DE2353961A1

DE2353961A1 - Stauchfalzwerk

Info

Publication number: DE2353961A1
Application number: DE19732353961
Authority: DE
Inventors: Emil Klenk
Original assignee: Maschinenbau Oppenweiler Binder GmbH and Co KG
Current assignee: MBO Postpress Solutions GmbH
Priority date: 1973-10-27
Filing date: 1973-10-27
Publication date: 1975-05-07
Also published as: GB1449969A; US3958799A; DD114385A5; JPS5083128A; ES431398A1; IT1023896B; DE2353961B2

Description

Die Erfindung betrifft ein Stauchwalzwerk mit mehreren, Paare bildenden Falzwalzen, die hinsichtlich ihres Abstandes voneinander verstellbar gelagert und mit einer gemeinsamen Antriebsvorrichtung gekuppelt sind.: 1

Stauchfal.zwerke dieser Art, auch Taschenfalzwerke genannt, werden zum Falzen von Papier, Folien und dergleichen verwendet und weisen in der Regel vier bis vierzehn treppenförmig angeordnete FaIz-. walzen mit zwei bis zwölf Falztaschen öder Bogenweichen auf.

Die Falzwalzen müssen in der Regel genau auf die Stärke des durchlaufenden Bogens oder Bogenheftes eingestellt werden, da sie den Bogen in der ganzen Breite gleichmäßig mit leichtem Druck erfassen und fördern sollen. Sie können aber gegen.Federdruck ausweichen, damit keine Störungen auftreten, wenn der Spalt etwas zu eng eingestellt.ist oder wenn mehr als_die vorgesehene Anzahl von Bogen gleichzeitig einlauf en.Die Möglichkeit des Ausweichens gegen' Federdruck ist außerdem bei bestimmten Falzarten, insbesondere bei einem Zick/Zack-Falz oder Wickelfalz notwendig, da die vorgefalzten Bogenteile immer vorauslaufen und der einfache Bogenteil den nächsten Falz einleiten muß.

Die richtige Falzwalzeneinsteilung und damit der gleichmäßige, federnde Andruck sind zur Erzielung eines geraden Bogentransportes und einer exakten Falzung sehr wichtig. Der Grund hierfür liegt darin, daß Papier und Folien in gewissem Grade nachgiebig · sind und daß zwischen zwei Falzwalzen je nach dem Andruck ein mehr oder weniger großer Schlupf gegenüber der Umfangsgeschwindigkeit der Falzwalzen auftritt. Ist dieser Schlupf unterschiedlich über die Breite des Bogens, so lauft er zwangsweise schief und wird dann schief gefalzt. _ ^<! -

Für die bekannten Stauchfalzwerke, bei denen der Antrieb der Falzwalzen ausschließlich über Zahnräder erfolgt, die auf den

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sitzen, mit dem Zahnrad der benachbarten Falzwalze in Eingriff stehen und einen Teilkreisdurchmesser haben, der gleich dem Falzwalzendurchmesser ist, sind zw.ar eine Reihe aufwendiger Falzwalzeneinstellvorrichtungen entwickelt worden, um den Andruck der Walzen genau und. gleichmäßig einstellen zu können. Aber auch mit diesen Einstellvorrichtungen läßt sich nicht verhindern, daß-im Betrieb immer wieder Bogen schief gefördert und anschließend schief gefalzt werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Stauchfalzwerk zu schaffen, mit dem es möglich ist, einen geraden Bogentransport und damit eine exakte Falzung zu gewährleisten. Bei einem Stauchfalzwerk der eingangs genannten Art ist diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Falzwalzen mittels je einer Ausgleichskupplung, deren beide Naben durch ein freibewegliches Zwischenglied formschlüssig miteinander verbunden sind, mit je einem ortsfest gelagerten Antriebsrad der Antriebsvorrichtung gekuppelt sind.

Durch die ortsfeste Lagerung der Antriebsräder und den Antrieb der Falzwalzen über je eine Ausgleichskupplung läßt sich das Antriebsdrehmoment auf die Falzwalzen übertragen, ohne daß dabei eine in radialer Richtung auf die Falzwalzen wirkende Kraft auftritt, was bei den bekannten Stauchfalzwerken unvermeidbar ist, da die unmittelbar auf der Falzwalzenwelle sitzenden Zahnräder infolge des Flankenwinkels ihrer Zähne, der genormt ist und 20° beträgt, das Drehmoment nur zusammen mit einer in radialer Richtung wirkenden Kraft übertragen können. Diese Kraft führt auch dann, wenn die Falzwalzen und ihr Andruck genau eingestellt worden ist, im Betrieb zu einem über die Walzenbreite ungleichen Andruck. Hinzu kömmt noch, daß die vom Zahnrad bei der Drehmomentübertragung erzeugte Radialkraft von der Drehzahl abhängig' ist und allein schon aus.diesem Grunde nicht mit vertretbaren Mitteln kompensiert werden kann. Bei der erfindungsgemäßen Lösung ist hingegen auch im Betrieb

