DE10214911C1 - Falzschwertantrieb - Google Patents

Abstract

Der Falzschwertantrieb für eine Falzmaschine umfasst ein Falzschwert (24), das an einem Ende einer von einem pneumatischen Hubantrieb für eine Auf- und Abbewegung angetriebenen Antriebsstange (18) angebracht ist. Der pneumatische Hubantrieb weist einen Zylinder (16) und einen in dem Zylinder (16) auf- und abbewegbaren Kolben (26) auf. Eine erste Leitung (72) ist mit dem Zylinder (16) unterhalb des Kolbens (26) verbunden und über ein erstes Schaltventil (54) wahlweise mit einem Unterdruckerzeuger oder einem Überdruckerzeuger verbindbar, während eine zweite Leitung (74) mit dem Zylinder (16) oberhalb des Kolbens (26) verbunden ist und über ein zweites Schaltventil (52) wahlweise mit einem Unterdruckerzeuger oder einem Überdruckerzeuger verbindbar ist.

Description

Die Erfindung betrifft einen Falzschwertantrieb für eine Falzmaschine, mit einem Falzschwert, das an einem Ende einer von einem pneumatischen Hubabtrieb für eine Auf- und Abbewegung angetriebenen Antriebsstange angebracht ist, wobei der pneumatische Hubantrieb einen Zylinder und einen in dem Zylinder auf und abbe­ wegbaren Kolben umfasst.

Aus der DE-PS 63 75 35 ist ein Falzschwertantrieb bekannt, an dessen Antriebs­ stange ein Kolben angebracht ist, der in einem Saugzylinder verschiebbar geführt ist. Mit dem Saugzylinder steht eine Saugleitung in Verbindung, die durch ein hin- und herbewegbares Absperrventil geöffnet bzw. abgesperrt werden kann. Das Ab­ sperrventil ist mit einem Schnüffelkolben verbunden, der in einem Schnüffelzylinder auf- und abbewegbar geführt ist. Der Schnüffelkolben wird nach oben bewegt, wenn eine dicht vor einem Bogenanschlag vorgesehen Düse von einem Bogen abgedeckt wird. Hierdurch wird das Absperrventil geöffnet, wodurch in dem Saugzylinder in Unterdruck erzeugt wird, der das Falzschwert nach unten bewegt. Anschließend wird die Antriebsstange durch eine Rückstellfeder in die Ausgangsstellung zurück­ bewegt.

Da der Kolben nur durch Unterdruck gegen die Rückstellkraft der Rückstellfeder abwärts bewegt wird, um einen Bogen zwischen zwei Falzwalzen einzuschlagen, und die Aufwärtsbewegung nur durch die Rückstellfeder bewerkstelligt wird, ist die Geschwindigkeit des Falzschwertes sowohl bei der Abwärtsbewegung, als auch bei der Aufwärtsbewegung gering, so dass kein exaktes Einschlagen eines Bogens zwischen den Falzwalzen gewährleistet ist. Aufgrund der langsamen Aufwärtsbe­ wegung kann die zwischen dem Bogen und dem Falzschwert vorhandene Reibung eine sichere Bogenübergabe beeinträchtigen.

Die DE-PS 62 80 26 beschreibt einen Falzschwertantrieb, bei dem das Falzschwert mit dem Kolben einer Schnüffelvorrichtung verbunden ist, der beim Verschließen einer Steuersaugöffnung durch einen an einen Vorderanschlag herangeführten Bo­ gen infolge einer in einer Saugleitung erzeugten Spannung zusammen mit dem Falzschwert so bewegt wird, dass das Falzschwert den Bogen zwischen Falzwalzen einschlägt.

