DE10261166B4

DE10261166B4 - Verfahren und Vorrichtung zum Falzen von bewegtem Blattgut

Info

Publication number: DE10261166B4
Application number: DE2002161166
Authority: DE
Inventors: Manfred Müller
Original assignee: Mueller Apparatebau GmbH; MUELLER APPBAU GmbH
Current assignee: Mueller Apparatebau GmbH; MUELLER APPBAU GmbH
Priority date: 2002-12-20
Filing date: 2002-12-20
Publication date: 2006-04-20
Anticipated expiration: 2022-12-21
Also published as: DE10261166A1

Abstract

Verfahren zum Falzen von bewegtem Blattgut (2), welches in etwa tangential zu zwei gegeneinander rotierenden Falzwalzen (9, 10) transportiert und währenddessen von einem parallel zu diesen ausgerichteten und in etwa senkrecht zur Blattgutlaufrichtung (3) bewegten Falzschwert (14) eine vorgegebene Zeitspanne vor Erreichen der Falzstellung gegen einen von den Falzwalzen (9, 10) gebildeten Falzspalt (30) umgelenkt wird, wonach es von den gegeneinander rotierenden Falzwalzen (9, 10) erfaßt und von diesen durch den Falzspalt (30) hindurchgefördert wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Falzschwert (14) von einem Elektromotor (17) verstellt wird, der zum Beschleunigen des Falzschwertes (14) aus der Ruhelage bei einer die maximale Dauerleistung übersteigenden Leistung betrieben wird, und die Leistung des Elektromotors (17) bei Erreichen einer vorgegebenen Position des Falzschwertes (14) verringert oder abgeschaltet wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Falzen von bewegtem Blattgut mittels zweier Falzwalzen, denen ein Falzschwert zugeordnet ist.

Aus der EP 0 748 756 B1 ist ein Falzapparat für einen Blätterbund bekannt, der zwei Falzwalzen aufweist, die einen Falzspalt einschließen. Diesem Falzspalt ist ein Falzschwert zugeordnet, welches einen Blattstapel in den Falzspalt drückt, so daß der Blattstapel durch diesen hindurchgefördert wird.

Aus der DE 30 19 003 C2 ist eine Einrichtung zur stufenlosen Verstellung der Eintauchtiefe eines Falzmessers bekannt. Diese Einrichtung weist eine Kurbelscheibe auf, die das Falzmesser über ein Pleuel periodisch antreibt. Die Achse der Kurbelscheibe ist dabei verstellbar gehal ten, um die Eintauchtiefe des Falzmessers variieren zu können.

Aus der DE 198 43 872 A1 ist eine Einrichtung zur Steuerung und Regelung eines Falzmesserantriebes bekannt. Bei dieser Einrichtung wird die Dicke des zu falzenden Stapels mit Hilfe einer Ultraschall-Meßeinrichtung ermittelt, die die Daten an eine Steuer- und Regeleinrichtung weitergibt.

Aus der EP 0 312 177 A1 ist eine Falzvorrichtung bekannt. diese Falzvorrichtung weist ein Falzschwert auf, welches mit einem Blattabweiser in Wirkverbindung steht. Dieser Blattabweiser sorgt für eine ordnungsgemäß Zuführung des Falzgutes zu den Falzwalzen.

Aus der DE 196 23 500 A1 ist ein geregelter Falzmesserantrieb bekannt, der eine kontinuierliche Falzung von Bogen aus Papier ermöglicht. Die Bewegungsbahn des Falzmessers ist dabei derart gewählt, daß das Falzmesser bei der Annäherung an das zu falzende Blatt eine Geschwindigkeitskomponente in Transportrichtung des zu falzenden Blattes aufweist. Auf diese Weise wird die Präzision der Falzung erhöht. Das Falzmesser steht mit einer elektronischen Steuerschaltung in Verbindung, die die Bewegung des Falzmessers mit der Blattbewegung koordiniert.

Aus der DE 100 59 271 A1 ist eine gattungsgemäße Falzschwertsteuerung bekannt, die ein Falzen eines sich bewegenden Blattes ermöglicht. Zu diese Zweck weist die Falzschwertsteuerung einen Detektor auf, der die Lage des zu falzenden Blattes erfaßt und einer Recheneinheit zuführt. Diese Recheneinheit ermittelt den korrekten Auslösezeitpunkt für das Falzschwert und steuert eine Antriebseinheit an, die mit dem Falzschwert in Wirkverbindung steht.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, welches bei einfachem Aufbau eine hohe Arbeitstaktrate bei präziser Falzung des Blattgutes ermöglicht.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen der Patentansprüche 1 und 9 gelöst.

