CN101148115A - 具有用于改变操作模式的可伸缩盖式凸轮的折页机 - Google Patents

Abstract

一种折页机(1)，包括：用于从卷纸上裁切纸张的设备；折页滚筒，其设有可动保持设备和活动刀片，用于折叠从卷纸裁切下的纸张；通过与凸轮随动件接触而控制可动保持设备移动的凸轮；通过与凸轮随动件接触而控制折页刀移动的凸轮；以及至少一个盖式凸轮(36)。所述盖式凸轮(36)包括两个半凸轮(40)，每个半凸轮均可以在收缩位置和抽出位置之间径向移动，当半凸轮(40)位于收缩位置时，盖式凸轮(36)的构造用于直进操作，当半凸轮(40)位于抽出位置时，盖式凸轮的构造用于聚集操作。

Description

具有用于改变操作模式的可伸缩盖式凸轮的折页机

技术领域

本发明涉及一种用于裁切和折叠卷纸的折页机，这种类型的折页机包括：

-用于从卷纸上裁切纸张的设备；

-折页滚筒，所述折页滚筒设有可动保持设备和活动刀片，用于折叠从卷纸剪下的纸张，所述滚筒可围绕其轴线旋转运动；

-通过与凸轮随动件接触而控制可动保持设备移动的凸轮；

-通过与凸轮随动件接触而控制折页刀移动的凸轮；

-至少一个盖式凸轮，所述盖式凸轮具有用于聚集操作的构造和用于直进式操作的构造，在所述聚集操作的构造中，盖式凸轮抵消掉至少一个控制凸轮区域，在所述直进式操作的构造中，盖式凸轮与所述区域互不干涉。

本发明尤其用于折叠胶版印刷机印刷的卷纸。

背景技术

上述类型的折页机已知有两个主要种类，也就是，叼牙辊折页机和旋转折页机。这两种折页机中，保持设备由销钉组成，所述销钉与被裁纸张的边缘接合。

叼牙辊折页机中，折页滚筒与叼纸滚筒协同工作以折叠纸张。更准确地，纸张是在叼纸滚筒的叼牙之间通过“折页刀”推动而被折叠。在旋转折页机中，叼纸滚筒被两个槽轧辊替代。

这些折页机可以在直进模式和聚集模式下运作。在直进模式中，每页纸张被保持在折页滚筒上裁切，然后通过折页刀与叼纸滚筒或者槽轧辊的协同工作被分别折叠，工作方式取决于折页机的种类。同时，用来保持纸张的销钉从纸张上同时卸除，以使折叠后的纸张以书册形式被释放。销钉和折页刀的运动通过控制凸轮实现，与折页刀和销钉相连的为辊的形式的凸轮随动件在控制凸轮上行进。

这些控制凸轮具有每个辊均可进入的部分，例如中空部分，以使相应销钉发生收缩并因此释放纸张，或者使相应折页刀突出而在纸张上产生折痕。

在聚集模式下，第一裁切纸张被保持在折页滚筒上以便被第二裁切纸张覆盖。因此，聚集模式可生成包含大量书页的书册。

为了避免保持第一纸张的销钉收缩和相应折页刀突出，在这些凸轮的旁边设有两个盖式凸轮以控制销钉和折页刀。这些盖式凸轮在控制凸轮中空部分的区域设有突起。轴既可以支撑将在控制凸轮上移动的辊，还可以支撑将在盖式凸轮上移动的其他辊。

通过这种方式，所述其他辊在盖式凸轮的突起上移动，同时避免与控制凸轮连接的辊进入相应的中空部分。

盖式凸轮于是可抵消掉控制凸轮的区域，并已可控方式避免销钉和折页刀移动。

在聚集模式下，盖式凸轮围绕折页滚筒的轴线旋转，当折页滚筒设置有5个保持设备和5个折页刀时，盖式凸轮的速度大致为折页滚筒速度的2.5倍。当折页滚筒包含3个保持设备和3个折页刀时，盖式凸轮的速度为折页滚筒速度的1.5倍。

