[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Herstellung von Druckerzeugnissen,
umfassend eine Anordnung miteinander wirkender Walzen und einer Einrichtung zum Einstellen
des Achsabstandes zweier Walzen gemäß dem Oberbegriff nach Anspruch 1.
[0002] Es sind Papier und/oder Pappe verarbeitende Maschinen mit einer Anordnung mehrerer
zueinander paralleler Walzen bekannt, welche Einrichtungen zum Einstellen der Walzenabstände
zueinander umfassen. Die Schrift
DE 602 14 133 T2 offenbart eine solche Maschine in Form einer Maschine zur Herstellung von Wellpappe.
Diese umfasst eine erste Riffelwalze welche einerseits kämmend mit einer zweiten Riffelwalze
zusammenwirkt, um eine Papierbahn zu wellen, und anderseits mit einem Klebstoffzylinder
zum Auftragen von Klebstoff auf die Wellenberge der Papierbahn sowie einer eine zweite
Papierbahn zuführenden Anpresswalze, wobei alle genannten Walzen und Zylinder mit
ihren Achsen zueinander parallel angeordnet sind.
[0003] Zum Einstellen des Spaltes zwischen dem Klebstoffzylinder und der ersten Riffelwalze
ist der Klebstoffzylinder in einer Schwingenkonstruktion gelagert, welche um zu den
Walzen parallele Achsen schwenkbar gestaltet ist. Es ist ein Paar erste Exzenter oberhalb
der durch die Achsen von Klebstoffzylinder und erster Riffelwalze festgelegten Ebene
angeordnet, welche als Anschlag für die Schwingenkonstruktion dienen und unabhängig
voneinander einstellbar sind um einer exakt parallelen Ausrichtung des Klebstoffzylinders
zu der ersten Riffelwalze zu dienen. Zusätzlich ist ein weiterer Exzenter vorgesehen,
welcher dem Paar erster Exzenter bezogen auf die genannte Ebene gegenüberliegend angeordnet
ist, und ein Schwenken der Schwingenkonstruktion um das als Anschlag dienende Paar
erster Exzenter und damit ein Einstellen der Spaltweite ermöglicht.
[0004] Der Klebstoffzylinder verfügt über einen Freilauf und wird derart angetrieben, dass
seine Umfangsgeschwindigkeit geringfügig niedriger ist als die Umfangsgeschwindigkeit
der auf der ersten Riffelwalze transportierten gewellten Papierbahn. Der Freilauf
ist dabei mit Sensoren ausgestattet, welche überwachen, ob ein Antriebsmoment über
den Freilauf auf den Klebstoffzylinder aufgebracht wird. Dies erlaubt eine indirekte
Überwachung, ob ein Antrieb des Klebstoffzylinder über den Freilauf oder über die
auf der ersten Riffelwalze transportierte Papierbahn erfolgt und damit, ob die Spaltweite
einen Klebstoffübertrag erlaubt.
[0005] Zum Einstellen der gewünschten Spaltweite wird zunächst über den zusätzlichen Exzenter
die größtmögliche Spaltweite eingestellt, um anschließend bei laufender Maschine den
Spalt so lange zu verkleinern, bis ein Antrieb des Klebstoffzylinders über die Riffelwalze
festgestellt wird. Die tatsächlich eingestellte Spaltweite bleibt dabei unbekannt,
so dass bei jedem Einstellvorgang diese langsame Annäherung von neuem erforderlich
ist und nur bei laufender Maschine und nicht im Stillstand erfolgen kann. Darüber
hinaus ist eine solche Spaltweiteneinstellung stark von den Materialeigenschaften
der Papierbahn, dem Klebstoffzylinder und ggf. auf dem Klebstoffzylinder anhaftendem
Klebstoff abhängig. Eine zu hohe Annährungsgeschwindigkeit des Klebstoffzylinders
an die Riffelwalze führt in Zusammenhang mit der Trägheit der Informationsverarbeitung
der Antriebsüberwachung zu engeren Spaltweiten als gewünscht.
