Beschreibung

Die vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf Papier¬ verarbeitungsvorrichtungen und insbesondere auf ein Schwert¬ falzwerk zum Falzen eines Blattgutes, das beispielsweise be¬ drucktes Papier sein kann.

Schwertfalzwerke sind aus der Technik bekannt. Bei ihnen ist ein Blattzuführungsband beispielsweise horizontal angeord¬ net. Neben dem Blattzuführungsband ist ein Rollenpaar derart angebracht, daß sich die Drehachsen beider Rollen in einer Ebene befinden, die zu der Oberfläche des Blattzuführungs¬ bandes parallel ist. Der Abstand der Ebene, in der sich die Drehachsen des Rollenpaares befinden, ist derart gewählt, daß ein Blattgut, das von dem Blattzuführungsband transpor¬ tiert wird, von dem Blattzuführungsband eben über das Rol¬ lenpaar geschoben wird. Üblicherweise befindet sich mittig über dem Rollenpaar ein Falzschwert, das an einem Hebel be¬ festigt ist und mittels des Hebels und einer Kurvenscheiben- anordnung zyklisch in eine Falzposition bewegt werden kann. Wenn sich das Falzschwert in der Falzposition befindet, ist eine Falzkante, die am unteren Ende des Falzschwertes ausge¬ bildet ist, derart ausgerichtet, daß sich zwischen der Ebe¬ ne, die durch die Drehachsen des Rollenpaares gebildet wird, und der Falzkante des Falzschwertes ein kleiner Abstand be¬ findet. Darüberhinaus weist die Falzkante zu beiden Drehach¬ sen einen im wesentlichen gleichen Abstand auf. Auf der dem Blattzuführungsband entgegengesetzten Seite bezüglich des Rollenpaares befindet sich ein horizontal verschiebbarer Blattgutanschlag.

Bei einem derartigen bekannten Schwertfalzwerk transportiert das Blattzuführungsband das Blattgut in den Falzbereich. Die horizontale Bewegung des Blattguts wird durch den Blattgut¬ anschlag begrenzt, wobei die Position des Anschlages die Po-

sition des Falzes auf dem Blattgut bestimmt. Befindet sich nun das Blattgut in der Falzposition, wird das Falzschwert im wesentlichen senkrecht zu dem Blattgut zu dem Blattgut hin bewegt. Die Falzkante des Falzschwertes kommt mit dem Blattgut in Kontakt und drückt den Kontaktbereich des Blatt¬ gutes und der Falzkante, der im wesentlichen linienförmig ist, zwischen das Rollenpaar. Dadurch werden Bereiche des Blattgutes, die durch den Kontaktbereich getrennt sind, je¬ weils bezüglich des Kontaktbereiches angehoben. Der Kontakt¬ bereich des Blattgutes und der Falzkante gelangt nun in die Nähe der Ebene, die durch die Drehachsen der beiden Rollen des Rollenpaares definiert ist.

Das Zusammenwirken der beiden Rollen, von denen eine eine angetriebene Transportrolle und die andere eine mitlaufende Gegendruckrolle ist, verursacht, daß die beiden Rollen, so¬ bald sie das Blattgut an dem Kontaktbereich in Eingriff neh¬ men, dasselbe in der Richtung weiterbefördern, die durch die Bewegungsrichtung des Falzschwertes in die Falzposition vor¬ gegeben ist. Durch die Ineingriffnähme des Rollenpaares und des Blattgutes wird das Blattgut an der Stelle des Kontakt¬ bereiches aufgrund der Anpreßkraft der Anpreßrolle gegen die Transportrolle gefalzt.

Die Falzwirkung, die aufgrund des Zusammenwirkens der Trans¬ portrolle und der Andruckrolle vorhanden ist, findet im we¬ sentlichen nur zu dem Zeitpunkt statt, zu dem sich der Kon¬ taktbereich des Blattgutes und des Falzschwertes genau in der Ebene befindet, die durch die Drehachsen gebildet ist. Aufgrund der Elastizität des Blattgutes wird der Papierfalz kaum mehr verbessert, wenn sich der Kontaktbereich des Blattgutes und des Falzschwerts unterhalb der Ebene, die durch die Drehachsen des Rollenpaares definiert ist, befin¬ det und die an den Kontaktbereich angrenzenden Bereiche des Blattgutes durch das Rollenpaar hindurchlaufen.

