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Die
Erfindung betrifft eine Falzklappenverstellung für einen
Falzapparat mit einem Falzklappenzylinder oder einem Falzklappen-Falzmesserzylinder.
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Im
Stand der Technik erfolgt die Falzklappenverstellung an einem Falzklappenzylinder
meist mittels eines zweiteiligen Zylinders. Im vorlaufenden Teil eines
solchen Falzklappenzylinders sind die festen Falzklappen auf einen
ersten Zylinderstern angeordnet. Diese Falzklappen können
starr oder gefedert ausgeführt sein. Im nachlaufenden Teil
des Falzklappenzylinders befinden sich die Falzklappenspindeln mit
der zugehörigen Falzklappensteuerung auf einem zweiten
Zylinderstern. Die Falzklappenöffnung erfolgt im Regelfall über
ein externes Verstellgetriebe, welches die zwei Zylindersterne mittig
zueinander verstellt und somit die Falzklappenöffnung verändert
bzw. einstellt.
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Ein
Beispiel eines solchen aus zwei Zylinderteilen bestehenden Falzklappenzylinders
ist aus der
DE 40 36
617 A1 bekannt. Die Zylinderteile
2,
3 können
durch ein radial im Zylinderflansch
14 verschiebbares Gleitstück
15,
das von einem Stößel
12 getragen wird
und unter Zwischenschaltung eines Schieberpaares mit den Zylinderteilen
2,
3 verbunden
ist, aufeinander zu oder voneinander weg bewegt werden. Die Spitzen
der Falzklappen
5,
6 bewegen sich dabei auf einer
Kreisbahn um die Rotationsachse des Falzklappenzylinders. Die
DE 44 04 752 C2 betrifft eine
Verstellung der Falzklappen eines Falzklappenzylinders. Der Zylinderkörper
2 trägt
dabei eine ungesteuerte Falzklappe
8 und ist zwecks der
Verstellung schwenkbar auf der Zylinderwelle
3 gelagert.
Weiterhin enthält der Zylinderkörper
2 einen
schwenkbaren Träger
9, in dem exzentrisch zu der
Schwenkachse die gesteuerte Falzklappe
11 gelagert ist.
An dem Träger
9 greift ein Schwenkgetriebe derart
an, dass die gesteuerte Falzklappe
11 entgegengesetzt zur
urgesteuerten bewegt wird. An dem Falzklappenzylinder der
DE 197 16 628 C2 wird
die Öffnungsweite der Vorfalz-Klemmelemente
31,
32 mittels
der Form einer Steuerkurvenbahn
52 eingestellt. Dazu weist
die Steuerkurvenbahn
52 in Axialrichtung eine Breite auf, die
einer mehrfachen Breite von Laufrollen
51, die die Vorfalz-Klemmelementen-Öffnungsweite
steuern, entspricht, und ist kegelstumpfförmig ausgebildet, das
heißt nimmt umfangsmäßig in Richtung
des Seitengestells, das den Zylinder lagert, zu. Dadurch werden
die Laufrollen
51 angehoben und können über
einen Steuerarm
49 die Öffnungsweite der ortsfesten Vorfalz-Klemmelemente
31,
32 bestimmen.
Bei der
DE 38 38 314
A1 können die beweglichen Falzklappenreihen
12 an
die starren Falzklappen
16 geschwenkt oder von diesen weg
geschwenkt werden, wodurch die Klemmspaltbreite verstellt wird.
Der Schwenkungswinkel der schwenkbaren Falzklappenreihen
12 und
damit die Öffnungsweite der Falzspalte werden über
eine Steuerkurve
38 gesteuert. Aus der
DE 44 31 016 C2 ist gleichfalls
die Kombination einer stationären Falzklappe
15 und
einer beweglichen Falzklappe
11 bekannt.
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Aufgabe
der Erfindung ist die Schaffung einer Vorrichtung zum Einstellen
des Falzklappenspaltes an einem Falzklappenzylinder während
der Produktion, so dass die Verarbeitung verschiedener Signaturen
leichter ermöglicht wird.
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Die
Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale
des Anspruchs 1 gelöst.
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Die
Erfindung betrifft einen Falzapparat mit einem Zylinder zum Aufnahmen
und Klemmen von Druckexemplaren. Der Zylinder ist einteilig. Er
weist in seinem Inneren einen Zentralkörper auf, der mittels eines
ersten Stellelements in Axialrichtung des Zylinders bewegbar ist.
Des weiteren weist er an seinem Umfang, wenigstens eine, bevorzugt
mehrere, besonders bevorzugt in gleichmäßigen
Abständen über den Umfang des Zylinders verteilte,
parallel zur Rotationsachse des Zylinders angeordnete Klemmeinrichtung/en
zum Klemmen von wenigstens einem Druckexemplar auf.
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Der
Zylinder weist weiterhin ein zweites Stellelement auf, mit dem der
radiale Abstand der Klemmeinrichtung von dem Zentralkörper,
bevorzugt von der Rotationsachse des Zentralkörpers, die
bevorzugt mit der Rotationsachse des Zylinders zusammenfällt, verstellbar
ist. Schließlich weist der Zylinder ein drittes Stellelement
auf, mit dem ein tangentialer Abstand, eine Öffnungsweite,
zwischen den Klemmelementen einstellbar ist.
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Bevorzugt
ist das erste Stellelement über den Zentralkörper
mit dem zweiten Stellelement bewegungstechnisch verbunden, das heißt,
wird der Zentralkörper bewegt, initiiert diese Bewegung
eine Bewegung des zweiten Stellelements. Die überlagerten
Bewegungen des ersten Stellelements oder Zentralkörpers
und des zweiten Stellelements verstellen das dritte Stellelement,
so dass die Klemmelemente sowohl in radiale Richtung, das heißt
in Richtung einer Zylinderoberfläche, als auch in tangentialer
Richtung bewegt werden.
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Das
zweite Stellelement ist mit dem dritten Stellelement bevorzugt über
einen Hebel verbunden. Wird dann das zweite Stellelement beispielsweise parallel
zur Rotationsachse des Zylinders linear verschoben, so kann das
dritte Stellelement, das bevorzugt drehbar gelagert ist, um seine
Drehachse verdreht werden. Die Verdrehung des dritten Stellelements
führt dann zu einer Veränderung des tangentialen
oder vertikalen Abstands zwischen den Klemmelementen und dem radialen
Abstand zwischen der Rotationsachse des Zylinders und den Klemmelementen.
