EP0023985B1

EP0023985B1 - Heftvorrichtung für Druckmaschinen

Info

Publication number: EP0023985B1
Application number: EP19800104178
Authority: EP
Inventors: Godber Petersen
Original assignee: MAN Roland Druckmaschinen AG
Current assignee: Manroland AG
Priority date: 1979-08-13
Filing date: 1980-07-17
Publication date: 1984-02-15
Also published as: EP0023985A1; DE2932757A1; DE2932757C2

Description

Die Erfindung betrifft eine Drahtheftvorrichtung für Druckmaschinen mit einem umlaufenden Heftzylinder, auf den ein zugeschnittenes Drahtstück überführt und mittels am Heftzylinder relativ zueinander bewegbarer Matrize und Patrize zur Klammer geformt und in das zu heftende Produkt eingeführt wird, wobei die Patrize als Mitnehmer für das zu überführende Drahtstück ausgebildet ist.
In der DE-C 1 068 217 und US-A 3 040 324 ist eine Drahtheftmaschine mit selbsttätiger Klammerbildung an Druckmaschinen mit einem umlaufenden Heftzylinder beschrieben, in dem ein Heftteil umdrehungsabhängig ein- und auswärts bewegbar sowie ein Kreismesser zum Abschneiden des Heftdrahtes befestigt ist. Bei dieser Drahtheftmaschine wird die Klammerbildung in der Weise vorgenommen, dass der zu formende Heftdraht in einen zwischen einem Hefthorn und dem Heftzylinder vorhandenen Spalt eingeschoben wird, wobei als Führung Rillen im Hefthorn in Verbindung mit einer federnden Zunge dienen. Im Heftzylinder bewegt sich während jeder Umdrehung ein Heftkolben taktmässig auf und ab. Durch den rotierenden Heftzylinder werden nach Abschneiden des Drahtes durch eine vorstehende Nase eines Heftkolbens und des Hefthorns die Schenkel der Heftklammer gebildet und die Heftklammer längs des Hefthorns in Richtung zu einem Sammelzylinder befördert, wo die gesammelten Bogen in bekannter Weise geheftet werden.
Die Verwendung eines Hefthorns ist aus verschiedenen Gründen nachteilig. Einmal wird die sich bildende Heftklammer bei voller Papiergeschwindigkeit mit der Kraft gegen das ortsfeste Hefthorn gedrückt, die zur Biegung des Heftdrahtes nötig ist. Hauptsächlich die Kanten des Hefthorns sind grosser Reibebeanspruchung und damit der Abnützung ausgesetzt. Das Hefthorn muss daher gehärtet und geschliffen sein, was erhebliche Herstellungskosten verursacht. Es muss auf seiner ganzen Länge sehr genau an die Heftkolbengabel angepasst sein. Ein Streifen der Heftkolbengabel hat Hitze und Anfressen zur Folge. Des weiteren ist die Hefthornspitze bei Papierstopfern sehr bruchgefährdet.
Deshalb ist man bereits von der Verwendung von Hefthörnern abgegangen. Eine entsprechende Heftvorrichtung für Rotationsdruckmaschinen ist beispielsweise aus der DE-B 1 561 092 bekannt. Bei dieser Heftvorrichtung wird das von einer Rolle abgezogene, auf die gestreckte Länge der selbsttätig zu formenden Klammer abgeschnittene Drahtstück auf einen umlaufenden Heftzylinder überführt, der eine der Klammerformung dienende kurvengesteuerte Matrize und eine als einarmiger Schwenkhebel ausgebildete Patrize sowie einen das Einschlagen der Klammer in das zu heftende Produkt bewirkenden Treiberstössel enthält, der durch Kurvensteuerung im Heftzylinder vom Matrizenboden aus radial verschiebbar ist. Das abgeschnittene Drahtstück wird durch einen Mitnehmer auf den Heftzylinder übertragen, der an der Patrize ausgebildet ist, wonach die Matrize durch die zugeordnete Kurvensteuerung zur Klammerformung radial nach aussen über die Patrize geschoben und im Anschluss daran der Treiberstössel betätigt wird.
Diese bekannte Heftvorrichtung weist den Nachteil auf, dass durch die Verwendung eines Treiberstössels erhebliche Erschütterungen und Schwingungen entstehen können, und dass zur Durchführung eines Heftvorganges neben Steuerbewegungen für das Überführen des Drahtstückes auf den Heftzylinder einschliesslich der Matrizenverschiebung nach aussen eine weitere getrennte nockenbetätigte Steuerbewegung für das Eintreiben der Klammer in das zu heftende Produkt erforderlich ist. Ein weiterer Nachteil besteht darin, dass mit dieser Vorrichtung ohne besondere Einstellmassnahmen eine Heftung unterschiedlich dicker Produkte nicht möglich ist.
Eine ähnlich arbeitende Vorrichtung ist aus der US-A 3 653 570 bekannt.