Bei dem Verfahren gemäß Anspruch 1 wird ein Blattgut in etwa tangential zu zwei gegeneinander rotierenden Falzwalzen transportiert. Die Rotation der Falzwalzen erfolgt dabei derart, daß die in Blattgutlaufrichtung gesehen erste Falzwalze das Blattgut transportiert, während die zweite Falzwalze entgegen der Blattgutlaufrichtung angetrieben ist. Um Fehleinzüge des Blattgutes zu vermeiden, ist daran gedacht, das Blattgut durch die erste Falzwalze reibschlüssig zu erfassen, während es von der zweiten Falzwalze geringfügig beabstandet ist. Zur Erzielung einer hohen Arbeitstaktrate ist es wichtig, daß das Blattgut während des Transports, insbesondere ohne vorheriges Abbremsen, gefalzt wird. Zu diesem Zweck ist den Falzwalzen ein Falzschwert zugeordnet, welches parallel zu den Falzwalzen ausgerichtet ist und in einen von den Falzwalzen gebildeten Falzspalt eintaucht. Durch Verstellen des Falzschwertes gegen den Falzspalt wird das Blattgut in diesen hineingedrückt, so daß es von den beiden Falzwalzen erfaßt und durch den Falzspalt hindurchgefördert wird. Bei dieser Anordnung erfolgt die Falzung des Blattgutes quer zur Blattgutlaufrichtung, wobei das Falzschwert zur Erzielung eines einfachen Aufbaus der hierzu erforderlichen Vorrichtung in etwa senkrecht zur Blattlaufrichtung bewegt wird. Hierbei ergibt sich das Problem, daß sich das Blattgut während der Verstellung des Falzschwertes in etwa senkrecht zu diesem weiterbewegt, was zu Schwierigkeiten mit der genauen Positionierung des Falzes im Blattgut führen könnte. Zur Lösung dieses Problems wird vorgeschlagen, das Falzschwert eine vorgegebene Zeitspanne vor Erreichen der Falzstellung gegen das Blattgut zu drücken. Auf diese Weise läßt sich die von der Blattbewegung hervorgerufene Fehlpositionierung des Falzes korrigieren. Die genannte Zeitspanne hängt im wesentlichen nur von der Blattgutgeschwindigkeit und der Reaktionszeit des Falzschwertes ab, die als reine Maschinenparameter konstant und vorbekannt sind. Auf diese Weise können hohe Taktraten erzielt werden. Nach dem Verstellen des Falzschwertes wird das Blattgut von den beiden gegeneinander rotierenden Falzwalzen erfaßt und durch den Falzspalt hindurchgefördert. Vorzugsweise sind die beiden Falzwalzen federnd gegeneinander gehalten, so daß diese den erzeugten Falz mit einer vorgegebenen Preßkraft fixieren. Damit können unterschiedliche Blattmengen bzw. -dicken ohne bewußtes Verstellen des Falzspaltes bearbeitet werden. Zur Erzielung einer hohen Arbeitstaktrate des Falzschwertes ist es wichtig, daß dieses in möglichst kurzer Zeit gegen das Blattgut beschleunigt wird. Dies wird am einfachsten dadurch erreicht, daß das Falzschwert von einem Elektromotor verstellt wird, der zum Beschleu nigen aus der Ruhelage für eine kurze Zeitspanne bei Überlast betrieben wird. Vorzugsweise wird der Elektromotor so lange im Überlastbetrieb angesteuert, bis das Falzschwert auf das zu falzende Blattgut trifft. Insbesondere wird das Erreichen dieser Position durch einen Sensor abgefragt, der dann die elektrische Leistung des Elektromotors entsprechend reduziert oder abschaltet. Auf diese Weise wird ein ausreichend hohes Drehmoment zum effektiven Beschleunigen des Falzschwertes erzeugt. Die Zeitspanne für diesen Überlastbetrieb wird für mindestens 1 ms aufrechterhalten, um genügend lange ein starkes Drehmoment zu erzeugen, welches das Falzschwert effektiv beschleunigt. Diese Zeitspanne soll jedoch 20 ms nicht überschreiten, um einer Beschädigung des Elektromotors, insbesondere einer Überhitzung der Motorwicklungen, vorzubeugen. Insbesondere ist daran gedacht, den Elektromotor nur über einen verhältnismäßig geringen Drehwinkel zu betreiben, um eine hohe Arbeitsgeschwindigkeit des Falzschwertes zu erzielen. Zur Vermeidung einer Überhitzung des Elektromotors wird in diesem Fall ein fremd belüfteter Elektromotor bevorzugt. Nach Überschreiten der vorgenannten Zeitspanne bzw. Erreichen der vorgegebenen Position wird die Leistung des Elektromotors, vorzugsweise durch Pulsweitenmodulation, verringert oder abgeschaltet, um bei Schonung des Elektromotors das Falzschwert in die neue Endlage zu überführen. Vorzugsweise wird der Elektromotor im Bereich seiner Nennleistung betrieben. Während der Überlastbetrieb der Überwindung der Massenträgheit des Motorankers und des Falzschwertes dient, drückt das Falzschwert bei der reduzierten Motorleistung das Blattgut gegen den Falzspalt. Zur Erzielung einer hohen Arbeitstaktrate des Falzschwertes ist auch daran gedacht, den Elektromotor bei der umgekehrten Bewegung des Falzschwertes in der vorbeschriebenen Weise anzusteuern.

Um den Arbeitstakt des Falzschwertes rechtzeitig auslösen zu können, ist es gemäß Anspruch 2 vorteilhaft, wenn das Erreichen einer vorgegebenen Position des Blattgutes vor dem Falzschwert erfaßt wird. Hierzu wird vorzugsweise ein Kanten- oder Markierungssensor eingesetzt, der das Erreichen dieser Position in ein Signal umwandelt. Dieses Signal löst dann die Falzbewegung des Falzschwertes aus. Durch die Positionierung dieses Sensors vor dem Falzschwert wird erreicht, daß dieses Signal vor Erreichen der Falzstellung des Blattgutes unter dem Falzschwert ausgelöst wird, so daß dem Falzschwert genügend Zeit bleibt, das Blattgut trotz dessen Transportbewegung senkrecht zur Bewegungsrichtung des Falzschwertes positionsgenau zu falzen.