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und bei jeder Drehzahl der Andruck der Falzwalzen nur von der vorgenommenen Einstellung abhängig, die ohne Schwierigkeiten so vorgenommen werden kann, daß ein.gerader Lauf der Bogen gewährleistet ist.

Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Lösung besteht darin, daß sie eine sehr gedrungene und in axialer Richtung äußerst kurze Bauweise gestattet. Dies ist wichtig, da Stauchfälzwerke in .recht unterschiedlicher Weise zusammenstellbar sein und dabei gut zugänglich und leicht bedienbar bleiben müssen. Außerdem ist eine leichte Bauweise .erforderlich, da in der Regel die Falzwerke fahrbar sein müssen. Auch dieser Forderung genügt die erfindungsgemäße Lösung. Weiterhingestattet sie es, trotz eines geringen Raumbedarfes stoßartige Belastungen zu übertragen und hohe Arbeitsdrehzahlen vorzusehen, was ebenfalls wichtige Voraussetzungen für die Brauchbarkeit bei modernen Stauchfalzwerken sind. _■.·■""■"

Ein weiterer wesentlicher Vorteil der erfindungsgemäßen Lösung besteht darin, daß mit ihr auch bei schnell laufenden Falzmaschinen das Laufgeräusch erheblich reduziert wird. Dies ist dadurch bedingt, daß: unabhängig von der Einstellung der Falzwalzen die Zahnräder stets mit optimalem Eingriff arbeiten können, falls, wie bei den bekannten Stauchfalzwerken üblich, die Antriebsvorrichtung als Zahnradgetriebe ausgebildet wird. ■ Weiterhin kann das Laufgeräusch des Getriebes noch dadurch vermindert werden, daß man jeweils ein Zahnrad aus Metall mit einem Zahnrad aus Kunststoff in Eingriff bringt. Dies ist bei den bekannten Stauchfalzwerken ebenfalls nicht möglich, weil die Standzeit eines KunststoffZahnrades bei geringer Eingriffstiefe der Zähne, wie sie bei den bekannten Stauchfalzwerken bei größeren Spaltweiten unvermeidbar sind, nicht ausreichend ist. Die erfindungsgemäße Lösung gestattet es ferner, anstelle eines Zahnradgetriebes ein Riemengetriebe vorzusehen, da die relativ hohe Radialkraft, die bei einem solchen Getriebe auf die Antriebsräder ausgeübt wird, nicht störend in Erscheinung

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tritt. Mit einem Riemengetriebe läßt sich das Laufgeräusch im Vergleich zum Zahnradgetriebe noch weiter vermindern.

Die erfindungsgemäße Lösung ist auch insofern vorteilhaft, als es

sie /ermöglicht, auch bei einer Ausbildung der Antriebsvorrichtung als Zahnradgetriebe eine sehr hohe Lebensdauer der Zahnräder· zu erreichen. Bei den bekannten Falzwerken ist hingegen die Lebensdauer der Zahnräder auch dann, wenn sie aus sehr hochwertigem Material hergestellt werden, sehr gering, da bei den meisten Einstellungen der Falzwalzen der Achsabstand der Zahnräder falsch ist und daher die Zähne nicht aufeinander abrollen können.

Es ist zwar bei einem Schwertfalzwerk einerRotationsmaschine bekannt, die Fälzwalzen über je eine Gelenkwelle anzutreiben, um eine Walzenverstellung zu ermöglichen. Abgesehen davon, daß die Falzwalzen eines solchen Falzwerkes im Durchmesser wesentlich größer sind als die Falzwalzen eines Stauchfalzwerkes, sind bei einem Schwertfalzwerk nur zwei Walzen vorhanden. Der Raumbedarf für die Antriebsvorrichtung spielt daher keine Rolle. Bei einem Stauchfalzwerk muß hingegen die Antriebsvorrichtung so ausgebildet sein, daß eine relativ große Zahl von Falzwalzen treppenförmig nebeneinander angeordnet werden können, daß das Falzwerk durch die Antriebsvorrichtung in axialer" Richtung nicht nennenswert verbreitert wird, daß eine gute Zugänglichkeit vorhanden ist und daß das Gewicht der Antriebsvorrichtung gering ist. Allen diesen Forderungen wird ein Antrieb der Falzwalzen über je eine Gelenkwelle nicht gerecht. Außerdem sind Gelenkwellen für stoßartige Belastungen ungeeignet.

