DE4200406A1 - Greifereinrichtung an bogenverarbeitenden maschinen - Google Patents

Greifereinrichtung an bogenverarbeitenden maschinen

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Description

Die Erfindung betrifft eine Greifereinrichtung an bogenverarbeitenden Maschinen.
Der Transport von Bogen durch eine Druckmaschine wird üblicherweise von Greiferbrücken ausgeführt, die den Druckzylindern der einzelnen Druckwerke und den Übergabetrommeln zwischen den Druckwerken zugeordnet sind. Die Greiferbrücken werden über Kurvenscheiben derart angesteuert, daß sie im Maschinentakt zum Zeitpunkt der Bogenübernahme bzw. zum Zeitpunkt der Bogenübergabe eine zyklische Öffnungs- bzw. Schließbewegung ausführen.
Durch die Schließ- und Öffnungsbewegungen der Greiferbrücken werden Drehmomentschwankungen verursacht, die insbesondere bei hohen Maschinengeschwindigkeiten zu Schwingungen der Druckmaschine und in der Folge zu Dubliererscheinungen im Druckbild führen. Darüber hinaus ist die Bewegungsfreiheit der Greifer durch ihre mechanische Kopplung eingeschränkt. Änderungen hinsichtlich des Schließwinkels, der Schließkraft und der Schließendlage sind nur über zeitaufwendige Nachjustierungen möglich, die im Ruhezustand der Maschine ausgeführt werden müssen. Auch ist es beispielsweise nicht möglich, die Schließ- und Öffnungsbewegung auf die Greifer zu beschränken, die je nach Bogenformat für den Transport des Bogens durch die Maschine ausreichend sind.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einzelne Greifer oder Greifergruppen unabhängig voneinander anzusteuern.
Die Aufgabe wird dadurch gelöst, daß eine Steuerungsvorrichtung vorgesehen ist, die die Greifer ansteuert, wobei die Steuerungsvorrichtung aus mindestens einem Geber, einem Öffnungs- und/oder Schließmechanismus für die Greifer und einem Rechner besteht und daß die Steuerungsvorrichtung bei vorgegebenen Maschinenstellungen den Öffnungs- und/oder Schließmechanismus betätigt.
Durch die Einzelansteuerung der Greifer bzw. durch die gemeinsame Ansteuerung kleinerer Greifergruppen werden die Drehmomentschwankungen, die in der Druckmaschine auftreten, reduziert. Ein wesentlicher Vorteil der erfindungsgemäßen Greifereinrichtung besteht weiterhin darin, daß eine Steuerungsvorrichtung den Öffnungs- und/oder Schließmechanismus für die Greifer in Abhängigkeit von der jeweiligen Papierlage des Bogens steuert. Da hierdurch eine optimale Lage des Bogens in den Greifern erreicht wird, wird der Bogentransport durch die Druckmaschine noch sicherer.
Bei der Wahl des Gebers stehen prinzipiell zwei Möglichkeiten offen: entweder wird ein Drehwinkelgeber verwendet, der die jeweilige Stellung des Druck- bzw. Übergabezylinders bestimmt, so daß die Steuerungsvorrichtung bei der gewünschten Winkelstellung den Öffnungs- bzw. den Schließmechanismus der Greifer betätigt, oder es handelt sich bei dem Geber um einen Papierlage-Erkennungssensor, wobei die Steuerungsvorrichtung die Lage der Bogenvorderkante oder auch der Bogenhinterkante nutzt, um bei vorgegebenen Maschinenstellungen den Öffnungs- bzw. den Schließmechanismus zu betätigen. Die Verwendung eines Papierlage-Erkennungssensors ist insoweit besonders vorteilhaft, da hierdurch Verschiebungen des Bogens infolge unterschiedlicher Papierbeschaffenheit automatisch kompensiert werden.
