DE4431927C2 - Verfahren und Faltvorrichtung zum Falten wenigstens einer Papierbahn entlang ihrer Längsrichtung - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Falten wenigstens einer Papierbahn entlang ihrer Längsrichtung, wobei die wenigstens eine Papierbahn von wenigstens einer Eingangswalze zu einer Ausgangs­ walze bewegt und dazwischen gefaltet wird, und wobei eine vorgewählte Spannung auf die Papierbahn ausgeübt wird.

Des weiteren betrifft die vorliegende Erfindung eine Faltvorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 mit einer Faltstation, die zwischen wenig­ stens einer Eingangswalze und einer Ausgangswalze an­ geordnet ist, wobei eine Papierbahn mit einer vorge­ wählten Spannung zwischen der wenigstens einen Ein­ gangswalze und der Ausgangswalze bewegbar ist.

Aus der DE-OS 21 22 416 ist eine Papierbahnführung in Rollenrotationsdruckmaschinen bekannt. Dadurch sollen die verschiedenen Zugspannungen der einzelnen Bahnen ausgeglichen werden, und zwar durch einen stufenlos regelbaren Motor für jede einzelne angetriebene Zug­ walze.

Bei der dort beschriebenen Papierbahnführung ist je­ doch ein Reißen der Papierbahn noch immer sehr wahr­ scheinlich.

In der JP 4-164779 (A) wird für das gleiche Problem vorgeschlagen, die Spannung einer Stoffbahn in einer Drehrolleneinheit und einer Formeinheit unabhängig voneinander einstellbar zu gestalten.

Die Gefahr eines Reißens der Stoffbahn kann dadurch jedoch ebenfalls nicht beseitigt werden.

Weiterhin ist es allgemein bekannt, daß In-line- Rollendruckmaschinen dazu verwendet werden viele Arten gedrucktes Material zu bedrucken, wie z. B. Magazine und Zeitungen. Diese Druckmaschinen können gedrucktes Material von extrem guter Qualität auf hochqualitative schwere Zellstoffpapierbahnen drucken, welche hohe Festigkeitscharakteristiken aufweisen.

Wenn schweres Zellstoffpapier bei dieser Art Druckma­ schine verwendet wird, kann der Bereich akzeptabler Spannungswerte, denen die Bahn während ihres Laufes durch die Druckmaschine ausgesetzt ist, sehr groß sein ohne daß die Gefahr eines Bahnbruches besteht. Ande­ rerseits, wenn Zeitungen auf unterschiedlichen Zei­ tungsdruckpapierqualitäten gedruckt werden, sind die Spannungshöhen bzw. Bereiche, die der Bahn auferlegt werden können, beträchtlich niedriger, als es mit dic­ keren Bahnen möglich wäre.

Während die Spannungshöhen, denen Papierbahnen von hochfester Qualität ausgesetzt werden können, deutlich größer sind als für Zeitungsdruck, sind Bahnbrüche bzw. Risse in der Druckmaschine ein Problem und zwar unabhängig von der Festigkeit der zu bedruckenden Pa­ pierbahn. Dies ist teilweise auf die Natur des Papie­ res zurückzuführen, insofern als eine Spannung gleich­ mäßig quer über die zu bedruckende Bahn verteilt ist, welche ca. 1,40 m (55 Zoll) betragen kann, wobei die Bahn in der Lage ist, Spannungshöhen bzw. Spannungs­ spitzen von mehr als 17,7 N pro laufender cm (4,53 kp pro laufender Zoll) auszuhalten. Dies kann in einer Totalspannung von mehr als 2221,2 N für eine 1,40 m (226,5 kp für eine 55 Zoll) breite Bahn resultieren. Für Papier von geringerer Festigkeit, wie z. B. Zei­ tungsdruckpapier, können die Spannungshöhen bzw. das Spannungsniveau 7,1 N pro laufender cm (1,81 kp pro laufender Zoll) in der Breite erreichen, bevor die Bahn reißen würde. In der Praxis ist es jedoch so, daß die Art der Kraft, die auf die Bahnen ausgeübt wird, wenn diese durch die Druckmaschine laufen, derart ist, daß ein Fehler der Druckmaschine eine ungleiche Aus­ übung der Spannung auf die Bahn ausübt. In der Praxis ist es deshalb mehr die Regel als die Ausnahme, daß Kräfte, die während eines Druckvorganges in einer In­ line Rollendruckmaschine aufgebracht werden, die in einem Bruch bzw. Zerreißen der Bahn resultieren, ein Ergebnis der Zentrierung der Kraft auf einen sehr kleinen Bereich der Bahn ist, welche zu dem Reißen bzw. dem Bruch führt. Ist die Bahn jedoch einmal ein­ gerissen, bewirken die Kräfte oft, daß der Riß sich sehr schnell ausbreitet und quer über die ganze Bahn verläuft, womit diese zerstört ist.

Es ist in der Druckkunst allgemein bekannt, Wasser während des Druckvorganges zum Zwecke der Isolierung bzw. Entkopplung der Druckerschwärze bzw. Druckerfarbe aufzubringen, da die im allgemeinen verwendeten Druck­ farben sich nicht mit Wasser mischen. Im allgemeinen ist dies der Fall beim Drucken von Zeitungen. Das Was­ ser wird dabei auf den Druckzylinder in der Druckein­ heit aufgesprüht sobald die Druckmaschine eine vorge­ gebene Operationsgeschwindigkeit während des Anlaufes eines Druckvorganges erreicht.

Das anfängliche Besprühen des Druckzylinders resul­ tiert häufig in einer größeren Wassermenge, welche zu Beginn aufgebracht wird, und dieses Wasser kann sich in dem Spalt zwischen den Platten, wo diese im Bereich der Druckzylinder angeordnet sind, ansammeln. Dies resultiert wiederum in einer Dochtwirkung durch die Bahn, die das Wasser aus dem Spalt während der Opera­ tion zieht. Darüber hinaus resultiert daraus eine Nässelinie, die in der Bahn auftritt, welche sich we­ nigstens über einen Teilabschnitt der Bahnbreite für eine Anzahl von Eindrücken bzw. Abdrücken, was bis zu sechs oder sieben Eindrücke bzw. Abdrücke führen kann, bevor das Wasser aus den Spalten entfernt ist.

Das Vorliegen einer derartigen Wasserlinie hat den unerwünschten Effekt, daß diese deutlich die Span­ nungsfestigkeit der Bahn über eine derartige Linie reduziert. Für breitere Bahnen, die sich einer Breite von ca. 1,40 m (55 Zoll) annähern oder diese über­ schreiten, ist es bekannt, die Druckplatten entlang der Druckwalzen gegeneinander zu versetzen und zwar in zwei unterschiedlichen Sektionen, so daß ein einziger Spalt sich nicht quer über die gesamte Breite in einer Linie erstreckt. Dies bedeutet, wenn sie gegeneinander versetzt in einem halb-zu-halb-Verhältnis angeordnet sind, dann würde sich ein Spalt an einem einzigen Längsort nur über wenigstens annähernd die Hälfte der Bahn erstrecken. Diese Ausgestaltung ergibt eine genü­ gende Sicherheit gegen einen Bruch der Bahn aufgrund einer möglicherweise auftretenden Nässe.

Wenn in der Druckmaschine die Operationsgeschwindig­ keit erhöht wird, wird im allgemeinen keine Wasseran­ sammlung festgestellt. Dies bedeutet, die Wasseran­ sammlung ist im wesentlichen ein "startup"-Problem bzw. Anfahrproblem, aber es könnte spürbar werden, wenn weniger als eine volle Bahn bedruckt werden soll­ te, oder wenn keine ausreichende Gegeneinanderverset­ zung des Spaltes in der Längsrichtung der Bahn oder des Bahnabschnittes, der während eines Druckvorganges durch eine Druckmaschine verarbeitet worden ist, wobei man beträchtliche Zugspannungen festgestellt hat, ge­ geben ist.

Es ist ebenfalls in der Druckkunst einer Bahn bzw. Rollenbahn allgemein bekannt, daß ein oder mehrere Bahnen durch verschiedene Druckereinheiten bedruckt werden und dann in einer Blattbildungsstation oder Formstation miteinander verbunden werden. Eine Form­ station kann eine Vielzahl von Bahnen erhalten und teilt die Bahn in zwei oder mehr kleine dimensionierte Breiten, wonach diese Breiten einer Formstation zuge­ führt werden, die die Bahnabschnitte, die dieser zuge­ führt werden, in kleinere Abschnitte faltet, wie z. B. die Abschnitte einer Zeitung.

