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Vorrichtung zum Schneiden, Sammeln und Falzen einer oder mehrerer
ankowDænder Papierbahnen Die Erfindung betrifft einen Falzapparat für das Querfalzen
von Papierbogen, die aus Rotationsdruckmaschinen her geliefert werden und entweder
festes oder veränderliches Format aufweisen.
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Bei den bisher bekannten Falzapparaten werden die ii Falzapparat
notwendigen Punkturen, Falzmesser usw. mechanisch durch Kurvenscheiben gesteuert,
wobei diese Kurvenscheibe ii Inneren des Falzzylinders angeordnet sind. Diese Ausbildung
weist aber verschiedene Nachteile auf. Die Falzzylinder werden dadurch sehr schwer
und können nicht ait sehr hoher Geschwindigkeit angetrieben werden, da sonst die
Beanspruchungen zu groß werden. Außerdem ist es nicht einfach, in Inneren des Falzzylinders
die Ansteuerungen der Punkturen und Falzmesser durch Nockenhebel und Gestänge zu
steuern, da diese hohen Beschleunigungskräften unterworfen sind und starke Verschleißerscheinigungen
aufweisen. Dies rührt vor allen daher, daß die Punkturen und Greifer beia Aufnehmen
und Abgeben der Papierbogen ruckartig angesteuert und betätigt werden nüssen. Auch
die Falzmesser müssen für den Falzvorgang be aber geben der Papierbogen an den Klappenzylinder
ruckartig betätigt
werden.
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Die Nachteile erstrecken sich aber nicht nur auf den -schinentechnischen
oder konstruktiven Teil des Falzapparates, sondern Nachteile treten auch an Produkt
selbst auf. Durch die ruckartige Betätigung des Falzmessers wird die vordere Papierbogenhälte
durch sehr hohe Beschleunigungskräfte außerordentlich stark beansprucht. Es kommt
dadurch häufig zu Beschädigungen der Papierbogen. Die gesandte Anlage ist daher
auf eine bestimme Arbeitsgeschwindigkeit beschränkt. Eine Erhöhung der Arbeitsgeschwindigkeit
ist aus den oben genannten Gründen nicht ohne weiteres möglich. Üblicherweise sind
die Dimensionen der Falzzylinder so gewählt, daß sie auf ihre Unfang zwei oder drei
Papierbogen aufnehmen können. Der Durchmesser der Falzzylinder ist daher verhältnismäßig
gering und der Zylinderunfang weist eine starke Krümnung auf. Infolgedessen müssen
die Papierbogen bei ihrem Auitreffen auf den Falzzylinder von ihrer ursprünglichen
Bahn stark abgelenkt werden, wozu erhebliche Unlenkkräfte notwendig sind. Da außerdem
die Papierbogen auf die Falzzylinder bereits in mehreren Lagen zugeführt werden,
erfolgt bei der starken Umlenkung eine Art Auffächerung der aufeinander liegenden
Papierlagen, wobei erhebliche Reibungskräfte zwischen den aufeinander liegenden
Ppier-Bchichten auftreten können. Diese Reibungskräfte sind natürlich abhängig von
den Ausmaß der Umlenkung, Ein weiterer Hacnteil, der sich beim Produkt bemerkbar
macht, besteht darin daß beim Transport der Papierbogen auf den Zylindern bei der
nutation erhebliche
Fliehkräfte auf die Papierbogen einwirken und
die Papierbogen von der Zylinderoberfläche abzuheben versuchen. Weiterhin wirken
auf die Papierbogen auch noch an ihrer Vorderkante Inftkräfte ein, die ebenfalls
im Sinne eines Abhebens von der Unterlage wirksam sind.
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Diese Effekte können unter Umständen so stark werden, daß es nahezu
zu einem Flattern des Papierbogens entlang des Zylinderumfanges kommt.
