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Die Erfindung betrifft eine bogenverarbeitende Maschine mit einer Vorrichtung zum Behandeln von Substraten.
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Aus der
DE 103 56 405 A1 ist eine Vorrichtung zum veredelnden Bearbeiten, z. B. Schneiden, Stanzen, Prägen, Folientransfer, und/oder Beschichtungen, von bedrucktem Papier, Karton, Kartonverpackungen, Wellpappe, Kunststoffe mittels eines Rotationsvorganges bekannt, bei dem das Substrat in Vorschubrichtung zwischen einer rotierenden Gegendruck-Bearbeitungswalze und einer rotierenden Bearbeitungswalze einführbar ist und beim Durchlaufen durch im Arbeitsspalt wirksame Werkzeugteile seine Bearbeitung erfährt. Der Bearbeitungswalze ist direkt ein Auslageförderband für formfreie Substrate nachgeordnet, das annähernd horizontal ausgerichtet ist.
Die Vorrichtung ist ausschließlich zur Bearbeitung von bahnförmigen Substraten ausgebildet.
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Aus der
DE 103 56 413 A1 ist eine Vorrichtung zum veredelnden Bearbeiten von bedrucktem Papier oder dergleichen bahnförmigen Substraten, mittels eines Rotationsvorganges, bei dem das Substrat in Vorschubrichtung zwischen einer rotierenden Gegendruck-Bearbeitungswalze und einer rotierenden Bearbeitungswalze einführbar ist und beim Durchlaufen durch im Arbeitsspalt wirksame Werkzeugteile seine Bearbeitung erfährt. Die Gegendruck-Bearbeitungswalze ist im Wesentlichen neben einer Bearbeitungswalze angeordnet und der Bearbeitungswalze direkt ein Auslageförderband für formfreie Substrate nachgeordnet, das annähernd horizontal ausgerichtet ist. Die Bearbeitungswalze ist doppeltgroß ausgebildet und weist Greifer auf. Die Führung der Substrate auf der Mantelfläche der Bearbeitungswalze, in den vom Greifer beabstandeten Bereichen, ist nicht variabel auf unterschiedliche Substratformate einstellbar.
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Die
DE 20 2004 018 764 U1 offenbart eine Vorrichtung zum veredelnden Bearbeiten von bedruckten und/oder beschichteten bogenförmigen Substraten, insbesondere zum z. B. Stanzen mittels eines Rotationsvorgangs, bei dem das Substrat in Vorschubrichtung zwischen zwei rotierenden Bearbeitungswalzen einführbar ist und beim Durchlaufen durch im Arbeitsspalt wirksame Werkzeugteile seine Bearbeitung erfährt, wobei eine Bearbeitungswalze mit mindestens einem Greifer für einen registergerechten Transport des bogenförmigen Substrates versehen ist und eine Greifer-Auflage bzw. Greifer-Amboss als Einhängenocken für das als Werkzeugblech gebildete Werkzeugteil ausgebildet ist.
Die Vorrichtung ist ausschließlich zur Verwendung von Werkzeugblechen ausgebildet, die mit Einhängenocken korrespondierende Ausnehmungen aufweisen.
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Die
DE 10 2004 058 597 A1 zeigt eine Vorrichtung zum veredelnden Bearbeiten von bedruckten bogenförmigen Substraten, mittels eines Rotationsstanzvorganges, bei dem das Substrat zwischen zwei rotierenden Bearbeitungswalzen einführbar ist und eine Bearbeitung erfährt, wobei eine Bearbeitungswalze einen Greifer für einen registergerechten Transport des Substrates aufweist und an bestimmten Positionen einer der Bearbeitungswalzen Punkturnadeln auf der Oberfläche aufweisen, die Abfallausschnitte aufnehmen.
Die Führung der Substrate in den vom Greifer beabstandeten Bereichen auf der Mantelfläche der Bearbeitungswalze erfolgt unter Verwendung einer Vielzahl von mechanisch bewegten Einzelteilen und ist anfällig gegen Verschmutzung.
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Die
DE 10 2004 058 599 A1 offenbart eine Vorrichtung zum veredelnden Bearbeiten von bedruckten bogenförmigen Substraten, von bedrucktem Papier oder dergleichen, mittels eines Rotationsstanzvorganges, bei dem das Substrat in Vorschubrichtung zwischen zwei rotierende Bearbeitungswalzen einführbar ist, wobei die Bearbeitungswalze einen Greifer für einen registergerechten Transport des Substrates aufweisen. Der Bearbeitungswalze sind zwei weitere Bearbeitungswalzen in 12-Uhr Position und in der 10-Uhr Position zugeordnet.
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Die
DE102017222716B3 beschreibt eine Bedruckstoff verarbeitende Maschine mit einer Vorrichtung zum Messen und Regeln des thermisch veränderlichen Abstands zweier Rotationsachsen von Stanzzylindern.
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Aus der
DE102013203790A1 ist eine Vorrichtung zum Herstellen von Faltschachtelzuschnitten aus Materialbogen bekannt, die eine Stanzstation und eine Ausbrechstation umfasst. Die Stanzstation und die Ausbrechstation arbeiten nach dem Flachbettprinzip.
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Die
US 4 000 686 A offenbart eine Produktionslinie zur Herstellung von Karten mit einer Zuführstation, einer Rotationsstanze zum Anstanzen von Kartonbogen und einer Vereinzelungsmaschine. Zum Transport der angestanzten Kartonbogen zu der Vereinzelungsmaschine ist eine Transportstrecke ausgebildet.
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Aus der
US 5 100 040 A ist eine Vorrichtung zum Separieren von Etiketten bekannt, die aus einem Substrat ausgebrochen werden, das in Form von Rollenmaterial oder als Zickzackstapel vorliegt.
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Die
EP 1 283 765 B1 beschreibt eine Vorrichtung zur veredelnden Bearbeitung von bedrucktem Karton, Kartonverpackungen, Wellpappe o. dgl. mehrlagigen Substraten durch Prägen, Stanzen und/oder Ausbrechen. Die Vorrichtung umfasst zwei miteinander zusammenwirkende Bearbeitungswalzen, zwischen denen Substratbogen einzeln bearbeitet werden. Den Bearbeitungswalzen kann eine Auslegevorrichtung nachgeordnet sein, die bearbeitete Bogen einer weiteren Veredelungs- und/oder Stapeleinheit zuführt.
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Die
DE 10 2007 033 544 A1 offenbart ein Verfahren zur Trennung eines in der Druckmaschine rotativ gestanzten Druckbogens in mindestens einen Nutzen und in mindestens ein Abfallteil wobei Nutzen und Abfallteil nach dem Stanzen über Haltepunkte zunächst verbunden bleiben. Die endgültige Trennung der Nutzen und Abfallteile erfolgt in einem weiteren Arbeitsschritt innerhalb der Druckmaschine oder in einer mit der Druckmaschine verbundenen Nachverarbeitungseinheit, so dass Nutzen und Abfallteile anschließend voneinander separierbar sind.
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Bekannte Flachstanzmaschinen können mit den Modulen Stanzwerk, Rillwerk und Ausbrechwerk ausgestattet werden. Je nach Ausstattung liefern diese Flachstanzmaschinen komplett separierte Einzelzuschnitte, die dann direkt den Folgeprozessen, wie dem Faltschachtelkleben, zugeführt werden können. Nachteil dieser Technologie ist, dass sie geschwindigkeitsbegrenzt ist. Zurzeit liegen die erreichbaren Geschwindigkeiten etwa bei 10.000 Bogen/Stunde. Die Ursache ist physikalisch begründet und liegt im diskontinuierlichen Bewegungsprozess des zu stanzenden Bogens. Der Bogen wird in jeder Arbeitsstation der Flachstanzmaschine zum Stillstand gebracht und muss dann für den Transport zur nächsten Station wieder auf Arbeitsgeschwindigkeit beschleunigt werden. Diese ständigen Brems- und Beschleunigungsvorgänge belasten das Gefüge des gestanzten Bogens und lassen deshalb keine größeren Verarbeitungsgeschwindigkeiten zu.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine bogenverarbeitende Maschine mit einer Vorrichtung zum Behandeln von Substraten zu schaffen, mit der die Produktivität beim Behandeln von Substratbogen erhöht wird.
