EP0899228B1

EP0899228B1 - Air cushion guiding device

Info

Publication number: EP0899228B1
Application number: EP98110743A
Authority: EP
Inventors: Günter Stephan
Original assignee: Heidelberger Druckmaschinen AG
Current assignee: Heidelberger Druckmaschinen AG
Priority date: 1997-08-28
Filing date: 1998-06-12
Publication date: 2004-04-14
Anticipated expiration: 2018-06-12
Also published as: EP0899228A2; US6279898B1; JPH11130312A; EP0899228A3

Description

Die Erfindung betrifft eine Luftpolsterführung für bogen- oder bahnförmigen Materialien, insbesondere für bedruckte Papierbögen in einer Druckmaschine, bei der sich das geführte bogen- oder bahnförmige Material auf einem Tragluftpolster über mindestens einem Leitkörper mit Düsenöffnungen abstützt, durch die Luft zwischen den Leitkörpern und das geführte Material geblasen wird. Solche Luftpolsterführungen sind beispielsweise in der DE 44 27 448 A1 sowie der DE 42 42 730 A1 beschrieben. Sie werden in unterschiedlichster Form und Ausgestaltung unter anderem dazu benutzt, um die frisch bedruckten und noch feuchten Papierbögen im Ausleger von zum Beispiel Offsetdruckmaschinen berührungslos vom Druckwerk zum Auslagestapel oder in Bogenwendeeinrichtungen, an Bogenübergabetrommeln o. ä. den Bogen zwischen zwei Druckzylindern zu transportieren. Hierbei tritt das Problem auf, daß je nach Druckauftrag sehr unterschiedliche zum Teil beidseitig bedruckte Papiersorten sicher, d.h. ohne abzuschmieren, befördert werden müssen. Das läßt sich jedoch durch eine Luftpolsterführung mit fester Charakteristik, die durch die Anzahl und die Form der Düsen sowie die durch die Düsen geblasene Luftmenge bestimmt wird, nicht für alle Papiersorten gleichermaßen gut gewährleisten.The invention relates to an air cushion guide for arched or web-shaped Materials, especially for printed sheets of paper in a printing press, at which is the guided sheet or sheet material on an air cushion supported by at least one guide body with nozzle openings, through the air is blown between the guide bodies and the guided material. Such Air cushion guides are for example in DE 44 27 448 A1 and DE 42 42 730 A1. They come in all kinds of shapes and configurations among other things used to make the freshly printed and still damp Sheets of paper in the delivery of, for example, offset printing machines are non-contact from the printing unit to the delivery stack or in sheet turning devices Sheet transfer drums or similar to the sheet between two printing cylinders transport. Here the problem arises that depending on the print job very much different types of paper, some printed on both sides, safely, i.e. without lubricate, must be transported. However, this can be done through a Air cushion guide with a fixed characteristic, which is determined by the number and shape of the Nozzles and the amount of air blown through the nozzles is determined, not for all Ensure paper types equally well.

Generell würde man annehmen, die Gefahr des Abschmierens sei um so geringer, je größer die Schwebehöhe des Bogens über den Leitkörpern ist. Das ist jedoch nicht ganz zutreffend. Denn bei Luftpolsterführungen, die nach dem Prinzip des hydrodynamischen Paradoxons arbeiten, hängt die Stabilität der Führung von der Höhe des Luftpolsters ab. Dickere Luftpolster sind instabiler, d.h. dort sind die Rückstellkräfte, die vom Luftpolster auf den geführten Bogen bei Abstandsänderungen ausgeübt werden, sehr viel geringer als bei Schwebeführungen mit geringem Abstand zwischen Leitkörper und Bogen, bei denen durch eine hohe Strömungsgeschwindigkeit der aus den Düsen ausströmenden Luft der geführte Bogen stabil, d.h. mit hohen Rückstellkräften geführt wird. Letzteres ist insbesondere für dünne nachgiebige Papiere die optimalere Lösung, während bei starren dicken Papierqualitäten ein zu geringer Abstand zu den Leitblechen problematisch ist.In general, one would assume that the risk of greasing is all the less, ever greater the hovering height of the arch over the guide bodies. However, that is not quite true. Because with air cushion guides that work on the principle of hydrodynamic paradoxes work, the stability of the guide depends on the Height of the air cushion. Thicker air cushions are more unstable, i.e. there they are Restoring forces from the air cushion to the guided sheet Distance changes are exercised, much less than at Floating guides with a small distance between the guide body and the arch, at those due to a high flow rate from the nozzles escaping air the guided arc is stable, i.e. with high restoring forces to be led. The latter is particularly the case for thin, resilient papers more optimal solution, while for rigid, thick paper qualities a too small one Distance to the baffles is problematic.

Optimal wäre es deshalb, wenn man eine Luftpolsterführung realisieren könnte, die einen hohen Abstand des geführten Bogens und gleichzeitig eine hohe Stabilität infolge einer hohen Strömungsgeschwindigkeit der Blasluft unter dem Bogen in sich vereinigt. Es ist jedoch ein Trugschluß, anzunehmen, man könne dies bei einem Luftpolster, das nach dem aerodynamischen Paradoxon arbeitet, erreichen, indem man einfach "das Gebläse aufdreht" und somit den Bogen aufgrund der größeren in das Luftpolster eingeblasene Luftmenge anhebt. Dies wird anhand des Diagramms nach Figur 4 deutlich. Dort sind die Betriebszustände einer Luftpolsterführung nach dem Stand der Technik dargestellt, und zwar zeigen dort der Graph c die Abhängigkeit der Geschwindigkeit c des durch die Düsen in das Luftpolster eingeblasenen Stroms und der Graph Q den Volumenstrom Q, jeweils abhängig vom Vordruck P_v der die Düsen speisenden Kammer des Leitkörpers. Bei einer Druckerhöhung ändern sich beide Größen ungefähr im gleichen Ausmaße, d.h. etwa proportional zueinander. Hingegen bleibt die Schwebehöhe, wie der Graph h zeigt, bei Druckänderungen über einen relativ großen Bereich zwischen 0,5 Millibar und 10 Millibar nahezu gleich.It would therefore be optimal if one could implement an air cushion guide that combines a high distance of the guided arc and at the same time a high stability due to a high flow velocity of the blown air under the arc. However, it is a fallacy to assume that this can be achieved with an air cushion that works according to the aerodynamic paradox by simply "turning on the fan" and thus lifting the bow due to the larger amount of air blown into the air cushion. This becomes clear from the diagram according to FIG. 4. There the operating states of an air cushion guide according to the state of the art are shown, namely that the graph c shows the dependence of the speed c of the current blown through the nozzles into the air cushion and the graph Q the volume flow Q, in each case depending on the admission pressure P _v the Nozzle-feeding chamber of the guide body. When the pressure increases, both variables change approximately to the same extent, ie approximately in proportion to one another. On the other hand, as the graph h shows, the hover height remains almost the same for pressure changes over a relatively large range between 0.5 millibars and 10 millibars.

Da es somit nicht möglich war, die Schwebehöhe der geführten Bögen an die unterschiedlichen Papierqualitäten durch Steuerung des für die Luftpolsterführung verwendeten Drucklufterzeugers einzustellen, wurden in der Vergangenheit andere Wege beschritten. So lehrt beispielsweise die eingangs genannte DE 42 42 730 A1, die Luftöffnungen bzw. Düsen in austauschbaren Wechselkassetten anzuordnen, d.h. die Anpassung der Luftpolsterführung an das geführte Material wird durch einen Kassettenaustausch bewerkstelligt. Das ist jedoch während des Betriebs der Druckmaschine nicht möglich und läßt sich auch nicht automatisieren. Since it was therefore not possible to adjust the hovering height of the guided arches to the different paper qualities by controlling the for the air cushion guidance used compressed air generator, have been in the past Treaded paths. For example, the above-mentioned DE 42 42 730 A1 teaches to arrange the air openings or nozzles in exchangeable exchangeable cassettes, i.e. the adjustment of the air cushion guide to the guided material is done by a Cassette exchange accomplished. However, this is during the operation of the Printing machine is not possible and cannot be automated.

