DE102006019799A1

DE102006019799A1 - Falzapparat

Info

Publication number: DE102006019799A1
Application number: DE102006019799A
Authority: DE
Inventors: Sebastian Prüm
Original assignee: Koenig and Bauer AG
Current assignee: Koenig and Bauer AG
Priority date: 2006-04-28
Filing date: 2006-04-28
Publication date: 2007-10-31
Also published as: DE502007002375D1; EP1849730A1; EP1849730B1; ATE452847T1

Abstract

Ein Falzapparat für eine m-feldrige Druckmaschine umfasst einen Falzmesserzylinder, der jeweils eine Anzahl n von gleichmäßig um seinen Umfang verteilten Falzmessern und Haltewerkzeugen trägt, die jeweils an eine Steuereinrichtung zum Antreiben einer Arbeitsbewegung gekoppelt sind, eine von der Steuereinrichtung jedes Falzmessers abgetastete ortsfeste Kurvenscheibe und ein an die Drehung des Falzmesserzylinders gekoppelte, von der Steuereinrichtung jedes Falzmessers abgetastete Deckscheibe, eine von der Steuereinrichtung jedes Haltewerkzeugs abgetastete ortsfest Kurvenscheibe und ein an die Drehung des Falzmesserzylinders gekoppelte, von der Steuereinrichtung jedes Haltewerkzeugs abgetastete Deckscheibe. Jede Kurvenscheibe umfasst einen im Zusammenwirken mit der Steuereinrichtung die Arbeitsbewegung steuernden Umfangsabschnitt und einen die Arbeitsbewegung nicht steuernden Abschnitt. Die Deckscheibe weist eine Mehrzahl von Gruppen von Sektoren auf, wobei die Sektoren jeweils einer der Gruppen bei aufeinander folgenden Umdrehungen des Falzmesserzylinders nacheinander jeweils zusammen mit dem die Arbeitsbewegung steuernden Umfangsabschnitt der Kurvenscheibe von der Steuereinrichtung passiert werden. In wenigstens einer dieser Gruppen weist wenigstens einer dieser Sektoren einen ersten Radius auf, der das Zusammenwirken von Steuereinrichtung und Umfangsabschnitt zum Steuern der Arbeitsbewegung erlaubt, und wenigstens ein anderer dieser Sektoren weist einen zweiten Radius ...

Description

Die Erfindung betrifft einen Falzapparat gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Ein solcher Falzapparat umfasst im allgemeinen einen Falzmesserzylinder, der jeweils eine Anzahl n von gleichmäßig um seinen Umfang verteilten Falzmessern und Haltewerkzeugen trägt. Die Haltewerkzeuge dienen dazu, ein dem Falzmesserzylinder zugeführtes Produkt an der Oberfläche des Falzmesserzylinders solange fest zu halten und mit dessen Umdrehung zu transportieren, bis es an einer Übergabestelle wieder frei gegeben wird, wobei die Übergabe an eine auf den Falzmesserzylinder folgende Transporteinheit durch Ausfahren eines Falzmessers entlang einer Mittellinie des Produkts und Übergeben des Produkts mit der gefalzten Mittellinie voran an diese nachfolgende Einheit erfolgt.
Die Arbeitsbewegungen der Falzmesser und Haltewerkzeuge sind gesteuert durch von Steuereinrichtungen der Falzmesser bzw. Haltewerkzeuge abgetastete Kurvenscheiben, die koaxial zum Falzmesserzylinder angeordnet aber nicht gemeinsam mit diesem drehbar sind. So passiert die Steuereinrichtung jedes Falzmessers oder Haltewerkzeugs bei jeder Umdrehung des Falzmesserzylinders einmal einen Umfangsabschnitt der Kurvenscheibe, der eine gegebenen Arbeitsbewegung steuert.
Um bestimmte Arbeitsbewegungen zeitweilig zu unterdrücken, ist bekannt, jeder Kurvenscheibe eine Deckscheibe zuzuordnen, die gekoppelt an den Falzmesserzylinder, allerdings mit einer anderen Geschwindigkeit als dieser, drehbar ist und Sektoren mit unterschiedlichen Radien aufweist, wobei ein erster dieser Radien so gewählt ist, dass wenn die Steuereinrichtung gleichzeitig mit einem Sektor der Deckscheibe mit diesem ersten Radius den die Arbeitsbewegung steuernden Abschnitt der Kurvenscheibe passiert, die Arbeitsbewegung nicht behindert wird, während ein Deckscheibensektor mit dem zweiten Radius eine daran anliegende Steuereinrichtung daran hindert, ihre Arbeitsbewegung auszuführen.
Aus WO 2005/102890 A2 ist ein Falzapparat dieser Art bekannt, bei dem eine Deckscheibe eine Mehrzahl von Sektorengruppen von Sektoren aufweist, wobei Sektoren zu einer gleichen Sektorengruppe gerechnet werden, die bei aufeinanderfolgenden Umdrehungen des Zylinders nacheinander jeweils zusammen mit dem die Arbeitsbewegung steuernden Abschnitt der Kurvenscheibe von der Steuereinrichtung passiert werden, und wobei die Gruppen sich voneinander in der Häufigkeit der Sektoren mit dem ersten Radius bzw. der Sektoren mit dem zweiten Radius unterscheiden. Genauer gesagt gibt es bei diesem bekannten Falzapparat vier Gruppen von Sektoren, wobei die erste Gruppe nur Sektoren mit dem ersten Radius umfasst, die zweite Gruppe auf je einen Sektor mit dem ersten Radius einen Sektor mit dem zweiten umfasst, die dritte auf jeden Sektor mit dem ersten Radius zwei Sektoren mit dem zweiten Radius umfasst und die vierte Gruppe auf jeden Sektor mit dem ersten Radius drei Sektoren mit dem zweiten Radius umfasst. Je nachdem, welche der vier Gruppen von Sektoren im Betrieb abgetastet wird, ermöglicht dieser Falzapparat Nichtsammel-, Einfach-, Zweifach- oder Dreifachsammelbetrieb.
