Falz- und Sammelvorrichtung für Rotationsdruckmaschinen
Die Erfindung betrifft eine Falz- und Sammelvorrichtung für Rotationsdruckmaschinen, mit einem im Umfang zur Aufnahme von drei Bogen bemessenen Nuten-Falzmesserzylinder, der in dreifacher Anordnung die zur Bogenführung dienenden Mittel sowie die nach dem Prinzip des Räderfalzes mittels eines exzentrisch gelagerten Planetengetriebes gesteuerten Falzmesser trägt.
Zum Querschneiden und Querfalzen einer eine Rotationsdruckmaschine verlassenden, mittels eines Falztrichters längs gefalzten, bedruckten Bahn werden unter anderem bereits Räderfalzapparate benutzt, die in verschiedenartigen Ausführungen bekannt sind.
Auf diesen Apparaten sollen Druckerzeugnisse sowohl in doppelter wie auch in einfacher Produktion hergestellt werden können, wobei im letzteren Falle vor dem Falzen gesammelt werden muss.
Bei einer dieser Anordnungen wird die vom Falztrichter kommende Bahn zwischen einem Nuten Falzmesserzylinder von gleicher Grösse mit dem Formzylinder und einem Schneidzylinder in Bogen zerschnitten, die von Punkturen gehalten und anschliessend von rotierenden Falzmessern zwischen zwei Falzwalzen geschoben werden.
Die Spitzen der beiden im Falzmesserzylinder gelagerten, je Zylinderumlauf zweimal gegenläufig rotierenden Falzmesser durchlaufen eine dreispitzige Zykloide, deren eine Spitze zwischen den Falzwalzen liegt und deren andere beiden Spitzen den Zylindermantel um 1200 versetzt zueinander durchdringen.
Da das Sammeln somit auf dem Falzmesserzylinder nicht möglich ist, wurde hierfür ein Schneidzylinder von halber Formzylindergrösse oder ein zwischen ihn und die Falzwalzen zwischengeschalteter, besonderer Sammelzylinder von halber Grösse des Formzylinders verwendet.
Dieser und ähnlichen Einrichtungen haften infolge mehrmaliger Bogenaufnadelung und -übergabe die bekannten Mängel, wie unerwünschte mehrfache Durchlöcherung der Exemplare, ungenaue Bogenführung, Falzverschiebung, Stoppergefahr usw. an.
Zur Behebung der genannten Nachteile und zwecks Steigerung der Falzapparatleistung hat man Räderfalzapparate mit einem gleichzeitig zum Falzen und zum Sammeln dienenden Zylinder von eineinhalbfacher Grösse des Formzylinders ausgestattet.
Die im Zylinder gelagerten Falzmesser rotieren unter Verwendung besonderer Getriebe um ihre Achse und treten jeweils nur zum Zeitpunkt eines Falzvorganges über den Umfang des ersteren hinaus, wobei sie die gesammelten Bogen zwischen die angetriebenen Falzwalzen einschieben.
Bei einer dieser bekannten Einrichtungen läuft im Inneren des Falzmesser-Sammelzylinders mit ihm gegenüber eineinhalbfacher Umlaufzahl ein exzentrisch gelagerter Messerkörper mit zwei rotierenden Falzmessern um, die ihren Antrieb von je einem um ein Sonnenrad kreisenden Planetenrad aus über ein Zwischenrad und ein auf der Falzmesserwelle befestigtes Stirnrad erhalten. Die Falzmesserspitzen beschreiben hierbei eine dreigespitzte Epizykloide, von der zwei Spitzen innerhalb des Zylindermantels liegen. Bei doppelter Produktion tritt also jedes Falzmesser bei jedem Umlauf einmal aus der Zylindermantelfläche aus und vollzieht einen Falzvorgang.
Zum Sammeln wird eines der beiden Messer stillgesetzt, so dass zwei Bogen gesammelt werden und nur ein Messer bei jedem Umlauf, also bei jedem zweiten Bogen falzt.
Infolge der ungleichen Drehzahl zwischen dem Messerkörper und dem Zylinder sowie der Verwendung von zwei Messern, von denen beim Sammeln das eine ruht, treten bei diesem System zusätzlich ungleichförmig bewegte Massen auf, die sich leistungsmindernd auf den Falzapparat auswirken. Ausserdem ist der von den Falzmessern überstrichene Bereich verhältnismässig gross, was das Unterbringen anderer Konstruktionsteile im Falzmesserzylinder erschwert.
Ferner ist es auch bekannt, Falzmesser-Sammelzylinder von eineinhalbfachem Umfang des Formzylinders mit drei Falzmessern zu versehen. Im Inneren des Zylinders einer dieser Anordnungen laufen synchron zu ihm zwei exzentrisch zur Zylindermantelfläche gelagerte Scheiben um, welche drei rotierende Falzmesser tragen. Der Antrieb der letzteren erfolgt mittels je eines um ein feststehendes, exzentrisches Sonnenrad kreisenden Planetenrades, wobei zwischen dieses und das auf der Falzmesserwelle befindliche Stirnrad ein Differential zwischengeschaltet ist. Von dem Sonnenrad ist ausserdem der Antrieb für ein durch einen Kurbeltrieb betätigtes, während einer Zylinderdrehung einmal hin und her schwingendes Zahnsegment abgeleitet, welches in ein auf einer Keilwelle verschiebbares Kupplungsritzel eingreift.
