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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Falzen von Bogen gemäß Anspruch 1 und eine Falzmaschine mit Schwertfalzstation zum Falzen von Bogen gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 7.
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Stand der Technik
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Aus dem Stand der Technik sind Taschenfalzmaschinen und Schwertfalzmaschinen bekannt. Die Kombination von Taschenfalzstationen mit Schwertfalzstationen ist als Kombifalzmaschine geläufig. Dabei werden in Taschenfalzwerken Parallelbrüche und in den nachfolgenden Schwertfalzwerken Kreuzbrüche gefalzt. Der Bogen durchläuft dabei in Transportrichtung der Kombifalzmaschine mindestens folgende Stationen: Anleger, Übergabetisch, Taschenfalzwerk, Schwertfalzwerk, Ausleger.
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Der Aufbau einer Taschenfalzmaschine mit einer Vielzahl von Taschenfalzwerken geht aus der
DE 10 2004 041 471 A1 hervor. Ein jeweiliges Taschenfalzwerk besteht dabei aus einer Falztasche und drei Falzwalzen, welche in zwei Falzwalzenpaaren angeordnet sind. Aus der
DE 29 40 360 A1 ist ein Einzelschwertfalzwerk zum Falzen von bedruckten und vorgefalzten Bogen bekannt. In Kombifalzmaschinen werden Taschenfalzwerke und Schwertfalzwerke kombiniert. Dabei werden in einer ersten Falzstation in Taschenfalzwerken Parallelbrüche und in einer nachfolgenden Falzstation in Schwertfalzwerken Kreuzbrüche gefalzt. Die
DE 31 47 064 A1 und die
DE 10 2006 055 301 A1 zeigen Kombifalzmaschinen mit einer Mehrzahl von Taschenfalzwerken und nachranging angeordneten Schwertfalzwerken.
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Um die Ausbringung von Falzmaschinen, sprich deren Produktivität, zu erhöhen, wird die Durchlaufgeschwindigkeit der Bogen durch die Falzmaschine üblicherweise erhöht. Durch die Erhöhung der Geschwindigkeit erfährt ein jeweiliger Falzbogen jedoch Deformierungen und Beschädigungen, was zu deutlichen Qualitätseinbußen führt.
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Aus der
DE 103 36 757 A1 gehen Verfahren zum Falzen von sich schuppenstromartig überlappend zugeführten Bogen in einer Taschenfalzstation hervor. Durch die Anwendung der Verfahren soll die Produktivität der Falzmaschinen gesteigert werden, ohne die Durchlaufgeschwindigkeit der Bogen durch die Maschine zu erhöhen. Dazu werden die Falzspaltweiten der einziehenden Falzwalzen in Teilphasen eines kontinuierlichen Falzvorgangs falzzyklusabhängig vergrößert bzw. verkleinert. Ein derartiges Vorgehen ist nachteilig, da zur Anpassung der Falzspaltweite zum einen eine komplizierte mechanische Lagerung der Falzwalzen als auch eine aufwendige Ansteuerung der Antriebe zur Anpassung der Falzspaltweite notwendig sind. Weiter nachteilig ist, dass sich aufeinander folgende Bogen in den Falzwerken begegnen und mit einer Relativgeschwindigkeit zueinander bewegt werden. Dabei können die Bogen beschädigt werden und es kann zu sogenannten Markierungen kommen. Durch die Relativbewegung beider Bogen können erhöhte Falztoleranzen, elektrostatische Aufladung und Störungen im Bereich des Tascheneinlaufs verursacht werden. Schwertfalzwerke werden in diesem Stand der Technik nicht thematisiert.
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Für Schwertfalzwerke ist ein überlappender Transport im Schwertfalzwerk hinderlich. Wie in der
EP 0 732 293 B1 beschrieben soll zwischen den einzelnen Bogen immer ein minimaler Abstand eingehalten werden, sodass ein gefalzter Bogen vollständig aus der Bogeneinlaufzone verschwunden ist, bevor der nächste Bogen in diese Zone einläuft. So können Störungen des Falzbetriebs bei maximaler Falzleistung vermieden werden.
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Um die Falzleistung weiter zu erhöhen, muss die Transportgeschwindigkeit der Bogen in der Schwertfalzstation erhöht werden und muss der Falzprozess beschleunigt werden. Dies führt jedoch zu Problemen bei der Falzgenauigkeit und der Prozessstabilität.
