-
Falzeinrichtung Die Erfindung betrifft eine Falzeinrichtung mit zwei
drehbar gelagerten Zylindern, von denen jeder mindestens zwei achsparallele Schlitze
für koaxial zur Zylinderachse schwenkbare Falzbackenpaare und mit diesen zusammenwirkenden
nockengesteuerte Falzmesser aufweist. Derartige Vorrichtungen finden zum Falzen
von kontinuierlich zugeführten Papierbahnen Verwendung.
-
Bei den bisher bekannten Vorrichtungen werden die sich beispielsweise
in einer Vertiefung des Zylinders befindlichen Falzmesser durch eine exzenterähnliche
Nockenanordnung radial nach außen gestoßen, sobald sie beim Umlauf des Zylinders
in die Nähe der ihnen zugeordneten Falzbacken des anderen Zylinders gelangen. Nach
der Herstellung des Falzes werden sie durch dieselbe Nockensteuerung wieder zurückgezogen.
Gleichzeitig erfolgt in entsprechender Weise auch eine Betätigung der Falzbacken,
wobei nur eine bewegliche Falzbacke vorgesehen zu werden braucht, während die andere
fest am Zylinder angebracht ist.
-
Diese bekannten Vorrichtungen arbeiten aber nicht mit genügender
Genauigkeit, wenn an die Güte der herzustellenden Falze höhere Anforderungen gestellt
werden. Das Herausschieben des Falzmessers, welches die Papierbahn in die Falzbacken
hineindrängt, erfordert einen gewissen Weg des zugehörigen Zylinders, und da die
Umfangsgeschwindigkeit der Falzmesserschneide größer ist als die Umfangsgeschwindigkeit
der beiden Zylinder, ergibt sich eine Relativbewegung zwischen dem von den Zylindern
mit ihrer Umfangsgeschwindigkeit weiterbewegten Papierstreifen. Der Ort der Falzbildung
auf dem Papierstreifen ist deshalb nicht exakt festgelegt. Ferner wird die bewegliche
Backe des zugehörigen Falzbackenpaares beim Beginn der Falzbildung schnell in ihre
Schließ lage geführt und dort mit verhältnismäßig großer Kraft festgehalten, so
daß die Relativbewegungen zwischen Falzmesserschneide und Falzbacken eine Beschädigung
des Papierstreifens, zumindest aber eine unnötige und das Papier schwächende mechanische
Beanspruchung des Papiers zur Folge haben.
-
Es wurde nun gefunden, daß diese Nachteile vermieden werden können,
wenn nach der Erfindung die Falzmesser koaxial zur Zylinderachse derart schwenkbar
angeordnet sind, daß sie mit verzögerter Schneidengeschwindigkeit in die Falzbackenpaare
eingreifen und danach unter Erhöhung der Schneidengeschwindigkeit in Phase mit den
Falzbacken gehalten werden. Hierdurch führen die Falzmesserschneiden keine radiale,
sondern eine Relativbewegung gegenüber der Bewegung der Zylinderoberfläche um einen
festen Drehpunkt des Zylinders aus, wobei die Bewegung der Falzmesserschneiden mittels
einer Nockensteuerung so gesteuert ist, daß die Falzmesserschneiden in Phase mit
den Falzbacken bleiben, solange sie sich mit ihnen im Eingriff befinden. Auf diese
Weise wird der durch den größeren Abstand der Falzmesserschneide von der Drehachse
des Zylinders bedingte Unterschied zwischen der Umfangsgeschwindigkeit der Schneide
und der Umfangsgeschwindigkeit der Zylinderoberfläche kompensiert, so daß also die
Falzmesserschneide und die Falzbacken in jeder Eingriffsphase dieselbe Geschwindigkeit
haben. Da die Falzbacken bzw. der Eingriffspunkt der Falzmesser jedoch nicht immer
genau an der Zylinderoberfläche liegen, wird für eine möglichst exakte Steuerung
der Falzeinrichtung die Kompensation nicht auf die Zylinderoberfläche, sondern auf
diesen Eingriffspunkt der Falzmesser bezogen.