Ist das Blattgut vollständig durch das Rollenpaar hin¬ durchgeschaut, muß seine Bewegungsrichtung durch eine Um-

lenkvorrichtung geändert werden, um dasselbe wieder auf die Ebene einer Papierverarbeitungsstraße, von der das Blattzu¬ führungsband und das Schwertfalzwerk Bestandteile sind, zu¬ rückzubringen.

Für die Weiterverarbeitung durch die Papierverarbeitungs¬ straße kann es wichtig sein, welche Seite des beispielsweise auf einer Seite bedruckten Blattgutes auf einem Blattgutför¬ derband aufliegt, und welche von demselben weg gerichtet ist. Wird das gefalzte Blattgut etwa in Kuverts oder der¬ gleichen einkuvertiert, so muß das Blattgut zunächst mit nach unten gerichteter Adresse in das Kuvert eingebracht werden, woraufhin nach dem Schließen des Kuverts beispiels¬ weise für ein nachfolgendes Freistempeln ein Wenden des Kuverts nötig ist. Es gibt jedoch auch Anwendungen, bei denen das Blattgut nach dem Falzen in umgekehrter Ausrich¬ tung vorliegen muß. Bei bekannten Schwertfalzwerken ist die Lage des gefalzten Blattguts in der Papierverarbeitungs¬ straße hinter dem Schwertfalzwerk durch die Umlenkvorrich¬ tung und die allgemeine Förderrichtung der Papierverarbei¬ tungsstraße festgelegt, es sei denn, daß für ein notwendiges Wenden des Blattgutes eine weitere Vorrichtung vorgesehen wird, die jedoch den Aufwand und die Kosten erhöhen würde.

Die DE-Al-2 146 013 offenbart eine Einrichtung zum Längsfal¬ zen von Papierbögen. Ein Papierbogen wird in einer ersten Richtung mittels einer Papierzuführungseinrichtung einem rotierenden Falzmesser zugeführt, dessen Hauptoberflächen ebenfalls parallel zu der ersten Richtung und senkrecht zu der Ebene sind, die das zugeführte Blattgut definiert. Ein durch das Zusammenwirken des Falzmessers und einer Ringnut in einem Vorfalzzylinder vorgefalzter Bogen wird zwischen zwei Kugelrollen geschoben, deren Drehachse in einer zweiten Richtung angeordnet ist, die senkrecht zu der ersten ist. Diese Kugelrollen fördern das gefalzte Blatt in der ersten Richtung zu einem Bänderpaar, das den Falz des Papierbogens verbessert.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein

Schwertfalzwerk zum Falzen eines Blattgutes zu schaffen, das mit reduziertem Aufwand eine höhere Flexibilität bei der Weiterverarbeitung des gefalzten Blattguts liefert.

Diese Aufgabe wird durch ein Schwertfalzwerk zum Falzen ei¬ nes Blattgutes gemäß Patentanspruch 1 gelöst.

Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß es zum Er¬ zielen eines Falzes lediglich notwendig ist, daß das Blatt¬ gut an relativ kleinen, unmittelbar an den Falz angrenzenden Bereichen möglichst lang zusammengedrückt werden muß, wobei es im Gegensatz zum Stand der Technik nicht nötig ist, daß die gesamten Bereiche, die sich auf beiden Seiten des Falzes befinden, in Eingriff genommen werden, wobei der Falz selbst jedoch nur sehr kurz gepreßt wird.

Ferner ermöglicht es die vorliegende Erfindung, daß die Ver¬ arbeitungsebene des Blattgutes nicht verändert werden muß, da die durch das erfindungsgemäße Schwertfalzwerk gegebene Bewegungsrichtung des Papiers nicht mit der Bewegungsrich¬ tung des Falzschwertes übereinstimmt, sondern zu dieser im wesentlichen senkrecht ist. Es sind demnach keine Umlenkvor¬ richtungen und dergleichen erforderlich, um das Blatt hinter dem Schwertfalzwerk wieder auf die Verarbeitungsebene zu¬ rückzuführen, in der es dem Schwertfalzwerk zugeführt wurde. Zudem findet bei einer Ausführungsform des Schwertfalzwerkes gemäß der Erfindung eine für eine Papierverarbeitungsstraße oftmals vorteilhafte rechtwinklige Umlenkung des Blattgut¬ stroms allein durch die Schwertfalzvorrichtung statt.

