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Dokumentenidentifikation DE102005019617A1 06.07.2006
Titel Bogenverarbeitende Vorrichtung, insbesondere Bogendruckmaschine
Anmelder MAN Roland Druckmaschinen AG, 63075 Offenbach, DE
Erfinder Jung, Elmar, 63512 Hainburg, DE;
Rapp, Jochen, Dipl.-Ing., 64354 Reinheim, DE;
Werber, Edgar, Dipl.-Ing., 63075 Offenbach, DE
DE-Anmeldedatum 28.04.2005
DE-Aktenzeichen 102005019617
Offenlegungstag 06.07.2006
Veröffentlichungstag im Patentblatt 06.07.2006
IPC-Hauptklasse B65H 7/12(2006.01)A, F, I, 20051017, B, H, DE
IPC-Nebenklasse B41F 33/06(2006.01)A, L, I, 20051017, B, H, DE   B65H 7/08(2006.01)A, L, I, 20051017, B, H, DE   B65H 7/10(2006.01)A, L, I, 20051017, B, H, DE   B65H 7/02(2006.01)A, L, I, 20051017, B, H, DE   
Zusammenfassung Die Erfindung betrifft eine bogenverarbeitende Vorrichtung, insbesondere eine Bogendruckmaschine, mit einer insbesondere als Anlegtisch ausgebildeten Anlegeinrichtung (10), auf welcher Bogen, insbesondere Druckbogen (13), einzeln oder in geschuppter Bogenlage als Schuppenstrom in Richtung auf eine Bogenzuführeinrichtung bewegbar sind, wobei die Anlegeinrichtung (10) als Deckmarken (15) und/oder als Vordermarken (14) und/oder als Seitenmarken ausgebildete Ausricht- und/oder Führungselemente für die Bogen aufweist und wobei der Anlegeinrichtung (10) mindestens ein kapazitiver Sensor zur kapazitiven Abtastung der Bogen zugeordnet ist. Erfindungsgemäß ist zumindest ein kapazitiver Sensor (24) im Bereich eines Ausricht- und/oder Führungselements ausgebildet.

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft eine bogenverarbeitende Vorrichtung, insbesondere eine Bogendruckmaschine, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

An Bogendruckmaschinen werden zu bedruckende Druckbogen in Form eines Anlagestapels bereitgehalten, wobei Druckbogen mithilfe von Saugeinrichtungen einzeln vom Anlagestapel abgehoben und auf einer als Anlegtisch ausgebildeten Anlegeinrichtung abgelegt werden. Über den Anlegtisch werden die Druckbogen einer vorzugsweise im Bereich eines ersten Druckwerks angeordneten Bogenzuführeinrichtung zugeführt. Die vom Anlagestapel abgehobenen Druckbogen werden über den Anlegtisch in der Regel in geschuppter Bogenlage als Schuppenstrom der Bogenzuführeinrichtung zugeführt. Zur Gewährleistung eines ordnungsgemäßen Druckbetriebs ist von Bedeutung, dass im Schuppenstrom der Druckbogen keine sogenannten Falschbogen auftreten. Bei einem Falschbogen kann es sich zum Beispiel um einen Doppelbogen aus zwei übereinander positionierten Druckbogen handeln. Wird ein solcher Doppelbogen der Druckmaschine zugeführt, so kann dies zu Beschädigungen eines Druckwerks der Druckmaschine führen. Das Erkennen von Falschbogen ist demnach für den Druckprozess von Bedeutung. Unter dem Begriff Falschbogen sollen alle Druckbogen im Schuppenstrom verstanden werden, die hinsichtlich wenigstens einer Eigenschaft von einem ordnungsgemäßen Druckbogen abweichen. Neben Doppelbogen können dies auch Fehlbogen, Mehrfachbogen, Schrägbogen, Frühbogen, Spätbogen, Dickbogen oder Dünnbogen sein. Fehlbogen und Mehrfachbogen weichen wie Doppelbogen hinsichtlich der Bogenanzahl von einem ordnungsgemäßen Druckbogen im Schuppenstrom ab. Bei Frühbogen und Spätbogen weicht wie bei Schrägbogen die Position des Druckbogens von einem ordnungsgemäßen Druckbogen ab. Dickbogen und Dünnbogen weichen hinsichtlich der Bedruckstoffstärke von einem ordnungsgemäßen Druckbogen ab.

In der Praxis kommen an Bogendruckmaschinen zur Identifikation von Doppelbogen in der Regel mechanisch arbeitende Vorrichtungen zum Einsatz, die den zu überprüfenden Schuppenstrom der Druckbogen mechanisch abtasten. Hierbei rollt die mechanische Doppelbogenkontrolleinrichtung auf den Druckbogen ab, wodurch auf den Druckbogen Laufmarkierungen verursacht werden können. Laufmarkierungen auf den Druckbogen beeinträchtigen die Druckqualität und sind daher von Nachteil. Weiterhin kommen in der Praxis Doppelbogenkontrolleinrichtungen zum Einsatz, die entweder auf dem Prinzip der optischen Transmission oder der Absorption bzw. Reflexion von Ultraschallwellen beruhen. Optische Doppelbogenkontrolleinrichtungen bzw. Ultraschall-Doppelbogenkontrolleinrichtungen setzen jedoch zur Doppelbogenkontrolle das Vorhandensein eines Einzelbogens voraus. In einer Bogendruckmaschine wird diese Bedingung nur kurzzeitig und nur unmittelbar vor einem mechanischen Zugriff auf die Druckbogen durch die Bogenzuführeinrichtung der Bogendruckmaschine erfüllt. Daraus folgt unmittelbar, dass dann, wenn mithilfe einer optischen Doppelbogenkontrolleinrichtung oder einer Ultraschall-Doppelbogenkontrolleinrichtung ein Doppelbogen identifiziert wird, lediglich eine kurze Zeit zur Ausführung eines Notstopps zur Verfügung steht.

