Technisches Gebiet
[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft eine Druckbogenbremse gemäss Oberbegriff des Vorrichtungsanspruchs
1 und der Verfahrensansprüche 30, 31.
[0002] Die durch verschiedene Falzprozesse injizierten Richtungsänderungen der Druckbogenteile
allgemein verursachen hohe Verzögerungs- und Beschleunigungswerte auf die zu falzenden
Druckbogenteile. Die aus den Verzögerungs- und Beschleunigungswerten sowie der Masse
der umgelenkten Druckbogenteile resultierenden Verzögerungs- und Beschleunigungskräfte
wirken sich negativ auf die Produktqualität sowie auf Stabilität des Falzprozesses
aus. Zusätzlich kommt die marktseitige Forderung nach höheren Produktionsleistungen,
um die Kosten pro Zeiteinheit oder Produkt entsprechend zu reduzieren.
Stand der Technik
[0003] Aus
EP3002240 A1 und
EP3002241 A1 gehen Bremsvorrichtungen hervor, welche mitunter mit einem pneumatischen Medium (Luft)
betrieben werden. Solche Bremsvorrichtungen haben den wesentlichen Vorteil, dass sie
gegenüber bekannten mechanischen oder elektromagnetischen Systemen durch sehr schnelle
Reaktionszeiten, insbesondere auch aufgrund der sehr geringen Massenträgheit des Bremssystems,
aufwarten können. Des Weiteren sind solche mit einem pneumatischen Medium betriebenen
Bremsvorrichtungen, abgesehen von den komplementären Bremsbelägen, weitgehend wartungs-
und verschleissfrei.
[0004] Demgemäss geht aus
EP3002240 A1 eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Abbremsung und Positionierung eines Druckbogens
in einer Verarbeitungsmaschine hervor. Entlang der Zustellrichtung des Druckbogens
ist mindestens ein Mittel vorhanden, welches eine Bremskraftwirkung auf den Druckbogen
ausübt, und so die Positionierung des Druckbogens im Zusammenhang mit dem betrieblichen
Vorgang einer nachgeschalteten Verarbeitungsstation bewerkstelligt.
[0005] Die Ausrichtung dieses Standes der Technik ist darin zu sehen, dass der ganze Abbremsungsvorgang
durch eine Abbremsung und eine Positionierung des Druckbogens charakterisiert ist.
Demnach, die endgültige Lagebestimmung des Druckbogens wird durch eine zweifache Bremseinwirkung
bewerkstelligt, deren Bremsvorkehrungen zueinander nach verschiedenen Prinzipien betrieben
werden können, wobei die beiden Bremsvorkehrungen teilweise auch durch eine "und/oder"-Verknüpfung
operieren können.
[0006] Im Wesentlichen zeigt
EP3002240 A1 verschiedenen Möglichkeiten, wie eine Abbremsung und eine Positionierung eines Druckbogens
vonstattengehen kann:
[0007] Bei der direkten Umsetzung ist es so, dass die bremskraftauslösenden Luftimpulse
direkt auf den Druckbogen gerichtet sind und dort ihre Wirkung entfalten resp. umsetzen,
wobei die Anzahl, Stärke und Wirkungsort dieser Luftimpulse den gegebenen Verhältnissen
angepasst werden können.
[0008] Bei der indirekten Umsetzung ist es so, dass die bremskraftauslösenden Luftimpulse
auf mindestens ein mechanisches Element wirken, welches intermediär zwischen Druckbogen
und Düse des Luftimpuls angeordnet ist, dergestalt, dass die effektive Bremswirkung
auf den Druckbogen dann durch das genannte mechanische Element erfolgt, wobei ein
solches Element verschiedene dynamische Ausgestaltungen aufweisen kann.
[0009] Darüber hinaus lässt sich die positionsgenaue Abbremsung des Druckbogens in Zustellrichtung
mindestens teilweise auch durch andere auf den Druckbogen wirkende Abbremsungen bewerkstelligen,
so beispielweise durch den Einbau einer auf Unterdruck wirkenden Bremskraft, welche
meist unterhalb der Transportbänder, mit Wirkung auf die Druckbogen angeordnet ist.
Durch eine solche Vorkehrung erhöht sich die Reibung zwischen Oberfläche der tischähnlichen
Unterlagen und Unterseite des Druckbogens in der Weise, dass eine solche Reibungskraft
vorzugsweise als Feinjustierung für eine genaue Endpositionierung des Druckbogens
herangezogen werden kann. Wie oben bereits im Zusammenhang mit den Luftimpulsen erwähnt,
lässt sich auch für die Umsetzung des Unterdruckes auf den Druckbogen Anzahl, Stärke
und Wirkungsort den gegebenen Verhältnissen anpassen.
[0010] Die beiden wirksamen Bremskräfte, also die bremskraftauslösenden Impulse auf den
Druckbogen, seien sie direkt oder indirekt betrieben, sowie die Erhöhung der Reibung
durch eine weitere Bremskraft, lassen sich interdependent zueinander oder unabhängig
voneinander steuern, wobei der Bremskraftanteil der beiden von Fall zu Fall verändert
resp. angepasst werden kann.
[0011] Selbstverständlich kann eine zusätzliche Bremskraft auch durch mindestens ein mechanisch
aktivierbares Element bewerkstelligt werden, welches beispielsweise neben den auf
den Druckbogen wirkenden pneumatischen bremskraftauslösenden Impulsen zur Feinjustierung
herangezogen werden kann, wobei ein solches mechanisches Element ohne weiteres durch
eine autonome Steuerung oder im obigem Sinne rein durch Luftimpulse betrieben werden
kann.
[0012] Aus
EP3002241 A1 geht des Weiteren eine Bremsvorrichtung hervor, welche als Querabzugsbremse für einen
Druckbogen ausgelegt ist. Dabei geht es hier auch um ein Verfahren zur Abbremsung
und Positionierung des Druckbogens in Zustellrichtung sowie zur Verzögerung des Druckbogens
während des falzmässigen Einzuges und/oder gegen die auftretenden Flatterbewegungen
beim eingezogenen Druckbogen, und dies wird durch die folgenden Verfahrensschritten
erreicht: i) Aufgrund der vorgegebenen Produktionsdaten wie Falzschema, Papiergewicht,
Papierbreite, Abschnittlänge, wird der zur Bremsung benötigte Luftdruck berechnet
und die Informationen an den automatischen Druckregler geschickt, unter Berücksichtigung,
dass je nach Falzschema der Druckbogen auf der linken und rechten Seite unterschiedliche
Werte aufweisen kann; ii) Ein Druckspeicher mit einen Druckregler stellt die physikalischen
Werte der benötigten Druckluft sicher; iii) Der in den Falzbereich einlaufende/zugeführte
Druckbogen wird an der Hinterkante mittels Lichtschranke erfasst, wobei diese Lichtschranke
gleichzeitig der taktgenauen Synchronisierung des Falzschwertes dient, wobei die Lichtschranke
Unregelmässigkeiten innerhalb des Transportes des Druckbogens ausgleicht; iv) Aufgrund
des ausgelösten Triggersignals wird unter Berücksichtigung von Totzeit- und Geschwindigkeitskompensation
ein Signal zur Aktivierung des pneumatischen Schaltventils ausgelöst; v) Darauf wird
die im Druckspeicher gespeicherte Luft schlagartig freigegeben, worauf die Luftdüse
einen impulsartigen Luftstoss freigibt; vi) Der freigesetzte Luftstoss wirkt nun direkt
auf den Druckbogen oder indirekt auf einen Hebel, welchen den Luftstoss und die entsprechende
Normalkraft auf den Druckbogen überträgt; vii) Der Druckbogen wird dabei während der
Zustellvorganges und/oder während des Falzprozesses auf eine tischähnliche Unterlage
gedrückt und generiert durch Reibung eine Bremskraft auf den Druckbogen; viii) Eine
zusätzliche Bremskraft wird bei Bedarf gleichzeitig oder druckphasenverschoben auf
die Hinterkante des Druckbogens ausgeübt, wobei durch die von der Bremswirkung ausgelöste
Materialstreckung eine Versteifung des Druckbogens entsteht; ix) Der Bremszeitpunkt
wird so gewählt, dass der Druckbogen sicher auf 0 abgebremst wird, sei es wenn er
am Druckbogenanschlag gleich anliegt, oder das Falzschwert den Druckbogen übernimmt
oder während des Falzprozesses soweit verzögert; x) Nach Abgabe der Luftimpulse wird
das pneumatische Schaltventil unmittelbar geschlossen, und steht dann für den nächsten
Takt zur Verfügung.
[0013] Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die zum Stand der Technik gehörenden Bremsvorrichtungen
vorzugsweise auf interdependente Bremssysteme ausgelegt sind, wobei deren Bremswirkung
durch unterschiedlichen Hilfsaggregate erbracht wird, mit unterschiedlichen Bremstechniken
und mit unterschiedlichen gesteuerten Brems- resp. Impulskräfte ausgelegt sind.
