Die Erfindung liegt auf dem Gebiet der Weiterverarbeitung von Druckereiprodukten und betrifft eine Vorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und ein Verfahren nach dem Oberbegriff des Anspruchs 14.

Als Bogen wird im Folgenden ein flacher, flexibler Gegenstand bezeichnet, der sich im Wesentlichen in zwei Raumrichtungen ausdehnt, während die Ausdehnung in die dritte Raumrichtung relativ dazu gering ist. Der Bogen hat in der Regel eine rechteckige Grundform, wobei andere Formen auch denkbar sind. Es können mehrere flächige Gegenstände übereinander liegen. Der Gegenstand kann auch bereits einmal oder mehrmals gefalzt sein. Der Einfachheit halber werden alle Gegenstände, die gemäss der Erfindung weiterverarbeitet, insbesondere gefalzt, werden, als Bogen bezeichnet.

Zum Falzen von einzelnen Bogen oder von einem kontinuierlichen Bahnmaterial sind verschiedene Typen von Falzmaschinen bekannt:

• Beim Taschenfalz (Stauchfalz) wird ein Bogen durch ein Einzugswalzenpaar eingezogen und in eine Falztasche eingeführt. Er läuft bis zum Anschlag der Tasche und stösst dort an. Da er gleichzeitig weitertransportiert wird, bildet sich im Stauchraum eine Falte, die von zwei rotierenden Falzwalzen erfasst und gebrochen wird. Dadurch wird der gefalzte Bogen aus dem Falzwerk heraustransportiert. Der Falz wird senkrecht zur Bewegungsrichtung des Bogens erstellt. Eine der Falzwalzen kann auch als Einzugswalze dienen.

Beim Schwertfalz (Messerfalz) wird der Bogen von Transportbändern bis zu einem Anschlag gefördert, so dass er über zwei Falzwalzen zu liegen kommt. Mit einem Falzschwert wird er zwischen die beiden Falzwalzen geschlagen, die dann den Falzbruch erzeugen und den Bogen nach unten ausschleusen.

Beim Trichterfalz werden Bogen bzw. eine kontinuierliche Bahn über einem Falztrichter gefaltet, zwischen zwei gegenläufig rotierende Falzwalzen geführt und dort gefalzt.

Beim Falzklappenprinzip läuft eine Papierbahn auf einen Sammelzylinder und wird mit einem Schneidzylinder quer geschnitten. In der Falzposition werden die Bogen von dem in den Sammelzylinder integrierten Falzmesser zwischen die einander gegenüberliegenden Falzklappen des angrenzenden Falzklappenzylinders gestossen und gefalzt. Anschliessend gelangen die Falzbogen über ein Auslagerad in die Schuppenauslage.

Bei Trichterfalzvorrichtungen ist bekannt, die Papierbahn bzw. die einzelnen Bogen vor dem Falzen an der Stelle des vorgesehenen Falzes zu rillen. Die Rilleinrichtung umfasst ein Rad, welches kontinuierlich auf die Bahn bzw. die Bogen einwirkt und eine Rille in Förderrichtung des Bogens bzw. der Bahn herstellt. Dies ist beispielsweise in der WO 2011/014968 beschrieben.

Aus der DE-B 10 2008 002 229 ist eine Falzklappenvorrichtung bekannt, bei welcher eine endlose Papierbahn mit einer Rilleinrichtung quer zur Förderrichtung gerillt wird. Die Rilleinrichtung umfasst zwei gegenläufig angetriebene Walzen, von denen eine das Rillmesser und die andere ein Gegenelement trägt. Rillmesser und Gegenelement sind in Richtung der Achse der Walzen orientiert.

Bei Taschenfalzvorrichtungen ist beispielsweise aus der US 3,729,186 oder der EP-A 2 149 530 bekannt, die Bogen vor bzw. nach dem Querfalzen durch Anbringen einer Perforation oder Rille, die in Förderrichtung und damit senkrecht zur vorgesehenen Falzlinie verläuft, vor- bzw. nachzubehandeln. Das Rillen beeinflusst die Qualität des Falzes daher nicht, sondern dient der einfacheren Weiterverarbeitung, z.B. zum nachfolgenden Kreuzfalzen.

Die EP-B 1331 105 offenbart ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung von gehefteten Broschüren. Einzelne Bogen oder Stapel solcher Bogen werden während der Förderung entlang der vorgesehenen Falt- und Heftlinie gerillt. Zum Rillen ist ein Rollenpaar vorhanden. Die Achsen der Rollen sind senkrecht zur Förderrichtung orientiert. Eine der Rollen hat entlang ihres Umfangs einen Vorsprung, die andere eine Vertiefung. Die Rollen rollen aufeinander ab und können den Bogen zwischen sich aufnehmen. Die Rille verläuft daher in Förderrichtung und senkrecht zur vorlaufenden Kante des Bogens. Auf einem Sattel durchläuft der gerillte und dadurch auch V-förmig verformte Bogen die Heftstation. Anschliessend wird die Förderrichtung um 90° geändert, so dass die ursprüngliche Vorlaufkanten nun parallel und die gerillte Linie senkrecht zur geänderten Förderrichtung orientiert ist. Der Bogen wird dann entlang der vorgerillten Linie gefaltet. Diese Vorrichtung ist aufgrund der notwendigen Richtungsänderung nur für geringe Verarbeitungsraten geeignet. Sie sind insbesondere für die Produktion von Zeitungen, Zeitschriften und anderen Druckereierzeugnissen mit Verarbeitungsraten im Bereich von mehreren Zehntausend Exemplaren pro Stunde ungeeignet.

Die US 2010/0304945 offenbart eine Taschenfalzvorrichtung, bei der mit einer Rilleinrichtung eine Rille an der vorgesehenen Falzposition, d.h. quer zur Förderrichtung der Bogen, hergestellt wird. Dazu wird der Bogen nach Einführung in die Falzvorrichtung mit einem Rillrad gerillt, das an quer über den Bogen bewegt wird. Dies ist nicht während der Förderung der Bogen möglich, sondern der Bogen muss so gestoppt werden, dass sich das Rillrad an der Stelle des vorgesehenen Falzes befindet und dort die Querbewegung ausführen kann. Derartige Vorrichtungen sind daher nur für sehr kleine Verarbeitungsraten geeignet. Sie sind insbesondere für die Produktion von Zeitungen, Zeitschriften und anderen Druckereierzeugnissen mit Verarbeitungsraten im Bereich von mehreren Zehntausend Exemplaren pro Stunde ungeeignet.

