DE10208017C1

DE10208017C1 - Falztrommel eines Falzapparates

Info

Publication number: DE10208017C1
Application number: DE2002108017
Authority: DE
Inventors: Robert Mueller
Original assignee: Koenig and Bauer AG
Current assignee: Koenig and Bauer AG
Priority date: 2002-02-26
Filing date: 2002-02-26
Publication date: 2003-06-26
Anticipated expiration: 2022-02-27

Abstract

Eine Falztrommel eines Falzapparates hat einen Trommelmantel, wenigstens zwei Falzmesser und eine Getriebeeinheit, die ein Gehäuse und ein relativ zum Gehäuse drehbares, aus einer ersten und einer zweiten Zahnradscheibe gebildetes Zahnrad und Getriebegruppen aufweist, die jeweils mit einer der Zahnradscheiben kämmen. Jedem Falzmesser ist eine der Getriebegruppen zugeordnet, durch die das Falzmesser zu einer mit dem zentralen Zahnrad gekoppelten Ein- und Ausfahrbewegung aus dem Trommelmantel antreibbar ist. Die zwei Zahnradscheiben sind jeweils mit koaxialen Zahnradscheibenwellen verbunden und durch Verschieben der Zahnradscheibenwellen relativ zueinander in axialer Richtung wahlweise miteinander koppelbar und voneinander entkoppelbar.

Description

Die Erfindung betrifft eine Falztrommel eines Falzapparates gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Die Aufgabe einer Falztrommel ist, ein in dem Falzapparat zu falzendes Produkt zeitweilig zu transportieren und in einer zum Falzen geeigneten Orientierung je nach Bauart des Falzapparates in eine Falzklappe eines Falzklappenzylinders zu drücken oder an zwei Falzrollen zu übergeben, die das Produkt mit der gewünschten Falzlinie voran in einen zwischen ihnen gebildeten Spalt einziehen und auf diese Weise falzen. Zu diesem Zweck weist die Falztrommel eine Mehrzahl von beweglichen Falzmessern auf, die durch Öffnungen in einem Mantel der Falztrommel ausfahrbar sind, um das zu falzende Produkt in eine Falzklappe oder einen Spalt zwischen zwei Falzrollen einzuführen.

Die Bewegung der Falzmesser ist über ein Getriebe an die Drehung der Falztrommel gekoppelt. Es sind Falzapparate bekannt, bei denen für eines von zwei Falzmessern die Kopplung aufhebbar und das Falzmesser stilllegbar ist. Diese Stilllegung ermöglicht die sogenannte Sammelproduktion. Ein Produkt kann an einer Übergabestelle an die Falztrommel übergeben werden und auf dieser eine vollständige Umdrehung zurücklegen, ohne von einem Falzmesser abgestoßen zu werden. Wenn das Produkt die Übernahmestelle erneut passiert, wird über das erste ein zweites Produkt gelegt und beide werden gemeinsam von der Falztrommel weitergeführt. Wenn nun beide Produkte gemeinsam vom Falzmesser abgestoßen werden, werden sie gemeinsam gefalzt.

Die DE 195 11 054 C2 offenbart einen Antrieb für ein Falzmesser einer Falztrommel, wobei der Antrieb des Falzmessers über ein zentrales Zahnrad erfolgt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Falztrommel eines Falzapparates zu schaffen, mit der eine leichte Umschaltung von Einzelproduktion auf Sammelproduktion möglich ist.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

Eine der beiden Zahnradscheiben ist fest, während die andere Zahnradscheibe je nach gewählter Produktion rotiert.

Zum Einkuppeln bleibt die Falztrommel in eine definierten Position stehen, da die Zahnkupplung eindeutig ist. Alternativ kann die Zahnkupplung schleifend bei drehender Falztrommel einrasten.

Die Umschaltung von Einzel- auf Sammelproduktion ist damit schneller und einfacher möglich als mit bisherigen Konstruktionen.

