[0001] Die Erfindung betrifft einen Falschbogensensor umfassende Bogendruckmaschine, nach
dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
[0002] In bekannten Bogen verarbeitenden Maschinen wie etwa Bogendruckmaschinen werden Substratbogen
jeweils zur Verarbeitung in einem Anlegerstapel bereitgehalten. Die Substratbogen
werden mit Hilfe von Saugeinrichtungen, meist als Saugkopf mit Trenn- und Transportsaugern
ausgebildet, einzeln von dem Anlegerstapel abgehoben und mittels einer Taktfördereinrichtung
auf einen Bändertisch gefördert. Die Taktfördereinrichtung ist normalerweise als Anordnung
von wenigstens zwei Taktrollen in symmetrischer Anordnung zur Maschinenbreite über
einer Bänderwalze oder Transportwalze ausgeführt. Die Taktrollen werden von einer
Taktwelle im Takt der Bogen verarbeitenden Maschine auf die Bänder- oder Transportwalze
abgesetzt und klemmen dort die Substratbogen einzeln oder in einer unterschuppten
Lage ein. Durch die Drehbewegung der Bänder- oder Transportwalze werden die Substratbogen
dann mit einer vorgegebenen Geschwindigkeit synchron zum Maschinenbetrieb vorwärtsbewegt.
Über den Bändertisch werden die Substratbogen dann auf einer als Anlagetisch ausgebildeten
Anlegeeinrichtung zum Ausrichten der Substratbogen abgelegt. Vom Anlagetisch werden
die Substratbogen schließlich noch einer Bogenzuführeinrichtung der Bogendruckmaschinen
zugeführt.
[0003] Die vom Anlegerstapel abgehobenen Substratbogen werden über den Bändertisch in der
Regel in geschuppter Bogenlage als Schuppenstrom der Bogenzuführeinrichtung zugeführt.
Der Schuppenstrom wird bei der Vereinzelung vom Bogenstapel gebildet, indem das vordere
Ende eines Folgebogens jeweils im Bereich der Taktfördereinrichtung bei angehobenen
Taktrollen von den Saugeinrichtungen unter das Ende des voraus laufenden Substratbogens
geschoben werden.
[0004] Zur Gewährleistung eines ordnungsgemäßen Betriebs einer Bogendruckmaschine ist von
Bedeutung, dass keine so genannten Falschbogen auftreten.
[0005] Ein Falschbogen ist etwa ein Doppelbogen aus zwei deckungsgleich oder ggf. leicht
zueinander verschoben übereinander liegenden Substratbogen, deren Zufuhr in die Bogendruckmaschine
zu Beschädigungen derselben führen kann oder aber die reibungslose Durchführung des
Druckauftrages stört. Falschbogen sind Substratbogen, die in einer Eigenschaft von
einem ordnungsgemäß zugeführten Substratbogen abweichen. Neben Doppelbogen gehören
hierzu auch Fehlbogen, also nicht vorliegende Substratbogen, Mehrfachbogen aus mehr
als zwei Substratbogen, Schrägbogen, deren vorauslaufende Kante von der Ideallage
abweicht, Frühbogen, die vor einem Sollzeitpunkt ankommen, Spätbogen, die nach einem
Sollzeitpunkt ankommen, Dickbogen mit größerer oder Dünnbogen mit geringerer Bogendicke
als der Vorgabe entspricht.
[0006] Meist werden zur Doppelbogenerkennung mechanisch wirkende Vorrichtungen genutzt,
die den zu überprüfenden Schuppenstrom mechanisch abtasten. Hierbei rollt eine sehr
genau gefertigte Abtastrolle, die mit einem Mikroschalter verbunden ist, neben den
Taktrollen zusätzlich auf der Oberfläche des Schuppenstroms ab. Dabei werden von der
Abtastrolle auf den Substratbogen Markierungen verursacht, obwohl die Abtastrolle
nur mit einer Mindestkraft gegen den Schuppenstrom angestellt wird, um ein aussagekräftiges
Kontrollergebnis zu erhalten. Nachteilig ist der erhöhte Aufwand für die hochgenaue
Fertigung der Abtastrolle und die parallele Anordnung von mehreren Rollensystemen
zum Fördern und Überwachen.
[0007] In diesem Zusammenhang ist aus der
EP 1 172 317 B1 bekannt, Doppelbogen nicht an der Taktrolle sondern separat dazu zu erfassen. Die
Einrichtung lernt am Anfang die Höhenkontur berührend und stellt für den weiteren
Verlauf der Bogenüberwachung die Rollenhöhe dynamisch mit Piezo-Stellern nach. Die
Taktrolle berührt dann den Bogenstrom im Normalfall nicht mehr. Hier wird auch auf
die zu ermittelnden Fehler verwiesen, die als Früh-, Spät- und Schrägbogen gekennzeichnet
sind. Es ist ein Tastelement vorgesehen, welches mit einem Stellantrieb in Bogenlaufrichtung
verlagert werden kann. Die Anwendung kann aber auch an einer ortsfesten Position erfolgen.
[0008] Weiterhin kann eine Messung der Anpresskraft der Taktrolle vorgesehen sein. Hierbei
kann ein induktives Messsystem oder ein Kraftmesssystem vorgesehen werden. Berührende
Messung soll positionsgeregelt erfolgen, wobei die Kontur des Bogenstromes nachgefahren
werden soll.
[0009] Aus der
DE 100 21 629 A1 ist eine Einrichtung zur Doppelbogenkontrolle mit einem zusätzlichen Tastelement
in Form einer Rolle verbunden mit einem Schaltelement bekannt. Es sollen also mindestens
zwei Tastelemente vorgesehen sein, wobei eine manuelle Einstellung erfolgt. Das Tastelement
als Rolle dreht im Funktionsbetrieb bei Abtastung eines Bogenstroms nicht mit. Die
Messung ist unsicher.
