EP1857390B1 - Sammelvorrichtung - Google Patents
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- EP1857390B1 EP1857390B1 EP06009925A EP06009925A EP1857390B1 EP 1857390 B1 EP1857390 B1 EP 1857390B1 EP 06009925 A EP06009925 A EP 06009925A EP 06009925 A EP06009925 A EP 06009925A EP 1857390 B1 EP1857390 B1 EP 1857390B1
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- sheets
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Definitions
- the present invention relates to a collecting device according to the preamble of claim 1.
- Collection devices which fix a plurality of supplied sheets successively on a rotating rotary body and thereby form a sheet stack, for example, from EP-A 1 471 022 , of the US-A 2002/0074716 , of the DE 763 627 or the DE 620 892 known. All collecting devices are intended to fix the sheets on the one hand and align them register-accurate on the other hand.
- the known collection devices have to holding and stop elements, which are arranged on the outer surface of the rotary body. The stop elements form a radially outwardly projecting from the outer surface mechanical stop on which the leading edge of a newly arriving bow is aligned. The holding elements fix the sheet (s) mechanically by clamping.
- EP-A 1 471 022 uses only one type of gripper.
- the identical grippers are divided into two groups, which functionally alternate as stop or holding elements.
- a disadvantage of the known devices are the predetermined by the mechanical stop and holding elements receiving positions for the sheets on the circumference of the rotary body.
- the setup of the collecting device is complicated, because a sheet must be fed so that its leading edge meets the stop.
- these collection devices are inflexible because they only have a fixed picking position. The recording of multiple sheets at different recording positions and thus the simultaneous formation of multiple sheet stacks with shorter formats (multiple uses), switching from single to multiple use or staggered recording of sheets is not possible.
- a generic collecting device with the features of the preamble of claim 1 is in the EP-A-1 464 603 described.
- the invention has for its object to provide a collecting device available that allows the collection of sheets at previously unspecified recording positions and thus the flexible processing of different formats.
- the collecting device comprises, in a manner known per se, a supply device for sheets, a rotary body rotatably mounted about an axis, a drive with which the rotary body is set in rotation, and a device for generating a holding force for fixing at least two sheets in the form of a Sheet pile on the outer surface of the rotating body, and a control device.
- the device for generating a holding force is not arranged on the rotary body, but comprises an electrode arrangement which has at least one electrode arranged at a distance from the rotary body and radially outside the outer surface of the rotary body. It generates waiving with the rotary body co-moving mechanical holding means a sheet stack on the rotary body fixing holding force.
- the rotary body and the feeding device are driven synchronized so that the sheets are recorded in register or with a predetermined offset.
- the control device is able to change the rotation of the rotating body and / or the feed speed of the feed device such that the incoming sheet is fixed flush with or omitted at a predetermined distance to optionally already fixed sheets waiving with the rotating body mitbewegte mechanical stop means.
- one or more sheet stacks can be formed on the outer surface of the rotary body, which sheets may comprise in any arrangement relative to each other. Also, two or more partially overlapping sheets are referred to as "sheet stacks" below.
- the above-mentioned device for generating a holding force is not moved in contrast to the prior art and is located outside of the rotating body.
- the holding force is not only punctually and temporally clocked by acting on the front edge holding elements, but preferably temporally continuous and exercised over part or all of the surface of the sheet.
- the holding force acting on a sheet is thus substantially independent of the rotational position of the rotating body despite stationary arranged device for their generation. As a result, there are no predetermined receiving positions along the outer surface of the rotating body.
- the holding force for fixing the sheets or the sheet pile is based on electrostatic charging of the incoming sheets.
- electrostatic charging the two surfaces of the arc will be understood to have opposite polarity charges. By attracting these charges, the arcs are fixed to each other and to the outer surface of the rotating body.
- the charging can be effected by a pair of electrodes arranged above and below the sheet plane in the region of the feed device.
- a particularly good holding effect results when the rotary body, which is electrically conductive thereto at least on the outer surface, as a counter electrode to the outside of the rotary body arranged electrode, e.g. a tip electrode is used, in particular grounded.
- the drive of the feeder and the drive of the rotary body are preferably in a master-slave relationship to each other.
- the rotating body rotates continuously and unregulated at a predetermined speed until a first sheet is picked up.
- the feeding of a sheet by means of the feed device is communicated to the control device by means of a preferably optical detection device, for example a light barrier. This detects the leading or trailing edge of a sheet or arranged on the sheet register mark and transmits the controller a corresponding control signal.
- the control device preferably the rotational position of the rotary body continuously can detect the rotational position at the time of arrival of the control signal.
- the position of the first sheet is determined on its recording on the rotary body, for example, the rotational position upon arrival of the leading edge on the outer surface of the rotating body.
- An appropriate size is stored as a target rotational position, which must be taken again on arrival of another sheet.
- the rotational position of the rotary body is also registered and a correction variable determined, by means of which the rotational speed is adjusted so that the rotational position when receiving the other sheet, for example, on arrival of the leading edge on the outer surface of the target rotational position equivalent.
- a trigger signal of an upstream unit e.g. a printer or a cutting device. If there is a fixed relationship between the time of this trigger signal and the time of recording on the rotary body, the target rotational position can also be determined from such a trigger signal.
- the collection device can be particularly advantageous in connection with the production of digital newspapers "on demand", ie in Insert small pads.
- the belonging to a newspaper sheets are printed in series with a digital press.
- a first newspaper with a first format is often followed by a second newspaper of a different format.
- the newspapers may also contain "have” bows or supplements in another format.
- the collecting device allows a quasi-instantaneous, purely control-technical switching between different format lengths from one newspaper to the next or within the same newspaper.
