JPH11130312A - 空気クッション式案内装置、これを備えた枚葉オフセット印刷機、および枚葉紙の浮遊高さの調節方法 - Google Patents

空気クッション式案内装置、これを備えた枚葉オフセット印刷機、および枚葉紙の浮遊高さの調節方法

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JPH11130312A
JPH11130312A JP10243810A JP24381098A JPH11130312A JP H11130312 A JPH11130312 A JP H11130312A JP 10243810 A JP10243810 A JP 10243810A JP 24381098 A JP24381098 A JP 24381098A JP H11130312 A JPH11130312 A JP H11130312A
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air cushion
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 印刷済枚葉紙用の空気クッション式案内装置
において、運転中でも枚葉紙の様々な紙質に適合させる
ことができるようにするとともに、枚葉紙の浮遊高さを
簡単に変更できるようにする。 【解決手段】導風体413のノズル412a、412b、412cから
出る空気の体積流れ、および/または、導風体413と案
内される枚葉紙401との間の流れ速度が、互いに独立
に、この2つの値の間の釣り合いが保持されるように調
節可能である。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、枚葉紙または巻き
取り紙材料用の空気クッション式案内装置、特に、印刷
機械における印刷済枚葉紙用の空気クッション式案内装
置であって、導風体と案内される材料との間に吹き付け
られる空気により、ノズル開口を有する少なくとも1つ
の導風体にわたって案内対象の枚葉紙または巻き取り紙
が搬送用空気クッション上で支持されるようになってい
る空気クッション式案内装置に関する。
【0002】
【従来の技術】このような空気クッション式案内装置は
例えばドイツ特許公開公報第4427448号およびドイツ特
許公開公報第4242730号に記載されている。これらの空
気クッション案内装置は、特に、例えばオフセット印刷
機の排紙装置において印刷されたばかりでまだ湿ってい
る枚葉紙を印刷ユニットから排紙パイルへ非接触で搬送
すること、または、枚葉紙反転装置において、2つの圧
胴間で枚葉紙を渡し胴などに搬送するために、様々な形
状と構成で用いられる。この場合、部分的に両面印刷さ
れインキ着けによって異なる様々な種類の紙を、確実
に、即ち、裏移りがない状態で搬送しなければならな
い、という問題が生じる。しかし、ノズルの数と形状に
よって、そしてまたノズルを通して吹き付けられる空気
量によって決まるような固定的な特性を備えた空気クッ
ション式案内装置では、全ての種類の紙を同じように良
好に保障することはできない。
【0003】一般的には、導風体上の枚葉紙の浮遊高さ
が大きくなればなるほど、裏移りの危険性は少なくなる
と考えられている。しかし、このことはかならずしも全
ての場合にあてはまるわけではない。その理由は、流体
力学的パラドックスの原理にしたがって作用する空気ク
ッション式案内装置では、案内の安定性は、空気クッシ
ョンの高さに左右されるからである。すなわち、厚い空
気クッションは不安定であり、つまり、この厚い空気ク
ッションにあっては、間隔が変化する場合の空気クッシ
ョンによって案内される枚葉紙へ加わる復元力が、導風
体と枚葉紙との間の間隔が小さい浮遊式案内を行う場合
にくらべ、非常に少なくなっている。この後者の場合で
は、案内される枚葉紙は、ノズルから流れ出る空気の高
速な流れ速度によって安定化、つまり、強い復元力によ
って案内されるようになる。この後者の場合のような、
導風体と枚葉紙との間の間隔がわずかである場合につい
ては、導風板との間の間隔が少なすぎると、固く厚い紙
質の場合に問題が生じるものの、特に薄く柔らかい紙の
場合には最も適した手法である。
【0004】したがって、空気クッション式案内が可能
である場合、すなわち、枚葉紙下側における吹付け空気
の高速な流れ速度により、案内される枚葉紙との間隔が
大きく保たれ、そしてまた同時に、高い安定性が保たれ
るような空気クッション式案内が可能である場合には、
このような手法は最適である。しかし、流体力学的パラ
ドックスにしたがって作用する空気クッションの場合に
おいては、ただ「送風機を開ける」ことにより、そして
また、この結果として空気クッションに吹き込まれる空
気量が増大して枚葉紙が持ち上げられることにより、こ
のような手法を実現できると考えることは間違いであ
る。このことは、図4により明らかである。この図で
は、従来技術における空気クッションの作動状態が示さ
れている。すなわち、グラフcは、ノズルによって空気
クッションに吹き込まれる速度cの関係を表しており、
グラフQは、ノズルに空気を供給する導風体チャンバの
吸入圧PVにそのつど依存する体積流れQを表してい
る。圧力上昇時には、この2つの値は、大体において同
じような大きさ、すなわち、互いに釣り合いがとれたよ
うな状態になっている。これとは反対に、グラフhで示