[0006] Aus Druckmaschinen sind Einrichtungen zum Einstellen von Walzen zueinander bekannt,
welche das Einstellen des auf ein zwischen den Walzen befindlichen Substrates wirkenden
Druckes zum Ziel haben. Hierfür schlägt die Schrift
EP 1 708 885 B1 eine Walzenlagerung vor, welche aus ineinander greifenden Zylindern aufgebaut ist,
in deren Spalt über den Umfang verteilt mehrere Druckkammern angeordnet sind. Ein
gezieltes Ansteuern dieser Druckkammern ermöglicht, die auf die Walzenlagerung wirkende
aus den Druckkammern gemeinsam resultierende Kraft in Betrag und Richtung einzustellen.
Eine solche Konstruktion ist aufwendig und erfordert den zusätzlichen Einsatz eines
Fluids.
[0007] Auch hier ist die tatsächliche Spaltweite zwischen den Walzen unbekannt und von den
Materialeigenschaften des zu bedruckenden Substrates abhängig. Darüber hinaus ist
eine solche Kraftregelung nur bei der Verarbeitung von Endlosbahnen möglich, da es
bei der Verarbeitung von Bogenmaterial zwangsweise bei aus dem Spalt auslaufendem
Bogen zu einem ungewollten zusammenschlagen der Walzen und bei in den Spalt einlaufendem
Bogen zu einem stoßartigen Aufdrücken und bei höheren Geschwindigkeiten zu einem Überschwingen
der Spaltweite und damit zu Beschädigungen der Walzen und der vorlaufenden Bogenkante
kommt.
[0008] Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung gattungsgemäßer Art zu schaffen, welche
die Einstellbarkeit des Walzenspaltes verbessert.
[0009] Die Erfindung löst die Aufgabe durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs
1. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind durch die in den Unteransprüchen
angegebenen Merkmale gekennzeichnet.
[0010] Die Vorrichtung zur Herstellung von Druckerzeugnissen umfasst zumindest zwei zusammenwirkende
und ein Walzenpaar bildende Walzen, welche zueinander parallel angeordnet sind und
gemeinsam einen Spalt bilden und von denen eine erste Walze derart um eine zu den
Walzen parallele Schwenkachse schwenkbar angeordnet ist, dass durch Schwenken der
ersten Walze um die Schwenkachse die Spaltweite des von dem Walzenpaar gebildeten
Spaltes verändert wird. Dazu ist wenigstens ein Schwenkarm vorgesehen, der um die
Schwenkachse der ersten Walze schwenkbar angeordnet ist und die Lagerung der ersten
Walze aufnimmt, so dass über das Schwenken des Schwenkarms die erste Walze geschwenkt
wird. Weiterhin umfasst die Vorrichtung eine Linearführung sowie ein entlang dieser
Führung linear bewegbares Referenzelement, dessen Position entlang seiner Bewegungsbahn
der Spaltweite des von dem wenigstens einen Walzenpaar gebildeten Spaltes entspricht.
So wird die Spaltweite in einem linearen Referenzsystem abgebildet und ist dadurch
auf besonders einfache Weise und präzise erfassbar, ohne die den Spalt bildenden und
rotierenden Walzen selbst erfassen zu müssen.
[0011] Vorzugsweise umfasst die Vorrichtung einen ersten Antrieb als mit dem Schwenkarm
antriebsverbundener Schwenkantrieb. Vorteilhaft ist der Einsatz eines steuerbaren
Antriebes als Schwenkantrieb, welcher von einer Steuerung der Vorrichtung angesteuert
wird. So können auch schwere Walzen geschwenkt werden und eine Automatisierung der
Spalteinstellung wird ermöglicht.
[0012] In weiterer Ausgestaltung ist ein einstellbarer erster Anschlag vorgesehen, welcher
die Schwenkbewegung des Schwenkarmes und damit der ersten Walze einseitig begrenzt.
