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Die
Erfindung betrifft eine Schnittregisterregelung in einem Trichteraufbau
sowie ein Verfahren zur Schnittregisterregelung gemäß dem
Oberbegriff des Anspruches 1 bzw. 15.
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Durch
die
EP 1 074 501 B1 ist
eine Schnittregisterregelung von Strängen mehrerer Falztrichter bekannt,
wobei am Strang mittels Detektoren gemessene Abweichungen gemeinsam
mit für die Einzelbahnen vor dem Trichter gemessenen Werten
auf stromaufwärts der Trichter angeordnete Einzelbahnstellelemente
geführt werden.
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In
der
DE 39 35 614 A1 ist
eine Registereinrichtung offenbart, wobei jeder noch nicht zum Strang zusammengeführten
Teilbahn ein eigener Regelkreis und den beiden daraus zu bildenden
Strängen ein von erstgenannten Regelkreisen unabhängiger,
jedoch für beide Stränge gemeinsamer Regelkreis
zugeordnet ist.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schnittregisterregelung
in einem Trichteraufbau und ein Verfahren zur Schnittregisterregelung
zu schaffen.
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Die
Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale
des Anspruches 1 bzw. 15 gelöst.
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Die
mit der Erfindung erzielbaren Vorteile bestehen insbesondere darin,
dass die hohen Anforderungen an das Schnittregister, insbesondere
bei aus mehreren Strängen gebildeten seitenstarken Produkten,
schnell eingeregelt und/oder selbst bei instationären Betriebsbedingungen
gehalten werden können.
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Besonders
beim Anfahren der Maschine, z. B. beim Druck-An-Stellen und dem
darauf folgenden Hochfahren auf Produktionsgeschwindigkeit, können erhebliche
Mengen an Makulatur eingespart werden. Auch bei automatischen Rollenwechseln
und die dadurch möglichen Änderungen in der Papiereigenschaft
und/oder die Änderungen von Parametern im Druckwerk können
durch die möglichst weit stromabwärts angeordneten
einzelnen Regelkreise schnell ausgeregelt werden. Im Vergleich zu
Systemen, welche hierfür die Einzelbahnstellglieder nutzen,
liegt hier zum einen ein erheblich kürzerer Reaktionsweg vor,
und zum zweiten erfüllt jeder Regelkreis ungestört
die ihm zugeordnete Regelaufgabe. Zum dritten können Stränge
in einfacher Weise ausgeregelt werden, welche sich aus Teilbahnen
unterschiedlicher Bahnen zusammensetzten.
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In
vorteilhaften Ausführungen – in Weiterbildung
der Schnittregisterregelung oder separat für sich betrachtet
als Überwachungseinrichtung – können
die Signale von beidseitig eines selben Stranges angeordneten – und
insbesondere auf einem selben Wegabschnitt liegenden- Detektoren
im Hinblick auf ggf. vorliegende Stranglaufprobleme, wie z. B. Hutten,
Wülste und/oder Blasen, und/oder die Signale eines auf
den Strang gerichteten Detektors auf Einzelbahnrisse außenliegender
Lagen ausgewertet, und ggf. entsprechende Maßnahmen eingeleitet
werden.
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Ausführungsbeispiele
der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im
Folgenden näher beschrieben.
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Es
zeigen:
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1 eine
schematische Darstellung einer ersten Ausführung einer
Druckmaschine;
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2 eine
schematische Darstellung einer zweiten Ausführung einer
Druckmaschine;
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3 eine
erste Ausführung einer Schnittregisterregelung in einem
Trichteraufbau;
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4 eine
zweite Ausführung einer Schnittregisterregelung in einem
Trichteraufbau;
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5 eine
dritte Ausführung einer Schnittregisterregelung in einem
Trichteraufbau mit einer beidseitigen Messung am Strang;
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6 eine
vierte Ausführung einer Schnittregisterregelung in einem
Trichteraufbau;
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7 eine
fünfte Ausführung einer Schnittregisterregelung
in einem Trichteraufbau mit einer Überführung
eines Teilstranges;
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8 eine
sechste Ausführung einer Schnittregisterregelung in einem
Trichteraufbau mit einer Überführung eines Teilstranges
und beidseitiger Messung;
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9 eine
siebte Ausführung einer Schnittregisterregelung in einem
Trichteraufbau mit einer Überführung;
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10 eine
achte Ausführung einer Schnittregisterregelung in einem
Trichteraufbau mit einer Überführung eines Teilstranges;
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11 eine
neunte Ausführung einer Schnittregisterregelung in einem
Trichteraufbau mit Überführung zweier Teilstränge;
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12 eine
zehnte Ausführung einer Schnittregisterregelung in einem
Trichteraufbau mit zwei Trichterebenen;
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13 eine
elfte Ausführung einer Schnittregisterregelung in einem
Trichteraufbau mit einer drei Trichter aufweisenden Trichterebene;
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14 eine
zwölfte Ausführung einer Schnittregisterregelung
in einem Trichteraufbau mit einer drei Trichter aufweisenden Trichterebene;
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15 eine
Ausführung einer Bahnrisserkennung;
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16 eine
weitere Ausführung einer Bahnrissüberwachung;
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17 eine
schematische Darstellung des Messprinzips der Bahnrissüberwachung;
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18 eine
Darstellung gemäß 17 bei gerissener
Außenlage.
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1 und 2 zeigen
exemplarisch in Draufsicht Ausführungen einer als Rollenrotationsdruckmaschine
ausgebildete Druckmaschine, insbesondere einer Zeitungsdruckmaschine.
Die Druckmaschine weist mindestens eine Druckeinheit 01 mit mehreren,
insbesondere übereinander angeordneten, Druckwerken auf,
in welcher eine von einem Rollenwechsler 06 stammende Bahn 02 z.
B. beidseitig mehrfarbig bedruckt wird. Form- und Übertragungszylinder 03; 04 der,
insbesondere als Druckturm mit mindestens acht (z. B. beidseitig
jeweils vier) Druckstellen ausgeführten Druckeinheit 01 weisen
eine wirksame Ballenlänge auf, welcher mindestens vier, z.