す浮遊高さは、圧力変化時に0.5ミリバール〜10ミリバ
ールの比較的広い範囲にわたってほぼ同じ状態となって
いる。
【0005】これにより、空気クッション用に用いられ
る圧縮空気を制御することによって、さまざまな紙質に
合わせ、案内される枚葉紙の浮遊高さを調節することは
不可能なので、過去には他の手法が採用されていた。例
えば冒頭で取上げたドイツ特許公開公報第4242730号で
は、交換可能な取替え式カセットに空気用開口もしくは
ノズルが備えられていること、すなわち、空気クッショ
ンを案内対象物に適合させることはカセットの交換によ
って行われることが示されている。しかし、このカセッ
ト交換は、印刷機の運転中には不可能であるとともに自
動化することもできない。
【0006】ドイツ特許公開公報第4209067号では、補
助吹付けノズルにより枚葉紙の浮遊高さが枚葉紙の中央
部分で増大するようになっている枚葉紙送り装置が記載
されており、この補助吹付けノズルの噴流は、枚葉紙上
面へ垂直に当たり、そして、この補助噴射エアの脈動作
用により枚葉紙の中央を持ち上げるようになっている。
これにより、場合によっては枚葉紙の幅にわたって浮遊
高さが均一となり、浮遊高さは全体にわたって変化する
ことがない。
【0007】ドイツ特許公開公報第1774126号において
も、流体力学的パラドックスにしたがって作用するノズ
ルの組み合わせが記載されているとともに、案内される
巻き取り紙の浮遊高さを均一化するためにこの案内され
る巻き付け紙へ垂直に向けられた、巻き取り紙材料とし
ての吹付けノズルが記載されている。しかし、この場合
においても、装置運転時における浮遊高さを、さまざま
な材料の材質に合わせることは不可能である。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】ドイツ特許公開公報第
2020430号では、案内される巻き取り紙と導風体との間
に間隔を置くための少なくとも2つの安定した領域が生
じるように、巻き取り紙材料の案内用として翼形状に形
成された、空気クッションの導風体が、機械的に切り替
えられるようになっていることが知られている。この場
合、導風体の特性は、この導風体が一方では空気クッシ
ョンノズルとして他方では搬送面ノズルとして作用する
ように、すなわち、流体力学的パラドックスにしたがっ
て作用するように切り替えられる。しかし、この場合で
は、案内される平坦材部分における、空気クッション特
性から得られるより大きな間隔は、この種のノズルによ
って生じる空気クッションの安定性が低減する代償とし
て得られるものである。
【0009】本発明の目的は、運転中であっても、案内
される材料の様々な特性に適合させることができるとと
もに、特に、案内される枚葉紙もしくは案内される巻き
取り紙の浮遊高さをも簡単な自動化工程によって変更で
きるような空気クッション式案内装置を提供するととも
に、これに適した方法を提供することにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】この目的は、請求項1か
ら請求項20に示された特徴によって達成されるもので
ある。
【0011】本発明は、流体力学的パラドックスにした
がって作用する空気クッション式案内装置における浮遊
高さは、ノズルから出る空気の体積流れと空気の流れ速
度との間における釣り合い状態が、導風体と案内対象物
との間で保持される場合にだけ、実質的に変えることが
できる、という認識に基づいてなされたものである。。
これを実現するため、空気の体積流れおよび/または空
気の流れ速度を、互いに独立に状態で調節するようにし
ているとともに、これにより、この2つの値の間におけ
る商を変えるようにしている。
【0012】この方策により、流体力学的パラドックス
の原理により得られる安定を維持しながら、案内される
案内対象物部分の浮遊高さだけに限定されず他の値につ
いても様々な値に調節することができる。空気の体積流
れと搬送用空気クッションの運動エネルギを、反作用が
ない状態で目的に合わせて変化させることにより、印刷
用枚葉紙の吸湿の性質と程度、発生する遠心力、渦巻き
流、熱風乾燥機からの空気の噴射など、印刷機運転中に
現れる他の影響に対して、最適な状態で空気クッション
式案内装置を適応させることができる。これにより、作
業者は、さらに、案内される枚葉紙に影響を与えたり印
刷工程の結果を最適化したりすることが可能になる。
【0013】前述の2つの値を互いに独立に調節するこ
とは、案内される材料によって覆われる有効なノズル開
口の数を変えることによって可能となる。これは、例え
ば、導風体が複数のノズル群を備え、各々のノズル群は
別個にオン・オフ状態の切り替えが可能な状態で吹付け
空気が供給されるようにすることによりなされる。した
がって、このノズル群は、切替え弁を介して共通の吹付
け空気発生装置に接続することができ、または、各々の
ノズル群を別個の吹付け空気発生装置に接続することが
できる。この切替え弁を機械的に制御して動作させるこ
とにより、または、吹付け空気発生装置をオン状態にす
ることにより、案内される材料または枚葉紙の下側で
は、空気の流れ速度が同時に変化することなく空気の体
積流れが全部合わせて増大する。この手法により、案内
される材料または枚葉紙の浮遊高さは、案内時の安定性
を損なうことなく増大するようになる。
【0014】同じようにして、例えば、電動式のフラッ