Vorzugsweise ist der einstellbare erste Anschlag derart angeordnet, dass die kleinste
durch den Schwenkantrieb erreichbare Spaltweite festlegt. Damit ist es möglich, wenig
präzise und damit sehr einfache und damit kostengünstige Antriebe wie Pneumatikzylinder
als Schwenkantrieb zu nutzen und trotzdem eine hohe Präzision der Spalteinstellung
zu erreichen. Vorteilhafter Weise ist dem einstellbaren ersten Anschlag ein zweiter
Antrieb zugeordnet, welcher mit diesem antriebsverbunden ist. Insbesondere bei einer
Ansteuerung des zweiten Antriebes durch die Steuerung der Vorrichtung ist eine automatisierte
Spaltweiteneinstellung möglich.
[0013] Vorzugsweise ist an dem Schwenkarm ein mitschwenkender und das genannte Referenzelement
verschiebender Mitnehmer angeordnet, welcher die Schwenkbewegung des Schwenkarmes
und damit der ersten Walze auf das Referenzelement überträgt. Dazu greift der Mitnehmer
in Art einer Kulissenführung in eine Führungsbahn des Referenzelementes, welche derart
gestaltet ist, das sie die Schwenkbewegung des Schwenkarms in eine lineare Bewegung
des Referenzelementes überführt, wobei zwischen der Position des Referenzelementes
entlang seiner linearen Bewegungsbahn und der Spaltweite ein proportionaler Zusammenhang
besteht. Auf diese Weise kann von der Position des Referenzelementes die mit einem
konstanten Faktor beaufschlagte Spaltweite ohne das Erfordernis weiterer Rechenoperationen,
insbesondere der Anwendung trigonometrischer Formeln exakt abgelesen werden.
[0014] In besonders einfacher Weise umfasst die erste Walze einen Wellenabsatz, welcher
als Mitnehmer in die Führungsbahn des Referenzelementes greift, so dass Positionsfehler
des Referenzelementes aufgrund von Fertigungstoleranzen weiter reduziert werden können.
Dabei dient dieser Wellenabsatz als Sitz für eine in der Führungsbahn laufende Kurvenrolle,
um die Kulissenführung von Rotation der Walze zu entkoppeln und damit ihren Verschleiß
zu reduzieren.
[0015] In Weitergestaltung umfasst die Vorrichtung eine die Position des Referenzelementes
entlang dessen linearer Bewegungsbahn erfassende Messeinrichtung. Diese Messeinrichtung
versorgt die Steuerung der Vorrichtung mit Daten, welche als Position des Referenzelementes
und damit als Spaltweite interpretiert werden. Vorzugsweise findet ein berührungslos
arbeitendes Wegmesssystem in der Messeinrichtung Verwendung, welches keinen mechanischen
Verschleiß aufweist. Dazu ist ein an dem Referenzelement angebrachter und sich mit
diesem bewegender Magnetstreifen und ein gestellfester und den Magnetstreifen über
einen Luftspalt hinweg abtastender Magnetsensor vorgesehen. Eine umgekehrte Anordnung
mit gestellfestem Magnetstreifen und an dem Referenzelement angebrachtem Sensor ist
ebenso denkbar, aufgrund der sich notwendigerweise bei dem Schwenken der ersten Walze
biegenden Leitung des Sensors aber weniger vorteilhaft.
[0016] In einer ersten Ausgestaltung bildet die Spalteinstellung der Vorrichtung einen Regelkreis,
welcher über den Schwenkantrieb, die Messeinrichtung und die Steuerung der Vorrichtung
geschlossen wird. Als Schwenkantrieb umfasst die Vorrichtung in diesem Fall einen
steuerbaren Antrieb, welcher beliebige Schwenkwinkel ermöglicht, so dass auf Endanschläge
verzichtet werden kann. Auf diese Weise ist eine automatisierte und sehr Präzise Einstellung
der Spaltweite möglich, bei der ein Ablesen und eine manuell angeforderte Korrektur
durch einen Bediener entfallen.
