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Dokumentenidentifikation DE10338973A1 15.04.2004
Titel Verfahren und Vorrichtung zur Störungserfassung beim Transport einer Materialbahn
Anmelder Heidelberger Druckmaschinen AG, 69115 Heidelberg, DE
Erfinder Blanchard, Alain, Gouvieux, FR
DE-Anmeldedatum 25.08.2003
DE-Aktenzeichen 10338973
Offenlegungstag 15.04.2004
Veröffentlichungstag im Patentblatt 15.04.2004
IPC-Hauptklasse B41F 33/18
Zusammenfassung Ein Verfahren zur Störungserfassung beim Transport einer Materialbahn in einer Materialbahn verarbeitenden Maschine, wobei mittels wenigstens einer Sensoreinheit (40) und einer mit dieser zusammenwirkenden Recheneinheit (44) eine den Bahntransport kennzeichnende Größe bestimmt und überwacht wird, zeichnet sich durch die Verfahrensschritte Bestimmung und Überwachung wenigstens des Druck-zu-Schnitt-Registers und Erzeugung eines Störsignals bei Überschreiten eines vorgegebenen Schwellwertes aus.

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Störungserfassung beim Transport einer Materialbahn in einer Materialbahn verarbeitenden Maschine gemäß Oberbegriff von Anspruch 1 und Anspruch 8.

Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Vermeidung eines Produktverlusts und/oder Produktstaus in einem Falzapparat einer Rotationsdruckmaschine gemäß Oberbegriff von Anspruch 4 und 5.

Die Erfindung betrifft ferner die Verwendung einer Einrichtung zur Überwachung des Druck-zu-Schnitt-Registers einer Rollenrotationsdruckmaschine gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 12.

In Rollenrotationsdruckmaschinen, zum Beispiel in Rollenrotationsoffsetdruckmaschinen, wird eine Materialbahn üblicherweise von einer Vorratsrolle in einem Rollenwechsler abgewickelt, durch mehrere Druckwerke hindurchgeführt, welche die Materialbahn zum Beispiel beidseitig und mehrfarbig bedrucken, durch einen Trockner geführt, um Lösungsmittel der Druckfarbe zu verdampfen, sowie um Kühlwalzen eines Kühlwalzenstandes geführt, wodurch die erhitzte Druckfarbe wieder aushärtet und anschließend zur Weiterverarbeitung einem Falzapparat zugeführt, in welchem die Materialbahn längs- und quergeschnitten sowie längs- und quergefalzt werden kann, um bedruckte und gefalzte Signaturen zu erzeugen.

Der Lauf der Materialbahn durch die verschiedenen Baugruppen der Rotationsdruckmaschine wird in herkömmlicher Weise ständig überwacht, wodurch sichergestellt wird, dass Unregelmäßigkeiten im Bahnlauf frühzeitig erkannt und insbesondere ein Bahnriss, welcher zu Beschädigungen der verschiedenen Baugruppen der Druckmaschine führen kann, verhindert werden kann.

Ein Bahnriss oder auch Bahnbruch geschieht oftmals im Bereich des Trockners und führt dazu, dass der stromaufwärtige Abschnitt der gerissenen Materialbahn von einem Gummituchzylinder des letzten Druckwerks durch die Haftwirkung der Druckfarbe mitgenommen und auf dem Zylinder aufgewickelt wird, was zu schwerwiegenden Beschädigungen an diesem Druckwerk führen kann. Das stromabwärtige Ende der gerissenen Materialbahn kann in den Falzapparat gezogen werden und dort ebenfalls zu Beschädigungen führen.

Des Weiteren besteht die Gefahr, dass durch Abfall der Bahnspannung bei einem Bahnriss in einem punkturlosen Falzapparat, in welchem die Signaturen durch Greifer festgehalten werden, das Ergreifen der jeweiligen Signaturen nicht mehr in gewünschter Weise erfolgt. Bei verringerter Bahnspannung werden die Signaturen nicht exakt und vollständig an der Vorderkante, sondern nur noch teilweise durch den Greiferschluss ergriffen. Beim Weitertransport im Falzapparat kann sich folglich eine Signatur aus dem Greiferschluss lösen und zu einer Verstopfung des Transportpfades im Falzapparat führen, wodurch dieser durch die ungewünschte Ansammlung der nachfolgenden Signaturen erheblichen Schaden erleiden kann.

Um solche Beschädigungen zu verhindern, sind aus dem Stand der Technik Überwachungsmaßnahmen bekannt, welche im Folgenden vorgestellt werden.

Aus der DE 198 27 190 A1 ist ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Überwachung einer Materialbahn bekannt, wobei ein Wert einer Bahnspannung der Materialbahn ermittelt, eine Änderung der Bahnspannung pro Zeiteinheit ausgewertet und aufgrund dieser Änderung ein Signal ausgegeben wird. Aufgrund dieses Signals kann ein Bahnriss detektiert werden und zum Beispiel eine betätigbare Schalteinrichtung angesteuert werden. Die Bahnspannung kann zum Beispiel mit einer Messwalze als Detektor ermittelt werden, so dass ein übermäßiges Auslenken der Messwalze und die daraus abgeleiteten Daten für die Indikation eines Risses der Materialbahn verwendet werden kann.

