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Die
Erfindung betrifft einen Falzapparat zum Falzen von Druckerzeugnissen
gemäß dem Oberbegriff
des Anspruches 1.
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Während bei
einer solchen Signatur eine erste Längsfalz in der Regel vor dem
Zerlegen der Bedruckstoffbahnen in einzelne Signaturen erzeugt werden,
indem die Bedruckstoffbahnen über
Falztrichter geführt
werden, wird eine zweite Längsfalz erst
an der fertig vereinzelten Signatur gebildet, so dass die dabei
auftretenden Probleme ähnlicher
Art sind wie beim Falzen von einzelnen Bogen.
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Es
ist bereits eine Vielzahl von Konstruktionen für derartige Falzapparate vorgeschlagen
worden, die jeweils einen Falztisch mit einem darin gebildeten Falzspalt
und einem über
den Falzspalt auf und ab beweglichen Falzmesser aufweisen, welches bei
seiner Abwärtsbewegung
ein aus seitlicher Richtung, üblicherweise
parallel zum Falzspalt, zugeführtes
Druckerzeugnis in den Falzspalt hineindrückt. Das Druckerzeugnis gelangt
dadurch in Kontakt mit unterhalb des Falzspalts gegensinnig rotierenden Walzen,
die das Produkt durch den Falzspalt hindurchziehen und gefalzt wieder
freigeben.
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Es
ist eine Vielzahl von Konstruktionen und Antriebsprinzipien für derartige
Falzapparate vorgeschlagen worden. So ist beispielsweise aus
EP 11 97 459 A2 ein
Falzapparat bekannt, bei welchem eine Antriebsstange mit einem Ende
drehbar und exzentrisch an einer Welle eines Motors angreift und
sieh somit entsprechend der Drehung des Motors auf einer Kreisbahn
bewegt, und das zweite Ende gelenkig an dem in vertikalen Schienen
geführten
Falzmesser angreift, so dass durch die Drehung des Motors das Falzmesser
zu einer Auf- und Abwärtsbewegung
mit einer der Drehzahl des Motors entsprechenden Frequenz angetrieben
wird.
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Ein
weiteres Beispiel eines Falzapparats, bei dem ein Exzenter zum Umsetzen
einer Motordrehung in die Auf- und Abwärtsbewegung des Falzmessers
eingesetzt wird, ist
DE
101 43 042 A1 . Diese Vorrichtung verwendet zwei Stangen,
von denen jeweils ein Ende gelenkig und exzentrisch an einer Motorwelle
angreift und das andere jeweils an einem Gelenk eines Kniehebelpaars
angreift, wobei von den zwei in dem Gelenk verbundenen Hebeln des Paars
der eine an einem gestellfesten Punkt und der andere an das Falzmesser
angelenkt ist. Auch hier ist das Falzmesser vertikal geführt.
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DE 198 43 872 A1 ,
DE 102 05 550 C1 und
DE 29 17 616 C2 schlagen
die Verwendung von Linearmotoren zum Antreiben des Falzmessers vor.
Dabei greift in
DE
29 17 616 C2 der quer zur Bewegungsrichtung des Falzmessers
bewegliche Linearmotor am Gelenk eines Kniehebelpaars an, welches im
Laufe der Bewegung des Linearmotors von einer Anschlagstellung zur
anderen von einer geknickten Konfiguration zunächst in eine geradlinig gestreckte und
dann in eine spiegelbildlich geknickte Konfiguration übergeht,
so dass im Laufe der Bewegung des Linearmotors von einer Anschlagstellung
zur anderen das Falzmesser eine komplette Auf- und Abwärtsbewegung
durchläuft.
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Die
EP 1 348 655 A2 und
die nachveröffentlichte
DE 20 2004 005 361 U1 beschreiben einen Falzapparat zum Falzen von
Druckerzeugnissen, mit einem in einem Falztisch gebildeten Druckspalt.