[0017] Alternativ oder auch ergänzend zu dieser ersten Ausgestaltung bildet die Spalteinstellung
der Vorrichtung einen Regelkreis, welcher über den Stellantrieb des einstellbaren
Endanschlages der Schwenkbewegung, die Messeinrichtung und die Steuerung der Vorrichtung
geschlossen wird. Als alternative Ausgestaltung behält diese den Vorteil bei, sehr
einfache Antriebe zuzulassen, welche ein Schwenken von einer ersten durch einen Anschlag
vorgegebenen Endlange in ein zweite durch einen weiteren Anschlag vorgegebene Endlage
und zurück ermöglichen. In diesem Fall wird die Spaltweite wie oben beschrieben durch
den ersten verstellbaren Anschlag vorgegeben. Eine Vorrichtung mit zwei wie beschriebenen
und sich ergänzenden Regelkreisen bietet darüber hinaus eine höhere Flexibilität in
der Gestaltung der Bewegungskurven für Spaltweitenveränderungen.
[0018] Vorteilhaft ist eine Ausführung des Schwenkarmes als Exzenter, welcher einen einfachen
und robusten Aufbau sowie eine hohe Präzision der schwenkbaren Lagerung der ersten
Walze ermöglich.
[0019] Für den Rotations- oder Flexodruck vorgesehene Druckwerke mit einer erfindungsgemäßen
Spalteinstellung bieten den Vorteil, dass der Walzenspalt auf sehr einfache Weise
und mit sehr hoher Wiederholgenauigkeit auf unterschiedliche Substratstärken bzw.
auf unterschiedliche Klischeedicken einstellbar ist, so dass die Einsetzbarkeit des
Druckwerkes hinsichtlich dieser Parameter deutlich erweitert werden kann.
[0020] Bogenanleger mit einer erfindungsgemäßen Spalteinstellung des Transportspaltes, lassen
sich sehr einfach, präzise und wiederholgenau auf unterschiedliche Substratstärken
einstellen, ohne empfindliche Bogen zu beschädigen.
[0021] Eine beispielhafte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird anhand
der Figur detailliert beschrieben. Es zeigt:
- Fig. 1
- eine schematische Darstellung eines Walzenpaares mit Einrichtung zum Einstellen der
Spaltweite.
[0022] Das in Fig. 1 gezeigte Walzenpaar
1 umfasst eine drehbare erste Walze
2 und eine zu dieser parallele und ebenfalls drehbare zweite Walze
3, welche gemeinsam einen Spalt
5 mit Spaltweite
6 bilden. Beide Walzen
2, 3 sind in bekannter Weise elektromotorisch angetrieben, wobei die Drehrichtung
31 der ersten Walze
2 der Drehrichtung
32 der nur teilweise dargestellten zweiten Walze
3 entgegengesetzt ist. Die zweite Walze
3 ist in einem nicht dargestellten Maschinengestell ortsfest gelagert.
[0023] Der ersten Walze
2 ist mit veränderbarer Spaltweite
6 zu der zweiten Walze
3 bewegbar gelagert. Dazu ist eine Einrichtung vorgesehen, welche endseitig der ersten
Walze
2 einen Schwenkarm
8 umfasst, welcher um eine zu den Walzen
2, 3 parallele Schwenkachse
7 schwenkbar in dem nicht dargestellten Maschinengestell gelagert ist. In diesem Schwenkarm
8 ist die erste Walze
2 gelagert und damit gemeinsam mit dem Schwenkarm
8 um die gestellfeste Schwenkachse
7 schwenkbar, so dass die Spaltweite
6 zwischen der ersten Walze und der zweiten Walze durch die Schwenkbewegung
33 bestimmt wird.
[0024] Es ist ein Antrieb
9 vorgesehen, der auf den Schwenkarm
8 wirkt. In besonders einfacher Weise wird dazu ein Pneumatikzylinder
9 eingesetzt, welcher den Schwenkarm
8 mit der ersten Walze
2 wahlweise in eine erste Endlage oder in eine zweite Endlage schwenkt. Für eine Automatisierung
der Schwenkbewegung
33 ist der Antrieb
9 mit einer Steuerung
22 der Maschine steuerbar verbunden.
