DE4214675A1

DE4214675A1 - Einrichtung zur einstellung eines schneidmessers zum trennen von materialbahnen

Info

Publication number: DE4214675A1
Application number: DE19924214675
Authority: DE
Inventors: Markus Gerstenberger; Uwe Dr Tessmann; Peter Gamperling
Original assignee: Heidelberger Druckmaschinen AG
Current assignee: Heidelberger Druckmaschinen AG
Priority date: 1992-05-02
Filing date: 1992-05-02
Publication date: 1993-11-04
Anticipated expiration: 2012-05-03
Also published as: GB9308889D0; GB2266487A; JP3436563B2; JPH0631684A; FR2690643B1; FR2690643A1; GB2266487B; DE4214675C2

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zur Einstellung eines Schneidmessers zum Trennen von Materialbahnen, insbesondere bei Querschneidevorgängen in Verarbeitungsmaschinen, die einer Rotationsdruckmaschine nachgeordnet sind.

DE 29 22 164 C2 zeigt einen Querschneider zum Schneiden von Bögen aus Papier, Karton oder dergleichen. Auf zwei rotierenden Messertrommeln gelagerte Messer geraten bei jedem Umlauf der Trommeln paarweise in den Schnitteingriff. Eines der paarweise zusammenwirkenden Messer einer Messertrommel ist mit Klemmkeilen und Klemmbolzen in der Messertrommel eingespannt. Das die Einspannstelle überragende frei liegende Messerende kann durch eine Vielzahl über die Breite des Messers angeordneter, aneinanderliegender Ziehkeile gegen das andere Messer angestellt werden. Ungünstig bei dieser Ausführungsform ist einerseits, daß die Veränderung der Messereinstellung manuell über ein Einwirken auf eine Vielzahl von Schrauben und Ziehkeile erfolgt. Dies bedeutet längere Rüstzeiten bei Änderung der Schnittbedingungen. Andererseits ist nachteilig, daß zu einer eventuell erforderlichen Korrektur der Messeranstellung keinerlei Korrekturvorgaben vorliegen; die Güte der Korrektur ist mithin in das subjektive Ermessen der Maschinenbedienung gestellt.

Ausgehend vom Stande der Technik liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, die Ermittlung der korrekten Schneidmessereinstellung zu vereinfachen und die dazu nötige Rüstzeit herabzusetzen.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch nachfolgende Merkmale gelöst;

- eine stationär angeordnete Messerhalterung ist gegenüber der Rotationsachse des rotierenden Zylinders verschränkt angeordnet;
- die stationär angeordnete Messerhalterung ist über zwei Sensoren auf einer Traverse gelagert und
- die Berechnung einer momentanen Schnittkraft erfolgt aus Signalen der Sensoren in einer Auswerteeinheit.

Neben einer Senkung des Geräuschpegels sowie einer Verminderung der Schwingungsanregung durch eine verschränkte Anordnung einer Messerhalterung in bezug auf eine Rotationsachse kann mit einem minimalen Sensoraufwand der Verlauf der Schnittkraft entlang des sich über die gesamte Messerbreite erstreckenden Schnittes bestimmt werden. Dazu sind lediglich die Signale der Sensoren notwendig, die zu jedem Zeitpunkt bei sich in axialer Richtung änderndem Ort des Schnittes, Signale zur Auswerteeinheit übermitteln. In weiterer Ausgestaltung des der Erfindung zugrunde liegenden Gedankens ist dem rotierenden Zylinder eine Einrichtung zur Drehwinkelmessung zugeordnet. Neben den Signalen der Sensoren kann der Auswerteeinheit nunmehr auch eine Information über die Drehlage des rotierenden Zylinders übermittelt werden. Damit ist eine Zuordnung der ermittelten Schnittkraft zur entsprechenden Zone der Messerhalterung möglich.