Der tangentiale Abstand der Klemmelemente wird im Folgenden auch
als Öffnungsweite bezeichnet, als Öffnungsweite
des zwischen den Klemmelementen gebildeten Klemmspalts. Dabei wird
die Verstellung der Öffnungsweite bevorzugt so bewirkt, dass
beide Klemmelemente sich synchron bewegen, das heißt, dass
der Abstand des ersten Klemmelements einer Klemmeinrichtung zu einer
Linie, an der sich die beiden Klemmelemente im vollkommen geschlossenen
Zustand berühren, immer gleich groß dem Abstand
des zweiten Klemmelements zu dieser Linie ist. Verfügt
das zweite Stellelement über einen eigenen Antrieb, was
wenig bevorzugt ist, kann auch eine Teleskopstange, eine Gewindestange
oder ähnliches als Verbindungselement dienen.
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Bevorzugt
sind das erste und das zweite Stellelement über eine Kurvensteuerung
verbunden, besonders bevorzugt bildet eine Trommelkurve die Kurvensteuerung.
Dadurch wird bei einer Verstellung des ersten Stellelements über
entsprechende Kopplungsglieder auch eine Verstellung des zweiten
Stellelements bewirkt. Wird demnach das erste Stellelement aktiv
angetrieben oder bewegt, so überträgt sich diese
Bewegung über den Zentralkörper und die Kurvensteuerung
auf das zweite Stellelement. Besonders bevorzug ist es, wenn es
sich bei dieser Bewegung um eine lineare Bewegung parallel zur Rotationsachse
des Zylinder handelt, wobei die Bewegung des Zentralkörpers
der Bewegung des zweiten Stellelements entgegengesetzt ist.
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Besonders
bevorzugt ist es, wenn das zweite Stellelement mit dem ersten Stellelement
und dem dritten Stellelement bewegungstechnisch verbunden ist. Eine
Bewegung des ersten Stellelements, bzw. des Zentralkörpers,
in vertikaler Richtung bewirkt dann eine Bewegung des zweiten Stellelements
in die entgegengesetzte vertikale Richtung und über das
zweite Stellelement eine Bewegung des dritten Stellelements. Das
heißt, das erste Stellelement bewegt über die
Kurvensteuerung das zweite Stellelement, das seinerseits über
einen Hebel diese implizierte Bewegung auf das dritte Stellelement überträgt.
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Die
Klemmeinrichtung besteht aus wenigstens einem ersten Klemmelement
und einem zweiten Klemmelement, zwischen denen das Druckexemplar klemmbar
ist. Zum Klemmen des Druckexemplars ist bevorzugt ein radialer Abstand
zwischen dem ersten Klemmelement und dem zweiten Klemmelement, bevorzugt
den Spitzen der Klemmelemente, und der Rotationsachse durch das
Zusammenwirken des zweiten Stellelements mit dem dritten Stellelement verstellbar,
das heißt vergrößerbar oder verkleinerbar.
Eine Änderung des Abstands der Klemmelemente der Klemmeinrichtung
von der horizontalen Rotationsachse des Falzklappenzylinders bewirkt
in einer besonders bevorzugten Ausführung, dass gleichzeitig
ein lichter Abstand zwischen den Klemmelementen, die Öffnungsweite,
sich ebenfalls ändert. Die Öffnungsweite zwischen
den Klemmelementen ist daher durch eine Veränderung des
Abstands der Klemmelemente zur Rotationsachse des Zylinders einstellbar.
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Besonders
bevorzugt ist es, wenn die Verstellung der beiden Klemmelemente
sowohl im Verhältnis zur Rotationsachse, als auch im Verhältnis
zueinander synchron erfolgt. Das heißt, dass der Abstand
des ersten Klemmelements einer Klemmeinrichtung zu einer Linie,
an der sich die beiden Klemmelemente im vollkommen geschlossenen
Zustand berühren, und zur Rotationsachse immer gleich groß dem
Abstand des zweiten Klemmelements zu dieser Linie und der Rotationsachse
ist. Dabei ist es besonders bevorzugt, wenn die Öffnungsweite
zwischen den Klemmelementen ein Maximum erreicht, das heißt,
der Klemmspalt die größte mögliche Weite
aufweist, wenn gleichzeitig der Abstand der Klemmelemente zur Rotationsachse
am größten ist. Ebenso soll im anderen Extremfall
des geschlossenen Klemmspalts der Abstand zwischen den Klemmelementen
und der Rotationsachse des Zylinders am kleinsten sein.
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Bevorzugt
weist der Zylinder in seinem Inneren eine konzentrische Führungswelle
auf, auf der der Zentralkörper, bevorzugt ein Verstellstern,
befestigt ist. Der Verstellstern kann mittels des ersten Stellelements,
bevorzugt einer Gewindespindel, manuell, elektrisch, hydraulisch
oder pneumatisch in axialer Richtung, das heißt, tiefer
in den Zylinder hinein et vice versa bewegt werden. Er weist in
einer bevorzugten Ausbildung einen zentralen Körper und
von diesem radial nach außen abragende Arme auf. Besonders
bevorzugt ist es, wenn die Anzahl der vom Verstellstern abragenden
Arme der Zahl der auf dem Umfang des Zylinders angeordneten Klemmspalte entspricht.
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An
den radial äußeren Enden eines jeden Armes kann
eine Verstellleiste befestigt oder zusammen mit dem Arm in einem
Stück gefertigt sein. Die Verstellleiste ist bevorzugt
so auf dem Arm angeordnet, dass die Mittellinie der Verstellleiste
und des mit ihr verbundenen Armes im Wesentlichen senkrecht zueinander
stehen und die Mittellinie der Längsseite der Verstellleiste
parallel zur Rotationsachse des Zylinders verläuft. Die
Oberseite der Stellleiste weist dabei bevorzugt in Richtung der
Zylinderoberfläche. Die Länge der Stellleisten
erstreckt sich über einen Großteil der Länge
des Zylinders. Jede der Stellleisten weist auf ihrer Oberseite wenigstens
ein Nutenpaar, bevorzugt genau zwei Nutenpaare auf, die je an einem
der Enden, bevorzugt den in Längsrichtung der Verstellleiste
gegenüberliegenden Enden, angeordnet sind. Diese Nuten
können an der Verstellleiste angeformt, das heißt,
mit ihr einstückig geformt sein. Es ist auch möglich,
dass die Nutenpaare als extra Bauteile gebildet sind und oben auf
den Stellleisten sitzen, beispielsweise an den Enden der Stellleisten fest
ein- oder angebaut sind. Fest eingebaut kann in diesem Zusammenhang
bedeuten, dass sie beispielsweise angeschweißt oder verschraubt
sind. Dabei kann der die Nutenpaare bildende Körper eine andere
Höhe oder Breite aufweisen als die mit ihm verbundene Stellleiste.