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Diese Aufgabe wird durch eine bogenverarbeitende Maschine gelöst, die gemäß der Merkmale von Patentanspruch 1 ausgebildet ist.
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Die mit der Erfindung erzielbaren Vorteile bestehen insbesondere darin, dass in einer Maschine bogenförmige Substrate mit hoher Geschwindigkeit rotativ gestanzt und ohne Zwischenlagerung außerhalb der Maschine ausgebrochen werden können. Das verwendete Rotationsstanzverfahren zeichnet sich durch einen kontinuierlichen Materiallauf aus, bei dem die Beschleunigungs- und Bremskräfte, die auf die gestanzten bogenförmigen Substrate einwirken, gering sind. Damit sind Geschwindigkeiten erreichbar, die weit über dem Limit der Flachstanzmaschinen liegen.
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Die bogenverarbeitende Maschine umfasst eine Vorrichtung zum Behandeln von Substraten. Die Vorrichtung zum Behandeln von Substraten umfasst vorzugsweise zwei Bearbeitungszylinder, zwischen die das Substrat einführbar ist, wobei das Substrat beim Durchlaufen durch im Zylinderspalt wirksame Werkzeugteile aus der Gruppe der Schneidwerkzeuge, Stanzwerkzeuge, Rillwerkzeuge, Perforierwerkzeuge oder Nutwerkzeuge eine Bearbeitung erfährt, sowie eine Auslage zur Bildung von Stapeln behandelter Substrate und eine Ausbrechstation mit einem Oberwerkzeug und Unterwerkzeug, wobei das Oberwerkzeug und/oder das Unterwerkzeug hubbeweglich gelagert sind.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im Folgenden näher beschrieben.
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Es zeigen:
- 1 eine schematische Darstellung einer bogenverarbeitenden Maschine mit schematischer Darstellung einer Vorrichtung zum Behandeln von Substraten,
- 2 einen detaillierten Ausschnitt einer Anlage der bogenverarbeitenden Maschine.
- 3 eine perspektivische Schnittdarstellung des ersten Bearbeitungszylinders
- 4 eine Seitenansicht des ersten Bearbeitungszylinders
- 5 eine Seitenansicht einer Versorgungseinheit
- 6 eine Schnittdarstellung des ersten Bearbeitungszylinders mit Hohlraum
- 7 ein Rohr
- 8 eine Schnittdarstellung des ersten Bearbeitungszylinders mit in den Hohlraum eingesetztem Rohr
- 9 die bogenverarbeitende Maschine mit Auslage und Ausbrechstation in schematischer Darstellung.
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Als bogenverarbeitende Maschine ist insbesondere eine Stanzmaschine oder Rotationsdruckmaschine mit einem Bearbeitungswerk 46 vorgesehen. In 1 ist eine Rotationsdruckmaschine dargestellt. Zur Beschreibung der Ausbildung als Stanzmaschine wird ebenfalls auf 1 Bezug genommen, wobei die Druckwerke 6 im Fall der Ausbildung als Stanzmaschine nicht vorgesehen sind.
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Die bogenverarbeitende Maschine umfasst vorzugsweise ein auch als Anleger 7 bezeichnetes Zuführsystem für Substrate 1. Als Substrate 1 werden insbesondere bogenförmige Werkstücke aus Papier, Karton, Pappe, Wellpappe, Kunststoff oder dergleichen verstanden, die vorzugsweise bedruckbar oder bedruckt sind. Die Substrate 1 liegen im Anleger 7 der bogenverarbeitenden Maschine als Stapel vor und werden von diesem vereinzelt und den dem Anleger 7 nachgelagerten Aggregaten der bogenverarbeitenden Maschine über eine Anlage 8 zugeführt.
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Die bogenverarbeitende Maschine kann als Rotationsdruckmaschine ausgebildet sein und umfasst in diesem Fall mindestens ein, vorzugsweise mehrere Druckwerke 6. Die Druckwerke 6 umfassen jeweils insbesondere einen Druckzylinder 41 und einen vorzugsweise als Übergabetrommel 42 ausgebildeten Bogenführungszylinder 42. Dem Druckzylinder 41 ist ein ein Gummituch tragender Gummituchzylinder 43 und diesem wiederum ein eine Druckplatte tragender Plattenzylinder 44 zugeordnet. Der Plattenzylinder 44 steht in Kontakt mit einem Farbwerk 45 und vorzugsweise auch einem Feuchtwerk. Im Druckwerk 6 wird der Substratbogen 1 in an sich bekannter Weise von den am Druckzylinder 41 und Bogenführungszylinder 42 vorgesehenen Bogenhaltesystemen geführt, in dem zwischen Druckzylinder 41 und Gummituchzylinder 43 gebildeten Druckspalt bedruckt und an das sich anschließende Aggregat der Rotationsdruckmaschine , z.B. in Form des nächsten Druckwerks 6, übergeben. Im Anschluss an das oder die Druckwerke 6 oder zwischen den Druckwerken 6 kann eine oder können mehrere Bearbeitungswerke 46 ausgebildet sein. Anspruch ein derartiges Bearbeitungswerk 46 kann sich ein Trennwerk anschließen. Das Trennwerk umfasst vorzugsweise einen Transportzylinder 3 mit in dessen Mantelfläche ausgebildeten Öffnungen Luftversorgungsmittel zur Versorgung der Öffnungen mit Luft, vorzugsweise Saugluft. Dem Transportzylinder 3 ist vorzugsweise ein Ausbrechzylinder 4 zugeordnet. Das Trennwerk kann zum Trennen von im Bearbeitungswerk gestanzten Substratbogen 1 dienen. Zudem kann es insbesondere nach dem Trennen der Abfallteile von den Nutzen die Abfallteile zu einem Abfallbehälter fördern.
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Die bogenverarbeitende Maschine kann auch als reine Stanzmaschine ausgebildet sein und umfasst in diesem Fall vorzugsweise ein oder mehrere Bearbeitungswerke 46, denen Substratbogen 1 von der Anlage 8 unmittelbar, das heißt ohne Zwischenschaltung von Druckwerken 6. zugeführt werden.
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Ein Bearbeitungswerk 46 umfasst vorzugsweise zwei Bearbeitungszylinder 96, 97, von denen einer, vorzugsweise der untere, im Folgenden auch als zweiter Bearbeitungszylinder 96 bezeichnet, ein Bogenhaltesystem und der andere, vorzugsweise der obere, im Folgenden auch als erster Bearbeitungszylinder 97 bezeichnet, einen Werkzeugträger aufweist. Das Bogenhaltesystem des Bearbeitungszylinders 96 kann als Klemmgreifersystem oder als Sauggreifersystem ausgebildet sein. Das Bearbeitungswerk 46 kann neben den zwei Bearbeitungszylindern 96, 97 auch einen insbesondere als Übergabetrommel 42 ausgebildeten Bogenführungszylinder 42 umfassen.
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Die Bearbeitungszylinder 96, 97 sind unter Bildung eines Zylinderspaltes einander zugeordnet. Mindestens einer der Bearbeitungszylinder 96, 97 trägt ein Werkzeug. Vorzugsweise trägt der erste Bearbeitungszylinder 97 ein Stanzwerkzeug und der zweite Bearbeitungszylinder 96 ist als oberflächengehärteter Zylinder oder mit einem darauf befestigten gehärteten Blech ausgebildet. Der zweite Bearbeitungszylinder 96 weist vorzugsweise eine glatte Oberfläche auf.
Der erste Bearbeitungszylinder 97 kann als voller Magnetzylinder oder Trägerzylinder mit Magnetsegmenten zur Aufnahme von magnetischen Blechen oder Magnetblechen und der zweite Bearbeitungszylinder 96 als oberflächengehärteter Zylinder oder mit einem darauf befestigten gehärteten Blech ausgebildet sein.
