EP1767362A2

EP1767362A2 - Vorrichtung zur Bewerkstelligung eines Walzenwechsels, sowie hiermit ausgestattete Druckmaschine an sich

Info

Publication number: EP1767362A2
Application number: EP20060019019
Authority: EP
Inventors: Jürgen Dipl.-Ing. Schölzig
Original assignee: MAN Roland Druckmaschinen AG
Current assignee: Manroland AG
Priority date: 2005-09-27
Filing date: 2006-09-12
Publication date: 2007-03-28
Also published as: JP2007090881A; DE102005046088A1

Abstract

Die Erfndung betrifft eine Vorrichtung zur Bewerkstelligung eines Walzenwechsels bei einem Farb- oder Lackwerk einer Bogendruckmaschine (13). Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Lösungen zu schaffen die es ermöglichen, den Wechsel einer Lack- oder anderweitigen Wechselwalze in einer Bogendruck- oder Bogenveredelungsmaschine in einer besonders vorteilhaften Weise zu bewerkstelligen. Diese Aufgabe wird durch eine Walzenwechselvorrichtung zur Bewerkstelligung eines Walzenwechsels bei einem Farb- oder Lackwerk einer Bogendruckmaschine gelöst, die im folgenden umfasst:
- eine Hubarmeinrichtung, die eine linke Hubarmstruktur (15) und eine rechte Hubarmstruktur (16) umfasst, zur Verlagerung einer Wechselwalze zwischen einer Arbeitsposition und einer Speicherposition, und
- eine Lagerungseinrichtung (17) zur Lagerung der Hubarmeinrichtung (14) in schwenkbewegbarer Weise um eine Schwenkachse, die im wesentlichen parallel zur Rotationsachse der zu wechselnden Walze (1) ausgerichtet ist; wobei die Schwenkachse durch einen Zwischenbereich verläuft, der sich in vertikaler Richtung betrachtet zwischen der Arbeitsposition (I) und der Speicherposition (III) der Wechselwalze (1) befindet. Dadurch wird es auf vorteilhafte Weise möglich, ein maschineninternes Walzentransfersystem zu schaffen, das sich durch einen geringen Bauraumbedarf und einen großen Aktionsradius auszeichnet.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Bewerkstelligung eines Walzenwechsels bei einem Farb- oder Lackwerk einer Bogendruckmaschine mit einer Hubeinrichtung, die eine linke Hubarmstruktur und eine rechte Hubarmstruktur umfasst. Diese Vorrichtung dient der Verlagerung einer in die Druckmaschine wechselbar eingebundenen Walze zwischen einer Arbeitsposition und einer Ablageposition, insbesondere zur Aus- oder Einwechselung jener Walze. Die Erfindung betrifft weiterhin auch eine Druckmaschine, die mit einer derartigen Walzenwechselvorrichtung ausgestattet ist.
Aus DE 199 62 425 B4 ist eine Vorrichtung zum Wechseln einer Rasterwalze eines Lackwerks einer Druckmaschine mit einem Hubarmportal bekannt. Über dieses Hubarmportal kann eine Rasterwalze im Bereich ihrer Arbeitsposition ergriffen und zunächst in vertikaler Richtung angehoben werden. Anschließend kann die so ergriffene und angehobene Rasterwalze in horizontaler Richtung in einem zwischen den Seitengestellen der Druckmaschine liegenden Bereich verfahren und an einer ersten oder einer hierzu benachbarten zweiten Ablageposition abgelegt werden.
Aus DE 198 19 389 A1 ist ein Lackwerk für Rotationsdruckmaschinen bekannt, das mit einem Drehmagazin versehen ist, in welchem mehrere Rasterwalzen bevorratet werden können. Das Drehmagazin ist mit einer Seilzugeinrichtung versehen, über welche aus einem nach unten weisenden Magazinfach eine Rasterwalze abgesenkt und teilmanuell in eine Arbeitsstellung verbracht werden kann.
Aus DE 197 53 136 C2 ist ein Kammerrakel-Lackauftragswerk bekannt, das ein Drehmagazin umfasst, in welchem mehrere Rasterwalzen drehbar gelagert sind. Die Walzenlagerungen des Drehmagazins bilden die Arbeitslagerungen der einzelnen Kammerwalzen. Durch entsprechendes Schwenken des Drehmagazins ist es möglich, jeweils eine Rasterwalze desselben in eine Arbeitsposition zu verbringen, in welcher die Rasterwalze auf einem zugeordneten Lackformzylinder aufsitzt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Lösungen zu schaffen die es ermöglichen, den Wechsel einer Lack- oder anderweitigen Wechselwalze in einer Bogendruck- oder Bogenveredelungsmaschine in einer besonders vorteilhaften Weise zu bewerkstelligen..
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Walzenwechselvorrichtung zur Bewerkstelligung eines Walzenwechsels bei einem Farb- oder Lackwerk einer Bogendruckmaschine mit:

einer Hubarmeinrichtung, die eine linke Hubarmstruktur und eine rechte Hubarmstruktur umfasst, zur Verlagerung einer Wechselwalze zwischen einer Arbeitsposition und einer Speicherposition, und
einer Lagerungseinrichtung zur Lagerung der Hubarmeinrichtung in schwenkbewegbarer Weise um eine Schwenkachse, die im wesentlichen parallel zur Rotationsachse der zu wechselnden Walze ausgerichtet ist, wobei die Schwenkachse durch einen Zwischenbereich verläuft, der sich in vertikaler Richtung betrachtet zwischen der Arbeitsposition und der Speicherposition der Wechselwalze befindet.

Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Lagerungseinrichtung zur Lagerung der Hubeinrichtung am Seitengestell der Druckmaschine montierbar. Die Montage kann durch eine Montageflanschstruktur erfolgen, die als solche vorzugsweise so ausgebildet ist, dass diese an standardmäßig gestellseitig vorgesehenen Abschnitten, insbesondere über standardmäßig vorhandene Pass- und Gewindebohrungen montierbar ist. Die Walzenwechselvorrichtung kann als weitgehend in sich geschlossene Baugruppe ausgeführt sein, die auch im Rahmen einer Maschinennachrüstung in der Art eines "Upgrade-Packages" über montagetechnisch vorteilhafte Schnittstellen in den zwischen den Seitengestellen liegenden Bereich nachträglich eingesetzt werden kann.
Die linke Hubarmstruktur und die rechte Hubarmstruktur sind vorzugsweise derart ausgebildet, dass der Radialabstand der Wechselwalze von der Schwenkachse veränderbar ist. Die Schwenkachse befindet sich vorzugsweise oberhalb der Arbeitsposition der Wechselwalze. Die linke Hubarmstruktur und die rechte Hubarmstruktur können so ausgebildet sein, dass diese an sich einziehbar sind, zum Herausheben der zu wechselnden Walze. Die linke Hubarmstruktur und die rechte Hubarmstruktur sind weiterhin radial zur Schwenkachse ausfahrbar, um die Wechselwalze in die Arbeitsposition einzusetzen.
Die linke und die rechte Hubarmeinrichtung können mit Greifstrukturen, insbesondere Greifköpfen versehen sein, um die Wechselwalze im Bereich der Axialenden, insbesondere Lagerzapfen derselben, zu ergreifen. Die linke und die rechte Hubarmeinrichtung können jeweils Teile eines mehrarmigen Hubarmsterns bilden.
Dieser Hubarmstern kann zwei einander diametral gegenüberliegende Hubarmstrukturen umfassen, so dass eine simultane Handhabung der einzuwechselnden und der auszuwechselnden Walze ermöglicht ist. Der Hubarmstern kann auch weitere Hubarmstrukturen tragen, insbesondere drei-, oder vierarmig ausgebildet sein. Die Ansteuerung der Walzenwechselvorrichtung kann so erfolgen, dass zumindest phasenweise mehrere Walzen von dieser getragen und hierbei ggf. auch zwischengelagert werden.
Die Hubarme sind gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung als mehrstufige Teleskopzylinder ausgeführt. Vorzugsweise sind die Teleskopzylinder derart an den Hubarmstern oder die zentrale Nabeneinrichtung angebunden, dass sich die Außenzylinder im Bereich der inneren Zylinderanbindung befinden, wogegen die Kolbenstangen in diesen Außenzylindern nach außen verfahrbar geführt sind. Hierdurch wird eine besonders hohe Biegebelastbarkeit und Steifigkeit des Handhabungssystems in Schwenkrichtung sichergestellt.
Die Teleskopzylinder können als Druckmittel-, insbesondere druckölbetätigte Hydraulikzylinder ausgeführt sein. Alternativ hierzu, oder in Kombination mit dieser Maßnahme, können die Teleskopzylinder auch als Spindel-, insbesondere Kugelspindelzylinder ausgeführt sein. Die Zylinder eines Hubarmsystems sind vorzugsweise mittels einer Synchronisationseinrichtung derart synchronisiert, dass im Rahmen des Anhebens oder des Absenkens kein unzulässiges Verkippen oder Verkanten der entsprechenden Walze auftritt. Die Synchronisation wird vorzugsweise durch mechanische Koppelungssysteme wie Spindeln, Gliederketten, Zahnriemen oder Lenker realisiert. Alternativ hierzu ist es auch möglich, den Hubzustand der Walze oder den momentanen Radialhub des jeweiligen Armes messtechnisch zu erfassen und Hubkorrekturen auf Grundlage regelungstechnischer Ansätze vorzunehmen.
Die Hubarme können auch als Gelenkarme, insbesondere Knick-, oder Scherengelenkarme ausgeführt sein. Die Knickung kann innerhalb einer die Schwenkachse des Systems beinhaltenden Axialebene erfolgen. Es ist auch möglich, die Hubarmeinrichtung so auszuführen, dass die Knickung der Hubarme jeweils in einer zur Schwenkachse des Hubarmsystems radialen Ebene erfolgt.
Die Ansteuerung der Wechselvorrichtung kann derart erfolgen, dass zumindest phasenweise Hub- und Schwenkbewegungen einander überlagert durchgeführt werden. Die jeweils durch die Hubarmsysteme ergriffene Walze kann hierbei auf einer hinsichtlich ihres Verlaufs optimierten Bahn bewegt werden. Der Bahnverlauf kann neben der Berücksichtigung des Kriteriums der Kollisionsvermeidung auch unter Berücksichtigung der Massenkräfte und des Zeitbedarfs optimiert werden. Alternativ hierzu, und steuerungstechnisch mit geringerem Aufwand bewerkstelligbar, ist es möglich, das System so zu betreiben, dass zunächst nur die jeweils zu handhabende Walze durch das diese greifende Hubarmsystem gegenüber der Schwenkachse radial verlagert wird und ein Schwenken nur bei angezogener Walze erfolgt. Die Einleitung der Bewegungsabläufe erfolgt vorzugsweise mit einem Sanft-Anlauf, so dass übermäßige Anfahr- und Abbremsstöße vermieden werden.
