Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Bearbeitung
von durchlaufenden Bogen oder Bahnen aus Papier, Pappe
oder Folienmaterial die einzeln oder mehrlagig eine vorgeschaltete
Bearbeitungsmaschine, beispielsweise eine
Falzmaschine, durchlaufen haben, mit wenigstens einem
Werkzeug zur Bearbeitung, insbesondere zum Schneiden,
Perforieren oder Rillen, das quer zur Durchlaufrichtung
auf einer oder mehreren Führungen verstellbar und in exakt
definierten Positionen fixierbar ist.
Vorrichtungen der gattungsgemäßen Art sind bereits bekannt
(MBO, Sonderarbeiten mit Zusatzeinrichtungen, Bindereport
4/1997, Seite 232 ff, "Heidelberg Finishing
setzt neue Maßstäbe", Bindereport 11/1999, Seite 42 bis
44).
Bei diesem bekannten Einsatz solcher Bearbeitungswerkzeuge
sind zur transversalen Einstellung der einzelnen
Schneid-, Perforier- oder Rillwerkzeuge, die einer Falzmaschine
nachgeschaltet sind, lediglich fest montierte
Maßstäbe am Ein- und -Auslauf des Falzwerks vorgesehen,
welche die Übertragung der Werkzeugpositionen vom Falzbogen
auf die Messerwellen ermöglichen sollen. Dabei ist es
auch bekannt, eine auf Vierkanttraversen aufsteckbare
Lehre für die exakte Positionierung der Werkzeuge zu verwenden.
Abgesehen davon, daß bei dieser Art, die einzelnen Werkzeuge
in transversaler Richtung zu positionieren, auch
bei der Verwendung spezieller Lehren, die manuelle Einstellarbeit
eine erhebliche Aufmerksamkeit des Bedienpersonals
erfordert, ist sie zudem mit einem erheblichen
Zeitaufwand und immer mit einer Restunsicherheit bzw. Ungenauigkeit
verbunden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung
der eingangs genannten Art zu schaffen, mit der es
auf einfache und sichere Art möglich ist, die einzelnen
Bearbeitungswerkzeuge in bezug auf eine selbst verstellbare
Referenzeinrichtung exakt in eine Arbeitsposition zu
bringen.
Gelöst wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch, daß
das Werkzeug mit einem elektrischen Positionsgeber versehen
ist, der beim Verschieben des Werkzeugs gegenüber einem
stationären Referenzelement einen elektrischen Meßwert
verändert und/oder wegabhängige Verstellsignale erzeugt,
wobei die Meßwerte bzw. die Verstellsignale jeweils
die Größe des transversalen Abstands des Werkzeugs
von einem in Verschieberichtung einstellbaren Bogenleitorgans
definieren und einer elektronischen Referenzschaltung
eines Prozessors zugeführt werden und wobei die
Meßwerte bzw. Verstellsignale und/oder deren jeweilige
Abweichung bzw. Übereinstimmung von bzw. mit einem manuell
eingebbaren Positionssollwert auf einem Display angezeigt
werden.
Der besondere Vorteil der erfindungsgemäßen Lösung liegt
darin, daß die jeweils erforderlichen Werkzeugpositionen
mittels einer geeigneten Eingabeeinheit, z.B. einer Tastatur
in einem Prozessor eingegeben und in einem Display
sichtbar gemacht werden können. Das Einstellen, auch wenn
es manuell geschieht, ist mit Hilfe der Anzeige auf dem
Display gut erkennbar. Es besteht zusätzlich die Möglichkeit,
das Erreichen der vorgegebenen Werkzeugposition
durch zusätzliche optische oder akustische Zeichen wahrnehmbar
zu machen.
Die Einstellarbeit wird dadurch nicht nur wesentlich erleichtert
und in kürzerer Zeit durchführbar, sondern auch
exakter. Vor allem kann sich der Einsteller darauf verlassen,
daß die vorgegebene Position im bezug auf das
stationäre Referenzelement korrekt ist.