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Die
Nuten der Nutenpaare laufen bevorzugt pfeilförmig aufeinander
zu, wobei die Pfeilspitzen, das heißt, der Schnittpunkt
der beiden Mittellinien in Längsrichtung der beiden Nutenpaare,
bevorzugt auf der Mittellinie, ebenfalls in Längsrichtung
gesehen, der Stellleiste liegen und in die gleiche Richtung weisen.
Der Winkel zwischen der Mittellinie der Stellleiste und der Mittellinie
der Nut ist α_H, das heißt, der rückwärtige Öffnungswinkel
der Pfeilspitze beträgt 2α_H.
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In
jeder der Nuten kann ein Element bzw. ein Körper vorhanden
sein, das/der bevorzugt bewegbar in der Nut gelagert ist, das heißt,
es/er kann sich in der Nut entlang der Nut bewegen. Dabei kann die
Nut so ausgebildet sein, dass sie den Körper an drei Seiten
führt, beispielsweise ein U-Profil aufweist, wobei die
offene Seite des U-Profils bevorzugt in Richtung der Zylinderoberfläche
weist. Zusätzlich können an den oberen Enden des
U nach innen ragende Ansätze geformt sein, so dass die
Körper zum Beispiel beim Stillstand der Maschine nicht
aus der Nut fallen können. Dieses Element oder dieser Körper
bilden das zweite Stellelement, bzw. einen Teil davon. Bevorzugt
handelt es sich dabei um Gleitkörper, die gleitend in der
Nut gelagert sind. Es könnten aber auch zylindrische oder
kegelförmige Rollkörper zum Einsatz kommen oder
anstatt der Gleitlagerung eine Rollen-, Kegelrollen-, Nadel- oder
Tonnenlager, sowie jede andere dafür geeignete Lagerart
zum Einsatz kommen. Jeder der Gleitkörper kann über
ein Gelenk mit einem Verstellhebel verbunden sein. Das Gelenk ist
dabei bevorzugt von einer Gelenkbohrung seitlich durch den Gleitkörper
und einer darin gelagerten Gelenkachse gebildet, an deren über
den Gleitkörper ausragenden Ende der Verstellhebel angeschraubt oder
durch eine formschlüssige Verbindung verdrehsicher mit
der Gelenkachse verbunden ist. Genauso könnte auf der Oberseite
des Gleitkörpers beispielsweise eine Öse angeformt
sein, mit einer durch die Öse reichenden Gelenkachse, an
der der Verstellhebel in vorbeschriebener Weise befestigt ist. Auch können
an der Seite des Gleitkörpers Noppen angeformt sein, auf
denen die Verstellhebel gelagert sind. Das Gelenk ist bevorzugt
so ausgebildet, dass es eine Drehbewegung des Verstellhebels um
eine Achse parallel zur Rotationsachse des Zylinders zulässt, wobei
die Rotationsachse des Gelenks bevorzugt parallel zur Langsachse
der Verstellleiste ausgerichtet ist. Besonders bevorzugt ist es,
wenn jeder der Gleitkörper mit zwei Verstellhebeln an deren
ersten Enden verbunden ist und die Verstellhebel an den zweiten Enden
mit dem dritten Stellelement verbunden sind, das eine Falzklappenspindel
lagert oder trägt.
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Die
Falzklappenspindel kann in einer Seitengestellwand des Zylinders,
bevorzugt in, an oder auf einer Exzenterbüchse, die das
dritte Stellelement bildet und im Seitengestell oder in der Seitengestellwand
des Zylinders drehbar gelagert ist, gelagert sein. Dabei kann sich
die Falzklappenspindel bevorzugt mit den Exzenterbüchsen
um einen Winkel zur Horizontalen drehen. Die Verbindung zwischen
den Verstellhebeln und den Exzenterbüchsen ist bevorzugt
derart, dass die Exzenterbüchsen jede Bewegung der Verstellhebel
zwangsläufig aufnehmen und sich daraus eine resultierende
Bewegung der Exzenterbüchsen ergibt. Das heißt,
die Verbindung ist starr und kann beispielsweise eine Schweiß-, Schraub-,
Klebeverbindung sein. Ebenso, wenn auch weniger bevorzugt, können
Verstellhebel und Exzenterbüchsen in einen Stück
geformt sein.
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Jede
der Exzenterbüchsen kann eine Antriebsvorrichtung zugeordnet
sein, wodurch jede der Exzenterbüchsen einzeln, oder je
zwei eine Falzklappenspindel lagernde Exzenterbüchsen gemeinsam, oder
vier Exzenterbüchsen eines Falzspindelpaares, das gemeinsam
einen Klemmspalt bildet, zumindest um ein bestimmtes Kreissegment
gedreht werden kann, das heißt, rotatorisch bewegbar ist.
Bevorzug werden die Exzenterbüchsen aber über
die Verstellspindel, den Verstellstern, die davon abragenden Arme,
die Verstellleisten und die Verstellhebel bewegt. Jede der Exzenterbüchsen
lagert das Ende einer Falzklappenspindel. Eine Drehung der Exenterbuchse
um ihre Rotationsachse bewirkt dann eine überlagerte Verstellung
der Falzklappenspindel um die eigene Rotationsachse und um die Rotationsachse
der Exzenterbüchse. Die Rotationsachse der Exzenterbüchse
und die Rotationsachse der in, an oder auf ihr gelagerten Falzklappenspindel
sind dabei um die Größe des Exzenters voneinander
beabstandet. Dadurch werden die auf der Falzklappenspindel sitzenden
Falzklappen bei einer Drehung der Exzenterbüchsen in einer
Schwenkbewegung radial nach außen, das heißt,
weg von der Rotationsachse des Falzklappenzylinders oder in die
entgegengesetzte Richtung und gleichzeitig von einander weg oder
aufeinander zu bewegt. Da über die Stellleisten immer zwei
Exzenterbüchsen synchron in entgegengesetzte Richtungen
bewegt werden, wird bei der resultierenden Bewegung der Falzklappenspindeln
eine Änderung der Öffnungsweite zwischen den Falzklappen bewirkt.
