[0001] Die Erfindung betrifft einen Hubantrieb für eine automatische Stapelwechselvorrichtung
gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.
[0002] Bei Bogenoffsetdruckmaschinen werden die zu bedruckenden Bogen von der Oberseite
eines Anlegerstapels entnommen über einen Fördertisch zu einer Anlage transportiert.
Da bei Bogenoffsetdruckmaschinen Bedruckstoffstärken bis zu einer Größenordnung 1mm
verarbeitet und auch mit einer hohen Druckgeschwindigkeit durch die Maschine gefördert
werden (10.000 bis 15.000 Bogen/h), sind die Stapel im Anleger der Maschine relativ
schnell abgearbeitet. Um den Auflagedruck ohne Unterbrechung fortführen zu können,
ist es nötig, einen neuen Stapel auf der Stapeltragplatte bereitzustellen, d.h. diesen
neuen Stapel genau in der gleichen Position unterhalb des Reststapels (vorheriger
abgearbeiteter Stapel) zu positionieren und sodann den Reststapel mit dem neuen Hauptstapel
zu vereinigen. Zu diesem Zweck sind automatische Stapelwechselvorrichtungen entwickelt
worden, vermittels denen der bis auf einen Rest abgearbeitete Stapel (Reststapel),
von der Palette auf der Stapeltragplatte abgenommen und nach dem Absenken der Stapeltragplatte
sowie dem Aufsetzen eines neuen Stapels wieder lagegenau auf der Oberseite eines neuen
Hauptstapels aufgelegt werden kann. Diese bekannten Stapelwechselvorrichtungen arbeiten
insbesondere mit horizontal verfahrbaren Stäben (Tragstäben) nach Art eines Rechens
zusammen, wobei diese den Reststapel aufnehmenden Stäbe an einer vertikal verfahrbaren
Hilfsstapeltragvorrichtung angebracht sind.
[0003] Sowohl die den Hauptstapel aufnehmende Stapeltragplatte des Anlegers als auch die
dem Anleger vorgeordnete Hilfsstapeltragvorrichtung weisen jeweils eine Hubvorrichtung
mit eigenem Antrieb auf. Um die Oberseite des Hauptstapels bzw. des durch die Hilfsstapeltragvorrichtung
gehaltenen Reststapels innerhalb eines vorgegebenen Höhenniveaus zu halten, ist im
Anleger ein Stapelhöhenabtaster in Form eines geeigneten Sensors angeordnet, dem entsprechende
Signale entnehmbar und einer dem jeweiligen Antrieb zugeordneten Steuerung zuführbar
sind. Durch die den Antrieben vorgeordnete Steuerung ist ein Arbeitspunkt wählbar,
d.h. die Einschalthäufigkeit sowie die Einschaltlängen werden abhängig vom Arbeitstakt
der Maschine sowie der Bedruckstoffstärke gewählt. Bei großen Bedruckstoffstärken
sowie einem hohen Arbeitstakt der Maschine (hohe Druckgeschwindigkeit) werden demzufolge
die Antriebe für den Hauptstapel und die Hilfsstapeltragvorrichtung entsprechend häufiger
und auch für eine längere Zeitdauer eingeschaltet.
[0004] Aufgrund des Zusammenwirkens einer Hilfsstapeltragvorrichtung mit dem Anleger bzw.
dem auf der Palette der Stapeltragplatte befindlichen Hauptstapels ist es nötig, die
Hilfsstapeltragvorrichtung mit den darin befindlichen und horizontal ein- und ausfahrbaren
Tragstäben über längere Zeiträume synchron mit der Stapeltragplatte bzw. der Oberseite
der den Hauptstapel aufnehmenden Palette zu verfahren. Diese Synchronität der Hubbewegungen
der Hilfsstapeltragvorrichtung bzw. der Stäbe mit der Palette ist insbesondere deswegen
nötig, um die Stäbe im geeigneten Moment zwischen der Oberseite der Palette und der
Unterseite des Hauptstapels einzufahren und daraufhin die Hilfsstapeltragvorrichtung
synchron bis zu dem Zeitpunkt zu bewegen, bis der Hauptstapel auf ein vorgesehenes
Niveau abgearbeitet ist und die Stapeltragplatte mit der Palette zum Beladen mit einem
neuen Hauptstapel abgesenkt wird.