Auf Grundlage des vorangehend angegebenen erfindungsgemäßen Konzeptes für eine maschinenintegrierte Walzenwechselvorrichtung wird eine Bogendruckmaschine geschaffen. Diese Bogendruckmaschine umfasst vorzugsweise eine Lagereinrichtung zur Lagerung einer Wechselwalze in einer Arbeitsposition, wobei die Lagereinrichtung eine Walzen-Spanneinrichtung umfasst, die selektiv in eine Spannstellung und in eine Freigabestellung bringbar ist, wobei in der Spannstellung die Wechselwalze in jener Arbeitsposition in drehbewegbarer Weise gesichert ist und in der Freigabestellung aus der Lagereinrichtung entnehmbar ist.
Im Zusammenspiel mit einer derartigen Gestaltung der Lagerungseinrichtung wird es möglich, einen Walzenwechsel vollautomatisiert abzuwickeln. Die Lagereinrichtung kann als Fanglager mit einseitig offenen Aufnahmeschalen ausgeführt sein. Einzelheiten hierzu sind aus der auf die Anmelderin zurückgehenden DE 199 62 421 C1 bekannt. Es ist auch möglich, die Walze und die zugehörige Lagerungs- oder Spanneinrichtung so auszubilden, dass die Spannung durch axial verlagerbare Pratzen-, Überwurf-, oder anderweitige, das jeweilige Axialende der Walze tragende Eingriffsstrukturen erfolgt.
Es ist möglich, in das Hubarmsystem, insbesondere dessen zum Aufgreifen der Walzen vorgesehene Greifereinrichtungen so auszubilden, dass durch diese auch eine Betätigung der zur Spannung der Walze in der Arbeitsposition vorgesehenen Walzen-Spanneinrichtung erfolgt. Das Hubarmsystem kann hierzu Ver- und Entriegelungseinrichtungen umfassen, durch welche die Spanneinrichtung betätigbar ist. Das Hubarmsystem kann Antriebseinrichtungen umfassen, um die Walze in eine bestimmte Ausrichtung zu drehen. Eine derartige Hilfsantriebseinrichtung kann auch als von dem Hubarmsystem getrennte Baugruppe in die Druckmaschine eingebunden sein.
Die Walzen-Greifereinrichtungen der Hubarmsysteme können so ausgebildet sein, dass diese Eingriffszapfenabschnitte aufweisen, die in eine Radialöffnung der zu wechselnden Walzen einführbar und darin temporär verriegelbar sind. Eine derartige Gestaltung der Walzen-Greifereinrichtungen ist in der auf die Anmelderin zurückgehenden DE 199 62 443 C1 beschrieben.
Alternativ zu dem vorgenannten Ansatz ist es auch möglich, die Walzen-Greifereinrichtungen so auszubilden, dass diese die Walze im Bereich Axialenden, oder Endzapfen umfangsseitig um- oder untergreifen. Bei diesem Ansatz kann die Walze ohne besondere Berücksichtigung der Drehposition derselben ergriffen werden.
Das erfindungsgemäße Walzenwechselsystem kann so ausgebildet sein, dass durch dieses die Walze bahngesteuert zwischen der Arbeitsposition und der Ablageposition verlagert werden kann. Es ist möglich, hierbei bahngesteuert eine vorübergehende Verbringung der Walze in eine Zwischenposition vorzunehmen, in welcher die Walze einer Reinigungseinrichtung zugänglich ist, so dass eine Zwischenreinigung der Walze vor Verlagerung derselben in die Ablageposition durchgeführt werden kann. Es ist auch möglich automatisiert eine Vorreinigung der einzuwechselnden Walze vorzunehmen, indem diese vor Verbringung in die Arbeitsposition in eine der Vorreinigung dienende Zwischenposition verbracht und hier vorgereinigt, insbesondere entstaubt und gereinigt werden kann.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann hinsichtlich der an den Hubarmen vorgesehenen Greifereinrichtungen so ausgebildet sein, dass durch diese nicht nur die zu wechselnden Walzen, sondern auch anderweitige Funktionskomponenten der Druckmaschine gehandhabt werden können. Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann insbesondere so ausgebildet sein, dass durch diese auch Reinigungseinrichtungen, insbesondere ein Reinigungsmodul, oder andere Komponenten eines Lackwerkes, z.B. eine Kammerrakeleinrichtung innerhalb der Druckmaschine gehandhabt, oder z.B. in eine Freigabestellung verlagert werden können. Es ist auch möglich, mehrere Hubarme vorzusehen, die unterschiedliche und auf die jeweils handzuhabende Systemkomponente abgestimmte Greifer- oder Handhabungsköpfe aufweisen.
