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Die
Erfindung betrifft eine Bruchfalzvorrichtung für eine Rotationspresse zum
Falzen von Druckbögen,
die periodisch aus einer Falzmaschine einer Rotationspresse befördert werden,
und insbesondere eine Bruchfalzmaschine, die ein Messer zum Falzen
des Druckbogens parallel zur Transportrichtung aufweist.
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Bei
herkömmlichen
Bruchfalzvorrichtungen wurden verschiedene Schemata zur Bewegung
eines Bruchfalzmessers eingesetzt; beispielsweise ein Schema, bei
dem ein Bruchfalzmesser auf einem gekrümmten Weg bewegt wird, und
ein Schema, bei dem ein Bruchfalzmesser auf einem linearen Weg bewegt
wird. In den letzten Jahren wurde in vielen Fällen zur Bewältigung
der erhöhten
Betriebsgeschwindigkeit der Rotationspressen das Linearschubschema
eingesetzt, da die Ermüdung
der beweglichen Teile der Rotationspresse durch die Verwendung eines
solchen Schemas reduziert wird. Techniken, die ein solches Linearschubschema
einsetzen, sind beispielsweise offenbart in der japanischen Patentanmeldungs-Offenlegungsschrift
(Kokai) Nr. 6-199471, im japanischen Patent Nr. 2983247 und in der
japanischen Gebrauchsmusteranmeldungs-Offenlegungsschrift (Kokai)
Nr. 5-22446.
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In
der Vorrichtung (herkömmliche
Vorrichtung 1), die in der japanischen Patentanmeldungs-Offenlegungsschrift
Nr. 6-199471 offenbart ist, befinden sich zwei Planetengetriebemechanismen nahe
beieinander. Einer der Planetengetriebemechanismen hat eine erste
Drehwelle, die sich um ihre eigene Achse dreht, während sie
eine erste Mittellinie umkreist. Das Fußende eines ersten Arms ist
fest mit der ersten Drehwelle verbunden; und das distale Ende des
ersten Arms ist drehbar mit einem Endabschnitt eines Bruchfalzmessers
verbunden. Der andere Planetengetriebemechanismus hat eine zweite
Drehwelle, die sich um ihre eigene Achse dreht, während sie
in Richtung entgegen der vorstehenden Umlaufrichtung ein zweites
Zentrum umläuft, das
parallel zur ersten Mittellinie ist. Das Fußende eines zweiten Arms ist
fest an die zweite Drehwelle angeschlossen, und das distale Ende
des zweiten Arms ist drehbar an den anderen Endabschnitt des Bruchfalzmessers
angeschlossen. Getriebe, die an den äußeren Umfangsabschnitten der
jeweiligen Scheiben der beiden Planetengetriebemechanismen ausgebildet
sind, greifen ineinander, so dass ein paariger Mechanismus erhalten
wird.
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Gegenüberliegende
längslaufende
Enden eines oberen Randes des Bruchfalzmessers, welcher in Bezug
auf eine Transportebene, entlang der die Druckbögen befördert werden, der Rand auf
der anderen Seite ist, werden mit Hilfe von Wellen an den jeweiligen
distalen Enden der ersten und zweiten Arme gelagert gehalten.
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Die
Planetengetriebemechanismen haben jeweils die folgende Konfiguration.
Ein zylindrisches Hauptgetriebe mit Verzahnungen an seinem äußeren Umfangsabschnitt
ist an einem Rahmen befestigt und wird zur entsprechenden Mittelachse
ausgerichtet. Eine Welle im Drehzentrum wird durch ein Loch in dem
zylindrischen Hauptgetriebe geführt.
Ein Zwischengetriebe, das in das Hauptgetriebe greift, und ein kleines
Getriebe, das in das Zwischengetriebe greift, sind drehbar an der
entsprechenden Scheibe befestigt. Das kleine Getriebe ist an der
entsprechenden Drehwelle befestigt und bildet mit dem entsprechenden
Arm ein Stück.
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Wenn
die ersten und zweiten Drehwellen gleichzeitig in entgegengesetzten
Richtungen um die erste und zweite Mittelachse laufen, wird das
Bruchfalzmesser von den ersten und zweiten Armen nach oben und unten
bewegt. Zur Aufhebung dynamischer Unwuchtkräfte, die in dem vertikal bewegten
Bruchfalzmesser entstehen, und somit zur Erzeugung eines ausgewuchteten
Zustands wird ein Gegengewicht an jeder Drehwelle auf der gegenüberliegenden
Seite des entsprechenden Arms befestigt. Eine der Drehmittelwellen,
die sich um die jeweiligen Mittellinien drehen, wird mittels Antriebsdrehmoment gedreht,
welches über
einen Riemen aus der Bruchfalzmaschine übertragen wird. Die Scheiben
sind fest an den Endabschnitten der Wellen an den Drehzentren befestigt
und bilden damit ein Stück.
Die Scheiben rotieren und greifen in die Getriebe auf den Außenumfangsabschnitten
der Scheiben ein.
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Jeder
der Planetengetriebemechanismen arbeitet wie folgt. Wenn sich die
Welle im Drehzentrum dreht, wird die Scheibe gedreht, so dass das
von der Scheibe gehaltene Zwischengetriebe, welches in das Hauptgetriebe
eingreift, gedreht wird, und das von der Scheibe gehaltene kleine
Getriebe, welches in das Zwischengetriebe eingreift, gedreht wird.
Demnach laufen das Zwischengetriebe und das kleine Getriebe um die
Mittellinie, so dass der Arm, der fest an dem kleinen Getriebe befestigt
ist, sich zusammen mit dem Gegengewicht um die Drehwelle dreht.
Somit wird das Bruchfalzmesser vom Arm nach oben und unten bewegt.
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In
der in der japanischen Patentanmeldung Nr. 2983247 offenbarten Vorrichtung
(herkömmliche Vorrichtung
1) sind zwei Linearschub-Kurbelmechanismen an gegenüberliegenden
längslaufenden
Enden eines Bruchfalzmessers angeschlossen. Jeder Linearschub-Kurbelmechanismus
umfasst zwei Kurbelelemente mit der gleichen Armlänge und
zwei Verbindungen mit der gleichen Länge. Die Kurbelelemente sind
in der Längsrichtung
des Bruchfalzmessers angeordnet und drehen sich in entgegengesetzten
Richtungen. Die oberen Enden der Verbindungen sind über Stifte
mit den jeweiligen Kurbelelementen verbunden. Die unteren Enden
der Verbindungen sind über
einen Stift koaxial mit den oberen Enden des entsprechenden längslaufen den
Endes des Bruchfalzmessers angeschlossen. Die Drehwellen sämtlicher
Kurbelelemente der beiden Linearschub-Kurbelmechanismen werden vom
Getriebegehäuse
gehalten.