Die Ausbildung der Ausgleichskupplung ist· in' verschiedener Weise möglich. Bei einer bevorzugten Ausführungsform sind die beiden Naben an den einander zugekehrten Stirnflächen mit je einer in radialer Richtung verlaufenden Leiste und das als Scheibe ausgebildete Zwischenglied mit zwei radial und in rechtwinklig sich kreuzenden Richtungen

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verlaufende Nuten versehen, in denen in ihrer Längsrichtung verschiebbar die Leisten geführt sind. Bei einer solchen Ausbildung der Ausgleichskupplung lassen sich trotz sehr geringer axialer Baulänge relativ große Mitnehmerflachen verwirklichen, was im Hinblick auf die zu übertragenden stoßartigen Belastungen von. Vorteil ist. Selbstverständlich, könnten auch die Nuten in den Naben und die Leisten am Zwischenglied vorgesehen sein.

Ebenfalls relativ große Mitnehmerflächen bei einer noch etwas geringeren axialen Baulänge lassen sich mit einer Ausführungsform der Ausgleichskupplung erreichen, bei der die beiden Naben an den einander zugekehrten Stirnflächen je zwei axial 'abstehende Klauen aufweisen, deren einander zugekehrte Innenflächen parallel zueinander und zur Drehachse der Nabe liegen. Die Klauen der einen Nabe greifen hierbei zwischen die Klauen der anderen Nabe ein, und das Zwischenglied ist in radialer Richtung gleitend verschiebbar an den Innenflächen der Klauen beider Naben geführt.

Geeignet ist aber auch beispielsweise eine Ausgleichskupplung, deren beide Naben je mit einer Innenverzahnung versehen sind, mit denen je eine Bogenverzahnung des Zwischengliedes in Eingriff steht.

Zweckmäßigerweise fluchtet die Längsachse jedes Antriebsrades mit der Längsachse der zugeordneten Falzwalze in deren der Mitte des Verstellbereiches entsprechenden Stellung. Die maximale AchsVersetzung ist dann nur halb so groß wie bei einer Ausrichtung der Längsachse des Antriebsrades auf die Falzwalze in deren einer Endstellung, was sich auf die Beanspruchung der aufeinander gleitenden Flächen der Ausgleichskupplung vorteilhaft auswirkt. ■?· - " . _t

Im folgenden ist die Erfindung anhand verschiedener in der Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele im einzelnen erläutert. Es zeigen:

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Fig. 1 einen Längsschnitt des einen Walzenendes mit dessen Lagerung, dem zugeordneten Antriebsrad ' und der zugeordneten Ausgleichskupplung bei einem ersten Ausführungsbeispiel;

Fig. 2 einen Schnitt nach der Linie II - II der Fig. 1;

Fig. 3 einen Schnitt entsprechend Fig. 1 eines zweiten Ausführungsbeispiels;

Fig. 4 einen Schnitt nach der Linie IV - IV der Fig. 3;

Fig. 5 eine schematisch dargestellte Seitenansicht der

Antriebsvorrichtung eines dritten Ausführungsbeispiels.

In einem Gestell 1 eines Stauchfalzwerkes sind in der bei solchen Falzwerken üblichen Weise mehrere Falzwalzen 2 treppenförmig angeordnet. Da die Lager und der Antrieb aller Falzwalzen 2 gleich ausgebildet ist, ist die folgende Erläuterung und die Darstellung in Fig. 1 auf eine einzige Falzwalze sowie den ihr zugeordneten Teil der Antriebsvorrichtung beschränkt.

Der am einen Ende der Falzwalze 2 vorgesehene Lagerzapfen 3 ist in einem Wälzlager k gelagert, das von einer Lagerplatte 5 gehalten wird, die, im Ausführungsbeispiel mittels eines Exzenterzapfens 6, in radialer Richtung des Lagerzapfens 3 verstellbar am Gestell 1 befestigt ist. In gleicher Weise ist die Falzwalze an ihrem anderen, nicht dargestellten Ende, radial verstellbar gelagert.