Ausgehend von dem vorangehend diskutierten Stand der Technik ist es die Aufgabe der Erfindung, eine Heftvorrichtung zu schaffen, mit der durch einen einzigen Steuervorgang die Übernahme des abgeschnittenen Drahtstückes, die Klammerbildung und die Überführung der Klammer zu der Einstichstelle des Heftproduktes erschütterungsfrei auch bei unterschiedlich starken Heftprodukten ohne umständliche Einstellvorgänge sicher durchführbar ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass als Matrize im Heftzylinder ein radial nach aussen in die Überführstellung federnd vorgespanntes Matrizenteil vorgesehen ist, in das die Patrize aus ihrer Mitnehmerstellung für den Draht zur Klammerbildung hineinbewegbar ist, wobei diese Patrizenbewegung in einer zur Heftzylinderachse rechtwinkligen Ebene mittels eines offenen Viergelenkes mit vier Gelenkachsen erfolgt, dessen eines durch das Ende eines ersten Lenkerhebels gebildete Ende auf einer Steuerspindel befestigt ist, welche über Verbindungsglieder durch eine eine Steuerkurve abtastende, mit dem Heftzylinder rotierende Kurvenrolle verdrehbar ist, und dessen anderes, durch das Ende eines zweiten Lenkerhebels gebildetes Ende mit einem den Klammerrücken, bei der Abwärtsbewegung der Patrize in die Matrize hinein, aufnehmenden, höhenverstellbaren Anschlagteil gelenkig verbunden ist, welches in seiner eingestellten Lage den im Heftzylinder ortsfesten Matrizenboden bildet, wobei die freien Ende des ersten und zweiten Lenkerhebels über einen mittleren dritten Lenkerhebel gelenkig verbunden sind, der auch die Patrize trägt und in der Endphase der Patrizenbewegung in das Matrizeninnere mit Hilfe eines Mitnehmers die Matrize entgegen ihrer Verspannung in das Heftzylinderinnere hin mitnimmt, so dass die Klammerschenkel unter seitlichem Wegschwenken der Patrize aus der Matrize allmählich freikommen und somit in das zu heftende Produkt eindringen.
Mit der erfindungsgemässen Heftvorrichtung können hochtourige Heftvorgänge ohne Verwendung einer Hefthornführung durchgeführt werden, wobei jedoch während der Heftung der günstige Hefthorneffekt bei der Klammerbildung beibehalten wurde. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass die Heftvorrichtung in bereits vorhandene Zylinder, z.B. Schneidzylinder, eingebaut werden kann. Des weiteren erübrigt sich durch die Verwendung eines mit einem Ende des Viergelenks verbundenen feststehenden, aber höheneinstellbaren Matrizenboden, durch den infolge der gegenläufigen Rotation des Heftzylinders und des Gegenzylinders die Klammer in das Heftprodukt einschiebbar ist, ein separat zu steuernder Treiberstössel.
Ein weiterer wesentlicher Vorteil ergibt sich aus der Höheneinstellung des Matrizenbodens mit dem einen Ende des Viergelenks, da dadurch mit einer einzigen einfachen Einstellung eine Anpassung an unterschiedlich dicke Heftprodukte sowohl bezüglich des Abstandes des Matrizenbodens zu dem Heftprodukt als auch der zeitlichen Führung bei der Übergabe der Klammer durch die Patrize möglich ist. Durch die erfindungsgemässe Verwendung des Viergelenks werden die Klammerschenkel durch die Matrize und Patrize bis zum Einstechvorgang geführt, so dass ein Ausknicken der Klammerschenkel vermieden wird. Des weiteren ist in der erfindungsgemässen Drahtheftvorrichtung in einfacher Weise eine Anpassung der Klammerschenkel an verschieden dicke zu heftende Produkte möglich, so dass diese sicher geheftet werden können, ohne dass die Gefahr besteht, dass beispielsweise infolge zu langer Klammerschenkel diese beim Schliessvorgang durch den Papierrücken durchstossen oder dass beispielsweise bei zu kurzen Klammerschenkeln die Klammer nicht richtig schliessbar ist.
Ausserdem bietet die erfindungsgemässe Ausführung der Drahtheftvorrichtung eine einfache und sichere Umschaltmöglichkeit, die sich mif üblichen Einrichtungen automatisieren lässt. Im folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnungen im einzelnen beschrieben. In diesen zeigen:

Fig. 1 einen Schnitt durch eine Drahtheftvorrichtung;
Fig. 2 einen Querschnitt entlang der Linie I-I in Fig. 1;
Fig. 3 einen vergrösserten Ausschnitt der Heftorgane entlang der Linie II-II in Fig. 2;
Fig. 4 eine Draufsicht entlang der Linie III-III der Fig. 1,
Fig. 5 eine Seitenansicht des Heftapparates gemäss Fig. 1 und
Fig. 6 die Stellungen eines Viergelenks und der auf diesem gelagerten Patrize bei der Übernahme des Drahtes nach Abschluss der Klammerbildung und beim Einstechvorgang.

In dem Längsschnitt der Heftvorrichtung gemäss Fig. 1 wird ein von einer nichtgezeigten Vorratsrolle kommender Heftdraht 1 durch eine Transportrolle 2, die mit einer in Fig. 4 gezeigten Gegenrolle 65 zusammenwirkt, einer Schneiddüse 3 zugeführt, wo er von einer in einem Gehäuse 5 gelagerten Schneidrolle 4 abgeschnitten wird. Das Gehäuse 5 ist radial fest aber axial verschiebbar auf einer Hohlspindel 6 gelagert, die von einem Heftzylinder 136 (Fig. 2) angetrieben wird.
Im nachfolgenden wird das für den Antrieb der Schneidvorrichtung erforderliche Getriebe be_- schrieben. Wie in Fig. 5 gezeigt, kommt der Antrieb über Kegelräder von der Achse 7 des Heftzylinders 136 über eine Spindel 135 in das Getriebegehäuse 8. Die auf einer Hohlspindel 9 gelagerten Stirnräder 10 und 11 kämmen mit den fest miteinander verbundenen, aber radial lose auf einer Spindel 12 gelagerten Stirnrädern 13 und 14. Die Stirnräder 10 und 11 können durch einen mit einem Gestänge 15 verbundenen Ziehkeil 16 über ein Ritzel 17 wahlweise durch Drehen einer Handkurbel 18 fest mit der Hohlspindel 9 verbunden werden. Wenn das Stirnrad 10 auf der Hohlspindel 9 fixiert ist, so dreht sich die Hohispindei 9 pro Umdrehung des Heftzylinders 136 einmal und infolge der Übersetzung der Stirnräder die Hohlspindel 6 in Fig. 1 durch Kegelräder 19 und 20 zweimal. Somit werden pro Zylinderumdrehung zwei Drahtstücke abgeschnitten, da sich die Schneidrolle 4 zweimal an der Schneiddüse 3 vorbei bewegt.
