WO1998037005A1 - Verfahren und vorrichtung zum falzen von blattstapeln - Google Patents

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WO1998037005A1
WO1998037005A1 PCT/EP1998/000771 EP9800771W WO9837005A1 WO 1998037005 A1 WO1998037005 A1 WO 1998037005A1 EP 9800771 W EP9800771 W EP 9800771W WO 9837005 A1 WO9837005 A1 WO 9837005A1
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folding
stack
sheets
speed
movement
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PCT/EP1998/000771
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Inventor
Helmut Jörg
Walter Okelmann
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Böwe Systec AG
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Priority to JP53622598A priority patent/JP3269633B2/ja
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65H—HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL, e.g. SHEETS, WEBS, CABLES
    • B65H45/00—Folding thin material
    • B65H45/12—Folding articles or webs with application of pressure to define or form crease lines
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65H—HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL, e.g. SHEETS, WEBS, CABLES
    • B65H2513/00—Dynamic entities; Timing aspects
    • B65H2513/10—Speed
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65H—HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL, e.g. SHEETS, WEBS, CABLES
    • B65H2515/00—Physical entities not provided for in groups B65H2511/00 or B65H2513/00
    • B65H2515/30—Forces; Stresses

Definitions

  • the present invention relates to methods and devices for folding stacks of sheets using folding equipment used, for example, in a paper handling system.
  • Paper handling systems are mainly used by large companies, banks, insurance companies, service companies, etc. At these companies, the paper handling systems are used to process large quantities of paper, such as invoices, reminders, bank statements, insurance policies or checks. In order to obtain a corresponding compilation of various necessary papers at the end of the paper handling system, it is necessary that the paper handling system correctly processes the different papers after they have been printed. This processing takes place at successive stations of the paper handling system and includes, for example, the separation, sorting, collection, folding and stapling of the various papers as well as a subsequent enveloping of the compiled product and franking of the finished letter, so that letters ready for dispatch are issued at the exit of the paper handling system.
  • the present invention relates to methods and devices for folding stacks of sheets which can be used, for example, in paper handling systems of the type described above.
  • stacks of sheets are put together for each letter, which can have a different number of sheets.
  • the term stack of sheets is intended to include both a single sheet and a plurality of sheets.
  • a sheet of paper has a different willingness to fold, ie a different folding resistance.
  • the folding resistance of a sheet stack is thus defined by the willingness to fold of the individual sheets forming the sheet stack and the number of sheets forming the stack.
  • This folding resistance of a stack of sheets means that folding can only take place at a speed which is matched to one of the above-mentioned parameters, namely fiber length, type of fiber, basis weight, thickness and number of sheets folded at once.
  • DE 4446206 AI describes a device for preparing items or the like consisting of different numbers of pages for inserting.
  • the known device has a device for following transport of individual pages of items to be prepared and means for separating the pages of a respective item to be prepared from the pages of the subsequent item and for summarizing pages each associated with a item to be prepared.
  • the device also has a limit counter for counting the pages of the mail item to be prepared. As long as the number of pages for a mail item counted by the limit value counter is below a limit value, the mail item is folded by means of a folding device arranged in the transport path of the mail items.
  • DE 39 34 623 AI discloses a device for determining the folding force of single-layer or multi-layer paper samples to be folded of different thicknesses, the device for measuring the paper height and the compressibility can be used during folding.
  • DE 31 20 526 AI discloses a folding device in which the belt speed of a feed belt and the number of cycles of the folding machine depending on parameters of the paper, such as. B. the format length, format width, paper properties, weighting factors, etc., can be determined by a computing unit.
  • the parameters are entered into a computer via an input device, and the computer outputs e.g. B. from the belt speed and the number of cycles, which are converted into analogue manipulated variables.
  • the underlying invention the task of creating a method for folding a plurality of temporally successive sheet stacks, which enables optimized control of the folding speed of the folding system.
  • the present invention provides a method for folding stacks of sheets, which may consist of one or more sheets, the sheets being able to have a different folding resistance, by means of a successive, cyclical feeding, which has movement phases and movement pauses, of a plurality of stack of sheets to a folding installation , wherein in the method a stack folding resistance for a respective stack of sheets is determined from at least the number and / or the folding resistance of the individual sheets forming a stack of sheets, and then a respective stack of sheets is folded, the folding speed of the folding system for folding the sheet stack is controlled depending on the stack folding resistance determined for this sheet stack, the control of the folding speed of the folding system being carried out during breaks in the movement of the cyclical feed, in such a way that in the case of a folding speed reducer For the folding of the next stack of sheets to be folded, the movement pause is extended if the required reduction in folding speed is not achieved during the normal movement pause of the cyclical feed, and that in the event of an increase in the folding speed for the folding of
  • the present invention provides variable adjustment of the folding speed based on the respective stacks -Folding resistances of the individual sheet stacks. This enables, for example, systems with smaller drives to be realized, since the folding speed of the system can be automatically reduced for folding stacks with a higher folding resistance, for example thicker stacks.
