[0001] Die Erfindung betrifft eine Bogenbearbeitungsmaschine mit Bogenanleger mit Saugbandmodul
gemäß Anspruch 1.
Stand der Technik
[0002] Eine Transporteinrichtung zum Fördern und gleichzeitigen Ausrichten von bogenförmigem
Material ist aus der
DE 34 10 029 bekannt. Das gegen das Richtlineal leicht schräg verlaufende Förderband ist dabei
mit einer Vielzahl von Durchbrechungen versehen, die über einem zu den Durchbrechungen
offenen Saugkanal angeordnet sind. Das auf das Förderband gebrachte bogenförmige Material
wird durch die erzeugte Saugwirkung auf dem Förderband gehalten und an das Richtlineal
transportiert, um es für die anschließenden Weiterverarbeitungsschritte genau auszurichten.
[0003] Eine weitere gattungsgemäße Vorrichtung ist aus der
DE 44 21 918 bekannt. Dort ist vorgesehen, dass das Förderband auf seiner den Bogen tragenden
Oberseite zumindest auf der dem Richtlineal zugekehrten Seite offene Quernuten aufweist,
dass das obere Trum des Förderbandes in einem oben offenen Führungskanal läuft, dessen
Oberseite auf gleicher Höhe wie die Oberseite des Förderbandes liegt, und dass die
offene Seite der Quernuten mit der Luftansaugeinrichtung in Strömungsverbindung steht.
[0004] Die
DE 10 2004 022 141 A1 beschreibt eine Vorrichtung zum Fördern und gleichzeitigen Ausrichten von Bogen,
mit einem Richtlineal und mit mindestens einem in Bogenlaufrichtung leicht schräg
zum Richtlineal weisend angeordneten Förderband und einer Luftansaugeinrichtung, wobei
das Förderband auf seiner den Bogen tragenden Oberseite offene Quernuten aufweist.
Das obere Trum des Förderbandes läuft in einem oben offenen Führungskanal und die
Quernuten stehen mit der Luftansaugeinrichtung in Strömungsverbindung, wobei Steuerungsmittel
vorgesehen sind, zur Steuerung der Luftzufuhr im Bereich der Quernuten.
[0005] Bei den aus dem Stand der Technik bekannten Falzmaschinen stehen die Geschwindigkeiten
von umlaufenden Bändern eines Zuführtischs und ersten Falzwalzen bzw. vorgelagerten
Messerwellen in einem festen Verhältnis zueinander. Dies ist bedingt durch eine unveränderliche
mechanische Kopplung der jeweiligen Aggregate mit einem gemeinsamen Antrieb. Um eine
gute Falzqualität der Produkte zu erreichen, ist es wichtig, dass bei der Übergabe
des Bogens vom Ausrichttisch an das erste Taschenfalzwerk bzw. dessen vorgelagerte
Messerwellen die Geschwindigkeit des Bogens gleich der Umlaufgeschwindigkeit der rotativen
Werkzeuge, d.h. der Falzwalzen oder der vorgelagerten Messerwellen ist. Dies wird
nach dem Stand der Technik so erreicht, dass die Laufgeschwindigkeit der Förderbänder
des Ausrichttischs auf Grund einer entsprechenden Getriebeübersetzung immer größer
als die Umlaufgeschwindigkeit der rotativen Werkzeuge ist. Um die Ist-Geschwindigkeit
der Bogen auf den Förderbändern an die Umlaufgeschwindigkeit der Rotationswerkzeuge
anzupassen, wird der Schlupf zwischen den Bogen und den Förderbändern variiert. Der
Schlupf ist dabei von der Reibkraft zwischen dem Förderband und dem Bogen abhängig
und ergibt sich unter anderem aus dem Bogenformat, dem Gewicht des Bogens, der Beschaffenheit
der Oberfläche, der Normalkraft auf dem Bogen, etc. Um den wirksamen Schlupf und damit
die Ist-Geschwindigkeit des Bogens auf den Förderbändern anzupassen, wird üblicherweise
die Normalkraft geändert, indem die Anzahl von Niederhaltekugeln variiert wird, oder,
im Fall von Saugbändern, indem die Ansaugkraft der Luftansaugeinrichtung variiert
wird. Diese Einstellungen erfordern dabei eine große Erfahrung des Maschinenbedieners,
da dieser bei den Einstellarbeiten keinerlei Unterstützung durch die Maschine bzw.
die Maschinensteuerung erfährt.
