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Die
Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Erzeugung von unterschiedlichen
Lochbildern in blattförmigen
Bedruckstoffen, gemäß des Oberbegriffs des
Anspruchs 1.
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In
der Druckindustrie besteht der Bedarf zum Stanzen von Bedruckstoffen
insbesondere zur Vorbereitung für
einen Bindevorgang, mittels dessen einzeln bedruckte Blätter zu
einer Broschüre
oder einem ringgebundenen Buch mittels Drahtkamm- oder Kunststoffbindung
zusammengefügt
werden, oder alternativ zur Ablage der blattförmigen Bedruckstoffe z. B.
in Ordnern oder Schnellheftern.
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Aus
den zahlreichen aus dem Stand der Technik bekannten Vorrichtungen
und Verfahren zum Stanzen von Löchern
in blattförmige
Bedruckstoffe bilden eine Gruppe jene Vorrichtungen und Verfahren,
die eine fliegende Bearbeitung von blattförmigen Bedruckstoffen durchführen. Dabei
versteht man unter fliegender Bearbeitung, dass die blattförmigen Bedruckstoffe
im bewegten Zustand bearbeitet werden, im Gegensatz zu Systemen,
bei denen mehrere blattförmige
Bedruckstoffe im ruhenden Zustand z. B. gelocht oder beschnitten
werden. Typischerweise werden beim fliegenden Bearbeiten die blattförmigen Bedruckstoffe
einzeln bearbeitet und im Anschluss gesammelt, wogegen bei anderen
Verfahren die blattförmigen
Bedruckstoffe zunächst
gesammelt und im Anschluss bearbeitet werden. Das fliegende Bearbeiten
von blattförmigen
Bedruckstoffen hat demgegenüber
den Vorteil, dass diese Bearbeitung besser dem Arbeitsablauf einer
Druckmaschine für blattförmige Bedruckstoffe
entspricht, die typischerweise die blattförmigen Bedruckstoffe sequentiell
bedruckt. Daher bietet sich das fliegende Bearbeiten für die Druckweiterverarbeitung
besonders für
sogenannte Inline-Geräte
an, die direkt an eine solche Druckmaschine, z. B. einen digitalen
Drucker oder Kopierer angeschlossen sind. Die fliegende Bearbeitung
ist dabei aber nicht an Inline-Geräte gebunden, sondern kann ebenfalls
in sogenannten Offline-Geräten,
die nicht in direktem Kontakt mit einer Druckmaschine stehen, vorteilhaft
eingesetzt werden.
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Die
Lochbilder, die in blattförmige
Bedruckstoffe eingebracht werden,, unterscheiden sich im Wesentlichen
in der Position und der Anzahl der Löcher, die gestanzt werden.
So unterscheidet man beispielsweise das europäische 2 oder 4-Loch Lochbild oder
das US 2, 3, 4, 5 oder 7-Loch Lochbild.
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Es
ist von Vorteil, eine Stanzvorrichtung möglichst flexibel zu gestalten,
da die Anforderungen z. B. an die Position der Löcher oder deren Anzahl von
einem Druck- und/oder Weiterverarbeitungsauftrag zum nächsten wechseln
können.
In der US Patentschrift
US
2,116,391 A wird eine Vorrichtung zur flexiblen Einstellung
von Stanzmustern bei einer Stanzvorrichtung offenbart. Hier werden
einzelne Stempel auf axial verschiebbaren Zahnkränzen fixiert. Durch die Zahnkränze, die
zusätzlich
mit einem Maßstab
ausgestattet sind, wird eine winkelgenaue Positionierung der Stempel
auf dem Umfang der Zahnkränze
erreicht, gleiches gilt für
die Positionierung der dazugehörigen
Matrizen. In der oben genannten Schrift vorgeschlagenen Lösung werden
die Stempel dabei einzeln in ihrer vorgesehenen Position verschraubt.
Dadurch ist eine flexible Änderung
zwar möglich,
aber mit erheblichem Zeitaufwand verbunden.
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In
der US Patentschrift
US
5,669,277 A wird eine rotative Lochervorrichtung vorgeschlagen,
bei der in einer ersten Welle Halterungen für Stempel für eine Vielzahl unterschiedlicher
Lochkombinationen vorgesehen sind. Der Wechsel zwischen unterschiedlichen
Lochmustern geschieht durch das Einsetzen bzw. Herausnehmen der
betreffenden Stempel aus den entsprechenden Halterungen. Dadurch wird
eine hohe Präzision
der Stempelpositionen erreicht. Nachteilig ist dagegen, dass die
Stempel manuell für
jeden Wechsel des Stanzmusters ausgewechselt werden müssen.
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In
der deutschen Offenlegungsschrift
DE 34 27 686 A1 wird eine Vorrichtung offenbart,
bei der auf einem Stanzring einer Lochervorrichtung eine Anzahl von
radial, in bestimmten Abständen
zueinander ausgerichteten Stanzstempeln angebracht sind, die mittels
innenliegender Nockenringe zwischen einer ersten äußeren Stanzstellung
und einer rückgezogenen passiven
Stellung radial verschiebbar sind. Zusätzlich lassen sich die Stanzringe
auf der Welle entlang der Achse verschieben, so dass eine große Anzahl unterschiedlicher
Stanzmuster erzeugt werden kann. Nachteilig an der beschriebenen
Lösung
ist, dass der Wechsel zwischen den Stanzmustern nicht während des
laufenden Betriebs möglich
ist.
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In
der internationalen Anmeldung
WO 98/55278 A1 wird ein Verfahren zum Wechsel
von Perforationsmustern vorgeschlagen, bei dem Perforationswerkzeuge
ebenfalls radial aus einer passiven in eine aktive Position gebracht
werden und damit zu einem Wechsel des Perforationsmusters führen. Hierzu
werden die Perforationswerkzeuge federnd gegen einen Schlauch gelagert,
wobei sich der Schlauch helisch oder doppelhelisch innerhalb der die
Werkzeuge tragenden Walze um die Walze windet. Wird der Schlauch
aufgeblasen, wird dadurch ein Hub der Werkzeuge in ihre aktive Position
verursacht. Vorteilhaft an dieser Konstruktion ist es, dass ein
Wechsel zwischen den Stanzmustern hier zu jeder Zeit möglich ist.