Beim Eingriff des Ritzels in das Zahnsegment wird das Differential derart beeinflusst, dass die Spitze jedes der rotierenden Falzmesser während zweier Zylinderumdrehungen eine symmetrisch zur Mittelachse, innerhalb der Zylindermantelfläche liegende Doppelschleife durchläuft und nur einmal aus ihr austritt, wenn sie sich den Falzwalzen gegenüber befindet. Für die doppelte Produktion wird das verschiebbare Ritzel mit einer Innenverzahnung des Differentials in Eingriff gebracht, das Zahnsegment schwingt dann leer und die Falzmesserspitzen bewegen sich wie üblich auf der Bahn einer dreigespitzten Zykloide.
Nachteilig ist bei dieser Anordnung, dass jeder Falzmesserspindel ein gesondertes Getriebe in Form des zwischen das Planetenrad und das auf der Falzmesserspindel befindliche Stirnrad zwischengeschalteten Differentials nebst kurbelbetätigtem Zahnsegment zugeordnet wird. Die hierdurch bedingten zusätzlichen Massenbeschleunigungen mindern die mittels des Räderfalzes erzielbaren Vorteile, während die zusätzlich auftretenden Zahn- und Lagerspiele die Falzgenauigkeit nachteilig beeinflussen. Obendrein ist dieser Falzmesser-Sammelzylinder auch mit erheblichem Fertigungsaufwand verbunden.
Schliesslich ist noch ein Räderfalzapparat bekanntgeworden, bei dem ebenfalls ein Falzmesserzylinder mit einem Umfang von drei Bogenlängen sowie mit in ihm ortsfest gelagerten umlaufenden, je ein Planetenrad tragenden Falzmesserspindeln verwendet wird. Jedes der Planetenräder greift an der Innenverzahnung je eines zusätzlich mit einer Aussenverzahnung versehenen, zentrisch zum Zylinder angeordneten Innenzahnkranzes an. Die letzteren können wahlweise entweder zum Sammeln mittels sternförmig zum Falzmesserzylinder angeordneter Räderkurbeltriebe auf zwei Zylinderumdrehungen drei um 2400 phasenverschobene, fortschreitende Drehbewegungen mit Stillständen zum Zeitpunkt des Falzens ausführen oder bei doppelter Produktion stillgesetzt werden.
Der Antrieb der Räderkurbeltriebe erfolgt von einem gemeinsamen, exzentrisch gelagerten und mit halber Drehzahl gegenläufig zum Zylinder umgeführten Antriebsrad aus.
Die Nachteile dieser Ausführung bestehen einerseits darin, dass drei gesonderte Steuerungen für die zueinander phasenverschobenen Zusatzbewegungen der Planetenräder vorgesehen sind, wodurch die Einrichtung verhältnismässig kompliziert wird. Andererseits treten zusätzliche Massenbeschleunigungen auf, deren Fehlen ein wesentlicher Vorteil des Rotationsfalzes und Vorbedingung für notwendige Leistungssteigerungen ist. Ausserdem führt die Anordnung zum Auftreten zusätzlicher Zahn- und Lagerspiele, die sich nachteilig auf die Falzgenauigkeit auswirken.
Mit der Erfindung soll ein Falzmesser-Sammelzylinder geschaffen werden, bei dem in einfacherer Weise als bei den bekannten Einrichtungen das mehrmalige Austreten des Falzmessers aus dem Zylinder während des Sammelns, zumindest an störenden Stellen, verhindert werden soll. Gleichzeitig soll erreicht werden, dass die die Falzmesserbewegung steuerenden Teile sich insgesamt gleichförmig auf Kreisbahnen bewegen, die Summe aller Zahnund Lagerspiele gering gehalten werden kann und vor allem beim Sammeln gegenüber dem Nichtsam- meln keine zusätzlichen ungleichförmig bewegten Massen auftreten, die nicht oder nur schwer auszugleichen sind.
Zu diesem Zweck zeichnet sich die erfindungsgemässe Falz- und Sammelvorrichtung dadurch aus, dass die Achse des Planetengetriebes beim Sammeln gegenüber dem Maschinengestell um die Achse des Falzmesserzylinders umläuft.
Eine zweckmässige Gestaltung der Vorrichtung ergibt sich dadurch, dass der Falzmesserzylinder zentrisch und drehbar auf einer festleg- und antreibbaren, gekröpften Welle gelagert und in seinem Inneren ein Messerträger für die Falzmesser untergebracht ist, welcher drehbar auf einem exzentrischen Wellenstück sitzt und über einen 1:1 übersetzten Zahntrieb bzw. eine Mehrzahl von Parallelkurbeln mit dem Falzmesserzylinder verbunden ist, so dass beide mit gleicher Umlaufzahl rotieren.
Um in einfacher Weise von der doppelten Produktion auf das Sammeln und umgekehrt übergehen zu können sind vorteilhaft zum Steuern der Falzmesserbewegung auf den Falzmesserspindeln je zwei Planetenräder unterschiedlichen Teilkreisdurchmessers angeordnet, von denen jeweils die drei gleichen Planetenräder mit einem gemeinsamen, in an sich bekannter Weise festleg- und antreibbaren Innenzahn kranz und/oder Sonnenrad entsprechend unterschiedlichen Teilkreisdurchmessers gekoppelt werden können.
Dabei ist es vorteilhaft, auf der Zylinderwelle für deren Antrieb ein ihr gegenüber gegen Drehung gesichertes Stirnrad anzuordnen, welches zusammen mit den Innenzahnkränzen und/oder Sonnenrädern axial verschoben und in den beiden Endstellungen festgelegt werden kann.
Gleichzeitig ist es zum Erzielen der richtigen Lage der von den Falzmesserspitzen beim Nichtsammeln und Sammeln durchlaufenden beiden Zykloiden zueinander sowie gegenüber den Falzwalzen zweckmässig, zwei der drei Falzmesser gegenüber der zuge hörigen Falzmesserspindel auf zwei unterschiedliche Ausgangsstellungen einstellbar auszubilden.