Eine große Zahl von Produkten auf den Falzmesserzylinder zu sammeln ist nur dann sinnvoll, wenn die Plattenzylinder einer dem Falzapparat vorgeschalteten Druckmaschine eine entsprechend große Zahl von Feldern auf ihrem Umfang aufweisen. Bei einer zweifeldrigen Druckmaschine würde Zwei- oder Dreifachsammelbetrieb dazu führen, dass Produkte mit gleichen Druckbildern gesammelt werden, was im allgemeinen nicht erwünscht ist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Falzapparat zu schaffen.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
Die mit der Erfindung erzielbaren Vorteile bestehen insbesondere darin, dass der Falzapparat einen Sammelbetrieb mit einer hohen Zahl von unterschiedlichen gesammelten Produkten trotz begrenzter Felderzahl der Plattenzylinder einer vorgelagerten Druckmaschine ermöglicht. Wenn der Winkelabstand zwischen Haltewerkzeug und zugeordnetem Falzmesser π/n beträgt, so können aus einer in der Druckmaschine bedruckten Materialbahn Produkte geschnitten werden, deren Länge der Länge der Felder entspricht, und diese Produkte können von dem Falzzylinder aufgenommen und mittig gefalzt werden. Bei einem Winkelabstand zwischen Haltewerkzeug und Falzmesser von πm/n(m + 1) ist eine mittige Falzung von Produkten möglich, von denen pro Umdrehung des Plattenzylinders m + 1-Stück geschnitten werden, d. h. deren Länge das m/(m + 1)-fache eines Feldes des Plattenzylinders beträgt.
Selbstverständlich kann auch eine Verstellbarkeit des Winkelabstands auf kleinere Werte als πm/n(m + 1), insbesondere auf πm/n(m + 2), πm/n(m + 3) etc... vorgesehen werden, wenn pro Umdrehung des Plattenzylinders mehr als m + 1-Produkte erhalten und gefalzt werden sollen.
Von den mehreren Sektorengruppen kann eine nur Sektoren mit dem ersten Radius umfassen. Eine solche Gruppe wird für Nichtsammelbetrieb benötigt.
Bei der von der Steuereinrichtung der Falzmesser abgetasteten Deckscheibe kann umgekehrt eine der Gruppen nur Sektoren mit dem zweiten Radius umfassen. Dadurch wird eine Ausfahrbewegung der Falzmesser unterbunden, so dass die Produkte den Falzapparat ungefalzt durchlaufen können.
Das gleiche Ergebnis kann erreicht werden, wenn die Steuereinrichtungen der Falzmesser in einer Stellung festlegbar sind, in der sie am Kontakt mit wenigstens jedem den ersten Radius aufweisenden Sektor gehindert sind. Diese Alternative hat den Vorteil, dass sie für den nichtfalzenden Betrieb keine eigene Gruppe von Sektoren benötigt, so dass für die anderen Gruppen mehr Platz am Umfang der entsprechenden Deckscheibe zur Verfügung steht.
Um den Nichtfalzbetrieb zu ermöglichen, ist zweckmäßigerweise die von Steuereinrichtungen der den Haltewerkzeugen abgetastete Deckscheibe zwischen einer Falzbetriebsstellung, in der sie die Arbeitsbewegung zum Freigeben eines gehaltenen Produktes bei Durchgang der zu falzenden Mitte des Produktes durch eine Übergabestelle erlaubt, und einer Nichtfalzbetriebsstellung phasenverstellbar, in der sie die Bewegung zum Freigeben eines gehaltenen Produktes bei Durchgang von dessen führendem Ende durch die Übergabestelle erlaubt.
Die Steuerkurve steuert, die Deckscheibe erlaubt oder verhindert den Kontakt der Steuereinrichtungen zur Steuerkurve.
Die von den Haltewerkzeugen abgetastete Deckscheibe kann über ein Differenzialgetriebe an die Drehung des Zylinderkörpers gekoppelt sein. Die Übersetzung des Differenzialgetriebes ist zweckmäßigerweise so gewählt, dass bei festgehaltener Stellwelle des Differenzialgetriebes die Deckscheibe die eingestellte Falzbetriebsstellung oder Nichtfalzbetriebsstellung während der Drehung des Falzmesserzylinders beibehält, während durch Drehen der Stellwelle eine Umschaltung zwischen Falzbetriebsstellung und Nichtfalzbetriebsstellung oder zwischen verschiedenen Produktlängen entsprechenden Falzbetriebsstellungen erfolgt.
Die von den Steuereinrichtungen der Haltewerkzeuge abgetastete Steuerkurve steuert im allgemeinen als eine weitere Arbeitsbewegung eine Greifbewegung, durch die ein zugeführtes Produkt am Falzmesserzylinder festgelegt wird. Wenn zum Umschalten zwischen Falzbetrieb und Nichtfalzbetrieb oder Längenänderung des zu falzenden Bogens die Steuerkurve gedreht wird, so führt dies auch zu einer Verlagerung des Ortes der Greifbewegung entlang des Umfangs des Falzmesserzylinders. Um sicherzustellen, dass sowohl bei Falzbetrieb als auch bei Nichtfalzbetrieb ein dem Falzmesserzylinder zugeführtes Produkt sicher von dem Haltewerkzeug festgelegt werden kann, ist vorzugsweise eine Bandführungseinrichtung vorgesehen, die den Falzmesserzylinder ab einer Auftreffstelle der Produkte auf einem Winkel umschlingt, der wenigstens der Verstellbewegungsfreiheit der Steuerkurve entspricht.