Für die für Einzelproduktion erforderliche Kopplung der ersten und zweiten Radscheibe aneinander sind diese zweckmäßigerweise mit komplementären Verzahnungen ausgestattet, die durch axiales Verschieben der ersten Radscheibe in Eingriff bzw. außer Eingriff gebracht werden können.

Diese Verzahnungen sind z. B. durch ungleichmäßige Zahnabstände oder -breiten so ausgelegt, dass sie nur in einer kleinen Zahl m von gleichmäßig verteilten Drehstellungen der zwei Radscheiben relativ zu einander in Eingriff bringbar sind. Die Zahl m hängt vom Übersetzungsverhältnis der Getriebegruppen ab. Wenn bei als festgehalten angenommenem Rahmen der Getriebeeinheit die Getriebegruppen eine Umdrehung des zentralen Rades in eine ganze Zahl n von Umdrehungen der Falzmesser umsetzen, so kann m jeder beliebige ganzzahlige Teiler von n einschließlich 1 oder n sein. Dadurch wird sichergestellt, dass ein Zurückschalten auf Einzelproduktion nur stattfindet, wenn das zuvor bei Sammelproduktion deaktivierte Falzmesser sich in einer korrekten Phasenlage befindet.

Insbesondere kann eine einzige eindeutige Stellung festgelegt werden.

Vorzugsweise weist die erste Radscheibe eine weitere Verzahnung auf, die zu einer Verzahnung am Rahmen der Getriebeeinheit komplementär ist und durch Verschieben der ersten Zahnradscheibe mit dieser in Eingriff bringbar ist. Diese Verzahnung dient zum Arretieren des an die erste Radscheibe gekoppelten Falzmessers bei der Sammelproduktion. Diese Verzahnungen sind in einer Vielzahl von Drehstellungen miteinander in Eingriff bringbar, so dass die Umschaltung von Einzel- auf Sammelproduktion bei beliebiger Orientierung der Falztrommel stattfinden kann.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben.

Es zeigen:

Fig. 1 eine vereinfachte perspektivische Ansicht einer Falztrommel, bei der die vorliegende Erfindung anwendbar ist;

Fig. 2 eine Ansicht, in gleicher Perspektive wie Fig. 1, der inneren Struktur der Falztrommel;

Fig. 3 eine schematische Darstellung der Getriebeeinheit der in Fig. 1 gezeigten Falztrommel;

Fig. 4 eine Frontalansicht einer Radscheibe.

Im Trommelmantel 01 der in Fig. 1 gezeigten Falztrommel sind drei Gruppen von Schlitzen 02 jeweils in einem Winkelabstand von 120° in Umfangsrichtung gebildet. An der in der Fig. 1 oben liegenden Gruppe von Schlitzen 02 ist eine Mehrzahl austretender Vorsprünge 03 gezeigt, die Teil eines Falzelementes 04, z. B. eines Falzmessers 04 sind. Das Falzmesser 04 ist an einer inneren Struktur der Falztrommel befestigt, die mit Bezug auf Fig. 2 noch genauer erläutert wird.

Am Trommelmantel 01 können weitere Funktionsgruppen wie etwa Greifer oder Punkturnadelleisten zum Halten eines an der Falztrommel mitgeführten Produkts angeordnet sein, die zur Vereinfachung der Darstellung in Fig. 1 nicht gezeigt sind und auch nicht beschrieben werden, da sie dem Fachmann bekannt sind und von der Erfindung nicht weitergebildet werden.

An den Stirnflächen des Trommelmantels 01 befinden sich zwei Flansche 06 mit einer geräumigen, zur Längsachse des Trommelmantels 01 konzentrischen Öffnung 07. An die Öffnung 07 ist ein Schaft 08 angeformt, der zur drehbaren Lagerung der Falztrommel im (nicht dargestellten) Gestell eines Falzapparates dient.

