DE102019211219A1

DE102019211219A1 - Falzwalze mit einer umlaufenden Nut und einem in der umlaufenden Nut angeordneten Ring

Info

Publication number: DE102019211219A1
Application number: DE102019211219.6A
Authority: DE
Inventors: Udo Ganter; Jürgen Kübler; Gerhard Lubberger; Markus Belmann
Original assignee: Heidelberger Druckmaschinen AG
Current assignee: Heidelberger Druckmaschinen AG
Priority date: 2019-07-29
Filing date: 2019-07-29
Publication date: 2021-02-04
Also published as: EP3771671A3; EP3771671A2; CN112297521A

Abstract

Eine erfindungsgemäße Falzwalze mit wenigstens einer umlaufenden Nut (6) und einem zumindest teilweise in der umlaufenden Nut angeordneten Ring (5) umfassend ein Material mit einer Shore-A-Härte im Bereich zwischen 50 und 95 Shore, zeichnet sich dadurch aus, dass der Ring (5) wenigstens einen, bevorzugt axial außenliegenden, elastischen Abschnitt (10), bevorzugt eine Schulter (10), umfasst, welcher bezüglich der Falzwalze (1), der Nut (6) und/oder einem Boden (11) der Nut jeweils wenigstens anteilig radial entweder beweglich und/oder positionierbar und/oder verformbar ist. Die Erfindung ermöglicht es in vorteilhafter Weise, Bedruckstoffe präzise und störungsfrei sowohl zu transportieren als auch zugleich zu falzen.