Um eine präzise Faltung zu erzielen, könnte dem Sensor ein Zeitverzögerungsglied nachgeordnet werden, welches eine einstellbare Zeitverzögerung für die Auslösung der Falzbewegung des Falzschwertes erzielt. Einfacher und gleichzeitig präziser ist es jedoch, wenn die Position, bei der das Blattgut das Signal auslöst, also die Lage des Sensors gemäß Anspruch 3 in Blattgutlaufrichtung verstellbar ist. Insbesondere ergeben sich auf diese Weise keine Ungenauigkeiten durch ein Zeitglied, so daß eine hohe Positioniergenauigkeit des Falzes auf dem Blattgut erreicht wird. Ebenso könnte an einer Walze ein Wegstrek kensensor, vorzugsweise in Form einer Strichscheibe, vorgesehen sein, der den Falzvorgang auslöst.

Zur weiteren Verkürzung der Reaktionszeit des Falzschwertes ist es gemäß Anspruch 4 günstig, wenn die Leistung des Elektromotors nach Erreichen der Endlage des Falzschwertes weiter verringert wird. Der Elektromotor übt bei dieser weiter verringerten Leistung auf das Falzschwert nur eine Haltekraft aus, wobei eine weitere Drehung der Motorwelle durch einen mit dem Falzschwert zusammenwirkenden Anschlag unterbunden ist. In dieser Betriebsart wirkt der Elektromotor wie eine Feder, die das Falzschwert lediglich in der Anschlagstellung hält. Diese Federwirkung kann durch Umpolen des Elektromotors in beiden Anschlagstellungen genutzt werden, wobei der Elektromotor während der Beschleunigungs- bzw. Bewegungsphase des Falzschwertes nicht gegen eine derartige Federkraft arbeiten muß. Demnach wird die gesamte, vom Elektromotor erzeugte mechanische Leistung zur Verstellung des Falzschwertes genutzt.

Um insbesondere bei hohen Blattgutgeschwindigkeiten eine sichere und positionsgenaue Falzung zu erzielen, wird das Falzschwert in der Regel nahe dem Blattgut transportiert. Dadurch entsteht jedoch die Gefahr, daß sich das Blattgut am Falzschwert verfängt und die gesamte Vorrichtung blokkiert. Zur Vermeidung dieses Problems wird gemäß Anspruch 5 vorgeschlagen, daß das Falzschwert vor dem Auslösen der Falzbewegung von einem Blattabweiser überdeckt wird. Dieser Blattabweiser führt das Blattgut sicher am Falzschwert vorbei, so daß ein Stau von Blattgütern am Falz schwert zuverlässig verhindert wird. Vorzugsweise befindet sich der Blattabweiser nahe dem Falzschwert und ist stationär gehalten.

In der Praxis kommt es oft vor, daß neben Einzelblättern auch Blattstapel gefalzt werden müssen. Das zu falzende Blattgut kann daher sehr unterschiedliche Dicken aufweisen. Dabei muß das Falzschwert um so tiefer in den Falzspalt eindringen, je dünner das zu falzende Blattgut ist. Um unter allen Betriebsbedingungen eine optimale Falzung zu erzielen, ist es daher gemäß Anspruch 6 vorteilhaft, wenn die Dicke des Blattgutes erfaßt und in Abhängigkeit von diesem die Eintauchtiefe des Falzschwertes verändert wird.

Zur Einstellung der Eintauchtiefe des Falzschwertes hat sich gemäß Anspruch 7 ein verstellbarer Anschlag für dieses bewährt. Der das Falzschwert verstellende Elektromotor kann daher ohne Berücksichtigung der erforderlichen Eintauchtiefe das Falzschwert einfach gegen diesen Anschlag drücken, so daß nur ein geringer baulicher Aufwand entsteht. Die Verstellung des Anschlages kann beispielsweise elektromotorisch erfolgen, wobei in diesem Fall die Dicke des Blattgutes durch einen Sensor erfaßt wird. Außerdem ist daran gedacht, die Vorrichtung mit einer Kommunikations-Schnittstelle auszurüsten, über die Daten mit einer vorgeordneten Bearbeitungsvorrichtung ausgetauscht werden. Über diese Schnittstelle kann die Vorrichtung auch Informationen bezüglich des zu falzenden Blattguts erhalten. Insbesondere kann wahlweise die Anzahl der Blattlagen oder die Paketstärke des Blattguts an die Vor richtung übermittelt werden. Alternativ könnte der Anschlag auch über ein Getriebe mit einer federnd gegen die Falzwalze drückenden Einzugswalze verbunden sein, welche durch ihre Ausgleichsbewegung die Dicke des Blattgutes erfaßt.

Um den Falzvorgang gezielt unterdrücken zu können, ist es gemäß Anspruch 8 vorteilhaft, wenn das Falzschwert beim Einlauf des Blattguts in der Falzstellung gehalten wird. Das Falzschwert lenkt dabei das Blattgut ungefalzt gegen den Falzspalt, so daß es die Vorrichtung ohne jegliche Bearbeitung verläßt. Das Kommando zum Unterdrücken des Falzvorgangs wird vorzugsweise über eine Kommunikations-Schnittstelle von der vorgeordneten Bearbeitungsvorrichtung übermittelt.