B. vier oder sechs nebeneinander angeordneten Druckbildern von stehenden
Zeitungsseiten oder mindestens vier nebeneinander angeordneten Druckbildern
von liegenden Druckseiten, z. B. Magazinseiten, im Tabloidformat
entsprechen. Beim Drucken weist der Formzylinder 04 dann
auf seiner Mantelfläche z. B. eine oder mehrere Druckformen
mit insgesamt nebeneinander vier Druckbildern von entsprechenden
Druckseiten im Tabloid- oder Zeitungsformat auf.
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Nach
dem Bedrucken durchläuft die Bahn 02 einen sog. Überbau 07,
in welchem sie durch eine Längsschneideinrichtung 08 in
Teilbahnen längs geschnitten, über ggf. vorgesehenen
Wendeeinrichtungen 09 z. T. seitlich versetzt und auf eine
andere Flucht gebracht, durch ggf. vorgesehene Registereinrichtungen 11 die
Teilbahnen relativ zueinander in Längsrichtung ausgerichtet,
und schließlich in einem Trichteraufbau 12 zu
Strängen längs gefalzt, und diese Stränge
anschließend einem Querschneider 13, z. B. der
Querschneideinrichtung eines Falzapparates 14 zugeführt
werden.
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In 1 und 2 sind
schematisch zwei vorteilhafte Ausführungen für
die Aufstellung der o. g. Komponenten dargelegt: In der Ausführung
nach 1 ist der Trichteraufbau 12 in der Maschinenflucht
angeordnet und prinzipiell nach Verlassen der Druckeinheiten 01 durch „Geradeauslauf"
der Bahnen 02 bzw. Teilbahnen erreichbar. Für
den Fall zu wendender Teilbahnen ist der Wendeeinrichtung 09 oder
den Wendeeinrichtungen 09 mindestens eine Längsschneideinrichtung 08 vorgeordnet.
Es kann für den Fall, dass keine der Teilbahnen gewendet werden
müssen, die Längsschneideinrichtung 08 oder
zusätzlich eine wahlweise einzusetzende optionale Längsschneideinrichtung 08 direkt
vor dem Trichtereinlauf angeordnet sein. In der Ausführung nach 2 ist
der Trichteraufbau 12 bzgl. seiner in die Horizontale projizierten
Auflaufrichtung um 90° gedreht zur Maschinenflucht angeordnet
und nach Verlassen der Druckeinheiten 01 durch einen winkeligen
Bahnlauf über eine Wendestange einer Wendeeinrichtung 09 erreichbar.
Für den Fall zu wendender Teilbahnen ist der Wendeeinrichtung 09 oder
den Wendeeinrichtungen 09 mindestens eine Längsschneideinrichtung 08 vorgeordnet.
Für den Fall, dass eine Wendestange mit einer wirksamen
Länge vorgesehen ist, welche in Projektion auf die einlaufende
Bahn mindestens der Breite einer maximal zu bedruckenden Bahn, z.
B. vier oder sechs nebeneinander angeordnete Druckseiten im liegenden
Tabloid- oder stehenden Zeitungsformat (Broadsheet) entspricht,
kann die genannte Längsschneideinrichtung 08 oder
aber eine zusätzliche, wahlweise einzusetzende optionale
Längsschneideinrichtung 08 direkt vor dem Trichtereinlauf,
also nach dem Wenden angeordnet sein.
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Der
Trichteraufbau 12 weist in jeder der Ausführungen
zumindest eine Trichtergruppe mit mehreren, insbesondere zwei oder
drei nebeneinander angeordneten Falztrichtern 16; 17; 18 auf
einer selben Trichterebene auf. Der Ausdruck „auf einer
selben Ebene" meint hier, dass sich die Trichter dieser Trichterebene
in einer selben Maschinenebene befinden und/oder durch eine selbe
horizontal verlaufende Ebene zumindest geschnitten werden. Neben
der durch die genannte Längsschneideinrichtung 08 Hauptschnittlinie
können direkt stromaufwärts vor den Falztrichtern
oder auch direkt nach den Falztrichtern Längsschneideinrichtungen 19 vorgesehen,
welche die Teilbahnen in der Flucht des Falzrückens mit einem
Trichtermittelschnitt an sog. Nebenschnittlinien längs
aufschneidet. Die durch den entsprechenden Falztrichter aufeinander
gelegten Lagen sind dann nicht doppelseitig gefaltet, sondern liegen
einseitenbreit lose aufeinander. Die Messer der Hauptschnittlinien
aus der Längsschneideinrichtung 08 und die der
Nebenschnittlinien aus der Längsschneideinrichtung 19 können
baulich auch als eine direkt vor dem Trichtereinlauf angeordnete
gemeinsame Längsschneideinrichtung 08, 19 zusammen
gefasst sein.
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Weist
die Druckmaschine wie im vorliegenden Fall mehrere Falztrichter 16; 17; 18 und
damit mehrere resultierende Stränge 21; 22; 23 auf,
welche vor oder beim Einlaufen in eine Weiterverarbeitungsstufe
zusammengefasst und quer geschnitten werden sollen, so ist aufgrund
der durch die aufeinander zu legenden Druckbilder zum Einen eine
korrekte Relativlage der Stränge 21; 22; 23 zueinander
in Längsrichtung betrachtet ein entscheidendes Qualitätskriterium
im fertig gestellten Produkt. Insbesondere bei schwankenden oder
sich ändernden Betriebsbedingungen – wie es beispielsweise
beim Hochlaufen der Maschine und/oder Materialwechsel (andere Papiersorte)
und/oder Produktionswechsel (wechselnde Anzahl von Teilbahnlagen
und/oder Wechselndes Druckbild) vorkommt – können
sich durch die damit einhergehenden Änderungen in der Bahnspannung und/oder
der Dehnung die relative Längsausrichtung, und damit auch
das Schnittregister der Stränge insgesamt zueinander ändern.
Zum Zweiten besteht in Trichteraufbauten mit mehreren, und damit
Umlenkungen erfahrenden Strängen 21; 22; 23 die
Gefahr von mit dem Umlenken und Fördern verbunden Fehlern,
z. B. Verschiebungen einzelner Außenlagen einzelner Stränge,
oder zum Dritten gar die Gefahr von Bahnbrüchen von Außenlagen
einzelner Stränge.
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In
den nachfolgenden Ausführungsbeispielen von Trichteraufbauten 12 werden – je
nach Ausbaustufe – die drei o. g. Probleme jeweils einzeln,
in Gruppen oder sämtlich gemeinsam gelöst.