Zur Vermeidung der obigen Nachteile der in der Praxis bislang eingesetzten Doppelbogenkontrolleinrichtungen werden nach dem Stand der Technik gemäß der DE 40 03 532 C2 sowie der EP 1 403 202 A1 kapazitive Doppelbogenkontrolleinrichtungen vorgeschlagen. Bei diesen kapazitiven Doppelbogenkontrolleinrichtungen wird der zu überprüfende Schuppenstrom durch einen Messkondensator bewegt. Dabei beruht die kapazitive Messung auf folgendem Zusammenhang: C = &egr;0·&egr;r·Ad wobei C die Kapazität, &egr;0 die Dielektrizitätskonstante, &egr;0 die relative Dielektrizität des Bedruckstoffs, A die Fläche der Elektroden des Messkondensators und d der Abstand zwischen denselben ist.

Da sämtliche Bedruckstoffe ausnahmslos eine von Luft abweichende Dielektrizität aufweisen, ändert sich bei Hindurchbewegen des Schuppenstroms durch den Messkondensator die Kapazität desselben, wobei aus der Kapazitätsänderung prinzipiell Falschbogen bzw. Doppelbogen identifiziert werden können.

In die Praxis haben kapazitive Doppelbogenkontrolleinrichtungen bislang noch keinen Einzug gehalten. Dies liegt in erster Linie darin begründet, dass mit den aus dem Stand der Technik bekannten, kapazitiven Doppelbogenkontrolleinrichtungen keine Genauigkeit erzielt werden kann, die auch bei sehr dünnen Bedruckstoffen eine sichere Identifikation bzw. Detektion von Falschbogen zulässt. Dies liegt unter anderem daran, dass bei den aus dem Stand der Technik bekannten Doppelbogenkontrolleinrichtungen die Elektroden des Messkondensators einen relativ großen Abstand in der Größenordnung von 10 mm aufweisen. Unter dieser Vorgabe fällt eine durch einen in etwa 0,1 mm dicken Bedruckstoff hervorgerufene Kapazitätsänderung verschwindend gering aus, so dass die aus dem Stand der Technik bekannten kapazitiven Doppelbogenkontrolleinrichtungen nur über einen unzureichenden Störabstand verfügen. Bei aus dem Stand der Technik bekannten kapazitiven Doppelbogenkontrolleinrichtungen ist demnach die Differenzierung eines Doppelbogens bzw. Falschbogens gegenüber Störsignalen extrem schwierig. Eine zuverlässige Fehlbogendetektion ist demnach mit den aus dem Stand der Technik bekannten kapazitiven Doppelbogenkontrolleinrichtungen bislang nicht möglich.

Hiervon ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung das Problem zugrunde, eine bogenverarbeitende Vorrichtung, insbesondere eine neuartige Bogendruckmaschine, mit einer neuartigen kapazitiven Kontrolleinrichtung zu schaffen.

Dieses Problem wird durch eine bogenverarbeitende Vorrichtung gemäß Anspruch 1 gelöst. Erfindungsgemäß ist zumindest ein kapazitiver Sensor im Bereich eines Ausricht- und/oder Führungselements ausgebildet.

Im Sinne der hier vorliegenden Erfindung wird vorgeschlagen, zumindest einen kapazitiven Sensor für eine bogenverarbeitende Vorrichtung im Bereich eines einer Anlegeinrichtung zugeordneten Ausricht- und/oder Führungselements für die Bogen auszubilden. Der kapazitive Sensor wird dabei von einer Messelektrode gebildet, die mit dem als Gegenelektrode dienenden Ausricht- und/oder Führungselement zusammenwirkt. Dadurch kann ein Messkondensator mit einem sehr geringen Abstand zwischen den Elektroden desselben bereitgestellt werden. Durch den sehr geringen Abstand zwischen den Elektroden des Messkondensators wächst die Kapazität desselben, wodurch einerseits relativ kleine Abmessungen der Elektroden möglich werden, und wodurch andererseits auch ein relativ dünner Bedruckstoff eine relativ große Kapazitätsänderung hervorruft. So werden von einem Drucker die Ausricht- und/oder Führungselemente üblicherweise so an einen Bedruckstoff angepasst bzw. eingestellt, dass zwischen einem eingeführten Bogen und einer Unterseite des Ausricht- und/oder Führungselements ein Abstand in der Größenordnung von in etwa 0,2 mm verbleibt. Unter Berücksichtigung eines derartigen Freispalts bewirkt ein Bedruckstoff abhängig von dessen relativem Gewicht eine Kapazitätsänderung in der Größenordnung von 25% bis 60%. Daraus folgt unmittelbar, dass mit der erfindungsgemäßen Ausgestaltung eines kapazitiven Sensors ein sehr großer Störabstand realisiert werden kann, wodurch letztendlich eine sichere Fehlbogendetektion möglich wird.