Description

Die Erfindung betrifft eine Falzwalze nach Anspruch 1 und weitere Gegenstände nach den Ansprüchen 9, 13, 15, 16, 20 und 21.
Technisches Gebiet der Erfindung
Die Erfindung liegt auf dem technischen Gebiet der grafischen Industrie und dort insbesondere im Bereich des Falzens von Bedruckstoffen, wie z.B. Papieren.
Das industrielle Falzen von bogenförmigem Bedruckstoff erfolgt unter Einsatz von Falzmaschinen, welche in der Regel einen Anleger für die Bogen und wenigstens ein Falzaggregat mit einer Mehrzahl von Falzwalzen umfassen. Die Falzaggregate der Maschine können jeweils Taschenfalzwerke und/oder Schwertfalzwerke umfassen.
Das Falzen der Bogen erfolgt zwischen zwei gegeneinander angestellten, rotierenden Falzwalzen. Die Umfangsflächen der Falzwalzen können aus Metall gebildet sein. Die Falzwalzen können Nuten aufweisen, in denen Ringe aus einem Elastomer aufgenommen sind.
Stand der Technik
Die DE7904616U1 offenbart eine mit einem Reibmantel ausgerüstete Falzwalze mit Ringen aus elastisch leicht verformbarem Werkstoff. Die Ringe können an ihrer Außenfläche geriffelt sein. Die DE2854957A1 und die DE3743642A1 offenbaren ähnliches.
Zwei bekannte, aber nachteilige Lösungen des Standes der Technik sind detailliert in den 1A und 1B gezeigt und werden mit Bezug zu diesen Figuren weiter unten beschrieben. Auch die Nachteile solcher bekannter Lösungen sind dort beschrieben.
Aufgabe
Es ist daher eine Aufgabe der Erfindung, Verbesserungen gegenüber dem Stand der Technik zu schaffen, welche es insbesondere ermöglichen, Bedruckstoffe präzise und störungsfrei sowohl zu transportieren als auch zugleich zu falzen.
Erfindungsgemäße Lösung
Diese Aufgaben werden erfindungsgemäß durch eine Falzwalze mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und durch weitere Gegenstände nach den Ansprüchen 9, 13, 15, 16, 20 und 21gelöst. Vorteilhafte und daher bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen sowie aus der Beschreibung und den Zeichnungen.
Das erfindungsgemäß verwendete Material mit einer Shore-A-Härte im Bereich zwischen 50 und 95 Shore ist bevorzugt ein elastisches Material, weiter bevorzugt ein Elastomer und insbesondere ein Polyurethan (PU), weiter insbesondere ein so genanntes Hart-PU, z.B. ein Polyester-Urethan-Kautschuk.
Als „hartes“ Material, insbesondere Hart-PU wird in dieser Anmeldung verstanden: Ein Material mit einer Shore-A-Härte zwischen 50 und 95 Shore, insbesondere zwischen 60 und 80 Shore oder insbesondere 75 +/- 5 Shore. Das Material ist nicht oder nur unwesentlich aufgeschäumt und daher im Wesentlichen massiv. Das Material kann z.B. Vulkollan® sein. Hart-PU als Material für Falzwalzen-Ringe bietet den Vorteil, dass es resistent gegen Farbaufbau ist und eine längere Lebensdauer als z.B. Gummi hat und „griffiger“ als Gummi ist, d.h. bessere Bedruckstoff-Transporteigenschaften bietet.
Das erfindungsgemäß verwendete Material mit einer Shore-A-Härte im Bereich unterhalb von 50 Shore ist bevorzugt ein elastisches Material, weiter bevorzugt ein Elastomer und insbesondere ein Polyurethan (PU), weiter insbesondere ein so genanntes Soft-PU, z.B. ein Polyester-Urethan-Kautschuk.
Als „weiches“ (oder „softes“) Material, insbesondere Soft-PU wird in dieser Anmeldung verstanden: Ein Material mit einer Shore-A-Härte von weniger als 50 Shore. Das Material ist bevorzugt aufgeschäumt und daher im Wesentlichen zellig bzw. porös und infolge kompressibel. Soft-PU ist insbesondere beim Transport von glatten Papieren von Vorteil.
Alternativ zu einem Polyurethan (Hart-PU oder Soft-PU) kann Polyethylen oder Polypropylen als Material verwendet werden, bevorzugt jeweils als Hart- oder Soft-Material.
Die Shore-Härte oder Shore-A-Härte ist ein Werkstoffkennwert für elastische Materialien, Elastomere und/oder Kunststoffe und kann in Anlehnung an die Normen DIN EN ISO 868, DIN ISO 7619-1 und ASTM D2240-00 bestimmt werden.
Eine erfindungsgemäße Falzwalze mit wenigstens einer umlaufenden Nut und einem zumindest teilweise in der umlaufenden Nut angeordneten Ring umfassend ein Material mit einer Shore-A-Härte im Bereich zwischen 50 und 95 Shore, zeichnet sich dadurch aus, dass der Ring wenigstens einen elastischen Abschnitt umfasst, welcher bezüglich der Falzwalze, der Nut und/oder einem Boden der Nut jeweils wenigstens anteilig radial entweder beweglich und/oder positionierbar und/oder verformbar ist.
Der Begriff „wenigstens anteilig radial“ meint beispielsweise, dass neben einer radialen Komponente auch eine axiale Komponente der Beweglichkeit/Positionierbarkeit/Verformbarkeit vorhanden sein kann. Bevorzugt wird eine im Vergleich zur radialen Komponente unwesentliche axiale Komponente, z.B. kleiner 10% oder kleiner 5% oder kleiner 1%.
Die erfindungsgemäße Falzwalze ermöglicht in vorteilhafter Weise, Bedruckstoffe präzise und störungsfrei sowohl zu transportieren als auch zugleich zu falzen. Die Ringe sind bevorzugt aus Hart-PU gefertigt. Durch die erfindungsgemäßen Abschnitte (im Folgenden auch „Schultern“ genannt) verhalten sich die relativ harten Ringe in vorteilhafter Weise dennoch zumindest abschnittsweise wie Soft-PU-Ringe. Die Walze ist einfach und kostengünstig in der Herstellung und Wartung. Dabei weist die Falzwalze in vorteilhafter Weise bevorzugt nur Ringe aus Hart-PU auf und keine Ringe aus Soft-PU auf.
Eine erste alternative, weitere erfindungsgemäße Falzwalze mit einer Oberfläche, d.h. Umfangsoberfläche, welche von Segmenten gebildet ist, wobei die Segmente in axialer Richtung (50) abwechselnd von ersten Segmenten mit einer niedrigen, ersten Shore-Härte und zweiten Segmenten mit einer hohen, zweiten Shore-Härte gebildet werden, und wobei die ersten Segmente erste Ringe umfassend ein Material mit einer Shore-A-Härte im Bereich unterhalb von 50 Shore sind, zeichnet sich dadurch aus, dass die zweiten Segmente zweite Ringe umfassend ein Material mit einer Shore-A-Härte im Bereich zwischen 50 und 95 Shore sind.
Die alternative, weitere erfindungsgemäße Falzwalze ermöglicht ebenso in vorteilhafter Weise, Bedruckstoffe präzise und störungsfrei sowohl zu transportieren als auch zugleich zu falzen. Die Walze ist ebenso einfach und kostengünstig in der Herstellung und Wartung.
Eine zweite alternative, weitere erfindungsgemäße Falzwalze ist eine Falzwalze mit Ringen für den Transport und das Falzen von Bogen aus Bedruckstoff, wobei die Ringe aus einem elastischen Material, bevorzugt PU, z.B. Hart-PU oder Soft-PU, gefertigt sind und wobei entweder die Ringe jeweils zueinander benachbarte harte und weiche Abschnitte, letztere bevorzugt als Schultern ausgebildet, aufweisen oder zueinander benachbarte Ringe harte oder weiche Abschnitte bilden.
