Verfahren und Vorrichtung zum Falzen einer Papierbahn

Abstract

 Beim Falzen einer Papierbahn (3), auf die vor dem Falz­vorgang entlang der Falzlinie eine Falzhilfeflüssigkeit aufgebracht wird, lassen sich dadurch ein exakter, scharfer Falz erreichen und gleichzeitig eine Bruch- und Beschädigungsgefahr vermeiden, daß die Falzhilfe­flüssigkeit vorzugsweise mittels eines Durchlauferhit­zers je nach Papierart auf eine Temperatur in der Grös­senordnung von 30°C bis 60°C erwärmtes Wasser ist.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrich­tung zum Falzen einer Papierbahn, auf die vor dem Falz­vorgang entlang der Falzlinie eine Falzhilfeflüssigkeit aufgebracht wird.

[0002] Die als Falzhilfe aufgebrachte Flüssigkeit soll die Pa­pierfaser aufweichen, wovon eine hohe Falzgenauigkeit, ein scharf ausgeprägter Falz und damit beim Stapeln von bogenförmigen Falzprodukten eine geringe Stapelhöhe ohne nennenswertem Aufbau im Bereich des Falzrückens erwartet werden. Es ist bekannt, als Falzhilfeflüssigkeit kaltes, dem Wasserleitungsnetz entnommenes Wasser zu verwenden. Die Erfahrung hat jedoch gezeigt, daß kaltes, aus dem Wasserleitungsnetz entnommenes Wasser insbesondere bei gewissen Problempapieren, wie bedrucktem und/oder ge­ strichenem Papier, nicht zum gewünschten Erfolg führt. Man hat daher auch schon versucht, die Wirkung durch die Beimischung chemischer Zusätze zu steigern. Hierbei be­steht jedoch die Gefahr, daß das Papier und/oder die Farbe durch die beigegebenen Chemikalien zu stark ange­griffen werden, was zu einer Bruchgefahr und/oder einer Beschädigung des Drucks führen kann. Die Menge der bei­mischbaren Chemikalien ist daher sehr begrenzt, so daß auch hiermit nicht in jedem Falle der gewünschte Erfolg erreichbar ist, von dem erforderlichen Aufwand einmal ganz abgesehen.

[0003] Hiervon ausgehend ist es daher die Aufgabe der vorlie­genden Erfindung, ein Verfahren eingangs erwähnter Art so zu verbessern, daß bei geringem Aufwand eine hohe Wirkung der Falzhilfeflüssigkeit erreicht wird, ohne daß eine Bruch- bzw. Beschädigungsgefahr besteht. Eine un­tergeordnete Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens geeignete, einfache Vorrichtung zu schaffen.

[0004] Die übergeordnete Aufgabe wird in überraschend einfacher Weise dadurch gelöst, daß die Falzhilfeflüssigkeit im we­sentlichen über die normale Raumtemperatur erwärmtes Leitungswasser ist.

[0005] Aufgrund der erhöhten Temperatur der Falzhilfeflüssig­keit kommt man in der Regel bereits mit reinem Wasser aus. Der Aufwand für chemische Zusätze kommt daher in Wegfall. Die erforderliche Temperatur richtet sich dabei nach der verarbeiteten Papiersorte. Bei weicherem Pa­pier wie Zeitungspapier, genügt bereits eine Erwärmung auf eine Temperatur in der Größenordnung von 30°C. Bei Hartpapier kann die erforderliche Temperatur etwa 60°C betragen. Sofern in besonderen Problemfällen noch eine zusätzliche Beigabe von Chemikalien erfolgt, kann die beigegebene Menge infolge der erhöhtem Temperatur in vorteilhafter Weise in engen Grenzen gehalten werden, so daß hiervon keine ungünstigen Einflüsse ausgehen. Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Maßnahmen ist darin zu sehen, daß das zur Bewerkstelligung der er­wünschten Falzhilfe zur Verwendung kommende warme Wasser in vorteilhafter Weise auch zur Spülung eines in der Regel ebenfalls vorhandenen Leimsystems, mit dessen Hil­fe auf die untere Bahn von zwei übereinanderzulegenden Bahnen im Bereich der Falzlinie ein Leimstreifen aufge­tragen werden kann, Verwendung finden kann, wobei infol­ge der erhöhten Wassertemperatur Leimrückstände beson­ders zuverlässig entfernt werden. Hierdurch läßt sich daher in vorteilhafter Weise auch eine ausgezeichnete Wartungsfreundlichkeit erreichen.