In der Blattbildungs- oder Formstation wird dann die Bahn in die gewünschten Längen geschnitten und es wer­ den zusätzliche Faltungen vorgenommen, um eine gefal­ tete Zeitung zu erhalten. Die Bahn wird durch ein oder mehrere Lieferwalzen zugeführt, die die Bahn den Druc­ kereinheiten zuleitet, wonach die Bahn der Formstation zugeführt wird. Die Lieferwalzen besitzen im allgemei­ nen eine Einrichtung zum Aufbringen einer Rückhalte­ kraft, um ein Abwickeln bzw. Entwickeln der Bahn von den Walzen zu vermeiden. Diese Rückhaltekraft verur­ sacht eine Spannung auf die Bahn während des Druckvor­ ganges. Die Formstation verursacht jedoch im allgemei­ nen die größte Spannung auf die Bahn, wobei bei der Druckoperation einer Zeitung die Form- oder For­ miereinrichtung eine Spannung auf die Bahn aufbringen kann, die in einem Bereich von annähernd 2,6 N pro laufender cm (0,67 kp pro laufender Zoll) bis 3,5 N pro laufender cm (0,906 kp pro laufender Zoll) betra­ gen kann. Dies bedeutet für eine Bahn von ca. 1,40 m Breite (55 Zoll), die auf die gesamte Bahn aufgebrach­ te Spannung kann in einem Bereich von 119,9 N bis 488,6 N (12,23 bis 49,83 kp) liegen. Dies bedeutet offensichtlich, daß, wenn die Bahn in zwei Hälften aufgeteilt wird, die Spannung für jeden Abschnitt an­ nähernd 60 N bis annähernd 244,3 N (6,12 kp bis 24,92 kp) betragen kann.

Die Konstruktion der Formstation ist derart, daß die Spannung im allgemeinen einheitlich verteilt ist und daß die Spannung für eine 1,40 m-Bahn (55-Zoll) sich innerhalb des Bereiches von 119,9 N bis 488,6 N (12,23 bis 49,83 kp) auf der Bahn befindet. Dies würde bedeu­ ten, daß annähernd 60 N bis annähernd 244,3 N (5,88 kp bis 24,92 kp) vorhanden sind, wenn die Bahn in zwei Abschnitte von ungefähr 70 cm Breite (27,5 Zoll) auf­ geteilt. Eine 70 cm (27,5 Zoll) breite Bahn würde dann in zwei gleiche Abschnitte gefaltet werden, woraus vier Seiten einer Zeitung resultieren würde.

Moderne Druckmaschinen bringen im allgemeinen bis zu vier Blattbildungs- bzw. Formeinheiten unter, woraus ein Maximum von acht Abschnitten resultiert, die gleichzeitig bedruckt werden können. Wenn mehrere Ab­ schnitte bzw. Sektionen bedruckt werden sollen, dann muß dies auf einer separaten Druckmaschine erfolgen oder man muß dies nachfolgend in einem anderen Druck­ maschinenlauf auf der gleichen Druckmaschine durchfüh­ ren und die zusätzlichen Sektionen bzw. Abschnitte müssen dann mit den Sektionen verbunden werden, die während des ursprünglichen Druckmaschinenlaufes herge­ stellt worden sind. Es ist zwar möglich zusätzliche Druckeinheiten und zusätzliche Formeinheiten zu dem Ort zu bringen, wo die anderen Formeinheiten vorhanden sind, aber dies erfordert einen deutlich höheren bzw. größeren Druckmaschinenraum, welcher im allgemeinen nicht vorhanden ist. Dies bedeutet, das Dach müßte buchstäblich angehoben werden, um eine derartige zu­ sätzliche Konstruktion unterzubringen. Die Kosten für eine derartige Neu- bzw. Umkonstruktion sind jedoch ein beträchtliches Hindernis.

Wenn jedoch eine Längsfaltung auf eine gedruckte Bahn oberhalb bzw. stromaufwärts der Formeinrichtung vorge­ nommen werden kann, könnte das gefaltete Produkt an der Formeinrichtung kombiniert bzw. zusammengesetzt werden und zusätzliche Sektionen bzw. Abschnitte einer Zeitung z. B. könnten durch die gleiche Druckmaschine während eines einzigen Druckerlaufes bedruckt werden. Um eine derartige Längsfaltung durchzuführen ist in Erwägung gezogen worden, eine Zurichte- bzw. Beschnei­ dehobelfalteinrichtung zu verwenden, um ein oder zwei Bahnen zu falten, nachdem sie bedruckt worden sind, aber es ist leichter gesagt als getan, und zwar wegen der Kraftkonzentration die in einer Zurichtefaltstruk­ tur auftritt, und zwar unabhängig, ob es sich um einen Rotations-Zurichtefalter oder einen Zurichtefaltschuh handelt.

Aufgrund der Tatsache, daß eine Bahn auf bzw. über sich selbst gefaltet werden kann, um vier Seiten einer Zeitung zu ergeben oder, wenn zwei Bahnen gefaltet werden, um einen achtseitigen Abschnitt zu ergeben, resultiert die einem Zurichte- bzw. Beschneidehobel­ falter innewohnende Natur darin, daß die eine Hälfte der Bahn, die zu falten ist, keine Spannung während der Faltoperation erhält. Dies bedeutet, die Spannung, die auf andere Weise in der kompletten Bahn vorhanden wäre, würde auf eine Bahnhälfte konzentriert, wodurch die Spannung per laufendem cm (Zoll), die auf die Bahn aufgebracht wird, verdoppelt wird. Aufgrund der rela­ tiv geringen Festigkeit von Zeitungsdruck waren derar­ tige Zurichtefaltversuche nicht besonders vorteilhaft.

Die Versuche sind durch die Tatsache verschlimmert worden, daß eine Bahn, die gefaltet werden muß, not­ wendigerweise eine Breite haben muß, wodurch die ge­ druckten Indices sich über die gesamte zu faltende Breite erstrecken und jeder Spalt zwischen den Druck­ platten würde sich über die gesamte Breite der Bahn erstrecken. Dies bedeutet, wenn Wasser in dem Spalt vorhanden wäre, was zu einer Abnahme der Festigkeit der Bahn führen würde, dann könnte ein Bruch bzw. Riß während der Faltoperation oder stromabwärts in Rich­ tung zur Formeinrichtung leicht auftreten.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Span­ nung der Papierbahn im Bereich der Faltung wirksam zu steuern.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die Spannung der wenigstens einen Papierbahn zwischen der wenigstens einen Eingangswalze und der Ausgangs­ walze derart von der Spannung der Papierbahn in Bahn­ laufrichtung vor der wenigstens einen Eingangswalze und der Spannung der Papierbahn hinter der Ausgangs­ walze entkoppelt wird, daß die Spannung der wenigstens einen Papierbahn in demjenigen Bereich, in dem die Faltung durchgeführt wird, niedriger ist als die Span­ nung der Papierbahn vor der wenigstens einen Eingangs­ walze und als die Spannung der Papierbahn hinter der Ausgangswalze.

Eine konstruktive Lösung der Aufgabe ergibt sich da­ durch, daß die wenigstens eine Eingangswalze und die Ausgangswalze eine Spannungsentkopplungseinrichtung bilden, und daß die Spannung der Papierbahn im Bereich der Faltstation durch die Spannungsentkopplungsein­ richtung auf einen niedrigeren Wert als die Spannung der Papierbahn in Bahnlaufrichtung vor der wenigstens einen Eingangswalze und als die Spannung der Papier­ bahn hinter der Ausgangswalze einstellbar ist.

Vorteilhafterweise wird dadurch ein verbessertes Ver­ fahren und eine Faltvorrichtung zum Längsfalten einer Bahn eines druckfähigen Materials in einer Druckma­ schine oberhalb bzw. stromaufwärts einer Formeinrich­ tung geschaffen.

Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, daß ein Verfahren und eine Faltvorrichtung zum Zurichte­ falten einer relativ leicht reißbaren Bahn, wie z. B. Zeitungsdruck in einer Zeitungdruckmaschine geschaffen wird, wobei die Faltung an einer Stelle zwischen der Druckeinheit und der Zeitungsbildeinheit vorgesehen ist.

Die Faltvorrichtung kann in existierende Druckmaschi­ nen ohne das Erfordernis von signifikanten Änderungen der Druckmaschine und ohne irgendwelche strukturielle Änderungen in dem Gebäude, in dem die Druckmaschine angeordnet ist, vorgesehen werden.

Weiterhin kann die Spannung der Bahn in einer Fal­ tungszone wirksam gesteuert bzw. kontrolliert werden.

Die Spannungshöhen, die normalerweise in der Druckma­ schine festgestellt worden sind, können ohne relativen Einfluß sein, während die Bahn in der Faltstation ent­ koppelt und gesteuert wird, so daß ein Falten vernünf­ tig und genau durchgeführt werden kann.

Es kann weiterhin vorteilhafterweise eine präzise Steuerung bzw. Kontrolle der Spannung der Bahn gegeben sein, wenn die Bahn sich in der Faltzone befindet, die durch eine Entkopplung der Spannung innerhalb der Zone von sowohl den stromaufwärtigen als auch den stromab­ wärtigen Abschnitten der Bahn außerhalb der Zone defi­ niert wird.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann eine Prozesseinrichtung verwendet werden, welche einen Steueralgorithmus bzw. Kontrollalgorithmus ver­ wendet, welcher proportionale, integrale und abgelei­ tete bzw. derivate Terme für ein präzises Steuern der Faltvorrichtung verwendet, so daß die Spannung in der Bahn innerhalb der Faltzone mit engen Toleranzen ge­ steuert werden kann.

