CN101175684B - 片材处理和间歇式传动系统 - Google Patents

Abstract

为了折叠新闻纸(1)片材，齿圈(7)在控制器(12)的控制下由电动机(11)驱动旋转，从而在大部分时间内，齿圈(7)以与折页滚筒(2)及各臂(8)相同的速度旋转。当需要开始折页操作时，齿圈(7)被暂时停止或减速。在齿圈(7)与各臂(8)上的各行星齿轮之间产生的相对运动使各行星齿轮(9)绕它们的轴线旋转，并使安装在各行星齿轮(9)上的相应的折页刀(6)突出到滚筒(2)的表面的上方，在该位置上，折页刀与滚筒表面上的已整理的片材接合并将它们推入折页辊(4)的辊隙中。在行星齿轮(9)和相关联的折页刀(6)的动作结束时再次使齿圈(7)以与各臂(8)相同的角速度运动，以使各折页刀(6)保持它们在滚筒(2)的表面下方的“抑制”位置。

Description

片材处理和间歇式传动系统

技术领域

本发明涉及一种间歇式传动系统，具体但非排他地涉及例如在报纸印刷业中用于切割、整理和折叠片材的折页刀的间歇式传动系统。

背景技术

在传统的报纸印刷机中，将多个已印好的纸张卷材向切割和折叠工位供给，在该工位它们被切割并在折页滚筒上呈层状卷绕。当折页滚筒旋转时，使折页刀在滚筒的预定角度位置从滚筒突出，在该位置上，折页刀与在滚筒表面上的已印好的纸张层接合，并将它们推入折页辊组件的辊隙中，在该辊隙中，纸张片材被折叠，然后被传递给下一工位以进行进一步处理。

在这种传统的装置中，折页刀在滚筒每旋转一圈时的同一角度位置被致动。实际上，可围绕折页滚筒以规则的间隔设置许多折页刀以实现更快的操作。

这种传统装置并不适合现代的数字印刷机。一个原因是，在数字印刷机中，页面内容沿新闻纸(纸张)的卷材连续地变化，而不是组合沿每个卷材相同地印刷并同相地位移的多个卷材。在数字式装置中，当卷材被切割后，在可以折叠相继的片材之前必须将其整理在折页滚筒上。因此，在折页滚筒每旋转一圈时需要仅是间歇地、而不是不变地操作折页刀。

因此，数字式印刷机需要一种以与整理、切割和折叠已印好的卷材兼容的方式来操作折页滚筒上的折页刀的间歇式传动机构。此外，期望有一种能以现代数字式印刷机可实现的极高的生产速度运行的机构。

通常，在数字式印刷机中，印刷由使用转筒的数字装置来完成，在该转筒上通过静电荷而施加有电子图像。这又会吸引沉积在纸张卷材上的调色剂粉末或液体。使用静电放电设备，转筒上的图像被除去而易于接纳新图像，从而在纸张卷材穿过印刷机时标记连续的页码。转筒直径与印刷长度无关。

