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Title:
METHOD AND DEVICE FOR PERFORATING MATERIAL BANDS
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2000/010899
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a method and device for forming folds (13, 24) on specimens (20) which are separated from a material strip (1) with several possible layers. Two cutting or perforating and cutting units (14, 16) are placed one after the other in the direction (8) of displacement of said strip. The material strip (1) is cut by means of a cutting unit (14) associated with the first longitudinal fold (13) in this area of the unit. Another perforating/cutting unit (16) perforates or cuts the material strip (1) in the area of a longitudinal fold (24), whereby bridges of said material are produced. At least one of the cutting or perforating tools (34, 38) can be adjusted in relation to the material strip (1).

Inventors:
GANNEVAL BERNARD (FR)
HOYNANT PIERRE (FR)
Application Number:
PCT/EP1999/005645
Publication Date:
March 02, 2000
Filing Date:
August 04, 1999
Export Citation:
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Assignee:
HEIDELBERGER DRUCKMASCHNINEN A (DE)
GANNEVAL BERNARD (FR)
HOYNANT PIERRE (FR)
International Classes:
B65H45/28; B65H45/16; (IPC1-7): B65H45/28
Foreign References:
DE4241810A11994-06-16
FR2693403A11994-01-14
US5524930A1996-06-11
US4951967A1990-08-28
US5429579A1995-07-04
US3228710A1966-01-11
US4175460A1979-11-27
Attorney, Agent or Firm:
Isenbruck, Günter (Pagenberg Dost, Altenbur, Geissler Isenbruck Theodor-Heuss-Anlage 12 Mannheim, DE)
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Claims:
Patentansprüche
1. Verfahren zum Erzeugen von Falzen (13,24) an Exemplaren (20), die von einem auch mehrlagigen Materialbahnenstrang (1) abgetrennt werden mit nachfolgenden Verfahrensschritten : Dem Anordnen zwei Schneid bzw. Perforationseinrichtungen (14,16) in Bahnlaufrichtung (8), dem Schneiden des Materialbahnstranges (1) im Bereich des ersten Längsfalzes (13) durch einen diesem zugeordnete erste Schneideinrichtung (14), dem Perforieren/Schneiden des Materilbahnstranges (1) im Bereich eines Querfalzes (24) unter Ausbildung von Materialbriicken, wobei mindestens einer der Schneid bzw. Perforierwerkzeuge (34,48) relativ zum Materialbahnstrang (1) einstellbar ist.
2. Verfahren gemäß Anspruch l, dadurch gekennzeichnet, daß eine der Perforier /Schneideinrichtungen (14,16) bezogen auf den Angriffswinkel (36) zum Materialbahnstrang (1) einstellbar ist.
3. Verfahren gemäß Anspruch l, dadurch gekennzeichnet, daß eine der Perforer /Schneideinrichtungen (14,16) bezogen auf die Eindringtiefe (37) zum Materialbahnstrang (1) einstellbar ist.
4. Verfahren gemäß Anspruch l, dadurch gekennzeichnet, daß einer der Perforer /Schneideinrichtungen (14,16) in Bezug auf den Materialbahnstrang (1) in vertikaler Lage (38) verschieblich ist.
5. Verfahren gemäß Anspruch l, dadurch gekennzeichnet, daß die Perforer /Schneideinrichtung (16) in Bezug auf die erste Schneideinrichtung (14) einen verzögerte Schnitt bzw. Perforationsoperation beginnt.
6. Verfahren gemäß Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der verzögerte Perforations bzw. Schnittvorgang durch die weitere Perforier/Schneideinrichtung (16) durch die Erzeugung des ersten Querfalzes (24) vollendet wird.
7. Verfahren gemäß Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die sich einstellenden Materialbrücken im Bereich des ersten Querfalzes (24) bei der Vollendung des Falzvorganges lösen.
8. Verfahren gemäß Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Materialbrücken durch im Inneren des Materialbahnstranges (l) auftretende Schubkräfte (5,6) lösen.
9. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Materialbrücken Sollbruchstellen darstellen, deren Stärke durch die Konfiguration des Perforer /Schneidwerkzeugs (34) bestimmt wird.
10. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schneid bzw. Schneid/Perforiereinrichtung (14,16) gleichzeitig oder getrennt voneinander betreibbar sind.