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Gemäß den
Ausführungsbeispielen sind auf dem Bahnweg stromabwärts
der Falztrichter 16; 17; 18 (16'; 17'; 18')
mehrere Regelkreise R0; R1; R2; R3; R1'; R2'; R3a; R3b; R4a; R4b;
(R5;) R11; R22; R33; R55, insbesondere mindestens eine der Anzahl der
Falztrichter 16; 17; 18 (16'; 17'; 18')
des Trichteraufbaus 12 entsprechende Anzahl von Regelkreisen R0;
R1; R2; R3; R1'; R2'; R3a; R3b; R4a; R4b; (R5;) R11; R22; R33; R55
(kurz: R0...R55) und/oder mindestens eine dieser Anzahl von Trichtern
entsprechende Anzahl von Stellgliedern S0; S1; S2; S3a; S3b; S4a;
S4b; S5 (kurz: S0...S5) und/oder mindestens eine dieser Anzahl von
Trichtern entsprechende Anzahl von Detektoren D0; D1; D2; D3; D1';
D2'; D3; D33; D4a; D4b; D5; D33; D55 (kurz: D0...D55).
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Vorzugsweise
wirken zumindest eine der Anzahl von Trichtern entsprechende Anzahl
von Regelkreisen R0...R55 auf je ein von anderen Regelkreisen R0...R55
unabhängiges Stellglied (kurz: S0...S5). Damit ist gewährleistet,
dass einerseits der letztlich entstehende Gesamtstrang richtig zum
Messer, und andererseits die Stränge relativ zueinander
ohne komplizierte Abhängigkeiten ausgerichtet werden können.
Vorzugsweise sind die Regelkreise R0...R55 logisch unabhängig
von ggf. stromaufwärts des Trichteraufbaus 12 vorgesehenen
Registereinrichtungen 11 ausgebildet.
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Die
das Schnittregister betreffenden Regelkreise R0...R55 sind vorzugsweise
in ihrer Logik unabhängig voneinander arbeitende Regelkreise – ggf. bis
auf eine optionale Signalaufschaltung für den Fall eines
Stellgliedes R0 an einem Strangbündel bzw. dem Gesamtstrang,
wie z. B. im Ausführungsbeispiel nach 3 oder 7.
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Besonders
von Vorteil ist es, wenn der Detektor D0...D55 eines Stranges oder
Teilstranges bzgl. des Strangweges möglichst kurz vor dem
Ort eines stromabwärtigen Zusammenführens mit
einem oder mehreren anderen Strängen oder Teilsträngen angeordnet
ist, Vorzugsweise ist der Detektor D0...D55 zwischen dem Ort des
Zusammenführens, z. B. einer Walze 24 oder einem
Walzenpaar 24 oder einer Überführwalze 28,
und dem stromaufwärts zuletzt vorgeordneten Leitelement,
z. B. einer Umlenkwalze 20 oder einer Überführwalze 29.
Der Detektor D0...D55 kann im Falle von überführten
Teilsträngen auch stromabwärts der Stelle des
Zusammenführens auf der dem zugeführten Teilstrang
zugeordneten Seite angeordnet sein (z. B. 9, 10).
In einer vorteilhaften Ausführung werden sämtliche
Messwerte für die Stränge, z. B. sowohl für
Stränge durch Detektoren D0...D55 abgenommen, welche auf
dem jeweils letzten Teilstück vor einem stromabwärts
des Trichteraufbaus 12 letzten Ort eines Zusammenführens
angeordnet sind.
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3 bis 11 zeigen
Ausführungen mit einer zwei Falztrichter 16; 17 aufweisenden
Trichterebene, wobei auf den Trichteraufbau 12 auflaufende Bahnen 02 stromaufwärts
in Teilbahnen längs geschnitten, und über die
Falztrichter 16; 17 geführt und zu Strängen 21; 22 gefalzt
oder – im Falle eines Trichtermittelschnittes – als
einseitenbreiten Teilbahnstreifen übereinander gelegt werden.
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In 3 sind
stromabwärts der Falztrichter 16; 17 nun
zwei Regelkreise R0 und R1 vorgesehen, wobei in dieser ersten Ausführung
einem der Einzelstränge 21; 22 ein Detektor
D1 und ein Stellglied S1, und zusätzlich dem Gesamtstrang 24 ein
Detektor D0 und ein Stellglied S0 zugeordnet ist. Das dem Gesamtstrang 24 zugeordnete
Stellglied S0 ist hierbei vorzugsweise als Mittel ausgebildet, welches
die relative Drehwinkellage des Querschneiders 13 gegenüber
einer aktuellen, mit der Lage der Formzylinder 03 korrelierenden
Sollwinkellage verändert. Dies kann ein entsprechendes
Getriebe oder eine axial relativ bewegbare Schrägverzahnung
am Antriebszug, oder aber – insbesondere im Fall eines
von der Druckeinheit 01 mechanisch unabhängigen
Antriebes – ein Korrekturwert in einem Steuermittel sein, welcher
den Querschneider mit einer dem am Gesamtstrang 24 ermittelten
Schnittregisterfehler entgegenwirkt. Im Fall des unabhängigen
Antriebes über eine elektronische, z. B. virtuelle, Leitachse, kann
dem aus dem umlaufenden Winkellagesollwert der Leitachse gebildete
Sollwert eine entsprechende, der Schnittregisterabweichung entsprechende
Korrektur in der relativen Drehwinkellage aufgeschaltet werden.
Das dem einen der beiden letztlich wieder zusammenzuführenden
Strängen 21; 22 zugeordnete Stellglied
S1 ist als ein die Weglänge zwischen Trichterspitze des
betreffenden Falztrichters 16; 17 (18)
und dem Ort des Zusammenführens der Stränge 21; 22,
z. B. einer Walze 26 oder vorteilhaft einem Walzenpaar 26,
insbesondere einer zwangsgetriebenen Zuggruppe 26, beeinflussendes
Leitelement S1 ausgebildet. Im vorliegenden Fall ist dies als eine
an einem Hebel schwenkbar um eine zur Rotationsachse parallele Schwenkachse
gelagerte Walze S1, z. B. Registerwalze S1, ausgebildet. Es kann
jedoch auch ein in anderer Weise bewegbares, z. B. linear bewegbares
Stellglied S1, z. B. Registerwalze S1, vorgesehen sein. Das Stellglied
S1 ist durch einen nicht dargestellten Antrieb über eine
zugeordnete Steuerung entsprechend einem aus dem Regelkreis R1 resultierenden
Signal stellbar. Dies ist vorteilhaft auch stellvertretend auf die
im folgenden genannten Stellglied S2; S3a; S3b; S4a; S4b; S5 anzuwenden.
