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Dokumentenidentifikation DE102005001518A1 24.11.2005
Titel Trichterspitze und damit ausgestattete Falzeinrichtung zum Falzen von Materialbahnen
Anmelder Bach Maschinenbau GmbH, 91555 Feuchtwangen, DE
Erfinder Bach, Gerhard, 91625 Schnelldorf, DE
Vertreter Patentanwälte Magenbauer & Kollegen, 73730 Esslingen
DE-Anmeldedatum 13.01.2005
DE-Aktenzeichen 102005001518
Offenlegungstag 24.11.2005
Veröffentlichungstag im Patentblatt 24.11.2005
IPC-Hauptklasse B41F 13/58
IPC-Nebenklasse B41F 13/54   B65H 45/04   B65H 23/24   
Zusammenfassung Es handelt sich um eine Trichterspitze zum Falzen von darüber hinweg geförderten Materialbahnen, insbesondere als Bestandteil der Falzeinrichtung einer Druckmaschine. Die Trichterspitze besitzt einen internen Hohlraum, von dem zu einer sich in Bahnförderrichtung verjüngenden äußeren Leitfläche für die zu falzende Materialbahn führende, die Wandung der Trichterspitze durchsetzende Luftdurchtrittskanäle (37) ausgehen. Der Hohlraum ist in mehrere voneinander getrennte, zur Beaufschlagung mit unter unterschiedlichen Drücken stehender Druckluft geeignete Lufteinspeisekammern (28) unterteilt, wobei die Leitfläche in mehrere Leitzonen unterteilt ist, die über die Luftdurchtrittskanäle (37) mit unterschiedlichen Lufteinspeisekammern (28) in Verbindung stehen.

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft eine Trichterspitze zum Falzen von darüber hinweg geförderten Materialbahnen, insbesondere als Bestandteil der Falzeinrichtung einer Druckmaschine. Ferner betrifft die Erfindung eine mit einer solchen Trichterspitze ausgestattete Falzeinrichtung.

Eine Trichterspitze mit zugehöriger Falzeinrichtung der eingangs genannten Art geht beispielsweise aus der DE 199 50 942 A1 hervor. Das Einsatzgebiet ist dort dasjenige der Druckindustrie, wobei endlose Papierbahnen durch den sogenannten Falztrichter einer Falzeinrichtung hindurch gefördert werden, um an der Papierbahn einen Längsfalz zu erzeugen. Die Falzkante wird dabei durch die als Trichternase bezeichnete Trichterspitze erzeugt, bei der es sich um ein spitz zulaufendes Bauteil handelt und die eine sich in der Bahnförderrichtung verjüngende Leitfläche definiert, über die die zu falzende Papierbahn hinweggleitet. Erfahrungsgemäß unterliegt dabei vor allem der unmittelbar der zu erzeugenden Falzkante zugeordnete schmale, vordere Endbereich der Leitfläche aufgrund der dort sehr hohen Anpresskraft der Papierbahn einem nicht unerheblichen Verschleiß.

Die Anmelderin hat druckschriftlich nicht dokumentierte interne Kenntnis von Trichterspitzen, die hohl ausgebildet sind, wobei von dem einzigen Hohlraum mehrere Luftdurchtrittskanäle ausgehen, die die Wandung der Trichterspitze durchsetzen und mit Durchmessern in der Größenordnung von 4 mm zu verschiedenen Stellen der Leitfläche ausmünden. Dies soll die Möglichkeit schaffen, mittels in den Hohlraum eingespeister Druckluft zwischen der Papierbahn und der Leitfläche ein Luftpolster zu erzeugen, das die Reibung und mithin den Verschleiß verringert. Allerdings muss sich der Luftpolstereffekt hier auf ein Minimum beschränken, weil ansonsten die Materialbahn vor allem im größerflächigen Bereich der Leitfläche zu stark von der Trichterspitze weggedrückt wird und sich eine unerwünschte Faltenbildung einstellt.

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, Maßnahmen zu treffen, die unter Gewährleistung eines optimierten Falzergebnisses einen verschleißarmen Einsatz der Filterspitze ermöglichen.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist eine Trichterspitze der eingangs genannten Art mit einem internen Hohlraum versehen, von dem zu einer sich in Bahnförderrichtung verjüngenden äußeren Leitfläche für die zu falzende Materialbahn führende, die Wandung der Trichterspitze durchsetzende Luftdurchtrittskanäle ausgehen, wobei der Hohlraum in mehrere voneinander getrennte, zur Beaufschlagung mit unter unterschiedlichen Drücken stehender Druckluft geeignete Lufteinspeisekammern unterteilt ist und wobei die Leitfläche in mehrere Leitzonen unterteilt ist, die über die Luftdurchtrittskanäle mit unterschiedlichen Lufteinspeisekammern in Verbindung stehen.