Vorteilhafterweise kann die Spannung in der Bahn wirk­ sam gesteuert werden, um die Spannung sowohl innerhalb der Faltzone als auch unterhalb bzw. stromabwärts da­ von in einer Art zu steuern, wodurch die Spannung auf einem niedrigeren Niveau als während einer normalen Operation einer Bahn aufrecht erhalten bleiben kann, als dies der Fall ist, wenn eine Bahn zu Beginn mit Wasser während des Anlaufens der Druckmaschine be­ sprüht wird oder während einem langsamen Lauf oder anderen niedrigeren Druckmaschinenlaufoperation. Dies ermöglicht einen Abschnitt der Bahn in der Druckma­ schine bei niedrigeren Spannungsniveaus freizuhalten, um die Gefahren eines Risses zu minimieren.

Weiterhin können in einer Weiterbildung der Erfindung zwei kombinierte Bahnen in einer Faltzone gefaltet und trotzdem die Spannung der kombinierten bzw. miteinan­ der verbundenen Bahnen in einer Weise gesteuert wer­ den, wodurch eine vorgegebene maximale gewünschte Spannung auf keiner der beiden separaten Bahnen über­ schritten wird.

Die vorliegende Erfindung ist anhand des Ausführungs­ beispieles auf ein Verfahren und eine Faltvorrichtung zum Längsfalten einer Bahn eines bedruckten Materiales mit einer In-line-Druckmaschine gerichtet. Das Verfah­ ren und die Faltvorrichtung ist zur Verwendung in ei­ ner konventionellen In-line-Druckmaschine eines Types geeignet mit einer Bahnliefereinheit, einer Vielzahl von Druckereinheiten, im allgemeinen Vier-Farbendruck- Einheiten, und einer Form- bzw. Blattbildeeinheit, die am stromabwärtigen Ende der Druckmaschine angeordnet ist.

Die erfindungsgemäße Faltvorrichtung ist stromabwärts von der Druckereinheit und stromaufwärts von der Form­ einheit oder einer anderen Ausgangseinheit angeordnet. Das Verfahren und die Faltvorrichtung ist geeignet, die Spannung der Bahn innerhalb der Faltstation zu steuern bzw. zu kontrollieren, die als eine Faltezone bezeichnet wird, wo eine Bahn (oder zwei kombinierte Bahnen) in Längsrichtung gefaltet werden.

Während die Faltvorrichtung bevorzugterweise während des Bedruckens der Bahn in einer Druckmaschine verwen­ det wird, besteht jedoch auch die Möglichkeit, daß die zu faltende Bahn bereits vorher bedruckt worden ist und dann durch die Faltstation läuft, wonach sie mit anderen Bahnen kombiniert bzw. verbunden wird.

Die Faltvorrichtung entkoppelt die Spannung der Bahn innerhalb der Faltezone, so daß eine Spannung redu­ ziert wird und zwar relativ zu der Spannung, die nor­ malerweise in der Bahn stromaufwärts der Faltzone ebenso wie auch stromabwärts davon auftritt. Dies wird durch ein Sichern bzw. Festlegen der Bahn an einer Eingangswalze ebenso wie an einer Ausgangswalze und dem sorgfältigen Steuern der Geschwindigkeit entweder der Eingangswalze und/oder der Ausgangswalze erreicht und zwar in einer Art, wodurch die Spannung innerhalb der Faltzone auf einem vorgewählten Bereichswert bei­ behalten wird. Erreicht wird dies durch Fühlen bzw. Messen der Spannung in der Bahn an ein oder mehreren Stellen, vorzugsweise im Eingangsbereich der Faltzone, d. h. die Spannung in der Bahn nachdem sie die Ein­ gangswalze verläßt. Die Bahn wird in bevorzugter Weise durch ein Umhüllen der Bahn bzw. Umschlingen um Walzen gesichert. Es ist jedoch klar, daß die Bahn auch durch Verwendung einer Klemm- oder Quetschwalze in Verbin­ dung mit der Eingangswalze ebenso wie mit der Aus­ gangswalze gesichert werden kann, um die Bahn festzu­ legen und dadurch zu halten.

Die Eingangswalze und auch die Ausgangswalze werden vorzugsweise durch eine Antriebseinrichtung angetrie­ ben, die durch elektrische Signale gesteuert wird, welche mittels einer Prozesseinheit erzeugt werden, die als sein Eingangssignal die gemessene Spannung in der Bahn stromabwärts der Eingangswalze verwendet.

Durch den Antrieb der Ausgangswalze, die dazu vorgese­ hen ist, die Bahn relativ fest zu ergreifen, so daß sie nicht auf der Oberfläche der Ausgangswalze durchrutscht, kann die Spannung stromaufwärts der an­ getriebenen Ausgangswalze relativ zu der Spannung stromabwärts reduziert werden, wodurch auf diese Weise die Spannung im Inneren der Bahn gesteuert wird. Die Spannung kann auch durch ein Antreiben der Eingangs­ walze mit einer Geschwindigkeit, die sorgfältig rela­ tiv zu der Bahngeschwindigkeit gesteuert wird, gesteu­ ert werden.

Weitere Vorteile und erfindungsgemäße Merkmale der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus dem nachfol­ genden anhand einer Zeichnung beschriebenen Ausfüh­ rungsbeispiel:

Es zeigt:

Fig. 1 eine prinzipmäßige Seitenansicht einer erfin­ dungsgemäßen Faltvorrichtung

Fig. 2 ein Blockdiagramm des Steuerkreises, der ein Teil der erfindungsgemäßen Faltvorrichtung ist

Fig. 3 eine Draufsicht auf eine Seite, die Teil der vorliegenden Erfindung ist und

Fig. 4 ein Blockdiagramm einer Druckmaschine, in der die erfindungsgemäße Faltvorrichtung eingebaut ist.

Nachfolgend wird auf die Zeichnungen Bezug genommen. In Fig. 1 ist eine Faltvorrichtung, die allgemein mit "10" bezeichnet ist, dargestellt und die dazu vorgese­ hen ist, ein oder mehrere Papierbahnen von links her aufzunehmen, die durch die Faltvorrichtung 10 zur rechten Seite transportiert werden, wo die Bahnen die stromabwärts gelegenen Einheiten passieren, wie z. B. die Formeinheit bzw. Blattbildungseinheit, eine In­ line Ausrichtungseinheit oder eine andere Ausgangsein­ heit. Die Faltvorrichtung 10 weist vier Bahnen auf, die zu dieser geführt werden, nämlich die Bahnen 12, 14, 16 und 18. Die Bahnen kommen von Lieferwalzen 15 und werden durch Druckeinheiten 17 geführt, worin der Druckvorgang stattfindet bevor die Bahnen die Faltvor­ richtung 10 der vorliegenden Erfindung erreichen. Die Bahnen werden dann zu einer Ausgangseinrichtung, wie z. B. einem Blattbildner oder einer Formeinheit 19.

Es ist festzustellen, daß die Bahnen 12 und 14 Bahnen sind, die von individuellen Druckeinheiten 17 kommen und die nicht gefaltet sind, so daß sie lediglich an der Faltvorrichtung 10 vorbeigeführt werden und dann stromabwärts gelegene Abschnitte der Druckmaschine passieren würden, wie z. B. die Blattbildeeinheit 19. Die Bahn 16 wird in die Faltvorrichtung 10 durch ein Vorbeilaufen an einer Walze 20 und über eine Eingangs­ walze 22 eingeführt. Dabei wird die Bahn durch eine Preßwalze 24 geklemmt. Eine Schlitzeinrichtung 26 schlitzt die Bahn in zwei Segmente, wobei eine Bahn mit 16a bezeichnet wird, welche über Walzen 28, 30, 32, 34 und 36 läuft, von wo aus sie zu stromabwärts liegenden Abschnitten der Druckereinheit, wie z. B. dem "former" bzw. der Formeinheit zugeführt wird.

Die Walze 30 ist beweglich in Richtung der Pfeile 38 zum Zwecke der Anpassung der Position der Bahn relativ zu den anderen Bahnen, so daß Indicias bzw. Aufdruc­ kungen entsprechend ausgerichtet werden, wenn die Bahn den stromabwärts liegenden Abschnitt der Druckmaschine erreicht.

Der andere Abschnitt der Bahn, der mit 16b bezeichnet ist, läuft um die Walze 40, ebenso wie um die Walze 42, von wo aus sie einer Faltstation, die allgemein mit "44" bezeichnet ist, zugeführt wird, wo die Bahn in Längsrichtung auf sich selbst gefaltet wird. Die gefaltete Bahn wird dann einem einstellbaren Spalt, der durch die Walzen 46 und 48 definiert ist, zuge­ führt, wonach sie unter der Walze 50 läuft und eine Ausgangswalze bzw. Ausgangszugwalze 52 und eine Walze 54 umschlingt, wo sie in Richtung auf den stromabwärts liegenden Abschnitt der Druckmaschine weiterläuft.