Auch die von den Falzmessern abgetastete Deckscheibe ist vorzugsweise über ein Differentalgetriebe an die Stellung des Zylinderkörpers gekoppelt, und durch Drehen einer Stellwelle des Differentialgetriebes ist die Deckscheibe zwischen einer Stellung, in der die Falzmesser den ihre Arbeitsbewegung steuernden Abschnitt der Kurvenscheibe jeweils zusammen mit Sektoren einer ersten der Gruppen passieren, und einer Stellung verstellbar, in der sie den die Arbeitsbewegung steuernden Abschnitt zusammen mit Sektoren einer beliebigen anderen der Gruppen passieren. So dient die Stellwelle zum Umschalten zwischen Sammel- und Nichtsammelbetrieb bzw. zwischen unterschiedlichen Sammelbetriebsarten.
Vorzugsweise umfasst jede Gruppe sechs Sektoren. Dies ist die kleinste Zahl von Sektoren, die zur Realisierung von Nichtsammelbetrieb, Einfach- und Zweifachsammeibetrieb erforderlich ist.
Eine der Gruppen von Sektoren, als Einfach-Sammelbetriebsgruppe bezeichnet, weist gleich viele Sektoren mit dem ersten und dem zweiten Radius auf, die alternierend von den Steuereinrichtungen abgetastet werden. Bei einer anderen Gruppe, als Zweifach-Sammelbetriebsgruppe bezeichnet, kommt auf je zwei Sektoren mit dem zweiten Radius ein Sektor mit dem ersten Radius.
Um die Stellbewegung zwischen den Betriebsarten klein zu halten, sind die Sektoren der Einfach-Sammelbetriebsgruppe und der Zweifach-Sammelbetriebsgruppe vorzugsweise paarweise aneinander grenzend angeordnet. Diese Anordnung begrenzt auch die Zahl der Stufen am Umfang der Deckscheiben, die bei einem Kontakt mit den Steuereinrichtungen diese stark verschleißen können bzw. selbst verschleißgefährdet sind.
Da die Zahl der Produkte, die der Falzklappenzylinder pro Umdrehung verarbeiten kann, konstant ist, muss dieser mit unterschiedlichen Drehgeschwindigkeiten betrieben werden, je nach dem wie groß die Zahl der Produkte ist, die aus einer gegebenen Länge der Bedruckstoffbahn geschnitten und dem Falzklappenzylinder zugeführt werden.
Ausführungsbeispiel der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im Folgenden näher beschrieben.
Es zeigen:
1 eine schematische Seitenansicht eines Falzapparats;
2 einen partiellen axialen Schnitt durch den Falzmesserzylinder und dessen Umgebung;
3 bis 8 schematische Seitenansichten des Falzmesserzylinders sowie der die Haltewerkzeuge steuernden Kurvenscheibe und Deckscheibe in verschiedenen Betriebszuständen des Falzapparats;
9 und 10 schematische Seitenansichten des Falzmesserzylinders und der die Falzmesser steuernden Kurvenscheibe und Deckscheibe in verschiedenen Betriebszuständen.
Der in 1 schematisch dargestellte Falzapparat empfängt eine bedruckte Materialbahn 01, z. B. Papierbahn 01 oder aus einem anderen Bedruckstoff von einer Druckmaschine, die, da an sich bekannt, in den Figuren nicht dargestellt ist. Die Druckmaschine hat z. B. zweifeldrige Plattenzylinder, d. h. es sind m = 2 Druckplatten, die unterschiedliche Druckbilder aufweisen können, über den Umfang des Plattenzylinder hinweg montierbar.
Am Eingang des Falzapparats durchläuft die Papierbahn 01 zunächst ein Querscheider 02, z. B. ein Paar von Schneidwalzen 02, die die Papierbahn 01 in einzelne Produkte querschneiden. Die Umdrehungsgeschwindigkeit der Schneidwalzen 02 ist unabhängig von der Laufgeschwindigkeit der Papierbahn 01 einstellbar, um die Erzeugung von Produkten unterschiedlicher Länge zu ermöglichen. In den meisten Fällen ist die Umdrehungsgeschwindigkeit der Schneidwalzen 02 so eingestellt, das Produkte mit einer der Umfangslänge der Druckplatten entsprechenden Länge erhalten werden, von denen jedes das Druckbild jeweils einer Druckplatte trägt. Es ist aber auch eine um den Faktor (m + 1)/m = 1,5 höhere Umdrehungsgeschwindigkeit der Schneidwalzen 02 einstellbar, wodurch Produkte erhalten werden, deren Länge jeweils zwei Dritteln der Umfangslänge der Druckplatten entspricht und von denen das erste Produkt die ersten zwei Drittel des Druckbildes der ersten Druckplatte, das zweite Produkt das letzte Drittel des Druckbildes der ersten Druckplatte und das erste Drittel des Druckbildes der zweiten und das dritte Produkt die letzten zwei Drittel des Druckbildes der zweiten Druckplatte trägt. Durch Betrieb mit entsprechend erhöhter Umdrehungsgeschwindigkeit ist es auch denkbar, mit Hilfe der Schneidwalzen 02 vier oder mehr Produkte aus einem zwei Druckplatten langen Stück der Papierbahn 01 zu erhalten.
Eine alternative Möglichkeit, unterschiedliche Zahlen von Produkten zu erhalten, ist, die Schneidwalzen 02 mit mehreren Sätzen von im gleichen Winkelabstand angeordneten Messern zu bestücken, z. B. ein Satz mit zwei Messern und einer mit drei Messern, wobei von den zwei Sätzen jeweils stets nur einer ausgefahren ist, um die Bahn 01 zu schneiden. In diesem Fall kann die Umfangsgeschwindigkeit der Schneidwalzen 02 fest an die Laufgeschwindigkeit der Bahn 01 gekoppelt sein.
Es muss jedoch sichergestellt sein, das jede vordere Schneidkante von einem Haltesystem erfasst werden kann und mit einem Falzmessersystem gefalzt werden kann.
