EP0810175A2

EP0810175A2 - Vorrichtung zum Vorspannen eines drehmomentbeaufschlagten Mechanismus auf einem Falzzylinder

Info

Publication number: EP0810175A2
Application number: EP97108280A
Authority: EP
Inventors: Mark Anthony Wingate
Original assignee: Heidelberger Druckmaschinen AG
Current assignee: Heidelberger Druckmaschinen AG
Priority date: 1996-05-30
Filing date: 1997-05-22
Publication date: 1997-12-03
Anticipated expiration: 2017-05-22
Also published as: EP0810175B1; US5924970A; DE59707993D1; EP0810175A3; JPH1053374A; DE19721389A1

Abstract

Ein Zylinder (11) in einem Falzapparat umfaßt eine Vielzahl von Produktgreifeinrichtungen. Jede dieser Einrichtungen umfaßt eine Steuerkurve und eine Welle mit einer Vielzahl von darauf befestigten Produktgreifelementen. Eine Kurvenrolle (19) ist an der Welle (42) angebracht, und ein Torsionsstab (20) ist mit der Kurvenrolle (19) verbunden. Es ist ein Drehmoment-Vorspannelement zum Aufbringen einer Drehmoment-Vorspannung auf den Torsionsstab (20) vorgesehen, die die Kurvenrolle (19) in Kontakt mit der Steuerkurve hält. Letztendlich ist ein Mechanismus zur minuziösen Einstellung und Aufrechterhaltung der Drehmoment-Vorspannung auf dem Torsionsstab (20) vorgesehen.Verschiedene Mechanismen können für das Einstellung einer Drehmoment-Vorspannung zur Anwendung kommen. Beispielsweise kann die innere Stirnseite des Drehmoment-Vorspannelements (28) eine erste stirnseitige Verzahnung (43) und die äußere Stirnseite eines entgegengesetzten Elements (35) eine zweite stirnseitige Verzahnung (38) aufweisen. Das entgegengesetzte Element (35) ist an dem bedienerseitigen Ende des Zylinders gelagert und die erste stirnseitige Verzahnung greift in die zweite stirnseitige Verzahnung ein. Die Drehmoment-Vorspannung auf dem Torsionsstab wird durch eine Relativbewegung zwischen der ersten und der zweiten stirnseitigen Verzahnung (43, 38) in minuziöser Weise eingestellt. <IMAGE>

