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Dokumentenidentifikation DE10106671C2 02.10.2003
Titel Falzmesserzylinder
Anmelder Koenig & Bauer AG, 97080 Würzburg, DE
Erfinder Kostiza, Simon, 67136 Fußgönheim, DE
DE-Anmeldedatum 14.02.2001
DE-Aktenzeichen 10106671
Offenlegungstag 29.08.2002
Veröffentlichungstag der Patenterteilung 02.10.2003
Veröffentlichungstag im Patentblatt 02.10.2003
IPC-Hauptklasse B41F 13/62

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft einen Falzmesserzylinder für einen Falzapparat gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Derartige Zylinder werden eingesetzt, um zusammenwirkend mit einem Falzklappenzylinder eine Querfalz in einen Materialbogen einzubringen, der einen Spalt zwischen dem Falzmesserzylinder und dem Falzklappenzylinder durchläuft. Zu diesem Zweck ist in dem Falzmesserzylinder wenigstens ein Falzmesser zwischen einer inaktiven Stellung, in der es nicht über die Außenoberfläche des Falzmesserzylinders vorsteht, und einer aktiven Stellung beweglich, wobei es in der aktiven Stellung den zu falzenden Bogen in einen Spalt des gegenüberliegenden Falzklappenzylinders hineindrückt, der sich anschließend schließt und den gefalzten Bogen an dem Falz eingeklemmt weitertransportiert.

Um mit einem solchen Falzmesserzylinder Bogen in unterschiedlichen Formaten falzen zu können bzw. unterschiedliche Falztypen bilden zu können, ist es notwendig, das Falzmesser zwischen verschiedenen Stellungen am Umfang des Falzmesserzylinders verstellen zu können. Gleichzeitig sollte aber die Außenfläche des Falzmesserzylinders möglichst geschlossen zylindrisch sein, um eine präzise Führung der Materialbogen zu gewährleisten.

Die DE 43 35 048 A1 beschreibt einen Falzmesserzylinder für einen Falzapparat mit jeweils einem einzigen Spalt für ein Falzmesser. Innerhalb dieses Spaltes ist das Falzmesser in Umfangsrichtung verstellbar.

Die DE 690 08 007 T2 zeigt einen Falzmesserzylinder, dessen Falzmesser für unterschiedliche Falzarten in eine Arbeits- und eine Ruhestellung bringbar ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Falzmesserzylinder mit einem in Umfangsrichtung verstellbaren Falzmesser weiterzubilden.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruches 1 gelöst.

Die mit der Erfindung erzielbaren Vorteile bestehen insbesondere darin, dass eine Behinderung der Verstellung des Messerzylinders durch Papierstaub oder ähnliches Fremdmaterial auch nach langandauerndem Betrieb des Falzmesserzylinders mit gleichbleibendem Format ausgeschlossen ist. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass Zinkenabdrücke in den Bogen vermieden werden.

Zu diesem Zweck ist vorgesehen, dass der Sattel anstelle eines einzigen, verschiebbaren Spaltes eine Mehrzahl von jeweils einem Falzmesser zugeordneten Spalten aufweist, und dass das Falzmesser so weit ins Innere des Falzmesserzylinders zurückziehbar ist, dass es im Inneren des Falzmesserzylinders zwischen verschiedenen, jeweils einem der Spalte gegenüberliegenden Stellungen verstellbar ist.

Dies kann zum einen dadurch erreicht werden, dass der Hub der Falzbewegung so groß gewählt wird, dass das Falzmesser in seiner inaktiven Stellung sich radial innerhalb der Innenfläche des Sattels befindet, so dass es in dieser Stellung frei verstellt werden kann.

