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Die
Erfindung betrifft eine Falztrommel eines Falzapparats einer Druckmaschine
nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Falzapparate
von Druckmaschinen dienen der Ausbildung von Falzen an bedruckten
Bedruckstoffen, wobei bei aus dem Stand der Technik bekannten Falzapparaten
ein bahnförmiger
Bedruckstoff üblicherweise
zuerst durch eine als Falztrichter ausgebildete, erste Längsfalzeinheit
geführt
wird, um so am bahnförmigen
sowie vorzugsweise noch nicht durchtrennten Bedruckstoff einen ersten
Längsfalz auszubilden.
Ausgehend von der ersten Längsfalzeinheit
bzw. vom Falztrichter wird der bahnförmige Bedruckstoff in Richtung
auf eine Querfalzeinheit geführt,
die einen Schneidmesserzylinder, einen Falzmesserzylinder, einen
Falzklappenzylinder sowie gegebenenfalls einen Greiferzylinder umfasst.
Im Bereich des Schneidmesserzylinders werden vom bahnförmigen Bedruckstoff
Exemplare abgetrennt, die mit Hilfe des Falzmesserzylinders in Richtung
auf den Falzklappenzylinder bewegt werden. Die am Schneidmesserzylinder
abgetrennten Exemplare, welche vom Falzmesserzylinder in Richtung
auf den Falzklappenzylinder bewegt werden, werden unter Ausbildung
eines ersten Querfalzes vom Falzmesserzylinder an den Falzklappenzylinder übergeben.
Weitere, zweite Querfalze sind zwischen dem Falzklappenzylinder
und dem Greiferzylinder ausbildbar, der mit dem Falzklappenzylinder
zusammenwirkt. Die so mit einem Längsfalz sowie mit mindestens
einem Querfalz versehenen Exemplare gelangen ausgehend von der Querfalzeinheit
in den Bereich einer zweiten Längsfalzeinheit,
die üblicherweise
Falztrommeln umfasst. Mit Hilfe der Falztrommeln, die jeweils ein
Falzmesser umfassen, werden an den bereits vorgefalzten Exemplaren
zweite Längsfalze ausgebildet,
die parallel zu dem in der ersten Längsfalzeinheit ausgebildeten
Längsfalz
verlaufen. Eine solche Falztrommel ist aus der
DE 103 14 945 B4 bekannt.
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Die
aus der
DE 103 14
945 B4 bekannte Falztrommel verfügt über zwei sich gegenüberliegende
Falztrommelseitenwände,
an welchen Zapfen angreifen, wobei die Falztrommel über die
Zapfen an einem Gestell bzw. Rahmen drehbar gelagert werden kann.
Zwischen den Falztrommelseitenwänden
erstreckt sich eine Falzmesserwelle bzw. Falzmesserspindel, die über im Bereich
der Falztrommelseitenwände
positionierte Pendelrollenlager drehbar gelagert ist. Die Verwendung
derartiger Rollenlager ist erforderlich, um die im Betrieb der Falztrommel
auftretenden Kräfte,
nämlich
die Prozesskraft, Gewichtskraft sowie Fliehkraft, abfangen bzw.
aufnehmen zu können.
Rollenlager benötigen
jedoch eine relativ große
Mindestbelastung, die insbesondere im unteren und mittleren Drehzahlbereich
der Falztrommel nicht eingehalten werden kann. Bei plötzlichen Lastabwürfen können sich
bedingt durch die Massenträgheit
sowie die starke Reduzierung der in radialer Richtung wirkenden
Kräfte
Gleitbewegungen zwischen den Rollen und der Laufbahn der Rollenlager
ausbilden, die zu einem erhöhten
Lagerverschleiß führen können.
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Weiterhin
ist aus der
DE 195
11 054 C2 eine Falztrommel bekannt, deren Falzmesserspindel
in Kugellagern gelagert ist und bei der das Antriebszahnrad der
Falzmesserspindel mit einem Tellerfederpaket, welches in axialer
Richtung der Falzmesserspindel eine Kraft ausübt, auf Vorspannung gehalten
wird. Aber auch bei diesem Aufbau der Falztrommel können Gleitbewegungen
zwischen den Rollen und der Laufbahn der Rollenlager zu einem erhöhten Lagerverschleiß führen.