-
Zur Durchführung dieser Relativbewegung ist jedes Falzmesser auf
einem langgestreckten, um eine zur Zylinderachse parallele Achse schwenkbaren Träger
befestigt, der mit einem Antrieb relativ zum Zylinder verschwenkbar ist. Dieser
Falzmesserträger ist um einen Winkel von etwa + 40 aus seiner neutralen Stellung
verschwenkbar.
-
Es hat sich ferner als zweckmäßig erwiesen, daß die Falzmesser mit
einer die Umlaufachsen der Zylinder schneidenden Linie einen von ihrer Schneide
aus abwärts gerichteten Winkel von 10 bis 120 bilden, wenn sich die Falzmesser-
und Falzbackenträger in ihrer neutralen Stellung befinden.
-
Von den Falzbacken ist eine auf dem zugehörigen Zylinder fest angeordnet,
während die andere auf einem langgestreckten drehbaren Backenträger sitzt und sich
schließt, wenn ihre Schwenkachse eine in Höhe der Umlaufachse des Zylinders liegende
Linie schneidet.
-
Bei den bekannten Vorrichtungen wurde ferner, wenn man in einer Papierbahn
mittels eines Falzmessers, das zwischen zwei Falzbacken eingeführt wurde, einen
Falz herstellte, neben dem Falz ein parallellaufender und sich quer über die Papierbahn
erstreckender Knift erzeugt. Die Kanten der Falzbacken formten im Papier neben dem
querlaufenden Falz den erwähnten Kniff, und dieser Kniff hatte Schwierigkeiten zur
Folge, wenn derartige Papierbahnen bei selbsttätig arbeitenden Buchungsmaschinen
od. dgl. verwendet wurden. Dieser Nachteil wird nach einem weiteren Merkmal der
Erfindung dadurch vermieden, daß die Falzbacken abgerundete Vorderkanten aufweisen.
Hierdurch wird verhütet, daß die Papierbahn eine bleibende Verformung erfährt, d.
h., das Papier wird beim Falzen nicht über seine Elastizitätsgrenze hinaus beansprucht.
-
In den Zeichnungen ist eine beispielsweise Ausführungsform der ertindungsgemäßen
Falzeinrichtung dargestellt, wobei zeigt Pig. 1 eine Seitenansicht entsprechend
der Linie 1-1 von F i g. 4, die zwei Falzzylinder entsprechend der Erfindung darstellt,
F i g. 2 und 3 Ansichten in größerem Maßstab, die die Phasenbeziehungen zwischen
Falzmesser und Falzbacken während des Falzvorgangs erläutern, wo bei der erste Schritt
des Falzvorgangs in F i g. 1 dargestellt ist, und Fig. 4 eine Seitenansicht entsprechend
der Linie 4-4 in Fig. 1.
-
In Fig. 1 ist mit 10 allgemein eine fortlaufende Papierbahn bezeichnet,
die mit abwechselnden Zickzackfalzen versehen werden soll, wie sie mit 22 und 24
bezeichnet sinj Diese Falze werden hergestellt, wenn die Bahn zwischen Falzzylindern
12 und 14 hindurchläuft, die auf irgendeine, hier nicht weiter interessierende Weise
so gelagert sind, daß sie um die Mittelpunkte A bzw. B umlaufen können.
-
Die Falze 22 und 24 werden in der Papierbahn mittels eines Falzmessers
C bzw. D erzeugt, das von einem der beiden Falzzylinder getragen wird und die Papierbahn
zwischen zwei Falzbacken 32 und 34 hineinschiebt, die auf dem anderen Falzzylinder
sitzen.
-
In Fig. 1 ist eine Doppelfalzeinrichtung gezeigt, obwohl natürlich
eine solche Falzeinrichtung auch gewünschtenfalls als Vierfachfalzeinrichtung ausgeführt
werden kann.
-
Unter einer Doppelfalzeinrichtung ist zu verstehen, daß in der Papierbahn10
bei jedem vollständigen Umlauf der Falzzylinderl2 und 14 zwei Falze erzeugt werden,
wobei der Falz 24 mit dem Falzmesser C und der Falz 22 mit dem Falzmesser D erzeugt
wird.
-
Jeder Falzzylinder 12 bzw. 14 ist mit zwei quergerichteten Schlitzen
24 bzw. 26 versehen. Die Schlitze 24 enthalten die Falzmesser nebst Zubehör, und
die Schlitze 26 enthalten die Falzbacken nebst Zubehör.