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum schnellen und akkuraten Vorspannen eines Spannmechanismus auf einem Falzzylinder und insbesondere auf Falzzylindern mit einer Vielzahl von über deren Mantelfläche verteilten Torsionsstäben. GB 1 542 554 offenbart einen Falzzylinder für Rotationsdruckmaschinen, bei dem zwei auf einer Achse gelagerte Scheiben einen stabilen Achskörper bilden, worin Falzklappen angebracht sind. Die Falzklappen werden über eine Spindel und einen Hebel durch eine auf einer Steuerkurve bewegte Kurvenrolle betätigt.
GB 1 569 545 offenbart eine Rollenrotationsdruckmaschine mit mindestens einer zugeordneten Klappenfalzeinheit, die von einfacher Produktion auf Sammelproduktion und umgekehrt umgeschaltet werden kann. Auf dem Körper des Falzklappenzylinders sitzende Druckfedern halten Steuerrollen auf der Oberfläche einer Steuerkurve, die an dem Seitenrahmen befestigt ist. Die Falzelemente werden durch die auf der Steuerkurve laufenden Rollen aktiviert.
US 4,381,106 offenbart einen Sammelzylinder in einer Rotationsfalzmaschine, der mindestens fünf Greifereinrichtungen und eine gleiche Anzahl Falzeinrichtungen aufweist, welche durch feststehende Kurvenscheiben, die wahlweise durch gleichzeitig mit der Zylinderachse rotierende Abdeck-Kurvenscheiben abgedeckt werden, gesteuert werden. Die Abdeck-Kurvenscheiben werden von dem Sammelzylinder-Hauptantrieb angetrieben, und zwar durch eine Übersetzung, die verstellt werden kann, um das Übersetzungsverhältnis der Abdeck-Kurvenscheiben zum Sammelzylinder und die Abdeck-Kurvenscheiben-Phase relativ zur Greifereinrichtung zu ändern und somit die Betriebsweisen Nicht-Sammeln, Zweifach-Sammeln, Dreifach-Sammeln und Teilweise-Sammeln auszuführen, ohne die Greiffläche der feststehenden Greifer-Kurvenscheibe während der Ergreifungsphase einer jeweiligen Greifereinrichtung ständig abdecken zu müssen.
US 4,892,036 offenbart eine Kombination einer Sammel- und Falzzylinder-Einrichtung. Um eine zentrale Steuerung des Verstellens von Falzmessern und Punkturnadeln an einer Kombination von Sammel- und Falzzylinder zu ermöglichen, sind den Steuerkurven drehbare Kurvenabdeckscheiben zugeordnet, die durch den Maschinenhauptantrieb, z. B. über ein mit dem Zylinder verbundenes Antriebsrad angetrieben werden. Durch eine zusätzliche überlagernde Drehbewegung wird die Verstellung der Abdeckscheiben und somit die Wahl verschiedener Betriebsweisen, z. B. Sammeln oder Nicht-Sammeln von nacheinander auf dem Zylinder plazierten bogenförmigen Produkten ermöglicht. Die Anordnung für eine überlagernde Drehbewegung umfaßt eine hohle Einrückvorrichtung, die an ein damit verbundenes Schneckengetriebe gekoppelt wird, wobei axial verstellbare Bolzen in das Schneckengetriebe eingreifen und die axiale Position der Bolzen durch einen elektrischen Stellmotor, und zwar mittels Umdrehung einer Einstellspindel über eine Verstellplatte, gesteuert werden kann.
Bei den großen Falzzylindern oder Falzapparaten, wie z. B. den Sammelzylindern, Übergabezylindern, Falzmesserzylindern und Falzklappenzylindern des Standes der Technik hat es sich als schwierig erwiesen, auf Torsionsstäbe für Falzmesser, Greifer, Punkturwellen, etc. eine Drehmoment-Vorspannung aufzubringen.
Bei den bestehenden Spanneinrichtungen für Torsionsstäbe werden Kragenkonstruktionen verwendet, die aufgrund interner Reibung ihre Spannkraft nicht völlig abgeben, so daß sogar in einem ungespannten Zustand eines Torsionsstabes etwas von der Drehmoment-Vorspannung auf dem Torsionsstab verbleibt. Wenn dann der Torsionsstab erneut mit einer Drehmoment-Vorspannung beaufschlagt wird, ergibt sich aufgrund interner Reibung der derzeit verwendeten Kragenkonstruktion eine ungenaue Einstellung der Drehmoment-Vorspannung. Dies hat zur Folge, daß das für die Überwindung der Reibung erforderliche Drehmoment von Torsionsstabmitte zu Torsionsstabmitte rund um den Zylinder variiert. Das zur Vorspannung des Torsionsstabes aufdiesen aufgebrachte Drehmoment muß höher sein als das auf der Kurvenrolle gewünschte Drehmoment, um die interne Reibung der Kragenkonstruktion zu überwinden. Nachdem der Torsionsstab mit der Vorspannung beaufschlagt und die Spannung des Torsionsstabs zur Erhaltung des vorgespannten Drehmoments festgelegt ist, muß das Drehmoment am anderen Ende des Torsionsstabes, d. h. auf der Antriebsseite des Falzzylinders, dessen Torsionsstäbe zu diesem Zeitpunkt vorgespannt werden, kontrolliert werden. Wenn die gemessene Vorspannung unannehmbar ist, muß der Kragen gelöst und der Vorgang wiederholt werden. Daher ist die Vorspannung eines Drehmoments auf dem Torsionsstab ein zeitraubender und mühsamer Prozeß.
Falzzylinder mit großem Durchmesser, wie z. B. Falzmesserzylinder, können bis zu sieben Greiferbrücken und sieben dem Falzzylinderumfang zugeordnete Falzmesser aufweisen. Dies ergibt vierzehn Torsionsstäbe, die vorgespannt werden müssen. Gleichermaßen können Falzklappenzylinder bis zu sieben bewegbare Falzklappen aufweisen. Somit ist dieser zeitraubende Drehmoment-Vorspann- und -kontrollprozeß ein Hindernis für schnelle Montage und Wartung von Falzapparaten.
Gemäß der vorliegenden Erfindung umfaßt ein Zylinder in einem Falzapparat eine Vielzahl von Produktgreifeinrichtungen, die jeweils eine Steuerkurve und eine Welle mit einer Vielzahl von darauf befestigten Produktgreifeinrichtungen aufweisen. Auf der Welle ist eine Kurvenrolle angebracht und mit dieser ist wiederum ein Torsionsstab verbunden. Es ist ein Drehmoment-Vorspannelement vorgesehen, durch welches eine Drehmoment-Vorspannung auf einen Torsionsstab aufgebracht wird, die die Kurvenrolle in Kontakt mit der Kurve hält. Schließlich ist ein Mechanismus vorgesehen, welcher eine minuziöse, d. h. in einer Feinabstimmung ermittelbare Voreinstellung der Drehmoment-Vorspannung ermöglicht und das vorgespannte Drehmoment auf dem Torsionsstab aufrechterhält. Verschiedene solcher Mechanismen zur minuziösen Voreinstellung und Aufrechterhaltung einer Drehmoment-Vorspannung sind denkbar. Es können auch separate Mechanismen für die Voreinstellung und die Aufrechterhaltung des vorgespannten Drehmoments verwendet werden.
Nach einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung umfaßt der Mechanismus zur minuziösen Voreinstellung und zur Aufrechterhaltung der Drehmoment-Vorspannung eine erste stirnseitige Verzahnung an der inneren Stirnseite des Drehmoment-Vorspannelements und eine zweite stirnseitige Verzahnung an der äußeren Stirnseite eines entgegengesetzten Elements. Das entgegengesetzte Element ist an dem bedienerseitigen Ende des Zylinders angebracht, und die erste stirnseitige Verzahnung greift in die zweite stirnseitige Verzahnung ein. Die auf den Torsionsstab aufgebrachte Drehmoment-Vorspannung wird durch eine Relativbewegung zwischen der ersten und der zweiten stirnseitigen Verzahnung minuziös eingestellt.
Gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung umfaßt der Mechanismus zur minuziösen Voreinstellung und zur Aufrechterhaltung einer Drehmoment-Vorspannung ein auf dem Torsionsstab angebrachtes Klinkenrad mit einer äußeren umfänglichen Verzahnung. Eine Klinke greift in einen oder mehrere Zähne des Klinkenrades ein, und es erfolgt eine minuziöse Voreinstellung der aufden Torsionsstab aufgebrachten Drehmoment-Vorspannung durch die Relativbewegung zwischen der äußeren umfänglichen Verzahnung und der Klinke.
Gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung umfaßt der Mechanismus für die minuziöse Einstellung und die Aufrechterhaltung der Drehmoment-Vorspannung ein an dem bedienerseitigen Ende des Torsionsstabes befestigtes Verstellglied, einen Exzenter und einen Sperrhebel. Das Verstellglied weist einen sich radial erstreckenden Arm auf. Der Sperrhebel greift mit seinem ersten Ende in ein äußeres Ende des sich radial erstreckenden Arms ein und mit seinem zweiten Ende ist dieser mit dem Exzenter in Kontakt. Die Bewegung des Exzenters bewirkt eine minuziöse Einstellung der Drehmoment-Vorspannung auf dem Torsionsstab durch eine Änderung der Position des sich radial erstreckenden Arms.
Gemaß der vorliegenden Erfindung kann die Drehmoment-Vorspannung auf dem Torsionsstab feinabgestimmt werden. Es hat sich z. B. herausgestellt, daß im ersten und zweiten Ausführungsbeispiel die Zahnteilung der Verzahnung so gesetzt werden kann, daß eine Änderung der Drehmoment-Vorspannung von +/- 5 ft lbs je Zahn erzielbar ist. Durch akkurates Einstellen der Drehmoment-Vorspannung kann eine vorzeitige Abnutzung von Kurvenrollen und Lagern infolge einer zu hohen oder zu niedrigen Drehmoment-Vorspannung verhindert werden. Da ein vorbestimmtes Drehmoment in einem sehr genau definierten und engen Bereich aufgebracht, aufrechterhalten und reguliert werden kann, so ist nun der Bediener in der Lage, minuziöse Einstellungen auszuführen, anstatt das Drehmoment erneut im wesentlichen von Null aufbringen zu müssen. Das minuziöse Einstellen des Drehmoments erlaubt auch eine Feinabstimmung des Drehmoments auf jedem Torsionsstab, so daß gleichbleibende Drehmomenteinstellungen von einem Torsionsstab zum anderen rund um den Zylinder erzielt werden können.
Da überdies Drehmoment-Toleranzbereiche beim Hochgeschwindigkeitsbetrieb entscheidend sind, ermöglicht die mit der vorliegenden Erfindung erzielte präzise Einstellung des Drehmoments den Betrieb von Falzapparaten mit extrem hohen Geschwindigkeiten, z. B. bis zu 914,4 m pro Minute (3000 feet/min).
Die oben genannten und weitere Merkmale der vorliegenden Erfindung werden in der folgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele im Zusammenhang mit den beigefügten, nachstehend erklärten Zeichnungen näher erläutert.
Es zeigen