  • the method according to the invention and the device according to the invention thus enable the realization of folding systems which have drives of smaller dimensions. Alternatively, they enable increased throughput with the same dimensioning of the drives.
  • the present invention also provides a device for folding sheet stacks, which may consist of one or more sheets, the sheets having a different folding resistance, the device comprising a folding system with controllable folding speed, a device for successive, cyclical feeding, the movement phases and having breaks in movement, a plurality of sheet stacks to the folding unit, a device for determining a stacking folding resistance of the sheet stacks which are fed to the folding unit, and a unit for controlling the folding speed of the folding unit depending on the respectively determined stacking folding resistance of a sheet stack for the folding of this stack of sheets, in each case between the folding of two stacks, such that in the event of a reduction in the folding speed for the folding of the next stack of sheets to be folded, the pause in movement is extended if during the normal reduction in movement of the cyclical feed the required reduction in folding speed is not achieved, and that in the event of an increase in folding speed for the folding of the next one Depending on the time required, the stack of sheets is either extended if the required increase in folding speed is not achieved during the
  • the device for feeding a plurality of stacks of sheets to the folding system in chronological order can be, for example, the transport and collating web of a paper handling system.
  • the folding system represents a processing station of the paper handling system.
  • an optimal folding speed of the folding system for this sheet stack is determined on the basis of the stack folding resistance of a respective sheet stack by means of comparison tables. The folding speed of the folding system is then controlled to this optimal folding speed.
  • the present invention provides a speed optimization when folding sheet stacks with different folding resistance, taking into account the boundary conditions, in that the mass moment of inertia of the driven folder parts cannot be reduced arbitrarily for reasons of strength and the dynamics of the drive system cannot be increased arbitrarily for technical as well as cost reasons .
  • the present invention can be implemented with any known folding systems.
  • the folding unit is preferably equipped with folding rollers which have a polyurethane foam coating (vulcanized cell coating), for example on a steel core.
  • a polyurethane foam coating vulcanized cell coating
  • a very high dynamic range can thus be achieved with known three-phase motors which have already been used in folding units and which are operated via commercially available frequency converters.
  • a paper handling system paper stacks are processed at various stations.
  • a station of a paper handling system is, for example, a folding system.
  • the different stations are connected to one another by a transport device, the stacks being moved between the processing stations by means of the transport device.
  • the present invention now provides a method and a device for automatically adapting the processing speed of the folding system as a function of the folding resistance of the individual stacks of sheets to be folded.
  • the paper handling system can, for example, work in cycles, with movement phases and movement pauses following one another cyclically.
  • stacks of sheets are formed by stacking sheets at collection and transfer points and insert stations.
  • a control device of the paper handling system determines the stack folding resistance of the respective sheet stacks that are fed to the folding unit. To determine the folding resistance, information relating to characteristic data of the sheet, for example the weight per unit area, is supplied to the control device, for example, for each sheet fed to the paper handling system. In the same way, you can start processing characteristics of all jobs of the control device fed to the paper handling system during this job.
  • the number of sheets of the respective stacks transported by the paper handling system can be determined by the control device from the information provided for each sheet fed to the paper handling system. Alternatively, the number of sheets of a respective stack can be detected by means of optical detection devices. Such detection by means of optical detection devices can be used advantageously, for example, if the sheets used during a job have the same characteristic data.
  • the control device also has knowledge of the type of folding used, which is defined by the folding unit that is installed in the paper handling system. Optionally, this type of fold can be entered before processing a job.
  • the control device uses the characteristic data of the sheets, for example the basis weight, and the number of sheets to determine the willingness to fold, i.e. the folding resistance of a respective sheet stack.
  • the optimal speed of the folding unit can now be found, for example, using comparison tables, based on the willingness to fold and taking into account the type of fold used.
  • control device can determine the readiness to fold of the respective sheet stacks only on the basis of the number of sheets if sheets with identical characteristic data are used, or on the basis of the characteristic data of the sheets when determining stacks of the same number of sheets are used.
  • the speed adjustment of the folder can only be made between two paper runs.
  • the individual stacks of sheets are fed to the folding unit in succession, for example in cycles, by means of a transport device.
  • the control of the folding Speed can only be achieved between folding two stacks. If the feed is not cyclical, it may be necessary to control the transport speed of the transport device in order to ensure that the folding speed of the folding system is always controlled to the folding speed for the next stack reaching the system before the stack reaches the folding system.
  • the sheet stacks on the paper handling system are preferably moved cyclically, ie in cycles.
  • the control of the folding speed of the folding system takes place preferably during dead times, ie pauses in movement, of the cyclical feed.
  • the first variant relates to the throughput time with speed adjustment only in the dead time, while the second variant is directed to the throughput time with a speed adjustment until the optimal speed is reached. In this exemplary embodiment, the control is then carried out according to the variant with the shorter throughput time.
  • control device already has knowledge of the data of several consecutive stacks at an early stage, it may be useful to optimize the speed adjustment of the folding drive according to the present invention using all known data based on a calculation presented. Is the follower of the folder in the paper handling system If it is not always ready for take-up, it is also advantageous to use the necessary waiting times of the folding unit until the follower is ready for take-up to adjust the speed for the next stack to be folded.
