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Die
Erfindung betrifft einen Heftapparat mit einem wenigstens einen
Heftkopf tragenden Heftzylinder gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs
1.
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Derartige
Heftapparate umfassen herkömmlicherweise
einen Heftzylinder, der wenigstens einen Heftkopf trägt, und
einen eigenständigen
Schließzylinder,
die jeweils um eine Rotationsachse drehbar sind und zwischen sich
einen Spalt begrenzen, den die zu heftenden Druckerzeugnisse durchlaufen
und dabei geheftet werden, wobei der Schließzylinder dem Heftkopf als
Widerlager dient.
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Die
DE 43 32 299 A1 beschreibt
einen Falzapparat mit einem Heftzylinder, wobei der Heftzylinder
vom zugeordneten Falzmesserzylinder abstellbar ist.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Heftapparat mit einem
wenigstens einen Heftkopf tragenden Heftzylinder zu schaffen, mit
dem ein sicheres Heften von verschiedenen Druckerzeugnissen möglich ist.
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Die
Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die
Merkmale des Anspruches 1 gelöst.
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Ein
wichtiger Vorteil des Heftapparates ist, dass er ein sicheres Heften
von Druckerzeugnissen, insbesondere in Rollenrotationsdruckmaschinen
erzeugten Druckerzeugnissen, unterschiedlicher Dicke ermöglicht.
Indem die Breite des von den Druckerzeugnissen durchlaufenen Spaltes
einstellbar gemacht wird, kann sichergestellt werden, dass der Heftkopf
sich im Kontakt mit einem zu heftenden Druckerzeugnis im Wesentlichen
nur tangential zu dessen Oberfläche
bewegt, so dass keine Gefahr des Zurückbleibens von Kontaktspuren
besteht und auch der Gleichlauf des Heftapparates nicht beeinträchtigt wird.
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Um
wenigstens einen der zwei Zylinder des Heftapparates verschiebbar
zu machen, ist gemäß einer
ersten bevorzugten Ausgestaltung die Rotationsachse dieses Zylinders
an zwei Armen gehalten, die um eine zur Rotationsachse des Zylinders
parallele Schwenkachse schwenkbar sind. Dabei ist die Aufhängung vorzugsweise
so ausgewählt,
dass in einer typischen Betriebsposition des verschiebbaren Zylinders
die Verbindungslinie zwischen der Schwenkachse und der verschiebbaren
Rotationsachse parallel zu der als gemeinsame Tangente der zwei
sich berührenden
Zylinder definierten Ebene des Spaltes ist. Durch diese Anbringung
ist gewährleistet,
dass kleine Auslenkungen aus dieser typischen Betriebsposition rechtwinklig
zur Ebene des Spaltes verlaufen, so dass bei einer Verstellung der Spaltbreite
gewährleistet
bleibt, dass dem Heftkopf bei seinem Durchgang durch den Spalt das
zugeordnete Widerlager am Schließzylinder in korrekter Position
gegenüberliegt.
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Im
Allgemeinen sind der Heftzylinder und der Schließzylinder durch ein Getriebe
gekoppelt und gemeinsam angetrieben. Dieses Getriebe weist gemäß einer
bevorzugten, einfachen Ausgestaltung ein mit dem verschiebbaren
Zylinder z. B. durch Zahneingriff in Wirkkontakt stehendes Zwischenrad
auf, dessen Rotationsachse mit der Schwenkachse des Zylinders zusammenfällt. So
bleibt der Wirkkontakt zwischen dem verschiebbaren Zylinder und
dem Zwischenrad in jeder Stellung des verschiebbaren Zylinders unverändert bestehen.
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Alternativ
kann die Achse des verschiebbaren Zylinders auch von einem Linearstellglied
gehalten sein. Aus den gleichen Gründen wie oben beschrieben sollte
dieses Linearstellglied eine Verschiebung des verschiebbaren Zylinders
zweckmäßigerweise
in einer zur Ebene des Spaltes senkrechten Richtung führen.