[0010] Aus
DE 10 2004 053 891 A1 ist eine weitere Einrichtung zur Doppelbogenkontrolle bekannt. Hier geht es um die
Doppelbogenabfühlung unter Nutzung von kapazitiven Messprinzipien. Die dabei gewonnenen
Messwerte werden kontinuierlich auf der Basis von Maschinenwinkeln aufgenommen. Dabei
ist eine Steuerung vorgesehen, die zur Bewertung der Signale dient, um das so arbeitende
System automatisch zu kalibrieren. Die Messung erfolgt in einem gesonderten Bereich
der Bogenförderung und erfordert zusätzliche aufwändige Messmittel.
[0011] Aus der
DE 10 2007 003 001 A1 ist eine weitere Einrichtung zur Doppelbogenabfühlung bekannt. Die Lösung betrifft
einen Falschbogensensor, der einen Messkondensator zur Falschbogendetektion aufweist.
Dabei wird der Messkondensator durch zwei sich gegenüberliegende und damit gemeinsam
einen Kondensatorraum definierende Messelektroden gebildet und durch den Kondensatorraum
werden zur Falschbogendetektion Substratbogen hindurch bewegt. Besonders nachteilig
ist hier, dass die Taktrolle zwar als Messort genannt ist, dabei aber nur den Schuppenstrom
fixiert, um ihn dann parallel dazu kapazitiv zu messen. Der messtechnische Aufwand
ist erhöht, da das Messsystem ebenfalls direkt den Schuppenstrom vermisst, wobei die
Messkonfiguration ständig verändert wird.
[0012] Aus der
DE 29 30 270 A1 ist eine Kontrolleinrichtung für die Zufuhr von Bogen bekannt. Zur Erkennung von
Unregelmäßigkeiten der Bogenzufuhr zu einer bogenverarbeitenden Maschine mit erfasst
eine Messvorrichtung eine mit der Anzahl übereinanderliegender Bogen steigende Größe.
Eine Auswerteinrichtung gibt beim Auftreten von Unregelmäßigkeiten ein Signal ab.
Im Takt der Bogenzuführung gibt ein Impulsgeber Anfangs- und Endimpulse ab. Durch
den Anfangsimpuls wird ein elektronischer Speichers gelöscht und die von der Messvorrichtung
aufgenommenen Werte werden im Speicher aufsummiert. Durch den Endimpuls wird ein Vergleich
des gespeicherten Wertes mit einem Bezugswert für die Größe der übereinanderliegenden
Bogen eingeleitet.
[0013] Aus der
DE 103 48 029 A1, die den Oberbegriff des Anspruchs 1 offenbart, ist ein Verfahren zur Steuerung der
Bogenzufuhr zu einer Druckmaschine bekannt. Zur Anpassung des Zeitpunkts zum Abschalten
der Bogenzufuhr an aktuelle Bogeneigenschaften, werden mit mehreren auf die Bogen
gerichteten Detektoren im Zufuhrpfad beim Vorhandensein fehlerhafter Bogen Signale
abgeleitet und einer Steuereinrichtung zugeführt. Zur Entnahme doppelt, mehrfach oder
unrichtig zugeführter Bogen oder von fehlerhaften Bogen wird die Vereinzelung und
Zufuhr angehalten und es wird aus vorab in die Steuereinrichtung eingegebenen Informationen
zu geometrischen Abmessungen der Bogen der Zeitpunkt bestimmt, zu dem die Zufuhrvorrichtung
angehalten werden soll.
[0014] Aus der
DE 10 2007 009 675 A1 ein Verfahren zur Einstellung einer Doppelbogenkontrolleinrichtung am Anleger in
einer Bogenrotationsdruckmaschine bekannt. Die Doppelbogenkontrolleinrichtung tastet
im Maschinentakt die Oberflächenkontur eines geschuppten Bogenstroms ab. Ein Störsignal
wird ausgegeben, wenn die Doppelbogenkontrolleinrichtung in einem definierten Abfragefenster
eine unzulässige Anzahl übereinander liegender Bogen detektiert. Um den Aufwand zum
Einstellen zu reduzieren, wird die Länge der zu verarbeitender Bogen in die Doppelbogenkontrolleinrichtung
eingegeben, so dass diese eine automatische Einstellung eines Abfragefensters für
die Doppelbogenabfrage in abhängig von der Bogenlänge vorgenommen wird.
[0015] Alle gegenwärtig realisierten Doppelbogenerkennungen sind nicht uneingeschränkt nutzbar.
Das Spektrum der physikalischen Bedruckstoff-Eigenschaften zeigt hier spezifische
Defizite auf. Darüber hinaus müssen alle ausgeführten Varianten vor Inbetriebnahme
manuell geeicht werden. Auch die bisherige ausgeführte, taktile Erfassung der Schuppenstromdicke
erzeugt Markierungen, ist dazu mechanisch extrem aufwändig und kann nur manuell justiert
werden.
[0016] Aufgabe der Erfindung ist daher die Verbesserung einer Einrichtung zur Falschbogenerkennung
und insbesondere zur Doppelbogenabfühlung, wobei eine weitgehende Vereinfachung der
Vorrichtung in Aufbau und Bedienung angestrebt wird. Erfindungsgemäß wird die Aufgabe
mit den Merkmalen nach Anspruch 1 gelöst.
[0017] Erfindungsgemäß ist in einer Bogendruckmaschine ein Falschbogensensor vorgesehen,
der eine Messeinrichtung zur Falschbogendetektion in Verbindung mit wenigstens einer
Taktrolle aufweist. Die zu überwachenden Substratbogen werden von mindestens einer
Taktrolle in einem Schuppenstrom zu der Bogen verarbeitenden Maschine bewegt, indem
die Taktrollen mit einer einem Bändertisch zugeordneten Bänderwalze oder Transportwalze
zusammenwirken. Die Messeinrichtungen dienen der Erfassung der Auflagehöhe der Taktrollen
auf bzw. über der Bänderwalze oder Transportwalze ausgehend von einer leer laufenden
Walze. Werden bei der Bogenförderung wenigstens zwei Messeinrichtungen angeordnet,
so kann die Kontur des Schuppenstroms in wenigstens zwei parallel liegenden Messspuren
abgetastet werden.
