EP1397302A1 - Verfahren und vorrichtungen zur ausrichtung eines bogens - Google Patents

Verfahren und vorrichtungen zur ausrichtung eines bogens

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EP1397302A1
EP1397302A1 EP02742796A EP02742796A EP1397302A1 EP 1397302 A1 EP1397302 A1 EP 1397302A1 EP 02742796 A EP02742796 A EP 02742796A EP 02742796 A EP02742796 A EP 02742796A EP 1397302 A1 EP1397302 A1 EP 1397302A1
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EP
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sheet
drive
drive element
phase
stop element
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EP02742796A
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EP1397302B1 (de
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Oliver Frank Hahn
Stefan Ohlhauser
Karl Erich Albert Schaschek
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Koenig and Bauer AG
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Koenig and Bauer AG
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    • B65H2555/10—Actuating means linear
    • B65H2555/14—Actuating means linear piezoelectric

Definitions

  • the invention relates to methods and devices for aligning a sheet according to the preamble of claims 1, 3, 5, 10 or 11.
  • Devices are used, for example but not exclusively, in the function of leading marks for aligning sheets of printing material, particularly paper sheets, prior to printing in a sheetfed press. Alignment of the individual sheets is required because the sheets are removed and fed from a stack, for example using a shingling device. The orientation of the individual sheets after removal from the stack is usually not sufficient to produce a sufficient print quality.
  • front marks or side marks are present which have a stop element.
  • the sheet is brought to the alignment to the system, wherein the sheet is promoted as long as against the stop element until the sheet rests positively on the stop element.
  • at least one stop element is provided for each edge of the sheet to be aligned.
  • at least one drive element is present in the known devices that can pull or push the sheet against the stop element.
  • the deviation of the individual sheets to be aligned from the required target orientation varies after removal from a stack within certain limits.
  • the drive element promotes the arc over a certain distance against the stop element. This maximum feed determines the maximum correctable position error.
  • the pressure, with which the drive element comes to the arc for engagement be used.
  • the pressure is to be chosen at least so large that the static friction between the drive element and the sheet during the advance sufficient to reliably transmit the actuating movement of the drive element to the sheet.
  • the pressure is selected only at most so high that the friction state between the drive element and bow after the stop of the side edge of the sheet on the stop element of static friction in sliding friction passes. In other words, this means that the pressure must be selected between two limits, which ensures that the sheet is advanced to the stop on the stop element together with the drive element, and after the stop of the sheet on the stop element, the drive element slides over the sheet surface .
  • a disadvantage of the known devices and the known method for aligning sheets is that the choice of the necessary pressure between sheet and drive element depends on the type of material used in each case of the sheet. In particular, when using paper materials, the setting of the contact pressure must therefore be found again in a material change depending on the type of paper to be processed.
  • DE 196 12542 A1 and DE 196 12 545 A1 describe devices for aligning sheets by means of intermittent pulses.
  • the subsequently published DE 101 02 227 A1 shows a device for aligning sheets by means of piezo actuators and sensors, but without side marks.
  • the invention has for its object to provide methods and apparatus for safe, low-damage alignment of a sheet.
  • the achievable with the present invention consist in particular in that the sheet is not conveyed in a single continuous feed movement against the stop element, but several, in particular a plurality of drive phases are cycled through, in which the sheet conveyed respectively in smaller feed movements in the direction of the stop element becomes.
  • the resting phases between the individual drive phases no driving force is transmitted from the drive element to the sheet, so that the feed movement of the sheet is decelerated or brought to a standstill in the resting phases.
  • the feed motion during each drive phase can be chosen to be relatively small, it follows that the maximum curvature of the arc, which is caused by the advance of the sheet during a drive phase, is relatively low and therefore uncritical.
  • the maximum curvature caused by a drive phase can basically be reduced arbitrarily by reducing the feed amount during each individual drive phase. If the drive element during the alignment of the sheet is not disengaged, for example by lifting off the sheet, and thus gradually approximated to the stop element, the sheet would bow after striking the stop element with increasing number of further drive phases more and more, if the Pressure of the drive element against the arc is chosen so strong that the friction state can not pass from static friction to sliding friction.
  • a sensor is provided, with which the system can be detected to be aligned side edge of the sheet on the stop element.
  • the drive element can then be switched off so that the sheets are not conveyed further in the direction of the stop element.
  • components with low inertia can be achieved by the fact that the sheet after contact with the stop element only a few times or not at all in the direction of the stop element is further promoted.
  • the sheet will bulge only as far as it is due to the feed during the last drive phases in which the Anschiagelement still comes to rest on the sheet -. Since the feed in each drive phase is relatively small, so that the curvature can be limited below acceptable tolerances.
  • the drive element is disengaged in the resting phases.
  • the amount of feed during a drive phase can then be selected to be just so great or smaller that the curvature of the sheet resulting from contact of the sheet with the stop element during the individual drive phases completely disappears during the duration of a subsequent rest phase.
  • the drive element can be lifted off the sheet during the resting phases, so that the sheet is no longer clamped between the stop element and the drive element. Due to the inherent tension of the bow and the gravity acting on the bow The bow then relaxes, so that the bulge created during the drive phases can always be completely formed back into the subsequent rest phases.
  • the drive element is lifted in the resting phases of the sheet, it is particularly advantageous if it is moved according to the feed amount during the drive phases in the rest phases in the opposite direction. As a result, the drive element thereby undergoes a certain closed trajectory during each cycle consisting of a respective drive phase and a rest phase. By cyclically passing through this movement path, the arc can in principle be conveyed as far as desired against the stop element, without the drive element approaching itself further than its movement path corresponding to the stop element.
  • a plurality of separate drive members may engage the sheet during alignment of a sheet.
  • the sheet can then be conveyed and aligned with several drive elements in one direction or in different directions.
  • the drive phases of the various drive elements do not substantially overlap. It can thereby be achieved that the sheet is always conveyed by one of the drive elements in a certain direction and this alignment is not obstructed by other, also with the arc engaging drive elements.
  • the alignment quality can be increased in particular by the fact that the feed movement during the individual cycles possible is small and to be traversed during the available alignment time as many cycles as possible.
  • the highest possible repetition frequency of the individual cycles is therefore desirable, but with increased frequency also increased design effort is required because the inertia forces increase disproportionately with increasing the movement frequency.
  • the frequency range from 500 Hz to 15,000 Hz has proved to be particularly advantageous. In particular, a repetition frequency of approximately 5,000 Hz represents a good compromise between alignment quality and the required construction cost.
  • the feed amount by which the sheet is conveyed by the drive element during a single drive phase in the direction of the stop element has a decisive influence on the alignment result.
  • the iterative alignment movement can be further refined. It is particularly advantageous if the feed amount during a drive phase is selected in the range of 0.1 ⁇ m to 10 ⁇ m. In particular, a value of about 1 ⁇ m during one cycle has proven to be a suitable feed amount.
  • a maximum alignment time of 0.18 seconds is available for aligning each individual sheet. If a frequency of 5,000 Hz is selected as the repetition frequency and the feed amount during a drive phase and thus the maximum application error during a drive phase is 1 ⁇ m, this results in a maximum feed amount over which the sheet can be conveyed during the available alignment time, from 0 , 9 mm. In this case, the arc would thus be approximated within the 0.18 sec in 5,000 individual steps over each 1 micron to the stop element.
  • the Drive element can be iteratively approximated to the stop element with cyclically changing feed rates, the system of the sheet on the stop element with a sensor can be detected, so that the drive element can be switched off after stopping the stop element. Since the drive element after installation of the sheet on the stop element can be switched off by evaluation of the sensor signal, can dispense with disengaging the drive element during the resting phases. An excessive bulging of the bow after the attachment to the stop element is excluded by the monitoring by means of the sensor.