[0005] Die Antriebe der Hubvorrichtung für die Stapeltragplatte (Hauptstapel) sowie die
Hilfstapeltragvorrichtung sind entsprechend der zu hebenden und zu senkenden Lasten
sowohl elektrisch als auch mechanisch unterschiedlich ausgeführt. Um die erforderliche
Synchronität hinsichtlich der Hubbewegungen zwischen Hilfsstapeltragvorrichtung und
der auf der Stapeltragplatte befindlichen Palette zu erzielen sind demzufolge technisch
aufwendige Vorkehrungen zu treffen. Da durch die Hubvorrichtungen der Hilfsstapeltragvorrichtung
bzw. der Stapeltragplatte des Hauptstapels aber unterschiedliche Lasten zu bewegen
sind, sind insbesondere die mechanischen Komponenten dieser Hubvorrichtung unterschiedlich.
Dies trifft sowohl für die entsprechenden Zugmittel als auch für die zwischen den
elektrischen Antrieben und den Zugmitteln angeordneten Getriebe zu.
[0006] Um die Hilfsstapeltragvorrichtung bei einer gegebenen Bewegung des Hauptstapels (der
Stapeltragplatte des Hauptstapels) nachzuführen ist es möglich, den Antrieb der Hilfsstapeltragvorrichtung
der Bewegung des Antriebes des Anlegers (Stapeltragplatte) nachzuführen, d.h. durch
entsprechende sensorische Mittel diese Bewegung zu erfassen und entsprechende Stellbefehle
für den Antrieb der Hilfsstapeltragvorrichtung zu generieren. Dieses verkompliziert
den bautechnischen Aufwand aber erheblich. Eine andere Möglichkeit besteht darin,
während des Synchronverfahrens den Antrieb der Hilfsstapeltragvorrichtung über geeignete
Regelalgorithmen vom Sensor der Stapelhöhenabtastung gesteuert nachzuführen. Dazu
ist es aber nötig, die Stapelhöhenabtastung (Sensor) in einer zusätzlichen Weise hinsichtlich
der Gegebenheiten des Antriebs der Hilfsstapeltragvorrichtung auszuwerten und entsprechende
Stellbefehle zu generieren Dies kann nur dann erfolgen, wenn dem Antrieb der Hilfsstapeltragvorrichtung
eine zusätzliche Steuerung mit Auswertung der Sensorsignale vorgeordnet ist bzw. wenn
die die Sensorsignale auswertende Steuerung mit einer entsprechenden Rechenkapazität
versehen ist.
[0007] Demzufolge ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung einen Hubantrieb für eine automatische
Stapelwechseleinrichtung gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 derartig zu erweitern,
so daß unter Vermeidung der zuvorstehend genannten Nachteile eine einfache und kostengünstige
Möglichkeit zum synchronen Verfahren der Stapeltragplatte des Hauptstapels und der
Hilfsstapeltragvorrichtung innerhalb gegebener Toleranzen möglich ist.
