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Die
vorliegende Erfindung betrifft automatische Broschürenvorrichtungen,
auf denen Bögen, die
eine Broschüre
bilden, gefalzt werden, indem sie durch ein Paar Rillwalzen hindurchlaufen.
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Broschürenvorrichtungen
sind hinlänglich bekannte
Vorrichtungen zum Herstellen von Falzbroschüren, die entlang der Rille
derselben geheftet werden. Broschürenvorrichtungen werden immer
häufiger
in Verbindung oder zusammen mit Bürokopierern und Druckern verwendet
(bei Gebrauch in dieser Schrift wird ein „Kopierer" als eine Art „Drucker" betrachtet). In der Grundausführung umfasst
eine Broschürenvorrichtung
einen Schlitz zum Anhäufen
von Signaturbögen,
wie sie ein Drucker erzeugt. Die angehäuften Bögen, die die Seiten einer Broschüre bilden,
werden in dem Stapel so angeordnet, dass ein Stapelmechanismus und
ein zugehöriger
Gegenhalter den Stapel präzise
entlang der Rillenlinie heften können.
In einem Ausführungsbeispiel
werden die gerillten und gehefteten Bögen danach durch ein Messer
vollständig
durch die Rillwalzen hindurch geschoben, um den abschließenden Falz
in der fertigen Broschüre
auszubilden. Die fertigen Broschüren
werden danach in einer Schale hinter den Rillwalzen angehäuft.
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Ein
praktisches Problem bei Broschürenvorrichtungen,
die Rillwalzen aufweisen, betrifft den Umstand, dass wenn eine Menge
von zu einer Broschüre
zu falzenden Bögen
in den Spalt einlaufen, der durch die Rillwalzen ausgebildet wird,
eine plötzliche Änderung
des Reibungskoeffizienten zwischen den Rillwalzen stattfindet, insbesondere
zwischen dem äußeren Bogen
in der gefalzten Menge (der zum Beispiel das Deckblatt der Broschüre bildet)
und dem benachbarten Bogen in der Menge. Die Änderung des Drehmomentes zwischen
den Rillwalzen kann zu einer Beschädigung des äußeren Bogens der Menge führen.
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U.S-A-2,183,714
zeigt eine Schlupfkupplung in dem Kantext einer Maschine zum Falzen
von Bögen
und U.S-A-5,316,280 zeigt ein Beispiel einer aktuellen Ausführung einer
Broschürenvorrichtung.
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US-A-6276677
beschreibt eine Bogenpaket-Falzvorrichtung zum Falzen eines Paketes
von Bögen
in zwei, eine Klebeplatte zum Kleben der Bögen ist angepasst, um das Paket
von Bögen
zuverlässig
zu kleben, während
es zwischen Walzen zum Falzen des Bogenpaketes in einer Falzposition
dafür gehalten
wird. Eine erste Falzwalze ist in ihrer Position feststehend. Eine
zweite Falzwalze ist beweglich zu der ersten Falzwalze hin und von
dieser weg. Die Klebeplatte klebt das Bogenpaket und drückt es zwischen
die erste und die zweite Falzwalze.
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Gemäß einem
ersten Aspekt dieser Erfindung wird eine Vorrichtung zum Falzen
von Bögen bereitgestellt,
die eine erste Rillwalze umfasst, die auf einer ersten Achse angeordnet
ist, sowie eine zweite Rillwalze, die auf einer zweiten Achse angeordnet
ist. Die erste Rillwalze und die zweite Rillwalze sind angeordnet,
um einen Spalt dazwischen auszubilden.
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Ein
erstes Antriebselement ist auf der ersten Achse angeordnet, und
ein zweites Antriebselement ist auf der zweiten Achse angeordnet
und greift in das erste Antriebselement ein. Ein Schlupfelement
ist wirkend zwischen dem zweiten Antriebselement und der zweiten
Achse angeordnet.