Die Aufgabe wird ferner gelöst durch eine mit einer solchen Trichterspitze ausgestattete, zum Falzen von Materialbahnen ausgelegten Falzeinrichtung.

Somit ist die Trichterspitze im Innern mit einem Mehrkammersystem bestehend aus wenigstens zwei Lufteinspeisekammern ausgestattet, wobei diese Lufteinspeisekammern über entsprechend verlaufenden Luftdurchtrittskanäle mit jeweils mindestens einem als Leitzone bezeichneten Teilbereich der äußeren Leitfläche der Trichterspitze in fluidischer Verbindung stehen. Dies eröffnet die Möglichkeit, durch Bereitstellung voneinander abweichender Drücke innerhalb der Lufteinspeisekammern an den mit den Lufteinspeisekammern kommunizierenden Leitzonen einen unter voneinander abweichenden Drücken stehenden Druckluftaustritt hervorzurufen. Mithin besteht die Möglichkeit zwischen der Leitfläche und der darüber hinweg geführten Materialbahn ein Luftpolster zu erzeugen, das auf unterschiedlichen Luftaustrittsdrücken wenigstens zweier Leitzonen zurückzuführen ist. Der damit verbundene besondere Vorteil ist darin zu sehen, dass sich durch entsprechende Verteilung der Leitzonen eine der lokalen Anpresskraft der Materialbahn Rechnung tragende Druckluftverteilung realisieren lässt. Man kann folglich beispielsweise eine dem schmäleren, vorderen Endbereich der Leitfläche zugeordnete Leitzone, in der die höchste Anpresskraft der Materialbahn zu verzeichnen ist, mit unter höherem Druck stehender Druckluft versorgen als die sich zur Rückseite der Trichterspitze daran anschließenden, sich zunehmend verbreiternden Leitflächebereiche. Am vorderen Endbereich der Leitfläche kann somit die Reibung wirksam minimiert werden, wobei gleichzeitig in den breiteren Bereichen der Leitfläche durch einen entsprechend reduzierten Luftaustrittsdruck ein Faltenwurf verhindert wird. Bei optimaler Verteilung lässt sich ein Zustand erreichen, bei der über die gesamte Leitfläche hinweg eine durch die ausströmende Druckluft verursachte gleichmäßige Kraftverteilung vorliegt.

Vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen hervor.

Wie schon angedeutet, ist es besonders zweckmäßig, die Leitfläche so in mehrere mit jeweils einer eigens zugeordneten Lufteinspeisekammer verbundene Leitzonen zu unterteilen, dass mindestens eine vordere Leitzone vorliegt, die dem schmalen, vorderen Endbereich der Leitfläche zugeordnet ist. Bei Bedarf könnten hier auch mehrere insbesondere in der Bahnförderrichtung aufeinanderfolgende Leitzonen vorliegen, um eine besonders feinfühlige Abstufung des herrschenden Luftdruckes zu ermöglichen.

Die Trichterspitze kann insbesondere so ausgebildet sein, dass sie vorne mit einem nasenartigen, gratartig schmal ausgebildeten Endabschnitt ausläuft, entlang dem sich mindestens eine vordere Leitzone erstreckt. Vor allem in diesem Zusammenhang ist es von Vorteil, wenn die an der Leitfläche liegenden Mündungen der Luftdurchtrittskanäle wenigstens entlang des gratartig schmal ausgebildeten vorderen Endabschnittes der Trichterspitze einen Durchmesser haben, der geringer ist als die Breite des gratartig schmalen Endabschnittes selbst. Auf diese Weise werden den Verschleiß der darüber hinweglaufenden Materialbahnen fördernde scharfe Kanten vermieden. Außerdem kann durch eine Vielzahl fein verteilter Kanalmündungen kleinen Durchmessers eine gleichmäßigere Druckverteilung innerhalb der einzelnen Leitzonen gewährleistet werden.

Theoretisch wäre es möglich, zur Einspeisung der Druckluft lediglich eine Einspeiseöffnung an der Trichterspitze vorzusehen und dann durch Maßnahmen im Innern der Trichterspitze die gewünschte Druckverteilung zwischen den verschiedenen Lufteinspeisekammern hervorzurufen, beispielsweise durch als Drosselstellen ausgebildete bzw. mit Drosselmitteln versehene Verbindungskanäle. Als vorteilhafter, weil in der Regel eine variablere Druckvariation gestattend, wird allerdings eine Bauform angesehen, bei der sämtliche Lufteinspeisekammern, insbesondere an der rückseitigen Stirnfläche der Trichterspitze, mit eigenen Einspeiseöffnungen ausmünden, über die unter dem gewünschten Druck stehende Druckluft zugeführt werden kann.

