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Die
Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum maschinellen
Falzen von im wesentlichen ebenen Materialbögen. Solche Materialbögen sind
beispielsweise Briefe in DIN A4-Papier, welche
in Briefumschlägen
des Formats DIN C5 oder C6 versandt werden.
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Aus
der Praxis sind sogenannte Schwertfalzwerke bekannt. Schwertfalzwerke
bestehen im wesentlichen aus zwei Walzen, welche in gegenläufiger Drehrichtung
rotieren, wobei sich zwischen den Walzen ein schmaler Spalt befindet.
Ein zu falzender Materialbogen wird mittels eines sogenannten Falzschwertes
an einer zu falzenden Stelle zwischen die Walzen geführt und
von diesen dann so gequetscht, daß der Materialbogen an dieser
Stelle beim Durchlauf zwischen den Walzen gefalzt wird, wobei der
Materialbogen durch die Walzen gefördert wird. Die für die Falzung
erforderliche Falzkraft wirkt daher bei Schwertfalzwerken auf den
gesamten zu falzenden Materialbogen.
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Aus
der Praxis sind ferner Taschenfalzwerke bekannt, bei welchen Materialbögen ebenfalls
dadurch gefalzt werden, daß diese
vollständig
durch zwei gegenläufig
rotierende Walzen gefördert
werden. Bei Taschenfalzwerken werden die Materialbögen den
Walzen jedoch nicht mittels eines Falzschwertes, sondern durch Stauchung
des Materialbogens mittels eines Anschlages zugeführt. Die
Falzkraft wird in gleicher Weise wie bei Schwertfalzwerken über zwei
Walzen auf den gesamten zu falzenden Materialbogen übertragen.
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Die
US 5 554 094 A beschreibt
ein Taschenfalzwerk, mit welchem Z-Faltungen, C-Faltungen und Halbfaltungen
erzeugt werden können.
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Darüber hinaus
sind aus der
US 4 105
197 A eine Faltvorrichtung für Schachteln und aus der
US 4 875 668 A eine
Faltvorrichtung mit einem Presswerk für Materialstapel bekannt.
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Mit
den vorstehend beschriebenen Falzwerken ist es nicht möglich, Materialbögen mit
applizierten Objekten, beispielsweise Kreditkarten o. ä. zu falzen,
da die applizierten Objekte beim Durchlaufen zwischen den Walzenpaaren
zerstört
werden oder sich von den Materialbögen lösen können.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung und ein Verfahren
zur Verfügung
zu stellen, mit welchen Materialbögen mit daran applizierten
Objekten sicher gefalzt werden können.
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Die
Lösung
der Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß mit den Merkmalen der Ansprüche 1 und
12.
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Gemäß der Erfindung
weist eine Vorrichtung zum maschinellen Falzen eines im wesentlichen
ebenen Materialbogens eine Antriebsvorrichtung, eine Falzstempelvorrichtung
und eine Klemmvorrichtung auf, wobei die Falzstempelvorrichtung
einen Falzbereich aufweist, welcher dazu ausgebildet ist, durch eine
wischende Bewegung eine Falzkraft ausschließlich im Bereich einer Falzung
des Materialbogens einzuleiten.
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Eine
erfindungsgemäße Vorrichtung
ermöglicht
es, Materialbögen
mit applizierten Gegenständen
zu Falzen, ohne daß dabei
die Gefahr bestünde, daß die Gegenstände beschädigt oder
abgelöst
würden.
Eine Falzkraft wirkt bei Verwendung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung
ausschließlich
im Bereich der Falzung. Andere Bereiche des Materialbogens sind
frei von der Einwirkung von Falzkräften, so daß in diesen Bereich daher auch
vor der Falzung Objekte appliziert sein können.
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In
bevorzugten Ausführungsformen
der Erfindung ist die Falzstempelvorrichtung derart angetrieben,
daß durch
eine Schwenkbewegung, insbesondere eine exzentrische Schwenkbewegung
der Falzstempelvorrichtung die Falzkraft im Bereich einer Falzung
in den Materialbogen eingeleitet wird. Ein solcher Antrieb ermöglicht es,
die Falzkraft auf einer kleinen Fläche im Bereich der Falzung
einzuleiten. Dadurch stehen an einem so zu bearbeitenden Materialbogen
besonders große
Bereiche zur Applizierung mit Objekten zur Verfügung.