[0018] Die einer Taktrolle zugeordnete Messeinrichtung ist magnetisch wirkend ausgeführt,
wobei die Lage eines Signalmagneten von einer oder mehreren als Hallsensor ausgebildeten
Messeinrichtungen abgetastet wird. Eine derartige Messeinrichtung ist sehr betriebssicher
und robust.
[0019] Auf Basis des Messverfahrens kann die Messeinrichtung in vorteilhafter Weise selbstjustierend
ausgeführt und vollautomatisch betrieben werden, wobei sie sich eigenständig und durch
signalverarbeitende Algorithmen selbsttätig kalibriert.
[0020] In besonders vorteilhafter Ausführungsform ist die Messeinrichtung an den genannten
Maschinen nachrüstbar und/oder gegen konventionelle Einrichtungen zur Doppelbogenabfühlung
austauschbar.
[0021] Die Funktionalität der Messeinrichtung wird in vorteilhafter Weise durch redundant
erfasste Messwerte zu Lageinformationen und durch den Einsatz von signalverarbeitenden,
rekursiven Algorithmen hochgenau ausgebildet. Hierbei können Einflüsse von Ungenauigkeiten
jeder mechanisch individuellen Konstellation und von mit Ungenauigkeiten behaftet
ausgeführter Vorrichtungen eliminiert werden. Mittels der erfindungsgemäßen Einrichtung
ist es weiterhin möglich durch Bewertung der Taktrollen-Höhensignale alle für eine
weiterführende Signalverarbeitung relevanten Informationen, insbesondere auch für
die Lagezuordnung erforderliche Maschinenwinkelinformationen, zu bestimmen.
[0022] Weiterhin kann die Messeinrichtung sich in einem automatischen Ablauf an Bedruckstoff-Dickenänderungen
anpassen.
[0023] Die Taktrollen zum Abfördern der Substratbogen von dem Bogenanleger der Bogendruckmaschine
führen als ersten mechanischen Zugriff eine Tastbewegung aus. Die Tastbewegung erfolgt
zur Kontaktierung der als unterschuppt liegender Bogenstrom geführten Einzelbogen.
Hierbei werden die beiden Rollen für einen Maschinenwinkel von ca. 100 ° angehoben.
[0024] Während dieser Zeit wird von einer Vereinzelungseinrichtung des Bogenanlegers unter
einen vorauslaufenden Substratbogen ein folgender Substratbogen geschoben. Dann werden
die Taktrollen auf den Schuppenstrom gegen die Bänderwalze oder Transportwalze abgesenkt
und klemmen den Schuppenstrom im Reibschluss gegen die Transportwalze. Die Taktrollen
sind ausreichend weich und geometrisch derart gestaltet, dass Markierungen auf den
Substratbogen nicht auftreten.
[0025] Erfasst man vom ersten Bogen an die Dicke der aus dem Bogenanleger in geschuppter
Anordnung zur Maschine geförderten, aufeinander liegenden Substratbogen, so wird eine
vollautomatische Falschbogenerkennung möglich. Die hierzu gehörigen entsprechenden
Messinformationen liegen bei normalem Ablauf mit der Ausführung von ca. 3 Maschinenumdrehungen
vor. Im Dauerbetrieb befinden sich ansonsten im Transportbereich zwischen dem Anleger
und der Bogen verarbeitenden Maschine ständig etwa 5 Bogen. Damit ist der Lagezustand
der im Schuppenstrom vorliegenden Substratbogen auch schon bei Produktionsstart bekannt,
bevor die Substratbogen durch eine Bogenzuführeinrichtung, wie etwa einen Vorgreifer,
zur Übergabe an die Bogen verarbeitende Maschine übernommen werden. Hierbei wird das
Messsignal, das der Gesamtdicke der übereinander liegenden Substratbogen entspricht,
durchgängig erfasst und nach entsprechender Verarbeitung in einem sequentiellen Speicher
abgelegt. Ein softwaretechnischer Algorithmus bewertet den Signalverlauf rekursiv
und bestimmt aus den vorliegenden Messwerten, ob zu irgendeinem Zeitpunkt der Schuppenstromabtastung
Falschbogen vorgelegen haben. Weiterhin wird sicher detektiert, wo die Falschbogen
in Ableitung aus der Kontur des Schuppenstroms im weiteren Verlauf des Bogentransports
zu einem bestimmten Zeitpunkt vorliegen.
[0026] Für eine sichere Funktion ist also grundlegend von Bedeutung, dass eine rechtzeitige
Bereitstellung des Auswertungsergebnisses ermöglicht wird, wobei die Ergebnisse vorliegen
müssen, bevor als Falschbogen erkannte Substratbogen in die Bogen verarbeitende Maschine
gefördert werden können. Damit wird sichergestellt, dass aus Maschinenschutzgründen
vorgesehene Maschinensperrvorrichtungen noch zuverlässig in Funktion treten, bevor
ein Falschbogen in die Maschine gefördert wird und ggf. Schäden verursachen kann.
[0027] Ein Bezug der Signalerfassung zum Maschinentakt ist durch synchrone Aufnahme von
Maschinenwinkelinformationen oder Rückrechnung auf der Basis von Messwertinformationen
möglich, die im Messsignal charakteristisch vorhanden sind. Hierfür eignet sich der
Absetzpunkt der Taktrollen als Beginn eines Bogentaktes, der bei bestimmten Maschinenwinkeln
je Maschinenumdrehung vorliegt.