- the collecting device 10 comprises a feed device 12 and a rotary body 14 rotatable about an axis A in the form of a cylinder or a drum.
- Fig. 1 For example, the formation of a sheet stack 34 from individual sheets 30 is shown (single use) while FIG Fig. 2 the simultaneous formation of two sheet stacks 34, 35 of sheets 30, 31 shows (multiple benefits).
- the collecting device 10 is the same in both cases, in Fig. 2 However, for reasons of clarity, individual elements are omitted.
- the structure of the collector 10 will be described below.
- the feed device 12 comprises a plurality of conveyor roller pairs 13, which are moved by a drive 22 in order to move an incoming sheet 30, 31 with a feed speed v z to the rotary body 14 in a horizontal feed plane E in the conveying direction F.
- the Zu secondaryebene E runs here tangentially to the cylinder jacket or to the outer surface 16 of the rotary body 14, but also a curved feed is conceivable.
- As the receiving area 46 of that region is referred to, in which the Zu secondaryebene E strikes the outer surface 16 of the rotating body 14 and minimally approaches, here the area around the uppermost point of the rotating body fourteenth
- Another drive 18 is provided to enable the rotary body 14 in rotation.
- the peripheral speed v u on the outer surface 16 of the rotary body 14 is present in the limits of the control range approximately equal to the feed rate v z .
- the outer surface 16 of the rotary body 14 has no radially outwardly projecting mechanical elements.
- This space area 42 has the shape of a cylinder with an annular base.
- the outer surface 16 is understood to be that surface to which the sheet 30, 31 or sheet stack 34, 35 applies during operation. It can also be broken, for example consist of several segments.
- a device for generating a holding force 23 comprises an electrode or electrode arrangement 24, which is arranged radially outside the rotary body 14. It is located at a distance d above the rotary body 14. Between the rotary body 14 and the electrode 24, a conveying gap 44 is formed. The distance d is approximately between 20 and 40 mm.
- the electrode 24 is constantly connected to a high voltage source 25, while the rotary body 14 is grounded and acts as a counter electrode.
- a DC voltage of about 10 to 30 kV.
- a tip electrode device is used, which has a plurality of sharp-pointed expiring individual electrodes, which are arranged transversely to the feed direction F.
- a detecting means 28 for scanning the leading edge 32 of a sheet or other sheet features, e.g. of printed register marks.
- the detection means is preferably an optical sensor, e.g. a photocell.
- a mechanical switch 27 is provided, which can be retracted from the outside into the space area 42 described above, to peel the sheet stack 34, 35 from the outer surface 16 of the rotary body 14.
- the inactive position of the switch 27 is represented here by solid lines, the active position by dashed lines.
- a Weghold listening 26 which is designed, for example, analogous to the feed device with driven conveyor roller pairs 26 '.
- the switch can also within the Outer surface 16 preferably be arranged stationary so that they can enter from inside into the space area 42 and the sheet stack 34, 35 can lift off, whereupon this is taken over by the Weguntancing 26.
- a control device 20 controls the drives 18, 22 of the rotary body 14 or the feed device 12 and receives signals S1, S2 from the detection device 28 or from the drive 18 of the rotary body 14.
- the collecting device 10 is preceded by a preceding module 40, by means of which the sheets 30, 31 or the still undivided material web are conveyed to the feed device 12 at a speed v p . It is also a drive 41 is provided.
- the predecessor module 40 is here a cross-cutting device which separates a continuous material web into individual sheets 30, 31.
- the collector 10 works as follows:
- the sheets 30, 31 are conveyed in the feeder 12 at a feed speed v z .
- the control device 20 outputs to a corresponding control signal to the drive 22.
- the control device 20 the peripheral speed v u of the rotary body 14 by a corresponding control signal to the drive 18 before.
- the peripheral speed v u corresponds to the feed speed v z .
- the feed rate v z is greater than the speed v p in the preceding module 40 by the ratio gap length 1 to arc length L.
- the gap length becomes 1 adapted to the bow length L chosen that arc length L plus gap length 1 corresponds to the circumference of the rotary body 14 ( Fig. 1 ).
- the speed ratio v z to v p calculated in this way is set electronically via the control device 20, the predecessor module 40 specifying the speed v p .
- a corresponding feed signal is forwarded digitally to the control device 20.
- the drive 41 of the predecessor module 40 and the drive 22 of the feed device 12 are therefore coupled together via an electronic transmission, so that the transmission ratio is variable. If sheets of different length L are to be collected in a common stack 34, 35, the feed rate v z and thus also the peripheral speed v u is changed during collection. Thus, for example, after a bend 30, 31 with a shorter arc length L, a larger gap 38 must be created by increasing v z and v u , so that the leading edge 32 of a following signature comes to rest on the stack 34, 35 in register.
- the control device 20 evaluates trigger signals from the predecessor module 40, with which the sheet length L or the cutting operations are displayed.
- the rotary body 14 is continuously driven, unregulated until receiving a first sheet 30.
- the detection device 28 transmits a signal S1 to the control device 20.
- the sheet 30 is meanwhile conveyed further and strikes the rotary body 14 in the receiving region 46 Area is present Also, the electrode 24.
- the electrode With the electrode, first the leading edge 32 and the further rotation of the rotary body 14 of the entire sheet 30 is electrostatically charged and thus fixed to the rotary body 14.
- the rotational position when picking up a first sheet 30 is arbitrary, since there are no predetermined by mechanical elements recording positions.
- control device 20 For synchronization of subsequent sheets 30, the control device 20 is able to determine the rotational position when recording a first sheet or a proportional size to save as a target rotational position and the drives 18 and 22 to influence such that the target rotational position even on arrival another sheet 30 is taken again.
