AT500981B1

AT500981B1 - Stauchfalzmaschine

Info

Publication number: AT500981B1
Application number: AT0183004A
Authority: AT
Original assignee: Zechner Karl
Priority date: 2004-11-02
Filing date: 2004-11-02
Publication date: 2006-10-15
Also published as: CN101076455A; EP1827870A2; AT500981A1; CN101076455B; WO2006048177A3; US20080108492A1; WO2006048177A2; EP1827870B1; MX2007005242A

Description

2 AT 500 981 B1

Die Erfindung betrifft eine Stauchfalzmaschine mit mehreren parallelen Arbeitswalzen, welche gemeinsam in einem, im Maschinengestell drehbar gelagerten, zum Einziehen, Falten und Aüswerfen des Falzgutes über einen Antrieb in Drehung versetzbaren Drehgestell angeordnet sind, wobei mindestens eine der umlaufenden Arbeitswalzen verlagerbar ist. 5

Die Erfindung geht von einem Stand der Technik gemäß WO 94/08882, auf dessen Inhalt hiermit Bezug genommen wird, aus. Bei dieser bekannten Stauchfalzmaschine sind vier Arbeitswalzen mit gleichem Außendurchmesser gemeinsam in einem umlaufenden, in einem Maschinengestell gelagerten Drehgestell angeordnet. Ein ebenfalls im Maschinengestell gelagertes io Förderwalzenpaar ist über eine Kulisse des Drehgestells steuerbar und wirkt mit diesem beim Einziehen und bei der Bildung des ersten Falzes zusammen. Zum Einziehen, Falzen und Auswerfen des Papiers wird das Drehgestell über einen Antrieb in Drehung versetzt, wobei eine der mit diesem umlaufenden Walzen mittels einer Nocke verlagerbar ist und gemeinsam mit einer weiteren Arbeitswalze den zweiten Falz bildet. Die Steuerung erfolgt durch das umlaufende 15 Drehgestell über die innen liegende Nocken bzw. bei einer vollelektronischen Steuerung zusätzlich über das Drehzahlverhältnis zwischen Arbeitswalzen und Drehgestell. Das Papier wird während des Umlaufens des Drehgestelles eingezogen, gefalzt und ausgeworfen. Die im Einzugsbereich arbeitende Walze wird gegenläufig zum Papiervorlauf getrieben und deshalb mit einem Führungskörper überdeckt. Diese Überdeckung bedingt einen größeren Gerätedurch-20 messer.

Aufgabe der Erfindung ist es, die bekannte Stauchfalzmaschine in ihrer Dimension wesentlich zu verringern und ihre Effizienz zu erhöhen. 25 Gelöst wird die erfindungsgemäß dadurch, dass die verlagerbare Arbeitswalze als Stauchrolle Bestandteil eines radial bewegbaren, über eine parallel zu den Arbeitswalzen verlaufende Längsachse kippbaren Stauchkörpers ist, wobei der Stauchkörper in Zusammenwirkung mit den benachbarten Arbeitswalzen zum Stauchen des Falzguts und zum Zuführen zu einer Falzspalte vorgesehen ist und durch zumindest einen Kurvenabschnitt einer Spreiznocke in eine Stellung 30 zum Durchlässen sowie eine Stellung zum Stauchen des Falzguts zwangsweise verlagerbar ist. Durch die Ausbildung der verlagerbaren Arbeitswalze als Stauchkörper ergibt sich eine Verkleinerung der Konstruktion der Stauchfalzmaschine mit vier Arbeitswalzen mit gleichem Außendurchmesser um etwa 20 %, da durch den Entfall jener sich im Einzugsbereich befindenden Arbeitswalze die durch die gegenläufige Drehrichtung nötige Überdeckung entfällt. 35

Ein weiteres erfindungsgemäßes Merkmal sieht vor, dass der Stauchkörper einen Rahmen und eine darin drehbar angeordnete Stauchrolle umfasst, wobei der Rahmen an zumindest einer Seite die Stauchrolle entlang ihrer Längsachse überdeckt. 40 Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung ist der Rahmen des radial verlagerbaren Stauchkörpers mit einer die Stauchrolle überdeckenden Seite während des Stauchvorgangs zwischen die Arbeitswalzen verlagerbar, um das Falzgut einer Falzspalte zuzuführen.

Ein weiteres Merkmal der Erfindung sieht vor, dass der Rahmen des Stauchkörpers über min-45 destens zwei Druckfedern gegenüber dem Drehgestell derart gelagert ist, dass der Stauchkörper entgegen der Federkraft im Wesentlichen radial verschiebbar ist.

Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung ist der Rahmen des Stauchkörpers mit auf beiden Seiten befindlichen zylinderförmigen Lagerstiften, auf welchen Steuerrollen sitzen, verso sehen, wobei die Steuerrollen durch das Abrollen über eine Spreiznocke, welche im Maschinengestell angeordnet ist, eine im Wesentlichen radiale und entgegen der Kraft der Druckfedern wirkende Verlagerung des Stauchkörpers bewirken.

Ein weiteres erfindungsgemäßes Merkmal sieht vor, dass die Lagerachse der Stauchrolle zur 55 Lagerachse des Rahmens sowie zur Lagerachse der Steuerrollen versetzt positioniert ist, 3 AT 500 981 B1 wodurch der Stauchkörper über die Lagerachse des Rahmens kippbar ist und wodurch auch bei unterschiedlichen Falzgutstärken während des Stauchvorgangs eine kraftschlüssige Verbindung der Stauchrolle mit einer zweiten Arbeitswalze besteht. 5 Ein weiteres Merkmal der Erfindung sieht vor, dass angrenzend an den Stauchkörper ein mit dem Drehgestell mitlaufender die benachbarte Arbeitswalze teilweise überdeckender Führungssteg vorgesehen ist, welcher zusammen mit dem Stauchkörper einen Zufuhrschacht für das Falzgut ausbildet. io Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung ist ein Förderwalzenpaar vorgesehen, welches in an sich bekannter Weise zusammen mit benachbarten Arbeitswalzen die Zufuhr des Falzgutes in die Maschine und die erste Falzung des Falzguts bewirkt, wobei die Lagerachsen des Förderwalzenpaares entlang der als Steuerkurve ausgebildeten Seitenscheiben des Drehgestells geführt werden. Für die verschiedenen Falzarten und Falzgutlängen ist eine mechanische 15 Steuerung der Falzstation durch das umlaufende Drehgestell vorgesehen, wobei das Falzgut während des schrittweisen oder kontinuierlichen Umlaufs des Drehgestelles eingezogen, gefaltet und ausgeworfen wird.

Ein weiteres erfindungsgemäßes Merkmal sieht vor, dass die Fördenvalzen über Wippelemente 20 miteinander verbunden sind, wobei an den Wippelementen eine Sperrfläche angeordnet ist, welche den Ausbruch des Falzgutes bei der Bildung der ersten Stauchschlaufe zwischen den Förderwalzen verhindert.

Weitere vorteilhafte Merkmale der Erfindung sind der Beschreibung, den Ansprüchen und den 25 Zeichnungen zu entnehmen. Nachfolgend wird die Erfindung anhand einiger Ausführungsbeispiele und der Zeichnungen näher beschrieben.