Wie in 3 dargestellt, ist für den Fall, dass
dem bzgl. des Schnittregisters zu regelnden Strang 21; 22 ein
Regelkreis R1 mit lediglich einem, auf eine der beiden Seitenflächen
bzw. Außenlagen gerichteten Detektor D1 zugeordnet ist,
ist dieser vorteilhaft auf diejenige Seite bzw. Außenlage
gerichtet, welche mit der Oberfläche der direkt vorgeordneten
(teil)umschlungenen Walze, z. B. dem Stellglied S1, in Berührkontakt
steht – im folgenden auch „Innenseite" genannt.
Auch dies ist auf andere beispiele zu übertragen.
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In
einer Ausführung gemäß 4 ist
anstelle des dem Hauptstrang 24 zugeordneten Regelkreises R0
nun jedem von einem der Falztrichter 16; 17 (18) stammenden
Stränge 21; 22 (23) ein Regelkreis
R1; R2 (R5) mit Detektor D1; D2 und Stellglieder S1; S2, insbesondere
Registerwalzen S1; S2, zugeordnet. So kann durch Verstellen beider Stellglieder
S1; S2 eine Korrektur der Lage des Gesamtstranges 24 zur Lage
des Messers der Querschneideinrichtung 13 erfolgen, und
durch Verstellen einer der beiden Stellglieder S1; S2 oder durch
unterschiedliches verstellen der beiden Stellglieder S1; S2 eine
Relativlage der Stränge 21; 22 korrigiert
werden.
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6 zeigt
eine Ausführung, wobei den beiden Stränge 21; 22 gemäß 4 jeweils
ein Regelkreis R1, R2, und zusätzlich dem Gesamtstrang
ein eigener Regelkreis R0 zugeordnet ist. In dieser Ausführung
kann bei fehlerhafter Lage des Gesamtstranges 24 diese
durch den Regelkreis R0 korrigiert werden; es werden unnötige
und/oder unnötig große Stellwege in den Strängen
bzw. den zugeordneten Regelkreisen R1; R2 vermieden.
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In
einer vorteilhaften Ausführung der Regelkreise R1; R2 (R3,
etc.) sind diese oder ein Teil dieser, wie in 5 exemplarisch
für Regelkreis R1 und R2 (als R11 und R22 gekennzeichnet)
dargelegt, mit zwei Detektoren D1; D11; D2; D22, also jeweils mit einem
Detektor D1; D11; D2; D22 je Außenlage bzw. Strangseite
des jeweiligen Stranges 21; 22 ausgebildet. Es
erfolgt eine Überwachung der beiden Außenlagen
des jeweiligen Stranges 21; 22. Hiermit lässt sich
höhere Genauigkeit bei der Feststellung des Fehlers erreichen.
In einer Auswerteeinrichtung 27 wird z. B. durch Mittelwertbildung
oder mit Hilfe eines anderen mathematischen Verfahrens (z. B. gewichtete
Mittelwerte) die Lage des eine gewisse Stärke aufweisenden
Stranges 21; 22 überwacht und aus dem Ergebnis
bei Bedarf ein entsprechendes Stellsignal an das Stellglied S1;
S2 gegeben.
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In
einer anderen Anwendung oder in Weiterbildung der o. g. Anwendung
erfolgt mit dieser beidseitig überwachenden Detektoranordnung
eine Überwachung des Stranges 21; 22 auf
Hutten- bzw. Blasenbildung. Es werden beide Seiten auf Übereinstimmung
mit dem für die korrekte Lage vorgegebenen Muster hin geprüft.
Weichen die beiden Seiten unterschiedlich stark von der Vorgabe
ab oder weicht lediglich eine Seite ab, d. h. bei verschobener relativer Phasenlage,
so ergibt sich eine Differenz in der Abweichung. Ab einer bestimmten
Höhe in dieser Differenz wird eine Reaktion ausgelöst.
Hierbei kann beispielsweise lediglich eine Warnung angezeigt werden,
oder aber eine Stellgröße – z. B. die
Voreilung einer Walze – kann verändert werden.
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In
einer vorteilhafter Ausbildung des Trichteraufbaus 12 ist
dieser mit Überführeinrichtungen 28; 29,
z. B. Walzen 28; 29 zur Strangsplittung und/oder Strangmischung
ausgebildet. Hierbei ist – ein Trichtermittelschnitt für
die Bahnen 02 der zu teilenden Stränge 21; 22 vorausgesetzt – ein
Splitten und/oder Mischen der Stränge bzw. von Teilsträngen
aus unterschiedlichen Falztrichtern 16; 17 (18)
möglich, um z. B. eine variable „Buchgestaltung",
d. h. eine erhöhte Variabilität in Lagenzahl und/oder
Reihenfolge und/oder Zuordnung ohne zusätzliches Wenden
zu erreichen. Hierbei kann in einem oder können in mehreren
der Strangwege ein lediglich in 7 exemplarisch
dargestellter Heftapparat 31 vorgesehen sein, durch welchen
ein von einem Falztrichter 16; 17 (18)
kommender Teilstrang 21.1; 22.1 zusammen mit dem
vom anderen Falztrichter 17; 16 (18)
kommenden Strang 22; 21 oder Teilstrang 22.2; 21.1 geführt werden
kann.
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Die
Anordnung eines oder mehrerer Heftapparate 31 an einem
oder mehreren der Strangwege – z. B. ein Heftapparat 31 am
Strangweg des durch den Teilstrang 21.1 verstärkten
Stranges 22 und/oder ein Heftapparat 31 am Strangweg
des um den Teilstrang 21.1 verminderten Stranges 21.2 und/oder
ein Heftapparat 31 an einem Strangweg eines durch Teilstränge 21,1; 22.1 aus
zwei Falztrichtern 16; 17; 18 gebildeten
Stranges 32 (z. B. 11, 12) – wurde
in diesen Varianten zwar in den folgenden Beispielen nicht immer
explizit erwähnt oder dargestellt, ist jedoch in bzgl.
der Produktgestaltung vorteilhaften Varianten jeweils auf die Ausführungen
entsprechend anzuwenden.