Fig. 1: eine Seitenansicht eines Falzapparates gemäß vorliegender Erfindung mit einer sich vor einem Falzbereich befindlichen Produktgreifeinrichtung;
Fig. 2a: eine Teilansicht des Endes eines Falzklappenzylinders;
Fig. 2b und 2c: eine Ansicht des in den Seitenrahmen eines Falzapparates gelagerten Falzklappenzylinders der Fig. 2a;
Fig. 3a und 3b: eine Darstellung eines ersten Ausführungsbeispiels einer Einstelleirrichtung zum Aufbringen eines vorbestimmten Drehmoments auf einen Torsionsstab, der eine stirnseitige Verzahnung aufweist;
Fig. 4a und 4b: eine Darstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels einer Einstelleinrichtung zum Aufbringen eines bestimmten Drehmoments auf einen Torsionsstab, der ein Klinkenrad aufweist;
Fig. 5a und 5b: eine Darstellung eines dritten Ausführungsbeispiels einer Einstelleinrichtung zum Aufbringen eines bestimmten Drehmoments auf einen Torsionsstab, die einen Sperrhebel aufweist;
Fig. 6: eine Darstellung eines vierten Ausführungsbeispiels einer auf einer rechteckigen Platte angebrachten Einstelleinrichtung, die mittels Hebeschrauben bewegbar ist;
Fig. 7: eine Darstellung eines fünften Ausführungsbeispiels einer auf einer bogenförmigen Platte angebrachten Einstelleinrichtung, die mittels Hebeschrauben bewegbar ist;
Fig. 8a und 8b: Eine Darstellung der in den Figuren 4a und 4b gezeigten Einstelleinrichtung, worin auf einer Falzklappenwelle eines Falzzylinders des Falzapparats ein Klinkenrad angebracht ist.