Eine dritte alternative, weitere erfindungsgemäße Falzwalze ist eine Falzwalze mit umlaufenden Nuten und Ringen für den Transport und das Falzen von Bogen aus Bedruckstoff, wobei entweder die Nuten jeweils in axialer Richtung eine sich ändernde Tiefe aufweisen und/oder die Ringe jeweils in axialer Richtung eine sich ändernde Dicke aufweisen.
Der Begriff „in axialer Richtung sich ändernde Dicke“ meint beispielsweise, dass die Dicke des Rings (in Abhängigkeit der axialen Position oder als deren Funktion) nicht konstant ist bzw. dass der Ring an wenigstens zwei axialen Positionen zu einander wesentlich verschiedene Dicken aufweist. Beispielsweise kann die Dicke des Rings eine Stufe aufweisen. Die Dicke wird bevorzugt in radialer Richtung gemessen bzw. ist eine radiale Dicke.
Auch die alternativen, zweite und dritte weitere erfindungsgemäße Falzwalzen ermöglichen in vorteilhafter Weise, Bedruckstoffe präzise und störungsfrei sowohl zu transportieren als auch zugleich zu falzen. Zudem ist die Walze oder sind die Ringe der Walze verschleißarm.
Alle erfindungsgemäßen Falzwalzen bieten aufgrund ihres Aufbaus jeweils eine hervorragende Kombination von Bogen-Führungseigenschaft und Falzeigenschaft.
Ein erfindungsgemäßer Ring aus elastischem Material für eine Falzwalze mit einer umlaufenden Nut zur Aufnahme des Rings, zeichnet sich dadurch aus, dass der Ring in axialer Richtung eine sich ändernde Dicke aufweist.
Der erfindungsgemäße Ring bzw. dessen Verwendung ermöglicht in vorteilhafter Weise, Bedruckstoffe präzise und störungsfrei sowohl zu transportieren als auch zugleich zu falzen. Zudem ist ein solcher Ring verschleißarm.
Weiterbildungen der Erfindung
Eine bevorzugte Weiterbildung der Erfindung kann sich dadurch auszeichnen, dass der Abschnitt ein dezentraler Abschnitt ist, d.h. bezüglich des Rings in axialer Richtung dezentral oder außermittig angeordnet ist.
Eine bevorzugte Weiterbildung der Erfindung kann sich dadurch auszeichnen, dass der Abschnitt ein äußerer Abschnitt ist, d.h. bezüglich des Rings in axialer Richtung außenliegend, bevorzugt am seitlichen Rand des Rings, angeordnet ist.
Eine bevorzugte Weiterbildung der Erfindung kann sich dadurch auszeichnen, dass zwischen den Abschnitten und dem Boden der jeweiligen Nut eine jeweilige umlaufende Kammer ausgebildet ist und dass die Kammer mit Luft oder mit einem von Luft verschiedenen, kompressiblen Material gefüllt ist. Die Kammern ermöglichen in vorteilhafter und einfacher Weise die radiale Beweglichkeit und/oder Positionierbarkeit der Abschnitte bzw. Schultern. Durch die Kammern bzw. die korrespondierenden Hohlräume wird bevorzugt eine ausreichende Hohllage der Schultern und dadurch wiederum deren Beweglichkeit/Positionierbarkeit erreicht.
Eine bevorzugte Weiterbildung der Erfindung kann sich dadurch auszeichnen, dass die Kammer eine in radialer Richtung gemessene Höhe hat, welche in axialer Richtung konstant ist oder dass die Kammer einen rechteckigen Querschnitt besitzt. Durch die Wahl der Länge und der Höhe des Rechtecks kann die Federrate des Abschnitts bzw. der Schulter präzise eingestellt werden.
Eine bevorzugte Weiterbildung der Erfindung kann sich dadurch auszeichnen, dass die Kammer eine in radialer Richtung gemessene Höhe hat, welche in axialer Richtung variabel ist oder dass die Kammer einen keilförmigen Querschnitt besitzt. Durch die Wahl des keilförmigen Querschnitts, z.B. durch Wahl eines entsprechenden Winkels des Keils, kann die Federrate des Abschnitts bzw. der Schulter präzise eingestellt werden.
Eine bevorzugte Weiterbildung der Erfindung kann sich dadurch auszeichnen, dass die Shore-A-Härte im Bereich zwischen 60 und 80 Shore oder bei 75 +/- 5 Shore liegt und/oder dass das Material ein elastisches Material oder ein Elastomer oder Hart-Polyurethan ist, wobei das Material massiv oder nicht-zellig oder nicht-aufgeschäumt ist. Durch die Wahl des Materials und der Shore-A-Härte kann die Federrate des Abschnitts bzw. der Schulter präzise eingestellt werden.
Eine bevorzugte Weiterbildung der ersten alternativen, weiteren Erfindung kann sich dadurch auszeichnen, dass die ersten Segmente aus einem Elastomer oder (bzw. insbesondere) aus einem Soft-Polyurethan und die zweiten Segmente aus einem Elastomer oder (bzw. insbesondere) aus einem Hart- Polyurethan gefertigt sind. Dies erlaubt eine einfache Fertigung unter Verwendung bekannter Materialien.
Eine bevorzugte Weiterbildung der ersten alternativen, weiteren Erfindung kann sich dadurch auszeichnen, dass zweite Ringe zumindest teilweise in einer umlaufenden, jeweiligen Nut der Falzwalze angeordnet sind. Die Nut verhindert auf einfache Weise eine unerwünschte axiale Bewegung der zweiten Ringe und somit auch der ersten Ringe.
Eine bevorzugte Weiterbildung der ersten alternativen, weiteren Erfindung kann sich dadurch auszeichnen, dass die ersten Segmente und die zweiten Segmente Stoß-an-Stoß auf der Falzwalze aufgenommen sind und dass die ersten Segmente gegenüber den zweiten Segmenten einen radialen Überstand aufweisen. Der Überstand verbessert das Transportieren der zu falzenden Bedruckstoffe. Der Überstand kann z.B. einige Hundertstel mm betragen.
Eine bevorzugte Weiterbildung der zweiten alternativen, weiteren Erfindung kann sich dadurch auszeichnen, dass in beiden Fällen die harten und die weichen Abschnitte sich wenigstens durch eine relativ zueinander niedrigere bzw. höhere Elastizität voneinander unterscheiden.
Eine bevorzugte Weiterbildung des erfindungsgemäßen Rings kann sich dadurch auszeichnen, dass der Ring eine Schulter oder zwei Schultern aufweist, wobei die Dicke der Schulter bzw. der Schultern bezüglich der Dicke des Rings oder der Dicke des Rings an seiner dicksten Stelle verringert ist.
Die Merkmale der Erfindung, der Weiterbildungen der Erfindung und der Ausführungsbeispiele zur Erfindung stellen auch in beliebiger Kombination miteinander vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung dar. Weiterbildungen der Erfindung können zudem die - im obigen Abschnitt „Technisches Gebiet der Erfindung“ offenbarten - Einzelmerkmale oder Merkmalskombinationen aufweisen.
Ausführungsbeispiele zur Erfindung
Die erfindungsgemäßen Falzwalzen und deren bevorzugte Weiterbildungen werden nachfolgend unter Bezug auf die Zeichnungen anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele näher beschrieben. Einander entsprechende Merkmale sind in den Figuren mit denselben Bezugszeichen versehen.
Die Zeichnungen zeigen:

