Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Umstellen von Sammel- auf Nichtsammelbetrieb an einem Schneid-/Sammelzylinder eines Falzapparates für Rotationsdruckmaschinen, welcher von Sammelbetrieb auf Nicht-Sammelbetrieb und umgekehrt umsteilbar ist und in welchem mindestens eine Reihe von Punkturen aufgenommen ist, deren Lagerungswelle über eine Kurvenrolle aktivierbar ist, die an einem Kurvenkörper abrollt, der einer Stirnseite des Schneid-/Sammelzylinders gegenüberliegend am Gehäuse des Falzapparates verstellbar aufgenommen ist.
Aus dem Stand der Technik, JP-A-63 185 777 ist ein Falzapparat für eine Rotationsdruckmaschine bekannt. Durch eine aufsteckbare Handkurbel ist eine Welle verdrehbar, auf welcher mehrere Kupplungen angeordnet sind. Eine dieser Kupplungen wird ausgerückt, wonach durch Betätigen der Handkurbel die Phasenlage einer Steuerkurve veränderbar ist. Nach erfolgter Verstellung wird besagte Kupplung wieder eingerückt. Bei dieser Vorrichtung erfolgt ein sammeln von Exemplaren auf einem separaten Sammelzylinder, der nicht gleichzeitig eine Schneidfunktion übernimmt.
Ein weiterer aus dem Stand der Technik bekannter Falzapparat gemäß DE 38 28 372 A1 umfaßt einen mehrfachgroßen Sammelzylinder. In diesem sind mehrere Betätigungseinrichtungen aufgenommen, die an ihren zwei Steuerkurven zugewandten Enden je zwei auf einer gemeinsamen Achse nebeneinander angeordnete Tastrollen aufweisen.
Zwischen den beiden bezogen auf den Sammelzylinder stillstehenden Steuerkurven ist ein Nockenträger angeordnet, welcher mehrere Nocken aufnimmt, die in eine Aktiv- und eine Passivstellung bringbar sind. In Aktivstellung der Nocken hindern diese durch ein Abstützen einer der beiden Tastrollen einer jeden Betätigungseinrichtung, daß ein Falzvorgang ausgeführt wird. In Passivstellung der Nocken hingegen, können die Tastrollen den Steuersenken der jeweiligen Steuerkurve folgen und Falz- bzw. Punkturvorgänge auslösen. Der aus den Figuren der DE 38 28 372 A1 hervorgehende große apparative Aufwand ist jedoch nur bei Großtiefdruckmaschinen gerechtfertigt, die bis zu acht Ätzungen am Umfang eines Druckwerkzylinders aufweisen können. Bei kleineren Falzapparaten ist der mechanische Aufwand nicht vertretbar.
US-PS 3,865,361 offenbart einen Falzzylinder, an dessen Stirnseite eine Kurve aufgenommen ist, in welche mehrere Laufflächen aufgenommen sind. In diesen Laufflächen rollen nebeneinander angeordnete Rollen ab und bewegen Punkturenwellen entsprechend. Ein Umstellung am Falzzylinder vom Betriebsmodus Sammeln auf den Betriebsmodus Nicht-Sammeln erfolgt durch axiales Verschieben der Kurve am gemeinsamen Hochpunkt der Laufflächen. Aus Kostengründen gilt es heute, die Fertigung von Kurven mit unterschiedlichen Laufflächen, die zudem unterschiedlich gehärtet werden müssen, möglichst zu vermeiden. Die axiale Verschiebbarkeit einer eine Kurve aufnehmenden Konstruktion birgt die Gefahr, daß durch sich während des Betriebes einstellendes Spiel die Verkantungsgefahr der auf der Welle aufgenommenen Konstruktion ständig zunimmt. Dies macht die Verwendung einer verschiebbaren Kurve zumindest problematisch.