11. Vorrichtung zum Erzeugen von Falzen (13,24) an Exemplaren (20), die von einem auch mehrlagigen Materialbahnstrang (l) abgetrennt werden, mit einer einen ersten Längsfalz (13) erzeugenden ersten Längsfalzeinrichtung (10), sowie einem Querfalz erzeugender Falzzylinder (19,23), dadurch gekennzeichnet, daß einer den Materialbahnstrang (1) entlang des ersten Längsfalzes (13) schneidende zustellbare Schneidvorrichtung (14) eine weitere Perforier/Schneideinrichtung (16) nachgeordnet ist, die mit dem Materialbahnstrang (1) perforierenden und/oder mit diesen schneidenden Bereichen (41, 42) versehen ist.
12. Vorrichtung gemäß Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die zustellbare Schneideinrichtung (18) ein verfahrbares Schneidwerkzeug (48) aufnimmt.
13. Vorrichtung gemäß Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Schneidwerkzeug (48) in Bezug auf seine Winkellager (37) relativ zum Materialbahnstrang (1) einstellbar ist.
14. Vorrichtung gemäß Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß sich die perforierenden Abschnitte (42) über die gesamte Länge des Perforer /Schneidwerkzeuges (34) erstrecken.
15. Vorrichtung gemäß Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß sich die schneidenden Abschnitte (41) über die gesamte Länge des Perforer /Schneidwerkzeuges (34) erstrecken.
16. Vorrichtung gemäß Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die schneidenden bzw. perforierenden Abschnitte (41,42) sich jeweils hälftig entlang des Perforier /Schneidwerkzeuges (34) erstrecken.
17. Vorrichtung gemäß Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Falzschnittpunkt (43) am Perforier/Schneidwerkzeug (34) die Position des zweiten Längsfalzes am Exemplar (20) bestimmt.
18. Vorrichtung gemäß Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Schneidflächen (45) in Längsrichtung des Perforier/Schneidwerkzeuges (34) unterschiedlich lang ausgebildet sind.
19. Vorrichtung gemäß Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmungen (47) am Perforier/Schneidwerkzeug (34) die Konfiguration der Materialbrücken und späteren Sollbruchstellen am Exemplar (20) bestimmen.
20. Vorrichtung gemäß Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Längsfalzeinrichtung (10), eine weitere Perforier/Schneideinrichtung (16) sowie eine gegebenenfalls vorgesehene zweite Längsfalzeinrichtung (29) mittels Antriebe (52, 55) quer zur Bahnlaufrichtung (8) verfahrbar sind, wobei ihre Position von Trittgebem (54) detektierbar ist.
21. Falzapparat mit einer Vorrichtung zum Erzeugen von Falzen (13,24) an Exemplaren (20), die von einer auch mehrlagigen Materialbahn (1) abgetrennt werden, mit einer einen ersten Längsfalz (13) erzeugenden ersten Längsfalzeinrichtung (10) sowie einen querfalzerzeugender Falzzylinder (19,23), dadurch gekennzeichnet, daß einer den Materialbahnstrang (1) entlang des ersten Längsfalzes (13) schneidende zustellbare Schneidvorrichtung (14) eine weitere Perforier/Schneideinrichtung (16) nachgeordnet ist, die mit dem Materialbahnstrang (1) perforierenden und/oder mit diesen schneidenden Bereichen (41,42) versehen ist.
22. Punkturloser Falzapparat mit einer Vorrichtung zum Erzeugen von Falzen (13,24) an Exemplaren (20), die von einem auch mehrlagigen Materialbahnstrang (1) abgetrennt werden, mit einer einen ersten Längsfalz (13) erzeugenden ersten Längsfalzeinrichtung (10), sowie einem Querfalz erzeugender Falzzylinder (19, 23), dadurch gekennzeichnet, daß einer den Materialbahnstrang (l) entlang des ersten Längsfalzes (13) schneidende zustellbare Schneidvorrichtung (14) eine weitere Perforier/Schneideinrichtung (16) nachgeordnet ist, die mit dem Materialbahnstrang (1) perforierenden und/oder mit diesen schneidenden Bereichen (41,42) versehen ist.
Description:
Verfahren und Vorrichtung zur Perforation von Materialbahnen Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Falzen von übereinanderliegenden Bedruckstoffen im Kreuzbruch, insbesondere zum Falzen von für die Herstellung von Druckprodukten verwendeten Papierbahnen, bei dem Schneidevorrichtungen eingesetzt werden.