1A und 1B Falzwalzen nach dem Stand der Technik;
2 erfindungsgemäße Falzwalzen;
3 erfindungsgemäße Falzwalzen;
4 erfindungsgemäße Falzwalzen;
5 erfindungsgemäße Falzwalzen;
6 erfindungsgemäße Falzwalzen; und
7 erfindungsgemäße Falzwalzen.

Figurenbeschreibung
1A zeigt eine Falzwalze 1 nach dem Stand der Technik, welche mit einer weiteren Falzwalze 2 zusammenwirkt. Beide Walzen sind bevorzugt in einer Falzmaschine 100 angeordnet und dienen der Herstellung von Falzprodukten 101 aus zu verarbeitendem Material 102.
Die Falzwalze 1 weist in axialer Richtung (Richtung 50 in der Figur) abwechselnd harte Segmente 3 und weiche Segmente 4 auf. Die harten Segmente können aus Metall, insbesondere aus Stahl, gefertigt sein und können Teil oder Abschnitte der Falzwalze sein. An ihrer Oberfläche können diese Segmente eine Riffelung in axialer Richtung aufweisen. Die weichen Segmente können aus einem Soft-PU gefertigt sein und als Ringe 5' ausgebildet sein, welche auf der Walze aufgenommen sind. Die Ringe können in umlaufenden Nuten 6 der Falzwalze angeordnet sein. Entsprechendes gilt für die Falzwalze 2.
Die Falzwalze 1 hat bezüglich ihrer Oberfläche einen größeren Anteil harter Segmente 3 und einen geringeren Anteil weicher Segmente 4, z.B. im Verhältnis von etwa 3:2 oder etwa 4:3. Die harten Segmente einer Walze überlagern in jeweiligen Überlapp-Bereichen 7 mit harten Segmenten der ihr gegenüberliegenden Walze.
Die harten Segmente 3 haben im Betrieb die Funktion, einen guten Falzbruch im zu verarbeitenden Material 102, z.B. in Papier, zu erzeugen (im folgenden Funktion „Fold“ genannt), während die weichen Segmente 4 die Funktion haben, einen guten Transport des Materials zu gewährleisten (im folgenden Funktion „Grip“ genannt). Auch die weiter unten beschriebenen erfindungsgemäßen Falzwalzen verfügen über diese beiden Funktionen.
Nachteilig an dieser Lösung des Standes der Technik ist, dass in den jeweiligen Überlapp-Bereichen 7 deutlich sichtbare und daher störende und das Falzprodukt in seiner Qualität herabsetzende Linien im zu verarbeitenden Material 102 entstehen können. Ein weiterer Nachteil ist die Abnutzung der Walzenoberfläche.
1B zeigt eine weitere Falzwalze 1 nach dem Stand der Technik. Auch diese Falzwalze weist in axialer Richtung 50 abwechselnd harte Segmente 3 und weiche Segmente 4 auf. Die Segmente können entsprechend der in 1A gezeigten Lösung gefertigt sein und weisen im Betrieb entsprechende Funktionen „Fold“ und „Grip“ auf. An ihrer Oberfläche können die harten Segmente eine Riffelung in axialer Richtung aufweisen.
Die Falzwalze 1 hat bezüglich ihrer Oberfläche einen höheren Anteil weicher Segmente 4 und einen geringeren Anteil harter Segmente 3, z.B. im Verhältnis von etwa 2:5 oder 3:5 oder 4:5. Die weichen Segmente 4 einer Walze überlappen in jeweiligen Überlapp-Bereichen 7 mit weichen Segmenten der ihr gegenüberliegenden Walze. Der Überlapp kann z.B. etwa einige Millimeter betragen. Es gibt demnach im Vergleich zur 1A keinen Überlapp von harten Segmenten, sondern einen Überlapp von weichen Segmenten.
Nachteilig an dieser Lösung ist, dass durch die weichen Segmente der Falzbruch weniger präzise erzeugt wird bzw. die Funktion „Grip“ deutlich ausgeprägter ist als die Funktion „Fold“.
2 zeigt eine bevorzugte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Falzwalze 1 einer Falzmaschine 100, welche bevorzugt mit einer weiteren Falzwalze 2 rotativ zusammenwirkt. Die Falzwalzen dienen der Herstellung von Falzprodukten 101 aus zu verarbeitendem Material 102, z.B. Papier. Beide Falzwalzen 1 und 2 können einen ähnlichen Aufbau besitzen. Im Folgenden wird daher beispielhaft der Aufbau der Falzwalze 1 beschrieben.
Die Falzwalze 1 bzw. deren Walzenkern kann aus Metall, bevorzugt aus Stahl, gefertigt sein und weist (bezogen auf eine Rotationsachse der Falzwalze 1) in axialer Richtung 50 abwechselnd harte Segmente 3 und weiche Segmente 4 auf. Die harten Segmente 3 werden in axialer Richtung 50 abwechselnd von harten Segmenten 3a und harten Segmenten 3b gebildet. Die harten Segmente 3a sind bevorzugt aus Metall, insbesondere aus Stahl, gefertigt und können fester/nicht-lösbarer Teil oder Abschnitte der Falzwalze 1 sein. Alternativ können die harten Segmente 3a aus Hart-PU gefertigt und als lösbare Ringe ausgebildet sein. Die harten Segmente 3b sind bevorzugt aus Hart-PU gebildet und können lösbarer Teil oder lösbare Abschnitte der Falzwalze sein bzw. auf der Falzwalze aufgenommen sein.