Darstellung der Erfindung
[0014] Hier will die Erfindung Abhilfe schaffen. Der Erfindung, wie sie in den Ansprüchen
gekennzeichnet ist, liegt die Aufgabe zugrunde, eine hocheffiziente Bremse, vorzugsweise
für Produkte allgemeiner Art, vorzugsweise für Druckprodukte, insbesondere für Druckbogen
vorzuschlagen, welche durch eine durch Impuls beigestellte Bremskraft betrieben wird,
welche von einem eingedüsten pneumatischen Medium beigestellt wird, und welche in
der Lage ist, durch Übertragung einer Impulskraft eine effiziente Bremskraft auf einen
Körper auszuüben, welcher Körper dann die Bremskraft direkt auf das Produkt ausübt,
worauf eine unmittelbare Bremswirkung entsteht.
[0015] Es ist auch möglich, eine Ausführung vorzusehen, bei welcher der Körper nicht direkt
auf das Produkt aufschlägt, sondern indirekt durch die Einfügung komplementärer Hilfsaggregate.
In beiden Fällen ist es so, dass diese Bremskraft sowohl bei der direkten als auch
indirekten Umsetzung die mit hohen Laufgeschwindigkeiten und bei hohen Taktzahlen
einzeln zugestellten Produkte erfassen kann.
[0016] Wenn hier von einzelnen Produkten die Rede ist, so bedeutet das nicht, dass die Vereinzelung
abschliessend resp. zwingend zu verstehen ist: Ebenso gut lässt sich die erfindungsgemässe
Bremse beispielsweise bei der Durchschleusung von einfach oder mehrfach gefalzten
Druckprodukten einsetzen. Es ist sogar möglich, dass diese Bremse bei Druckprodukten
in geschuppter Konfiguration zum Einsatz kommen kann.
[0017] Im Folgenden wird bestimmungsgemäss nur noch von Druckbogen, allenfalls von Druckprodukten,
besprochen, ohne eine Ausschliesslichkeit daraus zugrunde zu legen.
[0018] Die erfindungsgemässe Bremse kommt demnach vorzugsweise für Druckprodukte zum Einsatz,
ohne indessen ausschliesslich zu wollen, dass die erfindungsgemässe Bremse ohne weiteres
auch für andere flachausgebildete transportierbare Produkte von unterschiedlicher
Dicke und Materialzusammensetzung zum Einsatz gelangen kann.
[0019] Aus praktischen und naheliegenden Überlegungen wird deshalb die erfindungsgemässe
Bremse im Folgenden auf die Bremswirkung auf Druckbogen fokussiert.
[0020] Dabei ist diese erfindungsgemässe Bremse, im Folgenden dann folgerichtig nur noch
Druckbogenbremse genannt und als solche beschrieben, so ausgelegt, dass innerhalb
einer Zeitspanne im Bereich von Millisekunden (ms) die einzelnen mit hoher Geschwindigkeit
transportierten und zugestellten Druckbogen abrupt auf Null abgebremst werden, und
sie gleichzeitig lagegenau für die nachfolgende Bearbeitung positioniert werden.
[0021] Die lagegenaue Positionierung des abgebremsten Druckbogens ist entscheidend für die
Qualitätssicherung, insbesondere bezogen auf die nachfolgenden Operationen. Diese
Qualitätssicherung lässt sich maximieren, indem das System mit einem Druckbogenanschlag
ergänzt wird, welcher in der allerletzten Phase der Abbremsung in Aktion tritt und
dafür sorgt, dass eine allfällige durch den Transport oder allenfalls die Umsetzung
der Bremskraft hervorgerufene Schiefstellung 100%ig definitiv ausgeglichen werden
kann.
[0022] Dabei ist die freigesetzte kinematische Energie beim örtlichen Auftreffen der Druckbogen
auf den Druckbogenanschlag nur noch minim vorhanden, denn durch die erfindungsgemässe
Abbremsung wurde diese zustellungsbedingte kinematische Energie bereits nahezu vollständig
abgebaut.
[0023] Sonach bleibt es dann nur noch eine gegen Null strebende Zustellgeschwindigkeit übrig,
welche dafür sorgt, dass sich der Druckbogen an die Anschlagfläche des Druckbogenanschlags
sanft ausrichten kann. Der Druckbogenanschlag kann aus einem einzigen Körper bestehen,
der weitgehend die ganze Zustellbreite des Druckbogens erfasst, oder aus einer Anzahl
zueinander beabstandeter Körperteile bestehen. Es liegt auf der Hand, dass zwischen
Remanenz-Geschwindigkeit des Druckbogens und nicht voller Ausschöpfung der Bremskraft
bei deren Umsetzung eine Interdependenz besteht.
[0024] Die endgültige Positionierung des Druckbogens wird also zwar unter Zuhilfenahme eines
Druckbogenanschlags bestimmt, dessen ungeachtet muss aber auf alle Fälle sichergestellt
werden, dass der Druckbogen mit seiner Remanenz-Geschwindigkeit nur noch sehr sanft
auf die Anschlagfläche dieses Druckbogenanschlags auftrifft. Da diese Remanenz-Geschwindigkeit,
wie dargelegt, mikroskopisch klein ausfällt, besteht auch keine Gefahr, dass sich
die in Zustellrichtung vordere Kante des Druckbogens beim Auftreffen auf die Anschlagfläche
verletzen oder von dieser Anschlagfläche zurückfedern resp. zurückspringen könnte.
[0025] Dieser sanft vollzogene Ablauf hinsichtlich der Endstellung des Druckbogens hat darüber
hinaus den Vorteil, dass sich der Druckbogen ganz an den Verlauf der Anschlagfläche(n)
angleichen kann, wodurch daraus eine definitive maximierte genaue Ausrichtung des
Druckbogens resultiert, wobei diese genaue Ausrichtung des Druckbogens dann für die
Qualitätssicherung bei den nachfolgenden Betriebsoperationen entscheidend ist.
[0026] In diesem Zusammenhang sind folgende Spezifikationen von Wichtigkeit: Die Beaufschlagung
des Pneumatik-Ventils erfolgt in der Regel innerhalb einer Zeitspanne von 8-10 ms.
Davon werden rund 50% dieser Zeitspanne, also 4-5 ms, für das Herunterfahren des ersten
flexiblen bremskraftumsetzenden Elements verbraucht, und die restlichen rund 50% dieser
Zeitspanne, also 4-5 ms, kommen für den eigentlichen Bremsvorgang zum Tragen. Das
heisst, die Verzögerung der Einlaufgeschwindigkeit des Druckbogens auf Null erfolgt
demnach innerhalb einer Zeitspanne von höchstens 5 ms.
[0027] An sich kann die Beaufschlagungszeit in Abhängigkeit der Anordnung und des Abstands
des eigentlichen Bremskörpers gegenüber dem Druckbogen verändert werden. Die ursprünglich
genannten Werte gelten für einen maximalen Abstand von ca. 10 mm zwischen Bremskörper
und Druckbogen, was im Normalfall einem Betriebsmodus mit unterschiedlicher Einlauf-
und Falzhöhe der Druckbogen entspricht, wobei die Bremse und die Zustellungskadenz
der Druckbogen so ausgelegt werden kann, dass auch ein "geschupptes" Falzen zum Einsatz
kommen kann, d.h., der zu falzende Druckbogen liegt noch auf dem Falztisch, während
der nachfolgende Druckbogen darüber liegend zugeführt wird.
[0028] Bei einer Anordnung hinsichtlich einer vorgegebenen Falzmaschine, bei welcher die
Zulaufhöhe der Falzebene entspricht, muss bei Operationsbeginn sichergestellt werden,
dass der vorangegangene Druckbogen dann nicht mehr am Ort verharrt. In diesem Fall
variiert der Abstand zwischen Bremse und Druckprodukt zwischen 0 und ca. 3 mm. Das
heisst in diesem Fall, dass der Anteil der Absenkbewegung der Bremse, also des Bremskörpers,
ca. 30% und die eigentliche Bremszeit ca. 70% der total zur Verfügung stehenden Bremszeitspanne
betragen.
[0029] In beiden Fällen muss sichergestellt werden, dass die Bremszeit nicht wesentlich
kleiner als 5 ms ausfällt, so dass wenn immer möglich angestrebt werden sollte, dass
die Absenkbewegung nicht grösser als 3 ms beträgt.
[0030] Sonach kann jeweils durch eine einzige modellierte Bremskraft eine schonende sichere
und genaue örtliche Positionierung der einzelnen Druckbogen erzielt werden, welche
für die nachfolgende Bearbeitung dieser Druckbogen von ausschlaggebender Bedeutung
ist.