Die WO 2006/056580 A1 beschreibt eine Rill-Falz-Maschine für Papierbogen. Die Maschine enthält in Serie hintereinander angeordnet eine Zufuhreinheit zum Zuführen der Bogen entlang eines Zufuhrpfades, eine Rilleinheit und eine Falzeinheit.

Die US 2003/092551 beschreibt eine Bogenbearbeitungsmaschine mit einem Rillwerkzeug und einer Falzeinrichtung zum Falzen der Bogen.

Die DE 102 20 550 A1 beschreibt ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Weiterverarbeitung von gedruckten Bogen zur Herstellung von mehrblättrigen Druckendprodukten. Die gedruckten Bögen werden in einem Arbeitsgang zuerst gefalzt, dann zusammengetragen und abschliessend geheftet oder gebunden.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Bearbeitungsvorrichtung für Bogen mit einer Taschenfalzvorrichtung derart weiterzuentwickeln, dass auch bei hohen Verarbeitungsraten im Bereich von mehreren Zehntausend Exemplaren pro Stunde eine optimale Falzqualität erreicht wird.

Die Aufgabe wird gelöst durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen von Anspruch 1 und durch ein Verfahren mit den Merkmalen von Anspruch 14. Weitere vorteilhafte Ausführungsformen sind in den abhängigen Ansprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen dargestellt.

Die erfindungsgemässe Vorrichtung dient zum Verarbeiten von Bogen aus Papier oder einem anderen flexiblen Material, insbesondere von einzelnen oder als Stapel zusammengetragenen Bogen. Sie umfasst eine Zufördereinrichtung zum Fördern der Bogen in einer Förderrichtung mit einem Abstand zueinander. Es ist ein Falzaggregat vorhanden, das stromabwärts von der Zuförderreinrichtung angeordnet ist. Das Falzaggregat ist ein Taschenfalzaggregat zur Herstellung wenigstens eines Falzes, der quer zur Förderung orientiert ist. Ausserdem ist eine Rilleinrichtung vorhanden, die imstande ist, den Bogen vor dem Falzen und während der Förderung an der Stelle des vorgesehenen Falzes quer zur Förderrichtung zu rillen. Durch die Erfindung gelingt auch bei Taschenfalzaggregaten die Herstellung eines Querfalzes mit einer Qualität, die durch das vorherige Rillen verbessert ist. Dabei erfolgt das Rillen während der Förderung, also ohne Anhalten des Bogens bzw. ohne Unterbrechung der Bewegung entlang des Förderwegs. Somit können die hohen Verarbeitungsraten aufrecht erhalten werden.

Das erfindungsgemäss Verfahren umfasst folgende Schritte: Fördern der Bogen mit einem Abstand zueinander oder in einer Schuppenformation in einer Förderrichtung entlang eines Förderwegs. Zuführen der Bogen zu einem Falzaggregat, welches ein Taschenfalzaggregat ist. Herstellung wenigstens eines Falzes, der quer zur Förderrichtung verläuft. Erfindungsgemäss wird der Bogen vor dem Falzen an der Stelle des vorgesehenen Falzes quer zur Förderrichtung mit einer Rilleinrichtung gerillt, während der Bogen entlang des Förderwegs weitergefördert wird.

Das Verfahren und die Vorrichtung sind insbesondere zum Falzen hochwertiger Druckereiprodukte geeignet, z.B. Druckereiprodukten auf stabilerem Papier und/oder solchen im Hochglanzdruck. Bei solchen Produkten entstehen ohne vorgängige Rillung häufig Falten im Bereich des Falzes, oder Druckfarbe platzt beim Falzen ab. Durch die Rillung wird das Papier mechanisch vorbehandelt, indem die Fasern im Bogen gebrochen werden, so dass das anschliessende Falzen ohne Qualitätseinbussen am Bogen erfolgen kann. Das Rillen ist ein kontrolliertes Brechen von Fasern im Bogen, so dass beim anschliessenden Falzen des bedruckten Bogens der Farbauftrag nicht abgelöst wird.

Die Bogen werden durch die Zufördereinrichtung dem Falzaggregat zugeführt. Die Bogen kommen beispielsweise direkt von einer Druckmaschine oder aus einem Zwischenspeicher, z.B. einem Stapel oder einem Wickel. Die Zufördereinrichtung ist vorzugsweise ein Bandförderer, auf dem die Bogen liegend gefördert werden. Der Förderweg verläuft in der Regel in einer Ebene, z.B. in der Ebene des Förderbands des Bandförderers, kann aber auch gekrümmte Abschnitte aufweisen, z.B. im Eingangsbereich des Falzaggregats.

Die Orientierung der Kanten des Bogens relativ zur Förderrichtung bleibt während der Bearbeitung gleich. Eine Bogenkante, die zu Beginn des Verfahrens vorlaufend war, bleibt also stets senkrecht zur aktuellen Förderrichtung. Ebenso verläuft die gerillte Linie stets senkrecht zur aktuellen Förderrichtung. Davon ausgenommen ist eine etwaige Weiterverarbeitung nach dem Falzen. Hierbei können andere Orientierungen gewählt werden, z.B. nach Übergabe des Bogens in Greifer oder andere Zwischenförderer und Weiterverarbeitungseinrichtungen.

Die Rilleinrichtung wird getaktet betrieben und wirkt intermittierend auf den Bogen ein. Ihre Funktion ist mit dem Vorschub (Lage und Fördergeschwindigkeit) der Bogen synchronisiert, so dass die Rille an der Stelle des vorgesehenen Falzes erzeugt wird.

Die Rilleinrichtung ist in das Falzaggregat integriert.. Vorzugsweise hat das Rillwerkzeug beim Einwirken auf den Bogen eine Bewegungskomponente in Förderrichtung, insbesondere mit derselben Bahngeschwindigkeit wie der Bogen, so dass der Bogen nicht angehalten werden muss bzw. beim Rillen nicht beschädigt wird.