  • the present invention thus enables each individual good to be folded, for example a single sheet or a stack of several sheets, to be folded with the maximum speed possible for the respective good. Losses in cycle power, as they occur in known methods, are thereby avoided. Furthermore, the present invention makes it possible to use smaller-sized drives, since the drive does not have to be designed for the folded material with the highest folding resistance, since the speed is automatically reduced when folding such a folded material, whereupon the speed is automatically increased again if subsequent a folded material with a lower folding resistance is to be folded.

Landscapes

  • Folding Of Thin Sheet-Like Materials, Special Discharging Devices, And Others (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)

Abstract

Bei einem Verfahren zum Falzen von Blattstapeln, die aus einem oder mehreren Blättern bestehen können, wobei die Blätter einen unterschiedlichen Falzwiderstand aufweisen können, durch ein zeitlich aufeinanderfolgendes, zyklisches Zuführen, das Bewegungsphasen und Bewegungspausen aufweist, einer Mehrzahl von Blattstapeln zu einer Falzanlage wird zunächst ein Stapel-Falzwiderstand für einen jeweiligen Blattstapel aus zumindest der Anzahl und/oder dem Falzwiderstand der einzelnen, einen Blattstapel bildenden Blätter ermittelt. Dann wird der jeweilige Blattstapel gefalzt, wobei zum Falzen des Blattstapels die Falzgeschwindigkeit der Falzanlage abhängig von dem für diesen Blattstapel ermittelten Stappel-Falzwiderstand gesteuert wird, wobei die Steuerung der Falzgeschwindigkeit der Falzanlage jeweils während Bewegungspausen der zyklischen Zuführung durchgeführt wird. Im Fall einer Falzgeschwindigkeitsverringerung wird für das Falzen des nächsten zu falzenden Blattstapels die Bewegungspause verlängert, wenn während der normalen Bewegungspause der zyklischen Zuführung die erforderliche Falzgeschwindigkeitsverringerung nicht erreicht wird. Und im Fall einer Falzgeschwindigkeitserhöhung wird für das Falzen des nächsten zu falzenden Blattstapels abhängig vom Zeitbedarf entweder die Bewegungspause verlängert, wenn während der normalen Bewegungspause der zyklichen Zuführung die erforderliche Falzgeschwindigkeitserhöhung nicht erreicht wird, oder die Bewegungspause nicht verlängert, obwohl die erforderliche Falzgeschwindigkeitserhöhung während der normalen Bewegungspause nicht erreicht wird.

Description

Verfahren und Vorrichtung zum Falzen von Blattstapeln
Beschreibung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Verfahren und Vorrichtungen zum Falzen von Blattstapeln unter Verwendung von Falzanlagen, die beispielsweise in einem Papierhandhabungssystem verwendet sind.
Papierhandhabungssysteme werden hauptsächlich von großen Unternehmen, Banken, Versicherungsgesellschaften, Dienstlei- stungsunternehmen usw. verwendet. Bei diesen Unternehmen dienen die Papierhandhabungssysteme zur Verarbeitung von großen Mengen Papier, beispielsweise Rechnungen, Mahnungen, Kontoauszügen, Versicherungspolicen oder Schecks. Um am Ende des Papierhandhabungssystems eine entsprechende Zusammenstellung verschiedener notwendiger Papiere zu erhalten, ist es notwendig, daß das Papierhandhabungssystem die verschiedenen Papiere nach deren Druck richtig verarbeitet. Diese Verarbeitung erfolgt an aufeinanderfolgenden Stationen des Papierhandhabungssystems und umfaßt beispielsweise die Trennung, Sortierung, Sammlung, Falzung und Heftung der verschiedenen Papiere sowie eine darauffolgende Kuvertierung des zusammengestellten Füllguts, sowie eine Frankierung des fertigen Briefes, so daß am Ausgang des Papierhandhabungssystem versandfertige Briefe ausgegeben werden.
Die vorliegende Erfindung betrifft Verfahren und Vorrichtungen zum Falzen von Blattstapeln, die beispielsweise in Papierhandhabungssystemen der oben beschriebenen Art verwendet werden können. Bei solchen Papierhandhabungssystemen werden für jeweilige Briefe Blattstapel zusammengestellt, die eine unterschiedliche Anzahl von Blättern aufweisen können. Der Ausdruck Blattstapel, wie er hierin verwendet wird, soll sowohl ein einzelnes Blatt als auch eine Mehrzahl von Blättern umfassen. Ein Blatt Papier weist je nach Faserläge, Faserart, Flächengewicht, Dicke usw. eine unterschiedliche Falzwilligkeit, d.h. einen unterschiedlichen Falzwiderstand, auf. Der Falzwiderstand eines Blattstapels ist somit durch die Falzwilligkeit der einzelnen den Blattstapel bildenden Blätter sowie die Anzahl der den Stapel bildenden Blätter definiert. Dieser Falzwiderstand eines Blattstapels bedeutet, daß nur mit einer Geschwindigkeit gefalzt werden kann, die auf eine der oben genannten Kenngrößen, nämlich Faserläge, Faserart, Flächengewicht, Dicke sowie Anzahl der auf einmal gefalzten Blätter, abgestimmt ist.