[0025] Die gemäß Fig. 1 obere Endlage ist durch einen gestellfesten ersten Anschlag
10 festgelegt. Dieser erste Anschlag
10 ist verstellbar als Exzenter ausgebildet, dessen Achsen parallel zu der Schwenkachse
7 des Schwenkarmes
8 verlaufen. Durch Verdrehen des Exzenters
10 wird die obere Endlage des Schwenkarmes
8 und damit die Spaltweite
6 des Walzenpaares
1 in dieser oberen Endlage festgelegt. Für die Schwenkbewegung
35 des Exzenters
10 ist ein zweiter Antrieb
11 vorgesehen, der über eine Steuerung
22 der Maschine angesteuert wird.
[0026] Um jederzeit die Parallelität der Walzen
2, 3 zueinander zu gewährleisten, ist beidseitig der ersten Walze
2 eine solche Zustellvorrichtung vorgesehen.
[0027] Einem der Schwenkhebel
8 ist ein Referenzelement
12 zugeordnet, welches bzgl. des Maschinengestells linear verschiebbar angeordnet ist.
Dazu weist es eine Linearführung
13 aus einer senkrecht zu der Schwenkachse
7 angeordneten Führungsschiene
15 und einem Führungswagen
14 bekannter Art auf. Die Position des Referenzelementes
12 entlang dieser linearen Bewegungsbahn
34 wird durch einen in eine Führungsbahn
17 des Referenzelementes
12 greifenden Mitnehmer
18 bestimmt, welcher an dem Schwenkarm
8 angeordnet ist, so dass das Referenzelement
12 über die aus Führungsbahn
17 und Mitnehmer
18 gebildete Kulissenführung
16 von dem Schwenkarm
8 linear mitbewegt wird.
[0028] Die Kurvenbahn
17 der Kulissenführung
16 ist derart gestaltet, dass sich ein proportionaler Zusammenhang zwischen der Spaltweite
6 einerseits und der Position des Referenzelementes
12 entlang dessen linearer Bewegungsbahn
34 andererseits ergibt. Für geringe Schwenkwinkel des Schwenkarmes
8 kann die Kurvenbahn
17 durch eine lineare Bahn ausreichend exakt angenähert werden. Für große Schwenkwinkel
ergibt sich dagegen eine ausgeprägte, deutlich von einer Geraden abweichende Kurvenbahn
17.
[0029] Auch der Einfluss des Achsversatzes innerhalb des Walzenpaares
1 senkrecht zur Spaltweite
6 auf den Zusammenhang zwischen dem Schwenkwinkel des Schwenkarmes
8 einerseits und der Spaltweite
6 andererseits ist in der Kurvenbahn
17 derart berücksichtigt, dass der beschriebene proportionale Zusammenhang zwischen
der Position des Referenzelements
12 entlang dessen linearer Bewegungsbahn
34 einerseits und der Spaltweite
6 andererseits gewährleistet ist.
[0030] Die Vorrichtung umfasst eine Messeinrichtung
19, welche die Position des Referenzelementes
12 entlang dessen linearer Bewegungsbahn
34 und damit indirekt die Spaltweite
6 erfasst. Diese Messeinrichtung
19 ist derart mit der Steuerung
22 der Maschine verbunden, dass diese Steuerung
22 Informationen erhält, welche sie als Position des Referenzelementes
12 entlang dessen linearer Bewegungsbahn
34 und über den beschriebenen proportionalen Zusammenhang als Spaltweite
6 interpretieren kann.
[0031] Dazu umfasst die Messeinrichtung
19 ein berührungslos arbeitendes Wegmesssystem aus einem an dem Referenzelement
12 angeordneten und sich gemeinsam mit diesem bewegenden Magnetstreifen
21 und einem gestellfesten Magnetsensor
20, welcher den Magnetstreifen
21 über einen Luftspalt hinweg abtastet und die daraus gewonnenen Daten an die Steuerung
22 übermittelt. Zur Steigerung des Automatisierungsgrades sind der den Exzenter als
ersten Endanschlag
10 verstellende zweite Antrieb
11 und der Wegsensor
20 der Messeinrichtung
19 über die Steuerung
22 zu einem Regelkreis verbunden, in welchem die Steuerung
22 als Regler dient.
