[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft ein Bedruckstoff-Transportsystem für eine Druckmaschine.
Derartige Transportsysteme werden eingesetzt, um einen Bedruckstoff, insbesondere
einzelne Bögen eines Bedruckstoffes, von einem Druckwerk einer Mehrfarben-Druckmaschine
zum nächsten zu befördern, beidseitig zu bedruckende Bogen zu wenden, oder fertig
bedruckte Bögen abzulegen.
[0002] Durch die schnellen Arbeitszyklen moderner Druckmaschinen müssen derartige Transportsysteme
in der Lage sein, den Bedruckstoff mit Geschwindigkeiten von mehreren 10 km/h zu transportieren,
ohne dass frisch aufgedruckte Farbe dabei abschmiert. Um die Farbe zu schützen, ist
es wünschenswert, den Bedruckstoff allenfalls an seinen Rändern mit Greifern halten,
aber ansonsten im wesentlichen berührungslos transportieren zu können. Es sind daher
Transportsysteme entwickelt worden, bei denen der Bedruckstoff an einer Leitfläche
entlangtransportiert wird und zwischen der Leitfläche und dem Bedruckstoff ein Luftkissen
erzeugt wird, das dazu dienen soll, Kontakte zwischen beiden zu vermeiden. Dies gelingt
nicht immer mit befriedigender Sicherheit. Wenn der Bedruckstoff eine geringe Steife
aufweist, neigt er beim schnellen Transport zum Flattern, und kann auf diese Weise
mit der Leitfläche in Kontakt kommen. Wenn der Bedruckstoff eine große Steifigkeit
aufweist, kann dies zum Kontakt mit der Leitfläche an gekrümmten Stellen des Transportweges
führen.
[0003] Da das Verhalten des transportierten Bedruckstoffs nicht nur von seiner Steife, sondern
auch von der Transportgeschwindigkeit, und im Falle eines bogenförmigen Bedruckstoffs
auch von dessen Format abhängt, ist es ausgesprochen aufwendig, Werte für die Stärke
des Luftkissens zu ermitteln, die bei allen denkbaren Einsatzbedingungen einen befriedigenden
Schutz gegen Abschmieren gewährleisten.
[0004] Um dieses Problem zu lösen, wird gemäß der vorliegenden Erfindung ein Bedruckstoff-Transportsystem
für eine Druckmaschine mit wenigstens einer Bedruckstoffleitfläche und Mitteln zum
Erzeugen eines Luftkissens zwischen der Leitfläche und dem Bedruckstoff vorgeschlagen,
das wenigstens eine Sensoranordnung zum Erfassen des Abstands zwischen Bedruckstoff
und Leitfläche und Steuermittel aufweist, die in der Lage sind, die Stärke des Luftkissens
anhand des erfassten Abstands derart zu steuern oder zu regeln, dass der vom Sensor
erfasste Abstand in einem Sollbereich zu liegen kommt.
[0005] Als Mittel zum Erzeugen des Luftkissens dienen dabei im allgemeinen eine Überdruckquelle
und daran angeschlossene, an der Leitfläche angeordnete Luftaustrittsöffnungen. Die
Leitfläche kann flächenhaft in Form von Blechen, Platten und dergleichen ausgeführt
sein, wobei die Leitfläche zur pneumatischen Abstandsregelung eines Bogens Blas- und/oder
Saugluftöffnungen aufweist. Das Luftkissen oder tragende Luftpolster kann ebenso zwischen
Bügeln, Rohren oder dergleichen bestehen, wobei die in Bezug auf die Bogenfläche schmalen
Oberflächen Bestandteil besagter Leitfläche sind.
[0006] Als Abstandssensor zwischen Leitfläche und Bedruckstoff beliebiger Sensor, z. B.
nach optischem oder pneumatischem Prinzip arbeitender, eingesetzt werden, der von
der Seite wirkt, wo das tragende Luftpolster.
[0007] Die Sensoranordnung umfasst vorzugsweise einen auf der Leitfläche selbst angeordneten
Sensor. Ein solcher Sensor soll möglichst klein, insbesondere möglichst flach bauen,
so dass er auf der Leitfläche angeordnet werden kann, ohne den Bedruckstofftransport
zu stören. Diese Anforderungen sind besonders gut durch einen kapazitiven Sensor erfüllbar.