Es ist weiterhin aus der US 5,810,235 ein Verfahren zur Störungserfassung beim Transport einer Papierbahn in einer Druckmaschine bekannt geworden, wobei zum Beispiel unter Einsatz eines optischen oder Ultraschall-Sensors die Bahngeschwindigkeit der zu transportierenden Materialbahn überwacht wird und die Veränderungen in der Bahngeschwindigkeit mit einem vorgegebenen Schwellwert verglichen und bei Überschreitung des Schwellwertes eine Bahnfangvorrichtung aktiviert werden kann.

Es ist ebenfalls aus der DE 101 29 889 A1 bekannt, zur Detektion eines Bahnbruches die Bahngeschwindigkeit mittels mehrerer Mikrowellendetektoren, welche an verschiedenen Stellen entlang des Materialbahnpfades angeordnet sind zu bestimmen und einem Schwellwertvergleich zu unterziehen.

Ferner sind Verfahren und Vorrichtungen bekannt geworden, welche zur Verhinderung eines Produktstaus, zum Beispiel in einem Falzapparat eingesetzt werden.

Aus der US 5,346,202 ist ein Verfahren zur Überwachung des Transport von Druckprodukten in einer Druckprodukte verarbeitenden Maschine bekannt, wobei ein Produktstrom durch Vergleich der Position der jeweiligen Vorder- und Hinterkante eines Produktes mit vorgegebenen Zonen durchgeführt wird. Für den Fall, dass die Kanten nicht in den vorgegebenen Zonen zum Liegen kommen, kann ein Maschinenstopp ausgelöst werden.

Aus der EP 0 933 321 A2 ist darüber hinaus ein Falzapparat mit Frühwarnsystem zur Erkennung von Staus und ein dafür angewandtes Verfahren bekannt, wobei Vorder- und Hinterkanten von bedruckten Signaturen in einem Falzapparat durch mehrere Sensoren entlang des Transportpfades innerhalb des Falzapparates überwacht werden. Dabei wird überprüft, ob die Vorderkante und/oder die Hinterkante der Signatur von der Pfadkante um mehr als einen gewissen Toleranzbereich abweicht.

Es ist weiterhin aus der EP 1 086 918 A2 ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Erkennung eines Warenproduktstaus in einem Falzapparat bekannt, wobei einem Exemplartransportpfad Sensoren zugeordnet sind, die die Abfolge von Falzexemplaren entlang des Exemplartransportpfads erfassen und gegebenenfalls einen Zähl-Impuls generieren, der eine Papierstauerkennung zugeführt wird.

In Rollenrotationsdruckmaschinen wird, zu einem völlig anderen als dem oben genannten Zweck der Bahnbruchverhinderung oder -erkennung, üblicherweise auch das Druck-zu-Schnitt-Register überwacht, wodurch sichergestellt wird, dass das Querschneiden der Materialbahn im Falzapparat mit der Lage der aufgedruckten Druckbilder derart abgestimmt ist, dass der Schnitt senkrecht zur Materialbahn an einer Stelle erfolgt, die vorzugsweise zwischen aufeinanderfolgenden aufgedruckten Druckbilder liegt.

Hierzu kann eine aufgedruckte Registermarke mit einer Sensoreinheit erfasst werden und eine kennzeichnende bzw. beschreibende Größe für das Register an eine Recheneinheit weitergeleitet sowie die Winkel-Position eines Schneidzylinders ebenfalls erfasst und auch hierfür eine kennzeichnende Größe an die Recheneinheit weitergeleitet werden, welche aus diesen Werten eine kennzeichnende bzw. beschreibende Größe für das Druck-zu-Schnitt-Register ermittelt und diese gegebenenfalls bei Abweichung von einem vorgegebenen Wert für dieses Register nachregelt, indem zum Beispiel der Schneidzylinder verstellt wird oder die Lage der aufgedruckten Druckbilder auf der Materialbahn verändert wird. Eine solche Lageänderung kann durch Rotation der Druckzylinder relativ zur Bahn oder zum Beispiel durch Auslenken einer Tänzerwalze erzielt werden.

Eine solche Methode und eine Vorrichtung zur Aufrechterhaltung des Druck-zu-Schnitt-Registers ist aus der US 5,568,767 bekannt geworden. Ein Scanner im Einlaufbereich eines Falztrichters detektiert die relative Lage eines gedruckten Bildes auf der Bahn, während ein Encoder die Winkelposition eines Schneidzylinders erfasst und eine Synchronisationsinformation erzeugt, wobei die Daten des Scanners und des Encoders einem Scannercontroller und nachfolgend einem Kontrollrechner zugeführt werden. Der Steuerungsrechner erzeugt einen Positionsregelungsdatenstrom, das heißt einen Registerfehlerdatenstrom, einen Geschwindigkeitssteuerungsdatenstrom und einen Drehmomentsteuerungsdatenstrom, die einer Antriebsmotorsteuerung des Antriebsmotors des Schneidzylinders zugeführt werden. Zur schnellen Ansteuerung des Antriebsmotors und zur schnellen Regelung des Druck-zu-Schnitt-Registers wird nicht nur das Schnittregister selbst, sondern auch dessen erste und zweite zeitliche Ableitung, also die Geschwindigkeit und Beschleunigung, bei der Regelung des Antriebsmotors verwendet.

Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Störungserfassung beim Transport einer Materialbahn in einer Materialbahn verarbeitenden Maschine zu schaffen.

Es ist eine weitere oder alternative Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Störungserfassung beim Transport einer Materialbahn in einer Materialbahn verarbeitenden Maschine zu schaffen, wobei ein möglicher Bahnriss frühzeitig erkannt und verhindert wird.