发明内容

本发明的优选实施例的目的在于提供一种满足这种要求的间歇式传动机构。

根据本发明的一个方面，提供一种片材处理系统，包括：

a.滚筒，设置成与该滚筒外周面上的片材接合，并通过滚筒绕其轴线旋转而将片材从入口位置传送到出口位置；以及

b.传动机构，至少部分地安装在滚筒内，并设置成使一构件间歇地从滚筒的表面突出以与该表面上的片材接合：

c.所述传动机构包括：

i.主齿轮，安装成绕与滚筒轴线平行的轴线旋转；

ii.臂，沿滚筒的径向延伸，并安装成绕与滚筒轴线平行的轴线旋转；以及

iii.行星齿轮，安装成在所述臂上旋转，与所述主齿轮传动啮合，并与所述构件可操作地连接：

其中，

d.所述主齿轮设置成根据第一速度分布图旋转；

e.所述臂设置成根据第二速度分布图旋转；以及

f.所述第一速度分布图和第二速度分布图如下：

i.在滚筒位于给定角度位置时，所述行星齿轮在第一选择时间旋转，以使所述构件从滚筒表面突出；以及

ii.在滚筒位于所述给定角度位置时，所述行星齿轮在第二选择时间不旋转，从而不使所述构件从滚筒表面突出。

最好所述主齿轮安装成绕滚筒轴线旋转。

最好所述臂安装成绕滚筒轴线旋转。

所述构件可以是与折页辊隙协作来折叠所述片材的折页刀。

所述构件可以是切割刀片。

所述构件可以是编号头。

最好所述主齿轮是恒星齿轮。

所述主齿轮可以是齿圈。

如上所述的片材处理系统还可以包括设置成驱动所述主齿轮旋转的电动机。

如上所述的片材处理系统还可以包括设置成驱动所述臂旋转的电动机。

最好所述臂相对于滚筒固定，以使臂与滚筒一起旋转。

所述主齿轮可以相对于滚筒固定，以使臂与滚筒一起旋转。

如上所述的片材处理系统还可以包括设置成确定所述第一速度分布图和/或第二速度分布图的控制装置。

最好所述控制装置设置成对至少一个设置成驱动所述主齿轮和/或臂和/或滚筒旋转的电动机的动作进行控制。

最好如上所述的片材处理系统还包括设置成将一张或更多的片材保持在滚筒上的保持装置。

最好如上所述的片材处理系统还包括设置成在与所述构件的操作相关的固定时间接合和释放所述保持装置的装置。

最好如上所述的片材处理系统还包括设置成当卷材被供给到滚筒上时将其切割成片材的切割装置。

最好如上所述的片材处理系统包括安装成在行星齿轮架的相应的臂上旋转并与所述主齿轮传动啮合的多个行星齿轮：

如上所述的片材处理系统可以包括设置成间歇地从滚筒的表面突出以与该表面上的片材接合的多个构件。

最好每个所述行星齿轮与所述各构件中的相应的一个可操作地连接。

如上所述的片材处理系统还可以包括设置成当所述滚筒位于给定角度位置时限制行星齿轮的运动的导向装置。

最好所述导向装置限制运动，以在所述滚筒位于所述给定角度位置时使所述行星齿轮仅可占据两个可能的角度位置。

另一方面，本发明提供一种具有根据本发明的任何上述方面的片材处理系统的印刷机，该印刷机设置成切割和/或整理和/或折叠已印好的新闻纸片材。

这种印刷机可以设置成将已印好的新闻纸的单个卷材供给到滚筒上，并在该滚筒上对该卷材进行切割、整理和折叠。

印刷可以由数字过程来完成。

另一方面，本发明提供一种间歇式传动系统，包括：

a.滚筒，安装成绕其轴线旋转；以及

b.传动机构，至少部分地安装在滚筒中，并设置成使一构件间歇地从滚筒的表面突出：

c.所述传动机构包括：

i.主齿轮，安装成绕与滚筒轴线平行的轴线旋转；

ii.臂，沿滚筒的径向延伸，并安装成绕与滚筒轴线平行的轴线旋转；以及

iii.行星齿轮，安装成在所述臂上旋转，与所述主齿轮传动啮合，并与所述构件可操作地连接：

其中，

d.所述主齿轮设置成根据第一速度分布图旋转；

e.所述臂设置成根据第二速度分布图旋转；以及

f.所述第一速度分布图和第二速度分布图如下：

i.在滚筒位于给定角度位置时，所述行星齿轮在第一选择时间旋转，以使所述构件从滚筒表面突出；以及

ii.在滚筒位于所述给定角度位置时，所述行星齿轮在第二选择时间不旋转，从而不使所述构件从滚筒表面突出。

这种间歇式传动系统可选择地包括在此所述或所示的任何其它特征。

附图说明

为了更好地理解本发明并表示如何实现本发明的实施例，现将以举例来参照附图，在各附图中：

图1表示的是印刷机的切割和折叠工位；

图2表示的是传统的折页刀传动装置；

图3是与图2类似的图，但表示的是改进的折页刀传动装置；以及

图4是与图2类似的另一幅图，但表示的是另一改进的折页刀传动装置

图5是与图2及图3类似的另一幅图，但表示的是一可替代的实施例。

各附图中相同的符号标记表示相同或相应的零件。

具体实施方式

图1中，将已印好的新闻纸的卷材1进给向折页滚筒2与切割滚筒3之间的辊隙。折页滚筒2带有一排针(未图示，但熟悉本领域的读者熟知)，切割滚筒3设置有锯齿状的刀(未图示，但熟悉本领域的读者同样熟知)。