Ein solcher Sensor kann im wesentlichen aus auf die Leitfläche aufgeklebten, dünnen
metallischen und isolierenden Folien aufgebaut sein.
[0008] Vorzugsweise weist der Sensor in einer planaren Anordnung eine Messelektrode und
eine die Messelektrode umgebende, gegen diese isolierte Schirmelektrode auf. Diese
Elektroden können jeweils von einer Steuerschaltung mit Wechselspannungssignalen beaufschlagt
werden, wobei Phase und Amplitude der zwei Wechselspannungssignale relativ zueinander
von der Steuerschaltung so geregelt werden, dass das elektrische Feld der Messelektrode
bis zu einer typischen Messentfernung im wesentlichen senkrecht auf der Messelektrode
steht. Dadurch ist eine von der Messelektrode bis zum Messort im wesentlichen gleichbleibende
Stärke des elektrischen Feldes und infolgedessen eine lineare Charakteristik des Sensors
gewährleistet.
[0009] Bei Transportsystemen für Bogendruckmaschinen kommen üblicherweise Greiferbrücken
zum Einsatz, die sich im wesentlichen über die Breite der Druckmaschine erstrecken,
einen zu fördernden Bogen an seiner Vorderkante halten und hinter sich her ziehen.
Um zu vermeiden, dass bei der Erfassung des Abstands des Bogens auch die Greiferbrücken
erfasst werden und dadurch das Erfassungsergebnis verfälscht wird, ist vorzugsweise
eine Zeitsteuerschaltung vorgesehen, die ein an den Arbeitszyklus der Druckmaschine
gekoppeltes Synchronisationssignal empfängt und gewährleistet, dass keine Abstandserfassung
stattfindet, wenn eine Greiferbrücke sich im Erfassungsbereich des Sensors befindet.
[0010] Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung
von Ausführungsbeispielen mit Bezug auf die beigefügten Figuren.
[0011] Es zeigen:
- Figur 1
- einen schematischen Schnitt durch das letzte Druckwerk und den Ausleger einer Schön-
und Widerdruckmaschine oder einer Schöndruckmaschine, und
- Figur 2
- ein Detail aus Figur 1.
[0012] Der Aufbau des Druckwerks aus Figur 1 ist im wesentlichen bekannt und braucht nicht
im Detail beschrieben zu werden. Übergabetrommeln 1,2 übernehmen einen zu bedruckenden
Bogen von einem vorgeordneten Druckwerk und übergeben ihn an einen Gegendruckzylinder
3. Auf diesem durchläuft der Bogen einen Spalt zwischen Gegendruckzylinder 3 und Gummituchzylinder
4, in dem er bedruckt wird und wird anschließend an ein Transportsystem übergeben,
das eine Mehrzahl von auf endlosen Ketten 5 geführten Greiferbrücken 6 umfasst. Die
Ketten laufen in Figur 1 in Uhrzeigerrichtung um, und transportieren bedruckte Bögen
jeweils an ihrer Unterseite hängend zu einem Auslegerstapel 8. Ein mit Infrarot- oder
UV-Strahlung arbeitender Trockner 7 ist am Transportsystem so angeordnet, dass seine
Strahlung auf die als letztes bedruckte Oberseite jedes Bogens fällt.
[0013] Um eine exakte und gleichmäßige Führung jedes Bogens an dem Transportsystem zu gewährleisten,
ist am unteren Strang der Ketten 5 eine Bedruckstoffleitfläche 10 in Form eines mit
Düsen bestückten Blechs angeordnet, die ein unkontrolliertes Ablegen eines Bogens
nach unten verhindert. Die (in Figur 1 nicht sichtbaren) Düsen bildende Perforationen
der Leitfläche 10 münden auf Druckluftkästen 11, von denen beim in Figur 1 gezeigten
System zwei vorhanden sind. Diese werden von einer Pumpe 12 über Stellventile 13 mit
Druckluft versorgt. Der Öffnungsgrad der Stellventile 13 ist durch eine elektronische
Steuerschaltung regelbar, die in Figur 1 nicht dargestellt ist und auf deren Arbeitsweise
an späterer Stelle noch eingegangen wird.