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Eine
der Drehwellen der beiden Linearschub-Kurbelmechanismen wird von
einem direkt an die Drehwelle angeschlossenen Motor oder einer Antriebseinheit
der Falzmaschine gedreht. Wenn sich daher die Getriebe an den Drehwellen
der beiden Linearschub-Kurbelmechanismen, die direkt ineinander
eingreifen, drehen, arbeiten die Linearschub-Kurbelmechanismen derart,
dass sich das Bruchfalzmesser auf und ab bewegt.
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Die
in der japanischen Gebrauchsmusteranmeldungs-Offenlegungsschrift
Nr. 5-22446 offenbarte Vorrichtung (herkömmliche Vorrichtung 3) umfasst eine
Umkehrlinearhubeinheit, die an das Zentrum in Breitenrichtung eines
Bruchfalzmesser in Bezug auf die Transportrichtung der Druckbögen angeschlossen
ist und die das Bruchfalzmesser linear hin- und her bewegt; und
ein Führungsabschnitt
zum Führen des
Bruchmessers längs
der Richtung des Umkehrlinearhubs. Insbesondere ein Kurbelstift
eines Planetengetriebegehäuses,
der als lineare Umkehrlinearhub-Einheit dient, ist drehbar an die
Mitte in Breitenrichtung des Bruchfalzmessers angeschlossen. Zudem
sind Führungsstangen
fest an gegenüberliegenden
Endabschnitten in Breitenrichtung des Planetengetriebegehäuses befestigt;
und Lager, die an gegenüberliegenden
Enden in Breitenrichtung des Bruchfalzmessers befestigt sind, werden
von den Führungsstangen
gehalten, so dass das Bruchfalzmesser in vertikaler Richtung beweglich
ist.
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Der
Teilkreisdurchmesser eines kleinen Getriebes in dem Planetengetriebegehäuse ist
halb so groß wie
der Teilkreisdurchmesser eines an dem Planetengetriebegehäuse befestigten
Innengetriebes. Zudem ist der Kurbelradius einer Kurbel, die an
der Welle des kleinen Getriebes befestigt ist, halb so groß wie der
Teilkreisdurchmesser des kleinen Getriebes.
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Wenn
sich daher das kleine Getriebe, das in das Innengetriebe eingreift,
bewegt, wird es theoretisch erwartet, dass sich der Kurbelstift
linear bewegen sollte. In Wirklichkeit bewegt sich jedoch der Kurbelstift
vertikal hin und her und schwingt dabei horizontal längs eines
lippenförmigen
gekrümmten Wegs.
Daher wird ein in dem Bruchfalzmesser gebildetes Loch zur Aufnahme
des Kurbelstifts in einer Richtung längs der Richtung der Bewegung
des Kurbelstiftes verlängert,
so dass dadurch verhindert wird, dass eine übermäßige Kraft auf die Bruchfalzplatte
in Längsrichtung
als Folge der Schwingbewegung des Kurbelstiftes einwirkt.
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Die
vorstehend beschriebene herkömmliche Vorrichtung
1 hat die folgenden Nachteile.
- (1) Aufgrund
der Verwendung der beiden Planetengetriebemechanismen wird die Struktur
komplex, und es müssen
viele Getriebe, die eine gewisse Gegenreaktion erfordern, als Strukturkomponenten
verwendet werden. Daher ist eine sehr genaue Maschinerie und ein
sehr genauer Zusammenbau erforderlich. Zudem vergrößert sich die
Gesamtgröße der Vorrichtung
wegen des großen
Hubs des Bruchfalzmessers, und die Herstellungskosten sind hoch.
- (2) Die Unwuchtkraft, die entsteht, wenn die Bruchfalzplatte
vertikal von den an den kleinen Getrieben befestigten Armen bewegt
wird, wird durch die Verwendung von Gegengewichten aufgehoben. Die
Massen der Zwischengetriebe und der kleinen Getriebe, die die jeweiligen
Mittellinien umlaufen, brechen jedoch den dynamisch ausgewuchteten
Zustand des Drehbewegungssystems, so dass Vibration, Resonanz und
Lärm als
Folge des Spiels, wie der Gegenreaktion der Getriebe, aufkommen,
und die Haltbarkeit der Vorrichtung verschlechtert wird.
- (3) Die vorstehend beschriebene Vibration pflanzt sich über die
Arme auf das Bruchfalzmesser fort, so dass das Bruchfalzmesser vibriert,
was zum Bruch der Druckbögen
und zu einer verminderten Falzgenauigkeit führt. Zudem erschwert die durch die
Vibration erzeugte Resonanz usw. die Bewältigung einer erhöhten Betriebsgeschwindigkeit von
Rotationspressen.
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Die
vorstehend genannte herkömmliche
Vorrichtung 2 hat die folgenden Nachteile.
- (1)
Die beiden Linearschub-Kurbelmechanismen sind jeweils derart ausgelegt,
dass zwei Kurbelelemente mit Hilfe der beiden an die Kurbelelemente
angeschlossenen ineinander greifenden Getriebe in entgegengesetzte
Richtungen gedreht werden. Die Getriebe auf den Innenseiten der
beiden nahe beieinander befindlichen Linearschub-Kurbelmechanismen
greifen ineinander, so dass sich vier Getriebe auf einer horizontalen
Linie befinden. Daher hat die Vorrichtung eine relativ große Seite.
Zudem entstehen als Folge der Gegenreaktion der Getriebe und der
Abweichung der auf die Kurbelstiftabschnitte wirkenden Last, Vibration
und Lärm,
so dass das Bruchfalzmesser vibriert und/oder schwingt.
