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Verfahren und Vorrichtung zum selbsttätigen Ausrichten von Papier,
Pappe, Leder usw. vor Druck- und Prägevorgängen
Bei getrennt verlaufenden Druck-
und Prägevorgängen besteht die Aufgabe, wenn der Druck- dem Prägevorgang, wie üblich,
vorausgeht, das Druckbild oder Teile davon mit den Umrissen des Prägebildes in genaue
Übereinstimmung zu bringen. Es läge nahe, diese Aufgabe durch Randpassung in üblicher
Weise zu lösen. Dem steht jedoch entgegen, daß einmal die kleineren Formate der
Prägepressen eine Ausprägung des ganzen gedruckten Bogens nicht gestatten, und dieser
mithin in passende Einzelnutzen zerschnitten werden muß, und daß zum anderen gewisse
Papiere nach dem Drucken eine Formänderung erfahren, die eine Änderung des Abstandes
zwischen Papierrand und Druckkontur zur Folge hat.
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Um eine Ausrichtung zu erreichen, wurden bisher dem zu prägenden
Material - im folgenden der Einfachheit halber nur mit Papier bezeichnet kleine
Markierungssternchen aufgedruckt, durch deren Mitte von Hand Nadeldurchsticbe zu
machen sind, welche zur Ausrichtung des Papiers mittels entsprechender Nadeln auf
dem Unterteil des Prägestocks dienen. Ein solches Verfahren ist nicht nur umständlich,
zeitraubend und unwirtschaftlich, sondern wegen der Notwendigkeit, die Papierausrichtung
von Hand und an der laufenden Presse vorzunehmen, auch gefährlich. Ferner ist es
höchst geisttötend für die mit der Anbringung der Nadeldurchstiche beschäftigten
Arbeitskräfte. Zur Vermeidung dieser Mängel wurden bereits mechanisch-
elektrisch
wirkende Ausrichtverfahren vorgeschlagen, welche zur Steuerung der Papierbewegungen
sich eingestanzter Schlitze bedienen, in welche Kontaktfühlhebel einfallen. Diese
Verfahren lassen sich aber in Verbindung mit Rotationsdruckverfahren nicht anwenden,
weil ein gleichzeitiges Durchstanzen von Löchern oder Schlitzen beim Drucken nicht
möglich ist. Ferner eignen sich die genannten Verfahren wegen ihrer Umständlichkeit
nur zum Ausrichten in einer Bewegungsrichtung. Es liegt endlich auf der Hand, daß
bei den meisten Druckerzeugnissen wegen der damit verbundenen Qualitätsminderung
eine Anbringung von Schlitzen oder Löchern, wie sie genannte Verfahren verlangen,
nicht zugelassen werden kann. Es sind andere Einrichtungen bekannt, welche in Verbindung
mit lichtelektrischen Fühlköpfen eine Längenausrichtung oder -abmessung vornehmen.
Mit diesen Einrichtungen kann jedoch eine Ausrichtung nur in einer Richtung vorgenommen
werden. Sie setzen ferner voraus, daß das auszurichtende Papier fortlaufend in Bandform
unter der Ausrichtvorrichtung hindurchgeführt wird, während bei getrennt verlaufenden
Druck-und Prägevorgängen das auszurichtende Material in Bogenform anfällt.
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Gegenüber den vorgenannten Einrichtungen stellt diejenige Gruppe
von Verfahren einen Fortschritt dar, mittels welcher der zu prägende Stoff durch
Greifer im Verlauf der Zuführungsbewegung, ähnlich wie bei den bekannten Druckautomaten,
in zwei Koordinaten ausgerichtet wird, wobei die Ausrichtbewegungen durch aufgedruckte
Marken lichtelektrisch gesteuert werden.
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Voraussetzung für die Anwendung solcher Verfahren bzw. die Anbringung
der entsprechenden Vorrichtungen ist aber das Vorhandensein einer Presse mit stillstehendem
Prägetisch und einer hierzu gehörenden laufbandähnlichen Aufgabevorrichtung. Gerade
diese Voraussetzung ist aber in den wenigsten Fällen erfüllt, da die üblichen Prägepressen
einen von zwei Seiten bedienbaren hin und her gehenden Prägetisch besitzen und zudem
nur einen geringen Abstand zwischen Prägetisch und dem von oben kommenden Prägestempel
aufweisen, in dem die den bekannten Einrichtungen eigenen, äußerst umfangreichen
Ausricht- und Kontrollmechanismen nicht unterzubringen sind. Vielfach erfordert
die Montage auch noch zusätzliche Aussparungen im Pressentisch in Form von eingefrästen
Schlitzen, was aus Festigkeits- und Raumgründen unmöglich ist.
