EP0313039B1

EP0313039B1 - Verfahren und Vorrichtung zum Falzen einer Papierbahn

Info

Publication number: EP0313039B1
Application number: EP88117470A
Authority: EP
Inventors: Malcolm Mcpherson; Reinhold Senft
Original assignee: Grafotec Kotterer GmbH; Grafotec GmbH
Current assignee: Grafotec GmbH
Priority date: 1987-10-23
Filing date: 1988-10-20
Publication date: 1993-03-10
Anticipated expiration: 2008-10-20
Also published as: DE3879083D1; JPH01122873A; EP0313039A3; EP0313039A2; US5045044A; DE8817284U1; DE3740046A1; DE3740046C2

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Falzen einer Papierbahn, auf die vor dem Falzvorgang entlang der Falzlinie eine Falzhilfeflüssigkeit aufgebracht wird.
Die als Falzhilfe aufgebrachte Flüssigkeit soll die Papierfaser aufweichen, wovon eine hohe Falzgenauigkeit, ein scharf ausgeprägter Falz und damit beim Stapeln von bogenförmigen Falzprodukten eine geringe Stapelhöhe ohne nennenswertem Aufbau im Bereich des Falzrückens erwartet werden. Es ist bekannt (siehe z.B. US-A-2198460), als Falzhilfeflüssigkeit kaltes, dem Wasserleitungsnetz entnommenes Wasser zu verwenden. Die Erfahrung hat jedoch gezeigt, daß kaltes, aus dem Wasserleitungsnetz entnommenes Wasser insbesondere bei gewissen Problempapieren, wie bedrucktem und/oder gestrichenem Papier, nicht zum gewünschten Erfolg führt. Man hat daher auch schon versucht, die Wirkung durch die Beimischung chemischer Zusätze zu steigern. Hierbei besteht jedoch die Gefahr, daß das Papier und/oder die Farbe durch die beigegebenen Chemikalien zu stark angegriffen werden, was zu einer Bruchgefahr und/oder einer Beschädigung des Drucks führen kann. Die Menge der beimischbaren Chemikalien ist daher sehr begrenzt, so daß auch hiermit nicht in jedem Falle der gewünschte Erfolg erreichbar ist, von dem erforderlichen Aufwand einmal ganz abgesehen.
Hiervon ausgehend ist es daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren eingangs erwähnter Art so zu verbessern, daß bei geringem Aufwand eine hohe Wirkung der Falzhilfeflüssigkeit erreicht wird, ohne daß eine Bruch- bzw. Beschädigungsgefahr besteht. Eine untergeordnete Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens geeignete, einfache Vorrichtung zu schaffen.
Die übergeordnete Aufgabe wird in überraschend einfacher Weise dadurch gelöst, daß die Falzhilfeflüssigkeit im wesentlichen über die normale Raumtemperatur erwärmtes Leitungswasser ist.
Aufgrund der erhöhten Temperatur der Falzhilfeflüssigkeit kommt man in der Regel bereits mit reinem Wasser aus. Der Aufwand für chemische Zusätze kommt daher in Wegfall. Die erforderliche Temperatur richtet sich dabei nach der verarbeiteten Papiersorte. Bei weicherem Papier wie Zeitungspapier, genügt bereits eine Erwärmung auf eine Temperatur in der Größenordnung von 30°C. Bei Hartpapier kann die erforderliche Temperatur etwa 60°C betragen. Sofern in besonderen Problemfällen noch eine zusätzliche Beigabe von Chemikalien erfolgt, kann die beigegebene Menge infolge der erhöhtem Temperatur in vorteilhafter Weise in engen Grenzen gehalten werden, so daß hiervon keine ungünstigen Einflüsse ausgehen. Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Maßnahmen ist darin zu sehen, daß das zur Bewerkstelligung der erwünschten Falzhilfe zur Verwendung kommende warme Wasser in vorteilhafter Weise auch zur Spülung eines in der Regel ebenfalls vorhandenen Leimsystems, mit dessen Hilfe auf die untere Bahn von zwei übereinanderzulegenden Bahnen im Bereich der Falzlinie ein Leimstreifen aufgetragen werden kann, Verwendung finden kann, wobei infolge der erhöhten Wassertemperatur Leimrückstände besonders zuverlässig entfernt werden. Hierdurch läßt sich daher in vorteilhafter Weise auch eine ausgezeichnete Wartungsfreundlichkeit erreichen.
