[0001] Die Erfindung betrifft einen Falzschwertantrieb für eine Falzmaschine, mit einem
Falzschwert, das an einem Ende einer von einem pneumatischen Hubabtrieb für eine Auf-
und Abbewegung angetriebenen Antriebsstange angebracht ist, wobei der pneumatische
Hubantrieb einen Zylinder und einen in dem Zylinder auf- und abbewegbaren Kolben umfasst.
[0002] Aus der DE-PS 637 535 ist ein Falzschwertantrieb bekannt, an dessen Antriebsstange
ein Kolben angebracht ist, der in einem Saugzylinder verschiebbar geführt ist. Mit
dem Saugzylinder steht eine Saugleitung in Verbindung, die durch ein hinund herbewegbares
Absperrventil geöffnet bzw. abgesperrt werden kann. Das Absperrventil ist mit einem
Schnüffelkolben verbunden, der in einem Schnüffelzylinder auf- und abbewegbar geführt
ist. Der Schnüffelkolben wird nach oben bewegt, wenn eine dicht vor einem Bogenanschlag
vorgesehen Düse von einem Bogen abgedeckt wird. Hierdurch wird das Absperrventil geöffnet,
wodurch in dem Saugzylinder in Unterdruck erzeugt wird, der das Falzschwert nach unten
bewegt. Anschließend wird die Antriebsstange durch eine Rückstellfeder in die Ausgangsstellung
zurückbewegt.
[0003] Da der Kolben nur durch Unterdruck gegen die Rückstellkraft der Rückstellfeder abwärts
bewegt wird, um einen Bogen zwischen zwei Falzwalzen einzuschlagen, und die Aufwärtsbewegung
nur durch die Rückstellfeder bewerkstelligt wird, ist die Geschwindigkeit des Falzschwertes
sowohl bei der Abwärtsbewegung, als auch bei der Aufwärtsbewegung gering, so dass
kein exaktes Einschlagen eines Bogens zwischen den Falzwalzen gewährleistet ist. Aufgrund
der langsamen Aufwärtsbewegung kann die zwischen dem Bogen und dem Falzschwert vorhandene
Reibung eine sichere Bogenübergabe beeinträchtigen.
[0004] Die DE-PS 628 026 beschreibt einen Falzschwertantrieb, bei dem das Falzschwert mit
dem Kolben einer Schnüffelvorrichtung verbunden ist, der beim Verschließen einer Steuersaugöffnung
durch einen an einen Vorderanschlag herangeführten Bogen infolge einer in einer Saugleitung
erzeugten Spannung zusammen mit dem Falzschwert so bewegt wird, dass das Falzschwert
den Bogen zwischen Falzwalzen einschlägt.
[0005] In der EP 0 987 210 A2 ist ein Falzschwertantrieb offenbart bei dem das Falzschwert
an einem Ende einer von einem pneumatischen Hubantrieb für eine Aufund Abbewegung
angetrieben Antriebsstange angebracht ist. Der pneumatische Hubantrieb steht über
eine Saugleitung und ein Schaltventil mit einem Unterdruckerzeuger so in Verbindung,
dass die Antriebsstange bei geöffnetem Schaltventil durch Unterdruck nach unten bewegt
wird. Außerdem ist eine Rückstallvorrichtung vorgesehen, die die Antriebsstange bei
geschlossenem Schaltventil nach oben bewegt.
[0006] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, mit konstruktiv einfachen Mitteln einen
Falzschwertantrieb zu schaffen, der ein exaktes Falzen eines Bogens gewährleistet.
[0007] Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen Falzschwertantrieb mit den Merkmalen
des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Falzschwertantriebes
sind Gegenstand der Patentansprüche 2 bis 9.
[0008] Aufgrund der erfindungsgemäßen Ausgestaltung kann der Kolben zur Auf- und Abbewegung
des Falzschwertes jeweils mit Überdruck beaufschlagt werden. Es sind daher sehr hohe
Drücke möglich, wodurch eine hohe Falzschwertgeschwindigkeit erreicht wird. Hierdurch
wird die Falzqualität erhöht.