Wird das Stirnrad 11 durch Betätigen der Handkurbel 18 über den Ziehkeil 16 und das Ritzel 17 fest mit der Spindel 9 verbunden, so dreht sich die Spindel 9 eineinhalbmal und die Spindel 6 einmal. In diesem Fall wird pro Zylinderumdrehung nur ein Drahtstück abgeschnitten.
Durch die beschriebene Fixierung eines der Stirnräder 10 oder 11 wird die Drahtzufuhr der Nicht-Sammel-Produktion bzw. der Sammel-Produktion des mit dem Heftzylinder 136 zusammenarbeitenden Falzapparates angepasst. Bei Nicht-Sammel-Produktion heftet die Heftvorrichtung pro Zylinderumdrehung zwei Bogen. Sie trägt also am Heftzylinder 136 zwei Heftorgane am Umfang und benötigt zwei Drahtstücke pro Umlauf. Bei Sammel-Produktion wird pro Zylinderumdrehung am Umfang nur ein Heftorgan und ein Drahtstück benötigt.
Für eine zweckmässige Heftung werden pro Bogen auf der Achse 7 des Heftzylinders 136 zwei Klammern erzeugt, mit denen dieser geheftet wird. In Fig. 1 sind deshalb Heft- und Schneidvorrichtung zweifach vorhanden. Der Heftzylinder 136 trägt dabei vier Heftorgane, von denen jeweils zwei diagonal, also um 180° versetzt, auf dem Heftzylinder 136 angeordnet sind. Bei Sammel-Produktion werden dann zwei nebeneinanderliegende Heftorgane stillgesetzt, um den Verschleiss zu mindern. Da jedoch nur einmal am Umfang ein Drahtstück zugeführt wird, können sie, falls sie nicht ausser Funktion gesetzt sind, trotzdem keine Klammern bilden.
Um Papier unterschiedlicher Stärke zu heften, muss die Klammerschenkellänge verändert werden. Im folgenden wird der Vorgang zum Abschneiden von Drahtstücken zur Bildung der Klammern mit wählbarer Schenkellänge beschrieben. In Fig. 1 ist durch die Linie 21 die Mitte der zu bildenden Klammer angedeutet. Von dieser Linie 21 aus gesehen, muss sich die rechte Hälfte und die linke Hälfte des Drahtabschnittes bezüglich ihrer Länge wahlweise verändern lassen.
Dies geschieht in vorteilhafter Weise dadurch, dass der Abstand der Schneiddüse 3 zu der Mittellinie 21 verändert wird und dass gleichzeitig die Geschwindigkeit des Drahtvorschubes durch Veränderung des Antriebes der Transportrolle 2 geändert wird, wodurch die, von der Mittellinie 21 in Fig. 1 gesehen, rechte Hälfte und linke Hälfte des Drahtstückes bezüglich ihrer Länge veränderbar sind. Somit kann in Anpassung der Stärke des zu heftenden Produkts die Länge des zur Klammerbildung erforderlichen Drahtabschnittes bezogen auf die Mittellinie 21 nach links und nach rechts gleichmässig verändert werden, so dass stets Klammern mit gleich langen Schenkeln herstellbar sind.
Im folgenden wird die Verschiebung der Schneiddüse 3 bezogen auf die Mittellinie 21 und die Änderung der Geschwindigkeit der Antriebsrolle 2 im einzelnen beschrieben. Für die Herstellung von Klammern mit unterschiedlich langen Schenkeln ist es unter Anwendung des vorgenannten Prinzips zweckmässig, das Gehäuse 5, das die Schneidrolle 4 trägt, auf der Spindel 6 längsverschiebbar zu lagern. Auf dem Gehäuse 5 ist über ein Festlager 23 und ein Loslager 24 ein nichtrotierendes Gehäuse 22 angeordnet. Das Gehäuse 22, das die Schneiddüse 3 und die Transportrolle 2 aufnimmt, ist längsverschiebbar in einem Getriebegehäuse 8 abgestützt. In der zweiten, ebenfalls auf der Spindel 6 angeordneten Heft- und Schneidvorrichtung ist spiegelbildlich ein Gehäuse 25 axial verschiebbar über Lager 23 auf einem Gehäuse 33 abgestützt. Das Gehäuse 22 bzw. das Gehäuse 25 steht somit in bezug auf das Gehäuse 5 bzw. auf das Gehäuse 33 axial fest.
Durch die in Fig. 4 gezeigten Gestänge 27 und 28 sind die Gehäuse 22 und 25 mit den Exzentern 29, 30 verbunden. Die Gestänge 27 und 28 führen zu diesen um 180° versetzten Exzentern 29 und 30, die auf einer Spindel 31 angeordnet sind. Die Spindel 31 ist durch eine Handkurbel 32 (Fig. 1 und Fig. 5) verdrehbar. Bei der hier beschriebenen Konstruktion wurde davon ausgegangen, dass Klammern mit drei unterschiedlich langen Schenkeln herstellbar sein sollen. Dies ist durch Verdrehung der Exzenter 29 und 30 in drei definierte Stellungen und einer entsprechenden Festlegung von drei Transportgeschwindigkeiten für die Transportrolle 2 möglich.
Die Exzentrizität der Exzenter 29 und 30 ist dann direkt proportional der veränderbaren Drahtlänge. Durch Verdrehen der Exzenter um 180° sind durch die Handkurbel 32 drei Schaltstellungen fixiert. Die Gehäuse 22 und 25 werden durch die unterschiedlich wirkenden Exzenter 29 und 30 auf der Spindel 6 in Achsrichtung gegenläufig zueinander bewegt und können analog der Stellung der Handkurbel 32 drei definierte Stellungen einnehmen. Bei der Axialverschiebung der Gehäuse 22 und 25 durch die Handkurbel 32 werden die diesen zugeordneten Gehäuse 5 und 33 über die Festlager 23 ebenfalls gegenläufig axial mitgenommen. Somit bleibt die Lage der Schneiddüse 3 zur Schneidrolle 4 unverändert und die Schneidverhältnisse, einmal eingestellt, bleiben gleich.
