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HINTERGRUND
DER ERFINDUNG
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[Gebiet der Erfindung]
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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Bogendruckmaschine, in welcher
der Papiervorschub stabilisiert wird. Insbesondere betrifft die
Erfindung die Stabilisierung der Bewegung des Papierbogens in einer
Bogendruckmaschine. Die Bogendruckmaschine gemäß der vorliegenden Erfindung
weist einen ersten und einen zweiten Druckzylinder auf. Der erste
Druckzylinder ist als ein Zwischen- oder Auslegezylinder definiert,
dessen gekrümmte
Oberfläche dazu
dient, den Bogen durch den Zwischenraum zwischen der gekrümmten Oberfläche und
einer Bogenführungseinheit
zu führen.
Der zweite Druckzylinder ist als Gegendruckzylinder oder dergleichen
definiert, der über
einen Aufnahmebereich benachbart zum ersten Druckzylinder positioniert
ist.
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[Beschreibung der verwandten
Technik]
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Mehrfarben-Bogendruckmaschinen,
die eine Reihe von Druckern verwenden, von denen jeder eine unterschiedliche
Farbtinte druckt, sind im Stand der Technik weithin bekannt. Wie
in 6 zu sehen ist, sind
die grundsätzlichen
strukturellen Elemente solcher Druckmaschinen eine Zuführeinheit
A, welche aus einer Zuführvorrichtung 39 besteht;
eine Druckereinheit B, die vier Drucker 132a, 132b, 132c und 132d aufweist,
die hintereinander angeordnet sind, um Cyan, Magenta, Gelb und Schwarz
zu drucken; und eine Auslegeeinheit C, hier eine Papierauslegeeinheit 04.
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Bei
Mehrfarben-Bogendruckmaschinen mit dieser Konfiguration trennt eine
Ansaugeinheit mit einem Einlaß für Bogen 11,
die auf einem Tisch 141 der Zuführvorrichtung gestapelt sind,
ein einzelnes Blatt und befördert
es auf dem Förderband 120.
Ein Schwinggreifer 121a befördert den Bogen zum Zwischenzylinder 121b des
Druckers 132a. Der Bogen wird zwischen dem Gummizylinder 22a und
dem Gegendruckzylinder 23a zugeführt, und die erste Farbe wird
gedruckt.
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Sobald
die erste Farbe gedruckt worden ist, wird der Bogen zwischen dem
Gummizylinder 22a und dem Gegendruckzylinder 23a austranspotiert und
vom Zwischenzylinder 27a des zweiten Druckers 132b aufgenommen.
Vom Zwischenzylinder 27a wird der Bogen zum Gegendruckzylinder 23b befördert. Der
nächste
Vorgang, das Drucken der zweiten Farbe, wird durch den Gummizylinder 22b und
den Gegendruckzylinder 23b ausgeführt.
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Die
darauf folgenden Farben werden nacheinander gedruckt. Wenn der Bogen 11 zwischen
dem Gummizylinder 22d und dem Gegendruckzylinder 23b austransportiert
wird, welche das Endphasendrucken ausführen, wird er auf den Auslegezylinder 35 der
Auslegeeinheit C gezogen. Vom Auslegezylinder 35 wird der
nun vollständig
bedruckte Bogen 11 auf den Kettenförderer 124 genommen
und zur Auslegeeinheit 04 befördert, wo er zum Stapel auf
dem Tisch 40 der Einheit 04 hinzugefügt wird.
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Im
allgemeinen weisen die Bogen 11, die in einer Bogendruckmaschine
bedruckt werden, eine Dicke auf, die von 0,04 mm bis 0,8 mm reicht.
Manchmal können
auch hochfeste Bogen aus Metallplatten oder Kunstharz bedruckt werden.
Während
der Bogen vom Drucker 132a dem Drucker 132b zugeführt wird,
um die verschiedenen Farben zu drucken, kann es zu unterschiedlichen
Fehlern kommen. Ein dünner Bogen
Papier wird im Allgemeinen eine geringe Steifheit aufweisen, und
sein hinterer Abschnitt wird zum Flattern neigen. Ein dickerer Bogen
Papier oder ein dickerer Metallbogen wird eine hohe Steifheit aufweisen
und seine Rückwirkungskraft
(Stabilität)
gegenüber
der Drehzentrifugalkraft und seine eigene Krümmung werden dazu führen, daß sein hinterer
Abschnitt sich vom Gegendruckzylinder 23 trennt und unterhalb
des Zylinders mit der Bogenführungseinheit 1' kollidiert,
was zu einem Zurückprallen
von Papier führt.
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Wenn
das Papier flattert oder auf diese Weise zurückprallt, kann der Druck verschmiert
oder das Papier gefaltet werden oder reißen. Dieses Phänomen ist
eine entscheidende Ursache einer verringerten Druckqualität. Zwei
typische Verfahren, die eingesetzt werden, um diesem Problem entgegenzuwirken,
bestehen darin, einen Skelettzylinder oder einen Trommelzylinder
für den
Zwischenzylinder 27 zu verwenden. Dadurch ist es möglich, das
geeignetste Schema für
die Steifheit eines beliebigen Bogens, der bedruckt wird, zu verwenden.
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Das
in 7(A) gezeigte Beispiel
ist ein Skelett-Zwischenzylinder 27, der vorrangig beim
Bedrucken von dickeren Papierbogen verwendet wird. Einer dieser
Skelettzylinder 27 ist auf jeder Seite jedes Druckers 132a,
b, c oder d angeordnet. Jeder Skelettzylinder besteht aus einem
Paar Rotoren (Armen) 271, die auf der Achse 270 rotieren.
Jeder Arm 271 weist eine Reihe von Klinken 29 auf
seinem Schaft 272 (siehe 8(A))
auf, die vom Ende des Armes 271 zum Ende des Armes 271 auf
der gegenüberliegenden
Seite des Schaftes verlaufen. Das unterscheidende Merkmal des Skelettzylinders 27 besteht darin,
daß der
Bereich des Zylinders, der mit dem Gegendruckzylinder 23 in
Berührung
kommt, wenn das Papier zwischen ihnen durchläuft, extrem klein ist. Dem
Bogen 11, der nach vor gedreht wird, wird es ermöglicht,
sich über
den Punkt P hinaus zu biegen, wo er mit den Klinken 29 in
Berührung
kommt. Mit anderen Worten, der Berührungspunkt P wird zum Aktionspunkt.
Durch Verlängerung
des Abstandes von diesem Punkt zum Ende des Bogens 100 reduzieren wir
die Rückwirkungskraft,
die durch den Bogen in seinem Versuch ausgeübt wird, zu seiner ursprünglichen
Form zurückzukehren.
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Infolgedessen
reduzieren wir das Ausmaß des
Zurückprallens
am Ende des Bogens, der auf die Bogenführungseinheit 1', also die gekrümmte Führung, stößt, welche
sich dem hypothetischen Umfang des unteren Abschnitts des Skelett-Zwischenzylinders 27 anpaßt. Dieses
Schema minimiert Risse und Falten; da aber diese Art von Skelettzylinder 27 einen größeren Bereich
bereitstellt, in dem das Ende des Bogens 100 frei ist,
wird andererseits ein dünner
Bogen mehr Gelegenheit zum Flattern haben.
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Das
in 7(B) dargestellte
Beispiel ist ein Trommelzylinder-Zwischenzylinder 27', der vorrangig für dünnere Papierbogen
verwendet wird. Diese Art von Trommelzylinder 27' weist eine
Reihe von Klinken 29 an zwei Orten entlang des Umfangs
einer Walze auf, die auf der Achse 270 rotiert.
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Das
Merkmal, welches den Trommelzylinder 27' unterscheidet, besteht darin,
daß die
Größe seiner
Oberfläche,
die mit dem Gegendruckzylinder 23 in Berührung kommt,
während
der Bogen 100 zwischen ihnen zugeführt wird, maximiert ist. Da
der Abschnitt des Bogens 100, der sich außerhalb
der Klinken 29 befindet, entlang des Umfangs des Trommelzylinders 27' geführt wird,
macht dieses Schema es für
das Ende des Bogens sehr schwer, zu flattern, so daß es Verdopplung,
Reißen
und andere Mängel,
die daraus resultieren, daß sich
das Ende des Bogens verknittert oder flattert, minimiert. Wenn diese
Art von Trommelzylinder 27 jedoch dazu verwendet wird,
dickere Arten von Papier zu befördern,
wird die Tatsache, daß eine
sehr geringe Fläche
vorhanden ist, wo das Ende des Bogens frei ist, zu beträchtlichem Rückprallen
führen.