Die Figuren 1 und 2a zeigen einen Falzapparat, in welchem die vorliegende Erfindung verwendet werden kann. Fig. 1 zeigt eine Seitenansicht des Falzapparats mit Falzzylindern zum gleichenzeitigen Transportieren einer Vielzahl von Exemplaren. Nachdem die Druckprodukte durch ein Paar Schneidzylinder 2 von einer Materialbahn abgeschnitten wurden, bewegen diese sich zwischen einem Satz erster Förderbänder 4 und einem Satz zweiter Förderbänder 5. Der Satz erster Förderbänder 4 wird über eine Anzahl Walzen 8 teilweise um den Umfang des produktführenden Zylinders 7 geführt. Zur Aufrechterhaltung eines vorgespannten Zustandes in den ersten und zweiten Förderbändern 4, 5 besitzt jeder Bändersatz einen Spannmechanismus 6 von herkömmlicher Konstruktion. Die Produkte werden durch den Satz erster Förderbänder 4 auf dem Umfang eines produktführenden Zylinders 7 gehalten und von sich auf dem Umfang des produktführenden Zylinders 7 befindlichen, jedoch nicht gezeigten Greifelementen ergriffen. Falzmesser (nicht gezeigt) auf dem produktführenden Zylinder kooperieren mit Falzklappen 16 auf dem Falzklappenzylinder 11, um die Druckprodukte in einem Übergabebereich 10 auf den Falzklappenzylinder 11 zu übertragen. Die Greifelemente, Falzmesser und Falzklappen werden durch jeweilige Kurvenrollen, welche durch vorgespannte Torsionsstäbe auf der Oberfläche der jeweiligen Steuerkurven gehalten werden, aktiviert. Es ist selbstverständlich, daß, obwohl in Fig. 1 ein Übergabezylinder und ein Falzklappenzylinder dargestellt sind, auch andere Anwendungen der Erfindung denkbar sind.
An dem produktführenden Zylinder 7 befindet sich ein Falzklappenzylinder 11. Die sich auf der Oberfläche 18 des Falzklappenzylinders 11 befindlichen Falzklappen 16 sind nicht im Detail gezeigt. Jede Falzklappe 16 weist bewegbare Klappen (nicht gezeigt) auf, die durch Kurvenrollen 19 aktiviert werden. Die Kurvenrollen 19 werden durch eine auf Torsionsstäbe 20 aufgebrachte Drehmoment-Vorspannung auf der Oberfläche der Steuerkurve gehalten.
Fig.2a zeigt eine seitliche Teilansicht des Zylinders 11 im Detail. Die Oberfläche 18 des Zylinders 11 weist sich umfänglich erstreckende Rillen 15 auf. Es sind sieben Reihen von Falzklappen 16 um den Umfang 18 des Zylinders (11) angeordnet. Jede Falzklappe 16 besteht aus einem Satz unbeweglicher Klappen 24 und einem Satz beweglicher Klappen 25. Jeder Satz bewegliche Klappen 25 wird durch eine Kurvenrolle 19 aktiviert. Die Oberfläche der Kurvenrolle 19 bewegt sich auf einer Kurvenfläche 23 einer Steuerkurve 22. Die Kurvenrolle 19 wird durch einen den beweglichen Klappen 25 zugeordneten Torsionsstab 20 auf die Kurvenfläche 23 der Steuerkurve 22 getrieben. Diese Torsion verhindert, daß die Kurvenrolle 19 sich von der Kurvenfläche 23 abhebt, was durch die von dem rotierenden Zylinder 11 erzeugten starken Zentrifugalkräfte geschehen könnte. Die auf den Torsionsstab 20 aufgebrachte Drehmoment-Vorspannung wird durch einen Arm 21 auf die Kurvenrolle 19 übertragen. Der Betrag der auf den Torsionsstab 20 aufgebrachten Drehmoment-Vorspannung ist vorzugsweise niedrig genug, um einen vorzeitigen Verschleiß von Lagern und Kurvenrollen zu verhindern und hoch genug, um zu verhindern, daß sich die Kurvenrollen 19 bei hohen Geschwindigkeiten abheben. In der in Fig. 2a gezeigten Konstruktion variiert gewöhnlich die auf den Torsionsstab 20 aufgebrachte Drehmoment-Vorspannung z. B. zwischen 85 ft lbs und 95 ft lbs für jeden dem Zylinder 11 zugeordneten Torsionsstab 20. Der Zylinder 11 dreht sich um eine Achse 27 in eine Richtung 29. Der Zylinder 11 umfaßt eine den Lagern anjedem Satz beweglicher Falzklappen 25 zugeordnete Ölzuleitung 26 auf. Obschon das oben beschriebene Ausführungsbeispiel in Form eines Falzklappenzylinders dargestellt ist, können die Falzklappen 24, 25 der Fig. 2a selbstverständlich auch durch Falzmesser, Greifelemente oder Punkturnadeln ersetzt werden.
Die Figuren 2b und 2c zeigen einen Längsabschnitt des Zylinders 11 mit einem Drehmomentbeaufschlagungsmechanismus 470 des Standes der Technik, der ein erstes hexagonales Element 72 und einen Kragen 74 umfaßt. Der Zylinder 11 ist in jeweiligen Lagern 32, 33 in dem bedienerseitigen und antriebsseitigen Rahmen 31, 30 gelagert. Die Lager 32, 33 befinden sich auf der Drehachse 27. Ein mit einer Ölzuleitung 26 verbundener Ölverteiler 34 hält die Lager in dem Zylinder 11 geschmiert. An dem antriebsseitigen Rahmen 30 ist eine Steuerkurve 22 angeordnet, die in einem Gestell befestigt ist. Die Steuerkurve 22 weist eine Kurvenfläche 23 zum Führen der Kurvenrolle 19 auf. Der Satz beweglicher Falzklappen 25 ist auf einer Welle angeordnet, die in dem Außenumfang des Falzklappenzylinders 11 gelagert ist. Ein Torsionsstab 20 erstreckt sich von dem getriebeseitigen Ende des Zylinders, (d. h. dem dem getriebeseitigen Rahmen 30 am nächsten gelegenen Zylinderende) zum bedienerseitigen Ende des Zylinders. Ein erstes hexagonales Element 72 zum Aufbringen einer