DE19518652C2 - Vorrichtung zum Heften von Signaturen - Google Patents
Vorrichtung zum Heften von SignaturenInfo
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- B41F13/54—Auxiliary folding, cutting, collecting or depositing of sheets or webs
- B41F13/64—Collecting
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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- B42B—PERMANENTLY ATTACHING TOGETHER SHEETS, QUIRES OR SIGNATURES OR PERMANENTLY ATTACHING OBJECTS THERETO
- B42B4/00—Permanently attaching together sheets, quires or signatures by discontinuous stitching with filamentary material, e.g. wire
- B42B4/02—Rotary type stitching machines
Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Heften von
Signaturen, insbesondere in einem Falzapparat einer
Rotationsdruckmaschine gemäß
dem Oberbegriff des Anspruches 1.
Die DE 29 32 757 C2 beschreibt eine Heftvorrichtung in
einem Falzapparat einer Rotationsdruckmaschine. Hierbei
ist ein kombinierter Schneid- und Heftzylinder mit
Heftklammer formenden Matrizen und Patrizen versehen.
Die Patrize wird über ein Viergelenk bewegt.
Nachteilig an dieser Heftvorrichtung ist, daß das
Viergelenk keine gleichförmige Bewegung erzeugt und
somit der Heftzylinder zu schädlichen Schwingungen
angeregt werden kann.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine,
Vorrichtung zum Heften von Signaturen zu schaffen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale
des kennzeichnenden Teiles des Anspruches 1 gelöst.
Die mit der Erfindung erzielbaren Vorteile bestehen
insbesondere darin, daß nur rotierende Teile verwendet
werden, die einen schwingungsarmen Betrieb des
Heftzylinders ermöglichen. Die erfindungsgemäße
Heftvorrichtung benötigt keinen außerhalb eines
Heftzylinderträgers liegenden Bauraum und baut zudem
sehr kompakt.
Die erfindungsgemäße Heftvorrichtung ist in der
Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher
beschrieben.
Es zeigen
Fig. 1 eine schematische Seitenansicht einer
erfindungsgemäßen Heftvorrichtung;
Fig. 2 einen schematischen Schnitt der erfindungsgemäßen
Heftvorrichtung;
Fig. 3 einen vergrößerten Ausschnitt in schematischer
Darstellung eines Bewegungsablaufes während eines
Heftvorganges entsprechend Fig. 1.
In Seitengestellen 1, 2 beispielsweise eines
Falzapparates einer Rotationsdruckmaschine sind ein
Schneid- und Heftzylinderträger 3 und ein als
Gegenzylinder 4 wirkender Sammelzylinder 4 um ihre
parallel zueinander verlaufenden Drehachsen 6, 7
gleichläufig drehbar gelagert. Im vorliegenden
Ausführungsbeispiel (Fig. 1-3) ist der Schneid- und
Heftzylinderträger 3 sowohl mit zwei drehbaren
Schneidzylindern 8, 9 als auch mit zwei drehbaren
Heftzylindern 111, 12 versehen, deren Drehachsen 13, 14,
16, 17 paarweise um 180° versetzt, konzentrisch in einem
Radius r3, z. B. r3 = 300 mm, zur Drehachse 6 des
Schneid- und Heftzylinderträgers 3 angeordnet sind.
Hierbei sind Schneid- und Heftzylinder 8, 9, 11, 12
zueinander um 90° versetzt. Die Schneid- und
Heftzylinder 8, 9, 11, 12 drehen während eines Schneid-
bzw. Heftvorganges gegenläufig zum Sammelzylinder 4. In
jedem der Schneidzylinder 8, 9 sind drei parallel zu
deren Drehachsen 13, 14 verlaufende Schneidmesser 18
befestigt, die zueinander um 120° versetzt und deren
Messerschneiden 19 in einem Radius r19, z. B.
r19 = 150 mm, konzentrisch zur Drehachse 13, 14 des
jeweiligen Schneidzylinders 8, 9 angeordnet sind. Die
Heftzylinder 11, 12 sind gleich aufgebaut, weswegen sich
die folgende Beschreibung auf einen Heftzylinder 11
beschränkt. An dem Heftzylinder 11 sind drei um jeweils
120° versetzte, sich parallel zu dessen Drehachsen 16
erstreckende Klammerebenen 21 vorgesehen, in denen
jeweils mehrere, im vorliegenden Beispiel zwei,
Heftköpfe 22 in axialer Richtung befestigt sind.