Nachteilig dagegen ist die begrenzte Anzahl unterschiedlicher Stanzmuster,
die von der Anzahl der Schläuche
abhängt,
die sich um die Werkzeug tragende Walze winden, da stets immer ein
ganzer Schlauch aufgeblasen wird.
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In
der deutschen Offenlegungsschrift
DE 28 11 109 A1 wird ein modularer Aufbau
einer Querperforationsvorrichtung offenbart, bei der die Perforationsvorgänge unterteilt
sind, d. h. von getrennten Walzen durchgeführt werden und wobei die Teilung der
Querperforation durch Änderung
der verhältnismäßigen Stellung
der Walzen mit Bezug aufeinander gesteuert wird. Je nach Anzahl
der getrennten Perforationswalzen lassen sich so unterschiedliche
Perforationsmuster erzielen. Nachteilig ist hier, dass eine große Anzahl
an beweglichen Teilen erforderlich ist.
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In
der europäischen
Patentanmeldung
EP 1029640
A2 wird eine Querbearbeitungsvorrichtung offenbart, die
zwei Bearbeitungseinheiten aufweist, die hintereinander liegen und
dadurch zwei aufeinander folgende Bearbeitungsebenen darstellen,
wobei jeweils eine der Bearbeitungseinheiten durch eine Steuerung
ausgewählt
werden kann. In einer Ausführungsform
ist die Querbearbeitungsvorrichtung aus einem ersten Synchronschneider
und einem unmittelbar benachbarten dynamisch variablen Querschneider
aufgebaut. Gemäß der Offenbarung
kann jeweils einer der Querschneider stillgelegt werden, solange
der andere arbeitet. Der stillgesetzte Einzelschneider bildet in
diesem Fall einen Durchlass, in den ein Führungstisch eingefahren werden
kann. Durch den wahlweisen Einsatz von zwei Querschneidern kann
dadurch eine größere Anzahl
von unterschiedlichen Formaten geschnitten werden. Ebenfalls wird
dort nahegelegt, dass das gleiche Prinzip anstelle des Querschneidens
auch für
das Einbringen von unterschiedlichen Lochbildern verwendet werden
kann.
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Die
DE 34 27 686 A1 offenbart
einen Locher zum Erstellen von verschiedenen Lochmustern in einer
bewegten Papierbahn. Der Locher besitzt einen Stanzring mit Stanzstempeln,
welche zwischen einer äußeren Stanzstellung
und einer zurückgezogenen Stellung
verschiebbar sind, in welcher sie außer Eingriff mit dem Papier
gebracht werden. Innerhalb des Stanzringes befinden sich Nockenringe
zur Ansteuerung der Stanzstempel. Die durch die Stanzstempel erzeugten
Lochmuster erstrecken sich dabei in Transportrichtung der Papierbahn.
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Die
EP 0 347 087 A2 zeigt
eine Rotationsschneidemaschine mit einer Nockenwelle, welche sich
innerhalb einer Stempel aufweisenden Werkzeugwalze befindet. Die
Stempel, welche dem sicheren Ergreifen von Papierstreifen dienen,
werden von Nocken der Nockenwelle angesteuert.
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Beim
Einbringen von Lochungsreihen längs einer
Seite eines blattförmigen
Bedruckstoffs für
eine Ringbindung, z. B. Drahtkamm- oder Kunststoffbindung ist es
vorteilhaft, wenn die Löcher
derart in den blattförmigen
Bedruckstoff eingebracht werden, so dass die senkrecht dazu verlaufenden
Kanten des blattförmigen
Bedruckstoffs nicht verletzt werden. Es ist daher wünschenswert,
eine Stanzvorrichtung zur Verfügung
zu stellen, mittels der dies möglich
ist und mit der außerdem
eine möglichst
große
verfügbare Anzahl
von unterschiedlichen Lochbildern in blattförmige Bedruckstoffe eingestanzt
werden kann und ein Wechsel zwischen den unterschiedlichen Lochbildern
schnell durchführbar
ist.
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Es
ist daher die Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung zur Erzeugung
von unterschiedlichen Lochbildern in blattförmigen Bedruckstoffen zu schaffen,
mit der eine Erzeugung einer Mehrzahl von Lochbildern möglich ist
und ein Wechsel zwischen den Lochbildern schnell, einfach und kostengünstig durchgeführt werden
kann.
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Diese
Aufgabe wird mit Hilfe der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Erzeugung
von unterschiedlichen Lochbildern in blattförmigen Bedruckstoffen mit den
im Anspruch 1 genannten Merkmalen gelöst.
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In
einer vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung
sind die Stempel federnd gegen die Oberfläche der Nocken gelagert und bewegen
durch Rotation der Nockenwelle relativ zur Werkzeugwalze, die den
Nockenoberflächen
zugeordneten Stempel in eine versenkte und unversenkte Position.
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In
einer vorteilhaften Ausgestaltung umfasst die erfindungsgemäße Vorrichtung
eine Steuerung und Speichermittel, mittels deren der Wechsel zwischen
den unterschiedlichen Lochbildern automatisch gemäß einer
in den Speichermitteln abgelegten Anweisung erfolgt. Die Anweisung
kann durch die Eingabe eines Bedieners beim Einrichten des Druck- und/oder
Weiterverarbeitungsvorgangs geschehen oder durch eine Steuerung
erfolgen, die mittels Sensoren ermittelt, welches Format der einlaufende
blattförmige
Bedruckstoff aufweist, und daraus ermittelt, welches Lochbild in
den blattförmigen
Bedruckstoff eingebracht werden soll und dementsprechend, welche
Stempel auf der Werkzeugwalze mittels der Nocken auf der Nockenwelle
in eine versenkte oder unversenkte Position gebracht werden müssen. Ebenfalls
kann die Anweisung über
das Format des blattförmigen
Bedruckstoffs und das damit verbundene Lochbild von einer der erfindungsgemäßen Vorrichtung
vorgelagerten Vorrichtung erfolgen, die der erfindungsgemäßen Vorrichtung
den blattförmigen
Bedruckstoff übergibt.