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In
einer weiter bevorzugten Ausführungsform
ist die Klemmvorrichtung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung relativ zu
dem Materialbogen beweglich, um einen ersten Bereich des Materialbogens
durch Einleitung einer Klemmkraft zu halten. Dann kann der Materialbogen
in einer bestimmten Position festgeklemmt und eine Falzung an einer
präzisen
Stelle vorbereitet werden. Durch Variation der Position, in welcher
ein Materialbogen mittels der Klemmvorrichtung festgeklemmt wird,
können
dann ferner einzelne oder mehrere Falzungen an einem Materialbogen
in verschiedenen Bereichen eines Materialbogens vorgenommen werden.
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In
einer besonders bevorzugten Ausführungsform
ist die Falzstempelvorrichtung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung
dazu ausgebildet, einen zweiten Bereich des Materialbogens relativ
zu dem ersten, durch die Klemmvorrichtung gehaltenen, Bereich des
Materialbogens zu verlagern und so eine Vorfalzung auszubilden.
Durch die Ausbildung einer Vorfalzung lassen sich besonders präzise Falzungen durchführen, da
beim eigentlichen Falzvorgang der Materialbogen bereits zu einer
Falzung vorbereitet ist, so daß die
Falzung an der vorgefalzten Stelle erfolgt.
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Wenn
die Falzstempelvorrichtung einen u-förmigen Profilabschnitt oder
eine gerundete Falzbalkenkante aufweist, kann die exzentrische Schwenkbewegung über diesen
u-förmigen
Profilabschnitt für
eine gleichmäßige Verteilung
der Falzkraft auf den Bereich einer Falzung eingesetzt werden. Der
Radius des u-förmigen
Profilabschnittes kann in Abhängigkeit
der Stärke
des Materialbogens angepaßt
werden, wobei der Radius um so größer gewählt werden sollte, je stärker der
Materialbogen ist.
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In
einer besonders bevorzugten Ausführungsform
weist der u-förmige Profilabschnitt
bzw. die gerundete Falzbalkenkante der Falzstempelvorrichtung einer
erfindungsgemäßen Vorrichtung
einen Radius von 5 bis 50, vorzugsweise 10 mm, auf. Dieser Radius
eignet sich besonders für übliche Papierqualitäten bis
zu 120 g/m2.
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In
einer weiter bevorzugten Ausführungsform
ist die Klemmvorrichtung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung ein gehärtetes Blech.
Ein gehärtetes Blech
ist kostengünstig
in der Herstellung und eignet sich ferner für eine Vorrichtung, welche
zu einer Massenfertigung eingesetzt ist, denn selbst nach einer Vielzahl
von Klemmvorgängen
treten bei gehärteten Blechen
nur geringe Verformungen auf.
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In
einer weiter bevorzugten Ausführungsform
weist die Klemmvorrichtung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung einen gerundeten
Vorfalzbereich auf, wobei damit ein gerundeter Abschnitt der Klemmvorrichtung
bezeichnet ist, an welchem eine Vorfalzung ausgebildet werden kann.
Die Rundung ist in Abhängigkeit
der Materialbogenstärke
so gewählt,
daß durch
Verlagerung eines Bereichs des Materialbogens relativ zu einem zweiten
Bereich des Materialbogens eine Vorfalzung ausgebildet werden kann,
ohne daß der
Materialbogen dabei einreißt oder
geschädigt
wird.
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Wenn
die erfindungsgemäße Vorrichtung eine
Antriebsvorrichtung mit mindestens einer Antriebsrolle aufweist,
eignet sich die Antriebsvorrichtung nicht nur zum Transport eines
Materialbogens in die und aus der Vorrichtung, sondern die Antriebsrolle
kann ferner Widerlager für
die Klemmvorrichtung und für
die Falzstempelvorrichtung sein.