プ板、スライダなどにより、個々のノズル開口の有効な
断面、個々のノズル群の有効な断面、または全てのノズ
ル開口の有効な断面を変えることが可能になる。これに
より、ノズルは、例えば電動式の伝導装置によって変形
させられるようなフラップ状の柔らかい舌片を備えるこ
とができる。バイメタルプレートとしてのこの舌片の好
適な構成にあっては、ノズル開口の断面は、空気の流れ
の温度によっても変化するようになっており、または、
舌片が軽度の柔らかさを有している場合、ノズルにおい
て形成される圧力差の影響によって変化するようになっ
ている。
【0015】本発明の特に好適な実施態様では、導風体
は少なくとも2つのノズル群と、様々な消費装置特性曲
線群、すなわち、ノズル開口における供給圧pvについて
の、ノズル開口から出る体積流れの様々な関係とを有し
ている。この特性曲線が例えば係数2以上で異なってい
る場合、この2つのノズル群の圧力pv 1、pv2の関係
を制御することにより、案内される材料の下側で効果的
に形成される搬送用空気の流れ速度cと、全体を合わせ
て空気クッションへ吹き込まれる体積流れQとの商が影
響を受け、そしてこれにより、浮遊高さhも影響を受け
る。この2つのノズル群の消費装置特性曲線が異なるほ
ど、この影響の度合いも大きくなることはもちろんであ
り、これにより、例えば送風機、放射器、または軸流送
風機のような、様々な高い吸入圧や体積流れを最初から
自由に扱うことができる様々な吹付け空気発生装置によ
ってノズル群を駆動するようにすることも好ましい。
【0016】本発明の実施態様は、特に自動化すること
について優れている。その理由は、浮遊高さを制御する
ために、例えば、2つのノズル群に空気を供給するこれ
らの吹付け空気発生装置の回転数のみを互いに独立に制
御できるようにすればよいからである。
【0017】できるだけ簡単な自動化を行うためには、
空気クッションによって案内される材料の浮遊高さまた
は浮遊高さの変化の度合いを目的値として入力すること
ができ、これらの入力に応じて、ノズル開口から流れ出
る空気体積を変えるために、および/または導風体と案
内される材料との間における流れ速度を変えるための制
御量を算出するような電子制御装置を備えることが目的
にかなっている。この場合、この制御量の算出は、予め
記憶された1次元または2次元の特性曲線フィールドに基
づいて行うことができるようになっている。
【0018】
【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して説明する。
【0019】図1では枚葉印刷機の排紙装置1が概略的
に示されている。ここでは、くわえつめブリッジ2に前
縁部を把持された枚葉紙4が、図示されていない最後部
の印刷ユニットにおいて、いわゆる導風体3上で排紙パ
イル6上へ向かう方向に送られるようになっている。図
2の拡大図から明らかなように、導風体3は箱状に形成
され、この中空の内部へ送風機7が接続管8を通して空
気を吹き込むようになっており、これにより複数のノズ
ル開口5を通して漏出するような超過圧力pvを生じさ
せるようになっている。そして、これにより、導風体3
もしくはその表面と、この導風体3表面上を案内される
枚葉紙4の下面との間に空気クッションが形成されるよ
うになっている。
【0020】図3では、空気クッション式案内装置にお
ける2つの実質的な構成要素の好適な特性曲線、つま
り、典型的な空気発生装置すなわち送風機の特性曲線
(グラフB)と、消費装置すなわち導風体における複数
のノズル開口の特性曲線(グラフA)とが示されてい
る。ここでは、それぞれ、発生装置によって発生させら
れた体積流れQと、消費装置を通り超過圧力pv、すな
わち絞り弁として機能する消費装置における圧力に依存
する体積流れと、この消費装置の絞り弁機能に基づき発
生装置から生じる圧力差と、が重ねて示されている。絞
り弁として機能するノズル開口を備えた消費装置の特性
曲線(グラフA)は、0位置から出発して増加してい
る。これとは反対に、空気発生装置の特性曲線(グラフ
B)は、消費装置の絞り弁機能に基づき体積流れが0に
向かう場合、すなわち全てのノズル開口が閉じている場
合に、最大圧力に達している。空気クッション式案内装
置の運転点p1は、空気発生装置の特性曲線Bと空気消費
装置の特性曲線Aとの交点として得られるものである。
【0021】空気発生装置の出力が変化すると、たとえ
ば送風機の回転数が変化することにより、または導管内
を絞ることにより、さらにまたは消費装置導管へつなが
るバイパスにより、発生装置の特性曲線Aは、図3の点
線によるグラフB'およびB"によって示すように変化す
る。しかし、空気クッション式案内装置用の運転点とし
て、変化しない消費装置特性曲線を有する交点が得られ
るようになっている。これに応じ、体積流れは、図3に
おけるグラフAの太字部分で示すように、送風機の出力
変化により、ノズルにおける圧力とほぼ釣り合った状態
で変化させられるようになる。図4に示すように、流れ
速度はこの側でこの圧力に依存するので、この結果、流
れ速度は、消費装置特性が固定的である場合における送
風機の出力変化によって、体積流れに左右されることな
く流れ速度を調節することができない。このことは、空
気クッション式案内装置上を案内される枚葉紙につい
て、すでに冒頭で述べたような結果を招くことになる。
導風体のノズル開口における超過圧力については、流れ