Drehmoment-Vorspannung ist an dem bedienerseitigen Ende und ein zweites hexagonales Element 73 zur Kontrolle einer Drehmoment-Vorspannung ist an dem getriebeseitigen Ende des Torsionsstabes 20 angebracht. Ein Kragen 74 befindet sich an dem bedienerseitigen Ende des Zylinders 11. Um ein auf den Torsionsstab 20 aufzubringendes Drehmoment vorzuspannen, wird ein Drehmomentschlüssel verwendet, mit welchem ein vorbestimmtes Drehmoment auf das erste hexagonale Element 72 aufgebracht wird. Wenn das vorbestimmte Drehmoment erreicht ist, setzt der Kragen 74 den Torsionsstab 20 in seiner Position fest. Dann wird der Drehmomentschlüssel an dem zweiten hexagonalen Element 73 angesetzt, um das Drehmoment auf dem getriebeseitigen Ende des Torsionsstabes 20 zu kontrollieren. Wenn das Drehmoment auf dem getriebeseitigen Ende inkorrekt ist, dann wird der Kragen 74 und somit die Drehmomentspannung auf dem Torsionsstab gelöst, und der Prozeß muß wiederholt werden. Jedoch ist bei dieser Konstruktion, wie oben erwähnt, die Spannung des Drehmoments auf dem Torsionsstab 20 nicht völlig gelöst, wenn der Kragen 74 gelöst ist. Außerdem ändert sich das für das Überwinden der internen Reibung des Kragens erforderliche Drehmoment von Torsionsstab zu Torsionsstab rund um den Zylinder. Zudem muß das angelegte Drehmoment für das Vorspannen des Torsionsstabes höher als das auf der Kurvenrolle 19 gewünschte Drehmoment sein, um die interne Reibung der Kragenkonstruktion zu überwinden.
Die Figuren 3a und 3b zeigen eine Einstellvorrichtung 47 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, mit einer stirnseitigen Verzahnung 38 und 43 an den Komponenten 28 und 35 zur Aufrechterhaltung einer Drehmoment-Vorspannung. Fig. 3a zeigt eine seitliche Teilansicht eines Zylinders 11. Ein Torsionsstab 20 (z. B. ein Drehmoment-Beaufschlagungselement) erstreckt sich durch das hohle Innere einer Welle 42. Bei dieser Konstruktion sind eine Anzahl von Falzmessern 25 (oder Falzklappen) auf der Welle 42 angeordnet. Der Torsionsstab 20 ist mit einem Drehmoment-Vorspannelement 28 (z. B. einem hexagonalen Teil), das in einen Drehmomentschlüssel paßt, versehen. In Fig. 3b ist das Drehmoment-Vorspannelement 28 als auf dem Torsionsstab 20 sitzend gezeigt. Eine Halterung 36 und ein Lagerelement 40 sind z. B. mittels Schrauben an dem Zylinder 11 befestigt. Das Lagerelement 40 enthält eine Lagerung 39, in welcher die Welle 42 aufgenommen ist und sich somit innerhalb des Zylinders 11 frei drehen kann. Auf dem Lagerelement 40 ist ein ringförmiges Element 35 mit stirnseitiger Verzahnung 38 angebracht. Das Drehmoment-Vorspannelement 28 weist ebenfalls eine stirnseitige Verzahnung 43 auf und befindet sich auf dem Endteil des Torsionsstabes 20, wie in Fig. 3b gezeigt. Durch das Drehen des Drehmoment-Vorspannelementes 28 über die stirnseitige Verzahnung 38 entgegen dem Uhrzeigersinn wird das Drehmoment des Torsionsstabes 20 vorgespannt. Außerdem ermöglicht die Zahnteilung der stirnseitigen Verzahnung 38, 43 eine minuziöse Einstellung der Drehmoment-Vorspannung auf dem Torsionsstab 20. Wenn beispielsweise das Drehmoment-Vorspannelement 28 mit einem Schlüssel (oder einem anderen geeigneten Gegenstand) um einen Zahn gedreht wird, kann eine Erhöhung oder Reduzierung des Drehmoments auf dem Torsionsstab 20 von ca. +/- 5 ft lbs erzielt werden. Diese feine Zahnteilung ermöglicht es dem Bediener, das auf den Torsionsstab 20 aufgebrachte Drehmoment durch Drehung des Elements 28 im Uhrzeigersinn oder Gegenzeigersinn geringfügig zu erhöhen oder reduzieren. Sicherlich teilen sich die Zähne 38, 43 während der Vorspannungseinstellung weit genug, so daß sich das Element 28 relativ zum Element 35 drehen kann. Die Zähne 38, 43 sind derart angeordnet, daß dadurch das Element 28 in seiner Position fixiert ist, nachdem durch Drehung des Elements 28 im Gegenzeigersinn die Vorspannung des Drehmoments erfolgt ist.
Die Einstellvorrichtung 47 ersetzt den Drehmoment-Spannmechanismus 470 des Standes der Technik. Um eine Drehmoment-Vorspannung auf den Torsionsstab 20 aufzubringen wird ein Drehmomentschlüssel verwendet, mit welchem das Element 28 mit einem vorbestimmten Drehmoment beaufschlagt wird. Dann wird der Drehmomentschlüssel an das in Fig. 2c gezeigte zweite Element 73 angelegt, um das Drehmoment auf dem getriebeseitigen Ende des Torsionsstabes 20 zu messen. Wenn sich das Drehmoment auf dem getriebeseitigen Ende als inkorrekt erweist, dann kann gemäß vorliegender Erfindung eine Feinabstimmung des Drehmoments erfolgen, indem das Element 28 Zahn für Zahn solange gedreht wird, bis das auf der Getriebeseite gemessene Drehmoment korrekt ist. Folglich kann im Gegensatz zum Mechanismus 470 der Fig. 2b das Drehmoment auf dem Torsionsstab 20 durch die Einstellvorrichtung 47 erneut eingestellt werden, ohne das bestehende Drehmoment zu eliminieren.