Durch die Ausbildung des oder jedes kapazitiven Sensors im Bereich jeweils eines Ausricht- und/oder Führungselements wird des weiteren eine weitgehend schwingungsfreie Konstruktion für einen kapazitiven Sensor vorgeschlagen, wodurch ein wesentlicher Störsignaleintrag in den kapazitiven Sensor minimiert wird. Auch hierdurch wird der Störabstand positiv beeinflusst.

Nach einer ersten vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist mindestens ein kapazitiver Sensor im Bereich einer Deckmarke ausgebildet. Jeder im Bereich einer Deckmarke ausgebildete kapazitive Sensor ist als Messkondensator aus einer Messelektrode und einem als Gegenelektrode dienenden Leitabschnitt der jeweiligen Deckmarke ausgebildet und im Bereich einer von Vordermarken definierten Anlagelinie zur Ausrichtung einer Bogenvorderkante positioniert. Die im Bereich der Deckmarken ausgebildeten kapazitiven Sensoren dienen der Doppelbogen- bzw. Mehrfachbogenerfassung und/oder der Lageerfassung der Bogenvorderkante und/oder der Ankunftserfassung der Bogen.

Nach einer zweiten vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist mindestens ein kapazitiver Sensor im Bereich einer Seitenmarke ausgebildet, welcher der Lageerfassung einer Bogenseitenkante dient. Benachbart zu dem im Bereich der Seitenmarke ausgebildeten kapazitiven Sensor ist eine Seitenzieheinrichtung zur Seitenkantenausrichtung der Bogen positioniert, die vorzugsweise abhängig vom Signal des kapazitiven Sensors regelbar ist.

Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung. Ausführungsbeispiele der Erfindung werden, ohne hierauf beschränkt zu sein, an Hand der Zeichnung näher erläutert.

Dabei zeigt:

1: einen Ausschnitt aus einer erfindungsgemäßen, bogenverarbeitenden Vorrichtung im Bereich eines Anlegtisches,

2: einen Ausschnitt aus einer erfindungsgemäßen, bogenverarbeitenden Vorrichtung im Bereich von kapazitiven Sensoren, die im Bereich von Deckmarken ausgebildet sind,

3: einen Querschnitt durch die erfindungsgemäße Vorrichtung in Schnittrichtung III-III gemäß 2,

4: ein Signalverarbeitungsschema für zwei im Bereich von Deckmarken ausgebildete kapazitive Sensoren, und

5: einen Ausschnitt aus einer erfindungsgemäßen, bogenverarbeitenden Vorrichtung im Bereich eines kapazitiven Sensors, der im Bereich einer Seitenmarke ausgebildet ist.

Nachfolgend wird die hier vorliegende Erfindung unter Bezugnahme auf 1 bis 5 in größerem Detail beschrieben.

1 zeigt einen Anlegtisch 10 einer Druckmaschine, über welchen in Richtung des Pfeils 11 ein Schuppenstrom 12 aus mehreren Druckbogen 13 in geschuppter Bogenlage von einem nicht-dargestellten Anlagestapel in Richtung auf ein ebenfalls nicht-dargestelltes Druckwerk einer Bogendruckmaschine bewegt wird. Die Formatlänge der Druckbogen bestimmt unter anderem die Bogenüberlagerung im Schuppenstrom 12. Die Druckbogen 13 werden mit Hilfe des Anlegtischs 10 einer Bogenzuführeinrichtung zugeführt, wobei die Bogenzuführeinrichtung einen in Bogentransportrichtung (Pfeil 11) vorne liegenden Druckbogen 13 vom Anlegtisch 10 entnimmt und dem ersten Druckwerk der Bogendruckmaschine zuführt. Wie 1 entnommen werden kann, handelt es sich bei dem Druckbogen 13, der von der Bogenzuführungseinrichtung erfasst wird, um den obersten Druckbogen des Schuppenstroms 12.

Dem Anlegtisch 10 sind sogenannte Ausricht- und/oder Führungselemente für die zu transportierenden Druckbogen 13 zugeordnet. Bei diesen Ausricht- und Führungselementen handelt es sich um sogenannte Vordermarken 14, Deckmarken 15 sowie Seitenmarken 16. Die Vordermarken 14 dienen der Ausrichtung einer Bogenvorderkante 17 des in Transportrichtung (Pfeil 11) vorne liegenden Druckbogens 13 und bilden hierzu eine sogenannte Anlagelinie 18 für die Bogenvorderkante 17 der Druckbogen 13.

Die Deckmarken 15 sind ebenfalls im Bereich dieser von den Vordermarken 14 definierten Anlagelinie 18 positioniert, wobei sich ein Leitabschnitt 19 der Deckmarken 15 vorzugsweise in etwa parallel zu einer vom Anlegtisch 10 definierten Führungsfläche für die Druckbogen 13 erstreckt. Ein Halteabschnitt 20 der Deckmarken 15 für den Leitabschnitt 19 derselben verläuft in etwa parallel zu den Vordermarken 14, ist in Transportrichtung (Pfeil 11) der Druckbogen 13 jedoch stromabwärts der Vordermarken 14 positioniert. Die Vordermarken 14 sowie die Deckmarken 15 dienen der definierten Ausrichtung des in Bogentransportrichtung (Pfeil 11) vorne liegenden Druckbogens 13 des Schuppenstroms 12 im Bereich seiner Bogenvorderkante 17, und zwar bevor der Druckbogen 13 von der Bogenzuführeinrichtung ergriffen und einem ersten Druckwerk der Bogendruckmaschine zugeführt wird.

