EP4046799B1

EP4046799B1 - Trichternase und falztrichter

Info

Publication number: EP4046799B1
Application number: EP22155341.5A
Authority: EP
Inventors: Björn Hansen
Original assignee: Manroland Goss Web Systems GmbH
Current assignee: Manroland Goss Web Systems GmbH
Priority date: 2021-02-17
Filing date: 2022-02-07
Publication date: 2025-09-10
Anticipated expiration: 2042-02-07
Also published as: DE102021103766A1; EP4046799A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Trichternase für einen Falztrichter zum Falzen eines in Transportrichtung X laufenden bahn- oder bogenförmigen Substrates, umfassend eine Deckfläche mit zwei in Transportrichtung X spitz zulaufenden Deckflächenkanten, über die das Substrat im Bereich eines auszubildenden Falzes transportiert wird, sowie angrenzend an eine jede der Deckflächenkanten jeweils eine gekrümmte Schenkelfläche, wobei aus jeder Schenkelfläche mindestens ein Blasluftkanal zum Ausströmen von unter Druck zugeführter Blasluft austritt, wobei der Blasluftkanal auf der jeweiligen Schenkelfläche eine Austrittsfläche aufweist, wobei mindestens eine Austrittsfläche eine erste Erstreckung a und eine zweite Erstreckung b aufweist, wobei die erste Erstreckung a größer als die zweite Erstreckung b ist.
Des Weiteren betrifft die vorliegende Erfindung einen Falztrichter mit einer erfindungsgemäßen Trichternase sowie ein Verfahren zum Herstellen einer erfindungsgemäßen Trichternase.
Aus dem Stand der Technik sind Falztrichter bekannt, wie diese beispielsweise an Rollendruckmaschinen zur Herstellung von Zeitungen oder von Akzidenzen verwendet werden. Des Weiteren werden Falztrichter auch an Nachverarbeitungsanlagen außerhalb von Druckmaschinen verwendet, bei welchen ein bedrucktes oder unbedrucktes Substrat mit einem Falz in Transportrichtung versehen werden.
Ein derartiger Falztrichter weist üblicherweise in vereinfachter Betrachtungsweise die Form eines Dreiecks auf, umfasst in der Regel ein Trichterblech, an welches seitlich die abgerundeten Trichterschenkel angrenzen. Ein Falztrichter ist üblicherweise im stumpfen Winkel zur Richtung des einlaufenden Substrates ausgerichtet, so dass zum Transport des zu falzenden Substrates dieses durch den Falztrichter abgelenkt wird.
Die Flächen zu beiden Seiten des zukünftigen Längsfalzes werden über die Trichterschenkel geführt, so dass an der Trichterspitze ein Falz in Transportrichtung ausgebildet wird, weshalb dieser auch Längsfalz genannt wird.
Da diese Trichterspitze einen präzisen Längsfalz ausführen soll, sind an diese entsprechend hohe Anforderungen gestellt, um bei unterschiedlichen Materialien einen sauberen Längsfalz ausbilden zu können, zumal die Trichterspitze aufgrund des in diesem Bereich unvermeidbaren Kontaktes mit dem zu falzenden Substrat eine hohe Verschleißbeständigkeit aufweisen muss.
Aus diesem Grund kommen bei aus dem Stand der Technik bekannten Falztrichtern als Trichterspitzen sogenannte Trichternasen zum Einsatz, welche als separates Bauteil gefertigt werden und an den Falztrichter reversibel montiert werden. So ist es möglich, durch Austausch der Trichternase die Geometrie der Trichterspitze an unterschiedliche zu falzende Materialien anpassen zu können, des Weiteren kann bei Verschleiß der Trichterspitze nur die Trichternase getauscht werden, ohne den gesamten Falztrichter austauschen zu müssen.
Derartige Trichternasen weisen im Wesentlichen eine vergleichbare Geometrie wie die Falztrichter auf, das heißt, sie umfassen eine im Wesentlichen dreieckige Deckfläche mit zwei in Transportrichtung X des zu falzenden Substrates spitz zulaufenden Deckflächenkanten, über die das Substrat im Bereich eines auszubildenden Falzes transportiert wird, sowie angrenzend an eine jede der Deckflächenkanten jeweils eine gekrümmte Schenkelfläche. Lediglich für die Ausführung der Spitze gibt es zumeist in Abhängigkeit des zu falzenden Substrats unterschiedliche konstruktive Ausgestaltungen, die aber für die vorliegende Erfindung nicht von Bedeutung sind.