In der EP 0 987 210 A2 ist ein Falzschwertantrieb offenbart bei dem das Falz­ schwert an einem Ende einer von einem pneumatischen Hubantrieb für eine Auf- und Abbewegung angetrieben Antriebsstange angebracht ist. Der pneumatische Hubantrieb steht über eine Saugleitung und ein Schaltventil mit einem Unterdruck­ erzeuger so in Verbindung, dass die Antriebsstange bei geöffnetem Schaltventil durch Unterdruck nach unten bewegt wird. Außerdem ist eine Rückstallvorrichtung vorgesehen, die die Antriebsstange bei geschlossenem Schaltventil nach oben be­ wegt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, mit konstruktiv einfachen Mitteln einen Falzschwertantrieb zu schaffen, der ein exaktes Falzen eines Bogens gewährleis­ tet.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen Falzschwertantrieb mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen des erfin­ dungsgemäßen Falzschwertantriebes sind Gegenstand der Patentansprüche 2 bis 9.

Aufgrund der erfindungsgemäßen Ausgestaltung kann der Kolben zur Auf- und Ab­ bewegung des Falzschwertes jeweils mit Überdruck beaufschlagt werden. Es sind daher sehr hohe Drücke möglich, wodurch eine hohe Falzschwertgeschwindigkeit erreicht wird. Hierdurch wird die Falzqualität erhöht.

Vorzugsweise weist die Ventileinrichtung ein erstes Schaltventil und ein zweites Schaltventil auf, wobei die erste Leitung über das erste Schaltventil mit dem Über­ druckerzeuger verbindbar ist, und die zweite Leitung über das zweite Schaltventil mit dem Überdruckerzeuger verbindbar ist.

Als Ventileinrichtung kann jedoch auch ein 5/2-Wegeventil verwendet werden.

Wenn der Kolben beim Arbeitshub und beim Rückhub jeweils gleichzeitig mit Über­ druck und Unterdruck beaufschlagt wird, kann das Falzschwert mit noch höherer Geschwindigkeit bewegt werden, so dass ein exakte Bogenübergabe gewährleistet wird. Durch entsprechende Schaltungen der Schaltventile ist es möglich, den Ge­ schwindigkeitsverlauf des Falzschwertes bedingt zu steuern. Wenn beispielsweise die Schaltventile umgeschaltet werden, bevor der Kolben seine jeweilige Endstel­ lung erreicht, ist es möglich, den Aufprall des Kolbens ohne zusätzliche Dämp­ fungselemente zu verringern, wodurch die Geräuschentwicklung in hohem Maße reduziert wird.

Vorzugsweise können die Schaltventile so schaltbar sein, dass die erste Leitung mit dem Unterdruckerzeuger in Verbindung steht, wenn die zweite Leitung mit dem Ü­ berdruckerzeuger verbunden ist, oder die erste Leitung mit dem Überdruckerzeuger in Verbindung steht, wenn die zweite Leitung mit dem Unterdruckerzeuger verbun­ den ist. Für eine entsprechende Steuerung kann eine Steuereinrichung sehr einfach aufgebaut sein.

Wenn die Schaltventile von Magnetventilen gebildet werden, die mit einer Steuer­ einrichtung verbunden sind, ist es möglich, die Magnetventile so zu schalten, dass ein optimaler Geschwindigkeitsverlauf erreicht wird.

Höhere Geschwindigkeiten des Falzschwerts können erreicht werden, wenn die An­ triebsstange oberhalb und unterhalb des Zylinders in einem Gleitlager mit einem Spiel von ungefähr 0,015 bis 0,1 mm gelagert ist und in der Außenfläche des Kol­ bens eine Umfangsnut ausgebildet ist, in der eine Dachmanschettendichtung schwimmend gelagert ist, die an der Zylinderinnenwand angreift. Hierdurch werden die Reibungsverluste in hohem Maße verringert, wobei eine Luftleckage in Kauf ge­ nommen wird.

Für eine Aufpralldämpfung können oberhalb und unterhalb des Kolbens Dämpfungselemente vorgesehen sein, die die Kolbenstange umgeben.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachstehend anhand der beigefügten Figur näher erläutert, die eine teilweise geschnittene Seitenansicht des Falz­ schwertantriebs zeigt.