Drehwiderstände oder Drehpotentiometer, die gemäß Anspruch
1 als Positionsgeber vorgesehen sein können, werden
für solche Zwecke seit langem verwendet. Ihre Zuverlässigkeit
ist allgemein bekannt, außerdem stehen sie als
leicht erhältliche Handelsware zu günstigen Preisen zur
Verfügung.
Ein wichtiger Vorteil wird durch die Ausgestaltung nach
Anspruch 3 insofern erreicht, als auch die veränderbare
Position des als Referenzorgan verwendeten Bogenleitorgans
in die Ermittlung der Positionsanzeige mit einbezogen
wird. Fehleinstellungen der Werkzeuge können dadurch
mit wesentlich höherer Sicherheit vermieden werden.
Dabei ist in Anspruch 4 eine sehr einfache und leicht
realisierbare Möglichkeit angegeben, die jeweilige Position
des Bogenleitorgans in entsprechende elektrische
Werte umzuwandeln, die in einem Prozessor verarbeitet
werden können.
Am einfachsten und leichtesten wird das Einstellen der
einzelnen Werkzeuge mit Hilfe der Ausgestaltung nach Anspruch
5, weil es dadurch möglich wird, die einzustellenden
Werte, beispielsweise mittels einer Tastatur, in eine
Referenzschaltung des Prozessors einzugeben, der danach
die Verstellwege der einzelnen Werkzeuge separat errechnet
und den elektrischen Antrieb entsprechend steuert.
Mit Hilfe der Ausgestaltung nach Anspruch 6 wird sichergestellt,
daß die Werkzeuge ihre jeweils eingestellte Position
während des Arbeitens nicht verändern.
Durch die Ausgestaltung nach Anspruch 7 wird dazu sichergestellt,
daß beide Werkzeugteile jeweils miteinander
verstellt werden und zwar so, daß sie ihre korrekte Position
zueinander jeweils exakt einhalten.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind
Gegenstand der Ansprüche 8 bis 10.
Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung näher
erläutert. Es zeigt:
- Fig. 1
- in schematisch vereinfachter Draufsicht eine
Vorrichtung zur Bearbeitung von durchlaufenden
Bogen oder Bahnen aus Papier, Pappe oder Folienmaterial,
die ausgangsseitig an eine Falzmaschine
angeschlossen ist, welcher die zu bearbeitenden
Bogen oder Bahnen über eine Zufuhrstation
zugeführt werden;
- Fig. 2
- ebenfalls in schematisch vereinfachter Darstellung
eine teilweise geschnittene Seitenansicht
der in Fig. 1 gezeigten Einrichtungen;
- Fig. 3
- ein Display, mittels welchem die Arbeitspositionen
mehrerer Werkzeuge eingestellt und
sichtbar gemacht werden können;
- Fig. 4
- in stark vereinfachter Darstellung ein Schaltschema;
- Fig. 5
- die in Fig. 1 und 2 gezeigte Vorrichtung zur
Bearbeitung von durchlaufenden Bogen oder Bahnen
in vereinfachter perspektivischer Darstellung
mit nur zwei Werkzeugen, die manuell verstellt
werden können;
- Fig. 6
- ein Werkzeug aus Fig. 5 in Seitenansicht;
- Fig. 7
- einen Schnitt VII-VII aus Fig. 6;
- Fig. 8
- eine Vorrichtung zur Bearbeitung von durchlaufenden
Bogen oder Bahnen, ebenfalls in vereinfachter
Perspektivdarstellung mit nur zwei
Werkzeugen, die motorisch verstellbar sind;
- Fig. 9
- ein Werkzeug aus Fig. 8 in Seitenansicht;
- Fig. 10
- einen Schnitt X-X aus Fig. 9.