Die erfindungsgemäße Greifereinrichtung selbst läßt sich auf mehrere Arten ausgestalten. So ist gemäß einer Weiterbildung der erfindungsgemäßen Greifereinrichtung vorgesehen, daß sowohl der Schließmechanismus als auch der Öffnungsmechanismus elektromagnetisch betätigt werden. Die Ausführungsform hat den Vorteil, daß problemlos sehr hohe Schließ- und Öffnungsgeschwindigkeiten der Greifer erreicht werden, was bei steigenden Maschinengeschwindigkeiten von großer Bedeutung ist.
Als alternative Ausführungsform wird vorgeschlagen, daß als Schließmechanismus ein Elektromagnet und als Öffnungsmechanismus eine Feder vorgesehen ist. Diese Ausführungsform stellt sicher, daß auch bei Störungen in der Ansteuerung einer oder mehrerer Greifereinrichtungen der bzw. die entsprechenden Greifer geöffnet werden, so daß auch weiterhin der Bogentransport durch die Druckmaschine erfolgen kann.
Eine alternative Ausführungsform sieht vor, daß der Schließmechanismus über eine Feder arbeitet, während als Öffnungsmechanismus ein Elektromagnet vorgesehen ist.
Eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Greifereinrichtung ist derart ausgestaltet, daß sowohl der Öffnungs- als auch der Schließmechanismus über einen Motor betätigt werden. In einer speziellen Ausführungsform ist vorgesehen, daß an der Abtriebsachse des Motors eine Hülse mit Innengewinde angebracht ist und daß eine mit dem Greifer starr verbundene Trägerstange in das Gewinde der Hülse derart eingreift, daß sich der Greifer je nach Drehrichtung des Motors öffnet oder schließt. Insbesondere ist vorgesehen, daß die Trägerstange für den Greifer über eine Führungshülse geführt ist und daß ein an der Trägerstange angebrachter Stift in ein Langloch der Führungshülse eingreift und die Trägerstange gegen Verdrehen sichert.
Als alternative Ausführungsform einer über einen Motor ange­ steuerten Greifereinrichtung wird vorgeschlagen, daß die Abtriebsachse des Motors ein Stirnrad trägt. Dieses Stirnrad greift in eine Zahnstange ein, die starr mit dem Greifer verbunden ist, so daß sich je nach Drehrichtung des Motors der Greifer öffnet oder schließt.
Als alternative Ausführungsformen sind selbstverständlich auch eine hydraulische oder pneumatische Ansteuerung des Öffnungs- bzw. des Schließmechanismus denkbar.
Die Betätigung des Schließmechanismus für den Greifer hat insbesondere den Vorteil, daß die Greiferendlage sich automatisch auf die jeweilige Papierdicke einstellt. Wird der Motor mit einem konstanten Drehmoment betrieben, ergibt sich die Endlage zur optimalen Erfassung des Bogens automatisch.
Bei den übrigen Ausführungsformen, bei denen dieser Vorteil nicht auftritt, ist vorgesehen, daß in einem dem Rechner zugeordneten Speicher die Greiferendlage in Abhängigkeit von dem Parameter "Papierdicke" gespeichert ist und daß je nach eingegebener Papierdicke die errechnete oder experimentell bestimmte Greiferendlage von der Steuerungsvorrichtung angesteuert wird.
Eine vorteilhafte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Greifereinrichtung, die sich speziell aus der Einzelansteuerung der Greifer bzw. aus der Ansteuerung einzelner Gruppen von Greifern ergibt, besteht darin, daß nur die Greifer betätigt werden, die in Abhängigkeit von dem Papierformat zum Transport des Bogens benötigt werden. Hierzu ist vorgesehen, daß über eine Eingabevorrichtung papierspezifische und/oder druckmaschinenspezifische Parameter eingegeben werden und daß die Steuervorrichtung in Abhängigkeit von dem Parameter "Papierbreite" nur die für den Papiertransport erforderlichen Greifer betätigt.
