Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum automatisierten Reparieren einer Papierbahn in einer Papierverarbeitungsmaschine, insbesondere einer Papierweiterverarbeitungsmaschine wie einer Rollendruckmaschine.

Darüber hinaus betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zum automatischen Reparieren einer Papierbahn in einer Papierverarbeitungsmaschine sowie eine Papierverarbeitungsmaschine selbst.

Kontinuierlich arbeitende Papierverarbeitungsmaschinen bearbeiten eine mit hoher Geschwindigkeit durch die Maschine bewegte Papierbahn. Am einfachsten ist dies anhand einer Rollendruckmaschine wie einer Rollenoffset- Druckmaschine zu erläutern, wie sie für Verlagsdruck, Werbedruck oder Zeitungsdruck eingesetzt werden. Diese Maschinen arbeiten dann effizient, wenn sie ohne Unterbrechung oder Stillstand laufen. Dazu ist beispielsweise am Einlauf ein automatischer Rollenwechsel vorgesehen, der eine kontinuierliche Papierzufuhr gewährleistet.

Die Papierzufuhr wird dann unterbrochen, wenn es zu einem Bahnbruch gekommen ist. Nach einem Bahnbruch muß die Papierbahn automatisch oder per Hand neu eingeführt werden. Darüber hinaus muß natürlich das gerissene Papierende entfernt werden. Aufgrund der äußerst schweren Zugänglichkeit ist dies mit hohem Zeitaufwand verbunden. Durch sogenannte Papierfänger und Abschlageinrichtungen soll verhindert werden, daß es etwa zum Papierstau im Druckwerk, im Trockner oder im Falzapparat kommt.

Die Produktionsausfälle bei einem Bahnriß sind enorm, so daß es mittlerweile

Protokollstationen gibt, welche üblicherweise dem ersten Druckwerk vorgeschaltet sind und die Fehler in der Papierbahn detektieren und elektronisch speichern. Über die Protokolleinrichtung kann dann bestimmt werden, ob defektes Papier zum Bahnriß führte.

Aus der EP 0 893 382 B1 ist eine sogenannte Notvorrichtung bekannt, die beim Riß einer Papierbahn an das Papierbahnende eine Reserve-Papierbahn anklebt, so daß das gerissene Papierbahnende nicht frei in die Druckmaschine einlaufen kann. Die Druckmaschine wird nach Riß der Bahn und Ankleben der Reserve-Papierbahn angehalten. An die Reserve-Papierbahn wird eine neue Papierrolle angeklebt, bevor die Maschine wieder hochgefahren wird. Der Wiederanlauf der Maschine erfolgt somit schneller.

Die US 2 957 637 zeigt eine Vorrichtung zum Reparieren einer vollständig gerissenen Papierbahn. Hier wird bei noch laufender Papierbahn auf das vorlaufende, durch den Riß gebildete Ende ein Klebestreifen aufgebracht. Die Druckmaschine wird dann angehalten. Das nachlaufende Ende wird anschließend über den Klebestreifen wieder am vorderen Ende befestigt, bevor die Druckmaschine wieder anläuft.

Die DE 36 40 101 A1 beschreibt eine Sicherheitseinrichtung zum Steuern einer Rollenrotationsdruckmaschine, bei der bei Detektieren eines Bahneinrisses oder einer Bahnbeschädigung die Bahnspannung abrupt reduziert wird, um einen Bahnriß zu vermeiden.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zum automatisierten Reparieren einer Papierbahn zu schaffen, welches Ausfallzeiten weiter drastisch reduziert. Die Erfindung betrifft dabei insbesondere Papierverarbeitungsmaschinen, worunter vor allem Weiterverarbeitungsmaschinen wie Rollendruckmaschinen fallen.

Die Erfindung ist durch folgende Schritte gekennzeichnet:

a) Ein einen Teilriß oder eine defekte Papierstelle aufweisender defekter Papierbereich wird mittels einer Detektorvorrichtung automatisch erkannt und lokalisiert und

b) in einer nachgeschalteten Reparaturstation wird vollautomatisch bei durchlaufender Papierbahn, d.h. ohne diese anzuhalten, ein dünnes Reparaturstück auf den defekten Papierbereich aufgeklebt, das auf der Papierbahn die Papierverarbeitungsmaschine durchläuft.