Fig. 1 zeigt einen Längsschnitt durch das Drehgestell einer Stauchfalzmaschine mit zwei seitl. Gestelllagern und einer Aufsicht auf den Stauchkörper. Fig. 2 zeigt einen Schnitt durch die 30 Stauchfalzmaschine der Fig. 1. In Fig. 3 ist eine Innenansicht der Stauchkörperführung in der Seitenscheibe und eine Auf- und Durchsicht auf das Gestelllager gezeigt. Fig. 4 zeigt eine Seitenansicht des Wippelementes. In Fig. 5 ist eine Seitenansicht des Stauchkörpers dargestellt. Fig. 6 zeigt einen Längsschnitt durch den Stauchkörper der Fig. 5. Fig. 7 zeigt schematisch die Position des Stauchkörpers in der Stauchfalzmaschine bei ungehindertem Vorschub 35 des Falzgutes. Fig. 8 zeigt schematisch die Position des Stauchkörpers in der Falzmaschine während der Stauchfunktion. Die Fig. 9-14 zeigen jeweils schematisch die während eines 360°-Falzvorganges aufeinander folgenden Walzenpositionen mit den jeweiligen Positionen des Stauchkörpers samt Falzgut. 40 Die Figuren 1 bis 3 zeigen eine Stauchfalzmaschine mit stationären Gestelllagern (12,13) in dem ein Drehgestell (14) drehbar gelagert ist, das drei zueinander parallele Arbeitswalzen (15,16,17) enthält, die mit dem ebenfalls im Drehgestell beweglich gelagerten Stauchkörper (1) und einem in den seitlichen Gestelllagern (12,13) bewegbar gelagertem Förderwalzenpaar (19,20) beim Falten von Falzgut (18) zusammen wirken. Die Arbeitswalzen (15,16,17) sind an 45 ihren beiden Stirnseiten mit Lagerachsen (15a,16a,17a) versehen, die in den Seitenscheiben (28,29) des Drehgestells (14) drehbar gelagert sind. Die Gestellachsen des Drehgestells sind als Hohlwelle (30) und als Vollwelle (31) ausgeführt und in den seitlichen Gestelllagem drehbar gelagert. so Der in den Fig. 1, 2, 5 und 6 dargestellte Stauchkörper (1) besteht aus einem Rahmen (2) mit Federführungen (3) zur Aufnahme von Druckfedem (4) und aus seitlichen Lagerstiften (5,6) sowie Lagerachsen (7a,8a) zur drehbaren Lagerung der Steuerrollen (7,8) und Lagerbüchsen (9,10) zur Aufnahme der Lagerachsen (11a) der Stauchrolle (11). Der Stauchkörper (1) ist im Drehgestell derart angeordnet, dass seine beiden seitlichen Lagerstifte (5,6) und die Lagerach-55 sen (7a,8a), durch zwei als Stauchkörperführungen (33) ausgeführte Öffnungen in den Seiten- 4 AT 500 981 B1 scheiben (28,29) des Drehgestells (14) von innen nach außen durchgeführt sind und über die auf einer Spreiznocke (34) abrollenden Steuerrollen (7,8) gegen den Federdruck der im Drehgestell auf Ausladern (43) gegengelagerten Druckfedern (4) zwangsweise und im wesentlichen radial verlagert wird. Die verrundete Form der Lagerstifte (5,6) und die versetzt angeordneten 5 Lagerachsen (7a,8a) der Steuerrollen (7,8) und der Lagerachse (11a) der Stauchwalze (11) erlauben in den Stauchkörperführungen (33) zusätzlich eine Wippbewegung über eine Wippachse (35) des Stauchkörpers. Die Spreiznocke (34) ist auf den dem Drehgestell (14) zugewandten Seiten der Gestelllager (12,13) ortsfest oder verstellbar angeordnet. Das Drehgestell kann manuell oder mit einem Motor mit einer nicht dargestellten mechanischen Anbindung an io die Vollwelle (31) über die Gestellachse in Drehung versetzt werden. Durch die in Fig. 1 dargestellten Hohlwelle (30) führt eine als Vollwelle ausgebildete Walzenantriebswelle (36), die an ihrem inneren Ende ein Antriebsritzel (37) für den Antrieb der Arbeitwalzen (15,16,17) trägt und an ihrem äußeren Ende über ein Zahnrad mit einem Motor oder einer manuell zu betätigenden Antriebsvorrichtung (nicht dargestellt) verbunden ist. Das am inneren Ende der Walzentriebs-15 welle sitzende Antriebsritzel (37) kämmt mit den Zahnrädern (38) der Arbeitwalzen (16,17). Die beiden Förderwalzen (19,20) die als Einzugs- und Stauchwalzen fungieren, werden mit ihren Lagerachsen (19a,20a) durch die Seitenscheiben (28,29) geführt und mittels Zugfedern (nicht dargestellt) zum Eingriff mit den jeweiligen Arbeitswalzen (16,17,18) vorgespannt, wobei die auf den Lagerachsen (19a,20a) sitzenden Steuerrollen (21,22,23,24) auf den als Führungsflächen 20 ausgebildeten Steuerkurven (27) der Seitenscheiben (28,29) abrollen und während des Umlaufens des Drehgestells (14) dem Steuerungsprogramm entsprechend kraftschlüssige Verbindungen zu den Arbeitswalzen (16,17,18) hersteilen. Die vorlaufende Förderwalze (19) wird über ihre Lagerachsen (19a) in Führungen (40) in den Gestelllagern (12,13) bewegt. Die nachlaufende Förderwalze (20) ist über Wippelemente (25,26) mit der vorlaufenden Förderwalze verbun-25 den. Die Wippelemente (25,26) verhindern bei der Bildung der ersten Stauchschlaufe im Bereich des ersten Falzspaltes zwischen den Arbeitswalzen (15) und (16) mit ihren Sperrflächen (41) einen Ausbruch des Falzgutes aus der Stauchfalzmaschine durch die Spalte zwischen den Förderwalzen (19,20). 30 Fig. 7 und Fig. 8 zeigen einen durch eine innen liegende Spreiznocke (34) in einer in den Seitenscheiben (28,29) vorgesehenen Stauchkörperführung (33) entgegen einer Federkraft zwangsweise radial verlagerten Stauchkörper (1) in der Position des ungehinderten Transportes von Faltgut (18) sowie während eines Falzvorgangs. Die zylinderförmige Ausführung der Lagerstifte (5,6) ermöglicht während der radialen Verlagerung in den Führungen (33) auch eine Pen-35 delbewegung über die Wippachse (35) des Stauchkörpers (1) und somit durch die versetzte Anordnung der Lagerachse (11a) der Stauchrolle (11) eine kraftschlüssige Verbindung der Stauchrolle (11) mit der Arbeitswalze (15) bei gleichzeitiger Stauchfunktion. Der Stauchkörper bildet gemeinsam mit einem, mit dem Drehgestell mitlaufenden und die Arbeitswalze (15) teilweise überdeckenden Führungssteg (42) des Drehgestells (14) einen Zufuhrschacht (39). 40