Demgegenüber dient die Seitenmarke 16 (siehe 5) der definierten Ausrichtung einer Bogenseitenkante 21 der Druckbogen 13, wobei die Seitenmarke 16 ebenso wie die Deckmarken 15 einen in etwa parallel zur Führungsfläche des Anlegtischs 10 verlaufenden Leitabschnitt 22 sowie einen Halteabschnitt 23 für den Leitabschnitt 22 aufweist. Der Halteabschnitt 23 der Seitenmarke 16 bildet einen seitlichen Anschlag für die Bogenseitenkante 21 der Druckbogen 13.

Der Abstand der Leitabschnitte 19 bzw. 22 von Deckmarke 15 bzw. Seitenmarke 16 zu einem sich im Bereich von Deckmarke 15 bzw. Seitenmarke 16 befindlichen Druckbogen 13 wird von einem Drucker an die Bedruckstoffstärke der zu bedruckenden Druckbogen 13 derart angepasst, dass ein Abstand x(siehe 3) zwischen einer Oberfläche der Druckbogen 13 und einer Unterfläche des jeweiligen Leitabschnitts 19 in der Größenordnung von 0,2 mm liegt. Hierdurch wird eine exakte Führung sowie Ausrichtung des in Transportrichtung (Pfeil 11) vorne liegenden Druckbogens 13 im Bereich der Ausricht- sowie Führungselemente 14, 15 und 16 gewährleistet.

Im Sinne der hier vorliegenden Erfindung wird vorgeschlagen, zumindest im Bereich eines Ausricht- und/oder Führungselements einen kapazitiven Sensor auszubilden, wobei der oder jeder kapazitive Sensor als Messkondensator ausgebildet ist, der von einer Messelektrode und dem als Gegenelektrode dienenden Ausricht- und/oder Führungselements gebildet ist. Hierdurch kann ein relativ geringer Abstand zwischen den Elektroden der Messkondensatoren realisiert werden, wodurch gewährleistet wird, dass ein in den Messkondensator einlaufender Druckbogen eine relativ große Kapazitätsänderung im Bereich des jeweiligen Messkondensators hervorruft. Hierdurch kann ein großer Störabstand und demnach eine genaue Messung im Bereich der kapazitiven Sensoren realisiert werden.

Nach einem ersten Aspekt der hier vorliegenden Erfindung sind kapazitive Sensoren 24 im Bereich von Deckmarken 15 ausgebildet. Die im Bereich der Deckmarken 15 ausgebildeten kapazitiven Sensoren 24 werden dabei jeweils von einer Messelektrode 25 und dem als Gegenelektrode 26 dienenden Leitabschnitt 19 der Deckmarken 15 gebildet. Gemäß 3 sind die Messelektroden 25 der kapazitiven Sensoren 24 in der die Druckbogen 13 führenden Führungsfläche des Anlegtischs 10 angeordnet. Oberhalb dieser Führungsfläche erstreckt sich der als Gegenelektrode 26 dienende Leitabschnitt 19 der Deckmarken 15.

Wie insbesondere 2 entnommen werden kann, sind die im Bereich der Deckmarken 15 ausgebildeten kapazitiven Sensoren 24 im Bereich der durch die Vordermarken 14 definierten Anlagelinie 18 zur Ausrichtung der Bogenvorderkanten 17 positioniert. Die Messelektroden 25 stehen dabei gemäß 2 in Bogentransportrichtung (Pfeil 11) gesehen gegenüber der von den Vordermarken 14 definierten Anlagelinie 18 vor bzw. überragen dieselbe. Abschnitte 27, mit welchen die Messelektroden 25 und damit die kapazitiven Sensoren 24 gegenüber der Anlagelinie 18 vorstehen, umfassen zwischen 5% und 20% der Kondensatorfläche der kapazitiven Sensoren 24. Vorzugsweise liegt in etwa 10% der Sensorfläche der im Bereich der Deckmarken 15 ausgebildeten kapazitiven Sensoren 24 in Bogentransportrichtung gesehen stromabwärts der durch die Vordermarken 14 definierten Anlagelinie 18.

Wie 2 entnommen werden kann, sind die im Bereich der Deckmarken 15 ausgebildeten kapazitiven Sensoren 24 vorzugsweise symmetrisch zu einer Mittellinie 28 des Anlegtischs 10 ausgerichtet, und zwar derart, dass von den kapazitiven Sensoren 24 Bogen mit einer minimal zu verarbeitenden Formatbreite erfasst sowie detektiert werden können. Hierzu sind demnach die Deckmarken 15, im Bereich derer die kapazitiven Sensoren 24 ausgebildet sind, zumindest in einem von der minimal zu verarbeitenden Formatbreite abgedeckten Bereich des Anlegtischs 10 angeordnet.