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In
den letzten Jahren hat es im Zuge der Verbesserung der Druckqualität eine Tendenz
gegeben, die Skelettzylinder sogar für dünnere Papierarten zu verwenden.
Um zu verhindern, daß dünne Bogen flattern,
ist, wie in 8 dargestellt,
eine Bogenführungseinheit 1 vorgesehen,
die eine Bogenführungsoberfläche 1d aufweist,
welche dem Umriß des
unteren Abschnitts des Zwischenzylinders 27 (oder 27') und der Auslegeeinheit 35 folgt
(im Folgenden als Zwischenzylinder bezeichnet). Um die Probleme
bei dieser Art von Bogendruckmaschine zu lösen, wird eine Bogenführungseinheit
bereitgestellt, in der spezifisch unter Druck gesetzte Luft durch
eine Reihe von Öffnungen
in der Bogenführungseinheit
in den Zwischenraum zwischen dem Zwischenzylinder 27 und
der Oberfläche 1d der
Bogenführungseinheit
geblasen wird. Diese Luft wird entlang des Bodens des Bogens 11 geblasen,
während
sie durch den Zwischenraum entlang der Bogenführungsoberfläche 1d verläuft. Aufgrund
des Bernoulli-Effektes führt
die Luft, die durch die Öffnungen
geblasen wird, dazu, daß der
Bogen 11 schwebt.
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Eine
solche Bogenführungseinheit
wird in der japanischen Patentschrift (Kokai) Hei 10-109404 beschrieben.
Wir werden die relevante Technologie unter Bezugnahme auf 8 beschreiben. Die Bogenführungseinheit,
welche entlang des Umfangs des Skelett-Zwischenzylinders 27 oder
des Auslegezylinders 35 verläuft, von denen beide mit Klinken 29 beschlagen
sind, besteht aus Luftkanälen 06.
Auf der Oberfläche
der Luftkanäle 06 befinden
sich zahlreiche Luftzuführöffnungen 4a und 4b.
Die Luftzuführöffnungen 4a und 4b blicken
in entgegengesetzte Richtungen und sind auf jeder Seite der Mitte
des Zwischenzylinders 27 oder des Auslegezylinders 35 angeordnet.
Die Luftzuführöffnungen
verteilen die Luft zu den Außenkanten
des Zwischenzylinders 27 hin. Die Luftzuführöffnungen 4a und 4b erzeugen zwei
Luftströme,
welche bei den Luftzuführöffnungen entspringen
und sich in die durch die Luftzuführöffnungen bestimmten Richtungen
weiter fortbewegen. Diese Luftströme halten den Papierbogen in
einer bestimmten Höhe
in Schwebe, wodurch die Fortbewegung des Bogens stabilisiert wird.
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Bei
einer bekannten Technik wird dann Luft durch einen Zwischenraum
zwischen der Bogenführungsoberfläche 1d und
dem Zwischenzylinder unterhalb des Bogens 11 geblasen.
Der Bogen wird auf den Klinken 29 des Skelett-Zwischenzylinders 27 gefangen,
der jener Zylindertyp ist, der für
dickere Papierarten verwendet wird. Die Luft wird in den Zwischenraum
von Kanälen 06 unterhalb
der Führungsoberfläche durch
die Luftzuführöffnungen 4a und 4b geblasen.
Der Bernoulli-Effekt, der aus der unterschiedlichen Stromrate oberhalb
und unterhalb des Bogens resultiert, führt dazu, daß der Bogen 11 um den
Umfang des Zwischenzylinders 27 befördert wird, so daß der Bogen 11 zur
Oberfläche 1d der
Bogenführungseinheit
gezogen wird und leicht oberhalb dieser Oberfläche schwebt, während er
befördert wird,
bis er dem nächsten
Gegendruckzylinder zugeführt
wird.
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Bei
dieser bekannten Technik gibt es jedoch, wenn der Bogen aus dem
Führungszwischenraum austritt
und von den Klinken des Skelettzylinders freigelassen wird, nichts,
was ihn hält.
Und vor allem wird bei einem dünnen
Bogen der Bernoulli-Effekt aufgrund
der Strömungsgeschwindigkeit
des Luftstroms nicht ausreichen, um das Ende des Bogens zu stabilisieren.
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Zusätzlich ist
es so, daß bei
dieser bekannten Technik im Aufnahmebereich für den Bogen zwischen dem Zwischenzylinder
und dem Gegendruckzylinder, mit anderen Worten, an dem Punkt, an
dem der Zwischenzylinder und der Gegendruckzylinder miteinander
in Berührung
kommen (und an diesem Punkt in den Phasen 2, 3 und 4,
welche dem Drucken der zweiten, dritten und vierten Farbe entsprechen), die
Drehung der zwei Zylinder einen Wirbel (einen Drehluftstrom, der
durch die Drehung der Zylinder gezogen wird) in die Richtung erzeugt,
in die sich die Zylinder drehen. Insbesondere entwickelt sich oberhalb
des Gegendruckzylinders 23, dessen Unterseite keine Bogenführungseinheit
aufweist, die in 1 gezeigte
turbulente Grenzschicht 37.
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Wenn
die Wirbel auf das Ende des Bogens 11 wirken, der vom Zwischenzylinder 27 zum
Gegendruckzylinder 23 übertragen
werden soll oder übertragen
worden ist, wird das Ende des Bogens nicht in der Lage sein, stabil
zu bleiben. Der Bogen 11 wird sich dann unpassend verhalten,
indem er sich entweder umher bewegt oder nach oben und unten flattert. Wenn
der Zwischenzylinder 27 ein Skelettzylinder ist und ein
dünneres Papier
verwendet wird, dann wird, wenn der Bogen 11 vom Skelettzylinder 27 zu
den Klinken des Gegendruckzylinders 23 bewegt wird und
die Drehphase fortschreitet, der Spalt zwischen dem Zylinder 23 und
dem Zylinder 27 noch größer sein.
Wenn der Bogen 11 von den Klinken 29 (siehe 3) des Skelettzylinders
freigegeben wird, ist es sehr wahrscheinlich, daß er sich umher bewegt oder flattert,
wie oben beschrieben, da er sich dann in einem ungespannten Zustand
befindet.
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Bei
einem Trommel-Zwischenzylinder wird das Ende des Bogens zwischen
dem Zwischenzylinder und dem Gegendruckzylinder gehalten, so daß er sich
nicht, wie oben beschrieben, umher bewegen oder flattern kann. Da
der Bogen jedoch zwischen zwei Zylindern geklemmt ist, wird ein
dickerer und steiferer Bogen wahrscheinlicher reißen oder
Druckmängel
aufweisen.
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Die
Tendenz des Bogens 11, von Luftwirbeln negativ beeinflußt zu werden,
hängt von
seiner Dicke ab. Lösungen,
die im Stand der Technik vorgeschlagen wurden, einschließlich der
Erfindung, die in der japanischen Patentschrift 10-109404 offenbart
wird, haben keine Mittel vorgesehen, um zu gewährleisten, daß die Aktion
des Bogens 11 wie oben beschrieben ordnungsgemäß gesteuert
wird. Wenn, so wie dies in den letzten Jahren häufig geworden ist, derselbe Drucker
verwendet wird, um sowohl auf dickerem als auch dünnerem Papier
zu drucken, wäre
es notwendig, von einem Skelettzylinder zu einem Trommelzylinder
zu wechseln, und zwar jedes Mal, wenn eine andere Papierdicke verwendet
wird. In der Praxis ist dies einfach nicht möglich.
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Die
deutsche Patentschrift
DE
196 38 311 A1 offenbart eine Bogendruckmaschine, welche
ein Ansaugsystem (einen Lüfter)
umfaßt,
der zwischen zwei Zylindern angeordnet ist.