Zur Durchführung des oben beschriebenen Verfahrens hat sich die Vorrichtung gemäß Anspruch 9 bewährt. Diese Vorrichtung weist zwei gegeneinander rotierende Falzwalzen auf, zu denen das Blattgut in etwa tangential transportierbar ist. Diese Falzwalzen schließen einen Falzspalt ein, dem ein parallel zu den Walzenachsen ausgerichtetes Falzschwert zugeordnet ist. Dieses Falzschwert ist senkrecht zur Blattgutlaufrichtung verstellbar. Das Falzschwert läßt sich zwischen einer den Blattgutlauf nicht behindernden Ruhestellung und einer das sich bewegende Blattgut gegen den Falzspalt drückenden Falzstellung mittels eines Antriebs verstellen. Der Antrieb wird vorzugsweise von einem Gleichstrommotor gebildet, der insbesondere als fremd belüfteter Motor ausgebildet ist. Da die Verstellbewegung des Falzschwertes bei sich senkrecht hierzu bewegendem Blattgut erfolgt, ist es wichtig, daß der Arbeitstakt des Falzschwertes bereits vor Erreichen der gewünschten Falzstellung ausgelöst wird. Zu diesem Zweck steht der Antrieb des Falzschwertes mit einem diesem vorgeordneten Sensor in Wirkverbindung. Der Sensor erzeugt ein Signal, welches den Arbeitstakt des Falzschwertes auslöst und zeitverzögert eine Falzung im sich bewegenden Blattgut bewirkt. Es ist auch daran gedacht, mehrere Sensoren in Blattgutlaufrichtung hintereinander anzuordnen, die über einen Multiplexer mit dem Antrieb in Wirkverbindung stehen. Über diesen Multiplexer kann ausgewählt werden, welcher Sensor den Arbeitstakt des Falzschwertes auslösen soll. Damit kann zwischen unterschiedlichen Falzstellungen umgeschaltet werden. Die Auswahl des zu aktivierenden Sensors erfolgt vorzugsweise über eine Kommunikations-Schnittstelle, so daß aufeinanderfolgende Falzvorgänge an unterschiedlichen Falzstellungen auslösbar sind.

Gemäß Anspruch 10 kann der Sensor eine Blattgutkante oder eine Markierung des Blattgutes erfassen. Vorzugsweise erfaßt der Sensor eine Blattgutkante, wobei es unerheblich ist, ob die vordere oder die hintere Kante des Blattgutes zur Auslösung des Arbeitstaktes herangezogen wird. Je nach bekannter Blattlänge muß in diesem Fall nur der Sensor entsprechend positioniert werden. Die Auswahl des Auslösezeitpunktes kann wiederum über die Kommunikations-Schnittstelle erfolgen. Im einfachsten Fall wird der Sensor von einer Gabel- oder Reflexionslichtschranke gebildet, der nahezu verzögerungsfrei ein entsprechendes Signal erzeugt. Falls der Sensor eine Markierung des Blatt gutes erfassen soll, wird vorzugsweise eine CCD-Kamera als Sensor eingesetzt.

Zur Erzielung einer präzisen Falzung ist es gemäß Anspruch 11 vorteilhaft, wenn der Sensor in Blattlaufrichtung verstellbar ist. Durch Einstellen der jeweiligen Sensorposition kann die Lage des Falzes auf dem Blattgut nahezu beliebig verändert werden, so daß individuelle Parameter der Vorrichtung sehr einfach durch einen einzigen Einstellvorgang berücksichtigbar sind. Falls sich beispielsweise Reibungseinflüsse des Falzschwertes mit der Zeit ändern, kann eine daraus resultierende Lageänderung des Falzes im Blattgut durch einfaches Nachjustieren der Lage des Sensors korrigiert werden.

Zur Erzielung einer geringen Ansprechzeit des Falzschwertes ist es gemäß Anspruch 12 wichtig, wenn sich das Falzschwert in der Ruhestellung möglichst nahe dem Blattgut befindet. Damit muß das Falzschwert den kürzestmöglichen Weg zurücklegen, um in die Falzstellung zu gelangen. Hierdurch ergibt sich jedoch das Problem, daß sich das Blattgut gegebenenfalls am Falzschwert verfangen kann, was zu einem Blattgutstau führt. Zur Vermeidung dieses Problems ist dem Falzschwert ein Blattabweiser vorgeordnet, der das Falzschwert in dessen Ruhestellung überdeckt. Dieser Blattabweiser ist vorzugsweise nahe dem Falzschwert angeordnet, um das Blattgut sicher vom Falzschwert fernzuhalten. Der Blattabweiser ist vorzugsweise in seinem freien Endbereich in Blattgutlaufrichtung spitzwinkelig angestellt, um ein Verfangen des Blattgutes am Blattabweiser zu verhindern. Insbesondere ist auch daran gedacht, den Blattabweiser federelastisch auszubilden, um einen möglichst störungsfreien Transport des Blattgutes zu erzielen.

Zur Erzielung einer kurzen Ansprechzeit des Falzschwertes ist es gemäß Anspruch 13 günstig, wenn dem Falzschwert ein dessen Falzstellung bestimmender Anschlag zugeordnet ist. Damit kann das Falzschwert mit maximaler Geschwindigkeit gegen den Anschlag gedrückt werden, ohne daß zuvor ein Abbremsen des Falzschwertes erforderlich wäre. Der Anschlag verhindert zuverlässig, daß das Falzschwert die Falzwalzen beschädigt.