[0031] Zu diesem Zweck wird erfindungsgemäss als Umsetzungsmittel des von einer Luftstrahldüse
erfolgten kraftbestimmenden Impulses ein Körper vorgesehen, der grundsätzlich weitere
komplementären Elemente aufweist, welche eine wirkungsgradmaximierte Luftstrahlumlenkung
ermöglichen.
[0032] Die Geschwindigkeit der Luftströmung aus der Luftstrahldüse beträgt bei einer angenommenen
turbulenten Strömung nahezu Überschall, also in der Grössenordnung von ca. 316 m/s.
Bei einer laminaren Strömung lässt sich diese Geschwindigkeit auf ca. 500 m/s erhöhen.
Dies ist zum Beispiel dann der Fall, wenn die Strömungsstruktur der Luftstrahldüse
als Lavaldüse ausgebildet ist.
[0033] Dieser luftstrahlumlenkende Körper ist vorzugsweise oberhalb der transportierten
Druckbogen angeordnet und steht unmittelbar in Wirkverbindung mit einem flexiblen
einseitig eingespannten Element, dessen Nachgiebigkeit resp. Federkonstante für die
Übertragbarkeit der Anpresskraft auf den Druckbogen zeichnet. Die Unterseite dieses
flexiblen Elements übt sonach einen durch den vom Luftstrahl über den luftstrahlumlenkenden
Körper erzeugten Kraftimpuls eine Anpresskraft auf den Druckbogen aus, welche Anpresskraft
dann als direkte Bremskraft zum Tragen kommt, dergestalt, dass der erfasste Druckbogen
unmittelbar und vollumfänglich auf Null abgebremst werden kann.
[0034] Eine Möglichkeit, die Ausschwingungsbewegung des flexiblen Bestandteils des ersten
Elements nach erfolgtem Bremsimpuls zu verringern, resp. gegen Null streben zu lassen,
lässt sich durch verschiedene Massnahmen erzielen:
- a) Zum einen kann auf die materialbedingte Federkonstante des flexiblen Bestandteils
des ersten Elements eingewirkt werden, sei es durch eine gezielte Materialwahl, oder
durch eine mehrschichtige Blattstruktur dieses flexiblen Bestandteils, der vorzugsweise
die Form einer Lasche hat.
- b) Zum anderen lassen sich mechanische Dämpfungselemente vorsehen, welche der Ausschwingungsbewegung
des flexiblen Bestandteils des ersten Elements entgegenwirken, beispielsweise dadurch,
dass die Dämpfungskörper aus schwingungsdämpfenden Materialien bestehen. Diese sollen
grundsätzlich so beschaffen sein, dass sie eine minimierte zusätzliche Masse ins System
einbringen.
- c) Des Weiteren ist es möglich, dass der für die Bremsung eingeleitete Luftstrahlstoss
im Nachgang zu der vollzogenen Bremsung nicht abrupt unterbrochen wird, sondern nur
soweit gemindert wird, dass daraus eine Gegenkraft gegen die Ausschwingungsbewegung
des flexiblen Bestandteils des ersten Elements resultiert.
- d) Ferner kann die Luftstrahldüse so gebildet werden, dass nebst der zentralen für
die Hauptwirkung der Bremse bestimmten Öffnung eine weitere komplementäre vorgesehen
wird, welche hilfsweise auf die Ausschwingungsbewegung des flexiblen Bestandteils
des ersten Elements dämpfend einwirkt. Diese zweite Öffnung tritt dann mit einem entsprechenden
Luftstoss erst subsequent zum Hauptluftstoss aus der Hauptöffnung in Funktion, und
soll für die Dämpfung kraftmässig entsprechend modelliert werden.
- e) Schliesslich kann die mittig platzierte Hauptöffnung der Luftstrahldüse mit einer
Anzahl kranzförmig angeordneter kleinerer Bohrungen ergänzt werden, wobei aus diesen
kranzförmig angeordneten Bohrungen vorzugsweise eine Luftmasse eingebracht wird, welche
gegenüber der Ausschwingungsbewegung des flexiblen Bestandteils des ersten Elements
eine Dämpfung einbringen können.
[0035] Eine Kombination dieser Dämpfungsvorkehrungen und Dämpfungsmittel untereinander ist
auch möglich.
[0036] Der impulsaufnehmende Körper, vorzugsweise in Form einer Schale, weist eine innenkörperseitige
strahlumlenkende Struktur auf, welche so ausgebildet ist, dass der Luftstrahl zunächst
den Körper zentral oder entlang einer Schwerpunktebene beaufschlagt, und anschliessend
geordnet, also ohne Verwirbelungen, abströmen kann.
[0037] Dabei ist die Ausbildung der luftstrahlumlenkenden Struktur dieses Körpers vorzugsweise
entweder durch eine rotationsförmig konkave Form ausgebildet, oder der Körper weist
luftstrahldüsenseitig eine zentrale gestreckte Kante auf, von welcher aus sich die
luftstrahlumlenkende Struktur flügelförmig nach unten ausbreitet.
[0038] Um den Impulssatz gleichförmig über die beiden flügelförmigen luftstrahlumlenkenden
Strukturen zu führen, verläuft diese zentrale gestreckte Kante entlang einer Schwerpunktebene
des Körpers gegenüber den beiden anschliessenden luftstrahlumlenkenden Flügeln, welche
endseitig dann ebenfalls in eine konkave Form übergehen, womit auch hier eine geordnete
Abströmung der eingebrachten Lufstrahlmasse gewährleistet wird, und dies folgerichtig
ohne luftbezogene Interferenzen auf die jeweiligen darunter transportierten Druckbogen.
[0039] Innerhalb der beiden fokussierten strahlumlenkenden Körper, welche aber der Form
nach nicht als abschliessende Ausbildungen zu verstehen sind, strömt der Luftstrahl
über die luftstrahlumlenkenden Strukturen des Körpers bis hin zu den konkaven oder
quasi-konkaven Krümmungen, von wo aus die Strömung aus der Luftstrahldüse dann abschliessend
in die Gegenrichtung zu der Strömung des originären Luftstrahls umgelenkt wird.
[0040] Bei dieser abschliessenden Umlenkung entsteht dann eine maximiert wirbelfreie nach
oben gerichtete Rückströmung, welche um ca. 90° bis ≥ 180° seitlich der Luftstrahldüse
abströmt. Erst durch diese impulssatzgebende Umlenkung des über die Luftstrahldüse
zugeführten Luftmassenstromes werden die für die bremsauslösende Anpressung benötigten
Bremskräfte umgesetzt, zuerst auf den Körper selbst, und dann gleichzeitig auch auf
das mit ihm in Wirkverbindung stehende vorzugsweise einseitig eingespannte flexible
Element, dessen druckbogenseitige Unterfläche die ultimative Anpressung auf den Druckbogen
umsetzt.
[0041] Was den Luftmassenstrom pro Bremsvorgang betrifft, ist zu sagen, dass diese in Abhängigkeit
der Bremskraft und somit auch des Druckes steht. Mitunter ist diese Luftstrahlmenge
dann auch von der Masse des abzubremsenden Druckbogens abhängig, wobei beim Druckbogen
selbst Papierbreite, Falzschema, Anzahl Papierlage, Papierflächengewicht, Abschnittlänge,
eine steuerungstechnische Rolle spielen.
[0042] Aufgrund der Auflistung der vorgegebenen Produktionsdaten, welche nicht abschliessend
zu verstehen sind, wird der zur Bremsung benötigte Luftdruck berechnet und die Informationen
an den automatischen Druckregler geschickt. Dabei können die Druckbogen, je nach Falzschema,
auf der linken und rechten Seite unterschiedliche Werte aufweisen. Bei einer solchen
Konstellation muss dann die Bremse resp. deren Bremswirkung entsprechend geregelt
werden.
[0043] Was die Schaltung des pneumatischen Ventils betrifft, so wird dieses unter Berücksichtigung
von Totzeit und Geschwindigkeitskompensation durch ein Signal ausgelöst. Darauf wird
die im Druckspeicher gespeicherte Luft schlagartig freigegeben, worauf die Luftstrahldüse
einen impulsartigen Luftstrahlstoss abgibt.
[0044] Nach Abgabe des Luftimpulses wird das pneumatische Schaltventil unmittelbar geschlossen
und der Druckregler befüllt den Luftspeicher erneut mit dem voreingestellten Druck
und steht für den nächsten Takt zur Verfügung.
[0045] Der Betrieb mit einem Luftspeicher ist indessen nicht unabdingbar: Die taktbedingte
impulsmässige Abgabe einer bestimmten Luftmenge unter einem bestimmten Druck lässt
sich auch durch eine dynamische ausgelegte Steuerung erreichen, welche direkt für
eine kontinuierliche Druckluftbeistellung sorgt.
[0046] Des Weiteren, die Injektion des von der Luftstrahldüse beigestellten Luftmassenstromes
erfolgt vorzugsweise vollständig intermittierend, d.h. sie geht von Null auf max.