- (2) Das Bruchfalzmesser wird von zwei Paar Verbindungen gehalten,
so dass die distalen Enden jedes Paars von Verbindungen koaxial über Stifte mit
dem entsprechenden Ende des Bruchfalzmessers verbunden sind. Folglich
lässt sich
die Festigkeit des Bruchfalzmessers schwierig aufrecht erhalten,
und es vibriert leicht. Somit bewegt sich das Bruchfalzmesser auf
und ab, während
es horizontal in der Längsrich tung
des Bruchfalzmessers und in der Richtung rechtwinklig dazu vibriert,
so dass die Genauigkeit beim Falzen von Druckbögen verschlechtert wird und
die Vorrichtung die erhöhte
Betriebsgeschwindigkeit von Rotationspressen nicht bewältigen kann.
- (3) Der Linearschub-Kurbelmechanismus besteht vorwiegend aus
einem ziemlich teuren Getriebegehäuse, das eine große Anzahl
von Bauteilen enthält.
Da zudem die Kurbelelemente durch einen gegenseitigen direkten Eingriff
zwischen den Getrieben gedreht werden, die auf den Drehwellen der
Kurbelelemente bereitgestellt werden, sammeln sich Gegenreaktionen
der Getriebe an, so dass großes
Spiel entsteht.
- (4) Eine hohe Maschinengenauigkeit ist erforderlich, damit ein
genauer Abstand zwischen der Mitte der Drehwelle jedes Kurbelelementes
und der Mitte des entsprechenden Kurbelstiftes und ein genauer Abstand
zwischen den Zentren der Stiftanschlüsse an den gegenüberliegenden
Enden jedes Verbindungsgliedes erhalten wird. Daher sind die Herstellungskosten
hoch, und die theoretischen und idealen Abmessungen können nicht erhalten
werden, so dass die Vibration der Vorrichtung eine komplizierte
Bewegung verursacht. Zudem wird wegen der Abmessungsfehler der jeweiligen
Elemente leicht überschüssige Kraft
erzeugt. Wird der Abstand zwischen den beweglichen Elementen erhöht, so dass
die überschüssige Kraft
abgeleitet wird, wird die Haltbarkeit verschlechtert.
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Die
vorstehend beschriebene herkömmliche Vorrichtung
3 hat die folgenden Nachteile.
- (1) Da die Umkehrlinearhubeinheit
zum Auf- und Abbewegen des Bruchfalzmessers durch ein Planetengetriebegehäuse mit
einem Innengetriebe und einem kleinen Getriebe verwirklicht wird,
hat die Vorrichtung eine komplexe Struktur und wird aus vergleichsweise
teuren Bauteilen gebildet. Daher sind die Herstellungskosten hoch.
- (2) Zur linearen Bewegung des Bruchfalzmessers wird der Teilkreisdurchmesser
des kleinen Getriebes auf den halben Teilkreisdurchmesser des Innengetriebes
eingestellt, und der Kurbelradius wird auf den halben Teilkreisdurchmesser
des kleinen Getriebes eingestellt. Als Folge dieser Abmessungsbeziehungen
bewegt sich das Bruchfalzmesser innerhalb eines großen Hubs
entsprechend des Teilkreisdurchmessers des Innengetriebes, wodurch
die Vorrichtung vergrößert wird.
- (3) Darüber
hinaus steigt als Folge des großen Hubs
des Bruchfalzmessers die Geschwindigkeit der Hin- und Herbewegung
des Führungsabschnitts
zum Führen
der Bewegung des Bruchfalzmessers längs der Richtung des Umkehrlinearhubs,
so dass die Lager rasch verschleißen und eine überschüssige Kraft
auf den in das Bruchfalzmesser eingreifende Kurbelstift wirkt. Somit leidet
die Haltbarkeit der Vorrichtung.
- (4) Zudem ergeben sich wie vorstehend beschrieben Schwierigkeiten
bei der Gewinnung der theoretischen oder idealen Abmessungsbeziehung
in Bezug auf die Getriebe und den Kurbelradius durch genaues Anpassen
und genauen Zusammenbau, sowie bei Betrieb und bei der Wartung der
Vorrichtung, damit eine genaue lineare Messerbewegung erhalten wird.
In Wirklichkeit weicht der Ort der Kurbelstiftbewegung von einer
geraden Linie ab. Daher greift der Kurbelstift in ein längliches
Loch, das in dem Bruchfalzmesser ausgebildet ist. Da der Kurbelstift
und das längliche
Loch verschleißen,
ist die Haltbarkeit niedrig. Zudem senken die Vibration und die
daraus hervorgehende Resonanz die Falzgenauigkeit und erschweren
die Bewältigung
des Hochgeschwindigkeitsbetriebs.
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Die
vorstehend beschriebenen herkömmlichen
Vorrichtungen haben folgende gemeinsame Probleme.
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Bemerkenswerterweise
entsprechen die in Klammern aufgeführten Zahlen nach jedem gemeinsamen
Problem unten den oben aufgelisteten mit Zahlen versehenen Nachteilen
für die
entsprechenden herkömmlichen
Vorrichtungen.
- 1. Erzeugung von Vibration und
Lärm (herkömmliche
Vorrichtung 1 – (2);
herkömmliche
Vorrichtung 2 – (1),
(3), (4); herkömmliche
Vorrichtung 1 – (4)).
- 2. Niedrige Falzgenauigkeit (herkömmliche Vorrichtung 1 – (3); herkömmliche
Vorrichtung 2 – (2); herkömmliche
Vorrichtung 3 – (4)).
- 3. Schwierigkeit bei der Bewältigung
des Hochgeschwindigkeitsbetriebs (herkömmliche Vorrichtung 1 – (4); herkömmliche
Vorrichtung 2 – (2); herkömmliche
Vorrichtung 3 – (4)).
- 4. Große
Vorrichtungsgröße (herkömmliche
Vorrichtung 1 – (1);
herkömmliche
Vorrichtung 2 – (1); herkömmliche
Vorrichtung 3 – (2)).
- 5. Niedrige Haltbarkeit (herkömmliche Vorrichtung 1 – (2); herkömmliche
Vorrichtung 2 – (4);
herkömmliche
Vorrichtung 3 – (3),
(4)).
- 6. Hohe Herstellungskosten (herkömmliche Vorrichtung 1 – (1); herkömmliche
Vorrichtung 2 – (4); herkömmliche
Vorrichtung 3 – (1).
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Folglich
möchte
man die herkömmlichen Vorrichtungen
verbessern.