Die Figuren 4a und 4b zeigen eine Einstellvorrichtung 47 gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, in welchem das Vorspannen eines Torsionsstabes 20 mittels eines Klinkenrades erfolgt. Fig. 4a zeigt einen Teil der Stirnseite eines Falzmesserzylinders 11 (oder Falzklappenzylinders) mit einer dieser Stirnseite zugeordneten Einstellvorrichtung 47. Ein Klinkenrad 48 mit einer umfänglichen Verzahnung (oder teilweisen Verzahnung) ist aufdem Endteil des Torsionsstabes 20 angebracht. Vorzugsweise weist die Verzahnung eine feine Zahnteilung auf. Eine federbeaufschlagte drehbare Klinke 49 ist der Verzahnung des Klinkenrades 48 zugeordnet. Bei einer Umdrehung des Klinkenrades 48 im Gegenzeigersinn greift die Klinke 49 in einen oder mehrere der Zähne des Klinkenrades 48 ein. Das Klinkenrad 48 kann durch einen Schlüssel, der an dem Drehmoment-Vorspannelement 28 angesetzt wird, gedreht werden. Das Element 28 ist wiederum an dem Endteil des Torsionsstabes 20 befestigt. Die Zahnteilung des Klinkenrades 48 erlaubt eine minuziöse Einstellung des auf den Torsionsstab 20 aufzubringenden Drehmoments. Eine die Klinke 49 kontaktierende Feder 50 ist in einem ringförmigen Element 45 angebracht, welches mittels Befestigungselementen 37 auf dem Lagerelement 40 und der Halterung 36 fixiert ist. Wenn also durch Drehen des Klinkenrades 48 im Gegenzeigersinn das Drehmoment auf dem Torsionsstab 20 vorgespannt ist, wird ein Drehen des Klinkenrades 48 im Uhrzeigersinn durch die Klinke 49 blockiert. Da die Verzahnung 70 am Umfang des Klinkenrades 48 eine sehr feine Zahnteilung aufweist, kann mit der Einstellvorrichtung 47 durch Drehen des Klinkenrades 48 entgegen dem Uhrzeigersinn Zahn für Zahn eine sehr feinstufige Einstellung der Drehmoment-Vorspannung erfolgen. Es hat sich z. B. erwiesen, daß mit dieser Konstruktion das Einstellen in einem Bereich von +/- 5 ft lbs möglich ist. Die Klinke 49 verfügt über einen nicht gezeigten Ausklinkmechanismus, so daß das Klinkenrad 48 sich um einen oder mehrere Zähne im Uhrzeigersinn drehen kann, falls das Drehmoment zu hoch ist.
Wie in Fig. 4b gezeigt ist, erstreckt sich der Torsionsstab 20, auf dem das Klinkenrad 48 lagert, durch das hohle Innere der Welle 42. Auf der Welle 42 befinden sich Falzmesser (oder Falzklappen). An der Stirnseite des Zylinders 11' ist eine Halterung 36 befestigt. Lagerungen 39 befinden sich in einem Lagergehäuse 40, das wiederum an der Halterung 36 angebracht ist. Das Klinkenrad 48 ist entlang seinem Umfang von einem ringförmigen Element 45 umgeben, das wiederum an dem Lagergehäuse 40 befestigt ist. Eine Platte 46 ist durch Halter 37 an dem ringförmigen Element 45 befestigt, wobei die Außenseite des Klinkenrades 48 abgedeckt wird. Die Halter 37 erstrecken sich weiter durch das Lagergehäuse 40 und in die Halterung 36. Selbstverständlich können als Alternative separate Halter verwendet werden können, um die Deckplatte 46 an dem ringförmigen Element 45 zu befestigen.
Die Figuren 5a und 5b zeigen ein drittes Ausführungsbeispiel einer Einstellvorrichtung 47 gemäß vorliegender Erfindung. Der Torsionsstab 20 ist einem Falzmesserzylinder 11' (oder Falzklappenzylinder) zugeordnet. An dem bedienerseitigen Ende des Torsionsstabes 20 ist das Drehmoment-Vorspannelement 28 angebracht. Der Torsionsstab 20 erstreckt sich axial durch die Welle 42, wie oben mit Bezug auf die Figuren 3 und 4 beschrieben. Ein scheibenförmiges Element 51 mit einem sich radial erstreckenden Arm 52 und einem Vorspannelement 28 ist an dem bedienerseitigen Ende des Torsionsstabes 20 angebracht. Der Arm 52 steht in Eingriff mit einem Sperrhebel 54, der auf einem Exzenter 55 drehbar gelagert ist. Wie oben im Zusammenhang mit Fig. 4b beschrieben, ist eine Halterung 36 an der Stirnseite des Zylinders 11' befestigt. Es befinden sich Lagerungen 39 in einem Lagergehäuse 40, das wiederum an der Halterung 36 angebracht ist. Die Welle 42 ist in den Lagerungen 39 drehbar gelagert. Es sind Leisten 56, 57 mittels Halter 37 an dem Lagergehäuse 40 befestigt und dienen der Führung der Bewegung der drehbar gelagerten Scheibe 51. Wie gezeigt, weist die Scheibe 51 eine ringförmige Fläche auf, die sich im Inneren des Lagergehäuses 40 befindet.
Wie oben im Zusammenhang mit den Figuren 3 und 4 beschrieben, kann ein Drehmoment auf dem Torsionsstab 20 vorgespannt werden, indem ein Drehmomentschlüssel an dem Drehmoment-Vorspannelement 28 angesetzt wird. Sobald das Drehmoment vorgespannt ist, steht der Sperrhebel 54 mit dem Arm 52 in Eingriff. Dann kann das Drehmoment durch Verstellen des Exzenters 55 fein eingestellt werden wie folgt: Die Bewegung des Exzenters 55 löst eine entsprechende Senkrechtbewegung des Sperrhebels 54 aus und dieser stellt wiederum die Drehposition der Scheibe 51 über den Arm 52 ein. Die Drehbewegung der Scheibe 51 stellt die auf den Torsionsstab 20 aufzubringende Drehmoment-Vorspannung ein. Wenn es einmal eingestellt ist, kann das Drehmoment elminiert werden, um z. B. Wartungsarbeiten an dem Zylinder durchzuführen, dann kann das Drehmoment ohne erneute Einstellung der Position des Exzenters wieder aufgebracht werden.