Es ist eine weitere oder alternative Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein kostengünstiges Verfahren und eine kostengünstige Vorrichtung zur Störungserfassung beim Transport einer Materialbahn in einer Materialbahn verarbeitenden Maschine zu schaffen.

Es ist eine weitere oder alternative Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein Verfahren zur Vermeidung eines Produktverlusts und/oder Produktstaus in einem Falzapparat zu schaffen, welches insbesondere eine frühzeitige Erkennung und somit Verhinderung einer potentiellen Beschädigung des Falzapparates ermöglicht.

Diese Aufgaben werden erfindungsgemäß durch die Merkmale von Anspruch 1, 4, 5, 8 und 12 gelöst.

Weitere Merkmale der Erfindung sind in den Unteransprüchen enthalten.

Ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Störungserfassung beim Transport einer Materialbahn in einer Materialbahn verarbeitenden Maschine, wobei mittels wenigstens einer Sensoreinheit und einer mit dieser zusammenwirkenden Recheneinheit eine den Bahntransport kennzeichnende Größe bestimmt und überwacht wird, zeichnet sich durch die Verfahrensschritte

  • – Bestimmung und Überwachung wenigstens des Druck-zu-Schnitt-Registers; und
  • – Erzeugung eines Störsignals bei Überschreiten eines vorgegebenen Schwellwertes aus.

Das erfindungsgemäße Verfahren nutzt in vorteilhafter Weise die Veränderung des Druck-zu-Schnitt-Registers, die sich bei Störungen im Bahnlauf ergeben, aus, um einen möglichen oder potentiellen, den Störungen folgenden Bahnriss zu erkennen bzw. zu erfassen und zu verhindern. Beispielsweise führen Bahnspannungsänderungen und/oder Bahngeschwindigkeitsänderungen auch zu Veränderungen im Druck-zu-Schnitt-Register.

Erfindungsgemäß wird durch die Bestimmung und Überwachung wenigstens des Druck-zu-Schnitt-Registers ein zuverlässiges, hoch präzises und reaktionsschnelles Verfahren bereitgestellt, welches durch einen einfachen Schwellwertvergleich ein Störsignal erzeugt. Abweichungen des Druck-zu-Schnitt-Registers werden durch die Sensoreinheit schnell erfasst und in der Recheneinheit weiterverarbeitet, so dass aus einer Überwachung der Werte des Druck-zu-Schnitt-Registers in vorteilhafter Weise eine kennzeichnende Größe für den Bahntransport gewonnen werden kann. Das Druck-zu-Schnitt-Register kann dabei selbst diese kennzeichnende Größe darstellen und der zeitliche Verlauf seiner Werte kann in der Recheneinheit analysiert werden. Bei Über- oder Unterschreiten eines vorgegebenen Schwellwertes (das Unterschreiten soll in diesem Zusammenhang als ein Überschreiten in negativer Richtung der Werteachse verstanden werden) oder auch bei Überschreiten einer vorgegebenen maximalen oder minimalen Abweichung von einem vorgegebenen Sollwert (was ebenfalls in diesem Zusammenhang als Überschreiten eines vorgegebenen Schwellwertes verstanden werden soll) kann durch die Erzeugung eines Störsignals als Indikator für eine Störung im Transport der Materialbahn auf einfache Weise eine angemessene Notmaßnahme eingeleitet werden.

Es ist ferner vorteilhaft möglich, den zeitlichen Verlaufs des Druck-zu-Schnitt-Registers selbst und/oder dessen erste und/oder dessen zweite zeitliche Ableitung zu überwachen und dem Schwellwertvergleich zu unterziehen. Durch die alternative oder zusätzliche Überwachung des Verlaufs und/oder der Ableitungen dieses Verlaufs wird die Reaktionszeit zur Störungserfassung in vorteilhafter Weise erheblich herabgesetzt, da auf kommende Werte extrapoliert werden kann.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass zur Überwachung wenigstens des Druck-zu-Schnitt-Registers mindestens ein Registerinformationsträger, insbesondere eine gedruckte Registermarke und/oder zumindest ein Abschnitt des Druckbilds von einer CCD-Einheit aufgenommen wird.

So ist es zum Beispiel möglich, nicht nur speziell aufgedruckte Registermarken, sondern auch das Druckbild selbst oder zumindest einen Abschnitt des Druckbildes für die Bestimmung des Druck-zu-Schnitt-Registers in ihrer Register-Lage zu bestimmen und zu überwachen, wozu eine CCD-Einheit, zum Beispiel eine CCD-Kamera, gegebenenfalls im Einlaufbereich des Falzapparates, eines Falztrichters oder eines Wendestangenüberbaus eines Falzapparates, in vorteilhafter Weise herangezogen werden kann.

Des Weiteren zeichnet sich ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Vermeidung eines Produktverlusts und/oder Produktstaus in einem Falzapparat einer Rollenrotationsdruckmaschine dadurch aus, dass mittels wenigstens einer Sensoreinheit und einer mit dieser zusammenwirkenden Recheneinheit die Bahnspannung oder die Bahngeschwindigkeit einer Materialbahn bestimmt und überwacht wird, und dass bei Überschreiten eines vorgegebenen Schwellwertes zumindest eine Bahntrennvorrichtung und/oder Bahnfangvorrichtung des Falzapparates in einem Abschnitt vor dem ersten Falzzylinder aktiviert wird.