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Man
möchte
ebenfalls eine kompakte, haltbare, billige Bruchfalzvorrichtung
bereitstellen, die eine vergleichbar einfache wartungsfreie Struktur einsetzt,
die keine Bauteile enthält,
wie Getriebe, was eine genaue Maschinerie und einen genauen Aufbau erfordert,
und die gut dynamisch ausgewuchtet ist, wodurch Vibration und Lärm eliminiert
werden, so dass eine verbesserte Genauigkeit beim Falzen von Druckbögen erzielt
wird und der Hochgeschwindigkeitsbetrieb bewältigt wird.
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DE-A-30
27 343 offenbart einen Messerantrieb für eine Falzmaschine, bei der
eine lineare Bewegung nur des Messerantriebs mit einer Führungsstange
erzielt wird, die in Bezug auf das Gehäuse sicher oder fest ist.
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Erfindungsgemäß wird eine
Bruchfalzvorrichtung für
eine Rotationspresse zum Falzen von Druckbögen bereitgestellt, die bei
Gebrauch periodisch in Transportrichtung, und zwar jeweils ein Druckbogen
auf einmal, von einer Falzmaschine befördert werden, wobei die Falzvorrichtung
umfasst: ein Paar Falzwalzen zum Falzen eines Druckbogens parallel
zur Transportrichtung; eine Antriebsvorrichtung; einen Kurbelarm,
der an einer Ausgangswelle der Antriebsvorrichtung befestigt ist
und der zusammen mit der Ausgangswelle gedreht wird; eine Falzmesserhalterung,
die über
eine Verbindung an dem Kurbelarm befestigt ist; ein Bruchfalzmesser,
das in der Falzmesserhalterung gehalten wird und das so ausgelegt
ist, dass es den Druckbogen von seiner oberen Oberfläche so stößt, dass
dieser in einen Raum zwischen dem Paar Falzwalzen eintritt; und mindestens
eine Führungseinheit
zum Einschränken der
Bewegung der Falzmesserhalterung, dadurch gekennzeichnet, dass die
Führungseinheit
umfasst Reiter, die sich an gegenüber liegenden Enden der Falzmesserhalterung
befinden, und zwei Führungsschienen,
die in Transportrichtung in einem Abstand zueinander stehen und
die so ausgelegt sind, dass sie die Reiter führen, wobei die Führungsschienen
jeweils senkrecht zur Transportebene stehen, entlang der der Druckbogen
befördert
wird, so dass sich die Falzmesserhalterung nur in einer Richtung
senkrecht zur Transportebene hin- und herbewegt.
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Eine
erfindungsgemäße Bruchfalzvorrichtung
kann die folgenden vorteilhaften Wirkungen erzielen.
- (1) Die Falzmnesserhalterung, die über die Verbindung am Kurbelarm
angeschlossen ist, der an der Ausgangswelle der Antriebsvorrichtung
befestigt ist, wird von den Führungseinheiten
gehalten, damit das Bruchfalzmesser in Richtung senkrecht zur Transportebene
des Druckbogens hin- und herbewegt wird. Diese Konfiguration ermöglicht die
Verwirklichung eines einfachen und kompakten Antriebstransmissionssystems,
das aus einer ziemlich kleinen Zahl von Bauteilen besteht, sie beseitigt
die Notwendigkeit von Getrieben, und hat einen sehr kurzen Übertragungsweg.
Da aufgrund der Hin- und Herbewegung des Bruchfalzmessers zudem
kaum Vibration, Resonanz und Lärm
aufkommt, wird ein ruhiger Hochgeschwindigkeitsbetrieb ermöglicht und
die Haltbarkeit und die Produktivität verbessert.
- (2) Das einfache und kompakte Antriebsübertragungssystem wird mit
einfach geformten Elementen ohne Verwendung von teuren Bauteilen,
wie Getriebeeinheiten, konstruiert. Daher können sowohl die Anzahl der
Bauteile als auch die Herstellungskosten reduziert werden.
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Die
Führungseinheit
umfasst Reiter an den gegenüberliegenden
Enden der Falzmesserhalterung; und zwei Führungsschienen, die längs der Transportrichtung
angeordnet sind und die so angepasst sind, dass sie die Reiter führen. Die
Führungsschienen
sind derart gehalten, dass ein Abstand größer als die Dicke des Druckbogens
zwischen den Führungsschienen
und der Transportebene bereitgestellt wird und jede Führungsschiene
eine Führungsoberfläche senkrecht
zur Transportebene hat. Geführte
Abschnitte der Reiter sind beweglich, während ein enger Kontakt mit
den Führungsoberflächen der Führungsschiene
jederzeit aufrecht erhalten wird.
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In
diesem Fall kann der folgende zusätzliche Effekt erzielt werden.
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(3)
Da die geführten
Abschnitte der Reiter an den gegenüberliegenden Enden der Falzmesserhalterung
immer einen engen Kontakt zu den Führungsoberflächen der
Führungsschienen
halten, wird das Bruchfalzmesser hin- und herbewegt, während seine Bewegung
längs einer
Ebene senkrecht zur Oszillationsbewegung unterbunden wird. Daher
werden keine Vibration usw. in dem Antriebsübertragungssystem oder dem
Bruchfalzmesser erzeugt, so dass der Druckbogen glatt in den Raum
zwischen den Falzwalzen gestoßen
werden kann. Folglich wird die Falzgenauigkeit verbessert und die
Resonanz und der Lärm
können
ganz behoben werden.
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Nun
wird beispielsweise auf die beigefügten Zeichnungen verwiesen.
Es zeigt:
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1 eine
Perspektivansicht eines Bruchfalzmessers nach einer erfindungsgemäßen Ausführungsform;
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2 eine
partiell geschnittene Vorderansicht des in 1 gezeigten
Bruchfalzmessers;
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3 eine
Schnittansicht längs
der Linie A-A in 2;
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4 eine
Schnittansicht längs
der Linie B-B in 2; und
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5 eine
partiell geschnittene Draufsicht des in 1 gezeigten
Bruchfalzmessers.
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Ein
Bruchfalzmesser für
eine Rotationspresse gemäß einer
erfindungsgemäßen Ausführungsform
wird anhand der in den 1 bis 5 gezeigten
Zeichnungen beschrieben.
