[0001] Die Erfindung betrifft eine Schwertfalzmaschine zum Querfalzen mit wenigstens einem
Schwert, einem Paar Falzwalzen sowie einer Vorrichtung zum Zuführen von Bogen zu den
Falzwalzen.
[0002] Zum Falzen von Druckprodukten stehen dem Fachmann verschiedene Falzmaschinentypen
zur Verfügung. Eine davon ist die Messerfalzmaschine, auch Schwertfalzmaschine genannt,
die für den Falzvorgang ein beispielsweise vertikal bewegliches Schwert und zwei gegenläufige
Walzen aufweist. Die zu falzenden Bogen werden einzeln hintereinander mit einer Transportvorrichtung
über das Falzwalzenpaar gefördert und mit dem vertikal niedergehenden Schwert zwischen
die rotierenden Falzwalzen eingeschlagen. Der eingeschlagene Falz wird dann von den
Falzwellen erfasst und beim Durchlaufen des Bogens durch diese Falzwalzen entsteht
ein Falzbruch.
[0003] Bekannt sind auch Falzmaschinen, bei denen die Falzung durch ein rotierbares Schwert
erfolgt, das am Umfang eines ebenfalls rotierbaren Schwertträgers angeordnet ist.
Die Bewegung des Schwertes wird beispielsweise über ein Zahnrad gesteuert, das auf
der Achse sitzt, um welches das Schwert rotierbar gelagert ist. Am Schwertträger können
mehrere Schwerter angeordnet sein. Solche Schwertträger sind insbesondere als Schwertfalzzylinder
bekannt.
[0004] Bei Falzmaschinen mit umlaufenden Schwertern entsteht pro Umdrehung des Schwertträgers
eine Anzahl Falzungen, welche der Anzahl der Schwerter entspricht. Müssen Bogen gefalzt
werden, die kleiner sind als die Teilung des Falzzylinders, werden diese Bogen bei
der Zuführung zu den Falzwalzen soweit auseinandergezogen, dass die Teilung des Falzzylinders
erreicht wird. Das Auseinanderziehen der Bogen bedingt jedoch unnötig hohe und problematische
Verarbeitungsgeschwindigkeiten und ein genaues Ausrichten der Bogen, um eine hohe
Falzgenauigkeit zu erreichen. Dieses Ausrichten an Anschlägen ist schwierig und aufwendig
und begrenzt die Geschwindigkeit und damit die Leistung der Falzmaschine.
[0005] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Falzmaschine zu schaffen, welche die
genannten Schwierigkeiten vermeidet.
[0006] Die Aufgabe ist bei einer gattungsgemässen Falzmaschine gemäss Kennzeichen des Anspruchs
1 gelöst.
[0007] Bei der erfindungsgemässen Schwertfalzmaschine erfolgt die Anpassung an unterschiedliche
Bogenformate durch eine Änderung der Geschwindigkeit der Schwertbewegung. Beim Übergang
zu einem kleineren Format wird somit entsprechend der Formatsverkleinerung die Geschwindigkeit
der Schwertbewegung erhöht. Die Anpassung der Geschwindigkeit bei einer Formatänderung
ist insbesondere mittels eines Servomotors sehr flexibel und bedingt kein künstliches
Auseinanderziehen der Bogen. Die Erfindung ermöglicht eine höhere Falzgenauigkeit
und zugleich eine höhere Leistung, besonders bei Formaten, die kleiner als das Maximalformat
sind. Wesentlich ist zudem, dass die Bogen im freien Lauf und ohne Anschlag gefalzt
werden können.
[0008] Die Falzgenauigkeit kann noch weiter erhöht werden, wenn nach einer Weiterbildung
der Erfindung die Schwertfalzbewegung so gesteuert oder geregelt ist, dass sich die
Geschwindigkeit auch während eines Falzzyklus ändert. Vorzugsweise wird die Geschwindigkeit
so geregelt oder gesteuert, dass vor und nach dem Falzmoment die Geschwindigkeit des
Schwertes etwas höher ist als die mittlere Geschwindigkeit der Bewegung und dass im
Falzmoment die Geschwindigkeit niedriger ist als die mittlere Geschwindigkeit. Das
Integral über die Geschwindigkeitsdifferenz zwischen der mittleren Geschwindigkeit
und der effektiven Geschwindigkeit über einen vollen Zyklus muss dabei selbstverständlich
Null sein.