In den Fig. 9 bis 14 sind jeweils aufeinander folgende Stellungen des Drehgestells der Stauchfalzmaschine mit den jeweiligen Positionen des erfindungsgemäßen Stauchkörpers (1) während eines kompletten Falzvorgangs dargestellt. Prinzipiell können verschiedene Falzarten wie zum Beispiel ein Wickelfalz oder ein Zick-Zack-Falz von der Maschine durchgeführt werden. Hier 45 wird der Vorgang am Beispiel eines Wickelfalzes gezeigt. In diesem Beispiel wird das Falzgut (18) über ein hier nicht dargestelltes, vorgeschaltetes Gerät zwischen das Förderwalzenpaar (19, 20) und der Arbeitswalze (15) geführt (siehe Fig. 9). Nach einem genau definierten Papiervorschub setzt sich der Antrieb für das Drehgestell (14) und für die Arbeitswalzen (15,16,17) in Bewegung. Die Pfeile zeigen in den Fig. 9 bis 14 die Drehrichtungen der Walzen und des Dreh-50 gestells. Die als Führungsflächen ausgebildeten Steuerkurven (27) der Seitenscheiben (28,29) erlauben ein Verschwenken der Förderwalzen (19,20) zum Drehgestell (14), wo das zwischen den Förderwalzen und der Arbeitswalze (15) liegende Falzgut (18) durch den Anschlag der Arbeitswalze (15) an die Fördenwalze (19) weiter in die Faltvorrichtung befördert wird (siehe Fig. 10). Das konstante Übersetzungsverhältnis zwischen Arbeitswalzen (15,16,17) und Dreh-55 gestell (14) bedingt beim Weiterdrehen des Drehgestelles den Anschlag der Arbeitswalze (16)

