DE69721318T2 - Vorrichtung für den transport einer materialbahn - Google Patents

Description

• Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Transportieren von Materialbahnen. Insbesondere betrifft die Erfindung den Transport einer gefalzten Papierbahn in einer Rollenrotationsdruckmaschine.
• Zum Einzug oder zur Führung von Materialbahnen durch eine Rollenrotationsdruckmaschine oder eine Papier herstellende Maschine sind Vorrichtungen wie Presswalzenanordnungen bekannt. In Rollenrotationsdruckmaschinen befindet sich meist eine solche Presswalzenanordnung im Falztrichter- und Falzabschnitt der Druckmaschine, in der Regel unter einem Falztrichter, an dem die bedruckte Papierbahn längs gefalzt wird.
• JP-A-01 192661 offenbart eine erst Welle mit einem an der ersten Welle angeordneten angetriebenen Rad und einem weiteren an der ersten Welle drehbar angeordneten unangetriebenen Rad. Darüber hinaus wird eine zweite Welle mit einem an der zweiten Welle angeordneten angetriebenen Rad und einem weiteren an der zweiten Welle drehbar angeordneten unangetriebenen Rad offenbart. Die an der ersten und zweiten Welle angeordneten Räder haben einen größeren Durchmesser als die drehbar an der ersten und zweiten Welle angeordneten Räder. Jedes der an einer Welle angeordneten Räder kontaktiert ein an der anderen Welle drehbar angeordnetes Rad. Die Räder führen eine Materialbahn und deformieren diese wellenartig.
• NL 6506362 offenbart eine erste und eine zweite Welle jeweils mit drehbar befestigten unangetriebenen Rädern und befestigten angetriebenen Rädern. Die angetriebenen und unangetriebenen Räder der beidem Wellen führen eine Materialbahn und deformieren diese wellenartig. Darüber hinaus sind die beiden Wellen zum gemeinsamen Antrieb miteinander verbunden.
• US 3,784,187 offenbart einen Falzapparat für eine Rollenrationsdruckmaschine mit unter einem ersten und einem zweiten dreieckigen Falztrichter angeordneten Presswalzengruppen. Die Presswalzen ziehen die Bahn nach den dreieckigen Falztrichtern, um der Bahn und den Falzkanten der Bahn Spannung zu verleihen.
• Die in herkömmlichen Presswalzenanordnungen von Rollenrotationsdruckmaschinen verwendeten Presswalzen umfassen häufig eine erste angetriebene Walze aus einem steifen Material (z. B. Stahl oder einem anderen Metall) und eine zweite unangetriebene Walze, die mit einem elastischen Material (z. B. Polyurethan) überzogen ist. Zum Transport der Bahn wird die steife Walze mit einer etwas höheren Geschwindigkeit als der Bahngeschwindigkeit angetrieben. Die Spannung, mit der die Bahn beaufschlagt wird, wird durch den Druck zwischen der angetriebenen und der unangetriebenen Presswalze gesteuert. Zur Erhöhung der Spannung in der Bahn wird der Druck zwischen den beiden Presswalzen erhöht, so dass die wischen der angetriebenen Presswalze und der Bahn auftretende Reibungskraft ebenfalls erhöht wird.
• Durch den zwischen der angetriebenen Presswalze und der Papierbahn auftretenden permanenten Schlupf sind die Presswalzen starkem Verschleiß ausgesetzt. Der Verschleiß der Presswalzen erhöht sich, wenn die angetriebene Presswalze mit einem elastischen Material (z. B. Gummi oder Polyurethan) beschichtet ist. Außerdem besteht aufgrund des zwischen den Presswalzen und der Papierbahn auftretenden Schlupfs die Gefahr des Abschmierens des Druckbilds. Darüber hinaus besteht die Gefahr, dass Veränderungen in der Bahnspannung in Form von kleinen Störungen direkt durch den Spalt der Presswalzenanordnung in die Schneideabschnitte oder weiteren Falzabschnitte der Druckmaschine übertragen werden.
• Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur direkten Steuerung der Bahnspannung zu schaffen. Beispielhafte Ausführungsformen betreffen eine auf einfache Weise herstellbare und installierbare Presswalzenanordnung, welche die Übertragung von Störungen in der Bahnspannung auf nachfolgende Abschnitte der Druckmaschine verhindert und den Verschleiß der Presswalzen reduziert.
• Gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung ist eine Presswalzenanordnung zum Transport einer gefalzten Papierbahn in einer Rollenrotationsdruckmaschine vorgesehen. Diese Anordnung umfasst eine erste Presswalze mit einer ersten Anordnung angetriebener und unangetriebener Räder, die nebeneinander entlang einer Drehachse der ersten Presswalze angeordnet sind, und eine zweite Presswalze mit einer zweiten Anordnung angetriebener und unangetriebener Räder, die nebeneinander entlang der Drehachse der zweiten Presswalze angeordnet sind, wobei die Räder der ersten und der zweiten Presswalze in der Weise angeordnet sind, dass die angetriebenen Räder der ersten Walze den unangetriebenen Rädern der zweiten Presswalze zugewandt sind, so dass ein Spalt zur Aufnahme und zum Transport des Bahnmaterials entsteht.
• Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform der Erfindung sind die unangetriebenen und/oder die angetriebenen Räder der ersten und zweiten Presswalze mit einem elastischen Material, z. B. einem beliebigen Elastomer wie Gummi oder Polyurethan, beschichtet.
• Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform der Erfindung sind die angetriebenen Räder und/oder die unangetriebenen Räder der ersten und zweiten Presswalze aus einem steifen Material, z. B. aus Metall (z. B. Stahl) gebildet.
• Entsprechend einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist der Durchmesser der unangetriebenen Räder der ersten und zweiten Presswalze größer als der Durchmesser der angetriebenen Räder.
• Außerdem umfasst jede Presswalze eine durch die Mitte der angetriebenen und unangetriebenen Räder verlaufende zentrale Antriebswelle, mit der die angetriebenen Räder über einen Klemmmechanismus in Antriebsverbindung stehen. Die unangetriebenen Räder der Presswalzen können mittels Lagerungen auf der zentralen Antriebswelle angeordnet sein. Zusätzlich können die angetriebenen und/oder unangetriebenen Räder der ersten und zweiten Presswalze gemäß beispielhaften Ausführungsformen der Erfindung axial unbeweglich auf der zentralen Antriebswelle montiert sein.
• Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform der Erfindung stehen die zentralen Antriebswellen der Presswalzen über einander kämmende Zahnräder in Antriebsverbindung miteinander, so dass die Walzen im Wesentlichen dieselbe Drehzahl aufweisen.
• Darüber hinaus kann gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform mindestens eine der Presswalzen über Lagerungen beweglich gelagert sein, so dass die Breite des Spalts zur Aufnahme und zum Transport der Materialbahn eingestellt werden kann. Eine derartige Eigenschaft kann dazu verwendet werden, die Umfangsgeschwindigkeit der angetriebenen Räder der ersten und der zweiten Presswalze im Wesentlichen an die Geschwindigkeit des Bahnmaterials anzugleichen.
• Die vorliegende Erfindung ist zusammen mit zusätzlichen Aufgaben und Vorteilen der Erfindung anhand der folgenden Beschreibung beispielhafter Ausführungsformen im Zusammenhang mit den beigefügten Zeichnungen am besten zu verstehen, in denen
• Fig. 1 eine schematische Seitenansicht einer Rollenrotationsdruckmaschine mit einer Presswalzenanordnung gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, ist;
• Fig. 2 eine schematische Vorderansicht eines in einer Rollenrotationsdruckmaschine zum Falzen einer bedruckten Bahn in Längsrichtung verwendeten Falztrichters mit einer unter dem Falztrichter angeordneten Presswalzenanordnung gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegendend Erfindung zeigt;
• Fig. 3 eine schematische dreidimensionale Seitenansicht einer Presswalzenanordnung gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt, wobei der Druck zwischen den Presswalzen mittels Luftzylindern einstellbar ist;
• Fig. 4 eine schematische Seitenansicht eines in einer beispielhaften erfindungsgemäßen Presswalzenanordnung verwendeten angetriebenen Rads zeigt;
• Fig. 5 eine schematische Seitenansicht eines unangetriebenen Zahnrads einer Presswalzenanordnung gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt und
• Fig. 6 eine schematische Querschnittsansicht einer Presswalzenanordnung gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