DE 17 61 134 schließlich offenbart eine von Einfachbetrieb auf Sammelbetrieb umstellbare Falzvorrichtung für Rotationsdruckmaschinen mit einem angetriebenen Falzzylinder. Bei dieser Konfiguration sind in eine als Schleife ausgebildete Kurvennut einer Steuerscheibe mehrere an der diametral gegenüberliegende nach innen gerichtete Kurvenvorsprünge eingelassen. Ferner ist ein Zahnradschaltgetriebe vorgesehen, mit welchem das Drehzahlverhältnis der Drehzahl der Steuerscheibe in Bezug auf die Drehzahl des Falzzylinders einstellbar ist. Der entscheidende Nachteil dieser Falzvorrichtung liegt in der raumgreifenden Dimensionierung des Zahnradschaltgetriebes, welches eine unvertretbar hohe Anzahl geradverzahnter Zahnräder umfaßt, die die Fertigungskosten negativ beeinflussen.
JP-A-47 51740 betrifft eine Vorrichtung zum Verzögern des Falzes. Es sind ein Fixierschaft sowie eine Punkturwelle an einem Falzzylinder vorgesehen, wobei die Punkturwelle von einem Antrieb angetrieben wird, der auch in einer Nichtantriebsposition stellbar ist. Über eine an einer Stirnseite des Falzzylinders vorgesehene Kulissenführung ist ein Stirnrad außer Eingriff mit einem weiteren Antriebsrad bringbar.
Ausgehend von den skizzierten Konstruktionen des Standes der Technik, liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Umstellen von Sammel- auf Nichtsammelbetrieb an Schneid-/Sammelzylindern so zu verbessern, daß auf minimalem Bauraum mit wenigen Komponenten eine hohe Betriebssicherheit gewährleistet ist.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gemäß den Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst.
Bei der erfindungsgemäßen Lösung ist von besonderem Vorteil, daß durch ineinander geschachtelte Anordnung der Kraftübertragungselemente eine kompakte Einheit geschaffen werden konnte, bei der lediglich ein Kraftübertragungselement eine axiale Verschiebung erfährt. Dadurch lassen sich der mechanische Aufwand äußerst gering und die Bauraumanforderungen sehr niedrig halten.
In weiterführender Ausgestaltung des der Erfindung zugrunde liegenden Gedankens ist vorgesehen, das zweite Kraftübertragungselement auf einem Wellenfortsatz des Schneid-/Sammelzylinders axial verschiebbar zu gestalten. Daneben umfaßt das erste Kraftübertragungselement eine erste Krafteinleitungsstelle, die als Außenverzahnung ausgebildet ist. Außerdem ist im ersten Kraftübertragungselement eine zweite Krafteinleitungsstelle als Innenverzahnung ausgeführt. Da der Kurvenkörper am ersten Kraftübertragungselement befestigt ist, kann über dieses eine Rotationsbewegung in den Kurvenkörper eingeleitet werden. Dazu ist das erste Kraftübertragungselement in Lagern einer Seitenwandbuchse drehbar aufgenommen und gleichzeitig auf einem Lager am Wellenfortsatz aufgenommen. Dadurch ist eine stabile Dreipunktlagerung verwirklicht, die zur Folge hat, daß mechanische Belastungsspitzen sicher aufgenommen werden können. Die Dreipunktlagerung verhindert zudem ein Kippen des ersten Kraftübertragungselementes bezogen auf seine Querachse am Wellenfortsatz.
Parallel zum Wellenfortsatz ist in einer Seitenwandbuchse eine Stummelwelle gelagert, an welcher ein erste und ein zweite miteinander verbundene Verzahnung aufgenommen sind. Das zweite Kraftübertragungselement ist mit der ersten Verzahnung in Eingriff bringbar, wodurch die zweite Verzahnung den Antrieb in die Außenverzahnung des ersten Kraftübertragungselementes eingeleitet wird. In dieser Betriebsstellung wird eine Untersetzung der Drehzahl des Kurvenkörpers zur Drehzahl des Schneid-/Sammelzylinders von 1:2 erreicht. Demnach rotiert der Kurvenkörper nur halb so schnell wie der Schneid-/Sammelzylinder, so daß dessen Lagerungswelle der Punkturen nur bei jeder zweiten Umdrehung des Schneid-/Sammelzylinders aktiviert wird.