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Aufgabenstellung
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es deshalb, ein Falzverfahren zu beschreiben und eine Falzmaschine mit Schwertfalzstation zu schaffen, welche die Nachteile des Standes der Technik behebt und eine höhere Falzleistung ermöglicht.
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Gelöst wird diese Aufgabe durch ein Verfahren zum Falzen gemäß Anspruch 1 und eine Schwertfalzstation mit den kennzeichnenden Merkmalen von Anspruch 7.
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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Falzen von Bogen in der Schwertfalzstation einer Falzmaschine. Der Begriff „Bogen“ meint hier bogenförmige Elemente, zum Beispiel Einzelblattbogen, oder auch bereits gefalzte Falzbogen, insbesondere aus Papier und Karton. Das Verfahren erfolgt in einer Falzmaschine, aufweisend mindestens ein Falzschwert und ein darunter angeordnetes Falzwalzenpaar, und weist die nachfolgenden Schritte auf:
Zuerst erfolgt der Transport eines Bogens in der Schwertfalzstation, bis der Bogen mit seiner Vorderkante an einem Vorderkantenanschlag anliegt. Nachfolgend wird der Falzvorgang gestartet durch Absenken des Falzschwertes durch entsprechende Ansteuerung eines Falzschwertantriebes. Entgegen dem aus dem Stand der Technik bekannten Verfahren wird im nachfolgenden Schritt bereits ein nachfolgender Bogen in die Schwertfalzstation transportiert. Kurz bevor die Vorderkante des nachfolgenden Bogens die Hinterkante des vorausgehenden Bogens erreicht, wird auf die Hinterkante des vorausgehenden Bogens eine Niederhaltekraft aufgebracht. Diese Niederhaltekraft kann beispielsweise durch eine Blasluft aufgebracht werden, welche von einer getaktet ansteuerbaren Blasluftleiste ausgeht. Der nachfolgende Bogen wird sodann an seiner Vorderkante, bevor er die Hinterkante des vorausgehenden Bogens erreicht, angehoben. Das Anheben kann dabei durch mindestens ein sich im Bogenlauf befindliches, rampenförmiges Leitelement erfolgen. Durch die Kombination von Niederhalten und Anheben wird eine Kollision der beiden Bogen verhindert. In einem nachfolgenden Schritt wird das Falzschwert wieder angehoben und der nachfolgende Bogen wird weitertransportiert, wobei der nachfolgende Bogen mit seiner Vorderkante den vorausgehenden Bogen im Bereich der Hinterkante des vorausgehenden Bogens überlappt. Diese Überlappung kann auch als Überschuppung bezeichnet werden. Bei diesem Weitertransport des nachfolgenden Bogens ist darauf zu achten, dass dieser erst dann erfolgt, wenn keine Kollision der Vorderkante des nachfolgenden Bogens mit dem Falzschwert mehr erfolgen kann. Schließlich wird der Falzvorgang des vorausgehenden Bogens abgeschlossen und der vorausgehende Bogen wird durch das Falzwalzenpaar abtransportiert. Es folgt die Fortsetzung des Verfahrens wieder von vorne für den ehemals nachfolgenden, jetzt vorausgehenden Bogen, usw.
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Dieses Verfahren zum Falzen hat den Vorteil, dass ein nachfolgender Bogen bereits in die Schwertfalzstation transportiert werden kann, auch wenn der Falzvorgang des vorausgehenden Bogens noch nicht abgeschlossen ist. Dadurch, dass in der Schwertfalzstation kein Abstand mehr zwischen aufeinanderfolgenden Bogen erforderlich ist und die Bogen vielmehr in der Schwertfalzstation eine Überlappung aufweisen, kann bei gleicher Transportgeschwindigkeit in der Schwertfalzstation die Falzleistung erhöht werden.
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In einer besonders vorteilhaften und daher bevorzugten Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens weist das Falzschwert eine mechanische und eine pneumatische Schwertklinge auf. Die pneumatische Schwertklinge wird durch mindestens eine Blasdüse gebildet, welche sich im Bereich des stromaufwärtigen Endes des Falzschwertes befindet. Wenn der Falzvorgang gestartet wird, wird diese pneumatische Schwertklinge aktiviert zur Erzeugung einer auf den zu falzenden Bogen gerichteten, fokussierten Blasluft. Das heißt, während im Bereich der mechanischen Schwertklinge ein zu falzender Bogen durch diese mechanische Schwertklinge in den Spalt des Falzwalzenpaares geführt wird, erfolgt dies im Bereich der pneumatischen Schwertklinge durch die Blasluft. Wenn der Bogen in den Spalt des Falzwalzenpaares eingeführt ist, und das Falzschwert wieder angehoben wird, dann erfolgt auch ein Deaktivieren der pneumatischen Schwertklinge.