Jeder Heftkopf 22 besteht im wesentlichen aus einem
bezüglich des Heftzylinders 11, 12 feststehenden Stempel
23 und einem gefederten, radial bewegbaren Heftkolben
24. Die Heftkolben 24 sind an ihrem nach außen weisenden
Ende mit zwei Schneid- und Führungselementen 26
versehen. An einem nach innen weisenden Ende des
Heftkolbens 24 greift eine Nockenwelle 27 an. Diese
Nockenwelle 27 ist im Zentrum des Heftzylinders 11
gelagert und rotiert mit einer Drehzahl n27, die genau
der Drehzahl n3 oder einem ganzzahligen Vielfachen der
Drehzahl n3 des Schneid- und Heftzylinderträgers 3
entspricht. Die Nockenwelle 27 ist so ausgebildet, daß
der Heftkolben 24 während der Heftdrahtübernahme
ausgefahren ist und nach vollendeter Heftung d. h. in
einer Zentralen 28 von Schneid- und Heftzylinderträger 3
und Sammelzylinder 4 völlig eingezogen ist. Um die
Heftzylinder 11, 12 ist im Inneren des Schneid- und
Heftzylinderträgers 3 im Bereich der Heftköpfe 22
jeweils ein beispielsweise exzentrisches Biegehorn 29
angeordnet. Ein Abstand der sich parallel zur Drehachse
16 des Heftzylinders 11 erstreckenden Innenfläche 31 des
Biegehorns 29 zur Drehachse 16 des Heftzylinders 11
verringert sich in Drehrichtung des Heftzylinders 11,
z. B. durch exzentrische Anordnung des
hohlzylinderförmigen, kreissegmentförmigen Biegehornes
29 oder eine spiralförmig ausgebildete Innenfläche 31
des Biegehornes 29. Das Biegehorn 29 setzt sich
außerhalb der Mantelfläche des Schneid- und
Heftzylinderträgers 3 an jedem Ende in zwei Federbleche
32, 33 fort. Diese beiden Federbleche 32, 33 bilden an
ihren sich zugewandten Enden nur einen schmalen Spalt.
Der Sammelzylinder 4 dient als Gegenzylinder für die
Schneid- und Heftzylinder 8, 9, 11, 12 und ist deshalb
mit zylinderfesten Schneidleisten 34 und zylinderfesten
Schließgegenlagern 36 versehen. Jeweils drei um 120°
versetzte Schneidleisten 34 und Schließgegenlager 36
sind deckungsgleich mit einer Mantelfläche 37 des
Sammelzylinders 4 mit einem Radius r4, z. B.
r4 = 300 mm, konzentrisch zur Drehachse 7 des
Sammelzylinders 4 eingebracht, wobei Schneidleisten 34
und Schließgegenlager 36 zueinander um 60° versetzt
sind.
Der Antrieb der Schneidzylinder 8, 9 und Heftzylinder
11, 12 erfolgt mittels eines Planetenzahnradgetriebes
von einem Hauptantriebzahnradzug ausgehend. Hierzu weist
der Sammelzylinder 4 ein Zahnrad 38 mit einer Zähnezahl
z38, z. B. z38 = 132, auf, das von einem
nicht dargestellten Antrieb angetrieben wird. In dieses
Zahnrad 38 des Sammelzylinders 4 greift ein im
Seitengestell 1 gelagertes Zwischenzahnrad 39 mit der
Zähnezahl z39, z. B. z39 = 64, zum Antrieb des Schneid-
und Heftzylinderträgers 3 ein, das wiederum mit einem
zweiten, im Seitengestell 1 gelagerten Zwischenzahnrad
41 mit einer Zähnezahl z41, z. B. z41 = 64,
zusammenwirkt. Dieses Zwischenzahnrad 41 wälzt mit einem
Zahnrad 42 mit einer Zähnezahl z42, z. B. z42 = 88, des
Schneid- und Heftzylinderträgers 3 ab, wodurch der
Schneid- und Heftzylinderträger 3 mit der Drehzahl n3
rotiert.
Mit dem Zwischenzahnrad 41 ist ein Zahnrad 43 mit einer
Zähnezahl z43, z. B. z43 = 39, verbunden, das in ein
konzentrisch zur Drehachse 6 des Schneid- und
Heftzylinderträgers 3, frei drehbar gelagertes Zahnrad
44 mit einer Zähnezahl z44, z. B. z44 = 33, eingreift.
Mit diesem Zahnrad 44 sind zwei außenverzahnte
Sonnenzahnräder 46, 47 mit einer Zähnezahl z46, z. B.
z46 = 72, bzw. z47, z. B. z47 = 96, verbunden. In dem
ersten Sonnenzahnrad 46 kämmt ein Planetenzahnrad 48 mit
einer Zähnezahl z48, z. B. z48 = 60, der Nockenwelle 27
des jeweiligen Heftzylinders 11, 12, in dem zweiten
Sonnenzahnrad 47 ein Planetenzahnrad 49 mit einer
Zähnezahl z49, z. B. z49 = 36, des jeweiligen
Schneidzylinders 8, 9.