-
Mit 28 ist ein Halter für die Falzbackeneinsätze bezeichnet; diese
Halter sind schwenkbar befestigt und können um den Zapfen 30 gedreht werden. Aus-
wechselbare
Falzbacken 32 sind am Halter 28 mittels nicht näher dargestellter Schrauben od.
dgl. befestigt.
-
Eine feste Falzbacke 34 ist mit ebenfalls nicht näher dargestellten
Schrauben am Zylinder befestigt. Die Backenhalter 28 und Backen 32 können von der
voll geöffneten Stellung gemäß Fig. 1 bis in die völlig geschlossene Stellung gemäß
F i g. 2 und 3 relativ zur festen Falzbacke 34 verschwenkt werden.
-
Mit 36 ist ein Tragbalken für das Falzmesser C bzw. D bezeichnet,
der sich quer über den Zylinder erstreckt und in einem entsprechenden Schlitz 24
des Zylinders angeordnet ist.
-
Der Tragbalken kann um eine Achse 38 verschwenkt werden. Die äußere
Fläche des Tragbalkens 36 ist mit einem langgestreckten Schlitz 39 (F i g. 2) versehen,
der eine Fakmesserklemmleiste 40 aufnimmt, die am Tragbalken mit Schrauben 42 befestigt
ist. Die Falzmesserklemmleiste besitzt eine vordere, eine untere und eine rückwärtige
Oberfläche 44, 46 bzw. 48, wobei die Kante, an der die vordere und untere Oberfläche
aneinanderstoßen, mit einer Abrundung 50 versehen ist. Wird die Falzmesserklemmleiste
mittels der Schrauben 42 in den Schlitz 39 gepreßt, so legt sich die rückwärtige
Fläche 48 gegen die schräge rückwärtige Fläche der Ausnehmung 39, so daß sich selbsttätig
eine Vorwärtsbewegung der Klemmleiste ergibt. Die Abrundung 50 preßt sich also gegen
das unterste Ende des Falzmessers C. Die schräge Vorderwand 44 der Falzmesserklemmleiste
bildet eine Fläche, die sich unmittelbar über der Gegend befindet, wo das Falzmesser
im Tragbalken festgeklemmt wird, so daß das Falzmesser sich an seiner Klemmstelle
etwas verbie gen bzw. bewegen kann.
-
Ein Betätigungshebel 52 ist auf dem herausragenden Ende einer Schwenkachse
38 befestigt und dort mittels Klemmbacken 55 und einer Klemmschraube 56 festgehalten,
wobei sich der Betätigungshebel 52 um die Achse 38 bewegen und die Falzmesserklemmleiste
oder den Tragbalken des Falzmessers relativ zur Schwingachse 38 verstellen kann.
Am freien äußeren Ende des Betätigungshebels 52 ist eine Rolle 54 befestigt, die
auf der Oberfläche 58 einer Nocke 60 aufliegt.
-
Ferner können geeignete Mittel vorgesehen sein, um die Rolle 54 federnd
gegen den Nocken zu pressen und für einen ständigen Kontakt mit der Nockenoberfläche
58 zu sorgen. Hierfür kann z. B. eine Feder 61 dienen, die sich gegen Kolben 64
legt, welcher seinerseits an der Grundfläche 66 einer Schraube 68 anliegt. Die letztere
ist in eine Gewindebohrung des Tragbalkens 36 eingeschraubt, wie in der Zeichnung
punktiert dargestellt, wobei die erwähnte Axialbohrung allgemein mit 70 bezeichnet
ist.
-
Aus Fig. 1 geht hervor, daß dort das freie Ende (die Schneide) des
Falzmessers C gerade mit der Papierbahn 10 in Berührung gekommen ist und begonnen
hat, in ihr einen Falz herzustellen, wobei die Papierbahn zwischen die geöffneten
Falzbacken 32 und 34 eingeführt wird. Es sollte besonders beachtet werden, daß der
Falz anfänglich gebildet wird, während sich das Falzmesser oberhalb einer die Umlauf
achsen A und B der Zylinder 12 und 14 verbindenden Linie J befindet. Weiter ist
zu beachten, daß sich das Falzmesser relativ zum Zylinder 14 derart eingestellt
hat, daß eine das Falzmesser nach rückwärts verlängernde Linie unterhalb der Umlaufachse
B des
Zylinders 14 verläuft. Diese Neigung des Falzmessers ist in
allen in den F i g. 1, 2 und 3 dargestellten Be wegungsphasen festzustellen.