[0009] Vorzugsweise weist die Ventileinrichtung ein erstes Schaltventil und ein zweites
Schaltventil auf, wobei die erste Leitung über das erste Schaltventil mit dem Überdruckerzeuger
verbindbar ist, und die zweite Leitung über das zweite Schaltventil mit dem Überdruckerzeuger
verbindbar ist
[0010] Als Ventileinrichtung kann jedoch auch ein 5/2-Wegeventil verwendet werden.
[0011] Wenn der Kolben beim Arbeitshub und beim Rückhub jeweils gleichzeitig mit Überdruck
und Unterdruck beaufschlagt wird, kann das Falzschwert mit noch höherer Geschwindigkeit
bewegt werden, so dass ein exakte Bogenübergabe gewährleistet wird. Durch entsprechende
Schaltungen der Schaltventile ist es möglich, den Geschwindigkeitsverlauf des Falzschwertes
bedingt zu steuern. Wenn beispielsweise die Schaltventile umgeschaltet werden, bevor
der Kolben seine jeweilige Endstellung erreicht, ist es möglich, den Aufprall des
Kolbens ohne zusätzliche Dämpfungselemente zu verringern, wodurch die Geräuschentwicklung
in hohem Maße reduziert wird.
[0012] Vorzugsweise können die Schaltventile so schaltbar sein, dass die erste Leitung mit
dem Unterdruckerzeuger in Verbindung steht, wenn die zweite Leitung mit dem Überdruckerzeuger
verbunden ist, oder die erste Leitung mit dem Überdruckerzeuger in Verbindung steht,
wenn die zweite Leitung mit dem Unterdruckerzeuger verbunden ist. Für eine entsprechende
Steuerung kann eine Steuereinrichung sehr einfach aufgebaut sein.
[0013] Wenn die Schaltventile von Magnetventilen gebildet werden, die mit einer Steuereinrichtung
verbunden sind, ist es möglich, die Magnetventile so zu schalten, dass ein optimaler
Geschwindigkeitsverlauf erreicht wird.
[0014] Höhere Geschwindigkeiten des Falzschwerts können erreicht werden, wenn die Antriebsstange
oberhalb und unterhalb des Zylinders in einem Gleitlager mit einem Spiel von ungefähr
0,015 bis 0,1 mm gelagert ist und in der Außenfläche des Kolbens eine Umfangsnut ausgebildet
ist, in der eine Dachmanschettendichtung schwimmend gelagert ist, die an der Zylinderinnenwand
angreift. Hierdurch werden die Reibungsverluste in hohem Maße verringert, wobei eine
Luftleckage in Kauf genommen wird.
[0015] Für eine Aufpralldämpfung können oberhalb und unterhalb des Kolbens Dämpfungselemente
vorgesehen sein, die die Kolbenstange umgeben.
[0016] Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachstehend anhand der beigefügten Figur
näher erläutert, die eine teilweise geschnittene Seitenansicht des Falzschwertantriebs
zeigt.
[0017] Der in der Figur gezeigte Falzschwertantrieb 10 umfasst einen oberen Gehäuseblock
12 und einen unteren Gehäuseblock 14 zwischen denen ein Antriebszylinder 16 angeordnet
ist. Durch den Antriebszylinder 16 geht koaxial eine Antriebsstange 18 hindurch, die
sich durch den oberen Gehäuseblock 12 und durch den unteren Gehäuseblock 14 erstreckt,
und in diesen in Gleitlagern 20 bzw. 22 geführt ist, wobei das Spiel zwischen der
Antriebsstange und dem jeweiligen Gleitlager 20 bzw. 22 0,015 bis 0,1 mm beträgt.
Am unteren Ende der Antriebsstange 18 ist auf bekannte Weise ein Falzschwert 24 angeordnet.