Ebenfalls kann die Anweisung durch eine zentrale Steuereinheit erfolgen,
die den gesamten Druck- und/oder Weiterverarbeitungsvorgang koordiniert.
Auf diese Weise ist kein Eingriff eines Bedieners zur Veränderung
des Lochbilds der erfindungsgemäßen Vorrichtung
während
des laufenden Betriebs erforderlich.
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In
einer weiteren, vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung
ist die Oberfläche
der Nocken abschnittsweise aus einer Mehrzahl segmentierter, aneinander
anschließender, planarer
Flächen
gebildet, wobei sich die Flächen, mit
denen die Hinterseite des entsprechenden Stempels in Kontakt steht,
innerhalb des Umfangs der Nockenwelle befinden. Die Nocken außerhalb
des Umfangabschnitts mit den segmentierten Planaren Flächen bilden
die Nocken einen Kreisbogen mit einem festen Radius, der vorteilhafterweise
gerade dem Radius der Nockenwelle entspricht. Der Radius stellt in
diesem Fall die maximale Distanz zwischen den Punkten auf den einzelnen
segmentierten Nockenoberflächen
und der Achse der Nockenwelle dar. Genauso ist allerdings ein Radius
der Nockenwelle und/oder des als Kreisbogen ausgebildeten Abschnitts
der Nockenkurve realisierbar, der ein Minimum zwischen den Punkten
auf den einzelnen segmentierten Nockenoberflächen und der Achse der Nockenwelle
darstellt, in einem solchen Fall wäre das Funktionsprinzip umgekehrt
und die Stempel würden sich
in einer versenkten Position befinden, wenn sie in Kontakt mit der
nichtsegmentierten kreisbogenförmigen
Oberfläche
der Nocken in Kontakt stehen.
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Vorteilhafterweise
ist die Nockenkurve in segmentierte, Planare Ebenen eingeteilt,
da dadurch stabilere Stützpunkte
für die
Stempel auf der Nockenwelle realisiert werden, als dies mit einer
nichtsegmentierten Nockenoberfläche
möglich
wäre. Zudem ist
die Herstellung von segmentierten, Planaren, sekantengleichen Aussparungen
in der Nockenwelle besonders einfach und kostengünstig.
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In
einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung
ist die Rotation der Werkzeugwalze und der Nockenwelle mittels eines
Freilaufs gekoppelt, so dass eine Rotation in eine Richtung die
Nockenwelle und die Werkzeugwalze bewegt, in die entgegengesetzte
Richtung dagegen nur die Werkzeugwalze bewegt wird. Die Nockenwelle
verschränkt
sich bei der Rotation in die andere Richtung gegen das Gehäuse. Genauso
ist auch ein umgekehrtes Funktionsprinzip möglich, bei dem sich nur die
Nockenwelle weiterdreht, die Werkzeugwalze dagegen in Ruhe bleibt,
um eine relative Rotation zwischen Nockenwelle und Werkzeugwalze
zu erzielen. Durch den Freilauf kann besonders vorteilhaft der Antrieb
der Werkzeugwalze und der Nockenwelle mittels eines einzigen Motors
und einer Übersetzung erfolgen
und gleichzeitig die relative Winkelstellung zwischen Werkzeugwalze
und Nockenwelle verändert
werden, wodurch die unterschiedlichen Funktionspositionen der Nockenwelle
angesteuert werden.
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In
eine Rotationsrichtung dient der Antrieb der Stanzvorrichtung dem
Einbringen des Lochbildes in einen durchlaufenden blattförmigen Bedruckstoff. Um
ein gleichbleibendes Lochbild für
nachfolgende Bedruckstoffe zu gewähren, muss sich hierfür die Nockenwelle
synchron mit der Werkzeugwalze bewegen, was durch eine einfache
Mitnahme der Nockenwelle mit der Rotation der Werkzeugwalze gewährleistet
wird. Durch den Freilauf ist es möglich, durch Umkehr der Umlaufsrichtung
die Nockenwelle relativ zur Werkzeugwalze in eine neue Funktionsposition zu
bewegen. Durch die Beschaffenheit der Nockenwelle verändert sich
dadurch die Position zumindest eines oder mehrerer Stempel von einer
versenkten Position in eine unversenkte Position oder umgekehrt,
was zu einem neuen Lochbild führt.
Bei erneuter Umkehr der Umlaufsrichtung wird durch die Mitnahme der
Nockenwelle mit der Werkzeugwalze, in der neuen relativen Winkelstellung
zwischen Nockenwelle und Werkzeugwalze, das Einbringen des geänderten
Lochbilds in einen blattförmigen
Bedruckstoff bewirkt.
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In
einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung
wird mittels eines Sensors und einer Markierung die Funktionsposition
der Nockenwelle überwacht.
Dabei ist die Markierung beispielsweise durch eine sich mit der
Nockenwelle mitrotierenden Lochscheibe ausgebildet, die von einem
optischen Sensor ausgewertet wird. Ebenfalls ist eine magnetische
Markierung mit entsprechendem Sensor denkbar.