  • the drive element may be designed such that it can be disengaged, for example by lifting it off the arch.
  • a monitoring of the stop of the sheet on the stop element by means of a sensor can be provided for this case, but is not mandatory. Because of the ability to disengage the drive element, the bow can deform back in the resting phases due to gravity and its residual stress against the bulge. That is, the curvature caused by one drive phase in turn disappears in the subsequent rest phase in which the drive element is not engaged with the sheet. It is understood that even in such embodiments of devices in addition a sensor for monitoring the stop of the sheet can be provided on the stop element.
  • the drive element can be moved in the rest phases corresponding to the feed amount in the drive phases in the opposite direction to the feed of the sheet so that it passes through a closed trajectory during each individual cycle consisting of drive phase and rest phase.
  • the shape of the trajectory can basically be chosen arbitrarily. For example, motion paths are conceivable that are rectangular. Particularly short cycle times can be achieved if the movement path of the drive element corresponds to a substantially ellipsoidal path in a vertical plane.
  • a sensor may be provided with which the stop of a side edge of the sheet is detectable on the stop element.
  • the sensor is designed in the manner of an electrical or an electronic evaluation device, with which the electric current for driving the drive element during the advance of the sheet in the direction of the stop element is evaluated is particularly advantageous. Because with the stop of the side edge of the sheet on the stop element, the current increases significantly during the feed of the drive element, so that this feature can be evaluated to detect the sheet stop.
  • the actual current value is compared with a reference current intensity, which corresponds to the current strength when striking the side edge of the sheet on the stop element, in the evaluation device. As soon as the actual current strength exceeds the reference current intensity at least slightly or taking into account the measurement accuracies, a signal can be output by the evaluation device that the sheet bears against the stop element.
  • a microphone is used as a sensor for detecting the sheet stop. With the stop of the bow on the stop element a certain acoustic signal is connected, which can be recorded and evaluated by means of a suitable microphone.
  • the drive element cooperates with a counter-holder, so that the arc between the drive element and counter-holder can be clamped.
  • a counter-holder for example, serve the surface of a pad on which the sheet rests flat. It is particularly advantageous if the counter-holder in the manner of a slidable pad, in the manner of a pressure roller or in the manner of a corresponding to the first drive element drivable second drive element is formed.
  • a double-sheet control is required because the printing process can be disturbed by unintentional collection of two sheets adhering to each other.
  • a sensor for double-sheet control can be arranged in the device.
  • an electrical or electronic evaluation device serves as a sensor for double-sheet control, with which the electric current for driving the drive element when pressing against the anvil is measurable.
  • the drive element comes to an earlier or later time on the layer to be obstructed, namely one or more sheets to the plant. Since the installation of the drive element on the sheet and the subsequent pressing the required current significantly increases, can be deduced by evaluating the current signal over time on the layer thickness and thus the number of sheets between the anvil and the drive element.
  • an automatic calibration of the reference time difference can be provided.
  • a single arc is drawn in under controlled conditions in a calibration phase and the time difference measured is stored as the reference time difference.
  • FIG. 1 shows a first embodiment of a device in a schematically illustrated side view.
  • FIG. 2 shows an exemplary embodiment according to FIG. 1 in a second method phase
  • FIG. 3 shows an exemplary embodiment according to FIG. 1 in a third method phase
  • FIG. 4 shows an exemplary embodiment according to FIG. 1 in a fourth method phase
  • FIG. 5 shows an exemplary embodiment according to FIG. 1 in a fifth method phase
  • FIG. 6 shows an exemplary embodiment according to FIG. 1 in a sixth method phase
  • FIG. 7 shows an embodiment according to FIG. 1 in a seventh process phase
  • FIG. 8 shows an exemplary embodiment according to FIG. 1 in an eighth method phase
  • FIG. 9 is a process flow diagram for the horizontal velocity of Drive elements of the embodiment of FIG. 1;
  • FIG. 10 is a process flow diagram for the vertical speed of the drive element of an embodiment according to FIG. 1;
  • FIG. 11 is a current intensity diagram of an electric drive when pressing the drive element of the embodiment of FIG. 1:
  • FIG. 12 shows a second embodiment of a device in a schematic view from above
  • FIG. 13 shows a detail of the embodiment according to FIG. 12 in a lateral cross section
  • FIG. 14 shows a process flow diagram for the horizontal speeds of the drive elements of the exemplary embodiment according to FIG. 12.
  • FIGS. 1 to 8 show a first exemplary embodiment of a device 01.
  • a sheet 02 in particular paper sheet, supported on a substrate 03 surface resting on the device 01.
  • the device 01 consists essentially of a stop element 04, on which the front side edge 06 of the sheet 02 can be aligned by the fact that it comes into positive contact with a contact surface 07.
  • a sensor 41 may be installed (see Fig. 13).
  • the device 01 has a drive element 08 that can be moved horizontally in the x-direction and vertically in the y-direction and can be driven by means of a drive device 09, shown schematically, with a piezoactuator.
  • the sheet 02 is not yet on Stop element 04 and the drive element 08 is arranged at a certain distance above the sheet 02.
  • the drive element 08 can now be moved downward in accordance with the movement arrows 11, so that the sheet 02 between the drive element 08 and the base 03 is clamped with a certain contact pressure.
  • the drive element 08 is moved to the left in accordance with the movement arrow 12. Due to the static friction acting between the sheet 02 and the underside of the drive element 08, the adjusting movement of the drive element 08 is transmitted to the sheet 02, so that this results in synchronism with the drive element 08 according to the movement arrow 13 for a certain feed amount in the positive x-direction becomes.
  • drive phase so the sheet 02 is approximated according to the feed of the drive element 08 by a certain distance to the stop element 04.
  • the degree of this approximation is determined by the feed amount 14 (see FIG. 3) of the drive element 08 during a drive phase T A.
  • the feed amount 14 during a drive phase T A is 0.1 ⁇ m to 10 ⁇ m, in particular approximately 1 ⁇ m.
  • the drive element 08 As shown in Fig. 3 according to the movement arrows 16 moved upwards, so that it comes out of engagement.
  • the sheet 02 remains in the rest phase beginning with it without feed on the base 03.
  • move down. 1 to 4 represent a complete cycle for advancing the sheet 2 in the direction of the stop element 04, wherein successively a drive phase (see FIG. 2), in which the sheet 02 is conveyed, and an adjacent rest phase (see FIG. 3, 4 and 1) in which the sheet 02 is not conveyed, is passed through.
  • a drive phase see FIG. 2
  • an adjacent rest phase see FIG. 3, 4 and 1
  • FIGS. 5 to 8 the movement cycle of the drive element 08 after the abutment of the sheet 02 on the stop element 04 is shown.
  • the sheet 02 is first clamped between the base 03 and the drive element 08 (see FIG. 5) and then the drive element 08 moved horizontally to the left (positive x-direction) (see FIG. 6). Since the front side edge 06 of the sheet 02 already abuts against the contact surface 07 of the stop element 04, no further feed is effected by the advancing movement of the drive element 08, but the arc 02 slightly bulges in the region 18 between the stop element 04 and the drive element 08 (FIG 7). The curvature is the smaller, the smaller the feed amount 14 (Fig. 3) is selected.
  • FIGS. 9 and 10 show the feed rates V x of the drive element 08 in the x-direction and y-direction during a complete movement cycle consisting of a drive phase T A and an adjacent rest phase T R.
  • the duration of the drive phase T A corresponds to the time period T A.
  • the drive element 08 is moved horizontally at the maximum feed speed V X MAX .
  • This is followed by a short stoppage phase in the x direction at T 2 -T 3 in which the drive element 08 is lifted vertically upwards.
  • the drive element 08 is then moved according to the feed rate V MAX in the drive phase T A in the opposite direction.