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Hiervon
ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde,
eine neuartige Falztrommel eines Falzapparats einer Druckmaschine
zu schaffen. Diese Aufgabe wird durch eine Falztrommel gemäß Anspruch
1 gelöst.
Erfindungsgemäß ist seitlich
neben den der Lagerung der Falzmesserspindel dienenden Rollenlagern
jeweils mindestens eine Spanneinrichtung positioniert, um eine Radialkraft
in die Falzmesserspindel einzuleiten und so das jeweilige Rollenlager
in radialer Richtung vorzuspannen.
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Im
Sinne der hier vorliegenden Erfindung wird vorgeschlagen, in die
Falzmesserspindel eine Radialkraft einzuleiten und hierdurch die
Rollenlager, die der Lagerung der Falzmesserspindel dienen, in radialer
Richtung vorzuspannen. Die Vorspannung der Rollenlager verhindert
eine Gleitbewegung zwischen den Rollen und der Laufbahn der Rollenlager, wodurch
ein Lagerverschleiß im
unteren Drehzahlbereich sowie bei plötzlichen Lastabwürfen deutlich
reduziert werden kann.
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Die
Größe der in
die Falzmesserspindel einzuleitenden Radialkraft und damit die Größe der radialen
Vorspannung der Rollenlager ist dabei vorzugsweise so bemessen,
dass die Summe aller wirkenden Kräfte und Momente eine Kraftrichtungsumkehr der
Lagerkräfte
verhindert. Hierdurch kann ein Durchlaufen des Lagerspiels vermieden
werden, wodurch einerseits eine Reduzierung des Spiels in einem
Getriebe der Falztrommel reduziert werden kann, und wodurch andererseits
die Falzgenauigkeit erhöht
werden kann.
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Nach
einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung umfasst jede Spanneinrichtung
zur Einleitung der Radialkraft in die Falzmesserspindel ein an der
Falzmesserspindel angreifendes Kugellager und ein an dem Kugellager
angreifendes Federelement, wobei das Kugellager zusammen mit dem
jeweiligen Rollenlager in einem Lagergehäuse derart angeordnet ist,
dass das Rollenlager axial und radial an dem Lagergehäuse abgestützt und
das seitlich neben dem jeweiligen Rollenlager positionierte Kugellager ohne
axiale und radiale Abstützung
am Lagergehäuse
in demselben angeordnet ist.
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Vorzugsweise
greift das Federelement am jeweiligen Kugellager unter Zwischenanordnung
eines das Kugellager umgebenden Rings an, wobei die vom Federelement
breitgestellte Radialkraft über
ein auf das Federelement einwirkendes Vorspannelement drehzahlunabhängig einstellbar
ist.
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Bevorzugte
Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und
der nachfolgenden Beschreibung. Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung
wird, ohne hierauf beschränkt
zu sein, an Hand der Zeichnung näher
erläutert.
Dabei zeigt:
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1:
eine erfindungsgemäße Falztrommel eines
Falzapparats einer Druckmaschine im teilweisen Querschnitt; und
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2:
das Detail II der Falztrommel gemäß 1.
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Nachfolgend
wird die Erfindung unter Bezugnahme auf 1 und 2 in
größerem Detail
beschrieben.
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1 zeigt
eine erfindungsgemäße Falztrommel 10 eines
Falzapparats einer Rollenrotationsdruckmaschine, wobei die Falztrommel 10 der
Ausbildung sogenannter zweiter Längsfalze
an von einem bahnförmigen
Bedruckstoff abgetrennten und mit einem ersten Längsfalz sowie mindestens einem Querfalz
vorgefalzten Exemplaren dient.
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Die
in 1 dargestellte Falztrommel 10 verfügt über zwei
sich gegenüberliegende
Falztrommelseitenwände 11 und 12.
An den Falztrommelseitenwänden 11 und 12 greifen
seitlich Zapfen 13 und 14 an, wobei die Falztrommel 10 über die
Zapfen 13 und 14 in einem Gestell bzw. Rahmen 15 drehbar
gelagert ist. Zur drehbaren Lagerung der Falztrommel 10 am
Rahmen 15 dienen die in 1 dargestellten
Lager 16, die mit einem feststehenden Lagerring am Rahmen 15 und
mit einem rotierenden Lagerring an den Zapfen 13 bzw. 14 angreifen.