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In
einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung verarbeitet die erfindungsgemäße Vorrichtung
die blattförmigen
Bedruckstoffe unabhängig
ihres Formats derart, so dass die Mittellinie der blattförmigen Bedruckstoffe
mit der Mittellinie des Transportpfades der blattförmigen Bedruckstoffe
durch die Vorrichtung im Wesentlichen übereinstimmt. Dadurch kann
ein symmetrisches Einbringen eines Lochbildes in den blattförmigen Bedruckstoff
gewährleistet
werden, ohne dass die seitliche Lage der Werkzeug- und Matrizenwalzen
verändert
werden müsste.
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In
einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung
sind die Stempelpositionen derart auf der Werkzeugwalze positioniert,
so dass die Stempel zueinander einen konstanten Abstand entlang
der Werkzeugwalze aufweisen. In dieser Ausgestaltung sind die Stempel
zum Erzeugen eines Lochbildes für
eine Ringbindung mittels einer Kunststoff- oder Drahtkammbindung
vorgesehen. Das Lochbild von blattförmigen Bedruckstoffen unterschiedlichen
Formats unterscheidet sich bei dieser Bindungstechnik im Wesentlichen
durch die Anzahl der Löcher,
die entlang einer Seite in den blattförmigen Bedruckstoff eingebracht
werden. Das bedeutet, dass eine bestimmte Anzahl von Stempeln, in
Abhängigkeit
des kleinsten Formats, das mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung verarbeitbar
sein soll, bei dem Lochbild für
Ringbindungen stets zur Erzeugung von Löchern im blattförmigen Bedruckstoff beiträgt. Im Randbereich
des blattförmigen
Bedruckstoffs soll dagegen vermieden werden, dass der betreffende
Stempel ein Loch in die Kante des blattförmigen Bedruckstoffs einbringt,
da dies zu einer unerwünschten
Verschlechterung des Erscheinungsbildes einer mittels Drahtkamm-
oder Kunststoffelementen ringgebundenen Broschüre beiträgt. Die Stempel, die die Kante
des blattförmigen
Bedruckstoffs verletzten würden
oder nicht einen Mindestabstand zu der Kante des blattförmigen Bedruckstoffs aufweisen,
müssen
daher bei Bedarf, dem Format des blattförmigen Bedruckstoffs entsprechend,
versenkbar sein. Der Mindestabstand zwischen Loch und Kante des
blattförmigen
Bedruckstoffs ergibt sich aus Stabilitätsüberlegungen, um ein Ausreißen der Löcher in
der gebundenen Broschüre
zu vermeiden.
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Daher
weist eine vorteilhafte Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung
einen mittleren Bereich auf, wobei im mittleren Bereich den Stempeln
der Werkzeugwalze keine Nocken zugeordnet sind, sowie einen ersten äußeren Bereich
der Nockenwelle und einen zweiten äußeren Bereich der Nockenwelle,
wobei den Stempeln in den äußeren Bereichen
der Nockenwelle Nocken zugeordnet sind. Die Stempel im mittleren
Bereich sind daher nicht versenkbar. Dadurch können überflüssige Fertigungskosten vermieden
werden. In dem ersten und zweiten äußeren Bereich der Nockenwelle
lassen sich die diesen Bereichen zugeordneten Stempel dagegen in
Zusammenwirkung mit den Nocken der Nockenwelle in eine versenkte
oder unversenkte Position bringen. Vom mittleren Bereich nach außen betrachtet,
müssen
die Stempel, die den Nocken der äußeren Bereiche
der Nockenwelle zugeordnet sich dann in einer unversenkten Position
befinden, wenn sie gemäß des Formats
des blattförmigen
Bedruckstoffs mindestens einen Mindestabstand zwischen dem einzubringenden
Loch und der Kante des blattförmigen
Bedruckstoffs aufweisen. Weiter müssen die Stempel, die diesen
Mindestabstand nicht aufweisen, sich in einem versenkten Zustand
befinden, so dass der blattförmige
Bedruckstoff im Bereich des Mindestabstands von der Kante des blattförmigen Bedruckstoffs
nicht gelocht wird. Außerhalb
der Kante des blattförmigen
Bedruckstoffs ist der Zustand des Stempels, ob versenkt oder unversenkt,
gleichgültig,
da der Stempel ohnehin in der Regel nicht mit dem blattförmigen Bedruckstoff
in Berührung
kommt.
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In
einer vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung
sind daher die Oberflächen
der Nocken in dem ersten äußeren Bereich
der Nockenwelle und dem zweiten äußeren Bereich
der Nockenwelle derart angeordnet, so dass bei der relativen Rotation
der Nockenwelle zur Werkzeugwalze die Stempel, die den Nocken des
ersten äußeren Bereichs
der Nockenwelle und des zweiten äußeren Bereichs
der Nockenwelle zugeordnet sind, in eine versenkte und in eine unversenkte
Position gebracht werden, wodurch sich eine ununterbrochene Reihe von
unversenkten Stempeln auf der Werkzeugwalze ergibt, die sich vom
mittleren Bereich der Nockenwelle in den ersten äußeren Bereich der Nockenwelle und
den zweiten äußeren Bereich
der Nockenwelle bis zum jeweilig innersten versenkten Stempel, der den
Nocken der äußeren Bereiche
zugeordnet ist, erstreckt. Diese ununterbrochene Reihe von unversenkten
Stempeln wird seitlich entweder von einem versenkten Stempel begrenzt
oder endet mit dem äußersten
Stempel des jeweiligen äußeren Bereiches. Außerhalb
der Begrenzung der ununterbrochenen Reihe von unversenkten Stempeln
können
sich die eventuell verbleibenden Stempel in den äußeren Bereichen in einem versenkten
oder unversenkten Zustand befinden. Die ununterbrochene Reihe von
unversenkten Stempeln entspricht genau der Anzahl von Löchern, die
formatabhängig
zur Erzeugung des gewünschten
Lochbilds entlang der Seite des blattförmigen Bedruckstoffs eingebracht
werden muss.