  • FIG. 10 shows the method sequence of the travel speed of the drive element 08 in the y-direction.
  • Fig. 11 shows a graph of the current I to drive the drive element 08 when pressed against the backing 03 used as a backing 03 under tension of the bow 02 over time.
  • the solid functional graph 20 corresponds to the course, as he only one when jamming Arc 02 between the drive element 08 and acting as an anvil 03 pad 03 corresponds.
  • the dashed function graph 21 shows the course in the clamping of two overlapping sheets 02.
  • the current increases in the clamping of two sheets 02 (function graph 21) due to the resulting smaller distance between the bottom of the drive element 08 and top of the sheet 02 already at an earlier time t. This effect can be exploited to detect an unwanted double sheet feeder.
  • the Reference time difference T S ⁇ ⁇ determined that it takes until a reference current I B is reached during pressing. Will now misfeed a double sheet, the reference current l B is already at an earlier time T Def i he achieved, so that B can be determined in an electronic evaluation system by evaluating the time difference between the stored T soii and the measured time to reach the reference current I, whether only one or more sheets 02 between the pad 03 and the drive element 08 are clamped.
  • Fig. 12 shows a second embodiment of a device 25 for aligning a sheet 26 which on a base 27, for. B. a counter-holder 27 rests flat. At the edges of the pad 27 are three stop elements 28; 29; 31 arranged each with a drive element 32; 33; 34 work together. The stop elements 28; 29 serve as front lays and the stop element 31 as a side mark. By iterative approach of the side edges 36 and 37 of the sheet 26 to the stop elements 28; 29; 31, the sheet 26 can be aligned in two directions (x and z).
  • Fig. 13 the operation of the stop elements 28; 29; 31 in cooperation with the drive elements 32; 33; 34 exemplified by the stop element 28 in cooperation with the drive element 32.
  • the drive member 32 In the lower part of the ellipsoidal trajectory 38, the drive member 32 is in contact with the underlying sheet 26 and promotes this in the direction of the stop element 28.
  • a Sensor 41 serving microphone 41 installed that can detect the connected to the stop of the side edge 36 on the stop element 28 acoustic signal and forwards to a control device, not shown. As soon as the sensor 41 receives a signal, the drive element 32 is moved to a basic position and then no longer driven.
  • a projecting nose 42 is provided through which a groove between the underside of the nose 42 and the top of the pad 27 is formed.
  • the side edge 36 of the sheet 26 can be inserted so that the nose 42 can come from above on the sheet 26 in sections to the plant and thereby limits the curvature of the arc 26 in this area.
  • a procedure can be selected, in each case only one drive element 32; 33; 34 causes a feed on the sheet 26.
  • a suitable procedure is shown in FIG. It can be seen that the available cycle time T ZYK , which is 0.0002 seconds at a frequency of approximately 500 Hz to 15,000 Hz, in particular at a frequency of approximately 5,000 Hz, is applied to the three drive elements 32; 33; 34 is split. In each case within one third of the available cycle time T ZYK one of the drive elements 32; 33 and 34 driven at a certain speed amount V B in the x and z-direction.

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Description

Beschreibung
Verfahren und Vorrichtungen zur Ausrichtung eines Bogens
Die Erfindung betrifft Verfahren und Vorrichtungen zur Ausrichtung eines Bogens gemäß dem Oberbegriff der Ansprüche 1, 3, 5, 10 oder 11.
Vorrichtungen werden beispielsweise, jedoch keineswegs ausschließlich, in der Funktion von Vordermarken bzw. Seitenmarken zur Ausrichtung von Bogen aus Druckmaterial, insbesondere Papierbogen, vor dem Bedrucken in einer Bogendruckmaschinen verwendet. Eine Ausrichtung der einzelnen Bogen ist erforderlich, da die Bogen von einem Stapel, beispielsweise unter Verwendung einer Schuppvorrichtung, abgenommen und zugefördert werden. Die Ausrichtung der einzelnen Bogen nach dem Abnehmen vom Stapel reicht in der Regel nicht aus, um eine genügende Druckqualität zu erzeugen.
In bekannten Bogendruckmaschinen sind deshalb Vordermarken bzw. Seitenmarken vorhanden, die ein Anschlagelement aufweisen. An diesem Anschlagelement wird der Bogen zur Ausrichtung zu Anlage gebracht, wobei der Bogen solange gegen das Anschlagelement gefördert wird, bis der Bogen formschlüssig am Anschlagelement anliegt. Für jede auszurichtende Kante des Bogens ist zumindest ein Anschlagelement vorzusehen. Um den beim Ausrichten des Bogens am Anschlagelement erforderlichen Bogenvorschub erzeugen zu können, ist in den bekannten Vorrichtungen jeweils zumindest ein Antriebselement vorhanden, dass den Bogen gegen das Anschlagelement ziehen oder drücken kann.
Die Abweichung der einzelnen auszurichtenden Bogen von der erforderlichen Sollausrichtung variiert nach dem Abnehmen von einem Stapel innerhalb bestimmter Grenzen. Um sowohl kleinere als auch größere Abweichungen zuverlässig durch Zusammenwirken des Anschlagelements mit dem Antriebselement ausrichten zu können, ist es bei den bekannten Vorrichtungen erforderlich, dass das Antriebselement den Bogen über eine bestimmte Strecke gegen das Anschlagelement fördert. Dieser maximale Vorschub bestimmt dabei den maximal korrigierbaren Lagefehler. Um in den Fällen, in denen der Lagefehler kleiner als der maximale Lagefehler ist, ein unerwünschtes Aufwölben des Papiers während der Vorschubbewegung des Antriebselements nach dem Anlegen des Bogens am Anschlagelement zu verhindern, muss bei den bekannten Vorrichtungen gewährleistet sein, dass zwischen Antriebselement und Bogen ein Schlupf möglich ist. Dazu kann der Andruck, mit dem das Antriebselement am Bogen zum Eingriff kommt, genetzt werden. Der Andruck ist dabei zumindest so groß zu wählen, dass die Haftreibung zwischen dem Antriebselement und dem Bogen während des Vorschubs ausreicht, um die Stellbewegung des Antriebselements auf den Bogen zuverlässig zu übertragen. Andererseits wird der Andruck nur höchstens so hoch gewählt, dass der Reibungszustand zwischen Antriebselement und Bogen nach dem Anschlag der Seitenkante des Bogens an dem Anschlagelement von Haftreibung in Gleitreibung übergeht. Mit anderen Worten bedeutet dies, dass der Andruck zwischen zwei Grenzen gewählt werden muss, durch die gewährleistet ist, dass der Bogen bis zum Anschlag am Anschlagelement zusammen mit den Antriebselement vorgeschoben wird, und nach dem Anschlag des Bogens am Anschlagelement das Antriebselement über die Bogenoberfläche gleitet. Nachteilig an den bekannten Vorrichtungen und den bekannten Verfahren zur Ausrichtung von Bogen ist es, dass die Wahl des notwendigen Andruckes zwischen Bogen und Antriebselement vom jeweils verwendeten Materialtyp der Bogen abhängt. Insbesondere bei der Verwendung von Papiermaterialien muss deshalb bei einem Materialwechsel die Einstellung des Andrucks in Abhängigkeit des zu verarbeitenden Papiertyps neu gefunden werden.
Die DE 196 12542 A1 und die DE 196 12 545 A1 beschreiben Vorrichtungen zum Ausrichten von Bogen mittels intermittierender Impulse.
Die DE 41 16409 C2 offenbar eine Seitenmarkenkontrolle mit einem Sensor der einen Querförderer ansteuert. Dieser Sensor stellt nicht die Anlage des Bogens an einer Seitenmarke fest.