Das über geordnete Verfahren läßt sich in vorteilhafter Weise mit einfachen Mitteln verwirklichen. Hierzu ist einfach in der zu wenigstens einem Auftragkopf führenden Falzhilfeflüssigkeitsleitung eine Heizeinrichtung vorzugsweise in Form eines Durchlauferhitzers vorgesehen. Dieser ist zweckmäßig stromabwärts von einer eventuell vorgesehenen Beimischeinrichtung zur Beimischung von Chemikalien vorgesehen, so daß durch eine eventuelle Beimischung von Chemikalien keine Temperaturänderung bewirkt wird.
Da normalerweise entweder nur Leim oder eine Falzhilfeflüssigkeit in Form von Wasser oder dergleichen aufgetragen wird, kann hierfür in vorteilhafter Weise praktisch ein und derselbe Auftragkopf Verwendung finden. Zur Bewerkstelligung einer Spülung des Leimsystems mit warmem Wasser kann einfach eine durch ein Mehrwegeventil beherrschte Bypass-Leitung zwischen der Falzhilfeflüssigkeitsleitung und der Leimleitung vorgesehen sein.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und zweckmäßige Weiterbildungen der übergeordneten Maßnahmen ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand der Zeichnung in Verbindung mit den restlichen Unteransprüchen.
In der Zeichnung zeigen:

Figur 1: eine schematische Draufsicht auf eine einem Falzapparat vorgeordnete Längsfalzeinrichtung und
Figur 2: ein Blockschaltbild einer erfindungsgemäßen Falzhilfeeinrichtung.

Die der Figur 1 zugrundeliegende Längsfalzeinrichtung besteht aus einem über zwei Falzwalzen 1 angeordneten Falztrichter 2, über den eine bedruckte Papierbahn 3 bzw. ein aus mehreren derartigen Bahnen bestehendes Bahnpaket gezogen wird. Nach dem Längsfalzvorgang wird die Bahn bzw. das Bahnpaket mittels einer Querschneideinrichtung in Abschnitte unterteilt, die einem weiteren Falzvorgang unterzogen werden können. Zur Erleichterung des mittels des Falztrichters 2 auszuführenden Längsfalzvorgangs wird auf die der Figur 1 zugrundeliegende Papierbahn 3 entlang der mit dem Spalt zwischen den Falzwalzen 1 und der Nase des Falztrichters 2 fluchtenden Falzlinie eine Falzhilfeflüssigkeit aufgebracht. Diese wird in Form eines bei 4 angegedeuteten Flüssigkeitsstrichs aufgetragen. Durch die Falzhilfeflüssigkeit wird das Papiermaterial entlang der Falzlinie aufgeweicht, so daß ein exakter, scharfkantiger Falz erzielbar ist.
Die in Form des Flüssigkeitsstrichs 4 aufgebrachte Falzhilfeflüssigkeit kann aus erwärmtem Leitungswasser bestehen. Die dabei zur Anwendung kommende Wassertemperatur richtet sich nach der Art des verarbeiteten Papiers. Bei saugfähigem Papier, wie Zeitungspapier oder dergleichen, kann eine Temperatur von etwa 30°C bereits genügen. Bei Problempapieren, wie gestrichenem und/oder bedrucktem Papier, wird mit einer höheren Temperatur in der Größenordnung von etwa 60°C ein ausgezeichnetes Ergebnis erreicht. Sofern eine fixe Temperatureinstellung gewünscht wird, die in allen Fällen zur Anwendung kommen soll, kann sich eine Fixtemperatur in etaw 50°C bewähren. Sofern die Temperierung der Falzhilfeflüssigkeit in besonders hartnäckigen Fällen nicht ausreichen sollte, können der Falzhilfeflüssigkeit noch geeignete Chemikalien beigegeben werden. Infolge der Temperatur der Falzhilfeflüssigkeit werden dabei jedoch nur ganz geringe Mengen an Chemikalien benötigt. In den meisten Fällen kommt man infolge der Temperierung jedoch mit normalem Leitungswasser aus.