[0009] Wird gemäss einer Weiterbildung der Erfindung innerhalb eines Falzzyklus nicht nur
die Schwertbewegung, sondern auch die Transportgeschwindigkeit der zu falzenden Bogen
gesteuert oder geregelt, so können insbesondere im Bereich, in welchem das Schwert
eintaucht, die Schwertbewegung und die Bewegung des Bogens noch genauer aufeinander
abgestimmt und damit die Falzgenauigkeit und die Leistung bei gleichzeitiger Schonung
der Bogen weiter erhöht werden.
[0010] Das ungleichförmige Bewegen von Maschinenteilen kann allerdings zu erheblichen Schwingungen
führen. Ist nun aber beispielsweise auf der Welle des Schwertträgers eine in Gegenrichtung
beschleunigbare Ausgleichsmasse angeordnet, so lassen sich die genannten Geschwindigkeitsänderungen
insgesamt trotzdem schwingungsarm durchführen. Das Prinzip der Ausgleichsmassen ist
für alle Konstruktionsarten von Hinkebewegungen, d.h. auch für alle Arten von Schwertfalzmaschinen
anwendbar, die z.B. über eine Verzahnung mit einem Schwenkhebel, der in einer umlaufenden
Kurve zugeführt ist, relativ zum Falzzylinder im Gegensinn verdreht werden können.
Die Steuerkurve kann im Raum fest sein oder für ein dynamisches Hinken zyklisch in
achsialer Richtung des Schwertfalzzylinders verfahren werden. Dem Fachmann sind verschiedene
Konstruktionsarten solcher Ausgleichsmassen bekannt.
[0011] Besonders vorteilhaft ist die erfindungsgemässe Schwertfalzmaschine in einer Akzidenzverarbeitungslinie,
die in Transportrichtung gesehen vor der Schwertfalzmaschine wenigstens ein Druckwerk
und einen Querschneider aufweist.
[0012] Bei den bekannten Akzidenzverarbeitungslinien ist die Formatvariabilität sehr beschränkt.
Bei einer erfindungsgemässen Akzidenzverarbeitungslinie können ohne aufwendige Umstellarbeiten
in einem Arbeitsgang Akzidenzprodukte mit unterschiedlichen Formaten fertig bearbeitet
werden. Ein solcher Arbeitsgang kann ausser dem Drucken, Falten und Schneiden auch
weitere Arbeitsschritte, insbesondere ein Perforieren, Lochen, Kleben, aber auch eine
Inkjetbeschriftung oder Numerierung umfassen. Akzidenzprodukte, die bekanntlich sehr
vielfältig sind, was inbesondere das Format, den Druck und die Falzung betrifft, können
mit höherer Leistung als bisher bearbeitet werden.
[0013] Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnungen näher
erläutert. Es zeigen:
- Fig. 1
- schematisch eine Ansicht der erfindungsgemässen Schwertfalzmaschine,
- Fig. 2
- eine Ansicht in Richtung des Pfeils I der Figur 1,
- Fig. 3
- schematisch eine Ansicht einer Variante der erfindungsgemässen Maschine,
- Fig. 4
- schematisch eine Ansicht einer weiteren Variante der erfindungsgemässen Maschine,
- Fig. 5
- schematisch einen Schnitt durch eine erfindungsgemässe Maschine mit einer Ausgleichsmasse,
- Fig. 6
- eine Ansicht der Maschine gemäss Pfeil VI der Figur 5, und
- Fig. 7
- eine schematische Ansicht einer Akzidenzverarbeitungslinie.