Die Trichterspitze hat zweckmäßigerweise eine den Hauptteil der Leitfläche definierende obere Außenfläche sowie zwei sich über abgerundete Konturen sich längsseits beidseits daran anschießende seitliche Außenflächen. Es ist in diesem Falle von Vorteil, wenn sich eine oder mehrere Leitzonen nicht nur entlang der oberen Außenfläche erstrecken, sondern partiell auch über die beiden seitlichen Außenflächen.

Die Trichterspitze kann aus einem Trichterspitzenkörper bestehen, dessen Wandung zur Bildung der in ihm verlaufenden Abschnitte der Luftdurchtrittskanäle fein verteilt perforiert ist. Ein solcher Trichterspitzenkörper lässt sich mit hoher Präzision als Lasersinterbauteil realisieren, das durch selektives Lasersintern hergestellt ist und insbesondere aus Edelstahl besteht.

Die Leitfläche kann unmittelbar von der Außenfläche des Trichterspitzenkörpers gebildet sein. Daneben besteht aber auch die vorteilhafte Möglichkeit, die Leitfläche durch eine mikroporöse Metall- und/oder Keramikschicht zu definieren, mit der der Trichterspitzenkörper ganz oder teilweise beschichtet ist. Die in der Metallschicht enthaltenen, zur Außenfläche ausmündenden feinen Poren bilden dabei die äußeren Endabschnitte der Luftdurchtrittskanäle. Auf diese Weise ergibt sich eine Mikroverteilung der Kanalmündungen und mithin eine optimale Druckverteilung über die gesamte Leitfläche.

Eine mit einer Trichterspitze der erfindungsgemäßen Art ausgestattete Falzeinrichtung verfügt zweckmäßigerweise über eine Steuereinrichtung zur variablen Steuerung der Druckluftbeaufschlagung der mit den einzelnen Leitzonen kommunizierenden Lufteinspeisekammern. Für die Einspeisung der Luft wird insbesondere auf schlauch- oder rohrförmige Luftzufuhrelemente zurückgegriffen, die an die Lufteinspeisekammern der Trichterspitze angeschlossen sind und mit der Steuereinrichtung in Verbindung stehen.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand der beiliegenden Zeichnung näher erläutert. In dieser zeigen:

1 in schematischer Darstellung eine insbesondere im Zusammenhang mit einer Druckmaschine einsetzbare Falzeinrichtung, die mit einer Trichterspitze der erfindungsgemäßen Bauart ausgestattet ist,

2 die bei der Falzeinrichtung gemäß 1 verwendete Trichterspitze in einer perspektivischen Einzeldarstellung,

3 die Trichterspitze aus 2 in einer Draufsicht mit Blickrichtung gemäß Pfeil III,

4 die Trichterspitze aus 2 in einer Vorderansicht mit Blickrichtung gemäß Pfeil IV,

5 die Trichterspitze aus 2 in einer Rückansicht mit Blickrichtung gemäß Pfeil V,

6 eine Seitenansicht der Trichterspitze aus 2 mit Blickrichtung gemäß Pfeil VI,

7 einen Längsschnitt durch die Trichterspitze mit einer durch die Linie VII-VII aus 6 definierten Schnittebene,

8 einen Querschnitt durch die Trichterspitze gemäß Schnittlinie VIII-VIII aus 6,

9 einen weiteren Querschnitt durch die Trichterspitze gemäß Schnittlinie IX-IX aus 6,

10 einen weiteren Querschnitt durch die Trichterspitze gemäß Schnittlinie X-X aus 6, und

11 erneut einen Querschnitt durch die Trichterspitze, hier gemäß Schnittlinie XI-XI aus 6.

Aus 1 geht in perspektivischer schematischer Darstellung eine insbesondere zum Längsfalzen einer Materialbahn 1 geeignete Falzeinrichtung 2 hervor, die insbesondere im Zusammenhang mit einer Druckmaschine einsetzbar ist und beispielsweise als Bestandteil einer Druckmaschine ausgeführt sein kann.

Die Falzeinrichtung 2 verfügt über einen Falztrichter 3, der von der zu falzenden Materialbahn 1 in einer Förderrichtung 4 durchlaufen wird.

Dem Falztrichter 3 entgegen der Förderrichtung 4 vorgelagert finden sich Zuführmittel 5 für die Materialbahn 1, die vorliegend unter anderem eine unmittelbar am Trichtereingang 6 platzierte rotationsangetriebene Einführungswalze 7 enthalten.