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Alternativ
zur Verwendung von Zwischenrädern
ist auch der Einsatz eines Treibriemens in dem die zwei Zylinder
koppelnden Getriebe möglich.
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Der
Schließzylinder
kann als einziger verschiebbarer Zylinder vorgesehen werden. Dies
ist insbesondere zweckmäßig, wenn
der Heftapparat als eine weitgehend autonome Vorrichtung in einer
Produktionsstrecke angeordnet ist, da der Schließzylinder, wenn er lediglich
als Träger
für das
Widerlager dienen muss, kleiner und leichter als der Heftzylinder ausgeführt sein
kann.
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Es
ist auch möglich,
den Heftapparat mit anderen Vorrichtungen einer solchen Produktionsstrecke
zu integrieren, insbesondere, indem der Sammelzylinder eines Falzapparates
gleichzeitig als Schließzylinder
des Heftapparates genutzt wird. In diesem Falle ist es zweckmäßiger, den
Heftzylinder als verschiebbaren Zylinder des Heftapparates zu wählen.
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Ausführungsbeispiele
der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im
Folgenden beschrieben.
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Es
zeigen:
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1 eine
perspektivische Teilansicht einer ersten Ausgestaltung eines Heftapparates;
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1A eine
Abwandlung der Ausgestaltung aus 1;
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2–5 jeweils
schematische Seitenansichten weiterer Ausgestaltungen des Heftapparates.
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1 ist
eine perspektivische Ansicht eines Heftapparates, wobei Seitengestellplatten,
an denen die diversen Zylinder des Heftapparates gelagert sind,
sowie Komponenten, die der Zufuhr der zu heftenden Druckerzeugnisse
zu Heft- 01 und Schließzylinder 04 dienen,
der Übersichtlichkeit
halber nicht gezeigt sind.
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Der
in den Seitengestellplatten um eine Achse A drehbar gelagerte Heftzylinder 01 trägt zwei schematisch
dargestellte Heftköpfe 02,
die mit jeder Umdrehung des Heftzylinders 01 ein an einem
nicht dargestellten Spender dargebotenes Drahtstück greifen, abtrennen und zu
einer Klammer biegen, um mit der Klammer anschließend ein
Druckerzeugnis zu heften, das einen Spalt 03 zwischen dem
Heftzylinder 01 und einem Schließzylinder 04 durchläuft. Es können auch
mehr als zwei Heftköpfe 02 auf
dem Heftzylinder 01 angeordnet sein.
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Heftzylinder 01 und
Schließzylinder 04 sind durch
einen gemeinsamen, nicht dargestellten Motor angetrieben. Sie tragen
an ihren axialen Enden zwei Zahnräder 06 bzw. 07,
die jeweils über
zwei Zwischenzahnräder 08; 09 aneinander
gekoppelt sind. Das Zwischenzahnrad 08 ist auf der dem
Betrachter zugewandten Seite in 1 nicht
dargestellt. Die Zwischenzahnräder 08; 09 sind
um bezüglich
der Seitengestellplatten feste Achsen B; C drehbar. Die Übersetzungsverhältnisse
der Zahnräder 06; 07 sind so
gewählt,
dass Heftzylinder 01 und Schließzylinder 04 mit ihrer
der Übersetzung
notwendigen Drehzahl rotieren.
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Die
Drehachse D des Schließzylinders 04 ist an
zwei Schwenkarmen 11 aufgehängt. Die Schwenkarme 11 sind
im Bereich ihrer oberen Enden um die Achse C der Zwischenzahnräder 09 drehbar.
Die Aufhängung
der Achse D liegt in etwa auf halber Höhe der Schwenkarme 11.
Im Bereich ihres unteren Endes weisen die Schwenkarme 11 jeweils
ein Langloch 12 auf. In das Langloch 12 greift
jeweils ein Exzenterstift 13, der von einem um eine bezüglich der Seitenplatten
ortsfeste Achse drehbaren Rad 14 bzw. 16 getragen
ist. Die Räder 14; 16 sind
durch eine starre Welle verbunden. Das Rad 14 ist als Zahnrad 14 ausgebildet
und kämmt
mit einer von einem Motor 17 angetriebenen Schnecke 18.