Die Bewegung eines solchen Falzmessers ist üblicherweise durch einen auf einer Steuerkurve ablaufenden Hebel gesteuert. Um das Falzmesser über die inaktive Stellung hinaus zurückziehen zu können, kann ein Stellglied zum Abheben des Hebels von dieser Steuerkurve vorgesehen werden. Ein solches Stellglied kann z. B. ein Hubzylinder sein; elektromagnetisch angetriebene Stellglieder kommen ebenfalls in Betracht. Alternativ kann auch eine zweite Steuerkurve vorgesehen sein, die gegen die erstgenannte verdrehbar ist und einen Abschnitt aufweist, der durch Verdrehen mit dem Hebelarm in Kontakt bringbar ist, um das Falzmesser bis hinter die Innenfläche des Sattels zurückzuziehen.

Um zu vermeiden, dass die Ränder der Spalte sich in den zu falzenden Bogen abdrücken, können die Spalte an ihren außenliegenden Längsrändern abgeschrägt sein.

Es ist ein Schließkörper vorgesehen, der gekoppelt an die Verstellung des Falzmessers zwischen einer Stellung, in der er einen nicht von dem Falzmesser belegten Spalt verschließt, und einer ins Innere des Falzmesserzylinders zurückgezogenen Stellung verstellbar ist. Ein solcher Schließkörper kann, insbesondere wenn er auf einem Teil seiner Außenseite mit der Außenfläche des Sattels bündig ist, ebenfalls der Bildung eines Abdruckes entgegenwirken, wichtiger jedoch ist noch, dass er das Eindringen eines freien Endes eines Bogens in den ansonsten offenen Spalt verhindert.

Um die Verstellung des Schließkörpers und damit auch die des Falzmessers zu erleichtern, weisen der Schließkörper und/oder der durch ihn verschließbare Spalt an ihren einander zugewandten Seiten Abschrägungen auf. Ein Federelement kann eingesetzt werden, um den Schließkörper durch einen radial nach außen ausgeübten Druck in seiner Stellung an dem Spalt zu halten.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben.

Es zeigen:

Fig. 1 einen schematischen radialen Schnitt durch einen Falzmesserzylinder;

Fig. 2 einen axialen Schnitt durch den Falzmesserzylinder aus Fig. 1;

Fig. 3 eine Abwandlung des Falzmesserzylinders in einem radialen Teilschnitt;

Fig. 4 eine zweite Abwandlung in einem radialen Teilschnitt analog dem der Fig. 3;

Fig. 5 eine dritte Abwandlung in einem radialen Teilschnitt analog dem der Fig. 3.

Fig. 1 und 2 zeigen eine erste Ausgestaltung des Falzmesserzylinders in einem axialen bzw. einem radialen Schnitt. Der axiale Schnitt der Fig. 2 zeigt eine Welle 01, an der zwei Flansche 02 drehfest verschraubt sind. Diese Flansche 02 tragen den Sattel 03 (siehe Fig. 1) des Falzmesserzylinders, der bei dieser Ausgestaltung aus sechs Segmenten 06, 07 zusammengesetzt ist, die jeweils durch sich radial über den gesamten Abstand zwischen den Flanschen 02 erstreckende Spalte 08 bzw. 09 getrennt sind.

Drei mehrere greiferaufweisende Halteelemente 12 erstrecken sich durch Schlitze der Segmente 06 und sind jeweils an Spindeln 11 montiert, die ihrerseits zwischen den zwei Flanschen 02 schwenkbar aufgehängt sind.

Parallel zu den Flanschen 02 sind zwei weitere Flansche 13 um die Welle 01 drehbar angeordnet. Traversen 14 durchsetzen kreissegmentförmige Langlöcher 16 der Flansche 02 und verbinden die Flansche 13 miteinander, um die Drehbewegung der Flansche 13 zu koppeln. Wie Fig. 1 zeigt, sind die Traversen 14 im Bereich zwischen den Flanschen 02 zu einem die Welle 01 umgebenden Hohlzylinder vereinigt, um eine größtmögliche Verwindungssteifigkeit zu erreichen.