Mit dem Lagerzapfen 3 in dessen der Mitte des Verstellbereichs der Falzwalze 2 entsprechenden Position fluchtend ist ein Zahnrad 7 im Abstand vom Lagerzapfen 3 fliegend mittels eines Wälzlagers 8 auf einem Schraubbolzen 9 gelagert, der in eine Bohrung

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ei,ner fest: mit dem Gestell 1 verbundenen Platte 10 eingreift, also ortsfest angeordnet ist. Der Teilkreisdurchmesser des Zahnrades 7 ist gleich dem Durchmesser der Falzwalze 2.

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Der Abstand des Zahnrades 7 vom Lagerzapfen 3 der Falzwalze 2 ist durch; den axialen Raumbedarf einer als Ganzes mit 11 bezeichneten Ausgleichskupplungbestimmt, welche den Lagerzapfen 3 mit dem Zahnrad 7 kuppelt. Um einen möglichst geringen axialen Abstand zwischen dem Lagerzapfen und dem Zahnrad zu erzielen, bildet letzteres gleichzeitig die eine^ Kupplüngsnabe. Die andere Kupplungsnabe 12 ist auf das über das Wälzlager 4 überstehende Ende des Lagerzapfens 3 aufgesetzt und mittels eines Querstiftes 1.3 fest mit diesem verbunden. Der Außendüfchmesser der Kupplungsnabe 12 ist im Ausführungsbeispiel gleich dem'Außendurchmesser des Zahnrades 7.

Denselben Außendürchmesser hat ein scheibenförmiges Zwischenglied 14 der Aüsgleichskupplung 11, dessen Stärke geringfügig geringer ist als der Abstand der dem Zahnrad 7 zugekehrten Stirnfläche der Kupplungsnabe 12 von der ihr zugekehrten Stirnfläche des Zahnrades 7. Das Zwischenglied 14 ist auf seinen beiden Stirnseiten mit je einer im Querschnitt rechteckförmigen Quernut 15 bzw. 16 versehen, welche sich in radialer Richtung über den gesamten Durchmesser des Zwischengliedes 14 erstrecken und im rechten Winkel zueinander stehen. In diese beiden Quernuten 15 und 16 greifen Leisten 17 bzw. 18 ein, welche an den einander zugekehrten Stirnflächen des Zahnrades 7 bzw. der Kupplungsnabe 12 vorgesehen und im Ausführungsbeispiel einstückig mit diesen ausgebildet sind. Die Abmessungen der Leisten 17 und 18 sind so gewählt, daß· sie sich in den Quernuten 15 bzw. 16 in deren-Längsrichtung ohne- Spiel verschieben lassen. ;: ■

Da das Zwischenglied 14 relativ zum Zahnrad 7 und zur Kupplungsnabe 12 in aufeinander senkrecht stehenden Richtungen

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verschiebbar ist, wird das Antriebsdrehmoment vom, Zahnrad 7 auf den Lagerzapfen 3 auch dann ohne Radialkraft übertragen, wenn der Lagerzapfen 3 nicht mit dem Schraubbolzen 9 fluchtet,

Die mit dem Zahnrad 7 in Eingriff stehenden, nicht dargestellten Zahnräder sind ebenfalls ortsfest gelagert, sodaß sie unabhängig von der Einstellung der Falzwalzen stets die gleiche, optimale Eingriffstiefe haben. Erhöhte Laufgeräusche und verstärkter Verschleiß der Zahnräder sind dadurch vermieden,Außerdem sind Schwingungen der Falzwalzen 2 vermieden, welche bei den bekannten Falzwerken auftreten, wenn die Eingriffstiefe der Zahnräder relativ gering ist.

Ein Ausführungsbeispiel, das sich von demjenigen gemäß den Fig. 1 und 2 nur durch eine andere Ausbildung der Ausgleichskupplung unterscheidet, ist in den Fig. 3 und 4 dargestellt.

Das ortsfeste Zahnrad 107 bildet hier wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel gleichzeitig die eine Kupplungsnabe der als Ganzes mit 111 bezeichneten Ausgleichskupplung. Ferner ist die andere Kupplungsnabe 112 auf den Lagerzapfen 103 aufgesetzt und mit diesem verstiftet. Abweichend von der Ausgleichskupplung 11 sind jedoch bei der Ausgleichskupplung 111 an den einander zugekehrten Stirnflächen des Zahnrades 107 und der Kupplungsnabe 112 je zwei axial abstehende Klauen 120 bzw. 121 vorgesehen, die ineinander greifen und, wie Fig. 4 zeigt, mit ihren einander zugekehrten und zueinander sowie zur Längsachse parallelen Innenflächen 120' bzw. 121^f einen im Querschnitt quadratischen Hohlraum begrenzen. In diesen Hohlraum ist das Zwischenglied 11U eingesetzt, das mit seinen Mantelflächen gleitend verschiebbar an den Innenflächen.120' und 121' anliegt. Da, wie Fig. 1 zeigt, die Kantenlähge der quadratischen Querschnittsfläche des Zwischengliedes 111 größer ist als die Länge der Sehne, welche die kreisabschnittförmige Querschnittsfläche der Klauen 120 und 121 begrenzt, gestattet die Ausgleichskupplung 111 ebenso wie die Ausgleichskupplung