Der Motor 17 ist wiederum fest an einer der Seitengestellplatten
montiert. Wenn die Räder 14; 16,
vom Motor 17 angetrieben, rotieren, führt dies zu einer Pendelbewegung
des Schließzylinders
04 um die Achse C. Der Hub der Pendelbewegung ist klein im Verhältnis zum
Abstand der Achsen C; D, so dass sie in guter Näherung als Linearbewegung angesehen
werden kann. Die Verbindungslinien der Achsen A; D und C; D schneiden sich
bei einer typischen Arbeitsstellung der Achse D rechtwinklig, so
dass sich durch die Verstellung des Schließzylinders 04 lediglich
die Breite des Spalts 03 ändert, nicht aber seine Orientierung.
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Die
Verschiebung der Achse D ist – bei
als stationär
angenommenem Heftzylinder 01 – mit einer geringfügigen Drehbewegung
des Schließzylinders 04 um
seine Achse D verbunden. D. h., bei einer Verstellung der Breite
des Spalts 03 durch Schwenken der Arme 11 verlagert
sich die Position von am Schließzylinder 04 gebildeten
Widerlagern, die zum Schließen
der Klammern mit den Heftköpfen 02 zusammenwirken
sollen, geringfügig
in Umfangsrichtung.
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Um
die Verlagerung der Widerlager möglichst
klein zu halten, muss der Radius des Zahnrades 07 so groß wie möglich im
Vergleich zu dem des Zwischenzahnrads 09 sein; ein Verhältnis von
wenigstens 2:1 ist wünschenswert.
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Alternativ
besteht die Möglichkeit,
die Bewegung des Widerlagers zu kompensieren, indem anstelle einer
starren Verbindung zwischen dem das Widerlager tragenden Körper des
Schließzylinders 04 und
den ihn antreibenden Zahnrädern 07 eine Kopplung über ein
innerhalb des Schließzylinders 04 untergebrachtes
Differentialgetriebe vorgesehen wird, auf dessen Welle, wie in 1A gezeigt,
ein Kompensationszahnrad 21 montiert ist, das mit einem
an der Seitengestellplatte festen Zahnkranz 22 kämmt, wobei
das Übersetzungsverhältnis vom Kompensationszahnrad 21 zum
Mantel/Körper
des Schließzylinders 04 so
gewählt
ist, dass dieser bei einer Verstellung der Schwenkarme 11 seine
Orientierung beibehält.
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Bei
der in 2 gezeigten zweiten Ausgestaltung sind die Zwischenzahnräder 08; 09 durch
einen Zahnriemen 23 ersetzt, der mit den Zahnrädern 06; 07 des
Heftzylinders 01 und des Schließzylinders 04 kämmt. Die
verstellbare Aufhängung
des Schließzylinders 04 an
durch einen Exzenterstift 13 angetriebenen Schwenkarmen 11 ist
die gleiche wie im Falle der 1. Der Zahnriemen 23 wird
um einen federnd gelagerten Riemenspanner 24 geführt, um
unabhängig
von der Stellung der Schwenkarme 11 die Spannung des Zahnriemens 23 aufrechtzuerhalten.
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Bei
der in 3 gezeigten dritten Ausgestaltung sind wiederum
Heftzylinder 01 und Schließzylinder 04 über Zwischenzahnräder 08; 09 aneinander gekoppelt.
Die Achse des Schließzylinders 04 ist
in zwei Gleitsteinen 26 aufgehängt, die jeweils in an den Seitengestellplatten
montierten Gleitschienen 27 mit Hilfe einer durch einen
(nicht dargestellten) Motor drehangetriebenen und in ein Innengewinde
des Gleitsteins 26 eingreifenden Gewindestange 28 verschiebbar
sind. Da die Amplitude der Verschiebung des Schließzylinders 04 in
der Praxis klein gegenüber
den Radien der Zahnräder 07; 09 ist,
geht bei einer Verschiebung des Schließzylinders 04 der
Eingriff zwischen beiden nicht verloren.