Die Speicherposition kann sich in einem Walzenablagebereich befinden oder eine diesem vorgelagerte Übergabeposition darstellen. Der Walzenablagebereich befindet sich vorzugsweise an einer für einen Anwender gut zugänglichen Stelle im oberen Bereich der Druckmaschine. Der Walzenablagebereich kann sich insbesondere oberhalb der oberen Maschinenverkleidung befinden. In diesem Ablagebereich kann eine Wanneneinrichtung vorgesehen sein, in welcher etwaig von den Walzen abfließende Medien aufgefangen werden können. In dem Walzenablagebereich kann eine Transfer-Magazineinrichtung vorgesehen sein, in welcher die Walzen definiert abgelegt und gesteuert in eine zum Aufgriff vorgesehene Position verlagert werden können. Der Ablagebereich und der den bewegten Strukturen zugängliche Bahnraum kann durch Erfassungsorgane abgesichert werden, so dass z.B. bei einem Eindringen, insbesondere Eingreifen eines Anwenders in den observierten Bereich die Ausgabe eines Warnsignales oder eine Stillsetzung der Wechselvorrichtung erfolgt. Diese Erfassungsorgane können unter Einbindung optischer Mittel, insbesondere Lichtschranken, Wärmebildsysteme oder Näherungssensoren,realisiert sein. Anstelle einer Vollabschaltung des gefährdungsrelevanten Systems kann auch eine Umschaltung in einen Betriebsmodus erfolgen der beispielsweise die Bewegungsgeschwindigkeit der bewegten Komponenten absenkt, oder z.B. sensiblere Abschaltkriterien vorsieht. Es ist möglich, Anzeigemittel vorzusehen durch welche dem Anwender signalisiert wird, dass er sich nahe, oder ggf. in einem observierten Bereich befindet, so dass ggf. der Anwender sich noch aus dem observierten Bereich zurückziehen kann, bevor ein Sicherheitsbetriebsmodus der Wechselvorrichtung angesteuert wird.
Die Walzen können mit einer automatisch lesbaren Codierung oder insbesondere mit einem optisch oder anderweitig elektromagnetisch lesbaren Datenträger ausgestattet sein, aus welchem walzenspezifische Information ausgelesen oder ggf. auch aufgeschrieben werden können. Ein zum Datentransfer vorgesehener Lese-, oder Schreibkopf kann in die erfindungsgemäße Vorrichtung integriert sein und durch diese entsprechend positioniert werden.
Der Schwenkantrieb des Hubarmsystems kann so ausgeführt sein, dass ein alternierendes Schwenken oder auch eine sukzessive Weiterdrehung des Hubarmsystems erfolgt. Die Ansteuerung des Schwenkantriebs Erfolg vorzugsweise programmbasiert nach Maßgabe auswählbarer Prozeduren. Es ist möglich, die Ansteuerung der Wechselvorrichtung von einem Maschinenleitstand aus vorzunehmen. Alternativ hierzu oder in Kombination mit dieser Maßnahme kann auch eine Ansteuerung aus dem näheren Umfeld des entsprechenden Druck- oder Lackwerks erfolgen. Insbesondere bei einer Ansteuerung aus dem näheren Umfeld werden die einzelnen Abläufe, insbesondere das Schwenken des Hubarmsystems, das Absenken oder das Anheben der Walze in die bzw. aus der Arbeitsposition sowie das Entriegeln der Walzenspannung derart langsam durchgeführt, dass bedienerseitig eine visuelle Kontrolle des Ablaufs und ggf. Intervention ermöglicht ist.
Weitere Einzelheiten und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung in Verbindung mit der Zeichnung. Es zeigen:

Figur 1: eine Schnittdarstellung zur Veranschaulichung des Aufbaus einer erfindungsgemäßen Vorrichtung sowie der Integration derselben in eine Druckmaschine;
Figur 1: eine Schemadarstellung zur Erläuterung der über die erfindungsgemäße Vorrichtung realisierbaren Transferbewegungen, die als solche der Verlagerung der Wechselwalze zwischen einer Arbeitsposition und einer Speicherposition dienen;
Figur 3a: eine Skizze zur Veranschaulichung einer einarmigen Variante der Hubeinrichtung;
Figur 3b: eine Skizze zur Veranschaulichung einer zweiarmigen Variante der Hubeinrichtung;
Figur 3c: eine Skizze zur Veranschaulichung einer dreiarmigen Variante der Hubeinrichtung;
Figur 3d: eine Skizze zur Veranschaulichung einer vierarmigen Variante der Hubeinrichtung;
Figur 4: eine Skizze zur Veranschaulichung der Koppelung der linken und der rechten Hubarmeinrichtung über eine Quertraverse.

Figur 1 zeigt eine Walzenwechselvorrichtung zur Bewerkstelligung des Wechsels einer hier als Rasterwalze ausgeführten Wechselwalze 1 bei einem Lackwerk 2 einer Bogendruckmaschine.
Die Bogendruckmaschine umfasst in an sich bekannter Weise einen Bogenzufuhrtisch 3, einen Vorgreifer 4 und einen hier mit einem doppelt großen Zylinder 6 zusammenarbeitenden Übergabezylinder 5. Auf dem Zylinder 6 läuft ein Lackformzylinder 7. Der über den Lackformzylinder 7 belackte Bogen wird von dem Zylinder 6 auf eine Trommel 8 übergeben. Die Laufrichtung des Bogens ist in Figur 1 durch kleine Pfeilsymbole angedeutet.