Fig.6 zeigt eine Einstellvorrichtung 61 gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Bei diesem Beispiel umfaßt die Einstellvorrichtung 61 eine Platte 62, die mittels Hebeschrauben 69 in einem Bogen 80 bewegt werden kann. Der Bogen 80 kann z. B. konzentrisch mit dem Drehpunkt der Welle 42 und/oder dem Torsionsstab 20 sein. Die Platte 62 ist mit Langlöchern 67 versehen, worin Bolzen 68, welche die Bewegung der Platte 62 ermöglichen, aufgenommen werden. Eine Klinke 65 ist an der Platte 62 angebracht und greift bei Drehung des Klinkenrades 66 im Uhrzeigersinn in einen oder mehrere Zähne 70 des Klinkenrads 66 ein. Vorzugsweise weist die Verzahnung eine feine Zahnteilung auf. Das Klinkenrad 66 ist wiederum auf dem Torsionsstab 20 in der gleichen Weise, wie im Zusammenhang mit den Figuren 5a und 5b beschrieben, angebracht. Das Klinkenrad 66 und der Torsionsstab 20 können gedreht werden, indem ein Schlüssel an dem Drehmoment-Vorspannelement 28 angesetzt wird. Nachdem das Drehmoment auf dem Torsionsstab 20 vorgespannt ist, wird das Drehen des Klinkenrades 66 durch die Klinke 65 blockiert. Die Klinke wird mit einem Ansatzbolzen angebracht und z. B. durch eine Feder 64 gespannt.
Zur Vorspannung eines auf den Torsionsstab 20 aufzubringenden Drehmoments wird ein Drehmomentschlüssel verwendet, um ein vorbestimmtes Drehmoment an das Element 28 anzulegen. Dann wird der Drehmomentschlüssel an dem zweiten, nicht gezeigten Element 73 angesetzt, um das Drehmoment auf dem getriebeseitigen Ende des Torsionsstabes 20 zu messen, und falls sich dieses Drehmoment als inkorrekt erweist, kann gemäß der vorliegenden Erfindung eine Feinabstimmung des Drehmomentes durch Drehen des Elementes 28 Zahn 70 für Zahn 70 erfolgen, bis das an der Getriebeseite gemessene Drehmoment korrekt ist. Es können sogar noch feinere Drehmomenteinstellungen erzielt werden, indem die Position der Platte 62 durch Drehen der Hebeschrauben 69 geändert wird. Somit können Drehbewegungen des Klinkenrades 66, die kleiner als die Zahnteilung der Verzahnung 70 sind, erreicht werden, so daß die Drehmomentschwankungen weniger als z. B. +/- 5 ft lbs betragen.
Fig. 7 zeigt eine Einstellvorrichtung 61 gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung. In diesem Beispiel ist die Platte 62 durch eine bogenförmige Platte 62' mit Langlöchern 67 ersetzt. Die in die Langlöcher 67 eingeschraubten Bolzen 68 erlauben eine Bewegung der Platte 62'über die Langlöcher 67 in einem Bogen 80'. Die Klinke 65 ist ungefähr in der Mitte der bogenförmigen Platte 62' angebracht. Die Hebeschrauben 69 stoßen an einen Arm 81 der bogenförmigen Platte 62' an, um eine Änderung der Position der bogenförmigen Platte 62' herbeizuführen.
Die Figuren 8a und 8b zeigen zwei Ansichten einer Einstellvorrichtung gemäß vorliegender Erfindung, die an dem bedienerseitigen Ende eines Torsionsstabes angebracht sind. Die gezeigte Einstellvorrichtung 47 entspricht dem Ausführungsbeispiel der Figuren 4a und 4b. Aus Gründen der Darstellung sind die federbeaufschlagte Klinke 49 und die Feder 50 nicht gezeigt. Jedoch könnten ebenso die Einstellvorrichtungen der in den Figuren 3, 5, 6 und 7 gezeigten Ausführungsbeispiele angewandt werden.
Der Torsionsstab 20 erstreckt sich durch das hohle Innere der Welle 42 und wird durch eine Stellschraube 41 mit dem Drehmoment-Vorspannelement 28 verbunden. Die Welle 42 ist in Lagerungen 39 und 60 drehbar gelagert. Bewegliche Klappen 25 sind durch Halter 85 mit der Welle 42 verbunden. Wenn die Welle 42 sich dreht, wirken die beweglichen Klappen 25 mit jeweiligen ortsfesten Klappen auf der Oberfläche 18 des Falzklappenzylinders 11 zusammen, um Druckprodukte zu ergreifen und freizugeben. Die Lagerung 60 wird durch eine Ölzuleitung 26 geschmiert, um den reibungslosen Rollkontakt der Welle 42 aufrechtzuerhalten. Wie oben im Zusammenhang mit den Figuren 4a und 4b beschrieben, beaufschlagt das Drehmoment-Vorspannelement 28 das Klinkenrad 48 mit einem Drehmoment. Das Klinkenrad 48 ist von einem Ring 45 und einer Platte 46 umhüllt. Wie in Fig. 4a gezeigt, weist das Klinkenrad 48 eine äußere Verzahnung auf, die in eine Klinke 49 eingreift.
Um ein auf den Torsionsstab 20 aufzubringendes Drehmoment vorzuspannen, wird mit einem Drehmomentschlüssel ein vorbestimmtes Drehmoment an das Element 28 angelegt. Das Aufbringen eines Drehmoments aufden Torsionsstab 20 drückt die Kurvenrolle 19 gegen die Kurvenfläche 23 der Steuerkurve 22. Nachdem mittels des Drehmomentschlüssels das Element 28 mit einem vorbestimmten Drehmoment beaufschlagt wurde, wird der Drehmomentschlüssel an das in Fig. 8a gezeigte zweite Element 73 angesetzt, um das Drehmoment auf dem getriebeseitigen Ende des Torsionsstabes 20 zu messen. Falls dieses Drehmoment sich als inkorrekt erweist, kann gemäß vorliegender Erfindung durch Drehen des Elementes 28 Zahn für Zahn eine Feinabstimmung des Drehmoments erfolgen, bis das auf der Getriebeseite gemessene Drehmoment korrekt ist.