Im Bereich des Trichterausganges 8 sind zwei in der Förderrichtung 4 auf gleicher Höhe parallel nebeneinanderliegende Trichter-Falzwalzen 12 angeordnet, zwischen denen die gefalzte Materialbahn 1 hindurchläuft und die quer zur Einführungswalze 7 ausgerichtet sind. Die Falzkante der beim Durchlaufen des Falztrichters 3 längs gefalzten Materialbahn 1 ist bei 13 angedeutet. Auch die beiden Trichter-Falzwalzen 12 sind motorisch drehangetrieben, und zwar derart, dass sie auf die zwischen ihnen hindurchgeführte Materialbahn 1 reibungsbedingt eine Antriebskraft in der Förderrichtung 4 ausüben.

Der Falztrichter 3 verfügt beim Ausführungsbeispiel über zwei ausgehend vom Trichtereingang 6 in Richtung zum Trichterausgang 8 spitzwinkelig aufeinander zulaufende Umlenkstangen 14 für die Umlenkung der beiden durch den Falzvorgang umzuschlagenden, längsseits nebeneinanderliegenden Materialbahn-Längenabschnitte 15. Zwischen den beiden Umlenkstangen 14 kann sich bei Bedarf auch noch ein Führungsblech erstrecken.

Mit ihren vorderen Endabschnitten sind die beiden Umlenkstangen 14 rückseitig an einer Trichterspitze 16 befestigt. Deren Oberfläche ist partiell als Leitfläche 17 ausgebildet, über die die zu falzende Materialbahn 1 in der Förderrichtung 4 hinweggefördert wird. Die näheren Details einer bevorzugten Bauform der Trichterspitze 16 sind aus 2 bis 11 ersichtlich, wobei aus 7 auch die beiden an der Trichterspitze 16 befestigten Umlenkstangen 14 strichpunktiert angedeutet sind.

Die Trichterspitze 16 besteht beim Ausführungsbeispiel aus einem einstückigen Trichterspitzenkörper 18, der aus Metall, vorzugsweise Edelstahl, besteht. Am rückwärtigen Ende 22 hat der Trichterspitzenkörper 18 bzw. die Trichterspitze 16 eine flache Gestalt mit aus 5 ersichtlichem länglichem Querschnitt. Das vordere Ende 23 des Trichterspitzenkörpers 18 bzw. der Trichterspitze 16 ist hingegen relativ schmal ausgeführt. Daraus ergibt sich insgesamt eine sich ausgehend vom rückwärtigen Ende 22 zum vorderen Ende 23 etwa konisch verjüngende Form, wobei der Trichterspitzenkörper 18 zum vorderen Ende hin mit einem nasenartigen, gratartig schmal ausgebildeten vorderen Endabschnitt 24 ausläuft.

Im einzelnen verfügt der Trichterspitzenkörper 18 bzw. die Trichterspitze 16 über eine obere Außenfläche 25, zwei sich längsseits beidseits daran anschließende seitliche Außenflächen 26 sowie eine der oberen Außenfläche 25 entgegengesetzte untere Außenfläche 27. Vom rückwärtigen Ende 22 zum vorderen Ende 23 hin verjüngen sich vor allem die obere und untere Außenfläche 25, 26, während die seitlichen Außenflächen 26 ihre Breite im wesentlichen beibehalten und lediglich im Bereich des vorderen Endabschnittes 24 geringfügig schmäler werden.

Durch die Außenflächen des Trichterspitzenköpers 18 wird die oben schon erwähnte Leitfläche 17 definiert. Beim Ausführungsbeispiel erstreckt sich die Leitfläche 17 über die gesamte obere Außenfläche 25 sowie die sich bezogen auf die Förderrichtung 4 längsseits daran anschließenden Flächenabschnitte der beiden seitlichen Außenflächen 26. Um Beschädigungen der laufenden Materialbahn 1 zu vermeiden, geht die obere Außenfläche 25 kantenlos in die seitlichen Außenflächen 26 über, wobei letztere, wenigstens in dem sich an die obere Außenfläche 25 anschließenden Bereich, bevorzugt konvex gewölbt bzw. abgerundet sind. Die obere Außenfläche 25 hat hingegen bis etwa hin zu dem vorderen Endabschnitt 24 einen ebenen Verlauf, um sich in diesem vorderen Endabschnitt 24 vorzugsweise leicht nach unten wegzuwölben. Letzteres ist insbesondere aus 6 gut ersichtlich.