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Der Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, die oben genannten Nachteile
der bekannten Ausbildungen zu vermeiden und einen Falzapparat zu schafien, mit dem
es möglich ist, die heutigen Verarbeitungsgeschwindigkeiten von etwa 10 m pro Sekunde
Bahngeschwindigkeit der Papierbogen beträchtlich zu erhöhen, und zwar auf 20 m pro
Sekunde und mehr. Bei den heute üblichen Ausbildungsformen würde eine solche Verdoppelung
der Verarbeitungsgeschwindigkeit die oben genannten Nachteile beträchtlich erhöhen
und den Papierfluß überhaupt begrenzen. Es müssen daher andere Wege gesucht werden.
Das Ziel wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daS die Ar beitszylinder, wie Schneidzylinder,
Nut- Sannel- Falzesserzylinder und Klappenzylinder, einen Umfang von mindestens
fünf IBogenlkngen aufweisen, und daß die Ansteuerung der in den Arbeltszylindern
angeordneten Papieraufnahmesysteme, Gretfer> Punkturen Falzmesser und Klappen
durch extern angeordnete S Steuer@@@@@@@er erfolgt. Durch eine solche Ausbildung
des Falzapparate ist es möglich, die Erkenntnis der Leichtbautechnik, wie sie z.
B. * modernen Fahrzeug- oder Flugzeugbau gewonnen wurden, wurden einzw@eize
nur
dadurch kann ein Falzzylinder so dimensioniert werden, daß seine Beanspruchung beherrschbar
ist. Die oben genannten Nachteile, die durch die im Walzeninneren eingebauten Steuergeräte
für die Punkturen, Falzmesser usw. auftreten, sind gemäß der Erfindung restlos vermieden,
weil allein die Punkturen oder Falzmesser im Walzeninneren verblieben sind und die
gesamte Steuereinrichtung außerhalb der Walze angeordnet werden kann. Durch diese
Anordnung außerhalb der Walze ist es außerdem leicht möglich, die Steuerzeiten Je
nach Bedarf und Einsatzzweck verEnderbar zu machen, ohne daß große Eingriffe in
den gesamten Falzapparat erforderlich wären.
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Durch den wesentlich größeren Durchmesser der Falzzylinder kann bei
gleicher Drehzahl der Falzzylinder, verglichen mit dem bisherigen Stand der Technik,
die Bahngeschwindigkeit des zugeführten Papierbogens wesentlich erhöht, z. B. mehr
als verdoppelt, werden. Durch den großen Walzendurchmesser sind nunmehr die Umlenkkräfte
wesentlich herabgesetzt, die beim Auftreffen der Papierbogen auf den Zylinder auftreten.
Wenn der Durchmesser der Schneidzylinder in etwa entsprechender Weise erhöht und
die Anzahl der Schneidnesser ebenfalls vergrößert wird, so ergibt sich ia Zusammenwirken
mit dem vergrößerten Umfang der Falzwalze eine wesentliche Vergrößerung der Eingrlffsstrecke
der Schneidmesser in die Papierbahn. Infolgedessen kann die Eindringgeschwludlgkeit
oder Schnittgeschwindigkeit der Messer etwa in der bisher üblichen Größenordnung
gehalten und ein sauberes Schneiden gewährleistet
werden. Da die
Anzahl der Messer auf dem Schneidzylinder erhöht wird, muß jedes einzelne Messer
eine geringere Anzahl von Schneidvorgängen durchführen, so daß die Gesamtstandzeit
einer Schneidwalze, d. h. die Zeit bevor die einzelnen Messer ausgetauscht werden
müssen, wesentlich erhöht wird. Die Wartung der Maschine wird dadurch wesentlich
vereinfacht. Insgesamt betrachtet wird durch die hier vorgeschlagene Ausbildung
des Falzapparates die Bedienbarkeit der gesamten Anordnung wesentlich vereinfacht,
so daß die Maschine auch von angelernten Arbeitskräften bedient werden kann.