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Die
Gleitschienen 27 sind horizontal orientiert, so dass bei
einer Verstellung der Breite des Spaltes 03 der Schließzylinder 04 nicht
angehoben werden muss.
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Die
Ausgestaltung der 4 ist von der der 3 abgeleitet,
indem die zwei Zwischenzahnräder 08; 09,
wie bereits in 2 gezeigt, durch einen Zahnriemen 23 und
einen Riemenspanner 24 ersetzt sind.
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5 zeigt
als fünfte
Ausgestaltung der Erfindung einen in einen Falzapparat integrierten
Heftapparat in einer schematischen Seitenansicht analog denen der 2 bis 4.
Bei dieser Ausgestaltung ist der Heftzylinder 31 verschiebbar
gelagert, und der Schließzylinder 32,
der gleichzeitig Sammelzylinder 32 des Falzapparates ist,
hat eine feste Achse. Der Heftzylinder 31 ist in einem
starren Rahmen gehalten, der durch zwei durch Querstreben 34 starr
verbundene Stirnplatten 33 gebildet ist. Dieser Rahmen ist
um eine Achse 36 schwenkbar an einem Schlitten 37 aufgehängt. Dieser
Schlitten 37 ist nach Bedarf horizontal verschiebbar, um
für Wartungszwecke
den Spalt 41 zwischen Heftzylinder 31 und Schließzylinder 32 zu öffnen. Ein
am Schlitten 37 montierter Motor 38 treibt über eine
Schnecke zwei auf einer Achse miteinander verbundene Exzenterscheiben 39 an, auf
denen jeweils die zwei Stirnplatten 33 aufliegen. Je nach
Drehstellung der Exzenterscheiben 39 variiert die Breite
des Spalts 41 zwischen den zwei Zylindern 31; 32.
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Bei
allen Ausgestaltungen ist der die Spaltbreite regelnde Motor 17 bzw. 38 von
einer Leitwarte aus steuerbar. Diese berechnet die benötigte Spaltbreite
und die dafür
erforderliche Stellung der Exzenterstifte 13 bzw. Exzenterscheiben 39 anhand
von Daten wie etwa Seitenzahl der zu heftenden Produkte, Dicke des
verwendeten Papiers etc., die an der Leitwarte bereits in Verbindung
mit anderen Steuerungsaufgaben anderer Teile einer Druckmaschine vorliegen,
in die der Heftapparat integriert ist. Eine manuelle Justage der
Spaltbreite ist daher nicht erforderlich, und der hierfür sonst
erforderliche Arbeitsaufwand entfällt.
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- 01
- Zylinder,
Heftzylinder
- 02
- Heftkopf
- 03
- Spalt
- 04
- Zylinder,
Schließzylinder
- 05
-
- 06
- Zahnrad
- 07
- Zahnrad
- 08
- Zwischenzahnrad
- 09
- Zwischenzahnrad
- 10
-
- 11
- Arm,
Schwenkarm, Träger,
Exzenter
- 12
- Langloch
- 13
- Exzenter,
Exzenterstift
- 14
- Rad,
Zahnrad
- 15
-
- 16
- Rad,
Zahrad
- 17
- Motor
- 18
- Schnecke
- 19
-
- 20
-
- 21
- Kompensationszahnrad
- 22
- Zahnkranz
- 23
- Zahnriemen,
Treibriemen
- 24
- Riemenspanner
- 25
-
- 26
- Gleitstein
- 27
- Schiene,
Gleitschiene
- 28
- Gewindestange,
Stellspindel
- 29
-
- 30
-
- 31
- Zylinder,
Heftzylinder
- 32
- Zylinder,
Schließzylinder,
Sammelzylinder
- 33
- Stirnplatte,
Träger
- 34
- Querstreben
- 35
-
- 36
- Achse
- 37
- Schlitten
- 38
- Motor
- 39
- Exzenter,
Exzenterscheiben
- 40
-
- 41
- Spalt
- A
- Achse
- B
- Achse
- C
- Achse,
Schwenkachse
- D
- Achse,
Drehachse, Rotationsachse