Wenn zwei Bahnen gefaltet werden, würde die Bahn 18 in die Faltvorrichtung 10, wie in der Fig. 1 dargestellt, eingeführt werden. Wenn jedoch nur eine Bahn gefaltet werden soll, dann ist die Bahn 18 selbstverständlich nicht vorhanden. Wenn die Bahn 18 vorhanden ist, um­ schlingt sie eine Walze 60, ebenso wie eine Eingangs­ walze 62, wobei sie durch eine Preßwalze 64 gehalten ist. Die Schlitzeinrichtung 66 schlitzt die Bahn 18 in zwei separate Breiten 18a und 18b. Bahn 18a wird um die Walzen 68, 70, 72 und 74 geführt, welche in der Faltvorrichtung 10 vorgesehen sind, von wo aus die Bahn zu dem Former oder einer anderen Ausgangseinrich­ tung geführt wird. Wie im Falle der Walze 30 ist auch die Walze 70 in Richtung der Pfeile 76 für eine Anpas­ sung der Position der Bahn relativ zu den anderen Bah­ nen, die zu dem Former geführt werden, verschiebbar. Der Bahnabschnitt 18b wird zu einer Walze 80 geführt, wo er ausgerichtet und mit der Bahn 16 in Kontakt ge­ bracht wird, so daß zwei Bahnlagen bzw. Bahnschichten der Faltstation 44, wo sie gefaltet werden, zugeführt werden.

Die Faltstation 44 besitzt einen Faltschuh 82, über den die Bahn oder die Bahnen laufen, wobei der Schuh 82 einen bogenförmigen Abschnitt 84 für die Aufnahme der einlaufenden Bahn und einen flachen Abschnitt 86 aufweist, der aus dem bogenförmigen Abschnitt 84 auf­ taucht. Wie in der Fig. 1 dargestellt, ist der Schuh 82 durch eine Tragstruktur 88 gehalten bzw. dort gela­ gert und er ist mit einer Stabkonstruktion 90 verbun­ den, welche wiederum operativ mit einer Einstellein­ richtung verbunden ist, die allgemein mit "92" be­ zeichnet ist. Die Einstelleinrichtung besitzt einen Handgriff, der es ermöglicht die gesamte Einstellein­ richtung 92 bzw. Konstruktion anzuheben oder abzusen­ ken, um die Winkellage der Bahn relativ zu dem Schuh 82 zu ändern. Der Bahnabschnitt, der untergefaltet werden soll, kommt nicht mit dem Schuh 82 in Kontakt, so daß der obere Abschnitt der Bahn, der mit dem Schuh in Kontakt kommt, die volle Spannung, die auf die Ein­ richtung aufgebracht wird, abstützen bzw. aufnehmen muß. Die Seite, die nicht in Kontakt ist, besitzt kei­ ne ihr auferlegte Spannung und sie faltet unter ihr den oberen Abschnitt in einer Art und Weise wie es bei der Zurichtefaltung bekannt ist. Dargestellt ist zwar eine Schuhkonstruktion, aber es ist selbstverständlich klar, daß auch eine Rotationszurichtefaltung verwendet werden kann, wobei in diesem Falle die Einrichtung 88 rotieren und mit der Bahn in Kontakt sein kann. Die Einrichtungen 82, 84 und 86 wären in diesem Fall nicht vorhanden. Es wird außerdem klargestellt, daß auch eine Kombination eines Rotationszurichters und eines Schuhs verwendet werden kann.

Die Abschnitte der Bahnen 16b und/oder 18b, die inner­ halb der Faltvorrichtung 10 liegen, sind wirksam ent­ koppelt von der Spannung, und zwar sowohl vom Ab­ schnitt der Bahnen, die stromaufwärts der Eingangswal­ zen 22 und 62 liegen als auch stromabwärts vom Ausgang der Ausgangszugwalze 52. Dies wird auf der Eingangs­ seite durch eine Umschlingung der Bahn 16 um die Ein­ gangswalze 22 über einen Bogenweg von annähernd 180° erreicht, welches in ähnlicher Weise mit der Bahn 18, um die Eingangswalze 62 geschlungen ist, erreicht wird.

Diese Ausgestaltung entkoppelt die Spannung effektiv auf der stromaufwärtigen Seite von der Spannung der Bahn, die an den Eingangswalzen 22 und 62 existieren.

Auf ähnliche Weise entkoppelt die Ausgangszugwalze 52 in Verbindung mit der Walze 54 die Ausgangsspannung der Bahn von der Spannung stromaufwärts von der Aus­ gangszugwalze 52. Dies beruht teilweise auf der Tatsa­ che, daß die Ausgangszugwalze 52 vorzugsweise mit ei­ ner rauhen Oberfläche versehen ist, um zu verhindern, daß die Bahn während des Betriebes durchrutscht. Die rauhe Oberfläche der Ausgangszugwalze 52 kann auf ver­ schiedene Weise bzw. mit verschiedenen Einrichtungen erreicht werden, wie z. B. in bevorzugter Weise durch Verwendung von Kunststoff- bzw. Carbid- bzw. Hartme­ tall auf der Oberfläche. Alternativ können auch Dia­ mantpartikel verwendet werden, um eine länger benutz­ bare Oberfläche bzw. Oberfläche mit einer längeren Lebensdauer zu schaffen. Eine Sandpapieroberfläche, womit man nicht unbedingt eine gewünschte längere Le­ bensdauer erreicht, könnte mit einer längeren Lebens­ dauer versehen werden, wenn das Sandpapier bzw. Schmirgelpapier mit einem Stahlfedersubtrat anstelle einem Fasersubstrat versehen ist. Als eine zusätzliche alternative Lösung kann die Oberfläche der Ausgangs­ zugwalze 52 auch gerändelt oder mit einem groben bzw. rauhen Material versehen sein, obwohl im allgemeinen die abrasive bzw. stumpfe Carbidfläche bevorzugt wird.

In vorteilhafter Weise ist auch vorgesehen, daß die Oberfläche der Walze 54 eine Anzahl von nach auswärts gerichteten oder rippenförmigen Abschnitten 94, wie in der Fig. 3 dargestellt, aufweist. Es hat sich heraus­ gestellt, daß diese Rippenabschnitte ein Reißen bzw. Brechen von Zeitungsdruck verhindern, insbesondere wenn zwei Bahnen 16b und 18b zusammengefaltet werden. Es ist weiterhin festzustellen, daß eine der Bahnen vollständig zwischen äußeren Schichten der anderen Bahn in "Sandwichform" eingelegt ist und wenn die kom­ binierten Bahnen um eine Walze geschlungen werden, müssen die Schichten, die am weitesten von der Wal­ zenoberfläche entfernt sind, einen weiteren Weg zu­ rücklegen als die inneren Schichten. Es hat sich nun dabei herausgestellt, daß auf diese Weise Spannungs­ probleme geschaffen werden, die in einem Durchrutschen der eingefangenen bzw. inneren Bahn relativ zu der äußeren resultieren, die damit möglicherweise zu einem Bahnbruch bzw. einem Bahnriß führen. Durch Verwendung der gerippten Walze 54 an der dargestellten Position kann dieses Problem im wesentlichen vermieden werden.

Die Ausgangszugwalze 52 wird mit einer Geschwindigkeit angetrieben werden, die sorgfältig gesteuert ist, um eine gewünschte Spannungskontrolle bzw. Spannungs­ steuerung der zu faltenden Bahn zu erreichen, während diese sich in der Faltvorrichtung 10 befindet. Auf­ grund der wirksamen Spannungsentkopplung, die durch die Eingangswalzen 22, 62 und die Ausgangszugwalze 52 erreicht wird, kann die Geschwindigkeit der angetrie­ benen Ausgangszugwalze 52 dazu verwendet werden, die Spannung der Bahn, die über die Faltstation 44 geführt wird, anzupassen. Mit anderen Worten ausgedrückt, wenn die Ausgangszugwalze 52 geringfügig langsamer ange­ trieben wird als die Bahn sonst zwischen den Druckein­ heiten, die sich stromaufwärts von der Faltvorrichtung 10 und der Formeinheit, die sich stromabwärts der Aus­ gangszugwalze 52 befindet, laufen würde, kann die Spannung in der Bahn innerhalb der Faltvorrichtung 10, d. h. innerhalb der Faltzone oder Faltstation reduziert werden.

Während des Druckvorganges bzw. innerhalb der Druckma­ schine können die Konditionen, die von den Operations­ bedingungen und anderen Umständen abhängen, sich we­ sentlich ändern. Die Koeffizienten und die Streckfä­ higkeit des Papieres wird sich in Abhängigkeit von der Menge von Druckfarbe und der Menge von Wasser, die auf die Bahn aufgebracht wird, ändern. Die Konditionen werden sich auch in Abhängigkeit von der Faserrichtung in dem Papier, der Dicke des Papieres, ebenso wie die Temperatur und die Luftfeuchtigkeit in dem Druckma­ schinenraum, ändern. All diese Faktoren haben einen Einfluß auf die Spannung, die in der Bahn vorhanden ist. Zusätzlich haben die Einstellungen der Form- bzw. Blattbildungseinheit (former) und anderer Einstellun­ gen in der Druckmaschine eine Auswirkung auf die Span­ nung der Bahn.