Durch die genannte Wechselwalze 1 erfolgt ein Auftrag des aus einer Kammerrakeleinrichtung 9 durch die Oberflächenstruktur der Wechselwalze 1 abgegriffenen Lackes auf den Lackformzylinder 7.
Die Kammerrakeleinrichtung 9 ist über eine Schwenkhalterung 10 derart bewegbar gelagert, dass die Kammerrakeleinrichtung 9 wie durch das Pfeilsymbol P1 angedeutet, in eine Freigabestellung verbringbar ist, in welcher ein nachfolgend noch näher beschriebnes Entnehmen oder Einsetzen der Wechselwalze 1 in die Arbeitsposition I ermöglicht wird.
Das eigentliche Lackwerk 2 befindet sich unterhalb einer Abdeckung 11. Die Abdeckung 11 ist derart ausgebildet, dass durch diese vorübergehend ein Fensterabschnitt 12 freilegbar ist, über welchen die Wechselwalze 1 in den umhausten Bereich hinein, oder aus diesem heraus verbracht werden kann.
Die in die Druckmaschine 13 integrierte Walzenwechselvorrichtung umfasst eine Hubarmeinrichtung 14, die eine linke Hubarmstruktur 15 und eine rechte Hubarmstruktur 16 (siehe Figur 4) umfasst. Die Hubarmeinrichtung 14 ermöglicht eine Verlagerung der Wechselwalze 1 zwischen einer Arbeitsposition I und einer Speicherposition III.
Die Walzenwechselvorrichtung umfasst weiterhin eine Lagerungseinrichtung 17 zur Lagerung der Hubarmeinrichtung 14 in schwenkbewegbarer Weise um eine Schwenkachse S, die im wesentlichen parallel zur Rotationsachse der zu wechselnden Walze 1 ausgerichtet ist. Die Schwenkachse S verläuft durch einen Zwischenbereich, der sich in vertikaler Richtung zwischen der Arbeitsposition I und der Speicherposition III der Wechselwalze befindet.
Die Lagerungseinrichtung 17 zur Lagerung der Hubarmeinrichtung 14 ist am Seitengestell der Druckmaschine 13 montiert. Die linke Hubarmstruktur 15 und die tengestell der Druckmaschine 13 montiert. Die linke Hubarmstruktur 15 und die rechte Hubarmstruktur 16 sind derart ausgebildet, dass der Radialabstand der Wechselwalze 1 von der Schwenkachse S durch entsprechende Ansteuerung der Walzenwechselvorrichtung veränderbar ist.
Die Schwenkachse S befindet sich oberhalb der Arbeitsposition I der Wechselwalze I. Zum Herausheben der Wechselwalze 1 werden die beiden Hubarmstrukturen 15, 16 eingezogen, so dass die Wechselwalze 1 sich der Schwenkachse S nähert.
Nach vollständigem Einziehen der Wechselwalze 1 kann die Hubarmstruktur 15, 16 um die Schwenkachse S geschwenkt werden, so dass die Wechselwalze hierbei in die Positionen II oder IV gelangt. In diesen Positionen II oder IV kann die Wechselwalze ggf. automatisiert behandelt, insbesondere gereinigt werden.
Das Anheben der Wechselwalze 1 erfolgt, indem diese im Bereich ihrer Axialenden ergriffen wird. Die Hubarmstrukturen 15, 16 sind hierzu im Bereich ihrer Aussenenden mit Greifstrukturen zum Ergreifen der Wechselwalze versehen.
Die Hubarmstrukturen 15, 16 können Teil eines mehrarmigen Hubarmsterns bilden. Die Hubarmstrukturen sind bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel als Teleskopzylinder ausgeführt.
Die mit der vorgenannten Walzenwechseleinrichtung ausgestattete Bogendruckmaschine 13 ist im Bereich der Lagerstelle der Wechselwalze 1 mit einer Spanneinrichtung versehen, die selektiv in eine Spannstellung und in eine Freigabestellung bringbar ist. In der Spannstellung ist die Wechselwalze 1 in jener Arbeitsposition I in drehbewegbarer Weise gesichert. In der Freigabestellung ist die Wechselwalze 1 aus dem zugeordneten Lagerungssystem entnehmbar. Das Lagerungssystem kann hierzu als Fanglager mit einseitig offenen Aufnahmeschalen ausgeführt sein.
Die Speicherposition III befindet sich in einem oberen Walzenablagebereich WAB in welchem mehrere Wechselwalzen abgelegt werden können. Es ist möglich, hier eine Magazineinrichtung vorzusehen, durch welche die Walzen in eine zum Aufgriff durch die Hubarmstrukturen 15, 16 geeignete Aufgriffsstellung bewegbar sind.
In dem Walzenablagebereich sind die dort aufgenommenen Walzen vorzugsweise im Bereich ihrer Lagerzapfen abgestützt. Diese Lagerzapfen können hierbei auf beidseitig vorgesehnen Lagerbahnen 18 aufliegen.
Der vermittels der erfindungsgemäßen Walzenwechselvorrichtung innerhalb der Druckmaschine bewerkstelligbare Walzentransfer ist in Figur 2 schematisch veranschaulicht.