In der DE 42 09 067 A1 ist eine Bogenleiteinrichtung beschrieben, bei der die Schwebehöhe des Bogens im Mittelabschnitt des Bogens durch zusätzliche Blasdüsen vergrößert wird, deren Blasstrahlen senkrecht auf die Bogenoberfläche auftreffen und diesen durch die Impulswirkung dieser zusätzlichen Luftstrahlen in der Mitte anheben. Hierdurch lässt sich zwar möglicherweise die Schwebehöhe über die Breite des Bogens homogenisieren, eine Änderung der Schwebehöhe insgesamt ergibt sich jedoch nicht.DE 42 09 067 A1 describes a sheet guiding device in which the Floating height of the arch in the middle section of the arch by additional Blowing nozzles are enlarged, their blowing jets perpendicular to the arc surface hit and this through the impulse effect of these additional air jets in the Raise the middle. This may allow the hovering height to be above the Homogenize the width of the arch, a change in the total hover height however, does not result.

Eine Kombination von Düsen, die nach dem hydrodynamischen Paradoxon arbeiten, und senkrecht auf die geführte Papierbahn gerichteten Blasdüsen zwecks Erhöhung und Vergleichmäßigung der Schwebehöhe der geführten Bahn ist auch schon in der DE 17 74 126 für bahnförmige Werkstoffe beschrieben. Aber auch dort ist keine Möglichkeit gegeben, die Schwebehöhe beim Betrieb der Vorrichtung an verschiedene Materialqualitäten anzupassen.A combination of nozzles that work according to the hydrodynamic paradox, and blowing nozzles directed vertically onto the guided paper web for the purpose of elevation and the levitation height of the guided path is even in the DE 17 74 126 described for sheet-like materials. But there is none there either Possibility given to the levitation height when operating the device adapt different material qualities.

Aus der DE 20 20 430 ist es bekannt, für die Führung von bahnförmigen Werkstoffen verwendete, nach Art eines Tragflügels geformte Leitkörper von Luftpolsterführungen mechanisch so umzuschalten, dass sich mindestens zwei stabile Zonen für den Abstand zwischen geführter Bahn und Leitkörper ergeben. Dabei wird die Charakteristik des Leitkörpers so geändert, dass er einmal als Luftkissendüse und zum anderen Tragflächendüse, d.h. nach dem hydrodynamischen Paradoxon arbeitet. Hierbei wird jedoch der höhere Abstand des geführten Teils, der sich aus der Luftkissencharakteristik ergibt, durch die geringere Stabilität des durch diesen Düsentyp erzeugten Luftpolsters erkauft.From DE 20 20 430 it is known for the guidance of web-shaped Materials used, shaped in the manner of a wing of Mechanically switch air cushion guides so that there are at least two stable zones for the distance between the guided path and guide body result. The characteristic of the guide body is changed so that it once as Air cushion nozzle and the other wing nozzle, i.e. after this hydrodynamic paradox works. However, the higher distance of the guided part, which results from the air cushion characteristic, by the lower Purchased the stability of the air cushion created by this type of nozzle.

In der DE 295 01 537 sowie der EP 0 156 173 sind Schwebeführungen für den Bogenlauf in Druckmaschinen beschrieben, bei denen die Leitbleche aus unterschiedlichen Modulen zusammengestellt werden können, die dann auch in Bogenlaufrichtung unterschiedliche Düsengeometrien besitzen können. In der US 5,634,636 ist außerdem ein Transportsystem beschrieben, bei dem die geführten z.B. Papierbögen in einem Kanal zwischen Leitblechen geführt werden, die von beiden Seiten, d.h. von oben und von unten Blasluft auf den geführten Bogen richten. Durch geeignete Steuerung der Luftmenge von oben und unten soll erreicht werden, dass die Bögen mittig durch den Kanal befördert werden.DE 295 01 537 and EP 0 156 173 describe floating guides for the Sheet run described in printing presses in which the baffles are made different modules can be put together, which are then also in Sheet running direction can have different nozzle geometries. In the US 5,634,636 also describes a transport system in which the guided e.g. Sheets of paper are guided in a channel between baffles by both sides, i.e. Blow air from above and below onto the guided sheet. By Appropriate control of the amount of air from above and below should be achieved that the arches are transported through the center of the canal.

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Luftpolsterführung nach dem hydrodynamischen Paradoxon so auszubilden, dass sie sich auch während des Betriebs an unterschiedliche Eigenschaften der geführten Materialen anpassen lässt und zwar so, dass sich insbesondere auch die Schwebehöhe des geführten Bogens bzw. der geführten Bahn über einfache Automatisierungsvorgänge ändern lässt, sowie ein geeignetes Verfahren hierfür anzugeben. Diese Aufgabe wird mit den in den Ansprüchen 1, 2, 7, 13 und 14 angegebenen Merkmalen gelöst. It is the object of the present invention to provide an air cushion guide according to the to design the hydrodynamic paradox so that it can also be used during operation different properties of the guided materials can be adjusted in such a way that in particular also the floating height of the guided sheet or the guided web simple automation processes can be changed, as well as a suitable method for this specify. This object is achieved with those specified in claims 1, 2, 7, 13 and 14 Features resolved.

Die Erfindung geht von der Erkenntnis aus, daß sich die Schwebehöhe bei einer nach dem hydrodynamischen Paradoxon arbeitenden Luftpolsterführung nur dann wesentlich ändern läßt, wenn die Proportionalität zwischen dem aus den Düsen austretenden Luftvolumenstrom und der Strömungsgeschwindigkeit der Luft zwischen dem Leitkörper und dem geführten Material aufgehoben wird. Um das zu erreichen, werden der Luftvolumenstrom und/oder die Strömungsgeschwindigkeit der Luft unabhängig voneinander eingestellt und damit der Quotient zwischen den beiden genannten Größen verändert.The invention is based on the knowledge that the levitation height at a only according to the hydrodynamic paradox air cushion guide can change significantly if the proportionality between that from the nozzles emerging air volume flow and the flow velocity of the air is lifted between the guide body and the guided material. To do that the air volume flow and / or the flow velocity the air is set independently of one another and thus the quotient between the changed both sizes mentioned.

Über diese Maßnahme läßt sich nicht nur die Schwebehöhe des geführten Teils unter Beibehaltung der durch das Prinzip des hydrodynamischen Paradoxons gegebenen Stabilität auf unterschiedliche Werte einstellen. Durch gezielte rückwirkungsfreie Veränderungen von Luftvolumenstrom und kinetischer Energie des Tragluftpolsters läßt sich die Luftpolsterführung auch optimal an sonstige während des Betriebs an Druckmaschinen auftretende Einflüsse anpassen, wie Sujet und Grad der Feuchteaufnahme des Druckbogens, auftretende Fliehkräfte, Turbulenzen, Luftstrahlen von Heißlufttrocknern etc. Der Drucker erhält somit eine weitere Möglichkeit, auf den geführten Bogen Einfluß zu nehmen und das Ergebnis des Druckprozesses zu optimieren.This measure does not only allow the suspended height of the guided part while maintaining the principle of the hydrodynamic paradox Set the given stability to different values. Through targeted non-reactive changes in air volume flow and kinetic energy of the air cushion, the air cushion guide can also be optimally attached to others Adapt influences that occur on printing presses during operation, such as Subject and degree of moisture absorption of the printed sheet, centrifugal forces occurring, Turbulence, air jets from hot air dryers etc. The printer receives one another possibility to influence the guided bow and the result optimize the printing process.

Eine Möglichkeit der unabhängigen Einstellung der beiden genannten Größen voneinander besteht darin, die Anzahl der vom geführten Material bedeckten wirksamen Düsenöffnungen zu verändern. Das geschieht beispielsweise dadurch, daß der Leitkörper mehrere Gruppen von Düsen enthält, wobei jede Gruppe von Düsen separat an- bzw. abschaltbar mit Blasluft versorgt ist. So können die Gruppen von Düsen über Schaltventile an einen gemeinsamen Blasluftgenerator angeschlossen sein, oder jede Gruppe von Düsen an einen separaten Blasluftgenerator angeschlossen sein. Durch maschinengesteuertes Betätigen der Schaltventile oder Aktivieren der Blasluftgeneratoren läßt sich dann der Luftvolumenstrom unter dem geführten Material bzw. Bogen insgesamt vergrößern, ohne daß sich die Strömungsgeschwindigkeit der Luft dabei ändert. Auf diese Weise vergrößert sich die Schwebehöhe des geführten Materials bzw. Bogens ohne Einbuße an Stabilität der Führung.A possibility of independent adjustment of the two sizes mentioned from each other is the number of materials covered by the led to change effective nozzle openings. For example, that the guide body contains several groups of nozzles, each group of Nozzles can be switched on and off separately with blown air. So the groups can from nozzles via switching valves to a common blower air generator be connected, or each group of nozzles to a separate one Blow air generator must be connected. By machine-controlled actuation of the Switching valves or activation of the blowing air generators can then Increase the total air volume flow under the guided material or sheet, without changing the flow velocity of the air. In this way the hovering height of the guided material or sheet increases without Loss of leadership stability.