Hierdurch ist die gesamte Falztrommel 10 um eine Längsachse 17 drehbar.
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Zwischen
den Falztrommelseitenwänden 11 und 12 ist
eine Falzmesserspindel 18 positioniert, wobei an der Falzmesserspindel 18 im
gezeigten Ausführungsbeispiel über einen
Falzmesserträger 19 ein
Falzmesser 20 befestigt ist. Die Falzmesserspindel 18 ist
um eine Längsachse 21 drehbar,
wobei die Längsachse 21,
um welche die Falzmesserspindel 18 drehbar ist, parallel
zur Längsachse 17 verläuft, um
welche die gesamte Falztrommel 10 drehbar ist. An dieser
Stelle sei darauf hingewiesen, dass die Drehbewegungen um die beiden
Längsachsen 17 und 21 vorzugsweise
mit unterschiedlichen Drehzahlen erfolgen, wobei die Drehzahl der
Falzmesserspindel 18 um die Längsachse 21 vorzugsweise
doppelt so groß ist
wie die Drehzahl der gesamten Falztrommel 10 um die Längsachse 17.
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Die
Falzmesserspindel 18 ist an seitlichen Enden über Rollenlager 22 drehbar
gelagert, wobei die Rollenlager 22 in einem Lagergehäuse 23 positioniert
sind. Wie insbesondere 2 entnommen werden kann, stützt sich
das jeweilige Rollenlager 22 am Lagergehäuse 23 in
axialer Richtung sowie in radialer Richtung ab. Die Rollenlager 22 sind
vorzugsweise als Pendelrollenlager ausgeführt.
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Im
Sinne der hier vorliegenden Erfindung wird nun vorgeschlagen, dass
seitlich neben den Rollenlagern 22 jeweils mindestens eine
Spanneinrichtung 24 positioniert ist, um eine Radialkraft
in die Falzmesserspindel 18 einzuleiten und so die Rollenlager 22 in
radialer Richtung vorzuspannen. Durch die radiale Vorspannung der
Rollenlager 22 kann eine Unterschreitung der Mindestbelastung
für die Rollenlager 22 insbesondere
im unteren Drehzahlbereich der Falztrommel 10 sowie bei
einem plötzlichen Lastabwurf
vermieden werden, sodass sich kein Schlupf bzw. Gleiten zwischen
den Rollen und der Laufbahn der Rollenlager 22 ausbilden
kann. Hierdurch wird ein Verschleiß der Rollenlager 22 minimiert.
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Die
Größe der radialen
Vorspannkraft wird dabei vorzugsweise derart bemessen, dass die
Summe aller wirkenden Kräfte
und Momente keinen Wechsel der Kraftrichtung der Lagerkräfte der
Rollenlager 22 erlaubt, sodass ein Lagerspiel nicht durchlaufen
wird.
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Die
zu den Seiten der beiden Rollenlagern 22 positionierten
Spanneinrichtungen 24, die der Einleitung der Radialkraft
in die Falzmesserspindel 18 und damit der radialen Vorspannung
der Rollenlager 22 dienen, umfassen jeweils ein Kugellager 25 sowie ein
Federelement 26. Die Kugellager 25 sind vorzugsweise
als Rillenkugellager ausgeführt
und greifen an der Falzmesserspindel 18 an. Das Federelement 26 greift
am Kugellager 25 unter Zwischenanordnung eines Rings 27 an,
wobei der Ring 27 das jeweilige Kugellager 25 umschließt und radial
außen eine
Tasche aufweist, in welcher das Federelement 26 aufgenommen
ist.
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Wie
insbesondere 2 entnommen werden kann, ist
das Kugellager 25 zusammen mit dem Rollenlager 22 im
Lagergehäuse 23 positioniert;
das Kugellager 25 ist jedoch ohne axiale und radiale Abstützung am
Lagergehäuse 23 in
demselben positioniert, sodass die Lagerung der Falzmesserspindel 18 nicht überbestimmt
ist. Die Einleitung der radialen Kraft in die Falzmesserspindel 18 und
damit die radiale Vorspannung der Rollenlager 22 erfolgt
demnach entkoppelt von der Drehbewegung der Falzmesserspindel 18.
