DE3841909A1 - Verfahren und vorrichtung zum schwebenden fuehren von bogen- oder bahnfoermigem material ueber eine foerderstrecke, insbesondere eine gekruemmte foerderstrecke - Google Patents

Description

Das schwebende Führen von bogen- oder bahnförmigem Material ist trotz der verschiedensten nach dem Luftkissen- oder Tragflächenprinzip arbeitenden Vorrichtungen zum schwebenden Führen auch heute jedenfalls dann noch problematisch, wenn dünneres Material mit einer berührungs­ empfindlichen Oberfläche über unterschiedlich gekrümmte Strecken gefördert werden muß. In Bogen-Offset- Druckmaschinen wird heute mit Transportgeschwindigkeiten gearbeitet, bei denen die Bogen zum Flattern kommen. Die Transportzeit vom Druckwerk zur Ablage ist derart kurz, daß das Farböl, insbesondere beim doppelseitigen 4-Farbendruck auf gestrichenem und geglättetem Papier nicht schnell genug wegschlagen kann, um bei Berührung des Bogens infolge einsetzenden Flatterns ein Verschmieren des Druckes auszuschließen. Die Führung der Bogen über belüftete Führungsflächen ist problematisch, weil wegen der unterschiedlichen Krümmungen der Förderstrecke die am Bogen wirksamen Fliehkräfte in ihrer Richtung und Größe wechseln. Durch einseitiges Abstützen der Bogen an Luftkissendüsen kann deshalb eine Berührung der Bogen mit den Führungs­ flächen nicht sicher verhindert werden. Mit Tragflächendüsen läßt sich eine Berührung ebenfalls nicht verhindern, weil solche in Förderrichtung blasende Düsen die Bogen zusammenschieben und solche gegen Förderrichtung blasende Düsen das Flattern des Bogenendes verstärken.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum schwebenden Führen von bogen- oder bahnförmigem Material über eine Förderstrecke, insbesondere eine Förderstrecke mit verschiedenster Krümmung zu schaffen, bei dem, bzw. mit der das Material flatterfrei und absolut berührungslos auch über Förderstrecken mit unterschiedlicher Krümmung transportiert wird.

Die Erfindung geht von einem Verfahren zum schwebenden Führen von bogen- oder bahnförmigem Material über eine Förderstrecke, insbesondere eine gekrümmte Förderstrecke, aus, bei dem das Material einseitig an Luftkissen abgestützt ist. Bei diesem Verfahren wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß das Material zwischen den Luftkissen mit Unterdruck beaufschlagt wird, dessen Stärke der Stützkraft der Luftkissen, dem Gewicht des Materials und gegebenfalls den auf das Material einwirkenden Fliehkräften derart angepaßt ist, daß das Material in einer gewünschten Förderebene gehalten wird.

Die Erfindung geht ferner von einer Vorrichtung zum schwebenden Führen von bogen- oder bahnförmigem Material über eine Förderstrecke, insbesondere eine gekrümmte Förderstrecke, aus, die aus mit gegenseitigen Abstand voneinander angeordneten, blasmittelgespeisten Schwebedüsen besteht, zwischen deren Düsenkörpern und dem Material durch das Blasmittel ein Überdruck in Form von Luftkissen aufbaubar ist. Bei einer solchen Vorrichtung wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß die Schwebedüsen nur auf einer Seite des zu führenden Materials angeordnet sind und zwischen den Düsenkörpern Saugschächte angeordnet sind, über die ein sich dem Überdruck überlagernder Unterdruck wirksam ist, dessen Stärke einstellbar ist.

Bei der Erfindung wird durch den sich dem Überdruck überlagernden, in seiner Stärke einstellbaren Unterdruck erreicht, daß die über die gesamte Förderstrecke an dem Material wirksamen Saug- und Druckkräfte in einem solchen Gleichgewicht gehalten werden, daß das Material stauchungs- und flatterfrei in einer gewünschten Ebene gefördert wird, ohne daß die Gefahr besteht, daß das Material mit Düsenkörpern in Berührung kommt. Der ständige Wechsel zwischen Druck- und Saugkräften wirkt sich günstig auf die stabile Führung aus, weil dadurch das Material die Form einer stehenden Welle annimmt.

Sofern das Material über Förderstrecken mit konvexer Krümmung und Förderstrecken mit konkaver Krümmung geführt wird, nimmt der Unterdruck an den Förderstrecken mit konvexer Krümmung mit zunehmender Fördergeschwindigkeit zu und an Förderstrecken mit konkaver Krümmung mit abnehmender Fördergeschwindigkeit ab.