[0014] Die Figur 1 zeigt einen Schwertträger 1 mit zwei Schwertern 2, die am Schwertträger
1 in an sich bekannter Weise rotierbar gelagert sind. Der Schwertträger 1 wird um
die Drehachse 5 in Richtung des Pfeiles 3 mit einem hier nicht gezeigten Servomotor
im Gegenuhrzeigersinn angetrieben. Die beiden Schwerter 2 drehen beim Rotieren des
Schwertträgers 1 in Richtung des Pfeiles 4 im Uhrzeigersinn, wobei eine vordere Kante
2a sich auf der strichpunktiert gezeichneten Kurve 18 bewegt. Der Schwertträger 1
kann jedoch auch als Schwertfalzzylinder mit mehr als zwei Schwertern 2 ausgebildet
sein.
[0015] Unterhalb des Schwertträgers 1 sind an einem hier nur andeutungsweise gezeigten Maschinengestell
19 zwei gegenläufige Falzwalzen 11 gelagert, die mit Druckfedern 12 gegeneinandergepresst
werden. Die beiden Walzen 11 sowie der Schwertträger 1 sind so eingerichtet, dass
ein in der Position 6 Uhr befindliches Schwert 2 wie in Figur 1 gezeigt in den Einlaufspalt
zwischen die beiden Falzwalzen 11 eintaucht. Ein über den beiden Falzwalzen 11 befindlicher
Bogen 7 wird durch das niedergehende Schwert 2 zwischen die gegeneinander rotierenden
Falzwalzen 11 eingeschlagen. Der Bogen 7 wird hierbei von den Falzwalzen 11 erfasst,
sodass beim Durchlaufen des Bogens 7 durch die Falzwalzen 11 im Bogen ein Falz 8 entsteht.
Das Prinzip dieser Falzung ist dem Fachmann bekannt.
[0016] Die Zuführung des Bogens 7 zu den beiden Falzwalzen 11 erfolgt mit einem Doppelband
10 in Richtung des Pfeiles 13. Weitere, hier nicht gezeigte Bogen 7 werden in einer
Reihe einzeln und hintereinander transportiert. In Figur 1 folgen dem Bogen 7 somit
in Reihe von links weitere hier nicht gezeigte Bogen, die vom Doppelband 10 nacheinander
erfasst werden.
[0017] Die Ausführung nach Figur 2 entspricht derjenigen gemäss Figur 1, wobei jeweils am
Schwertträger 1 lediglich ein Schwert 2 angeordnet ist. Wie diese Figur zeigt, ist
der Schwertträger 1 auf einer Welle 14 angebracht, die an einem rahmenförmigen Maschinengestell
19 gelagert ist und die mit einem hier nicht gezeigten Servomotor an einem Antriebsrad
17 drehbar ist. Das Schwert 2 ist zur Erzeugung einer überlagerten Drehbewegung über
einen Zahnriemen 20 mit einem Sonnenrad 21 verbunden, das im Maschinengestell 19 gelagert
ist. Durch eine beispielsweise zyklische Bewegung des Sonnenrades 21 kann die Drehbewegung
des Schwertes 2 beeinflusst werden. Hier nur andeutungsweise dargestellte Platten
22 dienen zur Lagerung der beiden Falzwalzen 11. Der Servomotor 17 allein ermöglicht,
die Drehgeschwindigkeit des Schwertträgers 1 zu ändern, was jedoch ohne Massenausgleich
nur bei leichten Ausführungen ohne grössere Vibrationen möglich sein dürfte. Dem Fachmann
sind geeignete Konstruktionsarten solcher Ausgleichsmassen, die der Idee des Boxermotors
verwandt sind, bekannt Die Drehgeschwindigkeit des Schwertträgers 1 kann innerhalb
eines Falzzyklus je nach Ausführung oder Betriebsart konstant sein oder sich ändern.
[0018] Die Drehgeschwindigkeit des Schwertträgers 1 ist an das Format der Bogen 7 angepasst.