Die weichen Segmente 4 (bzw. Schultern oder Biegebalken) sind bevorzugt nicht, wie nach dem Stand der Technik zu erwarten wäre, aus Soft-PU, sondern erfindungsgemäß aus Hart-PU gebildet. Um zu erreichen, dass trotz Verwendung des Materials Hart-PU ein weiches Segment gebildet werden kann, ist in dieser Ausführungsform erfindungsgemäß Folgendes vorgesehen: In einer umlaufenden Nut 6 der Falzwalze 1 ist als abschnittsweises weiches Segment 4 ein Ring 5 zumindest teilweise angeordnet. Der Ring hat eine Shore-A-Härte im Bereich zwischen 60 und 90 Shore, bevorzugt zwischen 60 und 80 Shore und besonders bevorzugt bei etwa 75 Shore. Das Material des Rings ist bevorzugt massiv, nicht-zellig oder nicht-aufgeschäumt. Der Ring 5 kann in seinem weichen Abschnitt jeweils einen (rückseitigen, d.h. zum Walzenkern hin liegenden) Einstich aufweisen.
Der Ring kann geringfügig, z.B. etwa einige Hundertstel Millimeter über die Oberfläche der Falzwalze überstehen. Der Ring 5 weist einen (bezogen auf eine Rotationsachse der Falzwalze 1 in axialer Richtung 50) zentralen Abschnitt 5a und zwei (in axialer Richtung 50) axial außenliegende Abschnitte 5b auf. Die Abschnitte 5b sind elastisch verformbar und bezüglich der Falzwalze 1 und/oder insbesondere bezüglich der Nut 6 in der Falzwalze und/oder einem Boden 11 der Nut (in radialer Richtung 51) jeweils radial beweglich oder verlagerbar. Letzteres meint, dass die Abschnitte 5b unter Druck, z.B. durch Pressung zwischen den beiden Walzen 1 und 2, radial in die Nut hinein bewegt oder verlagert werden, bevorzugt in der Größenordnung des Überstandes von z.B. einigen Hundertstel Millimetern.
In der gezeigten Ausführungsform weist die Nut 6 zwei Abschnitte auf: einen (in axialer Richtung 50) zentralen Abschnitt 6a und zwei (in axialer Richtung 50) axial außenliegende Abschnitte 6b. In den Abschnitten 6a hat die Nut eine Tiefe 8a und im Abschnitt 6b eine geringere Tiefe 8b. Die jeweiligen Tiefen bemessen sich gegenüber der Oberfläche der Falzwalze 1 im Bereich der harten Segmente 3a. Die umlaufenden Nuten der Falzwalze 1 können z.B. als Einstiche in der metallenen Walze gefertigt sein. Der Boden 11 der Nut 6 ist bevorzugt stufenförmig ausgebildet: eine zentrale, niedrige Stufe 11a und zwei hierzu benachbarte, axial außenliegende, hohe Stufen 11b.
Der Ring 5 hat in Abschnitt 6a eine Dicke 9a, welche im Wesentlichen der Tiefe der Nut 8a entspricht oder etwas größer ist (bei gegebenem Überstand). Im Abschnitt 6b hat der Ring eine Dicke 9b, welche geringer als die Tiefe der Nut 8b ist, z.B. nur 50%, 60%, 70%, 75%, 80% oder 90%. Hierdurch entsteht zwischen jeder (axial außenliegenden) Schulter 10 des Rings 5 und dem jeweiligen Boden 1 1b zw. der Stufe 11b des Bodens der Nut 6 bzw. dem Abschnitt 6b eine umlaufende Kammer 12. Die Kammer ist bevorzugt luftgefüllt. Alternativ kann die Kammer mit einem kompressiblen Material gefüllt sein, z.B. einem Soft-PU. Die Kammer bevorzugt einen rechteckigen Querschnitt.
Die Kammer 12 ermöglicht erfindungsgemäß eine Beweglichkeit oder Verlagerbarkeit der jeweiligen Schulter 10 in radialer Richtung 51 in der Kammer bzw. in die Kammer hinein.
Hierdurch wirken die Schultern 10 des Rings 5 im Betrieb (also beim Transportieren und Falzen des Materials 102) - trotz Fertigung aus Hart-PU - ähnlich wie aus Soft-PU gefertigt und ermöglichen die Bereitstellung der Funktion „Grip“.
Der Ring 5 wird bevorzugt in die Nut 6 eingeklebt, insbesondere am Boden 11a bzw. der Stufe 11a des Bodens 11 der Nut festgeklebt. Überschüssiger Kleber kann in zwei umlaufenden Seitenkammern 13 aufgefangen werden.
Der Ring 5 kann optional eine (in axialer Richtung) zentrale und umlaufende Ausnehmung 14 aufweisen. Diese kann im Abschnitt 15 ebenfalls für eine Beweglichkeit oder Verlagerbarkeit des Hart-PU-Materials des Rings 5 in radialer Richtung 51 sorgen und somit in Abschnitt 15 ebenfalls die Funktion „Grip“ bereitstellen.
2 lässt erkennen, dass die jeweiligen Segmente der beiden Walzen 1 und 2 um eine einen axialen Versatz 52 zueinander versetzt angeordnet sind: Der zentrale Abschnitt 5a des Rings 5 der Falzwalze 1 liegt einem harten Segment 3a der Falzwalze 2 gegenüber und umgekehrt. Die Schultern 10 der Ringe 5 beider Falzwalzen 1 und 2 liegen sich jeweils gegenüber. Bei gegebenem jeweiligen geringfügigen Überstand der Ringe 5 über die (bevorzugt metallene) Oberfläche der jeweiligen Falzwalze 1 oder 2 werden die Schultern 10 jeweils ein wenig in die ihnen zugeordnete Kammer 12 bewegt bzw. verlagert. Hierdurch kommt die Funktion „Grip“ zustande, d.h. die Schultern wirken wie aus Soft-PU gefertigt. In vorteilhafter Weise kommt allerdings kein Soft-PU zum Einsatz, sondern (in dieser Ausführungsform) nur Hart-PU.