Die Zeichnung veranschaulicht die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispieles in vereinfachter Darstellung. Es zeigen:
Fig. 1 und Fig. 2 je eine schematisch gezeichnete Anordnung zum Koppeln des Messerträgers mit dem Falzmesserzylinder im Längsschnitt,
Fig. 3 die Koppelglieder nach Fig. 2 in Seitenansicht,
Fig. 4 den gegenständlich gezeigten Falzmesserzylinder im Längsschnitt gemäss Schnittlinie A-A in Fig. 5 und
Fig. 5 einen Querschnitt durch den Falzmesserzylinder gemäss Schnittlinie B-B in Fig. 4.
Im Schema gemäss Fig. 1 lagert der zur Aufnahme von drei Druckbögen eingerichtete Falzmesserzylinder 1 drehbar auf einer gekröpften, zur Verdeutlichung undrehbar in den Maschinenwänden 25; 26 abgestützten Welle 2 mit der Exzentrizität e. Er wird mittels eines Stirnrades 3 von einem nicht dargestellten Schneidzylinder aus angetrieben. Auf dem gekröpften, d. h. exzentrisch zur Welle 2 liegenden Wellenstück 4 ist der Messerträger 5 drehbar angeordnet, welcher die drehbar in ihm gelagerten, dreifach vorhandenen, jedoch nur einmal dargestellten Falzmesserspindeln 6 nebst den auf ihnen befestigten Falzmessern 7 aufnimmt.
Mit dem Falzmesserzylinder 1 ist ein Stirnrad 8 und mit dem Messerträger 5 ein Stirnrad 9 fest verbunden, die einerseits über die auf einer gemeinsamen Zwischenradwelle 10 befestigten, im Verhältnis 1:1 übersetzten Zwischenräder 11; 12 miteinander in Verbindung stehen. Die Zwischenradwelle 10 ist drehbar, aber ortsfest an der Welle 2 des Falzmesserzylinders 1 gelagert, so dass beim Umlauf des letzteren der über die Stirnräder 8; 9 und die Zwischenräder 11; 12 angetriebene Messerträger 5 gleichsinnig und mit gleicher Drehzahl mit ihm umläuft.
Auf jeder der drei Falzmesserspindeln 6 sind zwei Planetenräder 13 bzw. 14 befestigt, die wechselweise mit dem zugehörigen umdrehbaren, aber axial verschiebbaren, auf der Welle 2 gelagerten Innenzahnkranz 15 bzw. 16 eines Doppelzahnkranzes in Eingriff gebracht werden können. Das tÇbersetzungsver- hältnis des bei doppelter Produktion, also beim Nichtsammeln wirksamen Planetenrades 14 und des Innenzahnkranzes 16 (Fig. 2) beträgt 3:1, so dass beim Umlauf des Falzmesserzylinders die Spitzen der Falzmesser 7 in üblicher Weise eine dreigespitzte Zykloide durchlaufen, von der zwei Spitzen innerhalb des Zylindermantels liegen, während lediglich die dritte an der Stelle der in Fig. 3 sichtbaren Falzwalzen 17; 18 aus ihm hinaustritt.
Beim Nichtsammeln, also bei einfacher Produktion, arbeitet das Planetenrad 13 mit dem Zahnkranz 15 zusammen. Dabei ist das Übersetzungsverhältnis zwischen beiden massgeblich für die Form der von den Falzmesserspitzen durchlaufenden Zykloide und die Grösse der Exzentrizität e bestimmend für die radiale Lage der Zykloidspitzen gegenüber dem Mantel des Falzmesserzylinders.
Würde man beispielsweise zwischen dem Planetenrad 13 und dem Zahnkranz 15 ein tÇbersetzungs- verhältnis 5:2 wählen, so würden die Falzmesserspitzen eine fünfspitzige Zykloide durchlaufen, die sich erst nach jedem zweiten Umlauf mit sich selbst deckt.
Ihre Krümmung wäre verhältnismässig flach und ihre Spitzen wären relativ stumpf. Mit Ausnahme der zwischen die Falzwalzen eintauchenden Spitze liegen diese sämtlich innerhalb des Zylindermantels, was sich auf Grund der verhältnismässig geringen Exzentrizität e des exzentrischen Wellenstückes 4 zur Welle 2 ergibt. Die Exzentrizität e muss jedoch mindestens so gross gewählt werden, dass die beiden 72" vor und nach der Falzstellung befindlichen Zykloidenspitzen innerhalb des Zylindermantels liegen.
Eine stärkere Krümmung der Zykloide und damit eine spitzere Form an der Falzstelle lässt sich erreichen, wenn man das Übersetzungsverhältnis zwischen dem Planetenrad 13 und dem Innenzahnkranz 15 mit beispielsweise 7:2 wählt. Hierdurch wäre aber gleichzeitig eine wesentliche Vergrösserung der Exzentrizität e auf etwa das Dreifache gegenüber dem tZberset- zungsverhältnis beim Nichtsammeln bedingt, da bereits 51 vor und nach der Falzstelle je eine Zykloidenspitze liegt, die innerhalb des Zylindermantels bleiben muss. Die überhöhte Exzentrizität ist aber praktisch kaum zu verwirklichen. Eine geeignete Zykloidenform ergibt sich jedoch ohne eine wesentliche Vergrösserung der Exzentrizität e dadurch, dass man dem Planetengetriebe eine zusätzliche Umlaufbewegung erteilt, wie sie zu den Fig. 4 und 5 noch näher erläutert wird.
In den Fig. 2 und 3 ist eine andere Art der Kopplung des Falzmesserzylinders 1 mit dem Messerträger 5 dargestellt. Der Aufbau der Anordnung gleicht im wesentlichen der in Fig. 1 gezeigten, so dass gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen wurden und die Beschreibung ihrer Anordnung sowie ihrer Funktion sich erübrigt.