Das Taschenfalzaggregat umfasst wenigstens drei Walzen sowie eine Falztasche mit einem vorzugsweise verstellbaren Anschlag. Wenigstens jeweils zwei der Walzen kooperieren als Falzwalzen bzw. Einzugswalzen miteinander.

Die Rilleinrichtung bzw. deren Rillwerkzeug ist in wenigstens eine der Walzen des Taschenfalzaggregats integriert. Vorzugsweise ist sie in wenigstens eine der Walzen integriert, die als Einzugswalze wirkt. Dies hat den Vorteil, dass sowieso vorhandene Komponenten wie die Einzugswalze als Träger für das Rillwerkzeug genutzt werden können. Die Vorrichtung kann daher mechanisch verhältnismässig einfach gestaltet werden. Ein weiterer Vorteil liegt darin, dass das Falzen unmittelbar nach dem Rillen stattfindet, ohne dass der Bogen dazwischen noch eine längere Wegstrecke zurücklegen muss. Das Risiko, dass sich der Bogen innerhalb des Falzaggregats verschiebt und daher die Lage der Rille und des Falzes nicht der Sollposition entspricht, wird vermindert.

Die Rilleinrichtung umfasst ein längliches Rillmesser, welches im Wesentlichen parallel zur Achse der zugeordneten Walze im Bereich der Mantelfläche der Walze angeordnet ist. Vorzugsweise ist auch ein Gegenwerkzeug vorgesehen, z.B. ein elastischer Bereich in einer weiteren Walze, die mit der Rill-Walze kooperiert.

Die Rill-Walze und die Walze mit dem Gegenwerkzeug sind vorzugsweise in einem Gehäuse des Falzaggregats so gelagert, dass ihre Positionen vertauscht werden können. Auf diese Weise kann eingestellt werden, ob die Rille an der Oberseite oder an der Unterseite des Bogens erzeugt wird.

Bei allen Varianten ist das Rillmesser länglich und senkrecht zur momentanen Förderrichtung der Bogen ausgerichtet. Bei rechteckigen Bogen ist es parallel zur vorlaufenden Kante bzw. senkrecht zu den Seitenkanten ausgerichtet. Das Rillmesser wirkt zu einem Zeitpunkt auf die gesamte Breite des Bogens, so dass die Förderung nicht unterbrochen werden muss. An einem rotierenden Körper gelagerte Rillmesser haben stets auch eine Bewegungskomponente parallel zur Förderrichtung, was unter Umständen bei hohen Fördergeschwindigkeiten Vorteile hat.

Die Profile des Rillmessers und des Gegenwerkzeugs können nach den Anforderungen gewählt werden, z.B. V-förmig oder W-förmig.

Falls das Rillmesser in eine der Walzen des Taschenfalzaggregates integriert ist, ist es vorzugsweise relativ zur Mantelfläche beweglich angeordnet und steht je nach Drehlage der Walze aus der Mantelfläche hervor bzw. ist in oder hinter die Mantelfläche abgesenkt. So wird erreicht, dass das Messer möglichst nur am Ort der Bearbeitung aus der Mantelfläche hervorsteht und die Walze ansonsten eine Oberfläche ohne Vorsprünge hat. Auf diese Weise wird vermieden, dass das Messer an anderen Orten als am Ort der Bearbeitung auf Teile des um die Walze umgelenkten Bogens wirkt. Ausserdem werden Unwuchten, Schläge und frequenzabhängige Resonanzen vermindert, die bei hohen Umdrehungsgeschwindigkeiten auftreten können. Zum Versenken des Rillmessers hat die Mantelfläche vorzugsweise eine Aussparung. Das Rillmesser ist vorzugsweise exzentrisch in der Walze positioniert, insbesondere in der Mantelfläche. Es kann durch eine Steuerkulisse bewegt werden, die vorzugsweise eine exzentrisch zur Achse der Walze verlaufende Achse hat. Durch Einstellung der Exzentrizität der Achse der Steuerkulisse kann der Hub des Messers beeinflusst werden. Damit kann die Tiefe der Rille an unterschiedliche Anforderungen, z.B. unterschiedliche Materialien, angepasst werden. Die Walzen enthalten bevorzugt genau ein Rillmesser. Sie können aber auch zwei oder mehrere Rillmesser enthalten.

In einer Ausführungsform umfasst die Zufördereinrichtung eine Ausrichtevorrichtung mit wenigstens einem beweglichen Anschlag, an dem die Bogen während der Förderung ausgerichtet werden. Die Ausrichtevorrichtung stellt vorzugsweise einen definierten Abstand der Vorderkanten der Bogen bzw. einen definierten Takt, in dem die Bogen an das Falzaggregat übergeben werden, her. Dies ist insbesondere dann von Vorteil, wenn ein gemeinsamer Antrieb für die Ausrichtevorrichtung, die Rilleinrichtung und das Falzaggregat vorgesehen ist oder wenn diese Komponenten durch verschiedene Antriebe synchron angetrieben werden.

In der Regel sind mehrere Anschläge vorhanden, die in Förderrichtung einen bestimmten Abstand haben. Dieser Abstand gibt den Abstand der Vorlaufkanten vor. Je nachdem, ob die Länge der Bogen in Förderrichtung grösser oder kleiner als der Abstand der Anschläge ist, werden die Bogen dem Falzaggregat einzeln oder in einer Schuppenformation zugeführt.

Der Takt der Ausrichtevorrichtung entspricht vorzugsweise dem Takt der Rilleinrichtung. Besonders bevorzugt entspricht der Umfang der Walze, die das Rillmesser trägt, dem Abstand aufeinander folgender Anschläge der Ausrichtevorrichtung. Auf diese Weise wird erreicht, dass Rill-Walze und Ausrichtevorrichtung mit dem gleichen Antrieb angetrieben werden können und dass die Rille einen vorbestimmten, gleich bleibenden Abstand von der Vorderkante hat.

Die Ausrichtevorrichtung ist vorzugsweise relativ zum Falzaggregat in Förderrichtung verschiebbar. Bei gleich bleibender Fördergeschwindigkeit und Bahngeschwindigkeit des Rillmessers an der zugeordneten Walze kann so der Abstand der Rille von der Vorderkante angepasst werden. Dies dient beispielsweise zur Anpassung an unterschiedliche Bogenformate.