Die obere Außenfläche 25 schließt sich mit gleicher Ausrichtung an die durch die beiden Umlenkstangen 14 aufgespannte Bahnführungsebene an. Die geförderte Materialbahn gleitet über die Leitfläche 17 hinweg, wobei das schmale, vordere Ende 23 des Trichterspitzenkörpers den Bereich definiert, wo sich die Falzkante 13 bildet. Während der Kontakt zwischen der Materialbahn 1 und dem vorderen Endabschnitt 24 des Trichterspitzenkörpers 18 eher linienhaft ist, ergibt sich zum rückwärtigen Ende 22 der Trichterspitze 16 hin eine zunehmend breitere Auflage. Dies hat zur Folge, dass die zwischen der geförderten Materialbahn 1 und der Leitfläche 17 der Trichterspitze 16 auftretende Flächenpressung ausgehend vom rückwärtigen Ende 22 zum vorderen Ende 23 hin zunimmt und vor allem entlang des sich über den vorderen Endabschnitt 24 hinweg erstreckenden Flächenabschnittes der oberen Außenfläche 25 besonders ausgeprägt ist. Den damit normalerweise verbundenen Beeinträchtigungen in der Standzeit der Trichterspitze 16 wird durch die nachstehenden besonderen Maßnahmen entgegengewirkt.

So verfügt die Trichterspitze 16 bzw. der Trichterspitzenkörper 18 im Innern über einen Hohlraum, der in mehrere fluiddicht voneinander getrennte Kammern unterteilt ist, die als Lufteinspeisekammern 28 bezeichnet seien. Jede dieser Lufteinspeisekammern 28 ist über eine zur rückseitigen Stirnfläche 29 der Trichterspitze 16 ausmündende Einspeiseöffnung 33 von außen her zugänglich, um unter atmosphärischem Überdruck stehende Druckluft einspeisen zu können.

Für die Einspeisung der Druckluft verantwortlich ist eine Steuereinrichtung 34 der Falzeinrichtung 2, die über schlauch- oder rohrförmige Luftzufuhrelemente 35 in voneinander unabhängiger weise an die einzelnen Einspeiseöffnungen 33 angeschlossen ist.

Beim Ausführungsbeispiel finden sich im Innern der Trichterspitze 16 insgesamt drei Lufteinspeisekammern 28, unter denen sich eine breitenmittig längs verlaufende zentrale Lufteinspeisekammer 28a findet, die auf entgegengesetzten Längsseiten von zwei seitlichen Lufteinspeisekammern 28b flankiert wird. Während sich die zentrale Lufteinspeisekammern 28a bis in den vorderen Endabschnitt 24 hinein erstreckt, enden die nach vorne hin spitzwinkelig aufeinander zulaufenden seitlichen Lufteinspeisekammern 28b vor dem Erreichen des vorderen Endabschnittes 24. Dabei verjüngt sich der Querschnitt der seitlichen Lufteinspeisekammern 28b entsprechend der sich nach vorne hin deltaähnlich verjüngenden Gestalt der Trichterspitze 16.

Die Leitfläche 17 ist in mehrere Flächenabschnitte unterteilt, die als Leitzonen 36 bezeichnet seien und zu denen jeweils eine Vielzahl von Luftdurchtrittskanälen 37 ausmündet, die die Wandung der Trichterspitze 16 bzw. des Trichterspitzenkörpers 18 durchsetzen und andernends jeweils zu einer der Lufteinspeisekammern 28 führen. Dabei sind die Luftdurchtrittskanäle 37 so angeordnet, dass zu einer bestimmten Leitzone 36 führende Luftdurchtrittskanäle 37 stets ausschließlich mit einer bestimmten der Lufteinspeisekammern 28 verbunden sind, und zwar derart, dass die verschiedenen Leitzonen 36 mit unterschiedlichen Lufteinspeisekammern 28 kommunizieren.

Über die Steuereinrichtung 34 gesteuert zugeführte Druckluft kann somit durch die Lufteinspeisekammern 28 und die mit diesen verbundenen Luftdurchtrittskanäle 37 hindurch zu den einzelnen Leitzonen 36 ausströmen, so dass sich zwischen der Leitfläche 17 und der über diese hinweggleitenden Materialbahn 1 ein dünnes Luftpolster ausbildet, das den Anpressdruck zwischen der Materialbahn 1 und der Trichterspitze 16 verringert oder gar, zumindest partiell, eine unmittelbare Berührung zwischen Materialbahn 1 und Trichterspitze 16 verhindert.