Ist das zweite Kraftübertragungselement hingegen mit der Innenverzahnung des ersten Kraftübertragungselementes in Eingriff gebracht, rotieren der Kurvenkörper und die Umfangsfläche des Schneid-/Sammelzylinders mit gleicher Geschwindigkeit. Sind zuvor die auf der Mantelfläche des Schneid-/Sammelzylinders angebrachte Markierung und die gehäusefeste Markierung in Übereinstimmung gebracht worden und wird danach der Zahneingriff hergestellt, verbleiben die Punkturen während der Rotation des Zylinders in ihrer eingefahrenen Position; der besagte Zylinder fungiert dann lediglich als Schneidzylinder.
An der Stellachse der Sammelvorrichtung sind den Betriebspositionen des zweiten Kraftübertragungselementes entsprechende Rastnuten ausgeführt, um das zweite Kraftübertragungselement in seinen Arbeitspositionen zu verriegeln.
Anhand einer Zeichnung wird die Erfindung nachstehend detailliert erläutert.
Es zeigt:
Fig. 1 zeigt den Aufbau eines Falzapparates schematisch. Eine über eine Trichterwalze 1 in einen Trichter 2 einlaufende Materialbahn wird dort längsgefalzt. Danach wird die längsgefalzte Materialbahn zwischen Zugwalzen 3 gepresst und gelangt von dort aus in einen Zylinderspalt 19, der zwischen den Umfangsflächen eines Schneid-/Sammelzylinders 4 und eines Falzzylinders 5 gebildet wird. Der Falzzylinder 5 rotiert im Uhrzeigersinn, der Schneid-/Sammelzylinder 4 entgegen des Uhrzeigersinnes; beide Zylinder besitzen gleiche Umfangsgeschwindigkeit, wobei sich die Durchmesser des Falzzylinders 5 und des Schneid-/Sammelzylinders 4 wie 2:1 verhalten.
Der Schneid-/Sammelzylinder 4 ist auf seinem Umfang einerseits mit einem Schneidmesser 6 versehen, während andererseits in unmittelbarer Nähe zum Schneidmesser 6 Punkturen 7 in die Mantelfläche des Schneid-/Sammelzylinders 4 eingelassen sind. Die Punkturen 7 bestehen aus nebeneinander angeordneten Punkturenstangen 21, die mittels Punkturenhebeln 8 an einer Lagerungswelle 9 aufgenommen sind. Der Falzzylinder 5 hingegen, in doppeltem Durchmesser ausgeführt, ist miteinander gegenüberliegenden Falzmesserwellen 10 ausgerüstet, die jeweils ein Falzmesser 11 aufnehmen. Um etwa 90o am Umfang des Falzzylinders 1 versetzt, sind Messerbalken 12 aus Kautschuk und zwei Punkturenreihen 13 aufgenommen. Diese wiederum befinden sich an den Enden von Punkturenhebeln 14, die ihrerseits an Punkturenwellen 15 gelagert sind.
Unterhalb des Falzzylinders 5 befindet sich ein Paar Falzwalzen 16, zwischen die - je nach Betriebsmodus des Falzapparates - einzelne Exemplare oder übereinanderliegende Exemplare durch die Falzmesser 11 eingestoßen werden. Die auf diese Art quergefalzten Produkte werden über ein Schaufelrad 17 auf einem Auslageband 18 ausgelegt.
In Fig. 2 ist die Funktionsweise des Schneid-/Sammelzylinders 4 im Betriebsmodus "Nicht-Sammeln" dargestellt.
Der in den Zylinderspalt 19 einlaufende Bahnbereich 20 wird von aus dem Falzzylinder 5 ausgefahrenen Punkturen ergriffen und am Umfang des Falzzylinders 5 gehalten. Nach einer halben Zylinderumdrehung des Falzzylinders 5 fahren die Punkturen wieder in den Falzzylinder 5 ein und der Bahnbereich 20 wird durch einen Schnitt zwischen Schneidmesser 6 und Messerbalken 12 zu einem abgetrennten Exemplar 20'. Durch ein Falzmesser 11, welches an einer Falzmesserwelle 10 aufgenommen ist, wird das abgetrennte Exemplar 20' zwischen zwei Falzwalzen 16 eingestoßen und die ausgefahrenen Punkturen 13 ergreifen von neuem einen herangeführten Bahnbereich 20. So erhält das Exemplar 20' einen quer zum im Trichter 2 erzeugten Längsfalz verlaufenden weiteren Falz. Dann gelangen die Exemplare 20' in die Taschen des Schaufelrades 17, von dem sie auf das Auslageband 18 ausgelegt werden. Im hier skizzierten Produktionsmodus "Nicht-Sammeln" sind die Punkturen 7 außer Funktion, sie verbleiben in der Mantelfläche des Schneid-/Sammelzylinders 4 eingefahren.