Die Zufördereinrichtung kann zusätzlich zur Ausrichtevorrichtung eine Auflagefläche und ein Förderband umfassen. Dabei ist das aktive Trum des Förderbands in der Auflagefläche angeordnet. Das Förderband wird mit einer höheren Geschwindigkeit als der wenigstens eine Anschlag der Ausrichtevorrichtung bewegt, so dass aufliegende Bogen in Förderrichtung gegen den Anschlag gefördert und dort ausgerichtet werden.

In einer Ausführungsform werden die Ausrichtevorrichtung und die Rilleinrichtung synchron miteinander angetrieben. Vorzugsweise wird auch das Falzaggregat synchron dazu angetrieben. In einer Variante ist ein gemeinsamer Antrieb für alle Komponenten vorhanden.

Der bzw. die Anschläge der Ausrichtevorrichtung definieren vorzugsweise eine Anschlagfläche, die auf eine Bogenkante wirkt und deren Orientierung relativ zur Förderrichtung einstellbar ist. Auf diese Weise kann die Orientierung der Bogen relativ zum Rillmesser genau eingestellt werden. Bevorzugt umfasst ein Anschlag dazu wenigstens zwei miteinander kooperierende Anschlagelemente, die gemeinsam die Anschlagfläche definieren und deren Lage relativ zueinander einstellbar ist, insbesondere auch während des Betriebs.

Gemäss einer Ausführungsform ist zwischen dem wenigstens einen Anschlag der Ausrichtevorrichtung und der Rilleinrichtung eine Phasenverschiebung zur Anpassung an unterschiedliche Abstände der Rillung von der Vorlaufkante des Bogens einstellbar.

Die Ausrichtevorrichtung arbeitet vorzugsweise auch nach dem Förderbandprinzip und umfasst beispielsweise wenigstens zwei parallele Bänder, die jeweils in gleichen Abständen Anschlagelemente tragen, z.B. aus der Auflagefläche nach oben ragende Nocken. Zum Anpassen der relativen Lage der jeweils miteinander kooperierenden Anschlagselemente werden die Bänder vorzugsweise über unterschiedliche Antriebswellen angetrieben.

Um die Lage jeweils zweier kooperierender Anschlagelemente einzustellen, ist vorzugsweise die Drehlage der Antriebswellen relativ zueinander einstellbar. Damit lässt sich die Orientierung der Anschlagfläche einstellen.

Die Drehlage einer Antriebswelle bzw. Phasenverschiebung zur anderen Antriebswelle kann durch Einwirken auf das zugeordnete Band, insbesondere durch Veränderung der Lage von dessen Umlenkungen, auch während des Betriebs verändert werden. Dies hat Vorteile, da nicht die gesamte Vorrichtung angehalten werden muss, um die Feinjustierung vorzunehmen.

Zur präzisen Übergabe der Bogen an das Falzaggregat ist vorzugsweise ein Übergabeförderer vorgesehen, der Teil der Zufördereinrichtung ist. Mit diesem werden die ausgerichteten Bogen ohne Änderung ihrer Orientierung relativ zur Förderrichtung zwischen der Ausrichtevorrichtung und dem Falzaggregat transportiert. Der Übergabeförderer ist insbesondere ein Vakuumförderer, an dessen Förderband die Bogen mittels Unterdruck fixiert werden.

Die hier beschriebene und in den Figuren gezeigte Ausrichtevorrichtung mit zwei Bändern und daran angeordneten Ausrichteelementen, deren Lage relativ zueinander durch Anpassung der Drehlagen der Antriebswellen eingestellt werden kann, kann auch in anderen Zuführeinrichtungen eingesetzt werden, in denen eine genaue Ausrichtung der geförderten Gegenstände wichtig ist. Sie ist nicht auf die hier beschriebenen Falzeinrichtungen bzw. Rill-Falzeinrichtungen beschränkt.

Die Vorrichtung kann mit weiteren Komponenten ergänzt werden:

• Stromabwärts vom Falzaggregat kann eine Wegfördereinrichtung angeordnet sein. Die Wegfördereinrichtung umfasst insbesondere einen Bandförderer.

Die Wegfördereinrichtung kann insbesondere am Ausgang des Falzaggregats angeordnet sein. An die Wegfördereinrichtung werden die gefalzten Bogen übergeben. Die Wegfördereinrichtung ist beispielsweise ein Bandförderer, auf dessen Förderband die Bogen einzeln oder in einer Schuppenformation abgelegt werden. Der Abstand der Bogen kann durch Anpassung der Fördergeschwindigkeit des wegfördernden Bandförderers eingestellt werden.

Gemäss dem erfindungsgemässen Verfahren kann ein End- oder Zwischenprodukt hergestellt werden, indem die gefalzten Bogen durch wenigstens einen der folgenden Prozesse:

• Zusammentragen
• Einstecken
• Sammeln

An die Wegfördereinrichtung oder direkt an den Ausgang des Falzaggregats können sich hierzu weitere Verarbeitungseinrichtungen anschliessen. Diese können zur Herstellung eines End- oder Zwischenprodukts aus dem gefalzten Bogen und weiteren flächigen Gegenständen, insbesondere Druckereiprodukten, dienen. Der gefalzte Bogen und die weiteren Gegenstände können aufeinander abgelegt werden (Zusammentragen), in geöffnetem Zustand rittlings aufeinander aufgesetzt werden (Sammeln) und/oder ineinander eingesteckt werden (Einstecken).

Anschliessend können weiterer Verarbeitungsschritte folgen, z.B. Leimen, Heften, Einstecken in ein gemeinsames Cover, Beschneiden, Einführen von Beilagen wie Warenproben oder separat erstellten Druckereiprodukten, Folieren.

Die Bearbeitungsvorrichtung mit ihren Basiskomponenten Zufördereinrichtung und Falzaggregat kann somit als Zuförderer für an sich bekannte Zusammentragvorrichtungen, Sammelvorrichtungen und Einsteckvorrichtungen für Druckereiprodukte dienen. Hierbei wird im Fluss und mit den hohen Verarbeitungsraten der nachfolgenden Vorrichtungen verarbeitet. Damit ist von der Druckmaschine bis zum Endprodukt im Prinzip keine Zwischenspeicherung der Gegenstände notwendig. Die Bogen können aber auch ab Stapel oder Wickel verarbeitet werden.