Da das Blattgut durch das erfindungsgemäße Schwertfalzwerk aufgerichtet und im wesentlichen senkrecht zur Bewegungs¬ richtung des Falzschwertes das Schwertfalzwerk verläßt, ist die Lage des Blattgutes in der Papierverarbeitungsstraße hinter dem Schwertfalzwerk durch einfach ausführbare Umlege¬ vorrichtungen frei wählbar.

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfin¬ dung wird nachfolgend bezugnehmend auf die beiliegenden Zeichnungen detaillierter erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Seitenschnittansicht des Schwertfalzwerkes ge¬ mäß der vorliegenden Erfindung, wobei sich das Falzschwert außerhalb der Falzposition befindet.

Fig. 2 eine Seitenschnittansicht des Schwertfalzwerkes ge¬ mäß der vorliegenden Erfindung, wobei sich das Falzschwert in einer Falzposition befindet.

Fig. 3 eine Vorderansicht entlang der Linie A - A' aus Fig. 1 des erfindungsgemäßen Schwertfalzwerkes.

In den Fig. 1, 2 und 3 ist ein Schwertfalzwerk 10 gezeigt. Eine Zuführvorrichtung 12 weist eine Antriebswalze 14, eine Mitlaufwalze 16, ein Transportband 18, das zwischen der An¬ triebswalze 14 und der Mitlaufwalze 16 angeordnet ist, und Andrückwalzen 20a, 20b, 20c auf.

Eine Hebelanordnung 22 ist um eine Hebelkippachse drehbar an der Zuführvorrichtung 12 befestigt. Die Hebelanordnung 22 ist an einer Seite, die bezüglich der Hebelkippachse 24 den Andrückwalzen 20 gegenüberliegt, durch Läufer 26a, 26b be¬ grenzt, die jeweils mit Kurvenscheiben 28a, 28b in Eingriff sind.

Auf einer bezüglich der Hebelkippachse 24 der Kombination der Kurvenscheiben 28a, 28b und der Läufer 26a, 26b gegen¬ überliegenden Seite der Hebelanordnung 22 sind Hebelarme 30a, 30b gebildet, die mittels eines Falzschwerthalters 32 fest miteinander verbunden sind.

Ferner ist ein Falzschwert 34 mit dem Falzschwerthalter 32 verbunden. Auf der dem Falzschwerthalter 32 gegenüberlie¬ genden Seite des Falzschwertes 34 ist eine Falzkante 36 aus¬ gebildet. Das Falzschwert 34 weist an der Seite der Falzkan-

te 36 Aussparungen 38a, 38b, 38c, 38d, 38e auf, die in der Längsrichtung des Falzschwertes 34, die auch als Schwert¬ richtung bezeichnet wird, gleichmäßig beabstandet sind.

Unter dem Falzschwert 34 befindet sich ein Falzbereich 40, der durch eine Ausnehmung in der Auflage 42 für ein zu fal¬ zendes Blattgut 44 definiert ist. Das Blattgut 44 kann unge- falzt sein oder beispielsweise bereits einen ersten Falz 46 aufweisen. Die Position eines zweiten Falzes 48 (Fig. 2) auf dem Blattgut 44, welcher durch das Schwertfalzwerk 10 der vorliegenden Erfindung hergestellt wird, ist durch den Ab¬ stand zwischen einem Anschlag 50 und einer Kontaktlinie 52 der Falzkante 36 und des Blattguts 44 bestimmt, wobei der Anschlag 50 bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel ho¬ rizontal verschiebbar auf der Auflage 42 angebracht ist.

Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel befinden sich auf der dem Blattgut 44 gegenüberliegenden Seite der Auflage 42 eine Mehrzahl von Transportrollen 54a - 54g und eine Mehr¬ zahl von Anpreßrollen 56a - 56g. Die Transportrollen 54a - 54g und die Anpreßrollen 56a - 56g sind in einem Rollenhal¬ ter 58 jeweils drehbar gelagert. Transportrollenantriebe 60a - 60g sind zum jeweiligen Drehen der Transportrollen 54a - 54g um eine jeweilige Transportrollendrehachse 62a - 62g an¬ geordnet. Die Anpreßrollen 56a - 56g sind jeweils gegenüber der Transportrollen 54a - 54g um jeweilige Anpreßrollendreh¬ achsen 64a - 64g drehbar gelagert. Bei dem bevorzugten Aus¬ führungsbeispiel der vorliegenden Erfindung sind die Trans¬ portrollendrehachsen 62a - 62g und die Anpreßrollendrehach¬ sen 64a - 64g alle zueinander parallel und sowohl zu dem Rollenhalter 58 als auch zu der Auflage 42 senkrecht. Je¬ weils gegenüberliegende Transportrollen 54a - 54g und An¬ preßrollen 56a - 56g bilden ein Förderrollenpaar, wobei jede Anpreßrolle 56a - 56g durch eine Anpreßvorrichtung 66, die bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel eine Feder auf¬ weist, an die ihr zugeordnete Transportrolle 54a - 54g des jeweiligen Förderrollenpaars angepreßt wird. Jede Anpreßrol¬ le jedes Förderrollenpaars ist somit senkrecht zu ihrer je-

weiligen Drehachse verschiebbar.

Bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel weisen sowohl die Transportrollen 54a - 54g als auch die Anpreßrollen 56a - 56g jeweils in etwa die Form eines Kegelstumpfes auf. Wie es in Fig. 1 und Fig. 2 zu sehen ist, setzen sich die Rollen aus einer zylindrischen Basis zusammen, die sich zum Falz¬ schwert hin kegelförmig verjüngt. Diese kegelförmige Verjün¬ gung setzt sich jeweils an den Rändern der Ausnehmung in der Auflage 42 fort. Dies führt zu einem V-förmigen Profil des Falzbereiches 40. In anderen Worten wird dieses V-förmige Profil des Falzbereiches 40 durch das Zusammenwirken eines Förderrollenpaars gebildet, wobei das V-förmige Profil durch die Ausnehmung der Auflage 42 fortgesetzt wird.

Wie es in Fig. 3 zu sehen ist, sind die Aussparungen 38a - 38e, die in dem Falzschwert 34 vorgesehen sind, jeweils be¬ züglich der Transportrollendrehachsen 62a - 62g in Schwert¬ richtung zentriert. Neben dem jeweils äußersten Förderrol¬ lenpaar 54a, 56a bzw. 54g, 56g sind zylindrische Preßrollen 68a, 68b, 68c, 68d (68c, 68d nicht gezeigt) paarweise ange¬ ordnet. Die gegenseitige Ausrichtung der paarweise angeord¬ neten zylindrischen Preßrollen entspricht der der Förder¬ rollenpaare. Die zylindrischen Preßrollen 68a, 68b werden jeweils durch eine Antriebsvorrichtung 70a, 70b für die zylindrischen Preßrollen um eine jeweilige Drehachse der zylindrischen Preßrollen 72a, 72b angetrieben. Die nicht ge¬ zeigten zylindrischen Preßrollen 68c, 68d sind jeweils zu den zylindrischen Preßrollen 68c, 68d hin vorgespannt.

Im Anschluß wird die Funktionsweise eines bevorzugten Aus¬ führungsbeispiels des erfindungsgemäßen Schwertfalzwerkes 10 detailliert erläutert.

Nachdem das Blattgut 44, das gefalzt (z.B. der erste Falz 46) oder ungefalzt sein kann, mittels der Zuführvorrichtung 12 derart über den Falzbereich 40 transportiert worden ist, daß das Blattgut 44 mit dem Anschlag 42 in Eingriff ist,

findet der Falzvorgang statt.