に損失がないものと仮定し、以下のような流れ速度方程
式によって表わされる。
【0022】
【数1】 加速された空気は、ノズルで成形されることにより、ノ
ズル開口を含む導風体とこの導風体上を送られる枚葉紙
との間で均一に広がる。ノズル開口におけるチャンバ圧
力pvに基づき、ノズル開口によって体積流れが枚葉紙
下側の体積流れQ2に相応するような連続の方程式
【0023】
【数2】 により、枚葉紙下側の流れにおける垂直な断面について
以下の式が成り立つ。
【0024】
【数3】 そしてこれにより浮遊高さについて以下の式が成り立
つ。
【0025】
【数4】 ここに示した関係における記号については以下の通りで
ある。 κ =等エントロピ指数
【0026】
【外1】 =チャンバの吸入圧下における空気密度 p0 =枚葉紙下側における空気流れの圧力(大気圧に相
当) pv =チャンバ内の吸入圧 c0 =チャンバ内の空気速度 Q =体積流れ b =断面の広さ h =浮遊高さ c =流れ速度 この関係からわかることは、体積流れと流れ速度との商
が変化する場合、すなわち、体積流れが増大し、そして
また同時にではないが流れ速度も増大した場合にのみ、
または、流れ速度に対して体積流れが明らかに不釣り合
いに大きい場合にのみ、空気クッション式案内装置の浮
遊高さを変えることができるということである。
【0027】すでに述べたように、流れ速度はノズル開
口における圧力pvに依存するので、本発明の目的を達
成するため、この圧力pvを独立した状態で、あるいは
体積流れに対して釣り合っていない状態でノズルによっ
て変化させるようにすることが好ましい。このことは、
図5に示した本発明の実施形態にあって、送られる材料
によって覆われる有効なノズル開口の数を変更可能とす
ることによって可能となる。これに加えて、チャンバ13
は、空気クッション式案内装置の導風体を共に形成する
導風板13bの下方で、下側の空気供給管内にそれぞれ電
動式に制御することが可能な弁を備えた複数の別個のチ
ャンバ16a、16b、16c…によって構成されている。導風
体の底板13aに向かって開口した空気供給管は、代表例
として14a、14b、14cによって示されており、そしてこ
れに付属する弁は、15a、15b、15cによって示されてい
る。これらの空気供給管14a、14b、14cおよび弁15a、15
b、15cに相応する導風体のチャンバ16a、16b、16c…
は、導風板13bにそれぞれノズル群を備えている。これ
らのノズル群については、よりわかりやすくするため、
各群を単に個別ノズル12として簡略化して示している。
チャンバ16a、16cには、回転数を制御できる送風機17に
よって、外部から空気が供給されるようになっている。
弁15a、15b、15cと同様に、送風機17は、非接触状態で
案内される枚葉紙の浮遊高さhsollが印刷機の中央制御
コンピュータから目標値として送られてくるような電子
制御ユニット19に接続されている。
【0028】この場合、この制御は、次のように行われ
る。すなわち、浮遊高さがあまりにも小さい値に変化し
た場合、制御ユニット19は弁15のうちいくつかの弁をオ
フ状態にし、これにより有効なノズル開口の数を減ら
す。このようにすることにより、空気クッションに吹き
込まれる気体の体積流れは減少し、そしてまた同時に、
このノズル装置の強力な絞り機能により、送風機17によ
って発生した圧力が増大するとともに、これにより、ノ
ズル12から出る空気の流れの流れ速度もまた増大する。
このようにすることにより、空気クッション式案内装置
用の、図3中でP2によって示す個所における動作点が得
られる。このP2で示す個所は、より傾斜の小さい消費装
置特性曲線A'と変化しない発生装置特性曲線Bとの交
点に相当する。同時に枚葉紙下側の流れ速度を以前の値
に合わせる場合には、発生装置特性曲線B"と、図3に
おいてこの発生装置特性曲線B"上でP3で示される個所
における動作点とが生じるように、送風機17の回転数が
より小さくなるように付加的に制御される。
【0029】導風体を個別のチャンバ16に分割すること
は、枚葉紙の浮遊高さにおいて障害となる不均一さが生
じないように行わなければならないことはもちろんであ
る。
【0030】前述の実施形態では、個々のノズル群とこ
れとともにそれぞれ散在する複数のノズル開口とがノズ
ル案内板内に吹き付け空気を供給するようになってお
り、そしてこれによって「有効に」切り替えられるよう
になっているが、図6に係る次の実施形態では、有効な
ノズル開口の数を変更することは、無段階式に作動する
伝導装置によって行われるようになっている。ここで
は、共通の部分は100番台の番号によって示し、再度の
説明は行わないものとする。ここでは、導風体のチャン
バ113は、嵌め込まれた2つのウエブ115a、115bによっ
て3つの部分116a、116b、116cに区分されており、この
3つの部分116a、116b、116cのうちの中央部分116cは、
管状導管118を介して送風機117に接続されている。この
双方のウエブ115a、115bは、制御ユニット119に接続さ
れたモータ120とベルト110とを補助的に用いた送りねじ
114a、114bで支援されることにより、互いに向き合った
状態で移動するようになっている。このようにすること
により、送風機117に接続されていない2つのチャンバ1