- the control device 20 therefore acts as a position controller for the rotary body 14.
- the control device 20 receives to continuously or on request signals S2 from the drive 18 of the rotary body 14, from which the current rotational position with respect to a predetermined reference position can be closed. From the signal S2, which was transmitted or interrogated at the time of the input of the signal S1, the control unit 20 can determine the rotational position of the rotary body 14 upon impact of the leading edge 32 on the rotary body 14 or arrival of the leading edge 32 in the receiving area 46. This is possible since the peripheral speed v u or rotational frequency of the rotary body 14, the feed speed v z and the distance b of the detection device 28 from the receiving area 46 are known.
- the rotational position determined in this way when a first sheet strikes or a signal directly linked thereto is stored as a desired rotational position by the control device.
- a signal S1 is also transmitted to the control device 20 by the detection device 28 and the current rotational position is determined by the drive 18 by signal S2. From this, the uncorrected rotational position can be determined on the expected rotational moment of the front edge 32 on the rotary body 14 (actual rotational position).
- a correction variable K is determined and transmitted to the drive. This correction variable K indicates the amount by which the circumferential or angular velocity of the rotary body 14 must be changed so that the position error is corrected until the leading edge 32 has reached the receiving region 46.
- the leading edge 32 of the sheet 30 is placed flush with the leading edge 36 of the stack 34.
- the first sheet 30 is electrostatically fixed to the rotary body 14 and the following sheets 30 are respectively fixed to the preceding sheet 30. Since the rotary body 14 acts as a counter electrode, the electrostatic charge is refreshed with each revolution. It has been shown that at field strengths of 0.7 to 6.0 kV / m in the receiving area 46 sheet stacks 34, 35 can be easily fixed from 2 to 24 paper sheets (with a maximum of 40-65 g / m 2 ).
- the complete stack 34 is peeled off by means of the switch 27 connected to the gap from the rotary body 14 and fed to a successor module 26. This is the last Supplied sheet 30 of the stack 34 and immediately transported away with the completed stack 34.
- Shorter sheets 30, 31 are generated, which are alternately assigned to one of the two stacks 34, 35.
- the control device 20 determines a plurality (here two) of the desired rotational positions and corrects the movement of the rotary body 14 accordingly so that the sheets 30, 31 are received flush with the leading edge 36, 37 of the stack 34, 35.
- the nominal rotational position is mathematically adjusted from sheet to sheet, e.g. to variably synchronize an additional sheet to the trailing edge or the center of an already recorded sheet.
Description
- Die vorliegende Erfindung betrifft eine Sammelvorrichtung gemäss dem Oberbegriff von Anspruch 1.
- Sammelvorrichtungen, die eine Mehrzahl von zugeführten Bögen nacheinander an einem rotierenden Drehkörper fixieren und dadurch einen Bogenstapel bilden, sind beispielsweise aus der
EP-A 1 471 022 , derUS-A 2002/0074716 , derDE 763 627 oder derDE 620 892 bekannt. Alle Sammelvorrichtungen sollen die Bögen einerseits fixieren und andererseits registergenau aneinander ausrichten. Die bekannten Sammelvorrichtungen weisen dazu Halte- und Anschlagelemente auf, die an der Aussenfläche des Drehkörpers angeordnet sind. Die Anschlagelemente bilden einen von der Aussenfläche radial nach aussen ragenden mechanischen Anschlag, an dem die vorlaufende Kante eines neu ankommenden Bogens ausgerichtet wird. Die Halteelemente fixieren den bzw. die Bögen mechanisch durch Einklemmen. Bei der Sammelvorrichtung gemässDE 763 627 oderDE 620 892 sind zwei Typen von Greifern vorhanden, die die Anschlag- bzw. Haltefunktion ausführen.EP-A 1 471 022 verwendet nur einen Typ von Greifern. Die baugleichen Greifer sind in zwei Gruppen unterteilt, die sich funktionsmässig als Anschlag- bzw. Halteelemente abwechseln. - Nachteilig an den bekannten Vorrichtungen sind die durch die mechanischen Anschlag- und Halteelemente vorgegebenen Aufnahmepositionen für die Bögen am Umfang des Drehkörpers. Durch diese definierten Aufnahmepositionen ist zum einen das Einrichten der Sammelvorrichtung aufwendig, denn ein Bogen muss so zugeführt werden, dass seine Vorlaufkante auf den Anschlag trifft. Des weiteren sind diese Sammelvorrichtungen unflexibel, denn sie haben lediglich eine festgelegte Aufnahmeposition. Die Aufnahme mehrerer Bögen an verschiedenen Aufnahmepositionen und damit die gleichzeitige Bildung mehrerer Bogenstapel bei kürzeren Formaten (Mehrfachnutzen), das Umschaltet von Einfach- zu Mehrfachnutzen oder die gegeneinander versetzte Aufnahme von Bögen ist nicht möglich.
- Es ist bekannt, bereits fertige Papierstapel oder bereits übereinanderliegende Papierbahnen durch elektrostatische Aufladung zusammenzuhalten, um sie einfacher weiterverarbeiten zu können, siehe z.B.
CH 659 035 DE-A-28 40 915 ). - Eine gattungsgemässe Sammelvorrichtung mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1 ist in der
EP-A-1 464 603 beschrieben. - Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Sammelvorrichtung zur Verfügung zu stellen, die das Sammeln von Bögen an zuvor nicht festgelegten Aufnahmepositionen und damit die flexible Verarbeitung auch unterschiedlicher Formate ermöglicht.