Bei Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Greifereinrichtung, bei denen es erforderlich ist, die Greiferöffnung je nach Papierdicke einzustellen, ist vorgesehen, daß die Steuervorrichtung die jeweils erforderliche Greiferöffnung automatisch einstellt. Hierbei ist es möglich, entweder den Greifer oder aber auch die Greiferauflage entsprechend zu verstellen.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Greifereinrichtung ist vorgesehen, daß mindestens eine Papierlage-Kontrolleinrichtung mindestens einem der bogenführenden Zylinder zugeordnet ist. Bei einer Abweichung der Ist-Position einer Bogenkante von einer vorgegebenen Soll-Position betätigt die Steuervorrichtung die Öffnungs- und/oder Schließbewegungen der Greifer zeitlich versetzt. Hierdurch wird die Möglichkeit gegeben, den Bogen während des Papierlaufs durch die Druckmaschine in oder gegen die Papierlaufrichtung zu verschieben, so daß stets eine optimale Lage des Bogens in den Greifern der Druckzylinder sichergestellt wird.
Eine Weiterbildung der erfindungsgemäßen Greifereinrichtung schlägt vor, daß mindestens eine Papierlage-Kontrolleinrichtung die Bogenkanten überwacht und daß bei der Erkennung einer Bogenschräglage auf einem bogenführenden Zylinder die Steuerungsvorrichtung die einem bogenführenden Zylinder zugeordneten Greifer so ansteuert, daß die Bogenschräglage weitestgehend kompensiert wird. Insbesondere besteht die Papierlage-Kontrolleinrichtung jeweils aus einer Beleuchtungseinrichtung und einer Empfangseinrichtung. Bei letzterer handelt es sich beispielsweise um eine CCD-Zeile. Diese Papierlage-Kontrolleinrichtungen sind jeweils einem bogenführenden Zylinder zugeordnet und detektieren die Seitenkanten oder die Bogenvorder- oder -hinterkanten der durch die Maschine durchlaufenden Bogen. Aus Abweichungen der Ist-Position der Bogenkanten von einer vorgegebenen Soll-Position läßt sich die Schrägstellung des Bogens mit ei­ ner gewünschten Genauigkeit feststellen. Durch eine rechner­ gesteuerte, zeitlich versetzte Öffnung der Greifer einer Greiferbrücke läßt sich eine Schrägstellung des Bogens auf dem Zylinder kompensieren.
Die Erfindung wird anhand der nachfolgenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt:
Fig. 1 eine schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Greifereinrichtung an einer Bogendruckmaschine,
Fig. 2 eine erste Ausführungsform der motorgesteuerten, erfindungsgemäßen Greifereinrichtung,
Fig. 3 eine zweite Ausführungsform der motorgesteuerten, erfindungsgemäßen Greifereinrichtung und
Fig. 4 eine Ausführungsform der elektromagnetisch betätigten, erfindungsgemäßen Greifereinrichtung.
Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Greifereinrichtung 1, die einem bogenführenden Zylinder 2 einer nicht dargestellten Bogendruckmaschine zugeordnet ist. Ein wesentliches Merkmal der erfindungsgemäßen Greifereinrichtung 1 besteht darin, daß jeder Greifer 3 bzw. jede kleinere Gruppen von Greifern 3 über eine entsprechende Anzahl von Öffnungs- und Schließmechanismen 8 gesteuert werden. Damit der Öffnungs- und Schließmechanismus 8 jeweils zum Zeitpunkt der Bogenübergabe bzw. der Bogenübernahme arbeitet, ist der Welle 5 des bogenführenden Zylinders 2 ein Winkelgeber 6 zugeordnet. Dieser Winkelgeber 6 liefert die Information über die jeweilige Winkelstellung an einen Rechner 7. Der Rechner 7 betätigt den Öffnungs- und Schließmechanismus 8 unter Verwendung der ihm zugeleiteten Winkelinformation bei vorgegebenen Winkelstellungen, so daß ein optimaler Transport der Bogen durch die Druckmaschine sichergestellt wird.