Dabei ist ein über
dem Falzspalt an einem Gestell gehaltenes, auf und ab bewegbares
Falzmesser zum Hineindrücken
eines auf dem Falztisch liegenden Druckerzeugnisses in den Falzspalt
vorgesehen. Das Gestell ist bewegbar.
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Bei
allen diesen bekannten Falzapparaten befindet sich über dem
Falztisch ein aufwändiger
Antriebsmechanismus für
das Falzmesser, der zusammen mit dem Falzmesser im Fall einer Betriebsstörung den
Zugang zum Falzspalt behindert und die Behebung von Produktionsstörungen beschwerlich und
zeitaufwändig
macht.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Falzapparat zum Falzen
von Druckerzeugnissen zu schaffen.
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Die
Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die
Merkmale des Anspruches 1 gelöst.
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Ein
besonderer Vorteil des Falzapparates ist, dass Produktionsstörungen leicht
zu beheben sind, indem das Gestell, das das Falzmesser trägt, zum Beseitigen
der Störung
in die Freigabestellung gebracht wird.
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Das
Gestell kann von der Betriebs- in die Freigabestellung gebracht
werden, indem es um eine in Bezug auf den Falztisch ortsfeste Achse
geschwenkt wird. Diese Achse kann parallel zum Falzspalt, senkrecht
dazu oder in einer beliebigen anderen Orientierung ausgerichtet
sein.
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Das
Gestell kann aber auch in Bezug auf den Falztisch verschiebbar gemacht
sein, und zwar vorzugsweise in Richtung des Falzspalts, so dass
die Bewegung nicht durch aus dem Falzspalt herausragende Teile eines
steckengebliebenen Druckerzeugnisses behindert werden kann.
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Zum
Antreiben der Auf- und Abwärtsbewegung
des Falzmessers ist dieses an ein Antriebsaggregat, vorzugsweise
einen Rotationselektromotor, über
wenigstens einen Exzenter gekoppelt.
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Eine
besonders einfache und robuste Kopplung verwendet einen zur Drehachse
des Exzenters parallelen Bolzen, der einerseits an dem Falzmesser und
andererseits an dem Exzenter angreift und in Bezug auf wenigstens
einen von beiden drehbar ist.
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Einer
ersten Ausgestaltung zufolge greift der Bolzen horizontal verschiebbar
an dem Falzmesser an; in diesem Fall ist eine vertikale Führung für eine stabile
Bewegung des Falzmessers erforderlich.
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Einer
zweiten Ausgestaltung zufolge greift der Bolzen an einem festen
Punkt des Falzmessers an, mit der Folge, dass das Falzmesser sich
auf einer Kreisbahn bewegt, d. h., der Auf- und Abwärtsbewegung
des Falzmessers ist eine horizontale Oszillationsbewegung überlagert.
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Zur
Stabilisierung der Bewegung des Falzmessers ist dieses vorzugsweise
an zwei synchron drehbare Exzenter gekoppelt. Diese können z.
B. über
einen gemeinsamen Riemen vom gleichen Motor angetrieben sein.
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Des
Weiteren ist an dem Gestell vorzugsweise ferner eine Bremseinrichtung
zum Abbremsen der in zum Falzspalt paralleler Richtung zugeförderten Druckerzeugnisse
montiert. Diese Bremseinrichtung umfasst vorzugsweise wenigstens
einen zwischen zwei Rollen dem Falztisch zugewandt aufgespannten Endlosriemen
bzw. Endlosband, der wenigstens einen in einen Zwischenraum zwischen
Falztisch und Riemen eingreifenden Anschlagvorsprung trägt. Dieser
Riemen ist vorzugsweise jeweils so angetrieben, dass ein mit hoher
Geschwindigkeit zugefördertes Druckerzeugnis
zunächst
gegen den in gleicher Richtung wie das Druckerzeugnis schnell bewegten Anschlagvorsprung
stößt und dieser
anschließend verlangsamt
wird, um das Druckerzeugnis kontinuierlich abzubremsen und über dem
Falzspalt zur Ruhe zu bringen.