Druck und dann wieder auf Null. Indessen ist es nach Bedarf möglich, intermediär nach
dem erfolgten Bremsvorgang die Luftstrahldüse mit einem Remanenzdruck zu betreiben,
damit die Beaufschlagungszeit beim nachfolgenden Takt weiter verringert werden kann.
[0047] Der Körper ist, wie erwähnt, gemäss einer Vorzugsvariante rotationssymmetrisch oder
quasi-rotationssymmetrisch ausgebildet, mit einer vorstehenden zentral angeordneten
kegelförmigen oder nahezu kegelförmigen Säule ergänzt, welche die Schale des Körpers
überragt, und welche von der Spitze bis zum konkaven Auslauf des Körpers stromlinienförmig
tailliert ausgebildet ist, so dass sie von oben nach unten strömungskonform in die
vorgegebene konkave Form im rotationssymmetrischen Körper übergeht.
[0048] Die aus der Luftstrahldüse zentral eingebrachte Luftmasse verteilt sich also strömungsmässig
gleichförmig in Umfangrichtung der zentral angeordneten kegelförmigen oder nahezu
kegelförmigen Säule, und diese Luftmasse strömt dann unter Wahrung einer maximierten
laminaren Strömung in die konkave Ausnehmung des Körpers, um dort dann durch die aufgezwungene
Umlenkung die angestrebte Impulskraft auszuüben. Mithin werden durch diese Strömungscharakteristiken
jene Voraussetzungen erfüllt, welche zu einer weitgehend verlustfreien Energieübertragung
führen.
[0049] Des Weiteren wird durch diese Ausbildung sichergestellt, dass der Luftstrahl, nach
getaner Arbeit, durch die bodenseitige konkave Krümmung des Körpers weitgehend wieder
Richtung Luftstrahldüse zurückströmen kann, und so keine luftseitig bedingten Interferenzen
auf die Druckbogen ausüben kann.
[0050] Ferner schliesst die hier erfindungsgemäss zugrunde gelegte Druckbogenbremse weitere
vorteilhafte Wirkungen mit ein, die über die punktgenau sofortige Bremswirkung auf
den Druckbogen hinaus geht, indem durch eine solche Druckbogenbremse auch gleichzeitig
sicher gestellt wird, dass bei der sich auf dem Falztisch befindlichen Druckbogen-Hinterkante
keine Kollisionsstelle mit dem Folgedruckbogen auftreten kann. Wichtig bei dieser
Konfiguration ist die damit zugrundeliegende operationelle Grundlage, wonach der Folgedruckbogen
höher als die Oberfläche des Falztisches zugeführt wird.
[0051] Die selben Vorteile bei der beschriebenen Luftstrahlumlenkung lassen sich also auch
bei einem nicht vollkommen rotationssymmetrischen Körper erzielen, bei welchem der
Luftstrahl aus der Luftstrahldüse nicht auf eine zentral angeordnete kegelförmige
oder nahezu kegelförmige Säule trifft, sondern ein Umlenkungselement beaufschlagt,
welches mindestens eine luftstrahlseitig mittig angeordnete Trennkante aufweist, welche
die Luftstrahlmasse gleichförmig aufteilt, wobei jede Teilmenge dann entlang der strömungskonformen,
vorzugsweise auch taillierten und/oder flügelähnlichen Wand bis zur Strömungsumlenkung
abströmt. Durch diese Umlenkung wird auch hier eine Impulskraft freigesetzt, bevor
der Luftstrahl dann bei > 90° Rückströmungswinkel nach oben und/oder seitlich abströmen
kann.
[0052] Dabei wird hervorgehoben, dass eine solche Trennkante nicht zwingend parallel zur
Zustellrichtung der transportierten Druckbogen verlaufen muss, sondern nach Bedarf
auch quer zu derselben verlaufen kann.
[0053] Darüber hinaus kann der schalenförmige Strahlumlenkungskörper auch ohne eine zentral
angeordnete strömungskonforme Säule ausgebildet sein, und die seitlichen Wände der
Schale können dann ohne weiteres einen nicht vollkommen rotationssymmetrischen Körper
bilden.
[0054] Die erfindungsgemässe Druckbogenbremse lässt sich auch vorteilhat in operativer Verbindung
mit einer Hochleistungsfalzvorrichtung einsetzen.
[0055] Bei einem solchen Falzprozess muss sichergestellt werden, dass zu keinem Zeitpunkt
eine mechanische Kollision zwischen dem abgebremsten Druckbogen, der Falzeinheit und
dem Folgedruckbogen stattfinden kann.
[0056] Der Druckbogen wird also mittels der erfindungsgemässen Druckbogenbremse positionsgenau
abgebremst und weist dann gleichzeitig in Zustellrichtung die genaue Position auf,
dies bei Bedarf unter Einführung eines dort wirkenden Anschlags. Demnach wird mit
dem Betrieb der erfindungsgemässen Druckbogenbremse sichergestellt, dass sich die
Druckbogen-Hinterkante auf dem Falztisch befindet und somit keine Kollisionsstelle
mit dem Folgedruckbogen auftreten kann.
[0057] Durch die wesentlich verkürzte Falzimpulszeit des Hochleistungsfalzapparats und durch
den Einsatz der erfindungsgemässen Druckbogenbremse, welche an sich keine mechanisch
bewegten Teile beinhaltet und deshalb auch keine oder nur eine geringe Massenträgheit
aufweist, kann der Folgedruckbogen unmittelbar nach dem Start des Falzprozesses über
eine durch die Transportbänder leicht erhöhte Zuführposition zugeführt werden.
[0058] Durch die erfindungsgemässe Druckbogenbremse ist es möglich, die Druckbogen nicht
geschuppt zu bearbeiten, insbesondere deshalb, weil der Zeitbedarf der Bogenbremse
auf ein Minimum reduziert werden kann, nämlich auf < 10 ms. Das heisst, die Lücke
der Produkte zueinander basiert auf einer Zeitkonstante, die dann von der Produktionsgeschwindigkeit
der Druckmaschine, der resultierenden Taktzahl, und der druckbogenbezogenen Abschnittlänge
abhängig ist, wobei diese Bedingungen durch die erfindungsgemässe Bremse operativ
vollumfänglich aufgefangen werden können.
[0059] Eine Reduzierung der Lücken zwischen den einzelnen in Zustellrichtung beigebrachten
Druckbogen ist potentiell möglich, allerdings ist die Umsetzung solcher Potentialität
nur dann möglich, wenn gleichzeitig auch eine Reduzierung der benötigten Bremszeit
bewerkstelligt werden kann.
[0060] Wie bereits oben durch den Einsatz der erfindungsgemässen Druckbogenbremse beschrieben,
liegt der Folgedruckbogen dabei bereits über der Hinterkante des vorausgehenden Druckbogens
(Überschuppung), der sich bereits durch Initiierung des Falzimpulses in Richtung des
Falzwalzenpaares bewegt.
[0061] Der obenliegende Druckbogen, der immer noch in den Zuführbändern festgeklemmt ist,
nimmt dabei eine Führungsfunktion gegenüber dem zu falzenden Druckbogen wahr, indem
er verhindert, dass der untenliegende Druckbogen infolge der Beschleunigungen nach
oben steigen kann, womit die bekannten qualitätsmindernden Auswirkungen (Peitscheffekt,
Eselohren) verhindert werden können.
[0062] Wesentlich bei der Erfindung ist sonach die Ausbildung der Vorrichtung und deren
Betrieb zur Abbremsung eines transportierten und flach ausgebildeten Produkts. Eine
wesentliche Umsetzung der Erfindung betrifft hier Vorrichtung und Verfahren zum Abbremsen
von Druckprodukten, vorzugsweise von Druckbogen, wobei es sich bei der Bremse in diesem
Fall folgerichtig um eine Druckbogenbremse handelt.
[0063] Demnach wird diese Vorrichtung als eine durch Luftstrahl betreibbare Bremse ausgebildet,
welche durch einen von einer Luftstrahldüse beigebrachten Luftstrahl betrieben wird,
wobei diese Bremse mindestens einen Körper aufweist, welcher durch die Wirkung des
Luftstrahls, d.h. durch dessen Impulskraft, eine Bremswirkung auf das Druckprodukt
umsetzt, so dass dieser Körper schlechthin die aktive unmittelbare Bremse bildet.
Der Körper selbst besteht aus mindestens einem ersten Element, welches vorzugsweise
schalenförmig ausgebildet ist, wobei diese Schalenform durch ihre körperliche Ausgestaltung
eine fortführende strahlumlenkende Strömung des zugeführten Luftstrahls sicherstellt.