Alternativ zur gezeigten Ausführungsform kann der Boden 11 der Nut 6 auch stufenlos ausgebildet sein. Die Kammern 12 wären dann tiefer, sofern die Dicke 9b der Schultern 10 des Rings 5 gleich bleibt. Die Dicke 9b kann auch größer gewählt werden, so dass die Kammern nicht zu tief werden. Im Bereich der Schultern 10 kann der Überstand des Rings 5 bei dieser Ausführungsform zudem auch größer als 15/100 mm gewählt werden oder umgekehrt kann der Ring 5 zentral, also axial zwischen den Schultern, z.B. durch Abdrehen, dünner ausgebildet sein.
3 zeigt eine weitere bevorzugte Ausführungsform der Erfindung. Der Aufbau ist vergleichbar dem in 2 gezeigten, jedoch haben die Kammern 12 hier einen im Wesentlichen keilförmigen Querschnitt und der Boden 11 der Nut 6 ist nicht stufenförmig (mit den beiden Stufen 11a und 11b), sondern stufenlos ausgebildet.
4 zeigt ebenfalls eine weitere bevorzugte Ausführungsform der Erfindung. Wiederum ist der Aufbau vergleichbar dem in 2 gezeigten, jedoch sind hier die Stufen 11a und 11b anders ausgeführt: die Tiefe 8b der axial außenliegenden Boden 11b sind tiefer als die Tiefen 8a des zentralen Bodens 11a. Oder anders: Die Nut 6 weist eine zentrale, hohe Stufe 11a und zwei hierzu benachbarte, axial außenliegende, niedrige Stufen 11b auf.
Bei allen gezeigten Ausführungsformen gemäß den 2 bis 4 kann die jeweilige Federrate der dort gezeigten Ringe 5 bzw. deren axial außenliegenden Abschnitte/Schultern 10 wie folgt eingestellt werden: Wahl des Hart-PU-Materials; Wahl der axialen Länge und der radialen Dicke der Schultern; und/oder Wahl der axialen Länge und radialen Tiefe der Nut unter der Schulter. Dabei werden der Ring und insbesondere seine Schultern als Feder betrachtet.
5 zeigt ebenfalls eine weitere, bevorzugte Ausführungsform der Erfindung. Der Aufbau ist wiederum vergleichbar dem in 2 gezeigten, jedoch kommen bei dieser Ausführungsform zwei Arten von Segmenten 3 und 4 bzw. von Ringen 5 und 5' zum Einsatz: Die Ringe 5 sind hart oder aus Hart-PU gefertigt und die Ringe 5' sind weich oder aus Soft-PU gefertigt.
Die Ringe 5 sind T-förmig ausgebildet und sitzen in Nuten 6 der Walze 1; die Nuten 6 selbst sind dabei stufenlos.
Zwischen den Ringen 5 besteht in axialer Richtung ein jeweiliger Abstand bzw. eine jeweilige Lücke 16. Die Ringe 5' sitzen auf der Oberfläche der Walze 1 und zwischen den Ringen 5 bzw. in den Lücken 16. Die Ringe 5' haben einen radialen Überstand 19 über die Ringe 5 zur Verbesserung der Funktion „Grip“. Die Ringe 5 werden in axialer Richtung von den Nuten 6 gehalten; die Ringe 5' werden in axialer Richtung von den Ringen 5 gehalten.
Die Walze 2 weist Nuten 17 auf, in denen weiche Ringe 5' oder Ringe 5' aus Soft-PU aufgenommen sind; diese liegen den Ringen 5' der Walze 1 gegenüber. Den Ringen 5 der Walze 1 liegen harte Oberflächensegmente 18, z.B. aus Stahl, der Walze 2 gegenüber.
Die Ringe 5' der Walzen 1 und 2 stellen im Zusammenwirken die Funktion „Grip“ bereit; die Ringe 5 und die Segmente 18 im Zusammenwirken die Funktion „Fold“. Die Ringe 5' beider Walzen 1 und 2 können identisch ausgebildet sein. Die Ringe 5' der Walze 2 können alternativ zur gezeigten Ausführungsform etwas breiter als die Ringe 5' der Walze 1 ausgebildet sein, so dass sie mit den Ringen 5 der Walze 1 überlappen und die Funktion „Grip“ verbessert wird.
6 zeigt eine weitere bevorzugte Ausführungsform der Erfindung. Wiederum ist der Aufbau vergleichbar dem in 2 gezeigten, jedoch weisen die Ringe 5 jeweils nur einen als Schulter 10 ausgebildeten axial außenliegenden Abschnitt 5b auf. Ein Ring 5 der Walze 1 bzw. deren eine Schulter 10 überlappt nur mit einem Ring 5 der Walze 2 bzw. dessen einer Schulter 10. Die Seiten der Ringe 5 ohne ausgebildeten Schultern überlappen nicht oder nur unwesentlich.
7 zeigt eine weitere bevorzugte Ausführungsform der Erfindung. Im Gegensatz zu den 2 bis 6 sind die beiden Walzen 1 und 2 in 7 mit einem Abstand zueinander gezeigt, so dass die Ringe 5 und insbesondere deren Krümmung deutlich erkennbar ist. Im Betrieb sind die Walzen jedoch aneinander angestellt und die Ringe 5 in die Nuten 6 hineingedrückt, so dass die Krümmungen nicht oder weniger ausgeprägt sind. Wiederum ist der Aufbau vergleichbar dem in 2 gezeigten, jedoch sind die axialen Abschnitte für die Funktion „Grip“ in diesem Ausführungsbeispiel nicht durch Schultern sondern durch eine Krümmung des Rings 5 hervorgerufen. Der Ring ist z.B. derart ausgebildet, dass sein Querschnitt einem gekrümmten oder gebogenen Rechteck entspricht. Die Krümmung ist bevorzugt derart gewählt, dass ein zentraler Abschnitt gegenüber axial außenliegenden Abschnitten (radial) hervor steht.
Bezugszeichenliste