Innerhalb des Antriebszylinders ist ein Kolben 26 angeordnet, der an der Antriebsstange
18 befestigt ist. Zwischen dem Außenumfang des Kolbens 26 und dem Innenumfang des
Antriebszylinders 16 ist ein geringes Spiel vorhanden. Außerdem ist in dem Außenumfang
des Kolbens 26 eine Umfangsnut 28 ausgebildet, in der eine Dachmanschettendichtung
30 so schwimmend gelagert ist, dass sie mit ihrer Spitze die Innenwand des Antriebszylinder
16 berührt. An die Oberseite und die Unterseite des Kolbens 26 grenzt jeweils ein
Dämpfungselement 32 bzw. 34 an, das den Aufprall des Kolbens 26 in den Endstellungen
dämpft. Zwischen dem Kolben 26 und dem unteren Zylinderboden 36 ist eine die Antriebsstange
18 umgebende Rückstellfeder 38 angeordnet.
[0018] Der obere Gehäuseblock 12 weist an seinem in der Figur rechten Ende eine vertikale
Anschlussfläche 40 auf. In die Anschlussfläche 40 münden eine obere Horizontalbohrung
42 und eine untere Horizontalbohrung 44, die in dem oberen Gehäuseblock 12 ausgebildet
sind. In die Mündung der oberen Horizontalbohrung 42 ist ein Anschlussnippel 46 für
einen Anschluss einer Unterdruckeinrichtung (nicht gezeigt) geschraubt, während in
die Mündung der unteren Horizontalbohrung 44 ein Anschlussnippel 48 für einen Anschluss
einer Überdruckeinrichtung (nicht gezeigt) eingeschraubt ist. An dem oberen Gehäuseblock
12 ist eine senkrecht zu der Anschlussfläche 40 verlaufende horizontale Ventilanschlussfläche
50 vorgesehen, an der ein erstes Magnetventil 52 und ein zweites Magnetventil 54 durch
Verschraubung befestigt sind. Jedes Magnetventil 52, 54 weist einen Ventilkörper 56
bzw. 57 auf, in dem ein Ventilkolben 58 bzw. 59 koaxial verschiebbar angeordnet ist,
wobei jeder Ventilkolben 58, 59 durch eine entsprechende Ventilfeder 60 bzw. 61 in
Richtung der Ventilanschlussfläche 50 so vorgespannt ist, dass der Kolben 58 bzw.
59 an der Ventilanschlussfläche 50 anliegt, wenn das Magnetventil 52 bzw. 54 nicht
betätigt wird. Die Ventilkolben 58, 59 werden jeweils von einem Ventilraum 62, 63
umgeben. In der oberen Stirnseite jedes Magnetventils 52, 54 ist jeweils eine Durchgangsöffnung
64, 65 koaxial zum Ventilkörper 56 bzw. 57 angeordnet, die mit dem Ventilraum 62 bzw.
63 in Verbindung steht. In dem Gehäuseblock 12 ist außerdem eine erste Verbindungsbohrung
68 vorgesehen, die mit der unteren Horizontalbohrung 44 in Verbindung steht und unterhalb
des Ventilkolbens 59 in die Ventilanschlussfläche 50 mündet. Auf ähnliche Weise ist
in dem oberen Gehäuseblock 12 eine zweite Verbindungsbohrung 70 ausgebildet, die mit
der oberen Horizontalbohrung 42 in Verbindung steht und unterhalb des Ventilkolbens
58 in die Ventilanschlussfläche 50 mündet. Außerdem ist eine Anschlussleitung 72 vorgesehen,
die mit ihrem einen Ende an der Ventilanschlussfläche 50 neben der zweiten Verbindungsbohrung
70 in den Ventilraum 62 des Magnetventils 54 und mit ihrem anderen Ende in den Zylinderboden
36 unterhalb des Kolbens 26 mündet. Eine weitere Anschlussleitung 74 mündet mit ihrem
einen Ende neben der ersten Verbindungsbohrung 68 an der Ventilanschlussfläche 50
in den Ventilraum 63 des Magnetventils 52 und mit ihrem anderen Ende in die Zylinderdecke
76 des Antriebszylinders 16 oberhalb des Kolbens 26. Das dem Anschlussnippel 46 abgewandte
Ende der oberen Horizontalbohrung 42 steht über eine Verbindungsleitung 78 mit der
Durchgangsöffnung 64 des Magnetventils 52 in Verbindung, während das dem Anschlussnippel
48 abgewandte Ende der unteren Horizontalbohrung 44 über eine weitere Verbindungsleitung
80 mit der Durchgangsöffnung 65 in Verbindung steht.