Mit Hilfe der kapazitiven Sensoren 24, die im Bereich der Deckmarken 15 angeordnet bzw. ausgebildet sind, ist eine kapazitive Doppelbogenerfassung bzw. Mehrfachbogenerfassung realisierbar, die über einen großen Störabstand verfügt. Neben der Doppelbogenerfassung bzw. Mehrfachbogenerfassung können die im Bereich der Deckmarken 15 ausgebildeten kapazitiven Sensoren 24 weitere Funktionen bzw. Aufgaben übernehmen.

So ist mit Hilfe der kapazitiven Sensoren 24 neben der sogenannten Doppelbogenabfrage auch eine Bogenankunftsdetektion realisierbar. So kann mit Hilfe der kapazitiven Sensoren 24, die im Bereich der Deckmarken 15 ausgebildet sind, die Ankunft der Bogenvorderkante 17 der Druckbogen 13 erfasst werden, und zwar einerseits hinsichtlich der bloßen Ankunft bzw. Position der Bogenvorderkante und andererseits hinsichtlich deren Ankunftsgeschwindigkeit. Die Genauigkeit der Bogenankunftinformation übertrifft hierbei die der bisher zur Anwendung kommenden optischen Reflexionslichtschranken, welche von der optischen Remissionscharakteristik abhängt, entscheidend, da das Signal der kapazitiven Sensoren 24 bei einer rechteckigen Sensorgeometrie proportional zum Eintrittsweg des Druckbogens in den Sensorbereich wächst. Unter Bezug auf den Wert bei der Situation des Bogens an den Vordermarken ist eine sehr hohe Bestimmungsgenauigkeit der Bogenstellung während des gesamten Eintrittsweges in den Sensor bis zur Vordermarke möglich. Hierdurch kann auch eine Bestimmung der Geschwindigkeit des Duckbogens im Bereich des Sensors durchgeführt werden.

Sind im Bereich von zwei Deckmarken 15 entsprechende kapazitive Sensoren 24 ausgebildet, so kann weiterhin eine eventuelle Schräglage der Bogenvorderkante 17 der Druckbogen 13 detektiert werden. Eine weitere Funktion, die von den im Bereich der Deckmarken 15 ausgebildeten kapazitiven Sensoren 24 übernommen werden kann, ist die Detektion des sogenannten "ersten Bogens". Abhängig von der Detektion des "ersten Bogens" können Druckvorgänge in der Bogendruckmaschine, wie zum Beispiel die Druckbeistellung sowie das Anschwenken der Farbauftragwalzen bzw. Feuchtauftragwalzen an Plattenzylinder, gestartet werden.

Weiterhin kann mit Hilfe der im Bereich der Deckmarken 15 ausgebildeten kapazitiven Sensoren 24 eine Positionsüberwachung der Bogenvorderkante 17 bei der Ausrichtung des in Transportrichtung des Schuppenstroms 12 vorne liegenden Druckbogens 13 im Bereich der Vordermarken 14 etabliert werden. Bei einem ruhigen bzw. exakten Anliegen der Bogenvorderkante 17 im Bereich der Vordermarken 14 stellen die jeweiligen kapazitiven Sensoren 24 einen gewissen Signalpegel bereit. Trifft ein Druckbogen 13 mit einer zu hohen Geschwindigkeit auf die Vordermarken 14 auf und prallt infolge dessen von den Vordermarken 14 entgegengesetzt zur Bogentransportrichtung ab, so würde dies in einen Signalabfall des kapazitiven Sensors 24 resultieren. Ebenso würde bei einem relativ weichen bzw. elastischem Bedruckstoff eine Verformung der Bogenvorderkante 17 über die durch die Vordermarken 14 definierte Anlagelinie 18 hinaus zu einer Erhöhung des von dem kapazitiven Sensor 24 bereitgestellten Signalpegels führen. Auch dies ist ein Indiz dafür, dass ein Druckbogen 13 mit einer zu hohen Ankunftsgeschwindigkeit in Richtung auf die Vordermarken 14 bewegt wird und so während des Ausrichtens im Bereich der Vordermarken 14 unruhig anliegt. Über eine derartige Positionsüberwachung der Bogenvorderkante 17 können einem Drucker Anzeigen über die Anlagecharakteristik der Druckbogen 13 im Bereich der Vordermarken 14 sichtbar gemacht werden.

Mit den im Bereich der Deckmarken 15 ausgebildeten sowie im Bereich der Vordermarken 14 positionierten kapazitiven Sensoren 24 ist es möglich, die Position eines Druckbogens 13 über einen relativ langen Zeitraum zu überwachen, nämlich von einer Ankunft im Bereich der Deckmarken 15 über die Ausrichtung an den Vordermarken 14 bis hin zu einem Abtransport über die stromabwärts der Vordermarken 14 sowie Deckmarken 15 positionierten Bogenzuführeinrichtung.

Wie insbesondere 2 entnommen werden kann, verfügen die Messelektroden 25, die zusammen mit den als Gegenelektroden 26 dienenden Leitabschnitten 19 der Deckmarken 15 die kapazitiven Sensoren 24 bilden, über eine rechteckförmige Fläche. Bevorzugt ist eine quadratförmige Fläche der Messelektroden 25.

