-
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung für die Bearbeitung von Flachmaterial gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
-
Aus
DE 195 00 929 A1 ist eine Vorrichtung dieser Art in Form eines Falzapparats für eine Rollenrotationsdruckmaschine bekannt. Der drehbare Zylinder ist hier ein Falzmesserzylinder, und die Werkzeuge sind Punkturnadeln und Falzmesser, die in Umfangsrichtung des Zylinders gegeneinander beweglich sind, um sie an unterschiedliche Formate der zu falzenden Produkte anzupassen oder einen Ober- bzw. Unterfalz einzustellen. Ein Schneidzylinder wirkt mit dem Falzmesserzylinder zusammen, um die zu falzenden Produkte von einer Endlosbahn abzuschneiden. Auf der Welle des Schneidzylinders befinden sich ein gerade verzahntes und ein schräg verzahntes Zahnrad, die mit komplementären Zahnrädern des Falzmesserzylinders kämmen, wobei eines dieser komplementären Zahnräder die Punkturnadeln und das andere die Falzmesser antreibt. Durch eine axiale Verschiebung des schräg verzahnten Zahnrades auf der Schneidzylinderachse ist die Position der Punkturnadeln zu den Falzmessern des Falzmesserzylinders einstellbar.
-
Die Radien der gepaarten Zahnräder entsprechen denen des Schneid- bzw. Falzmesserzylinders. Die Verstellbewegungsfreiheit der Punkturnadeln und Greifer gegeneinander entspricht daher im Wesentlichen dem Abstand in Umfangsrichtung zwischen entgegengesetzten Enden eines Zahns an einem der schräg verzahnten Zahnräder. Um eine große Verstellbewegungsfreiheit zu erzielen, müssen entweder die Zähne stark schräg gestellt werden, was jedoch eine starke Belastung der Lager in axialer Richtung zur Folge hat, oder die Bewegungsfreiheit der schräg verzahnten Zahnräder gegeneinander in axialer Richtung muss sehr groß sein, was eine große Breite wenigstens eines der schräg verzahnten Zahnräder erfordert und beträchtliche Kosten verursacht.
-
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung für die Bearbeitung von Flachmaterial zu schaffen.
-
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
-
Die mit der Erfindung erzielbaren Vorteile bestehen insbesondere darin, dass bei einer Vorrichtung für die Bearbeitung von Flachmaterial mit einem um eine Zylinderachse drehbaren Zylinder, an dem wenigstens zwei in Umfangsrichtung des Zylinders verstellbare Werkzeuge angebracht sind und wenigstens das erste Werkzeug an ein erstes Paar von schräg verzahnten ersten und zweiten Zahnrädern gekoppelt ist und das erste schräg verzahnte Zahnrad des Paars in axialer Richtung verstellbar ist, ferner ein erster Satz von miteinander kämmenden gerade verzahnten Zahnrädern vorgesehen ist, wobei ein erstes Zahnrad des ersten Satzes auf der Zylinderachse angeordnet und mit dem ersten Werkzeug drehfest verbunden ist, während ein zweites Zahnrad des Satzes mit dem zweiten schräg verzahnten Zahnrad auf einer gemeinsamen Achse drehfest verbunden ist.
-
Da die schräg verzahnten Zahnräder nicht auf der Zylinderachse angeordnet sind, ist ihr Durchmesser auch nicht durch den Durchmesser des Zylinders bestimmt. Die Durchmesser der schräg verzahnten Zahnräder können daher relativ klein gewählt werden, was per se die Kosten reduziert. Da außerdem über den ersten Satz von geradverzahnten Zahnrädern eine geeignete Übersetzung hergestellt werden kann, genügt eine geringe Schrägstellung bzw. eine geringe axiale Bewegungsfreiheit der schräg verzahnten Zahnräder, um eine gewünschte Verstellbewegungsfreiheit der Werkzeuge relativ zueinander zu erzielen.
-
Um die Kosten der Vorrichtung niedrig zu halten, hat das erste und das zweite schräg verzahnte Zahnrad vorzugsweise einen kleineren Durchmesser als wenigstens das größte Zahnrad des ersten Satzes.
-
Da die gerade verzahnten Zahnräder nicht axial gegeneinander verstellbar sein müssen, können sie schmaler als wenigstens das breitere der schräg verzahnten Zahnräder sein.
-
Es ist noch ein zweiter Satz von miteinander kämmenden gerade verzahnten Zahnrädern vorgesehen, von dem ein erstes Zahnrad auf der Zylinderachse angeordnet und mit dem zweiten Werkzeug drehfest verbunden ist, während ein zweites auf der gemeinsamen Achse angeordnet ist.