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Insoweit sich die bekannten Einrichtungen photoelektrischer Fühlköpfe
bedienen, bei denen das Papier durchleuchtet wird, sind sie bereits aus diesem Grunde
für gewöhnlich unbrauchbar, weil die Durchleuchtung nur bei sehr transparenten Papieren
zu einem sicheren Ansprechen der Photozelle führt.
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Weiterhin vorgeschlagene Fühlköpfe mit Photozellen, welche ohne Beleuchtungsoptik
oder rnit Abstand von der Papieroberfläche den Reflexionsunterschied zwischen Papier
und der Passermarke feststellen sollen, sind ebenfalls nicht brauchbar, -da zur
Erzielung einer ausreichenden Passergenauigkeit Fühlkopf- und Papier-Passermarke
unmittelbar aufeinanderliegen müssen, wobei dann kein Licht in die Zelle fällt.
Andererseits machen kleinste Abstandsdifferenzen wegen der Eigenschaft des Papiers,
sich zu werfen, die ganze Ausrichtung illusorisch.
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Erfindungsgemäß werden die den bekannten Verfahren anhaftenden Mängel
durch eine einfache, übersichtlich und schnell arbeitende Vorrichtung vermieden,
von der an Hand der Fig. I bis 14 ein Ausführungsbeispiel beschrieben werden soll.
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Fig. I gibt eine Übersicht über die Anbringung der Vorrichtung an
einer Prägepresse; Fig. 2 zeigt eine Seitenansicht von Fig. I und Fig. 3 den über
Fig. 2 angeordneten Pressenstempel. In den vorgenannten -Figuren stellt I den Pressenunterteil,
2 den Stempel dar. An I ist das die Antriebsorgane enthaltende Gehäuse 3 mit der
Papieranlegekante 3a für Grobausrichtung fest angeschraubt.
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In der Aufsicht Fig. 1 werden die Ausrichtlineale 4 und 5 sichtbar,
von denen 4 die zweite Anlegekante 4e besitzt. Außerdem befindet sich auf 4 und
5 ein Fixierungspunkt 6, der entweder als kurzer Dorn oder als ein an eine Luft-Unterdruckleitung
angeschlossener Saugnapf ausgebildet sein kann und die Aufgabe hat, das auf die
Lineale aufgelegte Papierblatt für die Dauer des Ausricht- und Prägevorganges festzuhalten.
Es sind ferner drei Fühlköpfe 7 vorgesehen, in deren dem Papier zugekehrter Deckplatte
je zwei Schlitze 7d eingearbeitet sind. Durch den Stempel 2 endlich werden bei seinem
Herabgehen die beiden Kontakte 2a und 2b nacheinander betätigt; ihre Aufgabe ist
die wegabhängige. Ein- und Ausschaltung der den Ausrichtvorgang steuernden Schaltautomatik.
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Rein äußerlich gesehen spielt sich der Ausricht-und Prägevorgang
folgendermaßen ab: Das bedruckte, zu prägende Blatt wird von Hand oder durch einen
selbsttätigen Aufleger auf I gelegt und leicht gegen die Anlegekanten 3a und 4a
geschoben, wobei eine besondere Genauigkeit der Anlage nicht erforderlich ist. Ist
als Fixierungspunkt ein Dorn vorgesehen, so muß das Blatt leicht auf diesen gedrückt
werden.
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Es sei vorab erwähnt, daß ein Ausrichten des Papiers durch Kantenanlage
deshalb meist nicht genau genug ist, weil das Papier vor dem Prägen in kleinere
Bogen zerschnitten werden muß, was im Stapel geschieht. Hierdurch ergeben sich für
die Abstände zwischen Druckkonturen und Papierkante unvermeidliche Abweichungen,
welche einerseits durch Verschieben der Papierbogen beim -Schneiden, andererseits
durch Längenänderung der meist stark hygroskopischen Papiere in der Zeit zwischen
Druck- und Prägevorgang bedingt sind. Der Einrichter bringt daher die Unterteile
der Prägestöcke auf I so an, daß das Papier in Richtung beider Anlegekanten 3a und
4a von vornherein um einen Längenbetrag verschoben liegt, welcher mit Sicherheit
alle vorerwähnten Abweichungen übersteigt.