[0008] Gelöst wird diese Aufgabe durch die kennzeichnenden Merkmale von Anspruch 1. Weiterbildungen
der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
[0009] Gemäß der Erfindung ist vorgesehen, daß die den Hubvorrichtungen der Stapeltragplatte
des Hauptstapels bzw. der Hilfsstapeltragvorrichtung zugeordneten Antriebssteuerungen
derartig parametriert sind, so daß sowohl die Stapeltragplatte des Hauptstapels als
auch die Hilfsstapeltragvorrichtung bei gleich langen Einschaltzeiten jeweils um gleiche
Hübe bewegt werden. In einem bevorzugten Ausführungsfall der Erfindung ist dabei die
elektrische Antriebssteuerung für den Hubantrieb des Hilfsstapelträgers derartig parametriert,
daß durch den entsprechenden Antrieb in allen Arbeitspunkten bei gleicher Einschaltzeit
wie für den Antrieb des Hauptstapels die Hilfsstapeltragvorrichtung den gleichen Hub
(Weg) zurücklegt. Durch diese mittels entsprechender Parameterwahl erzielbare Synchronisierung
der Antriebe von Hauptstapel und Hilfsstapeltragvorrichtung ist es möglich, beiden
elektrischen Antriebssteuerungen (Stapeltragplatte - Hauptstapel / Hilfsstapeltragvorrichtung)
eine gemeinsame Steuerung zuzuordnen, welche mit dem Sensor für die Stapelhöhenabtastung
des Hauptstapels verbunden ist und entsprechend dem durch die Bedruckstoffstärke sowie
dem Arbeitstakt der Maschine bedingten Arbeitspunkt Schaltbefehle mit gegebener Häufigkeit
und vorgegebener Zeitdauer generiert. Bei entsprechender Parameterwahl in Verbindung
mit den geforderten mechanischen Toleranzen hinsichtlich der Synchronität der Hubbewegung
ist es dabei auch möglich, daß durch die Steuerung die Schaltbefehle für den Antrieb
des Hauptstapels (Anleger) sowie der Hilfsstapeltragvorrichtung nicht zeitgleich an
die entsprechenden Antriebssteuerungen (Umrichter) abgegeben werden. Demzufolge wird
das Fahren der Antriebe nicht zeitsynchron erfolgen, da es nur wichtig ist, daß in
bestimmten Zeitintervallen jeweils die gleichen Wege gefahren werden. Zeitverzögerungen
innerhalb dieser Toleranz bei der Übertragung der Schaltsignale wirken sich dann nicht
nachteilig aus.
[0010] Die erfindungsgemäß vorgesehene Synchronisierung mittels entsprechender Parameterwahl
hat dabei nicht nur den Vorteil, daß sowohl der Antrieb für den Hauptstapel als auch
der für die Hilfsstapeltragvorrichtung von einer jeweils gleich lange Schaltsignale
generierenden Steuerung bedient werden können, sondern daß es auch möglich ist, die
Schaltsignale zu unterschiedlichen Zeitpunkten dem jeweiligen Antrieb zuzuführen So
können die Antriebe in den übrigen Betriebsarten von der einen Steuerung in vollkommen
unabhängiger Weise relativ zueinander verfahren werden. Angesprochen sind hierbei
die Betriebssituationen, wenn die Hilfsstapeltragvorrichtung zum Anfahren einer vorgegebenen
Position mit höherer Geschwindigkeit herab- bzw. heraufgefahren und die Stapeltragplatte
des Hauptstapels entsprechend den Signalen des Stapelhöhensensors dem Takt der Maschine
folgend bewegt wird. Eine andere Betriebssituation, in denen sowohl Stapeltragplatte
des Hauptstapels als auch die Hilfsstapeltragvorrichtung vollkommen unabhängig voneinander
verfahren werden, ergibt sich nach dem Einfahren der Tragstäbe der Hilfsstapeltragvorrichtung
zwischen Palette und Unterseite des Hauptstapels und der Übernahme des Reststapels.
Danach wird der Antrieb der Hilfsstapeltragvorrichtung entsprechend den Signalen der
Stapelhöhenabtastung getaktet, wohingegen zum Beladen der Stapeltragplatte des Anlegers
diese vorzugsweise mit erhöhter Geschwindigkeit in eine Grundposition abgesenkt wird
und nach Aufstellen eines neuen Hauptstapels mit Palette die Stapeltragplatte des
Anlegers wieder hochgefahren wird.