Die Falzhilfeflüssigkeit kann mittels einer Hohlnadel oder wie hier mittels einer Düse 5 berührungslos aufgetragen werden. Diese ist auf einem Auftragkopf 6 aufgenommen, der mittels eines zugeordneten Halters 7 an einer Traverse 8 festgelegt ist, die an den Gestellseitenwänden 9 des Falzapparatüberbaus bzw. der Druckmaschine befestigt ist. Der Auftragkopf 6 ist mit entsprechenden Zuleitungen 10 sowie entsprechenden Schaltorganen 11 zum Auf- und Absteuern der Düse 5 versehen. Die Stellung der Düse 5 ist durch entsprechendes Verschieben des Halters 7 entlang der Traverse 8 einstellbar. In einfachen Fällen kann diese Einstellung manuell erfolgen. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist hierzu eine fernbedienbare Stelleinrichtung 12 vorgesehen, die über eine zum Bedienungspult führende Signalleitung 13 ansteuerbar ist. Ebenso können die Schaltorgane 11 des Auftragkopfes 6 fernbedienbar sein, was durch eine Steuerleitung 14 angedeutet ist. Die Düse 5 arbeitet berührungsfrei, d. h. ist mit Abstand von der Bahn 3 angeordnet und unterliegt daher auch keiner Verschmutzungs- und Verstopfungsgefahr.
Der Auftragkopf 6 mit der Düse 5 zur Auftragung des Falzhilfeflüssigkeitsstrichs 4 befindet sich im Bereich des Auflaufs der zugeordneten Bahn 3 auf eine oberhalb des Falztrichters 2 angeordnete Umlenkwalze 15, was eine straffe Bahnführung und damit einen gleichbleibenden Abstand der Bahn 3 von der Düse 5 gewährleistet. Aufgrund des durch die Düse bewirkten berührungslosen Auftrags wäre es aber auch ohne weiteres möglich, ein gewisses Flattern der Bahn in kauf zu nehmen.
In den Fällen, in denen zwei oder mehrere Bahnen dem Falztrichter 2 zugeführt und im Bereich der Falzlinie miteinander verklebt werden sollen, wird auf die jeweils unteren Bahnen entlang der Falzlinie Leim aufgetragen. Dieser kann zur Erleichterung des Falzvorgangs ebenfalls erwärmt werden. Die oberste Bahn, die keinen Leimauftrag erhält, wird nach wie vor mit Falzhilfeflüssigkeit in Form von mehr oder weniger temperiertem Wasser beaufschlagt. Da im Bereich jeder Bahn nur entweder Leim oder eine andere Falzhilfeflüssigkeit benötigt werden, kann der Auftrag von Leim bzw. hier temperiertem Wasser, mit Hilfe ein und desselben Auftragkopfes 6 erfolgen, der je nach Betriebsart mit Leim bzw. Wasser beaufschlagt wird. Ein derartiger Auftragkopf ist daher, wie am besten aus Figur 2 erkennbar ist, mit zwei parallelen Eingängen versehen.
Die Anzahl der auf jeder Traverse 8 aufgenommenen, jeweils einer Bahn 3 zugeordneten Auftragköpfe 6 richtet sich nach der Anzahl der benötigten Falzhilfe- bzw. Leimstriche. Bei dem der Figur 1 zugrundeliegenden Beispiel ist aus Gründen der Übersichtlichkeit lediglich ein Auftragkopf 6 dargestellt, der zum Auftragen des Falzhilfeflüssigkeitsstrichs 4 benötigt wird. Sofern auf der Traverse 8 weitere Auftragköpfe 6 aufgenommen wären, könnten diese im vorliegenden Fall einfach passiviert sein.
Bei dem der Figur 2 zugrundeliegenden Blockschaltbild sind zwei Auftragköpfe 6 angedeutet, die zwei übereinanderzulegenden Bahnen 3 zugeordnet sein sollen. Jeder Auftragkopf 6 ist mit zwei Eingängen für eine Falzhilfeflüssigkeitszuleitung 10a und eine Leimzuleitung 10b versehen, wovon nur die eine oder die andere aktiviert sein kann. In der der Figur 2 zugrundeliegenden Betriebsstellung soll der untere Auftragkopf 6 mit Leim und der obere Auftragkopf 6 mit Falzhilfeflüssigkeit in Form von temperiertem Wasser beaufschlagt werden. Die Auftragköpfe 6 sind jeweils, wie weiter oben schon angedeutet wurde, mit einem eingebauten Schaltorgan 11, hier in Form eines mittels der Steuerleitung 14 ansteuerbaren Magnetventils, versehen, das jeweils eine Zuleitung freigibt und die andere verschließt und umgekehrt.