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Dieser Längenbetrag muß jedoch etwas kleiner sein als der Verschiebungsweg
der Lineale während des Ausrichtvorganges.
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Durch den herabgehenden Stempel 2 wird über Kontakt 2a die Ausrichtvorrichtung
eingeschaltet, worauf die Lineale 4 und 5 mitsamt dem in vorerwähnter Weise auf
ihnen fixierten Papierbogen sich in ihrer Längsachse bewegen. Der Papierbogen besitzt
aufgedruckte, senkrecht auf den Rand zulaufende Strichmarken, wie sie vielfach ohnehin
für das Zerschneiden in kleinere Blätter erforderlich sind. Sobald eine dieser Strichmarken
über einen der Ausschnitte 7d auf dem Fühlkopf hinweggleitet, wird das zugehörige
Lineal und damit das Papier an dieser Stelle angehalten. Die Bewegungen der Lineale
4 und 5 erfolgen unabhängig voneinander, damit eine Papierausrichtung auch bei schräg
abgeschnittenem Rand oder schrägem Einlegen möglich ist. Sind die Bewegungen der
Lineale 4 und 5 beendet, wird eine Querverschiebung derselben eingeleitet, welche
beendet wird, sobald Strichmarke und Papier übereinstimmen. Durch Kontakt 2b wird
in Verbindung mit durch die Fühlköpfe gesteuerten Relaiskontakten in noch zu beschreibender
Weise überprüft, ob der Ausrichtvorgang sich richtig abgespielt hat. Andernfalls
wird ein optisches oder akustisches Signal gegeben bzw. bei automatischer Papierzuteilung
diese angehalten, damit der fehlerhafte Bogen aussortiert werden kann.
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Fig. 4 gibt ein Ausführungsbeispiel für den mechanischen Teil der
Ausrichtvorrichtung. Die I,ineale 4 und 5 sind in Schwalbenschwanzführungen präzise
in dem Schlitten 8 gelagert, welcher auf zwei am Gehäuse 3 befestigten Achsen 9
leicht hin und her bewegt werden kann. Die Antriebsenergie für die Verschiebebewegungen
wird einem dauernd laufenden kleinen Motor 12 entnommen, welcher über den Schneckentrieb
I3, 14 die Welle I5 antreibt. Mit dieser Welle werden die Verstellnocken 10', 10",
I O"' - letzterer über zwei Kegelräder 17 - durch magnetische Kupplungen I It, 1
1", 1 1"' bekannter Ausführung verbunden, wenn der betreffende Magnet Strom erhält.
Zum besseren Verständnis ist der Nockenteil etwas vergrößert in Seitenansicht bzw.
im Schnitt in den Fig. 5 und 6 dargestellt. Gleichzeitig werden hierdurch die beiden
Möglichkeiten der Verstellung veranschaulicht.
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Nach Fig. 5 kann beispielsweise die Verschiebebewegung so erreicht
werden, daß sich der Nocken 10 immer in gleicher Richtung dreht und angehalten wird,
wenn vom Fühlkopf 7 her in noch zu beschreibender Weise ein Kommando gegeben wird.
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Die Drehung des Nockens wird über den Ansatz 4b oder 5b an dem Lineal
4 oder 5 in eine Verschiebebewegung verwandelt, deren Weglänge der Exzentrizität
des Nockens entspricht. Die Rückstellkraft wird einer Feder 16 entnommen, welche
den Ansatz gegen den Nocken zieht. Die Verstellung des Schlittens 8 erfolgt in gleicher
Weise.
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Das kennzeichnende Merkmal dieser Verstellmethode ist, daß die Lineale
oder der Schlitten bis zum nächsten Ausrichtvorgang in derjenigen Stellung stehenbleiben,
welche sie bei Beendigung des vorhergehenden Ausrichtvorganges eingenommen hatten.