Soll bei bekannten Anlagen Papier mit unterschiedlicher Falzwilligkeit, d.h. unterschiedlichem Falzwiderstand, verarbeitet werden, so muß die Falzgeschwindigkeit so gewählt werden, daß auch das Gut mit geringster Falzwilligkeit, d.h. höchstem Falzwiderstand, noch verarbeitet werden kann. Dies bedeutet, daß stets die langsamste notwendige Geschwindigkeit gefahren werden muß, was selbstverständlich zu Taktleistungsverlusten führt. Heutige Falzwerke besitzen deshalb häufig einen Einstellmechanismus mechanischer oder elektrischer Art, mit dem die Geschwindigkeit durch den Bediener einer Anlage vor einem Job eingestellt wird. Der Ausdruck Job bezieht sich hierbei auf einen Produktionszyklus, in dem eine Vielzahl von Blattstapeln, die unterschiedliche Falzwilligkeiten aufweisen können, gefalzt werden.
Werden jedoch bei einem Job, bei dem Papier mit identischen Kennwerten verarbeitet wird, vor dem Falzen Blätter in wechselnder Anzahl gesammelt, so muß auch bei der oben genannten Bedienereinstellung für einen Job die langsamste notwendige Geschwindigkeit für den gesamten Job eingestellt werden, was wiederum zu Taktleistungsverlusten führt.
Die DE 4446206 AI beschreibt eine Vorrichtung zum Vorbereiten von aus unterschiedlichen Anzahlen von Seiten bestehenden Sendungen oder dergleichen auf das Kuvertieren. Die bekannte Vorrichtung weist eine Vorrichtung zum aufeinander- folgenden Transport von einzelnen Seiten vorzubereitender Sendungen und Mittel zur Trennung der Seiten einer jeweils vorzubereitenden Sendung von den Seiten der nachfolgenden Sendung und zum Zusammenfassen von jeweils einer vorzubereitenden Sendung zugeordneten Seiten auf. Die Vorrichtung weist ferner einen Grenzwertzähler zum Zählen der Seiten der jeweils vorzubereitenden Sendung auf. Solange die durch den Grenzwertzähler gezählte Anzahl von Seiten für eine Sendung unterhalb eines Grenzwerts liegt, wird die Sendung mittels einer im Transportweg der Sendungen angeordneten Falzeinrichtung gefalzt. Ist die durch den Grenzwertzähler erfaßte Anzahl von Seiten für eine Sendung jedoch gleich oder oberhalb des Grenzwertes, so wird die Sendung nicht gefalzt, sondern ungefalzt weitertransportiert. Die in der DE 4446206 AI beschriebene Vorrichtung liefert jedoch keine Lösung für das oben beschriebene Problem, da bei einem abzuarbeitenden Job die Falzgeschwindigkeit noch auf die größte noch zu verarbeitende Stapelhöhe eingestellt werden muß. Ferner werden Sendungen, deren Blattzahl einen vorbestimmten Grenzwert überschreitet, gar nicht gefalzt.
Die DE 39 34 623 AI offenbart eine Vorrichtung zum Bestimmen der Falzkraft von einlagigen oder mehrlagigen zu falzenden Papierproben unterschiedlicher Dicke, wobei die Vorrichtung zum Messen der Papierhöhe und der Zusam endrückbarkeit beim Falzen verwendet werden kann.
Die DE 31 20 526 AI offenbart eine Falzvorrichtung, bei der die Bandgeschwindigkeit eines Zuführbandes und die Taktzahl der Falzmaschine abhängig von Parametern des Papiers, wie z. B. der Formatlänge, der Formatbreite, der Papiereigenschaften, von Wichtungsfaktoren etc. , von einer Recheneinheit bestimmt werden. Die Parameter werden über eine Eingabeeinrichtung in einen Rechner eingegeben, und der Rechner gibt z. B. die Bandgeschwindigkeit und die Taktzahl aus, die in analoge Stellgrößen umgewandelt werden.
Ausgehend von dem genannten Stand der Technik liegt der vor- liegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Falzen von einer Mehrzahl von zeitlich aufeinanderfolgenden Blattstapeln zu schaffen, das eine optimierte Steuerung der Falzgeschwindigkeit der Falzanlage ermöglicht.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren gemäß Anspruch 1 sowie eine Vorrichtung gemäß Anspruch 10 gelöst.