[0019] Die Magnetventile 52, 54 sind über Kontakteinrichtungen 82, 84 mit einer Steuereinrichtung
(nicht gezeigt) elektrisch verbunden.
[0020] In der Figur ist das Falzschwert 24 in seiner obersten Stellung gezeigt, in der sich
auch der Kolben 26 in seiner obersten Stellung befindet. In dieser Stellung sind die
Magnetventile 52, 54 nicht betätigt, so dass die Ventilkolben 58, 59 an der Ventilanschlussfläche
50 anliegen und die Verbindungsbohrungen 68, 70 verschließen. Der an dem Anschlussnippel
48 angeschlossen Überdruckerzeuger (nicht gezeigt) steht über die untere Horizontalbohrung
44, die Verbindungsleitung 80, die Durchgangsöffnung 65, den Ventilraum 62, und die
Anschlussleitung 72 mit dem Raum des Arbeitszylinders 16 unterhalb des Kolbens 26
in Verbindung. Der mit dem Anschlussnippel 46 verbundene Unterdruckerzeuger (nicht
gezeigt) steht über die obere Horizontalbohrung 42, die Verbindungsleitung 78, die
Durchgangsöffnung 64, den Ventilraum 63 und die Anschlussleitung 74 mit dem Raum des
Arbeitszylinders 16 oberhalb des Kolbens 26 in Verbindung, so dass der Kolben 26 durch
den unter ihm vorhandenen Überdruck und den über ihm vorhandenen Unterdruck in seiner
obersten Endstellung gehalten wird.
[0021] Wenn das Falzschwert 24 in seine unterste Stellung bewegt werden soll, werden beide
Magnetventile 52, 54 betätigt, so dass die Ventilkolben 58, 59 nach oben bewegt werden
und die Durchgangsöffnungen 64, 65 verschließen. Wenn sich die Ventilkolben 58, 59
in dieser Stellung befinden, steht die obere Horizontalbohrung 42 über die Verbindungsbohrung
70 mit dem Ventilraum 62 in Verbindung, so dass über die Anschlussleitung 72 unter
dem Kolben 26 ein Unterdruck angelegt wird. Der Ventilraum 63 des Magnetventils 54
steht über die erste Verbindungsbohrung 68 und die untere Horizontalbohrung 44 mit
dem Überdruckerzeuger in Verbindung, so dass über die Anschlussleitung 74 ein Überdruck
oberhalb des Kolbens 26 in dem Arbeitszylinder 16 angelegt wird. Aufgrund des Unterdrucks
unterhalb des Kolbens 26 und des Überdruck oberhalb des Kolbens 26 wird der Kolben
mit hoher Geschwindigkeit zusammen mit der Antriebsstange 18 und dem Falzschwert 24
in seine unterste Endstellung bewegt.
[0022] Wenn anschließend die Magnetventile 52, 54 umgeschaltet werden, bewegen sich die
Ventilkolben 58, 59 wieder in die in der Figur gezeigte Stellung, in der sie die Verbindungsbohrungen
68, 70 schließen, so dass unterhalb des Kolbens 26 ein Überdruck und oberhalb des
Kolbens 26 ein Unterdruck herrscht, wodurch der Kolben 26 zusammen mit der Antriebsstange
18 und dem Falzschwert 24 mit hoher Geschwindigkeit in die obere Endstellung bewegt
wird.