Beim Längs- und Querfalzen, also dem kreuzweisen Falzen von übereinanderliegenden Bedruckstoffen, wirken auf die Außenseite des Bedruckstoffs Zugkräfte ein, während auf die Innenseite Druckkräfte einwirken. Dadurch kommt es in der Nähe des Schnittpunkts der nacheinander erzeugten, quer zueinander verlaufenden Falzbrüche zur Bildung von Quetschfalten und zu einer Verschiebung der Seiten des durch den Falzvorgang entstandenen Signatur.

In der Druckindustrie sind verschiedene Falzapparate bekannt, in denen übereinanderliegende Papierbahnen gefalzt werden. Rollenrotationsdruckmaschinen umfassen in der Regel einen Falzapparat, der mindestens ein Falzwerk aufweist, in dem der Bedruckstoff längs gefalzt wird, und ein Falzwerk, in dem der Bedruckstoff quer, d. h. senkrecht zu dem ersten Falzbruch, gefalzt wird. Bei den zu falzenden Bedruckstoffen kann es sich entweder um Materialbahnen oder um Bahnstränge handeln, die zuvor in Längsrichtung von der Bahn geschnitten wurden. Der Einsatz derartiger Falzvorrichtungen führt bei der Erzeugung von Falzbogen oder Signaturen am Schnittpunkt der Falzbrüche unweigerlich zur Bildung von Quetschfalten, durch die das Druckbild beeinträchtigt wird, indem unter Umständen einzelne Buchstaben verdeckt werden und aufgrund der Welligkeit die Wahrnehmung des Druckbildes verändert wird. Außerdem kommt es zu einer

Verschiebung der einzelnen Seiten im Innern der Signatur sowie später zu einer aufgrund der Volumenzunahme entstehenden Verschiebung der Position der Seiten insgesamt. Die Stellen, an denen die Quetschfalten auftreten, sind demgemäß dicker als der Rest der Signatur, was zu Problemen führt, wenn eine Vielzahl von Signaturen zur späteren Weiterverarbeitung wieder vereinzelt werden soll. Häufig kommt es während des Vereinzelungsvorgangs sogar zu einer Verformung der Vereinzelungsvorrichtungen. Diese Verdickung der Signaturen bewirkt außerdem eine Verdickung des fertigen Druckprodukts, das aus einer Vielzahl von Signaturen besteht.

Der nachteilige Effekt dieser Quetschfalten wirkt sich um so stärker aus, je mehr Seiten eine Signatur umfaßt und je dicker das verwendete Papier ist. Demgemäß ist es nur schwer möglich, Signaturen mit 32,48 oder mehr Seiten aus dickerem Papier herzustellen, so daß die Seitenzahl derartiger Signaturen auf 24,16 oder gar 8 Seiten beschränkt werden muß.

Die beim Falzen im Kreuzbruch entstehenden Quetschfalten haben demnach sichtbare, praktische und finanzielle Folgen. Durch Vermeidung der Quetschfalten wird der visuelle Effekt der Druckprodukte verbessert, was zu höherer Kunden- und Leserzufriedenheit führt. Femer wird die Weiterverarbeitung erleichtert, da sich die geometrische Lage der Signaturen und damit auch der fertigen Produkte verbessert. Auch eine erhöhte Wirtschaftlichkeit des Herstellungsprozesses von Druckprodukten kann erreicht werden, da auch mit dickerem Papier Signaturen mit hoher Seitenzahl hergestellt werden können, ohne daß die Fortdruckgeschwindigkeit oder die Weiterverarbeitungsgeschwindigkeit herabgesetzt werden muß.