16a、116bのサイズが変更されるようになり、そしてこ
れによって、チャンバ116a、116bに備えられこれらのチ
ャンバの上方にあるノズルをオフ状態にすることができ
るようになっている。
【0031】体積流れを増大させるとともに、これによ
って、案内板113b上を搬送される枚葉紙の浮遊高さを増
大させるためには、ウエブ115a、115bをスライドさせる
ことによりチャンバ116aとチャンバ116cを小さくすると
ともにそれぞれを反対の状態にする。
【0032】図7(a)、7(b)に係る次の実施形態で
は、空気クッション式案内装置の体積流れは、流れ速度
に依存することなく変化させることができるようになっ
ており、ここでは、個々のノズル開口の断面もしくはノ
ズル開口群の断面、または全ノズル開口の断面を変化さ
せることができるようになっている。これに加え、枚葉
紙201が上方を浮遊するようになっている案内板213bに
あっては、自明の技術と手法による押抜き/打抜き工程
により、内側に突出する舌片212a、212b、212c…が案内
板213bに形成されるようにしてノズル開口を構成してお
り、送られる枚葉紙201の下側では、この舌片212a、212
b、212c…を通して、導風体のチャンバ213内における超
過圧力の空気の流れが発生するようになっている。例え
ば鉄板製の舌片212a、212b、212c…の下側には、例えば
アルミニウムのような他材料の金属プレート214aが接合
されており、これにより、ノズルの舌片212が動く範囲
にバイメタル特性が生じている。同時に、制御可能な送
風機217とチャンバ213とを接続している供給導管218内
には、制御可能な加熱器215の加熱コイル216が組み込ま
れている。この線条電力を変化させることにより、チャ
ンバ213に供給される空気の温度は変化し、これによっ
て、枚葉紙用の案内板213bにおけるノズルの舌片212、2
14が変形するとともに、これに合わせてノズル開口の断
面が縮小または拡大する。加熱器215および送風機217の
回転数は、制御ユニット219によって、ノズルから出る
空気の流れの流れ速度cと空気の体積流れQとが、互い
に独立に、枚葉紙201にとっての最適な状態に合わせら
れるように調節される。
【0033】ノズル開口の柔らかい舌片を制御された状
態で撓ませることは、図8(a)に示すような他の手法で
も行うことができる。ここでは、導風体の案内板313bに
おけるノズルの舌片312に、軸315まわりに回転する偏心
板316が備えられており、自由度の高い舌片312は、この
偏心板316の支援によって部分的に閉じることが可能と
なっている。軸315は、例えば同じく制御ユニットに接
続されたここでは図示しないステップモータに連結され
ており、この制御ユニットを介して、軸315の角度位置
やこれに基づくノズルの断面領域を、そしてまた必要で
あれば圧縮空気供給装置の出力を調節することができる
ようになっている。ノズル開口の断面領域は、図8(b)
に示すように、このノズルの舌片自身が弾性を有するよ
うに形成し変形させるようなことをしなくても、電動式
のスライダ318、フラップ板、またはこの他の類似のも
のによって変化させることもできるのはもちろんであ
る。
【0034】図9に、本発明の特に好適な実施形態が示
されている。ここでは、上方を枚葉紙401が送られてい
くようになっている導風体413は、それぞれ専用の空気
供給装置に接続され枚葉紙走行方向に延び平行に並んだ
3つのチャンバ416a、416b、416cに区分されている。チ
ャンバ416a、416cは、送風機417aもしくは送風機417cに
それぞれ接続されており、これらの送風機により、体積
流れが小さい場合でも比較的高い吸入圧p0が得られる
ようになっている。中央のチャンバ416bは、圧力差が小
さい場合には先行して空気の大きい体積流れを供給する
ような軸流送風機417bから空気が供給されるようになっ
ている。この3つのチャンバ416a、416b、416cの境界
は、図9に示すような直線状である必要はなく、案内板
413bのノズル412から出る、さらに説明するような様々
な空気の流れを、案内される枚葉紙401の下側でできる
だけ良好に混合するために、ジグザグ状であってもよ
い。
【0035】一方ではチャンバ416a、416cは、そしてま
た、他方ではチャンバ416bは、大きく異なる消費装置特
性曲線を有している。これに相応して、一方では備え付
けられたノズル412a、412cにより、他方ではノズル412b
により、非常に異なる大きさの体積流れが、互いに大き
く異なる流れ速度で出て行く。搬送用空気の流れを混合
することにより、混合割合に基づき、合計した体積流れ
についての流れ速度の平均値が得られる。他方、チャン
バ416a、416c、あるいはチャンバ416bにおけるパラメー
タを目的に合わせて変えることにより、流れ速度cに関
し、体積流れQに依存せずに、枚葉紙に作用する効果的
な搬送用空気の流れを互いに調節することが可能にな
る。これについては、図10のグラフに基づき、以下に説
明する。
【0036】中央のチャンバ416bにおける消費装置特性
曲線A1は比較的急勾配となっている。圧力が低い箇所で
は、すでに体積流れが大きくなっている。この結果、大
きな空気体積が、低速の流れ速度で枚葉紙401の下側に
吹き付けられる。これは、枚葉紙用の案内板413aにおけ
るノズルの数を多くすることによって、そしてまた同様