Weiterhin ist vorgesehen, daß die Messerhalterung in mehrere Schneidzonen aufgeteilt ist. Den einzelnen Schneidzonen sind Stellorgane zugeordnet, über welche ferngesteuert die Positionen einzelner Bereiche eines Untermessers zonenweise variierbar sind. Die Fernsteuerung der einzelnen Stellorgane

- beispielsweise realisiert durch getrennt voneinander ansteuerbare Stellmotoren - erlaubt eine gezielte Einflußnahme auf eine Schneidzone. Korrekturen können auf Knopfdruck im Schleichgang der Maschine ausgeführt werden, ohne daß es zeitraubender, manuell durchzuführender Verstellungen bedarf.

In Ausgestaltungen des Gegenstandes der Erfindung ist vorgesehen, die Sensoren als Kraftmeßringe oder ähnlichem auszuführen. Die Verwendung dieser Bauteile als Kraftsensoren ermöglicht eine Anpassung der Signalcharakteristika an individuelle Anforderungen und macht eine kostengünstige Herstellung der erfindungsgemäßen Einrichtung möglich. Beim Einsatz einer Einrichtung zur Drehwinkelmessung bestimmt die Auswerteeinheit aus Signalen der Sensoren und aus einem Signal der Einrichtung zur Drehwinkelmessung die auftretende Schnittkraft zonenweise und zeigt diese auf einem Display an. Ferner werden aus Abweichungen der zonal ermittelten Schnittkraft von zonalen Sollwerten der Schnittkraft Korrekturwerte für die zonalen Stellorgane auf dem Display angezeigt. Dadurch ist es dem Drucker möglich, ausgehend von einer ersten näherungsweisen Einstellung des Untermessers unmittelbar zur korrekten Schneidmessereinstellung zu gelangen, ohne daß unnötige Rüstzeiten anfallen und mit einer nicht korrekten Schneidmessereinstellung Makulatur produziert wird.

In einer anderen Variante des Erfindungsgegenstandes ist es ohne Verwendung einer Einrichtung zur Drehwinkelmessung möglich, in der Auswerteeinheit aus der zeitlichen Änderung der Signale der Sensoren mittels Interpolation zwischen Signalflanken eine der betreffenden Schneidzone entsprechende Schnittkraft zu bestimmen und zonenweise auf dem Display darzustellen.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert, wobei

Fig. 1 einen rotierenden Zylinder mit zugeordneter Messerhalterung eines Untermessers und

Fig. 2 eine Auswerteeinheit mit nachgeschaltetem Display zeigt.

Ein rotierender Zylinder 1 nimmt auf seinem Umfang mindestens ein Obermesser 3 auf. Der Zylinder 1 rotiert um seine Rotationsachse 2. An einer Stirnseite des Zylinders 1 kann zur Feststellung der exakten Drehlage des Zylinders 1 eine Einrichtung zur Drehwinkelmessung 4 vorgesehen sein. Unterhalb des Zylinders 1 ist eine Traverse 9 befestigt. Auf dieser Traverse ruht, von zwei Sensoren 7 und 8 aufgenommen, eine Messerhalterung 6, die ein Untermesser 5 aufnimmt. Bezogen auf die Rotationsachse 2 des Zylinders 1 ist die Messerhalterung 6 verschränkt angeordnet, so daß der Zylinder 1 für einen vollständigen, die vollständige Materialbahnbreite übergreifenden Schnitt um den Winkel dϕ drehen muß. Durch die Verschränkung der Messerhalterung 6 in bezug auf die Rotationsachse 2 des Zylinders 1 ist eine Senkung des Geräuschpegels sowie eine Verminderung der Schwingungsanregung gegeben. Die Messerhalterung 6 ist ihrerseits in Schneidzonen 6a eingeteilt, die nebeneinander angeordnet sind und sich über die axiale Ausdehnung des Untermessers 5 erstrecken. Jeder Schneidzone 6a ist ein Stellorgan 6b zugeordnet, welches beispielweise als eine Einstellschraube ausgeführt sein kann. Diese können - versehen mit einem Feingewinde - innerhalb der jeweiligen Schneidzone 6a bewegt werden und wirken auf die den jeweiligen Schneidzonen 6a entsprechenden Abschnitte des Untermessers 5 ein. Zur Fernsteuerung der Stellorgane 6b können diese an ihren der Messerhalterung 6 abgewandten Enden als Option mit Wellen von Stellmotoren verbunden sein; jedem der Stellorgane 6b kann in diesem speziellen Fall ein Stellmotor zugeordnet sein, über welchen dann auf jede Schneidzone 6a nebenwirkungsfrei eingewirkt werden kann.