[0006] Das über geordnete Verfahren läßt sich in vorteilhafter Weise mit einfachen Mitteln verwirklichen. Hierzu ist einfach in der zu wenigstens einem Auftragkopf führenden Falzhilfeflüssigkeitsleitung eine Heizeinrichtung vor­zugsweise in Form eines Durchlauferhitzers vorgesehen. Dieser ist zweckmäßig stromabwärts von einer eventuell vorgesehenen Beimischeinrichtung zur Beimischung von Chemikalien vorgesehen, so daß durch eine eventuelle Beimischung von Chemikalien keine Temperaturänderung bewirkt wird.

[0007] Da normalerweise entweder nur Leim oder eine Falzhilfe­flüssigkeit in Form von Wasser oder dergleichen aufge­ tragen wird, kann hierfür in vorteilhafter Weise prak­tisch ein und derselbe Auftragkopf Verwendung finden. Zur Bewerkstelligung einer Spülung des Leimsystems mit warmem Wasser kann einfach eine durch ein Mehrwegeventil beherrschte Bypass-Leitung zwischen der Falzhilfeflüs­sigkeitsleitung und der Leimleitung vorgesehen sein.

[0008] Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und zweckmäßige Weiterbildungen der übergeordneten Maßnahmen ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung eines Ausfüh­rungsbeispiels anhand der Zeichnung in Verbindung mit den restlichen Unteransprüchen.

[0009] In der Zeichnung zeigen:

Figur 1 eine schematische Draufsicht auf eine einem Falzapparat vorgeordnete Längsfalzeinrich­tung und

Figur 2 ein Blockschaltbild einer erfindungsgemäßen Falzhilfeeinrichtung.

[0010] Die der Figur 1 zugrundeliegende Längsfalzeinrichtung besteht aus einem über zwei Falzwalzen 1 angeordneten Falztrichter 2, über den eine bedruckte Papierbahn 3 bzw. ein aus mehreren derartigen Bahnen bestehendes Bahnpaket gezogen wird. Nach dem Längsfalzvorgang wird die Bahn bzw. das Bahnpaket mittels einer Querschneid­einrichtung in Abschnitte unterteilt, die einem weiteren Falzvorgang unterzogen werden können. Zur Erleichterung des mittels des Falztrichters 2 auszuführenden Längsfalz­vorgangs wird auf die der Figur 1 zugrundeliegende Pa­ pierbahn 3 entlang der mit dem Spalt zwischen den Falz­walzen 1 und der Nase des Falztrichters 2 fluchtenden Falzlinie eine Falzhilfeflüssigkeit aufgebracht. Diese wird in Form eines bei 4 angegedeuteten Flüssigkeits­strichs aufgetragen. Durch die Falzhilfeflüssigkeit wird das Papiermaterial entlang der Falzlinie aufgeweicht, so daß ein exakter, scharfkantiger Falz erzielbar ist.

[0011] Die in Form des Flüssigkeitsstrichs 4 aufgebrachte Falz­hilfeflüssigkeit kann aus erwärmtem Leitungswasser be­stehen. Die dabei zur Anwendung kommende Wassertempera­tur richtet sich nach der Art des verarbeiteten Papiers. Bei saugfähigem Papier, wie Zeitungspapier oder derglei­chen, kann eine Temperatur von etwa 30°C bereits genü­gen. Bei Problempapieren, wie gestrichenem und/oder be­drucktem Papier, wird mit einer höheren Temperatur in der Größenordnung von etwa 60°C ein ausgezeichnetes Er­gebnis erreicht. Sofern eine fixe Temperatureinstellung gewünscht wird, die in allen Fällen zur Anwendung kommen soll, kann sich eine Fixtemperatur in etaw 50°C bewäh­ren. Sofern die Temperierung der Falzhilfeflüssigkeit in besonders hartnäckigen Fällen nicht ausreichen soll­te, können der Falzhilfeflüssigkeit noch geeignete Che­mikalien beigegeben werden. Infolge der Temperatur der Falzhilfeflüssigkeit werden dabei jedoch nur ganz gerin­ge Mengen an Chemikalien benötigt. In den meisten Fällen kommt man infolge der Temperierung jedoch mit normalem Leitungswasser aus.

[0012] Die Falzhilfeflüssigkeit kann mittels einer Hohlnadel oder wie hier mittels einer Düse 5 berührungslos aufge­tragen werden. Diese ist auf einem Auftragkopf 6 aufge­nommen, der mittels eines zugeordneten Halters 7 an einer Traverse 8 festgelegt ist, die an den Gestellsei­tenwänden 9 des Falzapparatüberbaus bzw. der Druckma­schine befestigt ist. Der Auftragkopf 6 ist mit entspre­ chenden Zuleitungen 10 sowie entsprechenden Schaltorga­nen 11 zum Auf- und Absteuern der Düse 5 versehen. Die Stellung der Düse 5 ist durch entsprechendes Verschieben des Halters 7 entlang der Traverse 8 einstellbar. In einfachen Fällen kann diese Einstellung manuell erfol­gen. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist hierzu eine fernbedienbare Stelleinrichtung 12 vorgesehen, die über eine zum Bedienungspult führende Signalleitung 13 ansteuerbar ist. Ebenso können die Schaltorgane 11 des Auftragkopfes 6 fernbedienbar sein, was durch eine Steu­erleitung 14 angedeutet ist. Die Düse 5 arbeitet berüh­rungsfrei, d.h. ist mit Abstand von der Bahn 3 angeord­net und unterliegt daher auch keiner Verschmutzungs- und Verstopfungsgefahr.

[0013] Der Auftragkopf 6 mit der Düse 5 zur Auftragung des Falz­hilfeflüssigkeitsstrichs 4 befindet sich im Bereich des Auflaufs der zugeordneten Bahn 3 auf eine oberhalb des Falztrichters 2 angeordnete Umlenkwalze 15, was eine straffe Bahnführung und damit einen gleichbleibenden Ab­stand der Bahn 3 von der Düse 5 gewährleistet. Aufgrund des durch die Düse bewirkten berührungslosen Auftrags wäre es aber auch ohne weiteres möglich, ein gewisses Flattern der Bahn in kauf zu nehmen.

[0014] In den Fällen, in denen zwei oder mehrere Bahnen dem Falztrichter 2 zugeführt und im Bereich der Falzlinie miteinander verklebt werden sollen, wird auf die jeweils unteren Bahnen entlang der Falzlinie Leim aufgetragen. Dieser kann zur Erleichterung des Falzvorgangs ebenfalls erwärmt werden. Die oberste Bahn, die keinen Leimauftrag erhält, wird nach wie vor mit Falzhilfeflüssigkeit in Form von mehr oder weniger temperiertem Wasser beauf­schlagt. Da im Bereich jeder Bahn nur entweder Leim oder eine andere Falzhilfeflüssigkeit benötigt werden, kann der Auftrag von Leim bzw. hier temperiertem Wasser, mit Hilfe ein und desselben Auftragkopfes 6 erfolgen, der je nach Betriebsart mit Leim bzw. Wasser beaufschlagt wird. Ein derartiger Auftragkopf ist daher, wie am besten aus Figur 2 erkennbar ist, mit zwei parallelen Eingängen versehen.

[0015] Die Anzahl der auf jeder Traverse 8 aufgenommenen, je­weils einer Bahn 3 zugeordneten Auftragköpfe 6 richtet sich nach der Anzahl der benötigten Falzhilfe- bzw. Leimstriche. Bei dem der Figur 1 zugrundeliegenden Bei­spiel ist aus Gründen der Übersichtlichkeit lediglich ein Auftragkopf 6 dargestellt, der zum Auftragen des Falzhilfeflüssigkeitsstrichs 4 benötigt wird. Sofern auf der Traverse 8 weitere Auftragköpfe 6 aufgenommen wären, könnten diese im vorliegenden Fall einfach passiviert sein.

[0016] Bei dem der Figur 2 zugrundeliegenden Blockschaltbild sind zwei Auftragköpfe 6 angedeutet, die zwei übereinan­derzulegenden Bahnen 3 zugeordnet sein sollen. Jeder Auftragkopf 6 ist mit zwei Eingängen für eine Falzhilfe­flüssigkeitszuleitung 10a und eine Leimzuleitung 10b versehen, wovon nur die eine oder die andere aktiviert sein kann. In der der Figur 2 zugrundeliegenden Betriebs­stellung soll der untere Auftragkopf 6 mit Leim und der obere Auftragkopf 6 mit Falzhilfeflüssigkeit in Form von temperiertem Wasser beaufschlagt werden. Die Auf­tragköpfe 6 sind jeweils, wie weiter oben schon angedeu­tet wurde, mit einem eingebauten Schaltorgan 11, hier in Form eines mittels der Steuerleitung 14 ansteuerbaren Magnetventils, versehen, das jeweils eine Zuleitung freigibt und die andere verschließt und umgekehrt.

[0017] Die mit einer zu jedem Auftragkopf 6 führenden Stichlei­tung versehene Leimzuleitung 10b wird aus einem mit zwei abwechselnd entleerbaren Kammern versehenen Tank 16 ge­speist. Zur Vermeidung von Verstopfungen im Bereich der gleichzeitig zur Auftragung von Leim und Falzhilfeflüs­sigkeit dienenden und daher sehr engen Düse 5 ist in der Leimzuleitung 10b eine Filtereinrichtung 17 vor­gesehen. Sofern eine Aufheizung des an sich gleichzeitig als Falzhilfeflüssigkeit dienenden Leim in derselben Weise wie eine Aufheizung der regulären Falzhilfeflüs­sigkeit gewünscht wird, kann eine der Filtereinrichtung 17 vor- oder nachgeordnete oder in die Filtereinrichtung 17 integrierte Heizeinrichtung vorgesehen sein.

[0018] Die Falzhilfeflüssigkeitszuleitung 10a, die ebenfalls eine zu jedem Auftragkopf 6 führende Stichleitung be­sitzt, kann aus dem Wasserleitungsnetz, das hier durch ein Leitungsrohr 18 angedeutet ist, gespeist werden. Zur Aufheizung der Falzhilfeflüssigkeit auf eine gewünschte Temperatur im Bereich zwischen etwa 30°C und 60°C führt die Falzhilfeflüssigkeitszuleitung 10a über einen Durch­lauferhitzer 19. Stromaufwärts vom Durchlauferhitzer 19 ist hier eine Beimischeinrichtung 20 vorgesehen, mittels der der Falzhilfeflüssigkeit im Durchlaufverfahren Che­mikalien beigemischt werden können, durch die die Falz­hilfewirkung noch intensiviert werden können. Zur Abfil­terung von Verunreinigungen kann eine eingangsseitig, d. h. in der Nähe der Abzweigung vom Leitungsnetz ange­ordnete Filtereinrichtung 21 vorgesehen sein.

[0019] Um eine Spülung der Leimauftragseinrichtung mit warmem Wasser zu ermöglichen, sind die Falzhilfeflüssigkeitszu­ leitung 10a und die Leimzuleitung 10b durch eine Bypass-­Leitung 22 miteinander verbunden, die stromabwärts vom Durchlauferhitzer 19 von der Falzhilfeflüssigkeitszulei­tung 10a abzweigt und im Bereich des Ausgangs des Tanks 16 in die Leimzuleitung 10b einmündet. An der Abzweigung der Bypass-Leitung 22 von der Falzhilfeflüssigkeitszu­leitung 10a ist ein mittels einer Steuerleitung 23 fern­steuerbares Mehrwegeventil 24 vorgesehen, mittels desen die Bypass-Leitung 22 alternativ zu dem stromabwärts ge­legenen Bereich der Falzhilfeflüssigkeitszuleitung 10b geöffnet bzw. geschlossen werden kann. Zur Vermeidung eines unerwünschten Eindringens von Wasser in den Leim­tank 16 bzw. von Leim in die Falzhilfeflüssigkeitszulei­tung 10a sind im Bereich der Leimzuleitung 10b stromauf­wärts von der Einmündung der Bypass-Leitung 22 und im Bereich der Bypass-Leitung 22 gegenläufige Rückschlag­ventile 25 vorgesehen, die so angeordnet sind, daß das im Bereich der Bypass-Leitung 22 angeordnete Rückschlag­ventil unter Wasserdruck öffnet und unter Leimdruck schließt und das im Bereich der Leimzuleitung 10b ange­ordnete Rückschlagventil unter leimdruck öffnet und un­ter Wasserdruck schließt. Durch Spülung des gesamten Leimauftragssystems lassen sich Verkrustungen etc., die sich im Laufe längerer Stillstandszeiten bilden könnten, zuverlässig vermeiden.

[0020] Im Falle kürzerer Stillstandszeiten genügt in der Regel zur Vermeidung von Betriebsstörungen bereits eine Spü­lung der Düsen 5. Hierzu wird bei passivierter Bypass-­Leitung das in jeden Auftragkopf 6 eingebaute, als Mehr­wege-Magnetventil ausgebildete Schaltorgan 11 so ange­steuert, daß beim Abschalten des Bahnvorschubs die Leim­ zuleitung 10b unterbrochen und die Falzhilfeflüssig­keitszuleitung 10a geöffnet ist, so daß auch bei unter­brochener Bypass-Leitung 22 eine Spülung der Düsen 5 mit unter Druck stehender Falzhilfeflüssigkeit erfolgt. Bei aktivierter Bypass-Leitung 22 wird das in jeden Auf­tragkopf 6 eingebaute Schaltorgan 11 so angesteuert, daß die mit unter Druck stehender Falzhilfeflüssigkeit beauf­schlagte Zuleitung geöffnet und die andere Zuleitung unterbrochen ist.

[0021] Mit den genannten Spülungen der Düsen 5 bzw. des ge­samten Leimauftragssystems kann begonnen werden, sobald die Bahngeschwindigkeit unter etwa ein Drittel der übli­chen Bahngeschwindigkeit abgefallen ist, da während des letzten Auslaufs der Materialbahn ohnehin Makulatur ent­steht. Die als Mehrwege-Magnetventile ausgebildeten Schaltorgane 11 bzw. 24 können über die zugeordneten Steuerleitungen 14 bzw. 23 mittels eines verschiedene Betriebsparameter verarbeitenden Rechners und/oder von Hand ansteuerbar sein.

Ansprüche

1. Verfahren zum Falzen einer Papierbahn, auf die vor dem Falzvorgang entlang der Falzlinie eine Falzhil­feflüssigkeit aufgebracht wird, dadurch gekennzeich­net, daß die Falzhilfeflüssigkeit im wesentlichen über die normale Raumtemperatur erwärmtes Leitungs­wasser ist.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Falzhilfeflüssigkeit in Form eines dünnen Strahls aufgetragen wird.

3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Falzhilfeflüssigkeit auf die Temperatur im Bereich von 30°C bis 60°C, vor­zugsweise 40°C, erwärmt wird.

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß im Falle von dem die Falzhilfeflüssigkeit im wesentlichen bildenden Wasser beigemischten Chemikalien die vorzugsweise im Durch­laufverfahren erfolgende Erwärmung der Falzhilfeflüs­sigkeit nach der vorzugsweise im Durchlaufverfahren erfolgenden Beimischung der Chemikalien erfolgt.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß im Falle eines Leimauf­tragsystems dieses mit erwärmter Falzhilfeflüssigkeit gespült wird.

6. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach we­nigstens einem der vorhergehenden Ansprüche mit einer zu wenigstens einem Auftragkopf (6) führenden Falz­hilfeflüssigkeitszuleitung (10a), dadurch gekenn­zeichnet, daß in der Falzhilfeflüssigkeitszuleitung (10a) ein Durchlauferhitzer (19) angeordnet ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Auftragkopf (6) zwei mittels eines einge­bauten Steuerorgans (11), vorzugsweise in Form eines Magnetventils, alternativ aktivierbare bzw. passi­vierbare Eingänge aufweist, von denen einer an die Falzhilfeflüssigkeitszuleitung (10a) und einer an eine Leimzuleitung (10b) angeschlossen ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß stromabwärts vom Durchlauferhitzer (19) zwischen der Falzhilfeflüssigkeitszuleitung (10a) und der Leimzuleitung (10b) eine Bypass-Leitung (22) vorge­sehen ist, die mittels eines Mehrwegeventils (24) al­ternativ zum stromabwärts liegenden Bereich der Falz­hilfeflüssigkeitszuleitung (10a) mit Falzhilfeflüs­sigkeit beaufschlagbar und mit einem unter Falzhilfe­flüssigkeitsdruck öffnenden Rückschlagventil (25) versehen ist, das gegenläufig zu einem in der Leimzu­leitung (10b) stromaufwärts von der Einmündung der Bypass-Leitung (22) angeordneten Rückschlagventil (25) ausgebildet ist.

9. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Auftrag­kopf (6) mit einer alternativ durch die Falzhilfe­flüssigkeitszuleitung (10a) oder die Leimzuleitung (10b) beaufschlagbaren, einen berührungslosen Auftrag gewährleistenden Düse (5) versehen ist.

10. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das in jeden Auftragkopf (6) eingebaute, als Mehrwege-Ventil aus­gebildete, vorzugsweise mittels eines Rechners an­steuerbare Schaltorgan (11) beim Abschalten des Bahnvorschubs automatisch die mit unter Druck stehen­der Falzhilfeflüssigkeit beaufschlagte Zuleitung öff­net und die andere Zuleitung unterbricht.

Zeichnung