Die vorliegende Erfindung schafft ein Verfahren zum Falzen von Blattstapeln, die aus einem oder mehreren Blättern bestehen können, wobei die Blätter einen unterschiedlichen Falzwiderstand aufweisen können, durch ein zeitlich aufeinanderfolgendes, zyklisches Zuführen, das Bewegungsphasen und Bewegungspausen aufweist, einer Mehrzahl von Blattstapeln zu einer Falzanlage, wobei bei dem Verfahren zunächst ein Stapel-Falzwiderstand für einen jeweiligen Blattstapel aus zumindest der Anzahl und/oder dem Falzwiderstand der einzelnen, einen Blattstapel bildenden Blätter ermittelt wird, und dann ein jeweiliger Blattstapel gefalzt wird, wobei zum Falzen des Blattstapels die Falzgeschwindigkeit der Falzanlage abhängig von dem für diesen Blattstapel ermittelten Stapel-Falzwiderstand gesteuert wird, wobei die Steuerung der Falzgeschwindigkeit der Falzanlage jeweils während Bewegungspausen der zyklischen Zuführung durchgeführt wird, derart, daß im Fall einer Falzgeschwindigkeitsverringerung für das Falzen des nächsten zu falzenden Blattstapels die Bewegungspause verlängert wird, wenn während der normalen Bewegungspause der zyklischen Zuführung die erforderliche Falzgeschwindigkeitsverringerung nicht erreicht wird, und daß im Fall einer Falzgeschwindigkeitserhöhung für das Falzen des nächsten zu falzenden Blattstapels abhängig vom Zeitbedarf entweder die Bewegungspause verlängert wird, wenn während der normalen Bewegungspause der zyklischen Zuführung die erforderliche Falzgeschwindigkeitserhöhung nicht erreicht wird, oder die Bewegungspause nicht verlängert wird, obwohl die erforderliche Falzgeschwindigkeitserhöhung während der normalen Bewegungspause nicht erreicht wird. Im Gegensatz zum Stand der Technik, bei dem Stapel innerhalb eines Jobs mit der für den Stapel mit dem höchsten Falzwiderstand erforderlichen Geschwindigkeit oder einer für einen derartigen Stapel erforderlichen Leistung gefalzt werden, liefert die vorliegende Erfindung eine variable Einstellung der Falzgeschwindigkeit auf der Basis der jeweiligen Stapel-Falzwiderstände der einzelnen Blattstapel. Dadurch können beispielsweise Anlagen mit kleiner dimensionierten Antrieben realisiert werden, da zum Falzen von Stapeln mit höherem Falzwiderstand, beispielsweise dickeren Stapeln, die Falzgeschwindigkeit der Anlage automatisch abgesenkt werden kann. Das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Vorrichtung ermöglichen somit die Realisierung von Falzanlagen, die kleiner dimensionierte Antriebe aufweisen. Alternativ ermöglichen dieselben bei gleicher Dimensionierung der Antriebe einen erhöhten Durchsatz.
Die vorliegende Erfindung schafft ferner eine Vorrichtung zum Falzen von Blattstapeln, die aus einem oder mehreren Blättern bestehen können, wobei die Blätter einen unterschiedlichen Falzwiderstand aufweisen können, wobei die Vorrichtung eine Falzanlage mit steuerbarer Falzgeschwindigkeit, eine Einrichtung zum zeitlichen aufeinanderfolgenden, zyklischen Zuführen, das Bewegungsphasen und Bewegungspausen aufweist, einer Mehrzahl von Blattstapeln zu der Falzanlage, eine Einrichtung zum Ermitteln eines Stapel- Falzwiderstandes der Blattstapel, die der Falzanlage zugeführt werden, und eine Einrichtung aufweist, zum Steuern der Falzgeschwindigkeit der Falzanlage abhängig von dem jeweiligen ermittelten Stapel-Falzwiderstand eines Blattstapels für das Falzen dieses Blattstapels, jeweils zwischen dem Falzen zweier Stapel, derart, daß im Fall einer Falzgeschwindigkeitsverringerung für das Falzen des nächsten zu falzenden Blattstapels die Bewegungspause verlängert wird, wenn während der normalen Bewegungspause der zyklischen Zuführung die erforderliche Falzgeschwindigkeitsverringerung nicht erreicht wird, und daß im Fall einer Falzgeschwindigkeitserhöhung für das Falzen des nächsten zu falzenden Blattstapels abhängig vom Zeitbedarf entweder die Bewegungspause verlängert wird, wenn während der normalen Bewegungspause der zyklischen Zuführung die erforderliche Falzgeschwindigkeitserhöhung nicht erreicht wird, oder die Bewegungspause nicht verlängert wird, obwohl die erforderliche Falzgeschwindigkeitserhöhung während der normalen Bewegungspause nicht erreicht wird.
Die Einrichtung zum zeitlich aufeinanderfolgenden Zuführen einer Mehrzahl von Blattstapeln zu der Falzanlage kann beispielsweise die Transport- und Zusammentrag-Bahn eines Pa- pierhandhabungssystems sein. In diesem Fall stellt die Falzanlage eine Verarbeitungsstation des Papierhandhabungssystems dar.
Gemäß bevorzugten Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung wird auf der Basis des Stapel-Falzwiderstands eines jeweiligen Blattstapels mittels Vergleichstabellen eine optimale Falzgeschwindigkeit der Falzanlage für diesen Blattstapel ermittelt. Nachfolgend wird die Falzgeschwindigkeit der Falzanlage auf diese optimale Falzgeschwindigkeit gesteuert.