Gemäß vorteilhafter Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Greifereinrichtung ist vorgesehen, daß die Papierlage des Bogens auf dem bogenführenden Zylinder 2 erfaßt wird. Hierzu ist im seitlichen Bereich der Bogenkanten mindestens ein Papierlage-Erkennungssensor 9 angeordnet. Diese Papierlage-Erkennungsdetektoren 9 dienen einmal dazu anstelle des Winkelgebers 6 Informationen über die Winkelstellung zu liefern, bei der der Öffnungs- bzw. Schließmechanismus 8 betätigt werden muß; weiterhin erlauben diese Papierlage-Erkennungsdetektoren 9, eine Bogenschräglage auf dem bogenführenden Zylinder 2 zu erkennen. Durch eine zeitlich versetzte Betätigung der Greifer 3 - wobei die zeitliche Differenz von dem Rechner 7 ermittelt wird - läßt sich eine Bogenschräglage ohne weiteres kompensieren. Damit die Papierlage-Erkennungssensoren 9 auf das jeweilige Bogenformat eingestellt werden können, sind sie verschiebbar auf einer Traverse angeordnet.
Zusätzlich zu den beiden Papierlage-Erkennungssensoren 9 im seitlichen Bereich der Bogenkanten ist vorgesehen, daß ein weiterer Papierlage-Erkennungssensor 9 im Bereich zwischen diesen beiden seitlichen Bogenlage-Erkennungssensoren 9 angeordnet ist. Dieser zusätzliche mittlere Bogenlage-Erken­ nungssensor 9 dient dazu, eine konvexe oder konkave Verschiebung des Bogens auf dem bogenführenden Zylinder 2 zu erkennen. Über eine rechnergesteuerte Betätigung der Greifer 2 läßt sich auch eine derartige Bogenverschiebung kompensieren.
In Fig. 2 ist ein erstes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Greifereinrichtung beschrieben, wobei die Öffnung und Schließung des Greifers 3 von einem Motor 10 gesteuert wird. Üblicherweise ist jedem Greifer 3 ein separater Motor 10 zugeordnet, jedoch kann insbesondere auch vorgesehen sein, daß ein Motor 10 mehrere Greifer 4 parallel antreibt. Insbesondere ist dies vorteilhaft bei Greifern 3, die im mittleren Bereich des bogentragenden Zylinders 2 angeordnet sind.
Wie bereits zuvor erwähnt, wird die Öffnung und die Schließung des Greifers 3 von einem Motor 10 bewirkt, der im Inneren des bogentragenden Zylinders 2 angeordnet ist. Auf der Abtriebsachse 11 des Motors 10 ist eine Hülse 12 mit Innengewinde angeordnet. Die Befestigung der Hülse 12 mit der Abtriebsachse 11 ist mittels eines Stiftes 17 ausgeführt. In das Innengewinde der Hülse 12 ist eine Trägerstange 13 geschraubt, an deren oberem Ende der Greifer 3 starr befestigt ist. Die Trägerstange 13 wird durch eine Führungshülse 15 geführt und mittels eines Stiftes 14, der sich in einem Langloch 16 bewegt, gegen Verdrehen gesichert. Entsprechend der Drehbewegung des Motors 10 wird der Greifer geöffnet bzw. geschlossen.
Bei der zuvor beschriebenen motorgesteuerten Betätigung des Greifers 3 erübrigt sich eine Einstellung der Greiferendlage auf die jeweilige Papierdicke. Arbeitet der Motor mit einem konstanten Drehmoment, so ist automatisch die Greiferendlage erreicht, wenn eine Änderung des Drehmomentes auftritt. Hierdurch wird sichergestellt, daß unabhängig von der jeweiligen Papierdicke sowohl ein sicheres Ergreifen des Bogens erfolgt, als auch daß keine Papierbeschädigungen infolge zu starken Zusammendrückens im Bereich der Bogenkanten auftreten.
Die Ansteuerung des Motors in Abhängigkeit von der jeweiligen Winkelstellung der Druckmaschine bzw. des bogenführenden Zylinders 2 erfolgt, wie bereits unter Fig. 1 beschrieben, rechnergesteuert.