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In
einer erfindungsgemäßen Bruchfalzvorrichtung
nach 1 sind vertikale Rahmen 8, die in einer
Transportrichtung von einem Druckbogen 1 ausgehen, parallel
angeordnet, wobei dazwischen ein festgelegter Abstand geformt ist,
wodurch die Brei te einer Transportebene definiert wird, längs der der
Druckbogen 1 befördert
wird. Gegenüberliegende
Seitenränder
eines Falzmessertisches 6, der die Transportebene definiert,
sind an den oberen Enden der Rahmen 8 befestigt. Eine schlitzförmige Öffnung 11 ist
im Mittelbereich des Falzmessertischs 6 in Bezug auf die
Transportrichtung des Druckbogens 1 ausgebildet. Die Öffnung 11 befindet
sich im Wesentlichen in der Mitte des Falzmessertischs 6 in
Bezug auf die Querrichtung oder die Richtung senkrecht zur Transportrichtung
und hat eine Länge
größer als
die Länge
des Druckbogens 1 in der Transportrichtung des Druckbogens 1.
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Zwei
Falzwalzen 4 befinden sich unmittelbar unter dem Falzmessertisch 6 in
einer solchen Weise, dass sie parallel zur Längsrichtung der Öffnung 11 verlaufen
und einander gegenüberliegen.
Wie später beschrieben
wird, werden die Falzwalzen 4 mit Hilfe einer nicht gezeigten
Antriebseinheit in entgegengesetzte Richtungen gedreht, damit der
Druckbogen 1 nach unten befördert wird, während er
dazwischen gepresst wird, wenn er durch ein Bruchfalzmesser 3 in
die Öffnung 11 gestoßen wird.
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Wie
in 2 gezeigt, ist die schlitzförmige Öffnung 11 derart geformt,
dass längs
verlaufende Randabschnitte nach unten gebogen werden, damit sie
den Außenflächen der
Falzwalzen 4 folgen und der Druckbogen 1 glatt
geführt
wird, der von dem Bruchfalzmesser 3 in den Raum zwischen
den Falzwalzen 4 gestoßen
wird.
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Wie
in den 1 bis 3 gezeigt, ist ein vertikaler
Unterrahmen 9 mit geeigneter Breite mittels Bolzen 10 am
oberen Bereich eines Rahmens 8 in einer Position befestigt,
die zur Transportrichtung des Druckbogens 1 mittig ist.
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Zwei
plattenförmige
Klammern 9a, die vertikal verlaufen, sind an der Vorderseite
des Unterrahmens 9 an einer Zwischenposition in vertikaler
Richtung befestigt, so dass sie mit einem festgelegten Abstand zwischen
ihnen in Transportrichtung zu einem Raum über der Transportebene ragen.
Vertikal verlaufende Befestigungssitze 9b sind an den Spitzenenden
der Klammern 9a gebildet, und Führungsschienen 19 mit
jeweils einer vertikal verlaufenden Führungsoberfläche 19a sind
mit den Bolzen 19b an den Befestigungssitzen 9b befestigt.
Die unteren Enden der Klammern 9b und die unteren Enden
der Führungsschienen 19 sind
um einen festgelegten Abstand von der Transportebene getrennt; d.h.
sie befinden sich an Stellen, wo sie den Transport des Druckbogens 1 in
der Transportebene und die Bewegung der Förderbänder 2b nicht behindern,
was später
beschrieben wird.
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Wie
in den 3 und 4 beschrieben wird, ist zur
Steigerung der Festigkeit der Befestigungssitze 9b der
Klammem 9a eine horizontal verlaufende plattenförmige Rippe 9c zwischen
den Klammem 9a in einem Zwischenbereich in vertikaler Richtung
angeordnet; und der äußere Rand
der Rippe 9c ist an den gegenüberliegenden Innenflächen der
Klammern 9a und der Vorderseite des Unterrahmens angeschlossen.
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Wie
in 2 und 3 gezeigt sind die Reiter 18 auf
den Führungsschienen 19 derart
befestigt, dass sich die Reiter 18 längs der Führungsoberflächen 19a in
vertikaler Richtung bewegen können, welche
senkrecht zur Transportebene ist. Die Reiter 18 und die
Führungsschienen 19 machen
die Führungseinheiten 5 aus.
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Speziell
wie in 2 und 5 gezeigt sind die Reiter 18 jeweils
derart zusammengefügt,
dass ein geführter
Abschnitt 18a von der Führungsoberfläche 19a der
Führungsschiene 19 geführt wird,
während
jederzeit ein enger Kontakt dazwischen aufrechterhalten wird. Demzufolge
ist der geführte
Abschnitt 18a jedes Reiters 18 ein rollender geführter Abschnitt,
der beispielsweise aus einer Vielzahl von Reihen aus zirkulierenden
Stahlkugeln besteht, die sehr genau geformt sind. Der rollende geführte Abschnitt
ist mit einer Vorlast zusammengefügt, damit ein korrekter negativer
radialer Abstand zwischen dem geführten Abschnitt 18a und
der Führungsoberfläche 19a der
Führungsschiene 19 erzielt
wird, die als rollende Führungsoberfläche für die Stahlkugeln dient,
so dass der Reiter 18 glatt von der Führungsschiene 19 geführt wird.
Eine kommerziell verfügbare Linearschubführung (beispielsweise
LM-Führung Modell
SSR, Produkt von THK Co., Ltd), die billig ist, eine hohe Leistung
bietet, und wartungsfrei ist, kann als Stahlkugel-Zirkulationsführungsmechanismus verwendet
werden.
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Längliche
Enden einer Falzmesserhalterung 16, die die Form einer
länglichen
Platte annehmen, sind mit den Bolzen 16c an den Reitern 18 befestigt. Das
Bruchfalzmesser 3 ist über
eine Halteplatte 3a sowie durch Verwendung von Bolzen 3b an
der Vorderseite der Falzmesserhalterung 16 befestigt, die
in der Transportrichtung des Druckbogens 1 verläuft.
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Das
Bruchfalzmesser 3 hat eine geeignete Dicke und eine größere Länge als
die Länge
des Druckbogens 1 in der Transportrichtung des Druckbogens 1,
aber kürzer
als die Länge
der Öffnung 11 des
Falzmessertischs 6 in der Transportrichtung des Druckbogens 1.