Auch in diesem Zusammenhang ist es möglich, den zeitlichen Verlauf der Bahnspannung oder der Bahngeschwindigkeit selbst und/oder die erste und/oder die zweite zeitliche Ableitung zu überwachen und vorzugsweise einem Schwellwertvergleich zu unterziehen.

Dabei kann die Bestimmung der Bahnspannung beispielsweise durch Einsatz einer Tänzerwalze erfolgen. Die Bahngeschwindigkeit kann durch einen im Bahnverlauf angeordneten Geschwindigkeitssensor, welcher z. B. den Dopplereffekt nutzt, oder einen an einer Zugwalze angeordneten Sensor oder Geber ermittelt werden.

Die erfindungsgemäße Aktivierung einer Bahntrennvorrichtung und/oder einer Bahnfangvorrichtung des Falzapparates in einem Abschnitt vor dem ersten Falzzylinder ermöglicht in vorteilhafter Weise die Vermeidung eines Produktverlusts und/oder eines Produktstaus im Falzapparat, da der Produktstrom zu dem ersten und gegebenenfalls weiteren Falzzylindern unterbrochen werden kann.

Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens ergibt sich daraus, dass durch die Anordnung der Bahntrennvorrichtung und/oder der Bahnfangvorrichtung eine Unterbrechung der Materialbahn bzw. des Produktstromes im Falzapparat oder unmittelbar vor dem Falzapparat geschieht, sodass der Bahnpfad von dem Rollenwechsler durch sämtliche Druckwerke, den Trockner, den Kühlwalzenstand als auch durch einen gegebenenfalls vorhandenen Wendestangenüberbau des Falzapparates erhalten bleibt und eine aufwendige und zeitraubende Wiedereinführung der Materialbahn vermieden werden kann.

Dabei kann der Schwellwert zum Beispiel empirisch derart ermittelt werden, dass in vorteilhafter Weise die betreffende Notmaßnahme, also zum Beispiel das Durchtrennen und Fangen der Materialbahn im Einlaufbereich des Falzapparates, eingeleitet wird, sobald die Gefahr besteht, dass quergeschnittene Signaturen im Falzapparat aufgrund der veränderten Bahnspannung nicht mehr sicher ergriffen werden, auch wenn die unmittelbare Gefahr eines Bahnrisses, zum Beispiel im Bereich des Trockners, noch nicht besteht. Hierdurch können auf einfache und effektive Weise Beschädigungen am Falzapparat verhindert werden und ein schnelles Wiederanlaufen der Maschine gewährleistet werden.

Es ist darüber hinaus auch mit Vorteil möglich, den vorgegebenen Schwellwert in Abhängigkeit von Betriebsparametern der Maschine und/oder von Materialeigenschaften der Materialbahn bei der Voreinstellung und/oder während des Betriebs der Maschine zu verändern bzw. veränderbar auszulegen.

Als Betriebsparameter der Maschine können zum Beispiel der Betriebsmodus der Maschine wie zum Beispiel Anfahr-, Beschleunigungs- oder Bremsphase angesehen werden. Als Materialeigenschaft der Bahn kann zum Beispiel die Papierbahndicke, deren Elastizitätsmodul, der Feuchtungsgrad, die Flächendeckung oder auch die Bahnbreite herangezogen werden. Prinzipiell kann auch jeder andere Parameter, welcher einen Einfluss auf das Druck-zu-Schnitt-Register hat, zur Schwellwert-Anpassung herangezogen werden.

Das Störsignal kann ferner einen Maschinenstopp oder Baugruppenstopp, insbesondere einen Falzapparatstopp, einleiten und/oder wenigstens eine Bahntrennvorrichtung und/oder eine Bahnfangvorrichtung aktivieren.

Eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Störungserfassung beim Transport einer Materialbahn in einer Materialbahn verarbeitenden Maschine, wobei die Vorrichtung wenigstens eine Sensoreinheit und eine mit dieser zusammenwirkenden Recheneinheit zur Bestimmung und Überwachung einer den Bahntransport kennzeichnenden Größe umfasst, zeichnet sich dadurch aus, dass die Sensoreinheit zur Überwachung wenigstens des Druck-zu-Schnitt-Registers ausgelegt ist und dass die Recheneinheit zur Speicherung eines vorgegebenen Schwellwertes ausgelegt ist, wobei die Recheneinheit bei Überschreiten des Schwellwertes zumindest ein Störsignal erzeugt.

Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung gehen Vorteile einher, wie sie bereits oben mit Bezug auf die erfindungsgemäßen Verfahren beschrieben wurden.

Es kann ferner vorgesehen sein, dass die Sensoreinheit als CCD-Einheit ausgelegt ist.

Weiterhin ist es von Vorteil, eine Bahntrennvorrichtung vorzusehen, welche durch das Störsignal aktivierbar ist und welche insbesondere nach einem letzten Druckwerk oder im Bereich zwischen Falztrichter und ersten Falzzylinder eines Falzapparates der Maschine angeordnet ist.

Im Sinne der Erfindung ist auch die Verwendung einer Einrichtung zur Überwachung des Druck-zu-Schnitt-Registers einer Rollenrotationsdruckmaschine, welche wenigstens eine Sensoreinheit und eine mit dieser zusammenwirkende Recheneinheit zur Bestimmung des Druck-zu-Schnitt-Registers aufweist, in multifunktionaler Weise anzusehen, wobei sowohl das Druck-zu-Schnitt-Register geregelt wird, als auch das Druck-zu-Schnitt-Register auf Überschreiten eines vorgegebenen Schwellwertes zur Störungserfassung beim Transport einer Materialbahn überwacht wird.