[0014] Figur 2 zeigt im Detail einen Ausschnitt aus der Leitfläche 11. Die Leitfläche besteht
aus einem flachen Blech mit darin gebildeten Perforationen 9 (Transport-Düsen), die
auf einen unter der Leitfläche montierten Druckluftkasten 11 münden.
[0015] Zwischen den zwei dargestellten Perforationen 9 ist auf der Leitfläche 10 eine isolierende
Kunststofffolie 20 von wenigen Mikrometer Dicke aufgebracht, die drei aus einer Metallfolie
gebildete, gegeneinander isolierte, konzentrische Elektroden 14,15,16 trägt. Die innerste
der drei, 14, stellt eine Messelektrode dar, sie ist jeweils ringförmig von der Schirmelektrode
15 und der Masseelektrode 16 umgeben. Neben konzentrischen bzw. ringförmigen Ausbildung
der Elektroden 14, 15, 16, Schirmelektroden 15 und Masseelektroden sind auch andere
Formen, wie z. B. rechteckige Formen, einsetzbar. Die Dicke der Elektroden beträgt
lediglich einige Mikrometer. Die drei Elektroden sind über gegen die Leitfläche 10
isolierte Druckkontaktierungen 21 jeweils an Ausgänge einer Steuerschaltung 17 angeschlossen,
die auf einer Leiterplatte 18 an der Unterseite der Leitfläche 10 innerhalb des Druckluftkastens
11, montiert ist.
[0016] Ein von Greiferbrücken über die Leitfläche 10 hinweggezogener Bedruckstoffbogen 19
bildet zusammen mit der Messelektrode 14 einen Kondensator, dessen Kapazität vom Abstand
zwischen dem Bogen 19 und der Messelektrode 14 abhängt. Bei einem idealen Plattenkondensator
ist diese Abhängigkeit durch die Formel
C=ε ε
0 A/d
gegeben, wobei A die Oberfläche der Kondensatorplatten und d ihren Abstand bezeichnet.
[0017] Um zu erreichen, dass diese einfache Beziehung auch für den hier vorliegenden Kondensator
gilt, ist es erforderlich, dass das durch Anlegen einer elektrischen Spannung an die
Messelektrode 14 induzierte elektrische Feld zwischen Messelektrode 14 und Bogen 19
dem eines idealen Plattenkondensators ähnlich ist, das heißt, es muss im wesentlichen
parallel sein und auf der Oberfläche der Messelektrode 14 senkrecht stehen. Um dies
zu erreichen, ist die Schirmelektrode 15 vorgesehen. Die beiden Elektroden werden
von der Steuerschaltung 17 jeweils mit zwei Wechselspannungssignalen beaufschlagt,
die sich in Amplitude und Phase weitgehend gleichen. Dies hat zur Folge, dass das
bei einem realen Plattenkondensator unvermeidliche Auseinanderlaufen der Feldlinien
am Rand der Platten auf das Feld der Schirmelektrode 15 beschränkt bleibt, wohingegen
die von der Messelektrode 14 ausgehenden Feldlinien sich praktisch parallel bis zum
Bogen 19 erstrecken.
[0018] Die in Figur 2 dargestellte, die Schirmelektrode 15 ringförmig umgebende Masseelektrode
16 kann auch entfallen, wenn an ihrer Stelle die elektrisch leitende Leitfläche 10
auf Massepotential gehalten ist.
[0019] Die Steuerschaltung erzeugt ein erstes Wechselspannungssignal, indem sie der Messelektrode
14 einen Wechselstrom mit vorgegebener Stärke und Frequenz aufprägt. Die Spannungsamplitude
dieses Signals stellt sich proportional zum Blindwiderstand Xc des Plattenkondensators
ein.

wobei hier A die Fläche der Messelektrode 14 ist.