Lediglich an die Stelle der Stirnräder 8; 9 und der Zwischenräder 11; 12 nebst Zwischenradwelle 10 nach Fig. 1 sind Parallelkurbeln getreten, deren festes Glied 21 die Exzentrizität e zwischen der Achse 19 der Welle 2 und der gleichzeitig die Achse des Planetensystems bildenden Achse 20 des exzentrischen Wellenstückes 4 ist. Jede der Kurbeln 22 ist an ihrem einen Ende fest mit dem Falzmesserzylinder 1 und jede der Kurbeln 23 an beiden Enden fest mit dem Messerträger 5 verbunden, während das andere Ende der Kurbeln 22 gelenkig an je einer Koppel 24 angreift. Die letzteren sind an den Kurbeln 23 angelenkt, so dass beim Umlauf des Falzmesserzylinders 1 von den Kurbeln 22 aus über die Koppeln 24 die Kurbeln 23 parallel zu den Kurbeln 22 verstellt werden und somit der Messerträger 5 in Umlauf gesetzt wird.
Die Planetenräder 13 oder 14 rollen dann je nach Einstellung des Doppelzahnkranzes auf dem Innenzahnkranz 15 oder 16 ab.
Bei dieser Anordnung müssen mindestens zwei vorzugsweise um 900 zueinander versetzt liegende Parallelkurbeln verwendet werden, um das Minimum der Übertragungsgüte auf 45" festlegen zu können.
Ausserdem besteht die Möglichkeit, die Parallelkurbeln in unterschiedlichen Abständen von der Achse 19 der Welle 2 sowie der Achse 20 des Planetensystems und damit in beliebig kleinem Winkel zueinander anzuordnen, so dass hierbei eine höhere Übertra- gungsgüte als bei der Kopplung des Falzmesserzylinders 1 mit dem Messerträger 5 mittels Zahnrädern gemäss Fig. 1 erreichbar ist.
Bei der in Fig. 4 gegenständlicher dargestellten Ausführung ist der Falzmesserzylinder 1 auf dem zentrischen Teil der Welle 2 gelagert, die ihrerseits von den Maschinenwänden 25; 26 getragen wird. Auf dem exzentrischen Wellenstück 4 lagert der Messerträger 5, dessen Achse 20 um das Mass e exzentrisch zur Achse 19 der Welle 2 liegt und der die dreifach vorhandenen drehbaren Falzmesserspindeln 6 mit den Falzmessern 7 aufnimmt. Zwei der drei Falzmesser sind in der Achsrichtung der Falzmesserspindeln verschiebbar, so dass jeweils eine der beiden in den Lagerböcken 27; 28 der Falzmesser 7 angebrachten Keilnuten 30; 37 nach entsprechender Verdrehung mit einer auf den Falzmesserspindeln 6 befestigten Passfeder 29 in Eingriff gebracht werden kann.
Die Falzmesserspindeln 6 tragen ferner an ihrem der Maschinenwand 25 zugekehrten Ende je ein Paar von Planetenrädern 13; 14. Das Planetenrad 14 kann mit dem Innenzahnkranz 16 eines Zahnradkörpers 32 in Eingriff gebracht werden und hat zu ihm ein Übersetzungsverhältnis von 3:1.
Das Planetenrad 13 hingegen lässt sich mit einem Sonnenrad 31 kuppeln, zu dem es im Verhältnis 7:2 übersetzt ist. Schliesslich trägt der Zahnradkörper 32 noch ein Stirnrad 33, welches mit einem gemeinsam mit dem Stirnrad 3 auf der Welle des nicht dargestellten Schneidzylinders angeordneten Stirnrad 34 in Eingriff zu bringen ist und im Verhältnis 1:1 zum Schneidzylinder angetrieben werden kann.
Der Zahnradkörper 32 ist undrehbar, jedoch axial verschiebbar auf der Zylinderwelle 2 angebracht und kann mittels eines Arretierbolzens 35 o. dgl. in der auf der Zeichnung dargestellten Lage gehalten werden. Zum Kuppeln des Planetenrades 13 mit dem Sonnenrad 31 sowie des Antriebsstirnrades 33 mit dem Stirnrad 34 muss ein zwischen den Zahnradkörper 32 und den Falzmesserzylinder 1 zwischengelegtes Distanzstück 36 entfernt werden.
Der Falzmesserzylinder ist mit dem Messerträger 5, wie zu Fig. 2 und 3 beschrieben, über eine Mehrzahl von Parallelkurbeln verbunden und ist mit den üblichen, auf Spindeln angeordneten und zum Führen der Bögen dienenden Punkturen versehen. Diese sind auf der Zeichnung der Übersichtlichkeit wegen nicht dargestellt worden, zumal sie auch nicht zur Erfindung gehören.
Bei doppelter Produktion, d. h. also bei Nichtsammeln, befinden sich alle Teile in der aus Fig. 4 ersichtlichen Lage. Der Falzmesserzylinder 1 wird mittels des Stirnrades 3 vom Schneidzylinder aus angetrieben und vollführt zwei Umdrehungen auf drei Umdrehungen des letzteren. Über die Parallelkurbeln 21 bis 24 wird der Messerträger 5 vom Falzmesserzylinder 1 mitgenommen, so dass die drei Planetenräder 14 an dem Innenzahnkranz 16 des mittels des Arretierbolzens 35 festgelegten Zahnradkörpers 32 abrollen. Die Zylinderwelle 2 befindet sich dabei in Ruhelage.