An der gegenüberliegenden Seite der Schneidzylinder 8, 9
ist an dem Schneidzylinder 8 ein zweites,
schrägverzahntes Planetenzahnrad mit einer Zähnezahl
z51, z. B. z51 = 52, befestigt, das in ein auf einem
konzentrisch zur Drehachse 6 des Schneid- und
Heftzylinderträgers 3 gelagerten, frei drehbaren,
ebenfalls schrägverzahnten Sonnenzahnrad 52 mit einer
Zähnezahl z52, z. B. z52 = 78, eingreift. Dieses
Sonnenzahnrad 52 ist mit einem zweiten, schrägverzahnten
Sonnenzahnrad 53 mit einer Zähnezahl z53, z53 = 78, fest
verbunden und beide Sonnenzahnräder 52, 53 sind
gemeinsam mittels eines Stellantriebes 54 axial
verschiebbar. Das zweite Sonnenzahnrad 53 wälzt mit
einem Planetenzahnrad 56 mit einer Zähnezahl z56, z. B.
z56 = 52, des jeweiligen Heftzylinders 11, 12 ab,
wodurch der Heftzylinder 11, 12 mit einer Drehzahl n11
rotiert. Die Schrägungen der Verzahnungen von Sonnen-
bzw. Planetenzahnrad 52, 51 der Schneidzylinder 8, 9
sind ungleich der Schrägung der Verzahnung von Sonnen-
bzw. Planetenzahnrad 53, 54 der Heftzylinder 11, 12,
wodurch eine Phasenverschiebung zwischen Schneidzylinder
8, 9 und Heftzylinder 11, 12 durchgeführt werden kann.
Hiermit kann die Heftung einem Unter- bzw. Oberfalz
angepaßt werden.
Die Schneidleisten 34 bzw. die Schließgegenlager 36 des
Sammelzylinders 4 wirken mit den Schneidmessern 18 der
beiden Schneidzylinder 8, 9 bzw. den Heftköpfen 22 der
beiden Heftzylinder 11, 12 zusammen. Deshalb muß eine
Drehzahl n3 des Schneid- und Heftzylinderträgers 3 das
1,5-fache einer Drehzahl n4 des Sammelzylinders 4, d. h.
n3 = 1,5 × n4, betragen. Um eine annähernd radiale
Ausrichtung der Schneidmesser 18 bzw. der Heftköpfe 22
bezüglich des Sammelzylinders 4 während des Schneidens
bzw. des Heftens zu erhalten, beträgt eine Drehzahl n8
der Schneidzylinder 8, 9 bzw. eine Drehzahl n11 der
Heftzylinder 11, 12 eine Summe aus einem Betrag der
Drehzahl n3 des Schneid- und Heftzylinderträgers 3 und
aus einem Betrag der Drehzahl n4 des Sammelzylinders 4,
d. h. n8 = |n3| + |n4| bzw. n11 = |n3| + |n4|. Mit den
ausgeführten Radien r3, r4 und r19 ergibt sich eine
annähernd gleiche Umfangsgeschwindigkeit von
Schneidmesser 18 bzw. Heftköpfen 22, und Schneidleiste 34
bzw. Schließgegenlager 36 während des Schneidens.
Eine nicht näher dargestellte
Klammerdrahtzuführvorrichtung 56 ist in Drehrichtung des
Schneid- und Heftzylinderträgers 3 um 144° versetzt zur
Zentralen 28 von Schneid- und Heftzylinderträger 3 und
Sammelzylinder 4 an der Peripherie des Schneid- und
Heftzylinderträgers 3 angeordnet. An dieser Stelle hat
der die nächste Heftung ausführende Heftkopf 22 den
größten Abstand zur Drehachse 6 des Schneid- und
Heftzylinderträgers 3, d. h. Heftkopf 22, Drehachse 16,
17 des Heftzylinders 11, 12 und Drehachse 6 des Schneid-
und Heftzylinderträgers 3 befinden sich auf einer
gemeinsamen Geraden. Ein hoher Bereich der Nockenwelle
27 drückt die Schneid- und Führungselemente 26 gegen
eine Federkraft soweit nach außen, daß der entsprechende
maximal auftretende Radius der Schneidmesser 38
überschritten wird. Mit dem feststehenden Stempel 23 und
den ausgefahrenen Schneid- und Führungselementen 26 wird
so eine U-förmige Matrize zur Klammerbiegung gebildet.