Auch ohne Rilleinrichtung oder auch mit abgeschalteter Rilleinrichtung kann die in dieser Anmeldung beschriebene Vorrichtung als Zuförderer für eine Weiterverarbeitungsvorrichtung, insbesondere für eine Zusammentragvorrichtung, eine Einsteckvorrichtung oder eine Sammelvorrichtung, eingesetzt werden. So kann beispielsweise auf die Rillung verzichtet werden, wenn die Beschaffenheit der Bogen eine ausreichende Falzqualität auch ohne Rillung ermöglicht.

Beispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und im Folgenden beschrieben. Es zeigen rein schematisch:

Fig. 1

Eine dreidimensionale Ansicht einer erfindungsgemässen Bearbeitungsvorrichtung mit einer Zufördereinrichtung und einem Falzaggregat beim Bearbeiten einzelner Bogen;

Fig. 2

eine dreidimensionale Ansicht einer Bearbeitungsvorrichtung gemäss Fig. 1 beim Bearbeiten von Bogen in einer Schuppenformation;

Fig. 3

eine Bearbeitungsvorrichtung gemäss Fig. 1 oder 2 in einer Ansicht senkrecht zur Förderrichtung (Seitenansicht);

Fig. 4

die Zufördereinrichtung der Bearbeitungsvorrichtung gemäss Fig. 1 oder 2 in Ansicht schräg von oben;

Fig. 5

die Zufördereinrichtung der Bearbeitungsvorrichtung gemäss Fig. 4 in Ansicht schräg von unten;

Fig. 6

das Falzaggregat der Bearbeitungsvorrichtung gemäss Fig. 1 oder 2 in Ansicht schräg von oben;

Fig. 7a-d

das Falzaggregat gemäss Fig. 6 und Teile der Zufördereinrichtung und Wegfördereinrichtung in Seitenansicht zu verschiedenen Zeitpunkten beim Bearbeiten von Bogen;

Fig. 8a+b

Schnitte durch die Rilleinrichtung zu zwei verschiedenen Zeitpunkten;

Fig. 9a+b

Schnitte durch eine Walze der Rilleinrichtung im Bereich des Rillmessers;

Fig. 10a+b

den Verstellmechanismus zur Anpassung des Hubs in verschiedenen Ansichten;

Fig. 11-13

eine erfindungsgemässe Vorrichtung mit verschiedenen Varianten der Weiterbearbeitung der gefalzten Bogen.

Fig. 1 zeigt eine dreidimensionale Ansicht einer erfindungsgemässen Bearbeitungsvorrichtung 1 mit einer Zufördereinrichtung 100 und einem Falzaggregat 200 beim Bearbeiten von Bogen 2, die einzeln mit einem Abstand untereinander gefördert werden. Die Bogen 2 können, wie eingangs erwähnt, auch Stapel von flachen Gegenständen und/oder bereits gefalzte Gegenstände sein.

Fig. 2 zeigt dieselbe Vorrichtung 1 beim Fördern von Bogen 2 in einer Schuppenformation mit teilweisem Überlapp. Die Nachlaufkanten 6 eines Bogens 2 befinden sich auf den Vorlaufkanten 3 des jeweils nachlaufenden Bogens.

Fig. 3 zeigt dieselbe Vorrichtung in Schnittansicht von der Seite. Fig. 4 und 5 zeigen Details der Zufördereinrichtung 100, Fig. 6 zeigt das Falzaggregat 200.

Fig. 1-6 werden im Folgenden gemeinsam beschrieben.

Die Zufördereinrichtung 100 umfasst ein Gestell 101, in dem die Komponenten gelagert sind und das eine ebene Auflagefläche 104 für die Bogen bildet. In der Auflagefläche 104 befinden sich die aktiven Trums eines Bandförderers, der hier zwei parallele, in Förderrichtung F orientierte Förderbänder 102 umfasst. Die Förderbänder 102 werden um zwei Umlenkrollen 103 gelenkt und durch einen hier nicht dargestellten Antrieb angetrieben. In Förderrichtung F gesehen an einem Ende der Auflagefläche 104 befindet sich das Falzaggregat 200. Am anderen Ende werden die Bogen 2 so zugeführt, dass sie auf den aktiven Trums der Förderbänder 102 zu liegen kommen. Die vorgesehene bzw. tatsächliche Falz- und Rillposition ist mit der Bezugsziffer 4 bezeichnet.

Die Zufördereinrichtung 100 umfasst ausserdem eine Ausrichtevorrichtung 110, die zum Ausrichten der Bogen 2 quer zur Förderrichtung F sowie zur Herstellung eines definierten Abstands der Vorlaufkanten 3 dient. Die Ausrichtevorrichtung 110 hat zwei Zahnriemen 111, 112, die durch Aussparungen in der Auflagefläche 104 auf die Bogen 2 wirken können und um zwei Umlenkungen 113, 114 so geführt sind, dass sie in der Förderfläche parallel zu den Förderbändern 102 verlaufen. An den Zahnriemen 111, 112 sind hervorstehende Anschlagelemente 116, 117, z.B. Nocken, angebracht. Jeweils ein Paar nebeneinander liegender Anschlagelemente 116, 117 dient zum Ausrichten der Vorderkanten 3 der Bogen in einem Abstand d für aufeinander folgende Bogen.

Die Förderbänder 102 enden vor dem ausgangsseitigen Bereich der Zufördereinrichtung 100. Zum Vorwärtsbewegen der Bogen ist in diesem Bereich ein Vakuumförderer 130 vorhanden, der die Bogen an das Falzaggregat 200 übergibt. Der Vakuumförderer 130 fixiert die Bogen 2 in der Lage, in der sie von der Ausrichtevorrichtung 110 ausgerichtet wurden. Er sorgt so für eine sehr genaue Übergabe an das Falzaggregat 200, ohne dass sich die Bogen 2 während des Transfers verschieben können. Der Vakuumförderer kann aus einem Vakuumband oder mehreren, nebeneinander angeordneten Vakuumbändern bestehen.