An den Flanschen 13 sind drei Spindeln 17 von Falzmessern 18 drehbar gelagert. Die Greifer 12 und die Falzmesser 18 führen jeweils eine Hin- und Herbewegung im Takt der Drehung des Falzmesserzylinders aus, die in an sich bekannter Weise durch an jeweils einem axialen Ende der Spindeln 11 bzw. 17 montierte Hebel 19 bzw. 21 gesteuert ist. Diese Hebel 19; 21 tragen an ihren Enden Rollen 22, die an Steuerkurven 23 abrollen. Diese Steuerkurven 23 haben die Gestalt ortsfester Scheiben, sie sind in Fig. 2 nicht und in Fig. 1 nur in Form von Ausschnitten dargestellt.

Um zwischen den drei in der Fig. 1 gezeigten Falzmessern 18 zu unterscheiden, werden diese im folgenden auch als rechtes, linkes bzw. unteres Falzmesser 18 bezeichnet. Das linke und das untere Falzmesser 18 befinden sich in einer inaktiven Stellung ihrer Falzbewegung, in der sie bis hinter die Innenfläche 24 des Sattels 03 zurückgezogen sind. Das rechte Falzmesser 18 befindet sich in einer ausgefahrenen, aktiven Stellung, in der seine Spitze geringfügig über die Oberfläche des Sattels 03 übersteht und somit in der Lage ist, einen von dem Greifer 12 mitgeführten Bogen in eine Falzklappe eines gegenüberliegenden, nicht dargestellten Falzklappenzylinders zu drücken.

In einer geringfügig gegen die dargestellte Stellung verdrehten Stellung des Falzklappenzylinders sind alle drei Falzmesser 18 in der zurückgezogenen, inaktiven Stellung. In dieser Stellung ist es möglich, eine feste Kopplung zwischen den Flanschen 13 und 02 zu lösen und so die Falzmesser 18 relativ zum Sattel 03 im Gegenuhrzeigersinn in Fig. 1 zu verdrehen, so dass die Falzmesser 18 jeweils vor einem der Spalte 08; 09 zu liegen kommen. Die Steuerkurve 23, die die Falzbewegung der Falzmesser 18 steuert, wird dabei nicht mitgedreht, so dass der Ort, an dem die Falzmesser 18 ausfahren, auch nach der Verschiebung der Ort bleibt, wo der Umfang des Falzmesserzylinders den (nicht gezeigten) Falzklappenzylinder berührt.

Bei der in Fig. 1 gezeigten Ausgestaltung sind die zwei Flansche 13 durch L-förmige Profile 26 verbunden, die an ihren dem Sattel 03 zugewandten Schenkeln einen von einem Federelement 28 gegen die Innenfläche 24 des Sattels 03 gedrückten Schließkörper 27 tragen. Federelement 28 und Schließkörper 27 sind hier einteilig als ein Federblech ausgebildet, das sich über die gesamte Länge der Spalte 09 in axialer Richtung erstreckt. Die Schließkörper 27 sind relativ zu den Falzmessern so angeordnet, dass sie die Spalte 09 verschließen, wenn die Falzmesser 18, wie in Fig. 1 gezeigt, an den Spalten 08 liegen. Sie verhindern, dass ein freies Ende eines von den Falzmessern 18 gefalzten Bogens in den Spalt 09 hineinschlagen und sich dort verhaken kann. Dies ist insbesondere zweckmäßig, wenn der Spalt 08 einer Deltafalzposition (entspricht einer zweiten Querfalz) und der Spalt 09 einer ersten Querfalzposition entspricht.

Wenn die Falzmesser 18 an den Spalten 09 liegen, sind die Schließkörper 27 ins Innere des Falzmesserzylinders abgetaucht. Ein solcher abgetauchter Schließkörper ist in der Fig. 1 mit einer Strichpunktlinie dargestellt und mit 28' bezeichnet. Die Spalte 09 weisen an ihren Innenflächen jeweils abgeschrägte Flanken 29 auf, die in Verbindung mit der geschwungenen Außenform des Schließkörpers 27 diesem das Abtauchen ins Innere des Falzmesserzylinders beim Verstellen erleichtern.