Der erste Bearbeitungszylinder 97 kann einen ersten Antrieb aufweisen, mit dem der erste Bearbeitungszylinder 97 unabhängig vom zweiten Bearbeitungszylinder 96 antreibbar ist. Der erste Antrieb kann ein Direktantrieb sein und einen Rotor aufweisen, der mit dem ersten Bearbeitungszylinder 97 fest verbunden ist. Zum Antreiben des zweiten Bearbeitungszylinders 96 ist vorzugsweise ein zweiter Antrieb ausgebildet. Der zweite Antrieb kann in einen mechanischen Antriebsstrang eintreiben, der den zweiten Bearbeitungszylinder 96 mit mindestens einem weiteren Bogenführungszylinder 42 und/oder mindestens einer weiteren Übergabetrommel 42 und/oder mindestens einem weiteren Druckzylinder 41 und/oder einer Anlegtrommel 135 verbindet. Der zweite Antrieb kann durch den Hauptantrieb der bogenverarbeitenden Maschine gebildet sein.
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Die Anlage 8 umfasst vorzugsweise Ausrichtemittel 136, eine Beschleunigungsvorrichtung 134 und eine Anlegtrommel 135.
Das Ausrichtemittel 136 ist vorzugsweise durch Vordermarken gebildet, die Bogenbeschleunigungsvorrichtung 134 ist vorzugsweise als Schwinganlage mit einem Bogenhaltesystem ausgebildet und die Anlegtrommel 135 weist vorzugsweise ein Greifersystem auf, das axial verschiebbar angeordnet sein kann.
Der Anlegtrommel 135 ist vorzugsweise ein Zylinder, insbesondere je nach Maschinenkonfiguration ein Bearbeitungszylinder 96 oder Druckzylinder 41, nachgeordnet.
Vor dem Ausrichtemittel 136 ist vorzugsweise ein Anlegtisch 137 ausgebildet, dessen obere Tischfläche vorzugsweise eine Auflageebene bildet, entlang derer Substratbogen 1 weiteren Organen der bogenverarbeitenden Maschine, wie z.B. dem Bogenhaltesystem der vorzugsweise als Schwinganlage ausgebildeten Bogenbeschleunigungsvorrichtung 134, zugeführt werden können. Auf dem Anlegtisch 137 ist ein von dem Greifersystem erfasster auszurichtender Substratbogen 1 und ein Folgesubstratbogen 1 dargestellt.
Die Bogenbeschleunigungsvorrichtung 134 ist vorzugsweise derart ausgebildet, dass sie einen vom Ausrichtemittel 136 ausgerichteten Bogen 1 beschleunigt und vorzugsweise an ein als Vorderkantengreifersystem ausgebildetes Bogenhaltesystem der Anlegtrommel 135 zur Übergabe an ein als Vorderkantengreifersystem ausgebildetes Bogenhaltesystem des Druckzylinders 41 oder des Bearbeitungszylinders 96 übergibt.
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Die Anlegtrommel 135 kann auch allein die Anlage 8 bilden, so dass sie in diesem Fall vorzugsweise in Art eines Ausrichtemittels und eines Beschleunigungsmittels wirkt.
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Die Anlegtrommel 135 kann derart in der bogenverarbeitenden Maschine angeordnet sein, dass sie das Substrat 1 direkt oder unter Zwischenschaltung eines oder mehrerer als Übergabetrommel 42 und/oder Druckzylinder 41 ausgebildeter Bogenführungszylinder 42 an den zweiten Bearbeitungszylinder 96 übergibt.
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Vorzugsweise ist eines der Bogenhaltesysteme, insbesondere das Vorderkantengreifersystem auf der Anlegtrommel 135 quer zur Transportrichtung verlagerbar ausgebildet. Die Verlagerung kann mit einem Stellelement bewirkt werden, das seinerseits in Wirkverbindung mit dem Vorderkantengreifersystem der Anlegtrommel 135 steht. Das Vorderkantengreifersystem besteht vorzugsweise aus auf einer Greiferwelle geklemmten Greiferfingern, die mit Greiferaufschlägen korrespondieren. Das Greifersystem ist vorzugsweise als funktionelle Einheit auf einem Schlitten angeordnet, der verschiebbar in einem Trommelkanal gelagert ist. Am Schlitten greift ein Mitnehmer an, der mit einer konzentrisch in einem Trommelgrundkörper geführten Stellwelle verbunden ist. Mit der Stellwelle korrespondiert das Stellelement, durch das das Vorderkantengreifersystem in axialer Richtung verschoben werden kann. Vorzugsweise von einem nicht dargestellten Bändertisch wird der auszurichtende Substratbogen 1 auf den Anlegtisch 137 und mit der Vorderkante gegen die in einer Position am Anlegtisch 137 befindlichen Vordermarken, die das Ausrichtemittel 136 bilden können, gefördert, zur Ruhe gebracht und so nach der Vorderkante ausgerichtet.
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Ein verlagerbares, insbesondere verschiebbares Bogenhaltesystem kann auch an anderer Stelle ausgebildet sein, wie auf dem zweiten Bearbeitungszylinder 96, einem dem zweiten Bearbeitungszylinder 96 vorgelagerten Bogenführungszylinder 42 oder einer dem zweiten Bearbeitungszylinder 96 vorgelagerten Übergabetrommel 42.
Auf das verschiebbare Bogenhaltesystem wirkt vorzugsweise ein Stellelement ein, das von einer Steuervorrichtung angesteuert wird.
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Die bogenverarbeitende Maschine kann mindestens einen ersten Sensor umfassen, der zur Erfassung der Vorderkante des Substrats 1 oder einer Marke auf dem Substrat 1 ausgebildet ist. Die bogenverarbeitende Maschine kann auch einen zweiten Sensor umfassen, der eine Marke auf dem Substrat 1 oder die Lage der Seitenkante des Substrats 1 erfasst.
Die zu erfassende Marke kann dabei eine gedruckte Marke, ein Detail eines Druckbildes oder eine andere geeignete optisch auswertbare Markierung auf dem Substratbogen 1 sein.
Der erste Sensor und/oder der zweite Sensor können als Reflexlichtschranke oder als Kamera oder in anderer geeigneter Weise ausgebildet sind. Im Fall der Ausbildung als Kamera ist diese vorzugsweise mit einem Ringlicht ausgestattet.
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Bei der Ausbildung als Reflexlichtschranke, auch als Reflexzeile bezeichnet, werden vorzugsweise von einer Beleuchtungseinrichtung Strahlen emittiert, die von der Unterseite des auszurichtenden Bogens 1 reflektiert und von einem Empfänger erfasst werden. Im Bereich, der vom auszurichtenden Bogen 1 abgedeckt ist, werden die von der Beleuchtungseinrichtung ausgesandten Strahlen reflektiert.
Unabhängig von der Art der Ausbildung können der erste Sensor und/oder der zweite Sensor oberhalb des Anlegtischs 137, unterhalb des Anlegtischs 137 oder fluchtend mit einer Auflageebene des Anlegtischs 137 oder in der Auflageebene des Anlegtischs 137 angeordnet sein.
Vorzugsweise sind der erste und/oder der zweite Sensor zur Erfassung einer Kante des Substrats 1 oder einer Marke auf dem Substrat 1 während der Bewegung des Substrats 1 ausgebildet. Der erste und/oder der zweite Sensor können auch zur Erfassung bei Stillstand des Substrats 1 ausgebildet sein, wobei die Erfassung vorzugsweise zu einem Zeitpunkt erfolgt, an dem ein zu messender jeweiliger Substratbogen 1 ausgerichtet ist.
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Der erste Sensor ist mit einer Steuervorrichtung verbunden, die den ersten Antrieb in Abhängigkeit der Signale des Sensors ansteuert. Dazu erfasst der erste Sensor vorzugsweise die Lage der Vorderkante des jeweiligen Substratbogens 1 oder die Lage einer Marke auf dem Substratbogen 1. Der Istwert der Lage der Vorderkante oder alternativ der Marke wird mit einem Sollwert verglichen. Die Steuervorrichtung errechnet die Differenz zwischen Sollwert und Istwert und gibt einen Stellweg zur Umsetzung durch den ersten Antrieb aus. Der Stellweg entspricht dabei einer Drehwinkeldifferenz um die der erste Bearbeitungszylinder 97 phasenversetzt zum zweiten Bearbeitungszylinder 96 angetrieben wird. Mit anderen Worten bewirkt die Steuervorrichtung bei auftretenden Differenzen vorzugsweise eine Beschleunigung oder Verzögerung des ersten Bearbeitungszylinders 97 gegenüber der Synchrongeschwindigkeit, die der Geschwindigkeit des zweiten Bearbeitungszylinders 96 entspricht. Vorzugsweise steuert die Steuervorrichtung den ersten Antrieb derartig an, dass der erste Bearbeitungszylinder 97 nach jeder Umdrehung wieder in einer fest vorgegebenen Winkellage zum zweiten Bearbeitungszylinder 96 steht, die einer Ausgangslage oder einer winkelsynchronen Nulllage entspricht.