从聚集模式转变为直进模式，盖式凸轮必须被卸除并被固定至一个不会与控制凸轮发生干涉的倾斜位置。再回到聚集模式，则必须执行与此相反的操作。

这种模式的变化因而需要精确的倾斜定位，特别是用于固定盖式凸轮并确保他们被再次啮合。这受到限制，并更进一步极大地限制了折页模式自动转换的可能性。

发明内容

本发明的一个目的是通过提供一种上述类型的折页机来克服这一问题，所述折页机使聚集模式向直进模式能更加简单的移动。

为了实现这一目的，本发明涉及一种上述类型的折页机，其特征在于所述盖式凸轮包含两个半凸轮，所述半凸轮相对于滚筒轴线基本互相对称，每个半凸轮均可以在收缩位置和抽出位置之间径向移动，当两个半凸轮位于收缩位置时，盖式凸轮具有的构造用于直进式操作，当两个半凸轮位于抽出位置时，盖式凸轮具有的构造用于聚集操作。

根据特定实施例，折页机可包含下列一个或多个技术特征，这些技术特征可单独或根据任何技术上可实施的组合而实施：

-盖式凸轮将要抵消用于控制保持设备移动的凸轮区域和用于控制折页刀移动的凸轮区域；

-用于聚集操作和直进操作的构造是稳定的；

-凸轮包含至少一个曲柄连杆机构，当从聚集模式的结构向直进模式的结构移动时，所述曲柄连杆机构沿对齐的位置移动；

-盖式凸轮包含一个轮毂，两个半凸轮铰接在轮毂上，每个半凸轮通过曲柄连杆结构进一步连接到轮毂上，当从聚集模式的结构向直进模式的结构移动时，所述曲柄连杆结构沿对齐的位置移动；

-盖式凸轮包含至少一个用于将每个半凸轮复位至其抽出位置的设备；

-所述回位设备是一气压弹簧；

-折页机包含可控制盖式凸轮的切换元件和用于在径向远端位置和近端位置之间移动切换元件的设备，在所述径向远端位置，切换元件试图在径向上向外引导由盖式凸轮承载的元件以使盖式凸轮进入聚集模式结构，在所述近端位置，切换元件试图在径向上向内引导该元件以使盖式凸轮进入直进模式结构；

-折页机为包含两个辊的旋转折页机，所述两个辊与折页滚筒的折页刀协同工作；

-折页机为包含叼纸滚筒的叼牙辊折页机，所述叼纸滚筒与折页滚筒的折页刀协同工作。

附图说明

在阅读以下通过例子并参照附图给出的描述后，可以更好的理解本发明，其中：

图1和图2是聚集和直进折叠模式原理示意图；

图3表示的是本发明折页机不同凸轮的局部示意图；

图4和图5表示的是图3中盖式凸轮侧面示意图，分别为用于聚集操作的构造和用于直进式操作的构造；

图6和图7是分别说明处于直进式操作位置和聚集操作位置的盖式凸轮控制切换元件的侧面示意图；和

图8是说明叼牙辊折页机的示意图。

具体实施方式

图1示意性地说明了一种旋转折页机1，可以理解，参照附图3-7对本发明进行的下列描述同等适用于旋转折页机或叼牙辊折页机或其它任意类型折页机。

折页机1将已经例如通过胶版印刷机印刷好的卷纸2进行裁切并折页以制造书册。

通常，折页机1包括折页滚筒3，用虚线表示的裁切滚筒4以及两个槽轧辊5。

在描述的例子中，折页机是一种3/2折页机，因此，它包括三个销钉系列6、7、8和三个折页刀9、10、11。

销钉系列6、7、8和折页刀9、10、11的设置能够在未示出的控制凸轮上移动的辊的作用下在折页滚筒3上移动。更一般来说，这些辊被当作凸轮随动件。这些辊被折页滚筒3支撑并因此被驱动旋转。

在直进式操作模式中，如图1所示，纸张12被滚筒4从卷纸2上裁切并被销钉系列8保持在当下位置。如图1中A部分所示，当折页刀11处于辊5的相对位置时，相应辊进入相应控制凸轮的中空部分，这将使夹在辊5之间的折页刀11突出，并推压位于那里的纸张12。折页刀11在纸张12上形成折痕。

同时，与销钉系列8连接的辊进入相应控制凸轮的中空部分，引起销钉系列8收缩，从而使辊5释放纸张12。纸张12于是具有了相对于移动方向为横向的折痕并形成包含单张纸的书册。