Es kann also in diesem Fall vorkommen, daß die Ausrichtbewegungen bei zwei aufeinanderfolgenden
Ausrichtvorgängen in verschiedenen Richtungen verlaufen, was für das Prinzip unerheblich
ist und lediglich die Zeit des Ausrichtvorganges etwas erhöhen kann gegenüber dem
in Fig. 6 veranschaulichten Verfahren. Der Nocken 10 wird in diesem Falle entgegen
der Kraft einer aus Übersichtlichkeitsgründen nicht dargestellten Spiralfeder im
Gegenuhrzeigersinn angetrieben und verschiebt in bereits beschriebener Weise ein
Ausrichtglied 4, 5 oder 8. Nach seiner Stillsetzung durch 7 bleibt der Nocken 10
in der einmal angenommenen Lage, da er durch ein Sperrad 18 und die Klinkenfeder
19 festgehalten wird. Nach Beendigung des Ausrichtvorganges wird der Entriegelungsmagnet
20 über den Pressenkontakt 2a beim Hochgehen des Stempels erregt und gibt durch
Zurückziehen der Klinkenfeder I9 den Nocken 10 frei, welcher sich unter Wirkung
der obenerwähnten Spiralfeder in seine durch Bolzen ion und Anschlagfeder 2I gegebene
Anfangslage zurückbewegt.
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Es sei nur erwähnt, daß die Antriebskraft für die Verschiebebewegungen
auch auf andere Weise gewonnen werden kann, beispielsweise aus einem Elektromagneten
oder einem Druckluftzylinder mit Kolben.
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Die Wirkungsweise der Fühlköpfe 7 werde an Hand der Fig. 7, 8, 9,
10 und 1 1 erläutert. Von diesen zeigen die Fig. 7 und 8 einen Fühlkopf in Querschnitt
und Aufsicht, Fig. 9 und 10 Fühlkopfschaltungen nach dem Strom- und Spannungskompensationsverfahren
und Fig. 11 ein Schaltungsbeispiel für eine Steuerung durch zerhacktes oder moduliertes
Licht. Die Fühlköpfe der Fig. 7 bis 10 bestehen aus zwei Hälften, die je ein elektrooptisches
System, bestehend aus einer Glühlampe 7a und einer lichtempfindlichen Zelle 7b,
enthalten.
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Eine Zwischenwand zwischen 7a und 7b verhindert eine direkte Belichtung
von 7b. Decken und Wände sind bis auf den hinter 7a angeordneten Reflektor geschwärzt.
Der Strahlengang verläuft daher von 7a zu dem nach unten keilförmig erweiterten
Schlitz 7d.
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Von hier wird er, falls der Schlitz durch Papier abgedeckt ist, nach
dem Gesetz Einfallswinkel gleich Ausfallswinkel auf die lichtempfindliche Zelle
7b abgelenkt. Die beiden Zellen 7b eines Fühlkopfes sind nach den Schaltungsbeispielen
Fig. 9 und 10 gegeneinandergeschaltet, um zu erreichen, daß, unabhängig von den
verschiedensten Färbungen von Papier und aufgedrucktem Markierungsstrich, ein sicheres
Ansprechen des Fühlkopfes erfolgt.
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In Fig. 9 ist eine Gegeneinanderschaltung durch Stromkompensation
dargestellt: Über die beiden Zellen 7b und die gegensinnig geschalteten Wicklungen
des höchstempfindlichen Relais 7e fließen angenähert gleiche Ströme, deren Höhe
durch die Vorwiderstände 71 begrenzt wird. Das Relais 7e bleibt daher für gewöhnlich
unerregt und abgefallen. Wird nun einer der Schlitze 7d durch einen Markierungsstrich
auf dem Papier abgedeckt, so entsteht eine Stromdifferenz in den beiden Relaisspulen,
welche das Relais zum Ansprechen bringt.
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Fig. Io gibt ein Schaltungsbeispiel für eine Spannungskompensation:
Die durch die Widerstände 7f und die Zellen 7b gebildete Brücke ist für gewöhnlich
im Gleichgewicht. Der an den Eingang einer Verstärkungseinrichtung bekannter Ausführung
7g gelegte Mittelzweig ist daher spannungslos. Bei ungleichmäßiger Belichtung der
beiden Zellen eiitsteht am Mittelzweig eine Spannung, welche nach Verstärkung das
Relais 7 zum Ansprechen bringt.