Um ein optimales Schneiden mit möglichst geringer Gratbildung zu erreichen, sitzt in vorteilhafter Weise die Schneidrolle 4 auf einer Welle 34, die im Gehäuse 5 bzw. in der zweiten Schneid-und Heftvorrichtung im Gehäuse 33 leicht drehbar gelagert ist. Über eine Druckfeder 35 wird sie gegen einen Anschlag 36 gedrückt. Dieser Anschlag ist so eingestellt, dass die Schneidrolle 4 bei Drehung des Gehäuses 5 federnd auf die mit einer balligen Auflauffläche versehene Schneiddüse 3 aufläuft. Dadurch entsteht ein scherenartiger Schnitt. Die federnde Ausführung ermöglicht eine Selbstnachstellung bei Verschleiss und die drehbare Schneidrolle sichert eine gleichmässige Abnutzung am Umfang.
Analog zur Verschiebung der Gehäuse 5 und 22 bzw. 33 und 25 muss der Drahtvorschub entsprechend variiert werden. Dies geschieht durch Stirnräder 37, 38, 39 (Fig. 5), die in dem Getriebegehäuse 8 fest auf der Hohlspindel 9 sitzen. Mit diesen Stirnrädern 37, 38 und 39 kämmen lose auf der Welle 12 sitzende Stirnräder 40,41 und 42. Die verschiedenen Paarungen der Stirnräder geben unterschiedliche Übersetzungen, durch die die Geschwindigkeit des Drahtvorschubes verändert wird. Die jeweiligen Stirnräderpaare 37-40, 38-41 und 39-42 sind stets fest im Eingriff.
Über einen mit einem Gestänge 44 verbundenen Ziehkeil 43 kann nun eines der Stirnräder 40, 41 oder 42 fest mit der Welle 12 verbunden werden. Dadurch erfolgt der Antrieb der Transportrolle 2 mit einer durch die Auswahl eines der Stirnräder 40 bis 42 bestimmbaren Geschwindigkeit von der Welle 12 über Stirnräder 45 und 46, die in der Hohlspindel 9 gelagerte Welle 47, die Kegelräder 48 und 49, die Stirnräder 50, 51, 52, 53 und die Kegelräder 54 und 55 zur Transportrolle 2, die ihrerseits mit dem Stirnrad 56 fest verbunden ist und damit die federnd angedrückte Transportrolle 65 über ein entsprechendes Stirnrad antreibt.
Eine Spindel 57, die in der Hohlspindel 6 gelagert ist, überträgt den Antrieb auf die linke Seite der Heftvorrichtung zu dem zweiten Transportrollenpaar. Das Gestänge 44 wird von einer Ritzelwelle 58 bewegt, die ihrerseits über Stirnräder 59, 60 und 61 mit der Spindel 31 in Verbindung steht. Somit können mit der Handkurbel 32 einmal die Gehäuse 5 und 25 auf der Hohlspindel 6 axial verschoben werden, wodurch der gewünschte Abstand auf der rechten Seite der Mittellinie 21 von dieser zu der Schneiddüse 3 und der Schneidrolle 4 einstellbar ist, zum anderen wird die entsprechende Auswahl der Stirnräderpaare auf der Hohlspindel 9 und der Antriebswelle 12 getroffen, so dass der Drahtvorschub mit einer Geschwindigkeit erfolgt, die die Drahtlänge links der Bezugslinie 21 auf ein Mass festlegt, das identisch ist mit der Drahtlänge rechts der Mittellinie 21. Dadurch ist eine einfache und sichere Umstellung entsprechend den jeweils zu heftenden Produkten möglich. Da, wie bereits erwähnt, die Hohlspindel 9 über die Stirnräder 10 und 11 bzw. 13 und 14 im Sinne des Sammeln-Nichtsammeln geschaltet werden kann, erfolgt der Drahtvorschub auch in Abhängigkeit von der Betriebsweise Sammeln oder Nichtsammeln. Dies ist, wie eingangs dargelegt, ein weiterer wesentlicher Vorteil, der die Sicherheit der Heftvorrichtung zusätzlich erhöht.
Wie aus Fig. 1. ersichtlich, ist das Stirnrad 53 gegenüber den anderen Stirnrädern verbreitert. Dadurch wird zum einen beim festen Zahneingriff die Längsverschiebbarkeit der Gehäuse 22 und 25 ermöglicht und zum anderen ist dadurch die Welle 62 längsverschiebbar. Damit wird der Ausbau der Transportrolle erleichtert, indem nach Entfernen eines Deckels 63 das fest auf der Welle 62 sitzende Kegelrad 54 gegen die Kraft der Feder 64 in Achsrichtung gedrückt wird. Das Kegelrad 55 wird dadurch frei und lässt sich zusammen mit der Trans-portrolle 2 zum Austausch leicht entfernen.
Fig. 4 zeigt die Lagerung der zweiten Transportrolle 65, die am Bolzen 66 gelagert ist, welcher wiederum längsverschiebbar vom Gehäuse 22 getragen wird und mit Hilfe der Feder 67 die Transportrolle 65 gegen die Transportrolle 2 drückt. Dadurch wird der Heftdraht transportiert. Soll nun der Transport des Heftdrahtes, beispielsweise bei einem Stopper im Falzapparat, unterbrochen werden, so wird durch die Ansteuerung eines Hubmagneten 68 die Keilverriegelung 69 des Bolzens 66 gelöst. Die Feder 67 kann sich nun entspannen und die Transportrolle 65 wird nicht mehr gegen die Transportrolle 2 gedrückt. Der Drahttransport wird unterbrochen. Durch Hineinschieben des Bolzens 66 mittels eines Knopfes 70 von Hand wird die Feder 67 wieder gespannt und die Keilverriegelung rastet ein, wodurch der Drahttransport wieder aufgenommen wird.