Die in Fig. 1 in Draufsicht dargestellte Vorrichtung 31
zur Bearbeitung von durchlaufenden Bogen oder Bahnen aus
Papier, Pappe oder Folienmaterial weist eine Vielzahl von
Werkzeugen W1 bis W6 auf, die zwischen zwei Gestellplatinen
1 und 2 individuell transversal auf Führungen angeordnet
sind, die aus einer Zahnstange 3, einer Führungsstange
4 sowie aus einer gemeinsamen Antriebswelle 5 bestehen.
Dabei ist der Abstand zwischen den beiden Gestellplatinen
1 und 2 unterteilt in eine linke Parkzone
P1 und eine rechte Parkzone P2 sowie in eine dazwischenliegende
Arbeitszone A. Die Gesamtbreite der beiden Parkzonen
P1 und P2 ist so gewählt, daß alle Werkzeuge W1 bis
einschließlich W6 in diese Parkzonen P1 und P2 gestellt
werden können, um in der Arbeitszone A einen völlig freien
Durchlauf zu haben.
Diese Vorrichtung 31 ist in Durchlaufrichtung des Pfeiles
10 unmittelbar hinter einer Falzmaschine 9 angeordnet,
die in den Fig. 1 und 2 nur schematisch dargestellt ist.
In Durchlaufrichtung vor der Falzmaschine 9 befindet sich
eine Transporteinrichtung 8 mit mehreren über Antriebsund
Umlenkrollen 11 und 12 geführten Transportbändern 13
sowie mit einem Bogenleitorgan 14, an dessen Leitfläche
15 durchlaufende Bogen 20 oder Bahnen aus Papier, Pappe,
Folienmaterial od. dgl. geführt und in Querrichtung ausgerichtet
werden.
Dieses, die Form einer Leitschiene aufweisende Bogenleitorgan
14, ist mittels einer Gewindespindel 16 quer zur
Durchlaufrichtung des Pfeiles 10 verstellbar. Zum Drehen
der Gewindespindel 16 ist eine Handkurbel 17 vorgesehen.
Diese Gewindespindel 16 ist verbunden mit einem elektrischen
oder elektronischen Positionsgeber 30. Dieser kann
aus einem Drehpotentiometer 30 bestehen, an dem eine
elektrische Spannung anliegt, die sich proportional zu
den Umdrehungen der Gewindespindel 16 und somit auch proportional
zu der transversalen bzw. in Richtung der Gewindespindel
16 verändernden Bezugsposition des Bogenleitorgans
14 bzw. dessen Leitfläche 15 verändert.
Eine andere Möglichkeit, die jeweilige Referenzposition
des Bogenleitorgans 14 in verarbeitbaren elektrische Werten
darzustellen, besteht darin, z.B. mittels einer Lochscheibe
und einer Lichtschranke Zählimpulse zu erzeugen.
Der Positionsgeber 30 ist derart an einen Mikroprozessor
40 angeschlossen, daß dieser die jeweiligen Positionierungswerte
des Bogenleitorgans 14 registriert.
Die Position der in der Leitebene 21 liegenden Leitfläche
15 wird im Mikroprozessor 40 jeweils als Null- bzw. Bezugsposition
definiert, von welcher die durch die Linien
35, 36 und 37 angedeuteten Werkzeugpositionen der Werkzeuge
W4, W5 und W6 bestimmte definierte Abstände haben.
Diese Abstände werden in einem Display 50, das mit dem
Mikroprozessor 40 verbunden ist, jeweils als Pfeile 0,
80, 210 und 391 mit den zugeordneten Positionswerten
sichtbar dargestellt. Diese Ist-Positionspfeile mit den
angezeigten Positionswerten 0, 80, 210 und 391 wandern
beim Verstellen der Werkzeuge W4, W5 und W6 entlang einer
horizontalen Zeilenlinie 51, über welcher durch vertikale
Strichmarkierungen 52, 53 und 54 die Positionssollwerte
z.B. 80, 210, 392 angezeigt werden. Diese Sollpositionswerte
können mittels einer Eingabeeinheit 60 in den Mikroprozessor
eingegeben werden. Dabei werden die Sollpositionswerte
jeweils zusätzlich in Zahlen angezeigt, beispielsweise
80, 210 und 392.