- Diese Aufgabe wird gelöst durch eine sammelvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Das Verfahren zum Betrieb der erfindungsgemässen Sammelvorrichtung zeichnet sich durch die Merkmale des Anspruchs 5 aus. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen.
- Die erfindungsgemässe Sammelvorrichtung umfasst in an sich bekannter Weise eine Zuführeinrichtung für Bögen, einen um eine Achse drehbar gelagerten Drehkörper, einen Antrieb, mit dem der Drehkörper in Rotation versetzbar ist, und eine Vorrichtung zur Erzeugung einer Haltekraft zum Fixieren von wenigstens zwei Bögen in Form eines Bogenstapels an der Aussenfläche des Drehkörpers, sowie eine Steuereinrichtung. Im Gegensatz zum Stand der Technik ist die Vorrichtung zur Erzeugung einer Haltekraft nicht am Drehkörper angeordnet, sondern umfasst eine Elektrodenanordnung, die wenigstens eine in einem Abstand vom Drehkörper und radial ausserhalb der Aussenfläche des Drehkörpers stationär angeordnete Elektrode aufweist. Sie erzeugt unter Verzicht auf mit dem Drehkörper mitbewegte mechanische Haltemittel eine den Bogenstapel am Drehkörper fixierende Haltekraft. Der Drehkörper und die Zuführeinrichtung werden derart synchronisiert angetrieben, dass die Bögen registergenau oder mit vorbestimmtem Versatz aufgenommen werden. Hierzu ist die Steuereinrichtung imstande, die Rotation des Drehkörpers und/oder die Zuführgeschwindigkeit der Zuführeinrichtung derart zu verändern, dass der ankommende Bogen unter Verzicht auf mit dem Drehkörper mitbewegte mechanische Anschlagmittel bündig oder mit einem vorbestimmten Abstand zu gegebenenfalls bereits fixierten Bögen fixiert wird. Auf diese Weise können an der Aussenfläche des Drehkörpers ein oder mehrere Bogenstapel gebildet werden, die Bögen in jeweils beliebiger Anordnung relativ zueinander umfassen können. Auch zwei oder mehr nur teilweise überlappende Bögen werden im Folgenden als "Bogenstapel" bezeichnet.
- Die oben erwähnte Vorrichtung zur Erzeugung einer Haltekraft wird im Gegensatz zum Stand der Technik nicht mitbewegt und ist ausserhalb des Drehkörpers angeordnet. Neben dem Drehkörper, der an der Erzeugung der Haltekraft beteiligt sein kann, sind nur radial von der Aussenfläche beabstandete vorrichtungsteile vorhanden. Die Haltekraft wird nicht nur punktuell und zeitlich getaktet durch an der Vorderkante angreifende Halteelemente, sondern bevorzugt zeitlich ununterbrochen und über einen Teil oder die gesamte Fläche des Bogens ausgeübt. Die auf einen Bogen wirkende Haltekraft ist somit trotz stationär angeordneter Vorrichtung zu ihrer Erzeugung im wesentlichen unabhängig von der Drehlage des Drehkörpers. Hierdurch gibt es keine vorgegebenen Aufnahmepositionen entlang der Aussenfläche des Drehkörpers.
- Mit dieser Konstruktion sind folgende Vorteile verbunden:
- Der Umfang des Drehkörpers kann flexibel zur Aufnahme von Bögen genutzt werden. Wenn die Formatlänge beispielsweise weniger als die Hälfte des Umfangs beträgt, können mehrere Bogenstapel zeitgleich gebildet werden. Die Umstellung von Einfach- auf Mehrfachnutzen ist ohne mechanischen Eingriff möglich. Hierzu muss lediglich die Steuerung angepasst werden.
- Die Aufnahme von Bögen unterschiedlichen Formats und ihre Ausrichtung in flexibler Weise relativ zueinander ist möglich, z.B. Ausrichtung eines Bogens an der vorderkante und des nächsten Bogens an der Hinterkante eines bereits abgelegten ersten Bogens.
- Indem sich die Haltekraft über einen Teil oder den gesamten Bogen verteilt, wird der Bogen punktuell weniger belastet.
- Kompliziertes zeitlich getaktetes Ansteuern von Haltemitteln entfällt.
- Die Haltekraft zum Fixieren der Bögen bzw. der Bogenstapel beruht auf elektrostatischer Aufladung der ankommenden Bögen. Bei der elektrostatischen Aufladung werden die beiden Flächen des Bogens mit entgegengesetzt gepolten Ladungen verstehen. Durch Anziehung dieser Ladungen werden die Bögen untereinander und an der Aussenfläche des Drehkörpers fixiert. Dies ist besonders geeignet für Papierbögen oder Bögen aus einem anderen elektrisch isolierenden Material. Die Aufladung kann durch ein im Bereich der Zuführeinrichtung ober- und unterhalb der Bogenebene angeordnetes Elektrodenpaar erfolgen. Eine besonders gute Haltewirkung ergibt sich jedoch, wenn der Drehkörper, der dazu zumindest an der Aussenfläche elektrisch leitfähig ist, als Gegenelektrode zur ausserhalb des Drehkörpers angeordneten Elektrode, z.B. einer Spitzenelektrode, verwendet wird, insbesondere geerdet ist.