Die mit einer zu jedem Auftragkopf 6 führenden Stichleitung versehene Leimzuleitung 10b wird aus einem mit zwei abwechselnd entleerbaren Kammern versehenen Tank 16 gespeist. Zur Vermeidung von Verstopfungen im Bereich der gleichzeitig zur Auftragung von Leim und Falzhilfeflüssigkeit dienenden und daher sehr engen Düse 5 ist in der Leimzuleitung 10b eine Filtereinrichtung 17 vorgesehen. Sofern eine Aufheizung des an sich gleichzeitig als Falzhilfeflüssigkeit dienenden Leim in derselben Weise wie eine Aufheizung der regulären Falzhilfeflüssigkeit gewünscht wird, kann eine der Filtereinrichtung 17 vor- oder nachgeordnete oder in die Filtereinrichtung 17 integrierte Heizeinrichtung vorgesehen sein.
Die Falzhilfeflüssigkeitszuleitung 10a, die ebenfalls eine zu jedem Auftragkopf 6 führende Stichleitung besitzt, kann aus dem Wasserleitungsnetz, das hier durch ein Leitungsrohr 18 angedeutet ist, gespeist werden. Zur Aufheizung der Falzhilfeflüssigkeit auf eine gewünschte Temperatur im Bereich zwischen etwa 30°C und 60°C führt die Falzhilfeflüssigkeitszuleitung 10a über einen Durchlauferhitzer 19. Stromaufwärts vom Durchlauferhitzer 19 ist hier eine Beimischeinrichtung 20 vorgesehen, mittels der der Falzhilfeflüssigkeit im Durchlaufverfahren Chemikalien beigemischt werden können, durch die die Falzhilfewirkung noch intensiviert werden können. Zur Abfilterung von Verunreinigungen kann eine eingangsseitig, d. h. in der Nähe der Abzweigung vom Leitungsnetz angeordnete Filtereinrichtung 21 vorgesehen sein.
Um eine Spülung der Leimauftragseinrichtung mit warmem Wasser zu ermöglichen, sind die Falzhilfeflüssigkeitszuleitung 10a und die Leimzuleitung 10b durch eine Bypass-Leitung 22 miteinander verbunden, die stromabwärts vom Durchlauferhitzer 19 von der Falzhilfeflüssigkeitszuleitung 10a abzweigt und im Bereich des Ausgangs des Tanks 16 in die Leimzuleitung 10b einmündet. An der Abzweigung der Bypass-Leitung 22 von der Falzhilfeflüssigkeitszuleitung 10a ist ein mittels einer Steuerleitung 23 fernsteuerbares Mehrwegeventil 24 vorgesehen, mittels dessen die Bypass-Leitung 22 alternativ zu dem stromabwärts gelegenen Bereich der Falzhilfeflüssigkeitszuleitung 10b geöffnet bzw. geschlossen werden kann. Zur Vermeidung eines unerwünschten Eindringens von Wasser in den Leimtank 16 bzw. von Leim in die Falzhilfeflüssigkeitszuleitung 10a sind im Bereich der Leimzuleitung 10b stromaufwärts von der Einmündung der Bypass-Leitung 22 und im Bereich der Bypass-Leitung 22 gegenläufige Rückschlagventile 25 vorgesehen, die so angeordnet sind, daß das im Bereich der Bypass-Leitung 22 angeordnete Rückschlagventil unter Wasserdruck öffnet und unter Leimdruck schließt und das im Bereich der Leimzuleitung 10b angeordnete Rückschlagventil unter leimdruck öffnet und unter Wasserdruck schließt. Durch Spülung des gesamten Leimauftragssystems lassen sich Verkrustungen etc., die sich im Laufe längerer Stillstandszeiten bilden könnten, zuverlässig vermeiden.
