DE4305088A1

DE4305088A1 - Vorrichtung zur Steuerung der Seitenlage einer Materialbahn

Info

Publication number: DE4305088A1
Application number: DE4305088A
Authority: DE
Inventors: George Chai-Schih Kung; Daniel Paul Gagne; Fred Nicholas Mirabelle
Original assignee: Heidelberger Druckmaschinen AG
Current assignee: Heidelberger Druckmaschinen AG
Priority date: 1992-03-23
Filing date: 1993-02-19
Publication date: 1993-09-30
Also published as: CN1028628C; GB9302979D0; FR2689490B1; FR2689490A1; GB2265361A; GB2265361B; JPH0616296A; CN1076666A

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Steuerung der Seitenanlage einer Materialbahn, insbesondere während die Materialbahn den Trockner einer Rollen-Rotationsdruckmaschine durchläuft, wobei die Materialbahn schwebend zwischen zwei Anordnungen von quer zur Laufrichtung der Materialbahn angeordneten Blaslufttraversen geführt wird.

Nachdem die Papierbahn in den Druckwerken einer Rollen-Rotationsdruckmaschine beidseitig mit den gewünschten Sujets bedruckt worden ist, läuft sie durch den Trockner. Im Trockner wird die frisch bedruckte Papierbahn zwischen einer oberen und einer unteren Anordnung von Blaslufttraversen hindurchgeleitet. Durch die beidseitige Beströmung mit aufgeheizter Blasluft wird einerseits erreicht, daß die Papierbahn schwebend zwischen den Anordnungen der Blaslufttraversen hindurchgeführt wird, andererseits wird durch die Aufheizung der Trocknungsprozeß der Druckfarbe auf dem Papier beschleunigt.

Die Verweilzeit eines Bahnabschnittes im Trockner muß so bemessen sein, daß die Druckfarbe auf der Papierbahn am Trocknerausgang getrocknet ist, da sie sonst beim Kontakt mit der Oberfläche der nachfolgenden Kühlwalzen abschmiert. Der Wunsch, die Rollen-Rotationsdruckmaschinen mit höheren Geschwindigkeiten zu fahren, ist daher unmittelbar an die Bedingung geknüpft, die Trocknerlänge entsprechend zu vergrößern.

Eine Verlängerung der Trocknerstrecke bringt jedoch erhebliche Probleme im Hinblick auf die Stabilität der Bahnführung im Trockner mit sich. Dabei ist eine exakte Registereinstellung für die nachfolgende Weiterverarbeitung der Papierbahn unerläßlich. Die Ursache für einen schrägen Bahnverlauf im Trockner, also die Ursache für eine Abweichung der Bahn aus ihrer Sollage, liegt beispielsweise in einer Fehleinstellung mechanischer Teile des Trockners. Besonders kritisch erweist sich die Bahnführung, wenn die Papierbahn nicht dem maximalen Bahnformat entspricht. Turbulenzen, die an den Bahnkanten auftreten, üben Kräfte auf die Papierbahn aus, die eine seitliche Verschiebung der Papierbahn aus ihrer Sollage bewirken. Ähnliche Effekte werden durch die Absaugung der mit Lösungsmitteln verunreinigten Luft aus dem Trockner hervorgerufen, insbesondere dann, wenn die Umluftmotoren des Trockners eingeschaltet oder hochgeschaltet werden.

In der US-PS 38 26 416 wird eine Vorrichtung zur Bahnkantenregelung einer endlosen Materialbahn beschrieben. Nachdem die Materialbahn schwebend eine Einrichtung durchlaufen hat, wird sie in Kontakt mit einer Regulierwalze gebracht.

Diese Regulierwalze ist schwenkbar um die Achse senkrecht zu der Ebene gelagert, in der die Materialbahn läuft. Bei einer Schräglage der Bahn, die über einen Detektor erkannt wird, wird die Regulierwalze geschwenkt, wodurch auf eine der Bahnkanten eine erhöhte Zugspannung ausgeübt wird. Entsprechend der notwendigen Korrektur der Bahnlage wird eine Abweichung aus der Sollage auf diese Weise kompensiert.

Nachteilig wirkt sich bei dieser Vorrichtung aus, daß der seitlichen Verschiebung der Materialbahn erst nach dem Durchlauf durch den Trockner entgegengewirkt wird. Besonders bei langen Trocknerstrecken führen jedoch bereits geringfügige Abweichungen aus der Sollage am Trocknereingang oder im Trockner zu einer erheblichen Schräglage am Trocknerausgang. Die Schräglage kann so groß werden, daß die Abweichungen von der Regulierwalze nicht mehr ausgeglichen werden können, ohne daß eine einseitig hohe Zugspannung zu einem Reißen der Bahn führen würde.