Sobald sich das Falzschwert in der Falzstellung befindet, wird das Blattgut sicher von den Falzwalzen erfaßt und durch den Falzspalt hindurchgefördert. Das Falzschwert wird daher für den Falzvorgang im weiteren nicht mehr benötigt. Zur Erzielung einer hohen Taktrate ist es jedoch wichtig, das Falzschwert möglichst rasch wieder in die Ruhestellung zu bringen, so daß das folgende Blattgut ungehindert am Falzschwert vorbeitransportiert werden kann. Zu diesem Zweck ist es gemäß Anspruch 14 günstig, wenn der Anschlag zumindest für die Falzstellung elastisch ausgebildet ist. Das rasch bewegte Falzschwert wird an diesem elastischen Anschlag reflektiert, so daß dessen kinetische Energie weitestgehend für die Rückbewegung in die Ruhestellung genutzt wird. Vorzugsweise wird das Erreichen des Anschlags durch das Falzschwert von einem Sensor, insbesondere einer Lichtschranke, erfaßt, der den Antrieb des Falzschwertes auf Rücklauf umpolt. In der Ru hestellung wird der Elektromotor nur mit einer minimalen Leistung beaufschlagt.

Sollen Blattgüter mit wesentlich unterschiedlicher Dicke mit der Vorrichtung gefalzt werden, so ist es gemäß Anspruch 15 erforderlich, den Anschlag verstellbar auszubilden. In der Regel reicht eine Handverstellung des Anschlages aus, wenn sich die Blattgutdicke nur relativ selten ändert.

Zur Vereinfachung der Bedienung der Vorrichtung ist es gemäß Anspruch 16 günstig, wenn der Anschlag mit Mitteln zum Erfassen und/oder Empfangen der Blattgutdicke in Wirkverbindung steht. Damit kann der Anschlag entsprechend der ankommenden Blattgutdicke selbsttätig verstellt werden, ohne daß hierzu eine Bedienungsperson erforderlich wäre. Dies ist insbesondere in jenen Fällen von Bedeutung, in denen sich die Blattgutdicke in rascher Abfolge ändert. Ein Empfang der Blattgutdicke erfolgt vorzugsweise über eine Kommunikations-Schnittstelle von einer vorgeordneten Bearbeitungsvorrichtung.

Eine bevorzugte Weiterentwicklung der Vorrichtung ergibt sich schließlich aus Anspruch 17. Dabei liegt der in Blattgutlaufrichtung gesehen ersten Falzwalze eine Einzugswalze gegenüber, wobei das Blattgut zwischen der Einzugswalze und der ersten Falzwalze hindurchtransportiert wird. Diese beiden Walzen sind federnd gegeneinander gedrückt, wobei vorzugsweise die Achse der ersten Falzwalze in ihrer Lage festgehalten wird, während die Einzugswalze verstellbar ausgebildet ist. Das antransportierte Blatt gut drückt in diesem Fall die Einzugswalze entsprechend der Blattgutdicke von der ersten Falzwalze weg, so daß die Lage der Einzugswalze direkt von der Blattgutdicke abhängt. Der Anschlag steht über ein entsprechendes Getriebe mit der Lagerung der Einzugswalze in Wirkverbindung, so daß der Anschlag entsprechend der ermittelten Blattgutdicke direkt verstellt wird.