Durch eine gemeinsame Antriebsvorrichtung 120 werden die Ausrichtevorrichtung 110, der Vakuumförderer 130 und das Falzaggregat 200 synchron betrieben, so dass die Bogen 2 die Anlage mit im Wesentlichen konstanter Geschwindigkeit durchlaufen. Der eingangsseitige Bandförderer fördert die Bogen 2 mit demgegenüber leicht (um ca. 20%) erhöhter Geschwindigkeit, damit die Bogen 2 gegen die Anschlagelemente 116, 117 laufen und daran ausgerichtet werden können.

Im Folgenden wird die Antriebsvorrichtung 120 näher beschrieben: Ein Motor 127 setzt durch geeignete Kopplung über Antriebs-Zahnriemen 128 einerseits die Walzen 201-205 des Falzaggregats 200 in Gang. Andererseits wird die Welle 131 angetrieben, über die das Förderband des Vakuumförderers 130 läuft. Diese Welle 131 ist über einen weiteren Antriebs-Zahnriemen 122 mit einem Zahnrad 129a gekoppelt, das wiederum auf einer Welle 132 liegt. Am dem Zahnrad 129a gegenüberliegenden Ende dieser Achse 132 befindet sich ein Handrad 133. Ein weiterer Antriebs-Zahnriemen 121 läuft über ein Zahnrad 129b, das koaxial zum Zahnrad 129a angeordnet ist, sowie um zwei weitere Umlenkrollen, die mit den Wellen 113 und 114 koaxial gekoppelt sind. Er wird mit einem Riemenspanner 123 gespannt. Die Zahnriemen 111, 112 der Ausrichtevorrichtung 110 laufen um Umlenkrollen, die auf den Wellen 113 und 114 angeordnet sind. Die dem Falzaggregat 200 abgewandte Welle 113 dient dabei als Antriebswelle für den hinteren Zahnriemen 111, während sie mit dem vorderen Zahnriemen 112 über einen Freilauf gekoppelt ist. Die dem Falzaggregat 200 zugewandte Welle 114 dient als Antriebswelle für den vorderen Zahnriemen 112, während sie mit dem hinteren Zahnriemen 111 über einen Freilauf gekoppelt ist.

Beide Zahnriemen 111, 112 werden daher von unterschiedlichen Antriebswellen 113, 114 angetrieben. Dies hat den Zweck, durch Einführen einer geringen Phasenverschiebung zwischen den Zahnriemen 111, 112 die relative Lage der nebeneinander liegenden Anschlagelemente 116, 117 in einem kleinen Bereich einstellen zu können. Dadurch kann die Lage der Anschlagfläche P, die durch die beiden Anschlagelemente 116, 117 festgelegt wird, variiert werden. Somit können die Vorlaufkanten 3 selbst in laufendem Betrieb sehr genau quer zur Förderrichtung F ausgerichtet werden. Es ist nicht notwendig, die Anlage anzuhalten, wodurch der Aufwand zur Justierung gegenüber herkömmlichen Anlagen deutlich vermindert wird.

Diese Feinjustierung wird erreicht, indem die Bahn des Antriebs-Zahnriemens 121 durch verstellbare Umlenkrollen 124 in der Nähe einer der Antriebswellen 113 bzw. der dazugehörigen Umlenkung verändert wird. Die Umlenkrollen 124 sind in einem Träger 125 gelagert, der relativ zum Gestell 101 um eine Achse 126 geschwenkt werden kann. Zum Einstellen der Schwenkposition dient ein Feststellelement 150 (Langloch mit Fixierschraube). Je nach Stellung des Trägers 125 wird die Länge des oberen Trums des Antriebs-Zahnriemens 121 um wenige Millimeter verkürzt oder verlängert. Entsprechend wird die Länge des unteren Trums verlängert oder verkürzt. Daher ändert sich die relative Drehlage der Antriebswellen 113, 114 und damit die Phasenverschiebung zwischen den Zahnriemen 111, 112 bzw. den zugeordneten Anschlagelementen 116, 117.

Durch das Handrad 133, das über eine Lastmomentensperre 161 mit der Welle 132 gekoppelt ist, und ein Differential 160 kann eine Phasenverschiebung zwischen den Zahnrädern 129a, 129b eingestellt werden. Damit wird eine Phasenverschiebung zwischen den Antriebskomponenten der Ausrichtevorrichtung 110 und denen des Falzaggregats 200 eingestellt und dadurch eine Phasenverschiebung zwischen den Anschlagelementen 116, 117 und dem Rillmesser 211 verändert. Mit anderen Worten wird die Zeit eingestellt, die zwischen der Freigabe der Vorderkanten am Ausgang der Zufördereinrichtung und dem Einwirken des Rillmessers 211 vergeht. Diese Einstellmöglichkeit dient dazu, die Vorrichtung an unterschiedliche Bogen-Formate bzw. an unterschiedliche Abstände der Rillung zur Vorderkante anzupassen.

Das Falzaggregat 200 ist in Fig. 6 dargestellt. Die Fig. 7a-d zeigen den Ablauf beim Falzen. In Fig. 7a-d ist das Falzaggregat 200 in einem Schnitt parallel zur Förderrichtung und senkrecht zur Falzlinie gezeigt.

Das Falzaggregat 200 umfasst hier fünf Walzen 201, 202, 203, 204, 205, deren Längsachsen jeweils parallel angeordnet sind und senkrecht zur Förderrichtung F verlaufen. Die Walzen 201, 202, 203, 204, 205 werden durch dieselbe Antriebsvorrichtung 120 wie die Zufördereinrichtung 100 bzw. die dortige Ausrichtevorrichtung 110 angetrieben. Zur Übertragung der Antriebskraft dient der Antriebsriemen 128. Der Riemen 128 ist sowohl mit den Walzen 201, 202, 203, 204, 205 gekoppelt als auch mit der Antriebswelle 131 der Ausrichtevorrichtung 110. Die hier nur strichpunktiert angedeutete Antriebswelle 131 ist im Betrieb in Aussparungen in den Seitenbereichen des Gehäuses des Falzaggregats 200 angeordnet.