• Wie in Fig. 1 gezeigt ist, befindet sich eine beispielhafte Presswalzenanordnung 1 zum Ziehen einer bedruckten Bahn 4 in einer beispielhaften Rollenrotationsdruckmaschine 2 hinter einem Trocknerabschnitt 6, einem Kühlabschnitt 8 und/oder einem Falztrichter 10. Der Falztrichter 10 ist vorgesehen, um die bedruckte Bahn 4 längs zu falzen, bevor sie zur weiteren Bearbeitung einem nachgeordneten Schneideabschnitt 12 zugeführt wird.
• Obwohl die vorliegende Erfindung hier im Hinblick auf eine Rollenrotationsdruckmaschine beschrieben ist, ist sie auch in anderen Arten von Vorrichtungen zur Bearbeitung von Bahnmaterial verwendbar. Wie diejenigen, die sich in diesem Bereich auskennen, erkennen, ist die vorliegende Erfindung auch auf Papier verarbeitende Maschinen anwendbar, z. B. auf Papier herstellende Maschinen usw.
• Wie in Fig. 2 gezeigt ist, umfasst die Presswalzenanordnung 1 mindestens eine erste Presswalze 14 und eine zweite Presswalze 16, die sich auf gegenüberliegenden Seiten der Bahn 4 (z. B. einer bedruckten und gefalzten Bahn) befinden und auf diese Weise einen Spalt 18 zum Transport der Bahn 4 bilden.
• Wie in Fig. 3 gezeigt ist, umfasst jede der Presswalzen 14 und 16 eine erste Anordnung angetriebener Räder 20 und eine zweite Anordnung unangetriebener freilaufender Räder 22, wobei die angetriebenen Räder und die unangetriebenen Räder nebeneinander entlang der Drehachse 24 bzw. 26 der ersten und zweiten Presswalze 14 bzw. 16 angeordnet sind. Dabei liegt ein angetriebenes Rad 20 einer Presswalze einem unangetriebenen Rad 22 der andere Presswalze gegenüber. Dies bedeutet, dass für jedes angetriebene Rad 20 auf der einen Walze ein entsprechendes unangetriebenes Rad 22 an der anderen Presswalze vorhanden ist und umgekehrt.
• Wie in der beispielhaften Ausführungsform von Fig. 3 gezeigt ist, stehen die zentralen Antriebswellen 34 und 36 der ersten und zweiten Presswalze 14, 16 über an der zentralen Antriebswelle 34 und 36 befestigte, einander kämmende Zahnräder 54 und 46 in Antriebsverbindung miteinander. Nur eine der Antriebswellen 34, 36 wird von einem Motor 48 angetrieben, dessen Geschwindigkeit in Abhängigkeit von der Maschinengeschwindigkeit in der Weise gesteuert wird, dass die Umfangsgeschwindigkeit der angetriebenen Räder 20 der beiden Presswalzen 14, 16 der Oberflächengeschwindigkeit der Materialbahn 4 entspricht. Zur Steuerung der Geschwindigkeit der Presswalzen 14, 16 kann gegebenenfalls ein beliebiger bekannter und einfach erhältlicher harmonischer Antrieb 50 zwischen dem Motor 48 und der jeweiligen vom Motor 48 angetriebenen zentralen Antriebswelle vorgesehen sein. Gemäß einer alternativen Ausführungsform können entweder eine oder beide Antriebswellen angetrieben werden.
• Wie in Fig. 3 gezeigt ist, können weiterhin Mittel zur Bewegung der beiden Presswalzen 14 und 16 relativ zueinander vorgesehen sein, um die Breite des Spalts 18 zwischen den beiden Presswalzen 14, 16 zum Transport und Fördern des Bahnmaterials 4 einzustellen. Die Bewegung oder Einstellung des Spalts 18 kann mittels eines Bewegungsmittels erfolgen, das z. B. Hebel 58a und 58b und jeweils einen Luftzylinder 60a bzw. 60b umfasst. Es kann jedoch alternativ auch jede beliebige andere Art von Stellvorrichtung, z. B. Elektromotoren oder manuelle Hebel, verwendet werden.
• Mit Bezug auf die beispielhafte Ausführungsform der Erfindung nach Fig. 4 sind die angetriebenen Räder 20 aus einem Körper oder Kern 44 eines steifen Materials, z. B. Metall (z. B. Stahl oder einer beliebigen Art Metall), gebildet. Wie weiterhin in Fig. 6 dargestellt ist, haben die beispielhaften angetriebenen Räder einen etwas kleineren Durchmesser als die unangetriebenen Räder 22. Wie in Fig. 5 dargestellt ist, umfassen die unangetriebenen Räder 22 einen steifen Kern 30, der mit einem elastischen Material (z. B. einem aufgeklebten Material) oder einer Beschichtung 28 beschichtet ist, z. B. mit Gummi oder Polyurethan. Wie in der beispielhaften Ausführungsform nach Fig. 6 gezeigt ist, kann die Beschichtung 28 auf den steifen Kern oder Körper 30 der unangetriebenen Räder 22 aufgetragen sein, und obwohl der Gesamtdurchmesser der unangetriebenen Räder gleich dem oder größer als der Durchmesser der angetriebenen Räder der Ausführungsform nach Fig. 6 sein kann, hat der Kern 30 jedes unangetriebenen Rads einen kleineren Durchmesser als der Körper 44 der einzelnen angetriebenen Räder 20. In einer alternativen Ausführungsform können die unangetriebenen Räder 22 insgesamt aus einem elastischen Material gebildet sein.