Durch eine rechteckförmige Geometrie der Messelektroden 25 wird bewerkstelligt, dass eine lineare Abhängigkeit des von den Sensoren 24 bereitgestellten Signalpegels zur Position der Bogenvorderkante 17 im Bereich der Sensoren 24 besteht. Bei einer derartigen linearen Abhängigkeit bzw. Proportionalität des Signalpegels zur Bogenvorderkantenposition wird eine besonders genaue Detektion der Bogenvorderkante 17 ermöglicht.

4 zeigt ein mögliches Signalverarbeitungsschema für im Bereich von zwei Deckmarken 25 ausgebildete kapazitive Sensoren 24. Jede der Messelektroden 25 der kapazitiven Sensoren 24 stellt als Messsignal ein Kapazitätssignal C bereit, welches mit Hilfe von Einrichtungen 29 in Spannungssignale U gewandelt wird. Vor der eigentlichen Messung werden die kapazitiven Sensoren 24 kalibriert, und zwar derart, dass für beide Sensoren 24 zwei Messwerte ermittelt werden, nämlich erste Messwerte A1 sowie B1, bei welchen sich kein Druckbogen im Bereich der kapazitiven Sensoren 24 befindet, und zweite Messwerte A2 sowie B2, bei welchen ein Druckbogen 13 mit seiner Bogenvorderkante 17 ruhig an den Vordermarken 14 ausgerichtet ist. Die Werte A1 sowie B1 entsprechen demnach einem Signalpegel, der an kapazitiven Sensoren ermittelt wird, zwischen deren Elektroden sich lediglich Luft befindet. Die Werte A1 sowie B1 können vor dem eigentlichen Produktionsstart oder bei einem Maschinenwinkel, bei welchem der Sensor im Verlauf der Bogenverarbeitung ohne eingeführten Druckbogen vorliegt, ermittelt werden. Die Werte A2 sowie B2 entsprechen Signalpegeln, die dann vorliegen, wenn an den Vordermarken 14 ein Druckbogen ordnungsgemäß ausgerichtet ist. Die Werte A2 und B2 werden vorzugsweise dadurch erfasst, dass ein Drucker einen Druckbogen manuell im Bereich der Vordermarken 14 anlegt.

Aus diesen Werten A1 sowie A2 bzw. B1 sowie B2 werden für jeden kapazitiven Sensor 24 gewichtete Mittelwerte UMA und UMB gebildet, und zwar nach folgenden Gleichungen: UMA = A1 + (0,6·(A2 – A1)), UMB = B1 + (0,6·(B2 – B1)).

Im Produktionsbetrieb bzw. Druckbetrieb werden im Sinne der Blöcke 30 die von den Sensoren 24 bereitgestellten Spannungssignale U mit den gewichteten Mittelwerten UMA und UMB verglichen, wobei dann, wenn die bereitgestellten Signalwerte größer als die gewichteten Mittelwerte sind, auf einen Doppelbogen geschlossen wird. Konstruktionsabhängig ruht der Druckbogen 13 während jeder Maschinenumdrehung für einen größeren Winkelbereich im Bereich der Deckmarken 15 an den Vordermarken 14. Eine Doppelbogenprüfung ist in diesem Winkelbereich frühzeitig durchzuführen, um bei Detektion eines Doppel- bzw Fehlbogens noch rechtzeitig die Greifersperren zu aktivieren. Bevorzugt erfolgt diese Prüfung in diesen Winkelbereich mehrfach, sodass eine wesentlich höhere Sicherheit der Aussage möglich wird.

In einem Block 31 des Signalverarbeitungsschemas der 4 werden die von den kapazitiven Sensoren 24 bereitgestellten Messsignale U mit dem halben Signalabstand zwischen den Signalpegeln A2 und A1 bzw. B2 und B1 verglichen, um abhängig von diesem Signalvergleich auf einen sogenannten "ersten Bogen" zu schließen. Abhängig von dem in Block 31 durchgeführten Vergleich kann des weiteren die sogenannte Bogenankunftsdetektion der Druckbogen 13 im Bereich der kapazitiven Sensoren 24 erfolgen.

Durch einen Vergleich der von den beiden kapazitiven Sensoren 24 bereitgestellten Messsignale U können des weiteren Schrägbogen detektiert werden, also Druckbogen 13 mit schräg verlaufenden Bogenvorderkanten. Hierzu kann ein Schwellenwert für eine Differenz zwischen den von den beiden kapazitiven Sensoren 24 bereitgestellten Messsignalen U definiert werden, wobei bei Überschreiten dieses Schwellenwerts auf einen Schrägbogen geschlossen wird.

Eine Positionsüberwachung der Bogenvorderkanten 17 der im Bereich der kapazitiven Sensoren 24 befindlichen Druckbogen 13 erfolgt im Sinne der Blöcke 32 des Signalverarbeitungsschemas der 4 durch Erzeugung eines Positionssignals PSA bzw. PSB auf Basis der von den Sensoren 24 bereitgestellten Signale U, vorzugsweise nach folgenden Gleichungen: PSA = –(A2 - U)·KF, PSB = –(B2 – U)·KF, wobei KF ein Kalibrierfaktor ist. In einem konstruktiv abhängigen, größeren Winkelbereich ruhen die Druckbogen im Bereich der kapazitiven Sensoren. Ist innerhalb dieses Winkelbereiches eine signifikante Änderung der Positionssignale PSA bzw. PSB feststellbar, so kann hieraus geschlossen werden, dass die Bogenvorderkante 17 der Druckbogen 13 im Bereich der Vordermarken 14 bzw. der kapazitiven Sensoren 24 nicht ruhig anliegt. Die Positionssignale PSA sowie PSB der Sensoren 24 können einem Drucker optisch dargestellt werden.