Vorzugsweise wird das Material, wie bei Bogen- Offset-Druckmaschinen üblich, durch an seiner Vorderkante angreifende Zugkräfte schleppend gefördert. Da bei dem erfindungsgemäßen Verfahren das Material nicht in Planlage über eine belüftete Führungsfläche, sondern wegen der abwechselnden Über- und Unterdruckbeaufschlagung wellenförmig gefördert wird, können das Bogenende nicht flattern und/oder seine Ecken umschlagen. Bei bahnförmigem Material können sich die beim herkömmlichen Verfahren durch Zug bedingten, am Fertigprodukt qualitätsmindernd bemerkbar machenden Längsfalten nicht ausbilden.

Eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung besteht in der Anwendung an sich bekannter Mittel zum schwebenden Führen von Material (DE 36 07 370 C1). Hierbei sind die Schwebedüsen als in Reihe und mit Abstand von dem zugeordneten Düsenkörper angeordnete Freistrahldüsen ausgebildet, von denen die dem einen Düsenkörper zugeordnete Freistrahldüsen gegenüber den dem anderen Düsenkörper zugeordneten Freistrahldüsen um etwa eine halbe Teilung (Abstand benachbarter Düsen) in Richtung der Reihe derart versetzt sind, daß die Freistrahlen aneinander vorbeiströmen, wobei die Freistrahlen im Bereich der Zwischenräume zwischen den Düsenkörpern einen ausreichend großen Abstand für die Abströmung und den Durchgriff des Unterdrucks haben. Diese Ausgestaltung ist deshalb besonders vorteilhaft, weil sie mit geringem Blasmittelvolumen auskommt, im Vergleich zu anderen Luftkissendüsen klein baut, und zwischen den kammartig aneinander durchgreifenden Freistrahlen genügend Platz für den Durchgriff des Unterdrucks bleibt.

Für die Erzeugung des Unterdrucks ohne Anschluß aller Saugkanäle an einen Ventilator sind die Saugschächte mit Injektoren bestückt. Bei gekrümmter Führung bestehen die Injektoren aus einem mit Blasmittel gespeisten und mit kleinen Düsen in enger Teilung versehenen Rohr oder werden innerhalb des Saugkanals bei ebener Führung von einer gemeinsamen Blasmittelzuführung der Schwebedüsen versorgt.

Wie an sich von Vorrichtungen zum Fördern der in einer Offset-Druckmaschine bedruckten Bogen zu einer Ablage bekannt, ist bei der Erfindung vorgesehen, daß für den schleppenden Transport der Bogen sich quer über die Förderstrecke erstreckende, angetriebene Stäbe mit Greifern vorgesehen sind, mit denen die Vorderkante der Bogen erfaßbar ist.

Da das Material über eine sehr große Anzahl in und gegen Förderrichtung blasender sehr kleiner Freistrahlen über die Düsenkörper gefördert wird, besteht keine resultierende Strömungskomponente des Blasmittels in oder gegen Förderrichtung. Zur Luftkissenwirkung gehört das Vorhandensein des Materials über dem Düsenkörper und zur Unterdruckwirkung das Vorhandensein des Materials über den Zwischenraum. Das äußerste Bogenende deckt diese Bereiche nur abwechselnd und unvollständig ab, so daß dieses Bogenende weniger gut geführt wird und deshalb zum Flattern neigt. Um das zu vermeiden, ist nach einer Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, daß zwischen den mit Greifern bestückten Stäben weitere Stäbe umlaufen und alle Stäbe über ihre Länge mit Schaufeln versehen sind, deren Strömungsschatten bis zur nächsten Schaufel reicht. Durch diesen Strömungsschatten wird erreicht, daß die Differenzgeschwindigkeit zwischen dem Material und dem Blasmittel so klein bleibt, daß die auf das Material wirkenden Auftriebskräfte kein Flattern mehr verursachen können. Dieser Effekt kann weiter verbessert werden, wenn die Förderstrecke durch eine Wand abgeschirmt ist. Zusätzlich oder auch alternativ ist es möglich, oberhalb der Förderstrecke mit großem Abstand blasmittelgespeiste Düsen anzuordnen, deren Freistrahlen flach auf die Förderebene in Förderrichtung blasen und einen Blasmittelstrom in dem von der Wand und dem Material gebildeten Kanal von geringerer Geschwindigkeit als die Fördergeschwindigkeit erzeugen.