Unterhalb der Messerhalterung 6 sind die Sensoren 7 und 8 zu erkennen. Diese sind im in Fig. 1 gezeigten Beispiel als Kraftmeßringe ausgebildet. Es wären allerdings auch Dehnungsmeßstreifen oder andere Sensoren zur Kraftmessung verwendbar, deren Ausgangssignale an einer Auswerteeinheit übermittelt werden können. Unterhalb der Sensoren 7 und 8 ist eine Traverse 9 zu erkennen, die maschinenfest angeordnet, als Lagerstelle der Messerhalterung 6 fungiert.

Fig. 2 zeigt eine Auswerteeinheit mit nachgeschaltetem Display.

Die Signale der Einrichtung zur Drehwinkelmessung 4, des Sensors A, hier mit 7 bezeichnet, sowie des mit 8 bezeichneten Sensors B werden einer Auswerteeinheit 10 übermittelt. Ein der Auswerteeinheit 10 nachgeschaltetes Display 11 zeigt die ermittelten Werte zonenweise an. Im Rahmen einer Voreinstellung werden der Auswerteeinheit 10 zunächst Daten über die Sollwerte einer Schnittkraft einer speziellen, zu verarbeitenden Bedruckstoffsorte übermittelt. Dies kann auftragsspezifisch oder kundenspezifisch - je nach Erfordernissen - erfolgen. Nach einer ersten näherungsweise vorgenommenen Einstellung des Untermessers 5 erfolgt ein Schnitt durch beide Messer. Da die Messerhalterung 6 verschränkt zur Rotationsachse 2 des Zylinders 1 angeordnet ist, muß zur Durchführung eines vollständigen Schnittes eine Drehung des Zylinders 1 um den Winkel dϕ erfolgen. Dadurch kann pro Schneidzone 6a aus den Signalen der Sensoren 7 und 8 eine Schnittkraft ermittelt werden. Diese Schnittkraft kann durch die Signale der Einrichtung zur Drehwinkelmessung 4 genau einer Schneidzone 6a zugeordnet werden. Bei vollständiger Durchführung eines Schnittes kann so ein vollständiger Schnittkraftverlauf von Schneidzone I bis Schneidzone N ermittelt werden. Auf dem Display 11 kann dieser zonenweise Schnittkraftverlauf dem Drucker angezeigt werden. Aus einem Vergleich von Sollwert und tatsächlich vorliegenden Schnittkraftwerten können pro Schneidzone 6a Abweichungen ermittelt werden. Diese Abweichungen werden dem Drucker via Display 11 angezeigt und als Korrekturwerte gespeichert. Der Drucker kann nunmehr die gespeicherten Korrekturwerte an seinem Maschinenleitstand oder am Querschneider unmittelbar freigeben, so daß, falls vorgesehen, die entsprechenden Stellmotoren aktiviert werden. Nunmehr ist eine korrekte Schneidmessereinstellung gegeben, so daß die Produktion aufgenommen werden kann. Durch die drehwinkelabhängige Schnittkraftmessung kann ein minimaler Sensoraufwand realisiert werden, da nicht jede der Schneidzonen 6a mit einem separaten Sensor versehen werden muß.

Eine andere Möglichkeit zur Schnittkraftermittlung mit der erfindungsgemäßen Einrichtung sei nachfolgend umrissen.