Aufgabenstellung
[0006] Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Bogenbearbeitungsmaschine mit
einem Bogenanleger mit Saugbandmodul so weiter zu entwickeln, dass die Anpassung der
Bogen-Ist-Geschwindigkeit im Bereich des Bogenanlegers wesentlich vereinfacht wird.
Gelöst wird diese Aufgabe durch eine Bogenbearbeitungsmaschine mit den Merkmalen von
Anspruch 1.
[0007] Die erfindungsgemäße Bogenbearbeitungsmaschine besitzt einen Bogenanleger mit einem
Ausrichttisch und weiterhin mindestens einer Bearbeitungsstation, wobei der Bogenanleger
zum Vereinzeln von Bogen dient. Vereinzeln meint dabei, dass die Bogen entstapelt
werden, um beabstandet oder in einem Schuppenstrom weitertransportiert werden zu können.
Der Ausrichttisch besitzt mindestens ein Saugbandmodul mit mindestens einem umlaufenden
Saugband zum Transport der Bogen mit einer Bogen-Ist-Geschwindigkeit. Die Bearbeitungsstation
besitzt mindestens ein Rotationswerkzeug zum Bearbeiten der Bogen. Wenn es sich bei
der Bogenbearbeitungsmaschine um eine Bogenfalzmaschine handelt, so sind die Rotationswerkzeuge
vorzugsweise als Falzwalzen oder vorgelagerte Messerwellen ausgeführt.
[0008] Erfindungsgemäß besitzt der Ausrichttisch eine erste Messeinrichtung zur Bestimmung
der Bogen-Ist-Geschwindigkeit (bzw. in alternativer Schreibweise: Bogen-Ist-Geschwindigkeit)
und die Bearbeitungsstation eine zweite Messeinrichtung zur Bestimmung der Umfangs-
bzw. Rotationsgeschwindigkeit des mindestens einen Rotationswerkzeugs. Wird durch
die zweite Messeinrichtung die Rotationsgeschwindigkeit bzw. eine Drehzahl ermittelt,
so wird daraus die Umfangsgeschwindigkeit des Rotationswerkzeugs an seiner wirksamen
Oberfläche berechnet. Sowohl die erste Messeinrichtung als auch die zweite Messeinrichtung
und das Saugbandmodul sind mit einem Rechner verbunden, welcher eine Auswerteeinheit
und die Maschinensteuerung umfasst. Vorteilhaft ist, dass hier die tatsächliche Bogengeschwindigkeit,
die Bogen-Ist-Geschwindigkeit gemessen wird und nicht die bekannte Geschwindigkeit
des Saugbandes Verwendung findet. Auf Grund von Schlupf zwischen Saugband und Bogen
unterscheiden sich deren Geschwindigkeiten nämlich. Erfindungsgemäß wird so eine genauere
Geschwindigkeitssteuerung ermöglicht.
[0009] Gemäß einer ersten Variante der erfindungsgemäßen Bogenbearbeitungsmaschine wird
das Ergebnis der Geschwindigkeitsmessungen dargestellt: die Bogenbearbeitungsmaschine
besitzt dazu eine mit dem Steuerungsrechner verbundene Anzeige/Display entweder zur
Anzeige von Bogenistgeschwindigkeit und Umfangs- bzw. Rotationsgeschwindigkeit oder
zur Anzeige des Unterschieds zwischen Bogenistgeschwindigkeit und Umfangs- bzw. Rotationsgeschwindigkeit.
Basierend auf dieser Anzeige kann der Maschinenbediener mittels eines Bedienelements
der Bogenbearbeitungsmaschine die Bogenistgeschwindigkeit so variieren, dass der Geschwindigkeitsunterschied
behoben wird, z.B. durch Variieren der Saugkraft des Saugbandmoduls.