[0028] Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird an Hand von zeichnerischen Darstellungen
näher erläutert. Dabei zeigen:
- Figur 1
- eine erfindungsgemäße Abtasteinrichtung,
- Figur 1A
- ein Detail der Messvorrichtung gemäß Ausschnitt U in Figur 1,
- Figur 2
- einen schematischen Signalverlauf bei einem Bogenlaufstart und
- Figur 2A
- schematische Messpositionen in einer Anordnung nach Figur 1 oder 2.
[0029] In Figur 1 ist schematisch eine Vorrichtung zur Förderung von Bogen und zur Erfassung
der Bogenlage der Bogen dargestellt. Die Bogen können als Substratbogen aus Papier,
Kunststoff, Karton oder Metall, ausgebildet sein und sind hier auf einem Teil ihres
Transportweges von einem Bogenanleger in einer Bogentransportrichtung R gezeigt. Die
Erfassung der Bogenlage bezieht sich auf Einzelbogen eines unterschuppt liegenden
Bogenstroms. Die gewünschten Informationen zur Bogenlage sind dabei abgeleitete Größen
aus dem Signalverlauf einer Dickenmessung des unterschuppt liegenden Bogenstroms bzw.
Schuppenstroms.
[0030] In Figur 1 sind Substratbogen B1, B2, B3 angedeutet, die in der Bogentransportrichtung
R der Mess- und Fördereinrichtung zugeführt werden, nachdem sie vorher in dem Bogenanleger
vereinzelt worden sind. Die Bogen B1, B2, B3 werden danach über eine Bänderwalze 2
mittels einer Taktrolle 3 auf einen Fördertisch 1 transportiert und danach auf dem
Fördertisch 1 an die nachfolgend angeordnete Bogen verarbeitende Maschine weitergeleitet.
Bei der Förderung in Form eines Schuppenstromes überdecken sich die Substratbogen
abhängig von einem meist maschinenspezifisch vorgegebenen Schuppenabstand der Vorderkanten
der Substratbogen. Die Überdeckung ist von dem Verhältnis des Schuppenabstands und
der Länge der Substratbogen abhängig.
[0031] In Figur 1 sind im Schuppenstrom eine Einzellage W1, eine Doppellage W2 und eine
Dreifachlage W3 der aufeinander folgenden Substratbogen B1, B2, B3 in Bezug auf die
Position zwischen der Taktrolle 3 und der Bänderwalze 2 dargestellt. Zur taktsynchronen
Förderung und gleichzeitig zum Erhalt der Messwerte wird die Taktrolle 3 an einem
Takthebel 4 in regelmäßigen Abständen im Takt der Bogen verarbeitenden Maschine auf
die Bänderwalze 2 aufgesetzt. Dazu ist die Taktrolle 3 an dem Takthebel 4 über eine
Achse 5 beweglich mit einer Halterung 6 verbunden. Die Halterung 6 ist vorzugsweise
in der Umfangslage einstellbar auf einer Taktwelle 7 befestigt. Die Taktwelle 7 wird
synchron zum Arbeitstakt der Bogen verarbeitenden Maschine in zyklischen Bewegungen
Y angetrieben.
[0032] Dabei wird jeweils zu Beginn eines Arbeitstakts bei der Bogenförderung die Taktrolle
4 auf die auf der Bänderwalze 2 aufliegenden Substratbogen aufgesetzt. Danach liegt
die Taktrolle 3 in zyklischen Abständen während es Förderzeitraumes auf dem Schuppenstrom
auf und tastet dabei dessen Dickenprofil ab.
Die Taktrolle 3 ist über den Takthebel 4 mittels einer Feder 9 gegenüber einem Halter
8 an der Halterung 6 abgestützt und kann so eine flexible Tast- oder Andruckbewegung
Z an der Halterung 6 gegenüber der Bänderwalze 2 ausführen. Die Ruhestellung des Takthebels
4 im durch die Taktwelle 7 von der Bänderwalze 2 abgehobenen Zustand wird durch einen
an der Halterung 6 angebrachten einstellbar ausgeführten Anschlag 15 definiert. Hiermit
können bei der Verwendung von mehreren Tasteinrichtungen alle beteiligten Taktrollen
relativ zueinander auf eine exakt gleiche Tasthöhe eingestellt werden.
[0033] Beim Absenken des Takthebels 4 durch die Bewegung der Taktwelle 7 wird die Taktrolle
3 maximal bis auf die Bänderwalze 2 abgesenkt. Je nach Anzahl von dort übereinander
aufliegenden Substratbogen bewegt sich der Takthebel 4 mehr oder weniger weit gegen
die Kraft der Feder 9 entgegen der Drehrichtung Y der Taktwelle 7 auf der Achse 5.
Die Feder 9 hält die Taktrolle 3 gegen die Bänderwalze 2 oder die gerade dort aufliegenden
Bogen B1 - B3 in Anlage und stellt sicher, dass die Gesamtdicke der vorhandenen Bogenlagen
genau gemessen werden kann.
[0034] Zur schnellen und sicheren Vermessung der Dicke der Bogenlagen auf der Bänderwalze
2 dient eine Messvorrichtung 11, die einen oder mehrere Hallsensoren 11.1, 11.2 aufweist
und an der Halterung 6 angebracht ist. Die Messvorrichtung 11 wirkt mit einem Signalmagneten
10 zusammen, der an der der Taktrolle 3 gegenüber liegenden Stirnseite des Takthebels
4 befestigt ist. So erfasst die Messvorrichtung 11 die tatsächliche Lage des Takthebels
4 und der Taktrolle 3. Vorteilhaft ist dabei, dass die Messvorrichtung 11 direkt mit
dem ohnehin vorhandenen Transportelement der Taktrolle 3 gekoppelt werden kann. Dabei
wird als Messgröße der Wert der Höhenlage X der Taktrolle 3 gegenüber einer Auflage
auf der Bänderwalze 2 verwendet. Die Veränderung der Höhenlage X gibt den Funktionszyklus
der Taktrolle 3 wieder und ist auf einen aktuell erforderlichen Produktmessbereich
bezogen. Der Produktmessbereich erstreckt sich von der Bänderwalze 2 ohne Bogenbelegung
im Normalfall mit einem maximalen Messweg von bis zu drei Bogendicken der aktuell
verarbeiteten Substratbogen. Er muss aber im Messbetrieb auch wenigstens vier Bogendicken
umfassen können, wenn etwa Doppelbogen die Messposition durchlaufen
Eine ständig aktuelle und zu einem bestimmten Produktionszyklus korrelierende Anpassung
des erforderlichen Produktmessbereichs erfolgt automatisch durch geeignete Normierungsschritte
der Messsoftware.