Nach einem zweiten Aspekt der hier vorliegenden Erfindung ist ein kapazitiver Sensor 33 im Bereich der in 5 dargestellten Seitenmarke 16 ausgebildet. Auch dieser kapazitive Sensor 33 im Bereich der Seitenmarke 16 ist als Messkondensator ausgeführt, wobei der Messkondensator von einer Messelektrode 34 und dem als Gegenelektrode 35 dienenden Leitabschnitt 22 der Seitenmarke 16 gebildet ist. Gemäß 5 verfügt der im Bereich der Seitenmarke 16 ausgebildete Messkondensator wiederum über eine rechteckförmige Geometrie, ebenso wie die Messkondensatoren im Bereich der Deckmarken 15. In 5 sind zwei Druckbogen 13 dargestellt, wobei der in Transportrichtung (Pfeil 11) vorne liegende Druckbogen 13 mit seiner Bogenseitenkante 21 an der Seitenmarke 16 ausgerichtet ist und gemäß 5 bereits über die durch die Vordermarken 14 definierte Anlagelinie 18 hinwegbewegt ist. Ein in den Bereich des kapazitiven Sensors 33 hineinbewegter Druckbogen 13 ist vom in Transportrichtung vorne liegenden Druckbogen 13 überdeckt und muss noch mit seiner Seitenkante 21 an der Seitenmarke 16 ausgerichtet werden.

Das von dem kapazitiven Sensor 33 bereitgestellte Signal ist proportional zur seitlichen Position des neu einlaufenden Druckbogens 13, da sich abhängig von der seitlichen Position des neu einlaufenden Druckbogens 13 die Kapazität des kapazitiven Sensors 33 ändert. Hierbei kann die Position eines einzelnen Druckbogens 13 oder auch die Position eines zweiten Druckbogens bei gleichzeitiger Anwesenheit eines weiteren, am Seitenanschlag der Seitenziehmarke befindlichen, Druckbogens erfasst werden. Dieses von dem kapazitiven Sensor 33 bereitgestellte Signal kann auf unterschiedliche Art und Weise genutzt werden, um den Ausrichtvorgang des neu einlaufenden Druckbogens 13 an der Seitenmarke 16 zu überwachen bzw. zu regeln. Wie 5 entnommen werden kann, ist die Seitenmarke 16 im Bereich einer Seitenzieheinrichtung 36 positioniert, wobei die Seitenzieheinrichtung 36 die Ausrichtung des Druckbogens 13 an der Seitenmarke 16 bewerkstelligt.

Das von dem kapazitiven Sensor 33, der im Bereich der Seitenmarke 16 ausgebildet ist, bereitgestellte Signal kann im einfachsten Fall dazu verwendet werden, um lediglich die Endlage des an der Seitenmarke 16 mit der Bogenseitenkante 21 ausgerichteten Druckbogens 13 zu überwachen. Nach einer weitergehenden Variante kann das vom kapazitiven Sensor 33 bereitgestellte Signal genutzt werden, um den Ausrichtvorgang des Druckbogens 13 an der Seitenmarke 16 über die Seitenzieheinrichtung 36 zu regeln. Letztendlich kann das vom kapazitivem Sensor 33 bereitgestellte Signal genutzt werden, um Druckbogen 13 während des gesamten Ausrichtvorgangs an der Seitenmarke zu überwachen und deren Position bis zum Bogenabgang in das erste Druckwerk der Druckmaschine zu beobachten.

Die mit der Erfindung bereitgestellte Möglichkeit zur geregelten Seitenausrichtung von Druckbogen 13 an den Seitenmarken 16 stellt eine völlig neuartige Funktion an Bogendruckmaschinen dar. Hierdurch kann ein besonders weiches bzw. sanftes Ausrichten eines Druckbogens an der Seitenmarke 16 erfolgen, ohne dass die Gefahr besteht, dass sich ein Druckbogen bei der Seitenkantenausrichtung verdreht und von den Vordermarken 14 ablöst. Hierdurch kann die zur Seitenkantenausrichtung benötigte Zeit deutlich reduziert werden, wodurch letztendlich höhere Maschinengeschwindigkeiten an Bogendruckmaschinen ermöglicht werden.

Die im Sinne der hier vorliegenden Erfindung vorgeschlagene Detektion von Falschbogen an Bogendruckmaschinen ist relativ kostengünstig realisierbar und verfügt über einen großen Störabstand. Es ist demnach eine exakte bzw. genaue Falschbogendetektion möglich, die gegenüber Störsignalen unempfindlich ist. Die erfindungsgemäße Lösung ist an allen bogenverarbeitenden Vorrichtungen, insbesondere an allen Bogendruckmaschinen, einsetzbar bzw. nachrüstbar. Sie ist problemlos auch bei transparenten Bogen einsetzbar.