In Fig. 2 wird ein weiteres Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Greifereinrichtung 1 dargestellt. Auch hier erfolgt die Ansteuerung des Greifers 3 über einen Motor 10. An der Abtriebsachse 11 des Motors 10 ist ein Stirnrad 18 angeordnet. Dieses Stirnrad 18 steht in Eingriff mit einer Zahnstange 19. Die Zahnstange 19 wird durch eine Führungsschiene 20 geführt. Am oberen Ende dieser Zahnstange 19 ist der Greifer 3 starr angeordnet. Je nach Drehrichtung des Motors 10 wird der Greifer 3 geöffnet oder geschlossen. Auch in diesem Ausführungsbeispiel wird die Endlage des Greifers 3 automatisch auf die jeweilige Papierdicke abgestimmt.
Fig. 4 zeigt eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Greifereinrichtung 1, wobei die Öffnung bzw. die Schließung des Greifers 3 über Elektromagnete 22 erfolgt. Axial zu den Elektromagneten 22 ist ein Bolzen 23 angeordnet, an dessen oberem Ende starr der Greifer 3 befestigt ist. Die beiden Elektromagnete 22 arbeiten gegensinnig, so daß bei der Bestromung des einen der Greifer 3 geöffnet wird und bei der Bestromung des anderen der Greifer 3 gegen die Greiferauflage 4 gedrückt wird. Selbstverständlich ist es auch möglich nur den Öffnungs- oder den Schließmechanismus über einen Elektromagneten 22 auszuführen, während der Schließ- oder der Öffnungsmechanismus 8 über eine Feder erfolgt. Soll beispielsweise bei Ausfall eines Elektromagneten 22 zumindest gewährleistet sein, daß der Greifer 3 geöffnet wird, so ist die Feder am unteren Ende des Bolzens 23 anzubringen.
Dieser Ausführungsform mit den elektromagnetisch betätigten Greiferbewegungen hat den Vorteil, daß sie auch noch bei sehr hohen Maschinengeschwindigkeiten genügend schnell arbeitet. Über eine entsprechende Bestromung der Elektromagnete 22 läßt sich die Greiferöffnung und die Greiferendlage entsprechend der Papierdicke einstellen. Bei Kenntnis der Papierdicke ist es beispielsweise möglich, daß der Rechner 7 auf abgespeicherte Kenndaten zurückgreift oder daß diese Kenndaten in Abhängigkeit von der jeweiligen Papierdicke berechnet werden.
Neben den beschriebenen Ausführungsformen, bei denen die Greiferbewegung motorisch oder elektromagnetisch ausgeführt wird, ist es auch möglich, die Greiferbewegung hydraulisch oder pneumatisch evtl. noch in Verbindung mit Federn zu steuern. Auch sind beliebige Kombinationen zwischen den einzelnen Ansteuerarten möglich.
Bezugszeichenliste
 1 Greifereinrichtung
 2 Bogenführender Zylinder
 3 Greifer
 4 Greiferaufschlag
 5 Welle
 6 Winkelgeber
 7 Rechner
 8 Öffnungs- und/oder Schließmechanismus
 9 Papierlage-Kontrolleinrichtung
10 Motor
11 Abtriebsachse
12 Hülse mit Innengewinde
13 Trägerstange
14 Führungshülse
15 Stift
16 Langloch
17 Stift
18 Stirnrad
19 Zahnstange
20 Führungsschiene
21 Eingabevorrichtung
22 Elektromagnete
23 Bolzen

Claims (17)

1. Greifereinrichtung an bogenverarbeitenden Maschinen, dadurch gekennzeichnet,
daß eine Steuerungsvorrichtung vorgesehen ist, die die Greifer (3, 4) ansteuert, wobei die Steuerungsvorrichtung aus mindestens einem Geber (6), einem Öffnungs- und/oder Schließmechanismus (8) für die Greifer (3) und einem Rechner (7) besteht, und
daß der Steuerungsvorrichtung bei vorgegebenen Maschinenstellungen den Öffnungs- und/oder Schließmechanismus (8) betätigt.
2. Greifereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei dem Geber um einen Drehwinkelgeber (6) handelt.
3. Greifereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei dem Geber um einen Papierlage-Erkennungs­ sensor (9) handelt.
4. Greifereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Öffnungs- und Schließmechanismus (8) ein Elektromagnet (22) vorgesehen ist.
5. Greifereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß als Öffnungsmechanismus eine Feder und
daß als Schließmechanismus ein Elektromagnet (22) vorgesehen ist.
6. Greifereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß als Öffnungsmechanismus ein Elektromagnet (22) und
daß als Schließmechanismus eine Feder vorgesehen ist.
7. Greifereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Motor (10) den Öffnungs- und/oder Schließmechanismus (8) betätigt.
8. Greifereinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet,
daß an der Abtriebsachse (11) des Motors (10) eine Hülse (12) mit Innengewinde angebracht ist und
daß eine mit dem Greifer (3) starr verbundene Trägerstange (13) in das Gewinde der Hülse (10) derart eingreift, daß sich der Greifer (13) je nach Drehrichtung des Motors (10) öffnet oder schließt.
9. Greifereinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet,
daß die Trägerstange (13) für den Greifer (3) durch eine Führungshülse (14) geführt ist und
daß ein an der Trägerstange (13) angebrachter Stift (15) in ein Langloch (16) der Führungshülse (14) eingreift und die Trägerstange (13) gegen Verdrehen sichert.
10. Greifereinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet,
daß die Abtriebsachse (11) des Motors (10) ein Stirnrad (18) trägt,
daß eine Zahnstange (19) vorgesehen ist, die mit dem Greifer (3) starr verbunden ist, und
daß das Stirnrad (18) in die Zahnstange (1) derart eingreift, daß sich der Greifer (3) je nach Drehrichtung des Motors (10) öffnet oder schließt.
11. Greifereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Öffnungs- und/oder Schließmechanismus (8) hydraulisch gesteuert ist.
12. Greifereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Öffnungs- und/oder Schließmechanismus (8) pneumatisch gesteuert ist.
13. Greifereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß eine Eingabevorrichtung (21) zur Eingabe von papierspezifischen und/oder druckmaschinenspezifischen Parametern vorgesehen ist und
daß der Steuerungsvorrichtung in Abhängigkeit von dem Parameter Papierbreite die für den Papiertransport erforderlichen Greifer (3) betätigt.
14. Greifereinrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet,
daß in einem dem Rechner (7) zugeordneten Speicher die Greiferendlage in Abhängigkeit von dem Parameter "Papierdicke" gespeichert ist und
daß der Steuerungsvorrichtung die errechnete oder experimentell bestimmte Greiferendlage in Abhängigkeit von dem Parameter "Papierdicke" ansteuert.
15. Greifereinrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Greiferöffnung beliebig steuerbar ist.
16. Greifereinrichtung nach Anspruch 1 oder 11, dadurch gekennzeichnet,
daß mindestens eine Papierlage-Kontrolleinrichtung (9) mindestens einem bogenführenden Zylinder (2) zugeordnet ist und
daß bei einer Abweichung der Ist-Position einer Bogenvorderkante oder Bogenhinterkante von der jeweiligen Sollposition die Steuerungsvorrichtung die Öffnungs- und/oder Schließzeitbewegungen der Greifer (3) entsprechend steuert.
17. Greifereinrichtung nach Anspruch 1 oder 11, dadurch gekennzeichnet,
daß eine Papierlage-Kontrolleinrichtung (9) die Bogenkanten überwacht und
daß bei Erkennung einer Bogenschräglage auf einem bogenführenden Zylinder (2) die Steuervorrichtung die dem entsprechenden bogenführenden Zylinder (2) zugeordneten Greifer (3) entsprechend ansteuert, so daß die Bogenschräglage weitestgehend kompensiert wird.
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