Claims

5 AT 500 981 B1 an die Förderwalze (19) genau an jener Stelle, an der in Verbindung mit der gegenläufig angetriebenen Arbeitswalze (15) und Förderwalze (20) zur Bildung der ersten Falzschlaufe und zu deren Aufnahme durch die Arbeitswalzen (15) und (16) das Falzgut entgegen der Vorlaufrichtung zurückgeführt werden muss (siehe Fig. 11). Der durch die Spreiznocke (34) mittlerweile im 5 wesentlichen radial nach außen geführte Stauchkörper (1) erlaubt das weitere Vorlaufen des Falzgutes (18) mit der ersten Falzkante an der Vorderseite (siehe Fig. 12). Durch das Weiterdrehen des Drehgestelles (14) mit den drei Arbeitswalzen (15,16,17) und dem Stauchkörper (1) wird dieser nach dem Passieren der stationären Spreiznocke (34) infolge des konstanten Übersetzungsverhältnisses genau an jener Stelle durch die Druckfedern (4) wieder zurück geführt, io an der zur Bildung der zweiten Stauchschlaufe in Verbindung mit der gegenläufig angetriebenen Arbeitswalze (17) das Falzgut (18) zurück geführt werden muss. Durch die Stauchkörperführungen (33) in den Seitenscheiben (28) und (29) wird der Stauchkörper (1) zuerst zur Arbeitswalze (15) geführt, mit der die Stauchrolle (11) eine kraftschlüssige Verbindung herstellt und dadurch angetrieben wird. In weiterer Folge bedingen die versetzten Achsen des Stauch-15 körpers eine Wippbewegung zur Arbeitswalze (17), wodurch das zwischen der Arbeitswalze (17) und der Stauchrolle (11) frei geführte Falzgut aufgenommen und zurückgeführt wird (siehe Fig. 13). Diese Ausführungsform erlaubt ein genaues Falzen auch bei unterschiedlichen Papierstärken. Die Fig. 14 zeigt die Arbeitswalzen (16) und (17) die die Stauchschlaufe erfassen, das Falzgut (18) während des Weitertransportes falzen und danach auswerfen. Das Drehgestell 20 (14) dreht bis zur Nullposition weiter. Patentansprüche: 1. Stauchfalzmaschine mit mehreren parallelen Arbeitswalzen, welche gemeinsam in einem, im Maschinengestell drehbar gelagerten, zum Einziehen, Falten und Auswerfen des Falzgutes über einen Antrieb in Drehung versetzbaren Drehgestell angeordnet sind, wobei mindestens eine der umlaufenden Arbeitswalzen verlagerbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die verlagerbare Arbeitswalze als Stauchrolle (11) Bestandteil eines radial bewegba- 30 ren, über eine parallel zu den Arbeitswalzen (15,16,17) verlaufende Längsachse kippbaren Stauchkörpers (1) ist, wobei der Stauchkörper (1) in Zusammenwirkung mit den benachbarten Arbeitswalzen (15,16,17) zum Stauchen des Falzguts (18) und zum Zuführen zu einer Falzspalte vorgesehen ist und durch zumindest einen Kurvenabschnitt einer Spreiznocke (34) in eine Stellung zum Durchlässen sowie eine Stellung zum Stauchen des Falz- 35 guts (18) zwangsweise verlagerbar ist.
2. Stauchfalzmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Stauchkörper (1) einen Rahmen (2) und eine darin drehbar angeordnete Stauchrolle (11) umfasst, wobei der Rahmen (2) an zumindest einer Seite die Stauchrolle entlang ihrer Längsachse überdeckt. 40
3. Stauchfalzmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Rahmen (2) des radial verlagerbaren Stauchkörpers (1) mit einer die Stauchrolle (11) überdeckenden Seite während des Stauchvorgangs zwischen die Arbeitswalzen (15,16,17) verlagerbar ist, um das Falzgut (18) einer Falzspalte zuzuführen. 45
4. Stauchfalzmaschine nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Rahmen (2) des Stauchkörpers (1) über mindestens zwei Druckfedern (4) gegenüber dem Drehgestell (14) derart gelagert ist, dass der Stauchkörper (1) entgegen der Federkraft im Wesentlichen radial verschiebbar ist. 50
5. Stauchfalzmaschine nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Rahmen (2) des Stauchkörpers (1) mit auf beiden Seiten befindlichen zylinderförmigen Lagerstiften (5,6), auf welchen Steuerrollen (7,8) sitzen, versehen ist, wobei die Steuerrollen (7,8) durch das Abrollen über eine Spreiznocke (34), welche im Maschinengestell ange- 55 ordnet ist, eine im Wesentlichen radiale und entgegen der Kraft der Druckfedern (4) 6 AT 500 981 B1 wirkende Verlagerung des Stauchkörpers (1) bewirken.
6. Stauchfalzmaschine nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagerachse (11a) der Stauchrolle (11) zur Lagerachse des Rahmens sowie zur Lagerachse (7a,8a) der 5 Steuerrollen (7,8) versetzt positioniert ist, wodurch der Stauchkörper (1) über die Lagerachse des Rahmens kippbar ist und wodurch auch bei unterschiedlichen Falzgutstärken während des Stauchvorgangs eine kraftschlüssige Verbindung der Stauchrolle (11) mit einer zweiten Arbeitswalze (15,17) besteht. io 7. Stauchfalzmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass angrenzend an den Stauchkörper (1) ein mit dem Drehgestell (14) mitlaufender die benachbarte Arbeitswalze (15) teilweise überdeckender Führungssteg (42) vorgesehen ist, welcher zusammen mit dem Stauchkörper (1) einen Zufuhrschacht (39) für das Falzgut (18) ausbildet. 15
8. Stauchfalzmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass ein Förderwalzenpaar (19,20) vorgesehen ist, welches in an sich bekannter Weise zusammen mit benachbarten Arbeitswalzen (15,16,17) die Zufuhr des Falzgutes (18) in die Maschine und die erste Falzung des Falzguts (18) bewirkt, wobei die Lagerachsen (19a,20a) des 20 Förderwalzenpaares (19,20) entlang der als Steuerkurve ausgebildeten Seitenscheiben (28,29) des Drehgestells (14) geführt werden.
9. Stauchfalzmaschine nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Förderwalzen (19,20) über Wippelemente (25,26) miteinander verbunden sind, wobei an den Wippele- 25 menten (25,26) eine Sperrfläche (41) vorgesehen ist, welche angeordnet ist, den Ausbruch des Falzgutes (18) bei der Bildung der ersten Stauchschlaufe zwischen den Förderwalzen (19) und (20) zu verhindern. 3o Hiezu 4 Blatt Zeichnungen 35 40 45 50 55