Fig. 1 zeigt den Zustand eines bevorzugten Ausführungsbei¬ spiels des erfindungsgemäßen Schwertfalzwerkes 10 unmittel¬ bar bevor der Falzvorgang beginnt. Die Hebelanordnung 22 und das mit derselben über den Falzschwerthalter 32 verbundene Falzschwert 34 befinden sich bezüglich der Auflage 42 in ihrer maximalen Auslenkung. Diese maximale Auslenkung ist durch die Größe eines Nockens gegeben, der an einem be¬ stimmten Umfangsbereich der Kurvenscheiben 28a, 28b vorge¬ sehen ist. Eine gemeinsame Drehung der Kurvenscheiben 28a, 28b bewirkt gleichfalls eine Drehung der Läufer 26a, 26b in der entgegengesetzten Drehrichtung, was dazu führt, daß sich die miteinander fest verbundenen Hebelarme 30a, 30b, die um die Hebelkippachse 24 drehbar gelagert sind, in den Falzbe¬ reich 40 absenken. Dadurch kommt die Falzkante 36 des Falz¬ schwertes 34 entlang der Kontaktlinie 52 in Kontakt mit dem Blattgut 44. Bei fortgesetzter Drehung der Kurvenscheiben 28a, 28b drückt die Falzkante das Blattgut immer tiefer in den Falzbereich hinein, wodurch die Bereiche des Blattguts, die sich außerhalb des Falzbereiches befinden, V-förmig auf¬ gerichtet werden, wie es in Fig. 2 zu sehen ist.

Bei noch weiterer Drehung der Kurvenscheibe 28a, 28b wird das Blatt, wie es in Fig. 2 zu sehen ist, durch das Falz¬ schwert 34 zwischen die jeweiligen Förderrollenpaare 54a, 56a - 54g, 56g gedrückt. Die Aussparungen 38a - 38e verhin¬ dern, daß das Falzschwert 34 in dieser Position, die als die Falzposition bezeichnet wird, nicht von den Förderrollenpaa¬ ren in Eingriff genommen wird. Die zwischen den Aussparungen 38a - 38e vorhandenen Bereiche der Falzkante 36 bewirken das Drücken des Papiers zwischen die Förderrollenpaare gegen die durch die jeweiligen Anpreßvorrichtungen 66b - 66f ausgeübte Vorspannungskraft. Das zu falzende Blattgut 44 ist nun durch die einzelnen Förderrollenpaare aufgrund der durch die ein¬ zelnen Anpreßvorrichtungen ausgeübten Vorspannungskraft fest in Eingriff genommen. Deshalb kann die Hebelanordnung 22 wieder angehoben werden, ohne daß das Blattgut außer Ein-

griff mit dem Förderrollenpaar gebracht wird. Das Falz¬ schwert 34 verläßt somit wieder den Falzbereich 40, wonach ein neuer Falzzyklus beginnen kann.

Abhängig von der Drehrichtung der Transportrollenantriebe 60a - 60g kann das von den Förderrollenpaaren in Eingriff genommene V-förmig aufgerichtete Blattgut bezüglich Fig. 1 in Richtung der zylindrischen Preßrolle 68a oder in Richtung der zylindrischen Preßrolle 68b seitlich aus dem Falzbereich heraus gefördert werden. Durch dieses seitliche Fördern aus dem Falzbereich 40 wird der zweite Falz 48, der zu dem Zeit¬ punkt, zu dem das Falzschwert 34 wieder aus dem Falzbereich 40 bewegt wurde, lediglich an Berührungslinien der einzelnen Transportrollen 54a - 54g und der einzelnen Anpreßrollen 56a - 56g gewissermaßen vorbereitet wurde, durch die einzelnen Förderrollenpaare durchgehend ausgeführt. Um die Qualität des nun durchgehend ausgeführten zweiten Falzes 48 weiter zu steigern, läuft das Blatt durch das Paar der zylindrischen Preßrollen 68a, 68b, das an der Seite angeordnet ist, an der das gefalzte Blattgut 44 aus dem Falzbereich herausgefördert wird.

Zur weiteren Verarbeitung des gefalzten Blattguts 44 in ei¬ ner Papierverarbeitungsstraße, von der das Schwertfalzwerk 10 gemäß der vorliegenden Erfindung einen Teil darstellt, erweist es sich als günstig, daß sich das Blatt in einer aufgerichteten, im wesentlichen senkrechten Stellung befin¬ det, wodurch es möglich ist, durch einfache Mittel das Blatt auf die eine beispielsweise bedruckte Seite oder auf die an¬ dere beispielsweise unbedruckte Seite zu legen, wie es von der nachfolgenden Blattgutverarbeitung gefordert wird.