Die Erfindung wird nachfolgend mit Bezug auf die Zeichnungen anhand bevorzugter Ausführungsformen beschrieben.

In den Figuren zeigen:

1 eine schematische Seitenansicht einer Rollenrotationsdruckmaschine mit horizontaler Bahnführung mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Störungserfassung,

2 eine schematische Ansicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Störungserfassung,

3 ein Ablaufdiagramm der Verfahrensschritte des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Störungserfassung.

1 zeigt schematisch die Seitenansicht einer Rollenrotationsdruckmaschine 1, die zum Beispiel im Akzidenzdruck eingesetzt wird, durch welche eine Materialbahn 2, zum Beispiel eine Papierbahn, horizontal geführt wird. Die Materialbahn 2 wird von einer Vorratsrolle 4 in einem Rollenwechsler 6, welcher für den fliegenden Rollenwechsel vorgesehen sein kann, abgewickelt und anschließend durch Druckwerke 8a8d geführt, welche die Materialbahn zum Beispiel beidseitig und mehrfarbig bedrucken. Weiterhin wird die Materialbahn 2 durch eine Bahnfangvorrichtung 10, einen Heißluftschwebetrockner 12 und einen Kühlwalzenstand 14 geführt, bevor die bedruckte, getrocknete und wieder abgekühlte Materialbahn 2 einem Falzapparat 16 zur Erzeugung von gefalzten Druckexemplaren, zum Beispiel Signaturen, zugeführt wird. Die Rollenrotationsdruckmaschine 1 wird von einer Steuereinheit 18 gesteuert, welche über nicht dargestellte Datenverbindungen mit den einzelnen Komponenten der Maschine 1 in Verbindung steht und zum Beispiel in einem Steuerpult angeordnet sein kann.

Der Falzapparat 16 weist einen Falztrichter 20, wenigstens eine Querschneidwalze 22 sowie wenigstens einen Falzzylinder 24 auf. Die bedruckte Materialbahn 2 oder auch mehrere bedruckte und übereinander geführte Materialbahnen werden dem Falztrichter 20, zum Beispiel aus einem Falzapparatüberbau oder einem Wendestangendeck, zugeführt, welcher die mindestens eine Materialbahn im Bereich des Falztrichters mit einem Längsfalz versieht und sie der Querschneidwalze 22 zur Erzeugung von Signaturen zuführt.

Des Weiteren weist die Rollenrotationsdruckmaschine 1 eine Vorrichtung 26 zur Störungserfassung beim Transport einer Materialbahn auf, die wie in 1 gezeigt in der Nähe des Einlaufsbereichs des Falztrichters 20 angeordnet sein kann.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung 26 wird des Weiteren mit Bezug auf 2 näher erläutert.

2 zeigt eine mit Druckbildern 28 versehene Materialbahn 2, welche zunächst über eine Einlaufwalze 30 des Falztrichters 20 geführt und von dieser über den Faltrichter 20 weiter zur Schneidwalze 22 läuft. Des Weiteren ist in 2 die Bahnfangvorrichtung 10 gezeigt, die eine Bahntrennvorrichtung 32 in Form eines Abschlagmessers und einen Auffangbehälter 34 für die durchtrennte Materialbahn aufweist. Die Bahnfangvorrichtung kann an beliebigen Positionen entlang der Maschine 1, zum Beispiel wie in 1 gezeigt nach dem letzten Druckwerk, positioniert sein.

Das auf die Bahn aufgebrachte Druckbild 28 weist eine Länge L auf, welche sich durch den Abstand der Vorder- und Hinterkante 36a und 36b des Druckbildes 28 ergibt.

Ferner ist auf der Materialbahn eine Registermarke 38 zur Bestimmung des Druck-zu-Schnitt-Registers aufgedruckt. Diese Registermarke 38 kann von einer Sensoreinheit 40, zum Beispiel einer CCD-Sensoreinheit oder einer CCD-Kamera, erfasst, aufgenommen oder überwacht werden. Hierzu steht die Sensoreinheit 40 über eine Datenleitung 42 mit einer Recheneinheit 44 in Verbindung. Die Recheneinheit 44 umfasst eine PLC-Einheit (programmable logic controller) 46 und eine Speichereinheit 48 und kann zum Beispiel als ein üblicher Steuerungs- und/oder Regelungsrechner ausgebildet sein. Die Einheit 44 steht ferner über eine Datenleitung 50 mit einem Encoder 52 in Verbindung, welcher die Position und/oder die Geschwindigkeit der Schneidwalze 22 in üblicher Weise räumlich und zeitlich erfasst und an die Einheit 44 weiterleitet. Ausgangsseitig steht die Einheit 44 über eine Datenleitung 54 mit der Bahnfangvorrichtung 10 in Verbindung und kann diese über ein Störsignal aktivieren, so dass die Materialbahn 2 von der Bahntrennvorrichtung 32 schnellstmöglichst durchtrennt, gegebenenfalls von nicht dargestellten Bahnfangwalzen erfasst und dem Auffangbehälter 34 zugeführt wird, wobei insbesondere vermieden wird, dass die gerissene Materialbahn in Komponenten der Druckmaschine, wie zum Beispiel das letzte Druckwerk 8d oder den Falzapparat 16 eingezogen wird.