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Die
Vorteile der Erfindung zeigen sich ferner an einem erfindungsgemäßen Verfahren
gemäß Anspruch
12, für
welches auch unabhängig
Schutz beansprucht wird. Gemäß der Erfindung
ist bei maschinellen Verfahren zum Falzen eines im wesentlichen ebenen
Materialbogens, bei dem am ersten Abschnitt des Materialbogens in
seiner relativen Ausrichtung zu einem zweiten Abschnitt des Materialbogens
verlagert wird und zwischen den Abschnitten durch Einleitung einer
Falzkraft eine scharfe Falzkante ausgebildet wird, vorgesehen, daß die Einleitung der
Falzkraft mittels wischender Bewegung eines Falzbereichs einer Falzstempelvorrichtung
nur im Bereich der Falzkante folgt. Daher eignet sich auch ein erfindungsgemäßes Verfahren
dazu, Materialbögen
mit daran applizierten Objekten zu falzen, ohne daß dabei
die Gefahr besteht, die applizierten Objekte zu entfernen oder zu
beschädigen.
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Weitere
vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben
sich aus den Unteransprüchen
sowie aus der Beschreibung im Zusammenhang mit den Zeichnungen.
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Es
zeigen:
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1 eine
schematische Darstellung einer bevorzugten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung
mit einem zugeführten
zu falzenden Materialbogen,
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2 die
erfindungsgemäße Vorrichtung
in 1 beim Vorfalzen des Materialbogens, wobei der umzulegende
Abschnitt des Materialbogens in einer zweiten Position ist,
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3 die
erfindungsgemäße Vorrichtung
in den 1 und 2 beim Falzen des Materialbogens,
wobei der umzulegende Abschnitt des Materialbogens in einer dritten
Position ist,
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4 die
erfindungsgemäße Vorrichtung
in den 1 bis 3 beim Falzen in einer Detailansicht,
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5 die
erfindungsgemäße Vorrichtung
in den 1 bis 4 beim Transport des Materialbogens
aus der Vorrichtung.
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Die
in den 1 bis 5 gezeigte bevorzugte Ausführungsform
einer erfindungsgemäßen Vorrichtung
zum maschinellen Falzen 10 weist einen Maschinenrahmen 12 auf,
an welchem durch Antriebsvorrichtungen für Materialbögen 14, insbesondere
Anschreiben von Bankbriefen beim Kartenversand, eine Transportebene 16 definiert
ist. Von den Antriebsvorrichtungen, bei denen es sich um Transportwalzen
handelt, sind in den Figuren lediglich eine erste Transportwalze 18 und
eine zweite Transportwalze 20 gezeigt.
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Um
an einem Materialbogen 14 eine Falzung zu erzeugen, sind
an der Vorrichtung 10 eine Falzstempelvorrichtung 22 sowie
eine Klemmvorrichtung 24 vorgesehen. Da die Falzstempelvorrichtung 22 wie
ein schwenkbarer Balken erscheint, wird diese nachfolgend auch als
Falzbalken 22 bezeichnet. Für die Klemmvorrichtung 24 wird
wegen ihres in einer scharfen Kante auslaufenden Endes auch der
Begriff Falzmesser verwendet.
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Beim
maschinellen Falzen wird zunächst
ein Materialbogen 14 in den Bereich des Falzstempels 22 transportiert.
Der Falzstempel (Falzbalken) 22 befindet sich dabei zunächst in
seiner Ausgangsstellung in einer leichten Schrägstellung zur Transportebene 16,
wobei der Winkel etwa 30° beträgt. Die Klemmvorrichtung 24 (das
Falzmesser) ist dabei zurückgeschwenkt.
Durch die zurückgeschwenkte
Stellung der Klemmvorrichtung 24, in der die Klemmvorrichtung 24 und
die Transportebene 16 einen Winkel von etwa 35° einschließen, ergibt
sich zu der ersten Antriebswalze 18 hin als Papierdurchlass
für den
Materialbogen 14 ein Spalt. Dadurch kann als Materialbogen 14 beispielsweise
ein mit Karten bestücktes Anschreiben
in eine Falzposition transportiert werden, wobei das Zuführen erst
dann abgeschlossen ist, wenn der umzulegende Abschnitt 25 des
Materialbogens 14 in einer ersten Position auf dem Falzbalken 22 aufliegt.