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Bei
dem Zylinder kann es sich auch um einen Greiferzylinder handeln,
wobei der Aufbau des Greiferzylinders im Wesentlichen dem des Falzklappenzylinders
entspricht und die Greifer des Greiferzylinders analog zu den Falzklappen
des Falzklappenzylinders aufgebaut und angetrieben werden.
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Die
Erfindung umfasst auch ein Verfahren, bei dem der erfindungsgemäße
Falzklappenzylinder mit einem weiteren, bevorzugt einem Falzmesserzylinder,
der in Umfangrichtung ein oder mehrere Falzmesser aufweist, zusammenwirkt.
Die Anzahl der in Umfangsrichtung auf dem Falzmesserzylinder angeordneten
Falzmesser entspricht dabei bevorzugt der Anzahl der auf dem Falzklappenzylinder
gebildeten Klemmspalte. Die Falzmesser des Falzmesserzylinders drücken
die Druckexemplare jeweils in den mit dem jeweiligen Falzmesser
zusammenwirkenden Klemmspalt, wobei die Eindringtiefe des Falzmessers
in den Klemmspalt von der Öffnungsweite zwischen den Klemmelementen
anhängt. Dabei ist es bevorzugt, dass eine Falzmesserhöhe
an dem Falzmesserzylinder voreinstellbar ist. Mit einer voreingestellten
Falzmesserhöhe können sowohl dünne Signaturen,
beispielsweise 4 Seiten, als auch dicke Signaturen, beispielsweise
144 Seiten, ohne Veränderung der Falzmesserhöhe
verarbeitet werden, da sich zwei gegenüber liegende Enden
von Falzklappen, die den Klemmspalt bilden, mit zunehmender Öffnungsweite
in Richtung des Falzmessers bewegen, und somit sich die Eindringtiefe
des Falzmessers mit voreingestellter Falzmesserhöhe in
den Klemmspalt mit zunehmender Öffnungsweite, beispielsweise
wegen zunehmender Signaturstärke der Druckexemplare, erhöht.
Das heißt, das Falzmesser dringt tiefer in den Klemmspalt
ein, je weiter dieser geöffnet ist, da die Öffnung
des Klemmspaltes gleichzeitig eine Bewegung der Klemmelemente in
Richtung auf das Falzmesser zu bewirkt, während die voreingestellte
Falzmesserhöhe unverändert bleibt. Durch die Voreinstellung
der Falzmesserhöhe wird weiterhin vorteilhafterweise erreicht,
dass bei einer Änderung der Signatur der Druckexemplare
eine Zykloide des Falzmessers über den gesamten Signaturbereich
konstant bleibt.
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Nachfolgend
werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand von Figuren
erläutert. An den Ausführungsbeispielen offenbar
werdende Merkmale bilden je einzeln und in jeder Merkmalskombination die
Gegenstände der Ansprüche und auch die vorstehend
beschriebenen Ausführungen vorteilhaft weiter. Es zeigen:
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1:
Querschnitt in Längsrichtung durch einen erfindungsgemäßen
Falzklappenzylinder
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2:
seitlicher Blick in eine Anordnung aus Messerzylinder, Punktur-
und Falzmesserzylinder, Falzklappenzylinder und Schaufelrad
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3:
vergrößerte Ansicht des Wirkabschnitts von Falzmesser
und Klemmspalt, Falzklappen geschlossen, für dünne
Signaturen
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4:
vergrößerte Ansicht des Wirkabschnitts von Falzmesser
und Klemmspalt, Falzklappen geöffnet, für dicke
Signaturen
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5:
Verstellleiste mit Gleitkörpern, Falzklappen geschlossen
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5a:
Falzklappenspindelbaugruppe bei geschlossenen Falzklappen
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6:
Verstellleiste mit Gleitkörpern, Falzklappen geöffnet
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6a:
Falzklappenspindelbaugruppe bei geöffneten Falzklappen
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7:
Falzklappenbaugruppe mit Rollenhebel
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In 1 ist
eine bevorzugte Ausführung eines erfindungsgemäßen
Zylinders, hier ein Falzklappenzylinder 3, im Querschnitt
entlang seiner Querachse zu sehen. Der Falzklappenzylinder 3 ist
in Seitengestellwänden 44, 45 einer Druckmaschine,
beispielsweise einer Rotationsdruckmaschine, drehbar gelagert. An
seiner vom Betrachter aus linken Seite außerhalb der Seitengestellwand 45 sind
ein Motor 43 und ein Getriebe 42 zu sehen, die
auf ein erstes Stellelement, im gezeigten Ausführungsbeispiel
eine Verstellachse 40 wirken. Bei dem Motor 43 handelt es
sich bevorzugt um einen umsteuerbaren Elektromotor, es kann aber
auch beispielsweise ein Hydraulikmotor zum Einsatz kommen. Das Getriebe 42 ist eine
im Stand der Technik bekannte Getriebeart und kann jede dem Zwecke
entsprechende Ausbildung aufweisen.
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Die
Verstellachse 40 wird zentral innerhalb der Antriebsachse
für den Falzklappenzylinder 3 in den hohlen Körper
des Falzklappenzylinders 3 geführt.
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Auf
der Verstellachse 40 sitzt eine Führungswelle 41,
die bevorzugt eine zylindrische Form aufweist und die Verstellachse 40 zumindest
teilweise konzentrisch umfasst. Die zylindrische Form der Führungswelle
kann an ihrem Umfang Unterbrechungen aufweisen, bevorzugt Unterbrechungen
in Längsrichtung der Führungswelle 41.