Die nachveröffentlichte DE 101 02 227 A1 zeigt eine Vorrichtung zum Ausrichten von Bogen mittels Piezoaktoren und Sensoren, aber ohne Seitenmarken.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Verfahren und Vorrichtungen zur sicheren, beschädigungsarmen Ausrichtung eines Bogens zu schaffen.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale der Ansprüche 1 , 3, 5, 10 oder 11 gelöst.
Die mit der Erfindung erzielbaren Vorteile bestehen insbesondere darin, dass der Bogen nicht in einer einzigen ununterbrochenen Vorschubbewegung gegen das Anschlagelement gefördert wird, sondern mehrere, insbesondere eine Vielzahl von Antriebsphasen zyklisch durchlaufen werden, in denen der Bogen jeweils in kleineren Vorschubbewegungen in Richtung des Anschlagelements gefördert wird. In den Ruhephasen zwischen den einzelnen Antriebsphasen wird keine Antriebskraft vom Antriebselement auf den Bogen übertragen, sodass die Vorschubbewegung des Bogens in den Ruhephasen abgebremst beziehungsweise zum Stillstand gebracht wird. Mit anderen Worten bedeutet dies, dass der Bogen durch mehrfaches zyklisches Durchlaufen der Antriebs- bzw. Ruhephasen iterativ an das Anschlagelement angenähert wird. Da die Vorschubbewegung während jeweils einer Antriebsphase dabei relativ klein gewählt werden kann, folgt daraus, dass die maximale Aufwölbung des Bogens, die durch den Vorschub des Bogens während einer Antriebsphase hervorgerufen wird, relativ gering und damit unkritisch ist. Die maximale durch eine Antriebsphase hervorgerufene Aufwölbung kann dabei durch Verringerung des Vorschubbetrages während jeder einzelnen Antriebsphase grundsätzlich beliebig verkleinert werden. Wird das Antriebselement während des Ausrichtens des Bogens nicht, beispielsweise durch Abheben vom Bogen, außer Eingriff gebracht und somit im Ergebnis schrittweise an das Anschlagelement angenähert, würde sich der Bogen nach dem Anschlagen am Anschlagelement mit zunehmender Anzahl von weiteren Antriebsphasen immer weiter aufwölben, wenn der Andruck des Antriebselements gegen den Bogen so stark gewählt ist, dass der Reibungszustand nicht von Haftreibung in Gleitreibung übergehen kann. Insbesondere für diese Fälle ist es deshalb vorteilhaft, wenn ein Sensor vorgesehen ist, mit dem die Anlage der auszurichtenden Seitenkante des Bogens am Anschlagelement detektiert werden kann. Sobald der Sensor ein entsprechendes Signal abgibt, kann dann das Antriebselement abgeschaltet werden, sodass die Bogen nicht weiter in Richtung des Anschlagselements gefördert werden. Bei Verwendung von Bauelementen mit geringer Trägheit kann dadurch erreicht werden, dass der Bogen nach Anlage am Anschlagelement nur noch wenige Male bzw. überhaupt nicht mehr in Richtung des Anschlagelementes weiter gefördert wird. Im Idealfall wird sich also der Bogen nur soweit aufwölben, wie es durch den Vorschub während der letzten Antriebsphasen, in denen das Anschiagelement noch am Bogen zur Anlage kommt,- bedingt ist. Da der Vorschub in jeder einzelnen Antriebsphase relativ klein ist, kann damit die Aufwölbung insgesamt unterhalb zulässiger Toleranzen begrenzt werden.
Alternativ zur Verwendung eines Sensors zur Detektion des Anschlags des Bogens am Anschlagelements und anschließender Abschaltung des Antriebselements ist es auch möglich, dass das Antriebselement in den Ruhephasen außer Eingriff gebracht wird. Der Vorschubbetrag währen einer Antriebsphase kann dann gerade so groß oder kleiner gewählt werden, dass die nach Anlage des Bogens am Anschlagelement während der einzelnen Antriebsphasen entstehende Aufwölbung des Bogens während der Dauer einer daran anschließenden Ruhephase wieder vollständig verschwindet. Beispielsweise kann das Antriebselement während der Ruhephasen vom Bogen abgehoben werden, sodass der Bogen nicht mehr zwischen Anschlagelement und Antriebselement eingespannt ist. Auf Grund der Eigenspannung des Bogens und der auf den Bogen wirkenden Schwerkraft entspannt sich dann der Bogen, sodass die während der Antriebsphasen entstandene Aufwölbung in den jeweils darin anschließenden Ruhephasen immer wieder vollständig zurück gebildet werden kann.
Wird das Antriebselement in den Ruhephasen vom Bogen abgehoben, ist es besonders vorteilhaft, wenn es entsprechend dem Vorschubbetrag während der Antriebsphasen in den Ruhephasen in Gegenrichtung verfahren wird. Im Ergebnis durchläuft das Antriebselement dadurch während jedes Zyklus, der aus jeweils einer Antriebsphase und einer Ruhephase besteht, eine bestimmte geschlossene Bewegungsbahn. Durch zyklisches Durchfahren dieser Bewegungsbahn kann der Bogen grundsätzlich beliebig weit gegen das Anschlagelement gefördert werden, ohne dass das Antriebselement sich selbst weiter als seiner Bewegungsbahn entsprechend an das Anschlagelement annähert.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung können mehrere getrennte Antriebselemente während der Ausrichtung eines Bogens mit dem Bogen in Eingriff kommen. Je nach Anordnung der Antriebselemente kann dann der Bogen mit mehreren Antriebselementen in eine Richtung oder in unterschiedliche Richtungen gefördert und ausgerichtet werden. Um die Ausrichtbewegung während des Antriebs eines Antriebselementes nicht durch überlagernde Ausrichtbewegungen anderer Antriebselemente zu stören, ist es besonders vorteilhaft, wenn sich die Antriebsphasen der verschiedenen Antriebselemente im wesentlichen nicht überschneiden. Dadurch kann erreicht werden, dass der Bogen immer nur durch eines der Antriebselemente in eine bestimmte Richtung gefördert wird und diese Ausrichtbewegung nicht durch andere, ebenfalls mit dem Bogen in Eingriff stehende Antriebselemente, behindert wird.
Bei der Ausrichtung der Bogen werden zur iterativen Annäherung des Bogens an das Anschlagelement mehrere Zyklen, bestehend aus jeweils einer Antriebsphase und einer Ruhephase, durchlaufen. Die Ausrichtqualität kann dabei insbesondere dadurch gesteigert werden, dass die Vorschubbewegung während der einzelnen Zyklen möglichst klein ist und dafür während der zur Verfügung stehenden Ausrichtzeit eine möglichst hohe Anzahl von Zyklen durchfahren werden. Eine möglichst hohe Wiederholfrequenz der einzelnen Zyklen ist deshalb wünschenswert, wobei jedoch mit Steigerung der Frequenz auch ein erhöhter Konstruktionsaufwand erforderlich ist, da die Massenträgheitskräfte mit Erhöhung der Bewegungsfrequenz überproportional zunehmen. Als besonders vorteilhaft hat sich der Frequenzbereich von 500 Hz bis 15.000 Hz erwiesen. Insbesondere eine Wiederholfrequenz von ungefähr 5.000 Hz stellt einen guten Kompromiss zwischen Ausrichtqualität und erforderlichen Bauaufwand dar.
Auch der Vorschubbetrag um den der Bogen durch das Antriebselement während einer einzelnen Antriebsphase in Richtung des Anschlagelements gefördert wird, hat entscheidenden Einfluss auf das Ausrichtergebnis. Dabei kann durch Verringerung des Vorschubbetrages während jedes einzelnen Zyklus die iterative Ausrichtbewegung immer weiter verfeinert werden. Besonders vorteilhaft ist es, wenn der Vorschubbetrag während einer Antriebsphase im Bereich von 0,1 μm bis 10 μm gewählt wird. Insbesondere ein Wert von ungefähr 1 μm während eines Zyklus hat sich als geeigneter Vorschubbetrag erwiesen.