Der in der Figur gezeigte Falzschwertantrieb 10 umfasst einen oberen Gehäuse­ block 12 und einen unteren Gehäuseblock 14 zwischen denen ein Antriebszylinder 16 angeordnet ist. Durch den Antriebszylinder 16 geht koaxial eine Antriebsstange 18 hindurch, die sich durch den oberen Gehäuseblock 12 und durch den unteren Gehäuseblock 14 erstreckt, und in diesen in Gleitlagern 20 bzw. 22 geführt ist, wo­ bei das Spiel zwischen der Antriebsstange und dem jeweiligen Gleitlager 20 bzw. 22 0,015 bis 0,1 mm beträgt. Am unteren Ende der Antriebsstange 18 ist auf bekannte Weise ein Falzschwert 24 angeordnet. Innerhalb des Antriebszylinders ist ein Kol­ ben 26 angeordnet, der an der Antriebsstange 18 befestigt ist. Zwischen dem Au­ ßenumfang des Kolbens 26 und dem Innenumfang des Antriebszylinders 16 ist ein geringes Spiel vorhanden. Außerdem ist in dem Außenumfang des Kolbens 26 eine Umfangsnut 28 ausgebildet, in der eine Dachmanschettendichtung 30 so schwim­ mend gelagert ist, dass sie mit ihrer Spitze die Innenwand des Antriebszylinder 16 berührt. An die Oberseite und die Unterseite des Kolbens 26 grenzt jeweils ein Dämpfungselement 32 bzw. 34 an, das den Aufprall des Kolbens 26 in den Endstel­ lungen dämpft. Zwischen dem Kolben 26 und dem unteren Zylinderboden 36 ist ei­ ne die Antriebsstange 18 umgebende Rückstellfeder 38 angeordnet.

Der obere Gehäuseblock 12 weist an seinem in der Figur rechten Ende eine verti­ kale Anschlussfläche 40 auf. In die Anschlussfläche 40 münden eine obere Horizon­ talbohrung 42 und eine untere Horizontalbohrung 44, die in dem oberen Gehäuse­ block 12 ausgebildet sind. In die Mündung der oberen Horizontalbohrung 42 ist ein Anschlussnippel 46 für einen Anschluss einer Unterdruckeinrichtung (nicht gezeigt) geschraubt, während in die Mündung der unteren Horizontalbohrung 44 ein An­ schlussnippel 48 für einen Anschluss einer Überdruckeinrichtung (nicht gezeigt) eingeschraubt ist. An dem oberen Gehäuseblock 12 ist eine senkrecht zu der An­ schlussfläche 40 verlaufende horizontale Ventilanschlussfläche 50 vorgesehen, an der ein erstes Magnetventil 52 und ein zweites Magnetventil 54 durch Verschrau­ bung befestigt sind. Jedes Magnetventil 52, 54 weist einen Ventilkörper 56 bzw. 57 auf, in dem ein Ventilkolben 58 bzw. 59 koaxial verschiebbar angeordnet ist, wobei jeder Ventilkolben 58, 59 durch eine entsprechende Ventilfeder 60 bzw. 61 in Rich­ tung der Ventilanschlussfläche 50 so vorgespannt ist, dass der Kolben 58 bzw. 59 an der Ventilanschlussfläche 50 anliegt, wenn das Magnetventil 52 bzw. 54 nicht betätigt wird. Die Ventilkolben 58, 59 werden jeweils von einem Ventilraum 62, 63 umgeben. In der oberen Stirnseite jedes Magnetventils 52, 54 ist jeweils eine Durchgangsöffnung 64, 65 koaxial zum Ventilkörper 56 bzw. 57 angeordnet, die mit dem Ventilraum 62 bzw. 63 in Verbindung steht. In dem Gehäuseblock 12 ist au­ ßerdem eine erste Verbindungsbohrung 68 vorgesehen, die mit der unteren Hori­ zontalbohrung 44 in Verbindung steht und unterhalb des Ventilkolbens 59 in die Ventilanschlussfläche 50 mündet. Auf ähnliche Weise ist in dem oberen Gehäuse­ block 12 eine zweite Verbindungsbohrung 70 ausgebildet, die mit der oberen Hori­ zontalbohrung 42 in Verbindung steht und unterhalb des Ventilkolbens 58 in die Ventilanschlussfläche 50 mündet. Außerdem ist eine Anschlussleitung 72 vorgese­ hen, die mit ihrem einen Ende an der Ventilanschlussfläche 50 neben der zweiten Verbindungsbohrung 70 in den Ventilraum 62 des Magnetventils 54 und mit ihrem anderen Ende in den Zylinderboden 36 unterhalb des Kolbens 26 mündet. Eine wei­ tere Anschlussleitung 74 mündet mit ihrem einen Ende neben der ersten Verbin­ dungsbohrung 68 an der Ventilanschlussfläche 50 in den Ventilraum 63 des Mag­ netventils 52 und mit ihrem anderen Ende in die Zylinderdecke 76 des Antriebszy­ linders 16 oberhalb des Kolbens 26. Das dem Anschlussnippel 46 abgewandte En­ de der oberen Horizontalbohrung 42 steht über eine Verbindungsleitung 78 mit der Durchgangsöffnung 64 des Magnetventils 52 in Verbindung, während das dem An­ schlussnippel 48 abgewandte Ende der unteren Horizontalbohrung 44 über eine weitere Verbindungsleitung 80 mit der Durchgangsöffnung 65 in Verbindung steht.