Zur Entnahme einer (hier nur durch die Lagerzapfen angedeuteten) Walze 1 aus der Arbeitsposition I wird zunächst der Hubarmstern um die Schwenkachse S derart geschwenkt, dass das zum Ausheben der Walze 1 vorgesehenen Hubarmpaar zur Walze 1 hin gerichtet ist. Anschließend wird das Hubarmpaar gelängt, bis die Greiferköpfe derselben in entsprechende Gegenabschnitte der Walze 1 eingreifen. Die Walze 1 wird nunmehr im Bereich ihrer Lagerstellen entriegelt, so dass diese zum nachfolgenden Abheben freigegeben wird. Parallel hierzu kann eine ggf. an der Walze 1 anliegende Auftragseinrichtung, insbesondere Kammerrakeleinrichtung von der Walze 1 abgehoben werden.
Die nunmehr ergriffene und in ihrer Lagerung freigegebene Walze wird angehoben. Hierzu wird das Hubarmpaar, wie durch den Pfeil K1 angedeutet, eingezogen und die Walze 1 nähert sich der Schwenkachse S.
Sobald die Walze 1 die Position I' erreicht hat, wird das Hubarmpaar gemäß Pfeil T2 geschwenkt, so dass die Walze 1 die Position II erreicht. In dieser Position, oder auch in einer benachbarten Position kann die Walze 1 einer Reinigungsvorrichtung zugeführt werden.
Durch weiteres Schwenken - Pfeil T3 - des die Walze tragenden Hubarmpaares gelangt die Walze in die Position III' die sich in vertikaler Richtung über der Schwenkachse S befindet. Das Hubarmpaar kann nunmehr derart angesteuert werden, dass der Radialabstand der Walze 1 zur Schwenkachse S wieder zunimmt (Pfeil E4). Hierbei wird die Walze 1 in einen oberen Bereich III der Druckmaschine verlagert.
In diesem oberen Bereich kann die Walze freigegeben werden und in im wesentlichen horizontaler Richtung in eine Lagerposition wandern, wie durch die Pfeile L1, L2 angedeutet. Es ist möglich, die Verbringung der Walze in eine bestimmte Lagerposition durch Positionierhilfen oder z.B. einen Riemen- oder Kettentrieb zu unterstützen, so dass die endgültige Lagerposition zwangsgesteuert erreicht wird.
Zum automatisierten Abholen einer Walze aus dem oberen Bereich der Druckmaschine wird die Walze zunächst in die Position III verbracht. Dort wird sie von einem Hubarmpaar aufgegriffen. Die nunmehr ergriffene Walze wird wie durch den Pfeil K5 angedeutet abgesenkt, indem die Hubarme eingefahren werden.
Sobald die Walze die Position III' erreicht hat, wird das Hubarmsystem geschwenkt (Pfeil T6) bis die Walze die Position IV erreicht. In dieser Position kann die einzuwechselnde Walze bedarfsweise vorbehandelt, z.B. entstaubt und gereinigt werden.
Im folgenden wird die Walze weiter geschwenkt (Pfeil T7), bis diese die Position I' erreicht. Hier befindet sich die Walze über der Arbeitsposition I.
Nunmehr wird die Walze durch Expandieren der Hubarme in die Arbeitsposition I abgesenkt. Während des Absenkens werden die zur Aufnahme der Walzenendzapfen vorgesehenen Aufnahmelager in einen Aufnahmezustand verbracht, der ein Einsenken der Walze ermöglicht. Anschließend wird die Walze in dem Aufnahmelager, z.B. durch axiales Einschieben eines Sperrgliedes gespannt.
Nach dem Arretieren der Walze in der Arbeitsposition können Nebenaggregate der Walze, z.B. eine Kammerrakeleinrichtung an die Walze angestellt werden.
Bei einer mehrarmigen Ausbildung des Hubarmsystems, insbesondere mit zwei einander in bezug auf die Schwenkachse diametral gegenüberliegenden Hubarmen können die für das Herausverfahren und das Einsetzen der Walze vorgesehenen Bewegungsabläufe zumindest phasenweise gleichzeitig durchgeführt werden, so dass der Vorgang des Walzenwechsels besonders zeitsparend ausgeführt werden kann.
Es ist möglich, das Hubarmsystem derart steif auszuführen, dass eine hinreichend präzise Positionierung der Greifeinrichtungen durch entsprechend präzise Steuerung der Bewegungsabläufe erreicht wird. Alternativ hierzu ist es jedoch auch möglich, gestellseitig stationäre Führungsstrukturen vorzusehen, die zumindest in den für das Ergreifen, oder Freigeben der Walze relevanten Stellungen der Greifköpfe eine exakte Führung und Positionierung der aufgriffsrelevanten Strukturen sicherstellen.
Über das erfindungsgemäße Walzenwechselsystem können ggf. auch andere, insbesondere innerhalb der Maschinenverschutzung liegende Ablagepositionen Q1, Q2 durch entsprechende Bahnsteuerung bedient werden.
In Figur 3a ist skizzenhaft ein Hubarmsystem dargestellt, das für jede Gestellseite nur einen Hubarm 15 (A-Seite) und 16 (B-Seite) aufweist. Der Hubarm ist als Teleskopzylinder ausgeführt. Es ist möglich den Zylinder so auszubilden und anzuordnen, dass dieser die Schwenkachse S durchsetzt und rückwärtig über den Nabenbereich 15N hinausragt. Der Überstand kann so bemessen sein, dass dieser nahezu dem Radialabstand der Spitze des Greifkopfes 18 von der Schwenkachse S in eingezogenem Zustand entspricht.