An dem Ende der Verstellachse 40 das vom Motor 43 weg
weist, weist die Verstellachse 40 einen Abschnitt 40a auf,
dessen Rotationsachse mit der Rotationsachse (R) der Verstellachse 40 zusammenfällt,
der aber einen größeren Durchmesser hat als der
Rest der Verstellachse 40. Dieser Abschnitt 40a kann
mit der Verstellachse 40 so verbunden sein, beispielsweise
in einem Stück gefertigt, dass sich die Verstellachse 40 immer
gemeinsam mit dem Abschnitt 40a dreht. Wird die Verstellachse 40 dann
mittels des Motors 43 und des Getriebes 42 in
Axialrichtung bewegt, überträgt sich diese Bewegung
auch auf den Abschnitt 40a. Abschnitt 40a und
Verstellachse 40 drehen dann immer mit dem Falzklappenzylinder 3 mit
und müssen mit dem Motor 43 trennbar gekoppelt
sein, um eine Verstellung bei laufender Produktion zu erlauben.
Die Verbindung kann aber auch derart sein, dass die Verstellachse 40 beispielsweise
in einem Drehlager des Abschnitts 40a gelagert ist, so
dass eine relative Drehung zwischen Verstellachse 40 und
Abschnitt 40a möglich ist. In beiden Fällen
muss gewährleistet sein, dass der Abschnitt 40a eine
Bewegung der Verstellachse in axialer Richtung mitmacht oder durch
die Rotation der Verstellachse 40 auf dieser in Axialrichtung
verfahren oder von dieser in Axialrichtung bewegt werden kann. So
kann beispielsweise das Drehlager so mit dem Abschnitt 40a verbunden
sein, dass zwischen diesen keine Relativbewegung in Axialrichtung möglich
ist, wobei das Drehlager an seiner zur Rotationsachse zeigenden
Seite ein Innengewinde aufweist, das mit einem Außengewinde
der Verstellachse 40 zusammenwirkt. Wird jetzt über
den Motor 43 die Verstellachse 40 in Drehung versetzt,
so kann sich der Abschnitt 40a in axialer Richtung bewegen, gleichzeitig
aber über das Drehlager seine Drehbewegung ungestört
fortsetzen. Die Führungswelle 41 ist mit einer
Antriebswelle 73 des Falzklappenzylinders 3 starr
verbunden. Auf der Führungswelle 41 sitzt ein
Verstellstern 39a, 39.
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Im
Bereich des Abschnittes 40a der Verstellachse 40 greift
eine Querachse 48 durch die Führungswelle 41,
die Verstellachse 40, bzw. den Abschnitt 40a,
und einen zentralen Körper 39a des Verstellsterns 39, 39a,
der auf der Führungswelle 41 sitzt. Die Querachse 48,
bei der es sich beispielsweise um einen Bolzen handeln kann, verbindet
den Abschnitt 40a der Verstellachse 40, den Verstellsternkörper 39a und
die Führungswelle 41 so miteinander, dass diese
Teile gegen eine relative Verdrehung gegeneinander gesichert sind,
zusammen aber in Axialrichtung des Falzklappenzylinders 3 verstellt
werden können. Dazu weist die Führungswelle 41 eine
axiale Nut auf, in der sich die Querachse 48 bei der Verstellung
in Axialrichtung bewegen kann. Das heißt, bei einem Antrieb
des Falzklappenzylinders 3 drehen sich der Zylinder 3,
die Antriebswelle 73, die Führungswelle 41 und
wenigstens der Abschnitt 40a der Verstellachse 40 und
der Verstellsternkörper 39a mit gleicher Geschwindigkeit
und in die gleiche Richtung.
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Die
Verstellachse 40 kann über den Motor 43 und
das Getriebe 42 in Längsrichtung der Rotationsachse
des Falzklappenzylinders 3, die im Beispiel mit den Rotationsachsen
der Antriebsachse 73, des Verstellsternkörpers 39,
der Führungswelle 41, der Verstellachse 40 und
deren Abschnitt 40a zusammenfällt, relativ zu
dem Falzklappenzylinder 3, der Antriebsachse 73 und
der Führungswelle 41 axial verschoben werden.
Möglich ist auch, nicht die Verstellachse 40 zu
verschieben, sondern bedingt durch eine Rotation der Verstellachse 40 nur
den Verstellstern 39a, 39 auf der Verstellachse 40 axial
zu verschieben. Verschieben umfasst eine Bewegung in Richtung der
Seitengestellwand 44 ebenso wie eine Bewegung in die Gegenrichtung.
Um die Relativbewegung der Verstellachse 40 zu ermöglichen,
weisen die Antriebsachse 73 und die Führungswelle 41 die oben
erwähnten Öffnungen in ihren jeweiligen Oberflächen
auf. Die längenmäßige Ausdehnung der Öffnungen
entspricht dabei bevorzugt weitestgehend dem maximalen Verschiebeweg
der Verstellachse 40 von einer Endposition in Richtung
der Seitengestellwand 44 bis zur anderen Endposition in
Richtung der Seitengestellwand 45.
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In 2 ist
ein Querschnitt einer Seitenansicht einer Anordnung einer Falzeinrichtung
gezeigt, bestehend aus einem Messerzylinder 1, mit dem
die Druckexemplare 5 auf Größe geschnitten
werden, einem Punktur- und Falzmesserzylinder 2, der die Druckexemplare 5 vom
Messerzylinder 1 übernimmt, festhält
und dem Falzklappenzylinder 3 zuführt, einem Falzklappenzylinder 3 und
einem Schaufelrad 4, an das die fertig gefalteten Druckexemplare 5 vom Falzklappenzylinder 3 abgegeben
werden.
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Der
Punktur- und Falzmesserzylinder 2 weist entlang seines
Umfangs abwechselnd Punkturbereiche zur Aufnahme der Druckexemplare 5 und
Falzmesserbereiche zum Falzen der Druckexemplare 5 in Zusammenwirkung
mit dem Falzklappenzylinder 3 auf. Die Punkturbereiche
weisen je eine Punkturspindel 6 mit einer daran befestigten
Punktur 7 auf. Die Punkturspindel 6 wird über
eine Punkturkurve 8 so gesteuert, dass sie die Punktur 7 bei
Annäherung an den Messerzylinder 1 über
die Zylinderoberfläche des Punktur- und Falzmesserzylinders 2 ausfährt und
die Punktur 7 das auf dem Messerzylinder 1 zugeführte
Druckexemplar 5 greifen kann. Nachdem die Punktur 7 das
Druckexemplar 5 gegriffen hat, hält sie das Druckexemplar 5 bis
zur Übergabe an den Falzklappenzylinder 3 fest.