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Ist
die zuvor beschriebene und in 1 gezeigte
Position des Materialbogens 14 erreicht, schwenkt die Klemmvorrichtung 24 (das
Falzmesser) in seine Arbeitsstellung und klemmt den zu falzenden Materialbogen 14,
hier das zu falzende Anschreiben auf der ersten Antriebswalze 18 und
im Zusammenwirken mit dieser fest. Die genannte Klemmposition der
Klemmvorrichtung 24 ist in 2 gezeigt.
In dieser Klemmposition definiert ein gerundeter Vorfalzbereich
(26) (eine Falzmesserkante; 4) die Falzposition.
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Der
sich an das Zuführen
und Festklemmen anschließende
Verfahrensschritt ist der des Vorfalzens. Dazu wird durch eine Schwenkbewegung
des Falzbalkens 22 in die in 2 gezeigte
Vorfalzposition das Anschreiben (der Materialbogen) über die Falzmesserkante 26 vorgefalzt.
In der Vorfalzposition schließen
die Falzstempelvorrichtung (der Falzbalken) 22 und die
Transportebene 16 einen Winkel von etwa 90° ein. Der
umzulegende Abschnitt 25 des Materialbogens 14 ist
nun in einer zweiten Position, liegt aber nach wie vor auf dem Falzbalken 22 auf.
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Nach
dem Vorfalzen schwenkt das Falzmesser 24 in seine auch
in 3 gezeigte Ausgangsstellung zurück, so daß die Vorfalzkante
nun frei ist.
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Es
folgt der Vorgang des Falzens, bei dem durch eine Schwenkbewegung
eine Falzbalkenkante 28 (4) der Falzstempelvorrichtung 22 über die Vorfalzkante
geführt
wird und so für
ein scharfkantiges Falz sorgt. Bei diesem Falzvorgang klappt auch der
umzulegende Abschnitt 25 des Materialbogens 14 um
und ist nun in einer dritten Position, in der er nicht mehr auf
dem Falzbalken 22 aufliegt. Da dieser Vorgang komplex ist,
ist er in den 3 bis 5 verdeutlicht.
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Zunächst ist
zu beachten, daß die
Falzstempelvorrichtung (der Falzbalken) 22 mit einer Aufhängevorrichtung 30 und
einer Stößelvorrichtung 32 zusammenwirkt.
Zum einen ist die Falzstempelvorrichtung 22 an einer Exzenterachse 34 mit
der Aufhängevorrichtung
verbunden, zum anderen ist sie durch ein Gelenk 36 im Bereich
der Krafteinleitungsachse 38 mit der Stößelvorrichtung 32 verbunden.
Die Stößelvorrichtung 32 ihrerseits
ist an ihrem dem Gelenk 36 gegenüberliegenden Ende mit einem
drehbar gelagerten Anlenkdreieck 40 verbunden, wobei dieses Anlenkdreieck 40 um
eine Antriebsachse 42 rotatorisch antreibbar gelagert ist.
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Wird
nun das Anlenkdreieck 40 in der gezeigten Ansicht in 4 im
Uhrzeigersinn um die Antriebsachse 42 gedreht, wandert
die Stößelvorrichtung
wie in 5 gezeigt ein Stück weit nach oben. Da die Falzstempelvorrichtung
(der Falzbalken) 22 durch die Lagerung im Bereich der Exzenterachse 34 festgehalten
ist, resultiert aus der Hubbewegung der Stößelvorrichtung die durch den
Pfeil A in den 3 und 4 verdeutlichte
Drehbewegung der Stempelvorrichtung um die Exzenzterachse 34,
wodurch durch eine Art wischender Bewegung der Falz 44 ausgebildet
wird.
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Um
den Prozeß abzuschließen und
die Vorrichtung 10 für
einen weiteren Falzprozeß frei
zu machen, wird der Falzbalken angehoben und in eine Ausfördertransportstellung
geschwenkt. Die erste Antriebswalze 18 läuft an und
transportiert das Anschreiben weiter. Abschließend schwenken alle Elemente
in ihre Ausgangsstellung zurück.