[0011] Der Vorteil der Erfindung ist insbesondere darin zu sehen, daß durch lediglich eine
die Signale der Stapelhöhenabtastung (Sensor) erfassende Steuerung sowohl der Antrieb
des Hauptstapels als auch der der Hilfsstapeltragvorrichtung mit entsprechenden Schaltsignalen
versorgbar ist. In der Betriebsart

Haupt- und Hilfsstapel synchron Verfahren" werden dabei von der Steuerung gleich lange
aber nicht notwendiger Weise auch zeitgleiche Einschaltsignale bereitgestellt, wobei
durch die entsprechende Parametrierung der elektrischen Antriebssteuerung der Hilfsstapeltragvorrichtung
durch die Hilfsstapeltragvorrichtung die gleichen Hubwege zurückgelegt werden wie
vom Hauptstapel (Stapeltragplatte). Das unabhängige Verfahren der Stapeltragplatte
des Hauptstapels und der Hilfsstapeltragvorrichtung erfolgt in einfacher Weise dadurch,
daß durch die Steuerung die Einschaltsignale für die jeweiligen Antriebe unterschiedlich
lang vorgegeben werden oder ein bzw. beide Antriebe mit kontinuierlichen Einschaltsignalen
gefahren werden.
[0012] Des weiteren erfolgt die Erläuterung eines Ausführungsbeispiels der Erfindung anhand
der Zeichnung. Es zeigt:
- Fig. 1
- einen Anleger mit einer Hilfsstapeltragvorrichtung sowie den entsprechenden Antrieben
nebst Steuerung,
- Fig. 2 u.3
- die von der Steuerung generierter Schaltsignale zum synchronen / asynchronen Verfahren
des Hauptstapels und der Hilfsstapeltragvorrichtung.
[0013] Fig. 1 zeigt eine Bogenoffsetdruckmaschine 1 (erstes Druckwerk), der über einen Fördertisch
Bogen von einem Anleger 2 zugeführt werden. Im Anleger 2 ist auf einer Stapeltragplatte
6 auf einer Palette 5 ein Stapel 4 aufgestellt, von dessen Oberseite im Takt der Maschine
Bogen entnommen und über den Fördertisch der Anlage zugeführt werden. Die Stapeltragplatte
6 des Stapels 4 im Anleger 2 ist über eine nicht dargestellte Hubvorrichtung über
einen Antrieb 7 heb- und senkbar.
[0014] Dem Anleger 2 ist eine Hilfsstapeltragvorrichtung 3 zugeordnet, welche als ein entlang
von Führungsschienen 10 am Anleger 2 höhenverfahrbares Gestell 8 mit darin angeordneten
horizontal verfahrbaren Tragstäben 9 ausgebildet ist. Die Tragstäbe 9 können über
nicht dargestellte Antriebsmittel nach Verfahren der Hilfsstapeltragvorrichtung 3
in ein vorgegebenes Höhenniveau zwischen der Unterseite des Stapels 4 und der Oberseite
der Palette 5 zum Abnehmen des Stapels 4 eingefahren werden. Die Wirkungsweise und
Ausbildung der Tragstäbe 9 der Hilfsstapeltragvorrichtung 3 der in Figur 1 gezeigten
Art ist an sich bekannt und in der nicht vorveröffentlichten DE 197 04 285 A1 ausführlich
beschrieben.
[0015] Das Gestell 8 der Hilfsstapeltragvorrichtung 3 ist über eine nicht explizit dargestellte
Hubvorrichtung entlang der Führungsschienen 10 am Anleger 2 über einen zugeordneten
Antrieb 11 in Form eines Elektromotors verfahrbar. Dem Antrieb 7 für den Hauptstapel
4 des Anlegers 2 sowie dem Antrieb 11 der Hilfsstapeltragvorrichtung 3 sind jeweils
entsprechend der Ausbildung der Motore Antriebssteuerungen 12 und 13 zugeordnet, welche
jeweils einen Umrichter/Frequenzumrichter in Verbindung mit einer programmierbaren
Steuerung/Rechner umfassen. Durch die Antriebssteuerung 12, 13 werden die Antriebe
7, 11 entsprechend vorgebbarer Einschaltsignale in geeigneter Weise bestromt. Der
Netzanschluß der Antriebssteuerungen 12, 13 ist in Figur 1 angedeutet.