Zur Vermeidung von Reibung und somit auch von Verschleiß weisen die gekrümmten Schenkelflächen eine sehr glatte Oberfläche, teilweise eine spezielle reibmindernde Beschichtung sowie Auslässe zum Austritt von Blasluft auf, welche ein Luftpolster zwischen dem zu falzenden Substrat und der Trichternase bildet.
Bei den aus dem Stand der Technik bekannten Trichterspitzen oder Trichternasen sind unterschiedliche Ausgestaltungen bekannt.
So lehrt die DE 44 35 528 A1 die Deckfläche als getrennt montiertes Blech auszuführen, so dass noch im Bereich der Deckfläche Luft aus einem Spalt zwischen der als Blechteil ausgeführten Deckfläche und den Schenkelflächen austritt.
Die EP 0 945 385 A2 lehrt, die Blasluft über lange Schlitze im Bereich der Deckfläche parallel zu den Deckflächenkanten zuzuführen.
Derartige Ausführungen haben jedoch den Nachteil, dass aufgrund der Umlenkung des Substrates an den Trichterschenkeln und Schenkelflächen die Blasluft nicht in ausreichendem Maße im Bereich der Trichterschenkel und Schenkelflächen zwischen die Trichterschenkel oder Schenkelflächen und das Substrat gelangen kann, was zu Problemen mit Ablegen bei bedruckten zu falzenden Substraten und/oder zu einem höheren Verschleiß eben dieser Flächen und/oder zu Bahnspannungsproblemen führt.
Die DE 100 31 814 A1 lehrt, im Bereich der Trichterschenkel Bohrungen anzubringen, aus denen die Blasluft austreten kann. Bohrungen mit zu kleinem Durchmesser setzen sich jedoch nach relativ kurzer Zeit mit noch nicht vollständig ausgehärteter Druckfarbe, Beschichtungen des zu falzenden Substrates wie beispielsweise Silikon oder mit Papierstaub zu und können in diesem Fall nicht mehr ausreichend Blasluft zuführen.
Die US 5,779,616 offenbart einen Falztrichter sowie eine Trichternase, welche spitz zulaufende gekrümmte Schenkelflächen aufweist, und wobei die der Papierbahn zugewandte Ebene zwischen den Schenkelflächen mit einem gegenüber der zu falzenden Papierbahn zurückversetzten ebenen Abdeckungsblech ausgefüllt ist, und wobei in diesem ebenen Abdeckungsblech Öffnungen zum Zuführen von Blasluft angebracht sind.
Die US 4,321,051 offenbart einen Falztrichter, wobei der Falztrichter aus zwei zueinander symmetrischen Blechteilen aufgebaut ist, wobei die außenliegenden Blechkanten mit einem variablen Radius zur Ausgestaltung der gekrümmten Schenkelflächen gebogen werden, und wobei im Bereich der gekrümmten Schenkelflächen Öffnungen zum Austritt von Blasluft angebracht sind.
Die DE 1 142 878 offenbart einen Falztrichter mit zwei außenliegenden gekrümmten Schenkelflächen, wobei längs der Trichterkanten Blasluftöffnungen angeordnet sind.
Bohrungen mit einem größeren Durchmesser, das heißt mit einem Durchmesser im Bereich weniger bis mehrerer Millimeter sind hierfür zwar weniger anfällig, können aber die Blasluft nur punktuell einblasen, da zwischen den Bohrungen ein relativ großer Abstand herrschen muss, um die gekrümmte Kontur der Schenkelflächen aufrecht erhalten zu können.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Lösung zu schaffen, mit welcher Blasluft in ausreichendem Maße und zuverlässig in den Bereich der Schenkelflächen zugeführt werden kann, ohne hierbei die Kontur der Schenkelflächen wesentlich zu beeinträchtigen.
Diese Aufgabe wird durch eine Trichternase gemäß Anspruch 1 oder einem Falztrichter nach Anspruch 12 gelöst. Nicht ausschließlich, aber vorteilhaft ist dies mit einem Verfahren gemäß Anspruch 13 zu realisieren.
Die erfindungsgemäße Trichternase ist dadurch gekennzeichnet, dass die erste Erstreckung a einen Winkel von 15° bis 75° zur benachbarten Deckflächenkante einschließt.
