DE69618066T2 - Vorrichtung zur Endbearbeitung des Falzes von Signaturen - Google Patents
Vorrichtung zur Endbearbeitung des Falzes von SignaturenInfo
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Description
- Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Nachbearbeitung des Falzes von Heften, die aus gestapelten und entlang einer Mittellinie gefalteten Bögen bestehen (siehe beispielsweise DE-A-26 40 411 oder US-A-5 125 330).
- Hefte dieses Typs können durch Stapeln von Bögen, Falzen längs einer Mittellinie und Falten ebenfalls längs dieser Mittellinie hergestellt werden. Das Falten wird dadurch ausgeführt, daß mit Hilfe einer Klinge das Bündel von Bögen in den Spalt eingeführt wird, der zwischen zwei gegenüberliegenden Walzen definiert ist, die sich in der Weise drehen, daß das gefaltete Heft abgeführt wird.
- Am Ausgang dieser Faltwalzen neigt jedoch das Heft im wesentlichen aufgrund der Elastizität der Papierfasern dazu, sich wieder zu öffnen. Diese Neigung des Heftes, sich wieder zu öffnen, ist für die späteren Schritte wie etwa das Formschneiden und vor allem das Stapeln der Hefte im Hinblick auf ihre Verpackung hinderlich.
- Um diesen Nachteil zu vermeiden, wird das Heft zwischen einem oder mehreren Walzenpaaren bewegt, um den Falz zusammenzudrücken oder plattzudrücken. Auf diese Weise wird die Neigung des Heftes, sich wieder zu öffnen, zwar verringert, jedoch nicht beseitigt.
- Die vorliegende Erfindung schlägt eine Vorrichtung zur Nachbearbeitung des Falzes von Heften vor, die jede Neigung des Heftes, sich wieder zu öffnen, praktisch beseitigen kann.
- Diese Vorrichtung umfaßt wenigstens ein Paar von zueinander parallelen und einander gegenüberliegenden Walzen, die zwischen sich einen Durchlaufspalt für ein Heft bilden, wobei wenigstens eine der Walzen drehangetrieben ist und die Walzen gegeneinander beaufschlagt sind; gemäß der Erfindung ist die Senkrechte auf die Ebene, die von den Achsen des Paares von Walzen bestimmt ist, bezüglich der Vorschubrichtung der Hefte geneigt und ist ein Element zum Umlenken des Heftes vor dem Durchlaufspalt angeordnet, um den Weg des Heftes ausgehend von der Vorschubrichtung in Richtung des Durchlaufspalts zwangsumzulenken. Die Zwangsumlenkung des Bündels von Bögen hat die Wirkung, es zu krümmen und eine Zugkraft auf die Papierfasern der konvexen Seite des gekrümmten Bündels auszuüben. Gleichzeitig werden auf das Papier am Ort des Falzes Scherkräfte ausgeübt, wobei die Zwangsumlenkung des Bündels einen Druck auf die Rückseite des mit den Walzen in Kontakt befindlichen Falzes hervorruft. Durch die Kombination dieser Wirkungen werden die Papierfasern am Ort des Falzes gebrochen, wobei die Neigung des Falzes, sich wieder zu öffnen, im wesentlichen beseitigt ist.
- Um die Zugkraft in den Papierfasern und das Verhältnis der gebrochenen Fasern in der Falzzone zu erhöhen, ist vor dem Paar von Walzen vorzugsweise ein weiteres Paar von Walzen, die zueinander parallel sind und einander gegenüberliegen, angeordnet, die zwischen sich einen Durchlaufspalt für ein Heft bilden, wobei wenigstens eine der Walzen drehangetrieben ist und die Walzen gegeneinander beaufschlagt sind, wobei die durch die Achsen des Paares von Walzen definierte Ebene zur Vorschubrichtung der Hefte senkrecht ist. Der Abstand zwischen den Walzenpaaren ist derart, daß ein vom Durchlaufspalt der hinteren Walzen erfaßtes Heft noch von dem Durchlaufspalt der vorderen Walzen erfaßt ist. Somit wirken die vorderen Walzen dem Zug aufgrund der Krümmung des Bündels, die durch die hinteren Walzen auf die Papierbögen ausgeübt wird, wenn der Falz zwischen ihnen erfaßt ist, entgegen.
- Um die auf die Papierbögen ausgeübte Zugkraft dennoch zu begrenzen, ist die Kraft der Beaufschlagung der hinteren Walzen vorzugsweise deutlich größer als jene der vorderen Walzen zu dem Zeitpunkt, zu dem das Heft im Durchlaufspalt der hinteren Walzen erfaßt ist.
- Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung sind für die beiden Walzenpaare gemeinsame Beaufschlagungsmittel vorgesehen, deren Wirkung selektiv auf das eine oder das andere Paar ausgeübt wird. Diese Mittel sind vorteilhaft aus zwei Elementen zur Übertragung einer Abstützkraft auf die Achse der einen bzw. der anderen Walze jedes Paars gebildet, wobei die Abstützkraft direkt auf das Element der Übertragungselemente ausgeübt wird, das den vorderen Walzen zugeordnet ist, und indirekt, nämlich durch Berührung zwischen diesen Übertragungselementen, auf dasjenige der Übertragungselemente, das den hinteren Walzen zugeordnet ist. In der bevorzugten Ausführungsform sind die Übertragungselemente durch Schwenkhebel gebildet, deren freie Enden aneinander anliegen und deren Mittelabschnitte sich an der Achse der zugeordneten Walze abstützen.
- Weitere Einzelheiten und Merkmale der Erfindung gehen aus der folgenden Beschreibung mehrerer Ausführungsformen hervor, die mit Bezug auf die Zeichnungen gegeben wird, worin:
- - Fig. 1 eine schematische Seitenansicht einer Vorrichtung zur Nachbearbeitung des Falzes von Heften ist;
- - Fig. 2 eine Teilansicht im größeren Maßstab der Vorrichtung ist; und
- - Fig. 3 eine schematische Ansicht einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist.
- Die Vorrichtung zur Nachbearbeitung des Falzes von Heften umfaßt zwei Paare von Walzen 10, 12, die in einem nicht gezeigten Rahmen nacheinander längs einer Durchlaufbahn eines Bündels 14 von Bögen, die längs einer Mittellinie gefaltet sind, angebracht sind. Die unteren Walzen 10b, 12b sind jeweils drehbar um eine feste Achse angebracht und werden über einen Riemen 18 in Drehrichtung durch einen Motor 16 drehangetrieben. Um die Walzen 10b, 12b und um eine Spannwalze 22 ist ein Endlosriemen 20 gezogen. Die oberen Walzen 10a, 12a sind frei drehbar und vertikal verschiebbar angebracht; sie sind durch eine zugeordnete Feder 24 bzw. 26 gegen die unteren Walzen 10b, 12b beaufschlagt und mit dem Riemen 20 in Kontakt. Die oberen Walzen 10a, 12a werden durch reibschlüssigen Kontakt mit dem Riemen 20 indirekt drehangetrieben, ihre Drehung ist jedoch durch einen Synchronisationsriemen 28 synchronisiert. In dem zweiten Paar 12 von Walzen ist die obere Walze 12a in bezug auf die untere Walze 12b in Richtung zum ersten Paar 10 von Walzen versetzt. Die Senkrechte auf die Ebene, die durch die Achsen der Walzen 12a, 12b definiert ist, ist daher in bezug auf die Vorschubrichtung des Bündels 14 geneigt. Daher unterliegt der Riemen 20 einer Ablenkung in Kontakt mit der Walze 12a. Das gefaltete Bündel 14 wird auf dem Riemen 20 vor dem ersten Paar 10 von Walzen abgelegt, wobei der Falz den vorderen Rand des Bündels bildet. Wenn es sich in den zwischen der Walze 10a und dem Riemen 20 gebildeten Spalt bewegt, wird die Walze 10a entgegen der Kraft der Feder 24 angehoben, und ein Druck wird auf den Falz des Bündels ausgeübt. Anschließend durchläuft das Bündel 14, wie aus Fig. 2 deutlicher wird, die Zone, in der der Riemen 20 durch die Walze 12a abgelenkt ist. Dann wird durch den Riemen 20 auf die Rückseite des Falzes des Bündels 14 ein Druck ausgeübt, wie durch einen Pfeil in Fig. 2 angegeben ist. Das Bündel wird entsprechend der Bahn des Riemens 20 verformt, wobei es auf seiten des Riemens eine konvexe Krümmung und auf seiten der Walze 12a eine konkave Krümmung aufweist. Durch diese Krümmung werden die Papierfasern auf seiten des Riemens 20 einer Zugkraft ausgesetzt. Gleichzeitig ruft die Ablenkung des Bündels in der Falzzone Scherkräfte hervor. Die kombinierte Wirkung dieser Beaufschlagungen bewirkt ein Brechen eines großen Teils der Papierfasern in der Falzzone des Bündels 14. Daher besitzt das die Vorrichtung verlassende Heft nicht mehr die Neigung, sich wieder zu öffnen.