にノズル密度を高めることによって、または、これに相
応してノズルの開口断面を大きくすることによって可能
になる。これに対し、外側にある2つのチャンバ416a、
416cにおける消費装置特性曲線A2は比較的平坦になって
いる。ノズルを通して空気を十分に圧縮するためには、
圧力差を大きくする。これにより、チャンバ416a、416c
における吸入圧が高くなるので、空気はこれらのチャン
バに備えられたノズルから高速で流れ出る。これは、ノ
ズル密度を小さくすることによって、または、ノズルの
絞り断面を非常に狭くすることによって行うことができ
る。図10では、チャンバ416の特性曲線と送風機417の特
性曲線が一緒に示されている。この2つの異なるタイプ
のチャンバについては、2つの異なるタイプの送風機も
しくは通風機に関連し、P1、P2で示される動作点が得ら
れる。
【0037】中央のチャンバ416bから流れ出る空気は、
ノズルの配置により、外側にある2つのチャンバ416a、
416cを向いた流れ方向を備えている。このチャンバ416b
における大きな空気体積は、案内板413aと枚葉紙401と
の間を低速で流れるようになっている。この中央のチャ
ンバ416bは比較的幅が狭くなっている。
【0038】第1のチャンバ416bから出た空気は、外側
にある2つのチャンバ416a、416c上で、このチャンバ41
6a、416cから出た空気と混合し合う。この場合、これら
の体積流れが加わるとともに、これらの体積流れの配分
に基づいて、これらの流れ速度が混合するようになって
いる。これらのチャンバの消費装置特性曲線が非常に異
なる状態で選択された場合、2つの空気の流れを混合す
ることにより、動作点における広いスペクトルが生じ
る。このように、送風機417a、417cの、あるいは軸流送
風機417bの回転数における相応した制御のみを行うこと
によって、空気クッションに吹き込まれる体積流れと、
混合配分にしたがって調節された平均的な流れ速度
【0039】
【外2】 とを、互いに独立に簡単に調節することができ、これに
より、案内板413b上における枚葉紙401の浮遊高さを
も、広い範囲内で必要に応じて選択することができる。
浮遊高さを変えることができる範囲は、一方ではチャン
バ416a、416c、そしてまた、他方ではチャンバ416bのノ
ズル開口の面の関係に依存することはもちろんである。
その範囲は、およそ係数2〜20になると思われる。
【0040】この公式に基づき調節される枚葉紙の浮遊
高さは、図11の3次元グラフに示されている。ここで
は、2つの縦座標にチャンバ416a、416cもしくはチャン
バ416bの圧力が、座標に浮遊高さが示されている。
【0041】この場合、空気発生装置と空気消費装置は
図10のグラフで示される特性曲線を有している、という
ことが前提となっている。このグラフからわかること
は、相応する送風機417が例えば所望の浮遊高さをあら
かじめ与えられた状態で制御ユニット419によって変化
させられ、これによってチャンバ416内の圧力が変化す
ることにより、枚葉紙の浮遊高さはおよそ係数3の周辺
で変化させられる、ということである。この場合、以下
のようなパラメータにしたがって適合させることができ
る。すなわち、 a) 中央のチャンバ416b内の圧力が変化させられる。こ
れにより、空気クッション式案内装置全体の体積流れが
非常に大きく変化する一方で、空気の流れの平均的な速
度はほとんど変化しない。この場合、浮遊高さは、中央
のチャンバ416bから出る体積流れの変化に対してほぼ釣
り合いがとれた状態で変化する。 b) 安定性:空気クッションへ投入される枚葉紙に対し
て空気クッション式案内装置が与える抵抗、そしてこれ
により枚葉紙用の案内板413bへの接近に対して与える抵
抗は、特に流れ速度に依存する、ということが観察によ
って示されている。流れ速度が大きくなると、空気の流
れの慣性も大きくなり、この結果、空気クッションの乱
れに対抗する反作用力も大きくなる。したがって、案内
の安定性を高めるためには、外側のチャンバ416a、416c
の圧力を高めるようにすることができる。
【0042】薄い紙は、高周波の振動によって、流れ速
度が高速となる。ここでは、「よりソフトな」案内をほ
ぼ同じ浮遊レベル上で行うために、外側の2つのチャン
バ416a、416cの圧力を減少させるようにすることができ
る。
【0043】本発明の他の好適な実施形態が、図12
(a)および図12(b)に示されている。ここでは、例え
ば、裏面印刷において裏面へ印刷されるようになってい
る枚葉紙501が、渡し胴502によって、2つの圧胴503、5
04の間で送られるようになっている。印刷ユニット間に
おいて安全かつ裏移りのない枚葉紙送りを確実に行うよ
うにするため、渡し胴502の下方には、渡し胴502のくわ
えづめによって描かれる円弧に対してわずかな距離だけ
離れた状態で、断面半円状の空気クッション式案内装置
が備えられている。この空気クッション式案内装置にお
ける、同じく半円状の枚葉紙用案内板について、平面図
を図12(b)に示す。ここでは、ノズル開口の下側でチ
ャンバ513がさまざまな領域513a、513b、…, 513hに区
分されていることが破線によって示されており、この場
合、各々の部分チャンバは空気発生装置517a、517b、
…, 517hを備えている。空気発生装置513a、513bおよ
び513g、513hは、枚葉紙案内装置のさらに外側の縁部に