In Figur 3b ist eine zweiarmige Variante des Hubarmsystems dargestellt. Die Hubarme 15A, 15B sind hierbei einander diametral gegenüberliegend angeordnet.
Figur 3c zeigt eine dreiarmige Variante. Die Hubarme 15A, 15B und 15C sind unter gleicher Umfangsteilung an dem Nabenbereich 15N angebracht. Es ist möglich, die Teilung auch anderweitig festzulegen und so bestimmte Drehstellungen des Hubarmsystems und Positionen von Übergabe- und ggf. Behandlungsstationen zu korrelieren.
In Figur 3d ist eine dreiarmige Variante dargestellt. Insbesondere bei dieser Variante kann das Hubarmsystem als Zwischenmagazin fungieren, in welchem drei Walzen bevorratet werden können und noch ein Hubarmpaar zum Ausheben der Walze aus der Arbeitsposition zur Verfügung steht.
In Figur 4 ist skizzenartig die Position eines Einarmsystems nach Figur 3a innerhalb einer Druckmaschine dargestellt. Die den A- und B-Seitengestellen benachbarten Hubarme 15, 16 sind über eine Quertraverse 19 miteinander verbunden. Die Quertraverse 19 ist hier als relativ torsionssteife Struktur ausgeführt und erstreckt sich konzentrisch zur Schwenkachse S. Die Quertraverse 19 kann auch als bügelartige Struktur ausgebildet sein, die hierbei auf einer den Hubarmen 15, 16 abgewandten Seite nach hinten gegenüber der Schwenkachse versetzt verläuft.
Es ist möglich, in die Quertraverse 19 einen Schwenkantrieb einzubinden, über welchen beispielsweise über einen Torsionszylinder ein zum Schwenken des Hubarmportals erforderliches Antriebsmoment aufgebracht werden kann.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung eignet sich insbesondere für den Einsatz in Bogenrotationsdruckmaschinen mit Flexodruck- bzw. Lackwerken in Kammerrakel/Rasterwalzentechnologie. Sie eignet sich weiterhin insbesondere für Bogenoffsetdruckmaschinen mit vor-, nach und zwischengeschalteten Lack- oder Flexowerken zur Inlineveredelung zur oder vor einer Vorbeschichtung.
Auf Grundlage des erfindungsgemäßen Konzeptes wird eine maschinenintegrierte Handlingseinrichtung (insbesondere ein maschinenintegrierter Rasterwalzenwechselautomat) bereitgestellt die einen Komponententransfer mit hoher Dynamik ermöglicht. Die erfindungsgemäße Vorrichtung wird vorzugsweise vom Leitstand aus vollautomatisch oder auch modulnah ggf. unter bedienerseitiger Kontrolle teilautomatisiert angesteuert.
Die zur Einbindung in die Druckmaschine vorgesehenen Lagerungsstrukturen sind vorzugsweise seitenständerfest an der A- und B-Seite der Druckmaschine befestigt.
Die Hubarme können wie angegeben als senkrecht ein- und ausfahrendes Teleskopzylindersystem realisiert sein. Der Antrieb derselben erfolgt vorzugsweise pneumatisch. Der Antrieb der Hubarme kann auch hydraulisch oder anderweitig mechanisch, z.B. über Kugelgewinde- oder Mutterstrukturen erfolgen.
Am Außenende der Hubarme können Aushebebolzen oder auch anderweitige Aufgriffseinrichtungen, z.B. Kugelrastbolzen, insbesondere Kugelausrück-Arretierungsbolzen vorgesehen sein, die in walzenseitig vorgesehene Zapfenbohrungen eingreifen und in diesen Zapfenbohrung arretierbar sind. Das Ausrücken der Kugeln kann durch Zapfen erfolgen die innerhalb des Aushebebolzens in axialer Richtung bewegbar sind und die zugeordneten Kugeln über eine Schultereinrichtung in radialer Richtung ausrücken. Der Aufgriff der Walzen kann auch durch anderweitige Greifer- oder Hakensysteme erfolgen. Der Bewegungsablauf kann durch Schutzsysteme abgesichert werden. Der Ablauf der Öffnung der Maschinenverschutzung für die Durchreichung der Walze kann so gesteuert werden, dass nur kurzzeitig und lediglich eine hinreichende Öffnung der Verschutzung erfolgt. Auch die Lagerklemmung kann ablauftechnisch automatisiert oder auch durch besondere Gestaltung der Mechanik automatisiert aufgehoben oder veranlasst werden.
Im Bereich der Querablage können die Walzen verschiebbar angeordnet sein. In diesem Bereich kann eine Reinigungsstation, hilfsweise zumindest eine Reinigungswanne angeordnet sein. Die erfindungsgemäße Vorrichtung erlaubt es auch, den Wechsel großer Walzen durch Einmann-Bedienung rüstzeitverkürzend abzuwickeln.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann unter geringem Modifikationsbedarf an Maschinen verschiedenster Formatbreiten und Baureihen angepasst werden. Aufgrund des geringen Bauraumbedarfs kann sie durchaus ohne Veränderung der Seitenständerkontur und Veränderung der seitlichen Maschinenverschutzung in vorhandene Druckmaschinenkonzepte integriert werden.