-
Hier sollte beachtet werden, daß die Nocken 60 (s. F i g. 4) an der
Innenwand eines Gehäuses 90 mittels Schrauben 62 starr befestigt sind. Die Nocken
befinden sich also in Ruhe, und die Zylinder 12 und 14 laufen zusammen mit ihren
Falzmessern und Falzbacken relativ zu den stillstehenden Nocken um.
-
Vergleicht man F i g. 1 mit F i g. 2, so ergibt sich, daß beim Umlauf
des Zylinders 14 entgegen dem Uhrzeigersinn die Rolle 54 mit der Nockenoberfläche
58 zusammenwirkt, wobei die letztere so ausgebildet ist, daß sich eine Drehung des
Tragbalkens36 im Uhrzeigersinn ergibt. Dies hat zur Folge, daß beim Umlauf des Zylinders
14 das Falzmesser relativ zum Umlauf des Zylinders 12 verzögert wird.
-
Aus Fig. 2 geht hervor, daß hier das äußerste freie Ende des Falzmessers
C weit in die Falzbacken 32 bzw. 34 hineinragt, die sich hier geschlossen haben,
wobei sie auf die Außenflächen der Papierbahn einwirken. Diese Bahn wird auf die
entgegengesetzten Oberflächen des Falzmessers C aufgepreßt, so daß eine saubere,
quergerichtete FalzkanteF in der Papierbahn entsteht.
-
Bei der in F i g. 1 gezeigten Stellung befinden sich die Schwenkzapfen
30 bzw. 38 der Falzbackenanordnung und der Falzmesseranordnung vor - d. h. oberhalb
- einer durch die Mitten und B der Zylinder 12 bzw. 14 gezogenen Linie. Bei Fig.
2 fluchten die Zapfen 30 und 38 mit den Mittelpunkten A und B der Zylinder 12 bzw.
14, während in Fig.3 die Zapfen 30 und 38 unterhalb der Verbindungslinie der Punkte
A und B liegen, und zwar um etwa den gleichen Betrag, um den sie in F i g. 1 oberhalb
der Linie zu sehen sind.
-
Die auf das Papier einwirkenden Oberflächen der Falzbacken 32 und
34 sind so gestaltet, daß sie einen höheren Reibungskoeffizienten auf der Papierbahn
aufweisen als der Wert, der sich zwischen der Papierbahn und dem Falzmesser C ergibt.
Dies hat den Zweck, daß das Falzmesser aus der in Fig. 2 dargestellten Lage im Falz
F herausgezogen werden kann, ohne das Papier zu beschädigen oder den hergestellten
Falz ungewollt aus den Falzbacken 32 bzw. 34 herauszuziehen.
-
Fig.2 läßt fernerhin erkennen, daß das freie äußere Ende des Falzmessers
C auch auf einer Linie liegt, die durch die Mittelpunkte A und B der Zylinder 12
und 14 und durch die Mitten der Drehzapfen 30 und 38 hindurchgeht.
-
Die Winkelbeziehungen der Zylinder ergeben, daß das äußere Ende des
Falzmessers C aus dem Falz F herausgezogen wird, wie ein Vergleich der Fig. 2 und
3 erkennen läßt. Dabei bewirken hier nicht dargestellte federnde Mittel, mit deren
Hilfe die Falzbacke 32 auf die feste Backe 34 gepreßt wird, daß sich die Backen
selbsttätig über dem Falz schließen, wenn das Falzmesser herausgezogen ist, wie
F i g. 3 zeigt. Die Backen 32 und 34 halten den Falz F für etwa weitere 45°-Drehung
des Zylinders 12 fest; dann werden die Falzbacken selbsttätig durch an sich bekannte
Nockenanordnungen geöffnet. Der auf diese Weise in der Papierbahn 10 erzeugte Falz
wird dann selbsttätig auf den anderen Falz 24 abgelegt, wie Fig. 1 erkennen läßt.
