungen im Bogenzuführsystem und über den die Arbeitsorgane der bogenverarbeitenden Maschine verbindenden Räderzug zu diesen, was Qualitätsmängel oder Ausschuss und damit Effektivitätsverluste bedingt. Darüber hinaus verursacht der schwankende Momentenbedarf einen erhöhten Verschleiß der bogenverarbeitenden Maschine.
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Zur Minimierung dieser Nachteile ist es bekannt, zusätzlich ein Leistungsausgleichsgetriebe vorzusehen. (
DE 198 35 005 A1 ,
DE 41 01 847 A1 ). Diese Leistungsausgleichsgetriebe erfordern aber einen hohen Aufwand und einen großen Bauraum.
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Aus der
DE 41 26 545 C2 ist ein Dreiringwälzlager für die Zapfen der Zylinder von Druckmaschinen, insbesondere für die Zapfen von Gummizylindern, mit einem die Laufbahn für ein inneres Lager und ein äußeres Lager tragenden exzentrischen Zwischenring, der durch außerhalb eines Lagergehäuses liegende Betätigungsmittel in Umfangsrichtung schwenkbar ist, bekannt. Der exzentrische Zwischenring kann spiel- und reibungsfrei um einen vorgegebenen Winkel geschwenkt und auf diese Weise der Gummizylinder an einen weiteren Zylinder an- oder abgestellt werden. Es wird so die in Druckmaschinen übliche Druck-an beziehungsweise Druck-ab Position realisiert, wobei lediglich diese zwei Lagen angesteuert werden.
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Es ist weiterhin in Bogendruckmaschinen bekannt, um einen konstant auftretenden Parallelitätsfehler zwischen zwei Druckwerken auszugleichen, die zwischen den Druckwerken vorgesehene Übergabetrommel auf der dem Antrieb abgewandten Seite in einem Dreiringlager mit einem exzentrischen Zwischenring aufzunehmen. Am exzentrischen Zwischenring greift eine Stelleinheit zum Schwenken des Zwischenrings in Umfangsrichtung an. Bei einer Verdrehung des Zwischenrings wird die Achslage des Zylindersystems zum Folgesystem und damit die Parallelität der Bogenvorderkante verändert. Da die Bogen im Greiferschluss geführt werden, ist der Lagefehler von einem System zum Folgesystem immer konstant, sodass eine Veränderung der Achslage der Überführtrommel innerhalb der Abarbeitung eines Auftrags nicht vorgesehen ist.
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Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung zum Ausrichten von durch Bogenhaltemittel auf einer Trommel oder einem Bogenbeschleunigungssystem gehaltenen Bogen nach der Bogenvorderkante so auszubilden, dass ein zur Ruhe bringen der in einer Bogentransportgeschwindigkeit geförderten Bogen nicht erforderlich ist.
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Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch eine Vorrichtung nach den Merkmalen des ersten Anspruchs gelöst.
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Die Möglichkeit, den Vorgreifer in seiner Lage zur nachgeordneten Trommel beziehungsweise deren Lage zum nachgeordneten Druckzylinder in Abhängigkeit von der Ist-Lage der von den Bogenhaltemitteln gehaltenen Bogen zu verändern, erlaubt es, auf ein zur Ruhe zu bringen der Bogen zum Zweck der Bogenvorderkantenausrichtung zu verzichten und eine fließende Bogenanlage mit hoher Geschwindigkeit zu realisieren. Damit ist eine effektive Bogenanlage und Ausrichtung nach der Bogenvorderkante problemlos möglich, wobei die erfindungsgemäße Lösung auch bei schwingenden Vorgreifern oder bei Stoptrommeln umgesetzt werden kann. Bei einem derartigen Einsatz müssen aber die auftretenden Momentenschwankungen durch an sich bekannte Maßnahmen kompensiert werden.
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An einem Ausführungsbeispiel wird die Erfindung näher erläutert. In den zugehörigen Zeichnungen zeigen
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1: die schematische Darstellung eines Bogenbeschleunigungssystems bei der Bogenübernahme und einer nachgeordneten Trommel,
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2: eine Darstellung gemäß 1 bei der Bogenübergabe an die Trommel,
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3: die Ansicht des Bogenbeschleunigungssystems in einer Schnittdarstellung,
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4: die Vollliniendarstellung einer Bogenübergabe mit unterschiedlichen Winkellagen,
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5: eine vergrößerte Ansicht der Bogenübergabe.