10Anlegtisch 11Pfeil 12Schuppenstrom 13Druckbogen 14Vordermarke 15Deckmarke 16Seitenmarke 17Bogenvorderkante 18Anlagelinie 19Leitabschnitt 20Halteabschnitt 21Bogenseitenkante 22Leitabschnitt 23Halteabschnitt 24kapazitiver Sensor 25Messelektrode 26Gegenelektrode 27Abschnitt 28Mittellinie 29Einrichtung 30Block 31Block 32Block 33kapazitiver Sensor 34Messelektrode 35Gegenelektrode 36Seitenzieheinrichtung

Anspruch[de]
  1. Bogenverarbeitende Vorrichtung, insbesondere Bogendruckmaschine, mit einer insbesondere als Anlegtisch ausgebildeten Anlegeinrichtung (10), auf welcher Bogen, insbesondere Druckbogen (13), einzeln oder in geschuppter Bogenlage als Schuppenstrom (12) in Richtung auf eine Bogenzuführeinrichtung bewegbar sind, wobei die Anlegeinrichtung (10) als Deckmarken (15) und/oder als Vordermarken (14) und/oder als Seitenmarken (16) ausgebildete Ausricht- und/oder Führungselemente für die Bogen aufweist, und wobei der Anlegeinrichtung (10) mindestens ein kapazitiver Sensor zur kapazitiven Abtastung der Bogen zugeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein kapazitiver Sensor (24, 33) im Bereich eines Ausricht- und/oder Führungselements ausgebildet ist.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der oder jeder kapazitive Sensor (24, 33) als Messkondensator ausgebildet ist, der von einer Messelektrode (25, 34) und dem als Gegenelektrode (26, 36) dienenden Ausricht- und/oder Führungselement gebildet ist.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein kapazitiver Sensor (24) im Bereich einer Deckmarke (15) ausgebildet ist.
  4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich von mindestens zwei Deckmarken (15) jeweils mindestens ein kapazitiver Sensor (24) ausgebildet ist.
  5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die im Bereich der Deckmarken (15) ausgebildeten, kapazitiven Sensoren (24) symmetrisch zu einer Mittellinie (28) der Anlegeinrichtung (10) zumindest in einem von einer minimal zu verarbeitenden Formatbreite abgedeckten Bereich derselben angeordnet sind.
  6. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass jeder im Bereich einer Deckmarke (15) ausgebildete kapazitive Sensor (24) als Messkondensator mit einer Messelektrode (25) und einem als Gegenelektrode (26) dienenden Leitabschnitt (19) der jeweiligen Deckmarke (15) ausgebildet ist.
  7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Messelektrode (25) eines jeden kapazitiven Sensors (24) in oder unterhalb einer die Bogen führenden Führungsfläche der Anlegeinrichtung (10) angeordnet ist, wobei oberhalb der Führungsfläche der als Gegenelektrode dienende Leitabschnitt (19) der jeweiligen Deckmarke (15) angeordnet ist.
  8. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der oder jeder im Bereich einer Deckmarke ausgebildete, kapazitive Sensor (24) im Bereich einer von Vordermarken (14) definierten Anlagelinie zur Ausrichtung einer Bogenvorderkante (17) positioniert ist.
  9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der oder jeder kapazitive Sensor (24) in Bogentransportrichtung gesehen gegenüber der von den Vordermarken (14) definierten Anlagelinie (18) vorsteht bzw. die Anlagelinie (18) überragt.
  10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der oder jeder kapazitive Sensor (24) mit 5% bis 20% seiner Kondensatorfläche die von den Vordermarken (14) definierten Anlagelinie (18) überragt.
  11. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 3 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass jeder im Bereich einer Deckmarke (15) ausgebildete kapazitive Sensor (24) zur Doppelbogenerfassung oder Mehrfachbogenerfassung ausgebildet ist.
  12. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 3 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass jeder im Bereich einer Deckmarke (15) ausgebildete kapazitive Sensor (24) zur Lageerfassung der Bogenvorderkante ausgebildet ist.
  13. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 3 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass jeder im Bereich einer Deckmarke (15) ausgebildete kapazitive Sensor (24) zur Ankunftserfassung der Bogen ausgebildet ist.
  14. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein kapazitiver Sensor (33) im Bereich einer Seitenmarke (16) ausgebildet ist.
  15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass jeder im Bereich einer Seitenmarke (16) ausgebildete kapazitive Sensor (33) als Messkondensator mit einer Messelektrode (34) und einem als Gegenelektrode (35) dienenden Leitabschnitt (22) der jeweiligen Seitenmarke (16) ausgebildet ist.
  16. Vorrichtung nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Messelektrode (34) des kapazitiven Sensor (33) in oder unterhalb einer die Bogen führenden Führungsfläche der Anlegeinrichtung (10) angeordnet ist, wobei oberhalb der Führungsfläche der als Gegenelektrode dienende Leitabschnitt der Seitenmarke (16) angeordnet ist.
  17. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 14 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass der im Bereich der Seitenmarke (16) ausgebildete kapazitive Sensor (33) zur Lageerfassung einer Bogenseitenkante ausgebildet ist.
  18. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 14 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass benachbart zu dem im Bereich der Seitenmarke (16) ausgebildeten kapazitiven Sensor (33) eine Seitenzieheinrichtung (36) zur Seitenkantenausrichtung der Bogen positioniert ist, die abhängig vom Signal des im Bereich der Seitenmarke (16) ausgebildeten kapazitiven Sensors (33) regelbar ist.
Es folgen 5 Blatt Zeichnungen






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