-
Diesem zweiten Satz ist ein zweites Paar von schräg verzahnten dritten und vierten Zahnrädern zugeordnet, deren Schrägverzahnung jeweils gegensinnig zum ersten Paar ist, wobei das vierte schräg verzahnte Zahnrad mit dem zweiten Zahnrad des zweiten Satzes auf der gemeinsamen Achse drehfest verbunden ist. So können durch Verschieben des ersten und des dritten schräg verzahnten Zahnrades in eine gleiche Richtung das erste und das zweite Werkzeug jeweils gegenläufig zueinander verstellt werden, und die erreichbare Verstellbewegungsfreiheit ist doppelt so groß wie bei einer Vorrichtung mit einem einzigen Paar von schräg verzahnten Zahnrädern.
-
Um einen kompakten Aufbau zu erhalten sind zweckmäßigerweise auf der gemeinsamen Achse zum einen die zweiten gerade verzahnten Zahnräder und zum anderen das zweite und das vierte schräg verzahnte Zahnrad axial benachbart.
-
Eine solche Konstruktion ist insbesondere dadurch realisierbar, dass das zweite gerade verzahnte Zahnrad des ersten Satzes und das zweite schräg verzahnte Zahnrad zueinander benachbart zwischen dem zweiten gerade verzahnten Zahnrad des zweiten Satzes und dem vierten schräg verzahnten Zahnrad angeordnet und um einen Wellenabschnitt drehbar sind, der das zweite gerade verzahnte Zahnrad des zweiten Satzes mit dem vierten schräg verzahnten Zahnrad verbindet.
-
Insbesondere wenn ein Antriebsdrehmoment jeweils vom ersten und dritten auf das zweite und das vierte schräg verzahnte Zahnrad übertragen wird, führt eine solche Anordnung dazu, dass die auf das zweite und das vierte schräg verzahnte Zahnrad einwirkenden axialen Kräfte einander kompensieren, was die Beanspruchung der Lager reduziert.
-
Um die Werkzeuge am Zylinder genau in Bezug zueinander positionieren zu können, muss deren Antrieb möglichst spielarm sein. Zur Reduzierung des Spiels kann dem schmaleren schräg verzahnten Zahnrad jedes Paars jeweils ein verstellbares Beistellrad zugeordnet sein.
-
Das erste Werkzeug ist ein Falzmesser.
-
Das zweite Werkzeug ist vorzugsweise ein Haltewerkzeug zum Festhalten eines Werkstücks am Zylinder wie etwa eine Punkturleiste oder ein Greifer.
-
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im Folgenden näher beschrieben.
-
Es zeigen:
-
1 eine schematische Seitenansicht eines Falzapparats einer Rotationsdruckmaschine;
-
2 einen Teilschnitt durch den Falzapparat gemäß einer ersten Ausgestaltung der Erfindung;
-
3 einen Teilschnitt durch den Falzapparat gemäß einer zweiten Ausgestaltung.
-
Der in 1 schematisch dargestellte Falzapparat empfängt an seinem Eingang eine bedruckte Materialbahn 01, z. B. Papierbahn 01 aus einer Rollenrotationsdruckmaschine. Die Papierbahn 01, die aus mehreren Papierlagen, insbesondere einen Strang aus mehreren Papierbahnen 01, bestehen kann, wird zwischen einem mit zwei Messern bestückten Zylinder 02, z. B. Schneidzylinder 02 und einem mit Widerlagern für die Messer versehenen Zylinder 03, d. h. Falzmesserzylinder 03 in einzelne Produkte zerschnitten. Der Falzmesserzylinder 03 ist mit Werkzeugen 04, z. B. Haltewerkzeugen 04, d. h. Punkturleisten 04 oder Greifern versehen, mit denen die vereinzelten Produkte am Umfang des Zylinders 03 fixierbar sind. Werkzeuge 06, insbesondere Falzmesser 06 sind in Bezug auf die Punkturleisten 04 am Umfang des Falzmesserzylinders 03 verstellbar. Beim hier betrachteten Beispiel ist Zahl der Punkturleisten 04 und Falzmesser 06 je fünf, andere, zur Ermöglichung von Sammelbetrieb vorzugsweise ungerade Zahlen kommen ebenfalls in Betracht.