Ebenfalls steht die Vorrichtung 44 ausgangsseitig über eine Datenleitung 56 mit einer Antriebseinheit 58, zum Beispiel einem Antriebsmotor, in Verbindung, welche wenigstens die Schneidwalze 22 antreibt, gegebenenfalls jedoch auch weitere Walzen oder Zylinder des Falzapparates 16.

Das System aus aufgedruckter Registermarke 38, Sensoreinheit 40, Schneidwalze 22, Encoder 52 und Recheneinheit 44 kann zumindest Teil einer konventionellen Druck-zu-Schnitt-Registerregelung darstellen und auch zur Druck-zu-Schnitt-Registerregelung eingesetzt werden.

Die Funktionsweise einer solchen Regelung ist dem Fachmann bekannt und soll hier nur kurz erläutert werden. Die aufeinanderfolgend aufgedruckten Druckbilder 28 auf der Materialbahn 2 weisen einen longitudinalen Abstand zueinander auf, in welchem die Materialbahn 2 durch die Schneidwalze 22, zum Beispiel durch ein an der Schneidwalze angebrachtes quer zur Materialbahn verlaufendes Schneidmesser durchtrennt und in Signaturen unterteilt wird. Die Druck-zu-Schnitt-Regelung sorgt dafür, dass der durch die Schneidwalze 22 erfolgte Querschnitt der Materialbahn 2 stets in dem unbedruckten Abschnitt zwischen den Druckbildern 28 zu liegen kommt. Hierzu wird mit der Sensoreinheit 40 die Registermarke 38 räumlich und zeitlich erfasst und in der Einheit 44 mit den vom Encoder 52 gelieferten Daten verglichen. Ergibt der Vergleich, dass die Winkelposition und/oder -geschwindigkeit der Schneidwalze 22 momentan nicht derart ist, dass die Materialbahn 2 exakt zwischen den Druckbildern 28 durchtrennt würde, so kann die Einheit 44 die Winkelposition und/oder -geschwindigkeit der Schneidwalze 22 und/oder die longitudinale Position des Druckbildes 28 auf der Bahn 2 solange verändern bzw. nachregeln bis ein gewünschter Querschnitt der Materialbahn 2 erzielt wird. Das longitudinale Verschieben des Druckbildes 28 entlang der Materialbahn 2 kann entweder durch ein Nachregeln der Winkelposition der Druckzylinder oder auch in üblicherweise durch eine auslenkbare Tänzerwalze erzielt werden.

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Störungserfassung beim Transport einer Materialbahn in einer Materialbahn verarbeitenden Maschine bestimmt wenigstens das Druck-zu-Schnitt-Register in eben beschriebener Weise und unterzieht die derart erzielten Daten einer Überwachung in der Einheit 46. Bei Überschreitung eines vorgegebenen Schwellwertes, welcher zum Beispiel in der Speichereinheit 48 abgelegt sein kann, erzeugt die Einheit 44 ein Störsignal, welches über die Datenleitungen 54 und 56 sowohl die Bahnfangvorrichtung 10 aktiviert als auch den Antrieb 58 deaktiviert. Ferner kann das Störsignal an weiteren Baugruppen der Druckmaschine 1 einen Notstopp auslösen oder einen kompletten Maschinenstopp einleiten und dadurch Beschädigungen durch die gerissene Materialbahn 2 an den Komponenten oder der Maschine verhindern.

Die Überwachung des Druck-zu-Schnitt-Registers in der Einheit 44 bzw. 46 kann zum Beispiel den zeitlichen Verlauf des Druck-zu-Schnitt-Registers überwachen und im Falle, dass ein das Druck-zu-Schnitt-Register kennzeichnender Wert, zum Beispiel die longitudinale Position der Registermarke entlang der Bahn 2 relativ zur Winkel-Position des Schneidzylinder 22 zur Bahn 2, einen vorgegebenen Schwellwert überschreitet, die beschriebenen Notmaßnahmen einleiten.

Es ist ferner auch möglich, dass die Einheit 44 alternativ oder zusätzlich die erste und/oder die zweite zeitliche Ableitung des zeitlichen Verlaufs des Druck-zu-Schnitt-Registers überwacht und auch diese Werte mit einer jeweiligen Schwelle vergleicht und gegebenenfalls bei Überschreitung erforderliche Notmaßnahmen einläutet.

Für den Fachmann ist klar, dass mit dem Überschreiten eines vorgegebenen Schwellwertes auch das Überschreiten in negative Richtung bezogen auf die Werteachse, also das Unterschreiten eines vorgegebenen Schwellwertes gemeint sein kann.

Ferner kann eine Überwachung auf Über- oder Unterschreiten einer vorgegebenen Abweichung von einem vorgegebenen Sollwert vorgesehen sein.

Mit Hilfe der Sensor-Einheit 40, zum Beispiel einer CCD-Kamera, kann zusätzlich oder alternativ auch das Druckbild 28 oder ein Teil bzw. Abschnitt dieses Druckbilds erfasst werden. Hierdurch wird es ermöglicht den erfassten Bildbereich (ganz oder teilweise) zur Bestimmung des Druck-zu-Schnitt-Registers heranzuziehen.

Es kann vorzugsweise ein Bereich des Druckbilds 28 mit einem gespeicherten Muster zur Lageerfassung verglichen werden. Hierzu können übliche Verarbeitungsmechanismen oder algorithmen der digitalen Bildverarbeitung, zum Beispiel Korrelationsverfahren, eingesetzt werden. Wurde das Muster im Bild erkannt und Lage-erfasst, kann aus den so gewonnenen Daten ein Wert für das Druck-zu-Schnitt-Register bestimmt werden.