Dabei werden, vorgegeben durch den Verlauf der Punkturkurve 8,
die Punkturen 7 wieder unterhalb die Zylinderoberfläche
des Punktur- und Falzmesserzylinders 2 geleitet. Der Punktur-
und Falzmesserzylinder 2 weist weiterhin Falzmesserspindeln 9,
Falzmesser 10 und Falzmesserkurven 11 auf. Der
Ablauf des Ausfahrens und des Einfahren des Falzmessers 10 aus
bzw. in den Punktur- und Falzmesserzylinder 2 entspricht
im Wesentlichen dem vorbeschriebenen Ablauf für die Punktur 7.
Allerdings erreicht das Falzmesser 10 seine vollständig
ausgefahrenen Position in einem Bereich, indem es der Falzklappenöffnung
auf dem Falzklappenzylinder 3 im Wesentlichen genau gegenüber liegt.
Erfindungsgemäß kann die Falzmesserhöhe, das
heißt, die maximale Länge um die das Falzmesser 10 über
die Zylinderoberfläche des Punktur- und Falzmesserzylinders 2 vorsteht,
voreingestellt werden. Dadurch bleibt beim Zusammenwirken des Falzmessers 10 mit
der Falzklappenöffnung eine Zykloide oder eine zyklische
Kurve, das heißt, die Bahn, die ein Kreispunkt beim Abrollen
eines Kreises auf einer Leitkurve, zum Beispiel einer Geraden beschreibt,
konstant, unabhängig von der zu verarbeitenden Signatur 5.
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Der
Falzklappenzylinder 3 weist an seinem Umfang eine Anzahl
von Falzklappenöffnungen auf, die der Anzahl der Falzmesser 10 auf
dem Punktur- und Falzmesserzylinder 2 entspricht. Anhand
der 2 soll nun der grundsätzliche Aufbau
des Falzklappenzylinders 3 des Ausführungsbeispiels
verdeutlicht werden. In der Mitte des Falzklappenzylinders 3 ist
der Verstellsternkörper 39a zu sehen, von dem
im Ausführungsbeispiel sieben Verstellsternarme 39 in
Richtung der Falzklappenöffnungen abragen. Auf den Verstellsternarmen 39 sitzt
je eine Verstellleiste 34, wobei die Mittelachse in Längsrichtung der
Verstellsternarme 39 die Mittelachse in Längsrichtung der
Verstellleisten 34 im Wesentlichen senkrecht schneidet.
Die Verstellleisten 34 bestehen bevorzugt aus einem durchgehenden
Verstellleistenboden und Seitenwänden, von denen lediglich
die in Blickrichtung hintere Wand und die beiden seitlichen Wände
zu sehen sind. Weiter ist zwischen der Führungswelle 41 und
dem Verstellsternkörper 39a eine Verdrehsicherung
vorgesehen. Bevorzugt ist die Verdrehsicherung als Verzahnung, bevorzugt
als Evolventenverzahnung ausgebildet. Ebenso könnte aber auch
eine Federkeilverbindung die Verdrehsicherung bilden.
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Wie
man der 2 ebenfalls bereits entnehmen
kann, weist jede der Falzklappenöffnungen je zwei Falzklappen 13, 24 auf,
die die Signaturen 5 mit Unterstützung des Falzmessers 10 greifen,
halten und an das Schaufelrad 4 abgeben. Dabei ist zu erkennen,
was später noch näher erläutert wird,
dass die Falzklappenöffnung sich zur Abgabe der Signatur 5 erweitert,
das heißt, die Signatur 5 wird zur Ablage in das
Schaufelrad 4 freigegeben und nach der Aufnahme der Signatur 5 wird
die Falzklappenöffnung zumindest teilweise wieder geschlossen,
um die Signatur 5 sicher zu halten.
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Die 3 ist
eine vergrößerte Darstellung des Bereichs des
Zusammenwirkens zwischen dem Falzmesserzylinder 2 und dem
Falzklappenzylinder 3, in dem das Falzmesser 10 in
den Klemmspalt eingreift. Zu sehen ist der Ablauf der Punktur 7 auf
der Punkturkurve 8, die Falzmesserkurve 11, sowie
die Kurve der rechten Falzklappe 22 und die Kurve der linken
Falzklappe. Dargestellt ist ebenfalls die Falzklappenanordnung an
der Seitengestellwand 45, wobei auf jeder Falzklappenspindel 12 mehrere
Falzklappen 13, 24 befestigt sind. Die Falzklappenspindeln 12 mit
den Falzklappen 13, 24 sind bevorzugt einteilig,
beispielsweise in einen Stück gefertigt.
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In
der 3 wird von den Falzklappen 13, 24 eine
dünne Signatur 5 gegriffen, während in
der 4 die gleiche Situation gezeigt ist, in der eine
dicke Signatur 5 von den Falzklappen 13, 24 gegriffen wird.
Es wird bei einem Vergleich der beiden Figuren bereits deutlich,
dass zum Greifen der dickeren Signatur in 4 die Spitzen
der Falzklappen 13, 24 weiter über die
Oberfläche des Falzklappenzylinders 3 vorstehen,
als im in 3 dargestellten Zustand. Dabei
ist die Öffnungsweite der Falzklappen 13, 24 in 4 größer
als in 3.
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In 5 ist
eine Verstellleiste 34 in einer Draufsicht dargestellt.
An beiden längsseitigen Enden der Verstellleiste 34 ist
je ein Paar von Nuten 30, 35, 36, 37 ausgebildet.
Die Nuten können in die Verstellleiste 34 integriert,
das heißt beispielsweise eingefräst sein, sie
können als Einzelteile gefertigt und auf der bzw. an der
Verstellleiste 34 befestigt, beispielsweise angeschweißt,
oder angeschraubt sein. Die Nuten 30, 35, 36, 37 eines
Nutenpaares laufen in einem gleichen Winkel α_H zur Mittellinie
der Verstellleiste 34 aufeinander zu und bilden paarweise
einen pfeilspitzenartigen Körper. Der Winkel 2a H
zwischen den Mittellinien der aufeinander zulaufenden Nuten ist
bevorzugt ein Winkel unter 90°, er kann aber auch im Bereich
von 90° liegen oder größer als 90° sein.
