WO1996026148A1 - Behandlungsvorrichtung, insbesondere querleimwerk - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Behandlungsvorrichtung (1), insbesondere ein rotierendes Querleimwerk für schnell laufende passerbezogene Papier- oder Folienbahnen (2). Das Querleimwerk (1) ist in seinen Bewegungen mit der Bahn (2) synchronisiert und hat hierfür einen eigenständigen Synchronantrieb (6) mit einem Antriebsmotor (7) und einer Regelung (8). Die elektronische Regelung (8) kompensiert Gleichlaufschwankungen der laufenden Bahn (2).

Description

BESCHREIBUNG
Behandlungsvorrichtung, insbesondere Querleimwerk
Die Erfindung betrifft eine Behandlungsvorrichtung, insbesondere ein rotierendes Querleimwerk, für sehne11aufende, passerbezogene Papier- oder Folienbahnen mit den Merkmalen im Oberbegriff des Hauptanspruches.
Derartige Querleimwerke sind aus der DE-A 35 27 660, der DE-A 41 29 404, der EP-A 0 096 832 und der EP-A 0 209 110 bekannt. Sie werden in der Regel an leistungsstarken Rotationsdruckmaschinen angebaut und dienen dazu, auf die schnellaufende bedruckte Papierbahn an vorbestimmten Stellen einen querliegenden Leimstreifen aufzutragen. Der Querleimstreifen befindet sich dabei üblicherweise an einer später in der Falzeinrichtung gebildeten Falzlinie. Seine Lage hängt vom Druck- und Faltformat in Quer- und Längsrichtung ab und muß insoweit passergenau sein. Der Zylinder des Querleimwerks wird zumindest teilweise von der laufenden Papierbahn umschlungen und rotiert mit der gleichen Umfangsgeschwindigkeit wie der im Durchmesser gleich große Plattenzylinder der Druckmaschine. Dies erfordert eine hohe Antriebspräzision des Querleimwerks. Dj_e bekannten Querleimwerke haben keinen eigenen Antrieb, sondern werden durch ein Aggregat der Druckmaschine, z. B. eine Kardanwelle, angetrieben. Die Antriebsableitung erfolgt über Zahnriemen, Gelenkwellen, Kegelradpaarungen und dergleichen. Problematisch ist dabei der Umstand, daß ein Querleimwerk in der Regel an einer Druckmaschine nachgerüstet wird und daß die Druckmaschine hierfür keine vorbereiteten Schnittstellen aufweist. Zudem müssen die Antriebsteile hochgenau berechnet und gefertigt werden, was bei mehrstufigen Zwischentrieben einen erheblichen Konstruktions- und Bauaufwand mit sich bringt. Eine ähnliche Einrichtung zeigt die US-A-4, 370, 942. Hier wird eine laufende Papierbahn von zwei Perforationswalzen bereichsweise perforiert. Über eine nachgeordnete Leimwalze wird unter Ausschluß der perforierten Bereiche eine Klebeschicht auf die Papierbahn aufgebracht. Die Perforations- und Leimwalzen sind über eine Getriebeverbindung gekoppelt und synchronisiert.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine bessere Anbaumöglichkeit für ein Querleimwerk oder dergleichen andere Behandlungsvorrichtung aufzuzeigen.
Die Erfindung löst diese Aufgabe mit den Merkmalen im Hauptanspruch. Die erfindungsgemäße Behandlungsvorrichtung, insbesondere das Querleimwerk, hat einen eigenständigen Synchronantrieb. Von der Schnellaufenden Papier- oder Folienbahn wird nur noch die Geschwindigkeit und der Passerbezug, d. h. die gewünschte Lage der Falzlinie, Klebelinie oder dergleichen, auf geeignete Weise abgegriffen und zur Steuerung und eventuellen Regelung des Synchronantriebs herangezogen. Auf eine aufwendige mechanische Antriebsableitung kann verzichtet werden.