[0010] In vorteilhafter Weise wird gemäß einer zweiten Variante der Erfindung das Saugbandmodul
derart von dem Rechner angesteuert, dass die Bogen-Ist-Geschwindigkeit und die Umfangsgeschwindigkeit
des mindestens einen Rotationswerkzeugs in etwa gleich groß sind. Dies wird dadurch
erreicht, dass die Saugkraft des Saugbandmoduls und damit der wirksame Schlupf zwischen
dem Saugband und einem jeweiligen Bogen verändert wird. Dazu weist der Rechner ein
Programm zur Geschwindigkeitsangleichung auf und die Saugkraft des Saugbands ist veränderbar.
Eine derartige Bogenbearbeitungsmaschine hat den Vorteil, dass die Anpassung der Bogenistgeschwindigkeit
ohne Hinzutun des Maschinenbedieners automatisch durchgeführt werden kann. Ändert
sich die Laufgeschwindigkeit der Bogenbearbeitungsmaschine, so wird die Saugkraft
des Saugbandmoduls automatisch nachreguliert. Der Regelkreis umfasst dabei die Ansteuerung
des Saugbandmoduls (Steuerungsrechner) und die beiden Messeinrichtungen.
[0011] In einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Bogenbearbeitungsmaschine
wird die zweite Messeinrichtung als Drehgeber ausgeführt und die erste Messeinrichtung
erst im Auslaufbereich des Ausrichttisches angeordnet. Auslaufbereich des Ausrichttisches
meint dabei den stromabwärtigen Bereich des Ausrichttisches, sodass die Ist-Geschwindigkeit
eines Bogens gemessen werden kann, kurz bevor der Bogen von dem Ausrichttisch an die
Bearbeitungsstation übergeben wird. Die Bogen-Ist-Geschwindigkeit wird dabei deshalb
im Auslaufbereich des Ausrichttischs ermittelt, da sich die Geschwindigkeit bis zur
Übergabe an das Rotationswerkzeug nur noch unwesentlich ändert.
[0012] In einer besonders vorteilhaften und daher bevorzugten Ausführungsform verfügt die
erste Messeinrichtung über mindestens einen optischen Sensor. Dieser ist geeignet,
die Bogen-Ist-Geschwindigkeit zu erfassen. In einer Ausführungsvariante verfügt die
erste Messeinrichtung über zwei Sensoren, welche auf einer Achse parallel zur Transportrichtung
in einem Abstand von 200 bis 300 mm, insbesondere von ca. 250 mm zueinander angeordnet
sind. Die Sensoren haben die Eignung, das Passieren von Bogenkanten zu detektieren.
Aufgrund der Zeitspanne zwischen dem Detektieren einer Bogenkante durch den stromaufwärtigen
Sensor und den stromabwärtigen Sensor und dem bekannten Abstand zwischen beiden Sensoren
lässt sich direkt die Bogen-Ist-Geschwindigkeit ermitteln.
[0013] In einer vorteilhaften Weiterbildung der Bogenbearbeitungsmaschine besitzt diese
einen Datenspeicher zum auftragsbezogenen Abspeichern von Betriebsparametern des Saugbandes,
wobei insbesondere die wirksame Saugkraft bzw. die Ansteuerungsparameter zum Erzielen
einer erforderlichen Saugkraft abgespeichert werden können. Die in dem Datenspeicher
hinterlegten Werte können bei Wiederholaufträgen abgerufen werden, sodass bereits
beim Hochfahren die letzten Erfahrungswerte berücksichtigt werden.
[0014] Um einen einfachen Aufbau der Bogenbearbeitungsmaschine zu gewährleisten, verfügen
der Ausrichttisch und die Bearbeitungseinheit jeweils über eine Antriebseinheit, welche
jeweils mechanisch mit einem Hauptantrieb der Bogenbearbeitungsmaschine gekoppelt
ist.