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eine radiale Versetzung der Achse des Lagerzapfens 103 bezüglich der Achse des das Zahnrad 107 tragenden Schraubbolzens 109, obwohl die Klauen 120 und 121 ineinander greifen.

Bei dem in Fig. 5 dargestellten Ausführungsbeispiel kann die Lagerung der Falzwalzen 202 und ihre Kupplung mit dem zugeordneten Antriebsrad wie bei einem der zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiele ausgebildet seih. Der Unterschied gegenüber diesen Ausführungsbeispielen besteht in einer anderen Ausbildung der Antriebsvorrichtung. Wie Fig. 5 zeigt, sind anstelle der Zahnräder Riemenscheiben 207 vorgesehen, über die ein Antriebsriemen 22 3 geführt ist. Beim Ausführungsbeispiel handelt es sich hierbei um einen Zahnriemen. Es könnte aber auch ein Flachriemen verwendet werden..

Der Antriebsriemen 223 läuft nicht nur über die Riemenscheiben 207 und eine Antriebsscheibe 22¹I, sondern im Ausführungsbeispiel auch noch über Riemenscheiben 225, mittels denen zwei Perforier-Und Rillenrollen 226 und eine Ausgangswalze 227 angetrieben werden, Die Ausbildung der Antriebsvorrichtung als Riemenantrieb hat vor allem den Vorteil, daß sich das Lauf geräusch auch bei hohen. .Drehzahlen sehr gering halten läßt.

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Claims

Patentansprüche

Stauchfalzwerk mit mehreren, Paare bildenden Falzwalzen, die hinsichtlich ihres Abstandes voneinander verstellbar gelagert und mit einer gemeinsamen' Antriebsvorrichtung gekuppelt sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Falzwalzen (2; 1O2;2O2) mittels je einer Ausgleichskupplung (ll;lll), deren beide Naben (7,12;107,112) durch ein frei bewegliches Zwischenglied (14;114) formschlüssig miteinander verbunden sind, mit je einem ortsfest gelagerten Antriebsrad (7;107; 207) gekuppelt sind, ' .
2. Stauchfalzwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Naben "C7,12) an den einander» zugekehrten Stirnflächen je eine in radialer Richtung verlaufende Leiste (17,18) und das als Scheibe ausgebildete Zwischenglied (14) zwei radial und in rechtwinklig sich kreuzenden Richtungen verlaufende Quernuten (15,16) aufweisen, in denen in ihrer Längsrichtung verschiebbar die Leisten geführt sind.
3. Stauchfalzwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Naben (107,112) an den einander zugekehrten Stirnflächen je zwei axial abstehende Klauen (120,121) aufweisen, deren einander zugekehrte Innenflächen (120', 121') parallel zueinander und zur Drehachse der Nabe liegen, daß die Klauen der einen Nabe zwischen die Klauen der anderen Nabe eingreifen und daß das Zwischenglied (114) in radialer Richtung glei-

t end verschiebbar an den Innenflächen der Klauen beider Naben geführt ist.
4. Stauchfalzwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Naben je mit einer Innenverzahnung versehen sind, mit denen je eine Bogenverzahnung des Zwischengliedes in Eingriff steht.

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5. Stauchfalzwefk nach einem der Ansprüche Ibis M^,
dadurch gekennzeichnet, daß die Längsachse jedes Antriebsrades (7;107;207) mit der Längsachse der zugeordneten Falzwalze (2;102;2o2) in deren der Mitte des Verstellbereichs entsprechenden Stellung fluchtet.
6. Stauchfalzwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebsvorrichtung als Riemengetriebe und die Antriebsräder als Riemenscheiben (207) ausgebildet
7. Stauchfalzwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebsvorrichtung als ein Zahnradgetriebe ausgebildet ist, bei dem Zahnräder (75107)
aus Metall mit Zahnrädern aus Kunststoff im Wechsel aufeinander folgen. -_T :_-"' ;■-■

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