Die vorliegende Erfindung schafft eine Geschwindigkeitsoptimierung beim Falzen von Blattstapeln mit unterschiedlichem Falzwiderstand unter Berücksichtigung der Randbedingungen, dahingehend, daß das Massenträgheitsmoment der angetriebenen Falzwerkteile aus Festigkeitsgründen nicht beliebig verringert werden kann und die Dynamik des Antriebssystems sowohl aus technischen als auch aus Kostengründen nicht beliebig erhöht werden kann.
Die vorliegende Erfindung ist mit beliebigen bekannten Falzanlagen realisierbar. Dabei ist das Falzwerk vorzugsweise mit Falzwalzen ausgerüstet, die eine Polyurethanschaum-Beschichtung (Vulkozellbeschichtung) beispielsweise auf einem Stahlkern aufweisen. Dadurch ist eine Verringerung des Massenträgheitsmoments des Falzwerks auf ca. 15% gegenüber ge- bräuchlichen Stahlwalzen möglich. Mit bekannten, bereits bisher in Falzwerken eingesetzten Drehstrommotoren, die über handelsübliche Frequenzumrichter betrieben werden, kann somit eine sehr hohe Dynamik erzielt werden.
Bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend bezugnehmend auf eine Falzanlage, die Bestandteil eines Papierhandhabungssystems, beispielsweise einer Kuvertieranlage, ist, erläutert. Es ist jedoch offensichtlich, daß die vorliegende Erfindung auch auf andere Verarbeitungsanlagen, bei denen Blattstapel mit unterschiedlichem Falzwiderstand gefalzt werden, anwendbar ist.
Bei einem Papierhandhabungssystem wird an verschiedenen Stationen eine Verarbeitung von Papierstapeln durchgeführt. Eine derartige Station eines Papierhandhabungssystem ist beispielsweise eine Falzanlage. Die unterschiedlichen Stationen sind durch eine Transporteinrichtung miteinander verbunden, wobei die Stapel mittels der Transporteinrichtung zwischen den Verarbeitungsstationen bewegt werden. Die vorliegende Erfindung schafft nun ein Verfahren und eine Vorrichtung, um die Verarbeitungsgeschwindigkeit der Falzanlage in Abhängigkeit von dem Falzwiderstand der einzelnen zu falzenden Blattstapel automatisch anzupassen. Das Papierhandhabungssystem kann beispielsweise taktweise arbeiten, wobei zyklisch Bewegungsphasen und Bewegungspausen aufeinanderfolgen. Bei einem solchen Papierhandhabungssystem werden Blattstapel durch das Stapeln von Blättern an Sammel- und Übergabe-Stellen sowie Beilagestationen gebildet.
Eine Steuerungseinrichtung des Papierhandhabungssystems ermittelt den Stapel-Falzwiderstand jeweiliger Blattstapel, die dem Falzwerk zugeführt werden. Für die Ermittlung des Falzwiderstands werden beispielsweise für jedes dem Papierhandhabungssystem zugeführte Blatt Informationen bezüglich Kenndaten des Blatts, beispielsweise des Flächengewichts, über eine Eingabevorrichtung der Steuerungseinrichtung zugeführt. In gleicher Weise können vor Beginn der Verarbeitung eines Jobs Kenndaten bezüglich aller während dieses Jobs dem Papierhandhabungssystem zugeführten Blätter der Steuereinrichtung eingegeben werden. Die Blattanzahl der jeweils durch das Papierhandhabungssystem transportierten Stapel kann durch die Steuerungseinrichtung aus den Informationen, die derselben für jedes dem Papierhandhabungssystem zugeführten Blatt geliefert werden, ermitteln. Alternativ kann die Blattzahl eines jeweiligen Stapels mittels optischer Erfassungseinrichtungen erfaßt werden. Eine solche Erfassung mittels optischer Erfassungseinrichtungen kann beispielsweise vorteilhaft verwendet werden, wenn die während eines Jobs verwendeten Blätter die gleichen Kenndaten aufweisen. Die Steuerungseinrichtung hat ferner Kenntnis von der verwendeten Falzart, die durch das Falzwerk, das in das Papierhand- habungssystem installiert ist, definiert ist. Optional kann diese Falzart jeweils vor Beginn der Verarbeitung eines Jobs eingegeben werden.
Die Steuerungseinrichtung ermittelt aus den Kenndaten der Blätter, beispielsweise dem Flächengewicht, sowie der Blattanzahl die Falzwilligkeit, d.h. den Falzwiderstand, eines jeweiligen Blattstapels. Über die Falzwilligkeit und unter Berücksichtigung der verwendeten Falzart wird nun beispielsweise über Vergleichstabellen die optimale Geschwindigkeit des Falzwerkes gefunden.
Es ist offensichtlich, daß die Steuerungseinrichtung die Falzwilligkeit der jeweiligen Blattstapel ausschließlich auf der Basis der Blattanzahl bestimmen kann, wenn Blätter mit identischen Kenndaten verwendet werden, bzw. auf der Basis der Kenndaten der Blätter ermitteln kann, wenn Stapel gleicher Blattzahl verwendet werden.