Eine Welle 09, die die innere Struktur der Falztrommel trägt, erstreckt sich exzentrisch durch die Öffnung 07.

Wie Fig. 2 zeigt, trägt die Welle 09 im Innern der Falztrommel zwei in entgegengesetzte Richtungen abstehende Arme 11 und eine Getriebeeinheit 12, die zwei um zur Welle 09 parallele Achsen drehbare Falzmesserwellen 13; 28 tragen. Das Gehäuse der Getriebeeinheit 12 ist mit dem dem Betrachter in Fig. 2 zugewandten Abschnitt der Welle 09 starr verbunden und im Innern der Falztrommel gemeinsam mit diesem drehbar.

Jenseits der Getriebeeinheit 12 in der Perspektive der Fig. 2 ist die Welle 09 durch einen Wellenabschnitt 14 verlängert, der hier aus Gründen, die in Verbindung mit Fig. 3 deutlich werden, als zweite Zahnradscheibenwelle 14 bezeichnet wird. Diese zweite Zahnradscheibenwelle 14 ist vorgesehen, um in einer Seitenplatte des Falzapparats nicht drehbar montiert zu werden. Durch einen axialen Hohlraum der zweiten Zahnradscheibenwelle 14 verläuft ein erster Wellenabschnitt 16, eine sogenannte erste Zahnradscheibenwelle 16.

Fig. 3 veranschaulicht den inneren Aufbau der Getriebeeinheit 12. Die zwei Zahnradscheibenwellen 16; 14 sind drehbar durch eine Öffnung des Gehäuses 17 oder Rahmens der Getriebeeinheit 12 durchgeführt und tragen jeweils eine erste Zahnradscheibe 18 bzw. eine zweite Zahnradscheibe 19. Da die zweite Zahnradscheibe 19 starr mit der zweiten Zahnradscheibenwelle 14 verbunden ist, folgt sie einer Drehung der Getriebeeinheit 12 um die Achse der Welle 09 nicht. So treibt sie, wenn die Getriebeeinheit 12 rotiert, eine Getriebegruppe an, die aus einem um eine mit dem Gehäuse 17 verbundene Achse drehbaren Zwischenrad 21 und einem an der Falzmesserwelle 13 befestigten Zahnrad 22 gebildet ist. Während die Getriebeeinheit 12 um die Achse der Welle 09 rotiert, bewegt sich die Falzmesserwelle 13 auf einer Kreisbahn um die Welle 09 und rotiert gleichzeitig um ihre eigene Achse. Die Spitze des an ihr montierten Falzmessers 04 beschreibt dabei eine Zykloide. Aufgrund der exzentrischen Anordnung der Welle 09 in Bezug auf den Trommelmantel 01 tritt das Falzmesser 04 dabei nur an einer Stelle seiner Zykloidenbahn durch die Schlitze 02 des Trommelmantels 01 aus. Das Übersetzungsverhältnis der Getriebegruppe 19, 21, 22 muss so festgelegt sein, dass mit jeder Umdrehung der Getriebeeinheit 12 die Falzmesserwelle 13 eine ganze Zahl von Umdrehungen um sich selbst vollführt. Im hier betrachteten Fall ist das Übersetzungsverhältnis so gewählt, dass bei als festgehalten angenommenem Gehäuse 17 eine Umdrehung der zweiten Zahnradscheibe 19 n = 3 Umdrehungen des Falzmessers 04 antreibt.