Bei einer Änderung des Bogenformates wird entsprechend die Drehgeschwindigkeit des
Schwertträgers 1 angepasst. Beim Übergang zu einem kleineren Bogenformat wird somit
die Drehgeschwindigkeit des Schwertträgers 1 erhöht. Es ist damit nicht notwendig,
beim Übergang zu einem kleineren Format die in einer Reihe hintereinander angeordneten
Bogen 7 entsprechend auseinanderzuziehen und auszurichten.
[0019] Vorzugsweise ist die Drehgeschwindigkeit des Schwertträgers 1 mittels des Servomotors
so gesteuert oder geregelt, dass seine Drehgeschwindigkeit sich während einer Umdrehung
ändert. Damit ist es möglich, unterschiedliche Formate zu falzen. Auch bei einer Formatänderung
lassen sich an der Kante 2a des Schwertes 2 optimale Verhältnisse zwischen der Geschwindigkeit
der Bogen 7 und derjenigen der aktiven Kante 2a einstellen.
[0020] Dazu wird die Geschwindigkeit bezüglich der mittleren Geschwindigkeit vor und nach
dem Einschlagen erhöht und beim Einschlagen entsprechend verlangsamt. Die Bewegung
der Schwerter 2 und somit die Kurve 18 bleibt erhalten, jedoch ändert sich die Geschwindigkeit
vor und nach dem Einschlagen des Bogens 7.
[0021] Die Transportgeschwindigkeit der Bogen 7 zu den Falzwalzen 11 kann konstant sein.
Das Einschlagen der Bogen 7 kann auch erfolgen, wenn die Transportgeschwindigkeit
der Bogen nicht konstant gehalten wird, sondern z.B. im Bereich, in welchem das Schwert
2 eintaucht, ebenfalls geregelt oder gesteuert wird. Dies erfolgt durch entsprechende
Steuerung des Doppelbandes 10, vorzugsweise auch über einen hier nicht gezeigten Servomotor.
Durch eine solche Steuerung kann erreicht werden, dass die Schwertspitze 2a beim Eintauchen
bezüglich des Bogens 7 weder voraus noch hinterher läuft. Damit kann erreicht werden,
dass ein die Falzwalzen 11 verlassender Bogen 7 trotz unterschiedlicher zu verarbeitender
Formate auf einfache Weise genau gefalzt ist. Die Erfindung hat auch den Vorteil,
dass kleinere Formate in der Reihe enger zusammengeschoben werden können und damit
die Transportgeschwindigkeit verkleinert werden kann. Die gefalzten Bogen 7 können
einem hier nicht gezeigten aber an sich bekannten weiteren Falzer zugeführt werden
und in diesem entsprechend weitergefalzt werden.
[0022] Die Figur 3 zeigt eine erfindungsgemässe Variante einer Schwertfalzmaschine 30, bei
welcher ein Schwert 31 in der Art eines Joches ausgebildet ist und bezüglich zweier
Falzwalzen 32 eine lineare Hin- und Herbewegung ausübt. Eine Kante 39 entspricht hier
der Kante 2a des Schwertes 2. Die genannte Bewegung wird mittels einer Kurvenscheibe
36 ausgeübt, die mit einem Rad 37 zusammenarbeitet, das im Abstand zu einer Drehachse
35 an einem zweiarmigen Hebel 33 gelagert ist. Kommt ein Kurvenabschnitt 36a mit dem
Rad 37 in Berührung, so wird das Schwert 31 gegen die Falzwalzen 32 bewegt und bewirkt
das oben erläuterte Einschlagen eines hier nicht gezeigten Bogens 7 zwischen die Falzwalzen
32. Eine Druckfeder 38 bringt das Schwert 31 nach dem Einschlagen wieder in die in
Figur 3 gezeigte Position. Durch entsprechende Ausbildung der Kurvenscheibe 36 sowie
durch eine Änderung der Drehgeschwindigkeit dieser Kurvenscheibe kann der Bewegungsablauf
des Schwertes 31 geändert werden.