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Ausführungsbeispiele
der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im
Folgenden näher
beschrieben.
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Es
zeigen:
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1 eine
perspektivische Ansicht einer ersten Ausgestaltung eines Falzapparats
in Arbeitsstellung;
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2 denselben
Falzapparat in Freigabestellung;
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3 einen
schematischen Schnitt durch das Gestell des Falzapparats aus 1 quer
zur Förderrichtung;
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4 eine
Seitenansicht des Falzmessers des Falzapparats aus 1;
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5 eine
Seitenansicht des Falzmessers gemäß einer zweiten Ausgestaltung
des Falzapparats;
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6 einen
Schnitt durch das Gestell des Falzapparats, analog zu 3,
gemäß einer
dritten Ausgestaltung des Falzapparats;
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7 eine
Seitenansicht des Falzmessers gemäß der dritten Ausgestaltung;
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8 eine
perspektivische Ansicht analog der 1 einer
vierten Ausgestaltung des Falzapparats;
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9 eine
schematische Ansicht einer fünften
Ausgestaltung des Falzapparats, gesehen entlang der Förderrichtung;
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10 eine
Draufsicht auf einen Falzapparat mit Bremseinrichtung;
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11 eine
Seitenansicht der Bremseinrichtung.
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1 zeigt
eine perspektivische Ansicht einer ersten Ausgestaltung des Falzapparats,
insbesondere in einer Rollenrotationsdruckmaschine. Vorzugsweise
ist beim Falzapparat 01 mindestens eine Querfalzeinrichtung
(z. B. mit einem Falzmesserzylinder und einem Falzklappenzylinder)
und/oder mindestens ein Längsfalztrichter
vorgeordnet. Der Falzapparat umfasst einen Falztisch 01,
dem (in der Figur nicht dargestellte) zu falzende Produkte in Förderrichtung
eines horizontalen Pfeils P zugeführt werden. Der Falztisch 01 ist
hier von zwei Querstreben 02 unterstützt, zwischen denen unterhalb
eines Falzspalts 03 des Falztisches 01 zwei parallele
Walzen 04 drehangetrieben aufgehängt sind.
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Die
Querstreben 02 sind untereinander durch zwei zur Förderrichtung
P parallele Stangen 06 verbunden, die zwei Portalbogen 07 eines
in der Draufsicht H-förmigen
Gestells 08 tragen. Ein die zwei Portalbogen 07 starr
verbindender Längsbalken 09 trägt einen
Antriebselement 11, z. B. einen Motor 11, der
ein Antriebselement 12, z. B. eine Riemenscheibe 12 antreibt.
Ein Antriebselement 13, z. B. ein Riemen 13 ist
um die Riemenscheibe 12 und zwei unterhalb der Riemenscheibe 12 an
dem Längsbalken 09 angeordneten
Antriebselement 14, z. B. Riemenscheiben 14 geschlungen,
um letztere drehanzutreiben.
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3 zeigt
einen Querschnitt durch den Längsbalken 09 in
Höhe eines
Achslagers einer dieser unteren Riemenscheiben 14. Der
Längsbalken 09 hat
einen Querschnitt in Form eines asymmetrischen U-Profils, von dem
ein Schenkel 16, der die Riemenscheiben 14 trägt, nach
unten in eine Portalöffnung
der Portalbogen 07 hinein verlängert ist. Eine mit der Riemenscheibe 14 drehfest
verbundenes Antriebselement 17, z. B. Welle 17 kreuzt
den Schenkel 16 und trägt
an dessen gegenüberliegender
Seite eines Antriebselementes 18, z. B. einen Exzenterarm 18.
Der Exzenterarm 18 wiederum trägt an seinem freien Ende einen
zylindrischen Antriebselement 19, z. B. einen Bolzen 19,
z. B. einen Zapfen 19, der durch die vom Motor 11 angetriebene
Drehung der Riemenscheibe 14 auf einer Kreisbahn in einer
zur Schnittebene senkrechten Ebene bewegt wird.