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Die
deutsche Patentschrift
DE
42 11 381 A1 offenbart eine Bogendruckmaschine, welche
einen Lüfter
umfaßt,
der eine Ansaugluftströmung
gegen den Zwischenzylinder und einen Blasluftstrahl gegen den Gegendruckzylinder
erzeugt, um den Luftwirbeln entgegenzuwirken, die in der Nähe dieser
Zylinder erzeugt werden.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Angesichts
der oben besprochenen Probleme besteht die Aufgabe der vorliegenden
Erfindung darin, eine Bogendruckmaschine bereitzustellen, die Luftwirbel
im Aufnahmebereich zwischen dem Zwischenzylinder und dem Gegendruckzylinder
daran hindert, das Ende des Bogens dazu zu bringen, sich umher zu
bewegen oder zu flattern, was es Bogen mit dünneren Papierqualitäten ermöglichen
würde,
in stabiler Weise befördert
zu werden, und was Bogen mit dünneren
Papierqualitäten
daran hindern würde, sich
umher zu bewegen oder zu flattern, wenn ein Skelettzylinder als
Zwischenzylinder verwendet wird, so daß das Papier auf stabile und
kontinuierliche Weise befördert
werden kann.
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Eine
weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Bogendruckmaschine
bereitzustellen, die es ermöglicht,
Papier mit einer großen
Bandbreite an Dicken auf stabile Weise zu befördern, ohne daß sich das
Papier umher bewegt oder flattert, selbst wenn ein Skelettzylinder
als Zwischenzylinder verwendet wird.
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Noch
eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine
Bogendruckmaschine bereitzustellen, welche in Abhängigkeit
von der Dicke des Papierbogens unerwünschte Bewegungen des Bogens,
die aus Luftwirbeln im Aufnahmebereich zwischen dem Zwischenzylinder
und dem Gegendruckzylinder resultieren, kontrolliert.
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Um
diese Probleme zu lösen,
ist die vorliegende Erfindung wie folgt konstruiert. Die Bogendruckmaschine
gemäß der vorliegenden
Erfindung weist zwei Druckzylinder auf, von denen der erste ein Zwischen-
oder Auslegezylinder mit einer Bogenführungseinheit unter seiner
Unterseite ist, die aus einem Zwischenraum besteht, durch den der
Bogen durchlaufen kann, und wobei der zweite Zylinder ein Gegendruckzylinder
ist, der über
den Aufnahmebereich benachbart zum ersten Zylinder positioniert
ist. Die Bogendruckmaschine gemäß der vorliegenden Erfindung
weist auch ein erstes Luftblasmittel auf, um einen Luftstrom in
den Zwischenraum zu blasen, umfassend eine erste Luftzuführkammer
und erste Luftzuführöffnungen,
welche den Zwischenraum, durch den der Bogen durchlaufen kann, mit
der ersten Luftzuführkammer
verbinden, und ein zweites Luftblasmittel, um einen Luftstrom in
die Richtung zu blasen, in die sich der zweite Zylinder dreht, umfassend
eine zweite Luftzuführkammer
in der rückwärtigen Seite der
Bogenführungsoberfläche, die
im auslaufseitigen Segment des Bogenförderstroms angeordnet ist,
und mindestens eine zweite Luftzuführöffnung in dem auslaufseitigen
Segment des Aufnahmebereichs, durch welche Luft von der zweiten
Luftzuführkammer in
die Richtung geblasen wird, in die sich der zweite Zylinder dreht.
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Diese
Druckmaschine unterscheidet sich durch die Tatsache, daß sie eine
Luftführungsseitenwand
aufweist, die entlang des Umfangs des zweiten Druckzylinders, der
an der Auslaufseite von der zweiten Luftzuführöffnung der zweiten Luftzuführkammer angeordnet
ist, gegenüberliegt
und die Luft von der zweiten Luftzuführöffnung so führt, daß sie entlang der Luftführungsseitenwand
zur Tangente des zweiten Zylinders strömt, und dadurch, daß sich der
auslaufseitige Abschnitt der Luftführungsseitenwand stufenweise
verengt, während
er sich dem zweiten Druckzylinder nähert, wobei der Venturi-Effekt,
der am auslaufseitigen Abschnitt der Luftführungsseitenwand auftritt,
einen negativen Druck auf die Unterseite des Bogens, der befördert wird,
ausübt
und außerdem
eine Strömung
bewirkt, welche dem Wirbel, der durch die Drehung des zweiten Druckzylinders
erzeugt wird, in der Nähe
der Oberfläche
entgegenwirken kann (d.h. er erzeugt eine Strömung, die der Drehungsrichtung
des zweiten Zylinders entgegengesetzt ist).
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Durch
Beseitigen des Wirbels oder Reduzieren der Geschwindigkeit des Wirbels,
kann diese Anordnung verhindern, daß der Bogen ausbricht oder flattert.
Selbst wenn ein Skelettzylinder verwendet wird, kann der Bogen ohne
Probleme befördert
werden.
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Die
Luftführungsseitenwand
kann aus der Wand der zweiten Luftkammer auf der Luftzuführöffnungsseite
bestehen, so daß keine
zusätzliche
Wand benötigt
wird.
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Bei
der Erfindung ist es wünschenswert,
ein Mittel vorzusehen, um die Luft, die entlang der Drehbahn des
zweiten Zylinders auf der Auslaufseite der Luftzuführöffnungen
strömt,
anzusaugen. Das Ansaugmittel kann eine Haube sein, die sich so entlang der
Breite der Luftführungsseitenwand
erstreckt, daß sie
die sich drehende Oberfläche
des zweiten Druckzylinders auslaufseitig vom Aufnahmebereich abdeckt.
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Bei
der vorliegenden Erfindung wird die Luft in der Nähe des Aufnahmebereichs
gesammelt und in die Haube angesaugt. Dies wird die Luft daran hindern,
verteilt zu werden und die negative Wirkung verhindern, die die
verteilte Luft auf den Bogen ausüben
würde.
Die Haube ermöglicht
es, daß der
Bogen sanfter von dem ersten Zylinder zum zweiten Zylinder befördert wird.
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Die
Menge an Luft, die in das Ansaugmittel angesaugt wird, sollte größer als
die Menge sein, die durch die Luftzuführöffnungen geblasen wird. Dies wird
weiterhin gewährleisten,
daß die
Luft in der Nähe
des Aufnahmebereichs sich nicht verteilen kann.
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Es
ist effektiv, einen Rückführkanal
für die Luft
zu erzeugen, so daß mindestens
ein Abschnitt der Luft, die durch das Ansaugmittel angesaugt wird, zur
zweiten Luftzuführkammer
rückgeführt wird.
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Durch
Erzeugen der zweiten Luftkammer, der Luftzuführöffnungen und des Rückführkanals, durch
den die Luft in der Haube zur zweiten Luftkammer rückgeführt werden
kann, stellen wir ein System bereit, durch welches wir die kontinuierlich
zirkulierende Luft durch vorübergehendes
Beschleunigen der Luft im Kanal verwenden können, um der Geschwindigkeit
des Wirbels entgegenzuwirken. Wir benötigen dann keine Fremdluft,
und wir können
die Energie reduzieren, die benötigt
wird, um die Luft zu beschleunigen. Und weil wir nur eine einzelne
Luftpumpe benötigen,
können
wir unsere Gerätekosten verringern.
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Die
Druckmaschine gemäß einer
anderen Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung umfaßt ein
zweites Luftblasmittel, um den Luftstrom von der zweiten Luftzuführkammer,
wie oben erwähnt,
bereitzustellen, welche Luft entlang des Umfangs des zweiten Druckerzylinders
von einem Punkt auslaufseitig vom Aufnahmebereich bläst; ein
drittes Luftblasmittel einer Luftstrahleinheit, um Luft von einem Punkt
zulaufseitig vom Aufnahmebereich zum Aufnahmebereich zwischen den
beiden Zylindern zu blasen; und ein Luftsteuermittel, um die Luftströmungen zu
den zwei oben genannten Luftblasmitteln durch Auswählen eines
der beiden Luftblasmittel gemäß der Dicke
des Bogens, der von der Oberfläche
der Bogenführungseinheit befördert wird,
oder durch Beschränken
des Volumens von Luft, welche den beiden Luftblasmitteln zugeführt wird,
zu steuern.