Es ist erkennbar, daß die beiden Werkzeuge W6 und W5 ihre
Sollposition bereits einnehmen, während das Werkzeug W4,
dem der Pfeil 391 zugeordnet ist, vom Sollwert 392 noch
um eine Maßeinheit entfernt ist.
Die Bedienungsperson, welche die Positionierung der einzelnen
Werkzeuge W1 bis W6 in der Arbeitszone A vornimmt,
kann sich somit leicht an der Anzeige im Display 50 orientieren.
Durch den im Display 50 sichtbaren Rechteckrahmen
55 ist zugleich die Breite des Papierformats von beispielsweise
420 mm angezeigt, wobei die beiden schmalseitigen
Kanten 56 und 57 den Minimalwert Null und den Maximalwert
von z. B. 420 mm darstellen.
Um die jeweiligen Ist-Positionen der sich jeweils innerhalb
der Arbeitszone A befindenden Werkzeuge, z.B. W4, W5
und W6, im Display 50 sichtbar machen zu können, sind alle
Werkzeuge W1 bis W6 jeweils mit einem elektrischen Positionsgeber
23 versehen, der beim Verschieben des Werkzeugs
gegenüber einem stationären Referenzelement einen
elektrischen Meßwert verändert und- oder wegabhängige
Verstellsignale, z.B. Zählimpulse, erzeugt und diesen
bzw. diese an den Mikroprozessor 40 weitergibt.
Wie bereits erwähnt, definieren diese Meßwerte bzw. Verstellsignale
der einzelnen Positionsgeber 23 jeweils den
transversalen Abstand eines sich in der Arbeitszone A befindenden
Werkzeugs W4, W5 und W6 von dem Bogenleitorgan
14 bzw. dessen Leitfläche 15.
Diese Meßwerte bzw. Verstellsignale werden in einer elektronischen
Referenzschaltung des Mikroprozessors 40 verarbeitet
und, wie vorstehend beschrieben, im Display 50
zur Anzeige gebracht.
Die Positionsgeber 23 bestehen vorzugsweise aus einem
Drehwiderstand oder einem Drehpotentiometer, dessen Abgriffsorgan
über ein Zahnrad 25 mit dem als Zahnstange 3
ausgebildeten Referenzelement spielfrei in Eingriff
steht. Dabei ist dieses Referenzelement als Zahnstange 3
quer zur Durchlaufrichtung des Pfeiles 10 verlaufend stationär
zwischen den beiden Gestellplatinen 1 und 2 angeordnet.
Zur Fixierung der jeweiligen Arbeitsposition sind die
Werkzeuge W1 bis W6 jeweils auch mit einer Klemmschraube
26 versehen, deren vertikaler Gewindeschaft 26' im angezogenen
Zustand oberseitig auf die Zahnstange 24 drückt.
Wie aus den Fig. 5 und 6 ersichtlich ist, bestehen die
Werkzeuge W1 bis W6 jeweils aus einem Oberteil WO und aus
einem Unterteil WU, die jeweils mit paarweise in einer
horizontalen Durchlaufebene 33 zusammenwirkenden Schneidoder
Rillscheiben 28 und 29 versehen.
Die beiden Ober- und Unterteile WO und WU der einzelnen
Werkzeuge W1 bis W6 weisen jeweils einen gabelförmigen
Gestellkörper 61 bzw. 62 auf. Zwischen einlaufseitig offenen
Gabelschenkeln 63 und 64 bzw. 65 und 66 sind jeweils
zwei Transportrollen 67, 68 bzw. 69, 70 angeordnet.
Diese Transportrollen 67 und 68 bzw. 69 und 70 stehen jeweils
paarweise durch Zahnriemen 71 bzw. 72 getrieblich
miteinander in Verbindung und werden somit jeweils synchron
und gleichsinnig angetrieben (Fig. 2).