Durch diese Geometrie ist es möglich, die Kontur der Schenkelfläche insbesondere in Transportrichtung des zu falzenden Substrates nur minimal zu beeinträchtigen, weshalb die Austrittsflächen auch in relativ geringem Abstand zueinander auf einer Schenkelfläche angeordnet werden können und durch diesen Winkelversatz ist aufgrund der nur punktuellen Beeinträchtigung eines Querschnittes der Schenkelfläche senkrecht zur Transportrichtung ein störungsfreies Gleiten des Substrates möglich, was insbesondere beim Falzen bogenförmiger Substrate von Vorteil ist. Somit ist eine Zufuhr hoher Blasluftmengen möglich, was auch in Verbindung mit nur geringen Distanzen bis zur benachbarten Austrittsfläche zu einer geringen Reibung zwischen dem zu falzenden Substrat und der Trichternase führt, woraus eine hohe Produktgüte des zu falzenden Substrates sowie ein geringer Verschleiß resultiert.
Derartige Geometrien waren und sind mit konventionellen Fertigungsmethoden, wenn überhaupt nur sehr aufwändig herzustellen, weshalb zur Herstellung einer erfindungsgemäßen Trichternase ein additives Fertigungsverfahren, auch als 3D-Druckverfahren bekannt, gemäß Anspruch 13 zur Herstellung einer erfindungsgemäßen Trichternase bevorzugt ist.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung schließt die erste Erstreckung a einen Winkel von 30° bis 60° zur benachbarten Deckflächenkante ein.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung liegt die Abmessung der zweiten Erstreckung b in einem Bereich von 0,5 bis 5 Millimeter, insbesondere in einem Bereich von 0,8 bis 1,5 Millimeter. Eine Austrittsfläche mit dieser kleinsten Abmessung neigt zum einen weniger zum Zusetzen mit Druckfarbe und/oder Papierstaub, kann im Bedarfsfalle dennoch leicht gereinigt werden und ermöglicht ferner die Zufuhr einer hohen Menge an Blasluft, ohne jedoch die für die Führung des Substrates erforderliche Geometrie einer Schenkelfläche zu beeinträchtigen.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung liegt das Verhältnis der ersten Erstreckung a zur zweiten Erstreckung b in einem Bereich von 1,5 bis 15, insbesondere in einem Bereich von 2 bis 10. Derartige Austrittsflächen haben eine im Wesentlichen Schlitz-förmige, elliptische oder S-förmige Gestalt und ermöglichen somit einen Austritt hoher Mengen an Blasluft, und dies nicht nur punktuell, sondern über weite Bereiche der hinsichtlich Reibung hoch beanspruchten Schenkelfläche. Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung.
Verschiedene Ausführungsbeispiele der Erfindung werden, ohne hierauf beschränkt zu sein, an Hand der Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigt:

Fig. 1: ein aus dem Stand der Technik bekannter Falztrichter mit Trichternase
Fig. 2: eine bespielhafte Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Trichternase in dreidimensionaler Ansicht
Fig. 3: eine Detailansicht einer auf der Schenkelfläche befindlichen beispielhaften Austrittsfläche
Fig. 4: eine Detailansicht einer auf der Schenkelfläche befindlichen beispielhaften Ausgestaltung einer Austrittsfläche
Fig. 5: eine Detailansicht einer auf der Schenkelfläche befindlichen beispielhaften Ausgestaltung einer Austrittsfläche
Fig. 6: eine Detailansicht einer auf der Schenkelfläche befindlichen beispielhaften Ausgestaltung einer Austrittsfläche mit Steg
Fig. 7: ein Querschnitt durch einen beispielhaft ausgestalteten Blasluftkanal
Fig. 8: ein Querschnitt durch einen beispielhaft ausgestalteten Blasluftkanal

Fig. 1 zeigt einen Falztrichter 10, wie dieser aus dem Stand der Technik bekannt ist. Ein derartiger Falztrichter 10 umfasst ein Trichterblech 11, welche auch als Trichterplatte bezeichnet wird. Dieses Trichterblech 11 weist im Wesentlichen die Form eines Dreiecks, insbesondere eines gleichschenkligen Dreiecks auf, insbesondere dann, wenn das Trichterblech 11 auch die spitz zulaufende Trichterspitze 7 bildet. An den beiden Schenkeln des dreieckigen Trichterbleches 11 sind die sogenannten Trichterschenkel 12 angebracht, welche eine gekrümmte, insbesondere eine Zylindermantel-förmige oder Kegelmantel-förmige Krümmung aufweisen.