卷材1的前缘在从要切割处向后一较小距离(例如15mm)处被钉在折页滚筒2带有的一排针上。在针刺穿纸张的大致同时，横穿切割滚筒3安装的锯齿状的刀切断卷材1，且卷材的前缘仍钉在针上，准备好被旋转的折页滚筒2带动。

安装在上方且靠近折页滚筒2顶部的是一对折页辊4，该对折页辊4设置有辊隙，在折页滚筒2上载带的切割片材被插入该辊隙中以进行折叠。上述折页刀通常被保持在滚筒2外表面的下方。然而，通过齿轮机构，折页刀设置成当其接近各折页辊4时突出到滚筒2的表面的上方，从而与滚筒2表面上的切割纸张片材接合并将其推入各折页辊4的辊隙中，接着折页辊4如附图标记5处所示地向上传送纸张，从而完成折叠。

上面说明的这种一般模式的操作对传统的折叠和切割工位以及本发明的实施例可以是共同的。

在采用传统印刷机的传统系统中，不是单个卷材1，而是多个相同的卷材以合适的相位关系向折页滚筒2与切割滚筒3的辊隙供给，以形成完整的报纸。层叠的纸张片材在切割滚筒3上被一起切割并绕它们被前述的针所钉在其上的折页滚筒2行进，直至折页刀在折页辊4的辊隙附近操作而将所有的片材一起折叠并将折叠好的片材一起如附图标记5所示地向上供给。

具体而言，在传统的装置中，各折页辊4通常位于折页滚筒2的下方。然而，在本发明的优选实施例中，由于需要进行不与一般的报纸生产所共有的其它操作，因此它们被设置在折页滚筒2的顶部。

图2更为详细地表示传统系统的折页刀6。在图2的例子中，两个互补的折页刀6相对于折页滚筒2设置在径向相对位置上。图2中，折页滚筒2用其外径来表示。固定的齿圈7绕折页滚筒2同轴地设置。

具有在径向相对的臂8的行星齿轮架以固定的关系安装在折页滚筒2上并设置成与其同轴地旋转。每个臂8在其端部具有相应的行星齿轮9，行星齿轮9与齿圈7的内齿啮合并被设置成在臂8上自由旋转。

每个折页刀6与相应的行星齿轮9固定而与其一起旋转。附图标记10处表示的是每个折页刀6所得到的移动轨迹。由其可知，每个折页刀6在旋转滚筒的三个等间隔(120°)的角度位置从折页滚筒2的表面突出。

在如图1所示的总的构造中，当每个折页刀6在旋转滚筒的最高的角度位置从折页滚筒2的表面突出时，它将在滚筒2表面上的纸张的切割片材推入折页辊4的辊隙中。在传统的装置中，切割片材仅位于滚筒表面的大致一半上，从而各折页刀6在其从滚筒2突出的两个下方位置(参见图2)并不与切割片材接合。

参照图1和图2表示并说明的传统的装置很适用于传统的印刷机。齿轮传动的构造在与印刷机的其它部件同步中确保了可靠、高速的操作。设置的两个折页刀6有助于实现高生产率。在滚筒2每旋转一圈的过程中两个折页刀6中的每一个依次与各折页辊4协作。

然而，如上所述，当向折页滚筒2和切割滚筒3供给的卷材1由数字式印刷机来提供时，这种装置变得不合适。这种情况下，折页滚筒2需要在开始折叠操作前旋转几圈，在每一圈中，切割卷材1的相继片材并将其与组成相应的出版物所需的其它片材一起整理在折页滚筒2上。这样，各折页刀6需要一直被保持在折页滚筒2的表面下方直至它们需要被致动，每x圈一次，其中x是大于等于2的整数。