- Der Antrieb der Zuführeinrichtung und der Antrieb des Drehkörpers stehen vorzugsweise in einer Master-Slave-Beziehung zueinander. Der Drehkörper dreht bis zum Aufnehmen eines ersten Bogens kontinuierlich und ungeregelt mit einer vorgegebenen Geschwindigkeit. Das Zuführen eines Bogens mittels der Zuführeinrichtung wird der Steuereinrichtung mittels einer vorzugsweise optischen Erfassungseinrichtung, z.B. einer Lichtschranke, mitgeteilt. Diese detektiert die Vorlauf- oder Nachlaufkante eines Bogens oder eine auf dem Bogen angeordnete Registermarke und übermittelt der Steuereinrichtung ein entsprechendes Steuersignal. Die Steuereinrichtung, die vorzugsweise die Drehlage des Drehkörpers kontinuierlich erfassen kann, registriert die Drehlage zum Zeitpunkt des Eintreffens des Steuersignals. Hieraus und aus der bekannten Umdrehungsgeschwindigkeit wird die Position des ersten Bogens bei seiner Aufnahme auf dem Drehkörper ermittelt, z.B. die Drehlage bei Ankunft der Vorlaufkante an der Aussenfläche des Drehkörpers. Eine entsprechende Grösse wird als SOLL-Drehlage abgespeichert, die bei Ankunft eines weiteren Bogens wieder eingenommen werden muss. Bei Erfassen eines weiteren Bogens durch die Erfassungseinrichtung wird ebenfalls die Drehlage des Drehkörpers registriert und eine Korrekturgrösse ermittelt, mittels derer die Umdrehungsgeschwindigkeit so angepasst wird, dass die Drehlage bei Aufnahme des weiteren Bogens, z.B. bei Ankunft der Vorlaufkante an der Aussenfläche, der SOLL-Drehlage entspricht.
- Die Rollen der beiden Antriebe können im Prinzip auch vertauscht werden, d.h. der Drehkörper (Master) kann mit vorgegebener Geschwindigkeit angetrieben und die Zuführeinrichtung (Slave) nachgeregelt werden.
- Anstatt dass eine Erfassungseinrichtung ein Steuersignal erzeugt, welches der Steuereinrichtung das Ankommen eines Bogens meldet, kann auch ein Triggersignal einer vorgeordneten Einheit, z.B. eines Druckers oder einer Schneidevorrichtung, verwendet werden. Wenn eine an sich feste Beziehung zwischen dem Zeitpunkt dieses Triggersignals und dem Zeitpunkt der Aufnahme am Drehkörper besteht, kann auch aus einem solchen Triggersignal die SOLL-Drehlage ermittelt werden.
- Die erfindungsgemässe Sammelvorrichtung lässt sich besonders vorteilhaft im Zusammenhang mit der Herstellung von digitalen Zeitungen "on demand", d.h. in Kleinstauflagen, einsetzen. Hierbei werden die zu einer Zeitung gehörenden Bögen in Serie mit einer Digitaldruckmaschine gedruckt. Einer ersten Zeitung mit einem ersten Format folgt oft eine zweite Zeitung mit einem davon verschiedenen Format. Die Zeitungen können auch "habe" Bögen oder Beilagen in einem weiteren Format enthalten. Die Sammelvorrichtung ermöglicht ein quasi instantanes, rein steuerungstechnisches Umschalten zwischen verschiedenen Formatlängen von einer Zeitung zur nächsten oder innerhalb derselben Zeitung.
- Ein Beispiel für eine erfindungsgemässe Sammelvorrichtung ist in den Zeichnungen dargestellt und nachfolgend beschrieben. Es zeigen rein schematisch:
- Fig. 1
- eine Sammelvorrichtung und eine vorgelagerte Querschneidevorrichtung beim Sammeln von einem Bogenstapel am Umfang des Drehkörpers;
- Fig. 2
- die Sammelvorrichtung aus
Fig. 1 beim Sammeln von jeweils zwei Bogenstapeln am Umfang des Drehkörpers. - Die erfindungsgemässe Sammelvorrichtung 10 umfasst eine Zuführeinrichtung 12 und einen um eine Achse A drehbaren Drehkörper 14 in Form eines Zylinders bzw. einer Trommel. In
Fig. 1 ist die Bildung eines Bogenstapels 34 aus einzelnen Bögen 30 gezeigt (Einfachnutzen), währendFig. 2 die gleichzeitige Bildung zweier Bogenstapel 34, 35 aus Bögen 30, 31 zeigt (Mehrfachnutzen) . Die Sammelvorrichtung 10 ist in beiden Fällen gleich gestaltet, inFig. 2 sind jedoch aus Gründen der Übersichtlichkeit einzelne Elemente weggelassen. - Im folgenden wird der Aufbau der Sammelvorrichtung 10 beschrieben:
- Die Zuführeinrichtung 12 umfasst vorliegend eine Mehrzahl von Förderrollenpaaren 13, die mit einem Antrieb 22 bewegt werden, um einen ankommenden Bogen 30, 31 mit einer Zuführgeschwindigkeit vz in einer hier horizontalen Zuförderebene E in Förderrichtung F zum Drehkörper 14 zu bewegen. Die Zuförderebene E verläuft hier tangential zum Zylindermantel bzw. zur Aussenfläche 16 des Drehkörpers 14, jedoch ist auch eine gekrümmte Zuführung denkbar. Als Aufnahmebereich 46 wird derjenige Bereich bezeichnet, in dem die Zuförderebene E auf die Aussenfläche 16 des Drehkörpers 14 trifft bzw. sich minimal daran annähert, hier der Bereich um den obersten Punkt des Drehkörpers 14.
- Ein weiterer Antrieb 18 ist vorgesehen, um den Drehkörper 14 in Rotation zu versetzen. Die Umfangsgeschwindigkeit vu an der Aussenfläche 16 des Drehkörpers 14 ist vorliegend in den Grenzen des Regelbereichs etwa gleich der Zuführgeschwindigkeit vz.