Wird die Einrichtung zur Drehwinkelmessung 4 nicht verwendet, so kann eine Schnittkraftberechnung in der Auswerteeinheit 10 aus einer Flankenauswertung der Signale der Sensoren 7 und 8 erfolgen. Aus der zeitlichen Änderung des Signals, z. B. Anstieg in Zone 1, Abfall in Zone N, kann die Ermittlung der Schnittkraft in der jeweiligen Schneidzone 6a durch eine Interpolation zwischen den Flanken der Signale erfolgen. Die interpolierten Werte der Schnittkraft können ebenfalls zonenweise auf dem Display 11 angezeigt werden. Wie oben bereits erwähnt, können die Abweichungen der zonenweise ermittelten Schnittkräfte von den zonenweise vorgegebenen Sollwerten der Schnittkräfte ermittelt und als Korrekturwerte abgelegt werden. Zur Verbesserung der Einstellung des Schneidmessers können, falls Stellmotoren vorgesehen sind, diese zur Bewegung der Stellorgange 69 mit den Korrekturwerten beaufschlagt werden und eine korrekte Anstellung der Messer zueinander - entsprechend der Sollwertvorgabe - gewährleisten.

Falls eine manuelle Anstellung der Stellorgane 69 erfolgt, können deren Korrekturwerte zonenweise vom Display 11 abgelesen und manuell - per Drehung einer Stellschraube - umgesetzt werden.

Bezugszeichenliste

1 Zylinder
2 Rotationsachse
3 Obermesser
4 Einrichtung zur Drehwinkelmessung
5 Untermesser
6 Messerhalterung
6a Schneidzone
6b Stellorgan
7 Sensor A
8 Sensor B
9 Traverse
10 Auswerteeinheit
10a Verstärker
10b Elektronik
11 Display

Claims

1. Einrichtung zur Einstellung eines Schneidmessers zum Trennen von Materialbahnen, wobei ein Messer von einem rotierenden Zylinder aufgenommen ist und ein mit diesem zusammenarbeitendes Messer in einer stationär angeordneten Messerhalterung aufgenommen ist, mit nachfolgenden Merkmalen:
1.1 die stationär angeordnete Messerhalterung (6) ist gegenüber der Rotationsachse (2) des rotierenden Zylinders (1) verschränkt angeordnet;
1.2 die stationär angeordnete Messerhalterung (6) ist über zwei Sensoren (7, 8) auf eine Traverse (9) gelagert und
1.3 die Berechnung einer momentanen Schnittkraft erfolgt aus den Signalen der Sensoren (7, 8) in einer Auswerteeinheit (10).

2. Einrichtung zur Einstellung eines Schneidmessers gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dem rotierenden Zylinder (1) eine Einrichtung zur Drehwinkelmessung (4) zugeordnet ist.

3. Einrichtung zur Einstellung eines Schneidmessers gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Messerhalterung (6) in mehrere Schneidzonen (6a) eingeteilt ist.

4. Einrichtung zur Einstellung eines Schneidmessers gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß den einzelnen Schneidzonen (6a) Stellorgane (6b) zugeordnet sind, über welche ferngesteuert die Positionen einzelner Bereiche eines Untermessers (5) zonenweise variierbar sind.

5. Einrichtung zur Einstellung eines Schneidmessers gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Sensoren (7, 8) als Kraftmeßringe ausgeführt sind.

6. Einrichtung zur Einstellung eines Schneidmessers gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß für die Sensoren (7, 8) Dehnungsmeßstreifen verwendet werden.

7. Einrichtung zur Einstellung eines Schneidmessers gemäß den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswerteeinheit (10) aus Signalen der Sensoren (7, 8) und einem Signal der Einrichtung zur Drehwinkelmessung (4) die auftretende Schnittkraft zonenweise bestimmt und auf einem Display (11) anzeigt.

8. Einrichtung zur Einstellung eines Schneidmessers gemäß Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß aus Abweichungen der zonal ermittelten Schnittkraft vom zonalen Sollwert der Schnittkraft Korrekturwerte für die zonalen Stellorgane (6b) auf einem Display (11) angezeigt werden.

9. Einrichtung zur Einstellung eines Schneidmessers gemäß den Ansprüchen 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß in der Auswerteeinheit (10) aus der zeitlichen Änderung der Signale der Sensoren (7, 8) mittels Interpolation zwischen Signalflanken eine der betreffenden Schneidzone (6a) entsprechende Schnittkraft bestimmbar ist und zonenweise auf dem Display (11) darstellbar ist.