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Die
Bogendruckmaschine gemäß einer
anderen Ausführungsform
weist ferner ein erstes Luftblasmittel auf, um einen Luftstrom zuzuführen, um Luft
in den Zwischenraum entlang der Bogenführungseinheit und des ersten
Druckzylinders zu blasen, so daß der
Bogen etwas oberhalb der Führungsoberfläche der
Bogenführungseinheit
schwebt, während
er befördert
wird. Das Luftsteuermittel zum Steuern des oben erwähnten Luftstroms
kann das Volumen von Luft, die dem ersten Luftblasmittel zugeführt wird,
gemäß der Dicke
des Bogens beschränken.
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Bei
der vorliegenden Erfindung ist es so, daß – wenn zum Beispiel ein Bogen eines dickeren Papiers
von der Bogenführungseinheit
zum Aufnahmebereich befördert
würde – sie das
dritte Luftblasmittel auswählen
würde,
um Luft zum Aufnahmebereich zwischen den zwei Zylindern von einem
zulaufseitigen Punkt zu blasen. Wenn ein Bogen dünneren Papiers befördert werden
sollte, würde
sie das zweite Luftblasmittel auswählen, welches auslaufseitig
vom Aufnahmebereich zwischen den zwei Zylindern angeordnet ist,
um Luft zum zweiten Zylinder zu blasen. Selbst wenn ein Skelettzylinder
als Zwischenzylinder verwendet wird, gewährleistet dieses Schema, daß Bogen
einer großen
Bandbreite an Dicken in stabiler Weise befördert werden können, ohne
daß es
zu Krümmungen
oder Flattern kommt.
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Das
oben erwähnte
Luftsteuermittel zum Steuern der Luftströmung kann nicht nur die Steuersignale
steuern, um das Luftblasmittel auszuwählen oder das Volumen von Luftströmung zu
beschränken,
das dem Luftblasmittel zugeführt
wird, sondern kann auch ein voreingestelltes Signal für den Druck auswählen, der
auf die Zylinder gemäß der Dicke
des Papiers ausgeübt
werden soll.
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KURZE BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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1 ist ein vergrößerter Querschnitt
(entlang Linie A-A in 2)
der wesentlichen Teile des Aufnahmebereichs einer Bogenführungseinheit
in einer Bogendruckmaschine, welche eine erste bevorzugte Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ist.
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2 ist eine perspektivische
Zeichnung des Bereichs um den Aufnahmebereich herum.
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3 zeigt die Gesamtkonfiguration
einer zweiten Ausführungsform
einer Bogendruckmaschine gemäß der vorliegenden
Erfindung. Sie zeigt die Teile der Druckmaschine, die an der Steuerung
der Bewegung des Bogens nahe dem Zwischenzylinder beteiligt sind.
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4 zeigt die Steuerblockzeichnung
für die Ausführungsform
in 3.
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5 zeigt den Querschnitt
der ersten Luftzuführkammer
und Ansaugkammer und zeigt, wie die Luft strömt.
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6 zeigt die Gesamtkonfiguration
einer Bogendruckmaschine gemäß des Stands
der Technik.
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7(A) zeigt einen Skelett-Zwischenzylinder, 7(B) zeigt einen Trommelzylinder-Zwischenzylinder,
welche Stand der Technik sind.
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8 zeigt den wesentlichen
Teil der Druckmaschine gemäß des Stands
der Technik. 8(A) zeigt eine
Vorderansicht eines Skelett-Zwischenzylinders mit der Bogenführungseinheit,
die sich an den hypothetischen Umfang des unteren Abschnitts des
Skelett-Zwischenzylinders anpaßt,
der im Querschnitt entlang der Linie B-B von 8(B) gezeigt wird, und 8(B) zeigt die Bogenführungsoberfläche.
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DETAILLIERTE
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
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In
diesem Abschnitt werden wir verschiedene bevorzugte Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen
beschreiben.
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Die
Mehrfarben-Bogendruckmaschine, in welcher die vorliegende Ausführungsform
umgesetzt ist, wird im Detail im Abschnitt betreffend den Stand der
Technik unter Bezugnahme auf 6 beschrieben.
Wir werden sie daher an dieser Stelle nicht näher erläutern.
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Die
vorliegende Ausführungsform
betrifft die Bogenführungseinheit 1,
welche eine Bogenführungsoberfläche 1d einschließt, das
ist die Oberfläche,
welche entlang des Umrisses des unteren Abschnitts des Zwischenzylinders 27 und
der Auslegeeinheit 35 verläuft (im Folgenden gemeinsam
als der Zwischenzylinder bezeichnet). In dieser Ausführungsform
wird ein Skelettzylinder als Zwischenzylinder verwendet; es ist
jedoch genauso möglich,
einen Trommelzylinder zu verwenden. 23 ist der Gegendruckzylinder; 030 ist
der Aufnahmebereich für
den Bogen 11 zwischen dem Zwischenzylinder 27 und dem
Gegendruckzylinder 23.
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Die
Bogenführungseinheit 1 besteht
aus der Oberseite 1d (Bogenführungsoberfläche) der
Bogenführungseinheit,
welche die Kurve des Zylinders beschreibt, dem unteren Abschnitt
des Zwischenzylinders 27 und des Zwischenraums 15 zwischen
der Oberseite 1d und dem unteren Abschnitt, durch den der
Luftstrom durchläuft.
Innerhalb der Bogenführungseinheit 1 sind
entweder eine oder zwei erste Luftzuführkammern 2 vorgesehen,
wobei, falls zwei vorgesehen sind, eine auf jeder Seite einer zentralen Zwischenwand
ausgebildet ist, so daß sie
den gesamten Bereich aufnehmen, mit Ausnahme des auslaufseitigen
Abschnitts. 4 ist einer der beiden Lufteinlässe in die
Bogenführungseinheit 1.
Diese ersten Luftzuführöffnungen
verbinden den Führungszwischenraum 15 und
die Luftzuführkammer 2.
Sie schauen in entgegengesetzte Richtungen auf jeder Seite einer
imaginären
Linie, die vom Zentrum der Welle des Zwischenzylinders 27 gezogen
ist. Sie sind so verteilt, daß sie
jeder Seite des Zylinders 27 gegenüberliegen. Wenn Luft durch
den Einlaß 6 in
die Richtung geblasen wird, in die sich die erste Luftzuführöffnung öffnet, wird
der Bogen in einer bestimmten Höhe
gehalten, so daß er
in stabiler Weise befördert
werden kann.
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Unterhalb
des Bogens 11, der von Klinken 29 des Skelett-Zwischenzylinders 27 gehalten
wird, befindet sich ein Zwischenraum 15, der zwischen der Führungsoberfläche 1d und
dem Zwischenzylinder 27 liegt. Dieser Zwischenraum weist
unter sich eine erste Luftkammer 2 auf, in die Luft zugeführt wird.
Im Zwischenraum 15 wird ein Luftstrom entlang des Bodens
des Bogens von ersten Luftzuführöffnungen 4 auf
der linken und der rechten Seite geblasen, welche entweder direkt
parallel zur Oberfläche
der Führung
oder in eine etwas erhöhte
Richtung schauen. Die unterschiedliche Strömungsgeschwindigkeit des Luftstroms
oberhalb und unterhalb des Papierbogens erzeugt den Bernoulli-Effekt.
Der Bogen 11, der entlang der Oberfläche des Zwischenzylinders 27 befördert wird,
wird zur Oberfläche 1d der
Bogenführungseinheit
gezogen und schwebt dann etwas oberhalb der Oberfläche, während er
an ihr sich entlang bewegt.
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Die
Position und die Ausrichtung der ersten Luftzuführöffnungen 4 sind keinesfalls
auf die in 8(B) dargestellten
beschränkt,
sondern können nach
Bedarf ausgewählt
werden.
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Wie
in 1 und 2 zu sehen, ist das auslaufseitige Ende
der Bogenführungseinheit 1 in
Bezug auf die Bewegung des Bogens, die durch den Pfeil S in der
Zeichnung angegeben ist, so positioniert, daß der Spalt zwischen ihm und
dem Gegendruckzylinder 23 minimiert wird, so daß es das
Papier effektiv führen
kann. Entlang seiner Breite ist eine Reihe von Einkerbungen 10 in
Abständen
bereitgestellt, durch welche die Klinken des Zylinders hindurch
geführt
werden können.