US 3, 228, 710 bezieht sich auf die Perforation von einer Sektion von Papierbögen, die längs- und quergefalzt sind. Die Perforationen verlaufen hälftig über die Breite der Bogen in einem ersten Winkel geneigt, femer kann sich die Perforation über die Breite der Bogen beidseits einer Symmetrielinie erstrecken, wobei die Neigungen der Perforationsschlitze einander entgegengesetzt sind. Die Perforiermesser zur Ausführung der Perforation sind an einem Zylinder aufgenommen, der mit einem Nutenbalkenzylinder zusammenarbeitet, der als Gegenzylinder dient.

US 4, 951, 967 offenbart ein Perforiermesser, welches in einer federnd ausgeführten Lagerung in einem Nutenzylinder eingelassen ist. Gemäß der Offenbarung sind die Perforiermesserzähne mit seitlichen Flachstücken besetzt, die in wechselnder Abfolge alternierend nach oben oder nach unten gerichtet sind. Das Perforiermesser wird zwischen zwei Spannbalken geklemmt, die ihrerseits federnd in einem gemeinsamen Gehäuse im Perforierzylinder eingelassen sind.

US 5, 524, 930 bezieht sich ebenfalls auf ein Perforiermesser und ein mittels dieses Perforiermessers perforiertes Exemplar. Das zueinander verschränkte Zähne aufweisende Messer wird in einer Lagerung im Zylinder aufgenommen und weist sowohl gerundete Partien als auch eckige Perforierabschnitte auf. Durch die eckigen und die gerundet verlaufenden Perforierabschnitte entstehen sowohl gebogen und leicht gekrümmt verlaufende Perforierschlitze wie auch gerade verlaufende Perforationen im Exemplar.

Es wurden schon häufig Versuche unternommen, Quetschfalten zu vermeiden und ihre Folgen zu beseitigen, z. B. indem der Falzbruch, der im folgenden von einem weiteren Falzbruch gekreuzt wird, perforiert wird oder auf komplizierte Weise auf seiner ganzen Länge oder nur teilweise eingeschnitten wird. Diese Verfahren erfordern zum Teil den Einsatz umfangreicher und kostspieliger Vorrichtungen und reduzieren zwar die Quetschfalten und/oder verlagern sie an eine andere Stelle auf dem gefalzten Druckprodukt, können das Problem jedoch nicht auf zufriedenstellende Weise lösen. Es kommt weiterhin zur Bildung von Quetschfalten, und die Position der Seiten wird verschoben.

Angesichts des aufgezeigten Standes der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde die Falzgenauigkeit mehrlagiger Falzexemplare durch vorherige abschnittsweise Perforation der Exemlare zur verbessern.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die Merkmale des Patentanspruchs l gelöst.

Die vorliegende Erfindung basiert auf zwei Grundaspekten. Der erste beinhaltet, daß die heute in der Druckindustrie hergestellten bedruckten und gefalzten Signaturen zweimal, häufig sogar dreimal oder mehrmals im Kreuzbruch gefalzt werden. Es ist zwar häufig nötig, die entstandenen Falzbrüche zu erhalten, um die nachfolgenden Weiterverarbeitungsprozesse zu ermöglichen, die heute aufgrund der zunehmenden Automatisierung mit immer höheren Geschwindigkeiten ausgeführt werden, jedoch ist es nicht zwangsläufig nötig, die gesamten Falzbriiehe zu erhalten. Demgemäß muß eine genaue Analyse der Erfordernisse der Weiterverarbeitungsprozesse vorgenommen werden.