Die Behandlungsvorrichtung bzw. das Querleimwerk läßt sich leichter, einfacher, kostengünstiger und mit weniger baulichen sowie räumlichen Einschränkungen an eine Druckmaschine oder dergleichen andere geeignete Bearbeitungsanlage für Papier- oder Folienbahnen anbauen. Insgesamt wird die Wirtschaftlichkeit von
Behandlungsvorrichtung bzw. Querleimwerk gesteigert.
Der Synchronantrieb bietet zudem mehr Möglichkeiten in der Anpassung und Variation des Antriebs. Die starre Kopplung der Bewegungen von Bahn und Behandlungsvorrichtung bzw. Querleimwerk kann aufgehoben werden. Über die Steuerung können Offset-Werte eingegeben werden, so daß der Leimstreifen auf Wunsch auch vor oder hinter der Falzlinie gezielt angebracht werden kann, um Erfordernissen des Druckerzeugnisses, wie Broschürendicke etc., besser Rechnung zu tragen. Außerdem ist es einfacher, den Zylinder des Querleimwerks in Betriebspausen in die Parkposition zu bringen und dann bei erneuter Betriebsaufnahme wieder exakt und passergenau zu positionieren. Aufwendig mechanische Hilfsmittel, wie z. B. eine elektromagnetische Mönninghoff-Kupplung, Uberlagerungskupplungen oder eine Rastscheibe mit Rasthebel sind entbehrlich.
Die Behandlungsvorrichtung hat mit dem erfindungsgemäßen Synchronantrieb weniger mechanisch belastete Teile und damit eine höhere Standzeit. Der Wartungsaufwand ist geringer. Andererseits können die Antriebspräzision und auch die Geschwindigkeit gesteigert werden.
In den Unteransprüchen sind weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung angegeben.
Die Erfindung ist in den Zeichnungen beispielsweise und schematisch dargestellt. Im einzelnen zeigen:
Figur 1: in einer perspektivischen Ansicht ein
Querleimwerk mit einem Synchronantrieb nebst Teilen einer Druckmaschine und
Figur 2 u. 3: Varianten des Synchronantriebs in Seitenansicht.
Figur 1 zeigt in einer abgebrochenen Darstellung eine Behandlungsvorrichtung (1) für eine sehne11aufende, passerbezogene Papier- oder Folienbahn (2) . Alternativ kann die Bahn (2) auch aus Karton oder einem anderen geeigneten Material bestehen. Vorzugsweise handelt es sich um eine bedruckte Papierbahn an einer leistungsstarken Rotationsdruckmaschine (nicht dargestellt) .
Die Behandlungsvorrichtung (1) ist in der bevorzugten Ausführungsform als Querleimwerk ausgebildet, das ein oder mehrere rotierende Zylinder (3) aufweist, die von der Bahn (2) zumindest über einen Teil des Umfangs eng umschlungen sind und durch mehrere, in ein oder mehreren Linien angeordnete Auslaßöffnungen (4) im Mantel mindestens einen quer zur Laufrichtung liegenden Leimstreifen an die Bahn (2) abgeben. Der Zylinder (3) ist in seiner Länge bzw. Position auf die Breite der Bahn (2) abgestimmt. Das Querleimwerk (1) ist, abgesehen vom Antrieb, in an sich bekannter und beliebig geeigneter Weise ausgebildet, z. B. gemäß der EP-A 0 096 832, EP-A 0 209 110, DE-A 35 27 660 oder DE-A 41 29 404. Zur Anpassung der Bahnumschlingung sind Umlenk- und Registerwalzen etc. vorhanden. Der Zylinder (3) kann zur Anpassung an verschiedene Druckerzeugnisse mehrteilig bzw. im Durchmesser veränderlich sein. Das Querleimwerk (1) ist vorzugsweise hinter dem Farbtrockner und vor oder an dem Falzapparat der Rotationsdruckmaschine angeordnet. Im gezeigten Ausführungsbeispiel ist nur ein Querleimwerk (1) mit einem Zylinder (3) vorhanden. Je nach Art des DruckJobs können auch mehr Querleimwerke (1) bzw. auch mehr Zylinder (3) vorhanden sein. Die Zylinder (3) sind auf die Breite der Bahn justiert und positioniert.