Das erfindungsgemäße Verfahren sieht vor, daß nicht erst bei einem Papierriß eine Notlaufprozedur anläuft, sondern daß bereits zuvor, d.h. vor einem Bahnriß, die Papierbahn repariert wird, wenn man von einem erhöhten Risiko eines Papierrisses in der Papierverarbeitungsmaschine ausgehen muß. Ein solches höheres Risiko besteht bei einem Teilriß oder einer defekten Papierstelle (besonders Löcher, Kantenrisse und dünne und dicke Stellen mit Einschlüssen). Beim Bearbeiten wird die Papierbahn höheren Belastungen unterworfen, so daß die Papierbereiche mit Teilrissen oder defekten Papierstellen ohne repariert zu werden gar nicht in die Bereiche der Verarbeitungsmaschine einläuft, die auf die Papierbahn höhere Kräfte ausüben. Der defekte Papierbereich wird einfach mittels eines dünnen Reparaturstücks überklebt, d.h. das Reparaturstück überbrückt den Teilriß oder die defekte Papierstelle. Die Papierbahn mit dem entsprechend dünn auszubildenden Reparaturstück durchläuft die Verarbeitungsmaschine. Lediglich der mit dem Reparaturstück versehene, unbrauchbare Abschnitt muß später separiert werden. Dieser Ausschuß ist aber absolut vernachlässigbar verglichen mit den Kosten bei einem Bahnriß. Die Reparatur erfolgt bei laufender Papierbahn, vorzugsweise ohne Geschwindigkeitsverringerung nach Detektieren eines defekten Papierbereichs, d.h. kontinuierlich im laufenden Betrieb der Papierverarbeitungsmaschine. Auch dies belastet die Papierbahn selbst weniger, denn Anhalten und wieder Anfahren der Maschine stellen ein zusätzliches Risiko eines Bahnrisses dar.

Das erfindungsgemäße Verfahren arbeitet auch im Gegensatz zu bekannten Verfahren vorzugsweise ohne Markierung des defekten Papierbereichs. Bekannte Verfahren sehen z.B. nach dem Detektieren eines defekten Bereichs die Markierung dieses Bereichs vor, um nach sofortigem Anhalten der Maschine diesen Bereich per Hand, d.h. nicht automatisch, zu reparieren oder um den gekennzeichneten Papierbereich mit Defekt später nach Durchlaufen der Maschine aussondern zu können.

Die Detektorvorrichtung und die Reparaturstation sind in der bevorzugten Ausführungsform so miteinander gekoppelt, daß eine Steuerung den Zeitpunkt errechnet, zu dem das Reparaturstück auf die Papierbahn in der Reparaturstation aufgebracht werden muß.

Das Reparaturstück ist vorzugsweise von Hause aus mit Klebstoff beschichtet und ähnlich einem übergroßen Etikett ausgeführt.

Da Detektorvorrichtung und Reparaturstation üblicherweise fast unmittelbar aneinander anschließen, ist die Zeit zwischen Detektieren des defekten Papierbereichs und der Reparatur sehr kurz. Die Erfindung sieht hier vor, daß das Reparaturstück vor dem Aufbringen auf die Papierbahn bereits an die

Papierbahn zugestellt wird. Das bedeutet, das Reparaturstück wird nicht in einem

Arbeitsschritt aus seiner Ausgangsposition heraus auf die Papierbahn aufgebracht. Vielmehr wird in einem ersten Schritt das Reparaturstück eine erste Strecke zur Papierbahn zugestellt, damit die zweite Strecke bis zum Aufbringen auf die Papierbahn umso kürzer ist.

Dieses Zustellen kann beispielsweise soweit gehen, daß das Reparaturstück bereits an der Papierbahn entlang schleift und erst ab Eintreffen des defekten Papierbereichs losgelassen wird, um auf die Papierbahn geklebt zu werden.

Das erfindungsgemäße Verfahren sieht insbesondere vor, daß das als nächstes zu verwendende Reparaturstück mit seiner wenigstens teilweise freiliegenden Kleberseite in eine Warteposition verfahren wird. Die Kleberseite liegt also frei, ein Kleber muß nicht mehr aufgebracht werden. Auch eine kleberabweisende Trägerbahn, auf die die Reparaturstücke aufgeklebt werden, muß bei Eintreffen des defekten Papierbereichs nicht mehr oder nicht mehr komplett abgezogen werden. Auch dies verringert Zustellwege und Zustellzeiten.