Bei einer Produktionsgeschwindigkeit von 20.000 Bogen/h steht für die Ausrichtung jedes einzelnen Bogens eine maximale Ausrichtzeit von 0,18 Sekunden zur Verfügung. Wird als Wiederholfrequenz eine Frequenz von 5.000 Hz gewählt und beträgt der Vorschubbetrag während einer Antriebsphase und damit der maximale Anlegefehler während einer Antriebsphase 1 μm, ergibt sich daraus ein maximaler Vorschubbetrag, über den der Bogen während der zur Verfügung stehenden Ausrichtzeit gefördert werden kann, von 0,9 mm. Dabei würde der Bogen also innerhalb der 0,18 sec. in 5.000 Einzelschritten über jeweils 1 μm an das Anschlagelement angenähert werden.
Zur Durchführung des Verfahrens werden zwei geeignete Vorrichtungen mit unterschiedlicher Wirkungsweise vorgeschlagen. Bei der ersten Vorrichtung kann das Antriebselement mit sich zyklisch verändernden Vorschubgeschwindigkeiten iterativ an das Anschlagelement angenähert werden, wobei die Anlage des Bogens am Anschlagelement mit einem Sensor erfassbar ist, sodass das Antriebselement nach Anschlag am Anschlagelement abgeschaltet werden kann. Da das Antriebselement nach Anlage des Bogens am Anschlagelement durch Auswertung des Sensorsignals abschaltbar ist, kann auf das außer Eingriff bringen des Antriebselements während der Ruhephasen verzichtet werden. Ein übermäßiges Aufwölben des Bogens nach der Anlage am Anschlagelement ist durch die Überwachung mittels des Sensors ausgeschlossen.
Alternativ dazu kann das Antriebselement derart ausgebildet sein, dass es, beispielsweise durch Abheben vom Bogen, außer Eingriff bringbar ist. Eine Überwachung des Anschlags des Bogens am Anschlagelement mittels eines Sensors kann für diesen Fall zwar vorgesehen werden, ist jedoch nicht zwingend erforderlich. Denn durch die Möglichkeit, das Antriebselement außer Eingriff zu bringen, kann sich der Bogen in den Ruhephasen auf Grund der Schwerkraft und seiner Eigenspannung entgegen der Aufwölbung zurück verformen. Das heißt die von jeweils einer Antriebsphase bewirkte Aufwölbung verschwindet wiederum in der darauf folgenden Ruhephase, in der das Antriebselement nicht mit dem Bogen in Eingriff steht. Dabei ist es selbstverständlich, dass auch bei derartigen Ausführungsformen von Vorrichtungen zusätzlich ein Sensor zur Überwachung des Anschlags des Bogens am Anschlagelement vorgesehen werden kann.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform, kann das Antriebselement in den Ruhephasen entsprechend dem Vorschubbetrag in den Antriebsphasen in Gegenrichtung zum Vorschub des Bogens verfahren werden, sodass es während jedes einzelnen Zyklus, bestehend aus Antriebsphase und Ruhephase, eine geschlossene Bewegungsbahn durchläuft.
Die Form der Bewegungsbahn kann grundsätzlich beliebig gewählt werden. Beispielsweise sind Bewegungsbahnen denkbar, die rechteckförmig sind. Besonders kurze Zykluszeiten lassen sich erreichen, wenn die Bewegungsbahn des Antriebselements einer im wesentlichen ellipsoiden Bahn in einer Vertikalebene entspricht.
Für alle Vorrichtungen kann ein Sensor vorgesehen sein, mit dem der Anschlag einer Seitenkante des Bogens am Anschlagelement detektierbar ist. Grundsätzlich sind eine Vielzahl von Bauformen für derartige Sensoren denkbar. Besonders vorteilhaft ist es, wenn der Sensor in der Art einer elektrischen oder einer elektronischen Auswerteeinrichtung ausgebildet ist, mit der der elektrische Strom zum Antrieb des Antriebselements beim Vorschub des Bogens in Richtung des Anschlagelements auswertbar ist. Denn mit dem Anschlag der Seitenkante des Bogens am Anschlagelement steigt die Stromstärke während des Vorschubs des Antriebselements signifikant an, sodass dieses Merkmal zur Detektion des Bogenanschlags ausgewertet werden kann. Dazu wird die Ist-Stromstärke mit einer Referenzstromstärke, die der Stromstärke beim Anschlagen der Seitenkante des Bogen am Anschlagelement entspricht, in der Auswerteeinrichtung verglichen. Sobald die Ist-Stromstärke die Referenzstromstärke zumindest geringfügig bzw. unter Berücksichtigung der Messungsgenauigkeiten signifikant übersteigt, kann von der Auswerteeinrichtung ein Signal abgegeben werden, dass der Bogen am Anschlagelement anliegt.
Weiterhin ist es denkbar, dass ein Mikrofon als Sensor zur Detektion des Bogenanschlages verwendet wird. Mit dem Anschlag des Bogens am Anschlagelement ist ein bestimmtes akustisches Signal verbunden, dass mittels eines geeigneten Mikrofons aufgenommen und ausgewertet werden kann.
Zum Antrieb des Antriebselements muss selbstverständlich eine geeignete Antriebsanordnung mit einem Aktuator vorgesehen werden. Besonders geeignet dafür sind Piezo-Aktuatoren, da diese Stellbewegungen mit sehr hohen Frequenzen ermöglichen.
Zur Erreichung einer ausreichenden Haftreibung zwischen Antriebselement und Bogen ist es erforderlich, dass das Antriebselement mit einem Gegenhalter zusammen wirkt, sodass der Bogen zwischen Antriebselement und Gegenhalter beklemmt werden kann. Als Gegenhalter kann beispielsweise die Oberfläche einer Unterlage dienen, auf der der Bogen flächig aufliegt. Dabei ist es besonders vorteilhaft, wenn der Gegenhalter in der Art einer gleitfähigen Unterlage, in der Art einer Druckrolle oder in der Art eines korrespondierend zum ersten Antriebselement antreibbaren zweiten Antriebselement ausgebildet ist.
In vielen Bogendruckmaschinen ist eine Doppelbogen-Kontrolle erforderlich, da der Druckvorgang durch ungewollten Einzug zweier übereinander haftender Bogen gestört werden kann. Um den ungewollten Einzug von übereinander haftenden Bogen zu verhindern, kann in der Vorrichtung ein Sensor zur Doppelbogen-Kontrolle angeordnet werden.
Besonders vorteilhaft ist es dabei, wenn als Sensor zur Doppelbogen-Kontrolle eine elektrische oder elektronische Auswerteeinrichtung dient, mit der der elektrische Strom zum Antrieb des Antriebselements beim Andrücken gegen den Gegenhalter messbar ist. Je nach Dicke der Schicht zwischen dem Gegenhalter und dem Andruckelement gelangt das Antriebselement zu einem früheren oder späteren Zeitpunkt auf der zu beklemmenden Schicht, nämlich einem oder mehreren Bogen zur Anlage. Da durch die Anlage des Antriebselement auf den Bogen und das anschließende Andrücken die erforderliche Stromstärke signifikant ansteigt, kann durch Auswerten des Stromstärkesignals über der Zeit auf die Schichtdicke und damit die Anzahl der Bogen zwischen dem Gegenhalter und dem Antriebselement rückgeschlossen werden.