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Gemäß einem
weiteren Aspekt wird ein Verfahren des Betreibens einer Vorrichtung
zum Falzen von Bögen
bereitgestellt, wobei die Vorrichtung eine erste Walze und eine
zweite Walze umfasst, die angeordnet sind, um einen Spalt dazwischen
auszubilden. Ein Drehmoment wird von der ersten Walze auf die zweite
Walze übertragen.
Wenigstens ein Bogen wird durch den Spalt gedrückt, wodurch der Bogen gefalzt
wird. Das übertragene
Drehmoment wird infolge einer effektiven Änderung des Reibungskoeffizienten
der ersten Walze und der zweiten Walze begrenzt.
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Ein
besonderes Ausführungsbeispiel
gemäß der vorliegenden
Erfindung wird nunmehr unter Bezugnahme auf die anhängenden
Zeichnungen beschrieben werden.
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Kurze Beschreibung der
Zeichnungen:
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1 ist
eine vereinfachte Draufsicht eines Druckverarbeitungs-Moduls, das
mit Kopierern oder Druckern des mittleren Bereiches verwendet wird.
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2 zeigt
Rillwalzen, die in der Druckverarbeitungsvorrichtung aus 1 verwendet
werden, mit einem zugehörigen
Mechanismus, einzeln; und
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3 ist
eine aufgeschnittene Darstellung und 4 ist eine
Explosionszeichnung, teilweise als Schnittdarstellung, einer Schlupfkupplung,
die mit dem Mechanismus aus 2 verwendet
werden kann.
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1 ist
eine vereinfachte Draufsicht eines „Druckverarbeitungs-Moduls", das allgemein mit 100 bezeichnet
wird, einschließlich
einer Broschürenvorrichtung,
wie es mit einem digitalen Bürodrucker
verwendet werden kann. Die gedruckten Signaturbögen von dem Drucker 99 laufen
in eine Einlauföffnung 102 ein.
In Abhängigkeit
von der konkreten Auslegung des Druckverarbeitungs-Moduls 100 kann
es eine Vielzahl von Bahnen geben, wie zum Beispiel 104,
und eine Vielzahl von Ausgabeschalen 106 für Druckbögen, die
verschiedenen gewünschten
Bearbeitungsschritten entsprechen, wie zum Beispiel Stapeln, Lochstanzen
und C-Falzen oder Z-Falzen. Die verschiedenen Walzen und sonstigen
Vorrichtungen, die in dem Druckverarbeitungs-Modul 100 mit
den Bögen
in Kontakt kommen und diese transportieren, werden von verschiedenen
Motoren, Magnetspulen und anderen elektromechanischen Vorrichtungen (nicht
gezeigt) im Rahmen einer Steuerung, wie zum Beispiel einen Mikroprozessor
(nicht gezeigt) beinhaltend, in dem Druckverarbeitungs-Modul 100,
dem Drucker 99 oder an anderer Stelle auf herkömmliche nach
dem Stand der Technik bekannte Art und Weise angetrieben. Für den Zweck
der vorliegenden Schrift ist die Broschürenvorrichtung von Interesse,
die allgemein mit 110 bezeichnet wird.
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Die
Broschürenvorrichtung 110 bildet
einen „Schlitz", der hier mit 112 bezeichnet
wird. Der Schlitz 112 sammelt Signaturbögen (Bögen mit jeweils vier Bildern
darauf zwecks endgültigem
Falzens zu Seiten der Broschüre)
von dem Drucker 99. Ein jeder Bogen wird in dem Schlitz 112 auf
einer Höhe
gehalten, auf der die Heftvorrichtung 114 die Bögen entlang
einer Mittellinie der Signaturen heften kann, wobei die Mittellinie
der endgültigen
Rille der fertigen Broschüre
entspricht. Um die Bögen
einer gegebenen Größe auf der
gewünschten
Höhe in
Bezug auf die Heftvorrichtung 114 zu halten, wird an dem
Boden des Schlitzes 112 eine Hebevorrichtung 116 bereitgestellt,
die den „Boden" des Schlitzes 112 bildet,
an dem die Kanten der auflaufenden Bögen anliegen, bevor sie geheftet
werden. Die Hebevorrichtung 116 ist in Abhängigkeit
von der Größe der einlaufenden Bögen an verschiedenen
Stellen entlang des Schlitzes 112 angeordnet.