[0064] Des Weiteren ist es dann so, dass dieser als Bremse wirkende Körper mit mindestens
einem zweiten Element ergänzt ist, welches für die nachfolgende Umsetzung der Impulskraft
zuständig ist, indem dieses zweite Element vorzugsweise als flexible Lasche ausgebildet
ist, welche vorzugsweise diametral entgegengesetzt zur Anordnung des ersten Elements
einseitig eingespannt ist, und dieses zweite Element durch den vom Luftstrahl auf
das erste Element ausgelösten Impulssatz eine durch die jeweilige Federkonstante umgesetzte
Biegung zum Druckprodukt hin erfährt, worauf die gesamte Bremswirkung des ersten Elements
auf das Druckprodukt umgesetzt werden kann.
[0065] Erfindungswesentlich ist ferner die Umsetzung der Bremskraftwirkung auf das Druckprodukt,
welche vorzugsweise auch durch zwei Körper, welche vorzugsweise beabstandet zueinander
quer zur Transportrichtung, auch Zustellrichtung genannt, des Druckbogens angeordnet
sind, und diese bremskraftauslösenden Körper gleichzeitig in Takt durch je mindestens
eine Luftstrahldüse betrieben werden.
[0066] Erfindungsgemäss lassen sich auch an jedem Bremsungsort mindestens zwei operativ
nebeneinander betreibbare Körper vorsehen, welche ihre Bremskraft abwechslungsweise
mindestens pro Druckbogen ausüben. Sind beispielweise pro Druckbogen zwei angeordnete
Bremsungsorte vorgesehen, so erhöht sich die Anzahl der individuell aktiven Körper
dann auf vier. Auch hier wird pro Körper vorzugsweise je mindestens eine Luftstrahldüse
vorgesehen. Der wesentliche Vorteil einer solchen Disposition und des abwechslungsweisen
Betriebs der Körper untereinander ist darin zu sehen, dass die Taktzahl dadurch wesentlich
erhöht werden kann, dass mithin eine betriebsinhärente Redundanz geschaffen wird,
und dass der Verschleiss der Ventile wesentlich minimiert werden kann.
[0067] Vorzugsweise ist es so, dass die Luftstrahldüse durch eine einzige zentral angeordnete
Öffnung charakterisiert ist, durch welche der Luftstrahl mit Überschall austritt.
Soll hier eine Steigerung der Strömungsgeschwindigkeit des Luftstrahls angestrebt
werden, so lässt sich dies durch die Bildung der Öffnung als Lavaldüse einfach erreichen.
[0068] Die Luftstrahldüse kann aber nebst der zentralen Öffnung mindestens eine weitere
Öffnung aufweisen, welche als komplementäre luftmassenstromemittierende Öffnung dient,
welche vorzugsweise die Funktion einer Dämpfungshilfe erfüllt.
[0069] Was den schalenförmigen durch einen Luftmassenstrom beaufschlagten Körper betrifft,
so ist die hier zugrundeliegende Schale rotationssymmetrisch ausgebildet, deren Innenraum
gegenüber dem von der Luftstrahldüse emittierten Luftstrahl eine konkave Form aufweist,
so dass der Luftstrahl eine optimale Impulskraft auf die Schale ausüben und dann ungehindert
ausströmen kann.
[0070] Um die Strömung innerhalb der Schale Wirkungsgrad maximierend umzusetzen, weist diese
eine zentral angeordnete kegelförmige oder nahezu kegelförmige Säule auf, über welche
der von der Luftstrahldüse emittierte Luftstrahl strömungshomogen in den konkav ausgebildeten
Innenraum strömt, und innerhalb dieses konkaven Innenraums nach Umsetzung der Impulskraft
zu einer Luftstrahlumlenkung und darauf zu einer Rückströmung kommt.
[0071] Diese zugrunde gelegte Strömungshomogenität lässt sich dann steigern, wenn die Schale
durch eine zentral angeordnete kegelförmige oder nahezu kegelförmige Säule ergänzt
wird, welche bisweilen auch über den obersten Rand dieser Schale hinausragen kann.
Um dann die Strömungshomogenität noch weiter zu steigern, soll die zentral angeordnete
kegelförmige oder nahezu kegelförmige Säule von oben nach unten vorzugsweise durch
eine Taillierung ausgebildet werden, welche so modelliert wird, dass sie übergangslos
in den konkav ausgebildeten Innenraum der Schale übergeht.
[0072] Diese Luftstrahlumlenkung erfährt dann durch die beschriebene konkave Form der Schale
eine wirkungsgradmaximierte Rückströmung, welche optimal um 90° bis ≥ 180° gegenüber
dem Luftmassenstrom aus der Luftstrahldüse erfolgt.
[0073] Erfindungsgemäss soll das erste Element aber nicht nur als Schale ausgebildet werden
können, sondern dieses Element kann auch eine offene Struktur aufweisen, welche oberseitig
eine zentrale vorstehende Kante aufweist, von welcher aus bis zu dem zweiten Element
eine sich beidseitig dieser Kante verlaufende luftstrahlumlenkende flügelähnliche
Struktur erstreckt, wobei diese Kante, bezogen auf eine vorgegebene Transportrichtung
eines Produkts, eine beliebige Ausrichtung einnehmen kann.
[0074] Mindestens das zweite als Lasche ausgebildete Element der Bremse mit einer bedarfsmässigen
aufweisende Federkonstante steht in Wirkverbindung mit mindestens einer pneumatischen
Dämpfungsvorkehrung und/oder mit mechanisch betreibbaren Dämpfungselementen, welche
allesamt so ausgebildet sind, dass sie in der Lage sind, eine Ausschwingungsbewegung
dieses zweiten Elements nach vollführter Bremsbewegung effizient zu dämpfen.
[0075] Erfindungsgemäss geht es auch um ein Verfahren zum Betreiben der beschriebenen Vorrichtung
zur Abbremsung eines transportierten und flach ausgebildeten Produkts, vorzugsweise
eines Druckprodukts, insbesondere eines Druckbogens, wobei die Vorrichtung als eine
durch Luftstrahl betreibbare Bremse ausgebildet ist, wobei die Bremse durch einen
von mindestens einer Luftstrahldüse beigebrachten Luftstrahl betrieben wird, wobei
die Bremse mindestens durch einen Körper gebildet ist, welcher durch die Wirkung des
Luftstrahls eine Bremskraft auf das Produkt ausübt, wobei die Bremse in Wirkverbindung
mit einer nachgeschalteten Falzvorrichtung betrieben wird, und wobei die Bremse so
betrieben wird, dass simultan zur Fixierung des Produkts durch die Bremskraft auf
die Produkt-Hinterkante eingewirkt wird, dergestalt, dass damit Platz geschaffen wird,
womit eine Kollision mit dem nachfolgenden Produkt umgangen wird.
[0076] Die wesentlichen Vorteile der Erfindung sind darin zu sehen, dass:
eine Maximierung der resultierenden Bremskraft infolge Luftstrahlumlenkung bei gleichbleibendem
Energieeinsatz erzielt wird;
eine Umlenkung des Luftstrahls weg von Druckbogen sichergestellt werden kann, womit
keine luftbezogenen Interferenzen auf die Druckbogen stattfinden;
eine kostengünstige und verschleisslose Bremskraftverstärkung zur Verfügung gestellt
werden kann;
durch die Druckbogenbremse die Voraussetzung geschaffen wird, dass der Falzprozess
ungestört und effizient ablaufen kann.
[0077] Weitere vorteilhafte Ausführungsarten gehen aus der Beschreibung hervor.
Kurze Beschreibung der Figuren
[0078] Nachstehend wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnung, auf die hinsichtlich
aller erfindungswesentlichen und in der Beschreibung nicht näher herausgestellten
Einzelheiten ausdrücklich Bezug genommen wird, erläutert. Alle für das unmittelbare
Verständnis der Erfindung nicht wesentlichen Elemente sind weggelassen worden, Gleiche
Elemente sind in den verschiedenen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
[0079] In der Zeichnung zeigt:
- Figur 1
- eine Gesamtübersicht einer Druckbogenbremse, welche mit einer Schale ausgerüstet ist;
- Figur 2
- ein Schaltschema, das den Betrieb der Bremse wiedergibt;
- Figur 3
- eine dreidimensionale Darstellung des impulsübertragenden schalenförmigen Körpers;
- Figur 4
- eine Darstellung eines weiteren impulsübertragenden Körpers;
- Figur 5
- eine dreidimensionale Darstellung des impulsübertragenden Körpers gemäss Figur 4.
Beschreibung der Erfindung
[0080] Figur 1 zeigt eine Gesamtübersicht der Druckbogenbremse 100, welche an sich auf die
Darstellung eines einzigen bremskraftgebenden Aggregates ausgerichtet ist. Es ist
je nach Bedarf ohne weiteres möglich, mehrere Aggregate vorzusehen, welche verschiedentlich
zueinander platziert sein können, welche dann in einem vorbestimmten Takt die Bremskraft
auf den auf sich dem Falztisch 200 befindlichen Druckbogen A ausüben.