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Die Erfindung betrifft auch eine Falzmaschine mit einer Schwertfalzstation zum Falzen von Bogen mit mindestens einem hubbeweglichen Falzschwert, einem unterhalb des Falzschwertes angeordneten Falzwalzenpaar und einem dem Falzschwert zugeordneten Antrieb. Die Falzmaschine ist dabei insbesondere zur Durchführung des vorstehend beschriebenen Verfahrens zum Falzen geeignet. Erfindungsgemäß besitzt das Falzschwert eine mechanische und eine pneumatische Schwertklinge. Die pneumatische Schwertklinge, welche auch als Luftschwert bezeichnet werden kann, wird durch mindestens eine Blasdüse zur Erzeugung einer Blasluft gebildet, wobei die Blasluft in Richtung des zu falzenden Bogens gerichtet ist. Die Blasdüse ist in Verlängerung der mechanischen Schwertklinge angeordnet und schließt sich stromaufwärtig an die mechanische Schwertklinge an. Dazu kann die mechanische Schwertklinge im Vergleich zu einer üblichen Ausgestaltung verkürzt ausgeführt sein. Beispielsweise kann sich die mechanische Schwertklinge über mindestens drei Viertel und die pneumatische Schwertklinge über maximal ein Viertel der Länge des Falzschwertes erstrecken.
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In vorteilhafter Weiterbildung der erfindungsgemäßen Falzmaschine besitzt diese mindestens eine Blasdüse, insbesondere ein parallel zur Transportebene angeordnetes Blasluftrohr, zum Aufbringen einer Niederhaltekraft auf die Hinterkante eines an einem Vorderkantenanschlag anliegenden Bogens. Alternativ oder zusätzlich kann die Falzmaschine ein pneumatisches Leitelement besitzen zum Anheben eines Bogens an seiner Vorderkante, während der Bogen in die Schwertfalzstation einläuft. Das pneumatische Leitelement kann dabei mehrere Blasdüsen aufweisen. Alternativ oder zusätzlich kann die Falzmaschine mindestens zwei Blasluftdüsen besitzen zum Anpressen eines in die Schwertfalzstation einlaufenden Bogens auf ein Paar von umlaufenden Transportbändern, wobei eine jeweilige Düse auf ein Transportband gerichtet ist. Auch kann die Falzmaschine ein Blasluftaggregat besitzen zur Bereitstellung von Blasluft an die vorgenannten Aggregate und an die pneumatische Schwertklinge.
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Die beschriebene Erfindung und die beschriebenen vorteilhaften Weiterbildungen der Erfindung stellen auch in Kombination miteinander – soweit dies technisch sinnvoll ist – vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung dar.
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Hinsichtlich weiterer Vorteile und in konstruktiver und funktioneller Hinsicht vorteilhafter Ausgestaltungen der Erfindung wird auf die Unteransprüche sowie die Beschreibung von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beiliegenden Figuren verwiesen.
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Ausführungsbeispiel
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Die Erfindung soll an Hand beigefügter Figuren noch näher erläutert werden. Einander entsprechende Elemente und Bauteile sind in den Figuren mit gleichen Bezugszeichen versehen. Zugunsten einer besseren Übersichtlichkeit der Figuren wurde auf eine maßstabsgetreue Darstellung verzichtet. Es zeigen in schematischer Darstellung
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1a zwei beabstandete Signaturen
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1b zwei überschuppte Signaturen
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2 den Aufbau einer Falzmaschine
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3 eine erfindungsgemäße Schwertfalzstation
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4 die Schwertfalzstation in einer 3D-Darstellung
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In 1a sind zwei bogenförmige Elemente, hier zwei Signaturen 7a, 7b dargestellt, welche in Transportrichtung T von einer ersten Falzstation 3, insbesondere einer Taschenfalzstation, zu einer zweiten Falzstation 4, nämlich einer Schwertfalzstation, transportiert werden. Der Abstand b zwischen erster Signatur 7a und zweiter Signatur 7b liegt üblicherweise im Bereich von 5 bis 8 cm. In der nachfolgenden zweiten Falzstation 4 werden die Signaturen 7a und 7b mittels Falzschwert und Falzwalzen gefalzt. In 1b sind zwei Signaturen 7a, 7b dargestellt, welche von einer ersten Falzstation 3 kommend in Transportrichtung T zu einer zweiten Falzstation 4 transportiert werden. Die Signaturen 7a und 7b werden dabei überschuppt transportiert. Die zweite Signatur 7b überdeckt das stromaufwärtige Ende der Signatur 7a. Es gibt eine Überschuppung c der Signaturen 7a, 7b. Im Gegensatz zum in 1a dargestellten beabstandeten Transport der zwei Signaturen 7a und 7b wurde für den überschuppten Transport gemäß 1b die zweite Signatur 7b um die Summe aus Signaturabstand b und Überschuppung c in Transportrichtung T verschoben. Bei gleichbleibender Maschinengeschwindigkeit, d.h. Transportgeschwindigkeit, können mehr Signaturen zu fertigen Falzprodukten verarbeitet werden und die Ausbringung der Falzmaschine 1 kann erhöht werden. Alternativ kann die Ausbringung der Falzmaschine 1 beibehalten werden und die Transportgeschwindigkeit der Signaturen 7a, 7b reduziert werden, insbesondere dann, wenn es sich um schwierig zu verarbeitendes Material handelt, welches zur Sicherstellung einer hohen Qualität der Produkte eine geringere Transportgeschwindigkeit erfordert.