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Falls ein zweiter Sensor vorgesehen ist, kann auch dieser mit der Steuervorrichtung verbunden sein. Nach der Erfassung der Lage mindestens einer Seitenkante oder der seitlichen Lage des Substratbogens 1 kann der mit der Vorderkante vorzugsweise an den Vordermarken anliegende, an diesen ausgerichtete Substratbogen 1 von der Bogenbeschleunigungsvorrichtung 134 erfasst und vom Anlegtisch 137 abgezogen werden, wobei die Vordermarken in eine Position unter den Anlegtisch 137 geführt werden. Ist die Bogenbeschleunigungsvorrichtung 134 als Schwinganlage ausgebildet, wird der auszurichtende Substratogen 1 von dem Bogenhaltesystem geklemmt und nachfolgend vom Anlegtisch 137 abgezogen.
Alternativ oder zusätzlich zu einer Messung im Stillstand des Substratbogens 1 kann auch in der ersten Phase des Abziehens, in der die Vorderkante des auszurichtenden Substratbogens 1 einen Weg zurücklegt, der etwa 2 bis 10 mm betragen kann, die Lage einer Marke oder der Seitenkante des in der Bewegung befindlichen auszurichtenden Substratbogens 1 in einer Folge von Messungen erfasst werden. Die derart im Stillstand und/oder in Bewegung generierten Signale können der Steuervorrichtung zugeführt werden.
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In der Steuervorrichtung wird vorzugsweise von dem ersten Signal und den weiteren Signalen eines Messzyklus ein Mittelwert gebildet, wobei die Werte, die eine vorgegebene Toleranz überschreiten, also Ist-Werte, die durch Anomalien initiiert wurden, ausgeblendet werden und damit keine Berücksichtigung finden. Dieser Mittelwert gibt vorzugsweise die Lage der Seitenkante oder die Lage des auszurichtenden Substratbogens 1 wieder und wird mit dem in der Steuervorrichtung abgelegten Sollwert verglichen. Weicht der Mittelwert von dem Sollwert ab, wird durch die Steuervorrichtung ein Stellsignal generiert und dem Stellelement zugeführt. Durch das Stellelement wird, nachdem der auszurichtende Substratogen 1 von der Bogenbeschleunigungsvorrichtung 134 an das Bogenhaltesystem der Anlegtrommel 135 übergeben wurde, das Bogenhaltesystem in einem solchen Maß in axialer Richtung verschoben, dass die Seitenkante des auszurichtenden Substratbogens 1 aus der Istlage in die Solllage gelangt. Nachfolgend wird der auszurichtende Substratbogen 1 in der Solllage von der Anlegetrommel 135 an den nachfolgenden Zylinder, zum Beispiel den zweiten Bearbeitungszylinder 96, übergeben. Während des Transports des auszurichtenden Substratbogens 1 zur Anlegtrommel 135 wird der Folgesubstratbogen 1 vorzugswiese mit seiner Vorderkante gegen die am Anlegtisch 137 positionierten Vordermarken transportiert, ausgerichtet und zur Ruhe gebracht. Anschließend wird durch die Istlage der Seitenkante des Folgesubstratbogens 1 oder der Marke auf dem Folgesubstratbogen 1 erfasst und analog eine Folge von Messungen zu Beginn des Abziehens realisiert.
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Die Steuervorrichtung kann ein axial zum jeweiligen Zylinder oder zur jeweiligen Trommel verschiebbares Bogenhaltesystem auch allein in Abhängigkeit von den Signalen des ersten Sensors verlagern beziehungsweise verschieben. In diesem Fall ermittelt die Steuervorrichtung allein aus den Signalen des ersten Sensors einen Stellweg in Transportrichtung und quer zur Transportrichtung und steuert den ersten Antrieb und das Stellelement an.
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Die Steuervorrichtung kann ein verschiebbares Bogenhaltesystem in Abhängigkeit der Signale des ersten und/oder eines zweiten Sensors ansteuern, das auf einem dem zweiten Bearbeitungszylinder 96 vorgelagerten Bogenführungszylinder 42 oder einer dem zweiten Bearbeitungszylinder 96 vorgelagerten Übergabetrommel 42 oder einer dem zweiten Bearbeitungszylinder 96 vorgelagerten Anlegtrommel 135 angeordnet ist.
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Dem ersten Bearbeitungszylinder 97 ist vorzugsweise auf dessen dem zweiten Bearbeitungszylinder 96 abgewandter Seite ein Gegenzylinder zugeordnet, der mit dem ersten Bearbeitungszylinder 97 in Oberflächenkontakt steht.
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Der Gegenzylinder ist dem Bearbeitungszylinder 97 vorzugsweise derart zugeordnet, dass bei einer Durchbiegung des Bearbeitungszylinders 97, wie sie bei einer Bearbeitung von Substratbogen 1 im Spalt zwischen den beiden Bearbeitungszylindern 96, 97 auftritt, die Kraftwirkung der resultierenden Biegekraft des ersten Bearbeitungszylinders 97 den Gegenzylinder vorzugsweise in dessen Mitte oder nahe seiner Mitte trifft.
Geometrisch betrachtet liegen die Mittelpunkte des ersten und des zweiten Bearbeitungszylinders 96, 97 und des Gegenzylinders bevorzugt auf einer gedachten Geraden oder es liegen die Mittelpunkte des ersten Bearbeitungszylinders 97und des Gegenzylinders auf einer Geraden, die gegenüber einer Geraden, auf der die Mittelpunkte des ersten und des zweiten Bearbeitungszylinders 96, 97 liegen, um einen Winkel kleiner gleich 10 Grad geneigt ist.
Der Gegenzylinder kann den gleichen Durchmesser aufweisen, wie der erste Bearbeitungszylinder 97.
Ebenso können der Gegenzylinder und der erste Bearbeitungszylinder 97 Schmitzringe aufweisen, die in Abrollkontakt miteinander stehen. Es ist auch möglich, dass der Oberflächenkontakt zwischen dem Gegenzylinder und dem ersten Bearbeitungszylinder 97 auf den Kontakt zwischen den Schmitzringen begrenzt ist. In diesem Fall wird zumindest einer Durchbiegung des ersten Bearbeitungszylinders 97 jeweils in den Bereichen zwischen dessen Lagerstellen in einer Gestellwand und dem der jeweiligen Lagerstelle benachbarten Schmitzring entgegengewirkt.
Die Verwendung von Schmitzringen ist im Druckmaschinenbau bekannt. Die Schmitzringe an Druckmaschinen werden an den Seiten der Druckzylinder angeordnet. Der Schmitzring soll den Schmitz verhindern. Er ist aus vergütetem Stahl und wird hochpräzise rund und maßhaltig geschliffen. Der Schmitzring ist ca. 1-4 cm breit und rollt entweder auf der Fundamentschiene oder auf dem Schmitzring des Gegenzylinders ab. Der Umfang des Schmitzringes beträgt genau den Umfang des Aufzuges oder er hat genau den Umfang der Form, je nachdem, an welchem Maschinenteil er angebracht ist. Der Schmitzring ist ein Element der Zwangsführung an Druckmaschinen mit Zentralantrieb und gleicht geringfügige Lagerungenauigkeiten ebenso aus wie ungleichmäßigen An- und Abtrieb aus dem Zahnradantrieb der Druckmaschinen.
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Vorzugsweise ist mindestens einer der Bearbeitungszylinder 96, 97 als Magnetzylinder ausgebildet. Dem als Magnetzylinder ausgebildeten Bearbeitungszylinder 96, 97 ist vorzugsweise eine Abschäleinrichtung zum Abschälen mindestens eines Werkzeugteils zugeordnet.