Da die Zylinder 12 und 14 weiter umlaufen, wie durch die oberen Pfeile in F i g.
1
angedeutet, wird sodann ein Falz 22 in der Papierbahnl0 hergestellt, und zwar mittels
des Falzmessers D, das sich auf dem Zylinder 12 befindet, und sein Zusammenwirken
mit den Falzbacken des anderen Zylinders 14.
-
Aus der vorstehenden Beschreibung ist ersichtlich, daß die Erfindung
eine einfache, aber sehr wirksame und vollkommen selbsttätig arbeitende Vorrichtung
zum Gegenstand hat, welche die Schneidgeschwindigkeit der Falzmesser dadurch verzögert,
daß diese selbsttätig und synchron gegensinnig zum Umlauf des Zylinders bewegt werden,
an dem sie angebracht sind, und zwar während derjenigen Zeitabschnitte, in denen
das Falzmesser in der Papierbahn einen Falz herstellt.
-
Gleichmäßige und befriedigende Ergebnisse wurden erzielt, wenn die
oben beschriebene Verzögerung über einen Weg von etwa 300 wirksam wurde, d. h. während
das Falzmesser einen Bogen beschreibt, der kurz vor der in Fig. 1 dargestellten
Stellung beginnt und kurz nach der in Fig. 3 gezeigten Stellung endet.
-
Selbstverständlich wird während dieser Zeitabschnitte, wo sich die
Rolle 54 auf dem größeren Durchmesser der Nockenoberfläche 58 befindet, die Spitzengeschwindigkeit
des Falzmessers erhöht, um dieses in die Stellung zu bringen, die in F i g. 1 gezeigt
ist und für den nächsten Falzvorgang benötigt wird.
-
In Fig. 1 bezeichnet der Buchstabe J eine Linie, die sich durch die
Umlaufachsen der Zylinder 12 und 14 erstreckt.
-
In Fig.2 ist eine sogenannte neutrale Stellung dargestellt, wobei
die Schneide des Falzmessers C und die Schwenkzapfen 30 und 38, um die sich der
Falzbackenträger 28 und der Falzmesserträger 36 bewegen läßt, einander benachbart
sind; dabei liegen sie auf der Linie J, die durch die Umlaufachsen der Zylinder
12 und 14 hindurchläuft.
-
In Fig. 1 wurde der Falzmesserträger 36 um den Zapfen 38 im Uhrzeigergegensinn
geschwenkt, um die Schneide des Messers C in die voll vorauseilende Lage in bezug
auf die Richtung des Zylinderumlaufs zu bringen; das Falzmesser wird anfangs den
Falzbacken 32 und 34 in dieser voll vorauseilenden Lage zugeführt, bis die Achse
des Schwenkzapfens 38 ungefähr 100 oberhalb der Linie J steht. Bei einer bevorzugten
Ausführungsform der Erfindung ist die Nockenoberfläche so ausgebildet, daß die Schneide
des Falzmessers C ungefähr 40 gegenüber der neutralen Stellung gemäß F i g. 2 voreilt.
-
Vergleicht man die F i g. 1, 2 und 3, so ergibt sich, daß der Falzmesserträger
36 und das Falzmesser C selbsttätig ständig im Uhrzeigersinn um den Zapfen 38 gedreht
werden, um die Schneide des Falzmessers in die voll nacheilende Lage gemäß Fig.
3 zu bringen. Das erfolgt während der Zeitspannen, in denen das Falzmesser mit den
Falzbacken des anderen Zylinders zusammen einen Falz herstellt.
-
Die Achse des Zapfens 38 ist in F i g. 3 ungefähr 100 unterhalb der
Linie J nach Fig. 1 gezeichnet, und die Schneide des Falzmessers befindet sich dabei
um 3, höchstens aber 40 hinter der in F i g. 2 dargestellten neutralen Lage.
-
Selbstverständlich bewirkt der Nocken, sobald das Falzmesser so weit
verdreht wurde, daß die Papierbahn 10 völlig freigegeben ist, daß der Hebel 52 das
Falzmesser C und den Falzmesserträger 36 in die voll vorauseilende Stellung gemäß
Fig. 1 bringt, um für die Herstellung des nächsten Falzes bereit zu sein.