Bedingt durch die Unterteilung der Leitfläche in mehrere Leitzonen 36 besteht hierbei die vorteilhafte Möglichkeit, durch voneinander unabhängige Drucklufteinspeisung in die einzelnen Lufteinspeisekammern 28 einen zonenabhängig unterschiedlichen Luftdruckaufbau zwischen der Materialbahn 1 und der Leitfläche 17 herbeizuführen. Man kann somit diejenigen Bereiche, in denen eine höhere Anpresskraft vorliegt, mit einem höheren Druck versorgen als die weniger stark belasteten Bereiche. Dadurch wird die Tragkraft des Luftpolsters in den stärker belasteten Bereichen erhöht, während gleichzeitig die weniger stark belasteten Bereiche mit geringerem Druck beaufschlagt werden, so dass ein zu weites Abheben der Materialbahn, was eine Faltenbildung zur Folge hätte, vermieden wird.

Im Falle des Ausführungsbeispiels sind die Leitzonen 36 so eingeteilt, dass sich eine vordere Leitzone 36a entlang des schmal auslaufenden, vorderen Endbereiches der Leitfläche 17 erstreckt und praktisch dem im Bereich der oberen Außenfläche 25 gratartig schmal ausgebildeten Endabschnitt 24 der Trichterspitze 16 entlang läuft. Weil hier die Anpresskraft der Materialbahn, beispielsweise eine Papierbahn, am größten ist, kann durch entsprechend erhöhten Luftzuführdruck in der vorderen Leitzone 36a einem erhöhten Verschleiß entgegengewirkt werden.

An die vordere Leitzone 36a schließen sich zum breiten, rückwärtigen Ende 22 der Trichterspitze 16 hin zwei weitere, längsseits nebeneinanderliegende Leitzonen an, die als rückseitige Leitzonen 36b bezeichnet seien. Während die vordere Leitzone 36a mit der zentralen Lufteinspeisekammer 28b verbunden ist, kommunizieren die beiden rückseitigen Leitzonen 36b jeweils mit einer der beiden seitlichen Lufteinspeisekammern 28b, die sich unter ihnen erstrecken. Aufgrund der größeren Leitzonenbreite kann hier zur Erzeugung eines ausreichenden Luftpolsters mit geringerem Luftdruck gefahren werden, was neben dem schon erwähnten Vorteil einer schonenden Materialbehandlung auch eine Energieeinsparung durch reduzierten Luftverbrauch zur Folge hat.

Aufgrund der symmetrischen Anordnung wird man die beiden rückseitigen Leitzonen 36b in der Regel mit unter einem gleichen Druck stehender Druckluft versorgen. Die getrennte Ausgestaltung hat vorwiegend fertigungstechnische Vorteile. Es wäre mithin ohne weiteres möglich, die beiden seitlichen Lufteinspeisekammern 28b durch entsprechend verlaufende interne Kanäle der Trichterspitze 16 zu einer einzigen Lufteinspeisekammer zu vereinigen, woraus dann eine einzige rückseitige Leitzone resultieren würde, die sich über die gesamte Breite der Leitfläche 17 erstreckt.

Durch die schon erwähne Steuereinrichtung 34, die zweckmäßigerweise mit geeigneten Druckregelventilen ausgestattet ist, können gleichzeitig unterschiedlich hohe Betriebsdrücke für die Einspeisung in die einzelnen Lufteinspeisekammern 28 bereitgestellt werden. Eine variable Druckeinstellung ermöglicht dabei eine optimale Anpassung an die spezifischen Gegebenheiten.

Beim Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, dass die beiden Umlenkstangen 14 gleichzeitig als Luftzufuhrelemente 35 ausgebildet sind, über die die Druckluft in die beiden seitlichen Lufteinspeisekammern 28b zugeführt wird. In diesem Zusammenhang besteht die vorteilhafte Möglichkeit, die Umlenkstangen 14 mit Durchbrechungen in der Wandung auszuführen, so dass auch am Umfang der Umlenkstangen 14 Druckluft austritt, die ein reibungsarmes Umlenken der Materialbahn-Längenabschnitte 15 ermöglicht.

Um eine optimale Luftverteilung über die Leitfläche 17 zu erzielen, ist die Wandung des Trichterspitzenkörpers 18 zur Bildung der in ihm verlaufenden Luftdurchtrittskanäle 37 fein verteilt perforiert. Der Kanaldurchmesser, wie auch der Durchmesser der auf der Leitfläche 17 liegenden Kanalmündungen 38, liegt vorzugsweise im Bereich von einem Millimeter. Man kann dadurch ein fein verteiltes Mündungsraster auf der Leitfläche 17 realisieren.

Zur Beeinflussung der Ausbildung des Luftpolsters besteht auch die Möglichkeit, die Kanalmündungsdichte innerhalb der einzelnen Leitzonen 36 unterschiedlich zu wählen. Es kann an den einzelnen Leitzonen eine voneinander abweichende Anzahl von Luftdurchtrittskanälen 37 ausmünden. Auch die Strömungsquerschnitte der zu den einzelnen Leitzonen 36 führenden Luftdurchtrittskanäle 37 können unterschiedlich groß ausgebildet sein.