In jeder der Nuten 30, 35, 36, 37 wird
je ein Gleitkörper 20, 21, 31, 32 geführt,
der sich innerhalb der Nut 30, 35, 36, 37 in
Richtung der Nut bewegen kann. An jedem der Gleitkörper 20, 21, 31, 32,
bzw. an einer den Gleitkörper 20, 21, 31, 32 durchgreifenden
oder angeformten Drehachse, sind an der vorlaufenden und nachlaufenden
Seite je ein Verstellhebel 14, 15, 25, 26,
befestigt. Die Verbindung zwischen den Gleitkörpern 20, 21, 31, 32 und
dem jeweiligen Verstellhebel 14, 15, 25, 26 ist
so ausgebildet, dass sich die Verstellhebel 14, 15, 25, 26 in
der Verbindung drehen können, vorzugsweise ist die Verbindung
ein Drehgelenk. In der 5 befinden sich die Gleitkörper 20, 21, 31, 32 in
der Position, in der sie am weitesten von der durch die Nuten 30, 35, 36, 37 gebildeten
Pfeilspitze entfernt und gleichzeitig auch seitlich am weitesten
voneinander beabstandet sind. Diese Position der Gleitkörper 20, 21, 31, 32 entspricht
der geschlossenen Stellung der Falzklappen 13, 24.
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In 5a sind
die Falzklappen 13, 24 im geschlossenen Zustand
gezeigt, der durch die Position der Gleitkörper 20, 21, 31, 32 in
den Nuten 30, 35, 36, 37 wie
in 5 dargestellt bewirkt wird. Der Rollenhebel 18, 29 verläuft
in dieser Situation im Ausführungsbeispiel durch die Rotationsachsen
der Exzenterbüchse 16, 17, 27, 28 und
der Falzklappenspindel 12, wobei ein Winkel α zwischen
einer gedachten Verbindung der Rotationsachsen der Exzenterbüchsen 16, 17, 27, 28 und
dem Rollhebel 18, 29 besteht. Zu erkennen ist
die Verbindung der Gleitkörper 20, 21, 31, 32 über
die Verstellhebel 14, 15, 25, 26 mit
Exzenterbüchsen 16, 17, 27, 28,
die in den Seitengestellwänden 44, 45,
die nicht gezeigt sind, lagern. Jeweils zwei an dem Falzklappenzylinder
in gegenüberliegenden Seitengestellwänden 44, 45 gelagerte
Exzenterbüchsen 16, 17, 27, 28 lagern
je eine Falzklappenspindel 12, bzw. die Falzklappenspindel 12 ist
in, an oder auf zwei Exzenterbüchsen 16 17, 27, 28 drehbar
gelagert. An jeder der Falzklappenspindeln 12 sind mehrere
Falzklappen 13, 24 angeformt oder befestigt. Die
Falzklappenspindeln 12 sind auf den Exzenterbüchsen 16, 17, 27, 28 exzentrisch gelagert,
wobei der Versatz der Rotationsachse der Exzenterbüchsen 16, 17, 27, 28 zur
Rotationsachse der Falzklappenspindeln 12 mit exz gekennzeichnet ist.
In einer Zusammenschau der 1, 5 und 5a ist
zu erkennen, dass der in 5a geschlossene
Klemmspalt geöffnet werden kann, indem die Verstellachse 40 aus
einer Startposition, bei der die Falzklappen 13, 24 geschlossen
sind, in Richtung C, das heißt in diesen Fall auf den Motor
zu bewegt wird. Diese Bewegung wird über die Querachse 48 auf
den Verstellstern 39, 39a und über diesen
auf die Verstellleisten 34 übertragen. Bei Verschieben
der Verstellleisten 34 können sich die Gleitkörper 20, 21, 31, 32,
die über die Verstellhebel 14, 15, 25, 26 mit den
in den Seitengestellwänden 44, 45 gelagerten Exzenterbüchsen 16, 17, 28, 29 in
Richtung C nicht verschiebbar verbunden sind, relativ zu den Verstellleisten 34 bewegen.
Das heißt, sie machen die axial Bewegung der Verstellleisten 34 in
Richtung des Motors 43 nicht mit, sondern gleiten in den
Nuten 30, 35, 36, 37 in die
Gegenrichtung, wobei sie den seitlichen Abstand zueinander verringern.
Diese Bewegung wiederum wird über die mit den Gleitstücken 20, 21, 31, 32 drehbeweglich
verbundenen Verstellhebel 14, 15, 25, 26 auf
die Exzenterbüchsen 16, 17, 27, 28 übertragen,
die sich in ihren Lager in den Seitengestellwänden 44, 45 verdrehen
können. Die Verstellhebel 14, 15, 25, 26 werden
durch diese Bewegung aufeinander zu „aufgerichtet", das
heißt, der zwischen Mittellinie der Nut 30, 35, 36, 37 und
Mittellinie des Verstellhebels 14, 15, 25, 26 eingeschlossene Winkel
wird in Richtung 90° verändert. Dadurch werden
die Exzenterbüchsen 16, 17, 27, 28 in
ihren Lager gedreht. Das Drehen der Exzenterbüchsen 16, 17, 27, 28 bewirkt
eine Lageänderung der Falzspindeln 12, wodurch
sich die Falzklappen 13, 24 auseinander oder voneinander
weg bewegen, das heißt, es öffnet oder schließt
sich der Klemmspalt zwischen den Falzklappen 13, 24.
Die Öffnungsweite des Klemmspaltes kann genau auf die zu
greifende Signatur 5 eingestellt werden. Diese Einstellung
kann bevorzugt zu jeder Zeit während der laufenden Produktion
erfolgen. Dabei wird bevorzugt eine über einen Rollhebel 18, 29 mit
einer Kurve 22 zusammenwirkende drehbare Kurvenrolle 19, 33 während
der Voreinstellung der Falzklappenposition und während des
Produktionsbetriebs mit einer voreingestellten Vorspannkraft auf
den Umfang der Kurvenscheibe der Kurve 22 gedrückt.