Auf Grund des gegebenen tÇbersetzungsverhält- nisses vollführen die Planetenräder und damit die Falzmesser drei Umdrehungen auf eine Umdrehung des Falzmesserzylinders 1, so dass die Falzmesserspitzen in üblicher Weise die in Fig. 5 gestrichelt gezeichnete dreispitzige Zykloide durchlaufen, wobei sie je Umlauf des Falzmesserzylinders 1 nur einmal aus dessen Mantel, und zwar an der Stelle der Falzwalzen 17; 18 austreten.
Zum Sammeln wird nach Herausnehmen des Distanzstückes 36 zunächst der Zahnradkörper 32 so weit auf der Zeichnung nach rechts verschoben, bis das Sonnenrad 31 mit dem Planetenrad 13 sowie das Antriebsstirnrad 33 mit dem Stirnrad 34 in Eingriff stehen und der Zahnradkörper 32 von seiner Blokkierung durch den Arretierbolzen 35 frei ist. In dieser Stellung wird der Zahnradkörper 32 gegen Axialverschiebung etwa durch Einlegen des Distanzstückes 36 zwischen die Maschinenwand 25 und den Zahnradkörper 32 gegen Axialverschiebung etwa durch Einlegen des Distanzstückes 36 zwischen die Maschinenwand 25 und den Zahnradkörper 32 oder in anderer geeigneter Weise gesichert.
Im Verlauf der Axialverschiebung des Zahnradkörpers 32 wird keines der Räder auch nur zeitweise frei drehbar, da gleichzeitig die Blockierung durch den Arretierbolzen 35 sowie der Eingriff des Innenzahnkranzes 16 in das Planetenrad 14 noch wirksam sind, während die Stirnräder 33; 34 sowie das Sonnenrad 31 und das Planetenrad 14 bereits in Eingriff kommen. Insoweit ist also keine Neueinstellung des Planetensystems notwendig.
Zum Umstellen auf die erforderliche Ausgangslage sind dann lediglich zwei der Falzmesser 7 so weit axial zu verschieben, bis die Keilnuten 30 der Lagerböcke 27; 28 von den Passfedern 29 frei sind und die beiden Falzmesser 7 gegenüber den Falzmesserspindeln 6 in die Lage gedreht werden können, in der die Keilnuten 37 mit den Passfedern 29 in Eingriff zu bringen sind.
Um die Falzmesser auf ihren Spindeln in der jeweiligen Arbeitsstellung festzulegen, werden
Klemmittel üblicher Art vorgesehen.
Der Falzmesserzylinder 1 wird beim Sammeln, wie zuvor für das Nichtsammeln erläutert, angetrieben und läuft gegenüber dem Schneidzylinder im Verhältnis 2:3 um. Mit ihm dreht sich infolge der beschriebenen Kopplung der Messerträger 5, so dass das Planetenrad 13 sich auf dem Sonnenrad 31 abwälzt.
Da der Zahnradkörper 32 vom Schneidzylinder aus angetrieben wird und diesem gegenüber mit gleicher Drehzahl umläuft, der Schneidzylinder aber drei Umdrehungen auf zwei Umdrehungen des Falzmesserzylinders 1 vollführt, dreht sich die mit dem Zahn radkörper 32 verbundene Welle 2 auf zwei Zylinderumdrehungen dreimal. Dies bedeutet, dass die Achse 20 des Planetengetriebes bei zwei Umdrehungen des Falzmesserzylinders 1 drei Umläufe um dessen Achse 19 ausführt. Das Planetengetriebe läuft also dem Falzmesserzylinder voraus.
Ausserdem ist das Teilkreisverhältnis zwischen dem Sonnenrad 31 und dem Planetenrad 13 so bemessen, dass das letztere und damit das Falzmesser 7 auf zwei Umdrehungen des Falzmesserzylinders 1 bzw. auf drei Umdrehungen des Zahnradkörpers 32 siebenmal rotiert.
Bei der beschriebenen Kombination der Antriebselemente durchlaufen die Spitzen der Falzmesser die in Fig. 5 mit durchgezogener Linie dargestellte siebenspitzige Zykloide, von der lediglich zwei Spitzen an solchen Stellen aus dem Mantel des Falzmesserzylinders austreten, wo sie beim Sammeln nicht auf Bögen stossen. Aus Fig. 5 ist zu erkennen, dass die Form der im Falzbereich liegenden Spitzen beider Zykloide einander weitgehend angeglichen ist, der Falzvorgang sich also sowohl beim Sammeln wie auch beim Nichtsammeln unter praktisch gleicher Falzmesserführung vollzieht.
In der beschriebenen Weise ist es also möglich, ohne Oberhöhung der für das Unterbringen der Zykioidenspitzen innerhalb des Zylindermantels massgeblichen Exzentrizität e zwischen der Achse 19 des Formzylinders 1 und der Achse 20 des Planetengetriebes sowie ohne komplizierte statisch und dynamisch schwer kompensierbare Zusatzsteuerungen das einwandfreie Falzen von Druckerzeugnissen in doppelter und einfacher Produktion auch an schnellaufenden Maschinen mittels eines Räderfalzes durchzuführen.
Folding and collecting device for rotary printing machines
The invention relates to a folding and collecting device for rotary printing presses, with a grooved folding knife cylinder sized to accommodate three sheets, which in a triple arrangement carries the means used to guide the sheets and the folding knife controlled by an eccentrically mounted planetary gear according to the principle of the wheel fold.
For cross-cutting and cross-folding a printed web that leaves a rotary printing press and is folded lengthwise by means of a former, wheel folding apparatuses, among other things, are already used which are known in various designs.
It should be possible to produce printed products on these machines both in duplicate and in single production, with the latter having to be collected before folding.