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Besonders wichtig ist dabei der Umstand, daß die gesandte Steuerung
für die einzelnen Arbeitsvorgänge von außerhalb des Falzzylinders eriolgt. Umstellungen
erfordern dadurch wenig Auiwand und sind auch von den oben genannten angelernten
Arbeitskräften leicht durchführbar. Die durch den größeren Walzendurchresser naturgemäß
auftretenden höheren Fliehkräfte und Luftkräfte der Papier lagen können gemäß weiterer
Ausbildung der Erfindung ohne weiteres aufgeiangen werden. llierzu wird z. B. ein
fluidisches System vorgesehen, das die Papierlagen auf den Walzenumfang zum Anlegen
bringt.
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Je nach augenblicklicher Arbeitsgeschwindigkeit kann dieses fluidische
System so geregelt werden, daß gerade die eriorderliche Anpreßkraft auf den Papierbogen
aufgebracht wird.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung sei nachstehend an ifand der
Zeichnungen erläutert.
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Es zeigen: Fig. 1 ein Ausillhrungsbeispiel mit Falz sehr und Fa lzk
lappenzylinder,
Fig. 2 die Papierbogenführung auf den einzelnen
Zylindern.
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Fig. 3 stellt den besonderen Schneid- und Falzvorgang dar.
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Fig. 1 zeigt ein Falzmesserzylinder 2 und einen Klappenzylinder 8,
die jeweils einen Umfang von 7 Bogenlängen aufweisen.
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Innerhalb des Falzmesserzylinders 2 befindet sich eine statisch angeordnete,
elektromagnetische Spule 5, die über die Steuereinrichtung 7 angesteuert wird. Die
Punkturen 3 und Falzmesser 4 sind im Walzeninneren 2 gelagert. Eine weitere elektromagnetische
Spule 6 ist innerhalb des Falzmesserzylinders 2 statisch so angeordnet, daß sie
nur im Bereich des jeweilig zu betätigenden Falzmessers 4 wirksam ist. Die elektromagnetischen
Spulen werden zur Betätigung der Punkturen 3 über die Steuerleitungen 5a und zur
Betätigung der Falzmesser 4 über die Steuerleitungen 6a gesteuert.
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Der Falzklappenzylinder 8 weist ebenfalls wie der Falznsserzylinder
2 im Inneren eine statisch angeordnete, magnetische Spule 11 auf, die die Falzklappen
10, die in einer Nut 9 gelagert sind, ansteuert. Die elektromagnetische Spule wird
von der Steuereinrichtung 7 über die Steuerleitungen lla angesteuert. Die ankowenden
Papierbogen 1 werden mittels ausgefahrenen Punkturen 3' am Zylinderumfang audgenosmen
hierbei wird die jeweilige Punktur 3' mittels eines elektromagnetischen Kraftfeldes
betätigt, drs von der Steuereinrichtung 7 über die Steuerleitungen 5s gesteuert
wird.
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Durch Rotation des Falzmesserzylinders 2 werden nun die Papierbogen
1 zur Falzstelle transportiert, wo das Falzmesser 4' die Papierbogen 1 in die Nut
9 des Falzklappenzylinders 8 schlägt,
wobei das Falzmesser 4' von
der Spule 6 aus betätigt wird. Durch die elektronagnetische Spule 11 im Falzklappenzylinder
2 wird nun die Falzklappe 10 angezogen und die Papierbogen 1 an der durch das Falzmesser
4' vorgefalzten Stelle geklemmt und 60mit fertig gefalzt. Die so gefalzten Papierbogen
1' werden in diesem Zustand weiter transportiert und an einen wählbaren, definierten
Punkt wird das elektromagnetische Kraftfeld so umgepolt, daß die Falzklappen 10
sich lösen und die Papierbogen 1' frei geben. Die ireigegebenen Papier 1' können
an ein hier nicht näher dargestelltes Auslegersystem weitergeleitet werden.
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Die Fig. 2 zeigt , wie die Papierbogen 1 über einen Schneidzylinder
12, einen Falzmesserzylinder 2 und einen Falzklappenzylinder t3 mit einem jeweiligen
Umfang von 7 Bogenlängen geführt werden.