[0023] Wenn der Unterdruckerzeuger und der Überdruckerzeuger abgeschaltet sind, wird der
Kolben 26 durch die Rückstellfeder 34 in seiner oberen Endstellung gehalten.
[0024] Bei der beschriebenen Ausführungsform werden zwei Schaltventile 52, 54 als Ventileinrichtung
verwendet. Es ist jedoch auch möglich anstelle der zwei Schaltventile ein 5/2 Wegeventil
zu verwenden.
[0025] Darüber hinaus können ausreichend gute Falzgeschwindigkeiten auch dann erreicht werden,
wenn der Kolben 26 für die Bewegung in die beiden Endstellungen nur mit Überdruck
auf der entsprechenden Seiten beaufschlagt wird. In diesem Fall kann auf einen Unterdruckerzeuger
verzichtet werden.
1. Falzschwertantrieb für eine Falzmaschine, mit einem Falzschwert (24), das an einem
Ende einer von einem pneumatischen Hubantrieb für eine Auf- und Abbewegung angetriebenen
Antriebsstange (18) angebracht ist, wobei
- der pneumatische Hubantrieb einen Zylinder (16) und einen in dem Zylinder (16) auf-
und abbewegbaren Kolben (26) umfasst,
- eine erste Leitung (72) mit dem Zylinder (16) unterhalb des Kolbens (26) verbunden
ist, die über eine Ventileinrichtung mit einem Überdruckerzeuger zur jeweiligen Aufbewegung
des Falzschwertes (24) verbindbar ist,
- eine zweite Leitung (74) mit dem Zylinder (16) oberhalb des Kolbens (26) verbunden
ist, die über die Ventileinrichtung mit dem Überdruckerzeuger zur jeweiligen Abbewegung
des Falzschwertes (24) verbindbar ist.
2. Falzschwertantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventileinrichtung ein erstes Schaltventil (54) und ein zweites Schaltventil (52)
aufweist , wobei die erste Leitung (72) über das erste Schaltventil (54) mit dem Überdruckerzeuger
verbindbar ist, und die zweite Leitung (74) über das zweite Schaltventil (52) mit
dem Überdruckerzeuger verbindbar ist.
3. Falzschwertantrieb nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass
die erste Leitung (72) über die Ventileinrichtung wahlweise mit einem Unterdruckerzeuger
oder dem Überdruckerzeuger verbindbar ist, und die zweite Leitung (74) über die Ventileinrichtung
wahlweise mit dem Unterdruckerzeuger oder dem Überdruckerzeuger verbindbar ist.
4. Falzschwertantrieb nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass
die Schaltventile (52, 54) so schaltbar sind, das die erste Leitung (72) mit dem Unterdruckerzeuger
in Verbindung steht, wenn die zweite Leitung (74) mit dem Überdruckerzeuger verbunden
ist, oder die erste Leitung (72) mit dem Überdruckerzeuger in Verbindung steht, wenn
die zweite Leitung (74) mit dem Unterdruckerzeuger verbunden ist.
5. Falzschwertantrieb nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltventile von Magnetventilen (52, 54) gebildet werden, die mit einer Steuereinrichtung
verbunden sind.
6. Falzschwertantrieb nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebsstange (18) oberhalb und unterhalb des Zylinders (16) in einem Gleitlager
(20, 22) mit Spiel gelagert ist.
7. Falzschwertantrieb nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Spiel 0,015 bis 0,1 mm beträgt.
8. Falzschwertantrieb nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in der Außenfläche des Kolbens (26) eine Umfangsnut (28) ausgebildet ist, in der
eine Dachmanschettendichtung (30) schwimmend gelagert ist.
9. Falzschwertantrieb nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass oberhalb und unterhalb des Kolbens (26) Dämpfungselemente (32, 34) vorgesehen sind,
die die Antriebstange (18) umgeben.