图1中B部分到D部分说明了折页机1如何连续从卷纸2上裁切纸张13、14、15并随后对其进行折页，图1中折页滚筒3以顺时针方向连续旋转。

图2表示聚集折页模式，部分A到D再次表示连续步骤。

与在直进折页模式中发生的情形相比，并如部分A所示，从卷纸2上裁下的纸张16被保持在折页滚筒3上，当它经过辊5的相对面时并没有被折页。这可以采用一个或多个盖式凸轮，通过临时抵消用于控制销钉系列和折页刀的凸轮的相应间隙来实现。

应当注意的是，折页滚筒3上还载有另一页之前从卷纸2上裁下的纸张17，纸张17被销钉系列6保持在滚筒3上。

在图2的B部分，纸张18被裁切，然后被卷拢在纸张17之上，当折页刀9位于面向辊5的位置时，刀和销钉系列6致动以便释放纸张17和18，并将它们推至辊5之间以便在该位置形成带有横向折痕的两页纸张的书册。

为此，控制凸轮的相应间隙并没有通过盖式凸轮被抵消。

图2的C部分和D部分说明了其他两页纸张19和20的顺序裁切过程。聚集折页模式因此可以制造具有更多页数的书册。

图3至图7说明了本发明的折页机。

图3示意性表示折页滚筒3的一端21，所述端21由位于折页滚筒3机架侧壁24之一中的轴承22支撑。图示的壁24是指，例如，位于维修侧的壁。

位于传送侧的机架的另一侧壁，设置有允许折页机的滚筒和辊、特别是折页滚筒3围绕轴线A进行旋转的装置。

在图3中可以看到用于控制销钉系列6至8的凸轮26；凸轮26绕滚筒3的端部21设置并固定在壁24上。

在侧面更靠近壁24的地方，还可以看到用来控制折页刀9至11的凸轮28，凸轮28同样固定在侧壁24上。同样还可以看到其中一个凸轮随动件30或者辊，它们可以与凸轮28协同工作并致动折页刀9至11。在支撑凸轮随动件30的轴32上，还设有另一个可与盖式凸轮36协同工作的凸轮随动件34。盖式凸轮36侧向插入两个控制凸轮26和28之间。

应当注意，图示的对称凸轮随动件30和34并没有在图3的上部示出。

图3中可以看到控制凸轮28的中空部37，基于凸轮随动件34放置在盖式凸轮36上的事实，凸轮随动件30并不能进入该中空部。这是在下面描述的聚集操作中可观察到的典型现象。

以相同的方式，控制凸轮26的每个可轮流的凸轮随动件和控制凸轮28的每个凸轮随动件，与即将和盖式凸轮36协同工作的另一个凸轮随动件相连。然而，这些随后的凸轮随动件位于图3中不同的平面上，因此无法在图中看到。

所有的凸轮随动件均由折页滚筒支撑，因此均能随其绕轴线A旋转。

如图3至图5所示，盖式凸轮36主要包括：

-中心轮毂38；

-两个半凸轮40；

-用于径向向外复位半凸轮40的两个气压弹簧42；和

-两个曲柄连杆机构44。

盖式凸轮36具有相对于轴线A基本对称的形状和元件分布状态。

轮毂38绕滚筒3的端部21设置，由于辊轴承46的存在，轮毂可以相对于端部21自由转动。

传动机构48被壁24支撑，以便驱动盖式凸轮36绕轴线A从滚筒3的端部21处开始旋转，例如，如果滚筒3设有5个折页刀和5个保持设备，盖式凸轮的转速是滚筒3转速的1.25倍。如果折页滚筒3设有3个折页刀和3个保持设备，盖式凸轮36的转速是折页滚筒3转速的0.75倍。