[0015] Die beschriebene Erfindung und die beschriebenen vorteilhaften Weiterbildungen der
Erfindung stellen auch in beliebiger Kombination miteinander vorteilhafte Weiterbildungen
der Erfindung dar.
[0016] Hinsichtlich weiterer Vorteile und vorteilhafter Ausgestaltungen der Erfindung wird
auf die Unteransprüche sowie die Beschreibung eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme
auf die beiliegenden Zeichnungen verwiesen.
Ausführungsbeispiel
[0017] Die Erfindung soll an Hand eines Ausführungsbeispiels noch näher erläutert werden.
Es zeigen in schematischer Darstellung
- Fig. 1a und b
- eine Bogenfalzmaschine gemäß dem Stand der Technik
- Fig. 2a
- eine Ansicht einer erfindungsgemäßen Falzmaschine
- Fig. 2b
- eine Draufsicht auf die erfindungsgemäße Falzmaschine von Fig. 2a
[0018] Die Figuren 1a und 1b zeigen eine Falzmaschine 100, wie sie aus dem Stand der Technik
bekannt ist. Die Falzmaschine 100 weist einen Bogenanleger 1, einen Ausrichttisch
2, eine Bearbeitungsstation 3 und eine Maschinensteuerung mit Rechner 4 auf. Der Bogenanleger
1 bewirkt ein Vereinzeln von Bogen B von einem Bogenstapel S, wozu ein Trennsauger
11 (Tremat) an der Hinterkante des Stapels S mittels Blasluft und Hubsauger einen
Bogen B vom Stapel trennt und anhebt, welcher dann durch ein Saugrad 10 an den Ausrichttisch
2 übergeben werden kann. Der Ausrichttisch 2 besitzt eine Vielzahl von Führungsschienen
23, auf welchen ein jeweiliger Bogen B während seines Transports in Bogentransportrichtung
T aufliegt. Während des Transports über den Ausrichttisch 2 wird ein jeweiliger Bogen
B von dem Förderband 20, welches leicht schräg zur Bogentransportrichtung T verläuft,
gegen ein Ausrichtlineal 21 transportiert und so ausgerichtet. Um ein Abheben eines
jeweiligen Bogens B zu verhindern und sicher zu stellen, dass ein jeweiliger Bogen
B in Kontakt mit dem Förderband 20 bleibt, ist eine Vielzahl von Niederhaltekugeln
22 vorgesehen. Ein so ausgerichteter Bogen B wird nachfolgend an die Bearbeitungsstation
3, hier dargestellt als erste Falzstation, übergeben. Die Falzstation 3 besitzt vorgelagerte
Messerwellen 30, erste Falzwalzen 31, zweite Falzwalzen 32 und Falztaschen 33. In
der Darstellung der Figuren 1a und 1b stellen die vorgelagerten Messerwellen 30 ein
erstes Rotationswerkzeug der Bearbeitungsstation dar. Besitzt die Falzstation 3 keine
vorgelagerten Messerwellen 30, so wird das erste Rotationswerkzeug der Bearbeitungsstation
3 durch die Falzwalzen 31 gebildet.