[0081] So lässt sich disponieren, dass die auf den Druckbogen wirkende Bremskraft vorzugsweise
durch zwei Körper 120 erfolgt, welche vorzugsweise innerhalb der Breite des Druckbogens
und quer zur in Zustellrichtung 300 desselben zueinander beabstandet sind. Pro Körper
soll vorzugsweise mindestens eine Luftstrahldüse 110 vorgesehen werden. Bei einer
solchen Konfiguration ist es dann wichtig, dass die Bremskraft über die beiden bremskraftwirkenden
Körper gleichförmig und gleichzeitig erfolgen muss, damit sich keine Verzerrung auf
die Lage des Druckbogens einstellen kann. Eine solche Konfiguration geht hier zeichnerisch
nicht hervor, ist aber für den Fachmann leicht nachvollziehbar.
[0082] Es ist auch möglich, an jedem Bremsungsort mindestens zwei operativ nebeneinander
betreibbare bremskraftwirkende Körper 120 vorzusehen, welche ihre Bremskraft abwechslungsweise
mindestens pro Druckbogen A ausüben. Sind beispielweise pro Druckbogen zwei angeordnete
Bremsungsorte vorgesehen, so erhöht sich die Anzahl der individuell aktiven Körper
120 auf vier.
[0083] Auch hier wird pro Körper 120 vorzugsweise mindestens eine Luftstrahldüse 110 vorgesehen.
Der wesentliche Vorteil einer solchen Disposition besteht sicher darin, dass der Betrieb
der zwei oder mehr nebengeordneten Körper 120 abwechslungsweise stattfinden kann,
so dass die Taktzahl dadurch wesentlich erhöht werden kann, und dass mithin eine betriebsinhärente
Redundanz geschaffen wird, womit die Verschleissrate der für den Betrieb der bremskraftwirkenden
Körper 120 zuständigen Ventile wesentlich minimiert werden kann.
[0084] Die dargestellte Druckbogenbremse 100 wird von einem Support 101 getragen, der eine
maximierte Stabilität aufweisen muss, damit die dort verankerten weiteren Elemente
der Druckbogenbremse 100 durch die hohen Taktzahlen der Maschine eine minimierte Schwingungsanfälligkeit
aufweisen. Der Support 101 weist intermediär eine Verankerung 102 für die Anbringung
einer Luftstrahldüse 110 auf, deren Luftstrahl gegen die weiteren Bestandteile der
Druckbogenbremse 100 gerichtet ist, wobei diese Bestandteile oberhalb der Transportebene
der Druckbogen A angeordnet sind, wie dies auch prägnant aus den Figuren 2 und 4 hervorgeht.
[0085] Diese zur Druckbogenbremse 100 gehörenden Bestandteile teilen sich grundsätzlich
in zwei Hauptelemente auf: Zum einem geht es um ein erstes ausgelegtes Element 120,
das im Wesentlichen als eigenständiges Aggregat fungiert: Dieses besteht im Wesentlichen
zum einen aus einem flexiblen Bestandteil, der als eine flachausgebildete Lasche 121
ausgebildet ist, deren Material oder Materialzusammensetzung oder Materialkombination
eine abgestimmte Federkonstante in Abhängigkeit zu der auszuübenden Bremskraft aufweist,
und des Weiteren besteht das erste Element 120 aus einem schalenförmigen Bestandteil
122, der mit der Lasche 121 in Wirkverbindung steht, wobei die Schale 122 direkt von
dem Luftstrahl 400 aus der Luftstrahldüse 110 beaufschlagt wird.
[0086] Der von der Luftstrahldüse 110 eingebrachte Luftstrahl 400 (siehe auch Figur 3) erzeugt
durch seine Impulskraft die Bremskraftwirkung der Druckbogenbremse 100 schlechthin,
wobei die Schale 122 durch die Wirkung des Luftstrahls 400 darin besteht, dass sich
die flexibel flachausgebildete Lasche 121 nach unten biegt und so eine Anpresskraft
auf den darunter durch die Zustellung angeordneten Druckbogen A ausübt (siehe auch
Figur 2).
[0087] Sonach besteht das erste flexibel ausgelegte Element 120 aus dem gezeigten Bestandteil
in Form einer flexiblen Lasche 121 und einer darauf platzierten Schale 122, wobei
die konkav ausgebildete innere Form der Schale 122 eine fortlaufende strahlumlenkende
Strömung des zugeführten Luftstrahls 400 sicherstellt.
[0088] Diese luftstrahlumlenkende Schale 122 ist oberhalb der transportierten Druckbogen
A angeordnet und steht, wie bereits erläutert, unmittelbar in Wirkverbindung mit der
flexiblen eingespannten Lasche 121, welche vorzugsweise einseitig 123 verankert ist,
damit deren Nachgiebigkeit voll zur Umsetzung gelangen kann, wobei diese von der Federkonstante
abhängige Nachgiebigkeit für die Übertragung der Anpresskraft auf den Druckbogen zeichnet.
Demnach, die Unterseite dieser flexiblen Lasche 121 übt einen durch den vom Luftstrahl
über die luftstrahlumlenkende Schale 122 aufgebrachten Kraftimpuls in Form einer Anpresskraft
auf den Druckbogen A aus, welche Anpresskraft dann als direkte Bremskraft zum Tragen
kommt, dergestalt, dass der erfasste Druckbogen A augenblicklich innerhalb weniger
ms auf Null abgebremst wird. Diese Lasche 121 kann unterseitig, also druckbogenseitig,
mit einem Überzug überzogen werden, der die Abbremsung des Druckbogens wirkungsvoll
unterstützt.
[0089] Wie aus Figur 1 ersichtlich ist, ist die Schale 122 endseitig der Lasche 121 und
diametral der einseitigen Einspannung 123 dieser Lasche 121 angeordnet, womit die
mögliche Flexibilität dieser Lasche maximiert werden kann.
[0090] Des Weiteren steht das erste flexibel ausgelegte Element 120 in operativer Wirkverbindung
mit einem zweiten Element 130, das als ein mechanisches Dämpfungselement 131 ausgebildet
ist. Dieses zweite Element 130 weist die Form eines starren Balkens 133 auf, und er
ist dann ebenfalls einseitig 132 verankert: im gezeigten Beispiel ist dieser Balken
133 aus Platzgründen ebenfalls am Ort der Verankerung der flexiblen Lasche 121 angeschlossen.
Das endseitig des Balkens 133 angeordnete Dämpfungselement 131 erfüllt grundsätzlich
eine dämpfungswirksame Funktion, welche gegen eine allfällige Ausschwingungsbewegung
der flexibel ausgelegten Lasche 121 nach vollführter Bremsung entgegen wirkt. In diesem
Zusammenhang soll das Dämpfungselement 131 aus einem besonders schwingungsdämpfenden
Material bestehen, so dass die Ausschwingungsbewegungen der flexiblen Lasche 121 abrupt
gedämpft werden können. Dieses Dämpfungselement 131 ist vorteilhaft in unmittelbarer
Nähe der Schale 122 angeordnet, um dessen dämpfende Wirkung zu maximieren.
[0091] Figur 2 zeigt eine Gesamtschaltung für den Betrieb der Bremse gemäss Figur 1. Ersichtlich
sind in dieser Figur zunächst die komplementären Element im Zusammenhang mit der konkav
ausgebildeten Schale 122 (siehe auch Figur 3) und der flexiblen Lasche 121. Unterhalb
der konkav ausgebildeten Schale 122 befindet sich der eigentliche Falztisch 200 mit
einem darauf sinnbildlich dargestellten Druckbogen A, wobei die auf den Druckbogen
eingeleitete Bremskraft operationell in Wirkverbindung mit dem in Zustellrichtung
300 beigebrachten Druckbogen A steht.
[0092] Des Weiteren, die lagegenaue Positionierung des abgebremsten Druckbogens A ist entscheidend
für die Qualitätssicherung, insbesondere bezogen auf die nachfolgenden Operationen.
Diese Qualitätssicherung lässt sich maximieren, indem das System mit einem Druckbogenanschlag
260 ergänzt wird, welcher in der allerletzten Phase der Abbremsung in Aktion tritt,
und dafür sorgt, dass eine allfällige durch Transport oder allenfalls Umsetzung der
Bremskraft hervorgerufene Schiefstellung 100%ig definitiv ausgeglichen werden kann.
[0093] Dabei ist die freigesetzte kinematische Energie beim örtlichen Auftreffen der Druckbogen
A auf den Druckbogenanschlag 260 bereits nahezu vollständig in die Abbremsung eingeflossen.
Es bleibt dann noch eine gegen Null strebende Zustellgeschwindigkeit 300 übrig, welche
dafür sorgt, dass sich der Druckbogen A an die Anschlagfläche 261 sanft ausrichten
kann. Der Druckbogenanschlag 260 kann aus einem Körper, der weitgehend die ganze Zustellbreite
des Druckbogens erfasst, oder durch eine Anzahl zueinander beabstandeter Körperteile
bestehen. Es liegt auf der Hand, dass zwischen Remanenz-Geschwindigkeit und nicht
voller Ausschöpfung der Bremswirkung eine Interdependenz besteht.