配置されたノズルの近傍にある少数のノズルに比較的高
い吸入圧pを供給するような送風機となっている。これ
に対して、枚葉紙送り方向に前後して配置された中央の
4つの領域513c、513d、513e、513f、または、これらの
領域に備えられ枚葉紙用案内板上に密集して配置された
ノズルは、大きな体積流れを発生する4つの軸流送風機
417c-dから空気が供給されるようになっている。枚葉紙
用案内板上における枚葉紙501の浮遊高さhの調節は、
図9に係る実施形態についての説明と同じようにして行
われるようになっている。
【図面の簡単な説明】
【図1】枚葉印刷機の排紙装置を縦断面で示す、簡略化
された原理図である。
【図2】図1のくわえづめ2d部分について図1よりも拡
大して示す、枚葉紙案内装置の拡大図である。
【図3】空気発生装置(送風機)および消費装置の典型
的な特性曲線を示すグラフである。
【図4】典型的な空気クッション式案内装置に関し、吹
付けノズルにおける吸入圧pvについての、流れ速度
c、体積流れQ、案内される枚葉紙の浮遊高さhの関係
を示すグラフである。
【図5】本発明の第1の実施形態を示す原理図である。
【図6】本発明の第2の実施形態を示す原理図である。
【図7】本発明の第3の実施形態の原理図である。
【図8】第3の実施形態におけるノズルの断面を変更し
た他の実施形態を、図7と比較して示す原理図である。
【図9】本発明の第4の実施形態を示す原理図である。
【図10】図9の空気クッション式案内装置における発生
装置特性曲線または消費装置特性曲線の異なる2つの対
を示すグラフである。
【図11】図9の空気クッション式案内部材によって案内
される枚葉紙の浮遊高さhを、チャンバ116a、116cまた
はチャンバ116b 内の吸入圧pv1、pv2について、2次元
的に表すグラフである。
【図12】2つの圧胴間にある枚葉紙渡し胴の範囲におけ
る、本発明に係る空気クッション式案内装置を、簡略化
して示す原理図と枚葉紙用案内板513bの平面図である。
【符号の説明】
1 排紙装置 2 くわえつめブリッジ 3 導風体 4 枚葉紙 6 排紙パイル 12 ノズル 13a 底板 13b 導風板 14a, 14b… 空気供給管 15a, 15b… 弁 16a,16b… チャンバ 17 送風機 113a,113b… 導風体 114a,114b 送りねじ 115a,115b… ウエブ 120 モータ 201,301… 枚葉紙 212a,212b… 舌片 215 供給導管 315 軸 412a,412b,412c ノズル 416a,416b,416c チャンバ 417a,417b,417c 送風機 502 渡し胴 503,504 圧胴 513a,513b 空気発生装置 Pv 吸入圧 Q 体積流れ h 浮遊高さ c 流れ速度
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成10年9月18日
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0022
【補正方法】変更
【補正内容】
【0022】
【数1】 加速された空気は、ノズルで成形されることにより、ノ
ズル開口を含む導風体とこの導風体上を送られる枚葉紙
との間で均一に広がる。ノズル開口におけるチャンバ圧
力pvに基づき、ノズル開口によって体積流れが枚葉紙
下側の体積流れQ2に相応するような連続の方程式
フロントページの続き (71)出願人 390009232 Kurfuersten−Anlage 52−60,Heidelberg,Fede ral Republic of Ger many

Claims (20)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 枚葉紙または巻き取り紙材料用の空気ク
    ッション式案内装置、特に、印刷機械における印刷済枚
    葉紙用の空気クッション式案内装置であって、導風体と
    案内される材料との間に吹き付けられる空気により、ノ
    ズル開口を有する少なくとも1つの導風体にわたって、
    前記案内される枚葉紙または前記巻き取り紙材料が搬送
    用空気クッション上で支持されるようになっている空気
    クッション式案内装置において、 前記ノズルから出る空気の体積流れ(Q)および/また
    は前記導風体(3、13、113、213、313b、413a、413b、
    413c、513)と前記案内される材料(4、201、301、40
    1、501)との間の流れ速度(c)が、この2つの値の間
    の釣り合い状態が保持されるように互いに独立に調節可
    能であることを特徴とする空気クッション式案内装置。
  2. 【請求項2】 前記案内される材料によって覆われる有
    効な前記ノズル開口(5、12a、12b、12c、112a、212
    a、212b、212c、312、412a、412b、412c、512)の数が
    変更可能である請求項1記載の空気クッション式案内装
    置。
  3. 【請求項3】 前記導風体が複数のノズル群(12a、12
    b、12c)を含んでおり、各ノズル群は、別個にオンまた
    はオフ状態の切替えが可能な状態で吹付け空気が供給さ
    れるようになっている請求項2記載の空気クッション式
    案内装置。
  4. 【請求項4】 前記ノズル群(12a〜12c)が制御弁(15