Die Abschäleinrichtung ist an dem Zylinder, dem sie zugeordnet ist und der zum Tragen eines Aufzugs ausgebildet ist, insbesondere an dem Bearbeitungszylinder 96, 97 anstell- und/oder abstellbar ausgebildet. Die Abschäleinrichtung weist eine Abschälkante auf. Die Abschälkante erstreckt sich, wenn die Abschäleinrichtung an den jeweiligen Zylinder angestellt ist, vorzugsweise tangential oder annähernd tangential zur Peripherie des Zylinders, dem sie zugeordnet ist, also insbesondere zum Bearbeitungszylinder 96, 97. Vorzugsweise weist die Abschäleinrichtung ein Halteelement zum Fixieren der Werkzeugteile oder des mindestens einen Aufzugs auf. Das Halteelement kann pneumatisch oder magnetisch wirken oder in anderer geeigneter Weise ausgebildet sein, z.B. in Form einer Stufe oder Klinke.
Um Sicherzustellen, dass die Abschäleinrichtung eine Kante des Werkzeugteils oder des mindestens einen Aufzugs untergreift, kann das Werkzeugteil oder der mindestens eine Aufzug manuell abgehoben werden. Nach einer vorteilhaften Alternative ist zu diesem Zweck ein Auswerfer ausgebildet, der dem Bearbeitungszylinder 96, 97 zugeordnet ist und der zum zumindest teilweisen Abheben von Werkzeugteilen oder des mindestens einen Aufzugs von der Oberfläche des Bearbeitungszylinders 96, 97 ausgebildet ist.
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Zur Ablage der Substratbogen 1 kann eine Auslage 99 ausgebildet sein, die ein Kettenfördersystem mit Greiferbrücken umfassen kann.
Das Kettenfördersystem enthält über Antriebs- und Umlenkmittel bewegte Zugmittel, die Greifeinrichtungen, insbesondere Greiferbrücken, zur Substratförderung antreiben. Die Greifeinrichtungen weisen Fixierorgane zur Übernahme und Fixierung der bogenförmigen Substrate 1 auf. Als Fixierorgane können insbesondere Klemm- und/oder Sauggreifer zum Greifen der Substratkanten eingesetzt werden. In nicht dargestellten Weiterbildungen sind zusätzliche Greifeinrichtungen für die Substrathinterkanten vorgesehen. Das hier als Kettenfördersystem ausgebildete Bogenfördersystem enthält über Kettenräder gelegte und von diesen angetriebene, in seitlich angeordneten nicht dargestellten Führungsschienen geführte Ketten, an denen Greiferbrücken zum Transport der Substrate 1 angeordnet sind. Von den Greiferbrücken werden die Substrate 1 in Transportrichtung zu dem auf beispielsweise einer Palette oder einer anders gearteten Transportunterlage gelagerten Stapel gefördert. Die Greiferbrücken enthalten vorzugsweise Vorderkantenklemmgreifer, die mit Greiferbrücken zusammenwirkende Greiferfinger aufweisen, welche beabstandet zueinander auf einer Greiferwelle angeordnet und von dieser steuerbar sind.
Für einen sicheren Transport der von den Greiferbrücken gehaltenen Substrate 1 ist in der Auslage 99 eine Substratleitvorrichtung und zum Beispiel ein Trockner vorgesehen. Die Substratleiteinrichtung weist den Greiferbrücken zugewandte Substratleitbleche auf, die mit Blasluftdüsen versehen sind und sich über die Maschinenbreite erstrecken. Unter dem Substratleitblech sind Blaskästen angeordnet, über welche die Blasluftdüsen mit Blasluft versorgt werden, sodass zwischen dem Substratleitblech und den von den Greiferbrücken transportierten Substraten 1 ein Tragluftpolster ausgebildet wird. Um eine Erwärmung des Substratleitblechs im Bereich des Trockners regeln zu können, kann ein Temperiermittelkreislauf integriert sein. Um das Zusammenkleben der Substrate 1 auf dem Stapel zu vermeiden, ist im Bereich der Auslage 99 vorzugsweise eine nicht weiter bezeichnete Trennmittelauftrageinrichtung, insbesondere eine Pudereinrichtung, bevorzugt kombiniert mit einer Einrichtung zum Absaugen des Puders, vorgesehen.
Vor dem Stapel ist eine nicht weiter bezeichnete Bremseinrichtung zur Verzögerung der von den Greiferbrücken freigegebenen Substrate 1 angeordnet. Die Bremseinrichtung kann rotierende Saugringe und/oder umlaufende Saugbänder enthalten oder als Nachgreifersystem ausgebildet sein. Die von der Bremseinrichtung verzögerten Substrate 1 legen sich an Vorderanschlägen an und werden so ausgerichtet auf dem Stapel abgelegt. Der Stapel wird vorzugsweise von einem Stapelhubantrieb um die jeweils abgelegte Substratstärke abgesenkt, so dass die Stapeloberfläche ein stets annähernd konstantes Niveau einnimmt.
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Die Auslage 99 ist über eine Transportstrecke 20 zum automatischen Transport der Stapel behandelter Substrate 1 mit einer zur Ausbrechstation 23 verbunden. Die Ausbrechstation 23 umfasst ein Oberwerkzeug und ein Unterwerkzeug, wobei das Oberwerkzeug und/oder das Unterwerkzeug hubbeweglich gelagert sind.
Die Transportstrecke 20 kann durch ein oder mehrere Bandfördersysteme, Rollenfördersysteme oder Förderketten gebildet sein. Die Glieder einer oder mehrerer Förderketten können insbesondere mit einer über die Breite des Transportweges reichenden Erstreckung ausgebildet sein.
Eine Eingabevorrichtung, die vorzugsweise der Auslage 99 in baulicher Nähe zugeordnet oder mit dieser verbunden ist, kann zur Eingabe einer Anzahl bogenförmiger Substrate 1 ausgebildet sein, die einen Stapel bilden sollen. Die Eingabevorrichtung ist mit einer Steuerung verbunden, die die Auslage 99 zur Bildung von Stapeln bogenförmiger Substrate 1 entsprechend der eingegebenen Anzahl steuert. Die Auslage 99 kann eine Non-Stopp-Stapelwechselvorrichtung mit einem Hilfsstapelträger umfassen, der kontinuierlich bogenförmige Substrate zur Bildung eines Hilfsstapels aufnimmt, während ein zuvor gebildeter Stapel an die Transportstrecke 20 übergeben wird. Nach der Übergabe des zuvor gebildeten Stapels an die Transportstrecke 20 wird der Hilfsstapelträger unter dem Hilfsstapel entfernt, wodurch der Hilfsstapel zum neuen Stapel wird. Durch diese Ausbildung ist eine unterbrechungsfreie Produktion bogenförmiger Substrate 1 möglich, die kontinuierlich als Stapel die Auslage verlassen.
Die Steuerung steuert auch die Transportstrecke 20, so dass Stapel behandelter Substrate 1 automatisch von der Auslage 99 zur Ausbrechstation 23 befördert werden.
Zwischen der Transportstrecke 20 und der Ausbrechstation 23 kann ein Übernahmesystem ausgebildet sein, das die Stapel, die auch als Bogenblöcke bezeichnet werden können, von der Transportstrecke 20 in die Ausbrechstation 23 fördert.
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Die Eingabevorrichtung kann auch zusätzlich oder alternativ zur Möglichkeit der Eingabe einer Anzahl bogenförmiger Substrate 1, die einen Stapel bilden sollen, zur Eingabe einer Höhe eines aus bogenförmigen Substraten 1 zu bildenden Stapels ausgebildet sein. Insbesondere bei Ausbildung einer Möglichkeit zur Eingabe einer Höhe eines aus bogenförmigen Substraten 1 zu bildenden Stapels ist ein Sensor vorgesehen, der die jeweilige Höhe eines sich jeweils in der Auslage 99 bildenden Stapels erfasst. Die Eingabevorrichtung und der Sensor sind mit einer Steuerung verbunden, die die Auslage 99 zur Bildung von Stapeln bogenförmiger Substrate 1 entsprechend der eingegebenen Höhe und die Transportstrecke 20 zum Transport der von der Auslage 99 gebildeten Stapel zur Ausbrechstation 23 ansteuert.