Im folgenden wird die Erfindung anhand einer ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung näher erläutert. Im einzelnen zeigen:

Fig. 1 eine Vorrichtung zum schwebenden Fördern von bogenförmigem Material von einer Druckmaschine zu einer Ablage in schematischer Darstellung in Seitenansicht,

Fig. 2 die Vorrichtung gemäß Fig. 1 in Seitenansicht in einem vergrößerten Ausschnitt unmittelbar vor der Ablage,

Fig. 3 die Vorrichtung gemäß Fig. 1 in Aufsicht in einem vergrößerten Ausschnitt unmittelbar vor der Ablage,

Fig. 4 ein Diagramm für die Tragkraft in Abhängigkeit vom Abstand des Materials von den Schwebedüsen der Vorrichtung gemäß Fig. 1,

Fig. 5 die Vorrichtung gemäß Fig. 1 in Seitenansicht in einem vergrößerten Ausschnitt in einer zu Fig. 2 und 3 anderen Ausführung,

Fig. 6 die Vorrichtung gemäß Fig. 5 in Aufsicht in einem Ausschnitt.

Die in Fig. 1 dargestellte S-förmige Förderstrecke für bedruckte Bogen 1 a, 1 b, 1 c ist zwischen einer Übernahmewalze 4 einer Offset-Druckmaschine und einer Bogenablage 6 angeordnet. Zum schleppenden Transport der Bogen 1 a, 1 b, 1 c ist ein Paar von umlaufenden Ketten 5 vorgesehen, die über nicht dargestellte Führungselemente geführt sind und die quer zur Förderrichtung angeordnete Stäbe 2 tragen, die mit Greiferelementen 2 a zum Erfassen des Anfangs eines Bogens bestückt sind. Die Übernahmewalze 4 und die mit Greifern 2 a bestückten Stäbe 2 sind in ihrer Geschwindigkeit derart aufeinander abgestimmt, daß die Stäbe 2 mit einer Ausnehmung 4 a in der Übernahmewalze 4 zusammentreffen, um hier den Bogenanfang kollisionsfrei erfassen zu können. An den Stäben 2 sind Schaufeln 8 a, befestigt. Darüber hinaus sind zwischen den Stäben 2 an weiteren nicht dargestellten Stäben Schaufeln 8 b vorgesehen.

Längs der S-förmig verlaufenden Förderstrecke ist auf der bedruckten Unterseite der Bogen 1 a, 1 b, 1 c eine Vielzahl von mit Blasmittel gespeisten Schwebedüsen mit Düsenkästen 3 und dazwischen angeordneten Saugschächten 7 angeordnet. Wie die Fig. 2 und 3 zeigen, ist jeder Düsenkörper 3 als hohler Kasten ausgebildet und weist auf seiner der Förderbahn zugekehrten Seite einen konvex gebogenen Rücken 11, an dessen Rändern kreisbogenförmige Übergänge 12 und auf der Rückseite einen Boden 13 mit Einlässen 13 a auf, über die Blasmittel in den Düsenkörper 3 gelangt. In den kreisbogenförmigen Übergängen 12 sind als Düsen Lochreihen 15 angeordnet, aus denen Freistrahlen 15 a austreten. Die Löcher 15 benachbarter Düsenkörper 3 sind um jeweils eine halbe Teilung versetzt, so daß die in den entgegengesetzten Richtungen weisenden Freistrahlen 15 a mit Abstand aneinander vorbeiströmen und auf den gegenüberliegenden gekrümmten Rücken 11 auftreffen. Der Aufbau und die aerodynamische Funktion solcher Schwebedüsen ist aus der DE 36 07 370 bekannt.

Der in Förderrichtung letzte Düsenkörper 3 a ist nur zur Hälfte ausgeführt. Sein kurzer konvex gekrümmter Rücken 11 a reicht bis nahe an eine dem Bogenstapel 6 unmittelbar vorgeordnete Saugwalze 20 heran, die synchron mit den Greifern 2 a umläuft.

Die Zwischenräume zwischen den Düsenkörpern 3, 3 a bilden Saugschächte 21. Auf der Rückseite der Düsenkörper 3, 3 a werden diese Saugschächte 21 von Wänden 16 begrenzt, die auch Blasmittelzuführungen 14 begrenzen, aus denen das Blasmittel über die Einlässe 13 a den Düsenkästen 3 zugeführt wird. Zur Erzeugung eines Unterdrucks sind zwischen den sich oben erweiternden Wänden 16 Blasrohre 17 angeordnet, deren Blasmittelzufuhr individuell einstellbar ist, und aus deren Düsenlöchern 18 nach dem Injektorprinzip Blasmittelstrahlen 18 a austreten und in die Saugschächte 23 blasen. Aufgrund der Abstände zwischen den Freistrahlen 15 a kann dieser Unterdruck die Freistrahlen 15 a durchgreifen und an den Bogen 1, 1 a, 1 b, 1 c wirksam werden.