• In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung können sowohl die angetriebenen Räder 20 als auch die unangetriebenen Räder 22 aus einem steifen Material gebildet sein. Wie die gestrichelten Linien in Fig. 4 andeuten, kann auf dem Körper 44 der angetriebenen Räder 20 der ersten und zweiten Presswalzen 14, 16 eine elastische Beschichtung 28A vorgesehen sein. In einer derartigen Ausführungsform können die unangetriebenen Räder 22 auf die in Fig. 5 gezeigte Weise oder aus einem steifen Material, z. B. Metall, gebildet sein.
• In einer In Fig. 3-6 dargestellten beispielhaften Ausführungsform der Erfindung umfasst jede der Presswalzen 14, 16 eine zentrale Antriebswelle 34 bzw. 36, die durch die Mitte der angetriebenen und unangetriebenen Räder 20, 22 verläuft und in Lagerungen drehbar gelagert ist. Wie in Fig. 4 gezeigt ist, sind Mittel zur Herstellung einer Antriebsverbindung zwischen den angetriebenen Rädern 20 der einzelnen Presswalzen 14, 16 und einer entsprechenden Antriebswelle 34, 36 z. B. über eine Nut 40 und eine Feder 38 in der Antriebswelle vorgesehen. Wie in Fig. 5 und 6 gezeigt ist, sind die unangetriebenen freilaufenden Räder 22 z. B. mittels Lagerungen 42 auf der zentralen Antriebswelle 34 bzw. 36 gelagert. Um eine axiale Bewegung der unangetriebenen Räder 22 auf der Welle 34, 36 zu verhindern, kann der Sitz der Lagerungen 42 auf den Wellen eine ausreichend enge Toleranz aufweisen, und zwischen den angetriebenen und unangetriebenen Rädern 20, 22 können Hülsen zur Erhaltung einer definierten axialen Position der Räder entlang der Länge der Wellen 34, 36 vorgesehen sein.
• In einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung können der Kern oder Körper 44 der angetriebenen Räder 20 und der Kern oder Körper 30 der unangetriebenen Räder 22 aus zwei Teilen bestehen, die mittels eines beliebigen Klemmmittels, z. B. die in Fig. 4 und 5 gezeigten Schrauben 46, zusammengeklemmt werden. Dieser beispielhafte Aufbau der Körper 44 und 30 der angetriebenen und unangetriebenen Räder 20 und 22 ermöglicht eine einfache Montage der Presswalzen 14, 16 und ein schnelles Auswechseln der Räder, wenn eines oder mehrere der Räder fehlerhaft sind.
• In einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung wird der Druck zwischen der ersten und der zweiten Presswalze 14, 16 in der Weise eingestellt, dass zwischen den Presswalzen und der Oberfläche des Bahnmaterials 4 kein Schlupf auftritt. Durch die elastische Beschichtung der angetriebenen und/oder der unangetriebenen Räder 22 erhält das Bahnmaterial 4 eine Wellenform, wie sie in Fig. 6 gezeigt ist, die die Bahn 4 stabilisiert und eine bessere Handhabung der Bahn in nachfolgenden Bearbeitungseinheiten gewährleistet. Der Wellenbildungseffekt auf die Bahn 4 ist abhängig von der radialen Dicke der elastischen Beschichtung 28 und dem Abstand zwischen einem angetriebenen Rad 20 und einem unangetriebenen Rad 22.
Liste der Bezugszeichen
• 1 Presswalzenanordnung
• 2 Rollenrotationsdruckmaschine
• 4 bedruckte Bahn
• 6 Trocknerabschnitt
• 8 Kühlabschnitt
• 10 Falztrichter
• 12 Schneideabschnitt
• 14 erste Presswalze
• 16 zweite Presswalze
• 18 Spalt
• 20 angetriebenes Rad der Presswalze 14
• 22 unangetriebenes, freilaufendes Rad der Presswalze 16
• 24 Drehachse
• 26 Drehachse
• 28 elastisches Material auf dem Kern 30 des Rads 22
• 28A elastisches Material auf dem Kern 44 des angetriebenen Rads 20
• 30 Kern des unangetriebenen Rads 22
• 34 Antriebswelle der ersten Presswalze 14
• 36 Antriebswelle der zweiten Presswalze 16
• 38 Feder
• 40 Nut
• 42 Lagerungen
• 44 Kern des angetriebenen Rads 20
• 46 Schrauben
• 48 Motor
• 50 harmonischer Antrieb
• 54 Zahnrad
• 56 Zahnrad
• 58a Hebel
• 58b Hebel
• 60a Luftzylinder
• 60b Luftzylinder