(Diese Einkerbungen 10 können alle dieselbe Größe aufweisen
oder von unterschiedlicher Größe sein).
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In
der Bogenführungseinheit 1 dieser
Ausführungsform
wird eine zweite Luftkammer 30 durch eine Zwischenwand
in der ersten Luftkammer 2 hinter der Auslaufseite der
Führungsoberfläche 1d und zwischen
den Enden der Einkerbungen 10 gebildet. Die zweite Kammer
ist auf der Auslaufseite in Bezug auf die Bewegungsrichtung des
Bogens (angezeigt durch Pfeil S) ausgebildet, welcher sich neben
der ersten Luftzuführkammer 2 befindet,
und ist in Bezug auf die erste Kammer durch eine Luftführungsseitenwand 34 getrennt.
Die andere Wand der Kammer 30 blickt zum Zwischenraum 21,
welcher der Zwischenraum um den Aufnahmebereich 030 an
der Schnittstelle des Zwischenzylinders 27 und des Gegendruckzylinders 23 ist.
Diese andere Wand ist die Luftführungsseitenwand 34b der
zweiten Luftkammer 30 und wird durch die Wand der Führung ausgebildet, welche
sich stufenweise der Oberfläche
des Gegendruckzylinders nähert.
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Es
gibt zahlreiche Luftzuführöffnungen 22 in der
Luftführungsseitenwand 34b.
Durch diese Luftzuführöffnungen
wird ein Luftstrom entlang der Drehoberfläche des Gegendruckzylinders
von der zweiten Luftkammer nahe des auslaufseitigen Endes der Luftführungsseitenwand 34b geblasen.
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Wie
in 2 zu sehen, sind
zahlreiche Luftzuführöffnungen 22 entlang
der Breite der Bogenführungseinheit 1 vorgesehen.
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Nahe
des auslaufseitigen Endes der Strecke (in Richtung S) des Bogens
durch die Bogenführungseinheit 1,
genauer gesagt unterhalb des Auslasses von Zwischenraum 21 um
die Klinken 10 in der Bogenführungseinheit 1 herum,
befindet sich die Pufferhaube 19. Diese Haube deckt den
Auslaß des Zwischenraums 21 von
unten ab. Der Luftstrom, der durch die Luftzuführöffnungen 22 in der
Luftführungsseitenwand 34b bläst, ist
zum Auslaß von
Zwischenraum 21 gerichtet, und die Haube 19 saugt
ihn hinaus. Die Haube 19, wie in 2 zu sehen, verläuft den gesamten Weg über die
Bogenführungseinheit 1. Sie öffnet sich
zur Oberfläche
des Gegendruckzylinders auf der Auslaßseite des Zwischenraums 21 und deckt
den Zwischenraum darunter ab.
-
Ansaugöffnungen 31 befinden
sich auf dem Boden der Haube 19. Eine Anzahl (in diesem
Beispiel drei) dieser Ansaugöffnungen 31 ist
in festen Abständen
entlang der Breite der Bogenführungseinheit 1 angeordnet,
so daß das
Ansaugen entlang der Bogenführungseinheit
gleichmäßig erfolgt.
-
13 ist
eine Luftpumpe, die aus einem Kompressor besteht. Ihre Ansaugseite
ist mit der Ansaugöffnung 31 der
Haube 19 durch das Rohr 20 verbunden. Die Ablaßöffnung der
Luftpumpe 13 ist über
ein Luftzuführrohr 6b mit
dem Lufteinlaß 32 der
ersten Luftzuführkammer 2 und über ein
Verzweigungsluftzuführrohr 6a mit
der zweiten Luftzuführkammer 30 verbunden.
-
18a und 18b sind
Ventile, die das Luftzuführrohr 6a und
das Verzweigungsluftzuführrohr 6b öffnen und
schließen
oder einstellen, wie weit sich diese öffnen.
-
In
einer Bogenführungseinheit
für eine
Bogendruckmaschine mit dieser Konfiguration, wie in 6 zu sehen, wird der Bogen 11,
der von dem ersten Zylinder, dem Gegendruckzylinder 23 (23a)
befördert
wird, von den Klinken (nicht dargestellt) des Zwischenzylinders 27 (27a)
erfaßt
und verläuft
durch den Führungszwischenraum 15,
also den Zwischenraum zwischen dem Zwischenzylinder 27 und
der Bogenführungseinheit 1.
-
Luft,
die auf einen spezifizierten Druck unter Druck gesetzt wurde, wird
durch die Luftpumpe 13 der ersten Luftzuführkammer 2,
der Kammer auf der Zulaufseite der Bahn S, auf der sich der Bogen
in der Bogenführungseinheit 1 bewegt,
durch das Luftzuführrohr 6b zugeführt. Die
Luft, die in der Luftzuführkammer 2 gespeichert
wird, wird auf die Unterseite des Bogens 11 geblasen, während er
durch den Führungszwischenraum 15 wandert.
Die Luft wird durch zahlreiche Luftzuführöffnungen 4 entlang
der Oberfläche 1d der
Bogenführungseinheit
geblasen.
-
Der
Luftstrom, der durch die Luftzuführöffnungen 4 geblasen
wird, erzeugt eine unterschiedliche Strömungsrate oberhalb und unterhalb
des Bogens 11, der befördert
wird. Ein Bogen 11 aus dünnerem Papier, das dazu neigt,
sich umher zu bewegen oder zu flattern, wenn sich der Zwischenzylinder dreht,
wird aufgrund des verringerten Drucks infolge des Luftstroms zur
Oberfläche 1d der
Bogenführungseinheit 1 gezogen.
Er läuft
durch den Führungszwischenraum 15 etwas
schwebend in einer bestimmten Höhe
oberhalb der Oberfläche 1d.
-
Bei
einem Bogen 11 eines dickeren, steiferen Papiers würde dessen
Ende zur Oberfläche 1d der Bogenführungseinheit 1 gezogen
werden, so daß er über die
Oberfläche
geschliffen wird, während
er den Zwischenraum durchquert. Der Druck der Luft, die unter ihm
geblasen wird, drückt
ihn jedoch von der Oberfläche 1d der
Bogenführungseinheit 1 weg
und in den Führungszwischenraum 15.
Somit kann er den Führungszwischenraum 15 in
einer bestimmten Höhe über der
Oberfläche 1d schwebend
durchqueren.
-
Der
Zwischenzylinder 27 und der Gegendruckzylinder 23 drehen
sich in Richtungen N, wie in 1 angezeigt.
Da die Viskosität
der Luft nahe der Oberfläche
der Zylinder Zug erzeugt, wird die Maximierung der Oberflächengeschwindigkeit
v, welche der Drehgeschwindigkeit der Zylinder entspricht, einen
Luftstrom mit einer verteilten Geschwindigkeit (turbulente Grenzschicht 37)
erzeugen.
-
Wenn
der Bogen 11, der befördert
wird, während
er innerhalb des Führungszwischenraums 15 schwebt,
in die Nähe
des Aufnahmebereichs 030 eintritt, führt die turbulente Grenzschicht 37,
welche sich über
dem Gegendruckzylinder 23 ausbildet, dazu, daß das Ende
des Bogens flattert, während
es sich an den Einkerbungen 10 vorbei bewegt, den Vorsprüngen, die
wie Zähne
eines Kammes auf dem Ende der Bogenführungsoberfläche 1d angeordnet sind,
wie in 2 gezeigt. Dies
führt zu
Bewegung und Flattern.
-
Wenn
der Bogen 11 ein Bogen aus einem dünneren Papier ist und ein Skelettzylinder
als Zwischenzylinder 27 verwendet wird, wird, wenn sein Ende
die Klinken des Skelettzylinders 27 (27a) verläßt und er
befördert
wird, während
sich die Zylinder auf den nächsten
Zylinder, den Gegendruckzylinder 23, bewegen, der Zwischenraum
zwischen dem Gegendruckzylinder und dem Zwischenzylinder relativ zum
dünnen
Papier groß sein,
und der Bogen wird seine Unterstützung
verlieren. An diesem Punkt wird der Einfluß der turbulenten Grenzschicht 37 auf
die Oberfläche
des Gegendruckzylinders dazu führen, daß der Bogen 11 sich
nicht an den Umriß des
Gegendruckzylinders 23 anpaßt, sondern sich in instabiler
Weise verhält,
unter Umständen
verknittert oder flattert.