Zusammenfassend läßt sich sagen, daß das Schwertfalzwerk 10 gemäß der vorliegenden Erfindung nicht nur die Falzfunktion, sondern auch das rechtwinklige Umlenken und das Aufrichten des Blattguts in einer einzigen Vorrichtung ausführt.

In Abweichung von dem gezeigten Ausführungsbeispiel exi-

stiert eine Vielzahl verschiedener Modifikationen des Schwertfalzwerks 10 der vorliegenden Erfindung.

So kann beispielsweise die Zuführungsvorrichtung 12 wegge¬ lassen werden, da eine in einer Papierverarbeitungsstraße vor dem Schwertfalzwerk 10 geschaltete Vorrichtung das Blattgut 44 direkt in das Schwertfalzwerk 10 einspeisen kann. Die Hebelanordnung 22 muß dann anderweitig befestigt und mit der Blattgutzuführungsrate synchronisiert werden.

Ferner ist es nicht notwendig, daß daε Schwertfalzwerk im wesentlichen horizontal ausgerichtet ist. Es kann auch bei¬ spielsweise in einer bestimmten Weise geneigt sein, wie es für eine spezielle Anwendung erforderlich ist.

Das Falzschwert 34 muß nicht an der Hebelanordnung 22 auf¬ gehängt sein, sondern es kann anderweitig unabhängig von der Zuführvorrichtung 12 aufgehängt sein und in einem beliebigen Winkel, der nicht parallel zum Blattgut 44 ist, auf dasselbe auftreffen. Darüber hinaus ist es für die vorliegende Erfin¬ dung unwesentlich, ob sich die Ausnehmungen von der Falzkan¬ te 36 bis zum Falzschwerthalter 32 erstrecken, oder über¬ haupt nicht vorhanden sind, soweit die Oberflächen der Transportrollen 54a - 54g oder Anpreßrollen 56a - 56g derart ausgeführt sind, daß das Blattgut 44 in Eingriff mit dem Förderrollenpaar bleibt, wenn das Falzschwert 34 aus dem Falzbereich 40 herausbewegt wird.

Obwohl mehrere Förderrollenpaare gezeigt sind, ist ein För¬ derrollenpaar in Verbindung mit zylindrischen Preßrollen 68a, 68b ausreichend, um einen durchgehenden Falz des Blatt¬ guts 44 herzustellen. Ebenso ist es möglich, die zylindri¬ schen Preßrollen 68a, 68b wegzulassen, da der durchgehende Falz bereits durch die Förderrollenpaare erzeugt wird. Über¬ dies ist es nicht notwendig, daß die Blattgutfördereinrich¬ tung in Form von Förderrollenpaaren ausgeführt ist, da eben¬ so ein durchgehendes elastisches Förderband vorgesehen sein kann, dessen Oberfläche, die mit dem Blattgut 44 in Kontakt

kommt, derart ausgeführt sein kann, daß sie mit dem Blattgut 44 in Eingriff bleibt, wenn das Falzschwert 34 aus dem Falz¬ bereich 40 entfernt wird. Die beschriebene in Richtung der Auflage 42 vorhandene Verkleinerung deε Durchmessers der Transportrollen 54a - 54g bzw. der Anpreßrollen 56a - 56g muß nicht linear sein, sondern der Querschnitt kann auch sphärisch, parabolisch oder auf eine andere Art und Weise durchgehend verkleinert werden.

Schließlich ist die Auflage 42 und der Anschlag 50, die be¬ züglich eines bevorzugten Ausführungsbeispiels des Schwert- falzwerkes 10 beschrieben worden sind, nicht unbedingt er¬ forderlich, da das Blattgut 44 auch beispielsweise durch ei¬ ne definierte kinetische Energie, die das Blattgut von der Zuführvorrichtung erhalten hat, in eine bestimmt Position direkt über den Förderrollenpaaren plaziert werden kann.