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In
einer Weiterbildung sind die Flächen
der Nocken in dem ersten äußeren Bereich
der Nockenwelle und dem zweiten äußeren Bereich
der Nockenwelle derart angeordnet, so dass sich durch relative Rotation
der Nockenoberfläche
der Nockenwelle zur Werkzeugwalze um ein Segment der Nockenoberfläche, die
ununterbrochene Reihe von unversenkten Stempeln auf der Werkzeugwalze
um mindestens einen Stempel verkürzt,
wobei die ununterbrochene Reihe von unversenkten Stempeln jeweils
begrenzenden, versenkten Stempel auf der Werkzeugwalze wechselweise
im ersten äußeren Bereich
der Nockenwelle und im zweiten äußeren Bereich
der Nockenwelle versenkt werden, bis die ununterbrochene Reihe von
unversenkten Stempeln auf der Werkzeugwalze den unversenkbaren Stempeln,
die dem mittleren Bereich der Nockenwelle zugeordnet sind, entspricht.
Die Stempel, die eventuell vor der Rotation der Nockenoberfläche der
Nockenwelle zur Werkzeugwalze um ein Segment der Nockenoberfläche die
Begrenzung der ununterbrochene Reihe von unversenkten Stempel auf
der Werkzeugwalze darstellten, können
daraufhin entweder versenkt bleiben, oder nach der Rotation der
Nockenoberfläche der Nockenwelle
zur Werkzeugwalze um eins oder mehrere weitere Segmente der Nockenoberfläche in einen
unversenkten Zustand bewegt werden. Eine Einstellung der Nockenoberflächen, die
ein Versenken von mehreren Stempeln bei der Rotation um ein Segment
vorsieht, ist dann sinnvoll, wenn beispielsweise die zu verarbeitenden
blattförmigen
Bedruckstoffe in diesem Formatsbereich nur eine grobe Abstufung
erfordern, etwa vom Wechsel zwischen einer Lochung in Längsrichtung
und einer Lochung entlang der Breite eines blattförmigen Bedruckstoffs
des Formats A4.
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In
einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung
liefert eine vorgelagerte Registratur den blattförmigen Bedruckstoff derart
aus der Mittellinie des Transportpfades der blattförmigen Bedruckstoffe
durch die Vorrichtung versetzt an, so dass die ununterbrochene Reihe
von unversenkten Stempel auf der Werkzeugwalze ein Lochbild in den blattförmigen Bedruckstoff
einbringt, bei dem der Abstand der äußersten Stempel zu den entsprechenden Kanten
des blattförmigen
Bedruckstoffs im Wesentlichen gleich ist. Dadurch wird stets ein
symmetrisches Lochbild in dem blattförmigen Bedruckstoff erzeugt. Dies
ist insbesondere entweder bei einer ungeraden oder bei einer geraden
Anzahl von Stempeln in der ununterbrochene Reihe von unversenkten
Stempeln auf der Werkzeugwalze notwendig, je nachdem, wie die Stempel
auf der Werkzeugwalze relativ zur Mittellinie des Transportpfades
des blattförmigen
Bedruckstoffs durch die erfindungsgemäße Vorrichtung positioniert
sind. Liegt beispielsweise in einem Fall der innerste Stempel auf
der Mittellinie des Transportpfades, so erfordert eine gerade Anzahl
von Stempeln in der ununterbrochenen Reihe von unversenkten Stempeln
auf der Werkzeugwalze einen entsprechenden seitlichen Versatz des
einlaufenden blattförmigen
Bedruckstoffs zur Mittellinie des Transportpfads, um einen gleichen
Abstand der äußersten
Löcher,
die in den blattförmigen
Bedruckstoff eingebracht werden, zu den Kanten des blattförmigen Bedruckstoffs
zu gewährleisten.
Dagegen würde
bei einer ungeraden Anzahl von Stempeln in der ununterbrochene Reihe
von unversenkten Stempeln auf der Werkzeugwalze ein auf der Mittellinie
des Transportpfads angelieferter blattförmiger Bedruckstoff in diesem
beispielhaften Fall durch die Anordnung der Stempel auf der Werkzeugwalze
von alleine zu einem symmetrischen Lochbild zu den Kanten des blattförmigen Bedruckstoffs
führen.
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Die
Form der Löcher
hängt dabei
nur von den Stempeln ab, wobei rechteckige, runde oder ovale Löcher je
nach Anwendung möglich
sind und im Rahmen der hier dargestellten Erfindung liegen.
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In
einer alternativen Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung
sind anstelle eines Lochbilds für
eine Ringbindung mittels Kunststoffelementen oder Drahtkammbindung
unterschiedliche Lochbilder für
die Ablage der blattförmigen
Bedruckstoffe in Ordnern oder Schnellheftern vorgesehen. Dazu sind
die Stempel derart auf der Werkzeugwalze und die Nockenoberflächen derart
auf der Nockenwelle positioniert, so dass deren Position dem US
2-Loch Lochbild oder dem US 3-Loch Lochbild oder dem US 4-Loch Lochbild
oder dem US 5-Loch Lochbild oder dem US 7-Loch Lochbild oder dem
europäischen 2-Loch
Lochbild oder dem europäischen
4-Loch Lochbild entspricht und dass eine relative Rotation der Nockenwelle
zur Werkzeugwalze einen Wechsel zwischen mindestens zwei dieser
Lochbilder ermöglicht.
Die europäischen
und die US Lochbilder unterscheiden sich neben deren Lage auch durch
den Durchmesser der Löcher.
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Bevorzugte
Ausführungsformen
der erfindungsgemäßen Vorrichtung
werden im Folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnung im Einzelnen näher beschrieben.