In analoger Weise ist es möglich, die wirksamen Querschnitte einzelner Düsenöffnungen, einzelner Gruppen von Düsenöffnung oder aller Düsenöffnungen zu verändern, beispielsweise durch elektrisch betätigbare Klappen, Schieber oder dergleichen. So können die Düsen klappenförmige, nachgiebige Zungen besitzen, die zum Beispiel über elektrisch betätigbare Stellgetriebe verformt werden. Bei geeigneter Ausbildung der Zungen als Bimetallstreifen läßt sich der Querschnitt der Düsenöffnung auch über die Temperatur des Luftstroms verändern, oder bei leichter Nachgiebigkeit der Zungen unter dem Einfluß der sich an den Düsen ausbildenden Druckdifferenz.Analogously, it is possible to determine the effective cross sections of individual Nozzle openings, individual groups of nozzle openings or all nozzle openings to change, for example by electrically operated flaps, slides or like. So the nozzles can have flap-shaped, flexible tongues, which are deformed, for example, via electrically actuated actuating gears. at suitable cross-section of the tongues as a bimetallic strip Change nozzle opening also via the temperature of the air flow, or at lighter Flexibility of the tongues under the influence of those forming on the nozzles Pressure difference.

Gemäß einem besonders vorteilhaften Ausführungsbeispiel der Erfindung besitzen die Leitkörper mindestens zwei Gruppen von Düsen und die Gruppen unterschiedliche Verbraucherkennlinien, d.h. unterschiedliche Abhängigkeiten des von den Düsenöffnungen durchgelassenen Volumenstroms von dem an den Düsenöffnungen anliegenden Versorgungsdruck p_v. Wenn sich die Verbraucherkennlinien um beispielsweise um mindestens einen Faktor 2 unterscheiden, läßt sich durch Steuerung des Verhältnisses der Drücke p_v1, p_v2 beider Düsengruppen der Quotient des insgesamt in das Luftpolster eingeblasenen Volumenstroms Q mit der effektiv sich unter dem geführten Material ausbildenden Strömungsgeschwindigkeit c der Tragluft und damit auch die Schwebehöhe h beeinflussen. Der Grad der Beeinflussung ist natürlich um so größer, je unterschiedlicher die Verbraucherkennlinien beider Gruppen von Düsen sind, so daß es dann auch zweckmäßig wird, die Gruppen von Düsen durch unterschiedliche Blasluftgeneratoren wie zum Beispiel Gasgebläse, Ejektoren oder Axialventilatoren zu betreiben, die von Haus aus unterschiedliche hohe Vordrücke und Volumenströme zur Verfügung stellen.According to a particularly advantageous exemplary embodiment of the invention, the guide bodies have at least two groups of nozzles and the groups have different consumer characteristics, ie different dependencies of the volume flow let through the nozzle openings on the supply pressure p _v applied to the nozzle openings. If the consumer characteristic curves differ by at least a factor of 2, for example, by controlling the ratio of the pressures p _v 1, p _v 2 of both nozzle groups, the quotient of the volume flow Q blown into the air cushion with the flow velocity that is effectively formed under the material being guided can be determined c influence the air flow and thus also the hover height h. The degree of influence is, of course, the greater, the more different the consumer characteristics of both groups of nozzles are, so that it is then also expedient to operate the groups of nozzles by different blown air generators, such as gas blowers, ejectors or axial fans, which are inherent provide different high admission pressures and volume flows.

Die Ausführungsform der Erfindung läßt sich besonders gut automatisieren, da für eine Steuerung der Schwebehöhe beispielsweise nur die Drehzahlen der Blasluftgeneratoren, die die beiden Gruppen von Düsen versorgen, unabhängig voneinander gesteuert zu werden brauchen.The embodiment of the invention can be automated particularly well because for a control of the levitation height, for example, only the speeds of the Blowing air generators, which supply the two groups of nozzles, independently need to be controlled from each other.

Im Sinne einer möglichst einfachen Automatisierung ist es auch zweckmäßig, eine elektrische Steuereinrichtung vorzusehen, der die Schwebehöhe des von dem Luftpolster geführten Materials oder das Maß der Veränderung der Schwebehöhe als Sollwert eingebbar ist und die danach Stellgrößen für die Veränderung des aus den Düsenöffnungen ausströmenden Luftvolumens und/oder der Strömungsgeschwindigkeit zwischen dem Leitkörper und dem geführten Material ermittelt. Hierbei kann das Ermitteln der Stellgrößen anhand von vorher eingespeicherten ein- oder zweidimensionalen Kennlinienfeldern erfolgen.In order to make automation as simple as possible, it is also advisable to use one electrical control device to provide the level of suspension of the Air cushion led material or the degree of change in the levitation as Setpoint can be entered and the subsequent manipulated variables for changing the from Air volume flowing out of the nozzle openings and / or the Flow velocity between the guide body and the guided material determined. Here, the determination of the manipulated variables can be based on previously stored one or two-dimensional characteristic fields.

Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Figuren 1 bis 12b der beigefügten Zeichnungen. Hierbei sind:

Figur 1: eine vereinfachte Prinzipskizze, die den Ausleger einer Bogendruckmaschine in einem Vertikalschnitt zeigt;
Figur 2: eine im Vergleich zu Figur 1 vergrößerte Darstellung der Bogenführung aus Figur 1 im Bereich des Greifers 2d;
Figur 3: ein Diagramm, in dem typische Kennlinien eines Lufterzeugers (Gebläse) und eines Verbrauchers dargestellt sind:
Figur 4: ein Diagramm, in dem für eine typische Luftpolsterführung die Abhängigkeit der Störungsgeschwindigkeit c, des Volumenstroms Q und der Schwebehöhe h des geführten Bogens vom Vordruck p_v an den Blasdüsen dargestellt ist:
Figur 5: eine Prinzipskizze eines ersten Ausführungsbeispiels der Erfindung
Figur 6: eine Prinzipskizze eines zweiten Ausführungsbeispiels der Erfindung
Figuren 7a und 7b: Prinzipskizzen eines dritten Ausführungsbeispiels der Erfindung, wobei Figur 7a einen Teil der Figur 7b in vergrößerter Darstellung zeigt,
Figuren 8a und 8b: Skizzen von im Vergleich zu Figur 7a und 7b alternativen Ausführungsformen für die Änderung des Querschnitts der Düsen des dritten Ausführungsbeispiels;
Figur 9: die Prinzipskizze eines vierten Ausführungsbeispiels der Erfindung
Figur 10: ein Diagramm, in dem zwei unterschiedliche Paare von Erzeuger- bzw. Verbraucherkennlinien der Luftpolsterführung nach Figur 9 dargestellt sind.
Figur 11: ein Diagramm, das die Schwebehöhe h des von der Luftpolsterführung nach Figur 9 geführten Bogens in zweidimensionaler Darstellung abhängig von den Vordrucken p_v1 und p_v2 in den Kammern 116a/c bzw. 116b zeigt,
Figur 12a: eine vereinfache Prinzipskizze, die eine Luftpolsterführung gemäß der Erfindung im Bereich einer Bogenumführtrommel zwischen zwei Druckzylindern einer Bogendruckmaschine zeigt,
Figur 12b: die Aufsicht auf das Bogenleitblech 513b in Figur 12a.

Further advantages of the invention result from the following description of exemplary embodiments with reference to FIGS. 1 to 12b of the accompanying drawings. Here are:

Figure 1: a simplified schematic diagram showing the boom of a sheet printing machine in a vertical section;
Figure 2: an enlarged representation of the sheet guide of Figure 1 in the region of the gripper 2d compared to Figure 1;
Figure 3: a diagram showing typical characteristics of an air generator (blower) and a consumer:
Figure 4: a diagram in which the dependence of the perturbation speed c, the volume flow Q and the suspension height h of the guided sheet on the pre-pressure p _v at the blow nozzles is shown for a typical air cushion guide:
Figure 5: a schematic diagram of a first embodiment of the invention
Figure 6: a schematic diagram of a second embodiment of the invention
Figures 7a and 7b: Schematic diagrams of a third exemplary embodiment of the invention, FIG. 7a showing part of FIG. 7b in an enlarged view,
Figures 8a and 8b: Sketches of alternative embodiments compared to FIGS. 7a and 7b for changing the cross section of the nozzles of the third embodiment;
Figure 9: the schematic diagram of a fourth embodiment of the invention
Figure 10: a diagram in which two different pairs of generator or consumer characteristics of the air cushion guide according to Figure 9 are shown.
Figure 11: FIG. 2 shows a diagram which shows the levitation height h of the sheet guided by the air cushion guide according to FIG. 9 in a two-dimensional representation depending on the forms p _v 1 and p _v 2 in the chambers 116a / c and 116b,
Figure 12a: 1 shows a simplified schematic diagram which shows an air cushion guide according to the invention in the area of a sheet bypass drum between two printing cylinders of a sheet printing machine,
Figure 12b: the supervision of the sheet guide plate 513b in Figure 12a.