In one of these arrangements, the web coming from the former is cut into sheets between a grooved folding knife cylinder of the same size with the forme cylinder and a cutting cylinder, which are held by punctures and then pushed by rotating folding knives between two folding rollers.
The tips of the two folding blades, which are mounted in the folding blade cylinder and rotate twice in opposite directions, pass through a three-pointed cycloid, one point of which lies between the folding rollers and the other two points of which penetrate the cylinder jacket offset by 1200.
Since collecting on the folding knife cylinder is not possible, a cutting cylinder half the size of the forme cylinder or a special collecting cylinder that is half the size of the forme cylinder is used between it and the folding rollers.
As a result of repeated needling and transfer of sheets, these and similar devices are subject to the known defects, such as undesired multiple perforations of the copies, inaccurate sheet guidance, fold shift, risk of stoppages, etc.
To remedy the disadvantages mentioned and to increase the performance of the folder, wheel folders have been equipped with a cylinder which is used for folding and collecting and is one and a half times the size of the forme cylinder.
The folding blades mounted in the cylinder rotate around their axis using special gears and only step beyond the circumference of the former at the time of a folding process, whereby they push the collected sheets between the driven folding rollers.
In one of these known devices, an eccentrically mounted knife body with two rotating folding knives rotates inside the folding knife collecting cylinder with it opposite one and a half times the number of revolutions, which are driven by a planet gear rotating around a sun gear via an intermediate gear and a spur gear attached to the folding knife shaft . The folding knife tips describe a three-pointed epicycloid, two of which are located inside the cylinder jacket. In the case of double production, each folding knife emerges once from the cylinder surface with each revolution and performs a folding process.
To collect, one of the two knives is stopped so that two sheets are collected and only one knife folds with each revolution, i.e. with every second sheet.
As a result of the unequal speed between the knife body and the cylinder and the use of two knives, one of which is at rest during collection, this system also has irregularly moving masses that reduce the performance of the folder. In addition, the area covered by the folding blades is relatively large, which makes it difficult to accommodate other structural parts in the folding blade cylinder.
Furthermore, it is also known to provide folding knife collecting cylinders of one and a half times the circumference of the forme cylinder with three folding knives. In the interior of the cylinder of one of these arrangements, two disks mounted eccentrically to the cylinder jacket surface rotate synchronously with it and carry three rotating folding blades. The latter is driven by means of a planetary gear revolving around a fixed, eccentric sun gear, a differential being interposed between this and the spur gear located on the folding knife shaft. The drive for a toothed segment which is actuated by a crank drive and oscillates back and forth once during a cylinder rotation is derived from the sun gear and engages in a clutch pinion that can be displaced on a splined shaft.
When the pinion engages in the toothed segment, the differential is influenced in such a way that the tip of each of the rotating folding blades runs through a double loop symmetrically to the central axis within the cylinder surface during two cylinder rotations and only emerges once from it when it is opposite the folding rollers. For double production, the sliding pinion is brought into mesh with an internal toothing of the differential, the tooth segment then swings empty and the folding knife tips move as usual on the path of a three-pointed cycloid.
The disadvantage of this arrangement is that each folding knife spindle is assigned a separate gear in the form of the differential connected between the planetary gear and the spur gear located on the folding knife spindle, together with a crank-operated tooth segment. The additional mass accelerations caused by this reduce the advantages that can be achieved by means of the wheel rebate, while the additional tooth and bearing clearances that occur adversely affect the rebate accuracy. On top of that, this folding knife collecting cylinder is also associated with considerable manufacturing costs.
Finally, a gear folder is also known in which a folding knife cylinder with a circumference of three arc lengths and with stationary rotating folding knife spindles each carrying a planetary gear is used. Each of the planetary gears engages the internal toothing with an internal toothed ring which is additionally provided with external toothing and is arranged centrally to the cylinder. The latter can either be used for collecting by means of wheel crank drives arranged in a star shape to the folding knife cylinder on two cylinder revolutions, three advancing rotary movements shifted by 2400 with a standstill at the time of folding or stopped in case of double production.
The wheel crank drives are driven by a common, eccentrically mounted drive wheel that rotates around the cylinder at half speed.
The disadvantages of this embodiment are, on the one hand, that three separate controls are provided for the additional movements of the planet gears which are out of phase with one another, which makes the device relatively complicated. On the other hand, there are additional mass accelerations, the lack of which is a major advantage of the rotary fold and a prerequisite for the necessary increases in performance. In addition, the arrangement leads to the occurrence of additional tooth and bearing clearances, which have a detrimental effect on the folding accuracy.
The invention aims to create a folding knife collecting cylinder in which, in a simpler manner than in the known devices, the folding knife should be prevented from repeatedly exiting the cylinder during collection, at least at disruptive points. At the same time, the aim is to ensure that the parts that control the movement of the folding blades move uniformly on circular paths, the sum of all tooth and bearing clearances can be kept low and, above all, when collecting as opposed to not collecting, there are no additional, unevenly moving masses that cannot be compensated or are difficult to compensate are.
For this purpose, the folding and collecting device according to the invention is characterized in that the axis of the planetary gear rotates around the axis of the folding knife cylinder when collecting relative to the machine frame.
A practical design of the device results from the fact that the folding knife cylinder is mounted centrally and rotatably on a cranked shaft that can be fixed and driven and a knife carrier for the folding knife is housed in its interior, which is rotatably seated on an eccentric shaft piece and via a 1: 1 translated gear drive or a plurality of parallel cranks is connected to the folding knife cylinder so that both rotate with the same number of revolutions.
In order to be able to switch from double production to collecting and vice versa in a simple manner, two planet gears of different pitch circle diameters are advantageously arranged to control the folding blade movement on the folding blade spindles, each of which has the same three planet gears with a common, in a known manner. and drivable internal tooth wreath and / or sun gear can be coupled according to different pitch circle diameters.