Vorzugsweise ist zwischen den Bearbeitungszylindern 96, 97 und der Ausbrechstation 23 eine Ausschleusstation 24 ausgebildet, mit der ein von der Auslage 99 gebildeter Stapel aus der Auslage 99 oder aus der Transportstrecke 20 zur Entnahme des Stapels ausschleusbar ist. Demgemäß kann die Auslage 99 zwischen einer Betriebsart bei der sie Stapel bogenförmiger Substrate 1 an die Transportstrecke 20 übergibt und einer Betriebsart bei der sie Stapel bogenförmiger Substrate 1 zur Entnahme des Stapels ausschleust, also zum Beispiel an ein mobiles Transportsystem übergibt oder zur Abholung durch ein Transportsystem bereitstellt, umgeschaltet werden.
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Zwischen der Auslage 99 und der Ausbrechstation 23 kann auch eine Einschleusstation 25 ausgebildet sein, mit der zum Beispiel von der Auslage 99 einer weiteren bogenverarbeitenden Maschine gebildete Stapel in die Transportstrecke 20 zur Übergabe an die Ausbrechstation 23 einschleusbar sind. Der Vorteil dieser Ausführung besteht besonders darin, dass die Nutzung der Ausbrechstation 23 durch mehrere bogenverarbeitende Maschinen in einfacher Weise ermöglicht wird.
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Die Ausschleusstation 24 und die Einschleusstation 25 können auch ein und dieselbe Vorrichtung sein. Diese kann zum Beispiel eine weitere Transportvorrichtung umfassen, deren Förderrichtung durch Ansteuerung der von der weiteren Transportvorrichtung umfassten Antriebe zum Beispiel im Sinne eines bedarfsabhängigen Wechsels der Transportrichtung beeinflussbar ist.
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Die Transportstrecke 20 kann auch einen Drehtisch 21 umfassen, mit dem ein jeweiliger Stapel um eine vertikale Drehachse drehbar ist. Der Drehtisch 21 kann auch Bestandteil der Ausschleusstation 24 oder der Einschleusstation 25 sein oder mit dieser verbunden sein. Vorzugsweise weist das Oberwerkzeug und/oder das Unterwerkzeug eine hubbeweglich gelagerte, vorzugsweise plattenförmig ausgebildete Tragstruktur auf, mit einer Vielzahl daran befestigter Ausbrechstifte. Die Ausbrechstifte des Oberwerkzeugs und/oder des Unterwerkzeugs sind gegenüber der plattenförmigen Tragstruktur beweglich gelagert. Die bewegliche Lagerung ermöglicht eine Einstellung der Ausbrechstifte auf das auszubrechende Sujet oder die auszubrechenden Kontouren der angestanzten bogenförmigen Substrate 1. Zur Einstellung der Ausbrechstifte können schablonenartige Hilfsmittel verwendet werden, die je nach Funktion an den auszubrechenden Stellen oder den nicht auszubrechenden Stellen verschlossene Öffnungen oder nicht verschlossene Öffnungen aufweisen, die in einem Raster angeordnet sind, das dem Raster entspricht, in dem die Ausbrechstifte der plattenförmigen Tragstruktur zugeordnet sind.
Vorzugsweise sind die Ausbrechstifte des Oberwerkzeugs und/oder des Unterwerkzeugs unabhängig voneinander zwischen einer ersten und einer zweiten Endlage verlagerbar.
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Zur Fixierung der Ausbrechstifte ist eine gemeinsame Fixiereinrichtung ausgebildet, die vorzugsweise alle Ausbrechstifte des Oberwerkzeugs in ihrer jeweiligen Lage gegenüber der Tragstruktur und/oder alle Ausbrechstifte des Unterwerkzeugs in ihrer jeweiligen Lage gegenüber der Tragstruktur fixiert. Die Positionierung der Ausbrechstifte in einer ihrer beiden Endlagen erfolgt vor der Fixierung in Abhängigkeit davon, ob sie einem auszubrechendem oder einem nicht auszubrechenden Bereich der bogenförmigen Substrate 1 gegenüberliegen. Der Ausbrechstation 23 kann ein verfahrbarer Anschlag zugeordnet sein, an dem ein jeweiliger Stapel vor dem Ausbrechen ausgerichtet werden kann, um eine genaue Positionierung der fixierten Ausbrechstifte bezüglich der auszubrechenden Strukturen also Nutzen oder Abfallteil zu ermöglichen.
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Bei einer Vorrichtung zum Behandeln von Substraten 1 mit zwei angetriebenen Bearbeitungszylindern 96, 97, die über Lagerstellen jeweils in zwei Gestellwänden gelagert sind und zwischen die das Substrat 1 einführbar ist, kann auch ein Abstandssensor ausgebildet sein, der den Abstand von der Mantelfläche des einen Bearbeitungszylinders 96, 97 zur Mantelfläche des anderen Bearbeitungszylinders 96, 97 erfasst.
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Der Vorteil einer derartigen Ausbildung besteht insbesondere darin, dass neben den Auswirkungen von Temperaturveränderungen an den Gestellwänden, auch die Auswirkungen der Temperaturveränderungen an den Bearbeitungszylindern 96, 97 mit erfasst werden können. Die eingestellte Stanztiefe, die auf das jeweilige Material angepasst ist, kann über die Maschinentemperatur und Maschinengeschwindigkeit konstant gehalten werden.
Veränderungen in den Einflussparametern führen nicht, wie bisher, zu Abweichungen in der Stanzqualität. Auf die konkrete Ausgestaltung des verwendeten Abstandssensors kommt es dabei nicht an. Vorzugsweise ist der Abstandssensor ein an sich bekannter kapazitiver oder induktiver oder optischer Sensor oder als pneumatischer Sensor ausgebildet. Im Fall der Ausbildung des Abstandssensors als optischer Sensor ist vorgesehen, in dem zwischen den Mantelflächen der Bearbeitungszylinder 96, 97 gebildeten Spalt eine Luftströmung zu erzeugen und eine pneumatische Kenngröße dieser Luftströmung zu erfassen und über eine geeignete Berechnungsmethode oder eine hinterlegte Kennlinie Abstandswerte abzuleiten. Zum Beispiel kann ein Blasluftstrom auf den zwischen den Mantelflächen der Bearbeitungszylinder 96, 97 gebildeten Spalt gerichtet und der durch den Spalt verursachte Strömungswiderstand erfasst werden. Insbesondere im Fall der Ausbildung als kapazitiver oder induktiver Sensor kann der Abstandssensor auch in der Mantelfläche eines Bearbeitungszylinders 96, 97 angeordnet sein oder mit einem Bearbeitungszylinder 96, 97 fest verbunden sein. Ebenso ist die Anordnung des Abstandssensors an einer Gestellwand im Bereich der Mantelflächen beider Bearbeitungszylinder 96, 97 vorteilhaft.
Der Abstandssensor 133 liefert vorzugsweise ein den Abstand der Mantelflächen der Bearbeitungszylinder 96, 97 repräsentierendes Signal und ist signaltechnisch mit einer Steuer- oder Regeleinrichtung zum Steuern- oder Regeln des Abstands von Rotationsachsen der Bearbeitungszylinder 96, 97 verbunden.
Die Steuer- oder Regeleinrichtung umfasst mindestens ein Stellglied beziehungsweise einen Aktor mit dem der Abstand der Mantelflächen der Bearbeitungszylinder 96, 97 beeinflussbar ist. Demgemäß kann das Stellglied oder der Aktor durch ein oder mehrere verstellbare Lager gebildet sein, wobei das eine oder mehrere Lager eine oder mehrere Lagerstellen eines oder beider Bearbeitungszylinder 96, 97 bilden. Im Fall der Ausbildung eines oder mehrerer verstellbarer Lager werden diese von der Steuer- oder Regeleinrichtung in Abhängigkeit der Signale des Abstandssensors verstellt, bis die Mantelflächen der Bearbeitungszylinder 96, 97 einen technologisch geeigneten Abstand zueinander aufweisen.