- Die Aussenfläche 16 des Drehkörpers 14 weist erfindungsgemäss keine radial nach aussen ragenden mechanischen Elemente auf. Es befindet sich also kein am Drehkörper 14 angeordnetes mechanisches Element innerhalb desjenigen Raumbereichs 42, der von einem an der Aussenfläche 16 anliegenden Bogen 30, 31 bzw. Bogenstapel 34, 35 während der Rotation des Drehkörpers 14 überstrichen wird. Dieser Raumbereich 42 hat die Form eines Zylinders mit ringförmiger Grundfläche. Unter Aussenfläche 16 wird diejenige Fläche verstanden, an die sich der Bogen 30, 31 bzw. Bogenstapel 34, 35 im Betrieb anlegt. Sie kann auch durchbrochen sein, z.B. aus mehreren Segmenten bestehen.
- Eine Vorrichtung zur Erzeugung einer Haltekraft 23 umfasst vorliegend eine Elektrode bzw. Elektrodenanordnung 24, die radial ausserhalb des Drehkörpers 14 angeordnet ist. Sie befindet sich in einem Abstand d oberhalb des Drehkörpers 14. Zwischen Drehkörper 14 und der Elektrode 24 wird ein Förderspalt 44 gebildet. Der Abstand d beträgt etwa zwischen 20 und 40 mm.
- Die Elektrode 24 ist konstant an eine Hochspannungsquelle 25 angeschlossen, während der Drehkörper 14 geerdet ist und als Gegenelektrode wirkt. Es liegt eine Gleichspannung von etwa 10 bis 30 kV an. Vorzugsweise wird ein Spitzenelektroden-Gerät eingesetzt, das mehrere in scharfe Spitzen auslaufende Einzelelektroden aufweist, die quer zur Zuförderrichtung F angeordnet sind.
- In Zuförderrichtung F vor dem Drehkörper 14 befindet sich eine Erfassungseinrichtung 28 zum Abtasten der Vorlaufkante 32 eines Bogens bzw. anderer Bogenmerkmale, z.B. von aufgedruckten Registermarken. Die Erfassungseinrichtung ist vorzugsweise ein optischer Sensor, z.B. eine Lichtschranke.
- Zum Ausschleusen eines Bogenstapels 34, 35 ist eine mechanische Weiche 27 vorhanden, die von aussen in den oben beschriebenen Raumbereich 42 eingefahren werden kann, um den Bogenstapel 34, 35 von der Aussenfläche 16 des Drehkörpers 14 abzuschälen. Die inaktive Position der Weiche 27 ist vorliegend mit durchgezogenen Linien, die aktive Position gestrichelt dargestellt. Zum Wegfördern des Bogenstapels 34, 35 dient eine Wegfördereinrichtung 26, die z.B. analog zur Zufördereinrichtung mit angetriebenen Förderrollenpaaren 26' gestaltet ist. Als Alternative kann die Weiche auch innerhalb der Aussenfläche 16 vorzugsweise stationär so angeordnet sein, dass sie von innen in den Raumbereich 42 einfahren und den Bogenstapel 34, 35 abheben kann, worauf dieser von der Wegfördereinrichtung 26 übernommen wird.
- Eine Steuereinrichtung 20 steuert die Antriebe 18, 22 des Drehkörpers 14 bzw. der Zufördereinrichtung 12 und erhält Signale S1, S2 von der Erfassungseinrichtung 28 bzw. vom Antrieb 18 des Drehkörpers 14.
- Der Sammelvorrichtung 10 ist ein Vorgängermodul 40 vorgelagert, durch welches die Bögen 30, 31 bzw. die noch ununterteilte Materialbahn mit einer Geschwindigkeit vp zur Zufördereinrichtung 12 gefördert werden. Es ist ebenfalls ein Antrieb 41 vorgesehen. Das Vorgängermodul 40 ist hier eine Querschneidevorrichtung, die eine kontinuierliche Materialbahn in einzelne Bögen 30, 31 trennt.
- Die Bögen 30, 31 werden in der Zuführeinrichtung 12 mit einer Zuführgeschwindigkeit vz gefördert. Die Steuereinrichtung 20 gibt dazu ein entsprechendes Steuersignal an den Antrieb 22. Ebenso gibt die Steuereinrichtung 20 die Umfangsgeschwindigkeit vu der Drehkörpers 14 durch ein entsprechendes Steuersignal an den Antrieb 18 vor. Die Umfangsgeschwindigkeit vu entspricht der Zuführgeschwindigkeit vz.