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Fig. 11 endlich zeigt eine weitere Möglichkeit: Die Zelle 7b wird
mit zerhacktem oder moduliertem Licht angestrahlt. Hierdurch ergibt sich als besonderer
Vorteil gegenüber der Gleichstromanordnung, daß die lichtempfindliche Zelle durch
Fremdlicht, welches durch die Schlitze eintritt, nicht beeinflußt wird. Ferner kann
dem Verstärker 7g eine durch den Traf 7im hochtransformierte Spannung zugeführt
werden. 7g endlich kann als Wechselstromverstärker ausgeführt werden, wodurch sich
eine erhebliche Verbesserung der Arbeitsbedingungen ergibt.
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Wichtig für das genaue Arbeiten des Fühlkopfes ist eine sichere Papierauflage
auf dem Schlitz 7d Erfindungsgemäß wird diese vermittels der Unterdruckleitung 7,¢
erreicht. Die Zuleitungsdrähte zu den elektrooptischen Systemen werden zweckmäßig
zum Schutz gegen mechanische Beschädigung innerhalb der Luftdruckleitung verlegt.
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Die Arbeitsweise der Schaltungsautomatik soll an Hand der Stromlaufschaltpläne
Fig. 12, 13 und 14. erläutert werden: Fig. I2 veranschaulicht die Steuerung in Verbindung
mit den durch den Pressenstempel betätigten Kontakten 2a und 2b der Fig. 2 und 3:
Beim Herabgehen des Pressenstempels 2 wird Kontakt 2a geschlossen, wodurch die Magnete
der Kupplungen 11' und II" über die Relaiskontakte 7e' und 7e" erregt werden und
die Nocken mit der sich drehenden Antriebswelle 15 nach Fig. 5 und 6 kuppeln. Hierdurch
werden die Verschiebebewegungen der Lineale 4 und 5 eingeleitet. Sobald die Druckmarken
auf dem Papier mit den Schlitzen auf den Fühlköpfen 7 zur Deckung kommen, sprechen
die zugehörigen Fühlkopfrelais an und schalten die Magnetkupplungen durch Entregen
der Magnete 1 1' bzw. II" aus, wodurch auch die Drehung der Nocken 10 aufhört. Im
gleichen Augenblick erhält auch der dem Schlitten 8 zugeordnete Kuppelmagnet II"'
Strom über 7e', 7e", 7e1,,, II"' und veranlaßt die Ingangsetzung des Nockens 10"'
für die Bewegung des Schlittens 8. Derselbe wird in gleicher Weise wie die anderen
Nocken durch Öffnen des Kontaktes7=' stillgesetzt und gleichzeitig das Kontrollrelais
24 eingeschaltet. Relais kontakt 24a ist »invers« zu dem Pressenkontakt 2b in Fig.
2 geschaltet, dessen Umschaltung angenähert gleichzeitig mit dem Prägevorgang vor
sich geht.
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Hat Relais 24 nicht angesprochen, was als Kennzeichen für das Nichtansprechen
eines Fühlkopfes dient, so wird über 26, 24a, Lampe25 eine Meldung gegeben, welche
besagt, daß die Prägung nicht ordnungsgemäß verlaufen ist. An Stelle der Lampe 25
oder zusätzlich zu dieser kann auch eine zweckmäßig auf elektromagnetischer Grundlage
arbeitende Einrichtung treten, welche eine- selbsttätige Aussortierung des fehlerhaften
Papierbogens oder bei selbsttätiger Papierzuteilung eine Stillsetzung des Zuteilerapparates
bewirkt.
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Die Verstellgeschwindigkeit kann in sehr bequemer Weise durch Ändern
der Motordrehzahl mittels des Vonviderstandes 22 in Fig. I3 bewirkt werden. Der
Motor 12 kann durch den Schalter 23 ein- und ausgeschaltet werden.
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Die Schaltung Fig. 14 unterscheidet sich von der Schaltung Fig. 12
durch die zusätzliche Einführung der Efltriegelungsmagnete 20. Sie gehört zu der
mechanischen Ausführung nach Fig. 6. Der einzige Unterschied in der Wirkungsweise
gegenüber der Schaltung nach Fig. 12 besteht darin, daß bei angehobenem Pressenstempel
2 die Entriegelungsmagnete 20', 20", 20"' erregt sind und in bereits beschriebener
Weise den Rücklauf der Nocken 10 freigeben. Beim Heruntergehen von 2 werden die
Magnete 20 wieder ausgeschaltet.