Der schleppend geförderte Bogen 1 a, 1 b, 1 c ist aufgrund der aufeinander zugerichteten Freistrahlen 15 a im Bereich des Rückens 11 einem Überdruck und im Bereich der Saugkanäle 23 einem Unterdruck ausgesetzt, so daß der Bogen in Form einer stehenden Welle über die Förderstrecke gefördert wird. Aufgrund der mit dem Bogen geförderten Schaufeln 8 a, 8 b bildet sich auf der den Düsenkörpern 3 abgekehrten Seite der Bogen 1 a, 1 b, 1 c ein mit Fördergeschwindigkeit laufender, in Fig. 1 gestrichelter Strömungsschatten, der eine flatterfreie Führung begünstigt. Die ruhige Förderung wird weiterhin dadurch begünstigt, daß durch eine im konvexen Bereich der Förderstrecke angeordnete Trennwand 9 ein Kanal 9 a gebildet ist. Im konkaven Bereich der Förderstrecke sind dagegen Freistrahldüsen 10 angeordnet, die dafür sorgen, daß sich eine mit dem Bcgen mitlaufende Blasmittelströmung einstellt, die zusätzlich auch die mitlaufende Strömung im Kanal 9 a begünstigt.

Das Ausführungsbeispiel der Fig. 5 und 6 unterscheidet sich von dem der Fig. 2 und 3 nur dadurch, daß der Unterdruck in den Saugkanälen nicht durch die Blasstrahlen aus besonderen Blasrohren erzeugt wird, sondern durch Blasstrahlen 21, die aus den Düsenkörpern 3 austreten. Damit diese Blasstrahlen 21 aus benachbarten Düsenkörpern sich nicht gegenseitig bezüglich ihrer Injektorwirkung behindern, sind sie gegeneinander versetzt und durch Trennbleche 22 voneinander abgeschirmt. In diesem Fall kann die Saugkraft durch mehr oder weniger starke Drosselung der Düsenlöcher für die Injektorstrahlen 21 eingestellt werden.

Bei dem Diagramm der Fig. 4 ist das Tragkraftverhalten der Schwebedüsen in dimensionsloser Darstellung wiedergegeben. Die Abszisse stellt den Abstand des Materials 1 von dem Rücken 11 der Schwebedüsen dar. Die Ordinate stellt die Tragkraft der Schwebedüse dar. Der dimensionslose Abstand ist das Verhältnis des Abstandes zur Länge des Rückens 11 der Schwebedüsen in Förderrichtung. Die dimensionslose Tragkraft ist das Verhältnis der absoluten Tragkraft im Bereich des Rückens 11 zu dem Produkt aus der Summe der hydraulischen Lochquerschnitte der Düsen 15 und der Pressung der das Material beaufschlagenden Blasstrahlen 15 a.

Die maximale Tragkraft im Punkt A ist etwa 20. Sie darf nicht erreicht werden, da sonst Berührung auftritt. Der maximale Abstand im Punkt B ist 0,2. Er wird nicht erreicht, da kein Material ohne Gewicht ist. Auf ebener, waagerechter Strecke entspricht die Tragkraft O-C im Punkt C dem Gewicht G des Materials. Auf konkaver Strecke entspricht die Tragkraft im Punkte D dem Gewicht O-C des Materials plus der auf ihm wirkenden Fliehkraft C-D gemäß Ordinate yB. Um den Punkt D als Arbeitspunkt auch auf dem geraden Teil der Förderstrecke zu erhalten, wo keine Fliehkraft wirksam ist, ist ein Unterdruck von der Größe der Tragkraft 5 zu überlagern, die gleich groß wie die Fliehkraft C-D im Punkt D ist. Die Tragkraftkurve bleibt unverändert die Abszisse liegt dann aber auf dem Niveau E und es ist Ordinate yE gültig. Im konvexen Teil ist zusätzlich die Fliehkraft zu kompensieren, die bei angenommener gleicher Krümmung wie im konkaven Teil wieder der Tragkraft 5 entspricht. Für den konvexen Teil gilt die Abszisse mit dem Niveau F und die Ordinate yF.