It is advantageous to arrange a spur gear secured against rotation on the cylinder shaft for its drive, which spur gear, together with the internal gear rings and / or sun gears, can be axially displaced and fixed in the two end positions.
At the same time, in order to achieve the correct position of the two cycloids passing through from the folding blade tips when not collecting and collecting, two of the three folding blades should be configured to be adjustable to two different starting positions relative to the associated folding blade spindle.
The drawing illustrates the invention using an exemplary embodiment in a simplified representation. Show it:
1 and 2 each show a schematically drawn arrangement for coupling the knife carrier to the folding knife cylinder in longitudinal section,
3 shows the coupling links according to FIG. 2 in side view,
4 shows the folding knife cylinder shown in the subject in a longitudinal section along section line A-A in FIGS. 5 and
FIG. 5 shows a cross section through the folding knife cylinder according to section line B-B in FIG. 4.
In the diagram according to FIG. 1, the folding knife cylinder 1, which is set up to receive three printed sheets, is rotatably supported on a cranked, for clarity, non-rotatable in the machine walls 25; 26 supported shaft 2 with eccentricity e. It is driven by a spur gear 3 from a cutting cylinder, not shown. On the cranked, d. H. Eccentric to the shaft 2 lying shaft piece 4, the knife carrier 5 is rotatably arranged, which receives the rotatably mounted, triple, but shown only once, folding blade spindles 6 together with the folding blades 7 attached to them.
A spur gear 8 is fixedly connected to the folding knife cylinder 1 and a spur gear 9 is fixedly connected to the knife carrier 5, which on the one hand is connected to the intermediate gears 11; 12 are in communication with each other. The intermediate gear shaft 10 is rotatable, but mounted in a stationary manner on the shaft 2 of the folding knife cylinder 1, so that when the latter rotates, the spur gears 8; 9 and the intermediate gears 11; 12 driven knife carrier 5 rotates in the same direction and at the same speed with him.
On each of the three folding knife spindles 6 two planet gears 13 and 14 are attached, which can be brought into engagement alternately with the associated rotatable but axially displaceable internal gear rim 15 or 16 of a double gear rim mounted on the shaft 2. The transmission ratio of the planetary gear 14 and the internal gear rim 16 (Fig. 2), which is effective with double production, i.e. when there is no collection, is 3: 1, so that when the folding blade cylinder revolves, the tips of the folding blades 7 pass through a three-pointed cycloid in the usual way two points lie within the cylinder jacket, while only the third at the location of the folding rollers 17 visible in FIG. 3; 18 steps out of it.
When not collecting, that is, when production is simple, the planet gear 13 works together with the ring gear 15. The transmission ratio between the two is decisive for the shape of the cycloids traversed by the folding blade tips and the size of the eccentricity e is decisive for the radial position of the cycloid tips relative to the jacket of the folding blade cylinder.
If, for example, a gear ratio of 5: 2 were selected between the planetary gear 13 and the ring gear 15, the tips of the folding blades would pass through a five-pointed cycloid that only coincides with itself after every second revolution.
Their curvature would be relatively flat and their tips would be relatively blunt. With the exception of the point dipping between the folding rollers, they are all located within the cylinder jacket, which is due to the relatively small eccentricity e of the eccentric shaft piece 4 relative to the shaft 2. The eccentricity e, however, must be selected to be at least large enough that the two 72 "cycloid tips located before and after the folded position lie within the cylinder jacket.
A greater curvature of the cycloid and thus a more pointed shape at the fold can be achieved if the transmission ratio between the planetary gear 13 and the internal gear rim 15 is selected to be 7: 2, for example. At the same time, however, this would result in a substantial increase in eccentricity e to about three times the ratio when not collecting, since there is already a cycloid tip in front of and behind the fold, which must remain within the cylinder jacket. The excessive eccentricity can hardly be realized in practice. A suitable cycloid shape is obtained, however, without a significant increase in the eccentricity e, by giving the planetary gear an additional orbital movement, as will be explained in more detail in relation to FIGS. 4 and 5.
In FIGS. 2 and 3, another type of coupling of the folding knife cylinder 1 to the knife carrier 5 is shown. The structure of the arrangement is essentially the same as that shown in FIG. 1, so that the same parts have been given the same reference numerals and the description of their arrangement and their function is superfluous.
Only in place of the spur gears 8; 9 and the intermediate gears 11; 12 along with the intermediate gear shaft 10 according to FIG. 1, parallel cranks are used, the fixed member 21 of which is the eccentricity e between the axis 19 of the shaft 2 and the axis 20 of the eccentric shaft piece 4, which at the same time forms the axis of the planetary system. Each of the cranks 22 is firmly connected at one end to the folding knife cylinder 1 and each of the cranks 23 is firmly connected to the knife carrier 5 at both ends, while the other end of the cranks 22 articulately engages a coupling 24. The latter are hinged to the cranks 23, so that when the folding knife cylinder 1 rotates from the cranks 22 via the couplings 24, the cranks 23 are adjusted parallel to the cranks 22 and the knife carrier 5 is thus set in rotation.
The planetary gears 13 or 14 then roll on the internal gear rim 15 or 16 depending on the setting of the double gear rim.
With this arrangement, at least two parallel cranks, preferably offset by 900 to one another, must be used in order to be able to set the minimum transmission quality to 45 ".
There is also the possibility of arranging the parallel cranks at different distances from the axis 19 of the shaft 2 and the axis 20 of the planetary system and thus at any small angle to one another, so that a higher transmission quality than when the folding knife cylinder 1 is coupled to the knife carrier 5 can be achieved by means of gears according to FIG.