由于盖式凸轮36是对称的，下面仅介绍半凸轮40。

半凸轮40通常是圆弧状并具有待与凸轮随动件34接触的径向外表面50。

半凸轮40的第一端部52在点53处与轮毂38相连接。半凸轮40的另一端部54通过弹簧42连接至另一个半凸轮40的端部52，并通过曲柄连杆机构44连接至轮毂38。

半凸轮40可以通过相对于轮毂38的旋转在两个位置之间径向移动。

图4说明了第一位置。这是抽出位置。在该位置，表面50位于径向外侧，如图中点划线表示的外圆C1所示。

当两个半凸轮处于这一位置时，两个弹簧42处于松弛位置，曲柄连杆机构44错位，半凸轮端部54距离轴线A更远。然后，折页机1可在下述聚集模式下操作。

图5说明了第二位置，也就是，收缩位置。在该位置，表面50在径向上更加向内，如图中内圆C2所示。弹簧42处于压缩位置，半凸轮40的相应端部54因此靠近轴线A。曲柄连杆机构44仍然处于错位位置，但该位置与图4中它们所占据的位置并不相同。曲柄连杆机构44处于行程终端位置。

图5对应的是折页机1的直进操作模式。

当由图4所示的结构移动至图5所示的结构时，曲柄连杆机构44移动经由对齐位置，在所述对齐位置处，连接至半凸轮40和连接至轮毂38的中间节点56和节点58成一条线对齐。

通过这种方式，图4和图5所示结构是稳定的结构。

图6和图7表示的是用于控制盖式凸轮36结构变化的系统。盖式凸轮36的旋转方向如箭头F所示。系统60包括由千斤顶64驱动的切换元件62和可选择的悬臂66。千斤顶64是双效气动千斤顶。

切换元件62由例如导轨构成，所述导轨由两个侧边67限制而成，并由宽端入口68向窄端出口70会聚。

切换元件62相对于壁24在第一位置(图6)和第二位置(图7)之间枢接于点71，所述第一位置处，出口70靠近轴线A，所述第二位置处，出口70远离轴线A。

如下所述，切换元件62将与元件，例如，辊72协同工作，所述辊由曲柄连杆机构44的中间节点56支撑。

直进模式中，盖式凸轮36的结构如图5所示，切换元件62所处的位置如图6所示。

半凸轮40的外表面50因此径向凹进，不干涉凸轮26和28的间隙。也就是说，盖式凸轮36的随动件34不与盖式凸轮36接触，销钉系列6-8和折页刀9-11的运动仅由凸轮随动件控制，凸轮随动件与在其上运行的凸轮26和28相连。

盖式凸轮36绕轴线A旋转过程中，由机构44的中间节点56支撑的两个辊72移动至切换元件62内部，但不与其侧边67相接触。辊72的轨迹如圆周C3所示。

需要进入聚集模式时，千斤顶64带动切换元件62移动进入图7所示的远端位置。由于凸轮36的旋转，待被引导至切换元件62的第一辊72逐渐与内部边缘67接触，导致辊72逐步径向抽出，直至圆周C4所示轨迹处。在驱动半凸轮40进入图4所示位置的弹簧42的联合作用下，相应的曲柄连杆机构44移动成对齐位置，然后进入图4所示的错位位置。盖式凸轮36的结构如图4所示。半凸轮40的径向外部边缘50所处位置与控制凸轮26的中空部分和控制凸轮28的中空部分37的基线相比，径向上进一步向外。