Wird nun der Arbeitspunkt D auch bei Start der Maschine gewünscht so bleibt der Unterdruck auf der geraden Strecke gemäß yE unverändert erhalten, auf der konkaven Strecke wird er um den Betrag K aufgebaut und auf der konvexen Strecke um den Betrag K abgebaut, d.h. beim Start sind alle Unterdrücke gleich 5 und die Abszisse liegt für alle Bereiche bei E.

Claims (12)

1. Verfahren zum schwebenden Führen von bogen- oder bahnförmigem Material über eine Förderstrecke, insbesondere eine gekrümmte Förderstrecke, bei dem das Material einseitig an Luftkissen abgestützt ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Material zwischen den Luftkissen mit Unterdruck beaufschlagt wird, dessen Stärke der Stützkraft der Luftkissen, dem Gewicht des Materials und ggf. den auf das Material einwirkenden Fliehkräften derart angepaßt ist, daß das Material in einer gewünschten Förderebene gehalten wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Material über Förderstrecken mit konvexer Krümmung und Förderstrecken mit konkaver Krümmung gefördert wird, wobei der Unterdruck an den Förderstrecken mit konvexer Krümmung mit zunehmender Fördergeschwindigkeit zu- und an Förderstrecken mit konkaver Krümmung mit abnehmender Fördergeschwindigkeit abnimmt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das bogenförmige Material durch an seiner Vorderkante angreifende Zugkräfte schleppend gefördert wird.

4. Vorrichtung zum schwebenden Führen von bogen- oder bahnförmigem Material (1 a, 1 b, 1 c) über eine Förderstrecke, insbesondere eine gekrümmte Förderstrecke, die aus mit gegenseitigem Abstand voneinander angeordneten, blasmittelgespeisten Schwebedüsen besteht, zwischen deren Düsenkörpern (3) und dem Material (1 a, 1 b, 1 c) durch das Blasmittel einen Überdruck in Form von Luftkissen aufbaubar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwebedüsen nur auf einer Seite des zu führenden Materials (1 a, 1 b, 1 c) angeordnet sind und zwischen den Düsenkörpern (3) Saugschächte (23) angeordnet sind, über die ein sich dem Überdruck überlagernder Unterdruck wirksam ist, dessen Stärke einstellbar ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, bei der die Schwebedüsen als in Reihe und mit Abstand von dem zugeordneten Düsenkörper (3) angeordnete Freistrahldüsen (15) ausgebildet sind, von denen die dem einen Düsenkörper (3) zugeordnete Freistrahldüsen gegenüber den dem anderen Düsenkörper (3) zugeordneten Freistrahldüsen (15), um etwa eine halbe Teilung (Abstand benachbarter Freistrahldüsen 15) in Richtung der Reihe derart versetzt sind, daß die Freistrahlen (15 a) aneinander vorbeiströmen, dadurch gekennzeichnet, daß die Freistrahlen (15 a) im Bereich der Zwischenräume zwischen den Düsenkörpern (3) einen ausreichend großen Abstand für den Durchgriff des Unterdrucks und das Abströmen des Blasmittels haben.

6. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Saugschächte (23) mit über ihre Länge verteilt angeordneten Injektoren (18) bestückt sind, die den Unterdruck durch beschleunigtes Abströmen des Blasmittels erzeugen.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer gleichförmigen Führungsstrecke die Injektoren eine gemeinsame Blasmittelzuführung (14) haben.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer nur geradlinigen Führungsstrecke die Injektoren und die Schwebedüsen eine gemeinsame Blasmittelversorgung haben.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß für den schleppenden Transport des bogenförmigen Materials (1 a, 1 b, 1 c) sich quer über die Förderstrecke erstreckende, angetriebene Stäbe (2) mit Greifern (2 a) vorgesehen sind, mit denen die Vorderkante des bogen­ förmigen Materials erfaßbar ist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den mit Greifern (2 a) bestückten Stäben (2) weitere Stäbe umlaufen und alle Stäbe über ihre Länge mit Schaufeln (8 a, 8 b) versehen sind, deren Strömungsschatten bis zur nächsten Schaufel (8 a, 8 b) reicht.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Förderstrecke durch eine Wand (9) abgeschirmt ist.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß oberhalb der Förderstrecke mit großem Abstand angeordnete, blasmittelgespeiste Düsen (10) angeordnet sind, deren Freistrahlen flach auf die Förderebene in Förderrichtung blasen und einen Blasmittelstrom in dem von der Wand (9) und dem Material (1 a, 1 b, 1 c) gebildeten Kanal (9 a) von geringerer Geschwindigkeit als die Fördergeschwindigkeit erzeugen.