Auf dem Weg der Produkte durch den Falzapparat ist im Anschluss an die Schneidwalzen 02 eine Bandfördereinrichtung 03 angeordnet, die zwei über Umlenkwalzen 04 geführte Bänder 06; 07 umfasst.
Einander gegenüberliegende Abschnitte der Bänder 06; 07 bilden einen Kanal, durch den die zwischen den Bändern 06; 07 eingeklemmten Produkte zu einem Falzmesserzylinder 08 geführt werden. Das Band 07, das die dem Falzmesserzylinder 08 zugewandte Seite des Kanals bildet, erstreckt sich bis in die Nähe eines Auftreffpunkts 10 der Produkte auf den Falzmesserzylinder 08. Das Band 06 erstreckt sich über den Auftreffpunkt 10 hinaus und umschlingt den Falzmesserzylinder 08 auf einem großen Teil seines Umfangs bis kurz vor einem Übergabespalt 09, an dem der Falzmesserzylinder 08 und ein Falzklappenzylinder 11 sich gegenüberliegen und die Produkte an den Falzklappenzylinder 11 übergeben werden.
Der Falzmesserzylinder 08 trägt eine ungerade Anzahl n von Haltewerkzeugen 12, z. B. Greifern 12 und Falzmessern 13, im hier betrachteten Beispiel je n = 5 Stück, die in 1 nicht dargestellt sind. Die Greifer 12 führen jeweils auf dem von dem Band 06 umschlungenen Abschnitt des Falzmesserzylinders 08 eine Öffnungs- und Schließbewegung aus, um die dem Falzmesserzylinder 08 zugeführten Produkte einzuklemmen, und eine weitere Öffnungs- und Schließbewegung nach Durchgang durch den Übergabespalt 09, um die Übergabe der Produkte an den Falzklappenzylinder 11 zu ermöglichen. Die Falzmesser 13 werden jeweils beim Durchgang durch den Übergabespalt 09 aus dem Inneren des Falzmesserzylinders 08 ausgefahren, um ein daran gehaltenes Produkt mit einer Falzlinie voran in eine nicht dargestellte Falzklappe des Falzklappenzylinders 11 einzuführen. Um dabei die Produkte mittig zu falzen, muss der Winkelabstand zwischen einem Greifer 12 und einem Falzmesser 13, das auf das von diesem Greifer 12 gehaltene Produkt einwirkt, zwischen einem Zehntel (1/2n) des Umfangs des Falzmesserzylinders 08 bei Verarbeitung von Produkten mit einer vollen Seitenlänge und einem Fünfzehntel (1/3n) des Umfangs des Falzmesserzylinders 08 bei Verarbeitung von Produkten mit zwei Drittel Seitenlänge verschiebbar sein.
Die Geschwindigkeit der Papierbahn 01 wird durch die Druckwerksgeschwindigkeit bestimmt, stellt man ein Produkt her, bei dem das durch eine Druckwerksumdrehung geförderte Papier in zwei Abschnitte zerteilt wird, so macht das Schneidwerk (Querschneider 02) zwei Umdrehungen und der Falzmesserzylinder 08 rückt um zwei Teilungen vor.
Wird der pro Druckwerkszylinderumdrehung geförderte Bahnabschnitt in drei gleiche Abschnitte geschnitten, macht das Schneidwerk drei Umdrehungen und der Falzmesserzylinder 08 rückt um drei Teilungen vor.
Die Bänder 06 und 07 laufen mit der Umfangsgeschwindigkeit des Falzmesserzylinders 08. Durch ein Verdrehen der Schneidwalzen 02 wird gewährleistet, dass der Bogenanfang auf einen Greifer 12 trifft beim Auflaufen des Bogens auf den Falzmesserzylinders 08. Die Anpassung des Falzapparates an die Druckwerke geschieht durch eine Anpassungsstufe, also vor dem Schneidwerk.
Der Falzklappenzylinder 11 ist zusätzlich zu den bereits erwähnten Falzklappen mit Greifern von gleicher Bauart wie die Greifer 12 des Falzmesserzylinders 08 ausgestattet. Indem die Greifer 12 des Falzmesserzylinders 08 jeweils beim Durchgang durch den Übergabespalt 09 öffnen und gleichzeitig die Greifer des Falzklappenzylinder 11 schließen, und ein Ausfahren der Falzmesser 13 unterbunden wird, ist ein Betriebszustand realisierbar, in welchem Produkte den Falzmesserzylinder 08 passieren, ohne quergefalzt zu werden. Auch die Details dieses Betriebszustandes werden im Folgenden anhand der 2 ff. genauer erläutert.
Eine zweite Bandfördereinrichtung 14 ist vorgesehen, um Produkte vom Falzklappenzylinder 11 abzunehmen und einer nicht gezeigten Längsfalzvorrichtung zuzuführen. Alternativ gelangen die Produkte vom Falzklappenzylinder 11 zu einem Schaufelrad 16, von dem sie geschuppt auf ein Förderband 17 ausgelegt werden.
2 zeigt einen Schnitt durch einen axialen Endbereich des Falzmesserzylinders 08 und eine Seitengestellplatte 18 des Falzapparats, in welcher der Falzmesserzylinder 08 gehalten ist. Der Falzmesserzylinder 08 umfasst eine Welle 19, die eine Öffnung der Seitengestellplatte 18 durchsetzt und in dieser durch ein Lager 21, z. B. Wälzlager 21 drehbar gehalten ist. Mit der Welle 19 sind fünf Arme 22 drehfest verbunden, von denen nur einer in der 2 im Schnitt gezeigt ist. An den Enden der Arme 22 ist jeweils eine Spindel 23 schwenkbar gehalten, die Greifer 12 trägt. Eine am Ende der Spindel 23 befestigte Steuereinrichtung 24, z. B. ein Schwenkarm 24 trägt an seinem freien Ende zwei Rollen 26, die eine Kurvenscheibe 27 bzw. eine Deckscheibe 28 abtasten, die zu der Welle 19 koaxial und um diese drehbar angeordnet sind.