Beim Schneiden, das hier mit verhältnismässig kleiner Schnittgeschwindigkeit geschieht, kann der Heftdraht während des Eingriffs der Schneidrolle nicht vorwärtsdringen. Er wird aber von den Transportrollen 62 und 65 kontinuierlich vorgeschoben und muss ausweichen können. Wie Fig. 4 zeigt, ist deshalb in dem Gehäuse 22 eine bogenförmige Ausnehmung 71 vorgesehen, die nur wenig tiefer als die Heftdrahtstärke ist. Dadurch wird der Draht gezwungen, in nur einer Ebene auszuweichen, die durch die Ausnehmung zwingend vorgeschrieben ist. Die Ausnehmung ist so bemessen, dass zum einen das Ausknicken durch den Schnittdruck der Schneidrolle unterstützt wird, d.h. der Schnittdruck die Auswölbung unterstützt, zum anderen der Draht keine bleibende Verformung erhält und sich nach Entfernen der Schneidrolle elastisch entspannen kann. In Störfällen ist die Ausnehmung 71 über eine Klappe 72 zugänglich.
Wie aus Fig. 2 hervorgeht, wird der Heftdraht vor dem Schneiden zwischen die starre Zunge 73 und die federnde Zunge 74 geschoben. Der Träger 76 verbindet die Getriebegehäuse 8 und 26 zu einer Einheit, die an den Wänden 77 und 78 der Falzvorrichtung (Fig. 1) befestigt und leicht auswechselbar ist. Das abgeschnittene Drahtstück wird von einem Greifer, bestehend aus einer starren Zunge 79 und einer federnden Zunge 80 übernommen, wobei es aus den Zungen 73 und 74 herausgezogen wird und sich zwischen den Zungen 79 und 80 festklemmt. Diese Zungen sitzen auf einem Halter 81, der auf der Hohlspindel 6 festgeklemmt ist und somit mit der Hohlspindel 6 rotiert.
Die Klemmung lässt eine Einstellung in Umfangsrichtung zu, um die taktmässige Weitergabe an die Heftorgane zu gewährleisten. Die Schneidrolle 4 liegt kurz vor dem aus der starren Zunge 79 und der federnden Zunge 80 bestehenden Greifer, da sie den Draht erst abschneiden muss. Die Lage der Schneidrolle 4 ist in Umfangsrichtung durch eine Klemmverbindung 82 (Fig. 1) einstellbar. Somit lassen sich Schneid- und Übergabeeinrichtung optimal mit der Heftvorrichtung abstimmen.
Die Einrichtung zur Klammerbildung und zum Einstechen der Klammer in die Papierbahn zeigen die Fig. 2, 3 und 6. In Fig. 6 zeigt das rechte Bild die zur Übernahme des Drahtstückes von dem Greifer 79, 80 breite Hefteinrichtung. Sie besteht aus einem «offenen Viergelenk», dessen Aufhängepunkte die Gelenkachse 83 und die Gelenkachse 84 sind. Lenkerhebel 85 und 86 tragen über Gelenkachsen 87 und 88 den Lenkerhebel 89', eine als Patrize 89 wirkende Zunge, die über Lager 90 auf den Gelenkachsen 87 und'88 leicht drehbar angeordnet ist. Der Lenkerhebel 89' liegt somit im Viergelenk zwischen den Lenkerhebeln 85, 86. Die Lenkerhebel 85 und 86 umschliessen die Patrize 89 an ihrem Lenkerhebel 89' gabelförmig. Eine eine Steuerkurve 91 abtastende Kurvenrolle 92 steuert die Gelenkachse 83. Dabei erfolgt die Übertragung der Steuerbewegung von der Kurvenrolle 92, über den Rollenhebel 93, die Gelenkachse 94 und die Stösselhebel 95 und 96 mit Stössel 97 (Fig. 5 und 1). Durch die Lagerung der Lenkerhebel 85 und 86 an verschiedenen Punkten und durch ihre unterschiedliche Länge erfolgt eine äusserst vorteilhafte Verschwenkbewegung der Patrize 89. Die als Matrize 98 wirkende Platte sitzt auf kleinen, als Matrizenlager dienenden Kolben 99 und 100 (Fig. 3), die in Führungen 101 und 102 laufen, welche wiederum auf Federhülsen 103 und 104 befestigt sind. Druckfedern 105 stützen die Kolben 99 und 100. Wie aus Fig. 2 am deutlichsten hervorgeht, übernimmt die Patrize 89 zusammen mit der Matrize 98 auf einer kreisförmigen Bahn das durch die Schneidvorrichtung zuvor mit einer gewünschten Länge abgeschnittene Drahtstück von dem Greifer 79, 80 wobei der Greifer mit seinen Zungen 79 und 80 mit einer geringeren Umfangsgeschwindigkeit als die Matrize 98 und die Patrize 89 gegenläufig rotiert. Die Patrize 89 und die Matrize 98 sind während des Übernahmevorganges in Ruhestellung. Die Übernahme des Drahtstückes erfolgt somit lediglich infolge der grösseren Umfangsgeschwindigkeit der Patrize 89 und der Matrize 98, wobei das Drahtstück aus den Zungen 79 und 80 des Greifers herausgezogen wird.