Die Magnetventile 52, 54 sind über Kontakteinrichtungen 82, 84 mit einer Steuerein­ richtung (nicht gezeigt) elektrisch verbunden.

In der Figur ist das Falzschwert 24 in seiner obersten Stellung gezeigt, in der sich auch der Kolben 26 in seiner obersten Stellung befindet. In dieser Stellung sind die Magnetventile 52, 54 nicht betätigt, so dass die Ventilkolben 58, 59 an der Ventilan­ schlussfläche 50 anliegen und die Verbindungsbohrungen 68, 70 verschließen. Der an dem Anschlussnippel 48 angeschlossen Überdruckerzeuger (nicht gezeigt) steht über die untere Horizontalbohrung 44, die Verbindungsleitung 80, die Durchgangs­ öffnung 65, den Ventilraum 62, und die Anschlussleitung 72 mit dem Raum des Ar­ beitszylinders 16 unterhalb des Kolbens 26 in Verbindung. Der mit dem Anschluss­ nippel 46 verbundene Unterdruckerzeuger (nicht gezeigt) steht über die obere Hori­ zontalbohrung 42, die Verbindungsleitung 78, die Durchgangsöffnung 64, den Ven­ tilraum 63 und die Anschlussleitung 74 mit dem Raum des Arbeitszylinders 16 o­ berhalb des Kolbens 26 in Verbindung, so dass der Kolben 26 durch den unter ihm vorhandenen Überdruck und den über ihm vorhandenen Unterdruck in seiner obers­ ten Endstellung gehalten wird.

Wenn das Falzschwert 24 in seine unterste Stellung bewegt werden soll, werden beide Magnetventile 52, 54 betätigt, so dass die Ventilkolben 58, 59 nach oben be­ wegt werden und die Durchgangsöffnungen 64, 65 verschließen. Wenn sich die Ventilkolben 58, 59 in dieser Stellung befinden, steht die obere Horizontalbohrung 42 über die Verbindungsbohrung 70 mit dem Ventilraum 62 in Verbindung, se dass über die Anschlussleitung 72 unter dem Kolben 26 ein Unterdruck angelegt wird. Der Ventilraum 63 des Magnetventils 54 steht über die erste Verbindungsbohrung 68 und die untere Horizontalbohrung 44 mit dem Überdruckerzeuger in Verbindung, so dass über die Anschlussleitung 74 ein Überdruck oberhalb des Kolbens 26 in dem Arbeitszylinder 16 angelegt wird. Aufgrund des Unterdrucks unterhalb des Kol­ bens 26 und des Überdruck oberhalb des Kolbens 26 wird der Kolben mit hoher Geschwindigkeit zusammen mit der Antriebsstange 18 und dem Falzschwert 24 in seine unterste Endstellung bewegt.