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Während die 1a und 1b nur der grundlegenden Situation der Überschuppung dienen, wird die tatsächliche Situation in der Schwertfalzstation 4 in den 3 und 4 im Detail dargestellt.
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2 zeigt den Aufbau einer Falzmaschine 1, in welcher Bogen 7 gefalzt werden können. Die Bogen durchlaufen die Falzmaschine in Transportrichtung T. Die Bogen 7 werden in einem Anleger (nicht näher dargestellt) vereinzelt und ausgerichtet. In einer ersten Falzstation, einer Taschenfalzstation 3, und nachfolgend in einer zweiten Falzstation, einer Schwertfalzstation 4, werden die Bogen 7 gefalzt.
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In den 3 und 4 ist die Schwertfalzstation 4 einer Falzmaschine 1 dargestellt. Die Bogen 7a, 7b werden in Transportrichtung T der Schwertfalzstation 4 zugeführt, durch das Zusammenwirken von Falzschwert 10 und Falzwalzen 15 gefalzt und weiter in Transportrichtung T nach unten weiter gefördert. Der Transport der Bogen 7, 7a, 7b in die Schwertfalzstation 4 erfolgt mittels Transportbändern 9, welche in Umlaufrichtung t bewegt werden. Um eine sichere Auflage der Bogen 7 auf den Transportbändern 9 und damit einen schlupffreien Transport zu gewährleisten, können einem jeweiligen Transportband 9 zugeordnet Niederhalteelemente 17 vorgesehen sein, welche pneumatisch oder mechanisch ausgeführt sein können. Im Falle einer pneumatischen Ausführung der Niederhalteelemente 17 können diese als Blasdüsen ausgestaltet sein. Die Düsen 17 stellen dabei eine Transportbandniederhalteluft TL bereit. Durch die Transportbänder 9 wird ein jeweiliger Bogen 7 mit seiner Bogenvorderkante 30a, 30b bis zu einem Vorderkantenanschlag 14 transportiert. Sobald ein Bogen 7 mit seiner Vorderkante 30a am Vorderkantenanschlag 14 anliegt, können die Niederhalteelemente 17 deaktiviert werden, so dass der Bogen 7a ungehindert zwischen die Falzwalzen 15 eingezogen werden kann. Sobald der Bogen 7 an dem Bogenvorderkantenanschlag 14 anliegt, kann der Falzvorgang gestartet werden, indem das Falzschwert 10 abgesenkt wird und den Bogen in den Spalt zwischen den Falzwalzen 15 einführt, so dass durch die Falzwalzen 15 ein Falzbruch in den Bogen 7 erzeugt und der Bogen 7 gefalzt werden kann. Sobald ein Bogen 7 sicher in den Spalt zwischen den Falzwalzen 15 eingeführt ist, kann das Falzschwert 10 wieder in seine Ausgangslage zurück verbracht, das heißt angehoben werden. Zur Hubbewegung des Falzschwertes 10 ist ein Antriebsmotor vorgesehen.
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Erfindungsgemäß werden die Bogen 7a, 7b der Schwertfalzstation 4 mit einer Überschuppung c zugeführt, das heißt, die Vorderkante des nachfolgenden Bogens 30b wird über die Hinterkante des vorausgehenden Bogens 30c hinweg transportiert, so dass die Bogen 7a, 7b im Bereich der Überschuppung c parallel zueinander ausgerichtet sind und sich überlappen.