Im Falle kürzerer Stillstandszeiten genügt in der Regel zur Vermeidung von Betriebsstörungen bereits eine Spülung der Düsen 5. Hierzu wird bei passivierter Bypass-Leitung das in jeden Auftragkopf 6 eingebaute, als Mehrwege-Magnetventil ausgebildete Schaltorgan 11 so angesteuert, daß beim Abschalten des Bahnvorschubs die Leimzuleitung 10b unterbrochen und die Falzhilfeflüssigkeitszuleitung 10a geöffnet ist, so daß auch bei unterbrochener Bypass-Leitung 22 eine Spülung der Düsen 5 mit unter Druck stehender Falzhilfeflüssigkeit erfolgt. Bei aktivierter Bypass-Leitung 22 wird das in jeden Auftragkopf 6 eingebaute Schaltorgan 11 so angesteuert, daß die mit unter Druck stehender Falzhilfeflüssigkeit beaufschlagte Zuleitung geöffnet und die andere Zuleitung unterbrochen ist.
Mit den genannten Spülungen der Düsen 5 bzw. des gesamten Leimauftragssystems kann begonnen werden, sobald die Bahngeschwindigkeit unter etwa ein Drittel der üblichen Bahngeschwindigkeit abgefallen ist, da während des letzten Auslaufs der Materialbahn ohnehin Makulatur entsteht. Die als Mehrwege-Magnetventile ausgebildeten Schaltorgane 11 bzw. 24 können über die zugeordneten Steuerleitungen 14 bzw. 23 mittels eines verschiedene Betriebsparameter verarbeitenden Rechners und/oder von Hand ansteuerbar sein.

Claims

Verfahren zum Falzen einer Papierbahn, auf die vor dem Falzvorgang entlang der Falzlinie eine Falzhilfeflüssigkeit im wesentlichen in Form von Leitungswessen aufgebracht wird, dadurch gekennzeichnet, daß des Leitungswessen über die normale Raumtemperatur erwärmt ist.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Falzhilfeflüssigkeit in Form eines dünnen Strahls aufgetragen wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Falzhilfeflüssigkeit auf die Temperatur im Bereich von 30°C bis 60°C, vorzugsweise 40°C, erwärmt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß im Falle von dem die Falzhilfeflüssigkeit im wesentlichen bildenden Wasser beigemischten Chemikalien die vorzugsweise im Durchlaufverfahren erfolgende Erwärmung der Falzhilfeflüssigkeit nach der vorzugsweise im Durchlaufverfahren erfolgenden Beimischung der Chemikalien erfolgt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß im Falle eines Leimauftragsystems dieses mit erwärmter Falzhilfeflüssigkeit gespült wird.
Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche mit einer zu wenigstens einem Auftragkopf (6) führenden Zuleitung für Falzhilfeflüssigkeit (10a) die im wesentlichen eus Leitungswessen besteht, dadurch gekennzeichnet, daß in der Zuleitung für des Leitungswessen (10a) ein Durchlauferhitzer (19) angeordnet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Auftragkopf (6) zwei mittels eines eingebauten Steuerorgans (11), vorzugsweise in Form eines Magnetventils, alternativ aktivierbare bzw. passivierbare Eingänge aufweist, von denen einer an die Falzhilfeflüssigkeitszuleitung (10a) und einer an eine Leimzuleitung (10b) angeschlossen ist.
Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß stromabwärts vom Durchlauferhitzer (19) zwischen der Falzhilfeflüssigkeitszuleitung (10a) und der Leimzuleitung (10b) eine Bypass-Leitung (22) vorgesehen ist, die mittels eines Mehrwegeventils (24) alternativ zum stromabwärts liegenden Bereich der Falzhilfeflüssigkeitszuleitung (10a) mit Falzhilfeflüssigkeit beaufschlagbar und mit einem unter Falzhilfeflüssigkeitsdruck öffnenden Rückschlagventil (25) versehen ist, das gegenläufig zu einem in der Leimzuleitung (10b) stromaufwärts von der Einmündung der Bypass-Leitung (22) angeordneten Rückschlagventil (25) ausgebildet ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Auftragkopf (6) mit einer alternativ durch die Falzhilfeflüssigkeitszuleitung (10a) oder die Leimzuleitung (10b) beaufschlagbaren, einen berührungslosen Auftrag gewährleistenden Düse (5) versehen ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das in jeden Auftragkopf (6) eingebaute, als Mehrwege-Ventil ausgebildete, vorzugsweise mittels eines Rechners ansteuerbare Schaltorgan (11) beim Abschalten des Bahnvorschubs automatisch die mit unter Druck stehender Falzhilfeflüssigkeit beaufschlagte Zuleitung öffnet und die andere Zuleitung unterbricht.