Wenn anschließend die Magnetventile 52, 54 umgeschaltet werden, bewegen sich die Ventilkolben 58, 59 wieder in die in der Figur gezeigte Stellung, in der sie die Verbindungsbohrungen 68, 70 schließen, so dass unterhalb des Kolbens 26 ein Überdruck und oberhalb des Kolbens 26 ein Unterdruck herrscht, wodurch der Kol­ ben 26 zusammen mit der Antriebsstange 18 und dem Falzschwert 24 mit hoher Geschwindigkeit in die obere Endstellung bewegt wird.

Wenn der Unterdruckerzeuger und der Überdruckerzeuger abgeschaltet sind, wird der Kolben 26 durch die Rückstellfeder 34 in seiner oberen Endstellung gehalten.

Bei der beschriebenen Ausführungsform werden zwei Schaltventile 52, 54 als Ven­ tileinrichtung verwendet. Es ist jedoch auch möglich anstelle der zwei Schaltventile ein 5/2 Wegeventil zu verwenden.

Darüber hinaus können ausreichend gute Falzgeschwindigkeiten auch dann erreicht werden, wenn der Kolben 26 für die Bewegung in die beiden Endstellungen nur mit Überdruck auf der entsprechenden Seiten beaufschlagt wird. In diesem Fall kann auf einen Unterdruckerzeuger verzichtet werden.

Claims (9)

1. Falzschwertantrieb für eine Falzmaschine, mit einem Falzschwert (24), das an einem Ende einer von einem pneumatischen Hubantrieb für eine Auf- und Abbewegung angetriebenen Antriebsstange (18) angebracht ist, wobei
der pneumatische Hubantrieb einen Zylinder (16) und einen in dem Zylinder (16) auf- und abbewegbaren Kolben (26) umfasst,
eine erste Leitung (72) mit dem Zylinder (16) unterhalb des Kolbens (26) verbunden ist, die über eine Ventileinrichtung mit einem Überdruckerzeuger zur jeweiligen Aufbewegung des Falzschwertes (24) verbindbar ist,
eine zweite Leitung (74) mit dem Zylinder (16) oberhalb des Kolbens (26) verbunden ist, die über die Ventileinrichtung mit dem Überdruckerzeuger zur jeweiligen Abbewegung des Falzschwertes (24) verbindbar ist.

2. Falzschwertantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventileinrichtung ein erstes Schaltventil (54) und ein zweites Schaltventil (52) aufweist, wobei die erste Leitung (72) über das erste Schaltventil (54) mit dem Überdruckerzeuger verbindbar ist, und die zweite Leitung (74) über das zweite Schaltventil (52) mit dem Überdruckerzeuger verbindbar ist.

3. Falzschwertantrieb nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Leitung (72) über die Ventileinrichtung wahlweise mit einem Unter­ druckerzeuger oder dem Überdruckerzeuger verbindbar ist, und die zweite Leitung (74) über die Ventileinrichtung wahlweise mit dem Unterdruckerzeuger oder dem Überdruckerzeuger verbindbar ist.

4. Falzschwertantrieb nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltventile (52, 54) so schaltbar sind, das die erste Leitung (72) mit dem Unterdruckerzeuger in Verbindung steht, wenn die zweite Leitung (74) mit dem Überdruckerzeuger verbunden ist, oder die erste Leitung (72) mit dem Überdruckerzeuger in Verbindung steht, wenn die zweite Leitung (74) mit dem Unterdruckerzeuger verbunden ist.

5. Falzschwertantrieb nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekenn­ zeichnet, dass die Schaltventile von Magnetventilen (52, 54) gebildet werden, die mit einer Steuereinrichtung verbunden sind.

6. Falzschwertantrieb nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebsstange (18) oberhalb und unterhalb des Zylinders (16) in einem Gleitlager (20, 22) mit Spiel gelagert ist.

7. Falzschwertantrieb nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Spiel 0,015 bis 0,1 mm beträgt.

8. Falzschwertantrieb nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in der Außenfläche des Kolbens (26) eine Umfangsnut (28) ausgebildet ist, in der eine Dachmanschettendichtung (30) schwimmend gelagert ist.

9. Falzschwertantrieb nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass oberhalb und unterhalb des Kolbens (26) Dämpfungselemente (32, 34) vorgesehen sind, die die Antriebstange (18) umgeben.