-
Die
in 5a gezeigte Falzklappenspindelbaugruppe weist
zusätzlich zu den vorbeschriebenen Bauteilen noch die Kurvenrolle 19, 33 auf,
die über den Rollenhebel 18, 29 auf die
Falzklappenspindel 12 wirkt. Die Kurvenrolle 19, 33 läuft
während der Rotation des Falzklappenzylinders 3 auf
der Kurve 22 und bewirkt, dass sich die Falzklappen 13, 24 kurz nach
dem Greifen einer Signatur 5 von dem Punktur- und Falzmesserzylinder 2 zusätzlich
etwas schließen, um einen sicheren Halt der Signatur 5 in
dem Falzspalt zu gewährleisten und/oder kurz vor der Abgabe
der Signatur 5 an das Schaufelrad 4 sich die Falzklappen 12, 23 zusätzlich
etwas öffnen, um ein sicheres Ablegen der Signatur 5 auf
dem Schaufelrad zu gewährleisten. Bewirkt wird dies dadurch,
dass die Kurvenrolle 19, 33 beim Überlaufen
der Kurve 22 die Falzklappenspindelbaugruppe einmal pro
Umdrehung kurz anhebt oder absenkt und damit eine weiteres Öffnen
bzw. teilweises Schließen des Falzspaltes bewirkt.
-
Die 6 und 6a zeigen
die Position der Gleitkörper 20, 21, 31, 32 und
der Exzenterbüchsen 16, 17, 27, 28 bei
vollständig geöffneten Falzklappen 13, 24,
das heißt, bei maximaler Öffnungsweite X. Dabei
ist gut zu erkennen, dass in dieser Position die Falzklappen 13, 24 um
ein Maß Y über die Oberfläche des Falzklappenzylinders
hinausragen. Dies wurde durch die Verdrehung der Exzenterbüchse 16, 17, 27, 28 erreicht,
wodurch der Rollenhebel 19, 28 jetzt nicht mehr
durch die Rotationsachsen der Exzenterbüchsen 16, 17, 27, 28 und
der Falzklappenspindel 12 verläuft. Die Falzklappenspindel 12 wurde
dabei um den Winkel β verschwenkt und dadurch gleichzeitig
in radialer Richtung angehoben. Dies bewirkt, dass die Falzklappen 13, 24 im
geöffneten Zustand radial über die Zylinderoberfläche
des Falzklappenzylinders 3 hinaus ragten.
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7 zeigt
eine vergrößerte Darstellung der rechten Falzklappe 13,
mit der Falzklappenspindel 12, den Exzenterbüchsen 16, 17 und
den Verstellhebeln 14, 15. Die Verstellhebel 14, 15 sind über
die nicht bezeichneten Drehgelenke mit den Gleitkörpern 20, 21 verbunden.
Auf der vom Betrachter aus rechten Seite der Figur ist weiterhin
der Rollenhebel 18, 29, die Kurvenrolle 19, 33 und
die Kurve 22 zu sehen.
-
Wird
mittels der Verstellachse 40 der Verstellstern 39, 39a in
Längsrichtung des Falzklappenzylinders 3 verstellt,
so bewirkt dies eine Verschiebung der Gleitkörper 20, 21 relativ
zum Verstellstern 39, 39a. Dadurch werden über
die Verstellhebel 14, 15 die Exzenterbüchsen 16, 17,
die Falzklappenspindel 12 und die Falzklappen 13, 24 entsprechend
der zu verarbeitenden Signatur 5 eingestellt. Vor dem Eindrücken
der Signatur 5 in den Falzspalt durch ein Falzmesser 10 und/oder
vor der Abgabe der Signatur 5 an das Schaufelrad 10 kann
die Öffnungsweite der Falzklappen 13, 24 durch
das Zusammenwirken der Kurve 22 der rechten Falzklappe 13 mit
der Kurvenrolle 19 unabhängig von der Verstellachse 40 verstellt werden.
Der Zeitpunkt und die Zeitdauer der Verstellung werden vom Verlauf
der Kurve 22 bestimmt. Eine dauerhafte Einstellung der Öffnungsweite
kann durch die Kurvenrolle 19 und die Kurve 22 nicht
bewirkt werden.
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- 1
- Messerzylinder
- 2
- Punktur-
und Falzmesserzylinder
- 3
- Falzklappenzylinder
- 4
- Schaufelrad
- 5
- Druckexemplar,
Signatur
- 6
- Punkturspindel
- 7
- Punktur
- 8
- Punkturkurve
- 9
- Falzmesserspindeln
- 10
- Falzmesser
- 11
- Falzmesserkurve
- 12
- Falzklappenspindel
- 13
- Falzklappe
- 14
- Verstellhebel
- 15
- Verstellhebel
- 16
- Exzenterbüchse
- 17
- Exzenterbüchse
- 18
- Rollenhebel
- 19
- Kurvenrolle
- 20
- Gleitkörper
- 21
- Gleitkörper
- 22
- Kurve
- 24
- Falzklappe
- 25
- Verstellhebel
- 26
- Verstellhebel
- 27
- Exzenterbüchse
- 28
- Exzenterbüchse
- 29
- Rollenhebel
- 30
- Nut
- 31
- Gleitkörper
- 32
- Gleitkörper
- 33
- Kurvenrolle
- 34
- Verstellleiste
- 35
- Nut
- 36
- Nut
- 37
- Nut
- 39
- Verstellsternarm
- 39a
- Verstellsternkörper
- 40
- Verstellachse
- 40a
- Abschnitt
- 41
- Führungswelle
- 42
- Getriebe
- 43
- Motor
- 44
- Seitengestellwand
- 45
- Seitengestellwand
- 46
- Exzenterbüchse
- 48
- Querachse
- 73
- Antriebswelle
- X
- Öffnungsweite
- Y
- radialer
Abstand
- C
- Axialrichtung
des Zylinders
- α
- Winkel
- β
- Winkel
- α_H
- Winkel
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
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Zitierte Patentliteratur
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- - DE 4036617
A1 [0003]
- - DE 4404752 C2 [0003]
- - DE 19716628 C2 [0003]
- - DE 3838314 A1 [0003]
- - DE 4431016 C2 [0003]