    a〜15c)を介して共通の吹出し空気発生機(17)に接続
    されている、請求項3記載の空気クッション式案内装
    置。
  5. 【請求項5】 前記各ノズル群が別個の吹付け空気発生
    装置に接続されている請求項3記載の空気クッション式
    案内装置。
  6. 【請求項6】 個々のノズル開口の、または個々のノズ
    ル開口群の、さらにまたは全てのノズル開口(212a、21
    2b、212c、312、322)の有効な断面が変更可能である請
    求項1記載の空気クッション式案内装置。
  7. 【請求項7】 ノズル開口の前記断面が電動式のフラッ
    プ板、スライダ(318a)、または他の類似のものによっ
    て変更可能である請求項6記載の空気クッション式案内
    装置。
  8. 【請求項8】 前記ノズルが、変形可能に制御されるフ
    ラップ板状の柔らかい舌片(312)を有している請求項
    6記載の空気クッション式案内装置。
  9. 【請求項9】 前記舌片を変形させるための電動式の調
    節用伝導装置(315、316)を有している請求項8記載の
    空気クッション式案内装置。
  10. 【請求項10】 前記舌片(212、214)がバイメタルプ
    レートとして形成され、前記空気の流れのための加熱装
    置(215、216)が備えられている請求項8記載の空気ク
    ッション式案内装置。
  11. 【請求項11】 前記舌片が、前記ノズルで形成される
    圧力差(pv - p0)の影響下で変形するようになってい
    る請求項8記載の空気クッション式案内装置。
  12. 【請求項12】 前記導風体が少なくとも2つのノズル
    群(412a/412c、412b)を含んでいるとともに、前記ノ
    ズル群は異なる消費装置特性曲線(A1、A2)を有してお
    り、そして、前記ノズル群へ空気を供給するための圧力
    (PV1、PV2)が互いに独立に調節可能である請求項1
    記載の空気クッション式案内装置。
  13. 【請求項13】 2つのノズル群(412a/412c、412b)
    における前記ノズルの絞り断面の総計が係数2以上異な
    っている請求項12記載の空気クッション式案内装置。
  14. 【請求項14】 前記個々のノズル群(412a/412c、41
    2b)が、様々な吹付け空気発生装置(送風機417a/417
    c、放射器、軸流送風機417b)に接続されている請求項
    12記載の空気クッション式案内装置。
  15. 【請求項15】 前記空気クッションによって案内され
    る前記材料(201、401)の浮遊高さ(hsoll)または前
    記浮遊高さの変化の度合いを目標値として入力可能であ
    り、前記入力に応じて、前記ノズル開口から流れ出る空
    気体積(Q)を変えるための、および/または前記導風
    体と前記案内される材料との間における流れ速度(c)
    を変えるための制御量を算出する電子制御装置(19、11
    9、219、419)を有している請求項1〜14のいずれか1
    項に記載の空気クッション式案内装置。
  16. 【請求項16】 請求項1〜15のいずれか1項に記載
    の、印刷済枚葉紙(4)用の空気クッション式案内装置
    (3)を自印刷機の排紙装置(1)に備えている枚葉オ
    フセット印刷機。
  17. 【請求項17】 請求項1〜15のいずれか1項に記載
    の、印刷済枚葉紙(4)用の空気クッション式案内装置
    (3)を、自印刷機の2つの圧胴間における枚葉紙渡し
    装置(502)または反転装置の領域に備えている枚葉オ
    フセット印刷機。
  18. 【請求項18】 空気クッション式案内装置における枚
    葉紙または巻き取り紙材料の浮遊高さの調節方法であっ
    て、案内される前記材料が少なくとも1つの導風体にわ
    たって搬送用空気クッション上で支持されるようになっ
    ており、前記導風体のノズルによって、案内される材料
    の下側へ空気が吹付けられるようになっており、前記ノ
    ズルによって吹付ける空気の体積流れ(Q)と前記空気
    の流れ速度(c)との間における商が、前記導風体と前
    記案内される板状材との間で変化させられるようになっ
    ている調節方法。
  19. 【請求項19】 前記導風体が、係数2以上異なってい
    る消費装置特性曲線を有する少なくとも2つのノズル群
    (412a/c、412b、512a/b/g/h、512c/d/e/f)を含んでお
    り、そして、前記ノズル群に供給される空気圧力(PV
    1、PV2)の関係が互いに変化させられるようになって
    いる請求項18記載の調節方法。
  20. 【請求項20】 前記ノズルの、または個々の前記ノズ
    ル群の前記有効な断面が変化させられるようになってい
    る請求項18記載の調節方法。
JP10243810A 1997-08-28 1998-08-28 空気クッション式案内装置、これを備えた枚葉オフセット印刷機、および枚葉紙の浮遊高さの調節方法 Pending JPH11130312A (ja)

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