Der zweite Aspekt beruht auf der Tatsache, daß die Quetschfalten entstehen, weil die einzelnen Seiten der Signatur miteinander verbunden sind und auch nach dem Falzvorgang verbunden bleiben, wobei an dem Schnittpunkt mit dem vorhergehenden Falzbruch in dem Falzbruch entgegengesetzt wirkende, durch die Biegung des Stapels hervorgerufene Zug- und Druckkräfte aufeinandertreffen, so daß eine Schubkraft entsteht und es zum Abscheren der Seiten kommt. Wird demgemäß die Verbindung der einzelnen gefalzten Seiten an den Stellen, an denen das Vorhandensein eines Falzbruchs für die Weiterverarbeitung nicht zwingend erforderlich ist, gelöst, so reduzieren sich die Quetschfalten. Demgemäß muß der Falzbruch, dessen Hauptaufgabe es ist, in einem repetitiven Vorgang die Seiten der Signaturen in aufsteigender Ordnung aufeinander zu legen und so die gewünschte Anzahl von Signaturen zu produzieren, nicht dauerhaft erhalten bleiben, wenn er nicht für nachfolgende Bearbeitungsvorgänge nötig ist.

Zu diesem Zweck schafft die vorliegende Erfindung eine erste Schneidevorrichtung, die unterhalb der unteren Spitze des Falztrichters angeordnet ist und mittels derer der erste, längs verlaufende Falzbruch geschnitten wird, um dadurch jegliche unerwünschte Verschiebung der Papierbahn während ihrer Vorwärtsbewegung zu verhindern. Der erste, längs verlaufende Falzbruch existiert demnach nur scheinbar ; er ist nur so lange tatsächlich vorhanden, wie nötig ist, um die betreffenden Seiten korrekt auszurichten. Die so übereinandergelegten Bahnstränge sind nicht mehr miteinander verbunden und können demgemäß quer gefalzt werden, ohne daß Quetschfalten entstehen, da sie durch seitliche Bewegung den auf sie wirkenden Zug- und Druckkräften nachgeben können.

Ferner schafft die vorliegende Erfindung eine zweite Vorrichtung, die einen verzögerten Schnitt erzeugt. Bei dieser Vorrichtung handelt es sich um ein Messer, welches eine Anzahl von abwechselnd nebeneinander in einer Reihe angeordneten geraden Schneideabschnitten und Perforierzacken aufweist. Diese Vorrichtung wird wie ein herkömmliches Perforiermesser verwendet und zur Perforation der Linie eingesetzt, auf welcher der erste Falzbruch verläuft, wobei die Eindringtiefe des Perforiermessers von der Dicke der übereinanderliegenden Schichten abhängig ist und das Perforiermesser mit einem bekannten Gegendruckelement zusammenwirkt. Demgemäß ermöglicht die Vorrichtung, daß die übereinanderliegenden Papierschichten geschnitten werden und trotzdem an einigen von den Perforierzacken geschaffenen Verbindungsstellen verbunden bleiben. Das Profil und die Höhe der Zacken und gegebenenfalls die Regulierung der Eindringtiefe der Vorrichtung bestimmen die Länge der Verbindungsstellen in Abhängigkeit von dem zu erzeugenden Druckprodukt und dem verwendeten Papier. Zum Zeitpunkt des ersten Falzvorgangs der übereinanderliegenden Stränge bewirken die von den Perforierzacken erzeugten Verbindungsstellen, daß der erste Falzbruch erhalten bleibt und die Schichten miteinander verbunden bleiben. Die Stränge können also gefalzt werden und anschließend von bekannten Transportvorrichtungen zum nachfolgenden Falzwerk transportiert werden, wo sie quer zum ersten Falzbruch gefalzt werden. Während des zweiten Falzvorgangs, bei dem ein Falzbruch erzeugt wird, der quer zu dem ersten, zuvor mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung bearbeiteten Falzbruch verläuft, entstehen in den übereinanderliegenden Strängen entgegengesetzt wirkende Zug- und Druckkräfte, die an dem Punkt, an dem sie aufeinandertreffen, eine Schubkraft erzeugen, die abhängig ist von der Dicke des Stapels multipliziert mit 3, 1416 und den Eigenschaften des verwendeten Papiers. Jede der von der erfindungsgemäßen Einrichtung erzeugten Verbindungsstellen wird dabei zu einer Sollbruchstelle, deren Ausmaße von der Eindringtiefe der Perforierzacken abhängig ist. Auf diese Weise wird die Verbindung der einzelnen Seiten gelöst, so daß sie sich seitlich verschieben können, ohne daß Quetschfalten entstehen.