Ähnliche Abschrägungen 31 sind jeweils an den Außenkanten der Spalte 08; 09 gebildet, um zu verhindern, dass diese Kanten auf den zu verarbeitenden Bogen Druckmale hinterlassen.

Fig. 3 zeigt einen Teilschnitt durch einen Falzmesserzylinder gemäß einer Weiterentwicklung. Der Unterschied zu der Ausgestaltung der Fig. 1 liegt darin, dass bei Fig. 3 das schmale Sattelsegment 07, unter dem sich das Falzmesser vom Spalt 08 zum Spalt 09 und zurück bewegen kann, dünner ist als die breiten Segmente 06, an denen jeweils die (hier nicht gezeigten) Greifer angeordnet sind. Fig. 3 zeigt das Falzmesser 18 in seiner zurückgezogenen, inaktiven Stellung. Die Spitze des Falzmessers 18 liegt hier radial außerhalb der Innenflächen 32 der Segmente 06, aber innerhalb der Innenfläche 33 des Segmentes 07. So erlaubt es die verringerte Dicke des Segmentes 07, den Hub der Falzbewegung des Falzmessers 18 zu reduzieren und dieses dennoch zwischen den zwei Spalten 08; 09 nach Bedarf zu verstellen. Mit dem reduzierten Hub der Falzbewegung reduzieren sich auch die Beschleunigungen, denen das Falzmesser bzw. seine Spindel 17 ausgesetzt sind. Dies erlaubt es, den Falzmesserzylinder mit einer größeren Drehgeschwindigkeit zu betreiben und/oder den Verschleiß zu reduzieren.

Eine zweite Weiterentwicklung ist in Fig. 4 in einem Schnitt analog dem der Fig. 3 gezeigt. Hier ist die Dicke der Segmente 06; 07 wieder gleich, wie im Falle der Fig. 1; allerdings ist die Steuerkurve 23 so geformt, dass nur ein im Vergleich zur Ausgestaltung aus Fig. 1 verringerter Hub der Falzbewegung erreicht wird. So befindet sich die Spitze des Falzmessers 18 in der inaktiven, zurückgezogenen Stellung der Hubbewegung radial zwischen der Innenfläche 24 und der Außenfläche des Sattels 03. Um dennoch eine Verstellung der Falzmesser 18 zwischen den zwei Spalten 08, 09 zu ermöglichen, sind Linearstellglieder, hier Hydraulikzylinder 34, in der Zahl der Falzmesser 18entsprechender Zahl vorgesehen und in gleichem Winkelabstand verteilt angeordnet.

Einer dieser Hydraulikzylinder 34 ist in Fig. 4 gezeigt. Er ist an dem Flansch 13 montiert, der auch die Falzmesser 18 trägt, so dass er unabhängig von der Drehstellung des Falzmesserzylinders immer die gleiche Stellung bezogen auf das ihm zugeordnete Falzmesser 18 innehat. Er hat einen radial nach außen orientierten Kolben mit einer Kolbenstange 36, die genau einem Endbereich des Hebels 21 oder der an dem Hebel 21 zum Abrollen auf der Steuerkurve 23 montierten Rolle 22 gegenüberliegt. Durch Ausfahren des Kolbens wird die Rolle 22 von der Steuerkurve 23 abgehoben, und das Falzmesser 18 weicht über die inaktive Stellung hinaus in die in der Fig. 4 gezeigte Stellung ins Innere des Falzmesserzylinders zurück. In dieser Stellung können wiederum, wie mit Bezug auf Fig. 1 und 2 beschrieben, die Flansche 13, 02 gegeneinander verdreht werden, um die Falzmesser aus ihrer Position am Spalt 08 in die am Spalt 09 oder zurück zu verstellen.