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In den figürlichen Darstellungen ist ein Bogenbeschleunigungssystem 1 gezeigt, das als umlaufender Vorgreifer 2 ausgebildet und dem eine umlaufende Trommel 3 nachgeordnet ist. Der Vorgreifer 2 ist mit einem ersten Bogenhaltemittel 4, das als erstes Greifersystem 5 ausgeführt ist und die Trommel 3 mit einem zweiten Bogenhaltemittel 6, welches als zweites Greifersystem 7 ausgebildet ist, versehen. In der 1 ist dem Vorgreifer 2 ein Bogenzuführtisch 8 mit einem in einer Bogentransportrichtung 10 geförderten Bogen 9 vorgeordnet.
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In 3 ist das als umlaufender Vorgreifer 2 ausgeführte Bogenbeschleunigungssystem 1 in einer Vollliniendarstellung gezeigt. Von dem Vorgreifer 2 ist eine Vorgreiferwelle 11, der drehfest Wangen 15 zugeordnet sind, welche eine Greiferwelle 12 tragen, auf der Greiferfinger 13 angeordnet sind, die mit Greiferaufschlägen 14 in Wirkverbindung stehen, dargestellt. Der Vorgreifer 2 führt eine Drehbewegung um die Rotationsachse 30 aus. Die Greiferwelle 12 mit den Greiferfingern 13 und den Greiferaufschlägen 14 bilden das erste Greifersystem 5. Die Vorgreiferwelle 11 ist mit einem rechten Wellenzapfen 11.1 in einer antriebsseitigen Gestellwand 16 mittels eines Wälzlagers 18 und in der gegenüber liegenden Gestellwand 17 mittels eines einen exzentrischen Stellring 20 aufweisenden Dreiringwälzlagers 19 aufgenommen. Das Dreiringwälzlager 19 besteht aus einem inneren Lagerring 21, der mit dem linken Wellenzapfen 12.2 verbunden ist, und einem äußeren Lagerring 22, der der Gestellwand 17 drehfest zugeordnet ist. Der zwischen dem äußeren Lagerring 22 und dem inneren Lagerring 21 vorgesehene exzentrische Stellring 20 steht über eine Kupplungsbrücke 23 drehfest mit einem Stellantrieb 24, der im Ausführungsbeispiel als Motor 25 ausgeführt ist, in Verbindung.
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Am rechten Wellenzapfen 11.1 ist ein inkrementaler Lagegeber 26 vorgesehen zur kontinuierlichen Erfassung der Winkellage des Bogenbeschleunigungssystems 1/Vorgreifer 2. Im Ausführungsbeispiel greift am Wellenzapfen 11.1 weiterhin ein Räderzug 27 des Maschinenantriebs an. Statt des Räderzuges 27 kann auch ein dezentraler Antrieb oder ein Stellantrieb im Räderzug 27 vorgesehen sein. Der inkrementale Lagegeber 26 ist mit einer Auswert-/Steuereinheit 28 verbunden. Mit der Auswert-/Steuereinheit 28 sind außerdem die Maschinensteuerung, das Stellelement 24/Motor 25 sowie eine Bogenerfassungseinheit 29 verknüpft. Die Bogenerfassungseinheit 29 besteht zum Beispiel aus einem Messsystempaar oder einem Sensorpaar, das beabstandet zueinander angeordnet ist und dient dem Erfassen der Lage des Bogens 9 bezüglich seiner Bogenvorderkante im ersten Greifersystem 5.