Die Funktionsweise im Betriebsmodus "Sammeln" ist in den Fig. 3a, 3b, 3c dargestellt.
In der Darstellung gemäß Fig. 3a wird ein in den Zylinderspalt 19 einlaufender - hier gestrichelt dargestellter - Bahnbereich 22 von ausgefahrenen Punkturen 7 am Schneid-/Sammelzylinder 4 ergriffen. Die Punkturen 13a und 13b des doppeltgroßen Falzzylinders 5 verbleiben in ihrer eingefahrenen Position.
Im in Fig. 3b gezeigten Zustand hat sich der Falzzylinder 5 um eine halbe Umdrehung gedreht, während der Schneid-/Sammelzylinder 4 eine ganze Umdrehung ausgeführt hat. Dabei ist der gestrichelt gezeichnete Bahnbereich 22 komplett auf dem Umfang des Schneid-/Sammelzylinders 4 aufgenommen und wird nach dem Schnitt als Exemplar 22' bezeichnet. Zu diesem Zeitpunkt, unmittelbar nach dem Schnitt des Schneidmessers 6, fahren die Punkturen 7, die über Punkturenhebel 8 an einer Lagerungswelle 9 aufgenommen sind, in den Umfang des Schneid-/Sammelzylinders 4 zurück und geben somit das Exemplar 22' frei. Dieses wird unmittelbar danach zusammen mit dem neu ankommenden Bahnbereich 23 von ausgefahrenen Punkturen 13b ergriffen. Durch diesen "Punkturenwechsel" werden der Bahnbereich 23 und das Exemplar 22' übereinanderliegend am Umfang des Falzzylinders 5 fixiert, bis dieser eine halbe Umdrehung ausgeführt hat. In diesem Augenblick wird der Bahnbereich 23 durch einen Schnitt des Schneidmessers 6 mit dem Messerbalken 12 abgetrennt. Die die Exemplare 22' und 23' fixierenden Punkturen 13b fahren zurück in den Falzzylinder 5, bevor, wie Fig. 3c zu entnehmen ist, eines der Falzmesser 11 die übereinanderliegenden Exemplare 22' und 23' in den Spalt zwischen den Falzwalzen 11 einstößt. Mit 24 ist ein anschließend in den Zylinderspalt 19 einlaufender Bahnbereich bezeichnet, der im Betriebsmodus "Sammeln" von ausgefahrenen Punkturenstiften 7 des Schneid-/Sammelzylinders 4 ergriffen wird.
In den Fig. 4a, b ist ein Längsschnitt durch einen Schneid-/Sammelzylinder samt eines Details der Lagerungswelle dargestellt.
Der Antrieb des Schneid-/Sammelzylinders 4 erfolgt durch ein Antriebsritzel 26 und wird über eine Antriebswelle mit Wellenfortsatz 35 übertragen. In einer Seitenwand 25 des Falzapparates ist eine Seitenwandbuchse 33 eingelassen, welche über Wälzlager das erste Kraftübertragungselement 29 abstützt. Dieses ist gleichzeitig von einem Wälzlager auf der Welle 35 des Schneid /Sammelzylinders 4 unterstützt. Am zylinderseitigen Ende des ersten Kraftübertragungselementes 29 ist ein Kurvenkörper 27 befestigt, der in einer Kurvenbahn 28 die Laufrollen 41 aufnimmt, mit welchen die Lagerungswellen 9 und damit die Punkturen 7, 21 aktivierbar sind.
An der Seitenwand 25 ist eine gehäusefeste Markierung 32 aufgenommen, welche mit der Zylindermarkierung 36 in Übereinstimmung bringbar ist. Fluchten beide Markierungen miteinander, sind die Punkturen 7 in die Mantelfläche des Schneid /Sammelzylinders 4 eingefahren.