In der DE-OS 26 44 618 wird eine Vorrichtung vorgeschlagen, bei der die seitliche Führung der Materialbahn nicht über Festkörperberührung am Trocknerausgang erfolgt, sondern über unterschiedliche Blasluftbeaufschlagung der Materialbahn beiderseits der Mittellinie. Eine stärkere Wellung der Bahn auf einer Seite führt zu einer einseitigen scheinbaren Verkürzung und die Bahn wird zu der Seite mit der stärkeren Wellung hinübergezogen. Ungünstig erweist sich bei der vorgeschlagenen Vorrichtung, daß die vom Blasluftstrom auf die Materialbahn übertragene Kraft quadratisch vom Düsenradius abhängt. Geringfügige Änderungen der Düsenöffnung führen daher bereits zu beträchtlichen Änderungen der Blasluftverhältnisse auf beiden Seiten der Materialbahn. Eine Bahnführung ist daher mit der in der DE-OS 26 44 618 gezeigten Vorrichtung nur in grobem Rahmen möglich. Wie in der Schrift selbst angesprochen, arbeitet die Vorrichtung auch nur in Verbindung mit der Führung der Bahn über eine Regulierwalze am Trocknerausgang genügend genau.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Vorrichtung zur kontaktlosen seitlichen Führung einer Materialbahn zu schaffen.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß mindestens ein fotoelektrischer Sensor (Bahnkantensensor) zur Erfassung einer Bahnkante der Materialbahn vorgesehen ist, daß eine Abweichung der Lage der Bahnkante von einem vorgegebenen Sollwert einer Regeleinrichtung zugeleitet wird und daß die Regeleinrichtung eine Schwenkung mindestens einer der Anordnungen der Blaslufttraversen um die Längsachse auslöst, wodurch eine seitliche Kraftkomponente auf die Materialbahn einwirkt, die die Abweichung der Materialbahn von der Sollage kompensiert.

Eine vorteilhafte Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung sieht vor, daß die obere Anordnung der Blaslufttraversen starr befestigt ist und daß die untere Anordnung der Blaslufttraversen relativ zur oberen Anordnung der Blaslufttraversen beweglich angeordnet ist.

Eine Steuerung der auf die Papierbahn übertragenen seitlichen Kraftkomponente wird durch eine Schrägstellung der oberen und/oder der unteren Anordnung der Blaslufttraversen erreicht. Vorteilhaft ist hierbei die Ausführungsform, bei der die untere Anordnung bezüglich der oberen Anordnung der Blaslufttraversen über Kabel und Rollen verstellt wird. Die Steuerung der Höhen- bzw. Schrägverstellung selbst erfolgt über Stellmotoren, die mit den Kabeln gekoppelt sind.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, mechanische Stopper an den Ecken mindestens einer der Anordnungen der Blaslufttraversen anzubringen. Auf diese Art und Weise wird sichergestellt, daß ein minimaler Abstand beider Anordnungen voneinander nicht unterschritten wird, so daß die Papierbahn nicht in Kontakt mit den Blaslufttraversen kommt.

Alternativ zur Version einer Verstellung der unteren Anordnung der Blaslufttraversen über Kabel und Rollen wird vorgeschlagen, die obere starr befestigte Anordnung der Blaslufttraversen über Gewindespindeln mit der unteren Anordnung der Blaslufttraversen zu verbinden. Die Gewindespindeln selbst werden von Stellmotoren getrieben.

Eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung sieht vor, den Bahnkantensensor am Trocknerausgang oder an der ersten Kühlwalze, also ebenfalls nahe dem Trocknerausgang, anzuordnen. Hierdurch wird exakt die im Trockner zu kompensierende Abweichung aus der Sollage erfaßt.

Obwohl die erfindungsgemäße Vorrichtung im folgenden speziell für die Bahnführung in einem Trockner einer Rollen-Rotationsdruckmaschine beschrieben ist, ist sie ganz allgemein dort einsetzbar, wo über große Strecken eine berührungslose Bahnführung/Bahnregelung erforderlich ist.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung wird anhand der nachfolgenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Draufsicht auf die Anordnungen der Blaslufttraversen,

Fig. 2 einen Schnitt gemäß der Kennzeichnung AA′ in Fig. 1,

Fig. 3 einen Querschnitt der verstellbaren Anordnungen der Blaslufttraversen,

Fig. 4a eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung, wobei die Verstellung der Anordnungen der Blaslufttraversen über Kabel und Rollen erfolgt und

Fig. 4b eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung, wobei die Verstellung der Anordnungen der Blaslufttraversen über Gewindespindeln erfolgt.