In Figur 1 ist schematisch der Ausleger 1 einer Bogendruckmaschine dargestellt. Dort werden die an Greiferbrücken 2 an der Vorderseite ergriffenen Papierbögen 4 von dem in der Figur nicht dargestellten, letzten Druckwerk über einen sogenannten Leitkörper 3 in Richtung auf den Auslagestapel 6 befördert. Wie aus der vergrößerten Skizze nach Figur 2 ersichtlich, ist der Leitkörper 3 als Kasten ausgebildet, in dessen hohles Inneres ein Gebläse 7 über eine Anschlußleitung 8 Luft einbläst und so einen Überdruck p_v erzeugt, der über eine Vielzahl von Düsenöffnungen 5 entweicht und so ein Luftpolster zwischen dem Luftkörper 3 bzw. seiner Oberfläche und der Unterseite des darüber geführten Bogens 4 aufbaut.In Figure 1, the delivery 1 of a sheet printing machine is shown schematically. There, the sheets of paper 4 gripped on the gripper bridges 2 on the front side are conveyed by the last printing unit, not shown in the figure, via a so-called guide body 3 in the direction of the delivery stack 6. As can be seen from the enlarged sketch according to FIG. 2, the guide body 3 is designed as a box, into the hollow interior of which a blower 7 blows air via a connecting line 8 and thus generates an overpressure p _v which escapes through a plurality of nozzle openings 5 and thus enters Air cushion builds between the air body 3 or its surface and the underside of the sheet 4 guided over it.

Im Diagramm nach Figur 3 sind beispielhaft die Kennlinien der beiden wesentlichen Komponenten einer Luftpolsterführung dargestellt, nämlich der eines typischen Lufterzeugers, d.h. eines Gebläses (Graph B) und die eines Verbrauchers, d.h. einer Anzahl von Düsenöffnungen in einem Leitkörper (Graph A). Aufgetragen ist jeweils der vom Erzeuger generierte Volumenstrom Q bzw. der Volumenstrom durch den Verbraucher in Abhängigkeit vom Druck p_v, d.h. dem Druck an dem als Drossel wirkenden Verbraucher bzw. die vom Erzeuger aufgrund der Drosselwirkung beim Verbraucher sich ergebende Druckdifferenz. Die Kennlinie des Verbrauchers mit den als Drossel wirkenden Düsenöffnungen (Graph A) beginnt im Nullpunkt und steigt dann an. Die Kennlinie des Lufterzeugers (Graph B) hingegen erreicht ihren maximalen Druck, wenn der Volumenstrom aufgrund der Drosselwirkung des Verbrauchers gegen Null geht, d.h. in dem Falle, daß alle Düsenöffnungen geschlossen sind. Der Betriebspunkt p, der Luftpolsterführung ergibt sich als Schnittpunkt zwischen den Kennlinien B des Lufterzeugers A und des Luftverbrauchers.The diagram of FIG. 3 shows an example of the characteristic curves of the two essential components of an air cushion guide, namely that of a typical air generator, ie a blower (Graph B) and that of a consumer, ie a number of nozzle openings in a guide body (Graph A). The volume flow Q generated by the generator or the volume flow through the consumer as a function of the pressure p _v , ie the pressure at the consumer acting as a throttle or the pressure difference resulting from the generator due to the throttling effect at the consumer, is respectively plotted. The characteristic curve of the consumer with the nozzle openings acting as a throttle (graph A) begins at the zero point and then rises. The characteristic of the air generator (Graph B), on the other hand, reaches its maximum pressure when the volume flow drops to zero due to the throttling effect of the consumer, ie in the case that all nozzle openings are closed. The operating point p, the air cushion guide, is the intersection between the characteristic curves B of the air generator A and the air consumer.

Wird die Leistung des Erzeugers verändert, beispielsweise durch Drehzahländerung des Gebläses, durch eine Drosselung in der Zuleitung zum Verbraucher oder durch einen Bypass zur Verbraucherleitung, ändert sich zwar die Erzeugerkennlinie wie das durch die gestrichelten Graphen B' und B" in Figur 1 dargestellt ist. Als Betriebspunkte für die Luftpolsterführung ergeben sich jedoch die Schnittpunkte mit der unveränderten Verbraucherkennlinie. Entsprechend läßt sich durch eine Leistungsänderung des Gebläses wie durch den fett gezeichneten Teil des Graphen A in der Figur 1 dargestellt der Volumenstrom etwa proportional zu dem an den Düsen anliegenden Druck verändern. Da die Strömungsgeschwindigkeit ihrerseits vom Druck abhängt, wie das in der Graphik nach Figur 4 darstellt ist, läßt sie sich folglich durch ein Ändern der Leistung des Gebläses bei fester Verbrauchercharakteristik die Strömungsgeschwindigkeit nicht unabhängig vom Volumenstrom einstellen. Das hat die schon eingangs genannten Konsequenzen für die Schwebehöhe des über die Luftpolsterführung geführten Bogens. Der an den Düsenöffnungen des Leitkörpers anstehende Überdruck wird unter der Annahme verlustfreier Strömung gemäß der nachstehenden Gleichung in Strömungsgeschwindigkeit umgesetzt

If the output of the generator is changed, for example by changing the speed of the fan, by throttling in the supply line to the consumer or by bypassing the consumer line, the generator characteristic curve changes, as is shown by the dashed graphs B 'and B "in FIG. 1. However, the intersection points with the unchanged consumer characteristic curve result as operating points for the air cushion guidance. Accordingly, by changing the power of the blower, as shown by the bold part of graph A in FIG. 1, the volume flow can be changed approximately proportionally to the pressure applied to the nozzles. Since the flow rate in turn depends on the pressure, as shown in the graph in FIG. 4, it is consequently not possible to adjust the flow rate independently of the volume flow by changing the power of the blower with a fixed consumer characteristic Consequences mentioned at the outset for the levitation height of the arch guided over the air cushion guide. The overpressure present at the nozzle openings of the guide body is converted into flow velocity, assuming lossless flow, according to the equation below

Die beschleunigte Luft breitet sich durch die Formgebung der Düsen gleichmäßig zwischen dem die Düsenöffnungen enthaltenen Leitkörper und dem darüber geführten Bogen aus. Gemäß der Kontinuitätsgleichung Q1=Q2 wonach der Volumenstrom durch die Düsenöffnungen aufgrund des daran anliegenden Kammerdruckes p_v dem Volumenstrom Q₂ unter dem Bogen entspricht, ergibt sich für einen Querschnitt senkrecht durch die Strömung unter dem Bogen Q= b x h x c und somit für die Schwebehöhe h = Q b x c Due to the shape of the nozzles, the accelerated air spreads evenly between the guide body containing the nozzle openings and the sheet guided above it. According to the continuity equation Q 1 = Q 2 according to which the volume flow through the nozzle openings corresponds to the volume flow Q ₂ under the bend due to the chamber pressure p _v applied to it, results for a cross section perpendicular to the flow under the bend Q = wxhxc and thus for the hovering height h = Q bxc

Bei den angegebenen Zusammenhängen gelten folgende
Bezeichnungen:

κ = Isentropenexponent

p_v = Dichte der Luft unter dem Vordruck der Kammer

p₀ = Druck der Luftströmung unter dem Bogen (entspricht Atmosphärendruck)

p_v = Vordruck in der Kammer

c₀ = Luftgeschwindigkeit im Kasten

Q = Volumenstrom

b = Breite des Querschnittes

h = Schwebehöhe

c = Strömungsgeschwindigkeit

The following apply to the specified relationships
designations:

κ = isentropic exponent

p _v = density of the air under the admission pressure of the chamber

p ₀ = pressure of the air flow under the bend (corresponds to atmospheric pressure)

p _v = pre-pressure in the chamber

c ₀ = air speed in the box

Q = volume flow

b = width of the cross section

h = hovering height

c = flow velocity

Aus dieser Abhängigkeit läßt sich erkennen, daß die Schwebehöhe einer Luftpolsterführung nur dann verändert werden kann, wenn der Quotient aus Volumenstrom und Strömungsgeschwindigkeit verändert wird, d.h. wenn zwar der Volumenstrom, nicht aber gleichzeitig auch die Strömungsgeschwindigkeit erhöht wird oder wenn der Volumenstrom deutlich überproportional zur Strömungsgeschwindigkeit erhöht wird.From this dependence it can be seen that the levitation height of a Air cushion guidance can only be changed when the quotient is off Volume flow and flow velocity is changed, i.e. if indeed the Volume flow, but not at the same time the flow rate increases or if the volume flow is significantly disproportionate to Flow rate is increased.