Im weiteren Verlauf der Rotation des Heftzylinders 136 führt die Patrize 89 bedingt durch die Formgebung der Steuerkurve 91 eine schnelle Abwärtsbewegung, d.h. in das Zylinderinnere, aus, wobei sie das Drahtstück zwischen die Schenkel der Matrize 98 zieht, die noch in Ruhestellung ist. Die Federn 105 bilden dabei das Widerlager. Die Matrize 98 ist mit Rillen 106 versehen, die bei der Klammerbildung als Schenkelführung dienen. Die Matrize 98 bleibt bis zum vorläufigen Ende der schnellen Abwärtsbewegung der Patrize 89 in Ruhe, während die Patrize 89 leicht schwenkt und mit ihrer unteren Schräge den Draht in die Rillen 106 der Matrize 98 zieht. Die Bildung der Klammerschenkel 111 ist damit abgeschlossen. Diesen Zeitpunkt stellt das mittlere Bild in Fig. 6 dar. Der Klammerrücken kommt dabei auf das den Matrizenboden bildende Anschlagteil 107 zu liegen, das eine entsprechende Rille aufweist.
Bei weiterem Drehen des Heftzylinders 136 im Gegenuhrzeigersinn nähert sich die nun gebildete Heftklammer mit den sie allseits umschliessenden Führungen, innen durch die Patrize 89 und aussen durch die Matrize 98, der Papierbahn 112, die sich auf einem Gegenzylinder 108 (Fig. 2), der vorzugsweise als Sammelzylinder ausgebildet ist, befindet. Die Abwärtsbewegung der Patrize 89 hat sich dabei stark verringert. Sie nimmt im weiteren Verlauf die Matrize 98 in das Innere des Heftzylinders 136 mit. Die Anschläge zur Mitnahme bilden die Rollen 109, die auf der verlängerten Gelenkachse 87 sitzen. Die Rollen 109 nähern sich den Anschlägen 110 an den Kolben 99 und 100 und nehmen diese nach einem möglichst sanften Auftreffen mit und gleichen durch Abrollen die Relativbewegung zwischen der kreisförmigen Bahn der Gelenkachse 87 und der geraden Bahn der Kolben 99 und 100 aus. Damit der Stoss gering wird, erstreckt sich die Annäherung der Anschläge an der Patrize 89 über einen möglichst grossen Drehwinkel des Heftzylinders 136, beginnend von der schnellen Abwärtsbewegung unmittelbar nach Übernahme des Drahtstückes bis zum Auftreffen auf die Papierbahn 112 (Fig. 6). Ausserdem sind die Rollen 109 zur Dämpfung vorzugsweise aus einem elastischen, aber hochfesten, zähen Kunststoff hergestellt. Um den Drehwinkel in dem kritischen Bereich der Annäherung möglichst gross zu halten, liegt die Drahtzuführung um 180° versetzt gegen die Einstichpunkte, wie in Fig. 2 gezeigt.
Im folgenden wird der vorteilhafte Verlauf des Einstechvorganges durch Verwendung des offenen Viergelenks beschrieben. Den Verlauf des Einstechens in die Papierbahn 112 zeigt das untere Bild in Fig. 6. Die Patrize 89 und die Matrize 98 bewegen sich nun gleichförmig abwärts, d. h. in das innere des Heftzylinders 136. Dabei ist deutlich zu erkennen, wie die Klammerschenkel 111 innen durch die Patrize 89 und aussen durch die Matrize 98 in Form einer Patrizen-Matrizen-Führung gestützt werden. Diese Stützung bzw. Führung ist bis unmittelbar vor dem Einstichendpunkt vorhanden. Sie verhindert wirksam das Ausknikken der Schenkel beim Einstechvorgang.
Durch die Abwärtsbewegung, d.h. in das Innere des Heftzylinders 136 hinein, schwenkt die Patrize 89 nach hinten weg, um schliesslich die Klammer ganz freizugeben, die mit ihrem Rücken auf dem Anschlagteil 107 aufliegt und durch die an der Berührungsstelle gleichgerichtete Rotationsbewegung des Heftzylinders 136 und des Sammelzylinders 108 ohne Eigenbewegung der Brücke in die Papierbahn 112 eingedrückt wird. Nun wird die Klammer z.B. mit Hilfe eines sogenannten Haferkornschliessers 113 im Sammelzylinder 108 (Fig. 2) geschlossen. Im Einstichendpunkt ist die Abwärtsbewegung der Patrize 89 und der Matrize 98 abgeschlossen. Dies ist in Fig. 6 im linken Bild dargestellt.
Im weiteren Verlauf der Drehbewegung des Heftzylinders 136 werden die Patrize 89 und die Matrize 98 wieder in die Ausgangsstellung zur Aufnahme des nächsten Drahtstückes zurückgeführt, wie Fig. 2 zeigt. Dabei findet zunächst eine schnelle Aufwärtsbewegung statt, ohne dass dabei die Anschläge 110 (Fig. 3) ganz in die obere Stellung gebracht werden. Diese Annäherung an die Führung 101 bis 102 erfolgt wieder, in umgekehrter Weise wie bei der Abwärtsbewegung, mit möglichst geringer Geschwindigkeit, um den Stoss zu mildern. Dazu wird ein möglichst grosser Bereich des Drehwinkels des Heftzylinders 136 ausgenutzt. Nachdem die Kolben 99 und 100 und mit ihr die Matrize 98 den höchsten Punkt erreicht haben, wird mit einer schnellen Aufwärtsbewegung die Patrize 89 in die Aufnahmelage zurückgeführt.