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In 7 bis 11 sind
Ausführungsbeispiele für die Möglichkeit
eines Strangsplittens und/oder Strangmischens geben. Der im Beispiel dargestellte überführte
Strang 21.2 kann wie mit dem geklammerten Ausdruck (21)
angedeutet, jeweils in alternativem Betreib auch ein vollständig überführter Strang 21 (22)
sein.
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In 7 und 8 ist
jeweils zusätzlich zu den beiden den Strangwegen der Strängen 21; 22 zugeordneten
Regelkreisen R1; R2 bzw. R11; R22 ein eigener Regelkreis R3 bzw.
R33 für den ausgekoppelten Teilstrang 21.1 zugeordnet.
Das zu den „einseitigen" bzw. „beidseitigen" Regelkreisen
R1; R2 bzw. R11; R22 in 4 und 5 ist entsprechend anzuwenden.
In der Ausführung zum Splitten und/oder Mischen sind unterhalb
der Falztrichter 16; 17 mindestens zwei Überführeinrichtungen 28; 29,
z. B. Walzen 28; 29, vorgesehen, wobei über
die eine ein die Walze 29 umschlingender Teilstrang 21.1 vom restlichen
Teilstrang 21.2 abgeteilt, und über die andere
Walze 28 wieder umgelenkt und mit einem Strang 22 oder
Teilstrang des anderen Falztrichters 17; 16 zusammengeführt
wird. Um die Schnittregisterlage des ausgekoppelten Teilstranges 21.1 zu
Prüfen und bei Bedarf zu korrigieren, ist der diesem ausgekoppelten
Teilstrang 21.1 zugeordnete Regelkreis R3 bzw. R33 („einseitig” bzw. „beidseitig",
siehe oben) mit einem oder zwei Detektoren D3; D33 und einem Stellglied
S3a; S3b vorgesehen. Im dargestellten Fall kann das Stellglied S3a;
S3b der Überführwalze 29 entsprechen,
welche in diesem Fall als in o. g. Art bewegbare Registerwalze ausgebildet
ist. Im Sinne einer besseren Übersicht sind in 7 bis 16 nicht
mehr sämtliche, sich wiederholenden Figurenbestandteile
mit Bezugszeichen gekennzeichnet. Durch die Beibehaltung der Symbolik
sind diese jedoch jederzeit erkennbar.
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In 9 ist
eine Variante zur Ausführung gemäß 7 und 8 aufgezeigt,
wobei dem Regelkreis R3; R33 des ausgekoppelten Teilstrangs 21.1 auf
der Überführstrecke kein Detektor zugeordnet ist, sondern
erst nach Zusammenführen dieses Teilstranges 21.1 diejenige
Seite des entstandenen Stranges 22.3 detektiert wird, welche
durch den Teilstrang 21.1 gebildet ist. Hierbei kann wie
dargestellt ein auf die Innenseite des entstandenen Stranges 22.3 gerichteter
Detektor, z. B. der Detektor D1 eines vormals zweiseitigen Regelkreises
R11, genutzt werden. In strichliert dargestellter Variante kann das
Signal des innenliegenden Detektors D1 eines beidseitigen Regelkreises
R11 sowohl dem Regelkreis des ausgekoppelten Teilstranges 21.1,
als auch dem beidseitigen Regelkreis R11 des Stranges 22 zugeführt
werden. In 10 ist der Sachverhalt aus 9 exemplarisch
für die Auskopplung eines Teilstranges 22.1 aus
dem Strang 22 des anderen Falztrichters 17; 16 dargelegt.
Die Beispiele aus 7 und 8 sind in
sinngemäß gleicher Weise auf den umgekehrten fall
zu übertragen.
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11 zeigt
eine weitere Ausführung mit einer Überführeinrichtungen 28; 29,
wobei hier über Walzen 29 jeweils ein Teilstrang 21.1; 22.1 ausgekoppelt,
und über Walzen 28 die beiden Teilstränge zu
einem Strang 32 zusammengefasst werden bzw. sind. Die verbleibenden
(Rest-)Stränge 21.3 und 22.3 werden entsprechend 3, 4 oder 5 geregelt.
Den beiden ausgekoppelten Teilsträngen 21.2 und 22.1 sind
jeweilige Regelkreise R4a und R4b mit je einem Stellglied S4a und
S4b und je mindestens einem Detektor D4a und D4b zugeordnet. Für
den Fall, dass die Überführeinrichtungen 29 wie in 7 wieder
gleichzeitig als Stellglieder ausgebildet wären, sind die
Detektoren auf den Überführungswegen angeordnet.
In der dargestellten Variante stellen jedoch die Überführeinrichtungen 28 gleichzeitig
die Stellglieder S4a und S4b dar, so dass die Detektoren D4a und
D4b beidseitig des entstandenen Stranges 32 angeordnet
sind. Es kann je nach Produktionserfordernissen vorteilhaft wieder
ein Heftapparat auf jedem der Wege der drei entstandenen Stränge 21.3; 22.3 und 32,
oder lediglich im Weg des mittleren Stranges 32, oder zusätzlich
zum mittleren an einem der beiden anderen Stränge 21.3; 22.3,
oder lediglich an den beiden (Rest-)Strängen 21.3; 22.3 vorgesehen
sein.
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In 12 ist
eine Ausführung des Trichteraufbaus 12 mit zwei
jeweils mehrere, hier zwei Falztrichter 16, 17, 16'; 17' nebeneinander
aufweisenden, in vertikaler Richtung zueinander versetzten Trichterebenen.