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Der Schwerthub s des Falzschwertes 10 muss vor dem Einlaufen des nachfolgenden Bogens 7b abgeschlossen sein, so dass das Falzschwert 10 nicht mit dem nachfolgenden Bogen 7b kollidiert. Um eine solche Kollision zu verhindern, wird ein Falzschwert 10 verwendet, welches eine mechanische Schwertklinge 11 als auch eine pneumatische Schwertklinge 12 aufweist. Die pneumatische Schwertklinge 12 befindet sich im stromaufwärtigen Ende des Falzschwertes in direkter Verlängerung der mechanischen Schwertklinge 11. Die pneumatische Schwertklinge 12 wird dabei durch eine oder durch eine Mehrzahl von Blasluftdüsen gebildet. Die erforderliche Blasluft SL wird von einem Blasluftaggregat bereitgestellt und von einer Maschinensteuerung getaktet. Die pneumatische Schwertklinge 12 richtet eine Schwertluft SL auf den Bogen 7a. Um sicherzustellen, dass der nachfolgende Bogen 7b mit seiner Vorderkante 30b über den vorausgehenden Bogen 7a geschoben wird und eine Kollision der Vorderkante 30b des nachfolgenden Bogens 7b mit der Hinterkante 30c des vorausgehenden Bogens 7a sicher vermieden wird, ist ein als Blasleiste ausgeführter pneumatischer Niederhalter 13 vorgesehen, welcher mit einer auf die Hinterkante 30c gerichteten Niederhalteluft NL den vorausgehenden Bogen 7a im Bereich seiner Hinterkante niederhält. Der pneumatische Niederhalter 13 wird so angesteuert, dass die Niederhalteluft NL kurz vor dem Eintreffen des nachfolgenden Bogens 7b mit seiner Vorderkante 30b unterhalb des pneumatischen Niederhalters 13 aktiviert wird. Durch den pneumatischen Niederhalter 13 wird so ein kurzer Luftimpuls NL zur Erzeugung einer kurzzeitigen Niederhaltekraft generiert. Als weiteres Element zum Verhindern einer Kollision der Bogen 7a, 7b mit ihren Kanten 30b, 30c und einem sicheren Überschuppen c ist des Weiteren eine Anhebeeinrichtung 16 vorgesehen, welche als Transportrampe mit daneben angeordnetem Transportrad ausgeführt ist. Über die Breite der Schwertfalzstation 4 können mehrere solche Anhebeeinrichtungen 16 vorgesehen sein. Die Anhebeeinrichtung als auch der pneumatische Niederhalter 13 sind in Transportrichtung T gesehen so positioniert, dass sie an die Hinterkante 30c eines am Vorderkantenanschlag 14 anliegenden Bogens 7a angrenzen.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Falzmaschine
- 3
- 1. Falzstation
- 4
- 2. Falzstation (Schwertfalzstation)
- 7
- Bogen (bogenförmiges Element, z.B. Bogen oder Signatur)
- 7a
- erstes bogenförmiges Element (vorausgehender Bogen / Signatur)
- 7b
- zweites bogenförmiges Element (nachfolgender Bogen / Signatur)
- 9
- Transportband
- 10
- Falzschwert
- 11
- mechanische Schwertklinge
- 12
- pneumatische Schwertklinge (Luftschwert)
- 13
- Pneumatischer Niederhalter (Blasleiste)
- 14
- Vorderkantenanschlag
- 15
- Falzwalze
- 16
- Anhebeinrichtung (Transportrampe als Leitelement mit Transportrad)
- 17
- Niederhalteelement (pneumatisch / mechanisch)
- 30a
- Vorderkante erstes bogenförmiges Element
- 30b
- Vorderkante zweites bogenförmiges Element
- 30c
- Hinterkante erstes bogenförmiges Element
- b
- Bogenabstand / Signaturabstand
- c
- Überschuppung
- s
- Schwerthub
- t
- Umlaufrichtung Transportband
- T
- Transportrichtung
- NL
- Niederhalteluft
- SL
- Schwertluft
- TL
- Transportbandluft
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102004041471 A1 [0003]
- DE 2940360 A1 [0003]
- DE 3147064 A1 [0003]
- DE 102006055301 A1 [0003]
- DE 10336757 A1 [0005]
- EP 0732293 B1 [0006]