Von Vorteil ist es jedenfalls, wenn die Kanalmündungen 38 zumindest derjenigen Luftdurchtrittskanäle 37, die zur oberen Außenfläche 25 des gratartig schmal ausgebildeten vorderen Endabschnittes 24 der Trichterspitze 16 ausmünden, einen Durchmesser haben, der geringer ist als die Breite dieses vorderen Endabschnittes 24. Dadurch werden exponiert liegende scharfe Kanten vermieden, die Ursache für einen erhöhten Verschleiß sein könnten.

Bei dem Trichterspitzenkörper 18 handelt es sich vorzugsweise um ein durch selektives Lasersintern hergestelltes, insbesondere aus Edelstahl bestehendes Lasersinterbauteil. Gegenüber anderen Herstellungsmöglichkeiten bietet diese Bauart den Vorteil, dass auch komplexe Kanalverläufe der Luftdurchtrittskanäle 37 innerhalb der Wandung der Trichterspitzenkörpers 18 mit wenig Aufwand präzise realisierbar sind. Beim selektiven Lasersintern wird üblicherweise der Werkstoff schichtweise auf eine Teileplattform aufgebaut. Auf der Basis vorhandener Daten wird sodann das Bauteil schrittweise in einem Pulverbett erzeugt, wobei pulverförmiges Ausgangsmaterial durch einen Laser lokal aufgeschmolzen wird. Die Daten steuern den Laserstrahl entlang des Bauteilquerschnittes. Schicht für Schicht erfolgt so eine schrittweise Bearbeitung, wobei die vom Laser zugeführte Energie vom Metallpulver absorbiert wird, was zu einer lokalen Verfestigung des Materials führt. Eine Herstellung durch Lasersintern wäre auch schon dann vorteilhaft, wenn der Hohlraum innerhalb der Trichterspitze nicht in einzelne Kammern unterteilt wäre.

Um eine noch bessere Luftverteilung über die Leitfläche 17 hinweg zu erzielen, kann der Trichterspitzenkörper 18 mit einer in 3 partiell und in 4 und 8 strichpunktiert angedeuteten mikroporösen Metallschicht 42 zur Bildung der Leitfläche überzogen sein. In diesem Fall setzen sich die Luftdurchtrittskanäle jeweils aus mehreren Kanallängenabschnitten zusammen, und zwar aus von den bisher geschilderten Luftdurchtrittskanälen 37 des Trichterspitzenkörpers 18 gebildeten inneren Kanallängenabschnitten und aus von den Poren der Metallschicht 42 gebildeten äußeren Kanallängenabschnitten. Die Unterteilung in einzelne Leitzonen 36, die mit unter unterschiedlichem Druckniveau stehender Druckluft aus den Lufteinspeisekammern 28 versorgt werden können, bleibt dabei weiterhin erhalten.

Es genügt, wenn sich die Metallschicht 42 ausschließlich über die die im Betrieb als Leitfläche 17 fungierenden Außenflächenbereiche des Trichterspitzenkörpers 18 erstreckt.

Die Umlenkstangen 14 können ebenfalls mit einer solchen mikroporösen Metallschicht versehen sein.

Anstatt aus Metall könnte die mikroporöse Schicht auch aus Keramikmaterial oder einer Metall-Keramik-Materialkombination bestehen.