Es kann längere Intervalle geben, in denen kein Reparaturstück verbaut wird. Das jedoch als nächstes anzuklebende Reparaturstück könnte in dieser Zeit durch Staub oder andere Umwelteinflüsse verschmutzen. Auch die Klebeschicht könnte dadurch ein geringeres Adhäsionvermögen aufweisen. Um stets optimal arbeitende Reparaturstücke verbauen zu können, sieht die Erfindung in einer verbesserten Variante vor, daß nach einem vorbestimmten Zeitintervall oder einer vorbestimmten Bahnlänge ohne defekten Papierbereich das als nächstes zu verwendende Reparaturstück ausgesondert wird und ein neues Reparaturstück zugestellt wird. Dieses Aussondern kann unter Umständen auch dadurch erfolgen, daß das Reparaturstück einfach auf die Bahn aufgeklebt wird. Eine extra Vorrichtung zum Aussondern des Reparaturstücks aus der Reparaturstation kann somit vermieden werden.

Eine weitere Variante sieht vor, daß das zu verbauende Reparaturstück zuerst auf eine Zustellwalze aufgebracht wird und von dieser auf den defekten Papierbereich aufgedrückt wird. Dies soll für ein gleichmäßiges und faltenfreies Aufkleben des gesamten Reparaturstücks auf die Papierbahn sorgen.

Als Reparaturstücke bieten sich vorkonfektionierte, d.h. in vorgegebenen

Größen hergestellte Papier-, Kunststoff-, Aluminium- oder Textilstücke an, deren maximale Dicke vorzugsweise in der Größenordnung von 0,2-0,4 mm betragen sollte.

Die Reparaturstücke sind vorzugsweise hintereinander auf einer Trägerbahn aufgebracht oder, allgemein gesagt, in einem Speicher untergebracht.

In einer Ausführungsform der Erfindung wird als Detektorvorrichtung die

Protokollstation selbst verwendet, oder die Detektorvorrichtung wird zumindest in die Protokollstation integriert. In bestehende Maschinen muß deshalb nur noch die Reparaturstation eingebaut und mit der Steuerung der Protokollstation gekoppelt werden.

Die Reparaturstation kann jeden defekten Papierbereich reparieren, egal an welcher Stelle der Papierbahn er liegt. Es sind nun mehrere Möglichkeiten angedacht, wie dies erreicht wird. Beispielsweise könnten mehrere nebeneinanderliegende Stationen einen Streifen der Papierbahn abdecken und ein Reparaturstück zustellen, das der Breite des ihm zugewiesenen Streifens entspricht. Die bevorzugte Ausführungsform sieht jedoch eine vereinfachte Lösung vor, indem ein Reparaturstück verwendet wird, welches sich im wesentlichen über die gesamte Papierbahnbreite, bevorzugt über die gesamte Papierbahnbreite, erstreckt.

Die zuvor genannte erfindungsgemäße Aufgabe wird auch durch eine

Vorrichtung zum automatischen Reparieren einer Papierbahn in einer Papierverarbeitungsmaschine, insbesondere einer

Papierweiterverarbeitungsmaschine wie einer Rollendruckmaschine gelöst. Die erfindungsgemäße Vorrichtung hat eine Detektorvorrichtung, die die Papierbahn bei laufendem Betrieb der Verarbeitungsmaschine auf Teilrisse oder defekte Papierstellen abtastet. Eine nachgeschaltete Reparaturstation, die vorzugsweise mit der Detektorvorrichtung gekoppelt ist, ist so ausgebildet, daß sie bei

laufender Papierbahn, d.h. ohne diese anzuhalten, ein dünnes Reparaturstück auf den mit dem Teilriß oder mit der defekten Papierstelle versehenen defekten Papierbereich der Papierbahn aufklebt, bevor es zu einem Bahnriß kommt.

Wie bereits erläutert hat die erfindungsgemäße Reparaturstation einen Speicher für einen oder mehrere Reparaturstücke, wobei insbesondere mehrere vorkonfektionierte Reparaturstücke vorgesehen sind. Darüber hinaus wäre es jedoch auch denkbar, z.B. eine durchgehende Rolle einer Klebefolie vorzusehen, von der dann abhängig von der Größe des defekten Papierbereichs ein entsprechend großer Teil abgetrennt und verarbeitet wird.

Das Reparaturstück sollte, dies wurde ebenfalls zuvor bereits erläutert, eine selbstklebende Seite besitzen, so daß kein flüssiger Kleber verwendet werden muß.

Die Erfindung betrifft schließlich eine Papierverarbeitungsmaschine, insbesondere eine Rollendruckmaschine, mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung.

Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung ist die Vorrichtung zum automatischen Reparieren dem ersten Druckwerk vorgeschaltet.

Ferner kann zur Kostenreduzierung die ohnehin vorgesehene Protokollstation als Detektorvorrichtung verwendet werden.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den nachfolgenden Beschreibungen und den nachfolgenden Zeichnungen, auf die Bezug genommen wird. In den Zeichnungen zeigen:

Figur 1 eine schematische Ansicht einer erfindungsgemäßen Papierverarbeitungsmaschine in Form einer Rollendruckmaschine, die die erfindungsgemäße Vorrichtung zum automatischen Reparieren der Papierbahn eingebaut hat und nach dem erfindungsgemäßen Verfahren arbeitet,

- Figur 2 eine schematische Ansicht eines vorderen Teils der in Figur 1 gezeigten Papierverarbeitungsmaschine mit integrierter erfindungsgemäßer Vorrichtung,

- Figur 3 eine perspektivische Ansicht auf die Papierbahn mit aufgeklebtem Reparaturstück kurz vor einer Umlenkrolle,

- Figur 4 die Papierbahn mit dem vollflächig aufgeklebten Reparaturstück nach der Umlenkrolle, und

- Figur 5 eine Rolle mit vorkonfektionierten Reparaturstücken.

In Figur 1 ist eine Papierverarbeitungsmaschine in Form einer Rollendruckmaschine dargestellt, die einen Bereich 10 mit einem Einlauf, Papierzufuhr und automatischem Rollenwechsler, Druckwerke 12, einen Trockner 14 und den Falzapparat 16 umfaßt.

In Figur 2 sind der Bereich 10 und der erste Abschnitt der Druckwerke 12 schematisch dargestellt. Von großen Papierrollen 18, die in einem Rollenwechsler 20 gelagert sind, läuft eine Papierbahn 34 durch die gesamte Papierverarbeitungsmaschine. Mit 22 ist ein sogenannter Drehrahmen, bzw. Bahnpositionsregler bezeichnet. Vor dem ersten Druckwerk 12 ist eine Vorrichtung zum automatischen Reparieren einer Papierbahn in den Abschnitt 10 der Maschine integriert. Diese Vorrichtung umfaßt im wesentlichen zwei Abschnitte, nämlich eine Detektorvorrichtung 24 in diesem Fall bestehend aus einer Lichtquelle 26 und einer Sensorik 28, die vor dem Drehrahmen 22 angeordnet sind, sowie eine Reparaturstation 30, welche nach dem Drehrahmen 22 angeordnet ist. Detektorvorrichtung 24 und Reparaturstation 30 sind über eine Steuerung 32, die die Papierverarbeitungsmaschinensteuerung, eine Detektorsteuerung oder eine unabhängig arbeitende Steuerung sein kann, miteinander gekoppelt.

Die Detektorvorrichtung 24 tastet bei laufendem Druckbetrieb on-line die Papierbahn 34 auf Teilrisse oder defekte Papierstellen ab.

In Figur 4 sind ein Teilriß 36 und eine extrem dünne und damit defekte Papierstelle 38 schematisch dargestellt. Der sich ergebende defekte Papierbereich 40, also der Bereich mit den Teilrissen 36 oder den defekten Papierstellen 38, wird in der Reparaturstation 30 so repariert, daß die Papierbahn 34 eine höhere Zugfestigkeit in diesem Bereich aufweist und ein Bahnriß im nachfolgenden Druckwerk 12 ausgeschlossen werden kann.

In der Reparaturstation 30 ist ein Speicher (siehe Figur 5) mit vorkonfektionierten und in der Größe vorgegebenen Reparaturstücken 42 integriert. Der Speicher besteht aus einer angetriebenen Welle 44, auf der eine Rolle 46 sitzt. Diese Rolle 46 besteht aus einer kleberabweisenden Trägerbahn 48, auf der die selbstklebenden Reparaturstücke 42 sitzen. Dies ist vergleichbar mit einer Rolle 46 von Etikettaufklebern. Die Reparaturstücke 42 sind sehr dünn, sie besitzen jedoch eine Breite, die exakt der Breite der Papierbahn 34 entspricht. Die selbstklebende Seite jedes Reparaturstücks 42 kontaktiert die Trägerbahn 48.

Die Reparaturstücke 42 sind aus Papier, Kunststoff, Aluminium oder

Textilmaterial wie Seide und sind foliendünn.