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Die
Zapfen 19 beider Riemenscheiben 14 greifen drehbar
in eine Bohrung eines Hefts 21 eines Falzmessers 22 ein,
das mittig über
dem Falzspalt 03 aufgehängt
ist. Das Falzmesser 22 wird so unter Beibehaltung seiner
Orientierung zu einer Bewegung auf einer Kreisbahn in einer zur
Förderrichtung
P parallelen, vertikalen Ebene angetrieben. Die Höhe der Klinge 23 des
Falzmessers 22 ist so eingestellt, dass sie am tiefsten
Punkt ihrer Bahn in den Falzspalt 03 des Falztischs 01 eintaucht
und ein auf dem Falztisch 01 liegendes Druckerzeugnis in
einen Kontakt mit den Walzen 04 bringt, woraufhin das Druckerzeugnis zwischen
den Walzen 04 hindurchgezogen und gefalzt ausgegeben wird.
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4 zeigt
eine Seitenansicht des Falzmessers 22, bezogen auf 3 von
links, wobei die vom Falzmesser 22 oder dem Schenkel 16 verdeckten Antriebselemente 13; 14; 17; 18 gestrichelt
dargestellt sind.
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Die
Portalbogen 07 sind auf den Stangen 06 in Förderrichtung
P zwischen der in 1 gezeigten Arbeitsstellung
des Falzapparats und einer in 2 gezeigten
Freigabestellung verschiebbar, in welcher der Falzspalt 03 auf
seiner gesamten wirksamen Länge
von oben frei zugänglich
ist, so dass ein steckengebliebenes Druckerzeugnis leicht entfernt
werden kann und auch das Falzmesser 22 sowie dessen Antriebselemente 11; 12; 13; 14; 17; 18; 19 und
der Schenkel 16 zu Wartungszwecken leicht, insbesondere
von unten her, erreichbar sind.
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Während bei
der Ausgestaltung der 3 und 4 die Zapfen 19 jeweils
an einem festen Punkt des Falzmessers 22 angreifen und
dieses auf eine kreisförmige
Bahn zwingen, zeigt 5 in einer zu 4 analogen
Ansicht einen Antriebsmechanismus für das Falzmesser 22,
der dieses auf eine rein vertikale Bewegung einschränkt. Das
Falzmesser 22 ist hier in der Förderrichtung P und quer dazu
durch Schienen 24 eingeschränkt und geführt, die hier in Form von U-Profilen
um das in Förderrichtung
P vordere und hintere Ende des Falzmessers 22 herumgreifen,
die aber auch an einem beliebigen anderen Vorsprung des Falzmessers 22 angreifen
könnten. Die
Zapfen 19 greifen in zwei horizontale Langlöcher 26 im
Heft 21 des Falzmessers 22 ein, deren Länge der
zweifachen Länge
des Arms 18 entspricht, so dass nur die vertikale Komponente
der Bewegung der Zapfen 19 auf das Falzmesser 22 übertragen wird.
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Eine
weitere Ausgestaltung eines Antriebsmechanismus für das Falzmesser
ist in 6 in einem Schnitt analog dem der 3 und
in 7 in einer Seitenansicht analog 4 bzw. 5 gezeigt. Der
verlängerte
Schenkel 16 des Längsbalkens 09 trägt hier
an seiner von den Riemenscheiben 14 abgewandten Seite jeweils
ein Planetengetriebe, von dem ein Sonnenrad 27 drehfest
mit der Riemenscheibe 14 verbunden ist, ein Hohlrad 28 fest
mit dem Schenkel 16 verbunden ist und von den mehreren zwischen
Sonnenrad 27 und Hohlrad 28 gefangenen Planetenrädern 29 eines
einen exzentrisch angeordneten, am Falzmesser 22 angreifenden
Zapfen 19 trägt. 6 zeigt
das Falzmesser 22 in einer maximal angehobenen Stellung,
in der sich das den Zapfen 19 tragende Planetenrad 29 am
höchsten
Punkt seiner Bahn befindet und der Zapfen 19 an dem Planetenrad 29 eine
Sechs-Uhr-Stellung innehat.