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Innerhalb des Schneidzylinders 12 ist eine Blaseinrichtung 17 in Bearbeitungsrichtung
geneigt angeordnet, die den Luftstrom durch die zwischen den Schneidmessern 13 perforierte
Oberfläche des Schneidzylinders 12 leitet. Ein Andrücksystem 14, das mit dem Falzmesserzylinder
2 synchron läuft und als Bandsystem ausgeführt ist, ist außerhalb des Falzklappenzylinders
8 angeordnet. Eine Ummantelung 15, die teilweise den Umfang des Falzmesserzylinders
2 abdeckt, ist mit Blaseinrichtungen 1G so ausgeführt, daß der Luftstrom in VerarDeitungsrichtung
geneigt auf die Papierbogen 1 an der Zylinderoberfläche trifft. Die ankommende Papierbahn
1 wird durch ein Schneidmesser 13 auf Bogenlänge geschnitten und gleichzeitig durch
die Punkturen 3 auf genommen. Die so aufgenommenen
Papierbogen 1
werden nun durch die Blaseinrichtung 17 an die Zylinderoberfläche des Falzmesserzylinders
2 gedrückt, wobei der Luftstrom durch die perforierte Oberfläche des Schneidzylinders
12 hindurchtritt. Die so angedrückten Papierbogen 1 werden nun durch das Weiterdrehen
des Falzmesserzylinders 2 zwischen die umlaufenden Bänder 14 und die Zylinderoberfläche
des Falzklappenzy linders 8 gebracht und annähernd bis zur Falzstelle geführt, -wo
das Falzmesser 4 betätigt wird. Für das Führen der Papierbogen 1 auf dem Falzn>esserzylinder
2 kann auch eine teilweise Ummantelung 15 angebracht sein, die mit einer in Verarbeitungsrichtung
geneigter Blaseinrichtung 16 ausgerüstet ist und die Papierbogen 1 einmal auf die
Zylinderoberfläche des Falzmesserzylinders 2 drückt und zum anderen der bei höheren
Verarbeitungsgeschwindigkeiten auftretenden Luftströmung entgegenwirkt. Die Blaseinrichtung
16 ist in Abhängigkeit der Verarbeitungsgeschwindigkeit regelbar.
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Nach dem Abgeben der Papierbogen 1 durch das Falzmesser 4 in die Nut
9 des Falzklappenzylinders 8 werden die gefalzten Papierbogen 1' in vorher beschriebener
Weise weitertransportiert.
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Fig. 3 zeigt, wie der Schneid- und Falzvorgang über einen Schneidzylinder
12, einen Falzmesserzylinder 2 und einen Falzklappenzylinder 8 mit einem Umfang
von jeweils 7 Bogen langen abläuft.
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Der Schneidzylinder 12 besitzt an seinem Umfang 7 Schneidmesser 13,
die in die entsprechende Schneidnut des Falzklappenzylinders 8 eingreifen. Der Falzklappenzylinder
ist mit Punkturen 3 und Falzmessern 4 ausgestattet, wobei die Falzmesser sehr 4bei
Betätigung
in die jeweilige Nut des Falzklappenzylinders 8 zahnradartig
eingreifen Die ankommende Papierbahn 1 wird durch die Schneidmesser {3, die am Umfang
des Schneidzylinders 12 angeordnet sind, in gegebene Bogenlängen geschnitten. Die
Schneidmesser treffen am Anfang der Strecke S auf die Papierbahn auf und durchdringen
diese während der halben Strecke S auf die Cindringtiefe X. Der Falzvorgang wird
durch die Falzmesser 4 am Anfang der Strecke T eingeleitet, wobei die zu falzenden
Papierbogen während der halben Strecke T tini den betrag Y in die Nut 9 des Falzklappenzylinders
8 übergeben werden. Je langer die Faizstrecke T ist, die eine Funktion des Betrags
Y und des Zylinderradius darstellt, desto kleiner wird die Wirkung der Beschleunlgungskräfte
auf die Papierbogen 1.
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Bei diesen hier dargestellten Ausführungsformen wird eine Verdoppelung
der bisherigen Verarbeitungsgeschwindigkeit erreicht, ohne daß die Beschleunigungskräfte
wesentlich erhöht und somit die Verschleißerscheinungen geringer gehalten werden.