Es ist üblich, daß ein Spannungsniveau im allgemeinen von 177,7 N (18,12 kp) stromaufwärts von dem "former" aufgebracht wird. Wenn eine Druckmaschine verwendet wird, wobei die Lieferwalzen im allgemeinen einheit­ lich eine Spannungseinstelleinrichtung besitzen, ver­ ursachen diese Lieferwalzen für die Druckmaschine im allgemeinen keine Spannungen bis das Papier durch den former gezogen wird. Erst wenn dies der Fall ist, wird eine Spannung auf die Lieferrollen aufgebracht, um eine gewünschte Spannung auf bzw. in der Bahn zu er­ zeugen. Bei einer bekannten Ausführungsform wird die Spannung auf die Lieferrollen durch Spannen von Bän­ dern aufgebracht, die die äußere Oberfläche der Pa­ pierrolle kontaktieren, um der Zuführung der Bahn zu den Druckeinheiten zu widerstehen, wobei die Größe der Kraft, die auf die Bänder aufgebracht wird, die Größe der Spannung, die erzeugt wird, steuert.

Erfindungsgemäß ist ein Spannungsniveau in der Größen­ ordnung von 177,7 N (18,12 kp) unakzeptabel hoch und wird im allgemeinen zu einem Riß der Bahn führen. Dies ist teilweise darauf zurückzuführen, daß der Abschnitt der Bahn, der gefaltet wird, kleiner ist als die volle Breite, oft die Hälfte der Bahn 16 oder 18 und daß der halbe Bahnabschnitten 16b und 18b, der gefaltet wird, tatsächlich konzentriert in der oberen Seite der Bahn die Spannung besitzt, wenn sie über den Faltschuh 82 läuft. Diese Konzentration der Spannung schafft zwangsweise zusätzliche Reißprobleme, wenn die Span­ nung der Bahn innerhalb der Faltvorrichtung 10 nicht reduziert wird.

Zu diesem Zweck besitzt die Faltvorrichtung 10 der vorliegenden Erfindung ein Steuersystem zum Steuern der Zuführung der Bahn mit der die Ausgangszugwalze bzw. Ausgangszugwalze 52 operiert, um eine Spannung der Bahn zu erreichen, die der Faltstation 44 inner­ halb des Bereiches von annähernd 26,6 N bis 57,7 N (2,71 kp bis 5,88 kp) auferlegt wird, vorzugsweise ungefähr 44,4 N (4,53 kp) während der Produktion im Druck einer Zeitung. Dies ist eine deutliche Reduzie­ rung in der Spannung verglichen mit dem 177,7 N (18,12 kp)-Niveau die am Former vorhanden sein kann.

Um die Spannung der Bahn in der Faltvorrichtung 10 zu messen bzw. zu steuern, werden Schubkraftmeßglieder oder Meßwertaufnehmer verwendet, um die Spannung an einem oder mehreren vorgewählten Stellen innerhalb der Faltvorrichtung 10 zu messen. Während die Spannung an einer Stelle in der Nähe des Einganges oder des Aus­ ganges gemessen werden kann, oder auch an beiden, weist ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel Meßglieder auf, die operativ mit den Eingangswalzen 22 und 62 zum Messen der Spannung am Eingang der Faltvorrichtung 10 verbunden sind. Wie allgemein dem Fachmann bekannt ist, sollten derartige Meßzellen an einer Stelle ange­ wendet werden, wobei der Bahnwinkel sich während der Operation nicht ändert. Zu diesem Zweck haben die Ein­ gangswalzen 22 und 62 eine konstante Winkelorientie­ rung oder Umschlingung der Bahn um diese Walzen. Es wird bevorzugt, daß die Spannung der Bahn 16b und 18b, welche die Abschnitte sind, die stromabwärts der Ein­ gangswalzen 22 und 62 liegen, sich auf einem Span­ nungsniveau befinden, das annähernd 44,4 N (4,53 kp) besitzt, was im Vergleich steht zu einer bekannten aufgebrachten Spannung stromaufwärts von diesen Rol­ len, welche sich im Bereich von annähernd 79,9 N (8,15 kp) befindet. Während bei einer bevorzugten Ausfüh­ rungsform der vorliegenden Erfindung es vorgesehen ist, mit einer Spannung zu operieren, die in der Bahn im Eingangsbereich durch Spannungsmeßglieder, die in Kooperation mit den Eingangswalzen 22 und 62 stehen, gemessen wird, könnte auch ein Spannungsmeßglied mit der Ausgangszugwalze 52 oder sogar mit der Faltstation 44 selbst verbunden werden.

Wenn die Druckmaschine anläuft ist es erforderlich die Bahn an der Ausgangszugwalze 52 für eine Zeitlang zu halten bis die Druckmaschine sich auf Operationsge­ schwindigkeit beschleunigt hat, so daß die Spannungs­ niveaus stabilisiert werden. Um die Bahn während des Anlaufvorganges festzuhalten, ist die Walze 50 steuer­ bar, um eine variable Kraft auf die Bahn aufzubringen und die Bahn fest auf der Oberfläche bzw. dem Mantel der Ausgangszugwalze 52 zu halten. Wenn die Druckma­ schine ihre vorgewählte Operationsgeschwindigkeit er­ reicht, wird die Walze 50 vorzugsweise freigesetzt, so daß sie außer Kontakt mit der Bahn während der norma­ len Operation kommt. Es ist selbstverständlich klar, daß die Grenzgeschwindigkeit, bei der die Walze ent­ fernt wird, mit einem Sensor erfaßt werden kann und daß die Entfernung der Walze 50 auf einfache Weise automatisch gesteuert werden kann.

Gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung wird diese unter Bezugnahme auf die Fig. 2 anhand ei­ nes Blockdiagramms des Steuerkreises erläutert, wel­ cher dazu verwendet wird, die Spannung der Bahn in der Faltvorrichtung 10 zu steuern, wobei die Faltvorrich­ tung 10 im Bereich der Faltzone bzw. der Faltstation 44 betrachtet wird. Der Schaltkreis weist eine Prozes­ soreinrichtung auf, die in bevorzugter Weise ein Mi­ kroprozessor 100 ist, der als eine Steuereinheit zum Steuern der Operationsgeschwindigkeit der Ausgangszug­ walze 52 ebenso wie anderer Einheiten dient.

Der Mikroprozessor 100 empfängt von einem Spannungs­ sensor 102 über eine Leitung 104 Signale, wobei der Spannungssensor 102 ein Spannungstransducer bzw. Meß­ größenumformer oder Meßwandler sein kann, der operativ mit der Eingängswalze 22 verbunden ist. Ein zweiter Spannungssensor 106, der mit der Eingangswalze 62 ver­ bunden ist, erzeugt ein elektrisches Signal über die Leitung 108, das proportional zu der Spannung der Bahn 18b ist. Dieses Signal wird ebenfalls dem Mikroprozes­ sor 100 zugeleitet. Der Mikroprozessor 100 empfängt ebenfalls Signale, die proportional zu der Druckma­ schinengeschwindigkeit sind und zwar von einem Tacho­ meter oder ähnlichem 109, wobei diese der gleiche sein kann wie die Einrichtung, welche links unten in der Fig. 2 dargestellt ist.

Ein vorgewählter Einstellwert ist in dem Block 110 dargestellt, der über eine Leitung 112 mit dem Mikro­ prozessor 100 verbunden ist. Auf diese Weise wird die Eingangsspannung der Bahn 16b und 18b definiert. Unter der Voraussetzung, daß die Eingangsspannung der Bahn 16 und 18, die der Faltvorrichtung 10 zugeführt wer­ den, wenigstens annähernd 79,9 N (8,15 kp) betragen, ist der Einstellwert der Wert, der mit dem gewünschten Spannungsniveau korrespondiert, welcher vorzugsweise in einem Bereich von ungefähr 44,4 N (4,53 kp) liegt. Wie ersichtlich, ist die Leitung 112 mit Pfeilen in beide Richtungen zu dem Zwecke dargestellt, daß der Mikroprozessor 100 in der Lage ist, den vorgewählten Einstellwert als eine Funktion der Druckmaschinenge­ schwindigkeit zu ändern, wenn dies gewünscht wird.

Wenn die Druckmaschine zu Beginn anläuft, wird in be­ vorzugter Weise die Spannung der Bahn unter 44,4 N (4,53 kp) reduziert bis sich die Operation bzw. der Lauf stabilisiert. Sobald die Bahn schneller läuft, wird die Spannung allmählich erhöht. Der Bereich der gewünschten Spannung sollte jedoch wenigstens annä­ hernd zwischen 31,1 N und 53,3 N (3,17 kp und 5,43 kp) liegen.