- Der Abstand zwischen den Paaren von Walzen 10, 12 ist vorzugsweise ausreichend gering, damit das Bündel 14, wenn sein Falz zwischen dem Riemen 20 und der Walze 12a erfaßt wird, noch immer im Durchlaufspalt zwischen dem Riemen 20 und der Walze 10a erfaßt ist. Wenn das Bündel 14 aufgrund seiner Ablenkung in Kontakt mit der Walze 12a eine gekrümmte Form annimmt, neigt es dazu, sich auf der konvexen Seite der Krümmung schneller vorwärts zu bewegen. Da jedoch der hintere Teil des Bündels 14 zwischen dem Riemen 20 und der Walze 10a erfaßt bleibt, kann dieser hintere Teil des Bündels dem schnelleren Vorschub auf der konvexen Seite der Krümmung nicht folgen, weshalb der auf die Papierfasern ausgeübte Zug erhöht wird. Um diese Wirkung sicherzustellen, ist es wichtig, daß der Antrieb der Walzen 10b und 12b synchron ist.
- In der in Fig. 3 gezeigten bevorzugten Ausführungsform ist der Riemen 20 durch ein Führungsblech 30 ersetzt. Die Walzen 10a, 10b und 12a, 12b sind über eine Antriebskette 32 alle mit einem Antriebsmotor 16 gekoppelt, wie schematisch in Fig. 3 gezeigt ist. Die Achsen der unteren Walzen 10b, 12b sind höheneinstellbar in einem exzentrischen Träger 34 bzw. 36 angebracht. Die Drehung dieser exzentrischen Träger 34, 36 wird manuell durch ein nicht gezeigtes Handrad gesteuert, um den Abstand der Walzen in Abhängigkeit von der Dicke der Hefte abzuwandeln.
- Die Walzen 10a, 12a sind verschiebbar in Schwenkarmen 38, 40 angebracht. Die Beaufschlagung der Walzen 10a, 12a gegen die Walzen 10b, 12b ist durch einen gemeinsamen Mechanismus gewährleistet, dessen Wirkung selektiv auf die Walze 10a und anschließend auf die Walze 12a ausgeübt wird. Insbesondere stützt sich ein Schwenkhebel 42 auf der Achse der Welle 10a ab, während sich ein analoger Schwenkhebel 44 auf der Achse der Walze 12a abstützt. Die freien Enden der Hebel 42, 44 liegen übereinander und weisen aufeinander ausgerichtete Bohrungen auf, durch die eine Zugstange 46 verläuft. Die Zugstange 46 trägt ein Paket 48 aus Federscheiben, das sich auf einer Seite auf einem Abstützelement 50 und auf der anderen Seite auf einem Bolzen 52 abstützt, der in das freie Ende der Zugstange 46 geschraubt ist. Das Paket 48 aus Federscheiben übt daher auf die Stange 46 eine Zugkraft aus, wobei sich ihr Kopf auf dem freien Ende des Hebels 42 abstützt, der seinerseits das freie Ende des Hebels 44 anschiebt. Die Beaufschlagungskraft der Walzen 10a, 12a hängt vom Verhältnis zwischen der Länge des Hebels 42 oder 44 und dem Abstand zwischen dem Schwenkpunkt jedes Hebels und der Abstützzone auf der Achse der jeweiligen Walze ab. Dieses Verhältnis kann variiert werden, um für die Paare 10, 12 von Walzen trotz der Verwendung eines gemeinsamen Mechanismus unterschiedliche Beaufschlagungskräfte zu erhalten.
- Wenn ein Bündel in den Durchlaufspalt eintritt, der zwischen den Walzen 10a, 10b gebildet ist, wird die Walze 10a angehoben und entfernt sich das freie Ende des Hebels 42 von jenem des Hebels 44. Die durch die Stange 46 ausgeübte Zugkraft wird daher auf die Achse der einzigen Walze 10a übertragen und die Walze 12a wird gegen die Walze 12b durch einfache Gravitation beaufschlagt. Wenn das Bündel anschließend in den Spalt läuft, der zwischen den Walzen 12a, 12b gebildet ist, wird die Walze 12a angehoben und wird außerdem der Hebel 44 angehoben. Da das freie Ende des Hebels 42 an jenem des Hebels 44 anschlägt, werden die beiden Hebel entgegen der über die Stange 46 ausgeübten Kraft gleichzeitig angehoben. Da der Hebel 42 durch den Hebel 44 angehoben wird, stützt er sich nicht auf der Achse 10a ab, so daß diese letztere nur mehr durch die Schwerkraft gegen die Walze 10b beaufschlagt wird.