Diese Trichterschenkel 12 können in Form eines gebogenen Bleches ausgeführt sein, im einfachsten Fall sind diese die entsprechend gebogenen Randbereiche des Trichterbleches 11. Häufig werden jedoch die Trichterschenkel 12 auch aus Rundmaterial wie Rohre oder kegelförmig bearbeitete Rohre ausgeführt, an welche das Trichterblech 11 befestigt ist.
Ein derartiger Falztrichter 10 dient zum Falzen eines in Transportrichtung X über den Falztrichter 10 laufenden Substrats, welches grundsätzlich sowohl bogenförmig als auch insbesondere bahnförmig ist. Das in Transportrichtung X über den Falztrichter 10 geführte nicht dargestellte Substrat umschließt die Trichterschenkel 12, so dass durch die Trichterspitze 7 ein Falz in Transportrichtung X ausgebildet wird.
Da an die Trichterspitze 7 hohe Anforderungen hinsichtlich der Geometrie gestellt sind, und da die Trichterspitze 7 einem relativ starken Verschleiß ausgesetzt wird, umfassen Falztrichter 10 häufig eine Trichternase 1, welche als separates Bauteil gefertigt werden und an den Falztrichter 10 mittels einer lösbaren und somit reversiblen Verbindung befestigt sind.
Dies ermöglicht die Ausführung der Trichternase 1 aus einem anderen Werkstoff als das Trichterblech 11, die Ausführung einer an das Substrat angepassten Geometrie der Trichterspitze 7 sowie einen Austausch nur der Trichterspitze 7 im Falle übermäßigen Verschleißes.
Fig. 2 zeigt eine derartige Trichternase 1 in dreidimensionaler Darstellung. Die in Fig. 2 gezeigte Geometrie der Trichternase 1 ist rein beispielhaft, da insbesondere die Trichterspitze 7 abhängig vom Substrat ausgestaltet ist.
Die Trichternase 1 umfasst eine Deckfläche 2 mit zwei in Transportrichtung X spitz zulaufenden Deckflächenkanten 3, über die das Substrat im Bereich eines auszubildenden Falzes transportiert wird, sowie angrenzend an eine jede der Deckflächenkanten 3 jeweils eine gekrümmte Schenkelfläche 4, wobei aus jeder Schenkelfläche 4 mindestens ein Blasluftkanal 5 zum Ausströmen von unter Druck zugeführter Blasluft austritt, wobei der Blasluftkanal 5 auf der jeweiligen Schenkelfläche 4 eine Austrittsfläche 6 aufweist. Erfindungsgemäß weist mindestens eine Austrittsfläche 6 eine erste Erstreckung a und eine zweite Erstreckung b auf, wobei die erste Erstreckung a größer als die zweite Erstreckung b ist.
Bei der in Fig. 2 dargestellten beispielhaften Ausgestaltung der Trichternase 1 sind auf der gekrümmten Schenkelfläche 4 fünf Blasluftkanäle 5 mit einer Austrittsfläche 6 dargestellt, wobei diese Anzahl lediglich beispielhaft ist. Die Anzahl der Blasluftkanäle 5 zum Ausströmen von Blasluft kann beliebig gewählt werden und hängt insbesondere von dem zur Deckflächenkante 3 eingeschlossenem Winkel α und dem Längenverhältnis, das heißt dem Verhältnis der ersten Erstreckung a zur zweiten Erstreckung b ab.
Wenngleich in Fig. 2 nur die in Transportrichtung X gesehen auf der rechten Seite angeordnete Schenkelfläche 4 dargestellt ist, so wird hier der Vollständigkeit halber erwähnt, dass die in Transportrichtung X gesehen auf der linken Seite angeordnete Schenkelfläche 4 auch mindestens einen Blasluftkanal 5 mit sich auf der Schenkelfläche 4 abbildender Austrittsfläche 6 aufweist.
In einer bevorzugten Ausgestaltung ist die Trichternase 1 symmetrisch zu einer durch die Trichterspitze 7 verlaufende, senkrecht zur Deckfläche 2 angeordneten, nicht dargestellten Ebene.
Die Blasluftkanäle 5 weisen somit aufgrund des Verhältnisses der ersten Erstreckung a zur zweiten Erstreckung b im Wesentlichen die Form eines Schlitzes auf.