Da die Strömungsgeschwindigkeit wie schon gesagt, vom Druck p_v an den Düsenöffnungen abhängt, sollte sich dieser also, um das Ziel der Erfindung zu erreichen, unabhängig, bzw. nicht proportional zum Volumenstrom durch die Düsen ändern lassen. Gemäß dem in Figur 5 dargestellten Ausführungsbeispiel der Erfindung wird dies dadurch ermöglicht, daß die vom geführten Material bedeckte Anzahl der wirksamen Düsenöffnungen veränderbar ist. Hierzu besteht die Kammer 13 unter dem Leitblech 13b, die zusammen den Leitkörper einer Luftpolsterführung bilden, aus mehreren einzelnen Kammern 16 a, b... in deren Luftzuführungsleitungen an der Unterseite sich jeweils ein elektrisch ansteuerbares Ventil befindet. Die in die Bodenplatte 13a des Leitkörpers mündenden Luftzuführungsleitungen sind mit 14 a, b und c beispielhaft bezeichnet und die zugehörigen Ventilen mit 15 a,b und c. Den entsprechenden Kammern 16 a,b und c des Leitkörpers sind im Leitblech jeweils Gruppen von Düsen zugeordnet, von denen der besseren Übersichtlichkeit halber jede Gruppe nur als Einzeldüse 12 a bis c symbolisch dargestellt ist. Versorgt werden die Kammern 16a, 16c gemeinsam von einem drehzahlregelbaren Gebläse 17 aus. Das Gebläse 17 ist wie die Ventile 15a, 15b, 15c... an eine elektronische Steuereinheit 19 angeschlossen, der vom zentralen Steuerrechner der Druckmaschine, zu der der in Figur 1 darstellte Ausleger gehört, die Schwebehöhe h_soll des berührungslos geführten Bogens als Sollwert zugeleitet wird.Since, as already mentioned, the flow rate depends on the pressure p _v at the nozzle openings, in order to achieve the aim of the invention, this should be able to be changed independently or not in proportion to the volume flow through the nozzles. According to the exemplary embodiment of the invention shown in FIG. 5, this is made possible by the fact that the number of effective nozzle openings covered by the guided material can be changed. For this purpose, the chamber 13 under the guide plate 13b, which together form the guide body of an air cushion guide, consists of several individual chambers 16a, b ... in whose air supply lines there is an electrically controllable valve on the underside. The air supply lines opening into the base plate 13a of the guide body are designated by way of example with 14 a, b and c and the associated valves with 15 a, b and c. The corresponding chambers 16 a, b and c of the guide body are each assigned groups of nozzles in the guide plate, of which each group is only symbolically represented as an individual nozzle 12 a to c for the sake of clarity. The chambers 16a, 16c are supplied together by a speed-controllable fan 17. The fan 17, like the valves 15a, 15b, 15c ..., is connected to an electronic control unit 19 which, from the central control computer of the printing press, to which the delivery arm shown in FIG. 1 belongs, feeds the hovering height h _{should of} the non-contact sheet as a setpoint becomes.

Dabei arbeitet die Steuerung folgendermaßen:
Soll die Schwebehöhe zu kleineren Werten hin verändert werden, so schaltet die Steuerung 19 einige der Ventile 15 ab und verringert damit die Zahl der wirksamen Düsenöffnungen. Auf diese Weise verringert sich der Volumenstrom des in das Luftpolster eingeblasenen Gases, während gleichzeitig aufgrund der höheren Drosselwirkung der Düsenanordnung der vom Gebläse 17 erzeugte Druck ansteigt und somit auch die Strömungsgeschwindigkeit des aus den Düsen 12 austretenden Luftstroms. Auf diese Weise ergibt sich für die Luftpolsterführung im Diagramm nach Figur 3 ein Arbeitspunkt an der mit P2 bezeichneten Stelle. Diese entspricht dem Schnittpunkt einer flacheren Verbraucherkennlinie A' mit der unveränderten Erzeugerkennlinie B. Soll nun gleichzeitig die Strömungsgeschwindigkeit unter dem Bogen an den vorherigen Wert angeglichen werden so wird zusätzlich noch das Gebläse auf eine geringere Drehzahl geregelt, so daß sich die Erzeugerkennlinie B" und damit ein Arbeitspunkt an der mit P3 bezeichneten Stelle im Diagramm nach Figur 2 ergibt.The control works as follows:
If the levitation height is to be changed to smaller values, the controller 19 switches off some of the valves 15 and thus reduces the number of effective nozzle openings. In this way, the volume flow of the gas blown into the air cushion is reduced, while at the same time, due to the higher throttling action of the nozzle arrangement, the pressure generated by the blower 17 increases and thus also the flow velocity of the air flow emerging from the nozzles 12. In this way, for the air cushion guidance in the diagram according to FIG. 3, an operating point is obtained at the point designated P2. This corresponds to the intersection of a flatter consumer characteristic curve A 'with the unchanged generator characteristic curve B. If, at the same time, the flow speed under the bend is to be adjusted to the previous value, the fan is additionally regulated to a lower speed, so that the generator characteristic curve B "and thus a working point at the point designated P3 in the diagram of Figure 2 results.

Es ist klar, daß die Einteilung des Leitkörpers in einzelne Kammern 6 so erfolgen muß, daß sich keine störenden Inhomogenitäten in der Schwebehöhe des Bogens ergeben.It is clear that the division of the guide body into individual chambers 6 is done in this way must that there are no disruptive inhomogeneities in the levitation of the Arches.

Während im vorhergehenden Ausführungsbeispiel einzelne Gruppen von Düsen und damit jeweils eine diskrete Anzahl von Düsenöffnungen im Düsenleitblech mit Blasluft versorgt und damit "wirksam" geschaltet werden, ist im nächsten Ausführungsbeispiel nach Figur 6 die Veränderung der Zahl der wirksamen Düsenöffnungen durch ein stufenloses arbeitendes Getriebe realisiert. Gleiche Teile sind hier mit einer um 100 höheren Bezugsziffer versehen und werden nicht nochmals erläutert. Hier ist die Kammer 113 des Leitkörpers durch zwei eingesetzte Stege 115a,b in drei Abschnitte 116a,b,c unterteilt, von denen der Mittelabschnitt 116c über eine Schlauchleitung 118 mit einem Gebläse 117 verbunden sind. Die beiden Stege 115a und 115b lassen sich gegenläufig zueinander mit Hilfe von Gewindespindeln 114a und 114b mit Hilfe eines an die Steuerung 119 angeschlossenen Motors 120 und Zahnriemens 110 verstellen. Auf diese Weise läßt sich die Größe der beiden Kammern 116a und 116b verändern, die nicht an das Gebläse 117 angeschlossen sind und somit die ihnen zugeordneten darüber befindlichen Düsen inaktivieren.While in the previous embodiment individual groups of nozzles and thus a discrete number of nozzle openings in the nozzle guide plate supplied with blown air and thus "effective" is in the next 6 shows the change in the number of effective Nozzle openings realized by a continuously variable working gear. Same Parts here are provided with a reference number that is 100 higher not explained again. Here the chamber 113 of the guide body is by two inserted webs 115a, b divided into three sections 116a, b, c, of which the Middle section 116c via a hose line 118 with a blower 117 are connected. The two webs 115a and 115b can be reversed to each other with the help of threaded spindles 114a and 114b with the help of one to the Adjust control 119 of connected motor 120 and toothed belt 110. In this way, the size of the two chambers 116a and 116b can be change that are not connected to the blower 117 and thus the them deactivate the assigned nozzles above.