Anspruch[de]
  1. Trichterspitze zum Falzen von darüber hinweg geförderten Materialbahnen, insbesondere als Bestandteil der Falzeinrichtung einer Druckmaschine, gekennzeichnet durch einen internen Hohlraum, von dem zu einer sich in Bahnförderrichtung (4) verjüngenden äußeren Leitfläche (17) für die zu falzende Materialbahn (1) führende, die Wandung der Trichterspitze durchsetzende Luftdurchtrittskanäle (37) ausgehen, wobei der Hohlraum in mehrere voneinander getrennte, zur Beaufschlagung mit unter unterschiedlichen Drücken stehender Druckluft geeignete Lufteinspeisekammern (28) unterteilt ist und wobei die Leitfläche (17) in mehrere Leitzonen (36) unterteilt ist, die über die Luftdurchtrittskanäle (37) mit unterschiedlichen Lufteinspeisekammern (28) in Verbindung stehen.
  2. Trichterspitze nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Leitfläche (17) so in mehrere Leitzonen (36) unterteilt ist, dass mindestens eine mit einer Lufteinspeisekammern (28a) kommunizierenden vordere Leitzone (36a) dem schmalen, vorderen Endbereich der Leitfläche (17) zugeordnet ist.
  3. Trichterspitze nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Trichterspitze vorne mit einem nasenartigen, gratartig schmal ausgebildeten Endabschnitt (24) ausläuft, entlang dem sich mindestens eine vordere Leitzone (36a) erstreckt.
  4. Trichterspitze nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die an der Leitfläche (17) vorliegenden Kanalmündungen (38) der Luftdurchtrittskanäle (37) zumindest in dem gratartig schmal ausgebildeten vorderen Endabschnitt (24) der Trichterspitze einen Durchmesser haben, der geringer ist als die Breite des vorderen Endabschnittes (24).
  5. Trichterspitze nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der sich zum breiteren, rückwärtigen Ende (22) der Trichterspitze hin an die vordere Leitzone (36a) anschließende Teilbereich der Leitfläche (17) von einer einzigen weiteren Leitzone (36b) gebildet ist.
  6. Trichterspitze nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der sich zum breiteren, rückwärtigen Ende (22) der Trichterspitze hin an die vordere Leitzone (36a) anschließende Teilbereich der Leitfläche (17) von zwei weiteren, längsseits nebeneinanderliegenden Leitzonen (36b) gebildet ist.
  7. Trichterspitze nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden weiteren Leitzonen (36b) über ihnen zugeordnete Luftdurchtrittskanäle (37) mit zwei im Bereich der beiden Längsseiten seitlich in der Trichterspitze verlaufenden Lufteinspeisekammern (28b) kommunizieren.
  8. Trichterspitze nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die mit der vorderen Leitzone (36a) kommunizierende Lufteinspeisekammer (28a) zwischen den beiden seitlichen Lufteinspeisekammern (28b) verläuft.
  9. Trichterspitze nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass sämtliche Lufteinspeisekammern (28) an der rückseitigen Stirnfläche (29) der Trichterspitze mit Einspeiseöffnungen (33) ausmünden.
  10. Trichterspitze nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass sich eine oder mehrere Leitzonen (28) sowohl über die obere Außenfläche (25) als auch zumindest partiell über die beiden seitlichen Außenflächen (26) der Trichterspitze hinweg erstrecken.
  11. Trichterspitze nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass an wenigstens zwei Leitzonen (36) eine voneinander abweichende Anzahl von Luftdurchtrittskanälen (37) ausmündet.
  12. Trichterspitze nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die zu wenigstens zwei Leitzonen (36) führenden Luftdurchtrittskanäle (37) über unterschiedliche Strömungsquerschnitte verfügen.
  13. Trichterspitze nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Lufteinspeisekammern (28) und wenigstens der sich unmittelbar an die Lufteinspeisekammern (28) anschließende Längenabschnitt der Luftdurchtrittskanäle (37) in einem Trichterspitzenkörper (18) ausgebildet sind, dessen Wandung zur Bildung der in ihm verlaufenden Abschnitte der Luftdurchtrittskanäle (37) fein verteilt perforiert ist.
  14. Trichterspitze nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Trichterspitzenkörper (18) ein durch selektives Lasersintern hergestelltes, insbesondere aus Edelstahl bestehendes Lasersinterbauteil ist.
  15. Trichterspitze nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Trichterspitzenkörper (18) zur Bildung der Leitfläche (17) mit einer mikroporösen Metall- und/oder Keramikschicht (42) überzogen ist, deren Poren äußere Endabschnitte der Luftdurchtrittskanäle (37) bilden, die mit den im Trichterspitzenkörper (18) ausgebildeten Abschnitten der Luftdurchtrittskanäle (37) kommunizieren.
  16. Falzeinrichtung zum Falzen von Materialbahnen, gekennzeichnet durch eine Trichterspitze (16) nach einem der Ansprüche 1 bis 15.
  17. Falzeinrichtung nach Anspruch 16, gekennzeichnet durch eine Steuereinrichtung (34) zur Steuerung der Druckbeaufschlagung der unterschiedlichen Lufteinspeisekammern (28).
  18. Falzeinrichtung nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, dass an die Lufteinspeisekammern (28) schlauch- oder rohrförmige Luftzufuhrelemente (35) angeschlossen sind, die mit einer zur gleichzeitigen Bereitstellung von unterschiedlichen Betriebsdrücken ausgelegten Steuereinrichtung (34) in Verbindung stehen.
  19. Falzeinrichtung nach Anspruch 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (34) zur variablen Vorgabe unterschiedlicher Betriebsdrücke für die einzelnen angeschlossenen Lufteinspeisekammern (28) ausgelegt ist.
Es folgen 4 Blatt Zeichnungen






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