Das zu den Strängen 21 und 22 und den unterschiedlichen
Ausführungen für die Ausbildung und Anordnung
von Regelkreisen R0; R1; R2; R11; R22 für den „Normalbetrieb"
ohne Mischen bzw. Splitten ist jeweils einzeln auf die Strangführungen der
Stränge 21; 22 und 21', 22' der
beiden Trichterebenen einer Trichterebene aus en vorangehenden Ausführungen
anzuwenden. Zusätzlich zu den dort dargelegten Ausführungen
der ungeteilten Strangführung können kann einer
oder mehrerer der oberen Stränge 21' und 22' insgesamt
umgelenkt und zwischen den unteren Falztrichtern 16; 17 (18)
hindurchgeführt sein. Für die Stränge 21; 22 der
beiden unteren Falztrichter 16; 17 sind in einer
vorteilhaften, nicht dargestellten Ausführung unter entsprechendem
Einsatz nicht dargestellter Überführeinrichtungen
die Ausbildungen mit Auskopplung von Teilsträngen 21.1; 22.1 entsprechend
der Beispiele aus 7 bis 10 zu
anwendbar. Das selbe gilt für die Stränge 21' und 22' der
oberen Trichtergruppe. Hierbei sind, je nach Anordnung der auf die
Teilstränge 21.1; 22.1; 21.1'; 22.1' wirkenden
Stellglieder die auf die Teilstränge 21.1; 22.1; 21.1'; 22.1' gerichteten
Detektoren wie in den oben beschriebenen Ausführungsvarianten
anzuordnen. Für den Fall, dass einer der oberen Stränge 21'; 22' nicht
außen, sondern zwischen den unteren Falztrichtern 16; 17 hindurchgeführt
ist, so ist dem betreffenden Regelkreis R1'; R2' ein auf dem zwischen
den Trichtern verlaufenden Weg angeordneter Detektor Dx' bzw. Dy'
zugeordnet. Diese Detektoren Dx' bzw. Dy' können im Fall
der Strangteilung eines oberen Stranges 21'; 22' auch
für den entsprechenden Regelkreis R3a'; R3b'; R4a'; R4b'
herangezogen sein. Obwohl 12 lediglich
die „einseitigen" Regelkreise darstellt, ist das oben zu
den beidseitigen Regelkreisen entsprechend anzuwenden. Der strichliert
angedeutete Regelkreis R0 kann optional zusätzlich, oder
aber anstelle eines der strangbezogenen Regelkreise vorgesehen sein
(siehe entsprechend 3 bis 6).
-
In 13 ist
das zu den Ausführungsbeispielen mit zwei nebeneinander
angeordneten Falztrichtern 16; 17 bzw. 16'; 17' genannte
exemplarisch auf eine Trichtergruppe mit drei nebeneinander angeordneten
Falztrichtern 16; 17; 18 anhand von beidseitigen
Regelkreisen (R0) R11; R22; R55 dargestellt. Die hier nicht dargestellte
Variante bzgl. einseitiger Regelkreise und/oder die Ausführung
mit Mitteln zur Strangteilung bzw. Strangsplittung und/oder die
Anordnung eines oder mehrerer Heftapparate und/oder die Anordnung
zweier Trichterebenen mit dann jeweils drei Falztrichtern ist entsprechend oben
dargelegter Ausführungen entsprechend anzuwenden.
-
14 zeigt
in einer weiteren Variante eine Ausführung mit drei nebeneinander
angeordneten Falztrichtern 16; 17; 18,
wobei jedoch neben der Walze 26 bzw. dem Walzenpaar 26 eine
Walze 33 oder ein Walzenpaar 33, insbesondere
Zugwalzenpaar 33 vorgesehen ist, an welcher bzw. an welchem
zwei der drei Stränge 21; 22; 23 zusammen
gefasst werden können, bevor sie stromabwärts
mit dem dritten Strang 22 vereint werden. Im Strangweg
zwischen dem Zusammenführen der beiden Stränge 21; 23 kann
ein Heftapparat 31 vorgesehen sein. Grundsätzlich
kann auch stattdessen oder auch zusätzlich hierzu am Strangweg
des dritten Stranges 22 ein Heftapparat angeordnet sein.
Die o. g. Ausführungen zur Ausbildung als ein- oder zweiseitige
Regelkreise und/oder die Ausführung mit Mitteln zur Strangteilung bzw.
Strangsplittung und/oder die Anordnung eines oder mehrerer Heftapparate
und/oder die Anordnung zweier Trichterebenen mit dann jeweils drei
Falztrichtern ist entsprechend oben dargelegter Ausführungen
entsprechend anzuwenden.
-
In
den dargestellten Beispielen stellt der Querschneider 13 einen
Teil des dem Trichteraufbau 12 nachgeordneten Falzapparates 14 dar
und wird durch einen mit einem Messerzylinder 37 zusammen wirkenden
Transportzylinder 38 gebildet, welcher seinerseits mit
einem Falzklappenzylinder 39 zur Bildung eines Querfalzes
zusammen wirkt. Der Querschneider kann jedoch auch in anderer Weise
ausgebildet, und ohne oder mit nachgeordnetem Falzapparat ausgebildet
sein.
-
Den
oben und im folgenden genannten Regelkreisen liegt vorzugsweise
folgende Arbeitsweise zugrunde:
Infolge des geometrischen Abstandes
zwischen dem jeweiligen Detektor D0...D55 und dem Ort des Querschneidens
stehen die Phase eines entsprechend der Drucklänge sich
wiederholenden Punktes bzw. eines zu betrachtenden Merkmals auf
der Bahn bzw. dem Strang im stationären Betrieb in einer
festen Beziehung zueinander. Die Sollphasenlage, die beispielsweise
durch geometrische Auswertung oder empirisch (z. B. bei Inbetriebnahme
der Maschine oder einem Testlauf einer Produktion) ermittelbar ist, zeichnet
sich nun dadurch aus, dass bei dieser speziellen Sollphasenlage
zwischen dem betrachteten Merkmals (oder einem Muster) und einem
zyklischen Takt der Querscheideinrichtung der Schnitt stromabwärts
am gewünschten Ort auf der Bahn bzw. dem Strang erfolgt.
Bei stationärem Betrieb und/oder ohne die unterschiedlichen
Einflüsse beim Druckprozess auf den Bedruckstoff Papier
bzw. die unterschiedlichen Eigenschaften unterschiedlicher Papiersorten
wäre es somit ausreichend, für eine bestimmte Produktion
mit bestimmten Strangführungen die Stellglieder lediglich
entsprechend einzustellen, ohne dass hierfür ein Regeln
erforderlich wäre.
-
Bei
sich ändernden Betriebsbedingungen jedoch – wie
z. B. sich ändernder Feuchte und/oder Farbmenge, sich ändernder
Transportgeschwindigkeit, wechselnder Papiersorten, etc. – variiert
die Papierdehnung und damit auch die auf einen bestimmten Wegabschnitt
bezogene Lage der gewünschten Schnittlinie. Dies hat nun
zufolge, dass sich die relative Phasenlage zwischen dem detektierten
Merkmal (oder Muster) und dem Takt des Querschneiders ändert.