[0020] Ein zweites Wechselspannungssignal, das an die Schirmelektrode 15 angelegt wird,
wird von der Steuerschaltung 17 mit Hilfe eines Spannungsfolgers aus dem ersten Wechselspannungssignal
erzeugt.
[0021] Die gemessene Wechselspannungsamplitude wird in der Steuerschaltung 17 mit einem
Grenzwert verglichen. Wenn der Grenzwert unterschritten ist, bedeutet dies, dass der
Bogen 19 der Leitfläche 10 nähergekommen ist als erlaubt. In einem solchen Fall wird,
gesteuert durch die Steuerschaltung 17, die Leistung der Pumpe oder der Öffnungsgrad
des den jeweiligen Druckluftkasten versorgenden Ventils 13 heraufgesetzt, um das von
der aus den Perforationen 9 austretenden Druckluft gebildete Luftkissen zwischen der
Leitfläche 10 und dem Bogen 19 zu verstärken und diesen so auf einen größeren Abstand
zu bringen. Umgekehrt wird die Stärke des Luftkissens vermindert, wenn der gemessene
Abstand einen zweiten Grenzwert übersteigt.
[0022] Bevorzugt kann vorgesehen sein, dass die Anordnung als Zweipunktregler-Anlage ausgebildet
ist, das heißt, der gemessene Wert wird mit einem Grenzwert verglichen. Ist der Grenzwert
erreicht oder überschritten, so wird das Luftkissen entsprechend verstärkt beziehungsweise
verringert. Alternativ ist es auch möglich, den Betrieb mittels eines Reglers mit
vorgegebenem Sollwert durchzuführen. Dies stellt eine besonders hochwertige Lösung
dar. Als Sollwert wird der Abstand X der Bogen 19 von der Leitfläche 10 definiert.
Die Abweichung von der Sollwertlage wird als ± △X ermittelt. Das Stellglied des Reglers
wird vorzugsweise proportional zur Abweichung ± △X verstellt.
[0023] Alternativ kann die Steuerschaltung 17 eine Wechselspannung mit vorgegebener Frequenz
und Amplitude aufprägen und die Stärke des resultierenden Wechselstroms messen. Entscheidend
für die Erfassung ist, dass Werte der Spannung und Stromstärke, entweder vorgegeben
oder gemessen, vorliegen, die den Rückschluss auf den Blindwiderstand des Kondensators
erlauben.
[0024] Mit dem kapazitiven Messprinzip der Sensoranordnung aus Figur 2 können Entfernungsmesswerte
mit einer Frequenz im Kilohertzbereich erhalten werden. Dies erlaubt es, beim Durchgang
eines einzelnen Bogens vor dem Sensor Hunderte von Messwerten aufzunehmen, die es
erlauben, eine schnelle Flatterbewegung des Bogens 19 nachzuweisen.
[0025] Da der Sensor aus Figur 2 im wesentlichen nur aus zwei Lagen von dünnen Folien aufgebaut
ist und daher eine Dicke im Bereich von Millimeterbruchteilen hat, beeinflusst er
die Luftströmungsverhältnisse zwischen der Leitfläche und einem darüber transportierten
Bogen nicht merklich. Eine solche Sensoranordnung kann daher auch in bereits bestehende
Transportsysteme für Druckmaschinen ohne Schwierigkeiten nachgerüstet werden.
[0026] Einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung zufolge ist die Steuerschaltung 17
an einen Winkelgeber gekoppelt, der an einer beliebigen, zum Maschinentakt synchronen
Trommel der Druckmaschine montiert sein kann und der Steuerschaltung 17 ein Synchronisationssignal
liefert. Dies ermöglicht es der Steuerschaltung 17, die Aufnahme von Entfernungsmesswerten
immer dann zu unterbinden, wenn eine Greiferbrücke den Sensor passiert, die die Messergebnisse
verfälschen würde. In gleicher Weise kann die Messwertaufnahme unterbunden werden,
wenn sich gerade kein Bogen 19 vor dem Sensor befindet. Hierfür ist es erforderlich,
dass die Steuerschaltung 17 zusätzlich zum Synchronisationssignal eine Information
über die Länge der jeweils verarbeiteten Bogen erhält. Diese zeitweilige Unterdrückung
der Messwertaufnahme erleichtert eine nachfolgende Verarbeitung der Messwerte; insbesondere
eine Kennwertbildung z. B.