-
Die Falzmesser 06 fahren aus dem Falzmesserzylinder 03 aus, wenn sie einen Übergabespalt 07 zwischen dem Falzmesserzylinder 03 und einem Zylinder 08, insbesondere Falzklappenzylinder 08 passieren, um die am Falzmesserzylinder 03 gehaltenen Produkte mittig oder mit einem eingestellten Ober-/Unterfalz in Werkzeugen 09, z. B. Haltewerkzeugen 09, insbesondere Falzklappen 09 des Falzklappenzylinders 08 hinein zu drücken.
-
Der Falzklappenzylinder 08 weist ebenfalls zwei Typen von in Umfangsrichtung in Bezug zueinander verstellbaren Werkzeugen 09 bzw. 06 auf, nämlich die Falzklappen 09 und weitere Falzmesser 06 für die nochmalige Querfalzung und Übergabe der Produkte an einen Zylinder 11, insbesondere zweiten Falzklappenzylinder 11.
-
An den zweiten Falzklappenzylinder 11 schließt sich eine an sich bekannte, nicht dargestellte Auslegevorrichtung, zum Beispiel ein Schaufelrad zum geschuppten Auslegen der gefalzten Produkte auf einem Förderband an.
-
2 zeigt einen schematischen Teilschnitt des Falzapparats in einer entlang der Achse 12 des Falzmesserzylinders 03 verlaufenden Schnittebene. Ein Gestell 13, das die in 2 nicht dargestellten Zylinder 02; 03 trägt, ist mit 13 bezeichnet. Der in 2 nicht dargestellte Falzmesserzylinder 03 umfasst in an sich bekannter Weise zwei gegeneinander drehbare Segmente, von denen das eine die Punkturleisten 04 und das andere die Falzmesser 06 trägt. Mit jedem dieser Segmente ist an der vom Falzmesserzylinder 03 abgewandten Seite des Gestelles 13 ein Zahnrad 16 bzw. 17 mit Geradverzahnung verbunden, das eine über eine Hohlwelle 18 und das andere über eine im Innern der Hohlwelle 18 koaxial zu dieser verlaufende Weile 19.
-
Die Zahnräder 16; 17, die einen deutlich kleineren Durchmesser als der Falzmesserzylinder 03 haben können, kämmen mit ebenfalls gerade verzahnten Zahnrädern 21; 22 auf einer gemeinsamen Achse, insbesondere an einem Achszapfen 23, der von einer vom Falzmesserzylinder 03 abgewandten Seite des Gestelles 13 vorspringt. Das gerade verzahnte Zahnrad 21 ist drehfest und axial belastbar mit einem breiten schräg verzahnten Zahnrad 26 über eine um den Achszapfen 23 drehbare Hülse 24 verbunden. Das gerade verzahnte Zahnrad 22 und ein schräg verzahntes Zahnrad 27 sind starr miteinander verbunden und um die Hülse 24 drehbar.
-
An einem zweiten Achszapfen 28 sind miteinander starr verbundene schräg verzahnte Zahnräder 31; 32 drehbar und mittels eines Stellmittels 34, z. B. einer Stellschraube 34 axial verschiebbar gelagert. Die Zahnräder 31; 32 kämmen mit den Zahnrädern 26 bzw. 27. Die Schrägstellung der Zähne ist beim Zahnrad 27 spiegelbildlich zum Zahnrad 26 und beim Zahnrad 32 spiegelbildlich zum Zahnrad 31. Dies hat zur Folge, dass im Falle einer axialen Verschiebung der Zahnräder 31; 32 die Zahnräder 27; 26 gegeneinander rotieren und dabei eine Verstellbewegung der Falzmesser 06 in Bezug zu den Punkturleisten 04 antreiben.
-
Ein gerade verzahntes Antriebszahnrad 33 überträgt ein Antriebsdrehmoment auf das die Punkturleisten 04 antreibende Zahnrad 16. Das Antriebszahnrad 33 kann auf der Drehachse des Schneidzylinders 02 montiert und starr an diesen gekoppelt sein oder über ein Getriebe an den Schneidzylinder 02 gekoppelt sein. So ist sichergestellt, dass die Punkturleisten 04 stets den gleichen Phasenversatz in Bezug zu den Messern des Schneidzylinders 02 haben und immer korrekt platziert sind, um von dem Schneidzylinder 02 geschnittene Produkte an ihrem führenden Rand zu greifen.
-
Über das Zahnrad 16 ist das Zahnrad 21 am Achszapfen 23 angetrieben und dieses ist starr mit dem schräg verzahnten Zahnrad 26 verbunden. Das den Falzmessern 06 zugeordnete Zahnrad 17 kämmt mit dem Zahnrad 22 auf dem Achszapfen 23 und koppelt über das schräg verzahnte Zahnrad 27 an die axial verstellbaren, in einem Block fest verbundenen Zahnräder 31; 32. Da die Zahnräder 26 und 27 sowie 31 und 32 jeweils spiegelbildlich zueinander schräg verzahnt sind, führt eine axiale Verschiebung der Zahnräder 31; 32 dazu, dass das Zahnrad 27 sich doppelt so stark wie die Zahnräder 31; 32 in Bezug auf das Zahnrad 26 verstellt.