Claims (12)

1. Vorrichtung zum Transport einer Materialbahn mit

einer ersten Presswalze (14) mit einer ersten Anordnung nebeneinander entlang einer Drehachse (24) der ersten Presswalze (14) angeordneter angetriebener und unangetriebener Räder (20, 22)

und einer zweiten Presswalze (16) mit einer zweiten Anordnung nebeneinander entlang einer Drehachse (26) der zweiten Presswalze (16) angeordneter angetriebener und unangetriebener Räder (20, 22), wobei die Räder (20, 22) der ersten und zweiten Presswalze (14, 16) in der Weise angeordnet sind, dass die angetriebenen Räder (20) der ersten Presswalze (14) den unangetriebenen Rädern (22) der zweiten Presswalze (16) gegenüber liegen und einen Spalt (18) zur Aufnahme und zum Transport der Materialbahn (4) bilden,

dadurch gekennzeichnet, dass der Durchmesser der unangetriebenen Räder (22) der Presswalzen (14, 16) größer ist als der Durchmesser der angetriebenen Räder (20) und dass die unangetriebenen Räder (22) der Presswalzen (14, 16) mit einem elastischen Material beschichtet sind oder insgesamt aus einem elastischen Material gebildet sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der die unangetriebenen Räder (22) der Presswalzen (14, 16) teilweise aus einem steifen Material gebildet sind.

3. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, bei der die angetriebenen Räder (20) der Presswalzen (14, 16) mit einem elastischen Material beschichtet sind.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, bei der die angetriebenen Räder (20) der Presswalzen (14, 16) aus einem steifen Material gebildet sind.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei der das elastische Material ein Elastomer ist.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, bei der das steife Material ein Metall ist.

7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der jede Presswalze (14, 16) weiterhin eine durch die Mitte der angetriebenen und unangetriebenen Räder (20, 22) verlaufende zentrale Antriebswelle (34, 36) und Mittel zum Festklemmen der angetriebenen Räder (20) an der zentralen Antriebswelle (34, 36) umfasst.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, bei der die unangetriebenen Räder (22) der Presswalzen (14, 16) über Lagerungen auf der zentralen Antriebswelle (34, 36) der jeweiligen Presswalze (14, 16) gelagert sind.

9. Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, bei der die angetriebenen und/oder die unangetriebenen Räder der Presswalzen (14, 16) axial unbeweglich auf der jeweiligen zentralen Antriebwelle (34, 36) befestigt sind.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 9, bei der die zentralen Antriebswellen (34, 36) der Presswalzen (14, 16) über einander kämmende Zahnräder (54, 56) in der Weise miteinander in Antriebsverbindung stehen, dass die angetriebenen Räder (20) der Presswalzen (14, 16) mit im Wesentlichen derselben Drehgeschwindigkeit angetrieben werden.

11. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der mindestens eine der Presswalzen (14, 16) bezüglich der anderen Presswalze (14, 16) bewegbar ist, so dass eine Breite des Spalts (18) zur Aufnahme und zum Transport der Materialbahn (4) einstellbar ist.

12. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der die angetriebenen Räder (20) mindestens einer der Presswalzen (14, 16) derart ausgebildet sind, dass sie mit einer Umfangsgeschwindigkeit angetrieben werden, die im Wesentlichen der Geschwindigkeit entspricht, mit der die Materialbahn (4) durch den Spalt (8) bewegt wird.