[0019] In den Figuren 2a und 2b ist eine erfindungsgemäße Bogenbearbeitungsmaschine dargestellt,
welche hier als Falzmaschine ausgeführt ist. Die Falzmaschine 100 umfasst dabei ebenfalls
einen Bogenanleger 1, einen Ausrichttisch 2, eine Bearbeitungsstation 3 - ausgeführt
als erste Falzstation - und eine Maschinensteuerung mit Rechner 4. Die durch den Bogenanleger
1 von einem Bogenstapel S vereinzelten Bogen B werden über einen Ausrichttisch 2 der
Falzstation 3 zugeführt. Der Ausrichttisch 2 besitzt dazu ein Saugbandmodul 24, welches
eine Vakuumpumpe 25 und ein Saugband 20 umfasst. Ein jeweiliger Bogen B wird während
seines Transports in Bogentransportrichtung T durch das Saugband 20 angesaugt und
so gegen ein Ausrichtlineal 21 bewegt und daran ausgerichtet. Im Auslaufbereich des
Ausrichttischs 2 sind zwei Sensoren 51 und 52 angeordnet, welche gemeinsam die erste
Messeinrichtung 50 bilden. Der stromabwärtige Sensor 52 ist dabei vom stromaufwärtigen
Sensor 51 beabstandet angeordnet, wobei der Abstand d beträgt. Die Sensoren 51 und
52 sind mit der Maschinensteuerung 4 verbunden, welche den Anleger 1, den Ausrichttisch
2 und die Bearbeitungsstation 3 ansteuert. Durch die erste Messeinrichtung 50 wird
die Ist-Geschwindigkeit v eines jeweiligen Bogens B im Auslaufbereich des Ausrichttischs
bestimmt. Eine zweite Messeinrichtung 60 ist in der Bearbeitungsstation 3 vorgesehen
und dient der Bestimmung der Umfangsgeschwindigkeit des ersten Rotationswerkzeugs
30 bzw. 31. Die zweite Messeinrichtung 60 ist ebenfalls mit der Maschinensteuerung
4 verknüpft. Wird durch die zweite Messeinrichtung 60 nicht direkt die Umfangsgeschwindigkeit
am Wirkelement eines jeweiligen Rotationswerkzeugs 30 bzw. 31 gemessen, so wird diese,
basierend auf der gemessenen Drehgeschwindigkeit ω bzw. der Drehzahl durch die Maschinensteuerung
4 berechnet. In der Maschinensteuerung 4 erfolgt dann ein Vergleich von gemessener
Bogen-Ist-Geschwindigkeit v und Umfangsgeschwindigkeit ω. Bei mangelnder Übereinstimmung
der beiden Geschwindigkeiten v, ω wird die Bogen-Ist-Geschwindigkeit v durch die Maschinensteuerung
geändert, indem die wirksame Normalkraft auf einen Bogen B im Bereich des Saugbandes
20 angepasst wird. In anderen Worten: Durch eine Anpassung der Saugkraft des Saugbandmoduls
24 wird der Schlupf zwischen Saugband 20 und Bogen B angepasst. Sollte eine zu geringe
Bogen-Ist-Geschwindigkeit v vorliegen, so wird die Saugkraft erhöht, sollte eine zu
hohe Bogen-Ist-Geschwindigkeit v vorliegen, so wird die Saugkraft verringert. Wird
die Laufgeschwindigkeit der Bogenfalzmaschine 100 geändert, so erfolgt eine automatische
Anpassung der Bogen-Ist-Geschwindigkeit v an die geänderte Rotationsgeschwindigkeit
ω der Rotationswerkzeuge 30, 31. Die Parameter zur Ansteuerung des Saugbandmoduls
24 können in einem Datenspeicher 40 der Maschinensteuerung 4 abgespeichert werden.
Bezugszeichenliste
[0020]
- 1
- Bogenanleger
- 2
- Ausrichttisch
- 3
- Bearbeitungsstation
- 4
- Maschinensteuerung mit Rechner
- 10
- Saugrad
- 11
- Trennsauger (Tremat)
- 12
- Vakuumpumpe
- 13
- Kompressor
- 14
- Seitenbläser
- 20
- Förderband
- 21
- Ausrichtlineal
- 22
- Niederhaltekugeln
- 23
- Führungsschienen
- 24
- Saugbandmodul
- 25
- Vakuumpumpe
- 30
- Rotationswerkzeug (vorgelagerte Messerwellen)
- 31
- Rotationswerkzeug (Falzwalzen)
- 32
- Falzwalzen
- 33
- Falztasche
- 40
- Datenspeicher
- 50
- 1. Messeinrichtung
- 51
- stromaufwärtiger Sensor
- 52
- stromabwärtiger Sensor
- 60
- 2. Messeinrichtung/Drehgeber
- 100
- Bogenbearbeitungsmaschine (Falzmaschine)
- B
- Einzelbogen
- S
- Bogenstapel
- T
- Transportrichtung
- d
- Abstand