Ferner kann auch ein Registerinformationsträger, zum Beispiel eine Marke, im Druckbild zu liegen kommen. Dabei kann der Informationsträger für den Leser der Druckproduktes in nicht-störender Weise angeordnet und/oder unerkennbar sein. Denkbar ist die Lage des Informationsträgers in einem gedruckten Foto oder einer Grafik.

3 zeigt einen Prozessablauf für ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Störungserfassung, wobei in einem ersten Schritt 100 ein kennzeichnender Wert für das Längsregister, in einem zweiten Schritt 101 ein kennzeichnender Wert für das Schnittregister und in einem dritten Schritt 102 aus diesen beiden Werten ein kennzeichnender Wert für das Druck-zu-Schnitt-Register bestimmt wird. In einem nachfolgenden Schritt 103 wird der kennzeichnende Wert des Druck-zu-Schnitt-Register einer Überwachung unterzogen, wobei zum Beispiel der zeitliche Verlauf und/oder die erste und/oder die zweite zeitliche Ableitung dieses Verlaufs des Druck-zu-Schnitt-Registers überwacht und einem Schwellwertvergleich unterzogen wird. In einem weiteren Schritt 104 wird bei einer solchen festgestellten Überschreitung eines Schwellwertes ein Maschinenstopp ausgelöst und/oder eine Bahnfangvorrichtung aktiviert. Alternativ wird bei nicht Überschreiten des Schwellwertes nach dem Schritt 104 wieder bei Schritt 100 mit der Bestimmung der kennzeichnenden Werte begonnen.

Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Vermeidung eines Produktverlusts und/oder eines Produktstaus im Falzapparat 16 der Rollenrotationsdruckmaschine 1 kann als Sensoreinheit eine Bahnspannungsmesseinrichtung 60 (siehe 2) vorgesehen sein. Die Bahnspannungsmesseinrichtung 60 umfasst eine auslenkbare Tänzerwalze, deren Auslenkung aus einer Ruhelage ein Maß für die Bahnspannung darstellt. Die Messeinrichtung 60 steht über eine Datenleitung 61 mit der Recheneinheit 44 in Verbindung, sodass der zeitliche Verlauf der Bahnspannung der Recheneinheit 44 zur Analyse zur Verfügung steht. In der Speichereinheit 48 der Recheneinheit 44 ist ein vorgegebener Schwellwert abgelegt und eine nicht dargestellte Vergleichs-/Auswerteeinheit der Recheneinheit 44 ermittelt ein mögliches Überschreiten der Bahnspannung oder der ersten und/oder der zweiten Ableitung der Bahnspannung des vorgegebenen Schwellwerts.

Alternativ oder zusätzlich zur Spannungsmessung kann mittels eines Bahngeschwindigkeitssensors, welcher zum Beispiel an der Achse der Walze 30 angeordnet sein kann, wobei die Walze 30 als angetriebene Zugwalze ausgelegt sein kann, die Bahngeschwindigkeit erfasst werden und in ähnlicher Weise, d.h. durch Schwellwertvergleich, wie die Bahnspannung zur Vermeidung eines Produktverlusts und/oder Produktstaus im Falzapparat überwacht werden. Der Schwellwertvergleich kann mit dem aktuellen, gemessenen Geschwindigkeitswert, einem integrierten oder einem durchschnittlichen Wert geschehen. Des Weiteren kann eine niedrigere Schwelle zusätzlich vorgesehen sein, wobei bei Überschreiten zwar ein Einstellen der Zugwalzengeschwindigkeit erfolgt, jedoch kein Notstopp oder Ähnliches.

Bei Überschreiten des Schwellwertes wird eine Bahntrennvorrichtung und/oder Bahnfangvorrichtung 132 über eine Datenleitung 62 aktiviert, sodass der Produktstrom noch vor dem ersten mit Greifern bestückten Falzzylinder 24 des Falzapparates 16 unterbrochen wird. Die Bahnfang- oder Trennvorrichtung 132 kann wie in 2 gezeigt unterhalb des Falztrichters jedoch auch oberhalb des Falztrichters zum Beispiel vor der Einlaufwalze 30 angeordnet sein. Es können weiterhin auch zusätzliche Notmaßnahmen zum Beispiel ein Maschinenstopp des Falzapparates oder der gesamten Rollenrotationsdruckmaschine eingeleitet werden.

Das in 2 gezeigte System aus Sensoreinheit 40 und Recheneinheit 44 kann erfindungsgemäß multifunktional eingesetzt werden, das heißt zum einen kann dieses System das Druck-zu-Schnitt-Register überwachen und regeln, zum andern kann dasselbe System jedoch auch das Druck-zu-Schnitt-Register auf Überschreiten eines Grenzwertes Bei multifunktionaler Verwendung des Systems kann in vorteilhafter Weise auf eine zusätzliche Bahnspannungsmesseinrichtung verzichtet werden.

