EP0703072B1 - Bogenüberführtrommel - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Bogenüberführtrommel die zwischen Druckwerken in Seitenwänden einer Rotationsdruckmaschine gelagert ist.

Ausgehend von dem unterschiedlichen Verhalten, welches Karton auf der einen und dünne Papiere auf der anderen Seite beim Transport zeigen, haben sich spezielle Maschinen beziehungsweise Standard-Druckmaschinen mit speziellen, auf die jeweiligen Anforderungen angepaßte Einrichtungen am Markt etabliert.

Die DE-PS 36 02 084 zeigt eine Bogenüberführtrommel, welche den dreifachen Durchmesser des Plattenzylinders aufweist. Diese Trommel ist so ausgebildet, daß aus dem vollen Zylinder der für biegesteife Bedruckstoffe benötigte Bewegungsraum entfernt wurde. Damit verbleibt eine nahezu dreiecksförmige Kontur. Diese Kontur weist die in der Patentschrift genannten Vorteile auf. Zur Verarbeitung sehr dünner Papiere kann die Trommel durch Bogentragelemente zum vollen Zylinder ergänzt werden. Die Oberfläche dieses vollen Zylinders kann wiederum mit einen Antiabschmierbelag versehen sein.

Gleiche bzw. ähnliche Zusammenhänge gelten für die im US-Patent 2,933,039 geschützte 1tourige Trommel. Hier verbleibt kein hinreichender steifer Kern, wie er für die heutige übliche Anzahl von Druckwerken und die damit verbundenen Antriebsleistungen notwendig wäre.

Die DE-PS 35 36 536 und DE-PS 35 36 442 beschreiben weitere Lösungen mit klappbaren Lamellen, welche eine Anpassung an den Bedruckstoff ermöglichen sollen. Dabei muß jedoch durch Blasluft ein Abschmierschutz erzielt werden. Diese Vorrichtungen können nur einen kleineren Bereich von Bedruckstoffen verarbeiten. Für Kartons muß erneut durch starken Einsatz von Blasluft verbunden mit sehr hohen Betriebs- und Installationskosten Abschmierfreiheit angestrebt werden. Für die besonders steifen Materialien sind derartige Lösungen allerdings nicht brauchbar.

Die Einstellung der Lamellen zur Anpassung an den Bedruckstoff ist aufgrund der Unzugänglichkeit in der Maschine und der vielen Einstellparameter für den Bediener äußerst zeitaufwendig, wenn nicht gar unmöglich.

Aufgabe der Erfindung ist, eine Bogenüberführtrommel mit doppelt großem Durchmesser zu schaffen, die ohne aufwendige Rüstzeiten alle auf den Markt verfügbaren Bedruckstoffe, d.h. Kartons, Papiere abschmierfrei zu verarbeiten vermag.

Gelöst wird diese Aufgabe erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 1. Eine Kontur, wie sie in Anspruch 1 beschrieben wird, ermöglicht eine flatter- und schmierfreie Abnahme selbst sehr dünner oder steifer Bögen von dem vorausgehenden Druckzylinder. über das Bogenleitblech unterhalb der überführtrommel wird ein transportierter Bogen derart bewegt, daß im Höchstfalle die Bogenhinterkante auf der Oberfläche dieses Bogenleitbleches entlangegleitet. Auch bei Bogenübernahme durch den nachfolgenden Druckzylinder kommt es im äußersten Falle lediglich zur Anlage der Bogenhinterkante an der Leitfläche der Bogenüberführtrommel. Daher ist der Gegenstand der Erfindung nicht nur bei Schöndruck sondern auch bei Schön- und Widerdruck für alle Karton- und Papierarten einsetzbar.

Will man einen Bedruckstoff gemäß der Erfindung schmierfrei verarbeiten, so muß man sein dynamisches Verhalten kennen. Dabei sind zur Analyse folgende Parameter zu beachten:

Biegesteifigkeit (des Bedruckstoffes), Flächengewicht, Format, Elastizität und Plastizität des Bedruckstoffes, Durchmesser der Überführtrommel, Durchmesser der Druckzylinder, Lage der Überführtrommel zu den Druckzylindern, Lage der Gummizylinder zu den Druckzylindern, Durchmesser der Gummizylinder und Druckzylinder Produktionsgeschwindigkeit aus dem Betriebszustand, Pressung der Gummizylinder, Färbung und Feuchtung.