- v
- Bogengeschwindigkeit
- ω
- Drehgeschwindigkeit / Umfangsgeschwindigkeit
1. Bogenbearbeitungsmaschine (100) mit einem Bogenanleger (1), einem Ausrichttisch (2)
und mindestens einer Bearbeitungsstation (3), wobei der Bogenanleger (1) dem Vereinzeln
von Bogen (B) dient, wobei der Ausrichttisch (2) ein Saugbandmodul (24) mit mindestens
einem umlaufenden Saugband (20) zum Transport der Bogen (B) mit einer Bogenistgeschwindigkeit
(v) aufweist und wobei die Bearbeitungsstation (3) mindestens ein Rotationswerkzeug
(31, 32) zum Bearbeiten der Bogen (B) besitzt,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Ausrichttisch (2) eine erste Messeinrichtung (50) zur Bestimmung der Bogenistgeschwindigkeit
(v) und die Bearbeitungsstation (3) eine zweite Messeinrichtung (60) zur Bestimmung
der Umfangs- bzw. Rotationsgeschwindigkeit (ω) des mindestens einen Rotationswerkzeugs
(31, 32) aufweisen und dass die mindestens erste und zweite Messeinrichtung (50, 60)
und das Saugbandmodul (24) mit einem Steuerungsrechner (4) verbunden sind.
2. Bogenbearbeitungsmaschine nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Bogenbearbeitungsmaschine (100) eine mit einem Steuerungsrechner (4) verbundene
Anzeige aufweist zur Anzeige von Bogenistgeschwindigkeit (v) und Umfangs- bzw. Rotationsgeschwindigkeit
(ω) oder zur Anzeige des Unterschieds zwischen Bogenistgeschwindigkeit (v) und Umfangs-
bzw. Rotationsgeschwindigkeit (ω) und, dass die Bogenbearbeitungsmaschine (100) ein
Bedienelement aufweist zum Variieren der Bogenistgeschwindigkeit (v).
3. Bogenbearbeitungsmaschine nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Saugbandmodul (24) derart von dem Steuerungsrechner (4) angesteuert wird, dass
die Bogenistgeschwindigkeit (v) und die Umfangsgeschwindigkeit (ω) des mindestens
einen Rotationswerkzeugs (30,31) in etwa gleich groß sind.
4. Bogenbearbeitungsmaschine nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Saugkraft des Saugbandmoduls (24) verändert wird, und damit der Schlupf zwischen
dem Saugband (20) und einem jeweiligen Bogen (B) verändert wird.
5. Bogenbearbeitungsmaschine nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass die erste Messeinrichtung (50) im Auslaufbereich des Ausrichttisches (2) angeordnet
ist und/oder dass die zweite Messeinrichtung (60) als Drehgeber ausgeführt ist.
6. Bogenbearbeitungsmaschine nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass die erste Messeinrichtung (50) über mindestens einen optischen Sensor (51, 52) verfügt.
7. Bogenbearbeitungsmaschine nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass die erste Messeinrichtung (50) über zwei Sensoren (51, 52) verfügt, welche auf einer
Achse parallel zur Transportrichtung (T) im Abstand (d) von 200 bis 300 mm, insbesondere
von ca. 250 mm, zueinander angeordnet sind.
8. Bogenbearbeitungsmaschine nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Bogenbearbeitungsmaschine (100) einen Datenspeicher (40) aufweist zum auftragsbezogenen
Abspeichern von Betriebsparametern des Saugmoduls (24), insbesondere der Saugkraft.
9. Bogenbearbeitungsmaschine nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Ausrichttisch (2) und die Bearbeitungsstation (3) jeweils über eine Antriebseinheit
verfügen, welche mechanisch mit einem Hauptantrieb der Bogenbearbeitungsmaschine (100)
gekoppelt ist.
10. Bogenbearbeitungsmaschine nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Bogenbearbeitungsmaschine (100) als Bogenfalzmaschine ausgeführt ist und / oder,
dass es sich bei dem mindestens einen Rotationswerkzeug um Falzwalzen (31) oder vorgelagerte
Messerwellen (30) handelt.