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Die Erfindung betrifft eine Bogenüberführtrommel einer Rotationsdruckmaschine.
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In
DE 3536442 A1 und
DE 3536536 A1 ist jeweils eine Trommel beschrieben, deren Trommelkappe Segmente aufweist, die je nachdem, ob Papier geringer Steifigkeit oder Karton verarbeitet werden soll, einzeln oder gemeinsam weggeschwenkt werden. Mit zunehmender Steifigkeit des Papiers wird die Trommelkappe verstärkt mit Blasluft beaufschlagt. Diese Blasluftbeaufschlagung ist aufwendig.
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Aufgabe der Erfindung ist es, eine unaufwendigere Bogenüberführtrommel zu schaffen, die an den jeweiligen Bedruckstoff angepasst werden kann.
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Gelöst wird diese Aufgabe erfindungsgemäß durch eine Bogenüberführtrommel mit den Merkmalen nach Anspruch 1. Bei dieser Trommel ist die Anpassung stark vereinfacht.
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Die Erfindung wird anhand der 1 bis 4 näher beschrieben.
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In diesen zeigt:
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1 eine nicht erfindungsgemäße Überführungstrommel ohne verstellbare Bogenleitbleche zwecks Darstellung mit der erfindungsgemäßen Überführungstrommel (2 und 3) gemeinsamer Merkmale,
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2 und 3 die erfindungsmäße Überführungstrommel mit verstellbaren Bogenleitblechen und
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4 die Darstellung einer durch die Trommelkontur der Überführungstrommel bewirkten Schaufelwirkung.
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Die Umrisse der Überführtrommel 1, die die zu transportierenden Bögen 3 von einem Druckzylinder 4 übernehmen und an den nachfolgenden Druckzylinder 5 des nächsten Druckwerks übergeben, setzen sich aus zwei Geometrien oder besonders geformte Seitenflächen 2 zusammen, wie in 1 dargestellt ist. Über den Seitenflächen 2 sind Bogenleitbleche 6 am Trommelkern 7 befestigt, deren Form der Form des Trommelkerns 7 angeglichen ist.
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Dabei erfüllt die erfindungsgemäße Ausbildung der Überführtrommel 1 folgende Forderung:
- – Nahezu rotationssymmetrische Biegesteifigkeit (vergleichbar mit der Gleichförmigkeit eines Vollzylinders mit Kanal),
- – absolut mehr als dreifache Steifigkeit, um die schwächere Achse gegenüber bekannten Bogenüberführtrommeln,
- – Abstützung der Hinterkante steifer Kartons (bei maximaler Formatlänge und niedrigster Fortdruckgeschwindigkeit, also der ungünstigsten Situation), so dass ohne Blasluft von außen völlige Abschmierfreiheit gewährleistet ist,
- – keine Berührung der bedruckten Oberfläche weder bei Karton noch bei dünnem Papier,
- – Schaufelwirkung, d. h. Leitung von Luft derart, dass über dem Bogen Druckerhöhung stattfindet, aber bei Freidrehung aus dem Bogenleitblech heraus keine Turbulenzen unter den Bogen gelangen.
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Die Gestaltung der Überführtrommel kann im Einzelnen wie in 1, 2 oder 3 dargestellt, aussehen, nämlich
- a) der Trommelkern 7 besteht aus einem Guss- oder Schmiedeteil. Vorgesehen ist ein maximaler Innenkreisdurchmesser zur Erzielung der notwendigen Biegesteifigkeit. Insgesamt hat der Trommelkern eine annähernd ovale Form mit Anbindung der Greiferbrücken 8 auf der y-Achse an einem Anschlagsteg 10. Die Rotationssymmetrie für Biegesteifigkeit kann auch durch entsprechende Verrippung 9 erzielt werden. Die Seitenflächen 2 des Trommelkerns 7 können als Führungsflächen ausgebildet sein.
Oder
- b) auf den Seitenflächen 2 des Trommelkerns 7 kann je ein Bogenleitblech 6 vorgesehen sein (1), – es zeigt weitgehend die Form der Seitenflächen 2 nach 1 und ist auf Stützflächen 15 an dem Trommelkern 7 befestigt, so dass die für Bogenführung optimale Oberflächenkontur entsteht ohne die Rotationssymmetrie der Kernbiegesteifigkeit zu mindern.
- – Die Bogenleitbleche 6 sind fest auf dem Trommelkern 7 verschraubt, mit einem zentralen Durchmesser d zu dem theoretisch Trommeldurchmesser D im Verhältnis 1:2 bis 1,35:2 und mit an den zentralen Durchmesser d sich anschließenden Leitflächen 11, die nach innen zur y-Achse hin geneigt sind und im Bereich der Greiferbrücken 8 nach innen Abgerundet enden.
- – Die Bogenleitbleche 12, 13 können aber auch – der Erfindung entsprechend – verstellbar auf dem Trommelkern 7 zur Anpassung an den jeweiligen Bedruckstoff, die Geschwindigkeit und das Format angeordnet sein (2 und 3). Die Verstellung der Mantelleitbleche 12, 13, die im Bereich der Greiferbrücken 8 an Schwenklagern 14 gelagert sind, von der eingeschwenkten Stellung gemäß 2 in die ausgeschwenkte Stellung gemäß 3, erfolgt vorteilhaft über ein einziges Stellmittel, z. B. Hubzylinder oder Stellantrieb, wobei die Anpassung an alle Parameter mit Einfluss auf die Bogenführung und die Automatisierung durch Vorgabe von Bedruckstoffstärke und Format stark vereinfacht wird.
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Die Schaufelwirkung der Trommelkontur wird anhand von 4 veranschaulicht. Die Gestaltung der durch Leitflächen des Trommelkerns oder der Bogenleitbleche, auf dem Trommelkern erzeugten Konturgeometrie erfolgt neben der Beachtung der vorgenannten Bewegungsbahn auch unter Berücksichtigung der Druckverhältnisse und Luftturbulenzen bei der Trommeldrehung.
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Die Trommeldrehung bewirkt bekanntermaßen die Entstehung eines Potentialwirbelfeldes, ähnlich dem eines Querstromlüfters. Die Bedeutung liegt hier jedoch in der relativen Drehzahl. Jede Schaufel, welche durch eine nicht als Vollzylinder ausgebildete Trommel zwangsläufig entsteht, beeinflusst einen transportierten Bogen.
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Aus dieser Wechselwirkung zwischen Leitflächen und Bogen ergibt sich eine Gestaltung der Kontur, so dass jeder Bogenbereich von der Vorderkante bis zum Ende mit entsprechender Wirkung beeinflusst wird. Dabei ist im vorderen Teil des Bogens 3 eine Saugwirkung 16 (von der Trommelmitte aus) sinnvoll, um Flächenberührung mit dem Leitblech 6 zu vermeiden. Weiter hilft eine Saugwirkung in der Übergabezone vom vorausgelegenen Druckzylinder 4 vor allem dünne Papiere vom Druckzylinder zu lösen. Diese Unterdruckwirkung wird erreicht, in dem der freibleibende Querschnitt zwischen Trommelkontur und Leitblech 6 sich ähnlich einem Difusor erweitert. Diese Erweiterung entsteht durch die Drehung der Trommelkontur gegenüber der stehenden Luft und dem Leitblech.
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Über dem Bogenende ist in allen Bewegungszonen ein Überdruck 17 sinnvoll, und zwar
- – bei der Übergabe vom vorausgehenden Druckzylinder, um das Herabfallen des Bogenendes bei niedrigerer Geschwindigkeit zu verhindern, und bei hohen Geschwindigkeiten um das Umschlagen des Bogenendes bei dünnen Papieren sowie das Hochschnellen des Bogenendes bei dickem Karton zu vermeiden.
- – Ferner ist ein Überdruck 19 sinnvoll über dem Leitblech 18, um das Bogenende bzw. vor allem das Kartonende auf dem Leitblech 18 zu führen.
- – und schließlich ist bei der Übergabe zum nachfolgenden Druckzylinder ein Überdruck 20 von Vorteil, um den benötigten Freiraum von steifem Karton möglichst gering zu halten.
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Diese Druckwirkung entsteht umgekehrt der Saugwirkung durch Verengung des Querschnitts aus der Trommeldrehung heraus. Dabei unterstützen sich Unter- und Überdruck gegenseitig wie in der Abwicklung gemäß 4 schematisch und geradlinig dargestellt.
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Vom vorauseilenden Bogen gelangt die über dem Bogen 3 gelegene Überdruckzone 17 unter den betrachteten Bogen. Unterstützt durch die Unterdruckzone 16 im Difusorbereich (Erweiterung) der Überführtrommel 1 schwimmt der Bogen 3 auf dieser Tragluft auf und wird auf beiden Seiten berührungslos geführt, was besonders beim Schön- und Widerdruck bedeutsam ist.
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Das Bogenende 21 wird in der Konfusorzone der Trommel durch die Überdruckwirkung 17 gegen das Leitblech 18 gedrückt. Durch die Krümmung des Leitblechs erfolgt die Berührung nur an der Hinterkante, wo gleichzeitig durch den Bogen die Trennung zwischen Über- und Unterdruckzone erfolgt.
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Bei der Drehung der Überführtrommel 1 außerhalb des Leitblechs 18 soll eine möglichst turbulenzarme Umströmung der drehenden Schaufelkontur erfolgen. Daher wird der Auslauf der Leitfläche 11 in Höhe der Greiferbrücke entsprechend abgerundet und im stumpfen Winkel zur Leitfläche ausgeführt. Durch den sogenannten Coanda-Effekt erfolgt die Umströmung der Kante der Leitfläche 11 des Bogenleitblechs 6 derart, dass die oberhalb der Seitenfläche bzw. des Bogenleitblechs abströmende Luft nicht unter den bereits an den nächstfolgenden Druckzylinder 5 abgegebenen Bogen 3 gelangt. Ein Hochblasen dieses Bogenendes wird somit vermieden.
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Wie 1 zeigt, ist der Querschnitt des Trommelkerns 7, dessen Seitenflächen 2 als Leitflächen ausgebildet sein können, in Richtung der Achse x am dicksten, dagegen aber im Bereich der Greiferbrücken am schmalsten. Dennoch hat dieser Trommelkern 7 im Bereich der Achse x des Querschnitts den größten Abstand von der theoretischen Trommelumfangslinie 22.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Überführtrommel
- 2
- Seitenflächen
- 3
- Bogen
- 4
- Druckzylinder
- 5
- Druckzylinder
- 6
- Bogenleitblech
- 7
- Trommelkern
- 8
- Greiferbrücke
- 9
- Verrippung
- 10
- Anschlagsteg
- 11
- Leitfläche
- 12
- Bogenleitblech
- 13
- Bogenleitblech
- 14
- Schwenklager
- 15
- Stützfläche
- 16
- Sogwirkung
- 17
- Überdruck
- 18
- Leitblech
- 19
- Überdruck
- 20
- Überdruck
- 21
- Bogenende
- 22
- Trommelumfangslinie