Bei der Betrachtung der zuvor genannten Parameter ist von den konstruktiven Gegebenheiten der Maschine auszugehen und die jeweils ungünstigsten Bedingungen für Bedruckstoffe am Betriebszustand zu wählen. Von allen Parametern sind jedoch die Einflüsse der Steifigkeit, des Formats und der Geschwindigkeit von besonderer Bedeutung.

Die Erfindung wird anhand der Figuren 1 bis 4 näher beschrieben.

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 Figur 1 dargestellt ist. Über den Seitenflächen 2 sind Bogenleitbleche 6 am Trommelkern 7 befestigt, deren Form der Form des Trommelkerns 7 angeglichen ist.

Dabei erfüllt die erfindungsgemäße Ausbildung der Überführtrommel 1 folgende Forderung:

• Nahezu rotationssymmetrische Biegesteifigkeit (vergleichbar mit der Gleichförmigkeit eines Vollzylinders mit Kanal),
• absolut mehr als drei-fache 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.

Die Gestaltung der Überführtrommel nach der Erfindung kann im einzelnen wie in Figur 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 (Fig. 1),

• es zeigt weitgehend die Form der Seitenflächen 2 nach Figur 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 verstellbar auf dem Trommelkern 7 zur Anpassung an den jeweiligen Bedruckstoff, die Geschwindigkeit und das Format angeordnet sein (Fig. 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 Fig. 2 in die ausgeschwenkte Stellung gemäß Fig. 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.

Die Schaufelwirkung der Trommelkontur wird anhand von Figur 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.

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.

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.

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 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.

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 Fig. 4 schematisch und geradlinig dargestellt.

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.

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.

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.

Wie Figur 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.

BEZUGSZEICHENLISTE

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

Claims (6)

1. Bogenüberführtrommel, die zwischen Druckwerken in Seitenwänden einer Rotationsdruckmaschine gelagert ist,

   die zwei symmetrisch am Umfang angeordneten Greiferbrücken (8) aufweist, die auf der Bogenüberführtrommel (1) diametral gegenüberliegend angeordnet sind,

   mit innerhalb des Trommelumfangs mit einem theoretischen Trommeldurchmesser D zwischen den Greiferbrücken (8) sich über die ganze Trommellänge erstreckenden konvex gekrümmten Leitflächen (2, 6), und

   bei der die Leitflächen (2, 6) aus teilkreisförmig gekrümmten Flächen mit dem Durchmesser d und anschließenden Flächen (2, 11), die zu den Greiferbrücken (8) hin geneigt sind, bestehen.
2. Bogenüberführtrommel nach Anspruch 1,
   dadurch gekennzeichnet,

   daß die Leitflächen (2, 6) mit dem Durchmesser d zu dem theoretischen Trommeldurchmesser D ein Durchmesserverhältnis d:D von 1:2 bis 1,35:2 aufweisen und

   die an den Durchmesser d sich anschließenden Flächen (2, 11) geradlinig zu den Greiferbrücken (8) hin geneigt sind.
3. Bogenüberführtrommel nach Anspruch 1 oder 2,
   dadurch gekennzeichnet,

   daß der Trommelkern (7) über seine Länge im Anschluß an die beiden Greiferbrücken (8) als die Leitflächen (2, 6) ausgebildete Seitenflächen (2) aufweist.
4. Bogenüberführtrommel nach Anspruch 1 oder 2,
   dadurch gekennzeichnet,

   daß der Trommelkern (7) beiderseits Stützflächen (15) aufweist, auf denen als die Leitfläche (2, 6) ausgebildete Bogenleitbleche (6) befestigt sind.
5. Bogenüberführtrommel nach Anspruch 4,
   dadurch gekennzeichnet,

   daß die Bogenleitbleche (6) in Richtung auf den Trommelumfang verstellbar angebracht und im Bereich der Greiferbrücken (8) an Schwenklagern gelagert sind.
6. Bogenüberführtrommel nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
   dadurch gekennzeichnet,

   daß die Leitflächen (2, 6) im Bereich der Greiferbrücken (8) nach innen abgerundet enden.

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