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Wie
ebenfalls 2 entnommen werden kann, ist
die Spanneinrichtung 24 zur Einleitung der Radialkraft
in die Falzmesserspindel 18 und damit zur radialen Vorspannung
der Rollenlager 22 unmittelbar neben dem jeweiligen Rollenlager 22 angeordnet,
wobei zwischen der Spanneinrichtung 24 und dem Rollenlager 22 bzw.
zwischen dem Kugellager 25 und dem Rollenlager 22 lediglich
ein Distanzring 28 positioniert ist.
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Das
Federelement 26 der Spanninrichtung 24 kann als
Tellerfeder, Druckfeder oder jede andere Feder ausgebildet sein.
Alternativ zu Federelementen können
auch Zahnradgetriebestufen oder Zugmittelgetriebestufen verwendet
werden, um die Radialkraft bereitzustellen und über das Kugellager 25 in die
Falzmesserspindel 18 einzuleiten.
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Die
von dem jeweiligen Federelement 26 bereitgestellte Radialkraft
ist mit Hilfe eines auf das jeweilige Federelement 26 einwirkenden
Vorspannelement 29 einstellbar. Das Vorspannelement 29 ist
im gezeigten Ausführungsbeispiel
als eine in einer Bohrung 30 geführte Madenschraube 31 ausgeführt, wobei
die Position der Madenschraube 31 innerhalb der Bohrung 30 die
Vorspannung des Federelements 26 und damit die vom Federelement 26 bereitgestellte Radialkraft
bestimmt. Die Position der Madenschraube 31 innerhalb der
Bohrung 30 wird über
eine weitere Madenschraube 32 fixiert, die in einer senkrecht zur
Bohrung 30 verlaufenden Bohrung 33 geführt ist und
zur Fixierung der in der Bohrung 30 geführten Maden schraube 31 gegen
dieselbe drückt.
Die Bohrungen 30 und 33 sind demnach verbunden.
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Der
Kraftfluss zur radialen Vorspannung der Rollenlager 22 erstreckt
sich ausgehend vom Lagergehäuse 23 über die
Vorspanneinrichtung 29 in das Federelement 26,
vom Federelement 26 in den das Kugellager 25 umgebenden
Ring 27 und von diesem Ring 27 in das Kugellager 25. Über das
Kugellager 25 wird die Radialkraft in die Falzmesserspindel 18 eingeleitet,
wodurch die Rollenlager 22 vorgespannt werden. Von den
Rollenlagern 22 wird die Kraft in das Lagergehäuse 23 abgeleitet.
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Wie
insbesondere 1 entnommen werden kann, sind
die Rollenlager 22 sowie die den Rollenlagern 22 zugeordneten
Spanneinrichtungen 24 zur Vorspannung derselben mit seitlichem
Abstand von den Falztrommelseitenwänden 11 und 12 angeordnet,
nämlich
zwischen den Falztrommelseitenwänden 11 und 12 positioniert.
So zeigt 1 Abstände a und b der Mitte der Rollenlager 22 von
den Falztrommelseitenwänden 11 und 12,
wobei durch diese Abstände
a und b die Stützweite
der Rollenlager 22 reduziert bzw. verringert werden kann.
Hierdurch kann eine Masseeinsparung realisiert werden.
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- 10
- Falztrommel
- 11
- Falztrommelseitenwand
- 12
- Falztrommelseitenwand
- 13
- Zapfen
- 14
- Zapfen
- 15
- Rahmen
- 16
- Lager
- 17
- Längsachse
- 18
- Falzmesserspindel
- 19
- Falzmesserträger
- 20
- Falzmesser
- 21
- Längsachse
- 22
- Rollenlager
- 23
- Lagergehäuse
- 24
- Spanneinrichtung
- 25
- Kugellager
- 26
- Federelement
- 27
- Ring
- 28
- Distanzring
- 29
- Vorspannelement
- 30
- Bohrung
- 31
- Madenschraube
- 32
- Madenschraube
- 33
- Bohrung