Eingangsseitig wird ein Bogen von zwei Einzugswalzen 201, 202 eingezogen und über weitere Umlenkwalzen 203, 204 mit der Vorlaufkante 3 voran in die Falztasche 206 eingeführt (Fig. 7a+b). Die Falztasche 206 hat einen verstellbaren Anschlag 207, der ihre Tiefe und damit den Abstand der Falzlinie zur Vorderkante bestimmt. Stösst die Vorderkante gegen den Anschlag 207, wölbt sich der Bogen 2 im Stauchraum 208 zwischen den Walzen auf (Fig. 7c). Das Aufwölben an einer definierten Stelle wird durch die vorherige Rillung unterstützt. Beim Weiterfördern des nachlaufenden Bereichs des Bogens wird der aufgewölbte, gerillte Bereich von den beiden ausgangsseitig angeordneten Falzwalzen 204, 205 erfasst und der Falz gebrochen. Durch die Falzwalzen 204, 205 wird der gefalzte Bogen 2 aus dem Falzaggregat 200 herausgefördert und kommt auf einem Förderband einer Wegfördereinrichtung 300 zu liegen.

In der hier gezeigten Ausführungsform der Erfindung ist die Rilleinrichtung 210 in das Falzaggregat 200 integriert. Wenigstens eine der Walzen des Taschenfalzaggregats 200 hat eine Doppelfunktion, nämlich zum Falzen und/oder Fördern innerhalb des Taschenfalzaggregats sowie zum Rillen des durchlaufenden Bogens. Im konkreten Beispiel dient die Einzugswalze 201, die sich unterhalb der Förderebene befindet, auch als Träger des Rillmessers 211. Das Rillmesser 211 verläuft parallel zur Achse der Walze 201 bzw. senkrecht zur Förderrichtung. Es rillt daher den durchlaufenden Bogen 2 quer zur Förderrichtung bzw. parallel zu seiner Vorlaufkante 3 an der Position 4. Die Rill-Einzugswalze 201 kooperiert mit der zur Umlenkung vorgesehenen weiteren Walze 203. Diese trägt ein Gegenwerkzeug 212 für das Rillmesser 211, z.B. einen elastischen Bereich, der sich ebenfalls parallel zur Achse der Walze 203 in der Mantelfläche der Walze befindet. Die Walzen 201 und 203 werden gegenläufig bewegt und berühren sich entlang einer Linie. Ihre Positionen können vertauscht werden, wenn die Lage der Rille (oben bzw. unten am Bogen) verändert werden soll.

Der Umfang U der Rill-Walze 201 und der Gegenwalze 203 ist so gewählt, dass er dem Abstand d der Vorderkanten 3 der zu rillenden Bogen 2 entspricht. Er entspricht damit auch dem Abstand der Anschlagelemente 116, 117 in Förderrichtung F gesehen. Es gilt daher d=U=πD, wobei D der Durchmesser der Walze ist. Bei einem gemeinsamen Antrieb herrscht daher stets eine konstante Phasenverschiebung zwischen den Anschlagelementen und dem Rillmesser, so dass die Rille stets in einem konstanten Abstand von der Vorlaufkante 3 erzeugt wird.

Da die Rill-Einzugswalze 201 auch die andere Einzugswalze 202 sowie eine der Falzwalzen 204 entlang einer Linie berührt, kann es bei vorstehendem Rillmesser 211 zu Unruhe im Lauf und zu unerwünschten weiteren Rillungen kommen. Daher ist es vorteilhaft, wenn das Rillmesser 211 in bzw. hinter die Mantelfläche der Walze 201 absenkbar ist.

Im dargestellten Fall hängt der Hub des Rillmessers 211 von der Drehlage der Walze 201 ab und ist vorzugsweise in der Rillposition maximal, d.h. dort, wo sich das Rillmesser an der Berührungslinie von Rill-Einzugswalze 201 und Gegenwerkzeugs-Walze 203 befindet (Fig. 7b). Vorzugsweise ist der Hubmechanismus so eingestellt, dass das Rillmesser 211 bereits ca. 45° vor und nach der Rillposition wieder vollständig in bzw. hinter die Mantelfläche 216 zurückgezogen ist (Fig. 7a, c, d). So kann entlang der Berührungslinien zu den Walzen 202, 204 keine unerwünschte Rillung im Bogen entstehen.

Der Hubmechanismus für das Rillmesser 211 ist in Fig. 8a+b und 9a+b genauer dargestellt. Fig. 8a+b zeigt die zum Rillen miteinander kooperierenden Walzen 201, 203 in der Rillposition (Fig. 8b) sowie in einer um 180° gedrehten Lage (Fig. 8a). Fig. 9a+b zeigt Schnitte durch die Rillwalze 201 zur Darstellung des Hubmechanismus. Dabei zeigt Fig. 9b einen Schnitt entlang der Linie A-A in Fig. 9a.

Die Walze 201 ist als Hohlzylinder ausgebildet. Das Rillmesser 211 ist mit Zapfen 218 verbunden, die in Hülsen 219 in der Wandung des Hohlzylinders angeordnet sind (Fig. 10b). Durch eine Aussparung in der Wandung ist das Rillmesser 211 von aussen zugänglich. Eine Feder 217 spannt den Zapfen 218 zur Achse 213 der Walze 201 hin vor. Wird keine Kraft auf den Zapfen 218 ausgeübt, befindet sich das Rillmesser 211 in einer Stellung, in der seine nach aussen weisende Rillkante hinter die Mantelfläche 216 zurückgezogen ist. Durch Druck auf den Zapfen 218 kann das Messer 211 gegen den Federdruck über die Mantelfläche 216 gehoben werden. Dazu ist eine Steuerkulisse 214 in Form eines zylindrischen Stabes oder Rohres vorhanden. Die Steuerkulisse 214 ist innerhalb des hohlen Bereichs der Walze 201 angeordnet derart, dass ihre Achse 215 parallel, aber in einem Abstand e zur Achse 213 der Walze 201 verläuft. Das freie Ende des Zapfens 218 gleitet während der Drehung der Walze zumindest bereichsweise auf der Steuerkulisse 214 und wird dadurch angehoben bzw. abgesenkt. Durch Anpassung der Exzentrizität e zwischen der Walze 201 und der Steuerkulisse 214 kann der Hub des Rillmessers 211 eingestellt werden.