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Die
Seitenansicht der 7 zeigt das Falzmesser 22 am
tiefsten Punkt seiner Bahn; die den Zapfen 19 tragenden
Planetenräder 29 befinden
sich am tiefsten Punkt ihrer Umlaufbahn, und der Zapfen 19 ist
wiederum in einer Sechs-Uhr-Stellung. Die Zapfen 19 und
mit ihnen das Falzmesser 22 bewegen sich auf einer im rechten
Planetengetriebe der 7 als strichpunktierte Linie 31 eingezeichneten, dreieckänlichen
Bahn, wobei eine Spitze des Dreiecks den tiefsten Punkt der Bahn
bildet. So ist bei diesem Antriebsmechanismus die Geschwindigkeit des
Falzmessers 22 in Förderrichtung
P in der Umgebung des tiefsten Punktes der Bahn am geringsten, so
dass ein Druckerzeugnis, wenn es durch das Falzmesser 22 in
den Falzspalt 03 hineingedrückt wird, von diesem nur eine
minimale Kraft in Förderrichtung P
erfährt.
Das umlaufende Planetenrad 29 ist hier in der Art eines
Exzenters 29 wirksam.
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8 zeigt
eine alternative Ausgestaltung des Gestells 08 des Falzapparates.
Der Längsbalken 09 des
Gestells 08 ist hier an einen der Portalbogen 07 über ein
Scharnier 32 angelenkt, dessen Achse 46 horizontal
und quer zur Förderrichtung
P orientiert ist.
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Das
vom Scharnier 32 abgewandte Ende des Längsbalkens 09 ist
in der in der 8 gezeigten Arbeitsstellung
durch einen Riegel 33 lösbar
am zweiten Portalbogen 07 arretiert.
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Um
das Gestell in eine Freigabestellung zu bringen, genügt es, den
Riegel 33 zu lösen
und den Längsbalken 09 in
Richtung eines Pfeils Q hoch zu klappen, so dass die Oberfläche des
Falztischs 01 und die ihm in der Arbeitsstellung zugewandte
Seite des Längsbalkens 09 frei
zugänglich
werden.
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Eine
weitere alternative Konstruktion des Gestells ist in 9 in
einer Ansicht entlang der Förderrichtung
P dargestellt. Wie in der Ausgestaltung der 1 sind die
Portalbogen 07 und die Querstreben 02, auf denen
der Falztisch 01 aufliegt, von einander getrennte Teile.
Die Portalbogen 07 sind jeweils an einer Seite schwenkbar
an einer als Achse 06 wirksamen Stangen 06 angelenkt,
während
die Verbindung mit der gegenüberliegenden
Stange 06 lösbar
ist. So ist das gesamte Gestell 08 mitsamt dem Falzmesser 22 und
dessen Antriebsmechanismus im Bedarfsfall in die in der 9 gestrichelt
dargestellte Stellung oder darüber
hinaus schwenkbar, um frei auf den Falzspalt 03 oder den
Antrieb des Falzmessers 22 zugreifen zu können.
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9 zeigt
einen Antrieb des Falzmessers 22 über einen rotierenden Exenterarm 18,
wie anhand der 1 bis 3 erläutert, doch
versteht sich, dass die Gestellkonstruktion dieser Ausgestaltung – wie auch
die der 8 – mit jedem beliebigen hier
beschriebenen oder vorbekannten Antriebsmechanismus kombinierbar
ist.
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Unter
dem Falzspalt 03 ist ein Schaufelrad angeordnet. Dieses
Schaufelrad wird vorzugsweise von einem eigenen Motor M angetrieben,
der mechanisch unabhängig
vom Antrieb des Falzmessers 22 ist.