-
In
dieser Ausführungsform
wird eine zweite Luftkammer 30 auf dem hinteren Abschnitt
des auslaufseitigen Segments von Oberfläche 1d der Bogenführungseinheit 1 ausgebildet.
Luft wird mit einer hohen Geschwindigkeit durch zweite Luftzuführöffnungen 22 geblasen,
welche entlang der Luftführungsseitenwand 34b verlaufen,
die auf den Zwischenraum 21 in der Nähe des Aufnahmebereichs 030 blickt,
den Zwischenraum zwischen dem Zwischenzylinder 27 und dem
Gegendruckzylinder 23. Die Luft wird zur Drehoberfläche des
Gegendruckzylinders gerichtet und bewegt sich entlang des Abschnitts
der Oberfläche,
der durch die Haube 19 abgedeckt ist. Der Auslaß des Zwischenraums 21 ist
in eine Düse ausgebildet.
Durch Ausstoßen
der Luft aus dem Zwischenraum 21 erzeugen wir einen Luftstrom.
Der Venturi-Effekt oder Ejekta-Effekt, der durch das Verengen des
Stroms erzeugt wird, während
dieser zwischen dem Zwischenzylinder 27 und dem Gegendruckzylinder 23 komprimiert
wird, und das Ansaugen der Luft aus dem eingekerbten Abschnitt 10,
erzeugt einen negativen Druck unterhalb des Bogens 11,
der durch den eingekerbten Abschnitt 10 auf dem Ende der
Bogenführungsoberfläche 1d verläuft. Dadurch
wird ein mäßiger Grad
an Spannung auf den Bogen 11 ausgeübt, wodurch es diesem möglich ist, sich
in stabiler Weise auf der Oberfläche
des Gegendruckzylinders 23 zu verhalten.
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Der
Luftstrom ist so ausgerichtet, daß die verteilte Geschwindigkeit
der turbulenten Grenzschicht 37, die auf dem Gegendruckzylinder 23 erzeugt
wird, durch Wirbel aufgehoben wird (d.h. er wird zur Tangente der
zwei Zylinder gerichtet). Dies wird dazu führen, daß das Verhalten des Bogens 11 auf
dem Gegendruckzylinder 23 stabilisiert wird, nachdem er
vom Zwischenzylinder 27 transportiert worden ist. Sogar
wenn der Bogen 11 dünn
und der Zwischenzylinder 27 ein Skelettzylinder ist, kann
der Bogen 11 ohne Störungen
befördert
werden.
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Da
die Luft in der Nähe
des Aufnahmebereichs 030 gesammelt und in die Haube 19 angesaugt
wird, kann sie sich nicht verteilen. Dies verhindert, daß der Bogen 11 durch
sich verteilende Luftströmungen
negativ beeinflußt
wird. Der Bogen 11 wird sanft von dem Zwischenzylinder 27 zum
nächsten
Zylinder transportiert, welcher der Gegendruckzylinder 23 ist.
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Bei
dieser Ausführungsform
verläuft,
wie erläutert,
ein Abschnitt der Luft, die durch die Luftpumpe 13 angesaugt
wird, durch den Auslaß der
Pumpe 13 in das Zuführrohr 6b und
durch das Rohr 6b in die Luftzuführkammer 2. Der Rest
der Luft verläuft
durch das Zuführrohr 6a in
die zweite Luftkammer 30. Die Luftzuführöffnungen 22 stellen
eine Route bereit, über
welche die Luft zurückkehren
und zurückgeführt werden
kann. Dieses Schema verstärkt
die Stabilität des
Stroms, der durch den Venturi-Effekt erzeugt wird und verhindert,
daß die
Drehung des Gegendruckzylinders 23 eine turbulente Grenzschicht 37 erzeugt.
Da die Luft kontinuierlich im System zurückgeführt werden kann, besteht keine
Notwendigkeit für Fremdluft.
Dies führt
zu geringeren Kosten für
die Luft. Und weil nur eine einzelne Luftpumpe 13 erforderlich
ist, werden auch die Gerätekosten
reduziert.
-
In
der Ausführungsform
ist die Bogenführungseinheit 1 auf
dem Zwischenzylinder 27 vorgesehen. Der Umfang der vorliegenden
Erfindung würde
es jedoch auch zulassen, daß eine
Bogenführungseinheit 1 auf
dem ersten Zwischenzylinder und auf dem Auslegezylinder (oder der
Welle) vorgesehen ist.
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Bei
dieser Ausführungsform
wird somit der Bogen sanft befördert,
selbst wenn ein Papier mit dünnerer
Papierqualität
und ein Skelettzylinder verwendet werden.
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Da
die Luft in der Nähe
des Aufnahmebereichs gesammelt und in die Haube angesaugt wird, kann
sie sich nicht verteilen, und der Bogen wird nicht durch sich verteilende
Luftströme
negativ beeinflußt.
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3 zeigt die Gesamtkonfiguration
einer anderen Ausführungsform
einer Bogendruckmaschine gemäß der vorliegenden
Erfindung. Sie zeigt die Teile der Druckmaschine, die an der Steuerung
der Bewegung des Bogens nahe des Zwischenzylinders beteiligt sind.
Wir werden unsere Erläuterung
darauf konzentrieren, in welcher Weise sich diese Ausführungsform
von der vorhergehenden unterscheidet. In dieser Ausführungsform
wird eine einzelne Luftpumpe 13 dazu verwendet, die erste
Luftzuführkammer 2 und
die zweite Luftzuführkammer 30 zu
füllen
und Luft in die Haube 19 anzusaugen.
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Das
Ansaugrohr 5b ist mit einem Ansaugrohr 5a und
einer Luftkammer 3 (siehe 5)
verbunden. Das Ansaugrohr 5a ist mit Ansaugöffnungen 31 auf dem
Boden der Haube 19 verbunden. Die zwei Rohre 5a und 5b führen in
ein einzelnes Ansaugrohr, welches mit dem Einlaß der Luftpumpe 13 verbunden
ist.
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41 ist
eine Luftdüseneinheit,
die eine dritte Luftzuführöffnung darstellt.
Sie ist liegt benachbart zum Aufnahmebereich 030 (dem eingeschränktesten Bereich)
zwischen dem Zwischenzylinder 27 und der nächsten auslaufseitigen
Station davon, also dem Gegendruckzylinder 23. Die Luftdüseneinheit 41 ist direkt
oberhalb des Aufnahmebereichs 030 angeordnet, so daß ihre Düse einen
Luftstrom quer über
die gesamte Breite des Aufnahmebereichs lenken kann.
-
44 ist
ein Ventil zum Einstellen der Luftzufuhr. Die Einlaßseite dieses
Ventils ist mit der Auslaßseite
der Luftpumpe 13 verbunden. Die Auslaßseite ist mit dem Luftzuführrohr 6a verbunden,
welches in die zweite Luftzuführkammer 30 läuft. Auf
der Grundlage eines Steuersignals von der Steuervorrichtung 50 ermöglicht oder
verhindert dieses Ventil die Zufuhr von Luft zur zweiten Luftkammer 30 und
stellt den Druck der zugeführten
Luft ein.
-
45 ist
ein Ventil zum Einstellen der Luftzufuhr zur ersten Luftzuführkammer 2.
Seine Einlaßseite
ist mit der Auslaßseite
der Luftpumpe 13 verbunden; seine Auslaßseite ist mit dem Luftzuführrohr 6b verbunden.
Auf der Grundlage von Steuersignalen aus der Steuervorrichtung 50 und
der Betriebseinheit 56 (in der Figur nicht dargestellt),
welche das Ventil betreibt, um die Luftzufuhr einzustellen, werden
das Volumen und der Druck der Luft, die der ersten Luftzuführkammer 2 zugeführt wird,
eingestellt.
-
47 ist
eine Vorrichtung, um den Druck für
das Drucken voreinzustellen. Sie wird verwendet, um den Druck einzustellen,
mit dem der Bogen 11 bedruckt wird, und ist auf dem Fachgebiet
hinlänglich
bekannt.
-
43 ist
ein Düsenumschaltventil,
um die Luftdüse
umzuschalten. Es ist mit der Luftdüseneinheit 41 über das
Rohr 043 verbunden. Auf der Grundlage eines Steuersignals
von der Steuervorrichtung 50 kann es zum Beispiel dazu
veranlaßt
werden, sich für ein
dickeres Papier zu öffnen
und sich für
ein dünneres
Papier zu schließen.
Der Auslaß der
Luftpumpe 13 ist mit den Einstellungsventilen 44 und 45 und dem
Umschaltventil 43 verbunden.
-
Wir
werden als nächstes
die Anordnung der ersten Luftzuführkammer 2 und
der Ansaugkammer in Bezug auf 5 erläutern.
-
Der
Führungsgrat 1a und
die Ansaugkammer 3 befinden sich hinter einer Zwischenwand
auf jeder Seite der ersten Luftzuführkammer 2, welche auf
dem gesamten hinteren Abschnitt von Oberfläche 1d der Bogenführungseinheit 1,
mit Ausnahme des Auslasses, ausgebildet ist.
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Die
Ansaugkammer 3 ist mit der Einlaßseite der Luftpumpe 13 verbunden.
Die erste Luftzuführkammer 2 ist
mit der Auslaßseite
der Luftpumpe 13 über
ein Steuerventil 45 und das Luftzuführrohr verbunden.
-
Wir
werden als nächstes
unter Bezugnahme auf 4 erklären, wie
diese Ausführungsform
gesteuert wird.
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46 ist
eine Vorrichtung, um die Dicke des Papiers zu bestimmen. Die Vorrichtung 46 bestimmt
die Dicke eines Einzelblatts 11 des zu bedruckenden Papiers
und gibt das Ergebnis, "dick" (1,2 bis 0,2 mm), "mittel" (0,2 bis 0,12 mm)
oder "dünn" (0,12 bis 0,04 mm),
in die Auswahleinheit 51 der Steuervorrichtung 50 ein.
Auf der Grundlage der Dicke der zu bedruckenden Bogen, so wie von
der Vorrichtung 46 bestimmt, gibt die Steuervorrichtung 50 Steuersignale aus,
um durch die Betriebseinheit 54 festzulegen, ob und in
welchem Ausmaß das
Einstellungsventil 44 geöffnet werden soll (vollständig offen
für dünnes Papier;
vollständig
geschlossen für
dickes Papier; teilweise offen für
mittleres Papier); um durch die Betriebseinheit 56 festzulegen,
ob und in welchem Ausmaß das
Einstellungsventil 45 geöffnet werden soll (am wenigsten
offen für
dünnes
Papier, am meisten offen für
dickes Papier); und um durch die Betriebseinheit 53 festzulegen,
ob das Düsenumschaltventil 43 geöffnet werden
soll (geschlossen für
dünnes
Papier, offen für
dickes Papier, eines von beiden oder teilweise offen für mittleres
Papier). Die Steuervorrichtung 50 sendet auch ein Steuersignal
an die Vorrichtung 47, um den Druck für das Drucken über die Betriebseinheit 55 voreinzustellen.
Alle diese Mechanismen werden dann durch die Steuervorrichtung 50 geregelt.
-
52 ist
die Einheit, welche die Bogensteuerung ausführt. Als Reaktion auf die Dicke
des Bogens 11 initiiert sie Signale, um die Ventile für die jeweilige Papierart
zu öffnen,
zu schließen
oder teilweise zu öffnen.
-
Wie
erläutert,
wirken die in der Einheit 52 gespeicherten Signale wie
folgt. Wenn die Dicke des Bogens 11 im „dicken" Bereich liegt, wird die Luftdüseneinheit 41 geöffnet, und
das Einstellungsventil 45 wird vollständig geöffnet, so daß das Volumen
von Luft, die durch das Rohr 5b angesaugt wird, reduziert wird.
Wenn der Bogen 11 in den "dünnen" Bereich fällt, wird
die Luftdüseneinheit 41 geschlossen,
das Einstellungsventil 44 wird geöffnet, und das Einstellungsventil 45 wird
teilweise geöffnet.
Wenn der Bogen 11 in den "mittleren" Bereich fällt, werden die Luftdüseneinheit 41 und
das Einstellungsventil 44 wahlweise oder gleichzeitig betrieben,
und das Einstellungsventil 45 wird zur Hälfte geöffnet.
-
Wenn
all diese Ventilsteuersignale kombiniert sind, stellt die Vorrichtung 47 den
Druck für
das Drucken gemäß der Dicke
des Papiers ein.
-
Die
Auswahleinheit 51 wählt
die Daten aus, um die Bewegung des Bogens 11 gemäß des Dickenbereichs
zu steuern, der für
den Bogen eingegeben wurde. Die Einheit wählt diese Daten auf der Grundlage
der Dicke des Bogens 11 aus, die durch die Vorrichtung 46 eingegeben
wird, und auf der Grundlage der Steuerdaten bezüglich der Bewegung des Bogens,
die durch die Bogensteuereinheit 52 festgelegt werden.
-
Wir
werden als nächstes
erklären,
wie die Steuerung in einer Bogendruckmaschine erfolgt, die wie oben
beschrieben konfiguriert ist.
-
Ein
Signal, welches die Dicke des Papiers darstellt, die durch die Vorrichtung 46 eingegeben wird,
wird an die Betriebseinheit 55 der Vorrichtung geschickt,
um den Druck für
das Drucken voreinzustellen, und der geeignete Druck für das Drucken
für diese
Dicke wird durch die Druckvoreinstellungsvorrichtung 47 eingestellt.
-
Wenn
die Dicke, die durch die Dickeneinstellungsvorrichtung 46 eingegeben
wird, im "dünnen" Bereich liegt, überträgt die Bogenauswahleinheit 51 Signale,
um die Luftdüseneinheit 41 zu
schließen, das
Einstellungsventil 44 zu öffnen und das Einstellungsventil 45 teilweise
zu schließen.
Diese Signale werden in die Betriebseinheit 53 eingegeben,
welche die Luftdüse
umschaltet, und in die Betriebseinheiten 54 und 56,
welche die Ventile betreiben, um die Luftzufuhr einzustellen.
-
Als
Reaktion auf diese Signale schließt die Betriebseinheit 53 das
Düsenumschaltventil 43, schneidet
die Luftdüse
von der Luftdüseneinheit 41 ab,
schließt
teilweise das Einstellungsventil 45 und öffnet das
Einstellungsventil 44. Diese Anordnung ermöglicht es,
daß der
Bogen 11 in stabiler Weise befördert wird.
-
Wenn
der Bogen 11 vom Gegendruckzylinder 23 der vorhergehenden
Phase gesendet wird, greift er in die Klinken 29 des Skelett-Zwischenzylinders 27 ein
und wird in und durch den Zwischenraum 15 zwischen dem
Zwischenzylinder 27 und der Bogenführungseinheit 1 gelenkt.
-
An
diesem Punkt wird ein beschränkter
Luftstrom durch das Einstellungsventil 45 der ersten Luftzuführkammer 2 zugeführt, welche
im zulaufseitigen Abschnitt der Bahn S angeordnet ist, auf welcher
sich der Bogen in der Bogenführungseinheit 1 bewegt. Die
Luft wird durch zahlreiche Öffnungen 4 gegen den
Boden des Bogens 11 gelenkt, während dieser durch den Zwischenraum 15 läuft. Wie
zuvor erläutert,
führt dies
zu einem Druckunterschied zwischen der Luft oberhalb und unterhalb
des Bogens 11, während
sich dieser bewegt. Der durch den Luftstrom verursachte Bernoulli-Effekt
führt dazu,
daß der
Bogen in einer bestimmten Höhe über der
Führungsoberfläche 1d schwebt,
während
der Bogen durch den Zwischenraum 15 wandert.
-
Die
Luft, die durch den Zwischenraum 15 fließt so, wie
durch die Pfeile in 5 angezeigt,
und tritt in den Kanal ein, der durch den Grat 1a und die Außenwand
der Ansaugkammer 3 gebildet wird und fließt von dort
in die Kammer.
-
Da
der Grat 1a auf dem Auslaß des Zwischenraums vorgesehen
ist und weil das Ventil 45 so eingestellt ist, daß es ein
größeres Luftvolumen
der Ansaugkammer 3 zuführt
als der ersten Luftzuführkammer 2,
kann die Luft, die aus dem Zwischenraum 15 von unterhalb
des Bogens 11 fließt
und nicht mehr benötigt
wird, sehr effektiv rückgeführt werden.