Alternativ wäre es auch möglich, die Stellglieder ortsfest, insbesondere an der Steuerkurve 23, zu montieren und die Kolbenstange 36 an ihrem distalen Ende mit einem der Rolle 22 zugewandten Kurvenabschnitt zu versehen, der wenigstens so lang ist, dass die Rolle 22 während der Verstellung des Falzmessers 18 vom Spalt 08 zum Spalt 09 oder zurück darauf abrollen kann, um so das Falzmesser 18 während der gesamten Verstellbewegung in einem sicheren Abstand von der Innenfläche 24 zu halten. Dieser Abstand kann typischerweise ca. 1,5 mm betragen.

Der Hydraulikzylinder 34 kann nach Zweckmäßigkeitsgesichtspunkten auch durch andere Arten von Linearstellgliedern, z. B. solche mit elektromagnetischem Antrieb, ersetzt werden.

Fig. 5 zeigt einen Sektor eines Falzmesserzylinders gemäß einer weiteren Variante in einer Ansicht analog der Fig. 3 und 4. Der Aufbau der rotierenden Teile des Falzmesserzylinders ist der gleiche wie bei den obigen Ausgestaltungen und wird nicht erneut beschrieben. Das Falzmesser 18 ist hier in der zurückgezogenen Stellung seiner Falzbewegung gezeigt, kurz bevor die Rolle 22 eine Einbuchtung 37 der Steuerkurve 23 erreicht, die das Ausfahren des Falzmessers 18 in seine aktive Stellung veranlassen wird.

Die Rolle 22 ist breiter als die Steuerkurve 23.

Eine zweite Steuerkurve 38 ist in der Fig. 5 als gestrichelter Umriss gezeigt. Sie ist im normalen Betrieb des Falzmesserzylinders von der Steuerkurve 23 so weit beabstandet, dass die Rolle 22 sie nicht berühren kann.

Die zweite Steuerkurve 38 weist Bereiche 39, 41 mit zwei unterschiedlichen Radien auf, wobei der kleinere Radius des Bereiches 41 geringfügig kleiner als der Radius der Steuerkurve 23 in ihrem dem inaktiven Zustand des Falzmessers 18 entsprechenden Bereich ist, wohingegen der größere Radius des Bereiches 39 deutlich größer als dieser Wert ist.

Um die Verstellung der Falzmesser 18 vorzunehmen, wird zunächst die zweite Steuerkurve 38 in ihrer in Fig. 5 gezeigten Orientierung axial zur ersten Steuerkurve 23 hin verschoben, so dass sie wenigstens auf einem Teil ihrer Breite unter der Rolle 22 zu liegen kommt. Anschließend wird die zweite Steuerkurve 38 im Uhrzeigersinn verdreht. Dies führt dazu, dass die Rolle 22 von dem Bereich 39 mit großem Radius der zweiten Steuerkurve 38 unterstützt wird, wodurch die Rolle 22 von der ersten Steuerkurve 23 abgehoben und das Falzmesser 18 so weit hinter seine in der Fig. 5 gezeigte inaktive Stellung ins Innere des Falzmesserzylinders zurückgezogen wird, bis die Spitze des Falzmessers 18 deutlich innerhalb der Innenfläche 24 liegt. In diesem Zustand kann die Verstellung des Falzmessers 18 in der gleichen Weise wie bei den zuvor beschriebenen Ausgestaltungen vorgenommen werden. Anschließend wird die zweite Steuerkurve 38 wieder von der ersten Steuerkurve 23 abgerückt, so dass letztere ihre Funktion der Steuerung der Falzbewegung wieder aufnehmen kann.