Bezugszeichenliste

1: Wechselwalze
2: Lackwerk
3: Bogenzufuhrtisch
4: Vorgreifer
5: Übergabezylinder
6: Zylinder
7: Lackformzylinder
8: Trommel
9: Kammerrakeleinrichtung
10: Schwenkhalterung
11: Abdeckung
12: Fensterabschnitt
13.: Druckmaschine
14: Hubarmeinrichtung
15: Hubarmstruktur
15A: Hubarm
15B: Hubarm
15C: Hubarm
16: Hubarmstruktur
17: Lagerungseinrichtung
S: Schwenkachse
18: Greifkopf
19: Quertraverse

Claims

Vorrichtung zur Bewerkstelligung eines Walzenwechsels bei einem Farb- oder Lackwerk einer Bogendruckmaschine (13) mit:
- einer Hubarmeinrichtung (14), die eine linke Hubarmstruktur (15) und eine rechte Hubarmstruktur (16) umfasst, zur Verlagerung einer Wechselwalze (1) zwischen einer Arbeitsposition (I) und einer Speicherposition (III), und

- einer Lagerungseinrichtung (17) zur Lagerung der Hubarmeinrichtung (14) in schwenkbewegbarer Weise um eine Schwenkachse (S), die im wesentlichen parallel zur Rotationsachse der zu wechselnden Walze (1) ausgerichtet ist, wobei die Schwenkachse (S) durch einen Zwischenbereich verläuft, der sich in vertikaler Richtung zwischen der Arbeitsposition (I) und der Speicherposition (III) der Wechselwalze (1) befindet.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagerungseinrichtung (17) zur Lagerung der Hubarmeinrichtung (14) am Seitengestell der Bogendruckmaschine (13) montiert ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die linke Hubarmstruktur (15) und die rechte Hubarmstruktur (16) derart ausgebildet sind, dass der Radialabstand der Wechselwalze (1) von der Schwenkachse (S) veränderbar ist.
Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Schwenkachse (S) sich oberhalb der Arbeitsposition (I) der Wechselwalze (1) befindet, und dass die linke Hubarmstruktur (15) und die rechte Hubarmstruktur (16) einziehbar sind, zum Herausheben der zu wechselnden Walze(1).
Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Schwenkachse (S) sich oberhalb der Arbeitsposition (I) der Wechselwalze (1) befindet, und dass die linke Hubarmstruktur (15) und die rechte Hubarmstruktur (16) radial zur Schwenkachse (S) ausfahrbar sind, zum Einsetzen der Wechselwalze (1) in die Arbeitsposition (I).
Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die linke und die rechte Hubarmstruktur (15, 16) mit Greifköpfen (18) versehen sind, zum Ergreifen der Wechselwalze (1) im Bereich der Axialenden, insbesondere Lagerzapfen derselben.
Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die linke und die rechte Hubarmstruktur (15, 16) jeweils einen Teil eines mehrarmigen Hubarmsterns bilden.
Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Hubarmstrukturen (15, 16) als Teleskopzylinder ausgeführt sind.
Bogendruckmaschine mit einer Walzenwechselvorrichtung nach wenigstens einem der vorgenannten Ansprüche mit einer Lagereinrichtung zur Lagerung einer Wechselwalze in einer Arbeitsposition (I), wobei die Lagereinrichtung eine Spanneinrichtung umfasst, die selektiv in eine Spannstellung und in eine Freigabestellung bringbar ist, wobei in der Spannstellung die Wechselwalze (I) in jener Arbeitsposition in drehbewegbarer Weise gesichert ist, und in der Freigabestellung aus der Lagereinrichtung entnehmbar ist.
Bogendruckmaschine nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagereinrichtung als Fanglager mit einseitig offenen Aufnahmeschalen ausgeführt ist.
Bogendruckmaschine nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Speicherposition in einem Walzenablagebereich befindet.
Bogendruckmaschine nach wenigstens einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Ansteuerung der Wechselvorrichtung aus dem Bereich des Maschinenleitstandes veranlassbar ist.
Bogendruckmaschine nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Ansteuerung der Wechselvorrichtung unter Berücksichtigung von Maschinenbetriebszustandsparametern erfolgt.
Bogendruckmaschine nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass durch Abfrage von Maschinenbetriebszustandsparametern Freigabesignale generierbar sind auf deren Grundlage der Ablauf des Walzenwechsels eingeleitet oder koordiniert werden kann.
Bogendruckmaschine nach wenigstens einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung zum Walzenwechsels steuerungstechnisch derart an den Maschinenleitstand angebunden ist, dass aus dem Bereich des Maschinenleitstandes Lauf-Bewegungskommandos und Freigaben eingebbar sind.
Bogendruckmaschine nach wenigstens einem der Ansprüche 12 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Ansteuerung der Vorrichtung zum Walzenwechsel unter Einbindung eines ablaufstechnischen Sicherheitskonzeptes erfolgt, zur Vermeidung gefährdungs- oder beschädigungsrelevanten Betriebssituationen.
Bogendruckmaschine nach wenigstens einem der Ansprüche 12 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Ansteuerung der Vorrichtung zum Walzenwechsel unter ablaufstechnischer Einbindung eines Luftführungskonzeptes erfolgt, zur Vermeidung oder zumindest weitgehenden Unterdrückung von Emissionen im