In der erfindungsgemässen Heftvorrichtung erfolgt die Anpassung der Heftvorrichtung an verschiedene Papierstärken lediglich durch Verstellung des Anschlagteiles 107 in Längsrichtung der Klammerschenkel, d.h. durch eine Höher- oder Tieferstellung, wobei der Mittelpunkt des Heftzylinders 136 nicht verändert wird. Das Anschlagteil 107 ist mit einem Träger 114 verbunden, der vorzugsweise zwei Anschlagteile 107 für die beiden verwendeten Heftorgane trägt, wie in Fig. 1 dargestellt ist. Der Träger 114 sitzt auf einer schiefen Ebene 115 eines Halters 116. In dem hier beschriebenen Ausführungsbeispiel weist wiederum der Halter 116 vorzugsweise zwei schiefe Ebenen 115 auf, die um 180° zueinander versetzt sind, so dass der für die zweiten Heftorgane benötigte Träger 114, die zu den beiden in Fig.1 1 gezeigten Heftorganen um 180° versetzt auf dem Heftzylinder 136 angeordnet sind, ebenfalls bewegt werden kann. Der Halter 116 mit der schiefen Ebene 115 wird über ein Gestänge 117, das in der Zylinderachse 7 angeordnet ist, mit Hilfe einer Stellvorrichtung hin und her bewegt (Fig. 1). Dabei erlaubt das Axiallager 118 gleichzeitig eine Drehbewegung des Heftzylinders 136, wenn die Steuerbewegung durch ein Handrad 119, das ebenfalls mittels eines Elektromotors automatisiert werden kann, über die radial im Gehäuse 120 abgestützte, aber axial bewegliche Gewindebuchse 121 eingeleitet wird. Es sind also während des Laufes des Heftzylinders 136 Korrekturen der Verstellung möglich. Der Träger 114 wird seitwärts durch die Führungen 101 bzw. 102 abgestützt (Fig. 2), während die Feder 123 (Fig. 1), die durch den Bolzen 124 gehalten wird, den Träger 114 auf die schiefe Ebene 115 drückt und ihn somit gegen die Fliehkraft festhält. Bei höheren Fliehkräften ist beispielsweise auch eine T-nutförmige Umschliessung von Träger 114 und schiefer Ebene 115 denkbar.
Der untere Aufhängepunkt des Viergelenks, d. h. die Gelenkachse 84, ist, wie aus Fig. 2 hervorgeht, als Exzenterbolzen im höhenverstellbaren Träger 114 gelagert. Er macht also die Auf- und Abwärtsbewegung bei der Einstellung des Trägers 114 mit. Dadurch wird die Auslenkung der Patrize 89 so verändert, dass sie der gleichfalls veränderten Lage des Anschlagteils 107 angepasst ist, und dass ausserdem eine der Verstellung angepasste optimale Führung der Klammerschenkel im Bereich des Einstechens ermöglicht wird. Die Gelenkachse 84 lässt dabei im gewissen Masse ein Justieren der Zunge zu. Wie aus Fig. 2 weiter hervorgeht, wird dabei der Aufnahmepunkt für das Drahtstück nicht verändert, da der Lenkerhebel 85 und die Matrize 98 in Ruhe bleiben. Die Verschwenkung der Patrize 89 ist minimal, da der untere Aufhängepunkt des Viergelenks, das ist die Gelenkachse 84, bei einer Auf- und Abbewegung kaum eine Auslenkung des unteren Aufhängepunktes der Patrize 89 ergibt.
Um die Anpassung an die Verhältnisse bei veränderter Papierbahnstärke weiter zu verbessern, wird bei der Einstellung der verschiedenen Klammerschenkellängen über die Handkurbel 32 (Fig. 1) mit Hilfe der verlängerten Spindel 31 der Kegelräder 125 sowie der Ritzelwelle 126 die Steuerkurve 91 geringfügig verdreht, nachdem der Klemmring 127 gelöst wurde. Durch diese Verdrehung der Steuerkurve 91 wird eine zeitliche Anpassung der Bewegung der Patrize 89 an die Papierbahnstärke erreicht, da ja bei dünnen Bahnen der Auftreffzeitpunkt der Klammer verschoben wird, d.h. die Klammer trifft zu einem späteren Zeitpunkt auf das Heftprodukt. Die Patrize 89 beginnt dann etwas später mit der Abwärtsbewegung, wodurch die Führungsdauer beim Einstechen verlängert und somit verbessert wird. Da die Steuerkurve 91 im Bereich der Übernahme einen Radius aufweist, der konzentrisch zu dem Radius des Heftzylinders 136 verläuft, wird hier die Lage der Patrize 89 nicht verändert.
Wie aus Fig. 2 ersichtlich ist, wird die Abwärtsbewegung der Patrize 89 unmittelbar nach Übernahme des Drahtstückes so ausgelegt, dass die Klammer mit den längsten Schenkeln vollständig in die Matrize 98 gezogen wird. Dieser Weg wird stets zurückgelegt, und zwar auch bei der Verwendung von Klammern mit kürzeren Schenkeln. Die Patrize 89 sowie die Matrize 98 mit den Rillen 106 sind entsprechend dimensioniert.
Wie in Fig. 1 und 2 dargestellt, sind die Einrichtungen zur Klammerbildung und Führung auf der Platte 128 befestigt, die zusammen mit den Lagerböcken 129 für die Gelenkachse 83 eine leicht auswechselbare Kassette bildet, die hier beispielsweise in einen zweiteiligen Messerzylinder, dessen Messerbalken 131 dargestellt sind, eingesetzt ist. Die Heftkassette wird über die Zylinderachse 7 des Messerzylinders 136 angetrieben und arbeitet über ein Zahnrad 130 mit dem Falzmessersystem, z.B. eines Sammelzylinders, zusammen, während auswechselbare Messerbaiken 131 auf Hülsen 132 und 133 sitzen und über ein Zahnrad 134 mit dem Punktursystem des Sammelzylinders 108 verbunden sind. Dabei ist der Heftzylinder 136 fest in den Seitenwänden 77 und 78 gelagert. Die Drahtzuführung ist als kompakte Einheit an einem Träger 76 befestigt und leicht abnehmbar, wenn in den Spinden 31 und 135 (Fig. 5) entsprechende Steckverbindungen vorgesehen sind.