Bei den dargestellten Beispielen ist man von Falzmesserzylindern mit drei Falzmessern, die zwischen je zwei Spalten verstellbar sind, ausgegangen. Die Erfindung ist auch anwendbar auf Falzmesserzylinder mit einer beliebigen Zahl von Falzmessern und mehr als zwei Spalten.

Bei den obigen Ausgestaltungen ist lediglich für die Spalte 09 ein Schließkörper 27 vorgesehen. Selbstverständlich könnte ein entsprechender Schließkörper auch auf der gegenüberliegenden Seite des Falzmessers 18 angeordnet sein, um den Spalt 08 zu verschließen, wenn das Falzmesser 18 am Spalt 09 liegt. Bezugszeichenliste 01 Welle

02 Flansch

03 Sattel

04 -

05 -

06 Segment

07 Segment

08 Spalt

09 Spalt

10 -

11 Spindel

12 Greifer

13 Flansch

14 Traverse

15 -

16 Langloch

17 Spindel

18 Falzmesser

19 Hebel

20 -

21 Hebel

22 Rolle

23 Steuerkurve

24 Innenfläche

25 -

26 L-Profil

27 Schließkörper

28 Federelement

29 Abschrägung

30 -

31 Abschrägung

32 Innenfläche

33 Innenfläche

34 Hydraulikzylinder

35 -

36 Kolbenstange

37 Einbuchtung

38 Steuerkurve

39 Bereich von 38

40 -

41 Bereich von 38


Anspruch[de]
  1. 1. Falzmesserzylinder für einen Falzapparat, mit einem zylindrischen Sattel (03) und einem aus einem Spalt (08; 09) des Sattels (03) ausfahrbaren, zwischen verschiedenen Stellungen am Falzmesserzylinder in Umfangsrichtung verstellbaren Falzmesser (18), dadurch gekennzeichnet, dass der Sattel (03) in Umfangsrichtung für jedes Falzmesser (18) eine Mehrzahl von Spalten (08; 09) aufweist, dass das Falzmesser (18) im Innern des Falzmesserzylinders zwischen den verschiedenen, jeweils einem der Spalte (08; 09) zugeordneten Stellungen in Umfangrichtung verstellbar ist und dass ein Schließkörper (27) den jeweils nicht vom Falzmesser (18) belegten Spalt (09) verschließt.
  2. 2. Falzmesserzylinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Sattel (03) aus Segmenten (06; 07) unterschiedlicher Dicke aufgebaut ist, und dass das Falzmesser (18) hinter einem dünneren Segment (07) verstellbar ist.
  3. 3. Falzmesserzylinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Falzmesser (18) in seiner Bewegung durch einen auf einer ersten Steuerkurve (23) ablaufenden Hebel (21) gesteuert ist, und dass ein Stellglied zum Abheben des Hebels von der ersten Steuerkurve (23) vorgesehen ist.
  4. 4. Falzmesserzylinder nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Stellglied ein an dem Hebel angreifendes Linearstellglied, insbesondere ein Arbeitszylinder (34) oder ein elektromagnetisches Stellglied, ist.
  5. 5. Falzmesserzylinder nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Stellglied eine zweite Steuerkurve (38) ist, die gegen die erste verdrehbar ist.
  6. 6. Falzmesserzylinder nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Spalten (08; 09) an ihren außenliegenden Rändern Abschrägungen (31) aufweisen.
  7. 7. Falzmesserzylinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Schließkörper (27) an die Verstellung des Falzmessers (18) gekoppelt ist.
  8. 8. Falzmesserzylinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der durch den Schließkörper (27) verschließbare Spalt (09) und/oder der Schließkörper (27) an ihren einander zugewandten Seiten Abschrägungen (29) aufweisen.
  9. 9. Falzmesserzylinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Federelement (28) eine radial nach außen gerichtete Kraft auf den Schließkörper (27) ausübt.
  10. 10. Falzmesserzylinder nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Federelement (28) und der Schließkörper (27) einteilig aus einem Blechstreifen geformt sind.






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