- Um zwischen den im Vorgängermodul 40 lückenlos bzw. sogar als kontinuierliche Bahn geförderten Bögen 30, 31 eine Lücke 38 herzustellen, ist die Zuführgeschwindigkeit vz um das Verhältnis Lückenlänge 1 zu Bogenlänge L grösser als die Geschwindigkeit vp im Vorgängermodul 40. Die Lückenlänge 1 wird so an die Bogenlänge L angepasst gewählt, dass Bogenlänge L plus Lückenlänge 1 dem Umfang des Drehkörpers 14 entspricht (
Fig. 1 ). Beim Sammeln von Mehrfachnutzen (Fig. 2 ) entspricht die Summe von n Bögen plus n Lücken dem Drehkörperumfang. Das so berechnete Geschwindigkeitsverhältnis vz zu vp wird über die Steuereinrichtung 20 auf elektronischem Weg eingestellt, wobei das Vorgängermodul 40 die Geschwindigkeit vp vorgibt. Ein entsprechendes Vorschubsignal wird digital an die Steuereinrichtung 20 weitergeleitet. Der Antrieb 41 des Vorgängermoduls 40 und der Antrieb 22 der Zuführeinrichtung 12 sind daher über ein elektronisches Getriebe miteinander gekoppelt, so dass das Übersetzungsverhältnis variabel ist. Sollen Bögen unterschiedlicher Länge L zu einem gemeinsamen Stapel 34, 35 gesammelt werden, wird die Zuführgeschwindigkeit vz und damit auch die Umfangsgeschwindigkeit vu während des Sammelns geändert. So muss beispielsweise nach einem Bogen 30, 31 mit kürzerer Bogenlänge L durch Erhöhung von vz und vu eine grössere Lücke 38 erzeugt werden, damit die Vorlaufkante 32 eines nachfolgenden Bogens wieder registergenau auf dem Stapel 34, 35 zu liegen kommt. Die Steuereinrichtung 20 wertet dazu Triggersignale vom Vorgängermodul 40 aus, mit denen die Bogenlänge L bzw. die Schneidevorgänge angezeigt werden. - Der Drehkörper 14 wird bis zum Aufnehmen eines ersten Bogens 30 kontinuierlich, ungeregelt angetrieben. Sobald die Vorlaufkante 32 eines durch die Zufördereinrichtung 12 geförderten ersten Bogens 30 durch die Erfassungseinrichtung 28 erfasst wird, übermittelt die Erfassungseinrichtung 28 ein Signal S1 an die Steuereinrichtung 20. Der Bogen 30 wird unterdessen weitergefördert und trifft im Aufnahmebereich 46 auf den Drehkörper 14. In diesem Bereich befindet sich vorliegend auch die Elektrode 24. Mit der Elektrode wird zuerst die Vorlaufkante 32 und beim Weiterdrehen des Drehkörpers 14 der gesamte Bogen 30 elektrostatisch aufgeladen und so am Drehkörper 14 fixiert. Die Drehlage beim Aufnehmen eines ersten Bogens 30 ist beliebig, da es keine durch mechanische Elemente vorgegebenen Aufnahmepositionen gibt. Zur Synchronisation nachfolgender Bögen 30 ist die Steuereinrichtung 20 imstande, die Drehlage beim Aufnehmen eines ersten Bogens oder eine dazu proportionale Grösse zu ermitteln, als SOLL-Drehlage abzuspeichern und die Antriebe 18 bzw. 22 derart zu beeinflussen, dass die SOLL-Drehlage auch bei Ankunft eines weiteren Bogens 30 wieder eingenommen wird. Die Steuereinrichtung 20 wirkt daher als Positionsregler für den Drehkörper 14.
- Die Steuereinrichtung 20 erhält dazu kontinuierlich oder auf Anforderung Signale S2 vom Antrieb 18 des Drehkörpers 14, aus welchen auf die momentane Drehlage mit Bezug auf eine vorbestimmte Referenzposition geschlossen werden kann. Aus dem Signal S2, das zum Zeitpunkt des Eingangs des Signals S1 übermittelt bzw. abgefragt wurde, kann die Steuereinheit 20 die Drehlage des Drehkörpers 14 bei Auftreffen der Vorlaufkante 32 auf den Drehkörper 14 bzw. Eintreffen der Vorlaufkante 32 im Aufnahmebereich 46 bestimmen. Dies ist möglich, da die Umfangsgeschwindigkeit vu bzw. Umdrehungsfrequenz des Drehkörpers 14, die Zufördergeschwindigkeit vz und der Abstand b der Erfassungseinrichtung 28 vom Aufnahmebereich 46 bekannt sind.
- Die auf diese Weise bestimmte Drehlage beim Auftreffen eines ersten Bogens oder ein damit direkt verknüpftes Signal wird als SOLL-Drehlage von der Steuereinrichtung abgespeichert.
- Beim Abstasten der Vorlaufkante 32 eines weiteren Bogens 30 wird durch die Erfassungseinrichtung 28 ebenfalls ein Signal S1 an die Steuereinrichtung 20 übermittelt und die aktuelle Drehlage wird vom Antrieb 18 per Signal S2 ermittelt. Hieraus kann die unkorrigierte Drehlage beim erwarteten Auftreffen der Vorderkante 32 auf den Drehkörper 14 ermittelt werden (IST-Drehlage). Aus Vergleich der IST-Drehlage mit der SOLL-Drehlage wird eine Korrekturgrösse K ermittelt und an den Antrieb übertragen. Diese Korrekturgrösse K gibt an, um welchen Betrag die Umfangs- bzw. Winkelgeschwindigkeit des Drehkörpers 14 verändert werden muss, damit der Positionsfehler korrigiert ist, bis die Vorlaufkante 32 den Aufnahmebereich 46 erreicht hat. Damit wird die Vorlaufkante 32 des Bogens 30 bündig zur Vorlaufkante 36 des Stapels 34 abgelegt.
- Zur Herstellung eines Bogenstapels 34 gemäss
Fig. 1 werden der erste Bogen 30 elektrostatisch am Drehkörper 14 und die folgenden Bögen 30 jeweils auf dem vorangehenden Bogen 30 fixiert. Da der Drehkörper 14 als Gegenelektrode wirkt, wird die elektrostatische Aufladung bei jeder Umdrehung aufgefrischt. Es hat sich gezeigt, dass sich bei Feldstärken von 0,7 bis 6,0 kV/m im Aufnahmebereich 46 Bogenstapel 34, 35 von 2 bis 24 Papierbögen (mit maximal 40-65 g/m2) problemlos fixieren lassen. - Der komplette Stapel 34 wird mittels der in die Lücke geschalteten Weiche 27 vom Drehkörper 14 abgeschält und einem Nachfolgemodul 26 zugeführt. Dabei wird der letzte Bogen 30 des Stapels 34 zugeführt und sogleich mit dem komplettierten Stapel 34 abtransportiert.