[0094] Die endgültige Positionierung des Druckbogens A wird also zwar unter Zuhilfenahme
eines Druckbogenanschlags 260 bestimmt, dessen ungeachtet muss aber auf alle Fälle
sichergestellt werden, dass der Druckbogen A mit seiner Remanenz-Geschwindigkeit nur
noch sehr sanft auf die (volle) Anschlagfläche 261 des Druckbogenanschlags 260 auftritt.
Da diese Remanenz-Geschwindigkeit, wie dargelegt, mikroskopisch klein ausfällt, besteht
auch keine Gefahr, dass sich die in Zustellrichtung 300 vordere Kante des Druckbogens
A beim Auftreffen auf die Anschlagfläche 261 verletzen oder dieser von Anschlagfläche
261 zurückfedern resp. zurückspringen könnte.
[0095] Diese sanft vollzogene Umsetzung hinsichtlich der Endstellung des Druckbogens A hat
darüber hinaus den Vorteil, dass sich der Druckbogen ganz an den Verlauf der Anschlagfläche(n)
261 angleichen kann, wodurch daraus eine definitive maximierte genaue Ausrichtung
des Druckbogens A resultiert und hinzu eine Qualitätssicherung für die nachfolgenden
Betriebsoperationen kommt.
[0096] Diese Figur 2 zeigt des Weiteren die Elemente, welche der pneumatischen Steuerung/Regelung
der Bremse zugrunde liegen. Zunächst ist hier eine übergeordnete Steuerungseinheit
210 operativ tätig, in welche Informationen einfliessen und daraus Befehle ausgehen.
Eine wichtige Information betrifft die Erfassung 251 des zugestellten Druckbogens
A über eine Lichtschranke 250. Diese Information 252 wird der Steuerungseinheit 210
weitergeleitet, welche durch abgelegte oder durch fortlaufend angepasste Steuerungsprofile
dafür sorgt, dass die Bremswirkung in Funktion tritt, wenn der betreffende Druckbogen
die operative Lage vor dem Druckbogenanschlag 260 erreicht hat. Hierzu gehört es,
dass über eine Steuerleitung 221 ein Befehl an den Druckregler 220 ergeht, der in
Wirkverbindung 222 mit einem nachgeordneten Druckspeicher 230 steht, der wiederum
in Wirkverbindung 231 mit einem Schaltventil 240 steht.
[0097] Dieses Ventil 240 erhält zur gegebenen Zeit von der Steuerungseinheit 210 über eine
weitere Steuerleitung 211 einen Befehl in Aktion zu treten, und jene Luftmenge der
Luftstrahldüse 110 für die Umsetzung der Bremswirkung zur Verfügung zu stellen. Die
Luftmenge strömt durch eine Druckluftleitung 241 und dann als Strahl 400 mit hohem
Druck und Geschwindigkeit aus der Luftstrahldüse 110 heraus und beaufschlagt die konkav
ausgebildete Schale 122, über welche die Bremskraft dann in Wirkverbindung mit der
Lasche 121 auf den Druckbogen A übertragen wird, unter Berücksichtigung der oben beschriebenen
Dynamik im Zusammenhang mit dem Druckbogenanschlag 260.
[0098] Was die Schaltung des pneumatischen Schaltventils 240 betrifft, so wird dieses unter
Berücksichtigung von Totzeit und Geschwindigkeitskompensation durch das erwähnte Signal
ausgelöst. Darauf wird die im Druckspeicher 230 gespeicherte Luft schlagartig freigegeben,
worauf die Luftstrahldüse 110 dann einen impulsartigen Luftstrahl abgibt. Nach Abgabe
des impulsartigen Luftstrahls wird das pneumatische Schaltventil 240 unmittelbar geschlossen
und der Druckregler 220 befüllt den Druckspeicher 230 erneut mit dem voreingestellten
Druck und steht dann für den nächsten Takt zur Verfügung.
[0099] Der Betrieb mit einem Druckspeicher ist indessen nicht unabdingbar: Die taktbedingte
impulsmässige Abgabe einer bestimmten Luftmenge unter einem bestimmten Druck lässt
sich auch durch eine dynamische ausgelegte Steuerung erreichen, welche direkt für
eine kontinuierliche Druckluftbeistellung sorgt.
[0100] Figur 3 zeigt das dreidimensionale Bild der konkav ausgebildete Schale 122, welche
für die Umsetzung der von der Luftstrahldüse 110 mit hoher Impulskraft ausströmenden
Luftstrahlmenge 400 steht.
[0101] Was die schalenförmige durch Luftstrahlmenge 400 beaufschlagte Schale 122 betrifft,
so ist der hier zugrundeliegende Körper rotationssymmetrisch ausgebildet, dessen Innenraum
konkav gegenüber dem von der Luftstrahldüse 110 emittierten Luftstrahl 400 ausgebildet
ist, so dass der Luftstrahl 400 eine optimale Impulskraft auf die Schale 122 ausüben
und dann ungehindert daraus wieder ausströmen 410 kann.
[0102] Um die bremskraftauslösende Strömung innerhalb der Schale 122 bestens zu bewerkstelligen,
weist diese eine zentral angeordnete kegelförmige oder nahezu kegelförmige Säule 124
auf, über welche der von der Luftstrahldüse 110 emittierte Luftstrahl 400 strömungshomogen
in den konkav ausgebildeten Innenraum strömt, und innerhalb dieses konkaven Innenraums
nach Umsetzung der Impulskraft zu einer Luftstrahlumlenkung 410 kommt.
[0103] Diese zugrunde gelegte Strömungshomogenität lässt sich dann steigern, wenn die Schale
122 durch eine zentral angeordnete kegelförmige oder nahezu kegelförmige Säule 124
ergänzt wird, welche über den obersten Rand dieser Schale 122 hinausragt. Um dann
die Strömungshomogenität noch weiter zu steigern, soll die zentral angeordnete kegelförmige
oder nahezu kegelförmige Säule 124 von oben nach unten vorzugsweise durch eine Taillierung
125 ausgebildet werden, welche so modelliert wird, dass sie übergangslos in den anschliessend
konkav ausgebildeten Innenraum 126 der Schale 122 übergeht.
[0104] Diese Luftstrahlumlenkung erfährt dann durch die beschriebene konkave Form der Schale
eine wirkungsgradmaximierte Rückströmung 410, welche optimal um 90° bis ≥ 180° gegenüber
dem Luftstrahl 400 aus der Luftstrahldüse 110 erfolgt.
[0105] Aus Figur 4 geht ein weiterer luftstrahlumlenkender Körper 150 hervor, der im Wesentlichen
dieselbe Funktion wie die bereits mehrfach beschriebenen Schale 122 erfüllt. Dieser
Körper 150, der in Figur 5 weitergehend dreidimensional dargestellt ist, weist oberseitig
eine zentrale vorstehende Kante 151 auf. Die beidseitigen Flanken verlaufen nach einer
luftstrahlumlenkenden flügelähnlichen Struktur (siehe Figur 5, Pos. 152) nach unten,
und erstrecken sich bis in die Gegend einer darunter operativ wirkenden flexiblen
Lasche 121, wobei diese Kante, bezogen auf eine vorgegebene Zustellrichtung 300 eines
Produkts A allgemein, eine beliebige Ausrichtung einnehmen kann.
[0106] In dieser Figur 4 wird dann dargestellt, dass die Bremse nicht nur auf die Abbremsung
einzelner Druckbogen beschränkt ist, sondern ohne weiteres möglich ist, auf dem Falztisch
200 mehrlagige Druckbogen A" für die unmittelbare Abbremsung sowie für die weitere
Bearbeitung vorzusehen. Es ist noch anzumerken, dass die Rückströmung 420 bei diesem
Körper 150 tendenziell flacher gegenüber der Schale (122) ausfallen wird. Diese Figur
zeigt des Weiteren den bereits unter Figur 2 beschriebenen Druckbogenanschlag 260
und die entsprechende Zustellrichtung 300 der Druckprodukte A
n.
[0107] Figur 5 zeigt demnach den Körper 150 in dreidimensionaler Ansicht. Wie hier gut ersichtlich
ist, weist der Körper oberseitig eine eher spitzige Kante 151 auf, welche den Luftstrahl
400 von der Luftstrahldüse scharf aufteilt, worauf diese Teilluftstrahlen 420 beidseitig
des Körpers 150 abströmen. Da der Körper 150 nach unten eine luftstrahlumlenkende
flügelähnlich verlaufende Struktur 152 aufweist, welche dann am Schluss in eine konkavähnliche
Form übergeht, entsteht auch hier auf Grund der ausgeübten Impulskraft eine Rückströmung.