Die Figuren 3, 4 und 5 zeigen unterschiedliche Ausgestaltungen der durch die Blasluftkanäle 5 auf den Schenkelflächen 4 resultierenden Austrittsflächen 6 des Ausschnittes Y der Fig. 2 in vergrößertem Maßstab.
Fig. 3 zeigt eine beispielhaft als Abwicklung der Schenkelfläche 4 ausgestaltete rechteckige Austrittsfläche 6 des Blasluftkanals 5 auf der Schenkelfläche 4, welche eine erste Erstreckung a und eine zweite Erstreckung b aufweist. Die erste Erstreckung a ist hierbei größer als die zweite Erstreckung b, so dass der Blasluftkanal 5 mindestens im Bereich der Schenkelfläche 4 die Form eines Schlitzes aufweist. Die Ecken der Austrittsfläche 6 können abgerundet oder scharfkantig ausgeführt sein.
Die Kanten mit der ersten Erstreckung a und die Kanten der zweiten Erstreckung b sind in dem gezeigten Beispiel jeweils parallel, abhängig vom Krümmungsradius der Schenkelfläche 4 können hierbei auch Abweichungen davon auftreten, so dass die Öffnungsfläche eine Parallelogramm-artige Form haben kann. Die Kante der ersten Erstreckung a schließt hierbei zur Deckflächenkante 3 einen Winkel α ein.
Fig. 4 zeigt eine beispielhaft ausgestaltete Austrittsfläche 6 des Blasluftkanals 5 auf der Schenkelfläche 4 in elliptischer Form, welche eine erste maximale Erstreckung a und eine zweite maximale Erstreckung b aufweist. Die erste Erstreckung a ist hierbei größer als die zweite Erstreckung b, so dass der Blasluftkanal 5 mindestens im Bereich der Schenkelfläche 4 die Form eines Schlitzes mit elliptischem Querschnitt aufweist. Die erste Erstreckung a schließt hierbei zur Deckflächenkante 3 einen Winkel α ein.
Fig. 5 zeigt eine beispielhaft ausgestaltete S-förmige Austrittsfläche 6 des Blasluftkanals 5 auf der Schenkelfläche 4, welche eine erste Erstreckung a und eine zweite Erstreckung b aufweist. Die erste Erstreckung a ist hierbei größer als die zweite Erstreckung b, so dass der Blasluftkanal 5 mindestens im Bereich der Schenkelfläche 4 die Form eines S-förmig gebogenen Schlitzes aufweist. Die Ecken der Austrittsfläche 6 können abgerundet oder scharfkantig ausgeführt sein. Die Kante der ersten Erstreckung a schließt hierbei zur Deckflächenkante 3 einen Winkel α ein.
Die in den Figuren 3 bis 5 gezeigten Ausgestaltungen zeigen nur eine kleine beispielhafte Auswahl an durch die Erfindung abgedeckte Ausgestaltung des Blasluftkanals 5 im Bereich der Schenkelfläche 4, wenngleich allen diesen Ausgestaltungen die nachfolgenden Merkmale gemein sind, weshalb diese zusammengefasst für die Figuren 3 bis 5 beschrieben werden.
Wenngleich nicht in den Figuren 3 bis 5 zeichnerisch dargestellt, so kann der Winkel zwischen einer Kante der ersten Erstreckung a und somit die erste Erstreckung a senkrecht zur benachbarten Deckflächenkante 3 angeordnet sein. In diesem zeichnerisch nicht dargestellten Fall beträgt der Winkel α 90°.
Des Weiteren kann der Winkel α zwischen einer Kante der ersten Erstreckung a und somit der Winkel α zwischen der ersten Erstreckung a senkrecht und der benachbarten Deckflächenkante 3 Null betragen, so dass in diesem zeichnerisch nicht dargestellten Fall eine Kante der ersten Erstreckung a und/oder die erste Erstreckung a parallel zur benachbarten Deckflächenkante 3 sein.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung schließt die erste Erstreckung a einen Winkel α in einem Bereich von 15° bis 75°, insbesondere in einem Bereich von 30° bis 60° zur benachbarten Deckflächenkante 3 ein. Hierbei kann der Winkel α entweder in einer durch die Austrittsfläche 6 aufgespannten Ebene oder auf der Abwicklung der gekrümmten Schenkelfläche 4 definiert sein, da die Unterschiede in der Praxis nur äußerst geringfügig sind.