在经过相当多的考虑后，我们提出了图2所示的上述构造的改进，以提供一种间歇地致动折页刀6的相对简单且可靠的装置。

图3表示的是这种装置，图中，相应的零件标记与图2相同的符号标记。

图2和图3的装置之间的原理上的不同之处在于，在图3中，齿圈7并不固定，而是在控制器12的控制下被电动机11驱动旋转。

控制器12控制电动机11的操作，以使齿圈7在大部分时间内以与滚筒2和各臂8相同的速度旋转。然而，当需要开始折叠操作时，齿圈7被暂时停止或减速。接着在齿圈7与行星齿轮9之间产生的相对运动使行星齿轮9绕它们的轴线旋转并使相应的折页刀6突出到折页滚筒2的表面的上方，藉此它们可与滚筒表面上的已整理的片材接合并将它们推入折页辊4的辊隙中。当行星齿轮9和相关联的各折页刀6的运动结束时，再次使齿圈7以与各臂8相同的角速度运动，从而使各折页刀6在滚筒2表面下方保持它们的“抑制”位置。

应当理解，利用现代的电动机控制技术，齿圈7的运动可被相当精确地控制，且可给出任何需要的速度分布图。最好齿圈被伺服驱动。齿圈7与各行星齿轮臂8及滚筒10的同步可通过许多合适的方法来实现，例如，齿圈7和折页滚筒2可被光学编码以有助于同步。

在图3中用附图标记10表示了折页刀6的一种可能轨迹。由上面可知，为了提供具有尽可能平滑和柔和的运动的折页刀6的快速且可靠的操作，可实现任何其它的合适轨迹。

当然需要与折叠操作同步地致动折页滚筒2上的各保持针。有利的是，各针可由从行星齿轮9的轴进行操作的凸轮驱动，以使各针在适当时间缩回而可进行折叠操作并随后再次从滚筒表面突出。

图4表示的是与图3的装置类似的装置，但其中从动齿圈7被从动恒星齿轮17代替。图4中，恒星齿轮7在控制器12的控制下由电动机11驱动，以具有可形成与图3所示的轨迹类似的折页刀6的轨迹10的速度分布图。由上述说明可知，通过电动机11的适当控制，可获得任何其它的所需轨迹。图4所示装置的一特殊优点在于，由于恒星齿轮17远小于齿圈7，由电动机11驱动的系统的总惯量可极为明显地减少，从而有助于相应的速度分布图的平滑和精确的控制。

图4中还表示了在控制器12的控制下驱动各行星齿轮架臂8和折页滚筒2两者旋转的另一电动机13。如果需要，滚筒2可在独立的控制下由另一电动机驱动，从而各电动机的输出的以及它们所驱动的系统的速度分布图都可以根据数字式印刷机的速度分布图来独立地控制。

图4中，恒星齿轮17表示为与各行星齿轮9直接啮合。然而，恒星齿轮(或齿圈)和行星齿轮可通过中间传动机构而传动啮合，为了本说明书，所述中间传动机构包括带齿的或齿啮合的传动皮带，在本说明书的上下文中，术语“传动啮合”应作相应的解释。

图5表示的是一可替代的装置，其中，中心链轮或滑轮27由变速电动机(伺服电动机)以所希望的速度分布图驱动，该中心链轮或滑轮27等效于图4中的恒星轮17。中心链轮或滑轮27驱动一对沿圆周安装的链轮或滑轮29，中心链轮或滑轮27通过一条或更多的链条或皮带31与其连接。链轮或滑轮29等效于上述实施例中的行星齿轮9。这种装置导致比上述的齿圈或恒星齿轮装置要小的转动惯量。张力调整器32将该或每条链条或皮带31保持在合适的张力下。通过上述实施例的说明可容易地理解图5的实施例操作的一般模式。

图5中的折页刀6可仅通过电子控制而与滚筒2的运动耦合。如果在机器运转时该耦合或同步失败，则折页刀6可能会开始从圆筒2露出。在滚筒2的旋转一圈的大部分中，绕收集滚筒2的圆周及其已整理的报纸片材安装的防护罩33会在滚筒2减速至停止时限制折页刀6。在这方面，应当理解，已整理的报纸片材将被强制推入滚筒2与罩33之间的间隙中并作为极其有效的摩擦制动器。只有当折页刀6在各折页辊附近开始露出时才不会发生这种情况。