Der Erfindungsgegenstand wird beispielhaft anhand der Zeichnung erläutert, ohne den Schutzumfang zu beschränken.
Es zeigt:
1 eine räumliche Darstellung einer Vorrichtung 1 zum Falzen eines Blattgutes,
2 eine Schnittdarstellung durch die Vorrichtung gemäß 1 entlang der Schnittlinie II-II in der Ruhestellung des Falzschwertes,
3 eine Schnittdarstellung gemäß 2 in der Falzstellung des Falzschwertes und
4 ein Spannungs-Zeit-Diagramm zur Ansteuerung des Falzschwertantriebs.
1 zeigt eine Vorrichtung 1 zum Falzen eines Blattgutes 2, welches in Blattgutlaufrichtung 3 transportiert wird.
Die Vorrichtung 1 weist einen Rahmen 4 auf, der von zwei endseitigen Gehäusen 5 und einer diese verbindende Brücke 6 gebildet ist. Die Gehäuse 5 sind mit abgenommenem Gehäusedeckel dargestellt, um die darin vorgesehenen Einbauten erkennen zu können. In den Gehäusen 5 sind Lager 7, insbesondere Wälzlager gehalten, in denen eine Einzugswalze 8 und zwei Falzwalzen 9, 10 drehbar abgestützt sind. Die Walzen 8, 9, 10 besitzen eine Mehrzahl von an ihrem Umfang umlaufenden Nuten, in denen Haftringe 11 aus polymerem Material gehalten sind. Diese Haftringe 11 dienen zum reibschlüssigen Erfassen des blattförmigen Gutes 2. Die erste Falzwalze 9 ist mit ihrer Achse 12 fest in den beiden Gehäusen 5 gelagert, während die Einzugswalze 8 und die zweite Falzwalze 10 in Schwenkhebeln 8a, 10a verschwenkbar im Gehäuse 5 abgestützt sind. Die Einzugswalze 8 und die zweite Falzwalze 10 sind außerdem federnd gegen die erste Falzwalze 9 vorgespannt.
Das Blattgut 2 wird zwischen der Einzugswalze 8 und der ersten Falzwalze 9 hindurchgefördert, wobei je nach Dicke des Blattgutes 2 die Einzugswalze 8 entsprechend verstellt wird. Um einen effizienten Transport des Blattgutes 2 zu bewirken, ist die erste Falzwalze 9 von einem nicht dargestellten Motor zur Drehung angetrieben. Die Einzugswalze 8 und die zweite Falzwalze 10 drehen sich dabei durch nicht dargestellte Riemen entgegengesetzt zur ersten Falzwalze 9.
An den beiden Gehäusen 5 sind zueinander gerichtete Gleitschienen 13 gehalten, die ein Falzschwert 14 verschiebbar lagern. Dieses Falzschwert 14 greift in einen in 1 nicht sichtbaren Falzspalt zwischen den beiden Falzwalzen 9, 10 ein. Das Falzschwert 14 weist in seinem mittleren Bereich eine Ausnehmung 15 auf, die eine hinter dem Falzschwert 14 liegende, stationär zu den Gehäusen 5 vorgesehene Halteplatte 16 freigibt. Die Halteplatte 16 weist mittig eine weitere Gleitschiene 13 auf, die das Falzschwert 14 führt. Diese Gleitschiene 13 ist von einer Lichtschranke 13a durchsetzt, welche das Erreichen der Falzlage durch das Falzschwert 14 anzeigt.
Auf der Halteplatte 16 ist ein Elektromotor 17 sowie eine Achse 18 abgestützt, die jeweils einen Zahnriemen 19 erfassen. Alternativ könnte mindestens einer der Zahnriemen 19 auch durch einen Keil- oder Flachriemen ersetzt werden. Die Zahnriemen 19 stehen mit Riemenscheiben 20 in Wirkverbindung, die drehfest mit einer in Lagern 21 abgestützten Welle 22 verbunden sind. Die beiden Zahnriemen 19 sind über Haltemittel 23 am Falzschwert 14 festgelegt, so daß der Elektromotor 17 eine dem Drehwinkel seiner Antriebswelle 24 proportionale Verstellung des Falzschwertes 14 bewirkt. Um die Riemenscheibe 20 besser erkennen zu können, ist einer der Zahnriemen 19 nur im Teilbereich dargestellt.
Das Falzschwert 14 weist an beiden Enden jeweils einen Anschlag 25 auf, der ober- und unterseitig mit je einem elastischen Puffer 26, insbesondere aus Gummi, versehen ist. Dieser Anschlag 25 wirkt mit einem an der Halteplatte 16 verstellbar gehaltenen Wegbegrenzer 27 zusammen, der den Anschlag 25 U-förmig übergreift. Der Anschlag 25 wirkt mit dem Wegbegrenzer 27 derart zusammen, daß das Falzschwert 14 nur zwischen einer in 1 dargestellten Ruhestellung und einer Falzstellung verschiebbar ist. Der untere Puffer 26 für die Falzstellung des Falzschwertes 14 ist hoch elastisch ausgebildet, um eine gute Reflexion des Falzschwertes 14 zu erzielen. Der obere Puffer 26 für die Ruhestellung des Falzschwertes 14 ist da gegen hart und stoßabsorbierend ausgebildet, um den vom Falzschwert 14 hervorgerufenen Stoß zu dämpfen.
Die weitere Beschreibung der Vorrichtung 1 erfolgt anhand der Schnittdarstellung gemäß 2. Aus dieser Darstellung ist zu ersehen, daß das Falzschwert 14 in Richtung 14a senkrecht zur Blattgutlaufrichtung 3 bewegt wird. Das Falzschwert 14 ist auf einen Falzspalt 30 ausgerichtet, der zwischen den beiden Falzwalzen 9, 10 gebildet ist.
Dem Falzschwert 14 ist ein Blattabweiser 31 in Blattgutlaufrichtung 3 vorgeordnet, der das Falzschwert 14 in seiner in 2 dargestellten Ruhestellung überdeckt. Dieser Blattabweiser 31 ist im Bereich seines freien Endes 32 spitzwinkelig zur Blattgutlaufrichtung 3 angestellt, um ein Verfangen des Blattgutes 2 am Blattabweiser 31 zu verhindern. Außerdem besteht der Blattabweiser 31 aus Federstahl, um einen möglichst ungehinderten Blattgutlauf zu erzielen.