通过这种方式，在外表面50上行进的凸轮随动件34将避免控制凸轮26和28的随动件被引导进这些中空部。

因此，为能够到达如图2所示的聚集模式，盖式凸轮36与控制凸轮26和28相互干涉。

通过盖式凸轮36各部分的径向移动，可以实现由聚集模式到直进模式的移动。在先技术中与脱离/再啮合以及倾斜定位有关的所有问题因此被消除。

通过这种方式，从一种操作模式向另一操作模式的移动可靠、快速，如上所述可以全部自动化。

通常，凸轮36因此具有简单、可靠的操作并且经济。

进一步可以看到，没必要在直进模式中提供用于固定盖式凸轮36的设备，这将进一步简化结构并消除与这些固定设备有关的问题。

此外，直进模式中，辊34不与盖式凸轮36接触，因此将减少这些不同元件间的磨损。

另一方面，盖式凸轮36形成机械双稳态的组合装置，它不易受供应电路中电源损失或整体电压损失的影响。

需要进一步指出的是，使用每个均可与凸轮随动件30协同工作的两个半凸轮36，使其旋转速度相对于长度为其两倍的单独部分而言在数量上降低了两倍。

与凸轮36的旋转相关的动能因此被分成四份，我们已经发现这对于生产速度快的折页机来说具有显著优势。

如上所述例子中，同一盖式凸轮在同一时间内被用于与控制凸轮26和28发生干涉，相对于之前使用两个凸轮的折页机来说，这将节约一个凸轮。

但是，在特定操作模式中，有可能设想采用两个盖式凸轮，每个均与一个控制凸轮相连。

同样地，盖式凸轮36可具有不同的结构，例如，具有单个活动部，并且其径向移动并不一定通过曲柄连杆机构实现。

千斤顶64优选设置有用于排气空腔的阻隔元件，以便克服生产过程中任何不适时空切。

更通常地千斤顶64可被任何其他致动装置代替，可设有用于探测其位置的传感器。

如上所述，本发明也可用于叼牙辊折页机。如图8所示，这种类型的折页机中，辊5将被叼纸滚筒75代替。

Claims (10)

1.一种用于裁切和折页卷纸的折页机，所述折页机包括：

-用于从卷纸(2)上裁切纸张(12-20)的设备(4)；

-折页滚筒(3)，其设置有可动保持设备和活动折页刀(9-11)用于对从卷纸上裁切下的纸张(12-20)进行折页，所述滚筒(3)能够绕其轴线(A)进行旋转；

-通过与凸轮随动件接触而控制可动保持设备(6-8)移动的凸轮(26)；

-通过与凸轮随动件接触而控制折页刀(9-11)移动的凸轮(28)；以及

-至少一个盖式凸轮(36)，其具有聚集操作结构，在该结构中，所述盖式凸轮(36)抵消至少其中一个控制凸轮(26、28)的区域(37)，还具有直进操作结构，在该结构中，盖式凸轮(36)不与这些区域干涉，其特征在于，所述盖式凸轮(36)包括两个半凸轮(40)，所述半凸轮相对于滚筒(3)的轴线(A)基本上互相对称，它们均可以在收缩位置和抽出位置之间移动，当半凸轮(40)处于收缩位置时，盖式凸轮(36)处于直进操作结构，当半凸轮(40)处于抽出位置时，盖式凸轮(36)处于聚集操作结构。

2.如权利要求1所述的折页机，其中盖式凸轮(36)将抵消掉用于控制保持设备(6-8)移动的凸轮(26)的区域、和用于控制折页刀(9-11)移动的凸轮(28)的区域。

3.如权利要求1或2所述的折页机，其中聚集操作结构和直进操作结构都是稳定的。

4.如权利要求3所述的折页机，其中凸轮(36)包括至少一个曲柄连杆机构(44)，当由聚集操作结构移动至直进操作结构时，所述曲柄连杆机构移动经由对齐位置。

5.如权利要求4所述的折页机，其中盖式凸轮(36)包括铰接有两个半凸轮(40)的轮毂(38)，每个半凸轮(40)通过曲柄连杆机构(44)进一步与轮毂(38)连接，当由聚集操作结构移动至直进操作结构时，所述曲柄连杆机构移动经由对齐位置。

6.如上述任一权利要求所述的折页机，其中盖式凸轮(36)包括至少一个用于将每个半凸轮(40)复位至其抽出位置的设备(42)。

7.如权利要求6所述的折页机，其中所述复位设备是气压弹簧(42)。

8.如上述任一权利要求所述的折页机，其中该折页机包括用于控制盖式凸轮(36)的切换元件(62)、和用于在径向远端位置和近端位置之间移动切换元件(62)的设备(64)，在所述径向远端位置处，切换元件(62)将引导由盖式凸轮(36)支撑的元件(72)径向向外移动，以便将盖式凸轮(36)移动至聚集操作结构，在所述近端位置处，切换元件(62)将引导元件(72)径向向内移动以便将盖式凸轮(36)移动至直进操作结构。

9.如上述任一权利要求所述的折页机，其中所述折页机为包含两个辊(5)的旋转折页机，所述辊与折页滚筒(3)的折页刀(9-11)协同工作。

10.如权利要求1-8所述的折页机，其中所述折页机为包含叼纸滚筒的叼牙辊折页机，所述叼纸滚筒与折页滚筒(3)的折页刀协同工作。

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