Die erste Zahnradscheibe 18 ist durch axiales Verschieben der ersten Zahnradscheibenwelle 16 zwischen zwei Stellungen verschiebbar. In einer ersten Stellung koppelt sie über an den einander zugewandten Stirnseiten der zwei Zahnradscheiben 18; 19 angeordnete Verzahnungen 23; 24 an die zweite Zahnradscheibe 19 und wird so in Bezug auf das Gestell des Falzapparats unbeweglich gehalten. In dieser Stellung treibt die erste Zahnradscheibe 18 eine andere Getriebegruppe 18, 26, 27 an, die aus einem Zwischenrad 26 und einem Zahnrad 27 der zweiten Falzmesserwelle 28 besteht. In diesem Zustand bewegt sich das Falzmesser 04 der zweiten Falzmesserwelle 28 auf der gleichen Zykloidenbahn wie das der ersten Falzmesserwelle 13. Dieser Zustand entspricht der Doppelproduktion.

In der zweiten Stellung der ersten Zahnradscheibe 18 koppelt diese über eine an ihrer zweiten Stirnfläche angeordnete Verzahnung 29 an eine fest mit dem Gehäuse 17 verbundene Verzahnung 31. In dieser Stellung folgt die erste Zahnradscheibe 18 der Drehung des Gehäuses 17, und das Falzmesser 04 der zweiten Falzmesserwelle 28 bewegt sich auf einer Kreisbahn, auf der es nicht aus der Falztrommel austritt, d. h. es bewegt sich relativ zum Zylinder nicht. Dieser Zustand entspricht der Sammelproduktion.

Die Verzahnungen 29; 31 bestehen aus einer großen Zahl von gleichmäßig angeordneten Zähnen, die einen Eingriff der Verzahnungen 29; 31 ineinander in einer Vielzahl von jeweils nur durch kleine Drehwinkel voneinander getrennten Orientierungen erlauben. So genügt, auch wenn beim Verschieben der ersten Zahnradscheibe 18 gegen die Verzahnung 31 Zahnspitzen der Verzahnungen 29; 31 aufeinander treffen, eine geringfügige Drehung des Gehäuse 17, um einen Eingriff zu ermöglichen. Im Gegensatz dazu haben die Verzahnungen 23; 24, wie der Fig. 4 zu entnehmen ist, eine kleine Zahl von Zähnen 32, die ungleichmäßige Längen haben und in ungleichmäßigen Abständen angeordnet sind, um jeweils nur in drei Orientierungen der zwei Zahnradscheiben 18; 19 in Bezug aufeinander einen Eingriff zu gestatten. Durch dieses Merkmal wird sichergestellt, dass beim Wiederherstellen der Kopplung zwischen den Zahnradscheiben 18; 19 das Falzmesser 04 der zeitweilig stillgelegten zweiten Falzmesserwelle 28 die gleiche Lage hat wie vor Aufhebung der Kopplung. Dies kann es erforderlich machen, dass beim Umschalten von Sammel- auf Einzelproduktion die Falztrommel zunächst ein Stück weit langsam gedreht werden muss, bis die Verzahnungen 23; 24 in Eingriff gebracht werden können.

Die Zähne 32 könnten auch so angeordnet sein, dass jeweils nur in einer einzigen Drehstellung ein Eingriff möglich ist.

Wenn das Übersetzungsverhältnis der Getriebegruppen 19, 21, 22; 18, 26, 27 z. B. n = 4 Umdrehungen der Falzmesserwellen 13; 28 pro Umdrehung der Zahnradscheiben 18; 19 entspräche, könnten die Zähne 32 auch so angeordnet sein, dass sie m = 1, 2 oder 4 Eingriffsstellungen zulassen.

Der beschriebene Getriebeaufbau kann auch für eine Falztrommel verwendet werden, die anstelle von Falzmessern 04 Falzklappen aufweist, also für einen Falzklappenzylinder.