LISTE DER BEZUGSZEICHEN

1: Falzapparat
2: Schneidzylinder
4: erste Förderbänder
5: zweite Förderbänder
6: Spannmechanismus
7: produktführender Zylinder
8: Walzen
10: Übergabebereich
11: Falzklappenzylinder
15: Rillen des Falzklappenzylinders 11
16: Falzklappen
18: Oberfläche / Umfangsfläche des Falzklappenzylinders 11
19: Kurvenrolle
20: Torsionsstäbe
21: Arm
22: Steuerkurve
23: Kurvenfläche 23
24: unbewegliche Klappen
25: bewegliche Klappen / Falzmesser
26: Ölzuleitung
27: Drehachse
28: Drehmoment-Vorspannelement / hexagonales Teil
29: Richtung
30: antriebsseitiger Rahmen
31: bedienerseitiger Rahmen
32: Zylinderlager
33: Zylinderlager
34: Ölverteiler
35: ringförmiges Element
36: Halterung
37: Befestigungselemente, Halter
38: stirnseitige Verzahnung des ringförmigen Elements 35
39: Lagerung
40: Lagerelement / Lagergehäuse
41: Stellschraube
42: Welle
43: stirnseitige Verzahnung des Elements 28
45: ringförmiges Element / Ring
46: Platte / Deckplatte
47: Einstellvorrichtung
48: Klinkenrad
49: Klinke
50: Feder
51: scheibenförmiges Element
52: Arm
54: Sperrhebel
55: Exzenter
56: Leiste
57: Leiste
60: Lagerung
61: Einstellvorrichtung
62: Platte / bogenförmige Platte
64: Feder
65: Klinke
66: Klinkenrad
67: Langlöcher
68: Bolzen
69: Hebeschrauben
70: Zähne des Klinkenrades 48
72: erstes hexagonales Element
73: zweites hexagonales Element
74: Kragen
80: Bogen
81: Arm der bogenförmigen Platte 62
85: Halter
470: Drehmomentbeaufschlagungsmechanismus

Claims

Zylinder in einem Falzapparat, wobei der Zylinder Produktgreifeinrichtungen aufweist und jede der Produktgreifeinrichtungen die folgenden Merkmale umfaßt:
eine Steuerkurve (22);

eine Welle (42) mit einer Vielzahl von darauf befestigten Produktgreifeinrichtungen und einer daran angebrachten Kurvenrolle (19);

einen mit der Kurvenrolle (19) verbundenen Torsionsstab (20) ein Drehmoment-Vorspannelement (28) zum Aufbringen einer Drehmoment-Vorspannung auf den Torsionsstab (20), wobei das vorgespannte Drehmoment die Kurvenrolle (19) in Kontakt mit der Steuerkurve (22) hält; und

einen Mechanismus (35, 38, 28, 43) zum minuziösen Einstellen und zur Aufrechterhaltung der Drehmoment-Vorspannung auf dem Torsionsstab.
Zylinder gemäß Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Mechanismus (35, 38, 28, 43) am bedienerseitigen Ende des Zylinders (11) angeordnet ist.
Zylinder gemäß Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Mechanismus eine erste stirnseitige Verzahnung an der inneren Stirnseite des Drehmoment-Vorspannelements (28) umfaßt, wobei das Drehmoment-Vorspannelement (28) mit dem Torsionsstab (20) verbunden ist; und

daß der Mechanismus eine zweite stirnseitige Verzahnung an der äußeren Stirnseite eines entgegengesetzten Elements umfaßt, wobei die erste stirnseitige Verzahnung in die zweite stirnseitige Verzahnung eingreift und die Drehmoment-Vorspannung auf dem Torsionsstab durch Relativbewegung zwischen der ersten und der zweiten Verzahnung minuziös eingestellt wird.
Zylinder gemäß Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß das entgegengesetzte Element an dem bedienerseitigen Ende des Zylinders (11) angebracht ist.
Zylinder gemäß Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Mechanismus ein Klinkenrad (48) mit einer Verzahnung an dessen Außenumfang umfaßt und das Klinkenrad (48) auf dem Torsionsstab (20) gelagert ist;

daß eine Klinke in einen oder mehrere Zähne des Klinkenrades eingreift, wobei durch Relativbewegung zwischen der umfänglichen Verzahnung und der Klinke die Drehmoment-Vorspannung auf dem Torsionsstab (20) minuziös eingestellt wird.
Zylinder gemäß Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Mechanismus eine an dem bedienerseitigen Ende des Torsionsstabes (20) befestigte Einstellvorrichtung (47) mit einem sich radial erstreckenden Arm (52), einen Exzenter (55) und einen Sperrhebel (54) umfaßt;

wobei ein erstes Ende des Sperrhebels (54) in das äußere Ende des sich radial erstreckenden Arms (52) einrasten kann und dessen zweites Ende mit dem Exzenter (55) verbunden ist, und

wobei die Drehmoment-Vorspannung auf dem Torsionsstab (20) durch Bewegung des Exzenters (55) minuziös eingestellt wird, während das erste Ende des Sperrhebels (54) mit dem äußeren Ende des sich radial erstreckenden Arms (52) in Eingriff steht.
Zylinder gemäß Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Exzenter (55) an dem bedienerseitigen Ende des Zylinders (11) angebracht ist.
Zylinder gemäß Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Zahnteilung der Verzahnung derart gesetzt ist, daß die Drehmoment-Vorspannung um ungefähr +/-5 ft. Lbs. pro Zahn veränderbar ist.
Zylinder gemäß Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Zahnteilung der Verzahnung derart gesetzt ist, daß die Drehmoment-Vorspannung um ungefähr +/- 5 ft. Lbs. pro Zahn veränderbar ist.
Zylinder gemäß Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Klinke (65) vorgespannt ist.
Zylinder gemäß Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Klinkenrad (48) scheibenförmig ist.
Zylinder gemäß Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Einstellvorrichtung (47) ein scheibenförmiges Teil mit einem sich radial erstreckenden Arm (52) ist.
Zylinder gemäß Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Vielzahl der Produktgreifeinrichtungen Falzmesser sind.
Zylinder gemäß Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Vielzahl der Produktgreifeinrichtungen bewegliche Falzklappen sind.
Zylinder gemäß Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Vielzahl der Produktgreifeinrichtungen Greiferelemente sind.
Zylinder gemäß Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Klinke (65) auf einer bewegbaren Platte angebracht ist, die zum Zwecke des Einstellens der Drehmoment-Vorspannung auf dem Torsionsstab (20) bewegbar ist.
Zylinder gemäß Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß ein Drehmoment-Meßelement, vorgesehen ist, das mit dem getriebeseitigen Ende des Torsionsstabes (20) verbunden ist.