Damit bei Verwendung einer neuen Materialsorte, insbesondere einer neuen Papiersorte, der für die Auswertung des Stromsignals erforderliche Referenzzeitdifferenz nicht immer neu gefunden werden muss, kann eine automatische Kalibrierung der Referenzzeitdifferenz vorgesehen werden. Dazu wird in einer Kalibrierphase unter kontrollierten Bedingungen ein einzelner Bogen eingezogen und die dabei gemessene Zeitdifferenz als Referenzzeitdifferenz gespeichert.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben.
Es zeigen:
Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung in schematisch dargestellter seitlicher Ansicht;
Fig. 2 ein Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 in einer zweiten Verfahrensphase;
Fig. 3 ein Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 in einer dritten Verfahrensphase;
Fig. 4 ein Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 in einer vierten Verfahrensphase;
Fig. 5 ein Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 in einer fünften Verfahrensphase;
Fig. 6 ein Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 in einer sechsten Verfahrensphase;
Fig. 7 ein Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 in einer siebten Verfahrensphase;
Fig. 8 ein Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 in einer achten Verfahrensphase;
Fig. 9 ein Verfahrensablaufdiagramm für die Horizontalgeschwindigkeit des Antriebselements des Ausführungsbeispiels gemäß Fig. 1 ;
Fig. 10 ein Verfahrensablaufdiagramm für die Vertikalgeschwindigkeit des Antriebselements eines Ausführungsbeispiels gemäß Fig. 1;
Fig. 11 ein Stromstärkendiagramm eines elektrischen Antriebs beim Andrücken des Antriebselements des Ausführungsbeispiels gemäß Fig. 1:
Fig. 12 ein zweites Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung in schematischer Ansicht von oben;
Fig. 13 einen Ausschnitt des Ausführungsbeispiels gemäß Fig. 12 im seitlichen Querschnitt;
Fig. 14 ein Verfahrensablaufdiagramm für die Horizontalgeschwindigkeiten der Antriebselemente des Ausführungsbeispiels gemäß Fig. 12.
In den Fig. 1 bis 8 ist ein erstes Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung 01 dargestellt. Mittels nicht dargestellter Fördermittel wird ein Bogen 02, insbesondere Papierbogen, auf einer Unterlage 03 flächig aufliegend zu der Vorrichtung 01 gefördert. Die Vorrichtung 01 besteht im wesentlichen aus einem Anschlagelement 04, an dem die vordere Seitenkante 06 des Bogens 02 dadurch ausgerichtet werden kann, dass sie an einer Anlagefläche 07 formschlüssig zur Anlage kommt. In diesem Anschlagelement 04 kann ein Sensor 41 eingebaut sein (siehe Fig. 13). Weiter weist die Vorrichtung 01 ein Antriebselement 08 auf, dass horizontal in x-Richtung und vertikal in y-Richtung verfahrbar ist und mittels einer schematisch dargestellten Antriebseinrichtung 09 mit einem Piezo-Aktuator angetrieben werden kann.
In der in Fig. 1 dargestellten ersten Verfahrensphase liegt der Bogen 02 noch nicht am Anschlagelement 04 an und das Antriebselement 08 ist mit einem bestimmten Abstand oberhalb des Bogens 02 angeordnet. Durch Ansteuerung der Antriebseinrichtung 09 kann nunmehr das Antriebselement 08 gemäß der Bewegungspfeile 11 nach unten verfahren werden, sodass der Bogen 02 zwischen dem Antriebselement 08 und der Unterlage 03 mit einem bestimmten Andruck beklemmt wird.
In der anschließenden durch Fig. 2 dargestellten zweiten Verfahrensphase wird das Antriebselement 08 entsprechend dem Bewegungspfeil 12 nach links verfahren. Auf Grund der zwischen dem Bogen 02 und der Unterseite des Antriebselement 08 wirkenden Haftreibung, wird die Stellbewegung des Antriebselement 08 auf den Bogen 02 übertragen, sodass dieser im Ergebnis synchron zum Antriebselement 08 gemäß dem Bewegungspfeil 13 für einen bestimmten Vorschubbetrag in positive x-Richtung gefördert wird. In der durch Fig. 2 schematisch angedeuteten Antriebsphase wird also der Bogen 02 entsprechend dem Vorschub des Antriebselement 08 um eine bestimmte Wegstrecke an das Anschlagelement 04 angenähert. Das Maß dieser Annäherung wird durch den Vorschubbetrag 14 (siehe Fig. 3) des Antriebselements 08 während einer Antriebsphase TA bestimmt. Der Vorschubbetrag 14 beträgt während einer Antriebsphase TA 0,1 μm bis 10μm, insbesondere ungefähr 1μm.
Am Ende der Antriebsphase wird das Antriebselement 08, wie in Fig. 3 dargestellt gemäß den Bewegungspfeilen 16 nach oben gefahren, sodass es außer Eingriff kommt. Der Bogen 02 bleibt in der damit beginnenden Ruhephase ohne Vorschub auf der Unterlage 03 liegen.
Sobald ein gewisser Abstand zwischen der Oberseite des Bogens 02 und der Unterseite des Antriebselements 08 vorhanden ist, wird das Antriebselement 08, wie in Fig. 4 dargestellt, gemäß dem Bewegungspfeil 17 entgegen der Vorschubrichtung des Bogens 02 zurück in die Ausgangsstellung gefahren (siehe Fig. 1). Sobald das Antriebselement 08 die Ausgangsstellung wiederum erreicht hat, wird es erneut, wie in Fig. 1 dargestellt, nach unten verfahren. Die Fig. 1 bis 4 stellen einen vollständigen Zyklus zum Vorschub des Bogens 2 in Richtung des Anschlagelements 04 dar, wobei nacheinander eine Antriebsphase (siehe Fig. 2), in der der Bogen 02 gefördert wird, und eine daran anschließende Ruhephase (siehe Fig. 3, 4 und 1), in der der Bogen 02 nicht gefördert wird, durchlaufen wird. Durch zyklische Wiederholung des in den Fig. 1 bis 4 dargestellten Bewegungszyklus wird der Bogen 02 iterativ an das Anschlagelement 04 angenähert, bis er an diesem formschlüssig anliegt und dadurch ausgerichtet wird.
In den Fig. 5 bis 8 ist der Bewegungszyklus des Antriebselements 08 nach der Anlage des Bogens 02 am Anschlagelement 04 dargestellt. Wiederum wird der Bogen 02 zunächst zwischen der Unterlage 03 und dem Antriebselement 08 beklemmt (siehe Fig. 5) und anschließend das Antriebselement 08 horizontal nach links (positive x-Richtung) verfahren (siehe Fig. 6). Da die vordere Seitenkante 06 des Bogens 02 bereits an der Anlagefläche 07 des Anschlagelements 04 anliegt, wird durch die Vorschubbewegung des Antriebselements 08 kein weiterer Vorschub mehr bewirkt, sondern der Bogen 02 im Bereich 18 zwischen dem Anschlagelement 04 und dem Antriebselement 08 leicht aufgewölbt (Fig. 7). Die Aufwölbung ist dabei um so kleiner, je kleiner der Vorschubbetrag 14 (Fig. 3) gewählt ist.