Fig. 10a+b zeigen den Einstellmechanismus 220 zur Einstellung der Exzentrizität e zwischen der Walze 201 und der Steuerkulisse 214, wobei Fig. 10b einen Schnitt entlang der Linie B-B in Fig. 10a zeigt. Die beiden Walzen 201, 203 mit Rillmesser 211 und Gegenwerkzeug 212 sind in einem Gehäuse des Falzaggregats 200 um ihre Achsen 213 bzw. 203' drehbar gelagert. Die Lage der Achsen 213, 203' ist ortsfest. Die Steuerkulisse 214 ist an einem Lagerzapfen 223 gelagert, durch den die Achse 215 der Steuerkulisse 214 festgelegt wird. Der Lagerzapfen 223 ist in Richtung der Linie B-B in Fig. 10a verschiebbar. Dazu wird der Lagerzapfen 223 durch eine Feder 221 in Richtung der Verbindungsebene zwischen den Achsen 215, 203' (Linie B-B) gedrückt und ein Gegendruck durch eine Einstellschraube 222 ausgeübt. Mit der Einstellschraube 222 kann die Position des Lagerzapfens 223 eingestellt und fixiert werden.

Fig. 10b zeigt auch, dass das Rillmesser 211 über mehrere Zapfen 218 und Hülsen 219 in der Wandung der Walze 210 gelagert ist. Auf diese Weise wird verhindert, dass sich das Rillmesser 211 im Betrieb ungleichmässig verformt.

In den Fig. 11-13 ist die erfindungsgemässe Vorrichtung 1 im Kontext einer Verarbeitungsanlage gezeigt. Es sind verschiedene Varianten der Weiterbearbeitung der gefalzten Bogen dargestellt, z.B. durch Sammeln, Zusammentragen und Einstecken. Die Verarbeitung der Bogen vom ungefalzten Zustand bis hin zur Weiterbearbeitung erfolgt im Fluss. Die erfindungsgemässe Vorrichtung 1 wird als Zuförderer für an sich bekannte Vorrichtungen zur Weiterbearbeitung genutzt.

In Fig. 11 werden gefalzte Bogen 2, die aus der Bearbeitungsvorrichtung 1 kommen, in Schuppenformation auf dem Förderband der Wegfördereinrichtung 300 abgelegt. Stromabwärts von der Wegfördereinrichtung 300 befindet sich ein Zwischenförderer 400, durch den die Bogen an eine Sammeltrommel 500 übergeben werden. Der Zwischenförderer 400 umfasst eine Vereinzelungsvorrichtung 410, in der die Bogen 2 vereinzelt werden. Die Bogen 2 werden am Ausgang der Vereinzelungsvorrichtung 410 mit der Falzkante voran an Greifer 421 eines Greiferförderers 420 übergeben. Der Greiferförderer 420 fördert die Bogen bis zur Sammeltrommel 500. Vor der Übergabe an die Sammeltrommel 500 werden die gefalzten Bogen 2 durch eine Öffnungsvorrichtung 430 geöffnet, z.B. indem eine Öffnungsschnecke zum Einsatz kommt. Die Bogen 2 werden dann auf Sattel 501 der Sammeltrommel 500 aufgesetzt und durch Öffnen der Greifer 421 an die Sammeltrommel 500 übergeben. Zuvor und/oder später können weitere Produkte an die Sammeltrommel 500 übergeben werden. Die gesammelten Produkte können anschliessend geheftet und geschnitten werden.

In Fig. 12 wird die erfindungsgemässe Vorrichtung 1 als Zuförderer für eine Zusammentragvorrichtung 600 eingesetzt. Die Zusammentragvorrichtung ist beispielsweise so ausgebildet, wie in der WO-A 2010/051651 beschrieben. Sie weist mehrere Abteile 620 auf, die beispielsweise durch Greifer gebildet sind und die entlang einer geschlossenen Umlaufbahn bewegt werden. Entlang einer Zusammentragstrecke Z sind mehrere Zuförderer 610 nebeneinander bzw. untereinander angeordnet derart, wobei ihre Ausgänge nebeneinander liegen. Die Zuförderer 610 dienen beispielsweise dazu, flache Gegenstände, z.B. Druckereiprodukte, von einem Stapel 611 abzuziehen und über eine nach Art eines Loopings ausgebildete Zuführungseinrichtung 612 auf Auflageflächen der Abteile 620 der Zusammentragvorrichtung 600 zu legen. Die Zuförderer 610 sind beispielsweise gemäss WO-A 2008/000099 ausgebildet.

Die erfindungsgemässe Vorrichtung 1 dient hier als weiterer Zuförderer, indem ihre Wegfördereinrichtung 300 ebenfalls als Looping ausgebildet ist, dessen Ausgang entlang der Zusammentragstrecke Z angeordnet ist. Mit dem Looping können die gefalzten Gegenstände in Schuppenformation oder einzeln weitertransportiert und einzeln an die Abteile 620 abgegeben werden. Der Zufördereinrichtung 100 vorgelagert ist ein Zuführungsmodul 640 für die zu falzenden Bogen, die hier beispielsweise als Stapel 611 eingeführt, zwischengespeichert und anschliessend vereinzelt werden.

Die zusammengetragenen Gegenstände durchlaufen die Zusammentragstrecke in Pfeilrichtung (nach links) und werden an der Unterseite der Zusammentragvorrichtung 600 (hier nicht sichtbar) entgegen der Pfeilrichtung zum Übergabebereich 630 bewegt. Dabei sind sie in den Abteilen 620 gehalten. Im Übergabebereich 630 werden die Stapel von den Abteilen freigegeben und auf ein Förderband gelegt. Von dort werden sie in Abteile einer Einstecktrommel 700 eingeführt. Diese ist beispielsweise wie in der WO-A 2009/143645 beschrieben ausgebildet.

Fig. 13 zeigt ein weiteres Beispiel, bei dem die erfindungsgemässe Vorrichtung als Zuförderer für eine Einstecktrommel 900 verwendet wird. Die gefalzten Bogen werden in Schuppenformation durch die Wegfördereinrichtung 300 transportiert. Am Ausgang der Wegfördereinrichtung 300 werden sie vereinzelt und durch einen Zwischenförderer 400, hier einen Bandförderer, in Abteile 910 der Einstecktrommel 900 eingeführt. Dort können sie geöffnet werden, und weitere Produkte können in die geöffneten Bogen eingesteckt werden.