Der Mikroprozessor 100 bildet eine Steuerfunktion und der Steueralgorithmus, der in dem Speicher des Mikro­ prozessors integriert ist, ist vorzugsweise eine pro­ portionale, integrale, ableitende oder derivate Steu­ ereinheit, die ein Steuersignal für die Leitung 114 erzeugt, welche zu einem Multiplikator 116 führt, der das Steuersignal als eine Funktion der Druckmaschinen­ geschwindigkeit ändert. Das Steuersignal der Leitung 114 wird gemischt bzw. multipliziert mit einem Signal aus der Leitung 118, das ebenfalls dem Multiplikator 116 zugeführt wird und ein Ausgangssignal für die Lei­ tung 120 wird hergestellt, das zu einer Summier­ schnittstelle 122 führt, deren anderer Eingang eine Leitung 124 von einem Potentiometer 126 ist. Der Po­ tentiometer 126 ist mit dem Ausgang eines Verstärkers 128 verbunden, der eine positive Verstärkung von 1 besitzt. Der Ausgang des Verstärkers 128 führt zur Leitung 130 und diese ist mit einem Ende des Potentio­ meters 126 ebenso wie mit einem anderen Verstärker 132 verbunden, der eine Ausgangsverstärkung von minus eins in der Leitung 134 besitzt, wobei diese wiederum mit dem anderen Ende des Potentiometers 126 verbunden ist.

Die Summierschnittstelle 122 erzeugt ein Ausgangs­ signal für die Leitung 136, die mit einem Verstärker 138 verbunden ist, der einen Servomotor antreibt. Der Läufer 140 des Servomotores ist mechanisch verbunden mit einem mechanischen Differential 142 über eine me­ chanische Verbindung, die durch die Leitung 144 sche­ matisch dargestellt ist. Ein Tachometer 146 erzeugt ein Tachometersignal für den Verstärker 138.

Der Druckmaschinenantriebsmotor ist physikalisch mit dem Differential 142 verbunden, was schematisch durch die Leitung 148 dargestellt ist und das Korrektursi­ gnal, das durch die Verbindungsleitung 144 eingebracht wird, wird auf die Ausgangswelle des Differentiales gegeben, welche schematisch mit der Leitung 150 darge­ stellt ist und die mit der Ausgangszugwalze 52 verbun­ den ist und die Ausgangszugwalze 52 mit einer Ge­ schwindigkeit antreibt, die zwischen 1-1/2% schneller oder langsamer relativ zu der Druckmaschinenantriebs­ geschwindigkeit, wie sie durch die Leitung 148 darge­ stellt ist, variieren kann.

Da die Geschwindigkeit der Bahn, die durch die erfin­ dungsgemäße Faltvorrichtung 10 läuft, wirksam durch die Rotation der Ausgangszugwalze 52 gesteuert wird und da die Geschwindigkeit der Bahn, wenn sie zuletzt noch gesteuert wird bevor die Bahn zum Eingang der Faltvorrichtung 10 gelangt, was durch die Filz- oder Presswalze innerhalb der Druckeinheit erfolgen kann, ist es wünschenswert, wenn nicht sogar notwendig, die Geschwindigkeit des äußeren Umfanges der Filz- oder Presswalze der Umfangsgeschwindigkeit der Ausgangszug­ walze anzupassen. Dies kann durch einen Potentiometer 126 in dem Schaltkreis erreicht werden, der die Plus- und Minusleistungsgewinnverstärker 128 und 132 auf­ weist.

Während das Korrektursignal von dem Mikroprozessor mechanisch ein Differential steuert, welches wirksam Umfangsgeschwindigkeiten pro Minute der Druckmaschi­ nenantriebseinrichtungen 48 hinzufügt oder entspre­ chend reduziert, ist der dargestellte Schaltkreis ab­ hängig von der Verwendung des Druckmaschinenantriebs­ motores oder einem damit verbunden Glied, um die Aus­ gangszugwalze anzutreiben. Selbstverständlich kann jedoch im Rahmen der Erfindung auch vorgesehen sein, daß die Ausgangszugwalze durch einen Gleichstrommotor angetrieben wird, wodurch es nicht mehr notwendig wäre den Druckmaschinenantriebsmotor bis zur Faltstation 44 erstrecken bzw. wirken zu lassen. Die kürzlich entwic­ kelte technologisch verbesserte Antriebstechnik, wie z. B. einen Flux-Vektor-Antrieb führte zu einer Verbes­ serung bei Gleichstrommotoren, die eine deutlich höhe­ re Steuerungsmöglichkeit besitzen und die gegebenen­ falls anstelle eines mechanischen Antriebes, wie in der Fig. 2 dargestellt, verwendet werden können.

Wie vorstehend bereits ausgeführt, verwendet der Mi­ kroprozessor 100 eine geschlossene Schleifensteuerung, die eine proportionale/integrale/abgeleitete Steuer­ schleife beinhaltet, um ein Steuersignal für die Lei­ tung 114 zu erzeugen. Der Proportional-Term wird defi­ niert durch die Gleichung

P-term = Kp . e(n)

wobei e(n) ein Eingangsfehlersignal ist, welches eine Differenz zwischen dem Signal ist, das proportional zu der von dem Sensor 102 oder dem Sensor 106 gemessenen Spannung ist, und zwar in Bezug auf den vorgewählten Einstellwert, wie er durch den Block 110 definiert ist. Der proportionale Verstärkungsfaktor kp liegt vorzugsweise bei annähernd 0,7.

Der abgeleitete (derivative) Term wird durch die Glei­ chung definiert

D-term = Kd . (e(n) - e(n - 1))/Ts

wobei e(n) die Differenz zwischen der gemessenen Span­ nung und der vorgewählten Spannung während der Bezugs- bzw. Abtastzeit "n" ist e(n - 1) ist die Differenz zu der vorgewählten Abtastzeit und Ts ist die Abtastperi­ ode. Während ein Abtasten mit einer schnelleren Rate, wie z. B. 100 Abtastungen pro Sekunde in einer größeren Anzahl von während der Operation erzeugten Daten re­ sultiert, hat sich in der Praxis herausgestellt, daß ein Abtasten bzw. Sammeln mit einer Rate von 10 Abta­ stungen bzw. Proben pro Sekunde ausreichend ist, um eine vernünftige Steuerung zu erreichen. Der Gewinn­ faktor des derivativen Terms ist relativ klein und kann in der Größenordnung von 0,02 während der Opera­ tion liegen.

In Bezug auf den integralen Term, der durch die Glei­ chung erstellt wird:

I-term = (Ki . e(n) . Ts) + I-term(n - 1)

wobei e(n) die Differenz während der Abtastzeit "n" ist I-term(n - 1) ist der I-term, der während der vorge­ wählten Abtastzeit berechnet wird und T_s ist die Ab­ tastperiode in der Praxis beträgt der integrale Ver­ stärkungs- bzw. Gewinnfaktor k_i vorzugsweise wenig­ stens annähernd 0.6. Es wird jedoch darauf hingewie­ sen, daß selbstverständlich der Gewinnfaktor k_i nicht konstant sein muß und daß er bei Bedarf während der Operationsbedingungen variieren kann. Mit Bezug auf den Gewinnfaktor k_i, kann es wünschenswert sein diesen als eine Funktion der Bahn- oder Druckmaschinenge­ schwindigkeit zu verändern, das heißt der Faktor würde erniedrigt werden wenn die Druckmaschinengeschwindig­ keit erhöht wird. Der Gewinn- bzw. Verstärkungsfaktor k_i kann 0 sein, was bedeuten würde, er wird aus dem Steuergeschehen entfernt.

Wie bereits vorstehend erwähnt kann die Kraftaufbrin­ gung auf die Walze 50 automatisch durch den Mikropro­ zessor 100 als eine Funktion der ermittelten Druckma­ schinengeschwindigkeit vom Block 108, der ein Tachome­ tersignal repräsentiert, gesteuert werden und der Mi­ kroprozessor 100 kann ein Signal über die Leitung 152 einer Retraktionseinrichtung liefern, die schematisch durch den Block 154 dargestellt ist.

Nach einem weiteren wichtigen Merkmal der vorliegenden Erfindung kann vorgesehen sein, daß, wenn zwei Bahnen der Faltstation 44 zugeführt werden, diese zu einer einzigen Bahn kombiniert bzw. verbunden werden können, wie es durch die Ausgangszugwalze 52 ersichtlich ist. Wenn die Spannung von jeder der beiden Bahnen gemessen wird, dann resultiert das Vorhandensein der zwei Bah­ nen darin, daß in der Ausgangszugwalze 52 eine stärke­ re Kraft auf die kombinierten Bahnen ausgeübt wird. Dies bedeutet, wenn die Spannung auf jede Bahn am Ein­ gang mit dem gewünschten Wert von annähernd 44,4 N (4,53 kp) gemessen wird, dann würde die Ausgangszug­ walze 52 eine Gesamtkraft von 88,8 N (9,06 kp) aus­ üben. Wenn jedoch die Eingangsspannung der beiden Bah­ nen ungleich ist, könnte eine derartige 88,8 N (9,06 kp)-Spannung dazu führen, daß eine der Bahnen, die eine höhere Eingangsspannung aufweist, bricht bzw. reißt. In dem Falle, in dem die Bahnen ungleichmäßig gespannt sind wird der Mikroprozessor 100 die gemesse­ ne Spannung vergleichen und wird nicht eine Spannung aufbringen lassen, die die Summe der zwei Spannungs­ werte repräsentiert, wobei auf jeden Fall das 44,4 N (4,53 kp)-Spannungsniveau nicht überschritten wird. Diese Maßnahme sichert, daß die Bahn nicht durch eine übermäßig aufgebrachte Spannung reißt.