Demgemäß wird von der zweiten erfindungsgemäßen Vorrichtung ein Schneidevorgang des Papiers begonnen, der erst während des zweiten Falzvorgangs vollendet wird. Auch bei diesem Falzbruch handelt es sich also nur um einen scheinbaren Falzbruch, der nur so

lange tatsächlich vorhanden ist, wie sich die Papierstränge vom ersten Falzwerk zum nachfolgenden Falzwerk bewegen.

Die beiden erfindungsgemäßen Vorrichtungen ermöglichen demnach ein Verfahren zur Vermeidung von Quetschfalten und deren Auswirkungen wie Unebenheiten und Verdickungen der Signaturen und fertigen Druckprodukte, Schwierigkeiten bei der Handhabung der Signaturen während der Weiterverarbeitung, und Beschränkung der Seitenzahl der mehrmals im Kreuzbruch gefalzten Signaturen aus dickerem Papier. Das Verfahren kann bei entsprechender technischer Entwicklung auch mit anderen Schneidevorrichtungen eingesetzt werden, z. B. Wasser unter hohem Druck, Ultraschall, Laser o. ä. Das Verfahren ermöglicht in der oben beschrieben Ausführungsform sowie mit alternativen Schneidevorrichtungen auch eine exakte mathematische Berechnung des graphischen Umbruchs jeder Seite der Signatur und des fertigen Produkts. So kann auch eine neuartige Software zum Ausschießen entstehen, welche zur Bestimmung der endgültigen Positionierung der Seiten nach ihrer seitlichen Verschiebung während des Falzvorgangs die Dicke des verwendeten Papiers berücksichtigt.

In einer ersten Ausführungsform der Erfindung ist die erste Schneidevorrichtung unterhalb der unteren Spitze des Falztrichters der Rollenrotationsdruckmaschine angeordnet, mittels dessen der erste Falzvorgang in Längsrichtung ausgeführt wird. Die erste Schneidevorrichtung kann z. B. aus einem Schneidmesser oder aus einer Schneidrolle bestehen und in einer Weise an einer Halterung befestigt sein, daß sich die Höhe, der Angriffswinkel und die Eindringtiefe regulieren lassen. Die Halterung kann schwenkbar gelagert sein, so daß die Schneidevorrichtung bei Bedarf in und außer Betrieb genommen werden kann. Die gesamte Anordnung muß eine ausreichende Stabilität aufweisen, um den mechanischen Kräften standzuhalten, die unter Umständen beim Zerreißen des Papiers entstehen. Die Klinge der ersten Schneidevorrichtung ist während des Betriebs festgestellt und demgemäß der Abnutzung durch die mineralischen Bestandteile des Papiers sowie starken Temparaturbelastungen durch die hohe Geschwindigkeit des sich durch das Falzwerk bewegenden Papiers ausgesetzt. Deshalb kann die Klinge auswechselbar angeordnet sein, um eine konstant hohe Schnittqualität zu gewährleisten. Die Klinge kann

z. B. aus 1 mm dickem, behandeltem Stahl mit einem beidseitigen Schliffwinkel von 20° bestehen und in einer Schiene angeordnet sein, mittels derer die Klinge in die gewünschte Position gebracht und festgeklemmt werden kann. Die Halterung kann einen Metallsockel umfassen, der unterhalb der unteren Spitze des Falztrichters fest an dem Rahmen der Druckmaschine befestigt ist, und einen schwenkbaren Metallarm aufweisen, der eine Regulierung des Angriffswinkels und die Außerbetriebnahme der Schneidevorrichtung ermöglicht.