1: Falzwalze
2: Falzwalze
3: harte Segmente
3a: harte Segmente (aus Stahl)
3b: harte Segmente (aus Hart-PU)
4: weiche Segmente (aus Soft-PU)
5: Ringe (hart)
5': Ringe (weich)
5a: zentrale Abschnitte der Ringe
5b: axial außenliegende Abschnitte der Ringe
6: Nuten
6a: zentrale Abschnitte der Nuten
6b: axial außenliegende Abschnitte der Nuten
7: Überlapp-Bereiche
8a: Tiefe der Nuten
8b: Tiefe der Nuten
9a: Dicke der Ringe
9b: Dicke der Ringe
10: Schultern der Ringe/axial außenliegende Abschnitte der Ringe
11: Boden der Nut
11a: Boden der Nuten (Stufen)
11b: Boden der Nuten (Stufen)
12: Kammern
12a: Höhe der Kammer
13: Seitenkammern
14: zentrale Ausnehmungen
15: Abschnitte
16: Lücken
17: Nuten
18: Oberflächensegmente (hart)
19: radialer Überstand
50: axiale Richtung (der Falzwalze und/oder des Rings)
51: radiale Richtung
52: axialer Versatz
100: Falzmaschine
101: Falzprodukt
102: zu verarbeitendes Material