Die Geschwindigkeitsanpassung des Falzwerks kann nur zwischen zwei Papierdurchläufen vorgenommen werden. Wie beschrieben, werden die einzelnen Blattstapel mittels einer Transporteinrichtung dem Falzwerk zeitlich aufeinanderfolgend, z.B. taktweise, zugeführt. Die Steuerung der Falzge- schwindigkeit kann nur zwischen dem Falzen zweier Stapel durchgeführt werden. Erfolgt die Zuführung nicht taktweise, kann es erforderlich sein, die Transportgeschwindigkeit der Transporteinrichtung zu steuern, um zu gewährleisten, daß die Falzgeschwindigkeit der Falzanlage jeweils auf die Falzgeschwindigkeit für den nächsten, die Anlage erreichenden Stapel gesteuert ist, bevor der Stapel die Falzanlage erreicht. Vorzugsweise werden die Blattstapel auf dem Papierhandhabungssystem jedoch zyklisch, d.h. taktweise, bewegt. Die Steuerung der Falzgeschwindigkeit der Falzanlage findet dabei vorzugsweise jeweils während Totzeiten, d.h. Bewegungspausen, der zyklischen Zuführung statt.
Ist diese Totzeit zu kurz, um mit der begrenzten Dynamik des Antriebs die Geschwindigkeitsanpassung durchzuführen, so ist zwischen notwendiger Geschwindigkeitserhöhung und Geschwindigkeitsverringerung des Falzantriebs zu unterscheiden. Bei einer notwendigen Geschwindigkeitsverringerung muß mit der Zuführung des Guts solange gewartet werden, bis die für dieses Gut maximale Geschwindigkeit, die wiederum aus der optimalen Geschwindigkeit des Falzwerkes errechnet wird, erreicht ist. Bei einer notwendigen Geschwindigkeitserhöhung können gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zwei Taktzeitberechnungen durchgeführt werden. Die erste Variante bezieht sich auf die Durchlaufzeit mit Geschwindigkeitsanpassung nur in der Totzeit, während die zweite Variante auf die Durchlaufzeit mit einer Geschwindigkeitsanpassung bis die optimale Geschwindigkeit erreicht ist, gerichtet ist. Die Regelung erfolgt bei diesem Ausfüh- rungsbeispiel dann nach der Variante mit der kürzeren Durchlaufzeit.
Besitzt die Steuerungseinrichtung bereits frühzeitig Kenntnis der Daten mehrerer aufeinanderfolgender Stapel, so kann es sinnvoll sein, die Geschwindigkeitsanpassung des Falzantriebs gemäß der vorliegenden Erfindung über alle bekannten Daten nach einer vorgestellten Berechnung zu optimieren. Ist der Nachläufer des Falzwerkes in dem Papierhandhabungssy- ste s nicht immer aufnahmebereit, so ist es ferner vorteilhaft, notwendige Wartezeiten des Falzwerkes, bis der Nachläufer aufnahmebereit ist, für die Geschwindigkeitsanpassung für den nächsten zu falzenden Stapel zu nutzen.
Die vorliegende Erfindung ermöglicht es somit, jedes einzelne zu falzende Gut, beispielsweise ein einzelnes Blatt oder einen Stapel aus mehreren Blättern, mit der für das jeweilige Gut möglichen Maximalgeschwindigkeit zu falzen. Dadurch werden Taktleistungsverluste, wie sie bei bekannten Verfahren auftreten, vermieden. Ferner ermöglicht es die vorliegende Erfindung, kleiner dimensionierte Antriebe zu verwenden, da der Antrieb nicht auf das Falzgut mit dem höchsten Falzwiderstand ausgelegt sein muß, da beim Falzen eines derartigen Falzguts die Geschwindigkeit automatisch abgesenkt wird, woraufhin die Geschwindigkeit automatisch wieder erhöht wird, wenn nachfolgend ein Falzgut mit einem geringeren Falzwiderstand gefalzt werden soll.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zum Falzen von Blattstapeln, die aus einem oder mehreren Blättern bestehen können, wobei die Blätter einen unterschiedlichen Falzwiderstand aufweisen können, durch ein zeitlich aufeinanderfolgendes, zyklisches Zuführen, das Bewegungsphasen und Bewegungspausen aufweist, einer Mehrzahl von Blattstapeln zu einer Falzanlage mit folgenden Schritten:
Ermitteln eines Stapel-Falzwiderstandes für einen jeweiligen Blattstapel aus zumindest der Anzahl und/oder dem Falzwiderstand der einzelnen, einen Blattstapel bildenden Blätter; und
Falzen eines jeweiligen Blattstapels, wobei zum Falzen des Blattstapels die Falzgeschwindigkeit der Falzanlage abhängig von dem für diesen Blattstapel ermittelten Sta- pel-Falzwiderstand gesteuert wird,
wobei die Steuerung der Falzgeschwindigkeit der Falzanlage jeweils während Bewegungspausen der zyklischen Zuführung durchgeführt wird, derart
daß im Fall einer Falzgeschwindigkeitsverringerung für das Falzen des nächsten zu falzenden Blattstapels die Bewegungspause verlängert wird, wenn während der normalen Bewegungspause der zyklischen Zuführung die erforderliche Falzgeschwindigkeitsverringerung nicht erreicht wird;
daß im Fall einer Falzgeschwindigkeitserhöhung für das Falzen des nächsten zu falzenden Blattstapels abhängig vom Zeitbedarf entweder die Bewegungspause verlängert wird, wenn während der normalen Bewegungspause der zyklischen Zuführung die erforderliche Falzgeschwindig- keitserhöhung nicht erreicht wird, oder die Bewegungs-r pause nicht verlängert wird, obwohl die erforderliche Falzgeschwindigkeitserhöhung während der normalen Bewegungspause nicht erreicht wird.
2. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Basis des Stapel-Falzwiderstandes eines jeweiligen Blattstapels mittels Vergleichstabellen eine optimale Falzgeschwindigkeit der Falzanlage für diesen Blattstapel ermittelt wird.
3. Verfahren gemäß Anspruch 1 oder 2 , dadurch gekennzeichnet, daß der Stapel-Falzwiderstand für einen Blattstapel durch die Erfassung der Blattzahl des Blattstapels und die Verwendung von Kennwerten der einzelnen Blätter des Blattstapels ermittelt wird.
4. Verfahren gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kennwerte eines Blatts die Faserläge, die Faserart, das Flächengewicht und/oder die Dicke desselben beschreiben.
5. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4 , dadurch gekennzeichnet, daß die der Falzanlage zugeführten Blätter jeweils den gleichen festgelegten Falzwiderstand aufweisen, wobei der Falzwiderstand eines jeweiligen Blattstapels auf der Basis des festgelegten Falzwiderstandes und der Anzahl der den Stapel bildenden Blätter ermittelt wird.
6. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Blattstapel mittels einer Transporteinrichtung zeitlich aufeinanderfolgend der Falzanlage zugeführt werden.
7. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6 , dadurch gekennzeichnet, daß die verwendete Falzart bei der Steuerung der Falzgeschwindigkeit berücksichtigt wird.
8. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß in der Falzanlage Falzwalzen verwendet werden, die trägheitsreduziert ausgebildet sind.
9. Verfahren gemäß Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß in der Falzanlage Falzwalzen verwendet werden, die eine Polyurethanschaum-Beschichtung aufweisen oder die durch Hohlwalzen gebildet sind.
10. Vorrichtung zum Falzen von Blattstapeln, die aus einem oder mehreren Blättern bestehen können, wobei die Blätter einen unterschiedlichen Falzwiderstand aufweisen können, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:
einer Falzanlage mit steuerbarer Falzgeschwindigkeit ;
einer Einrichtung zum zeitlichen aufeinanderfolgenden, zyklischen Zuführen, das Bewegungsphasen und Bewegungspausen aufweist, einer Mehrzahl von Blattstapeln zu der Falzanlage;
einer Einrichtung zum Ermitteln eines Stapel-Falzwiderstandes der Blattstapel, die der Falzanlage zugeführt werden, und
einer Einrichtung zum Steuern der Falzgeschwindigkeit der Falzanlage abhängig von dem jeweiligen ermittelten Stapel-Falzwiderstand eines Blattstapels für das Falzen dieses Blattstapels, jeweils zwischen dem Falzen zweier Stapel, derart,
daß im Fall einer Falzgeschwindigkeitsverringerung für das Falzen des nächsten zu falzenden Blattstapels die Bewegungspause verlängert wird, wenn während der normalen Bewegungspause der zyklischen Zuführung die erforderliche Falzgeschwindigkeitsverringerung nicht erreicht wird; daß im Fall einer Falzgeschwindigkeitserhöhung für das Falzen des nächsten zu falzenden Blattstapels abhängig vom Zeitbedarf entweder die Bewegungspause verlängert wird,- wenn während der normalen Bewegungspause der zyklischen Zuführung die erforderliche Falzgeschwindigkeitserhöhung nicht erreicht wird, oder die Bewegungspause nicht verlängert wird, obwohl die erforderliche Falzgeschwindigkeitserhöhung während der normalen Bewegungspause nicht erreicht wird.
11. Vorrichtung gemäß Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum Ermitteln des Stapel-Falzwider- stands denselben auf der Basis der Blattanzahl eines jeweiligen Stapels und/oder den Falzwiderstand der einzelnen, einen jeweiligen Blattstapel bildenden Blätter ermittelt.
12. Vorrichtung gemäß Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum Steuern der Falzgeschwindigkeit der Falzanlage auf der Basis des Stapel- Falzwiderstands eines jeweiligen Blattstapels mittels Vergleichstabellen eine optimale Falzgeschwindigkeit der Falzanlage für diesen Stapel ermittelt.
13. Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Falzanlage Falzwalzen aufweist, die eine Polyurethanschaum-Beschichtung aufweisen oder die durch Hohlwellen gebildet sind.
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