Um den Volumenstrom und damit die Schwebehöhe des über dem Leitblech 113b geförderten Bogens zu erhöhen, werden also die Kammern 116a und 116c durch Verschieben der Stege 115a und 115b verkleinert und umgekehrt.The volume flow and thus the levitation height of the above the baffle 113b conveyed sheet, the chambers 116a and 116c reduced by moving the webs 115a and 115b and vice versa.

Im nächsten Ausführungsbeispiel nach den Figuren 7a und b läßt sich der Volumenstrom der Luftpolsterführung unabhängig von der Strömungsgeschwindigkeit ändern, indem die Querschnitte einzelner Düsenöffnungen bzw. Gruppen von Düsenöffnungen oder aller Düsenöffnungen veränderbar sind. Hierzu sind im Leitblech 213b, über dem der Bogen 201 schwebt, in an sich bekannter Art und Weise Düsenöffnungen durch einen Präge/Stanzvorgang eingebracht, so daß sich in den Leitkörper nach innen hineinragende Zungen 212a,b,c.... ergeben, über die der Luftstrom des Überdrucks in der Kammer 213 des Leitkörpers unter den geführten Bogen 201 gelangen kann. An die Unterseite der Zungen 212a,b,c.... aus zum Beispiel Stahlblech sind mit Metallstreifen 214a eines anderen Materials wie zum Beispiel Aluminium aufgeklebt, so daß sich im Bereich der beweglichen Zungen 212 der Düsen eine Bimetalleigenschaft ergibt. Gleichzeitig ist im Zuführungsrohr 218, das die Kammer 213 mit dem regelbaren Gebläse 217 verbindet, die Heizspirale 216 einer steuerbaren Heizung 215 eingebracht. Durch Änderung der Heizleistung läßt sich somit die Temperatur der der Kammer 213 zugeführten Luft ändern, wodurch sich die Zungen 212/214 der Düsen im Bogenleitblech 213b verformen und den Querschnitt der Düsenöffnungen entsprechend verkleinern oder vergrößern. Von der Steuerung 219 werden die Heizleistung und die Drehzahl des Gebläses 217 so eingestellt, daß sich die Strömungsgeschwindigkeit c des aus den Düsen austretenden Luftstroms und der Luftvolumenstrom Q unabhängig voneinander den für den Bogen 201 optimalen Gegebenheiten anpassen lassen.In the next exemplary embodiment according to FIGS. 7a and b, the Volume flow of the air cushion guide independent of the Change flow rate by changing the cross sections of individual Nozzle openings or groups of nozzle openings or all nozzle openings are changeable. For this purpose, in the guide plate 213b, over which the bend 201 floats in a manner known per se through nozzle openings Embossing / punching process introduced so that it is inside the guide body protruding tongues 212a, b, c .... over which the air flow of the Overpressure in the chamber 213 of the guide body under the guided bend 201 can reach. On the underside of the tongues 212a, b, c .... from, for example Steel sheets are made with metal strips 214a of another material such as Aluminum glued on, so that in the area of the movable tongues 212 Nozzles gives a bimetal property. At the same time in the feed pipe 218, that connects the chamber 213 to the controllable fan 217, the heating coil 216 introduced a controllable heater 215. By changing the Heating power can thus be the temperature of the air supplied to the chamber 213 change, whereby the tongues 212/214 of the nozzles in the sheet guide plate 213b deform and reduce the cross section of the nozzle openings accordingly or enlarge. The heating power and the Speed of the fan 217 set so that the Flow velocity c of the air flow emerging from the nozzles and the air volume flow Q independently of that for the bend 201 have the optimal conditions adjusted.

Ein gesteuertes Verbiegen der nachgiebigen Zungen der Düsenöffnungen läßt sich jedoch auch auf andere Weise bewerkstelligen, wie das in Figur 8a skizziert ist. Dort sind den Zungen 312 der Düsen im Leitblech 313b des Leitkörpers um eine Welle 315 drehende Exzenterscheiben 316 zugeordnet, mit deren Hilfe die flexiblen Zungen 312 teilweise geschlossen werden können. Die Welle 315 ist beispielsweise an einen hier nicht dargestellten Schrittmotor angeschlossen, der seinerseits wieder mit einer Steuerung verbunden ist, über die sich die Winkelstellung der Welle 315 und damit die Querschnittsfläche der Düsen und ggf. die Leistung des Druckluftversorgers einstellen lassen.Controlled bending of the resilient tongues of the nozzle openings leaves however, can also be accomplished in a different way, as outlined in FIG. 8a is. There, the tongues 312 of the nozzles in the guide plate 313b of the guide body are around assigned a shaft 315 rotating eccentric discs 316, with the help of which flexible tongues 312 can be partially closed. The shaft 315 is for example connected to a stepper motor, not shown here, the is in turn connected to a control system via which the Angular position of the shaft 315 and thus the cross-sectional area of the nozzles and If necessary, have the power of the compressed air supplier set.

Natürlich läßt sich die Querschnittfläche der Düsenöffnungen auch durch elektrisch betätigbare Schieber 318, Klappen, oder dergleichen verändern, wie das in Figur 8b dargestellt ist, ohne daß die Düsenzungen selbst federnd ausgebildet und verformt werden müssen. Of course, the cross-sectional area of the nozzle openings can also be through electrically actuated slide 318, flaps, or the like, change which is shown in Figure 8b, without the nozzle tongues themselves resilient must be trained and deformed.

In Figur 9 ist eine besonders bevorzugte Ausführungsform der Erfindung dargestellt. Hier ist der Leitkörper 413, über den der Bogen 401 geführt wird, in drei parallele sich nebeneinander über die in Laufrichtung des Bogens erstreckende Kammern 416a, 416b und 416c eingeteilt, die jeweils an einen eigenen Luftversorger angeschlossen sind.
Die Kammern 416a und 416c sind jeweils an ein Gasgebläse 417a bzw. 417c angeschlossen, mit dem sich relativ hohe Vordrucke p₀ bei kleinen Volumenströmen erzielen lassen. Die mittlere Kammer 416b wird von einem Axiallüfter 417b versorgt, der bereits bei geringen Druckdifferenzen hohe Luftvolumenströme liefert. Die Begrenzungen der drei Kammern müssen nicht geradlinig wie in der Figur 10 gezeichnet verlaufen, sondern können auch gezackt verlaufen, um die wie noch beschrieben unterschiedlichen aus den Düsen 417 des Leitblechs 413b austretenden Luftströme unter dem geführten Bogen 401 möglichst gut zu vermischen.FIG. 9 shows a particularly preferred embodiment of the invention. Here, the guide body 413, over which the sheet 401 is guided, is divided into three parallel chambers 416a, 416b and 416c, which are adjacent to one another and which are each connected to a separate air supplier.
The chambers 416a and 416c are each connected to a gas blower 417a and 417c, with which relatively high admission pressures p ₀ can be achieved with small volume flows. The middle chamber 416b is supplied by an axial fan 417b, which delivers high air volume flows even at low pressure differences. The boundaries of the three chambers do not have to run in a straight line as shown in FIG. 10, but can also run in a serrated manner in order to mix as well as possible the different air flows emerging from the nozzles 417 of the guide plate 413b under the guided arc 401.

Die Kammern 416a und 416c einerseits und die Kammer 416b andererseits weisen nun stark unterschiedliche Verbraucherkennlinien auf. Entsprechend treten durch die zugeordneten Düsen 412a und 412c einerseits und 412b andererseits sehr unterschiedliche große Volumenströme mit stark voneinander abweichenden Strömungsgeschwindigkeiten aus. Durch Mischung der Tragluftströmungen stellt sich anhand der Mischungsregel ein Mittelwert der Strömungsgeschwindigkeit für die addierten Volumenströme ein. Durch gezielte Veränderungen der Parameter in den Kammern 416a und 416c bzw. 416b andererseits ist es nun möglich die effektive auf den Bogen wirkende Tragluftströmung in bezug auf die Strömungsgeschwindigkeit c und dem Volumenstrom Q unabhängig voneinander einzustellen. Dies sei nachfolgend anhand des Diagramms nach Figur 10 verdeutlicht:The chambers 416a and 416c on the one hand and the chamber 416b on the other now very different consumer characteristics. Accordingly, step through the associated nozzles 412a and 412c on the one hand and 412b on the other hand very much different large volume flows with widely differing Flow velocities. By mixing the air flows an average of the flow velocity for the added volume flows. By deliberately changing the parameters in the Chambers 416a and 416c or 416b, on the other hand, it is now possible to apply the effective one the air flow acting on the arc in relation to the flow velocity c and set the volume flow Q independently of each other. This is illustrated below with the aid of the diagram in FIG. 10:

Die Verbraucherkennlinie A1 der mittleren Kammer 416b verläuft relativ steil. Bei niedrigem Druck wird bereits ein hoher Volumenstrom erzielt. Folglich wird ein großes Luftvolumen mit niedriger Strömungsgeschwindigkeit unter den Bogen 401 eingespühlt. Dies wird erreicht durch eine große Anzahl von Düsen im Bogenleitblech 413a, also durch eine hohen Düsendichte, oder durch Düsen mit entsprechend großen Öffnungsquerschnitten.The consumer characteristic curve A1 of the middle chamber 416b is relatively steep. at low pressure, a high volume flow is already achieved. Hence a large volume of air with low flow speed under the bend 401 eingespühlt. This is achieved by a large number of nozzles in the Sheet baffle 413a, that is, by a high nozzle density, or by using nozzles correspondingly large opening cross sections.