Fünf von der Welle 19 abstehende Arme 29, von denen wiederum nur einer in 2 dargestellt ist, tragen an ihren Enden jeweils eine Spindel 31, an der ein Falzmesser 13 montiert ist. Der Winkelabstand der Arme 29 von den Armen 22 ist unterschiedlich festlegbar, um den Abstand zwischen Greifern 12 und den Falzmessern 13 wie oben bereits beschrieben an die Länge der zu verarbeitenden Produkte anzupassen, was nicht dargestellt ist. Ebenso muss die Winkellage der Kurvenscheibe 27 für die Halteelemente verändert werden. Zum Verstellen der Greifersteuerkurve dient ein Stellmotor 30, der über einen Riementrieb und eine Welle 35 an einem mit der Kurvenscheibe 27 drehfest verbundenen Zahnrad angreift. Eine an einem Ende der Spindel 31 montierte Steuereinrichtung 32, z. B. ein Schwenkarm 32 trägt an seinem freien Ende Rollen 33, die jeweils eine Kurvenscheibe 34 bzw. eine Deckscheibe 36 abtasten. Die Kurvenscheibe 34 ist koaxial zur Welle 19 drehfest an der Seitengestellplatte 18 verankert; die Deckscheibe 36 ist gekoppelt an die Drehung der Welle 19 drehbar.
Die Kopplung der Deckscheiben 36; 28 an die Drehung der Welle 19 ist durch zwei Differentialgetriebe hergestellt, die mit einem an der Welle 19 drehfesten Zahnrad 37 kämmen und von denen in dem Schnitt der 2 nur die Deckscheibe 36 antreibende Differentialgetriebe 38 gezeigt ist. Die Differentialgetriebe sind baugleich, hier in Form von Harmonic-Drive-Getrieben mit Hohlrädern 39; 41, einem Wave Generator 42 und einem Flexspline, der den unrunden Wave Generator 42 umgibt und eine mit den Hohlrädern 39; 41 kämmende Außenverzahnung trägt. Das Hohlrad 39 ist drehfest mit einem Zahnrad verbunden, das mit dem Zahnrad 37 der Welle 19 kämmt. Das Hohlrad 41 treibt über eine Welle 43 ein Zahnrad 44 im Inneren der Seitengestellplatte 18 an, das mit einem zur Welle 19 koaxialen und mit der Deckscheibe 36 drehfest verbundenen Zahnrad 46 kämmt. An dem seitlich herausgeführten Wave Generator 42 greift über einen Riementrieb 47 ein Stellmotor 48 an, der im stillstehenden Zustand eine Drehung des Wave Generators 42 blockiert. Die Übersetzung des Wave Getriebes 36 zwischen der Welle 19 und der Deckscheibe 36 bzw. 28 beträgt 1:5/6, d. h. auf eine Umdrehung der Welle 19 entfallen fünf Sechstel Umdrehungen der Deckscheiben 36; 28. Durch Betätigen des Stellmotors 48 ist die Phasenlage der Deckscheibe 28 bzw. 36 in Bezug auf die Welle 19 variabel.
3 zeigt eine schematische Seitenansicht des Falzmesserzylinders 08 mit den Greifern 12 und Falzmessern 13 sowie der Kurvenscheibe 27 und der Deckscheibe 28 zum Steuern der Greifer 12. Die Kurvenscheibe 27 hat zwei Umfangsabschnitte 49; 51, z. B. Mulden 49; 51, die, wenn sie von den Schwenkarmen 24 der Greifer 12 abgetastet werden, jeweils eine Öffnungs- und Schließbewegung der Greifer 12 antreiben. Die Kurvenscheibe 27 ist so gedreht, dass die Mulde 49 ein Öffnen eines Greifers 12 in dem Moment steuert, in welchem die Mittellinie eines von diesem Greifer 12 gehaltenen, eine Seite langen Produkts den Übergabespalt 09 passiert. Die Mulde 51 steuert eine Öffnungs- und Schließbewegung der Greifer 12, durch die ein von dem Band 06 gegen den Falzmesserzylinder 08 gedrücktes Produkt vom Greifer 12 erfasst wird, in der Nähe des tiefsten Punkts des Weges des Produkts um den Falzmesserzylinder 08.
Die Deckscheibe 28 ist in Umfangsrichtung in drei Gruppen von je sechs Sektoren 52; 53; 54 (bzw. 52_i ; 53_i ; 54_i , i = 1,..., 6) gegliedert, die der besseren Erkennbarkeit wegen nicht, locker bzw. dicht schraffiert dargestellt sind. Die sechs Sektoren 52 haben sämtlich einen kleinen Radius, so dass der Schwenkarm 24 eines Greifers 12, wenn er gemeinsam mit einem der Sektoren 52 die Mulde 49 passiert, deren Verlauf folgen und dementsprechend die Öffnungs- und Schließbewegung steuern kann. Die Sektoren 53 haben abwechselnd großen und kleinen Radius, wobei die Sektoren 53₂ ; 53₄ ; 53₆ mit großem Radius, wenn sie zusammen mit einem Greifer 12 die Mulde 49 passieren, den Schwenkarm 24 des Greifers 12 daran hindern, in die Mulde 49 einzutauchen, so dass die Öffnungs- und Schießbewegung unterbleibt. Unter den Sektoren 54 haben jeweils einer 54₁ bzw. 54₄ kleinen und die zwei darauf folgenden 54₂ ; 54₃ bzw. 54₅ ; 54₆ großen Radius.
In der Darstellung der 3 sind die Phasenlagen des Falzmesserzylinders 08 und der Deckscheibe 28 so aufeinander eingestellt, dass der Greifer 12₁ an der Mulde 49 mit dem Sektor 52₁ zusammentrifft. Wenn sich der Falzmesserzylinder 08 weiter dreht, trifft der Greifer 12₂ an der Mulde 49 auf den Sektor 52₂ usw. bis zum Greifer 12₅ , der auf den Sektor 52₅ trifft. Als nächstes erreicht wieder der Greifer 12₁ die Mulde 49 und trifft dort auf den Sektor 52₆ . So öffnet jeder Greifer 12 beim Durchgang durch die Mulde 49, und eine Übergabe von Produkten an den Falzklappenzylinder 11 kann stattfinden.