[0027] Tiefpassfilterung aus der Aufschluss über den mittleren Abstand zwischen Bedruckstoffbogen
und Leitfläche gewonnen werden kann.
[0028] Sensoranordnungen der mit Bezug auf Figur 2 beschriebenen Art können in einem Transportsystem
einer Druckmaschine an verschiedenen Stellen vorgesehen sein, um dort jeweils lokal
die Stärke der Luftkissen zu regeln. Sie können nicht nur am Ausleger zum Einsatz
kommen, wie in Figur 1 dargestellt, sondern auch beim Transport des Bedruckstoffs
zwischen zwei Druckwerken einer Maschine, oder im Bogenwender einer Druckmaschine.
1. Bedruckstoff-Transportsystem für eine Druckmaschine, mit wenigstens einer Bedruckstoffleitfläche
(10) und Mitteln (9,11,12,13) zum Erzeugen eines Luftkissens zwischen der Leitfläche
(10) und dem Bedruckstoff(19),
dadurch gekennzeichnet,
dass wenigstens eine Sensoranordnung (14 bis 18) zum Erfassen des Abstands zwischen
Bedruckstoff (19) und Leitfläche (10) und Steuermittel (17) aufweist, die in der Lage
sind, die Stärke des Luftkissens anhand des erfassten Abstands derart zu steuern,
dass der von der Sensoranordnung erfasste Abstand in einem Sollbereich zu liegen kommt.
2. Bedruckstoff-Transportsystem nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Mittel zum Erzeugen des Luftkissens eine Überdruckquelle (12) und an der
Leitfläche (10) angeordnete, an die Überdruckquelle angeschlossene Luftaustrittsöffnungen
(9) aufweist.
3. Bedruckstoff-Transportsystem nach einem der Ansprüche 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Sensoranordnung einen auf der Leitfläche (10) angeordneten Sensor (14,15,16)
umfasst.
4. Bedruckstoff-Transportsystem nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Sensor ein kapazitiver Sensor ist.
5. Bedruckstoff-Transportsystem nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Sensor aus metallischen und isolierenden (20) Folien aufgebaut ist.
6. Bedruckstoff-Transportsystem nach Anspruch 4 oder 5,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Sensor in einer planaren Anordnung eine Messelektrode (14) und eine die Messelektrode
umgebende, gegen diese isolierte Schirmelektrode (15) aufweist.
7. Bedruckstoff-Transportsystem nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Sensoranordnung eine Steuerschaltung (17) zum Beaufschlagen der Messelektrode
(14) mit einem ersten Wechselspannungssignal und zum Erfassen des Blindwiderstandes
eines aus der Messelektrode (14) und dem der Messelektrode gegenüberliegenden Bedruckstoff
(19) gebildeten Kondensators aufweist.
8. Bedruckstoff-Transportsystem nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Steuerschaltung (17) die Schirmelektrode (15) mit einem zweiten Wechselspannungssignal
beaufschlagt und dessen Amplitude so regelt, dass das elektrische Feld der Messelektrode
(14) im wesentlichen senkrecht auf dieser steht.
9. Bedruckstoff-Transportsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Sensoranordnung eine Zeitsteuerschaltung (17) umfasst, die ein an den Arbeitszyklus
der Druckmaschine gekoppeltes Synchronisationssignal empfängt und gewährleistet, dass
der Abstand zwischen Bedruckstoff (19) und Leitfläche (10) nur während eines Teils
eines jeden Zyklus der Druckmaschine erfasst wird.
10. Bedruckstoff-Transportsystem nach Anspruch 9,
dadurch gekennzeichnet,
dass Greiferbrücken (6) zum Ziehen des Bedruckstoffs (19) entlang der Leitfläche (10)
vorgesehen sind, und dass die Zeitsteuerschaltung (17) die Abstandserfassung unterbindet,
wenn eine Greiferbrücke (6) sich in der Nähe des Sensors befindet.