Es zeigen in schematischer Darstellung:
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1a eine
schematische Ansicht eines Lochbildes in einem blattförmigen Bedruckstoff
für Ringbindungen;
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1b eine
schematische Ansicht unterschiedlicher Lochbilder in einem blattförmigen Bedruckstoff;
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2 eine
schematische Darstellung des Funktionsprinzips der erfindungsgemäßen Vorrichtung;
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3 ein
schematischer Querschnitt entlang der Achsen der Walzen einer bevorzugten
Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Vorrichtung;
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4a ein
schematischer Querschnitt quer zu den Achsen der Walzen einer bevorzugten
Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Vorrichtung
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4b schematische
Detailansicht des Stanzbereichs von 3a;
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5 eine
schematische Darstellung einer beispielhaften Ausführungsform
einer Werkzeugwalze für
ein Stanzmodul;
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6 eine
schematische Darstellung einer beispielhaften Ausführungsform
einer Nockenwelle;
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7 eine
schematische Darstellung von verschiedenen Querschnitten der Nockenwelle
gemäß 6.
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In 1a und 1b sind
blattförmige
Bedruckstoffe 1 mit unterschiedlichen Lochbildern 3, E2,
E4, US3, US5 schematisch dargestellt. In 1a ist
das Lochbild 3 für
Ringbindungen mittels Drahtkammbindung (sogenanntes Wire-O) oder
für die Bindung
mittels Kunststoffelementen entlang einer Seite eines blattförmigen Bedruckstoffes 1 gezeigt. Der
blattförmige
Bedruckstoff 1 hat eine Länge L und eine Breite B, wobei
die Länge
L diejenige Richtung des blattförmigen
Bedruckstoffs 1 kennzeichnet, die entlang des Transportpfads
der blattförmigen
Bedruckstoffe durch die Vorrichtung 40 verläuft. Die Breite
B kennzeichnet hier die Richtung, die parallel zum Lochbild 3 verläuft. In
dieser Richtung weist der blattförmige
Bedruckstoff eine zuerst in die Vorrichtung einlaufende Vorderkante
K3 und eine gegenüberliegende
Hinterkante K4 auf. Die Stanzlöcher 2 weisen
zueinander einen festen Abstand B0 und zur Hinterkante K4 einen
festen Abstand L1 auf. Das der Außenkante K1 nächstgelegene
Stanzloch 2 weist einen Abstand B1 auf, das der Außenkante
K2 nächstgelegene
Stanzloch 2 weist einen Abstand B2 auf. Diese Abstände K1,
K2 sind vom Format des blattförmigen
Bedruckstoffs 1 abhängig,
dürfen
aber aus Gründen
der Festigkeit gegenüber
Ausreißen
ein Mindestmaß nicht
unterschreiten.
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1b zeigt
die Anordnung der Stanzlöcher 2 bei
unterschiedlichen Lochbildern E2, E4, US3, US5, wobei hier das europäische 2-Loch
Lochbild E2, das europäische
4-Loch Lochbild E4, das amerikanische 3-Loch Lochbild US3 und das
amerikanische 5-Loch Lochbild US5 unterschieden werden. Weitere,
dem Fachmann bekannte Lochkombinationen sind ebenfalls realisierbar
und liegen im Rahmen der hier dargestellten Erfindung. Die exakte
Größe der Abstände der
Löcher
zueinander sind dem Fachmann ebenfalls bekannt, im europäischen Lochbild weisen
die Löcher
einen Durchmesser von 5 mm auf, im schwedischen Lochbild 5,5 mm
und im amerikanischen Lochbild 8 mm. Mit dem Bezugszeichen M ist die
Mittellinie der blattförmigen
Bedruckstoffe gekennzeichnet.
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Die 2 bis 7 zeigen
unterschiedliche Ansichten einer bevorzugten Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Vorrichtung 40 und
beschränken
sich dabei der Klarheit halber auf die Darstellung von erfindungswesentlichen
Komponenten. Weitere, allgemein bekannte und zum Betrieb der Vorrichtung erforderliche
Antriebs und/oder Führungsmittel
und Kurvenscheiben sowie elektrische Schaltkreise sind wenn, dann
nur schematisch dargestellt bzw. werden nur in allgemeiner Form
beschrieben.
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Wie
in 2 gezeigt, wird die Matrizenwalze 41' mittels eines
Motors 402 über
einen Riemenzug 403 angetrieben. Auf der Achse der Matrizenwalze 41' befindet sich
ein Zahnrad 404, das mit einem weiteren Zahnrad 405,
das auf der Achse der Werkzeugwalze 41 befestigt ist, in
Eingriff steht und die Rotation der Matrizenwalze 41' in umgekehrter
Rotationsrichtung synchron auf die Werkzeugwalze 41 überträgt. Matrizenwalze 41' und Werkzeugwalze 41 sind in
einem Gehäuse 401 angeordnet.
Innerhalb der Werkzeugwalze 41 befindet sich eine Nockenwelle 46,
die in eine Rotationsrichtung der Werkzeugwalze 41 mitgenommen
wird, so dass die Rotation der Nockenwelle 46 in dieser
Richtung der Rotation der Werkzeugwalze 41 exakt entspricht.
Die Mitnahme der Nockenwelle 46 erfolgt vermittels einer
in 3 dargestellten Kugelraste 471, die durch
ein Eintauchen in dafür
auf der Nockenwelle vorgesehene in 7 gezeigte
Vertiefungen 472 eine stabile Kopplung zwischen Nockenwelle 46 und
Werkzeugwalze 41 bewirkt.
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Am
Gehäuse 401 ist
ein Freilauf 47 angebracht, der nur eine Rotationsrichtung
der Nockenwelle 46 zulässt.
Bei Umkehr der Rotationsrichtung der Werkzeugwalze 41 wird
die Nockenwelle 46 gegen das Gehäuse 401 abgestützt, wodurch
es zu einer relativen Rotation der Werkzeugwalze 41 zur
Nockenwelle 46 kommt. In der neuen Funktionsposition der
Nockenwelle 46 rastet die Kugelraste 471 ein,
so dass eine sichere Mitnahme der Nockenwelle 46 durch
Rotation der Werkzeugwalze 41 bei erneuter Umkehr der Rotationsrichtung
der Werkzeugwalze 41 gewährleistet ist.