[0023] Bei der in Figur 4 gezeigten Schwertfalzmaschine 40 wird ein Schwert 41 gleich bewegt
wie das Schwert 31. Das Einschlagen der hier nicht gezeigten Bogen zwischen zwei Falzwalzen
42 erfolgt ebenfalls durch eine lineare Bewegung des Schwertes 41, wobei die Geschwindigkeit
dieser Bewegung geändert werden kann und auch innerhalb eines Zyklus ändern kann.
Beispielsweise kann die Geschwindigkeit des Schwertes 41 bei einer Annäherung an die
Falzwalzen 42 verlangsamt werden. Die Bewegung des Schwertes 41 erfolgt mittels eines
Antriebsrades 46, das mit einem hier nicht gezeigten Servomotor in Richtung des Pfeiles
47 gedreht wird. Diese Drehbewegung wird mit einem Verbindungshebel 43, der mit Gelenken
44 und 45 mit dem Antriebsrad 46 und dem Schwert 41 verbunden ist, in eine lineare
Bewegung des Schwertes 41 übertragen. Das Schwert 41 ist hierzu mit einer hier nicht
dargestellten Führung versehen.
[0024] Die Figuren 5 und 6 zeigen eine Schwertfalzmaschine 50, die eine Ausgleichsmasse
51 aufweist, welche besonders schwingungsarme Geschwindigkeitsänderungen ermöglicht.
Wie ersichtlich, ist ein Hebel 52 fest mit einer an einem Gestell 58 gelagerten Welle
53 verbunden, die von einem Servomotor 54 angetrieben wird. Auf dem Hebel 52 ist ein
Zahnrad 54 gelagert, das mit der Ausgleichsmasse 51 und mit einem ein Schwert 59 aufweisenden
Schwertfalzzylinder 55 kämmt. Das Zahnrad 54 ist mit einem Schwerthebel 56 verbunden,
der in einer hier lediglich andeutungsweise gezeigten, umlaufenden Steuerkurve 57
geführt ist. Die Steuerkurve 57 kann im Raum fest oder in achsialer Richtung verfahrbar
sein. Durch Drehen des Schwenkhebels 56 wird das Zahnrad 54 gedreht und entsprechend
wird die Ausgleichsmasse 51 relativ zum Schwertfalzzylinder 55 in Gegenrichtung beschleunigt.
[0025] Die in Fig. 7 gezeigte Akzidenzverarbeitungslinie 60 weist eine Schwertfalzmaschine
61 auf, die wie oben beschrieben ausgebildet ist. Die zu falzenden Bogen werden der
Schwertfalzmaschine 61 beispielsweise mit Förderbändern 62 zugeführt, die die hier
nicht gezeigten Bogen von einem an sich bekannten Querschneider 63 übernehmen. Diese
Bogen werden von einer Papierbahn 64 abgeschnitten, die mit einer Druckmaschine 65
bedruckt wird. Mit an sich bekannten Wendestangen 66 wird die bedruckte Papierbahn
64 einem Falztrichter 67 zugeführt, mit dem sie in Längsrichtung gefalzt wird. Über
Einlaufwalzen 67 und Leitwalzen 68 sowie zwei Zug- und Umlenkwalzen 67, 70 gelangt
die Papierbahn 64 zu einem Bandpaar 76, das unmittelbar vor dem Querschneider 63 angeordnet
ist.
[0026] Die Förderbänder 62 entsprechen in ihrer Funktion dem in Figur 1 gezeigten und oben
beschriebenen Doppelband 10 und erfassen die einzeln und hintereinander vom Querschneider
63 abgegebenen Bogen und führen diese der Schwertfalzmaschine 61 zu. Wie bereits oben
erwähnt, werden die Bogen bei der Bildung des Querfalzes zwischen gegenläufig angetriebene
Falzwalzen 71 geschlagen. Die gefalzten Bogen 72 werden nach den Falzwalzen 71 von
Walzen 73 einer Transportweiche 74 erfasst und können mit dieser weiteren, hier nicht
gezeigten Bearbeitungsmaschinen und schliesslich einer Auslage 75 zugeführt werden.