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 7904616 U1 [0005]
DE 2854957 A1 [0005]
DE 3743642 A1 [0005]

Zitierte Nicht-Patentliteratur

DIN EN ISO 868 [0014]
DIN ISO 7619-1 [0014]
ASTM D2240-00 [0014]

Claims

Falzwalze mit wenigstens einer umlaufenden Nut (6) und einem zumindest teilweise in der umlaufenden Nut angeordneten Ring (5) umfassend ein Material mit einer Shore-A-Härte im Bereich zwischen 50 und 95 Shore, dadurch gekennzeichnet, dass der Ring (5) wenigstens einen elastischen axialen Abschnitt (10) umfasst, welcher bezüglich der Falzwalze (1, 2), der Nut (6) und/oder einem Boden (11) der Nut jeweils wenigstens anteilig radial entweder beweglich und/oder positionierbar und/oder verformbar ist.
Falzwalze nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Abschnitt ein dezentraler Abschnitt ist, d.h. bezüglich des Rings (5) in axialer Richtung (50) dezentral oder außermittig angeordnet ist.
Falzwalze nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Abschnitt ein äußerer Abschnitt ist, d.h. bezüglich des Rings (5) in axialer Richtung (50) außenliegend angeordnet ist.
Falzwalze nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den Abschnitten (10) und dem Boden (11) der jeweiligen Nut (6) eine jeweilige umlaufende Kammer (12) ausgebildet ist und dass die Kammer mit Luft oder mit einem von Luft verschiedenen, kompressiblen Material gefüllt ist.
Falzwalze nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Kammer (12) eine in radialer Richtung gemessene Höhe (12a) hat, welche in axialer Richtung konstant ist oder dass die Kammer einen rechteckigen Querschnitt besitzt.
Falzwalze nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Kammer (12) eine in radialer Richtung gemessene Höhe (12a) hat, welche in axialer Richtung variabel ist oder dass die Kammer einen keilförmigen Querschnitt besitzt.
Falzwalze nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Shore-A-Härte im Bereich zwischen 60 und 80 Shore oder bei 75 +/- 5 Shore liegt und/oder dass das Material ein elastisches Material oder ein Elastomer oder Hart-Polyurethan ist, wobei das Material massiv oder nicht-zellig oder nicht-aufgeschäumt ist.
Falzwalze nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Ring (5) an ein Segment (3a) der Falzwalze (1, 2) aus Stahl oder an einen weiteren Ring (5) aus einem Elastomer mit einer Shore-A-Härte im Bereich zwischen 90 und 100 grenzt.
Falzwalze mit einer Oberfläche, welche von Segmenten gebildet ist, wobei die Segmente in axialer Richtung (50) abwechselnd von ersten Segmenten (4, 5') mit einer niedrigen, ersten Shore-Härte und zweiten Segmenten (3, 3b, 5) mit einer hohen, zweiten Shore-Härte gebildet werden, und wobei die ersten Segmente erste Ringe (5') umfassend ein Material mit einer Shore-A-Härte im Bereich unterhalb von 50 Shore sind, dadurch gekennzeichnet, dass die zweiten Segmente zweite Ringe (5) umfassend ein Material mit einer Shore-A-Härte im Bereich zwischen 50 und 95 Shore sind.
Falzwalze nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten Segmente (4, 5') aus einem Elastomer oder aus einem Soft-Polyurethan und die zweiten Segmente (3, 3b, 5) aus einem Elastomer oder aus einem Hart-Polyurethan gefertigt sind.
Falzwalze nach einem der Ansprüche 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass zweite Ringe (5) zumindest teilweise in einer umlaufenden, jeweiligen Nut (6) der Falzwalze (1) angeordnet sind.
Falzwalze nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten Segmente (4, 5') und die zweiten Segmente (3, 3b, 5) Stoß-an-Stoß auf der Falzwalze (1) aufgenommen sind und dass die ersten Segmente (4, 5') gegenüber den zweiten Segmenten (3, 3b, 5) einen radialen Überstand (19) aufweisen.
Falzwalze mit Ringen für den Transport und das Falzen von Bogen aus Bedruckstoff, wobei die Ringe (5, 5') aus elastischem Material gefertigt sind und wobei entweder die Ringe jeweils zueinander benachbarte harte und weiche Abschnitte (3, 4) aufweisen oder zueinander benachbarte Ringe harte oder weiche Abschnitte (5, 5') bilden.
Falzwalze nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass in beiden Fällen die harten und die weichen Abschnitte sich wenigstens durch eine relativ zueinander niedrigere bzw. höhere Elastizität voneinander unterscheiden.
Falzwalze mit umlaufenden Nuten und Ringen für den Transport und das Falzen von Bogen aus Bedruckstoff, wobei entweder die Nuten (6) jeweils in axialer Richtung (50) eine sich ändernde Tiefe (8a, 8b) aufweisen und/oder die Ringe (5, 5') jeweils in axialer Richtung (50) eine sich ändernde Dicke (9a, 9b) aufweisen.
Falzwalzenpaar für den Transport und das Falzen von Bogen aus Bedruckstoff, umfassend wenigstens eine Falzwalze (1, 2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
Falzwalzenpaar nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass beide Falzwalzen (1, 2) des Falzwalzenpaares nach einem der vorhergehenden Ansprüche ausgebildet sind.
Falzwalzenpaar nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Falzwalzen (1, 2) des Falzwalzenpaares in axialer Richtung (50) bezüglich ihrer Nuten (6) oder Ringe (5, 5') versetzt zu einander angeordnet sind.
Falzwalzenpaar nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass Nuten (6) und/oder Ringe (5, 5') einer der beiden Falzwalzen (1, 2) bezüglich identischer Nuten (6) und/oder Ringe (5, 5') der anderen der beiden Falzwalzen (1, 2) einen axialen Versatz (52) aufweisen.
Falzmaschine mit wenigstens einer Falzwalze (1, 2) nach einem der Ansprüche 1 bis 15 oder mit wenigstens einem Falzwalzenpaar (1, 2) nach einen der Ansprüche 16 bis 19.
Ring aus elastischem Material für eine Falzwalze mit einer umlaufenden Nut zur Aufnahme des Rings, dadurch gekennzeichnet, dass der Ring (5, 5') in axialer Richtung (50) eine sich ändernde Dicke (9a, 9b) aufweist.
Ring nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass der Ring (5, 5') eine Schulter (10) oder zwei Schultern (10) aufweist, wobei die Dicke der Schulter bzw. der Schultern bezüglich der Dicke des Rings oder der Dicke des Rings an seiner dicksten Stelle verringert ist.