[0035] Die Messvorrichtung 11 weist einen maximalen Messbereich S auf, der von dem Signalmagneten
10 überstrichen werden kann. Je nach Ausgangslage des Takthebels 4 wird selbständig
eine Nullung durch Erfassung einer Bewegung der Taktrolle 3 über wenigstens eine volle
Umdrehung aufgenommen vorgenommen. Damit werden Maßungenauigkeiten der Taktrolle 3
gleichfalls erfasst und können bei der Auswertung der Messsignale berücksichtigt werden.
Die Taktrolle 3 läuft bei Produktionsstart zunächst auf der Bänderwalze 2 ab, ohne
dass ein Substratbogen transportiert würde. Damit können die späteren Bewegungen durch
die einlaufenden Substratbogen als Messwerte relativ zu diesem Ausgangswert identifiziert
werden.
Durch eine kontinuierliche Abtastung wird ein durchgängiges Messwertprofil für die
über die Bänderwalze 2 zugeführten Substratbogen als Bogenstrom und deren jeweils
besondere Lage in Bezug auf den Bogenstrom erhalten, wobei der Produktmessbereich
innerhalb des Messbereichs S liegt.
[0036] In Figur 1A ist gemäß einem Ausschnitt U aus Figur 1 die Messeinrichtung zur Erfassung
der Höhenlage X der Taktrolle 3 in der Sicht auf die Stirnseite des Takthebels 4 gezeigt.
Die Messvorrichtung 11 ist an der Halterung 6 angebracht und weist zwei Sensoren in
Form von Hallsensoren 11.1 und 11.2 auf, die sich parallel zueinander längs des Messbereichs
S erstrecken. Die Hallsensoren 11.1, 11.2 sind an der Unterseite der Messvorrichtung
11 gabelförmig angeordnet. Am Takthebel 4 ist stirnseitig der Signalmagnet 10 befestigt,
der in den Raum zwischen den beiden Hallsensoren 11.1 und 11.2 hinein ragt.
Durch die beim Transportzyklus auf und ab gehende Bewegung des Takthebels 4 beim Abrollen
der Taktrolle 3 auf dem Schuppenstrom wird die Messbewegung des Signalmagnets 10 erzeugt,
wobei ein ständig anliegendes Messsignal unterschiedlicher Intensität erzeugt wird.
Die doppelte Anordnung der Hallsensoren 11.1 und 11.2 erhöht die Signalsicherheit.
wobei die zweifache Signalerfassung durch die beiden Hallsensoren 11.1 und 11.2 hierfür
verwendet wird. Bei der Signalerfassung werden die Messsignale beider Hallsensoren
11.1 und 11.2 zu einem Gesamtmesssignal aufaddiert. Gleichzeitig werden Positionsänderungen
des Signalmagneten 10 durch Bewegungstoleranzen an der Achse 5 kompensiert. Das Messsignal
kann zur Interpretation mit einem Maschinenwinkelsignal verknüpft werden. Vorzugsweise
wird der Maschinenwinkel aber als Bestandteil des gesamten Messsignals ermittelt.
Dabei kann das Messsignal ausgehend von einem Nullsignal, das ständig wiederkehrend
zu Beginn eines Messzyklus vorliegt, auf Basis einer Auswertung mittels eines Algorithmus
in quasi beliebig viele diskrete Werte für einzelne Messschritte zerlegt werden. Diese
Messwerte können dann zur Verwertung in der Bogenlaufüberwachung angewendet werden.
[0037] Zur Vervollständigung des Messwertprofils können mehrere Einheiten mit Taktrollen
3, Takthebel 4 und Messvorrichtung 11 auf der Taktwelle 7 nebeneinander angeordnet
(siehe Figur 2A) werden.
[0038] Damit können aus den jeweiligen Messwertprofilen in entsprechenden Messspuren der
Messvorrichtungen 11 über dem Schuppenstrom auch weitergehende Veränderungen von Relativlagen
der transportierten Substratbogen anhand der Identifikation der Bogenkanten erkannt
werden.
[0039] Beispielsweise muss eine Bogenkante dann relativ zur Bogentransportrichtung R schräg
liegen, wenn die für einen bestimmten Maschinenwinkel normierten Messwerte einer der
Messvorrichtungen 11 in Bezug die Kantenlage bei einer zweiten parallel angeordneten
Messvorrichtung 11 früher oder später kommen als die einer ersten Messvorrichtung
11. Weiterhin können Substratbogen in Bezug auf ihr Gesamtverhalten während des Bogentransports
als zu früh oder zu spät ankommend identifiziert werden, wenn beide normierten Messwerte
der beiden oder mehreren Messvorrichtungen insgesamt in Bezug auf einen bestimmten
Maschinenwinkel als zu früh oder zu spät kommend identifiziert werden..
[0040] Durch eine so genannt rekursive Auswertung der Messsignals aus der Abtastung der
Oberfläche des unterschuppt liegenden Bogenstroms (Schuppenstrom) ist die Berechnung
von diskreten Signalwerten eines einzelnen Substratbogens möglich. Die Bewertung des
Schuppenstromes ist also eigenständig und somit automatisch an die Dimensionen des
Bedruckstoffs und dessen Charakteristika anpassbar.