Die Verbraucherkennlinien A2 der beiden äußeren Kammern 416a und 416c verlaufen hingegen relativ flach. Um ausreichend Luft durch die Düsen zu pressen, wird eine hohe Druckdifferenz angelegt. Da der Vordruck in den Kammern 416a und 416c somit hoch ist, strömt die Luft mit hoher Geschwindigkeit aus den diesen Kammern zugeordneten Düsen aus. Erreicht wird das durch eine niedrige Düsendichte oder durch Düsen mit sehr engen Drosselquerschnitten. Im Diagramm nach Figur 10 sind die Kennlinien der Kammern 416 und der Gebläse 417 gemeinsam eingezeichnet. Für die beiden unterschiedlichen Kammertypen ergeben sich dann in Verbindung mit den beiden unterschiedlichen Gebläsen bzw. Lüftertypen die mit P1 und P2 bezeichneten Arbeitspunkte.The consumer characteristics A2 of the two outer chambers 416a and 416c run relatively flat. To push enough air through the nozzles, a high pressure difference is created. Since the form in the chambers 416a and 416c is thus high, the air flows out of them at high speed Chamber associated nozzles. This is achieved through a low one Nozzle density or through nozzles with very narrow throttle cross sections. In the diagram 10 shows the characteristics of the chambers 416 and the blowers 417 drawn together. For the two different chamber types then in connection with the two different blowers or Fan types the working points designated P1 and P2.

Die aus der mittleren Kammer 416b ausströmende Luft erhält durch die Anordnung der Düsen eine zu den beiden äußeren Kammern 416a und c hin gerichtete Strömungsrichtung. Das große Luftvolumen dieser Kammer strömt mit niedriger Geschwindigkeit zwischen das Leitblech 413a und den Bogen 401. Diese mittlere Kammer 416b ist relativ schmal.The air flowing out of the middle chamber 416b is maintained by the arrangement the nozzles are directed towards the two outer chambers 416a and c Flow direction. The large volume of air in this chamber flows at a lower rate Speed between the baffle 413a and the bend 401. This middle Chamber 416b is relatively narrow.

Über den beiden äußeren Kammern 416a und 416c vermischt sich die aus der ersten Kammer 416b austretende Luft mit der aus den Kammern 416a und 416c. Hierbei addieren sich die Volumenströme und die Geschwindigkeiten mischen sich gewichtet nach den Anteilen der Volumenströme. Werden die Verbraucherkennlinien der Kammern sehr unterschiedlich gewählt, so ergibt sich ein breites Spektrum der durch Vermischung beider Luftströme erzielbaren Arbeitspunkte. Auf diese Weise läßt sich nun einfach allein durch entsprechende Steuerung der Drehzahl der Gasgebläse 417a und c bzw. des Axiallüfters 417b, der in das Luftpolster eingeblasene Volumenstrom und die sich nach der Mischungsregel einstellende mittlere Strömungsgeschwindigkeit c unabhängig von einander einstellen und somit auch die Schwebehöhe des Bogens 401 über dem Leitblech 413b in weiten Grenzen nach Bedarf auswählen. Das Ausmaß, in dem sich die Schwebehöhe ändern läßt, hängt natürlich vom Verhältnis der Flächen der Düsenöffnungen der Kammern 416a und c einerseits und 416b andererseits ab. Es sollte etwa einen Faktor 2 bis 20 betragen.The air emerging from the first chamber 416b mixes with the air from the chambers 416a and 416c above the two outer chambers 416a and 416c. The volume flows add up and the speeds mix weighted according to the proportions of the volume flows. If the consumer characteristics of the chambers are chosen very differently, a wide range of operating points can be obtained by mixing the two air flows. In this way, it is now possible to control the speed of the gas blowers 417a and c or the axial fan 417b, the volume flow blown into the air cushion and the average flow velocity which is established according to the mixing rule, simply by corresponding control c set independently of one another and thus also select the floating height of the arch 401 over the guide plate 413b within wide limits as required. The extent to which the levitation height can be changed naturally depends on the ratio of the areas of the nozzle openings of the chambers 416a and c on the one hand and 416b on the other hand. It should be about a factor of 2 to 20.

Die sich aufgrund dieser Formel einstellende Schwebehöhe des Bogens ist in dem dreidimensionalen Diagramm nach Figur 11 dargestellt. Dort sind in den beiden Ordinaten die Drücke in den Kammern 416a,c bzw. 416b aufgetragen und in der Koordinate die Schwebehöhe. Dabei wird vorausgesetzt, daß die Lufterzeuger und Luftverbraucher die in dem Diagramm nach Figur 10 dargestellten Kennlinien besitzen. Aus dem Diagramm ist ersichtlich, daß sich die Schwebehöhe des Bogens etwa um den Faktor 3 ändern läßt durch Variation der Drücke in den Kammern 416, indem die entsprechenden Gebläse 417 von der Steuerung 419 zum Beispiel unter Vorgabe der gewünschten Schwebehöhe verändert werden. Hierbei kann die Anpassung nach folgenden Parametern erfolgen:

a) der Druck in der mittleren Kammer 416b wird verändert. Hierdurch ändert sich der Volumenstrom der gesamten Luftpolsterführung sehr stark, während die mittlere Geschwindigkeit des Luftstroms nahezu unverändert bleibt. Die Schwebehöhe ändert sich hierbei etwa proportional der Änderung des Volumenstroms, der von der mittleren Kammer 416b ausgeht.

b) Stabilität: Beobachtungen zeigen, daß der Widerstand, den die Luftpolsterführung dem in das Luftpolster eintauchenden Bogen und somit einer Annäherung an das Bogenleitblech 413b entgegenbringt, vor allem von der Strömungsgeschwindigkeit abhängt. Je größer die Strömungsgeschwindigkeit um so stärker ist das Beharrungsvermögen der Luftströmung und somit auch die Reaktionskraft gegen Störungen des Luftpolsters. Um die Stabilität der Führung zu steigern, kann daher der Druck der äußeren Kammern 416a und 416c gesteigert werden.

The hovering height of the arch which arises on the basis of this formula is shown in the three-dimensional diagram according to FIG. The pressures in the chambers 416a, c and 416b are plotted there in the two ordinates and the levitation height in the coordinate. It is assumed that the air generators and air consumers have the characteristics shown in the diagram in FIG. From the diagram it can be seen that the hovering height of the arc can be changed by a factor of about 3 by varying the pressures in the chambers 416, by changing the corresponding blowers 417 by the controller 419, for example by specifying the desired hovering height. The adjustment can be made according to the following parameters:

a) the pressure in the middle chamber 416b is changed. As a result, the volume flow of the entire air cushion guide changes very significantly, while the average speed of the air flow remains almost unchanged. The levitation height changes here approximately in proportion to the change in the volume flow which emanates from the central chamber 416b.

b) Stability: Observations show that the resistance which the air cushion guide presents to the arc immersed in the air cushion and thus to an approach to the arc guide plate 413b depends primarily on the flow velocity. The greater the flow velocity, the greater the persistence of the air flow and thus the reaction force against disturbances in the air cushion. In order to increase the stability of the guide, the pressure of the outer chambers 416a and 416c can therefore be increased.