[0016] Die Antriebssteuerungen 12, 13 stehen mit einer den gesamten Stapelwechselvorgang
als auch das Nachführen der Hubbewegungen vornehmenden Steuerung 14 in Wirkverbindung.
Mit der Steuerung 14 ist ferner eine Stapelhöhenabtastung 15 für den Stapel 4 im Anleger
2 in Form eines Sensors verbunden. Dem Sensor der Stapelhöhenabtastung 15 sind dabei
geeignete Signale genau dann entnehmbar, wenn die Oberkante des Stapels 4 innerhalb
eines vorgegebenen Höhenniveaus zum Liegen kommt. Entsprechend werden durch die Steuerung
14 Schaltsignale generiert und der Antriebssteuerung 12 der Stapeltragplatte 6 des
Anlegers 2 bzw. über die Antriebssteuerung 13 der Hilfstapeltragvorrichtung 3 zugeführt.
Mit der Steuerung 14 steht ferner noch eine Eingabevorrichtung 16 in Verbindung, durch
welche ein automatischer Stapelwechselvorgang mit den entsprechenden Hubbewegungen
der Hilfsstapeltragvorrichtung 3 und dem Ein- und Ausfahren der Tragstäbe 9 sowie
das Heben und Senken der Stapeltragplatte 6 des Anlegers 2 manuell auslösbar ist.
[0017] Die Antriebssteuerung 12, 13 der Antriebe 7, 11 des Anlegers 2 bzw. der Hilfsstapeltragvorrichtung
3 sind als programmierbare bzw. parametrierbare Antriebssteuerungen ausgebildet. Durch
entsprechende Parametervorgabe ist dabei erzielbar, daß der jeweils von der Antriebssteuerung
12, 13 bestromte Antrieb 7, 11 mit einer definierten Rampe auf eine vorgegebene Drehzahl
hochläuft um dann mit Ende des Einschaltsignals mit einer vorgegebenen Abtourrampe
(Ausschaltzeit) wieder zum Stillstand zu kommen.
[0018] Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, daß der dem
Antrieb 11 der Hilfsstapeltragvorrichtung 3 zugeordnete Antriebssteuerung 13 derartig
parametriert ist, daß sich durch die gleichen Einschaltzeiten der Steuerung 14 für
die Antriebssteuerung 12 des Anlegers 2 und die Antriebssteuerung 13 der Hilfsstapeltragvorrichtung
3 gleiche Hubbewegungen der Hilfsstapeltragvorrichtung 3 bzw. der Stapeltragplatte
6 des Anlegers 2 ergeben. Dies bedeutet, daß in den Drehzahl-Zeitdiagrammen der entsprechenden
Antriebssteuerungen 12, 13 während der gleichlangen Einschaltzeiten (Steuerung 14)
die von den Antrieben 7, 11 ausgeführten Bewegungen die gleichen Drehzahl-Zeitflächeninhalte
aufweisen.
[0019] Figur 2 zeigt die seitens der Steuerung in Verbindung mit der Stapelhöhenabtastung
15 generierten Einschaltsignale für die Antriebssteuerungen 12, 13. Dargestellt ist
über die Zeit t der Pegel des Schaltsignales S der Steuerung 14. Wiedergegeben ist
dabei, daß die Schaltsignale S für die Antriebssteuerung 12 zeitversetzt zu den Schaltsignalen
S für die Antriebssteuerung 13 der Hilfsstapeltragvorrichtung bereitgestellt werden,
wobei jedoch die Länge der Schaltsignale S während des Zustandes

EIN" gleich lang sind. Mit den in Figur 2 dargestellten Schaltsignalen S werden über
die Antriebssteuerung 12, 13 und die Antriebe 7, 11 von der Stapeltragplatte 6 des
Anlegers 2 und der Hilfsstapeltragvorrichtung 3 die gleichen Hubwege ausgeführt.