Die genannten Bearbeitungsmaschinen können weitere Falzmaschinen und/oder Perforier-,
Loch- oder Klebemaschinen sowie Beschriftungsvorrichtungen sein. Diese Maschinen und
Vorrichtungen können auch vor der Schwertfalzmaschine angeordnet sein.
1. Schwertfalzmaschine zum Querfalzen von durch eine Vorrichtung (9, 10) einzeln zugeführten
Bogen (7) mit einem quer zur Zuführrichtung der Bogen angeordneten, gegenläufig rotierenden
Falzwalzenpaar (11) sowie einem die zugeführten Bogen jeweils zwischen das Falzwalzenpaar
(11) auslenkenden, etwa taktgleich angetriebenen Schwert (2, 31, 41), dadurch gekennzeichnet,
dass die Geschwindigkeit oder Zykluszeit des Schwertes (2) zur Verarbeitung unterschiedlicher
Formate der zu falzenden Bogen (7) relativ zur Geschwindigkeit der Bogen (7) veränderbar
ist und dass die Bogen (7) im Lauf und ohne Anschlag gefalzt werden.
2. Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Schwert so bewegt wird,
dass seine Geschwindigkeit im Falzmoment niedriger ist als seine mittlere Geschwindigkeit.
3. Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Schwert (2) rotierbar ist.
4. Maschine nach den Ansprüchen 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Geschwindigkeitsverlauf
des Schwertes (2, 31, 41) während eines Zyklus durch eine weitere gesteuerte oder
geregelte Antriebsbewegung überlagert ist.
5. Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Transportgeschwindigkeit
der Vorrichtung (9, 10) zum Zuführen von Bogen (7) zu den Falzwalzen (11) steuer-
oder regelbar ist.
6. Maschine nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Transportgeschwindigkeit
der zu falzenden Bogen (7) zumindest im Bereich, in welchem das Schwert (2, 31, 41)
aktiv ist, steuer- oder regelbar ist.
7. Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass eine Ausgleichsmasse
vorgesehen ist, die im Gegensinn zum Schwert (2) oder einem Schwertträger (1) beschleunigbar
ist.
8. Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass ein Schwertträger
(1) mit einem Servomotor (17) angetrieben ist.
9. Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Schwert
(2) an einem rotierbaren Schwertträger (1) angeordnet ist und dass der Schwertträger
(1) mit konstanter Drehgeschwindigkeit dreht, während der Schwertbewegung eine zyklische
und ungleichförmige Bewegung überlagert ist.
10. Verfahren zum Falzen von Bogen mit einer Schwertfalzmaschine, die einen Schwertträger
(1), ein Paar Falzwalzen (11) sowie eine Vorrichtung (10) zum Zuführen von Bogen (7)
zu den Falzwalzen (11) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass mittels einer Steuer-
oder Regelvorrichtung (17) die Geschwindigkeit des Schwertträgers (1) während eines
Falzzyklus variabel gesteuert oder geregelt wird.
11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich auch die Bogengeschwindigkeit
variabel gesteuert oder geregelt wird.
12. Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass sie ein Teil
einer Akzidenzverarbeitungslinie ist und in Transportrichtung gesehen vor ihr wenigstens
ein Druckwerk und ein Querschneider (63) und nach ihr eine Auslage angeordnet sind.
13. Akzidenzverarbeitungslinie nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass mittels
einer Steuer- oder Regelvorrichtung (17) die Geschwindigkeit des Schwertträgers während
eines Falzzyklus der Falzmaschine (30) steuer- oder regelbar ist.
14. Akzidenzverarbeitungslinie nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass
in Transportrichtung gesehen vor dem Querschneider (63) ein Falztrichter (67) zum
Bilden eines Längsfalzes in der Papierbahn (64) angeordnet ist.
15. Akzidenzverarbeitungslinie nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass
das Druckwerk und der Falzteil in Linie oder im Winkel oder in U-Form zueinander angeordnet
sind.
16. Akzidenzverarbeitungslinie nach einem der Ansprüche 13 bis 15, dadurch gekennzeichnet,
dass in Transportrichtung gesehen nach der Druckmaschine Wendestangen (66) angeordnet
sind.