Am ersten Kraftübertragungselement 29 sind zwei Krafteinleitungsstellen 29a, 29b vorgesehen, die als Innen- bzw. Außenverzahnung ausgeführt sind. Auf dem Wellenfortsatz 35 befindet sich eine Schiebeverzahnung 34, welche das zweite Kraftübertragungselement darstellt. Die Schiebeverzahnung 34 ist durch eine Verriegelung 30, die auf zwei Ringnuten 37, 38 einer Stellwelle 39 einwirkt, arretierbar; durch ein am Ende des Wellenfortsatzes 35 an der Stellwelle 39 aufgenommenes Handrad 31 ist die Schiebeverzahnung 34 koaxial zum ersten Kraftübertragungselement 29 betätigbar. Parallel zum Wellenfortsatz 35 ist in der Seitenwandbuchse 33 eine Stummelwelle aufgenommen, auf welcher eine mit zwei Verzahnungen 42, 43 vesehene Hülse aufgenommen ist. Die Schiebeverzahnung 34 ist sowohl mit der Verzahnung 43 als auch mit der Innenverzahnung 29b des ersten Kraftübertragungselementes 29 in Eingriff zu bringen, während die Verzahnung 42 andauernd mit der Außenverzahnung 29a des ersten Kraftübertragungselementes 29 kämmt.
Im in Fig. 4a gezeigten Zustand kämmt die Schiebeverzahnung 34 mit der Verzahnung 43. Dadurch leitet der Schneid-/Sammelzylinder 4 den Antrieb in die Verzahnung 43 ein. Von dieser fließt der Antrieb über die Verzahnung 42 mit kleinerem Durchmesser an die Außenverzahnung 29a des ersten Kraftübertragungselementes 29 und damit in den Kurvenkörper 27. Durch die Untersetzung der Verzahnung 42, 29a rotiert der Kurvenkörper 27 nur halb so schnell wie der Schneid-/Sammelzylinder 4, wodurch dessen Punkturen 7 nur bei jeder zweiten Umdrehung aus der Mantelfläche ausfahren und somit bei jeder zweiten Umdrehung ein Exemplar auf seinem Umfang gesammelt werden kann.
Die Fig. 5a, b geben einen Längsschnitt durch den Schneid-/Sammelzylinder 4 im Modus "Nicht-Sammeln" wieder. Der Unterschied zu Fig. 4a liegt in der anderen Arbeitsposition der Schiebeverzahnung 34. Vor der vorzunehmenden Umstellung auf diese Betriebsart, werden nach Fluchten der Markierungen 32 und 36 die Punkturen 7 in die Mantelfläche des Schneid-/Sammelzylinders 4 eingefahren. Dann wird die Verriegelung 30 betätigt, per Handrad 31 die Schiebeverzahnung 34 koaxial zum ersten Kraftübertragungselement 29 verschoben. In dieser Stellung ist die Schiebeverzahnung 34 durch die Verriegelung 30 und die Ringnut 38 arretiert. Nunmehr kämmt die Schiebeverzahnung 34 mit der Innenverzahnung 29b gleichen Teilkreisdurchmessers, wodurch sich ein Übersetzungsverhältnis von 1 gibt. Die Verzahnungen 42, 43 laufen leer mit, Kurvenkörper 27 und Schneid-/Sammelzylinder 4 rotieren mit derselben Umfangsgeschwindigkeit, die Punkturen 7 werden mithin nicht betätigt, wodurch keine Exemplare auf dem Umfang des Schneid-/Sammelzylinders 4 gesammelt werden, im Gegensatz zum Zustand in Fig. 4a.
Es leuchtet ein, daß nach dem geschilderten Prinzip auch andere Umfangsgeschwindigkeitsverhältnisse zwischen Schneid-/Sammelzylinder 4 und Kurvenkörper 27 realisiert werden können; dies hängt vom zur Verfügung stehenden Bauraum sowie von der Anzahl der Punkturenreihen auf dem Umfang und den Durchmesserverhältnissen zwischen Falzzylinder 5 und Schneid-/Sammelzylinder 4 ab.