Die Behandlungsvorrichtung (1) kann auch in anderer Art, z. B. als Befeuchtungseinrichtung etc. ausgebildet sein. Es kann sich um jegliche Art von rotierendem oder schwenkendem Organ handeln, das die schnellaufende Bahn (2) mit einem Auftrag versieht oder auf andere Weise bearbeitet. Hierbei besteht ein Passerbezug, d. h. daß der Auftrag oder die Behandlung an bestimmten Stellen in der Laufrichtung der Bahn (2) erfolgt, die vom Druckformat, vom Falzformat oder anderen Kriterien vorgegeben sind. Die nachstehenden, auf das Querleimwerk bezogenen
Erläuterungen gelten unter geeigneter Anpassung auch für die anderen Ausführungsformen der Behandlungsvorrichtung (1).
Das Querleimwerk (1) hat einen eigenständigen
Synchronantrieb (6), der den Zylinder (3) in Anpassung an die sehne11aufende Papier- oder Folienbahn (2) dreht. Der Synchronantrieb (6) besteht aus einem Antriebsmotor (7), z. B. einem steuerbaren Gleichstrommotor, insbesondere einem bürstenlosen Servomotor und einer geeigneten Steuerschaltung (8) . Die Steuerung (8) beinhaltet vorzugsweise auch eine Regelung (9), was aber nicht bei allen Anwendungsfällen sein muß.
Für die Synchronisation der Bewegungen der Bahn (2) und des Zylinders (3) wird die Bahngeschwindigkeit und der Passerbezug durch mindestens einen geeigneten, geeichten Sollwertgeber (12) vorzugsweise berührungslos abgetastet. Dies kann auf verschiedene Weise geschehen. Der oder die Sollwertgeber (12) können an beliebig geeigneten Stellen der Druckmaschine positioniert sein. Vorzugsweise befinden sie sich in der Nähe des Querleimwerks (1) . Veränderungen der Bahn (2) bis zum Erreichen des Querleimwerks (1), z.B. durch Dehnung etc., können weitestgehend ausgeschlossen oder zumindest relativ einfach und genau erfaßt und zur Korrektur der Sollwerte herangezogen werden.
Zum einen kann die Bahn (2) passerbezogene Referenzmarkierungen (14) aufweisen, bei denen es sich z.B. um Druckkontrollstreifen, Farbmarken und dergleichen handelt. Diese stehen in einem bestimmten Bezug zum Druckbild bzw. Druckformat in Laufrichtung der Bahn. Aus der Lage der Referenzmarkierungen (14) kann wiederum die Sollage des Querleirastreifens ermittelt werden. Die Referenzmarkierungen (14) lassen sich durch einen z. B. als optischen Sensor ausgebildeten Sollwertgeber (12) abtasten. Aus den gewonnenen Tastimpulsen und ihrem zeitlichen Abstand kann auch die Geschwindigkeit der Bahn (2) berechnet werden.
In einer anderen Ausführungsform kann der Sollwertgeber (12) z. B. als Drehgeber ausgebildet sein, der an einer geeigneten, mit der Papierbahn in Verbindung stehenden und passerbezogenen Drehachse angeordnet ist. Diese Drehachse kann einerseits der Plattenzylinder selbst sein. Einfacher und leichter erreichbar ist üblicherweise eine naheliegende passerbezogene Schneidwalze oder
Perforierwalze (15) . Der Drehgeber ist vorzugsweise zumindest zyklisch absolut, d. h. er zeigt während einer Umdrehung der Achse jede Drehstellung als Absolutwert an. Dabei besteht eine Eichung auf den Passerbezug. Die Zahl der Umdrehungen kann über Nulldurchgänge ermittelt werden. Ein solcher Drehgeber hat z. B. ein oder mehrere inkrementale Meßscheiben, die sich mit der Achse drehen und auf geeignete Weise, z. B. durch eine Lichtschranke etc., abgetastet werden.