In der Darstellung der 4 ist die Phasenlage der Deckscheibe 28 in Bezug auf den Falzmesserzylinder 08 geändert, so dass der Greifer 12₁ beim Durchgang durch die Mulde 49 auf den Sektor 53₁ trifft. Dieser hat den kleinen Durchmesser, so dass der Greifer 12₁ öffnet. In entsprechender Weise treffen in der Folge die Greifer 12₂ bis 12₅ an der Mulde 49 mit den Sektoren 53₂ bis 53₅ zusammen. Diese haben abwechselnd großen und kleinen Radius, so dass die Greifer 12₂ und 12₄ die Mulde 49 passieren, ohne zu öffnen, während die Greifer 12₃ ; 12₅ öffnen. Als nächstes trifft der Greifer 12₁ mit dem Sektor 53₆ zusammen, der den großen Radius hat und ein Öffnen des Greifers 12₁ unterbindet. Dieser durchläuft daher den Übergabespalt 09, ohne das von ihm gehaltene Produkt abzugeben, so dass in der darauf folgenden Drehung beim Passieren des Auftreffpunkts 10 ein zweites Produkt an den Greifer 12₁ angelegt wird. Der Greifer 12₁ greift das Produkt beim Passieren der Mulde 51, und beim nächsten Durchgang durch die Mulde 49 werden beide Produkte zusammen freigegeben. Auf diese Weise wird Einfach-Sammelbetrieb von einer Seite langen, quergefalzten Produkten ermöglicht.
In der Konfiguration der 5 ist die Kurvenscheibe 27 so gedreht, dass die Mulde 49 unmittelbar am Übergabespalt 09 liegt. Die Ausfahrbewegung der Falzmesser 13 beim Passieren des Übergabespalts 09 ist blockiert, wie später noch genauer beschrieben wird. Die Deckscheibe 28 ist so gedreht, dass wie im Falle der 3 jeder Greifer 12 beim Passieren der Mulde 49 mit einem der Sektoren 52 zusammentrifft. So wird jedes Produkt, dass den Übergabespalt 09 erreicht, freigegeben und von nicht dargestellten Greifern des Falzklappenzylinders 11 übernommen. Es werden nicht gefalzte, nicht gesammelte Produkte erhalten.
Selbstverständlich kann auch bei der in 5 gezeigten Orientierung der Kurvenscheibe 27 die Deckscheibe 28 so gedreht werden, dass die Greifer 12 an der Mulde 49 jeweils auf einen der Sektoren 53 treffen. Dann läuft ein Produkt, dass einem leeren Greifer 12 zugeführt wird, zunächst einmal durch den Übergabespalt 09 durch, ohne freigegeben zu werden, und nachdem ein zweites Produkt darüber gelegt worden ist, werden beide gemeinsam am Übergabespalt 09 freigegeben und vom Falzklappenzylinder 11 übernommen; d. h. es wird Einfachsammelbetrieb mit ungefalzten Produkten realisiert.
Wenn hingegen die Deckscheibe 28 so gedreht ist, dass die Greifer 12 an der Mulde 49 jeweils auf Sektoren 54 treffen, so führt dies dazu, dass ein Produkt, das von einem leeren Greifer 12 aufgenommen worden ist, zweimal den Übergabespalt 09 passiert, wobei jeweils anschließend am Auftreffpunkt 10 ein weiteres Produkt darüber gelegt wird, und jeweils beim dritten Durchgang werden alle drei Produkte zusammen übergeben. Ein solcher Zweifachsammelbetrieb ist im allgemeinen nicht sinnvoll bei Produkten, deren Länge einer Druckplatte entspricht, da nur zwei verschiedene solche Produkte hintereinander von der zweifeldrigen Druckmaschine gedruckt werden können und sich folglich unter den drei an den Falzklappenzylinder 11 übergebenen Produkten stets zwei gleiche befinden. Wenn jedoch die Länge der Produkte nur zwei Drittel einer Druckplatte beträgt, können mit der zweifeldrigen Druckmaschine drei Produkte mit unterschiedlichem Druckbild hintereinander erzeugt werden, für die der Zweifach-Sammelbetrieb sinnvoll ist.
Während in den 3 bis 5 der Abstand zwischen einem Greifer 12 und einem benachbarten Falzmesser 13 in etwa einem Zehntel des Umfangs des Falzmesserzylinders 08 entsprach, ist in der in 6 gezeigten Konfiguration der Abstand zwischen jedem Greifer 12 und dem ein von dem Greifer 12 gehaltenes Produkt falzenden Falzmesser 13 auf ein Fünfzehntel des Zylinderumfangs reduziert. In dieser Stellung falzen die Falzmesser 13 ein Produkt mittig, dessen Länge 2/3 der Druckplattenlänge entspricht. Die Kurvenscheibe 27 ist im Vergleich zur Orientierung der 3 um 12° im Uhrzeigersinn gedreht, so dass jeder Greifer 12 genau dann auf die Mulde 49 trifft und das von ihm gehaltene Produkt freigibt, wenn das auf dieses Produkt einwirkende Falzmesser 13 den Übergabespalt 09 passiert.