[0041] In Figur 2 wird an Hand eines Schemas für die Messwerte zur Höhenlage X der Taktrolle
3 die Identifikation der kennzeichnenden Werte des Bogentransportes näher erläutert.
Das Schema von Figur 2 zeigt auch, dass die Bogenerfassung nicht nur auf einer Bänderwalze
2 des Fördertisches 1 ausführbar ist, sondern auch auf einer der Bänderwalze 2 vorgelagerten
Transportwalze 12, indem die Taktrolle 3 dieser Transportwalze 12 zugeordnet wird.
[0042] In Figur 2A ist die Zuordnung von zwei Messeinrichtungen 11an Halterungen 6 auf einer
Taktwelle 7 gegenüber einer Transportwalze 12 gezeigt. Die Taktrollen 3 an den Takthebeln
4 setzen innerhalb je einer Messspur V1 und V2 auf dem Schuppenstrom an Substratbogen
auf, der von der Transportwalze 12 geführt wird.
[0043] Zum besseren Verständnis wird das Beispiel einer Situation eines "Produktionsbeginns"
anhand von Figur 2 nachfolgend beschrieben.
[0044] Nach einem Einschaltsignal beginnt die Vereinzelung von Substratbogen von einem Bogenstapel
in einem Bogenanleger. Mit der Bogenvereinzelung beginnt die Taktbewegung der Taktrollen
3, die zunächst auf die leere Transportwalze 12 aufsetzen und damit ein Ausgangssignal
für den Zustand ohne Substratbogen liefern.
[0045] Danach wird bei einem bestimmten festgelegten Maschinenwinkel in Bezug auf die Bogen
verarbeitende Maschine ein erster vereinzelter Substratbogen (siehe Bogen B1 in Lage
W1 in Fig. 1) unter die Taktrollen 3 geschoben. Quasi zeitgleich werden die Taktrollen
3 abgesenkt, wobei der erste Substratbogen gegen die Transportwalze 12 geklemmt und
die zugehörige Höhenlage X der Taktrolle bzw. Taktrollen 3 über der Transportwalze
12 mittels der Messeinrichtungen 11 gemessen wird.
[0046] So setzt sich der Bogentransport fort, wobei nach einer weiteren Maschinenumdrehung
ein zweiter vereinzelter Substratbogen (siehe Bogen B2 in Fig. 1) unter die Taktrollen
3 geschoben wird, so dass sich dort dann eine doppelte Lage von Substratbogen (siehe
Bogen B1, B2 in Lage W2 in Fig. 1). Darauf folgt ein dritter Bogen mit dem sich in
einem bestimmten Bereich eine dreifache Bogenlage ergibt (siehe Bogen B1 - B3 in Lage
W3 in Fig. 1).
[0047] Während des sich kontinuierlich wiederholenden Transportzyklus werden die Taktrollen
3 für jeden Substratbogen einmal angehoben und abgesenkt. So werden im Dauerbetrieb
je zwei oder drei Substratbogen gegen die Transportwalze 12 geklemmt und die zugehörige
Höhenlage X der Taktrolle / Taktrollen 3 über der Transportwalze 12 wird mittels der
Messeinrichtungen 11 gemessen.
[0048] Die Messung erfolgt kontinuierlich, wobei ein ständiges Messsignal von den Hallsensoren
11.1 und 11.2 vorliegt, das sequentiell aufgezeichnet wird.
[0049] Die Messwerte werden einem Mikrokontroller 13 zugeführt, der eine Messwertaufnahme,
einen Rechner und eine Messwertauswertung umfasst. Der Mikrokontroller 13 ist mit
einer Maschinensteuerung 14 der Bogen verarbeitenden Maschine gekoppelt, damit an
die Maschinensteuerung 14 Gut-Signale oder Fehler-Signale abgesetzt werden können.
In der Folge können dann zeitgerecht Sicherheitseinrichtungen der Maschine geschaltet
werden.
[0050] Der Mikrokontroller 13 beginnt genau dann, wenn Anleger und Transportwalze 12 in
Betrieb genommen werden, die Signale bezüglich der Taktrollenhöhe X gegenüber der
leeren Transportwalze 12 aufzuzeichnen. Die Messwerte werden sequentiell in einem
Speicher des Mikrokontrollers 13 abgelegt. Auf Basis eines von der Bogen verarbeitenden
Maschine vorgegebenen Maschinenwinkels oder nach Berechnungen an dem zuvor aufgenommenen
Signal aus der Höheninformation wird eine jeweils im Wesentlichen gleiche Anzahl von
Messwerten, wie z.B. 100 oder mehr, pro Maschinenumdrehung gespeichert. Aus der Ansammlung
dieser Messwerte bzw. berechneten Werte kalibriert sich die Messanordnung selbsttätig.
Dabei wird von dem Ausgangswert der Abtastung auf der leeren Transportwalze 12 auf
die Nulllage geschlossen. Weiter kann aus den identifizierten Messwerteniveaus und
der Lage der Niveauübergänge die Dicke eines Einzelbogens und die Anzahl von übereinander
liegenden Bogen berechnet und die Lage erkennbarer Bogenkanten, vorzugsweise vorauslaufender
Bogenkanten, identifiziert werden. Mit diesen Informationen können in redundanter
Weise die einen Einzelbogen identifizierenden Signale bestimmt werden und dieser Wert
wird automatisch zur Bewertung der Bogenanzahl abgelegt.
[0051] Der vorderste oder erste Bogen bzw. ein bestimmter identifizierter Bogen befindet
sich in bekannten Fördereinrichtungen der hier beschriebenen Art in einer bekannten
Entfernung von der Ausrichtposition der Bogen verarbeitenden Maschine. Diese Entfernung
kann als Anzahl von Maschineumdrehungen definiert sein. Daher kann rückwirkend bestimmt
werden, ob im Verlauf des Bogentransports schon Falschbogen, insbesondere Doppelbogen,
vorgelegen haben und wo sich diese gerade beim Bogentransport befinden. Es steht dann
also noch ausreichend Zeit für diesen Fall zur Verfügung, um die Bogen verarbeitende
Maschine zu stoppen.