Die Transportrollen 67 und 69 sitzen jeweils auf Antriebswellen
5 und 6, die ihrerseits durch Zahnräder 73
(Fig. 5) getrieblich miteinander in Verbindung stehen.
Der Antrieb der Antriebswelle 5 erfolgt über einen Zahnriemen
74 von einer Welle 75 der Falzmaschine 9 (Fig. 1).
Die Antriebsrollen 67 und 69 werden von den Antriebswellen
5 und 6 jeweils über Einwegkupplungen 75 und 76, die
vorzugsweise als Rollengesperre ausgebildet sind, angetrieben.
Die beiden anderen Antriebsrollen 68 und 70 sind jeweils
drehfest auf ihren Lagerwellen 77 und 78 angeordnet, auf
denen auch die Schneid- oder Rillscheiben 28 bzw. 29 befestigt
sind. Die Lagerwellen 77 und 78 sind jeweils
drehbar in den Gabelschenkeln 63 und 64 bzw. 65 und 66
der Gestellkörper 61 bzw. 62 gelagert.
Das untere Werkzeugteil WU ist mittels einer Paßbohrung
81 auf einer zweiten, parallel zur Antriebswelle 6 verlaufenden
Führungsstange 80 lagestabil, d.h. unverschwenkbar,
geführt und mittels einer Klemmschraube 27,
die manuell angezogen werden kann, auf dieser Führungsstange
80 fixierbar.
Das obere Werkzeugteil WO hingegen ist um die Achse der
Antriebswelle 5 um den Winkel α schwenkbar, so daß die
beiden Werkzeugscheiben 28 und 29 voneinander abgehoben
werden können, damit das betreffende Werkzeug unwirksam
wird. Die beiden Transportrollen 67 und 69 bleiben aber
in Berührung.
Um diese Schwenkbarkeit zu erreichen, ist das als Zahnstange
3 ausgebildete Referenzelement in einer Ausnehmung
44 des Gestellkörpers 61 angeordnet, die bei gelöster
Klemmschraube 26 eine solche Schwenkbewegung ermöglicht.
Dabei wird diese Schwenkbewegung durch eine Druckfeder 45
an der Unterseite der Zahnstange 24 bewirkt, wenn die
Klemmschraube 26 entsprechend gelöst wird.
Auch das Zahnrad 25 des Positionsgebers 23 ist in einer
Ausnehmung 46 des Gestellkörpers 61 angeordnet. Fixiert
ist der Positionsgeber 23 mit seinem Zahnrad 25 durch eine
Deckelplatte 47, die abnehmbar aufgeschraubt ist.
Während die in den Fig. 5, 6 und 7 dargestellten Werkzeuge
W4 und W5 bei gelösten Klemmschrauben 26 und 27 nur
unmittelbar manuell transversal verschoben und in die jeweils
gewünschte Arbeitsposition gebracht werden können,
sind in den Fig. 8, 9 und 10 Werkzeuge W4 und W5 dargestellt,
die mittels eines motorischen Antriebes transversal
verstellt werden können.
Zu diesem Zweck ist das Referenzelement als Doppel-Zahnzange
3' ausgebildet, mit deren vorderseitigen Verzahnung
25' das Zahnrad 25 des Positionsgebers 23 in Eingriff
steht. Mit der zweiten, rückwärtigen Verzahnung 83,
steht ein Antriebszahnrad 85 der Antriebswelle 84 eines
elektrischen Verstellmotors 86 in Eingriff, der vom Mikroprozessor
40 bzw. von dessen elektronischer Referenzschaltung
gesteuert wird.
Um eine exakte Mitnahme auch des jeweils unteren Werkzeugteils
WU zu gewährleisten, ist ein vertikaler Kupplungsstift
88 vorgesehen, der in einer vertikalen Bohrung
89 des oberen Gestellkörpers 61 geführt und unter Überwindung
einer Rückstellfeder 87 in die koaxiale Bohrung
89' des unteren Werkzeugteils WU, d.h. des Gestellkörpers
62, zu dessen Mitnahme eingeführt werden kann. Damit dies
automatisch erfolgen kann, ist eine über diesen Kupplungsstift
88 der einzelnen Werkzeuge W4, W5 horizontal
und in Querrichtung verlaufende Betätigungsstange 90 vorgesehen.