Gemäß einem anderen Merkmal der Erfindung besitzt der Mikroprozessor 100 die Fähigkeit die Spannung der Bahn zu steuern und zwar während der Startphase und/oder Warmlaufphase, wenn ein Reißen der Bahn aufgrund hoher Bahnspannungsabweichungen oder Bahnfestigkeitsreduzie­ rungsbedingungen auftreten kann. So kann zum Beispiel das Vorhandensein von Wasser in dem Spalt zwischen den Druckplatten dies verursachen. Wenn Wasser vorhanden ist, kann die Festigkeit der Bahn für mehrere Eindrüc­ ke, vielleicht sechs oder sieben, beeinflußt sein. Da der Abschnitt der Bahn, der gefaltet werden soll, not­ wendigerweise einen Spalt besitzt, der sich über die gesamte Breite der zu faltenden Bahn erstreckt, kann das Vorhandensein von Wasser leicht in einem Bahnriß resultieren. Da der Mikroprozessor 100 ein Druckma­ schinengeschwindigkeitssignal erhält und da das an­ fängliche Auftreten von Wasser bekannt ist, das bei einer bestimmten Druckmaschinengeschwindigkeit auf­ tritt, kann der Mikroprozessor 100 die Spannung in der Bahn stromabwärts von der Ausgangszugwalze für eine Zeitdauer reduzieren, die ausreichend ist, den Ab­ schnitt der Bahn passieren zu lassen, der sechs oder sieben Eindrucke bzw. Abdrucke aufweist, welche im Übermaß Wasser auf der Bahn besitzen, um die Möglich­ keit eines Bahnrißes zu minimieren. Sobald dieser Ab­ schnitt der Bahn durch den Former gelaufen ist, kann die Spannungssteuerung normalen Laufbedingungen ange­ paßt werden.

In ähnlicher Weise gibt es Druckmaschinenlaufzustände die in einem Bahnriß resultieren können, wie z. B. wäh­ rend der Operation in einem Probelauf der Druckmaschi­ ne oder während einer langsamen Anlaufphase bevor die Druckrollen "auf Druck" sind. Diese Umstände sind dann unabhängig von dem oben angegebenen Wasserproblem. In einem derartigen Fall kann eine übermäßige Spannung auf die Bahn wirken, was eine Gefahr für einen Bahnriß darstellt. Der Mikroprozessor 100 kann die Ausgangs­ zugwalze 52 so steuern, um mehr Papier durch die er­ findungsgemäße Einrichtung zu ziehen und dadurch die Spannung der Bahn zwischen der Ausgangszugwalze 52 und dem Former reduzieren, ebenso wie innerhalb der Ein­ richtung selbst. Wenn die Druckmaschine dann "auf Druck" geschaltet wird und auf eine normale Operati­ onsgeschwindigkeit beschleunigt wird, werden die ge­ eigneten Zugspannungsniveaus, wie vorstehend erläu­ tert, eingerichtet.

Claims (35)

1. Verfahren zum Falten wenigstens einer Papierbahn entlang ihrer Längsrichtung, wobei die wenigstens eine Papierbahn von wenigstens einer Eingangswalze zu einer Ausgangswalze bewegt und dazwischen ge­ faltet wird, und wobei eine vorgewählte Spannung auf die Papierbahn ausgeübt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannung der wenigstens einen Papierbahn (16b, 18b) zwischen der wenigstens einen Eingangswal­ ze (22, 62) und der Ausgangswalze (52) derart von der Spannung der Papierbahn (16, 18) in Bahnlauf­ richtung vor der wenigstens einen Eingangswalze (22, 62) und der Spannung der Papierbahn (16b, 18b) hinter der Ausgangswalze (52) entkoppelt wird, daß die Spannung der wenigstens einen Papierbahn (16b, 18b) in demjenigen Bereich, in dem die Fal­ tung durchgeführt wird, niedriger ist als die Spannung der Papierbahn (16, 18) vor der wenigstens einen Eingangswalze (22, 62) und als die Spannung der Papierbahn (16b, 18b) hinter der Ausgangswalze (52).

2. Verfahren nach Ansprüch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Faltschritt ein Ziehen der Papierbahn (16, 18) über eine Faltstation (44) aufweist, wodurch we­ nigstens ein Teil der Bahn über sich bzw. auf sich gefaltet wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei wenigstens zwei Papierbahnen vorgesehen sind, gekennzeichnet durch ein Kombinieren bzw. Verbinden der beiden Papier­ bahnen (16b, 18b), so daß sie in eine sich überlap­ pende Relation zueinander geraten.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Faltstufe ein Ziehen der Papierbahnen (16b, 18b) über einem Faltschuh (82) aufweist, wo­ durch wenigstens ein Abschnitt der Breite der kom­ binierten Papierbahnen (16b, 18b) über den verblei­ benden Abschnitt der kombinierten Papierbahnen (16b, 18b) gefaltet wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch ein Messen der Spannung der Papierbahn (16b, 18b) an wenigstens einer vorgewählten Stelle innerhalb der Faltstation (44) und ein Steuern der Spannung der Papierbahn (16b, 18b) während sich diese in der Faltstation (44) befindet.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannungsmeßstufe der Papierbahn (16b, 18b) an einer Stelle in der Nähe vorgenommen wird, wo die Papierbahn (16b, 18b) in die Faltstation (44) ein­ tritt.

7. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannungssteuerstufe der Papierbahn (16b, 18b) stromaufwärts von dem Eintritt in die Faltstation (44) ein Umhüllen der Papierbahn (16b, 18b) um eine Eingangswalze (22, 62) aufweist, um die Spannung der Papierbahn (16, 18) stromaufwärts von der ge­ nannten Eingangswalze (22, 62) von der Spannung der Papierbahn (16b, 18b) stromabwärts von der Ein­ gangswalze (22, 62) zu entkoppeln.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannungssteuerstufe der Papierbahn (16b, 18b) stromabwärts von seinem Ausgang von der Faltstati­ on (44) ein Umschlingen der Papierbahn (16b, 18b) um die Ausgangswalze (52) aufweist, um die Span­ nung der Papierbahn (16b, 18b) stromaufwärts von der Ausgangswalze (52) von der Spannung der Pa­ pierbahn (16b, 18b) stromabwärts von der Ausgangs­ walze (52) zu entkoppeln.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerstufe ferner eine angetriebene Ausgangs­ walze (52) mit einer vorgewählten Geschwindigkeit aufweist, die inkremental langsamer ist als die Bahngeschwindigkeit ansonsten, wodurch die Span­ nung in der Papierbahn (16b, 18b) stromabwärts an der Ausgangswalze (52) ansteigt, während die Span­ nung in der Papierbahn (16b, 18b) zwischen der Ein­ gangs- (22, 62) und der Ausgangswalze (52) abnimmt.

10. Faltvorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 mit einer Faltstation, die zwi­ schen wenigstens einer Eingangswalze und einer Ausgangswalze angeordnet ist, wobei eine Papier­ bahn mit einer vorgewählten Spannung zwischen der wenigstens einen Eingangswalze und der Ausgangs­ walze bewegbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die wenigstens eine Eingangswalze (22, 62) und die Ausgangswalze (52) eine Spannungsentkopplungsein­ richtung (22, 62, 52) bilden, und daß die Spannung der Papierbahn (16b, 18b) im Bereich der Faltstati­ on (44) durch die Spannungsentkopplungseinrichtung (22, 62, 52) auf einen niedrigeren Wert als die Spannung der Papierbahn (16, 18) in Bahnlaufrich­ tung vor der wenigstens einen Eingangswalze (22, 62) und als die Spannung der Papierbahn (16b, 18b) hinter der Ausgangswalze (52) einstell­ bar ist.

11. Faltvorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß eine erste Einrichtung (102) zum Messen der Bahn­ spannung wenigstens an einer ersten vorgewählten Stelle zwischen der Spannungsentkopplungseinrich­ tung (22, 62, 52) und der Ausgangswalze (52) vorge­ sehen ist und zum Erzeugen von elektrischen Signa­ len, die indikativ zu der gemessenen Spannung sind.

12. Faltvorrichtung nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Papierbahn (16, 18) über die Ausgangswalze (52) sicher geführt ist, wobei die Ausgangswalze (52) dazu vorgesehen ist, die Spannung der Papierbahn (16b, 18b) stromaufwärts von der Ausgangswalze (52) relativ zu der Spannung der Papierbahn (16b, 18b) stromabwärts von der Ausgangswalze (52) zu ändern.

13. Faltvorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung zum Antrieb der Ausgangswalze (52) mit einer steuerbaren Rotationsgeschwindig­ keit in Abhängigkeit von den auf sie wirkenden Steuersignalen vorgesehen ist.

14. Faltvorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß eine Prozessoreinrichtung (100) vorgesehen ist, um elektrische Signale von den Spannungsmeßeinrich­ tungen (102, 106) zu empfangen und zum Erzeugen von Steuersignalen, um die Antriebseinrichtung für die Ein- (22, 62) und Ausgangswalzen (52) mit einer Drehgeschwindigkeit zu steuern, die die erste vor­ geschriebene Spannung in der Papierbahn (16b, 18b) zwischen der Ausgangswalze (52) und der Spannungs­ entkopplungseinrichtung (22, 62, 52) herstellt.

15. Faltvorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Papierbahn (16, 18) durch eine Umschlingung derselben um die Eingangswalze (22, 62) um wenig­ stens 180° sicher geführt ist.

16. Faltvorrichtung nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Papierbahn (16, 18) durch Bildung eines Press­ spaltes der Papierbahn (16b) zwischen einer Press­ walze (24) und der Eingangswalze (22) gebildet ist.

17. Faltvorrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Spannungsmeßeinrichtung (102) eine Meß­ dose aufweist, die operativ mit der Eingangswalze (22) verbunden ist, wobei die Meßdose dazu vorge­ sehen ist, ein elektrisches Signal proportional zu der Radialkraft, die auf die Eingangswalze (22) durch die Papierbahn (16b) ausgeübt wird, zu er­ zeugen.

18. Faltvorrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Spannungsmeßeinrichtung (102) eine Meß­ dose aufweist, die operativ mit der Ausgangswalze (52) verbunden ist, wobei die Meßdose dazu vorge­ sehen ist, ein elektrisches Signal proportional zu der Radialkraft, die auf die Ausgangswalze (52) durch die Papierbahn (16b) ausgeübt wird, zu er­ zeugen.

19. Faltvorrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß an die Ausgangswalze (52) eine Presswalze (50) angrenzt, die dazu vorgesehen ist, eine Kraft auf die Ausgangswalze (52) auszuüben zum sicheren Füh­ ren der Papierbahn (16b) auf der Ausgangswalze (52).

20. Faltvorrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgangswalze (52) eine abrasive Oberfläche aufweist, um ein Durchrutschen der Papierbahn (16b, 18b) relativ zu der Oberfläche zu verhindern, wenn die Papierbahn (16b, 18b) mit der Oberfläche in Kontakt ist.

21. Faltvorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß eine zweite Spannungsmeßeinrichtung (106) zum Mes­ sen der Spannung der Papierbahn (16, 18) an einer zweiten vorgewählten Stelle in der Nähe und auf einem der stromaufwärts und stromabwärts gelegenen Seiten der Ausgangswalze (52) vorgesehen ist und zum Erzeugen von elektrischen Signalen, die indi­ kativ zu der gemessenen Spannung sind.

22. Faltvorrichtung nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Spannungsmeßeinrichtung (106) eine Meß­ dose aufweist, die operativ mit der Ausgangswalze (52) verbunden ist, wobei die Meßdose dazu vorge­ sehen ist, ein elektrisches Signal proportional zu der Radialkraft, die durch die Papierbahn (16, 18) auf die Ausgangswalze (52) ausgeübt wird, zu er­ zeugen.

23. Faltvorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß die Faltvorrichtung dazu vorgesehen ist, wenig­ stens eine zusätzliche Papierbahn (18) zu empfan­ gen, die mit der Papierbahn (16) kombinierbar ist, so daß wenigstens zwei Papierbahnen (16, 18) durch die Faltstation (44) gefaltet werden, wobei die zweite Papierbahn (18) einer zweiten Spannungs­ meßeinrichtung (106) zum Messen der Spannung auf die andere Papierbahn (16) an einer zweiten vorge­ wählten Stelle in der Nähe der ersten Spannungs­ meßeinrichtung (102) geführt ist und zum Erzeugen von elektrischen Signalen, die indikativ zu der gemessenen Spannung der anderen Papierbahn (18) sind.

24. Faltvorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 23, dadurch gekennzeichnet, daß die Faltstation (44) einen Faltschuh (82) mit ei­ nem bogenförmigen (84) und einem im wesentlichen flachen damit verbundenen Abschnitt (86) aufweist, wobei die Papierbahn (16b) in den bogenförmigen Abschnitt (84) eingeführt ist, wobei die Papier­ bahn (16b) anfängt in der Längsrichtung gefaltet zu werden und wobei das Falten im wesentlichen auf dem flachen Abschnitt (86) beendet ist.

25. Faltvorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 24, dadurch gekennzeichnet, daß die Faltstation (44) einen Faltschuh (82) auf­ weist, der einen rotierenden Abschnitt (88) auf­ weist, der dazu vorgesehen ist, die Papierbahn (16b) in diesem Bereich in Längsrichtung zu fal­ ten, wobei die Papierbahn (16b) in den rotierenden Abschnitt (88) einführbar ist, wo sie längs falt­ bar ist.

26. Faltvorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 25, dadurch gekennzeichnet, daß eine Prozessoreinrichtung (100) mit einer Spei­ chereinrichtung zum Aufnehmen von Daten und In­ struktionen vorgesehen ist, die Steuersignale er­ zeugt, wobei die Prozessoreinrichtung (100) elek­ trische Signale empfängt, die indikativ zu der ge­ messenen Spannung sind und diese Signale mit einem Signal vergleicht, das indikativ zu einem vorge­ wählten variablen Spannungsniveau ist, wobei die Prozessoreinrichtung (100) Steuersignale zum Redu­ zieren irgendeiner Differenz zwischen der gemesse­ nen Spannung und dem vorgegebenen variablen Span­ nungswert vorgesehen ist.

27. Faltvorrichtung nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuersignale die Summe eines proportionalen Terms, eines derivativen Terms und eines integra­ len Terms ist, wobei die jeweiligen Terme entspre­ chende Verstärkungsfaktoren K_p, K_d und K_i besitzen.

28. Faltvorrichtung nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, daß der proportionale Term des definierten Steuersi­ gnales durch folgende Gleichung definiert ist:

P-term = K_p × e(n)
wobei e(n) die Differenz zwischen der gemessenen Spannung und der vorgewählten Spannung ist.

29. Faltvorrichtung nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, daß der derivative Term des Steuersignales durch fol­ gende Gleichung definiert ist:
D-term = K_d × (e(n) - e(n - 1))/T_s
wobei e(n) die Differenz zwischen der gemessenen Spannung und der vorgewählten Spannung einer Mu­ ster- bzw. Abtastzeit "n" ist, e(n - 1) die Diffe­ renz der vorhergehenden Abtastzeit und T_s die Ab­ tastdauer ist.

30. Faltvorrichtung nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, daß der integrale Term durch folgende Gleichung defi­ niert ist:
I-term = (K_i × e(n) × T_s) + I-term (n - 1)
wobei e(n) die Differenz während der Abtastzeit "n" ist I-term(n - 1) der I-term ist, der während der vorangehenden Abtastzeit berechnet ist, und T_s die Abtastdauer ist.

31. Faltvorrichtung nach einem der Ansprüche 27 bis 30, dadurch gekennzeichnet, daß die vorgewählte Spannung als eine Funktion der Operationsgeschwindigkeit der Druckmaschine und anderer Druckzustände variierbar ist.

32. Faltvorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 31, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens zwei längliche Papierbahnen (16, 18) und eine Einrichtung zum Kombinieren bzw. Verbinden der Papierbahnen (16, 18) vorgesehen sind.

33. Faltvorrichtung nach Anspruch 32, dadurch gekennzeichnet, daß die verbundenen Papierbahnen (16b, 18b) um die Aus­ gangswalze (52) geschwungen sind, und daß eine Ausgangsantriebseinrichtung zum Antreiben der Aus­ gangswalze (52) mit einer gesteuerten Geschwindig­ keit bezüglich der auf sie ausgeübten Steuersigna­ le vorgesehen ist.

34. Faltvorrichtung nach Anspruch 33, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung zum Fühlen der Spannung in jede der Papierbahnen (16, 18) stromabwärts von der Spannungsentkopplungseinrichtung (22, 62, 52) und zum Erzeugen von elektrischen Signalen vorgesehen ist, die indikativ zu der gemessenen Spannung in jeder Papierbahn (16, 18) ist.

35. Faltvorrichtung nach Anspruch 34, dadurch gekennzeichnet, daß die Prozessoreinrichtung (100) die spannungsanzei­ genden Signale von einer Spannungsmeßeinrichtung (102, 106) erhält, wobei die Prozessoreinrichtung (100) dazu vorgesehen ist, Steuersignale zum Steu­ ern der Ausgangsantriebseinrichtung zu erzeugen, um die verbundenen Papierbahnen (16b, 18b) mit ei­ ner Geschwindigkeit anzutreiben, die das gewünsch­ te Spannungsniveau in wenigstens einer der genann­ ten Papierbahnen (16b, 18b) erzeugt, wobei das Spannungsniveau in der anderen der beiden Papier­ bahnen (16b, 18b) sich dem gewünschten Spannungsni­ veau annähert, wenn die Spannungsniveaus von jeder der beiden Papierbahnen (16b, 18b) wenigstens annä­ hernd gleich sind.