[0052] Als Kern-Merkmale der Offenbarung sind folgende Fakten zu sehen:
- 1. Höhenmessung der Taktrollen 3 gegenüber der Bänderwalze 3 oder Transportwalze 12,
für einzelne oder auch alle vorgesehenen Taktrollen 3
- 2. Taktrollenhöhe X wird mittels eines magnetischen Wegsensors erfasst, der selbstjustierend
einsetzbar ist
- 3. maschinenwinkelsynchrone Messwerterfassung mit automatischer Anpassung an die Maschinengeschwindigkeit;
Winkelinformation wird aus vorliegendem Messsignal berechnet oder Nutzung von externem
Winkelgeber
- 4. Erfassung redundanter Informationen der Dicke des Schuppenstroms durch Messwertauflösung
der Werte bei Bewegung der Taktrollen 3 innerhalb eines Schuppenabstandes; so erhöht
sich durch Vergleichswerte die Sicherheit der Bewertung der Messwerte zur Bogenstromstruktur
deutlich.
- 5. Weitere vorteilhafte Wirkungen:
- Algorithmisch berechenbare Eliminierung systematischer und stochastischer Störsignale
- Vollautomatische Betriebsweise
- Eignung für alle Bedruckstoffe - ohne Ausnahme
- Algorithmen zur Anpassung an Bedruckstoff- Dickenschwankungen
- Potential zur Überwachung und Meldung jeder Falschbogencharakteristik (Doppelbogen,
Früh-, Spät-, Schrägbogen)
- Nachrüstbarkeit an konventionellen Takteinrichtungen
- Verwendung eines äußerst robusten und störsicheren Messsystems in Form der Hallsensoren
Bezugszeichenliste
[0053]
- 1
- Bändertisch
- 2
- Bänderwalze
- 3
- Taktrolle
- 4
- Takthebel
- 5
- Achse
- 6
- Halterung
- 7
- Taktwelle
- 8
- Abstützung
- 9
- Feder
- 10
- Signalmagnet
- 11
- Messeinrichtung
- 11.1
- Hallsensor
- 11.2
- Hallsensor
- 12
- Transportwalze
- 13
- Mikrokontroller
- 14
- Maschinensteuerung
- 15
- Anschlag
- X
- Messhöhe
- M0
- Maschinenumdrehung
- bis MXX
- Maschinenumdrehung
- B1 - B3
- Substratbogen
- W1 - W3
- Bogenlagen
- R
- Bogenlaufrichtung
- S
- Messbereich
- U
- Ausschnitt
- V1
- Messspur
- V2
- Messspur
- Y
- Taktbewegung der Taktwelle 5
- Z
- Messbewegung des Takthebels 4
1. Bogendruckmaschine, mit einem Falschbogensensor, wobei der Falschbogensensor eine
Messeinrichtung (11) zur Falschbogendetektion aufweist, wobei die Messeinrichtung
(11) zur Falschbogendetektion den bewegten Substratbogen (B1 - B3) zugeordnet ist,
wobei mindestens eine Taktrolle (3) zur sequentiellen Förderung von Substratbogen,
die von einem Bogenstapel vereinzelt worden sind und zu einer Bogen verarbeitenden
Maschine in Verbindung mit einer einem Bändertisch (1) zugeordneten Bänderwalze (2)
und/oder einer Transportwalze (12) vorgesehen ist und wobei wenigstens eine Messeinrichtung
(11) zur messtechnischen Erfassung einer Anzahl übereinander liegender Bogen vorgesehen
ist, wobei die Messeinrichtung (11) zur messtechnischen Erfassung einer Auflagehöhe
(X) der oder aller Taktrollen (3) auf der Bänderwalze (2) oder Transportwalze (12)
ausgebildet ist, wobei die Messeinrichtung (11) zur Erfassung der Lage der oder aller
Taktrollen (3) magnetisch wirkend ausgeführt ist, wobei die Lage eines Signalmagneten
von der Messeinrichtung abgetastet wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Messeinrichtung eine oder mehrere Hallsensoren aufweist, und wobei die Messeinrichtung
für eine kontinuierliche Messung ausgebildet ist, deren ständiges Messsignal sequentiell
aufgezeichnet wird, wobei die Messeinrichtung derart mit einem Mikrokontroller (13)
gekoppelt ist, dass Messung und Messauswertung vollautomatisch funktionieren und dass
die Messeinrichtung sich eigenständig durch signalverarbeitende Algorithmen selbsttätig
kalibriert.
2. Bogendruckmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Messeinrichtung (11) an Bogen verarbeitenden Maschinen nachrüstbar ausgebildet
ist.
3. Bogendruckmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Messeinrichtung (11) mittels mehrerer Hallsensoren redundante Informationen gewinnt
und derart mit einem Mikrokontroller (13) gekoppelt ist, dass durch signalverarbeitende,
rekursive Algorithmen eine hochgenaue Funktionalität der Messeinrichtung ermöglicht
wird und dass Einflüsse von Ungenauigkeiten der mechanisch individuell ausgeführten
Einheiten eliminiert werden.
4. Bogendruckmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Messeinrichtung (11) derart mit einem Mikrokontroller (13) gekoppelt ist, dass
durch Bewertung der Taktrollen-Höhensignale alle zur weiterführenden Signalverarbeitung
relevanten Informationen und insbesondere auch die Maschinenwinkelinformation bestimmt
werden können.
5. Bogendruckmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Messeinrichtung (11) derart mit einem Mikrokontroller (13) gekoppelt ist, dass
die Messeinrichtung (11) sich automatisch an Bedruckstoff-Dickenänderungen anpasst.