Die Brücke 6 bildet einen Auflagetisch 34 für ankommendes Blattgut 2, der in etwa tangential zu den beiden Falzwalzen 9, 10 ausgerichtet ist. Dieser Auflagetisch 34 sorgt für eine lagegerechte Zuführung des Blattgutes 2 zu den Falzwalzen 9, 10.
In den Auflagetisch 34 ist ein Sensor 35 integriert, der als Reflexlichtschranke ausgebildet ist. Alternativ konnte der Sensor 35 auch in Form einer Gabellichtschranke oder als CCD-Kamera ausgebildet sein. Der Sensor 35 erzeugt ein aktives Signal, wenn ein Blattgut über ihm zu liegen kommt, welches das vom Sensor 35 abgestrahlte Licht auf dessen Empfänger reflektiert. Demnach ergibt sich an der vorderen und hinteren Kante des Blattgutes 2 im Ausgangssignal des Sensors 35 ein charakteristischer Pegelwechsel, der zum Auslösen eines Falzvorgangs des Falzschwertes 14 herangezogen wird.
3 zeigt die Schnittdarstellung gemäß 2, wobei sich das Falzschwert 14 in der Falzstellung befindet. In dieser Falzstellung drückt das Falzschwert 14 das Blattgut 2 in den Falzspalt 30 hinein, so daß es von den beiden gegeneinander rotierenden Falzwalzen 9, 10 erfaßt und durch diese hindurchgefördert wird. Die Falzwalze 10 ist mit ihrer Achse 12 federnd gegen die Falzwalze 9 vorgespannt, so daß die beiden Falzwalzen 9, 10 das Blattgut 2 in gefalzter Lage fixieren. Das gefalzte Blattgut 2 wird von einem weiteren Auflagetisch 40 geführt, der von der Brücke 6 gebildet wird.
Im folgenden wird das Verfahren zum Falzen anhand der 2 und 3 näher erläutert. Das blattförmige Gut 2 wird in Blattgutlaufrichtung 3 von einer der Vorrichtung 1 vorgeordneten Station antransportiert, bis es von der Einzugswalze 8 und der ersten Falzwalze 9 erfaßt wird. Die Einzugswalze 8 wird dabei aufgrund ihrer federnden Vorspannung soweit von der ersten Falzwalze 9 weggedrückt, daß das Blattgut 2 zwischen beiden Walzen 8, 9 hindurchtreten kann. Die Walzen 8, 9 transportieren das Blattgut 2 mit unverminderter Laufgeschwindigkeit weiter.
Sobald der Sensor 35 einen Pegelwechsel in seinem Ausgangssignal anzeigt, wird ein Falzvorgang des Falzschwertes 14 ausgelöst. Dabei wird der Elektromotor 17 in Drehung versetzt, der über den Zahnriemen 19 das Falzschwert 14 in die in 3 dargestellte Falzstellung überführt. Während der Bewegung des Falzschwertes 14 wird das Blattgut 2 mit weiterhin unverminderter Laufgeschwindigkeit senkrecht zur Ausrichtung des Falzschwertes 14 und senkrecht zu dessen Bewegungsrichtung 14a weitertransportiert.
Sobald das Falzschwert 14 die in 3 dargestellte Falzstellung erreicht hat, wird das Blattgut 2 von den beiden gegeneinander rotierenden Falzwalzen 9, 10 erfaßt und durch den Falzspalt 30 hindurchgefördert. Der Anschlag 25 und der elastische Puffer 26 sorgen für eine Reflexion des Falzschwertes 14, so daß es sofort nach Erreichen der Falzstellung in Richtung der Ruhestellung beschleunigt wird. Unterstützt wird dieser Richtungswechsel durch gleichzeitiges Umpolen des als Gleichstrommotor ausgebildeten Elektromotors 17, ausgelöst durch die Lichtschranke 13a. Sobald das Falzschwert 14 wieder die in 2 dargestellte Ruhestellung erreicht hat, wird das nächste Blattgut 2 der Vorrichtung 1 zugeführt, um dieses zu falzen.
4 zeigt ein Spannungs-Zeit-Diagramm 50 zur Ansteuerung des Elektromotors 17. Sobald der Sensor 35 sein Signal zur Auslösung des Falzvorgangs abgibt, wird eine Beschleunigungsphase 51 des Elektromotors 17 eingeleitet. Diese dauert so lange, bis der Sensor 13a erreicht wird, wobei der Elektromotor 17 in dieser Zeit mit einer reinen Gleichspannung betrieben wird. Der Spannungswert dieser Gleichspannung liegt oberhalb des für Dauerbetrieb zulässigen Wertes, so daß der Elektromotor 17 in dieser kurzen Zeitspanne der Beschleunigungsphase 51 ein besonders hohes Drehmoment abgibt. Dieses Drehmoment wird genutzt, um das Falzschwert 14 in möglichst kurzer Zeit zu beschleunigen.
Sobald die Lichtschranke 13a erreicht wird, läuft der Elektromotor 17 bei abgeschalteter Versorgungsspannung (stromlose Phase 53) weiter, bis der Anschlag 25 auf den elastischen Wegbegrenzer 26 trifft. Das Falzschwert 14 wird reflektiert, so daß es bei der Rücklaufbewegung wieder die Lichtschranke 13a erreicht. Dieser stromlosen Phase 53 schließt sich eine Verstellphase 54 an, in welcher der Elektromotor 17 mit Pulsweitenmodulation das Falzschwert 14 in seine Ruhestellung verstellt.
Der Verstellphase 54 schließt sich eine Haltephase 55 an, in der der Elektromotor 17 mit einem besonders kleinen Puls-Pausen-Verhältnis angesteuert wird. Der Elektromotor 17 liefert dabei nur ein verhältnismäßig geringes Drehmoment, welches ausreicht, das Falzschwert 14 federnd in der Ruhestellung zu halten. Gibt der Sensor 35 ein erneutes Signal ab, so wiederholt sich der vorbeschriebene Zyklus.