Bezugszeichenliste

01 Trommelmantel
02 Schlitz
03 Vorsprung (0

4

)
04 Falzelement, Falzmesser
05 -
06 Flansch
07 Öffnung
08 Schaft
09 Welle

10

-

11

Arm

12

Getriebeeinheit

13

Falzmesserwelle, erste

14

Wellenabschnitt, Zahnradscheibenwelle, zweite

15

-

16

Wellenabschnitt, Zahnradscheibenwelle, erste

17

Gehäuse

18

Zahnradscheibe, erste

19

Zahnradscheibe, zweite

20

-

21

Zwischenrad

22

Zahnrad

23

Verzahnung

24

Verzahnung

25

-

26

Zwischenrad

27

Zahnrad

28

Falzmesserwelle, zweite

29

Verzahnung

30

-

31

Verzahnung

32

Zahn

Claims

1. Falztrommel eines Falzapparates, mit einem Trommelmantel (01), wenigstens zwei Falzelementen (04) und einer Getriebeeinheit (12), die ein Gehäuse (17), ein relativ zum Gehäuse (17) drehbares zentrales Zahnrad (18, 19) und mit dem zentralen Zahnrad (18, 19) zusammenwirkende Getriebegruppen (21, 22; 26, 27) aufweist, wobei jedem Falzelement (04) jeweils eine der Getriebegruppen (21, 22; 26, 27) zugeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass das zentrale Zahnrad (18, 19) eine erste (18) und eine zweite Zahnradscheibe (19) aufweist, von denen jede mit einer anderen Getriebegruppe (21, 22; 26, 27) zusammenwirkt, dass die zwei Zahnradscheiben (18, 19) jeweils mit koaxialen Zahnradscheibenwellen (16; 14) verbunden sind und durch Verschieben der Zahnradscheibenwellen (16; 14) relativ zueinander in axialer Richtung wahlweise miteinander koppelbar und voneinander entkoppelbar sind.

2. Falztrommel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erste und die zweite Zahnradscheibe (18; 19) komplementäre Verzahnungen (23; 24) tragen, und dass die erste Zahnradscheibe (18) in der axialen Richtung verschiebbar ist, um die Verzahnungen (23; 24) wahlweise miteinander in Eingriff bzw. außer Eingriff zu bringen.

3. Falztrommel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Zahnradscheibe (18) eine Verzahnung (29) aufweist, die zu einer Verzahnung (31) des Gehäuses (17) komplementär ist, und dass die erste Zahnradscheibe (18) in der axialen Richtung verschiebbar ist, um die Verzahnungen (29; 31) wahlweise miteinander in Eingriff bzw. außer Eingriff zu bringen.

4. Falztrommel nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Verzahnungen (23; 24; 29) der Zahnradscheiben (18; 19) jeweils an einer Stirnseite angebracht sind.

5. Falztrommel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Zahnradscheibenwellen (16; 14) sich parallel und exzentrisch zur Längsachse des Trommelmantels (01) erstrecken.

6. Falztrommel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Falzelemente (04) als Falzmesser (04) oder Falzklappen ausgebildet sind.

7. Falztrommel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jedes Falzmesser (04) von einer Falzmesserwelle (13; 28) getragen ist, die über eine der Getriebegruppen (19, 21, 22; 18, 26, 27) an eine Drehung der zugeordneten Zahnradscheibe (18; 19) des zentralen Zahnrads (18, 19) gekoppelt drehbar ist.

8. Falztrommel nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass jede Getriebegruppe (19, 21, 22; 18, 26, 27) eine Umdrehung der zugeordneten zentralen Zahnradscheibe (18; 19) in eine kleine ganze Zahl n < 1 von Umdrehungen der zugeordneten Falzmesserwelle (13; 28) umsetzt.

9. Falztrommel nach Anspruch 2 und Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Verzahnungen (23; 24) der zwei Zahnradscheiben (18; 19) in m Orientierungen in Eingriff miteinander bringbar sind, wobei m ein Teiler von n ist.

10. Falztrommel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Zahnradscheibe (19) in Bezug auf ein Gestell des Falzapparates drehfest ist.

11. Falztrommel nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Falzmesser (04) zu einer an die Drehung des zentralen Zahnrades (18, 19) gekoppelten Ein- und Ausfahrbewegung aus dem Trommelmantel (01) antreibbar ist.