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Im Ausführungsbeispiel erfolgt der Antrieb des Bogenbeschleunigungssystems 1/Vorgreifers 2 über den Räderzug 27. Der Vorgreifer 2 dreht um die Rotationsachse 30 mit einer alternierenden Umfangsgeschwindigkeit, die zwischen einer Übernahmegeschwindigkeit, bei der die über den Bogenzuführtisch 8 geförderten Bogen 9 von dem ersten Bogenhaltemittel 4/ersten Greifersystem 5 übernommen (1, 3) und einer Übergabegeschwindigkeit, bei der die im Greiferschluss gehaltenen Bogen 9 an das zweite Bogenhaltemittel 6/zweites Greifersystem 7 der nachgeordneten Trommel 3 übergeben werden, schwankt. Die Übernahmegeschwindigkeit ist kleiner als die Übergabegeschwindigkeit. Damit wird der Vorgreifer 2 nach der Bogenübernahme auf die Übergabegeschwindigkeit beschleunigt, um nachfolgend bis zum Erreichen der Übernahmegeschwindigkeit verzögert zu werden. In der Übernahmeposition liegen die Rotationsachse 30 des Vorgreifers 2, die Drehachse 31 des exzentrischen Stellrings 20 und die Mitte 14.1 der Greiferaufschläge 14 auf einer Geraden g (1).
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Liegt die Bogenvorderkante eines durch das erste Greifersystem 5 gehaltenen Bogens 9 in einer Soll-Lage, die mittels der Bogenerfassungseinheit 29 erfasst und von der Auswert-/Steuereinheit 28 überwacht wird, erfolgt die Drehung des Vorgreifers 2 in der durch die Maschinensteuerung vorgegebenen Arbeitsgeschwindigkeit, wobei die Rotationsachse 30 des Vorgreifers 2, die Drehachse 31 des exzentrischen Stellrings 20 und die Mitte 14.1 der Greiferaufschläge 14 auf der Geraden g bleiben, die um einen Winkel W1 aus der Übernahmeposition in die Übergabeposition gedreht wird. Das wird dadurch ermöglicht, dass der Motor 25, angesteuert von der Auswert-/Steuereinheit 28 und dem dieser zugeordneten inkrementalen Lagegeber 26, synchron den exzentrischen Stellring 20 mit dem Vorgreifer 2 antreibt. Wird von der Bogenerfassungseinheit 29 in der Übernahmeposition eine Parallelitätsabweichung des gehaltenen Bogens 9 detektiert, erfolgt über die Auswert-/Steuereinheit 28 eine Ansteuerung des Motor 25 derart, dass dieser den exzentrischen Stellring 20 vor- oder nacheilend gegenüber dem Vorgreifer 2 antreibt, wodurch die Lage des ersten Greifersystems 5 gegenüber dem in der Übergabeposition dem Bogen 9 übernehmenden zweiten Greifersystem 7 der nachgeordneten Trommel 3 derart verändert wird, dass eine Eliminierung des Parallelitätsfehlers erfolgt. In 1 ist gezeigt, dass die Bogenvorderkante des im ersten Greifersystem 5 gehaltenen Bogens 9 einen Abstand A1 zur Mitte 14.1 des Greiferaufschlags 14 aufweist. Beim Transport dieses Bogens 9 in die Übergabeposition wird durch den Vorgreifer 2 ein Drehwinkel W1 realisiert, während der exzentrische Stellring 20, initiiert durch den Motor 25, lediglich einen Drehwinkel W2 beschreibt, wobei der Drehwinkel W1 größer ist als der Drehwinkel W2. Damit wird der von dem ersten Greifersystem 5 gehaltene Bogen 9 in seiner Lage verdreht und so der Parallelitätsfehler kompensiert. In den 4 und 5 ist gezeigt, dass die Bogenvorderkante des Bogens 9 im zweiten Greifersystem 7, das aus Greifern 32 besteht, die mit Aufschlägen 33 zusammen wirken, in einem Abstand A2 zur Mitte 33.1 übernommen wird, wobei der Abstand A2 kleiner als der Abstand A1 ist.