Aus der vorangehenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels der Erfindung geht hervor, dass eine exakte Einstellung der Brücke mit einem Aufhängepunkt des Viergelenks für eine optimale Führung der Klammer während des Einstechvorganges möglich ist, wobei lediglich für die beiden in Fig. 1 dargestellten Heftorgane ein Träger 114 radial auf der Achse 7 des Heftzylinders 136 verschoben werden muss. Dies ist ein wesentlicher Vorteil im Vergleich zu den bisher bekannten Drahtheftvorrichtungen. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass die Patrize 89 gegen die stillstehende Matrize 98 in eine langsame Annäherungsphase zur stossfreien Zusammenführung und anschliessend in eine Mitnahmephase übergeht, um dann während des Einstechvorganges die gemeinsame Rückbewegung wieder zu beschleunigen. Durch die vorteilhafte Ausführung der gabelförmigen Patrize 89 in Verbindung mit einer kreisförmigen Übernahmebewegung ist es ausserdem möglich, eine geringe Schnittgeschwindigkeit zu erreichen. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass die Wahl der Schenkellänge der zu bildenden Heftklammer durch eine gemeinsame Verstelleinrichtung in festen aufeinander abgestimmten Stufen möglich ist.

Claims

1. Drahtheftvorrichtung für Druckmaschinen mit einem umlaufenden Heftzylinder (136), auf den ein zugeschnittenes Drahtstück (1) überführt und mittels am Heftzylinder relativ zueinander bewegbarer Matrize (98) und Patrize (89) zur Klammer geformt und in das zu heftende Produkt eingeführt wird, wobei die Patrize (89) als Mitnehmer für das zu überführende Drahtstück ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass als Matrize im Heftzylinder (136) ein radial nach aussen in die Überführstellung federnd vorgespanntes Matrizenteil (98) vorgesehen ist, in das die Patrize (89) aus ihrer Mitnahmestellung für den Draht (1) zur Klammerbildung hineinbewegbar ist, wobei diese Patrizenbewegung in einer zur Heftzylinderachse rechtwinkligen Ebene mittels eines offenen Viergelenks mit vier Gelenkachsen (83, 84, 87, 88) erfolgt, dessen eines durch das Ende eines ersten Lenkerhebels (85) gebildete Ende auf einer Steuerspindel (83) befestigt ist, welche über Verbindungsglieder (93 bis 97) durch eine eine Steuerkurve (91) abtastende, mit dem Heftzylinder (136) rotierende Kurvenrolle (92) verdrehbar ist, und dessen anderes durch das Ende eines zweiten Lenkerhebels (86) gebildetes Ende mit einem den Klammerrücken, bei der Abwärtsbewegung der Patrize (89) in die Matrize (98) hinein, aufnehmenden höhenverstellbaren Anschlagteil (107) gelenkig (bei 84) verbunden ist, welches in seiner eingestellten Lage den im Heftzylinder ortsfesten Matrizenboden bildet, wobei die freien Enden des ersten und zweiten Lenkerhebels (85 und 86) über einen mittleren, dritten Lenkerhebel (89') gelenkig (bei 87 und 88) verbunden sind, der auch die Patrize (89) trägt und in der Endphase der Patrizenbewegung in das Matrizeninnere mit Hilfe eines Mitnehmers (109, 110) die Matrize (98) entgegen ihrer Vorspannung in das Heftzylinderinnere hin mitnimmt, so dass die Klammerschenkel unter seitlichem Wegschwenken der Patrize (89) aus der Matrize (98) allmählich freikommen und somit in das zu heftende Produkt (112) eindringen.

2. Drahtheftvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Drahtstück durch die Patrize (89) und die federnd gelagerte Matrize (98) auf einer kreisförmigen Bahn von einem Greifer (79, 80) weg übernehmbar ist, wonach durch die Einwärtsbewegung der Patrize (89) durch die Schenkel der Matrize (98) die Klammerbildung erfolgt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass durch die Formgebung der ortsfesten Steuerkurve (91) die Patrize (89) nach der Überführung des Drahtstückes auf den Heftzylinder (136) zur Bildung der Klammer eine schnelle Bewegung nach innen ausführt, die vor dem Auftreffen von als Mitnehmer auf der Gelenkachse (87) angeordneten Rollen (109) auf Vorsprünge (110) einer Matrizenlagerung (99, 100) in eine langsame Annäherungsbewegung übergeht.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Anschlagteil (107) mit einem Träger (114) verbunden ist, der auf einer schiefen Ebene (115) eines axial in der Achse (7) des Heftzylinders (136) verschiebbaren Halters (116) angeordnet ist, wodurch die Höhe des An- ,schlagteils (107) verstellbar ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger (114) durch eine Druckfeder (123) gegen die schiefe Ebene (115) des Halters (116) gedrückt wird oder diesen zur Aufnahme von Fliehkräften T-nutenförmig umschliesst.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Halter (116) manuell oder automatisch über ein in der Zylinderhohlachse (7) angeordnetes Gestänge (117) axial verschiebbar ist.

7. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die andere, endseitige Gelenkachse (84) des Viergelenks (83, 84, 85, 86, 87, 88) als Exzenterbolzen im Träger (114) gelagert ist.

8. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die mit Schenkeltührungsrillen (106) versehene Matrize (98) auf zwei durch Druckfedern (105) gestützte Kolben (99, 100) gelagert ist, die entlang von auf Federhülsen (103, 104) befestigten Führungen (101, 102) verschiebbar sind.

9. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerkurve (91) in Abhängigkeit von der Dicke des Heftproduktes verdrehbar ist.

10. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass auf der Achse (7) des Heftzylinders (136) zwei oder mehrere separate Patrizen (89) und Matrizen (98) enthaltende Heftvorrichtungen vorgesehen sind, und dass auf dem auf einer schiefen Ebene (115) angeordneten Träger (114) die Anschlagteile (107) beider Heftvorrichtungen befestigt sind.