Es können ein oder mehrere Sollwertgeber (12) vorhanden sein, die allesamt mit der Steuerschaltung (8) bzw.
Regelung (9) signaltechnisch über geeignete Auswerte- und Umformeinheiten verbunden sind. An die Steuerschaltung (8) bzw. Regelung (9) sind auch ein oder mehrere Istwertgeber (10,11) angeschlossen.
Wie Figur 2 und 3 verdeutlichen, kann sich die Zahl und Anordnung der Istwertgeber (10,11) nach der Antriebsanordnung richten. In beiden Fällen handelt es sich vorzugsweise um zyklisch absolute Drehgeber analog der vorbeschriebenen Ausführungsform des Sollwertgebers (12) .
Im Ausführungsbeispiel von Figur 2 ist der Antriebsmotor (7) direkt auf die Achse (5) des Zylinders (3) gesteckt. In diesem Fall genügt ein Istwertgeber (10), der in den Antriebsmotor (7) integriert ist. Im Ausführungsbeispiel der Figur (3) ist aus Platzgründen der Antriebsmotor (7) versetzt neben dem Zylinder (3) angeordnet und mit diesem über einen Zwischentrieb (13), z. B. einen Zahnriementrieb, verbunden. In diesem Fall empfiehlt sich die Anordnung eines Istwertgebers (10) im Antriebsmotor (7) und eines zweiten Istwertgebers (11) an der Achse (5) des Zylinders (3) . Auf diese Weise können Spiel, Toleranzen und sonstige Ubertragungsfehler des Zwischentriebs (13) eliminiert werden.
Die Istwertgeber (10,11) sind auf den Zylinder (3) bzw. den Antriebsmotor (7) geeicht. Die Eichung gegenüber dem Zylinder (3) betrifft auch die Lage der Auslaßöffnungen (4) am Zylindermantel. Die Istwertgeber (10,11) signalisieren damit die Umdrehungsgeschwindigkeit und die Winkelposition der Auslaßöffnungen (4) . In der Steuerschaltung (8) wird der Gleichlauf zwischen der Bewegung der Bahn (2) und der Drehung des Zylinders (3) hergestellt und der Antriebsmotor (7) entsprechend beaufschlagt. Dabei wird auch eine Anpassung an Änderungen der Bahngeschwindigkeit während des Betriebs, z. B. in der Anlauf- und Bremsphase vorgenommen. In einem wählbaren unteren Drehzahlbereich bis z.B. 15.000 U/min kann eine passer- oder formatlose Mitnahme bzw. Beschleunigung des Zylinders (3) erfolgen. Die exakte passer- bzw. formatgenaue Synchronisation wird nach Überschreiten dieser Drehzahlschwelle hergestellt. Durch die exakte Synchronisation ab einer früh nutzbaren Drehzahl der Druckmaschine wird der Makulaturanfall verringert.
Am Zylinder (3) kann zusätzlich noch ein Index (16) angebracht sein, der die Lage der Auslaßöffnungen (4) markiert und dazu vorzugsweise direkt an der Öffnungsleiste angebracht ist. Der Index (16) kann durch einen geeigneten Sensor (17), z. B. eine Lichtschranke, einen induktiven oder kapazitiven Taster, vorzugsweise berührungslos abgetastet werden. Der Sensor (17) ist seinerseits mit der Steuerschaltung (8) bzw. Regelung (9) verbunden und signalisiert zusätzlich die Drehstellung des Zylinders (3) bzw. den Indexdurchgang. Es können mehrere
Sensoren (17) angeordnet sein, wobei der oder die Sensoren (17) außerdem auch auf bestimmte signifikante Drehstellungen des Zylinders (3) ausgerichtet sind. Dies kann einerseits die Parkstellung sein, in der ein geeigneter Verschluß (nicht dargestellt) die
Auslaßöffnungen (4) abdeckt. Andererseits kann ein Sensor (17) auch an einer signifikanten Stelle im Überdeckungsbereich zwischen Auslaßöffnungen (4) und Bahn (2) angeordnet sein, also in einem Bereich, wo der Leimauftrag erfolgt. Die Steuerschaltung (8) beinhaltet vorzugsweise eine Regelung (9), welche permanent einen Vergleich der von der Bahnbewegung abgegriffenen Sollwerte und der Istwerte der Zylinder- und Motorbewegung durchführt. Werteabweichungen werden nach Größe und Dauer erfaßt und zumindest zeitweise gespeichert. Die Regelung führt bei Werteabweichungen eine Gegenkompensation durch, um nicht nur die Geschwindigkeiten abzugleichen, sondern auch die Passergenauigkeit wiederherzustellen. Werteabweichungen bedeuten in der Regel auch ein Auswandern der
Querleimposition gegenüber der gewünschten Lage an der Falzlinie. Im Rahmen der Gegenkompensation wird je nach Richtung der Istwertabweichung der Zylinder kurzzeitig schneller oder langsamer angetrieben, um die Abweichung gegenzukompensieren und die Positionsabwanderung des Querleimstreifens zurückzuführen.