Ein Heftdraht wird den Schneid- und Führungselementen 26
des Heftkopfes 22 zugeführt, und anschließend durch die
fortschreitende Drehbewegung des Schneid- und
Heftzylinderträgers 3 abgeschnitten. Direkt nach
erfolgtem Schnitt wird durch die fortschreitende
Drehbewegung des Heftzylinders 11, 12 der abgeschnittene
Heftdraht unter das - in Drehrichtung gesehen - erste
Federblech 32 gebracht. Somit wird der Heftdraht in den
Schneid- und Führungselementen 26 fixiert. Durch die
weitere Drehbewegung des Heftzylinders 11, 12 mit den
Heftköpfen 22 wird der Heftdraht in den Bereich des
Biegehornes 29 geführt. Durch den sich verringerten
Abstand der Innenfläche 31 des Biegehornes 29 zur
Drehachse 16 des Heftzylinders 11 wird der Heftdraht in
die von Stempel 23 und Schneid- und Führungselementen 26
gebildete U-förmige Matrize gedrückt und somit während
der Drehbewegung des Heftzylinders 11 zu einer Klammer
geformt. Die Formgebung der Klammer ist spätestens vor
Austritt aus dem Biegehorn 29 abgeschlossen, im
vorliegenden Beispiel nach ca. 180° Drehbewegung des
Heftkopfes 22 im Biegehorn 29. Zumindest bis zu diesem
Zeitpunkt drückt der hohe Bereich der Nockenwelle 27 den
Heftkolben 24 mit den Schneid- und Führungselementen 26
nach außen. Anschließend wird die geformte Klammer von
dem zweiten, das Biegehorn 29 in Drehrichtung
fortsetzenden Federblech 33 gehalten. Die Nockenwelle 27
dreht bezüglich des Heftkolbens 24 von ihren hohen
Bereich in ihren niedrigen Bereich. Dabei bewegt sich
der Heftkolben 24 mit den Schneid- und Führungselementen
26 radial nach innen und gibt Klammerschenkel der
Klammer teilweise frei. Spätestens kurz vor Auftreffen
der Klammerschenkel auf die Produktteile 57 stehen die
entsprechenden Heftköpfe 22 - und damit auch die
Klammern -radial auf die Drehachse 7 des
Sammelzylinders 4. Die gesamte Heftbewegung wird durch
die überlagerten Drehbewegungen von Heftzylinder 11, 12
und Schneid- und Heftzylinderträger 3 radial bezüglich
der Drehachse 7 des Sammelzylinders 4 ausgeführt. Die
Klammer wird durch die Drehbewegung des Schneid- und
Heftzylinderträgers 3 von den feststehenden, auf den
Klammerrücken wirkenden Stempeln 23 in die Produktteile
57 eingedrückt. Sobald die Klammer von den Produktteilen
57 geführt wird, werden die Schneid- und
Führungselemente 26 vollständig zurückgezogen und die
Klammer verläßt das zweite Federblech 33. Die Klammer
durchdringt die Produktteile 57 und wird von den mit
z. B. haferkornförmigen Vertiefungen versehenen
Schließgegenlagern 36 geschlossen.
Zur Ausführung des beschriebenen Heftvorganges drehen
die Heftzylinder 11, 12 und damit die Heftköpfe 22 um
ihre jeweilige Drehachse 16, 17. Diese Drehbewegung wird
mittels des beschriebenen Antriebes derart ausgeführt,
daß der jeweilige am aktuellen Heftvorgang beteiligte
Heftkopf 22 zumindest von Beginn bis Ende des
Heftvorganges, d. h. von Auftreffen auf die Produktteile
57 bis Abheben von den Produktteilen 57, eine annähernd
radiale auf die Drehachse 7 des Sammelzylinders 4
ausgerichtete Bewegung ausführt. Dabei bewegen sich
sowohl die betreffenden Heftköpfe 22 als auch die
entsprechenden Schließgegenlager 36 mit annähernd
Bahngeschwindigkeit.
Zur Ausführung der Drehbewegung der Schneid- und
Heftzylinder 8, 9, 11, 12 können anstelle des
beschriebenen Planetengetriebes auch andere Antriebe
verwendet werden. So ist es beispielsweise denkbar, die
Schneid- und Heftzylinder 8, 9, 11, 12 mittels mit dem
Schneid- und Heftzylinderträger 3 synchronisierter
Elektro- oder Hydraulikmotore direkt zu drehen.