Hat das Antriebselement 08 seinen Umkehrpunkt erreicht, wird es wieder entsprechend der vorgegebenen Bewegungsbahn nach oben hin abgehoben, sodass der Bogen 02 nicht mehr im Bereich 18 eingespannt ist. Wie in Fig. 8 dargestellt, wird der Bogen 02 auf Grund der auf ihn wirkenden Schwerkraft bzw. auf Grund seiner Eigenspannung nach Wegfall der Einspannung zurück verformt und legt sich bis zu Beginn der nächsten Antriebsphase wieder flächig auf die Unterlage 03 an. Im Ergebnis kann also der Bewegungszyklus des Antriebselements 08 ohne Rücksicht darauf, ob der Bogen 02 bereits am Anschlagelement 04 anliegt oder nicht, ununterbrochen fortgesetzt werden, ohne dass sich dabei eine unzulässige Aufwölbung des Bogens 02 kumulieren würde. In den Fig. 9 und 10 sind die Vorschubgeschwindigkeiten Vxdes Antriebselements 08 in x-Richtung und y-Richtung während eines vollständigen Bewegungszyklus bestehend aus einer Antriebsphase TA und einer daran anschließenden Ruhephase TR dargestellt. Die Dauer der Antriebsphase TA entspricht dem Zeitabschnitt TA. In diesem Zeitabschnitt TA wird das Antriebselement 08 mit maximaler Vorschubgeschwindigkeit VX MAX horizontalverfahren. Daran schließt sich eine kurze Stillstandsphase in x-Richtung an T2 - T3 in der das Antriebselement 08 vertikal nach oben angehoben wird. In der daran anschließenden Phase T3 - T4 wird das Antriebselement 08 dann entsprechend der Vorschubgeschwindigkeit V MAX in der Antriebsphase TA in Gegenrichtung verfahren. In der daran anschließenden Stillstandsphase T0 - Ti wird das Antriebselement 08 wiederum vertikal nach unten gefahren, um den Bogen 02 zu beklemmen. Die Zeitabschnitte T2 bis T4 und To bis T-i ergeben zusammen die Ruhephase TR, in der der Bogen 02 nicht in Vorschubrichtung bewegt wird und die die Antriebsphasen TA unterbrechen.
In Fig. 10 ist der Verfahrensablauf der Verfahrgeschwindigkeit des Antriebselements 08 in y-Richtung dargestellt.
Fig. 11 stellt in einem Diagramm die Stromstärke I zum Antrieb des Antriebselements 08 beim Andrücken gegen die als Gegenhalter 03 verwendete Unterlage 03 unter Beklemmung des Bogen 02 über der Zeit dar. Der durchgezogene Funktionsgraph 20 entspricht dabei dem Verlauf, wie er beim Beklemmen lediglich eines Bogens 02 zwischen dem Antriebselement 08 und der als Gegenhalter 03 wirkenden Unterlage 03 entspricht. Im Unterschied dazu stellt der strichlinierte Funktionsgraph 21 den Verlauf bei der Beklemmung zweier übereinander liegender Bogen 02 dar. Wie man aus Fig. 11 erkennt, steigt der Strom bei der Beklemmung zweier Bogen 02 (Funktionsgraph 21) auf Grund des daraus resultierenden geringeren Abstands zwischen Unterseite des Antriebselements 08 und Oberseite der Bogen 02 bereits zu einem früheren Zeitpunkt t an. Dieser Effekt kann zur Detektion eines ungewollten Doppelbogeneinzugs ausgenützt werden. In einer Kalibrierphase wird ausgehend von einem Bezugszeitpunkt T0 die Referenzzeitdifferenz TSθιι ermittelt, die es dauert, bis eine Bezugsstromstärke lB während des Andrückens erreicht ist. Wird nun fehlerhaft ein Doppelbogen eingezogen, wird die Bezugsstromstärke lB bereits zu einem früheren Zeitpunkt TFehier erreicht, sodass in einer Auswerteelektronik durch Auswertung des Zeitunterschieds zwischen dem gespeicherten TSOII und der gemessenen Zeit bis zur Erreichung der Bezugsstromstärke lB feststellbar ist, ob lediglich ein oder mehrere Bogen 02 zwischen der Unterlage 03 und dem Antriebselement 08 beklemmt sind.
Fig. 12 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung 25 zur Ausrichtung eines Bogens 26, der auf einer Unterlage 27, z. B. eines Gegenhalters 27 flächig aufliegt. An den Kanten der Unterlage 27 sind drei Anschlagelemente 28; 29; 31 angeordnet die jeweils mit einem Antriebselement 32; 33; 34 zusammen wirken. Die Anschlagelemente 28; 29 dienen dabei als Vordermarken und das Anschlagelement 31 als Seitenmarke. Durch iterative Annäherung der Seitenkanten 36 bzw. 37 des Bogens 26 an die Anschlagelemente 28; 29; 31 kann der Bogen 26 in zwei Richtungen (x und z) ausgerichtet werden.
In Fig. 13 ist die Funktionsweise der Anschlagelemente 28; 29; 31 in Zusammenwirkung mit den Antriebselementen 32; 33; 34 beispielhaft anhand des Anschlagelements 28 in Zusammenwirken mit dem Antriebselement 32 dargestellt. Das Antriebselement 32 durchläuft zyklisch eine gepunktet angedeutete Bewegungsbahn 38 in Richtung des Bewegungspfeils 39. Im unteren Teil der ellipsoiden Bewegungsbahn 38 steht das Antriebselement 32 mit dem darunter liegenden Bogen 26 in Kontakt und fördert diesen in Richtung des Anschlagelements 28. Im Anschlagelement 28 ist ein als Sensor 41 dienendes Mikrofon 41 eingebaut, dass das mit dem Anschlag der Seitenkante 36 am Anschlagelement 28 verbundene akustische Signal detektieren kann und an eine nicht dargestellte Steuerungseinrichtung weiterleitet. Sobald vom Sensor 41 ein Signal eingeht, wird das Antriebselement 32 in eine Grundstellung verfahren und anschließend nicht mehr weiter angetrieben. An der zum Bogen 26 gerichteten Seite des Anschlagelements 28 ist eine vorstehende Nase 42 vorgesehen, durch die eine Nut zwischen der Unterseite der Nase 42 und der Oberseite der Unterlage 27 gebildet wird. In diese Nut kann die Seitenkante 36 des Bogens 26 eingeführt werden, sodass die Nase 42 von oben auf den Bogen 26 abschnittsweise zur Anlage kommen kann und dadurch die Aufwölbung des Bogen 26 in diesem Bereich begrenzt.
Um zu verhindern, dass sich die Ausrichtbewegung der Antriebselemente 32; 33; 34 gegenseitig behindern, kann ein Verfahrensablauf gewählt werden, bei dem jeweils immer nur ein Antriebselement 32; 33; 34 einen Vorschub auf den Bogen 26 bewirkt. Ein geeigneter Verfahrensablauf ist in Fig. 14 dargestellt. Man erkennt, dass die zur Verfügung stehende Zykluszeit TZYK, die mit einer Frequenz von ungefähr 500 Hz bis 15.000 Hz, insbesondere mit einer Frequenz von ungefähr 5.000 Hz 0,0002 Sekunden beträgt, auf die drei Antriebselemente 32; 33; 34 aufgeteilt wird. Jeweils innerhalb eines Drittels der zur Verfügung stehenden Zykluszeit TZYK wird jeweils eines des Antriebselemente 32; 33 bzw. 34 mit einem bestimmten Geschwindigkeitsbetrag VB in x bzw. z-Richtung angetrieben. Das über die Antriebselemente 32; 33 bzw. 34 auf den Bogen 26 ausgeübte Drehmoment kann durch die jeweils anderen Antriebselemente 32; 33 bzw. 34 kompensiert werden, wodurch eine Drehung bzw. Verkantung des Bogens 26 vermieden wird. Falls die Anlage an die Anschlagelemente 28 und 29 über eine Schuppenstromvorrichtung erfolgt, wird das kompensierende Drehmoment von dem Schuppenstrom-Transportmechanismus zur Verfügung gestellt.

Claims

Ansprüche
1. Verfahren zum Ausrichten eines Bogens (02; 26), wobei der Bogen (02; 26) mittels mindestens eines Antriebselementes (08; 32; 33; 34), in Zyklen (TA; TR) gefördert wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Zyklus (Tzγ ) bestehend aus einer Antriebsphase (TA) und einer daran anschließenden Ruhephase (TR) mit einer Frequenz von ungefähr 500 Hz bis 15.000 Hz wiederholt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Zyklus (Tzγ ) bestehend aus einer Antriebsphase (TA) und einer daran anschließenden Ruhephase (TR) mit einer Frequenz von ungefähr 5000 Hz wiederholt wird.
3. Verfahren zum Ausrichten eines Bogens (02; 26), wobei der Bogen (02; 26) mittels mindestens eines Antriebselementes (08; 32; 33; 34), in Zyklen (TA; TR) gefördert wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Vorschubbetrag (14) während einer Antriebsphase (TA) 0,1 μm bis 10 μm beträgt.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Vorschubbetrag (14) während einer Antriebsphase (TA) ungefähr 1 μm beträgt.
5. Verfahren zum Ausrichten eines Bogens (02; 26), wobei der Bogen (02; 26) mittels mindestens eines Antriebselementes (08; 32; 33; 34), in Zyklen (TA; TR) gefördert wird, und der Bogen an einem Anschlagelement (04; 28; 29; 31) ausgerichtet wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Anlage einer Seitenkante (06; 36; 37) des Bogens (02; 26) am Anschlagelement (04; 28; 29; 31) mittels eines Sensors (41) festgestellt und anschließend der Bogen (02; 26) nicht mehr in Richtung des Anschlagelementes (04; 28; 29; 31) gefördert wird.
6. Verfahren nach Anspruch 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Antriebselement (08) in den Ruhephasen (TR) außer Eingriff gebracht wird und der jeweils während einer Antriebsphase (TA) geförderte Vorschubbetrag (14) gerade so groß oder kleiner gewählt ist, dass die nach Anlage des Bogens (02) am Anschlagelement (04) in den Antriebsphasen (TA) aufgrund des Vorschubs des Antriebselements (08) entstehende Bogenwölbung während der Dauer einer Ruhephase (TR) im wesentlichen vollständig verschwindet.
7. Verfahren nach Anspruch 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass in den Ruhephasen (TR) das Antriebselement (08; 32; 33; 34) entsprechend dem Vorschubbetrag (14) während der Antriebsphasen (TA) in Gegenrichtung verfahren wird.
8. Verfahren nach Anspruch 1 , 3 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest zwei getrennte Antriebselemente (32; 33; 34) zur Ausrichtung des Bogens (26) während der Ausrichtzeit zyklisch mit dem Bogen (26) in Eingriff kommen, wobei die Antriebsphasen (TA) der verschiedenen Antriebselemente (32; 33; 34) sich im wesentlichen nicht überschneiden.
9. Verfahren nach Anspruch 1 , 3 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest zwei Antriebselemente (32; 33; 34) unterschiedliche Vorschubrichtungen (x; z) aufweisen.
10. Vorrichtung zur Ausrichtung eines Bogens (26) mittels mindestens eines Antriebselements (08, 32; 33; 34), dadurch gekennzeichnet, dass das Antriebselement (08, 32; 33; 34) in einer Vertikalebene auf einer im wesentlichen ellipsoiden Bewegungsbahn (38) zyklisch antreibbar ist.
11. Vorrichtung zur Ausrichtung eines Bogens (26), mit zumindest einem Anschlagelement (28; 29; 31), an dem eine Seitenkante (36; 37) des Bogens (26) durch Formschluss ausrichtbar ist, und zumindest einem Antriebselement (32; 33; 34), mit dem durch Eingriff am Bogen (26) eine Antriebskraft auf den Bogen (26) übertragbar ist, wobei der Bogen (26) durch Antrieb des Antriebselements (32; 33; 34) in Richtung des Anschlagelements (28; 29; 31) förderbar ist, wobei das Antriebselement (32; 33; 34) mit sich zyklisch zwischen Antriebsphasen (TA) und Ruhephasen (TR) ändernden Vorschubgeschwindigkeiten (VX MAX; V MIN; VY MAX; VY M|N) antreibbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Anlage der Seitenkante (36; 37) des Bogens (20) am Anschlagelement (28; 29; 31) mittels eines Sensors (41 ) erfassbar und das Antriebselement (32; 33; 34) in Abhängigkeit des Sensors (41) ansteuerbar ist.
12. Vorrichtung nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Antriebselement (08; 32; 33; 34) in den Ruhephasen (TR) entsprechend dem Vorschubbetrag (14) in den Antriebsphasen (TA) in Gegenrichtung antreibbar ist.
13. Vorrichtung nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass als Sensor (41) eine elektrische oder elektronische Auswerteeinrichtung dient, mit der elektrische Strom zum Antrieb des Antriebselements (32; 33; 34) beim Vorschub des Bogens (26) in Richtung des Anschlagelements (28; 29; 31) messbar ist, wobei der gemessene Strom in der Auswerteeinrichtung mit einer bestimmten Referenzstromstärke (lB), die im Falle des Anliegens der Seitenkante (36; 37) des Bogens (26) am Anschlagelement (28; 29; 31) überschritten wird, als Messkriterium verglichen wird.
14. Vorrichtung nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass als Sensor (41) ein Mikrofon (41) dient, mit dem das beim Anschlag der Seitenkante (36; 37) des Bogens (26) am Anschlagelement (28; 29; 31) verbundene akustische Signal messbar ist.
15. Vorrichtung nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Antriebselement (08; 32; 33; 34) mittels eines Piezo-Aktuatoren antreibbar ist.
16. Vorrichtung nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Antriebselement (08; 32; 33; 34) mit einem Gegenhalter (03; 27) zusammenwirkt, wobei das Antriebselement (08; 32; 33; 34) zur Beklemmung des Bogens (02; 26) gegen den Gegenhalter (03; 27) gefahren werden kann und durch Abheben des Antriebselements (08; 32; 33; 34) der Bogen (02; 26) freigebbar ist.
17. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass der Gegenhalter (03; 27) in der Art einer gleitfähigen Unterlage (03; 27) oder in der Art einer Druckrolle oder in der Art eines korrespondierend zum ersten Antriebselement (32) antreibbaren zweiten Antriebselements (33) ausgebildet ist.
18. Vorrichtung nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass an der Vorrichtung (01; 25) ein Sensor zur Doppelbogen-Kontrolle vorgesehen ist.
19. Vorrichtung nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass als Sensor (41) eine elektrische oder elektronische Auswerteeinrichtung dient, mit der elektrische Strom zum Antrieb des Antriebselements (08; 32; 33; 34) beim Andrücken gegen den Gegenhalter (03; 27) messbar ist, wobei die Zeitdifferenz zwischen einem Zeitpunkt (t) während des Anstiegs des gemessenen Stroms beim Beklemmen und einem Bezugszeitpunkt als Maß für den Abstand zwischen Antriebselement (08; 32; 33; 34) und Gegenhalter (03; 27) auswertbar und mit einer Referenzzeitdifferenz (TSon) vergleichbar ist.
20. Vorrichtung nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Zeitdifferenz, die beim Beklemmen der gewünschten Anzahl von Bogen (26) auftritt, automatisch durch kontrollierten Einzug eines ersten Bogens (26) aus einem Bogenstrom in einer Kalibrierphase feststellbar und in der Auswerteeinheit als Referenzzeitdifferenz (TSθιι) speicherbar ist.
21. Vorrichtung nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass an der Vorrichtung (25) zumindest zwei getrennt antreibbare Antriebselemente (32; 33; 34) mit jeweils einem zugeordneten Anschlagelement (28; 29; 31) vorgesehen sind.
22. Vorrichtung nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebselemente (32; 33; 34) unterschiedliche Vorschubrichtungen (x; z) aufweisen.
23. Vorrichtung nach Anspruch 10 oder 11 , dadurch gekennzeichnet, dass das Anschlagelement (28) zumindest mit einem Teilbereich abschnittsweise auf der Oberseite des Bogens (26) zur Anlage kommen kann.
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