Die SteuerSchaltung (8) bzw. Regelung (9) sind als elektronische, vorzugsweise computerisierte und frei programmierbare Schaltungen ausgebildet. Sie beinhalten ein oder mehrere Mikroprozessoren nebst Datenspeichern, Schnittstellen und Eingabe-/Ausgabeeinheiten. In die Steuerschaltung (8) bzw. Regelung (9) können z. B. feste oder geschwindigkeitsabhängige Offset- oder Einschaltwerte werte eingegeben werden. Dadurch können variierende Dehnungen der Bahn (2), TemperaturSchwankungen und sonstige Randbedingungen in der Steuerung bzw. Regelung des Synchronantriebs (6) berücksichtigt werden.
Normalerweise decken sich der Leimstreifen und der Passerbezug, insbesondere die Falzlinie. Es kann allerdings bewußt durch kurzzeitige Beschleunigung oder Verzögerung des Synchronantriebs (6) gegenüber der laufenden Bahn oder eine Verdrehung im Stillstand die Relativlage von Leimstreifen und Passerbezug verändert werden. Dies ermöglicht eine gezielte Leimung neben der Falzlinie. Die SteuerSchaltung (8) und die Regelung (9) können an die Maschinensteuerung des Querleimwerks (1) gekoppelt, integral oder modulartig integriert oder selbständig ausgebildet sein.
Abwandlungen des beschriebenen Ausführungsbeispieles sind in verschiedener Weise möglich. Bei einer Mehrfachanordnung von Querleimwerken (1) bzw. Zylindern (3) kann jeder Einheit ein eigener Synchronantrieb (6) der beschriebenen Art zugeordnet sein. Alternativ ist es auch möglich, mehrere, insbesondere eng benachbarte Zylinder durch einen gemeinsamen Synchronantrieb anzutreiben. Ferner ist es möglich, für die verschiedenen Querleimwerke zwar getrennte Antriebsmotoren mit Istwertgebern (11,12) in Verbindung mit einer gemeinsamen Steuerschaltung (8) bzw. Regelung (9) einzusetzen. Je nach Art der Bahnführung und der Umgebungseinflüsse können mehrere Synchronantriebe (6) auch auf einen oder mehrere gemeinsame Sollwertgeber (12) zugreifen.
In weiterer Abwandlung der Ausführungsbeispiele können die Soll- und Istwertgeber (lυ,ll,12) aus mehreren Einheiten bestehen, die Geschwindigkeit und Passerlage getrennt erfassen. Die Geschwindigkeiten können z. B. über einen Tachogenerator an einer Drehachse abgegriffen werden, während die Drehstellung auf andere Weise, z. B. durch Indexe oder dergleichen, signalisiert wird.