Die in den Figuren 3 bis 5 dargestellten Blasluftkanäle 5 mit sich auf den Schenkelflächen 4 ergebenden Austrittsflächen 6 weisen eine Breite und somit eine zweite Erstreckung b auf, die in einem Bereich von 0,5 Millimeter bis 5 Millimeter liegt. Gemäß einer weiteren Ausgestaltung liegt die zweite Erstreckung b in einem Bereich von 0,8 Millimeter bis 1,5 Millimeter.
Bei geraden oder S-förmigen Schlitzen ist die zweite Erstreckung b im Wesentlichen über die Länge und somit über die erste Erstreckung a im Wesentlichen gleich, bei Austrittsflächen 6 mit im Wesentlichen elliptischem Querschnitt, wie beispielsweise in Fig. 4 dargestellt, wird hierfür die größte zweite Erstreckung b, welche im Wesentlichen lotrecht zur ersten Erstreckung a steht, herangezogen. Wenngleich nicht zeichnerisch dargestellt, so sind auch Mischformen mit geschwungener elliptischer Austrittsfläche 6 möglich, in derartigen Fällen wird sowohl für die erste Erstreckung a als auch für die zweite Erstreckung der größte jeweilige Wert herangezogen.
Grundsätzlich kann bei Trichternasen 1 mit sehr großen Abmessungen auch ein größerer Wert für die zweite Erstreckung verwendet werden, allerdings darf dieser keinen Wert annehmen oder übersteigen, durch welchen die Form der gekrümmten Schenkelfläche 4 unzulässig stark beeinträchtigt im Sinne von deformiert wird.
Die durch einen Austrittskanal 5 an der Schenkelfläche 4 abgebildete Austrittsfläche 6 weist eine Länge auf, welche durch das Verhältnis der ersten Erstreckung a zur zweiten Erstreckung definiert ist und in einem Bereich von 1,5 bis 15, insbesondere in einem Bereich von 2 bis 10 liegt.
Um jedoch die Kontur der gekrümmten Schenkelfläche 4 insbesondere bei kleinen Krümmungsradien nicht über eine zu große Erstreckung zu unterbrechen, weist in einer Ausgestaltung der Erfindung die Austrittsfläche 6 über die erste Erstreckung a mindestens einen Steg 8 auf. Dieser Steg 8 ragt in die Blasluftöffnung 5 hinein und schließt auf der Außenseite mit der Schenkelfläche 4 ab. Bevorzugt kommen diese Stege 8 bei einem Verhältnis der ersten Erstreckung a zur zweiten Erstreckung b von größer gleich 4 zum Einsatz. Eine mit einem Steg 8 versehene Austrittsfläche 6 ist beispielhaft in Fig. 6 dargestellt. Die Breite des Steges 8 liegt vorzugsweise in einem Bereich von 1 bis 3 Millimeter.
Wie aus Fig. 2 ersichtlich, können auf einer Schenkelfläche 4 eine Mehrzahl von Blasluftkanälen 5 und somit von Austrittsflächen 6 angeordnet sein. Im Falle des Vorhandenseins einer Mehrzahl von Austrittsflächen 6 auf einer Schenkelfläche 4 weisen die Austrittsflächen 6 zueinander einen Abstand von 3 bis 30 Millimeter auf, wobei dieser Abstand auch vergrößert werden kann. Hierzu sei jedoch angemerkt, dass ein geringerer Abstand der Austrittsflächen 6 von Vorteil ist, da damit ein gleichmäßigeres Luftpolster zwischen dem Substrat und der Schenkelfläche 4 sowie zwischen dem Substrat und der Deckfläche 2 erzielt werden kann.
Wenngleich in Fig. 2 nur die Ausführung dargestellt ist, bei welcher eine Mehrzahl von Austrittsflächen 6 in Erstreckung der Deckflächenkante 3 angeordnet und zueinander beabstandet sind, so können die Austrittsflächen 6 sowohl in Erstreckung der Deckflächenkante 3 als auch im Wesentlichen senkrecht und/oder in Richtung der ersten Erstreckung a und/oder der in Richtung der zweiten Erstreckung b entsprechend zueinander beabstandet angeordnet sein.
Zu den Austrittsflächen 6 sei angemerkt, dass diese grundsätzlich jede runde oder polygone Form wie beispielsweise Dreiecke, Fünfecke oder dergleichen annehmen können. Besonders bevorzugt ist jedoch die Ausgestaltung, bei der die erste Erstreckung a größer als die zweite Erstreckung b ist.