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Die
Funktionsposition der Nockenwelle 46 wird durch einen Sensor überwacht
und an eine übergeordnete,
nicht gezeigte, dem Fachmann bekannte Steuerung übergeben. Dazu ist auf der
Nockenwelle eine Markierung 481 vorgesehen, die die Funktionsposition
der Nockenwelle ermittelbar macht, etwa in Form einer Lochblende 481.
In diesem Fall handelt es sich bei dem Sensor 48 um einen
optischen Sensor 48.
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In 3 ist
im Querschnitt der innere Aufbau der Werkzeugwalze 41 und
der Matrizenwalze 41' gezeigt.
In diesem Fall handelt es sich um eine Stempelanordnung, bei der
die Stempel 42 zueinander einen konstanten Abstand haben.
Für den
Fall eines anderen Lochbildes 3, E2, E4, US3, US5 sind
die Stempel entsprechend anders in der Werkzeugwalze 41 positioniert.
Ebenfalls ist eine Ausgestaltung denkbar, bei der die Stempel 42 für unterschiedliche Lochbilder 3,
E2, E4, US3, US5 auf gegenüberliegenden
Seiten der Werkzeugwalze 41 angebracht sind.
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Das
Innere 411 der Matrizenwalze 41' ist hohl, so dass Stanzabfall,
der von alleine durch die nach unten offenen Matrizen 42' ins Innere 411 der Matrizenwalze 41' fällt, seitlich
aus der Vorrichtung 42 in eine geeignete, nicht gezeigte,
dem Fachmann bekannte Auffangvorrichtung transportiert wird.
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Wie
in 4a und 4b zu
sehen, sind die Stempel 42 in einem Stempellager 423 gleitend
gelagert. Das Stempellager ist mittels einer Schraube 422 in
der Werkzeugwalze 41 befestigt. Dabei presst die Schraube 422 das
Stempellager 423 an einen Anschlag in der Werkzeugwalze 41.
Die Stempel 42 sind mittels Federn 421 gegen die Oberfläche der Nockenwelle 46 und
insbesondere zumindest teilweise gegen die Oberfläche der
Nocken 461 gelagert. Die Geometrie der Nocken 461 und
der Nockenoberflächensegmente 462 sind
beispielhaft in 7 dargestellt. Abhängig von
der Funktionsposition der Nockenwelle 46 werden die Stempel 42 mit
ihrer Schneide über
den Umfang der Werkzeugwalze 41 geschoben und tauchen in
Kontakt mit der Matrizenwalze 41' in die Matrize 42' ein und stanzen
dabei Löcher 2 in
den blattförmigen
Bedruckstoff 1 Der blattförmige Bedruckstoff 1 wird
bei dem Transport durch die erfindungsgemäße Vorrichtung 40 durch
zwei Leitbleche 406 geführt.
Die Leitbleche 406 weisen Öffnungen im Bereich der Stempel 42 und
einen nach außen
geneigten Abschnitt im Bereich des Einlaufs der blattförmigen Bedruckstoffe 1 in
die Vorrichtung 40 auf, wodurch ein sicherer Transport
durch die Vorrichtung 40 gewährleistet wird.
-
Wie
in 4 und 5 dargestellt,
besteht die Nockenwelle 46 aus einer Stange, die an bestimmten
Stellen vertiefte, segmentierte, abschnittsweise planare Nockenoberflächensegmente 462 aufweist.
Dabei lassen sich in dieser Ausführungsform bei
der Nockenwelle 46 drei Bereiche 491, 492, 493 unterscheiden.
In einem mittleren Bereich 493 sind keinen Nocken 461 vorgesehen
und die Nockenwelle 46 hat ein durchgehend kreisförmiges Profil.
Die Stempel 42, die in dem mittleren Bereich 493 gegen die
Nockenwelle 46 gefedert sind, befinden sich stets in einer
nichtversenkten Position und tragen daher bei jeder Umdrehung der
Stanzwalze zu der Erzeugung von Löchern bei. In einem ersten äußeren Bereich 491 und
einem zweiten äußeren Bereich 492 weist
die Nockenwelle 46 dagegen die erwähnten Nocken 461 auf,
wodurch sich die Stempel 42 ins Innere der Werkzeugwalze 41 versenken
lassen. Die Nockenoberflächensegmente 462 sind
dabei zueinander so angeordnet, dass die Nockenoberflächensegmente 462,
mit denen die Stempel 42 in einer Funktionsposition der
Nockenwelle 46 Kontakt haben, entlang der Nockenwelle 46 die
gleiche Winkelstellung aufweisen. Die Anzahl der möglichen
Funktionspositionen der Nockenwelle 46 ist durch die Anzahl
der Einrastmöglichkeiten
in die Kugelrastenvertiefung 472 der Kugelraste 471 gegeben.
In der hier dargestellten Ausführungsform
handelt es sich dabei um sechs Einrastmöglichkeiten, in einer bevorzugten Ausführungsform
ist eine größere Anzahl
an Einrastmöglichkeiten
der Nockenwelle 46 vorgesehen, so dass alle Stempel 42,
die den äußeren Bereichen 491, 492 zugeordnet
sind, gezielt versenkbar sind und dadurch eine große Anzahl
von unterschiedlichen Formaten der blattförmigen Bedruckstoffe 1 möglich ist.
-
In
der Grundposition der Nockenwelle 46 relativ zu der Werkzeugwalze 41 befinden
sich alle Stempel 42 in unversenkter Position, so dass
die Anzahl der Löcher,
die in einen durch die erfindungsgemäße Vorrichtung 41 transportierten
blattförmigen Bedruckstoff
gerade der maximalen Anzahl von Stempeln 42 auf der Werkzeugwalze 41 entspricht,
in dieser Ausführungsform
genau vierundzwanzig.