BEZUGSZEICHENLISTE
1 Behandlungsvorrichtung, Querleimwerk
2 Papierbahn 3 Zylinder
4 Auslaßöffnung
5 Achse
6 Synchronantrieb
7 Antriebsmotor 8 Steuerschaltung
9 Regelung
10 Istwertgeber
11 Istwertgeber
12 Sollwertgeber 13 Zwischentrieb
14 Referenzmarkierung
15 Schneidwalze, Perforierwalze
16 Index
17 Sensor 18 Falzlinie

Claims

PATENTANSPRÜCHE
1.) Verfahren zum Behandeln, insbesondere Querleimen von schnellaufenden, passerbezogenen Papier- oder Folienbahnen, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß die Behandlungsvorrichtung (1) mit einem eigenständigen Synchronantrieb (6) auf die Bahngeschwindigkeit synchronisiert wird.
2.) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß die Behandlungsvorrichtung (1) passerbezogen synchronisiert wird.
3.) Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß die Bahngeschwindigkeit und/oder die Passerlage vorzugsweise berührungslos abgetastet wird.
4.) Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß die Synchronisation elektronisch gesteuert oder geregelt wird.
5.) Verfahren nach Anspruch 4, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß die Synchronisation nach wählbaren Kriterien, insbesondere der erreichten Drehzahl oder Bahngeschwindigkeit, ein- oder ausgeschaltet wird.
6.) Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß bei der Synchronisation äußere Einflüsse auf die BehandlungsVorrichtung (1) und/oder die Papier- oder Folienbahn (2) kompensiert werden.
7.) Verfahren nach Anspruch 4, 5 oder 6, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß bei der Synchronisation der Passerbezug durch Verzögerung und/oder Beschleunigung der Behandlungsvorrichtung (1) gegenüber der Bahngeschwindigkeit zumindest kurzzeitig verändert wird.
8.) Behandlungsvorrichtung, insbesondere rotierendes Querleimwerk, für sehne11aufende, passerbezogene Papier- oder Folienbahnen, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß die Behandlungsvorrichtung (1) einen eigenständigen Synchronantrieb (6) aufweist.
9.) Behandlungsvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß der Synchronantrieb (6) einen Antriebsmotor (7) und eine Regelung (8) zur passergenauen Synchronisation der Bewegungen der Behandlungsvorrichtung (1) und der laufenden Papier- oder Folienbahn (2) aufweist.
10.) Behandlungsvorrichtung nach Anspruch 9, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß die Regelung (8) eine elektronische, programmierbare Steuerschaltung (9) aufweist.
11.) Behandlungsvorrichtung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß die Regelung (8) GleichlaufSchwankungen gegenko pensiert.
12.) Behandlungsvorrichtung nach Anspruch 8 oder einem der folgenden, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß der Synchronantrieb (6) mindestens einen Sollwertgeber (12) zum Abgriff der
Bahngeschwindigkeit und/oder der Passerlage aufweist.
13.) Behandlungsvorrichtung nach Anspruch 8 oder einem der folgenden, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß der Synchronantrieb (6) mindestens einen Istwertgeber (10,11) zum Abgriff der
Umlaufgeschwindigkeit und der Passerlage der BehandlungsVorrichtung (1) und/oder des Antriebsmotors (7) aufweist.
14.) Behandlungsvorrichtung nach Anspruch 12 oder 13, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß der Sollwertgeber (12) und/oder der Istwertgeber (10,11) als zumindest zyklisch absolute Drehgeber ausgebildet sind.
15.) Behandlungsvorrichtung nach Anspruch 14, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß der Sollwertgeber (12) an einer passerbezogenen Schneid- oder Perforierwalze (15) angeordnet ist.
16.) BehandlungsVorrichtung nach Anspruch 14, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß der Sollwertgeber (12) als Sensor ausgebildet ist, der Referenzmarkierungen (14) an der laufenden Bahn (2) abtastet.
17.) Behandlungsvorrichtung nach Anspruch 8 oder einem der folgenden, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß der Synchronantrieb (6) am Zylinder (3) des Querleimwerks (1) und/oder der Schneid- oder
Perforierwalze (15) einen zusätzlichen Index (16) zur Lagekennzeichnung der Auslaßöffnungen (4) und einen Sensor (17) zur Indexabtastung aufweist.
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