Diese Betätigungsstange 90 ist an Schwenkhebeln
91 und 92 befestigt, die außenseitig an den Gestellplatinen
1 und 2 schwenkbar gelagert und mit elektrischen Betätigungsmagneten
93 und 94 gekoppelt sind. Dabei durchragt
die Betätigungsstange 90 bogenförmige Ausnehmungen
95 der beiden Gestellplatinen 1 und 2.
Auch die Ansteuerung der beiden Betätigungsmagnete 93 und
94 für die Betätigungsstange 90, durch welche jeweils die
automatische Kupplung zwischen den Oberteilen WO und Unterteilen
WU der einzelnen Werkzeuge W1 bis W5 bewerkstelligt
werden kann, kann durch einen vom Mikroprozessor
40 erzeugten Steuerimpuls ausgelöst werden.
Mittels einer besonderen Eingabeeinheit 100 ist es möglich,
die Stellmotoren 86 der einzelnen Werkzeuge W1 bis
W6 individuell für die jeweils gewünschte Arbeitsposition
zu programmieren. Es ist dazu lediglich erforderlich, eine
entsprechende Kennung, die jedem Werkzeug W1 bis W6
einzeln zugeordnet ist, einzugeben. Ein entsprechendes
Computerprogramm ermittelt dann den Verstellweg der zurückzulegen
ist aus der momentanen Position in die gewünschte
Arbeitsposition.
Während des Durchlaufs von Bogen oder Bahnen durch die
sich in der Arbeitszone A befindenden Werkzeuge müssen
die Kupplungsstifte 88 wieder die in Fig. 2 dargestellte
Ruheposition einnehmen. Dies wird durch die bereits erwähnten
Rückstellfedern 87 bewirkt, sobald die beiden Betätigungsmagente
93 und 94 wieder abgeschaltet werden,
nachdem die jeweilige Einstellung der einzelnen Werkzeuge
W1 bis W6 vollendet ist.
Um in diesen Arbeitspositionen die einzelnen Werkzeuge zu
fixieren, sind die unteren Teile WU mittels einer Nockenwelle
105 fixierbar, die jeweils eine durchgehende Ausnehmung
106 durchragt und die mittels eines an einem Hebelarm
104 angreifenden Elektromagneten 103 aus der in
Fig. 9 erkennbaren, unwirksamen Drehstellung, in die in
Fig. 2 dargestellte Klemmstellung verdreht werden kann.
Das obere Werkzeugteil WO ist mit einem Elektromagneten
107 versehen, der bei entsprechender Ansteuerung einen
Bremsstempel 108 von oben auf die Doppelzahnstange 3'
preßt und dadurch sowohl die tranversale Fixierung als
auch das Halten dieses Werkzeugoberteils WO in seiner in
Fig. 9 dargestellten Arbeitsposition bewirkt.
Dieser Elektromagnet 107 ersetzt somit die Klemmschraube
26 der nur manuell verstellbaren Werkzeuge und zwar auch
hinsichtlich des Verschwenkens des Werkzeugoberteils WO
um den Winkel α in die unwirksame Ruheposition, in welcher
nur noch die beiden Transportrollen 67 und 69 miteinander
in Berührung stehen, jedoch nicht mehr die
Schneid- oder Rillscheiben 28 und 29 und die jeweils auf
der gleichen Welle 77 bzw. 78 sitzenden Transportrollen
68 und 70. Auch an den Oberteilen WO der elektrisch verstellbaren
Werkzeuge W1 bis W6 sind die Druckfedern 45
vorhanden, durch welche das Verschwenken um den Winkel α
bewirkt wird.