-
Die
Flächen
der Nockenoberflächensegmente 462 sind
derart entlang der Nockenwelle 46 angeordnet, so dass bei
einer relativen Rotation der Nockenwelle 46 um ein Nockenoberflächensegment 462 der äußerste Stempel 42 des
ersten äußeren Bereichs
der Nockenwelle 491 versenkt wird. Dadurch wird die noch
verbleibende Reihe von unversenkten Stempeln 42 um einen
Stempel 42 verkürzt,
in diesem Fall auf genau dreiundzwanzig. Um ein symmetrisches Lochbild
in einem angelieferten blattförmigen
Bedruckstoff 1 zu erzielen, muss nun eine nicht gezeigte, übergeordnete
Steuerung den folgenden blattförmigen
Bedruckstoff 1 aus der Mittellinie des Transportpfades
der blattförmigen
Bedruckstoffe 1 durch die erfindungsgemäße Vorrichtung 40 versetzt anfordern,
derart, dass die Abstände
B1, B2 der beiden äußersten
Stempel 42 der ununterbrochenen Reihe von unversenkten
Stempeln 42, die sich aus dem mittleren Bereich 493 der
Nockenwelle 46 in die äußeren Bereiche 492, 493 der
Nockenwelle 46 erstreckt, zu den Kanten K1, K2 des blattförmigen Bedruckstoffs 1 gleich
sind.
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Die
Flächen
der Nockenoberflächensegmente 462 sind
weiterhin derart entlang der Nockenwelle 46 angeordnet,
dass bei einer weiteren relativen Rotation der Nockenwelle 46 um
ein Nockenoberflächensegment 462 der äußerste Stempel 42 des
zweiten äußeren Bereichs
der Nockenwelle 492 versenkt wird, und der äußerste Stempel 42 des
ersten äußeren Bereichs
der Nockenwelle 491 versenkt bleibt. Dadurch wird die noch
verbleibende ununterbrochene Reihe von unversenkten Stempeln 42 um
einen weiteren Stempel 42 verkürzt, in diesem Fall auf zweiundzwanzig
Stempel. Bei einer weiteren relativen Rotation der Nockenwelle 46 um
ein Nockenoberflächensegment 462 wird
nun wechselseitig immer der nächstinnere
Stempel 42 in den äußeren Bereichen 491, 492 versenkt,
so dass sich die noch verbleibende ununterbrochene Reihe von unversenkten Stempeln 42 um
stets einen weiteren Stempel 42, die sich aus dem mittleren
Bereich 493 der Nockenwelle 46 in die äußeren Bereiche 492, 493 der
Nockenwelle 46 erstreckt, verkürzt, solange bis die noch verbleibende
ununterbrochenen Reihe von unversenkten Stempeln 42 sich
auf die Anzahl der nichtversenkbaren Stempel 42 im mittleren
Bereich 493 reduziert hat, in bevorzugter Weise auf zehn
Stempel 42. Die Position der Stempel 42 in den äußeren Bereichen 491, 492 der
Nockenwelle, die außerhalb
der ununterbrochenen Reihe von unversenkten Stempeln 42 liegen
und diese nicht begrenzen, ist beliebig, die Stempel können sich
hier also wahlweise in einer versenkten oder unversenkten Position
befinden.
-
Die
hier beschriebene Vorrichtung für
Erzeugung von unterschiedlichen Lochbildern in blattförmigen Bedruckstoffen
findet besonderen Einsatz bei der Inline-Weiterverarbeitung von
Druckprodukten von Digitaldruckmaschinen. Eine Verwendung in allen
Kopierern/Druckern, bei denen blattförmige Bedruckstoffe nachbearbeitet
werden, ist ebenfalls möglich,
insbesondere auch eine Verwendung bei der Offline-Weiterverarbeitung.
-
- 1
- blattförmiger Bedruckstoff
- 2
- Stanzloch
- 3
- Lochbild
- 40
- erfindungsgemäße Vorrichtung
- 401
- Gehäuse
- 402
- Motor
- 403
- Riemenzug
- 404,
405
- Zahnrad
- 406
- Leitblech
- 41
- Werkzeugwalze
- 41'
- Matrizenwalze
- 411
- Matrizenwalzeninneres
- 42
- Stempel
- 421
- Feder
- 422
- Schraube
- 423
- Stempellager
- 42'
- Matrize
- 46
- Nockenwelle
- 461
- Nocken
- 462
- Nockenoberflächensegment
- 463
- Nockenumfang
- 47
- Freilauf
- 471
- Kugelraste
- 472
- Kugelrastenvertiefung
- 48
- Sensor
- 481
- Markierung
- 491
- erster äußerer Bereich
auf der Nockenwelle
- 492
- zweiter äußerer Bereich
auf der Nockenwelle
- 493
- mittlerer
Bereich auf der Nockenwelle
- B
- Breite
eines blattförmigen
Bedruckstoffs quer zur Durchlaufsrichtung
- B0
- Abstand
zwischen zwei Stanzlöchern
- B1
- Abstand
zwischen erster Kante und Stanzloch
- B2
- Abstand
zwischen zweiter Kante und Stanzloch
- E2
- europäisches 2-Loch
Lochbild
- E4
- europäisches 4-Loch
Lochbild
- K1
- erste
Kante des blattförmigen
Bedruckstoffs
- K2
- zweite
Kante des blattförmigen
Bedruckstoffs
- K3
- Vorderkante
des blattförmigen
Bedruckstoffs
- K4
- Hinterkante
des blattförmigen
Bedruckstoffs
- L
- Länge eines
blattförmigen
Bedruckstoffs entlang der Durchlaufsrichtung
- L1
- Abstand
zwischen Hinterkante und Stanzloch
- LB
- Lochbild
für Ringbindungen
- M
- Mittellinie
der blattförmigen
Bedruckstoffe
- US3
- amerikanisches
3-Loch Lochbild
- US5
- amerikanisches
5-Loch Lochbild