Das Bruchfalzmesser 3 stößt den Druckbogen 1 durch
die Öffnung 11 in
einen Falzbereich, der von den gegenüberliegenden Außenbereichen
der Falzwalzen 4 definiert ist, die sich unter dem Falzmessertisch 6 befinden
und in entgegengesetzte Richtungen gedreht werden.
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Wie
in 2 gezeigt hat die Spitzenendseite des Bruchfalzmessers
gegenüber
den Falzwalzen 4 eine derartige Querschnittsform, dass
die Dicke allmählich
zu dem vorstehend beschriebenen Falzabschnitt sinkt, bei dem die
Falzwalzen 4 einander gegenüberliegen. Dadurch wird der
Druckbogen 1 leichter in den Falzabschnitt gestoßen.
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Das
Bruchfalzmesser 3 befindet sich an einer horizontalen Position,
die derjenigen der schlitzförmigen Öffnung 11 entspricht.
Befindet sich das Bruchfalzmesser 3 an einer gesenkten
Stellung, was später
beschrieben wird, tritt der untere Rand des Bruchfalzmessers 3 in
die Öffnung 11 ein.
Befindet sich das Bruchfalzmesser 3 in einer erhöhten Stellung,
ist der untere Rand in einer derartigen Stellung, dass das Bruchfalzmesser 3 den
Durchtritt von Druckbogen 1 nicht behindert.
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Wie
in 5 gezeigt, ist ein Elektromotor 7, der
als Antriebsvorrichtung dient, am Unterrahmen 9 befestigt.
Zur Bewegung des Bruchfalzmessers 3 wird der Motor 7 von
einem nicht gezeigten Regler gesteuert, so dass sich der Motor 7 synchron
mit dem Betrieb einer nicht gezeigten Falzmaschine dreht, so dass
der von der Bruchfalzvorrichtung ausgeübte Falzbetrieb mit der Zeitspanne
synchronisiert wird, bei der die Druckbögen aus der Falzmaschine entlassen
werden.
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Spezifisch
ist ein Flansch 7a des Motors 7 mit Hilfe der
Bolzen 13 an einem Mittelbereich der Hinterseite des Unterrahmens 9 befestigt,
der sich über
den Klammern 9a befinden soll. Eine Ausgangswelle 12 des
Motors 7 befindet sich an einer Stelle, die dem Längszentrum
des Bruchfalzmessers 3 entspricht und zu dem Raum oberhalb
des Falzmessertischs 6 ragt, so dass die Ausgangswelle 12 in
eine Richtung parallel zum Falzmessertisch 6 und senkrecht
zur Transportrichtung des Druckbogens 1 verläuft.
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Wie
in 4 gezeigt ist eine Nocke 15a eines Kurbelarms 15 auf
der Ausgangswelle 12 mit einem dazwischen eingefügten Keil 12a befestigt.
Der Kurbelarm 15 ist mit einem Klammerelement 15b (in 3 gezeigt)
an der Ausgangswelle 12 befestigt und hat eine Form komplementär zur Form
des halbzylindrischen Schnittbereichs 15d an einem Ende
der Nocke 15a und ist in den Schnittbereich 15d angepasst,
während
der Keil 12a bedeckt wird; und Bolzen 15c zum
Befestigen des Klammerelementes 15b an die Nocke 15a.
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Der
Kurbelarm 15, der an der Ausgangswelle 12 befestigt
ist, hat einen Kurbelstift 15e und ein Gegengewicht 14 auf
der gegenüberliegenden
Seite des Kurbelstifts 15e in Bezug auf eine Drehmittellinie 24.
Der Kurbelstift 15e des Kurbelarms 15 verläuft in die
Richtung senkrecht zur Förderrichtung
und befindet sich (wie in 1 gezeigt)
zwischen den beiden Reitern 18 in Bezug auf die Transportrichtung.
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Der
Exzentrizitätsgrad
e des Kurbelstifts 15e in Bezug auf die Drehmittellinie 24 des
Motors 7 und des Kurbelarms 15 ist ein halber
korrekt bestimmter Hub, in dem sich das Bruchfalzmesser 3 vertikal
zwischen den oberen und unteren Totpunkten hin- und her bewegt.
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Der
Exzentrizitätsgrad
e kann ohne Einschränkungen
der Abmessungen frei eingestellt werden. D.h. es kann gemäß dem Hub
des Bruchfalzmessers 3 eingestellt werden, der in den Maßen der Bruchfalzvorrichtung
ausgelegt ist.
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Wie
in der 4 gezeigt ist der Kurbelstift 15e fest
am Kurbelarm 15 angebracht. Für den Fall, dass jedoch der
Hub des Bruchfalzmessers 3 bei Bedarf geändert werden
muss, wird der Kurbelstift 15e beweglich an dem Kurbelarm 15 angebracht,
so dass der Exzentrizitätsgrad
durch Bewegung des Kurbelstifts 15e eingestellt werden
kann.
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Der
Kurbelarm 15 ist über
eine Verbindung 17 an der Falzmesserhalterung 16 angeschlossen. Insbesondere
ein Ende der Verbindung 17 ist drehbar am Spitzenende des
Kurbelstifts 15e über
ein Lager 17a befestigt. Das andere Ende der Verbindung 17 ist drehbar
am Spitzenende eines Wellenelementes 16a befestigt, welches
am oberen Ende eine Längsmittelteils
der Falzmesserhalterung 16 über ein Lager 17b befestigt
ist.
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Eine
Vielzahl von Reihen von oberen und unteren Förderbändern 2a und 2b,
die einander überlagern,
damit der Druckbogen 1 befördert wird, während er
von den oberen und unteren Seiten gehalten wird, sind auf dem Bruchfalztisch 6 in
einer erfindungsgemäßen Ausführungsform
bereitgestellt; vier solcher Reihen sind in den 1 bis 5 gezeigt. Die
Reihen der Förderbänder 2a und 2b sind
derart angeordnet, dass sie die Öffnung 11 des
Bruchfalztisches 6 nicht überdecken, sie verlaufen parallel
zur Förderrichtung
und sind voneinander durch einen festgelegten Abstand getrennt.
Der Rückkehrweg
jedes unteren Förderbandes 2a befindet
sich unter dem Bruchfalztisch 6, wohingegen sich der Rückkehrweg
jedes oberen Förderbandes 2b über dem Bruchfalztisch 6 befindet.