Der betreffende Regelkreis ist nun derart ausgebildet, dass die
Abweichung von der Sollphasenlage registriert, und das zugeordnete
Stellglied derart beaufschlagt wird, dass der Abweichung in der
Phasenlage entgegengewirkt wird.
-
Insbesondere
bei Trichteraufbauten mit mehreren Falztrichtern und ggf. mehreren
Trichterebenen sind lange und z. T. mehrere Umlenkungen aufweisende
Strangwege die Folge, welche letztlich beim Zusammenfassen sämtlich
zueinander, und zusätzlich zur Querschneideinrichtung korrekt
ausgerichtet sein müssen. Hierbei können unterschiedliche Strangwege
unterschiedlichen Schwankungen unterworfen sein. Um bei solchen
Mehrtrichtersystemen unter instationären Bedingungen dennoch
die hohen Anforderungen ohne hohe Anfahrmakulatur, insbesondere
während des Hochlaufens der Maschine, erfüllen
zu können, sind wie in den Ausführungsbeispielen
dargelegt die Regelkreise vorgesehen. Idealer Weise sind die die
Stränge betrachtenden Detektoren im Strangweg möglichst
weit stromabwärts, also möglichst nahe zum Messer
des Querschneiders angeordnet.
-
Die
o. g. Regelkreise R0...R55 basieren vorzugsweise auf optischen Messmethoden,
d. h. die Detektoren D0...D55 sind vorzugsweise als optische Erfassungseinrichtungen
ausgebildet, welche auf die jeweilige Strangoberfläche
gerichtet sind und das von dort reflektierte Licht detektieren.
-
In
einer einfachen Ausführung weist der Detektor D0...D55
einen einen lichtempfindlichen Sensor (z. B. ein oder mehrere Photodioden)
aufweisenden Messkopf, auch Schnittregistermesskopf genannt, auf.
Es kann eine zusätzliche Beleuchtungsquelle vorgesehen
sein. Der lichtempfindliche Teil des Messkopfes ist beispielsweise über
eine geeignete Optik – punktuell bzw. einen Bereich geringen Durchmessers
abtastend – auf die Oberfläche des Stranges gerichtet
und tastet somit einen mehr oder weniger breiten Streifen auf dem
sich vorbeibewegenden Strang ab. Die zugeordnete Auswerteelektronik
kann z. B. kontinuierlich das durch das Druckbild verursachte Hell-dunkel-Muster
aufnehmen, welches dann mit dem Muster der Sollphasenlage verglichen
wird. Die Phasenlage (bzw. eine „Momentaufnahme") für
die Phasenlage eines für diese Messung eigens aufgebrachten,
periodisch wiederkehrendes Musters (z. B. einer Marke) oder ein
Hell-Dunkel-Muster aus dem periodisch wiederkehrenden Druckbild – oder
bestimmte Merkmale dieses Musters – wird dann mit der Sollphasenlage
des Muster bzw. des korrespondierenden Merkmals des Musters verglichen,
und bei Abweichung von der gewünschten Relativphasenlage
dieser Abweichung wie oben beschrieben durch den betreffenden Regelkreis
mit dem Stellglied entgegengewirkt.
-
Im
Fall einer Ausgestaltung des Messkopfes mit mehreren unabhängig
voneinander auslesbaren Sensorbereichen, d. h. der Möglichkeit
einer Ortsauflösung, kann auch eine in Bezug auf den Takt
des Querschneiders getriggerte Momentaufnahme vorteilhaft sein,
welche in der Auswerteeinheit des Reglers mit dem Muster der Sollwertphasenlage verglichen
wird. Die Sensorbereiche sind dann beispielsweise Fotodioden ausgebildet.
-
In
der o. g. einfacheren, „punktuell" das Druckbild (bzw.
das Muster) oder/und eine Marke abtastenden Ausführung
der Sensoren D0...D55 ist dieser in einer vorteilhaften Variante
quer zur Stranglaufrichtung bewegbar angeordnet. Da lediglich ein schmaler
Streifen auf dem vorbeilaufenden Druckbild erfasst wird, ist es
vorteilhaft den Detektor D0...D55 z. B. bei Produktion mit variierenden
Bahn- und damit Strangbreiten und/oder bei unterschiedlichen Druckbildern
an die Lage der Marken bzw. an die Lage eines geeigneten Druckbildstreifens
anpassen zu können.
-
In
einer komfortableren Ausführung des Detektors D0...D55
ist dieser als ein Bildsensor, z. B. als ein CCD-Chip oder als ein
CMOS-Chip, ausgebildet. Insbesondere kann der Detektors D0...D55
als Sensor eine Zeilenkamera oder eine Flächenkamera aufweisen.
Insbesondere kann der – z. B. als Bildsensor oder zumindest
als Zeilenkamera ausgebildeter Detektor D0...D55 als ein das Druckbild
zumindest auf einer signifikanten Abtastbreite detektierender Sensor
ausgebildet sein. Signifikante Abtastbreite meint hier eine Breite,
welche beispielsweise zumindest einem viertel der maximal in der
Maschine und dem Trichteraufbau zu erzeugenden Strangbreite beträgt. In
weiter verbesserter Ausführung entspricht die Abtastbreite
zumindest die Hälfte dieser Strangbreite und deckt z. B.
von der Strangmitte aus die halbe Strangbreite ab. Hierdurch kann
in einfacher Ausführung der Detektor D0...D55 fest angeordnet
werden.
-
Das
zu beobachtende Muster (Marke oder Druckbildausschnitt) und/oder
die Sollphasenlage dieses Musters kann vorteilhaft unter Verwendung von
Daten, insbesondere Bilddaten aus der Druckvorstufe erfolgen. Insbesondere
kann es vorteilhaft sein, die Lage eines zu detektierenden Streifens
in Bezug auf eine quer zur Stranglaufrichtung bezogene Richtung
festzulegen, und im Falle des seitlich bewegbaren Detektors, diesen
entsprechend auszurichten. Bei Betrachtung eines Bildbereiches durch eine
Flächen- oder Zeilenkamera kann über die Druckvorstufe
auch der zu betrachtende Druckbildausschnitt (in Quer- und/oder
Längsrichtung) festgelegt werden. In der Druckvorstufe
sind die Abstände der charakteristischen, zur Auswertung
vorgesehenen Muster zur Schnittkante hin bekannt und können daher
zur Bildung der Sollphasenlage und/oder zur seitlichen Justierung
des Detektors D0...D55 herangezogen werden.