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Die 10 und 11 zeigen
eine Bremseinrichtung zum Abbremsen von zugeförderten Druckerzeugnissen auf
dem Falztisch 01 in einer Draufsicht bzw. in einer Seitenansicht
aus einer den 4, 5 oder 7 entsprechenden
Perspektive. Die Bremseinrichtung umfasst vier Paare von Riemenscheiben 36; 37,
jeweils zwei Paare auf jeder Seite des Längsbalkens 09, sowie
um die zwei Riemenscheiben 36; 37 jedes Paars
geschlungene Riemen 34, z. B. Zahnriemen oder Endlosbänder, von
denen ein unterer Strang 38 in geringem Abstand oberhalb des
Falztischs 01 verläuft.
Die Riemen 34 tragen in gleichmäßigen Abständen zwei oder mehr Vorsprünge 39,
z. B. Anschläge
bzw. Nocken, deren Höhe
geringfügig
kleiner ist als der Abstand zwischen dem unteren Strang 38 und
dem Falztisch 01. Die stromaufwärtigen Riemenscheiben 36 bzw.
die stromabwärtigen
Riemenscheiben 37 sind jeweils auf einer gemeinsamen Welle 41 bzw. 42 montiert,
die in dem Schenkel 16 des Längsbalkens 09 drehbar
gehalten ist. Eine der Wellen 41; 42, hier die
Welle 41, trägt eine
zusätzliche
Riemenscheibe 43, die von einem durch einen Motor 44 angetriebenen
Treibriemen umschlungen ist. Die Drehgeschwindigkeit des Motors 44 ist
variabel; er ist durch eine (nicht dargestellte) Steuerschaltung
so gesteuert, dass immer dann, wenn ein Vorsprung 39 in
den unteren Strang 38 eintritt, dessen Geschwindigkeit
geringfügig
kleiner als die eines zugeförderten
Druckerzeugnisses ist. Dieses schlägt somit sacht an die Vorsprünge 39 an
und wird durch eine anschließende
Verlangsamung des Motors 44 kontinuierlich abgebremst,
bis es in einer Sollstellung über
dem Falzspalt 03 zur Ruhe kommt. Die Druckerzeugnisse können so
mit hoher Geschwindigkeit zugefördert
werden, ohne dass eine Gefahr ihrer Beschädigung besteht, was einen Betrieb
des Falzapparats mit hoher Taktrate erlaubt.
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Zum
Antrieb des Falzmesser 22 ist ein erster lagegeregelter
Motor 11 und zum Antrieb von mindestens einem Anschlag 39,
z. B. von mindestens einem einen Vorsprung 39 tragenden
Riemen 34, ist ein zweiter lagegeregelter Motor 44 angeordnet.
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- 01
- Falztisch
- 02
- Querstrebe
- 03
- Falzspalt
- 04
- Walze
- 05
- -
- 06
- Stange,
Achse
- 07
- Portalbogen
- 08
- Gestell
- 09
- Längsbalken
- 10
- -
- 11
- Antriebselement,
Motor
- 12
- Antriebselement,
Riemenscheibe
- 13
- Antriebselement,
Riemen
- 14
- Antriebselement,
Riemenscheibe
- 15
- -
- 16
- Schenkel
- 17
- Antriebselement,
Welle
- 18
- Antriebselement,
Exenterarm
- 19
- Antriebselement,
Bolzen, Zapfen
- 20
- -
- 21
- Heft
- 22
- Falzmesser
- 23
- Klinge
- 24
- Schiene
- 25
- -
- 26
- Langloch
- 27
- Sonnenrad
- 28
- Hohlrad
- 29
- Planetenrad,
Exzenter
- 30
- -
- 31
- Linie
- 32
- Scharnier
- 33
- Riegel
- 34
- Riemen
- 35
- -
- 36
- Riemenscheibe
- 37
- Riemenscheibe
- 38
- Strang,
unterer
- 39
- Anschlag;
Vorsprung
- 40
- -
- 41
- Welle
- 42
- Welle
- 43
- Riemenscheibe
- 44
- Motor
- 45
- -
- 46
- Achse
- M
- Motor
- P
- Förderrichtung
- Q
- Richtung