为了解决这个潜在问题，将凸轮轨道装置34设置在折页辊附近的折叠折页刀位置，或如图5所示设置在当另一非折叠折页刀6位于折页辊附近时该折页刀6附近。当各折页辊附近具有较少空间时，后一布置是有用的。凸轮轨道装置34设置两个凸轮轨道36、37，与每个链轮或滑轮29附连并与其一起旋转的凸轮从动件35沿凸轮轨道36、37运动。凸轮轨道36在折页刀6尚未开始露出时防止其露出，而如果折页刀6已开始露出，则即使其未被伺服电动机通过链轮或滑轮27正确驱动，凸轮轨道37也强制使其正确露出。通过设置用于引导非折叠的折页刀机构之一的凸轮轨道装置，链条或皮带传动机构被用来强制使折页刀6对应地运动。

尽管在各说明性实施例中所示的各折页刀6被一起驱动，但任意数目的折页刀也可被单独驱动。

图3的装置可选择性地包括空转恒星齿轮，图4的装置可选择性地包括空转齿圈。

上面说明并描述的各间歇式传动机构所示为对各折页刀6的运动进行控制，但它们也可适于或改为以间歇方式来驱动其它构件。例如，它们可以控制各切割刀或各编号头(设置成在连续的印刷品上印刷连续数字的设备)的间歇运动。

作为本发明主题的间歇式传动机构可用于其它方面，例如用于在电线成形工业中弯折或成形电线。尽管说明的用途与纸张卷材1相关，但折叠、切割或其它操作可在诸如布匹、木材和金属之类的其它材料的卷材上进行。由于间歇式传动机构所提供的高度控制，卷材可被切割成固定长度或不同长度。

在本说明书中，动词“包括”具有其一般的字典意义，表示非排他的包含。即，使用单词“包括”(或任何其派生词)来包含一个或更多的特征，并不排除还包含其它特征的可能性。

读者的注意力被引向确定与本申请相关的所有及任何优先权文档，并被引向与本申请相关的与本说明书同时或先于本说明书提交的、与本说明书一起对公共检查开放的所有及任何文件和文档，所有这种文件及文档通过参见方式而包含于此。

在本说明书(包含任何附属的权利要求、摘要和附图)中公开的所有特征和/或从而公开的任何方法或过程的所有步骤可以任何组合方式进行组合，除非在该组合中这种特征和/或步骤中的至少一部分相互排斥。

在本说明书(包含任何附属的权利要求、摘要和附图)中公开的每个特征可以用起到相同、等效或类似目的的变化型结构来代替，明确另有表述的除外。这样，除明确另有表述之外，公开的每个特征仅是一般系列的等效或类似特征中的一例。

本发明并不限定于(各)上述实施例的细节。本发明扩展至在本说明书(包含任何所附的权利要求、摘要和附图)中公开的特征中的任何新的特征或任何新的特征组合，或扩展至从而公开的任何方法或过程的步骤中的任何新的步骤或任何新的步骤组合。

Claims (24)

1.一种片材处理系统，包括：

a.滚筒，设置成与该滚筒外周面上的片材接合，并通过使该滚筒绕其轴线旋转而将所述片材从入口位置传送到出口位置；以及

b.传动机构，至少部分地安装在所述滚筒内，并设置成使一构件间歇地从所述滚筒的所述表面突出以与该表面上的片材接合：

c.所述传动机构包括：

i.主齿轮，安装成绕所述滚筒轴线旋转或绕与所述滚筒轴线平行的轴线旋转；

ii.臂，沿所述滚筒的径向延伸，并安装成绕所述滚筒轴线旋转或绕与所述滚筒轴线平行的轴线旋转；以及

iii.行星齿轮，安装成在所述臂上旋转，与所述主齿轮传动啮合，并与所述构件可操作地连接：

其中，

d.所述主齿轮设置成根据第一速度分布图旋转；

e.所述臂设置成根据第二速度分布图旋转；以及

f.所述第一速度分布图和第二速度分布图被设定成可以实现如下的两种状况：

i.在所述滚筒位于给定的角度位置时，所述行星齿轮在第一选择时间旋转，以使所述构件从所述滚筒表面突出；以及

ii.在所述滚筒位于所述给定的角度位置时，所述行星齿轮在第二选择时间不旋转，从而不使所述构件从所述滚筒表面突出。

2.如权利要求1所述的片材处理系统，其特征在于，所述构件是与折页辊隙协作来折叠所述片材的折页刀。

3.如权利要求1所述的片材处理系统，其特征在于，所述构件是切割刀片。

4.如权利要求1所述的片材处理系统，其特征在于，所述构件是编号头。

5.如权利要求1至4中任一项所述的片材处理系统，其特征在于，所述主齿轮是恒星齿轮。

6.如权利要求1至4中任一项所述的片材处理系统，其特征在于，所述主齿轮是齿圈。

7.如权利要求1至4中任一项所述的片材处理系统，其特征在于，还包括设置成驱动所述主齿轮旋转的电动机。

8.如权利要求1至4中任一项所述的片材处理系统，其特征在于，还包括设置成驱动所述臂旋转的电动机。

9.如权利要求1至4中任一项所述的片材处理系统，其特征在于，所述臂相对于所述滚筒固定，以使所述臂与所述滚筒一起旋转。

10.如权利要求1至4中任一项所述的片材处理系统，其特征在于，所述主齿轮相对于所述滚筒固定，以使所述臂与所述滚筒一起旋转。

11.如权利要求1至4中任一项所述的片材处理系统，其特征在于，还包括设置成确定所述第一速度分布图和/或第二速度分布图的控制装置。

12.如权利要求11所述的片材处理系统，其特征在于，所述控制装置设置成对至少一个设置成驱动所述主齿轮和/或臂和/或滚筒旋转的电动机的动作进行控制。

13.如权利要求1至4中任一项所述的片材处理系统，其特征在于，还包括设置成将一张或更多的片材保持在所述滚筒上的保持装置。

14.如权利要求13所述的片材处理系统，其特征在于，还包括设置成在与所述构件的操作相关的固定时间接合和释放所述保持装置的装置。

15.如权利要求1至4中任一项所述的片材处理系统，其特征在于，还包括设置成当卷材被供给到所述滚筒上时将其切割成片材的切割装置。

16.如权利要求1所述的片材处理系统，其特征在于，包括安装成在行星齿轮架的相应的臂上旋转并与所述主齿轮传动啮合的多个行星齿轮。

17.如权利要求1所述的片材处理系统，其特征在于，包括设置成间歇地从所述滚筒的所述表面突出以与该表面上的片材接合的多个构件。

18.如权利要求16或17所述的片材处理系统，其特征在于，每个所述行星齿轮与所述各构件中的相应的一个可操作地连接。

19.如权利要求1至4中任一项所述的片材处理系统，其特征在于，还包括设置成当所述滚筒位于所述给定角度位置时限制所述行星齿轮的运动的导向装置。

20.如权利要求19所述的片材处理系统，其特征在于，所述导向装置限制运动，以在所述滚筒位于所述给定角度位置时使所述行星齿轮仅可占据两个可能的角度位置。

21.一种具有如权利要求1至4中任一项所述的片材处理系统的印刷机，该印刷机设置成切割和/或整理和/或折叠已印好的新闻纸片材。

22.如权利要求21所述的印刷机，其特征在于，所述印刷机设置成将已印好的新闻纸的单个卷材供给到所述滚筒上，并在所述滚筒上对所述卷材进行切割、整理和折叠。

23.如权利要求22所述的印刷机，其特征在于，印刷由数字过程来完成。

24.一种间歇式传动系统，包括：

a.滚筒，安装成绕其轴线旋转；以及

b.传动机构，至少部分地安装在所述滚筒中，并设置成使一构件间歇地从所述滚筒的所述表面突出：

c.所述传动机构包括：

i.主齿轮，安装成绕所述滚筒轴线旋转或绕与所述滚筒轴线平行的轴线旋转；

ii.臂，沿所述滚筒的径向延伸，并安装成绕所述滚筒轴线旋转或绕与所述滚筒轴线平行的轴线旋转；以及

iii.行星齿轮，安装成在所述臂上旋转，与所述主齿轮传动啮合，并与所述构件可操作地连接：

其中，

d.所述主齿轮设置成根据第一速度分布图旋转；

e.所述臂设置成根据第二速度分布图旋转；以及

f.所述第一速度分布图和第二速度分布图被设定成可以实现如下的两种状况：

i.在所述滚筒位于给定的角度位置时，所述行星齿轮在第一选择时间旋转，以使所述构件从所述滚筒表面突出；以及

ii.在所述滚筒位于所述给定的角度位置时，所述行星齿轮在第二选择时间不旋转，从而不使所述构件从所述滚筒表面突出。

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