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Wenn
die Druckbögen
aus dem Drucker 9 ausgegeben werden, häufen sie sich in dem Schlitz 112 an.
Wenn alle notwendigen Bögen
zur Herstellung einer gewünschten
Broschüre
in dem Schlitz 112 angehäuft sind, wird die Hebevorrichtung 116 von
ihrer ersten Position in eine zweite Position umgesetzt, an der
der Mittelpunkt der Bögen
an der Heftvorrichtung 114 anliegt. Die Heftvorrichtung 114 wird
aktiviert, um eine Heftklammer oder mehrere Heftklammern entlang
dem Mittelpunkt der Bögen anzuordnen,
and dem die Broschüre
letztendlich gefalzt werden wird.
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Nach
dem Heften wird die Hebevorrichtung 116 von ihrer zweiten
Position in eine dritte Position bewegt, an der der Mittelpunkt
der Bögen
an dem Messer 14 anliegt und an einem Spalt, der durch
die Rillwalzen 10 und 12 gebildet wird. Die Wirkung
des Messers 14 und der Rillwalzen 10 und 12 führt das endgültige Falzen
und scharfkantige Rillen der Bögen
zu der fertigen Broschüre
aus. Das Messer 14 kommt in Kontakt mit der Bogenmenge
entlang dem gehefteten Mittelpunkt derselben und biegt den Bogen
zu dem Spalt der Rillwalzen 10 und 12 hin, welche
alle Bögen
einziehen und eine scharfe Rille ausbilden. Die gerillten und gehefteten
Bögenmengen werden
danach durch die Drehung der Rillwalzen 10 und 12 vollständig durch
den Spalt gezogen, um einen endgültigen
Falz in der fertigen Broschüre
zu bilden. Die fertigen Broschüren
werden danach entlang der Bahn 122 geführt und in einer Schale 124 gesammelt.
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Von
besonderem Interesse für
die vorliegende Offenlegung ist ein Mechanismus, der zu den Rillwalzen 19 und 12 zugehörig ist,
der in 2 allein gezeigt wird. Wie in der Figur gezeigt
wird, berühren sich
die Rillwalzen 10 und 12 im Allgemeinen entlang der
Längen
derselben, die als Spalt 16 gezeigt werden. Wenn eine Menge
von Bögen
wie oben beschrieben gerillt wird, wird die gefalzte Menge von Bögen durch
Reibungseingriff in die Rillwalzen 10 und 12 durch
den Spalt 16 gezogen.
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Eine
jede Rillwalze 10 und 12 teilt sich eine Achse
mit dem Antriebszahnrad, das als 20 beziehungsweise 22 gezeigt
wird. Die Rillwalzen werden durch einen externen Motor angetrieben,
der nicht gezeigt wird, der eines der Zahnräder 20 oder 22 antreibt,
wobei das andere Zahnrad dem angetriebenen Zahnrad folgt. Wenn sich
somit keine Bögen
in dem Spalt 16 befinden, laufen die beiden sich berührenden
Rillwalzen 10 und 12 aufeinander, während gleichzeitig
die beiden Zahnräder
(oder, im breiteren Sinne, die „angetriebenen Elemente", die zum Beispiel
zahnlose Räder
sein können
oder die eine Riemenscheibenanordnung u.s.w. umfassen können) mit
einem der Zahnräder
zusammenwirken, das das andere antreibt. Damit ein solches System
gut funktioniert, muss der wirksame Umfang der Zahnräder 20 und 22 genau
dem Umfang der Rillwalzen 10 und 12 entsprechen;
im anderen Falle wird eine Geschwindigkeitsfehlanpassung zwischen
den Rillwalzen und den Antriebsmotoren vorliegen, die eine Scherbeanspruchung
entlang dem Spalt 16 verursacht, was zu Schlupf zwischen
den Rillwalzen entlang dem Spalt 16 führt.