Der Heftzylinder 11 kann natürlich auch getrennt von den
Schneidzylindern 8, 9 in einem eigenen, drehenden
Heftzylinderträger gelagert sein.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist nicht auf das
dargestellte Ausführungsbeispiel mit einem dreiteiligen
Sammelzylinder 4 beschränkt, sondern kann auch auf
andere Schneid- und Heftvorrichtungen mit beispielsweise
fünf- oder siebenteiligen Sammelzylinder angepaßt
werden.
1
Seitengestell
2
Seitengestell
3
Schneid- und Heftzylinderträger
4
Sammelzylinder
5
-
6
Drehachse (
3
)
7
Drehachse (
4
)
8
Schneidzylinder
9
Schneidzylinder
10
-
11
Heftzylinder
12
Heftzylinder
13
Drehachse (
8
)
14
Drehachse (
9
)
15
-
16
Drehachse (
11
)
17
Drehachse (
12
)
18
Schneidmesser
19
Messerschneide
20
-
21
Klammerebene
22
Heftkopf
23
Stempel (
22
)
24
Heftkolben (
22
)
25
-
26
Schneid- und Führungselement (
24
)
27
Nockenwelle
28
Zentrale (
3
;
4
)
29
Biegehorn
30
-
31
Innenfläche (
29
)
32
Federblech
33
Federblech
34
Schneidleiste
35
-
36
Schließgegenlager
37
Mantelfläche
38
Zahnrad
39
Zwischenzahnrad
40
-
41
Zwischenzahnrad
42
Zahnrad (
3
)
43
Zahnrad
44
Zahnrad
45
-
46
Sonnenzahnrad
47
Sonnenzahnrad
48
Planetenzahnrad
49
Planetenzahnrad
50
-
51
Planetenzahnrad
52
Sonnenzahnrad
53
Sonnenzahnrad
54
Stellantrieb
55
-
56
Klammerdrahtzuführvorrichtung.
57
Produktteile
n3Drehzahl
n4Drehzahl
n8Drehzahl
n27Drehzahl
r3Radius
r4Radius
r19Radius
z38Zähnezahl
z39Zähnezahl
z41Zähnezahl
z42Zähnezahl
z43Zähnezahl
z44Zähnezahl
z46Zähnezahl
z47Zähnezahl
z48Zähnezahl
z49Zähnezahl
z51Zähnezahl
z52Zähnezahl
z53Zähnezahl
n3Drehzahl
n4Drehzahl
n8Drehzahl
n27Drehzahl
r3Radius
r4Radius
r19Radius
z38Zähnezahl
z39Zähnezahl
z41Zähnezahl
z42Zähnezahl
z43Zähnezahl
z44Zähnezahl
z46Zähnezahl
z47Zähnezahl
z48Zähnezahl
z49Zähnezahl
z51Zähnezahl
z52Zähnezahl
z53Zähnezahl
Claims (3)
1. Vorrichtung zum Heften von Signaturen (57),
insbesondere in einem Falzapparat einer
Rotationsdruckmaschine, mit mindestens einem
Heftzylinder (11; 12) mit jeweils einer Anzahl von
Heftköpfen (22) und einem Gegenzylinder (4), der
Schließgegenlager (36) aufweist, dadurch gekennzeichnet,
daß ein mit einer Drehzahl (n3) antreibbarer
Heftzylinderträger (3) zur Aufnahme der Heftzylinder
(11; 12) vorgesehen ist, daß der/die Heftzylinder (11;
12) auf dem Heftzylinderträger (3) rotierbar
angeordnet sind, daß im Inneren des Heftzylinderträgers
(3) ein mit den Heftköpfen (22) zusammenwirkendes,
klammerformendes Biegehorn (29) vorgesehen ist und daß
eine parallel zu einer Drehachse (16) des Heftzylinders
(11) verlaufende Innenfläche (31) des Biegehornes (29)
in Drehrichtung des Heftzylinders (11) einen sich zur
Drehachse (16) des Heftzylinders (11) verringernden
Abstand aufweist.
2. Heftvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß das Biegehorn (29) als
hohlzylinderförmiges Kreissegment ausgebildet ist und
daß das Kreissegment exzentrisch zur Drehachse (16) des
Heftzylinders (11) angeordnet ist.
3. Heftvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß die Innenfläche (31) des Biegehornes
(29) spiralförmig bezüglich der Drehachse (16) des
Heftzylinders (11) angeordnet ist.
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
8127 | New person/name/address of the applicant |
Owner name: KOENIG & BAUER AG, 97080 WUERZBURG, DE |
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D2 | Grant after examination | ||
8364 | No opposition during term of opposition | ||
8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |