[0001] Vorliegende Erfindung bezieht sich auf Formulardruckmaschinen, insbesondere auf eine
Vorrichtung zum Falzen einer fortlaufenden Papierbahn in Stapel, nachdem die Vorgänge
in der Druckmaschine durchgeführt sind.
[0002] Auf dem Gebiet von Formulardruckmaschinen werden üblicherweise am Ende der Formulardruckmaschine
Falzapparate mit Staplereinrichtungen vorgesehen. Solche Druckmaschinen sind dadurch
charakterisiert, daß sie eine große Zahl von mechanischen Geräten besitzen, die an
einer fortlaufenden Papierbahn verschiedene Vorgänge durchführen. Zu solchen Geräten
gehören gewöhnlich Druckwerke, eine Perforiereinrichtung, eine Nummeriervorrichtung,
ein seitlicher Längsschneider und ein Falzapparat mit Stapler. Diese Vorgänge verlaufen
bei sehr hohen Geschwindigkeiten und müssen einwandfrei synchronisiert sein.
[0003] Die Konstruktion des Falzapparates ist in Bezug auf die Geschwindigkeit äußerst kritisch,
da in einer der typischen Konstruktionen eine sogenannte Pendel-Hebel-Konstruktion
zur Anwendung kommt. Der Falzapparat ist in Bezug auf die Geschwindigkeit das schwache
Glied in der Maschine. Ein Falzapparat für eine Formulardruckmaschine besitzt normalerweise
eine Pendel-Gleitbahn ("Rutsche"), die sich quer über den Papierweg erstreckt und
von einem Kurbelarm angetrieben wird, der mit einem Gelenkarm verbunden ist, welcher
wiederum mit einem Antriebsrad zur Betätigung der hin- und hergehenden Pendelbewegung
der Gleitbahn in Verbindung steht. Je höher die Geschwindigkeit der Maschine ist,
desto schwieriger ist es, Materialien und Konstruktionen für die Auslegergleitbahn
des Falzapparates auszuwählen. Gegenwärtig wird bei der Konstruktion der Gleitbahn
z.B. ein Kohlefaserverbundstoff verwendet. Bei den jetzigen Falzapparat-Konstruktionen
ist jedoch ein Fortschritt dieser Maschinen in Richtung auf höhere Geschwindigkeiten
erschwert.
[0004] Zweck der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung eines verbesserten Falzapparat-Mechanismus
für eine Formulardruckmaschine, bei dem die Steigung (Hub) der Gleitbahn des Falzapparates
stufenlos einstellbar und zwangsläufig verriegelt werden kann.
[0005] Ein weiterer Zweck der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung eines Falzapparatmechanismus,
der hohe Geschwindigkeiten bewältigen kann, wie z.B. im Bereich von 1300 U/min, d.h.
8 1/2" Falz bei 1800 Fuß/Minute. Eine Konstruktion gemäß vorliegender Erfindung umfaßt
einen Papierbahnfalzaufbau einschließlich eines Rahmens, der Rahmen besitzt ein paar
parallel angeordnete Seitengestelle, je eines an beiden Seiten der zu falzenden Papierbahn.
Eine Gleitbahn erstreckt sich quer über die Papierbahn zwischen den Seiten wönden,
die Gleitbahn hat eine Spindelvorrichtung an beiden Enden, die in den entsprechenden
Seitenwänden gelagert ist, damit die Gleitbahn um eine Schwenkachse schwenken kann,
die durch die Spindel verläuft. Ferner besitzt die Gleitbahn ein paar in einem engen
Abstand angebrachten Wandflächen, welche einen Längsschlitz beschreiben, durch den
die Papierbahn laufen kann. Dieser durch die Wandflächen gebildete Schlitz hat eine
Ebene, welche durch die Schwenkachsen verläuft.
[0006] Die Gleitbahn erstreckt sich bis unterhalb der Schwenkachse, damit sich eine Pendelbewegung
ergeben kann. Mindestens ein Kurbelarm ist mit einer der Spindeln verbunden und ein
Gelenkarm ist am einen Ende mit dem Kurbelarm an einer Stelle verbunden, die sich
im Abstand von der Schwenkachse befindet. Das andere Ende des Gelenkarmes ist excentrisch
dazu mit einem Antriebsrad verbunden, wodurch sich für den Kurbelarm und damit für
die Gleitbahn eine Pendelbewegung ergibt. Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet,
daß das Antriebsrad eine auf der Welle befestigte erste Scheibe besitzt, sowie eine
Antriebsvorrichtung zum Drehen der ersten Scheibe um eine Achse, welche durch den
geometrischen Mittelpunkt der ersten Scheibe verläuft. Die erste Scheibe bildet eine
kreisförmige Aussparung an der Außenfläche, wo der geometrische Mittelpunkt der kreisförmigen
Aussparung vom Mittelpunkt der ersten Scheibe abgesetzt ist, jedoch enthält die kreisförmige
Aussparung den geometrischen Mittelpunkt der ersten Scheibe. Eine zweite Scheibe ist
rotierend in der kreisförmigen Aussparung angebracht. Der geometrische Mittelpunkt
der zweiten Scheibe fällt mit dem geometrischen Mittelpunkt der kreisförmigen Aussparung
zusammen. Der Gelenkarm ist excentrisch mit der zweiten Scheibe so verbunden, daß
die Achse der Gelenkarmverbindung zur zweiten Scheibe parallel zur Drehachse der ersten
Scheibe verläuft. Es ist eine Vorrichtung vorgesehen, um die zweite Scheibe innerhalb
der kreisförmigen Aussparung in Bezug auf die erste Scheibe abnehmbar anzubringen
und zwar so, daß der Grad der Excentrizität der Gelenkarmverbindung zur zweiten Scheibe
in Bezug auf die Drehachse der ersten Scheibe eingestellt werden kann, um damit den
Hub der Pendelbewegung der Gleitbahn einzustellen.
[0007] In einer spezielleren Ausführungsart der vorliegenden Erfindung ist ein doppeltes
Traggerüst außerhalb der beiden Seitenwände befestigt, einschließlich einem Antriebsrad
mit einer ersten und einer zweiten Scheibe, wobei die erste Scheibe an der anderen
Seitenwand auf der gleichen Welle befestigt ist wie die erste Scheibe an der einen
Seitenwand des Rahmens; ein zweiter Kurbelarm ist an der anderen Spindel der Gleitbahn
befestigt, mit einem gleichen Gelenkarm, der mit dem Kurbelarm und der zweiten Scheibe
an der anderen Seitenwand so verbunden ist, daß die Masse und die Antriebskraft der
die Pendelgleitbahn tragenden sich bewegenden Teile auf beiden Seiten des Rahmens
gleich ist, wodurch Verbindungen in der Gleitbahn verringert werden, wenn die Gleitbahn
bei hohen Geschwindigkeiten eine hin- und hergehende Bewegung macht.
[0008] In einer weiteren Ausführungsart der vorliegenden Erfindung ist die Gleitbahn abnehmbar
auf den Spindeln derart befestigt, daß die Gleitbahn durch eine andere Gleitbahn mit
anderen Merkmalen ersetzt werden kann. In einer speziellen Konstruktion ist jede Spindel
unabhängig in Lagern in den entsprechenden Seitenwänden des Rahmens aufgehängt, wobei
jede Spindel einen Schlitz zur Aufnahme einer an jedem Ende der Gleitbahn vorgesehenen
Rippe hat und es sind Befestigungsvorrichtungen vorgesehen, damit die Rippen in einen
entsprechenden Schlitz mit der Möglichkeit, sie abzunehmen, befestigt werden können.
[0009] Nach dieser allgemeinen Beschreibung der Art der Erfindung wird im folgenden auf
die Zeichnungen Bezug genommen, die eine bevorzugte Ausführungsart der Erfindung zeigen.
Abb. 1 ist ein teilweise ausgeführter Seitenaufriß eines Falzapparates gemäß vorliegender
Erfindung;
Abb. 2 ist ein teilweise ausgeführter Seitenaufriß ähnlich Abb. 1, bei der der Falzapparat
in einer anderen Betriebslage dargestellt ist.
Abb. 3 ist ein teilweise ausgeführter Aufriß (Vorderansicht), teilweise als Querschnitt,
längs der Linie 3-3 von Abb. 1 und
Abb. 4 ist ein horrizontaler Querschnitt etwa längs der Linie 4-4 von Abb. 3.
[0010] In den Zeichnungen ist ganz allgemein ein Falzapparat 10 dargestellt, der zwischen
den Seitengestellteilen 14 und 16 einer Formulardruckmaschine angebracht ist. Die
Papierbahn W läuft über eine Zugwalze 18, die angetrieben ist, und läuft dann in die
Gleitbahn 12 ein, um auf bekannte Art und Weise in einen Stapel umgebildet zu werden.
[0011] Der Falzapparat 10 hat einen Kurbelarm 20 und einen Gelenkarm 22, der an dem Antriebsrad
24 befestigt ist. In Abb. 4 ist eine Hilfswand 26 dargestellt, die im Abstand vom
Seitengestell 16 angebracht ist, die Antriebsräder sind an der Wand 26 angebracht.
Der Kurbelmechanismus für das Pendeln oder für die Hin- und Herbewegung der Gleitbahn
12 ist in dem Sinne ausgewuchtet bzw. ausgeglichen, daß die gleiche Masse auf beiden
Seiten des Rahmens vorhanden ist, der durch die Gestellwände 14 und 16 gebildet wird.
Wie für jedes Element im Kurbelmechanismus an dem Seitengestell 14 beschrieben, befindet
sich ein gleichartiges Element am Seitengestell 16 und an der Hilfswand 26, und deshalb
wurden auch gleiche Benennungszahlen verwendet, differenziert durch die Bezeichnungen
a und b. Deshalb sind Teile mit der Bezeichnung "a" im allgemeinen dem Seitengestell
14 zugeordnet, während Zahlen mit der Bezeichnung "b" im allgemeinen dem Seitengestell
16 und der Hilfswand 26 zugeordnet sind.
[0012] Da der Zahnradantrieb an der Hilfswand 26 befestigt ist, sind die Zähne 50 des Antriebsrades
24b mit "nicht dargestellten" Antriebsrädern im Eingriff. Das Antriebsrad 24a ist
frei und an der Welle 28 befestigt, die, wie unten beschrieben, durch das Antriebsrad
24b gedreht wird.
[0013] Die Zugwalze 18 ist in den Seitengestellen 14 und 16 mit den Lagern 19 gelagert.
Ein Zahnrad 21 ist auf das Ende der Welle aufgekeilt, welche die Walze 18 zum Antrieb
der Walze in Synchronbewegung mit den übrigen Teilen der Formulardruckmaschine antreibt.
[0014] In Bezug auf den in den Abb. 1 und 2 dargestellten Kurbelmechanismus ist das Antriebsrad
24a so dargestellt, daß es am Ende der Welle 28 montiert ist und der geometrische
Mittelpunkt C des Rades 24a mit der Drehachse der Welle 28 zusammenfällt. Das Antriebsrad
24a hat eine kreisförmige Aussparung 34, welche in das Rad 24a eingearbeitet ist.
Der Mittelpunkt der kreisförmigen Aussparung 34 ist von dem Mittelpunkt C abgesetzt
und deshalb ist die kreisförmige Aussparung 34 in Bezug auf das Rad 24a, welches
auch eine kreisförmige Form hat, excentrisch angeordnet.
[0015] Wie in Abb. 4 zu sehen. zeigt das identische Antriebsrad 24b, im Querschnitt dargestellt,
die Aussparung 34 mit einer darin angebrachten Scheibe 36. Die Scheibe 36 ist kreisförmig
und hat den gleichen Durchmesser wie die kreisförmige Aussparung 34 und ist so angeordnet,
daß es darin rotiert. Der geometrische Mittelpunkt der Scheibe 36 fällt mit dem geometrischen
Mittelpunkt der Aussparung 34 zusammen.
[0016] Die untere Wand der Aussparung 34 besitzt eine Reihe von Gewindelöchern 38 in kreisförmiger
Anordnung. In einem Erfindungsbeispiel sind 32 Löcher im gleichen Abstand in kreisförmiger
Anordnung nahe der Peripherie der Aussparung angebracht. Die Scheibe 36 hat eine
Reihe von 34 Löchern 40 in der gleichen Anordnung wie die Anordnung der Gewindelöcher
38. Dadurch sind nur zwei sich diametrisch gegenüberliegende Löcher 40 der Scheibe
36 mit Löchern 38 in der Aussparung 34 ausgerichtet. Befestigungsvorrichtungen, wie
z. B. Bolzen 42, gehen durch die Öffnungen 40 in die Gewindeöffnungen 38 im ersten
Rad 24. Auf der Scheibe 36 ist eine Spindel 44 excentrisch befestigt, d.h. zum geometrischen
Mittelpunkt der Scheibe 36 abgesetzt. Die Spindel 44b in Abb. 4 ist direkt mit dem
Gelenkarm 22b mittels der Lager 46 verbunden. Ein Lagerdeckel 48 deckt das Ende der
Spindel 44b ab.
[0017] Wie in Abb. 4 dargestellt, ist der Gelenkarm 22b mit der Spindel 44b mittels des
Lagers 46 verbunden. Das andere Ende des Gelenkarmes 22b ist über ein Lager mit der
Spindel 56b am Ende des Kurbelarmes 20b verbunden, der fest mit dem hervorstehenden
Ende der Spindel 58b verbunden ist. Die Spindel 58b ist in einem Lager im Seitengestell
16 und 26 gelagert. Wenn es deshalb notwendig ist, den Hub der Gleitbahn zu verändern,
wird die außermittige Lage der Spindel 44b in Bezug auf die Achse c des Rades 24 durch
Einstellen der Scheibe 36 in Bezug auf die Aussparung 34 und damit auf das Rad 24b
verändert. Mit anderen Worten, durch Drehung des Rades 36 im Antriebsrad 24a im Uhrzeigersinn,
wie in Abb. 2 dargestellt, bewegt sich die unter dem, Deckel 48a verborgene Spindel
von dem Mittelpunkt C weg und vergrößert damit den Abtand der Spindel 44a von der
Achse C und damit vergrößert sich die Kurbel bzw. die außermittige Lage des Gelenkarmes
22a, der dann einen größeren Hub an die Gleitbahn 22 gibt. Wie ersichtlich, verursacht
die Drehung der Antriebsräder 24a und 24b im Uhrzeigersinn mittels der Welle 28 eine
hin- und hergehende Bewgung auf die Gelenkarme 22a und 22b, durch welche wiederum
die Gelenkarme 20a und 20b veranlaßt werden zu schwingen und damit die Spindeln 58a
und 58b bewegen, welche wiederum die Pendelbewegung an die Gleitbahn 12 weitergeben.
Wie vorher beschrieben, wird der Hub größer oder kleiner durch Verstellen der Scheibe
36 in Bezug auf das Rad 24. Theoretisch könnte der Hub auf 0 zurückgehen, wenn die
Scheibe 36 so verstellt wird, daß die Achse der Spindel 44a und 44b mit der Achse
C der Antriebsräder 24a und 24b zusammenfällt.
[0018] Die Gleitbahn kann von den Spindeln 58a und 58b leicht abgenommen werden. In den
Abb. 3 und 4 ist die Gleitbahn mit Tafeln bzw. Feldern 68 und 70 so dargestellt,
daß diese einen Längsschlitz 72 bilden, durch den die Papierbahn W hindurchläuft.
An jedem Ende der Gleitbahn befindet sich zwischen den Tafeln 68 und 70 eine rippe
66a bzw. 66b, die in Längsrichtung hervorsteht und die so ausgeführt ist, daß sie
innerhalb der Schlitze 62a bzw. 62b in den Spindeln 58a und 58b Aufnahme findet. Durch
die Bolzen 64 werden die Rippen 66 in den Schlitzen 62 festgehalten.
1. Falzapparat mit einem Rahmen, der ein Paar parallel angeordnete Seitenwände (14,
16) aufweist, je eines an beiden Seiten der zu falzenden Papierbahn (W), eine Gleitbahn
(12), die sich quer über die Papierbahn (W) zwischen den Seitenwänden (14, 16) erstreckt,
wobei die Gleitbahn (12) mit Spindelvorrichtungen (58 a, b) an beiden Enden über Lager
in den entsprechenden Seitengestellen gehalten ist, so daß die Gleitbahn (12) um eine
Schwenkachse schwenken kann, welche durch die Spindeln (58 a, b) verläuft, die Gleitbahn
(12) weist ferner ein Paar eng angeordnete Randflächen auf, die einen Längsschlitz
(73) bilden, der so ausgelegt ist, daß die Papierbahn (W) hindurchläuft, wobei der
Längsschlitz (68) festgelegt ist durch die Wandflächen einschließlich einer ebenen
Fläche, die durch die Schwenkachse verläuft, wobei sich die Gleitbahn (12) unterhalb
der Schwenkachse erstreckt, damit sich eine Pendelbewegung ergibt; mindestens ein
Kurbelarm (20 a, b), verbunden mit einer der Spindeln (58) und ein Gelenkarm (22 a,
b) verbunden an einem Ende mit dem Kurbelarm (20 a, b), an einer Stelle, die sich
in einem Abstand von der Schwenkachse befindet und mit dem anderen Ende des Gelenkarmes
(22 a, b), der exzentrisch dazu mit einem Antriebsrad (24 a, b) verbunden ist, um
eine Pendelbewegung an den Kurbelarm (20 a, b) und damit an die Gleitbahn (12) zu
geben, dadurch gekennzeichnet, daß dem Antriebsrad (24 a, b) eine erste auf einer
Welle befestigte Scheibe (24) zugeordnet ist oder diese selbst bildet, Antriebsvorrichtungen
(50) zum Drehen der ersten Scheibe (24) um eine Drehachse, die durch den geometrischen
Mittelpunkt der ersten Scheibe (24) verläuft, wobei die erste Scheibe (24) eine kreisförmige
Aussparung (34) in ihrer Außenfläche bildet, mit einem geometrischen Mittelpunkt der
kreisförmigen Aussparung (34), der von der Drehachse der ersten Scheibe (24) abgesetzt
ist, wobei jedoch in die kreisförmige Aussparung (34) der geometrische Mittelpunkt
der ersten Scheibe (24) fällt, eine zweite Scheibe (36), drehbar in der kreisförmigen
Aussparung (34), wobei die zweite Scheibe (36) einen geometrischen Mittelpunkt hat,
der mit dem geometrischen Mitelpunkt der kreisförmigen Aussparung (34) zusammenfällt,
der Gelenkarm (22 a, b) (Verbindungsarm) exzentrisch verbunden mit der zweiten Scheibe
(36), so daß die Achse der Gelenkarmverbindung zur zweiten Scheibe (36) parallel zur
Drehachse der ersten Scheibe (24) verläuft und Vorrichtungen (42) vorgesehen für eine
abnehmbare Arretierung der zweiten Scheibe (36) an der ersten Scheibe (24) innerhalb
der kreisförmigen Aussparung (34) derart, daß das Ausmaß der außermittigen Lage (Exzentrizität)
der Gelenkarmverbindungen zur zweiten Scheibe (36) relativ zur Drehung der Achse der
ersten Scheibe (24) eingestellt werden kann, um damit den Hub der Pendelbewegung der
Gleitbahn (12) einzustellen.
2. Falzapparat gemäß Anspruch 1, bei dem die Seitenwände (14, 16) Teil einer Formulardruckmaschine
sind, der Falzapparat (12) montiert am Auslegerende der Formulardruckmaschine und
das Antriebsrad, angetrieben durch den Arbeitsmechanismus der Formulardruckmaschine.
3. Falzapparat gemäß Anspruch 1, bei dem die Vorrichtung zur losen Befestigung der
zweiten Scheibe (36) an der ersten Scheibe (24) innerhalb der kreisförmigen Aussparung
(34) eine Reihe von Gewindelöchern (38) in besagter Aussparung (34) besitzt, welche
einen kreisförmigen geometrischen Ort bilden sowie eine Reihe von Löchern (40) in
der zweiten Scheibe (36) mit einem geometrischen Ort bzw. einer Anordnung, welche
einen Kreis bildet, der mit der kreisförmigen Anordnung in den Gewindelöchern (38)
in der Aussparung (34) zusammenfällt und eine Bolzenvorrichtung (42) vorgesehen zum
Einführen durch die Löcher (40) in der zweiten Scheibe (36) zum Eingriff in Löcher
in der ersten Scheibe (24) in der darin befindlichen Aussparung.
4. Falzapparat gemäß Anspruch 3, mit einer größeren Anzahl von Gewindelöchern (38)
in der zweiten Scheibe (36) als in der ersten Scheibe (24), so daß nur jeweils zwei
Löcher (40) von der zweiten Scheibe (36) mit den Löchern (38) in der Aussparung (34)
ausgerichtet sind.
5. Falzapparat gemäß Anspruch 4, worin eine Spindel (44) auf der zweiten Scheibe (36)
befestigt, von dem geometrischen Mittelpunkt der zweiten Scheibe (36) abgesetzt ist,
welche die Verbindung mit dem Gelenk (22) herstellt.
6. Falzapparat gemäß Anspruch 1, worin für jedes am Seitengestell (14, 16) der einen
Seite vorgesehenes Teil bzw. Element ein entsprechendes, gleiches Teil an der anderen
Seite des Seitengestelles vorgesehen ist, so daß jeweils genau entsprechende Antriebsräder
(24), Scheiben (36), Gelenkarme (22), Kurbelarme (20) und Spindeln (58) an beiden
Seiten des Gestelles angebracht sind, wobei die Masse und die Antriebskraft des Kurbelmechanismus
auf beiden Seiten des Seitengestelles ausgeglichen sind, damit die Verwindung in der
Gleitbahn (12) durch die hin- und hergehende Bewegung bei hoher Geschwindigkeit reduziert
wird.
7. Falzapparat gemäß Anspruch 6, worin das Antriebsrat (24), das neben einem der Seitengestelle
(14, 16) angebracht ist, sich auf einer Welle (28) befindet, die durch die zwei Seitengestelle
(14, 16) hindurchgeht und darin gelagert ist, das Antriebsrad (24) mit Zähnen (50)
und in Eingriff mit Rädern zum Antreiben des Antriebsrades (24) und damit der Welle
(28), wobei das Antriebsrad (24) an der anderen Seite des Rahmens frei ist, jedoch
auf dem anderen Ende der Welle (28) befestigt ist, damit es sich mit ihr dreht.
8. Falzapparat mit einem Paar Seitengestellen und einer Gleitbahn (12) einschließlich
Spindeln (58) an beiden Enden, in Lagern in den entsprechenden Seitengestellen (14,
16) gelagert, wodurch die Gleitbahn (12) um eine Schwenkachse schwenkbar ist, die
durch die Spindel (58) verläuft, die Gleitbahn (12) ferner mit einem Paar in engem
Abstand angebrachten Wandoberflächen (68, 70), welche einen Längsschlitz (72) bilden,
der so ausgebildet ist, daß die Papierbahn (W) hindurchlaufen kann, wobei der Schlitz
(72) durch die Wandoberflächen einschließlich einer ebenen Fläche gebildet wird, welche
durch die Schwenkachse hindurch verläuft, die Gleitbahn (12) erstreckt sich unterhalb
der Schwenkachse, damit sich eine Pendelbewegung ergibt, die Spindel und die Enden
der Gleitbahn einschließlich zusätzlicher Verbindungsteile mit Gegenstücken zwecks
abnehmbarer Verbindung der Gleitbahn mit den Spindeln.
9. Falzapparat, insbesondere für Formulardruckmaschinen, mit einer pendelnden Gleitbahn
bzw. Schute (12), durch die eine auszulegende Druckträgerbahn (W) verläuft und die
durch einen mit einem exzentrisch gelagerten Zapfen (44) über einen Gelenkarm (22)
verbundenen Kurbelarm (20) antreibbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß zur Einstellung
des Hubes der Pendelbewegung der Schute (12) der Zapfen (44) exzentrisch an einer
in Umfangsrichtung verdrehbaren exzentrisch in oder zu einem Antriebsrad (24 a, b)
angeordneten Scheibe (36) befestigt ist, die in verschiedenen Umfangspositionen mittels
lösbarer Befestigungsmittel (42) fixierbar ist.