1 Rollenrotationsdruckmaschine 2 Materialbahn 4 Vorratsrolle 6 Rollenwechsler 8a–8d Druckwerke 10 Bahnfangvorrichtung 12 Trockner 14 Kühlwalzenstand 16 Falzapparat 18 Steuereinheit 20 Falztrichter 22 Schneidwalze 24 Falzzylinder 26 Vorrichtung zur Störungserfassung 28 Druckbild 30 Einlaufwalze 32 Bahntrennvorrichtung 34 Auffangbehälter 36a Vorderkante des Druckbildes 36b Hinterkante des Druckbildes 38 Registermarke 40 Sensoreinheit 42 Datenleitung 44 Recheneinheit 46 PLC-Einheit 48 Speichereinheit 50 Datenleitung 52 Encoder 54 Datenleitung 56 Datenleitung 58 Antriebseinheit 60 Bahnspannungsmesseinrichtung 61 Datenleitung 62 Datenleitung 100 Verfahrensschritt 101 Verfahrensschritt 102 Verfahrensschritt 103 Verfahrensschritt 104 Verfahrensschritt 132 Bahntrennvorrichtung L Länge des Druckbildes

Anspruch[de]
  1. Verfahren zur Störungserfassung beim Transport einer Materialbahn in einer Materialbahn verarbeitenden Maschine, wobei mittels wenigstens einer Sensoreinheit (40) und einer mit dieser zusammenwirkenden Recheneinheit (44) eine den Bahntransport kennzeichnende Größe bestimmt und überwacht wird, gekennzeichnet durch die Verfahrensschritte:

    – Bestimmung und Überwachung wenigstens des Druck-zu-Schnitt-Registers; und

    – Erzeugung eines Störsignals bei Überschreiten eines vorgegebenen Schwellwertes.
  2. Verfahren nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens der zeitliche Verlauf des Druck-zu-Schnitt-Registers, insbesondere dessen erste und/oder zweite zeitliche Ableitung, überwacht und einem Schwellwertvergleich unterzogen wird.
  3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur Überwachung wenigstens des Druck-zu-Schnitt-Registers mindestens ein Registerinformationsträger, insbesondere eine gedruckte Registermarke (38) und/oder zumindest ein Abschnitt des Druckbilds, von einer CCD-Einheit (40) aufgenommen wird.
  4. Verfahren zur Vermeidung eines Produktverlustes und/oder Produktstaus in einem Falzapparat einer Rollenrotationsdruckmaschine dadurch gekennzeichnet,

    – dass mittels wenigstens einer Sensoreinheit (60) und einer mit dieser zusammenwirkenden Recheneinheit (44) die Bahnspannung einer Materialbahn (2) bestimmt und überwacht wird, und

    – dass bei Überschreiten eines vorgegebenen Schwellwertes zumindest eine Bahntrennvorrichtung und/oder Bahnfangvorrichtung (132) des Falzapparates in einem Abschnitt vor dem ersten Falzzylinder (24) aktiviert wird.
  5. Verfahren zur Vermeidung eines Produktverlustes und/oder Produktstaus in einem Falzapparat einer Rollenrotationsdruckmaschine dadurch gekennzeichnet,

    – dass mittels wenigstens einer Sensoreinheit (60) und einer mit dieser zusammenwirkender Recheneinheit (44) die Bahngeschwindigkeit einer Materialbahn (2) bestimmt und überwacht wird, und

    – dass bei Überschreiten eines vorgegebenen Schnellwertes zumindest eine Bahntrennvorrichtung und/oder Bahnfangvorrichtung (132) des Falzapparates in Einem Abschnitt vor dem ersten Falzzylinder (24) aktiviert wird.
  6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der vorgegebene Schwellwert in Abhängigkeit von Betriebsparametern der Maschine (1) und/oder von Materialeigenschaften der Materialbahn (2) bei der Voreinstellung und/oder während des Betriebs veränderbar ist.
  7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Störsignal einen Maschinenstopp, insbesondere einen Falzapparat-Stopp, einleitet und/oder wenigstens eine Bahnfangvorrichtung (10) und/oder eine Bahntrennvorrichtung (32, 132) aktiviert.
  8. Vorrichtung zur Störungserfassung beim Transport einer Materialbahn in einer Materialbahn verarbeitenden Maschine, wobei die Vorrichtung wenigstens eine Sensoreinheit (40) und eine mit dieser zusammenwirkende Recheneinheit (44) zur Bestimmung und Überwachung einer den Bahntransport kennzeichnenden Größe umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoreinheit (40) zur Überwachung wenigstens des Druck-zu-Schnitt-Registers ausgelegt ist, und dass die Recheneinheit (44) zur Speicherung eines vorgegebenen Schwellwertes ausgelegt ist, wobei die Recheneinheit (44) bei Überschreiten des Schwellwertes zumindest ein Störsignal erzeugt.
  9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoreinheit als CCD-Einheit (40) ausgelegt ist.
  10. Vorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass eine Bahntrennvorrichtung (32, 132) vorgesehen ist, welche durch das Störsignal aktivierbar ist und welche insbesondere nach einem letzten Druckwerk oder im Bereich zwischen Falztrichter und erstem Falzzylinder eines Falzapparates der Maschine angeordnet ist.
  11. Rollenrotationsdruckmaschine, gekennzeichnet durch eine Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 10.
  12. Verwendung einer Einrichtung zur Überwachung des Druck-zu-Schnitt-Registers einer Rollenrotationsdruckmaschine, welche wenigstens eine Sensoreinheit (40) und eine mit dieser zusammenwirkende Recheneinheit (44) zur Bestimmung des Druck-zu-Schnitt-Registers aufweist, in multifunktionaler Weise, wobei:

    – sowohl das Druck-zu-Schnitt-Register geregelt wird;

    – als auch das Druck-zu-Schnitt-Register auf Überschreiten eines vorgegebenen Schwellwertes zur Störungserfassung beim Transport einer Materialbahn überwacht wird.
Es folgen 2 Blatt Zeichnungen






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