Auch wenn in Fig. 2 nur eine beispielhafte Ausgestaltung dargestellt ist, bei welcher die auf einer Schenkelfläche 4 angeordneten Austrittsflächen 6 dieselbe Form, Größe und denselben Abstand zueinander aufweisen, so können auf einer Schenkelfläche 4 auch eine Mehrzahl von Austrittsflächen 6 angeordnet sein, die sich hinsichtlich mindestens einer Erstreckung a oder b und/oder hinsichtlich der Form der Austrittsfläche 6 voneinander unterscheiden und/oder hinsichtlich des Abstandes zur Deckflächenkante 3 und/oder zueinander unterschiedliche Abstände aufweisen.
Fig. 7 zeigt eine schematische Darstellung der Ansicht des Schnittes A - A aus Fig. 3. Diese Abbildung zeigt einen Ausschnitt aus einem Schnitt durch die Trichternase 1 im Bereich eines Blasluftkanals 5. Die Blasluft ist über einen in die Trichternase 1 integrierte Luftzuführbohrung 9 dem mindestens einen Blasluftkanal 5 einer Schenkelfläche 4 zuführbar und strömt über die Luftzuführbohrung 9 in den mindestens einen Blasluftkanal 5. Der Blasluftkanal 5 tritt an der Schenkelfläche 4 heraus und bildet dort die Austrittsfläche 6, durch welche die zugeführte Blasluft austreten kann, um ein Luftpolster zwischen den Außenflächen der Trichternase 1 und dem nicht dargestellten Substrat zu bilden.
Der Blasluftkanal 5 weist im Inneren der Trichternase 1 und somit beabstandet von der Schenkelfläche 4 eine Querschnittsfläche bzw. einen Querschnitt auf, welcher größer als die Fläche der auf der Schenkelfläche 4 resultierenden Austrittsfläche 6 ist. Dies kann dadurch bewirkt werden, dass der Blasluftkanal 5 zumindest partiell eine im Wesentlichen konischen oder pyramidenförmige beziehungsweise Pyramidenstumpf-förmige Form aufweist, so dass sich der Querschnitt mit zunehmendem Abstand von der Schenkelfläche 4 vergrößert.
Eine derartige Konfiguration ist dahingehend von Vorteil, da somit einerseits durch eine geringe zweite Erstreckung b die Schenkelfläche 4 nur geringfügig unterbrochen ist und durch den größeren Querschnitt des Blasluftkanals 5 im Inneren der Trichternase 1 die Strömungsgeschwindigkeiten verringert und vorzugsweise im Bereich einer laminaren Strömung gehalten werden können, um somit die Strömungsverluste zu minimieren.
Aufgrund der in Fig. 7 beispielhaft dargestellten symmetrischen Ausgestaltung des Blasluftkanals 5 ist dieser derart ausgestaltet, dass die aus der Austrittsfläche 6 austretende Blasluft im Wesentlichen senkrecht zur Schenkelfläche 4 austritt. Selbiges lässt sich beispielsweise auch durch die Ausgestaltung paralleler Wandungen des Blasluftkanals 5, welche im Wesentlichen senkrecht zur Schenkelfläche 4 stehen, erzielen.
Fig. 8 zeigt eine weitere beispielhafte Ausgestaltung eines Blasluftkanals 5 bei welcher die Wandungen in einem Winkel zur Schenkelfläche 4 austreten. Durch eine derartige Ausgestaltung kann erreicht werden, dass die Blasluft in einem spitzen Winkel zur Schenkelfläche 4 austritt.
Hierbei versteht sich es sich von selbst, dass die Wandungen mindestens eines Blasluftkanals 5 in räumlicher Anordnung und somit auch in der Orientierung so gestaltet werden können, dass sowohl der Austrittswinkel als auch die Austrittsrichtung entsprechend den geometrischen und strömungstechnischen Gegebenheiten so angepasst werden kann, dass die aus dem Blasluftkanal 5 austretende Blasluft beispielsweise in oder entgegen der Transportrichtung X oder in einem beliebigen Winkel dazu aus der Austrittsfläche 6 austritt.