Das Stellglied oder der Aktor kann auch als Temperiervorrichtung zur Temperierung einer oder beider Gestellwände auf eine vorgegebene Temperatur oder zur voneinander unabhängigen Temperierung beider Gestellwände und/oder zur Temperierung eines oder beider Bearbeitungszylinder 96, 97 ausgebildet sein.
Vorzugsweise ist der Abstandssensor zur Erfassung des Abstandes der Mantelflächen der Bearbeitungszylinder 96, 97 während einer Drehbewegung der Bearbeitungszylinder 96, 97 ausgebildet. Der Abstandssensor kann den Abstand auch mehrfach pro Umdrehung oder in vorgegebenen zeitlichen Abständen oder jeweils nach einer bestimmten Anzahl an Umdrehungen erfassen. Alternativ oder zusätzlich kann der Abstandssensor auch zur Erfassung des Abstandes während des Stillstandes der Bearbeitungszylinder 96, 97 ausgebildet sein.
Vorzugsweise ist die Mantelfläche eines oder beider Bearbeitungszylinder 96, 97 durch einen austauschbaren Aufzug oder austauschbare Aufzüge gebildet. Werden die Mantelflächen beider Bearbeitungszylinder 96, 97 jeweils durch austauschbare Aufzüge gebildet, erfasst der Abstandssensor den Abstand von Aufzug zu Aufzug. Der Abstandssensor kann den Abstand von der Mantelfläche des einen Bearbeitungszylinders 96, 97 zu der Mantelfläche des anderen Bearbeitungszylinders 96, 97 im Bereich von an den Bearbeitungszylindern 96, 97 ausgebildeten Messringen erfassen. Vorzugsweise umfasst mindestens einer der Bearbeitungszylinder 96, 97 ein Bogenhaltesystem zum Fixieren der Vorderkanten von bogenförmigem Substrat 1. Weiter bevorzugt umfasst mindestens einer oder beide Bearbeitungszylinder 96, 97 Mittel zum Fixieren eines austauschbaren Aufzugs.
Die Vorrichtung zum Behandeln von Substraten 1 mit zwei angetriebenen Bearbeitungszylindern 96, 97 und einem Abstandssensor kann Bestandteil einer bogenverarbeitenden Maschine, insbesondere einer Druckmaschine sein.
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Eine Vorrichtung zum Behandeln von Substraten 1 in einer bogenverarbeitenden Maschine kann auch zwei Bearbeitungszylinder 96, 97 umfassen, zwischen die das Substrat 1 einführbar ist, wobei das Substrat 1 beim Durchlaufen durch im Zylinderspalt wirksame Werkzeugteile aus der Gruppe der Schneidwerkzeuge, Stanzwerkzeuge, Rillwerkzeuge, Perforierwerkzeuge oder Nutwerkzeuge eine Bearbeitung erfährt, wobei mindestens ein erster Bearbeitungszylinder 97 erste Öffnungen 13 in seiner Mantelfläche aufweist. Die Öffnungen 13 sind vorzugsweise über Luftversorgungsmittel mit Luft, vorzugsweise mit Saugluft und/oder Blassluft versorgbar. Diese Luftversorgungsmittel sind bevorzugt zur Umschaltung zwischen Saugluftversorgung und Blasluftversorgung in Abhängigkeit der Winkellage der jeweils versorgten Öffnung 13 ausgebildet. Über die Luftversorgungsmittel und die ersten Öffnungen 13 kann an der Mantelfläche des ersten Bearbeitungszylinders 97 ein Unterdruck zum temporären Fixieren von Nutzen oder Abfallteilen angelegt werden. Sollen an der Mantelfläche des ersten Bearbeitungszylinders 97 anliegende Nutzen oder Abfallteile gezielt von der Mantelfläche abgestoßen werden, kann an der Mantelfläche des ersten Bearbeitungszylinders 97 über die ersten Öffnungen 13 Blasluft angelegt werden.
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Zur Zuführung der Luft (Saugluft und/oder Blasluft) sind in der Stirnseite des ersten Bearbeitungszylinders 97 vorzugsweise weitere Öffnungen 58 ausgebildet, die mit den ersten Öffnungen 13 verbunden sind. Die weiteren Öffnungen 58 sind vorzugsweise über eine Dreheinführung mit Luft versorgbar, wobei die Dreheinführung an der Stirnseite des ersten Bearbeitungszylinders 97 ausgebildet sein kann und ein gestellfestes Versorgungselement 40 mit Ausnehmungen 19, 56, 57 umfassen kann. Die Ausnehmungen 19, 56, 57 im Versorgungselement 40 können mit den weiteren Öffnungen 58 während einer Drehung des ersten Bearbeitungszylinders 97 abwechselnd korrespondieren. Infolge der Relativbewegung zwischen dem gestellfesten Versorgungselement 40 und der Stirnfläche des ersten Bearbeitungszylinders 97 entsteht Reibungswärme, die unerwünscht ist, weil diese zu einer thermischen Verformung des ersten Bearbeitungszylinders 97 führen kann. Um dem entgegenzuwirken ist die die weiteren Öffnungen 58 aufweisende Stirnseite des ersten Bearbeitungszylinders 97 vorzugsweise durch eine wärmeisolierende Schicht 55 gebildet. Die Stirnseite des ersten Bearbeitungszylinders 97 kann auch eine wärmeisolierende Schicht 55, insbesondere eine Beschichtung aufweist. Die wärmeisolierende Schicht 55 kann auch durch ein separat gefertigtes mit der Stirnseite des ersten Bearbeitungszylinders 97 fest verbundenes Bauteil, insbesondere eine Scheibe oder einen Ring gebildet sein. Vorzugsweise ist am Versorgungselement 40 auf seiner dem ersten Bearbeitungszylinder 97 zugewandten Seite eine Gleitfläche ausgebildet. Die Gleitfläche kann zusammen mit der wärmeisolierenden Schicht 55 eine Dichtung, insbesondere eine Gleitdichtung bilden. Vorzugsweise, um die Reibung zu vermindern und der Entstehung von Reibungswärmen entgegenzuwirken, besteht die wärmeisolierende Schicht 55 aus einem reibungsmindernden Material und/oder aus einem selbstschmierenden Material. Als Material für die wärmeisolierende Schicht 55 kann ein Polymer, insbesondere Polytetrafluorethylen oder ein anderer Werkstoff vorgesehen sein, dessen Wärmeleitfähigkeit deutlich kleiner, vorzugsweise kleiner 20% der Wärmeleitfähigkeit von Gusseisen ist. Neben der wärmeisolierenden Schicht 55 oder alternativ zu dieser kann auch die Gleitfläche aus einem selbstschmierenden Material bestehen oder mit einem selbstschmierenden Material beschichtet sein.
Die Ausnehmungen 19, 56, 57 sind vorzugsweise nutförmig und/oder bogenförmig ausgebildet. Ihr Radius in Bezug auf die Mitte des gestellfesten Versorgungselements 40 entspricht vorzugsweise dem Abstand in dem die weiteren Öffnungen 58 von der Mittelachse und Drehachse in der Stirnseite des ersten Bearbeitungszylinders 97 angeordnet sind. Die Ausnehmung 56 kann der Versorgung mit Blasluft und die Ausnehmung 57 der Versorgung mit Saugluft dienen, so dass die ersten Öffnungen 13 zum Beispiel mit Blasluft versorgt werden, wenn die zugehörigen weiteren Öffnungen 58 durch Drehung des ersten Bearbeitungszylinders 97 in den Bereich der Ausnehmung 56 gelangen und die ersten Öffnungen 13 zum Beispiel mit Saugluft versorgt werden, wenn die zugehörigen weiteren Öffnungen 58 durch Drehung des ersten Bearbeitungszylinders 97 in den Bereich der Ausnehmung 57 gelangen.
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Die Luftversorgung des ersten Bearbeitungszylinders 97 kann auch über dessen beiden Stirnseiten erfolgen. In diesem Fall weist jede Stirnseite weitere Öffnungen 58 auf und es ist jeder Stirnseite ein gestellfestes Versorgungselement 40 zugeordnet.