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Eine weitere Möglichkeit des Ausrichtens eines von dem ersten Greifersystem 5 gehaltenen Bogens 9 nach der Bogenvorderkante ergibt sich, wenn das in der antriebsseitigen Gestellwand 16 vorgesehene Wälzlager 18 durch ein weiteres Dreiringwälzlager 19 ersetzt und dem exzentrischen Stellring 20 ebenfalls ein Stellantrieb 24/Motor 25 zugeordnet wird. Die Ansteuerung des Stellantriebs 24 oder des Motors 25 erfolgt über die Auswert-/Steuereinheit 28 in Abhängigkeit von den durch die Bogenerfassungseinheit 29 erfassten Werten bezüglich der Lage der Bogenvorderkante des von dem ersten Greifersystem 5 gehaltenen Bogens 9. Damit kann die Lage des Vorgreifers 2 beliebig verändert und so die Bogenvorderkante aus einer Ist-Lage in der Übernahmeposition (1) in eine Soll-Lage in der Übergabeposition verbracht werden. Ist es erforderlich, größere Stellwege zu realisieren, um die Bogenvorderkante aus einer Ist-Lage in eine Soll-Lage zu verbringen, ist es möglich, auch die dem Vorgreifer 2 nachgeordnete Trommel 3 beidseitig in Dreiringwälzlagern 19 aufzunehmen und den exzentrischen Stellringen 20 einen Motor 25 zuzuordnen, die in Abhängigkeit von den durch die Bogenerfassungseinheit 29 erfassten Lagedifferenzen der jeweils geförderten Bogen 9 bezüglich der Bogenvorderkante vor- oder nacheilend gestellt werden. Dabei ist es auch denkbar, an der Trommel 3 eine zweite Bogenerfassungseinheit 29 vorzusehen und mit Hilfe der von dieser ermittelten Lagedifferenzen über die Auswert-/Steuereinheit 28 die den Stellringen 20 zugeordneten Motore 25 zu beeinflussen.
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Erfolgt der Antrieb der einzelnen Systeme der bogenverarbeitenden Maschine, wie Vorgreifer 2, Trommel 3 usw. mit Hilfe dezentraler Antriebe, werden nur auf der dem Antrieb abgewandte Gestellwand 17 Dreiringwälzlager 19 mit die Lage der Stellringe 20 in Umfangsrichtung verändernden Motore 25 zugeordnet, während durch die einzelnen dezentralen Antriebe/Phasenstellgetriebe ein Vor- oder Nacheilen entsprechend den Erfordernissen realisierbar ist.
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Im Ausführungsbeispiel wurde ein umlaufender Vorgreifer 2 beschrieben. Grundsätzlich ist es möglich, schwingende Vorgreifer oder so genannte Stoptrommeln im Dreiringwälzlager 19 zu lagern und mit Hilfe der motorisch in Umfangsrichtung in Abhängigkeit von der Lage der Bogenvorderkante verbringbaren exzentrischen Stellringen 20 die Bogenvorderkante der geförderten Bogen 9 aus einer Ist-Lage in eine Soll-Lage zu verbringen, wobei die Momentenprobleme mit den bekannten Nachteilen auftreten.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Bogenbeschleunigungssystem
- 2
- Umlaufender Vorgreifer
- 3
- Trommel
- 4
- Erstes Bogenhaltemittel
- 5
- Erstes Greiferschema
- 6
- Zweites Bogenhaltemittel
- 7
- Zweites Greifersystem
- 8
- Bogenzuführtisch
- 9
- Bogen
- 10
- Bogentransportrichtung
- 11
- Vorgreiferwelle
- 11.1
- rechter Wellenzapfen
- 11.2
- linker Wellenzapfen
- 12
- Greiferwelle
- 13
- Greiferfinger
- 14
- Greiferaufschlag
- 14.1
- Mitte
- 15
- Wange
- 16
- antriebsseitige Gestellwand
- 17
- Gestellwand
- 18
- Wälzlager
- 19
- Dreiringwälzlager
- 20
- Stellring
- 21
- innerer Lagerring
- 22
- äußerer Lagerring
- 23
- Kupplungsbrücke
- 24
- Stellantrieb
- 25
- Motor
- 26
- inkrementaler Lagegeber
- 27
- Räderzug
- 28
- Auswert-/Steuereinheit
- 29
- Bogenerfassungseinheit
- 30
- Rotationsachse
- 31
- Drehachse
- 32
- Greifer
- 33
- Aufschlag
- 33.1
- Mitte
- e
- Abstand
- g
- Gerade
- A1
- Abstand im ersten Greifersystem
- A2
- Abstand im zweiten Greifersystem
- W1
- Drehwinkel des Vorgreifers
- W2
- Drehwinkel des Stellrings