In der Konfiguration der 6 treffen die Greifer 12 an der Mulde 49 jedes Mal auf einen Sektor 52, so dass sie das von ihnen gehaltene Produkt freigeben. Auf diese Weise wird Nichtsammelbetrieb mit Querfalzung für Produkte realisiert, deren Länge zwei Drittel einer Druckplattenlänge beträgt. Wie in 7 gezeigt, kann auch hier die Orientierung der Deckscheibe 28 so eingestellt sein, dass die Greifer 12 an der Mulde 49 jeweils auf Sektoren 53 treffen. Der daraus resultierende Einfachsammelbetrieb ist allerdings nur begrenzt sinnvoll, wenn dem Falzapparat drei verschiedene sich zyklisch abwechselnde Produkte zugeführt werden. Sinnvoll ist in diesem Fall die in 8 gezeigte Konfiguration, in der die Greifer 12 an der Mulde 49 jeweils auf Sektoren 54 treffen und auf dieses Weise Zweifach-Sammelbetrieb realisieren.
Die Steuerung der Falzmesserbewegung wird anhand der 9 und 10 erläutert, die zu den in 3 bis 8 analoge Darstellungen des Falzmesserzylinders 08, nun allerdings mit der Kurvenscheibe 34 und der Deckscheibe 36, zeigen. Die Kurvenscheibe 34 weist einen einzigen Umfangsabschnitt 56, z. B. eine Mulde 56 auf, die in einer dem Übergabespalt 09 zugewandten Stellung unverdrehbar ist, um jeweils bei Passieren des Übergabespalts 09 die Ausfahrbewegung der Falzmesser 13 zu steuern. Die Deckscheibe 36, die gemeinsam mit der Kurvenscheibe 34 die Bewegung der Falzmesser 13 steuert, ist in der Ausgestaltung der 9 identisch mit der oben beschriebenen Deckscheibe 28 und hat drei Gruppen von Sektoren 52; 53; 54. In der Orientierung der 9 treffen die Falzmesser 13 an der Mulde 56 jeweils auf Sektoren 52, die die Ausfahrbewegung zulassen. Wie man sieht, entspricht also die gezeigte Orientierung der Deckscheibe 36 dem Nichtsammelbetrieb (wobei es für die Steuerung der Falzmesser 13 nicht auf die Länge der gesammelten Produkte ankommt).
Für Einfachsammelbetrieb ist eine Orientierung der Deckscheibe 36 von Nöten, in der die Falzmesser 13 an der Mulde 56 jeweils auf Sektoren 53 treffen, und für Zweifachsammelbetrieb eine Orientierung, in der sie auf Sektoren 54 treffen (zeichnerisch nicht dargestellt).
Um für den anhand der 5 erläuterten nicht falzenden Betrieb die Bewegung der Falzmesser 13 völlig zu unterbinden, sind an dem die Spindeln 31 tragenden Armen 29 des Falzmesserzylinders 08 jeweils Stellglieder 57 montiert, die gegen die Schwenkarme 32 oder andere, nicht dargestellte, von den Spindeln 31 getragene Schwenkarme drücken können, um die Schwenkarme 32 am Eintauchen in die Mulde 56 zu hindern. Diese Stellglieder 57 können z. B. elektrisch oder pneumatisch betätigt sein.
Bei der Ausgestaltung der 10 hat die Deckscheibe 36 eine vierte Gruppe von Sektoren 58, die sämtlich großen Radius haben. In dem die Deckscheibe 36 so gedreht wird, dass die Falzmesser 13 an der Mulde 56 stets auf Sektoren 58 treffen, werden sie auch hier am Eintauchen in die Mulde 56 gehindert, und die Ausfahrbewegung findet nicht statt.

01: Materialbahn, Papierbahn
02: Querschneider, Schneidwalze
03: Bandfördereinrichtung
04: Umlenkwalze
05
06: Band
07: Band
08: Falzmesserzylinder
09: Übergabespalt
10: Auftreffpunkt
11: Falzklappenzylinder
12: Haltewerkzeug, Greifer
13: Falzmesser
14: Bandfördereinrichtung
15
16: Schaufelrad
17: Förderband
18: Seitengestellplatte
19: Welle
20
21: Lager, Wälzlager
22: Arm
23: Spindel (12)
24: Steuereinrichtung, Schwenkarm
25
26: Rolle
27: Kurvenscheibe
28: Deckscheibe
29: Arm
30: Stellmotor
31: Spindel (13)
32: Steuereinrichtung, Schwenkarm (13)
33: Rolle
34: Kurvenscheibe (13)
35: Welle
36: Deckscheibe (13)
37: Zahnrad (19)
38: Differentialgetriebe
39: Hohlrad
40
41: Hohlrad
42: Wave Generator
43: Welle
44: Zahnrad
45
46: Zahnrad
47: Riementrieb
48: Stellmotor
49: Umfangsabschnitt, Mulde
50
51: Umfangsabschnitt, Mulde
52: Sektor
53: Sektor
54: Sektor
55
56: Umfangsabschnitt, Mulde
57: Stellglieder
58: Sektor

Claims

Falzapparat für eine m-feldrige Druckmaschine, mit einem Falzmesserzylinder (08), der jeweils eine Anzahl n von gleichmäßig um seinen Umfang verteilten Falzmessern (13) und Haltewerkzeugen (12) trägt, die jeweils an eine Steuereinrichtung (32; 24) zum Antreiben einer Arbeitsbewegung gekoppelt sind, einer von der Steuereinrichtung (32) jedes Falzmessers (13) abgetasteten ortsfesten Kurvenscheibe (34) und einer an die Drehung des Falzmesserzylinders (08) gekoppelten, von der Steuereinrichtung (32) jedes Falzmessers (13) abgetasteten Deckscheibe (36), einer von der Steuereinrichtung (24) jedes Haltewerkzeugs (12) abgetasteten ortsfesten Kurvenscheibe (27) und einer an die Drehung des Falzmesserzylinders (08) gekoppelten, von der Steuereinrichtung (24) jedes Haltewerkzeugs (12) abgetasteten Deckscheibe (28), wobei jede Kurvenscheibe (27; 34) einen im Zusammenwirken mit der Steuereinrichtung (24; 32) die Arbeitsbewegung steuernden Umfangsabschnitt (49; 51; 56) und einen die Arbeitsbewegung nicht steuernden Abschnitt umfasst, wobei die Deckscheibe (28; 36) eine Mehrzahl von Sektorengruppen von Sektoren (52; 53; 54; 58) aufweist, wobei die Sektoren (52; 53; 54; 58) jeweils einer der Gruppen bei aufeinander folgenden Umdrehungen des Falzmesserzylinders (08) nacheinander jeweils zusammen mit dem die Arbeitsbewegung steuernden Umfangsabschnitt (49; 51; 56) der Kurvenscheibe (27; 34) von der Steuereinrichtung (24; 32) passiert werden, wobei wenigstens in wenigstens einer dieser Gruppen einer dieser Sektoren (53₁ ; 53₃ ; 53₅ , 54₁ ; 54₄ ) einen ersten Radius aufweist, der das Zusammenwirken von Steuereinrichtung (24; 32) und Umfangsabschnitt (49; 51; 56) zum Steuern der Arbeitsbewegung erlaubt, und wenigstens ein anderer dieser Sektoren (53₂ ; 53₄ ; 53₆ , 54₂ ; 54₃ ; 54₅ ; 54₆ ) einen zweiten Radius aufweist, des das Zusammenwirken von Steuereinrichtung (24; 32) und Umfangsabschnitt (49; 51; 56) zum Steuern der Arbeitsbewegung sperrt, dadurch gekennzeichnet, dass der Winkelabstand zwischen jedem Haltewerkzeug (12) und einem Falzmesser (13), das mit einem von dem Haltewerkzeug (12) gehaltenen Produkt zusammenwirkt, zwischen π/n und πm/n(m + 1) verstellbar ist.