Da sich dort zwei Reihen von Förderbändern 2b befinden,
die zwischen der Öffnung 11 und
dem Unterrahmen 9 lokalisiert sind, bewirkt dies, dass
ein Abschnitt jedes Förderbandes 2b über Spannwalzen 20 und
eine Rolle 22 auf eine von dem oberen Abschnitt des Unterrahmens 9 abstehende
Klammer 21 in dem Rückkehrweg
(wie in 2 gezeigt) wandert.
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Zudem
wird eine Stoppereinheit 23 bereitgestellt, um den Druckbogen 1,
der von den Förderbändern 2a und 2b transportiert
wird, zu positionieren, wodurch ermöglicht wird, dass das Bruchfalzmesser 3 den
Druckbogen 1 genau in den Raum zwischen den Falzwalzen 4 einführt.
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Wie
in 4 gezeigt, umfasst die Stoppereinheit 23 vertikale
Führungsstangen 23d an
den oberen Enden der jeweiligen Rahmen 8; und die oberen
Enden der Füh rungsstangen 23d sind
durch ein Verbindungselement 23c angeschlossen, damit eine Portalform
erhalten wird.
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Die
Führungsstangen 23d durchdringen
Löcher,
die in gegenüberliegenden
Endabschnitten einer Klammer 23b geformt sind. Die oberen
Ränder der
Positionierungselemente 23, die jeweils die Form einer
lateral verlängerten
Platte annehmen, sind an der Klammer 23b befestigt. Die
Klammer 23b wird mit einer nicht gezeigten Hebevorrichtung
nach oben und unten bewegt, während
sie von den Führungsstangen 23d geführt wird.
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Wird
die Klammer 23b in eine gesenkte Position bewegt, werden
die Positionierungselemente 23e in eine Positionierungsposition
bewegt, in der ihre unteren Ränder
mit dem Falzmessertisch 6 zusammenkommen. Wird die Klammer 23b in
eine erhöhte
Position bewegt, werden die Positionierungselemente 23a in
eine Rückzugsposition
bewegt, in der ihre unteren Ränder
den Durchtritt des von den Förderbändern 2a und 2b beförderten
Druckbogens 1 nicht behindern.
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Abschnitte
werden in den unteren Endabschnitten der Positionierungselemente 23a gebildet,
um eine Interferenz zwischen den Positionierungselementen 23a und
den Förderbändern 2a und 2b zu
vermeiden, wobei ansonsten die Interferenz auftritt, wenn die Positionierungselemente 23a in
die Positionierungsposition befördert
werden.
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Vorzugsweise
wird ein Mechanismus zum Einstellen der Positionen der Positionselemente 23a entlang
der Transportrichtung bereitgestellt. Beispielsweise kann ein Mechanismus
zum Einstellen der Positionen der Führungsstangen 23d in
Bezug auf die Rahmen 8 längs der Transportrichtung zwischen
den Rahmen 8 und den Führungsstangen 23d zwischengefügt werden.
Alternativ kann ein Mechanismus zum Einstellen der Positionen der
Positionierungselemente 23a in Bezug auf die Klammer 23b längs der
Transportrichtung zwischen die Klammer 23b und die Positionierungselemente
gefügt
werden.
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Anschließend wird
ein Betrieb der vorstehend beschriebenen Bruchfalzvorrichtung anhand der 1 bis 5 beschrieben.
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Wird
der Druckbogen 1 von den Transportbändern 2a und 2b zur
stromabwärts
gelegenen Seite ohne Falzen durch die Bruchfalzvorrichtung befördert, werden
die Positionierungselemente 23 durch die nicht gezeigte
Hebevorrichtung in die erhöhte
Position oder Rückzugsposition
angehoben. Wird dagegen der Druckbogen 1 gefalzt, werden
die Positionierungselemente 23a in eine gesenkte Position
oder Positionierungsposition gesenkt, bei der die unteren Ränder der
Positionierungselemente 23a mit dem Falzmessertisch 6 zusammenkommen.
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Wird
der Motor 7 synchron zu der Zeitspanne betrieben, bei der
der Druckbogen 1 von der Falzmaschine entlassen wird, wird
der an der Ausgangswelle 12 befestigte Kurbelarm 15 gedreht.
Demnach wird die Falzmesserhalterung 16, die über die
Verbindung 17 am Kurbelarm 15 befestigt ist, vertikal
oder in Richtung senkrecht zur Transportebene bewegt, während er
von den Führungseinheiten 5 geführt wird,
die mit einer Vorlast zusammengebaut sind.
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Folglich
wird das an der Falzmesserhalterung 16 befestigte Bruchfalzmesser 3 synchron
zu der Zeitspanne, in der der Druckbogen 1 von der Falzmaschine
entlassen wird, vertikal hin- und herbewegt.
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Der
Druckbogen 1 wird positioniert, wenn sein Vorderrand von
den Förderbändern 2a und 2b transportiert
wird, so dass er an die Positionierungselemente 23a stößt, die
sich in der Positionierungsposition befinden. Das Bruchfalzmesser 3 bewegt sich
dann nach unten vom oberen Totpunkt zum unteren Totpunkt, wodurch
der positionierte Druckbogen 1 in den Raum zwischen den
Falzwalzen 4 gestoßen
wird.
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Die
zeitliche Koordinierung, mit der das Bruchfalzmesser 3 den
positionierten Druckbogen 1 in den Raum zwischen den Falzwalzen 4 stößt, ist Bestimmungen
zufolge unmittelbar nach der zeitlichen Koordinierung, bei der der
beförderte
Druckbogen 1 an die Positionierungselemente 23a der
Stoppereinheit 23 stößt, so dass
der Druckbogen vom Bruchfalzmesser 3 glatt in den Raum
zwischen den Falzwalzen 4 gestoßen wird, während der Vorderrand des Druckbogens 1 von
den Positionierungselementen 23a geführt wird. Anschließend bewegt
sich das Bruchfalzmesser 3 nach oben vom unteren Totpunkt
zum oberen Totpunkt. Das Bruchfalzmesser 3 wiederholt die
vorstehend beschriebene Bewegung, damit es die Druckbögen, die
periodisch von der Falzmaschine transportiert werden, jeweils in
den Raum zwischen den Falzwalzen 4 stößt.
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Ein
Endabschnitt der Verbindung 17, der an dem Kurbelstift 15e des
Kurbelarms 15 angeschlossen ist, wird um das Wellenelement 16a geschwungen,
an dem das vertikal bewegte andere Ende der Verbindung 17 angeschlossen
ist, so dass das eine Ende zusammen mit dem Kurbelstift 15e einen
Kreis beschreibt, dessen Radius gleich dem Exzentrizitätsgrad e
ist. Demnach dienen Dreh- oder Oszillations-Elemente, wie der Kurbelarm 15,
der Kurbelstift 15e, die Verbindung 17, das Wellenelement 16a,
die Falzmesserhalterung 16, die Reiter 18 und
das Bruchfalzmesser 3 als Unwuchtlasten, die auf die Ausgangswelle 12 während ihrer
Drehung wirken, was Vibration und Lärm entstehen lässt. Zur
Bewältigung
dieses Problems wird ein Gegengewicht 14 mit einer Masse äquivalent
zur Unwuchtlast auf der Seite gegenüber der Seite, auf die die
Unwuchtkraft wirkt, bereitgestellt, so dass durch das Gegengewicht 14 ein
ausgewuchteter Zustand herbeigeführt
wird.
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Außerdem ist
die Bruchfalzvorrichtung derart zusammengebaut, dass die Abstände der
Lager 17a und 17b in Radialrichtung und die Abstände der
rollenden Führungsoberflächen 19a der
Führungsschienen 19 in
Radialrichtung auf einen korrekten negativen Wert eingestellt werden.
Daher halten diese Komponenten immer einen engen Kontakt mit den Gegenstück-Komponenten.
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Selbst
wenn die Drehpresse bei hoher Geschwindigkeit betrieben wird, stößt folglich
das Bruchfalzmesser 3, das von den Führungseinheiten 5 geführt wird,
den Druckbogen 1 ohne Vibration in den Raum zwischen den
Falzwalzen 4. Somit hat der von den Falzwalzen 4 gefalzte
Druckbogen 1 keine Probleme, wie das Problem der in Transportrichtung verlaufenden
gekrümmten
Mittellinie, und das Problem der beschädigten Oberfläche.
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Aus
der vorstehenden Beschreibung geht hervor, dass in der erfindungsgemäßen Ausführungsform
keine Antriebseinheit verwendet wird, so dass somit Bauteile, wie
Getriebe, die eine genaue Maschinerie und einen genauen Zusammenbau
erfordern, unnötig
sind. Somit lässt
sich ein kompaktes billiges Antriebsübertragungssystem, das leicht
eine dynamische Auswuchtung erzielen kann und eine sehr einfache
Konfiguration aufweist, erhalten werden.
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Außerdem haben
die Lager 17a und 17b der Verbindung 17 in
Radialrichtung kein Spiel, und es gibt kein Spiel zwischen den rollenden
geführten
Abschnitten 18a der Reiter 18 der Führungseinheiten 5 und
den rollenden Führungsoberflächen 19a der Führungsschienen 19.
Daher kommt es weder zu Vibration noch zu einer daraus resultierenden
Resonanz und Lärm,
so dass die Haltbarkeit verbessert wird.
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Das
an der Falzmesserhalterung 16 befestigte Bruchfalzmesser 3 kann
linear in vertikaler Richtung ohne Entstehung jeglicher Unwuchtkraft
linear hin- und herbewegt werden. Daher kann die maximale Anzahl
von Malen, bei denen das Bruchfalzmesser 3 den Druckbogen 1 in
den Raum zwischen den Falzwalzen 4 stößt, verglichen mit den herkömmlichen
Vorrichtungen erheblich erhöht
werden.
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Ein
vom Zessionar der Erfindung durchgeführter Test ergab speziell folgendes.
Bei den in herkömmlichen
Vorrichtungen eingesetzten Mechanismen beträgt die Maximalbetriebsgeschwindigkeit
nur 700 Falzvorgänge
pro min. Bei einer erfindungsgemäßen Bruchfalzvorrichtung
hingegen kann das Bruchfalzmesser 3 sogar 900 Falzvorgänge pro
min durchführen,
ohne dass die Qualität
des Druckbogens 1 darunter leidet.
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Wie
vorstehend beschrieben muss der Motor 7 vom Regler derart
betrieben werden, dass er sich synchron zu einer Zeitspanne dreht,
in der der Druckbogen 1 von der Falzmaschine entlassen
wird. Die zeitliche Koordination, bei der das Bruchfalzmesser 3 den
Druckbogen 1 falzt, muss zudem entsprechend der Transportgeschwindigkeit,
Größe, Masse
und Anzahl der gefalzten Bögen
des Druckbogens 1 geändert
werden.
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D.h.
die zeitliche Koordination des Falzens des Druckbogens 1 wird
vom Regler derart eingestellt, dass das Falzen bei der besten zeitlichen
Koordination stattfindet, wodurch eine Situation umgangen wird,
bei der der Druckbogen 1 in einem instabilen Zustand zu
den Falzwalzen 4 gestoßen
wird, wobei der Transport des Druckbogens 1 fortgesetzt wird,
nachdem er an die Positionierungselemente 23a der Stoppereinheit 23 gestoßen ist,
oder der Druckbogen 1 die Positionierungselemente 23a der Stoppereinheit 23 nicht
erreicht hat, was zu einer verschlechterten Falzgenauigkeit und
einer Beschädigung
von Druckbogen 1 führen
würde.
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Natürlich kann
anstelle der manuellen Einstellung, die durchgeführt wird, wenn sich einer der vorstehend
beschriebenen Faktoren ändert,
die zeitliche Koordination des Betriebs des Bruchfalzmessers 3 automatisch
eingestellt werden. Die Position und die Transportgeschwindigkeit
des Druckbogens 1 werden speziell durch die Verwendung
von Sensoren erfasst, und von den Sensoren ausgegebene Signale werden
dem vorstehend beschriebenen Regler übermittelt. Auf der Basis der
Signale ändert
der Regler korrekt die Beziehung zwischen der Position des Druckbogens 1 und
der Drehphase des von Motor 7 gedrehten Kurbelarms 15,
so dass das Bruchfalzmesser 3 mit einer optimalen zeitlichen
Koordination betrieben wird.
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Offensichtlich
sind angesichts des vorstehend Beschriebenen zahlreiche Modifikationen
und Abwandlungen möglich.
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Es
versteht sich daher, dass die Erfindung anders als hier speziell
beschrieben ausgeübt
werden kann.