- Wie der Riemen 20 in der vorhergehenden Ausführungsform zwingt das Führungsblech 30 das Bündel auf eine gekrümmte Bahn, um die Papierfasern in der Falzzone zu zerbrechen.
Claims (12)
1. Vorrichtung zur Nachbearbeitung des Falzes eines Heftes, das aus
gestapelten und entlang einer Mittellinie gefalteten Bögen besteht, mit wenigstens
einem Paar (12) von zueinander parallelen und einander gegenüberliegenden
Walzen, die zwischen sich einen Durchlaufspalt für ein Heft bilden, wobei
wenigstens eine (12b) der Walzen drehangetrieben ist und die Walzen (12a, 12b)
gegeneinander beaufschlagt sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Senkrechte auf
die Ebene, die von den Achsen des Paares (12) von Walzen bestimmt ist,
bezüglich der Vorschubrichtung der Hefte geneigt ist und daß ein Element (20) zum
Umlenken des Heftes vor dem Durchlaufspalt angeordnet ist, um den Weg des
Heftes ausgehend von der Vorschubrichtung in Richtung des Durchlaufspalts
zwangsumzulenken.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem
Walzenpaar (12) ein weiteres Paar (10) von zueinander parallelen und einander
gegenüberliegenden Walzen angeordnet ist, die zwischen sich einen
Durchlaufspalt für ein Heft bilden, wobei wenigstens eine (10b) der Walzen
drehangetrieben ist und die Walzen (10a, 10b) gegeneinander beaufschlagt sind,
wobei die Ebene, die von den Achsen des weiteren Walzenpaares (10) bestimmt
ist, senkrecht zu der Vorschubrichtung der Hefte ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand
zwischen den Walzenpaaren (10, 12) ein solcher ist, daß ein Heft, das vom
Durchlaufschlitz der hinteren Walzen (12a, 12b) erfaßt ist, noch von dem
Durchlaufschlitz der vorderen Walzen (10a, 10b) erfaßt ist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kraft der
Beaufschlagung der vorderen Walzen (12a, 12b) gegeneinander deutlich größer
als diejenige der vorderen Walzen (10a, 10b) in dem Moment ist, in welchem das
Heft von dem Durchlaufspalt der hinteren Walzen erfaßt wird.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß für die beiden
Walzenpaare (10, 12) gemeinsame Beaufschlagungsmittel (46, 48) vorgesehen
sind, deren Wirkung selektiv auf das eine oder das andere Paar aufgebracht wird.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die
Beaufschlagungsmittel zwei Elemente (42, 44) zur Übertragung einer
Abstützkraft auf die Achse der einen bzw. der anderen Walze (10a, 12a) jedes
Paares enthält, wobei die Abstützkraft direkt auf das Element (42) der
Übertragungselemente aufgebracht wird, das den vorderen Walzen (10a, 10b)
zugeordnet ist, und indirekt, nämlich durch Berührung zwischen diesen
Übertragungselementen (42, 44), auf das Element (44) der Übertragungselemente,
das den hinteren Walzen (12a, 12b) zugeordnet ist.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die
Übertragungselemente durch zwei Schwenkhebel (42, 44) gebildet sind, deren
freie Enden aneinander anliegen und deren Mittelabschnitte sich an der Achse der
zugeordneten Walze abstützen.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die
Abstützkraft auf die Hebel (42, 44) über eine Zugstange (46) aufgebracht wird,
welche miteinander ausgerichtete Öffnungen in den freien Enden dieser Hebel
durchquert.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet,
daß das Umlenkelement durch ein Führungsblech (30) gebildet ist, das sich
zwischen den Walzenpaaren (10, 12) bis in die Nähe des Durchlaufspaltes
zwischen den hinteren Walzen (12a, 12b) erstreckt.
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 9, dadurch gekennzeichnet,
daß das Umlenkelement durch einen Endlosriemen (20) gebildet ist, der über eine
Walze (10b, 12b) jedes Walzenpaares läuft.
11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 10, dadurch gekennzeichnet,
daß wenigstens eine Walze jedes Paares (10, 12) zwangsdrehangetrieben ist,
wobei der Antrieb der Walzen synchron erfolgt.
12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 11, dadurch gekennzeichnet,
daß die Achsen der unteren Walzen (10b, 12b) in der Höhe einstellbar an einem
Exzenter-Träger (34, 36) angebracht sind, um den Abstand der Walzen in
Abhängigkeit von der Dicke der Hefte zu ändern.
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