Falzapparat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine der Gruppen nur Sektoren (51₁ ; 52₂ ; 52₃ ; ...; 52₆ ) mit dem ersten Radius umfasst.
Falzapparat nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine der Gruppen der von der Steuereinrichtung (32) der Falzmesser (13) abgetasteten Deckscheibe (36) nur Sektoren (58) mit dem zweiten Radius umfasst.
Falzapparat nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtungen (32) der Falzmesser (13) in einer Stellung festlegbar sind, in der sie am Kontakt mit wenigstens jedem den ersten Radius aufweisenden Sektor gehindert sind.
Falzapparat nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die von den Haltewerkzeugen (12) abgetastete Deckscheibe (28) zwischen einer Falzbetriebsstellung, in der sie als Arbeitsbewegung eine Bewegung zum Freigeben eines gehaltenen Produktes bei Durchgang der Mitte des Produktes durch eine Übergabestelle (09) steuert, und einer Nichtfalzbetriebsstellung phasenverstellbar ist, in der sie die Bewegung zum Freigeben eines gehaltenen Produktes bei Durchgang des führenden Endes des Produktes durch die Übergabestelle (09) steuert.
Falzapparat nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die von den Haltewerkzeugen (12) abgetastete Deckscheibe (28) über ein Differentialgetriebe (38) an die Drehung des Falzmesserzylinders (08) gekoppelt ist, und dass durch Drehen einer Stellwelle des Differentialgetriebes (38) die Deckscheibe (28) zwischen der Falzbetriebsstellung und der Nichtfalzbetriebsstellung verstellbar ist und bei festgehaltener Stellwelle die Deckscheibe (28) die eingestellte Falzbetriebsstellung oder Nichtfalzbetriebsstellung beibehält.
Falzapparat nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die von den Haltewerkzeugen (12) abgetastete Deckscheibe (28) als eine weitere Arbeitsbewegung eine Greifbewegung zum Festlegen eines zugeführten Produktes am Falzmesserzylinder (08) steuert, und dass der Falzmesserzylinder (08) ab einer Auftreffpunkt (10) der Produkte auf wenigstens einem der Verstellbewegungsfreiheit der Deckscheibe (28) entsprechenden Winkel von einer Bandfördereinrichtung (03) umschlungen ist.
Falzapparat nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die von den Falzmessern (13) abgetastete Deckscheibe (36) über ein Differentialgetriebe (38) an die Drehung des Falzmesserzylinders (08) gekoppelt ist, und dass durch Drehen einer Stellwelle des Differentialgetriebes (38) die Deckscheibe (36) zwischen einer Stellung, in der die Falzmesser (13) den die Arbeitsbewegung steuernden Umfangsabschnitt (56) der Kurvenscheibe (34) jeweils zusammen mit Sektoren (52; 53; 54; 58) einer ersten der Gruppen passieren, in eine Stellung verstellbar sind, in der sie den die Arbeitsbewegung steuernden Umfangsabschnitt (56) zusammen mit Sektoren (53; 54; 58; 52) einer beliebigen anderen der Gruppen passieren.
Falzapparat nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jede Gruppe sechs Sektoren (52; 53; 54; 58) umfasst.
Falzapparat nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine der Gruppen, als Einfach-Sammelbetriebsgruppe bezeichnet, gleich viele Sektoren (53) mit dem ersten und dem zweiten Radius aufweist, die alternierend von den Steuereinrichtungen (24; 32) abgetastet werden.
Falzapparat nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine der Gruppen, als Zweifach-Sammelbetriebsgruppe bezeichnet, auf je zwei Sektoren (54₂ ; 54₃ ; 54₅ ; 54₆ ) mit dem zweiten Radius einen Sektor (54₁ ; 54₄ ) mit dem ersten Radius aufweist.
Falzapparat nach Anspruch 10 und Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Sektoren (53; 54) der Einfach-Sammelbetriebsgruppe und der Zweifach-Sammelbetriebsgruppe paarweise aneinander angrenzen.
Falzapparat nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen einem Querschneider (02) und dem Falzklappenzylinder (08) eine Anpassungsstufe (03) zum Anpassen der Geschwindigkeit von in dem Querschneider (02) geschnittenen Produkten an die Umfangsgeschwindigkeit des Falzzylinders (08) angeordnet ist.