Um eine hohe mechanische Festigkeit und eine hohe Verschleißfestigkeit zu erzielen, ist die Trichternase 1 beispielsweise aus einer Nickelbasislegierung, aus einem Werkzeugstahl oder aus einem martensitischem Stahl oder aus einem keramischen Werkstoff oder einer Aneinanderordnung verschiedener Werkstoffe hergestellt. Zusätzlich ist es möglich, die Trichternase 1 mit entsprechenden reibungsmindernden und/oder verschleißbeständigen Beschichtungen zu beschichten.
Aufgrund der komplexen Geometrie wird die Trichternase 1 vorzugsweise mittels einem additiven Fertigungsverfahren, welche aus als 3D-Druck bekannt sind, hergestellt, da sich mit diesem Herstellungsverfahren nahezu jede beliebige Geometrie herstellen lässt und eine hohe Vielfalt an unterschiedlichen Materialien bietet.

Bezugszeichenliste

1: Trichternase
2: Deckfläche
3: Deckflächenkante
4: Schenkelfläche
5: Blasluftkanal
6: Austrittsfläche
7: Trichterspitze
8: Steg
9: Luftzuführbohrung
10: Falztrichter
11: Trichterblech
12: Trichterschenkel

a: erste Erstreckung
b: zweite Erstreckung
X: Transportrichtung
α: Winkel

Claims

Trichternase (1) für einen Falztrichter (10) zum Falzen eines in Transportrichtung X laufenden Substrates, umfassend eine Deckfläche (2) mit zwei in Transportrichtung X spitz zulaufenden Deckflächenkanten (3), über die das Substrat im Bereich eines auszubildenden Falzes transportiert wird, sowie angrenzend an eine jede der Deckflächenkanten (3) jeweils eine gekrümmte Schenkelfläche (4), wobei aus jeder Schenkelfläche (4) mindestens ein Blasluftkanal (5) zum Ausströmen von unter Druck zugeführter Blasluft austritt, wobei der Blasluftkanal (5) auf der jeweiligen Schenkelfläche (4) eine Austrittsfläche (6) aufweist , wobei mindestens eine Austrittsfläche (6) eine erste Erstreckung a und eine zweite Erstreckung b aufweist, wobei die erste Erstreckung a größer als die zweite Erstreckung b ist, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Erstreckung a einen Winkel von 15° bis 75° zur benachbarten Deckflächenkante (3) einschließt.
Trichternase (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Erstreckung a in einem Winkel von 30 bis 60° zur benachbarten Deckflächenkante (3) einschließt.
Trichternase (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Erstreckung b in einem Bereich von 0,5 Millimeter bis 5 Millimeter liegt.
Trichternase (1) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Erstreckung a in einem Bereich von 0,8 Millimeter bis 1,5 Millimeter liegt.
Trichternase (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Verhältnis von erster Erstreckung a zur zweiten Erstreckung b in einem Bereich von 1,5 bis 15, insbesondere in einem Bereich von 2 bis 10 liegt.
Trichternase (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Austrittsfläche (6) über die erste Erstreckung a mindestens einen Steg (8) aufweist.
Trichternase (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass im Falle des Vorhandenseins einer Mehrzahl von Austrittsflächen (6) auf einer Schenkelfläche (4) die Austrittsflächen (6) zueinander einen Abstand von 3 bis 30 Millimeter aufweisen.
Trichternase (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Blasluftkanal (5) im Inneren der Trichternase (1) und somit von der Schenkelfläche (4) beabstandet eine Querschnittsfläche aufweist, welche größer als die Fläche der auf der Schenkelfläche (4) resultierenden Austrittsfläche (6) ist.
Trichternase (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Blasluftkanal (5) derart ausgestaltet ist, dass die aus der Austrittsfläche (6) austretende Blasluft im Wesentlichen senkrecht oder in einem spitzen Winkel zur Schenkelfläche (4) austritt.
Trichternase (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Blasluftkanal (5) derart ausgestaltet ist, dass die aus der Austrittsfläche (6) austretende Blasluft in oder entgegen der Transportrichtung X austritt.
Trichternase (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Trichternase (1) aus einer Nickelbasislegierung oder aus einem Werkzeugstahl oder aus einem martensitischen Stahl oder aus einem keramischen Werkstoff besteht.
Falztrichter (7) für eine Substrat-verarbeitende Maschine, dadurch gekennzeichnet, dass der Falztrichter (10) eine Trichternase (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 11 umfasst.
Verfahren zur Herstellung einer Trichternase (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Trichternase (1) mittels einem additiven Fertigungsverfahren hergestellt wird.