Vorzugsweise, zum Zweck der Abführung von Reibungswärme, die systembedingt entstanden ist, kann mindestens eine Ausnehmung 19 im gestellfesten Versorgungselement 40 eine Einlassöffnung 98 und eine mit der Umgebung verbundene, nicht mit einer weiteren Öffnung 58 des ersten Bearbeitungszylinders 97 kommunizierende Auslassöffnung 100 aufweisen. Die Einlassöffnung 98 wird mit Luft, insbesondere Blasluft, versorgt, die durch die Ausnehmung 19 strömen kann und dabei die Stirnseite des ersten Bearbeitungszylinders 97 überstreicht und Wärmeenergie von der Stirnseite des ersten Bearbeitungszylinders 97 abnimmt wodurch sie den ersten Bearbeitungszylinder 97 kühlt. Die wärmebeladene Luft wird durch die Auslassöffnung 100 in die Umgebung abgeführt. Vorzugsweise erzeugen Luftversorgungsmittel einen Luftstrom, der die Stirnseite des ersten Bearbeitungszylinders 97, während dieser rotiert, gegenläufig zu dessen Rotationsrichtung überstreicht. Die Luft kann vor Zuführung zur Einlassöffnung 98 temperiert, insbesondere gekühlt werden.
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Die Auslassöffnung 100 ermöglicht insbesondere die Abführung von wärmebeladener Luft, wenn sich der erste Bearbeitungszylinder 97 durch Drehwinkelbereiche bewegt, in denen die Ausnehmung 19 nicht mit einer weiteren Öffnung 58 kommuniziert. Vorzugsweise weist das Versorgungselement 40 eine Scheibe und in Aussparungen der Scheibe austauschbar angeordnete Kodierelemente auf. In jedem der Kodierelemente ist mindestens eine Ausnehmung 19, 56, 57 ausgebildet.
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Die Öffnungen 13 im ersten Bearbeitungszylinder 97 können nutförmig ausgebildet sein und sich über dessen Breite erstrecken. Vorzugsweise weist der erste Bearbeitungszylinder 97 einen lösbar fixierten Aufzug mit einem Werkzeug auf, wobei im Aufzug Durchbrechungen ausgebildet sein können und mindestens eine Durchbrechung eine erste Öffnung 13 zumindest teilweise überdeckt.
Zum Fixieren des Aufzugs kann der erste Bearbeitungszylinder 97 einen Werkzeugträger aufweisen. Ein mit dem ersten Bearbeitungszylinder 97 zusammenwirkender zweiter Bearbeitungszylinder 96 kann ein Bogenhaltesystem aufweisen.
Vorzugsweise ist im ersten Bearbeitungszylinder 97 ein sich von einer Öffnung 58 in der Stirnseite des ersten Bearbeitungszylinders 97 entlang einer Mittelachse des ersten Bearbeitungszylinders 97 erstreckender zylindrischer Hohlraum 61 ausgebildet.
Die Öffnung 58 in der Stirnseite des ersten Bearbeitungszylinders 97 ist vorzugsweise von einem von Temperiermittel durchströmbaren Rohr 60 durchgriffen, das sich in den zylindrischen Hohlraum 61 erstreckt. Das Rohr 60 ist in Art eines Kühlrohrs oder eines Temperierrohrs ausgebildet. Das Rohr 60 weist an seinem der Öffnung 58 in der Stirnseite des ersten Bearbeitungszylinders 97 abgewandten Ende mindestens eine Austrittsöffnung 102 für Temperiermittel auf. Die Erstreckung des Rohrs 60 in axialer Richtung des ersten Bearbeitungszylinders 97 ist derart gewählt, dass sich das Rohr 60 möglichst weit zum Boden des Hohlraums 61 erstreckt oder den Boden mit seinem Ende berührt. Der Außendurchmesser des Rohrs 60 ist in Bezug auf die Erstreckung des Innendurchmessers des zylindrischen Hohlraums 61 derart vorgegeben, dass sich zwischen Rohr 60 und Wandung des zylindrischen Hohlraums 61 ein Ringspalt bildet, der einen Strömungsquerschnitt aufweist, der ausreichend groß ist, um den Strom des aus der mindestens einen Austrittsöffnung 102 des Rohrs 60 austretenden Temperiermittels aufzunehmen. Vorzugsweise weist der Außendurchmesser des Rohrs 60 eine Erstreckung auf, die dem 0,2 bis 0,7 fachen der Erstreckung des Innendurchmessers des zylindrischen Hohlraums 61 entspricht. Die mindestens eine Austrittsöffnung 102 kann am Ende des Rohrs 60 oder in der Mantelfläche des Rohrs 60 ausgebildet sein.
Bevorzugt sind in der Mantelfläche des Rohrs 60 mehrere Austrittsöffnungen 102 ausgebildet. Die mehreren Austrittsöffnungen 102 können in der Mantelfläche des Rohrs 60 ungleichmäßig verteilt sein. Die mehreren Austrittsöffnungen 102 können auch mit unterschiedlicher Größe ausgebildet sein. Vorzugsweise nimmt die Anzahl der Austrittsöffnungen 102 und/oder die Größe der Austrittsöffnungen 102 pro Längenabschnitt des Rohrs 60 mit zunehmendem Abstand zur Öffnung 58 in der Stirnseite des ersten Bearbeitungszylinders 97 zu. Die Anordnung und/oder Verteilung der Austrittsöffnungen 102 orientiert sich dabei an der Verteilung der Wärme im ersten Bearbeitungszylinder 97 beim Betrieb der Vorrichtung zum Behandeln von Substraten 1. Das Rohr 60 kann Bestandteil eines Temperiermittelkreislaufs sein, der eine Temperiervorrichtung umfasst. Auch ein zweiter Bearbeitungszylinder 96, der mit dem ersten Bearbeitungszylinder 97 zusammenwirkt, kann in ähnlicher Weise, wie für den ersten Bearbeitungszylinder 97 beschrieben, gekühlt sein. In diesem Fall ist im zweiten Bearbeitungszylinder 96 ein sich von einer Öffnung 58 in der Stirnseite des zweiten Bearbeitungszylinders 96 entlang einer Mittelachse des zweiten Bearbeitungszylinders 96 erstreckender zylindrischer Hohlraum 61 ausgebildet ist, wobei die Öffnung 58 in der Stirnseite des zweiten Bearbeitungszylinders 96 von einem von Temperiermittel durchströmbaren weiteren Rohr 60 durchgriffen ist, das sich in den zylindrischen Hohlraum 61 erstreckt, wobei das weitere Rohr 60 an seinem der Öffnung 58 im zweiten Bearbeitungszylinder 96 abgewandten Ende mindestens eine Austrittsöffnung 102 für Temperiermittel aufweist. Das Rohr 60 und das weitere Rohr 60 können Bestandteil eines Temperiermittelkreislaufs sind, der eine gemeinsame Temperiervorrichtung umfasst.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Substrat, Substratbogen, Folgesubstratbogen
- 3
- Transportzylinder
- 4
- Ausbrechzylinder
- 6
- Druckwerk
- 7
- Anleger
- 8
- Anlage
- 13
- Öffnungen
- 19
- Ausnehmung
- 20
- Transportstrecke
- 21
- Drehtisch
- 23
- Ausbrechstation
- 24
- Ausschleusstation
- 25
- Einschleusstation
- 40
- Versorgungselement
- 41
- Druckzylinder
- 42
- Übergabetrommel, Bogenführungszylinder
- 43
- Gummituchzylinder
- 44
- Plattenzylinder
- 45
- Farbwerk
- 46
- Bearbeitungswerk
- 55
- wärmeisolierende Schicht
- 56, 57
- Ausnehmungen
- 58
- weitere Öffnungen
- 60
- Rohr
- 61
- Hohlraum
- 96
- zweiter Bearbeitungszylinder
- 97
- erster Bearbeitungszylinder
- 98
- Einlassöffnung
- 99
- Auslage
- 100
- Auslassöffnung
- 102
- Austrittsöffnung
- 134
- Beschleunigungsvorrichtung
- 135
- Anlegtrommel
- 136
- Ausrichtemittel
- 137
- Anlegtisch