In the embodiment shown in more detail in FIG. 4, the folding knife cylinder 1 is mounted on the central part of the shaft 2, which in turn is supported by the machine walls 25; 26 is worn. The knife carrier 5, the axis 20 of which is eccentric to the axis 19 of the shaft 2 by the dimension e and which accommodates the three rotatable folding knife spindles 6 with the folding knives 7, is supported on the eccentric shaft piece 4. Two of the three folding blades are displaceable in the axial direction of the folding blade spindles, so that in each case one of the two is in the bearing blocks 27; 28 of the folding blades 7 fitted keyways 30; 37, after appropriate rotation, can be brought into engagement with a feather key 29 attached to the folding knife spindles 6.
The folding knife spindles 6 also carry a pair of planetary gears 13 at their end facing the machine wall 25; 14. The planetary gear 14 can be brought into engagement with the internal gear rim 16 of a gear body 32 and has a transmission ratio of 3: 1 to it.
The planet gear 13, however, can be coupled to a sun gear 31, to which it is geared in a ratio of 7: 2. Finally, the gear body 32 also carries a spur gear 33, which is to be brought into engagement with a spur gear 34 arranged together with the spur gear 3 on the shaft of the cutting cylinder, not shown, and can be driven in a ratio of 1: 1 to the cutting cylinder.
The gear body 32 is non-rotatable, but axially displaceable on the cylinder shaft 2 and can be held in the position shown in the drawing by means of a locking bolt 35 or the like. To couple the planet gear 13 to the sun gear 31 and the drive spur gear 33 to the spur gear 34, a spacer 36 inserted between the gear wheel body 32 and the folding knife cylinder 1 must be removed.
The folding knife cylinder is connected to the knife carrier 5, as described for FIGS. 2 and 3, via a plurality of parallel cranks and is provided with the usual punctures arranged on spindles and used to guide the sheets. These have not been shown in the drawing for the sake of clarity, especially since they do not belong to the invention.
With double production, i.e. H. that is, when not collecting, all parts are in the position shown in FIG. The folding knife cylinder 1 is driven by means of the spur gear 3 from the cutting cylinder and performs two revolutions on three revolutions of the latter. The knife carrier 5 is carried along by the folding knife cylinder 1 via the parallel cranks 21 to 24, so that the three planet gears 14 roll on the internal gear rim 16 of the gear wheel body 32 fixed by means of the locking bolt 35. The cylinder shaft 2 is in the rest position.
Due to the given transmission ratio, the planet gears and thus the folding knives complete three revolutions per revolution of the folding knife cylinder 1, so that the folding knife tips pass through the three-pointed cycloid shown in broken lines in FIG from its jacket, namely at the location of the folding rollers 17; 18 exit.
To collect, after removing the spacer 36, the gear body 32 is first shifted to the right in the drawing until the sun gear 31 engages with the planet gear 13 and the drive spur gear 33 engages with the spur gear 34 and the gear body 32 is prevented from being blocked by the locking bolt 35 is free. In this position, the gear body 32 is secured against axial displacement, for example by inserting the spacer 36 between the machine wall 25 and the gear body 32, against axial displacement, for example by inserting the spacer 36 between the machine wall 25 and the gear body 32 or in another suitable manner.
In the course of the axial displacement of the gear body 32, none of the wheels is even temporarily free to rotate, since at the same time the blocking by the locking pin 35 and the engagement of the internal ring gear 16 in the planet gear 14 are still effective, while the spur gears 33; 34 and the sun gear 31 and the planet gear 14 already come into engagement. In this respect, no readjustment of the planetary system is necessary.
To switch to the required starting position, only two of the folding knives 7 have to be axially displaced until the keyways 30 of the bearing blocks 27; 28 are free from the feather keys 29 and the two folding knives 7 can be rotated relative to the folding knife spindles 6 into the position in which the keyways 37 are to be brought into engagement with the feather keys 29.
In order to set the folding knives on their spindles in the respective working position
Clamping means of the usual type provided.
The folding knife cylinder 1 is driven during collection, as explained above for non-collection, and rotates in relation to the cutting cylinder in a ratio of 2: 3. As a result of the described coupling, the knife carrier 5 rotates with it, so that the planet gear 13 rolls on the sun gear 31.
Since the gear body 32 is driven by the cutting cylinder and rotates this opposite at the same speed, but the cutting cylinder performs three revolutions per two revolutions of the folding knife cylinder 1, the shaft 2 connected to the gear wheel body 32 rotates two cylinder revolutions three times. This means that the axis 20 of the planetary gear unit executes three revolutions around its axis 19 for two revolutions of the folding knife cylinder 1. The planetary gear therefore runs ahead of the folding knife cylinder.
In addition, the pitch circle ratio between the sun gear 31 and the planet gear 13 is dimensioned so that the latter and thus the folding knife 7 rotates seven times over two revolutions of the folding knife cylinder 1 or three revolutions of the gear body 32.
In the described combination of the drive elements, the tips of the folding knives pass through the seven-pointed cycloid shown with a solid line in FIG. 5, of which only two points emerge from the jacket of the folding knife cylinder at those points where they do not come across sheets when collecting. From FIG. 5 it can be seen that the shape of the tips of the two cycloids lying in the folding area is largely matched to one another, that is to say that the folding process takes place with practically the same folding knife guidance both when collecting and when not collecting.
In the manner described, it is possible, without increasing the eccentricity e between the axis 19 of the forme cylinder 1 and the axis 20 of the planetary gear, which is decisive for accommodating the cycloid tips within the cylinder jacket, and without complicated additional controls that are difficult to compensate for statically and dynamically, the perfect folding of printed products to be carried out in double and simple production also on high-speed machines by means of a wheel seam.