6. Bogendruckmaschine nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Falschbogensensoren auf einer Taktwelle (7) nebeneinander angeordnet sind.
1. A sheet-fed printing press, comprising a wrong sheet sensor, wherein the wrong sheet
sensor has a measuring device (11) for detecting a wrong sheet, wherein the measuring
device (11) for detecting a wrong sheet is assigned to the moved substrate sheets
(B1 - B3),
wherein at least one timing roller (3) is provided for sequentially conveying substrate
sheets, which have been separated from a sheet stack, and to a sheet-processing machine
in combination with a belt roller (2) assigned to a belt table (1) and/or a transport
roller (12),
and wherein at least one measuring device (11) is provided for detecting a number
of sheets located on top of one another by means of measurements,
wherein the measuring device (11) is formed to detect a supporting height (X) of the
or of all timing rollers (3) on the belt roller (2) or transport roller (12) by means
of measurements,
wherein the measuring device (11) is embodied to act magnetically to detect the position
of the or of all timing rollers (3),
wherein the position of a signal magnet is scanned by the measuring device,
characterized in that
the measuring device has one or several Hall sensors,
and wherein the measuring device is formed for a continuous measurement, the constant
measuring signal of which is sequentially recorded,
wherein the measuring device is coupled to a microcontroller (13) in such a way that
measurement and measurement analysis work fully-automatically and that the measuring
device calibrates independently in an automatic manner by means of signal-processing
algorithms.
2. The sheet-fed printing press according to claim 1, characterized in that the measuring device (11) is formed so as to be capable of being retrofitted at sheet-processing
machines.
3. The sheet-fed printing press according to claim 1, characterized in that the measuring device (11) gains redundant information by means of several Hall sensors
and is coupled to a microcontroller (13) in such a way that a highly accurate functionality
of the measuring device is made possible by means of signal-processing, recursive
algorithms, and that influences of inaccuracies of the mechanically individually embodied
units are eliminated.
4. The sheet-fed printing press according to claim 1, characterized in that the measuring device (11) is coupled to a microcontroller (13) in such a way that
all information that is relevant for the further signal processing and in particular
also the machine angle information can be determined by evaluating the timing roller
height signals.
5. The sheet-fed printing press according to claim 1, characterized in that the measuring device (11) is coupled to a microcontroller (13) in such a way that
the measuring device (11) automatically adapts to printing material thickness changes.
6. The sheet-fed printing press according to one or several of claims 1 to 5, characterized in that several wrong sheet sensors are arranged next to one another on a timing shaft (7).
1. Machine d'impression de feuilles, comprenant un capteur de mauvaises feuilles, le
capteur de mauvaises feuilles présentant un dispositif de mesure (11) pour la détection
des mauvaises feuilles, le dispositif de mesure (11) étant associé aux feuilles de
substrat déplacées (B1-B3) pour la détection des mauvaises feuilles,
étant prévu au moins un rouleau à mouvement cadencé (3) pour le transport séquentiel
de feuilles de substrat qui ont été individualisées à partir d'une pile de feuilles
vers une machine de traitement de feuilles en liaison avec un cylindre à bandes (2)
associé à une table à bandes (1) et/ou un rouleau transporteur (12) et
étant prévu au moins un dispositif de mesure (11) pour la détection par technique
de mesure d'un certain nombre de feuilles superposées,
le dispositif de mesure (11) étant conçu pour la détection par technique de mesure
d'une hauteur d'appui (X) des ou de tous les rouleaux à mouvement cadencé (3) sur
le rouleau à bandes (2) ou le rouleau transporteur (12),
le dispositif de mesure (11) étant conçu pour détecter la position des ou c'est la
plus de tous les rouleaux à mouvement cadencé (3) avec effet magnétique,
la position d'un aimant de signalisation étant détectée par le dispositif de mesure,
caractérisée en ce que
le dispositif de mesure présente un ou plusieurs capteurs Hall,
le dispositif de mesure étant conçu pour une mesure continue dont le signal de mesure
constant est enregistré séquentiellement,
le dispositif de mesure étant couplé à un microcontrôleur (13) de manière à ce que
la mesure et l'exploitation de mesure fonctionne entièrement automatiquement et que
le dispositif de mesure s'étalonne automatiquement de manière autonome grâce à des
algorithmes traitant les signaux.
2. Machine d'impression de feuilles selon la revendication 1, caractérisé en ce que
le dispositif de mesure (11) est réalisé de manière à pouvoir compléter ultérieurement
des machines de traitement de feuilles.
3. Machine d'impression de feuilles selon la revendication 1, caractérisé en ce que
le dispositif de mesure (11) obtient des informations redondantes au moyen de plusieurs
capteurs Hall et est couplé à un microcontrôleur (13) de manière à ce que, grâce à
des algorithmes récursifs, une fonctionnalité très précise du dispositif de mesure
devienne possible et que les influences d'imprécisions des unités réalisées individuellement
du point de vue mécanique soient éliminées.
4. Machine d'impression de feuilles selon la revendication 1, caractérisé en ce que le dispositif de mesure (11) est couplé à un microcontrôleur (13) de manière à ce
que, par évaluation des signaux de hauteur des rouleaux à mouvement cadencé, toutes
les informations concernant le traitement des signaux de retransmission et en particulier
aussi l'information angulaire sur la machine puissent être définies.
5. Machine d'impression de feuilles selon la revendication 1, caractérisé en ce que
le dispositif de mesure (11) est couplé à un microcontrôleur (13) de manière à ce
que le dispositif de mesure (11) s'adapte automatiquement aux changements d'épaisseur
du support d'impression.
6. Machine d'impression de feuilles selon une ou plusieurs des revendications 1 à 5,
caractérisé en ce que
plusieurs capteurs de mauvaises feuilles sont disposés les uns près des autres sur
un arbre de cadencement (7).