Die Welle 44 wird angetrieben, um in Abzugsrichtung A nachlaufend Reparaturstücke 42 von der Trägerbahn 48 abzuziehen. Das in Figur 5 dargestellte oberste Reparaturstück 42 ist dasjenige, welches als nächstes zu verarbeiten ist. Dieses Reparaturstück 42 wird z.B. unmittelbar auf die Papierbahn 34 oder einen Zwischenträger wie beispielsweise eine Art getaktetes Schwert und/oder eine Zustell- oder Umlenkrolle 50 aufgebracht.

Sobald ein defekter Papierbereich 40 in der Detektorvorrichtung 28 erkannt wird, erhält die Steuerung 32 ein entsprechendes Signal. Auf Basis der Wegstrecke zur Reparaturstation 30 und der Bahngeschwindigkeit, die exakt ermittelt wird, wird der Zeitpunkt errechnet, an dem der defekte Papierbereich 40 die Reparaturstation 30 erreicht hat. Zuvor jedoch wird das nächste zu verbauende Reparaturstück 42 bereits teilweise oder vollständig von der Rolle 46 abgezogen, um in eine Warteposition gebracht zu werden. In dieser Warteposition schleift das Reparaturstück 42 beispielsweise bereits an der Papierbahn 34 oder an der Umlenkrolle 50, je nach dem ob das Reparaturstück 42 unmittelbar auf die Papierbahn 34 aufgebracht wird oder zuerst auf die Umlenkrolle 50.

Die Steuerung 32 bestimmt dann den Zeitpunkt, zu dem das Reparaturstück 42 losgelassen wird, z.B. indem man die Welle 44 noch ein Stück weitertaktet.

Das Reparaturstück 42 klebt dann an der Papierbahn 34 oder wird über die mitlaufende Zustell- oder Umlenkrolle 50 auf die Papierbahn 34 aufgepreßt,

wobei natürlich die klebende Seite des Reparaturstücks auf der Papierbahn 34 aufliegt.

Bei der Ausführungsform nach den Figuren 3 und 4 wird das Reparaturstück 42 nicht über die Umlenkrolle 50, sondern vor ihr auf die Papierbahn 34 mit ihrem vorderen Rand 54 aufgeklebt, so daß das Reparaturstück 42 noch nicht vollflächig aufgeklebt ist. Die Umlenkrolle 50 sorgt dann aber für das notwendige vollflächige Aufkleben über den defekten Papierbereich 40 hinweg, d.h. das Reparaturstück 42 überbrückt den defekten Papierbereich 40 vollständig.

Wenn das teilweise oder vollständig von der Trägerbahn 48 abgelöste, als nächstes zu verbauende Reparaturstück 42 zu lange mit seiner klebenden

Unterseite freiliegt, besteht die Gefahr, daß die Adhäsionskraft nicht mehr ausreicht oder diese klebende Seite verschmutzt ist. Dann wird nach einer vorgegebenen Zeit über die Steuerung 42 die Reparaturstation 30 angesteuert, und das Reparaturstück 42 wird auf die Papierbahn 34 aufgeklebt, damit wieder ein frisches Reparaturstück 42 zur Verfügung steht, sobald wieder ein defekter

Papierbereich erkannt wird.

Dieser Detektions- und Reparaturvorgang erfolgt bei voller Bahngeschwindigkeit und ohne daß die Papierbahn 34 an ihrer defekten Stelle markiert wird.

Alternativ kann jedoch eine Markierung vorgesehen werden, so daß die

Reparaturstation 30 dann erst ein Reparaturstück 42 zustellt, wenn der defekte Papierbereich bei ihr angelangt ist.

Die Detektionsvorrichtung 24 muß keine eigene Vorrichtung sein, vielmehr ist sie die ohnehin vorhandene Protokollstation der Druckmaschine.

Die Erfindung bezieht sich nicht zwingend nur auf Druckmaschinen, sondern allgemein auf Papierweiterverarbeitungsmaschinen, die mit bereits fertigem, d.h. komplett getrocknetem Papier arbeiten. Die Erfindung kann jedoch auch bei Papierverarbeitungsmaschinen im Bereich der Papierherstellung verwendet werden, zum Beispiel wenn die produzierte Papierbahn und noch nicht vollständig getrocknete Papierbahn in nachfolgenden Schritten noch weiter bearbeitet wird und dabei die Gefahr von Bahnrissen besteht.