In Fig. 1 sind die obere und die untere Anordnung der Blaslufttraversen 3, 4 in Draufsicht dargestellt. Die Blaslufttraversen 2 der Anordnungen der Blaslufttraversen 3, 4 sind quer zur Laufrichtung (Y-Richtung) der Materialbahn 1 angeordnet und in Laufrichtung gegeneinander versetzt. Letzteres stellt eine Vorsichtsmaßnahme dar, die verhindern soll, daß bei ungleichmäßiger Beaufschlagung der Blaslufttraversen 2 mit Blasluft die Materialbahn 1 in Kontakt mit den Blaslufttraversen 2 einer der Anordnungen 3, 4 kommt. Zusätzlich wird durch die sinusförmige Bewegung der Materialbahn zwischen den Anordnungen der Blaslufttraversen 3, 4 hindurch die Verweilzeit eines Bahnabschnitts im Trockner verlängert. Die Blasluftdüsen, die Zuführleitungen für die Blasluft und das Gehäuse des Trockners sind übrigens in den Zeichnungen nicht dargestellt.

Die Sollage der Materialbahn 1 zwischen den Anordnungen der Blaslufttraversen 3, 4 ist in der Zeichnung gestrichelt gezeichnet.

Durch Störeffekte, beispielsweise durch eine Verstellung eines mechanischen Teils des Trockners oder durch eine ungleichmäßige Beströmung der Materialbahn 1 mit Blasluft, wird die Materialbahn 1 im Trockner um die Strecke Δx seitlich verschoben. Der Bahnkantensensor 5 registriert die Ist-Lage XIst der Materialbahn 1.

Fig. 2 zeigt den Querschnitt gemäß der Kennzeichnung AA′ in Fig. 1. Die Materialbahn 1 läuft mittig zwischen einer oberen und einer unteren Anordnung der Blaslufttraversen 3, 4 hindurch und ist seitlich um die Strecke Δx verschoben. Der Bahnkantensensor 5 erfaßt die Ist-Lage XIst der Materialbahn 1 und leitet diesen Wert XIst der Summierstelle 6 zu. Bei 6 wird aus vorgegebenem Sollwert XSoll und gemessenem Istwert XIst die seitliche Verschiebung Δx der Materialbahn 1 berechnet. Die Verschiebung Δx wird einer Regeleinrichtung 7 zugeleitet, die entsprechend der Größe der Verschiebung die Stellmotoren 17, 18, 19, 20 ansteuert. Die Stellmotoren selbst sind über die in den Fig. 4a und 4b dargestellten Einrichtungen mit der unteren Anordnung der Blaslufttraversen 4 verbunden und verstellen diese bezüglich der oberen Anordnung der Blaslufttraversen 3 derart, daß die Verschiebung Δx der Materialbahn 1 aus ihrer Sollage kompensiert wird.

In Fig. 3 ist skizziert, wie das erfindungsgemäße Verfahren zur Steuerung einer Materialbahn 1 während des Durchlaufs durch den Trockner einer Rollen-Rotationsdruckmaschine funktioniert. Die Einrichtungen zur Erkennung, Rückmeldung und Regelung der Bahnlage im Trockner sind in Fig. 3 nicht gesondert dargestellt. Entsprechend der ermittelten Abweichung aus der Sollage Δx werden von der Regeleinrichtung 7 Stellsignale zu den Stellmotoren 17, 18, 19, 20 geleitet, die eine Schrägverstellung der unteren Anordnung der Blaslufttraversen 3 veranlassen. Durch die Schrägstellung der unteren Anordnung der Blaslufttraversen 4 relativ zur oberen Anordnung der Blaslufttraversen 3 wirkt auf die Materialbahn 1 eine seitliche Kraft F in Richtung Bedienerseite. Diese Kraft ist von der Regeleinrichtung 7 so bemessen, daß sie die seitliche Abweichung Δx der Materialbahn 1 aus ihrer Sollage kompensiert.

Die Fig. 4a und 4b zeigen zwei mögliche Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Steuerung einer Materialbahn während des Durchlaufs durch den Trockner einer Rollen-Rotationsdruckmaschine. In beiden Fällen ist die obere Anordnung der Blaslufttraversen 3 starr im Trockner befestigt, während die untere Anordnung der Blaslufttraversen 4 bezüglich der oberen Anordnung der Blaslufttraversen 3 verstellt werden kann.