Dünne Papiere reagieren durch hochfrequente Schwingungen auf zu hohe Strömungsgeschwindigkeiten. Hier kann der Druck in beiden äußeren Kammern zurückgenommen werden, um eine "sanftere" Führung auf etwa gleichem Schwebeniveau zu bewirken.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in Figur 12a und b dargestellt. Dort wird der zum Beispiel im Widerdruck auf der Rückseite zu bedruckende Bogen 501 von einer Übergabetrommel 502 zwischen zwei Druckzylindern 503 und 504 befördert. Um einen sicheren und abschmierfreien Bogenlauf zwischen den Druckwerken zu gewährleisten, ist unterhalb der Übergabetrommel in einem geringen Abstand zu dem von den Greifern der Trommel 502 beschriebenen Kreisbogen eine im Schnitt halbkreisförmige Luftpolsterführung angeordnet. Die Aufsicht auf das ebenfalls halbkreisförmige Bogenleitblech dieser Luftpolsterführung zeigt Figur 12b. Dort ist durch die gestrichelten Linien angedeutet, daß die Kammer 513 unterhalb der Düsenöffnungen in verschiedene Bereiche 513a bis 513h unterteilt ist, wobei jeder Teilkammer ein Lufterzeuger 517a-h zugeordnet ist. Bei den Lufterzeugem 513a, b und 513 g, h handelt es sich um Gasgebläse, die wenige an den äußereren Rändern der Bogenführung angeordneten Düsen mit einem relativ hohen Vordruck pversorgenHingegen werden die vier mittleren in Bogenlaufrichtung hintereinander angeordneten Bereiche 513 c,d,e und f bzw. die ihnen zugeordneten, auf dem Bogenleitblech dicht an dicht angeordneten Düsen von vier Axiallüftern 417c-d versorgt, die einen hohen Volumenstrom erzeugen. Die Einstellung der Schwebehöhe h des Bogens 501 über dem Bogenleitblech erfolgt ähnlich wie im Ausführungsbeispiel nach Figur 9 beschrieben.Thin papers react to excessive flow velocities through high-frequency vibrations. Here, the pressure in both outer chambers can be reduced in order to achieve a "gentler" guidance at approximately the same level.
Another preferred exemplary embodiment of the invention is shown in FIGS. 12a and b. There, the sheet 501, which is to be printed on the back, for example, is conveyed by a transfer drum 502 between two printing cylinders 503 and 504. In order to ensure reliable and lubrication-free sheet travel between the printing units, an air cushion guide, which is semi-circular in section, is arranged below the transfer drum at a short distance from the circular arc described by the grippers of the drum 502. The top view of the likewise semicircular sheet guide plate of this air cushion guide is shown in FIG. 12b. There it is indicated by the dashed lines that the chamber 513 below the nozzle openings is divided into different areas 513a to 513h, each sub-chamber being assigned an air generator 517a-h. The air generators 513a, b and 513 g, h are gas blowers which supply a few nozzles arranged on the outer edges of the sheet guide with a relatively high pre-pressure or the nozzles assigned to them, arranged on the sheet guide plate close to each other, by four axial fans 417c-d, which generate a high volume flow. The levitation height h of the arch 501 above the arch guide plate is set similarly to that described in the exemplary embodiment according to FIG. 9.

Claims

An air cushion guide for materials in sheet or web form, in particular for printing sheets of paper in a printing press, in which the guided sheet or web material is supported on a supporting air cushion via at least one guide body with nozzle openings, through which air is blown between the guide body and the guided material, and the volumetric air flow (Q) emerging from the nozzles between guide body (3; 13) and guided material (4) are adjustable in such a way that the guide body comprises a plurality of groups (12a-c) of nozzles, whereby each group of nozzles is separately supplied with blown air,
characterized in that the groups (12a-c) of nozzles are connected to a common blown air generator (17) via switching valves (15a-c) such that the volumetric air flow (Q) which emerges from the nozzles can be adjusted independent on the flow speed (c) between guide body (3; 13; 113; 213; 313b; 413a,b,c; 513) and guided material (1; 201; 301; 401; 501), so that the proportionality between both values is cancelled out.
The air cushion guide for materials in sheet or web form, in particular for printing sheets of paper in a printing press, in which the guided sheet or web material is supported on a supporting air cushion via at least one guide body with nozzle openings, through which air is blown between the guide body and the guided material, and the volumetric air flow (Q) emerging from the nozzles between guide body (3; 113; 213; 313) and guided material (4) are adjustable,
characterized in that the cross sections of individual nozzle openings or of all nozzle openings are variable by means of electrically actuated flaps, slides (318a), or the like so that the volumetric air flow (Q) emerging from the nozzles are adjustable independent on the flow speed (c) between guide body (3; 13; 113; 213; 313b; 413a,b,c; 513) and guided material (1; 201; 301; 401; 501) so that the proportionality between both values is cancelled out.
The air cushion guide according to claim 2,
wherein the nozzles have flaplike, yielding tongues (312), which are deformable in controlled fashion.
The air cushion guide according to claim 3,
characterized by
electrically actuatable adjusting gears (315; 316) for deforming the tongues.
The air cushion guide according to claim 3,
wherein the tongues (212/214) are embodied as bimetallic strips, and a heater (215/216) is provided for the airflow.
The air cushion guide according to claim 3,
wherein the tongues deform under the influence of the pressure difference (p_v - p₀) that develops at the nozzles.
An air cushion guide for materials in sheet or web form, in particular for printing sheets of paper in a printing press, in which the guided sheet or web material is supported on a supporting air cushion via at least one guide body with nozzle openings, through which air is blown between the guide body and the guided material, and the volumetric air flow (Q) emerging from the nozzles between guide body (3; 13) and guided material (4) are adjustable in such a way that the guide body comprises a plurality of groups (12a-c) of nozzles, whereby each group of nozzles is separately supplied with blown air,
characterized in that the groups have different consumer characteristic curves (A1, A2), and that the pressures (P_v1, P_v2) for supplying the groups of nozzles can be regulated independently of one another such that the volumetric air flow (Q) emerging from the nozzles and the flow speed (c) between guide body (3; 13; 113; 213; 313b; 413a,b,c; 513) and guided material (1; 201; 301; 401; 501) can be adjusted independent of each other so that they can be changed in a context of both variables which is not proportional to each other.
The air cushion guide according to claim 7,
wherein the sum of the throttle areas of the nozzles of both groups (412a/c, 412b) differ from one another by a factor of at least two.
The air cushion guide according to claim 7,
wherein the individual groups (412a/c, 412b) of nozzles are connected to different blown air generators (417a/c, 417b).
The air cushion guide according to one of claims 1 to 9,
characterized by
an electronic control unit (19; 119; 219; 419), to which the suspension height (h_soll) of the material (201; 401) guided by the air cushion, or the extent of its variation, can be input as a desired value, and which thereby ascertains controlled variables for the variation of the air volume (Q) emerging from the nozzle openings and/or the flow speed (c) between guide body and guide material.
Sheet-fed offset printing press with an air cushion guide (3) for the printed sheets (4), according to one of claims 1-10 in the delivery system (1) of the press.
Sheet-fed offset printing press with an air cushion guide (513) for the printed sheets, according to one of claims 1 to 10 in the region of the sheet transfer means (501) or inverter between two printing cylinders of the machine.
A method for adjusting the suspension height of sheet or web material in an air cushion guide, in which the guided material is supported on a supporting air cushion via at least one guide body and air is blown beneath the guide material via nozzles in the guide body, and the volumetric air flow (Q) emerging from the nozzles between guide body (3; 13) and guided material (4) is adjustable and the guide body comprises a plurality of groups (12a-c) of nozzles, whereby each group of nozzles is separately supplied with blown air,
characterized in that the guide body includes at least two groups (412a/c, 412b; 512a/b/g/h, 512c/d/e/f) of nozzles with different consumer characteristic curves of the groups and that the ratio of the pressures (P_v1, P_v2) for supplying the groups of nozzles can be changed such that the volumetric air flow (Q) emerging from the nozzles is changed independent on the flow speed (c) between guide body (3; 13; 113; 213; 313b; 413a,b,c; 513) and guided material (1; 201; 301; 401; 501) in a context of both variables which is not proportional to each other.
A method for adjusting the suspension height of sheet or web material in an air cushion guide, in which the guided material is supported on a supporting air cushion via at least one guide body and air is blown beneath the guide material via nozzles in the guide body, and the volumetric air flow (Q) emerging from the nozzles between guide body (3; 13) and guided material (4) is adjustable and the guide body comprises a plurality of groups (12a-c) of nozzles,
characterized in that the effective cross sections of the nozzles or individual groups of nozzles are variable by means of electrically actuated flaps, slides, or switching valves for the adjustment of the volumetric air flow (Q) emerging from the nozzles independent on the flow speed (c) between guide body (3; 13; 113; 213; 313b; 413a,b,c; 513) and guided material (1; 201; 301; 401; 501) so that the proportionality between both values is cancelled out.