1: Vorrichtung
2: Blattgut
3: Blattgutlaufrichtung
4: Rahmen
5: Gehäuse
6: Brücke
7: Lager
8: Einzugswalze
8a: Schwenkhebel
9, 10: Falzwalze
10a: Schwenkhebel
11: Haftring
12: Achse
13: Gleitschiene
13a: Lichtschranke
14: Falzschwert
14a: Bewegungsrichtung
15: Ausnehmung
16: Halteplatte
17: Elektromotor
18: Achse
19: Zahnriemen
20: Riemenscheibe
21: Lager
22: Welle
23: Haltemittel
24: Antriebswelle
25: Anschlag
26: elastischer Puffer
27: Wegbegrenzer
30: Falzspalt
31: Blattabweiser
32: freies Ende
34: Auflagetisch
35: Sensor
40: Auflagetisch
50: Spannungs-Zeit-Diagramm
51: Beschleunigungsphase
53: stromlose Phase
54: umgekehrte Verstellphase
55: Haltephase

Claims

Verfahren zum Falzen von bewegtem Blattgut (2), welches in etwa tangential zu zwei gegeneinander rotierenden Falzwalzen (9, 10) transportiert und währenddessen von einem parallel zu diesen ausgerichteten und in etwa senkrecht zur Blattgutlaufrichtung (3) bewegten Falzschwert (14) eine vorgegebene Zeitspanne vor Erreichen der Falzstellung gegen einen von den Falzwalzen (9, 10) gebildeten Falzspalt (30) umgelenkt wird, wonach es von den gegeneinander rotierenden Falzwalzen (9, 10) erfaßt und von diesen durch den Falzspalt (30) hindurchgefördert wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Falzschwert (14) von einem Elektromotor (17) verstellt wird, der zum Beschleunigen des Falzschwertes (14) aus der Ruhelage bei einer die maximale Dauerleistung übersteigenden Leistung betrieben wird, und die Leistung des Elektromotors (17) bei Erreichen einer vorgegebenen Position des Falzschwertes (14) verringert oder abgeschaltet wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Erreichen einer vorgegebenen Position des Blattgutes (2) vor dem Falzschwert (14) erfaßt und in ein Signal umgewandelt wird, welches die Falzbewegung des Falzschwertes (14) auslöst.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Position bei der das Blattgut (2) das Signal auslöst, in Blattgutlaufrichtung (3) verstellbar ist.
Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Leistung des Elektromotors (17) nach Erreichen der Falzstellung des Falzschwertes (14) umgepolt wird, so daß das Falzschwert (14) in die Ruhestellung geführt wird, wobei nach Erreichen der Endlage des Falzschwertes (14) die Leistung des Elektromotors (17) weiter verringert wird, so daß dieser auf das Falzschwert (14) nur eine Haltekraft ausübt.
Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Blattgut (2) vor dem Auslösen der Falzbewegung des Falzschwertes (14) von einem dem Falzschwert (14) vorgeordneten Blattabweiser (31) am Falzschwert (14) vorbeigeführt wird.
Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke des Blattgutes (2) erfaßt und/oder von einer vorgeordneten Bearbeitungsvorrichtung übermittelt wird und in Abhängigkeit von dieser die Eintauchtiefe des Falzschwertes (14) verändert wird.
Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Eintauchtiefe des Falzschwertes (14) durch einen verstellbaren Anschlag (25, 26, 27) für das Falzschwert (14) eingestellt wird.
Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Falzschwert (14) zur Unterdrückung eines Falzvorgangs während des Einlaufs des Blattguts (2) in der Falzstellung gehalten wird, so daß das Blattgut (2) durch das Falzschwert (14) ungefalzt zum Falzspalt (30) umgelenkt wird.
Vorrichtung zum Falzen von bewegtem Blattgut (2), wobei die Vorrichtung (1) zwei gegeneinander rotierende Falzwalzen (9, 10) aufweist, zu denen das Blattgut (2) in etwa tangential transportierbar ist, und die einen Falzspalt (30) einschließen, dem ein parallel zu den Falzwalzen (9, 10) und im wesentlichen senkrecht zur Blattgutlaufrichtung (3) verstellbares Falzschwert (14) zugeordnet ist, welches zwischen einer dem Blattgutlauf nicht behindernden Ruhestellung und einer das sich bewegende Blattgut (2) gegen den Falzspalt (30) drückenden Falzstellung von einem Elektromotor (17) verstellbar ist, der mit mindestens einem dem Falzschwert (14) vorgeordneten, das Blattgut (2) erfassenden Sensor (35) in Wirkverbindung steht, dadurch gekennzeichnet, daß das Falzschwert (14) mit einem Elektromotor (17) in Wirkverbindung steht, welcher das Falzschwert (14) aus der Ruhelage mit einer die maximale Dauerleistung übersteigenden Leistung beschleunigen kann, und ein Sensor (13a) zum Verringern oder Abschalten der Leistung des Elektromotors (17) ab einer vorgegebenen Position des Falzschwertes (14) vorgesehen ist.
Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß durch den Sensor (35) eine Blattgutkante oder Markierung des Blattgutes (2) erfaßbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Sensor (35) in Blattgutlaufrichtung (3) verstellbar ist.
Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß sich das Falzschwert (14) in der Ruhestellung nahe dem Blattgut (2) befindet und zwischen den Falzwalzen (9, 10) ein dem Falzschwert (14) vorgeordneter Blattabweiser (31) vorgesehen ist, der das in der Ruhestellung befindliche Falzschwert (14) überdeckt.
Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß dem Falzschwert (14) ein die Falzstellung bestimmender Anschlag (25, 26, 27) zugeordnet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Anschlag (26) elastisch ausgebildet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Anschlag (25, 26, 27) verstellbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Anschlag (25, 26, 27) mit Mitteln zum Erfassen und/oder Empfangen der Blattgutdicke in Wirkverbindung steht.
Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß der – in Blattgutlaufrichtung (3) gesehen – ersten Falzwalze (9) eine Einzugswalze (8) gegenüberliegt, zwischen denen das Blattgut (2) transportiert wird, und die federnd gegeneinander vorgespannt sind, wobei die verstellbare Walze (8, 9) über ein Getriebe mit dem Anschlag (25, 26, 27) in Wirkverbindung steht.