Die Luftschicht über
der Bogenführungsoberfläche 1d wird
ebenso effektiv in die Ansaugkammer 3 angesaugt.
-
Der
Bogen 11 wird dann vom Zwischenzylinder 27a zum
nächsten
Skelettzylinder 22b und Gegendruckzylinder 23b transportiert,
welcher das nächste
Verfahren ausführen
wird, d.h. die nächste Farbe
drucken wird. Wenn der Bogen im auslaufseitigen Abschnitt seiner
Bahn S im Zwischenraum 15 ist, wird das Ende des Bogens
durch die Klinken 29 des Skelett-Zwischenzylinders 27 (27a)
freigegeben.
-
An
diesem Punkt wird, wie in 1 und 3 zu sehen, komprimierte
Luft, die durch das Einstellungsventil 18a oder 44 gesteuert
wird, durch die Luftpumpe 13 oder 42 der zweiten
Luftzuführkammer 30 zugeführt, die
im auslaufseitigen Segment der Bahn S angeordnet ist, auf der sich
der Bogen durch den Zwischenraum 15 bewegt. Aus den Luftzuführöffnungen 22,
welche entlang der Breite der Luftführungsseitenwand 34 auf
den Luftzwischenraum 21 blickend in der Nähe des Aufnahmebereichs 030 zwischen
dem Zwischenzylinder 27 und dem Gegendruckzylinder 23 angeordnet
sind, wird ein Strom von Hochgeschwindigkeitsluft durch den Zwischenraum 21 und entlang
der Oberfläche
des Gegendruckzylinders 23 gelenkt, die durch die Haube 19 abgedeckt
ist. Wie bereits erklärt,
erzeugt der Venturi-Effekt, der wegen der eingeschränkten Luftströmung zwischen
dem Zwischenzylinder 27 und dem Gegendruckzylinder 23 auftritt,
einen negativen Druck unterhalb des Bogens 11, während dieser
durch die Einkerbungen 10 am Ende der Oberfläche 1d der
Bogenführungseinheit
wandert.
-
Dies
gibt einem dünnen
Bogen 11 eine geeignete Spannung, welche es dem Bogen ermöglicht,
sich in stabiler Weise auf dem Gegendruckzylinder 23 fortzubewegen.
Der Luftstrom wird so gelenkt, daß er die verteilte Geschwindigkeit
der turbulenten Grenzschicht 37, die durch Wirbel auf dem
Gegendruckzylinder 23 erzeugt wird, aufhebt (d.h. er wird zur
Tangente der beiden Zylinder gelenkt). Wenn der Bogen 11 vom
Zwischenzylinder 27 auf den Gegendruckzylinder 23 transportiert
wird, wird er sich in stabiler Weise fortbewegen. Selbst wenn ein
dünneres Papier
bedruckt wird und der Zwischenzylinder 27 ein Skelettzylinder
ist, wird der Bogen 11 nicht wedeln oder flattern, sondern
sich sanft fortbewegen.
-
Wenn
die Dicke des Bogens 11, die durch die Vorrichtung 46 eingegeben
wird, in den "dicken" Bereich fällt, überträgt die Auswahleinheit 51 Signale, um
die Luftdüseneinheit 41 zu öffnen und
um das Einstellungsventil 18b oder 45 vollständig zu öffnen, so
daß ein
kleineres Luftvolumen durch das Rohr 5b angesaugt wird.
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Infolgedessen
liefert das Einstellungsventil 45, wenn der Bogen 11,
der vom Gegendruckzylinder 23a der vorhergehenden Phase
auf den Zwischenzylinder 27 geschickt wird, durch die Klinken 29 des Skelett-Zwischenzylinders 27 aufgenommen
wird und durch den Zwischenraum 15 zwischen dem Zwischenzylinder
und der Bogenführungseinheit 1 verläuft, mehr
Luft als es für
den dünnen
Bogen zur Kammer 2 lieferte, welche im zulaufseitigen Abschnitt
der Bahn S angeordnet ist, auf der sich der Bogen in der Bogenführungseinheit 1 bewegt.
Selbst wenn ein dicker Bogen 11 so steif ist, daß sich sein hinteres
Ende biegt, so daß sein
vorderes Ende mit der Oberfläche 1d der
Bogenführungseinheit 1 in
Berührung
kommt, kann Luft mit einem Druck zugeführt werden, der hoch genug
ist, um diesem Effekt entgegenzuwirken, und der Bogen 11 kann
dazu gebracht werden, in einer bestimmten Höhe über der Oberfläche 1d durch
den Zwischenraum 15 zu laufen. Die Luft, die durch den Zwischenraum 15 strömt, so wie durch
die Pfeile in 5 angezeigt,
tritt in den Kanal ein, der durch den Grat 1a und die Außenwand
der Ansaugkammer 3 gebildet wird und strömt von dort
in die Kammer. Die Luftschicht über
der Bogenführungsoberfläche 1d wird
auch effektiv in die Ansaugkammer 3 angesaugt.
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Wenn
das Düsenumschaltventil 43 geöffnet wird,
wandert der Luftstrom von der Luftpumpe 42 durch das Ventil 43 und
das Rohr 043 und strömt
in die Luftdüseneinheit 41.
Von dort wird er zum Aufnahmebereich zwischen dem Zwischenzylinder 27 und
dem nächsten
Gegendruckzylinder 23 gelenkt.
-
Im
Aufnahmebereich 030 für
den nächsten Gegendruckzylinder 23,
in den der Bogen nach dem Wandern durch den Zwischenraum 15 eintritt,
wird eine kreisförmige
Strömung
in Richtung N durch die Drehung der Zylinder 27 und 23 erzeugt.
Der unter Druck gesetzte Luftstrom von der Luftdüseneinheit 41, der
zum Aufnahmebereich 030 zwischen den Zylindern gelenkt
wird, drückt
jedoch von oben auf den Bogen, der durch den nächsten Gegendruckzylinder 23 aufgenommen
worden ist. Dies verhindert, daß ein
dickerer Bogen verknittert oder flattert.
-
Wenn
der Bogen eine mittlere Dicke so wie erläutert aufweist, wird ein Strom
von unter Druck gesetzter Luft aus der Luftdüseneinheit 41 erzeugt,
wobei der Druck ausreicht, um die verteilte Geschwindigkeit der
kreisförmigen
Strömung
aufzuheben. Dadurch wird verhindert, daß die kreisförmige Strömung das
Ende des Bogens 11 zum Flattern bringt; die unter Druck
gesetzte Luft verteilt sich jedoch in der Nähe des Aufnahmebereichs 030,
so daß ein
Papier mit mittlerer Dicke noch immer verknittern oder flattern
kann.
-
Bei
einem Papier mit mittlerer Dicke öffnet dann die Betriebseinheit 53 das
Düsenumschaltventil 43,
um einen Strahl von unter Druck gesetzter Luft aus der Luftdüseneinheit 41 wie
oben beschrieben zu erzeugen, und die Betriebseinheit 54 öffnet das
Einstellungsventil 44, um das Luftvolumen einzustellen, das
der zweiten Luftzuführkammer 30 zugeführt wird. Luft
wird durch Öffnungen 22 in
der Luftführungsseitenwand 34b geblasen,
um zu verhindern, daß das Ende
des Bogens 11 verknittert oder flattert.
-
In
der Ausführungsform,
die wir besprochen haben, wurde der Durchgang des Bogens im Aufnahmebereich 030 zwischen
dem Zwischenzylinder 27 und dem nächsten Gegendruckzylinder 23 gesteuert. Die
Erfindung kann jedoch auf dieselbe Weise auf den ersten Zwischenzylinder
oder den Auslegezylinder angewendet werden.
-
Mit
dieser Ausführungsform
können
wir dann selbst bei einer Einzeldruckmaschine unerwünschte Instabilität minimieren,
die auftritt, wenn der Bogen durch die Bogenführungseinheit oder den Aufnahmebereich
wandert. Wir können
eine große
Bandbreite an Papierdicken in stabiler Weise befördern, ohne daß es zu
Verknittern oder Flattern kommt, selbst wenn ein Skelettzylinder
verwendet wird.