[0020] Figur 3 zeigt einen Verlauf der Schaltsignale S der Steuerung 14 bei einem asynchronen
Betrieb der Antriebe 7, 11. In der hier dargestellten Betriebsart wird über die Steuerung
14 die Antriebssteuerung 12 des Antriebes 7 für den Anleger 2 weiterhin getaktet betrieben,
d.h. die Stapeltragplatte 6 bewegt sich in Abhängigkeit der Signale der Stapelhöhenabtastung
15 (Sensor), wohingegen der Antriebssteuerung 13 ein kontinuierliches Schaltsignal
S vorgegeben wird, so daß die Antriebssteuerung 13 den Antrieb 11 mit einer maximalen
Nenndrehzahl fährt. In diesem Falle wird die Hilfsstapeltragvorrichtung 3 mit einer
vorgegebenen maximalen Geschwindigkeit verfahren.
Bezugszeichenliste
[0021]
- 1
- Bogendruckmaschine
- 2
- Anleger
- 3
- Hilfsstapeltragvorrichtung
- 4
- Stapel
- 5
- Palette
- 6
- Stapeltragplatte
- 7
- Antrieb (Stapeltragplatte 6)
- 8
- Gestell (Hilfsstapeltragvorrichtung 3)
- 9
- Tragstäbe
- 10
- Führungsschiene (Hilfsstapeltragvorrichtung 3)
- 11
- Antrieb (Hilfsstapeltragvorrichtung 3)
- 12
- Antriebssteuerung (Antrieb 7)
- 13
- Antriebssteuerung (Antrieb 11)
- 14
- Steuerung
- 15
- Stapelhöhenabtastung
- 16
- Eingabevorrichtung
- S
- Schaltsignal
- t
- Zeit
1. Hubantrieb für eine automatische Stapelwechselvorrichtung einer bogenverarbeitenden
Maschine, insbesondere für eine Bogenoffsetdruckmaschine mit Non-Stop-Anleger, mit
einer über einen Antrieb und vorgeordneter Antriebssteuerung heb- und senkbaren Stapeltragplatte
des Anlegers und einer über einen Antrieb und vorgeordneter Antriebssteuerung heb-
und senkbaren Hilfsstapeltragvorrichtung, wobei die Antriebssteuerungen mit einer
die Signale einer mit dem Stapel auf der Stapeltragplatte zusammenwirkenden Stapelhöhenabtastung
zusammenwirkenden Steuerung in Wirkverbindung stehen,
dadurch gekennzeichnet,
daß zum synchronen Verfahren der Stapeltragplatte (6) und der Hilfsstapeltragvorrichtung
(3) durch die Steuerung (14) beiden Antriebssteuerungen (12, 13) Schaltsignale (S)
gleicher Dauer vorgebbar sind und daß eine der Antriebssteuerungen (12, 13) eine derartige
das Drehzahl-Zeitverhalten betreffende Parametrierung aufweist, so daß während eines
Schaltsignales (S) von der von dem zugehörigen Antrieb (7, 11) getriebenen Last (Stapeltragplatte
6, Hilfsstapeltragvorrichtung 3) die gleiche Hubbewegung hervorrufbar ist wie von
der Last des zweiten Antriebs (7,11).
2. Hubantrieb nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß durch die Steuerung (14) während des synchronen Verfahrens der Stapeltragplatte
(6) und der Hilfsstapeltragvorrichtung (3) entsprechend den Signalen der Stapelhöhenabtastung
(15) gleich lange Einschaltsignale (S) zueinander zeitversetzt generierbar sind.
3. Hubvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß durch die Steuerung (14) zum Verfahren der Stapeltragplatte (6) des Anlegers (2)
und der Hilfsstapeltragvorrichtung (3) in einer asynchronen Betriebsart den Antriebssteuerungen
(12, 13) unterschiedliche Schaltsignale (S) zuführbar sind.
4. Hubvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß die den Antrieben (7, 11) zugeordneten Antriebssteuerungen (12, 13) als mit jeweils
einem programmierbaren Rechner versehene Umrichter ausgebildet sind.
5. Hubvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Antriebssteuerung (13) der Hilfsstapeltragvorrichtung (3) die das Drehzahl-Zeitverhalten
des Antriebs (11) betreffende Parametrierung aufweist.