-
In der 2 nicht dargestellte Beistellräder können flankierend zu den Zahnrädern 31; 32 vorgesehen sein. Indem diese Beistellräder in Bezug zu den Zahnrädern 31; 32 in Umfangsrichtung oder axial verstellt werden, kann das Getriebespiel zwischen den Zahnrädern 26; 17 minimiert und damit die Genauigkeit der Positionierung der Punkturleisten 04 und Falzmesser 06 in Bezug zueinander verbessert werden.
-
Die 2 zeigt die Zahnräder 21; 22; 26; 27 mit im Wesentlichen gleichen Durchmessern. Es kann aber auch vorgesehen werden, dass die Durchmesser der gerade verzahnten Zahnräder 21; 22 von denen der schräg verzahnten Zahnräder 26; 27 abweichen.
-
Insbesondere können die gerade verzahnten Zahnräder 21; 22 einen größeren Durchmesser als die schräg verzahnten 26; 27 haben, um bei geringer Schrägstellung der Zähne der Zahnräder 26; 27; 31; 32 und begrenzter axialer Bewegungsfreiheit der Zahnräder 31; 32 in Bezug zueinander eine ausreichende Bewegungsfreiheit der Falzmesser 06 gegen die Punkturleisten 04 zu erreichen.
-
3 zeigt eine zweite Ausgestaltung des Falzapparats in einem zu 2 analogen Schnitt. Diese Ausgestaltung unterscheidet sich von derjenigen der 2 durch das Antriebszahnrad 33, das hier schräg verzahnt ist und mit dem Zahnrad 31 kämmt. Wenn die Zahnräder 31; 32 axial verschoben werden, führt die Schrägverzahnung zwar zu einer Phasenverschiebung zwischen dem Antriebszahnrad 33 und den Zahnrädern 31; 32, nicht aber zwischen dem Antriebszahnrad 33 und den von ihm mittelbar, über das Zahnrad 31, angetriebenen Zahnrädern 26; 21; 16. Daher ist auch hier die Phase der Punkturleisten 04 unabhängig von einer axialen Verstellung der Zahnräder 31; 32, doch die Falzmesser 06 sind genauso verstellbar wie bei der Ausgestaltung der 2. Da die zwei Zahnräder 31; 32 bzw. 26; 27 jeweils spiegelbildlich zu einander schräg verzahnt sind und in derselben Richtung, vom Achszapfen 28 zum Achszapfen 23 bzw. vom Achszapfen 23 zur Achse 12, übertragen, kompensieren die aus der Schrägverzahnung resultierenden axialen Kräfte einander, was die Anforderungen an die axiale Belastbarkeit der Lager an den Achszapfen 28 und 23 reduziert.
-
Ein zu 2 oder 3 analoger Getriebeaufbau kann auch am Falzklappenzylinder 08 vorgesehen sein, um dort die Position der Falzmesser 06 relativ zu den Falzklappen 09 zu verstellen.
-
Bezugszeichenliste
-
- 01
- Materialbahn, Papierbahn
- 02
- Zylinder, Schneidzylinder
- 03
- Zylinder, Falzmesserzylinder
- 04
- Werkzeug, Haltewerkzeug, Punkturleiste
- 05
-
- 06
- Werkzeug, Falzmesser
- 07
- Übergabespalt
- 08
- Zylinder, Falzklappenzylinder
- 09
- Werkzeug, Haltewerkzeug, Falzklappe
- 10
-
- 11
- Zylinder, Falzklappenzylinder, zweiter
- 12
- Achse (03)
- 13
- Gestell
- 14
-
- 15
-
- 16
- Zahnrad, gerade
- 17
- Zahnrad, gerade
- 18
- Hohlwelle
- 19
- Welle
- 20
-
- 21
- Zahnrad, gerade
- 22
- Zahnrad, gerade
- 23
- Achszapfen
- 24
- Hülse
- 25
-
- 26
- Zahnrad, schräg
- 27
- Zahnrad, schräg
- 28
- Achszapfen
- 29
-
- 30
-
- 31
- Zahnrad, schräg
- 32
- Zahnrad, schräg
- 33
- Antriebszahnrad
- 34
- Stellmittel, Stellschraube