-
In
einer in Verbindung mit den vorangehenden Ausführungen
zu den 2 bis 14 vorteilhaften, jedoch auch
für sich allein betrachtet vorteilhaften Ausführung
weist mindestens ein Strang 21; 22, vorzugsweise
jedoch jeder von einem Falztrichter 16; 17 (18)
kommender Strang 21; 22 zumindest auf einer Seite,
insbesondere zumindest auf der in Bezug auf Bahnbruch einer einzelnen
Lage besonders gefährdeten „Innenseite" einen
Detektor D1; D2 sowie eine Auswerteeinrichtung 34 auf.
Letztere ist dazu ausgebildet ist, ein durch den Detektor D1; D2
aufgenommenes periodisch wiederkehrendes Muster (oder zumindest
Merkmale dieses Musters) mit einem zuvor aufgenommenen und/oder
abgespeicherten Muster (bzw. Merkmalen diese zuvor aufgenommenen
Musters) zu vergleichen. Hierfür weist die Auswerteeinrichtung
entsprechende Speicher- und/oder Rechenmittel auf. Weicht das aktuell
aufgenommene Muster sprunghaft über gewisse Toleranzen
hinweg vom zuvor aufgenommenen und/oder gespeicherten Muster ab,
so kann auf einen Riß der äußeren Lage
des betrachteten Stranges 21; 22 geschlossen werde.
In 17 ist eine schematisch Darstellung einer vom
Detektor D1; D2; etc. gemessenen Spur als Hell-Dunkel-Muster dargestellt.
Bei einem stromaufwärts des Detektors D1, D2 erfolgten Riss
dieser außenliegenden Lage sieht der Detektor schlagartig
ein vom zuvor detektierten Muster völlig verschiedenes
Muster. Dies ist in 18 durch die beiden schematisch
dargestellten Hell-Dunkel-Muster dargestellt. Solange kein Riss
vorliegt, liest der Detektor D1; D2 die jeweilige Spur als Hell-Dunkel-Muster
ein. Kommt es bei Tabloidproduktionen, d. h. bei Strängen 21; 22 mit
im Bereich der Nebenschnittlinien aufgeschnittenen Teilbahnen, zum
Riß der äußeren Lage (insbesondere auf
der „Innenseite") und ggf. resultierend zu Wicklern, so
liest der entsprechende Messkopf das Muster der darunter liegenden
Lagen ein.
-
Kommt
es in einer der Auswerteeinrichtungen 34 zur Diagnose eines
Bahnrisses, so kann dieses Ergebnis beispielsweise über
eine Ausgabeschnittstelle 36 an eine Anzeige- und/oder
Warneinrichtung der Druckmaschine, insbesondere am Leitstand, ausgegeben
werden, und/oder es kann automatisch direkt eine steuerungstechnische
Maßnahme – beispielsweise ein Anhalten der Maschine und/oder
ein Abstellen des gefährdeten Leitelementes – an
eine betreffende Steuerung ausgegeben werden.
-
In 16 ist
eine Ausführung entsprechend 15 dargelegt,
jedoch mit dem Unterschied, dass hier beidseitig des Stranges 21; 22 gemessen
und ausgewertet wird.
-
Für
den Fall, dass die Anhand der 15 bis 18 dargestellten
Ausführungen zur Feststellung von Rissen einzelner Lagen
in Verbindung mit einer oder mehreren Ausführungen der
Strangregisterregelung aus den 2 bis 14 angewendet
werden sollen, so ist es von Vorteil, für die Auswertung der
Registerregelung und für die Auswertung bzgl. eines möglichen
Risses je Strang die selben Detektoren D1..D55 bzw. deren Signale
heranzuziehen. Die Auswerteeinheiten 34 können
dann ggf. in die betreffenden Auswerteeinheiten der zugeordneten
Regelkreise integriert sein.
-
- 01
- Druckeinheit
- 02
- Bahn
- 03
- Formzylinder
- 04
- Übertragungszylinder
- 05
-
- 06
- Rollenwechsler
- 07
- Überbau
- 08
- Längsschneideinrichtung
- 09
- Wendeeinrichtungen
- 10
-
- 11
- Registereinrichtung(en)
- 12
- Trichteraufbau
- 13
- Querschneider
- 14
- Falzapparat
- 15
-
- 16
- Falztrichter
- 17
- Falztrichter
- 18
- Falztrichter
- 19
- Längsschneideinrichtung
(Trichtermittelschnitt)
- 20
- Walze,
Umlenkwalze
- 21
- Strang
- 21.1
- Teilstrang
- 21.2
- Teilstrang
- 21.3
- Teilstrang
- 22
- Strang
- 22.1
- Teilstrang
- 22.2
- Teilstrang
- 22.3
- Teilstrang
- 23
- Strang
- 24
- Walze,
Walzenpaar
- 25
-
- 26
- Gesamtstrang
- 27
- Auswerteeinrichtung
- 28
- Walze, Überführwalze
- 29
- Walze, Überführwalze
- 30
-
- 31
- Heftapparat
- 32
- Strang
- 33
- Walze,
Walzenpaar, Zugwalzenpaar
- 34
- Auswerteeinrichtung
- 35
-
- 36
- Ausgabeschnittstelle
- 37
- Messerzylinder
- 38
- Transferzylinder
- 39
- Falzklappenzylinder
- Di
- Regelkreis,
mit i = 0, 1, 2, 3, 1', 2', 3a, 3b, 4a, 4b, 5, 11, 22, 33, 55
- Rj
- Regelkreis,
mit j = 0, 1, 2, 3, 1', 2', 3a, 3b, 4a, 4b, 5, 11, 22, 33, 55
- Sk
- Regelkreis,
mit k = 0, 1, 2, 3a, 3b, 4a, 4b, 5
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
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des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen
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-
Zitierte Patentliteratur
-
- - EP 1074501
B1 [0002]
- - DE 3935614 A1 [0003]