[0032] Als in die Kurve
17 der Kulissenführung
16 greifender Mitnehmer
18 dient ein mit einer Kurvenrolle bestückter Wellenabsatz der schwenkbaren ersten Walze
2, so dass die Achse des Mitnehmers
18 und die Achse
4 der ersten Walze
2 identisch sind.
1. Vorrichtung zur Herstellung von Druckerzeugnissen mit wenigstens zwei zusammenwirkenden und zueinander
parallelen, wenigstens ein Walzenpaar (1) bildenden Walzen (2, 3), welche gemeinsam
einen Spalt (5) bilden, wobei wenigstens eine erste Walze (2) des wenigstens einen
Walzenpaares (1) derart um eine zur Walze (2, 3) parallele Achse (7) schwenkbar angeordnet
ist, dass der Spalt (5) zwischen den Walzen (2, 3) des Paares (1) veränderbar ist
und die Spaltweite (6) durch die Schwenklage der schwenkbaren ersten Walze (2) bestimmt
ist, mit wenigstens einem die schwenkbare erste Walze (2) lagernden Schwenkarm (8),
gekennzeichnet durch wenigsten ein mittels einer Linearführung (13) beweglich angeordnetes Referenzelement
(12), dessen Position entlang seiner linearen Bewegungsrichtung (34) der Spaltweite
(6) des Walzenpaares (1) entspricht.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen ersten Antrieb (9), welcher mit dem Schwenkarm (8) derart antriebsverbunden
ist, dass er die Schwenkbewegung (33) der ersten Walze (2) erzeugt.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Antrieb (9) mit einer Steuerung (22) der Vorrichtung steuerbar verbunden
ist.
4. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch wenigstens einen einstellbaren ersten Anschlag (10), welcher die Schwenkbewegung
(33) des Schwenkarms (8) mit der ersten Walze (2) wenigstens einseitig begrenzt.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch einen zweiten Antrieb (11), welcher derart mit dem einstellbaren ersten Anschlag
(10) antriebsverbunden ist, dass er zum Einstellen der Endlage der Schwenkbewegung
(33) des Schwenkarms (8) mit der ersten Walze (2) dient.
6. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen am Schwenkarm (8) angeordneten und das Referenzelement (12) entlang dessen
linearer Bewegungsbahn (34) verschiebenden Mitnehmer (18).
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Referenzelement (12) und der Mitnehmer (18) in Art einer Kulissenführung (16)
miteinander verbunden sind, wobei die Kulissenführung (16) einer Kurve entspricht,
welche das Referenzelement (12) entlang dessen linearer Bewegungsrichtung (34) und
proportional zu der Spaltweite (6) des Walzenpaars (1) verschiebt.
8. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die schwenkbare erste Walze (2) als das Referenzelement (12) verschiebender Mitnehmer
(18) gestaltet ist.
9. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch wenigstens eine Messeinrichtung (19) zum Erfassen der Position des Referenzelementes
(12) entlang dessen linearer Bewegungsrichtung (34).
10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Messeinrichtung (19) mit einer Steuerung (22) der Vorrichtung verbunden ist,
derart, dass die Steuerung (22) Informationen über die Position des Referenzelementes
(12) erhält.
11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Messeinrichtung (19) über eine Steuerung (22) der Vorrichtung mit dem den Schwenkhebel
8 betätigenden ersten Antrieb (9) in Art eines Regelkreises verbunden ist.
12. Vorrichtung nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Messeinrichtung (19) über eine Steuerung (22) der Vorrichtung mit dem den ersten
Anschlag (10) stellenden zweiten Antrieb (11) in Art eines Regelkreises verbunden
ist.
13. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der die erste Walze (2) schwenkende Schwenkarm (8) aus einer Exzenterwelle gebildet
ist.
14. Druckwerk mit einer Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche.
15. Bogenanleger mit einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13.