- Bei Mehrfachnutzen gemäss
Fig. 2 werden kürzere Bögen 30, 31 erzeugt, die jeweils abwechselnd einem der beiden Stapel 34, 35 zuzuordnen sind. Die Steuereinrichtung 20 ermittelt mehrere (hier zwei) SOLL-Drehlagen und korrigiert die Bewegung des Drehkörpers 14 entsprechend, so dass die Bögen 30, 31 bündig zur Vorlaufkante 36, 37 des Stapels 34, 35 aufgenommen werden. - Des weiteren ist es möglich, dass die SOLL-Drehlage von Bogen zu Bogen rechnerisch angepasst wird, z.B. um einen weiteren Bogen variabel auf die Nachlaufkante oder die Mitte eines bereits aufgenommenen Bogens zu synchronisieren.
Claims (6)
- Sammelvorrichtung (10) zum Zusammentragen von Bögen (30, 31), insbesondere von bedruckten Papierbögen, zur Bildung eines Bogenstapels (34, 35) mit- einem um eine Achse (A) drehbar gelagerten Drehkörper (14),- einem Antrieb (18), mit dem der Drehkörper (14) in Rotation versetzbar ist,- einer Zuführeinrichtung (12) zum Zuführen von Bögen (30, 31) zum Drehkörper (14),- einer Vorrichtung (23) zur Erzeugung einer Haltekraft zum fixieren von aus wenigstens zwei Bögen (30, 31) bestehenden Bogenstapeln (34, 35) an der Aussenfläche (16) des Drehkörpers (14), und- einer Steuereinrichtung (20), die imstande ist, die Rotation des Drehkörpers (14) und/oder die Zuführgeschwindigkeit (vz) der Zuführeinrichtung (12) derart zu verändern, dass ein ankommender Bogen (30) bündig oder mit einem vorbestimmten Abstand zu bereits fixierten Bögen (30) fixiert wird,dadurch gekennzeichnet, dass- die Sammelvorrichtung eine mit der Steuereinrichtung (30) verbundene Erfassungseinrichtung (28) umfasst, die eine Vorlauf- oder Nachlaufkante (32) eines aufzunehmenden Bogens (30) und/oder eine am Bogen (30) angeordnete Registermarke erfasst und ein entsprechendes Signal (S1) an die Steuereinrichtung (20) übermittelt,- die Vorrichtung (23) zur Erzeugung einer Haltekraft eine, wenigstens eine in einem Abstand (d) vom Drehkörper (14) und radial ausserhalb der Aussenfläche (16) des Drehkörpers (14) stationär angeordnete Elektrode aufweisende Elektrodenanordnung (24) sowie eine damit verbundene Spannungsquelle (25) umfasst, mit deren Hilfe ein ankommender Bogen (30) elektrostatisch geladen wird, um die den Bogenstapel (34, 35) am Drehkörper (14) fixierende Haltekraft zu erzeugen, und- die die Drehlage des Drehkörpers (14) kontinuierlich erfassende Steuereinrichtung (20) in Abhängigkeit von einem ersten, einen ersten ankommenden Bogen betreffenden Signal (S1) der Erfassungseinrichtung (28) und einem der momentanen Drehlage des Drehkörpers (14) entsprechenden zweiten Signal (S2) eine SOLL-Drehlage des Drehkörpers (14) ermittelt, sowie in Abhängigkeit von einem dritten, einen weiteren ankommenden Bogen (30) betreffenden Signal (S1) der Erfassungseinrichtung (28), des gleichzeitig erfassten zweiten Signals (S2) und der zuvor ermittelten SOLL-Drehlage eine Korrekturgrösse (K) ermittelt und anhand dieser Korrekturgrösse (K) derart auf den Antrieb (18) des Drehkörpers (14) und/oder die Zuführeinrichtung (12) einwirkt, dass der Drehkörper (14) die SOLL-Drehlage bei Aufnahme des weiteren Bogens (30) einnimmt.
- Sammelvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Drehkörper (14) eine geschlossene oder unterbrochene zylindermantelförmige Aussenfläche (16) ohne radial davon nach aussen ragende Elemente aufweist.
- Sammelvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Drehkörper (14) als Gegenelektrode wirkt, wobei vorzugsweise wenigstens die Aussenfläche (16) des Drehkörpers (14) elektrisch leitfähig ist und wobei der Drehkörper (14) vorzugsweise geerdet ist.
- Sammelvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Feldstärke an der Aussenfläche (16) des Drehkörpers (14) im Bereich der Elektrodenanordnung (24) wenigstens 0,6 V/m beträgt, vorzugsweise zwischen 0,6 und 7,0 kv/m liegt.
- Verfahren zum Betrieb einer Sammelvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass- die Vorrichtung (23) zur Erzeugung einer Haltekraft kontinuierlich betrieben wird,- der Drehkörper (14) und die Zuführeinrichtung (12) kontinuierlich angetrieben werden, und- die Steuereinrichtung (20) den Antrieb (18) des Drehkörpers (14) und die Zuführeinrichtung (12) derart aufeinander abgestimmt ansteuert, dass ein ankommender Bogen (30) bündig oder mit einem vorbestimmten Abstand zu bereits fixierten Bögen (30) fixiert wird.
- Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Zuführeinrichtung (12) mit vorgegebener Geschwindigkeit (vz) und der Drehkörper (14) mit daran angepasster, jedoch innerhalb gewisser Grenzen variabler Geschwindigkeit (vU) angetrieben wird.
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