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Wie
weiter oben bereits erwähnt
wurde, wird, wenn eine Menge von Bögen, die zum Beispiel eine Broschüre bilden,
durch den Spalt 16 gedrückt
wird, eine große Änderung
des Reibungskoeffizienten zwischen den Rillwalzen 10 und 12 wirksam,
wenn der äußere Bogen
(wie zum Beispiel das Deckblatt der Broschüre) in der gefalzten Menge
erfasst wird. Diese Änderung
des Reibungskoeffizienten verursacht Schlupf zwischen dem äußeren Bogen
in der gefalzten Menge (wie zum Beispiel dem Deckblatt der Broschüre) und
dem danebenliegenden Bogen in der Menge. Die Änderung in dem Drehmoment zwischen den
Rillwalzen kann zu einer Beschädigung
des äußeren Bogens
der Menge in dem Heftbereich führen, was
zusätzliches
Knautschen oder Knittern zu dem hinteren Ende der sich bewegenden
Bogenmenge hin verursacht. Dieser Effekt wird durch den Umstand verstärkt, dass
während
sich der Reibungskoeffizient zwischen den Rillwalzen 10 und 12 ändert, wenn
die Bögen
in den Spalt 16 eintreten, der effektive Reibungskoeffizient
zwischen den Zahnrädern 20 und 22 konstant
bleibt.
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Um
dieses Problem zu beheben, wird in diesem Ausführungsbeispiel ein Schlupfelement
in Form einer Schlupfkupplung 24 bereitgestellt, welche zwischen
einem der Zahnräder,
wie zum Beispiel 22, und seiner entsprechenden Rillwalze 12 angeordnet wird.
Die Aufgabe des Schlupfelementes besteht darin, zu ermöglichen,
dass ein bestimmtes erforderliches Drehmoment von dem angetriebenen
Element auf das fol gende Element übertragen wird, jedoch dieses übertragene
Drehmoment so zu begrenzen, dass bei plötzlichen Änderungen des Reibungskoeffizienten
(wie zum Beispiel, wenn eine Menge von Bögen von den Rillwalzen erfasst
wird) eine Stelle für Schlupf
vorhanden ist anstelle zwischen dem äußeren Bogen in der gefalzten
Menge (wie zum Beispiel dem Deckblatt der Broschüre) und dem angrenzenden Bogen
in der Menge. Diese neue Schlupfstele verhindert das Knautschen
oder Knittern, Reißen oder
sonstige Beschädigung
der Bogenmenge wie oben beschrieben.
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3 ist
eine aufgeschnittene Ansicht und 4 ist eine
Explosionszeichnung und Schnittdarstellung einer Schlupfkupplung 24,
die mit dem Mechanismus aus 2 verwendet
werden kann, wirkend angeordnet zwischen dem Zahnrad 22 und
der Rillwalze 12. In diesem Ausführungsbeispiel umfasst die
Schlupfkupplung eine Menge von sogenannten Federscheiben, welches
konkav-konvexe federnde Scheiben sind, die abwechselnd angeordnet
sind. Wie aus einem Vergleich der Ansichten der 3 und 4 zu
ersehen ist, ist jede zweite Scheibe 30 verzahnt, um in
die flache Fläche 28 in
der Mittelachse 26 der Walze 12 einzugreifen,
und die abwechselnden Scheiben 32 sind mit den Schlitzen 34 auf der
Innenfläche
des Zahnrades 22 verzahnt. (Dabei ist 4 als
Schnittdarstellung zu verstehen. In einem praktischen Ausführungsbeispiel
ist eine jede Scheibe 30, 32 im Wesentlichen scheibenförmig und nicht
wie gezeigt halbkreisförmig.)
Die Gesamtwirkung der auf diese Weise verwendeten Federscheiben
ist die, dass ein bestimmtes Maß an
Schlupf zwischen dem Zahnrad 22 und der Achse 26 zulässig ist, welche
fest an der Rillwalze 22 befestigt ist.
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Wenngleich
hier eine mechanische Schlupfwalze veranschaulicht ist, können andere
Arten von Schlupfkupplungen oder Schlupfelementen verwendet werden,
wie zum Beispiel eine Federkupplung oder eine Magnetkupplung.