1. Vorrichtung zur Abbremsung eines transportierten und flach ausgebildeten Produkts,
wobei die Vorrichtung als eine durch Luftstrahl betreibbare Bremse ausgebildet ist,
welche durch einen von einer Luftstrahldüse beigebrachten Luftstrahl betreibbar ist,
wobei der Luftstrahl auf einen Körper auftritt, der durch die Wirkung des Luftstrahls
eine auf das Produkt ausübende Bremskraft umsetzt, dadurch gekennzeichnet, dass der bremskraftumsetzende Körper (120) durch mindestens ein erstes Element (122) gebildet
ist, welches eine körperliche Struktur für eine Rückströmung (410, 420) des aus der
Luftstrahldüse (110) zugeführten Luftstrahls (400) aufweist, und dass der Körper (120)
mit mindestens einem zweiten Element (121) versehen ist, welches bei der Bremskraftumsetzung
in Wirkverbindung mit dem ersten Element (122) steht, und welches zweite Element (121)
die von dem Luftstrahl (400) aus der Luftstrahldüse (110) bewirkte Impulskraft als
resultierende Bremskraft auf das Produkt (A, A") umsetzt.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es sich beim Produkt (A, A") vorzugsweise um ein Druckprodukt, insbesondere um einen
Druckbogen handelt.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei der Bremse (100) vorzugsweise um eine Druckbogenbremse handelt.
4. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die auf den Druckbogen (A, A") wirkende Bremskraft vorzugsweise durch zwei Körper
(120) erfolgt, welche vorzugsweise beabstandet zueinander und quer zur Zustellrichtung
(300) des Druckbogens (A, A") angeordnet sind.
5. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass an jedem Bremsungsort mindestens zwei operativ betreibbare Körper (120) angeordnet
sind, welche ihre Bremskraft mindestens innerhalb eines Taktes abwechslungsweise ausüben.
6. Vorrichtung nach den Ansprüchen 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Körper (120) durch je mindestens eine Luftstrahldüse (110) beaufschlagbar ist.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Bremse (100) und deren Bremskraft mit einem Druckbogenanschlag (260) in Wirkverbindung
steht, dass der Druckbogenanschlag (260) eine Anschlagfläche (261) aufweist, welche
als Referenzkante des in Zustellrichtung (300) abgebremsten Druckbogens (A, A") dient.
8. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Luftstrahldüse (110) mindestens eine zentrale Öffnung aufweist.
9. Vorrichtung nach Anspruch 1, dass die Luftstrahldüse (110) mit Überschall betreibbar
ist.
10. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Luftstrahldüse (110) als Lavaldüse ausgebildet ist.
11. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Luftstrahldüse (110) nebst einer ersten zentralen Öffnung mindestens eine zweite
hierzu komplementär ausgelegte Öffnung aufweist.
12. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Element (122) des Körpers (120) aus einer rotationssymmetrischen Schale
besteht, deren Innenraum (126) konkav gegenüber dem von der Luftstrahldüse (110) emittierten
Luftstrahl (400) ausgebildet ist, dergestalt, dass der Luftstrahl (400) eine Impulskraft
auf die Schale (122) ausübt.
13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Schale (122) eine zentral angeordnete kegelförmige oder nahezu kegelförmige Säule
(124) aufweist, über welche der von der Luftstrahldüse (110) emittierte Luftstrahl
(400) strömungshomogen in den konkav ausgebildeten Innenraum (126) strömt, und es
innerhalb dieses konkaven Innenraums nach der Umsetzung der Impulskraft durch Luftstrahlumlenkung
zu einer Rückströmung (410, 420) kommt.
14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Rückströmung (410, 420) des von der Luftstrahldüse (110) emittierten Luftstrahls
(400) um 90° bis ≥ 180° gegenüber dem Luftstrahl (400) aus der Luftstrahldüse (110)
erfolgt.
15. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die zentral angeordnete kegelförmige oder nahezu kegelförmige Säule (124) über den
obersten Rand der Schale (122) hinausragt.
16. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die zentral angeordnete kegelförmige oder nahezu kegelförmige Säule (124) von oben
nach unten eine Taillierung (125) aufweist, welche so verläuft, dass sie übergangslos
in den konkav ausgebildete Innenraum (126) der Schale (122) übergeht.
17. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Element durch einen Strömungskörper (150) gebildet ist, der oberseitig
eine zentrale vorstehende Kante (151) aufweist, von welcher aus bis zu dem zweiten
Element (121) eine sich beidseitig der Kante verlaufende luftstrahlumlenkende, vorzugsweise
flügelförmige Struktur (152) erstreckt.
18. Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die zentrale vorstehende Kante (151) des Strömungskörpers (150) bezogen auf eine
vorgegebene Zustellrichtung (300) eines Produkts (A, A"), vorzugsweise eines Druckprodukts,
insbesondere eines Druckbogens, eine beliebige Ausrichtung aufweist.
19. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Element (121) auf der einen Seite das erste Element (122, 150) trägt,
und auf der anderen Seite oberhalb des Produkts flexibel eingespannt ist, dass durch
den von dem Luftstrahl (400) ausgehenden Impuls auf das erste Element (122, 150) eine
Biegung des zweiten Elements (121) stattfindet, dergestalt, dass durch diese Biegung
die Unterseite des zweiten Elements (121) auf das Produkt (A, A") eine Anpresskraft
ausübt.
20. Vorrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Element (121) als flexibel flachausgebildete Lasche geformt ist.
21. Vorrichtung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Lasche (121) Aussparungen aufweist.
22. Vorrichtung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Lasche (121) aus einem Material besteht, das eine gegenüber der auszuübenden
Bremskraft abgestimmte Federkonstante aufweist.
23. Vorrichtung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass die Federkonstante durch eine mehrschichtige Blattstruktur der Lasche (121) veränderbar
ist.
24. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens das zweite Element (121) in Wirkverbindung mit mindestens einer übergelagerten
Dämpfungsvorrichtung (130) steht, welche gegen eine Ausschwingungsbewegung des zweiten
Elements (121) nach einer vollführten Bremsbewegung gerichtet ist.
25. Vorrichtung nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass die Dämpfungsvorrichtung (130) aus einem endseitig (132) verankerten Balken (133)
und aus Dämpfungselementen (131) besteht, welche vorzugsweise im Bereich des ersten
Elements (122, 150) angeordnet sind.
26. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das erste (122, 150) und/oder zweite Element (121) zu Dämpfungszwecken mit pneumatischen
Kräften gegen eine Ausschwingungsbewegung nach der erfolgten Bremsung beaufschlagbar
sind.
27. Vorrichtung nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, dass ein Luftstrahl zu Dämpfungszwecken direkt aus der Hauptöffnung der Luftstrahldüse
(110) beigebracht ist.
28. Vorrichtung nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, dass der Luftstrahl zu Dämpfungszwecken aus einer Nebenöffnung der Luftstrahldüse (110)
beigebracht ist.
29. Vorrichtung nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, dass der der Luftstrahl zu Dämpfungszwecken aus einer Anordnung von kleineren Bohrungen
beigebracht ist, welche kranzförmig um die Hauptöffnung der Luftstrahldüse (110) angeordnet
sind.
30. Verfahren zum Betreiben einer Vorrichtung zur Abbremsung eines transportierten und
flach ausgebildeten Produkts, vorzugsweise eines Druckprodukts, insbesondere eines
Druckbogens, wobei die Vorrichtung als eine durch Luftstrahl betreibbare Bremse (100)
ausgebildet ist, wobei die Bremse (100) durch einen von mindestens einer Luftstrahldüse
(110) beigebrachten Luftstrahl (400) betrieben wird, wobei die Bremse (100) mindestens
mit einem Körper (120) versehen ist, welcher durch die Wirkung des Luftstrahls (400)
eine Bremskraft auf das Produkt (A, A") ausübt, dadurch gekennzeichnet, dass die Bremse (100) so betrieben wird, dass simultan zur Fixierung des Produkts (A,
A") durch die Bremskraft auf die Produkt-Hinterkante eingewirkt wird, dergestalt,
dass damit Platz geschaffen wird, um eine Kollision mit einem nachfolgenden Produkt
zu umgehen.
31. Verfahren zum Betreiben einer Vorrichtung zur Abbremsung eines transportierten und
flach ausgebildeten Produkts, vorzugsweise eines Druckprodukts, insbesondere eines
Druckbogens, wobei die Vorrichtung als eine durch Luftstrahl betreibbare Bremse (100)
ausgebildet ist, wobei die Bremse (100) durch einen von mindestens einer Luftstrahldüse
(110) beigebrachten Luftstrahl (400) betrieben wird, wobei die Bremse (100) mindestens
mit einem Körper (120) versehen ist, welcher durch die Wirkung des Luftstrahls (400)
eine umsetzende Kraft für eine Bremswirkung auf das Produkt (A, A") ausübt, dadurch gekennzeichnet, dass die Bremse in Wirkverbindung mit einer nachgeschalteten Falzvorrichtung betrieben
wird.