In Fig. 4a sind Kabel 13, 14, 15, 16 fest mit den Enden der Holme 27, 28 der unteren Anordnung der Blaslufttraversen 4 verbunden. Die Kabel 13, 14, 15, 16 sind durch Bohrungen in den Enden der Holme 25, 26 der oberen Anordnung der Blaslufttraversen 3 geführt und laufen über Rollen 9, 10, 11, 12 zu den in Fig. 4a nicht dargestellten Stellmotoren. Auf einen entsprechenden Stellbefehl der ebenfalls nicht gezeichneten Regeleinrichtung 7 wird die untere Anordnung der Blaslufttraversen 4 auf der Bediener- oder der Maschinenseite angehoben, bzw. abgesenkt. Die mechanischen Stopper 8 an den Enden der Holme 25, 26 stellen sicher, daß ein minimaler Abstand der beiden Anordnungen der Blaslufttraversen 3, 4 nicht unterschritten wird, so daß die Materialbahn 1 stets berührungslos zwischen den beiden Anordnungen der Blaslufttraversen 3, 4 hindurchgeführt werden kann.

Bei dem in Fig. 4b dargestellten Ausführungsbeispiel ist die untere Anordnung der Blaslufttraversen 4 über Gewindespindeln 21, 22, 23, 24 mit der oberen starr befestigten Anordnung der Blaslufttraversen 3 verbunden. Die Gewindespindeln 21, 22, 23, 24 sind in gelenkig gelagerten Muttern, die in Bohrungen an den Enden der Holme 25, 26 der oberen Anordnung der Blaslufttraversen 3 und der Holme 27, 28 der unteren Anordnung der Blaslufttraversen 4 eingepaßt sind, geschraubt. Entsprechend den von der Regeleinrichtung 7 kommenden Stellbefehlen veranlassen die Stellmotoren 17, 18 auf der Maschinenseite, bzw. die Stellmotoren 19, 20 auf der Bedienerseite, eine Schrägstellung der unteren zur oberen Anordnung der Blaslufttraversen 3, 4. Da bei dieser Art der Verbindung der beiden Anordnungen der Blaslufttraversen 3, 4 ein möglicher Verstellbereich durch das Spiel der gelenkig gelagerten Muttern vorgegeben ist, kann auf die mechanischen Stopper 8 an den Enden der Holme 25, 26 der oberen Anordnung der Blaslufttraversen 3 verzichtet werden.

Teileliste

1 Materialbahn
2 Blaslufttraverse
3 obere Anordnung der Blaslufttraversen
4 untere Anordnung der Blaslufttraversen
5 Bahnkantensensor
6 Summierstelle
7 Regeleinrichtung
8 mechanischer Stopper
9 Rolle
10 Rolle
11 Rolle
12 Rolle
13 Kabel
14 Kabel
15 Kabel
16 Kabel
17 Stellmotor
18 Stellmotor
19 Stellmotor
20 Stellmotor
21 Gewindespindel
22 Gewindespindel
23 Gewindespindel
24 Gewindespindel
25 Holm
26 Holm
27 Holm
28 Holm

Claims

1. Vorrichtung zur Steuerung der Seitenlage einer Materialbahn, insbesondere während die Materialbahn den Trockner einer Rollen-Rotationsdruckmaschine durchläuft, wobei die Materialbahn schwebend zwischen zwei Anordnungen von quer zur Laufrichtung der Materialbahn angeordneten Blaslufttraversen geführt wird, dadurch gekennzeichnet,
daß mindestens ein fotoelektrischer Sensor (Bahnkantensensor) (5) zur Erfassung einer Bahnkante der Materialbahn (1) vorgesehen ist,
daß eine Abweichung Δx der Lage der Bahnkante von einem vorgegebenen Sollwert XSoll einer Regeleinrichtung (7) zugeleitet wird,
und daß die Regeleinrichtung (7) eine Schwenkung mindestens einer der Anordnungen der Blaslufttraversen (3, 4) um die Längsachse auslöst, wodurch eine seitliche Kraftkomponente (F) auf die Materialbahn (1) einwirkt, die die Abweichung der Materialbahn (1) von der Sollage kompensiert.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die obere Anordnung der Blaslufttraversen (3) starr befestigt ist, während die untere Anordnung der Blaslufttraversen (4) um ihre Längsachse schwenkbar ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die untere Anordnung der Blaslufttraversen (4) über Kabel (13, 14, 15, 16), Rollen (9, 10, 11, 12,) und Stellmotoren (17, 18, 19, 20) in Höhe und Schräglage bezüglich der oberen Anordnung der Blaslufttraversen (3) verstellbar ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß mechanische Stopper (8) zumindest an den Enden der Holme (25, 26) der oberen Anordnung der Blaslufttraver sen (3) angebracht sind.

5. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die untere Anordnung von Blaslufttraversen (4) über Gewindespindeln (21, 22, 23, 24) und Stellmotoren (17, 18, 19, 20) in der Höhe und in der Schräglage bezüglich der oberen Anordnung der Blaslufttraversen (3) verstellbar ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Bahnkantensensor (5) zur Erfassung einer Bahnkante am Trocknerausgang angeordnet ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Bahnkantensensor (5) zur Erfassung der Bahnkante an der ersten Kühlwalze angebracht ist.