Die zweite erfindungsgemäße Vorrichtung kann in einer Weise ausgebildet sein, daß sie auf die gesamte Länge des betreffenden ersten Falzbruchs wirkt. In diesem Fall muß die Position des Schnittpunkts des zweiten Falzbruchs einem tatsächlichen Schnitt entsprechen, der sich auf beide Seiten des Schnittpunkts der Falzbrüche auf einer Länge von z. B. zwanzig Mal der Dicke der durch den ersten Falzvorgang aufeinandergelegten Seiten erstreckt.

Die zweite Vorrichtung kann jedoch auch so ausgebildet sein, daß sie nur auf eine Seite des ersten Falzbruchs wirkt. In diesem Fall kann der tatsächliche Schnitt sich nur auf einer Seite des vorgesehenen Schnittpunkts der Falzbrüche erstrecken, während auf der anderen Seite des Schnittpunkts die Vorrichtung weder eine Schneidfläche noch Perforierzacken aufweist, was für eine nachfolgende Bearbeitunsvorgänge des Druckprodukts unerläßlich sein kann. Die Länge des tatsächlichen Schnittes kann z. B. zwanzig Mal die Dicke der durch den ersten Falzvorgang aufeinandergelegten Seiten oder eine andere Länge dieser Größenordnung betragen.

Diese zweite erfindungsgemäße Vorrichtung kann femer so ausgebildet sein, daß ihre Position seitlich verschiebbar ist, um sie optimal einzusetzen. Zu diesem Zweck können die Befestigungsöffnungen Aushöhlungen aufweisen, die außerdem eine Vertauschen der Seiten der Schneidevorrichtung ermöglichen, was bei Falzapparaten bestimmter Bauart und für bestimmte Weiterverarbeitungsmethoden erforderlich sein kann

Die zweite erfindungsgemäße Vorrichtung kann aus Metall oder einem beliebigen anderen zur Herstellung von Messern geeigneten Material gefertigt sein. Das Verfahren kann jedoch auch entsprechend der Entwicklung neuer Schneidetechniken weiterentwickelt werden.

Die Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden anhand der folgenden Beschreibung in Zusammenhang mit den beigefügten Zeichnungen näher erläutert.

Es zeigt : Fig. 1 den Spannungsverlauf in einem mehrlagigen Materialbahnstrang während einer Umlenkung, Fig. 2 die in einem Falzapparat ablaufenden Falzvorgänge an einem von der Materialbahn abgetrenntem Exemplar, Fig. 3 die erfindungsgemäße Schneidvorrichtung, angeordnet über dem S chneidzylinderpaar, Fig. 4 ein Perforierwerkzeug in vergrößerter Draufsicht, Figs. 5, 6 Einzelheiten des Perforiermessers und Fig. 7 eine Regelung der Perforationslage in Zusammenhang mit erster und zweiter Längsfalzrichtung in bezug auf fest angeordnete Schneidwerkzeuge.

In der Darstellung gemäß Figur 1 sind die in einer mehrlagigen Materialbahn bei einer Krümmung der Bahn sich einstellenden Spannungsverhältnisse wiedergegeben.

Der Materialbahnstrang l, bestehend aus im Wändestangenüberbau zusammengeführten Bahnsträngen, erfährt bei einer Umlenkung 7 eine in Figur 1 dargestellte Verformung. An

der Oberseite 3 des Materialbahnstranges 1 treten Zugkräfte 5 auf, während der Materialbahnstrang 1 an seiner Unterseite 4 gestaucht wird wodurch Druckkräfte 6 in Material - im vorliegenden Falle Papier - hervorgerufen werden. Im Bereich der neutralen Ebene, die mittig des Materialbahnstranges 1 verläuft, ist die in Folge der Umlenkung 7 auftretende Kraft gerade Null. Die Umlenkung 7 kann durch die Krümmung des Materialbahnstranges 1 um eine Leitwalze hervorgerufen werden oder auch durch die Applikation eines Falzes, sei es ein Längsfalz oder ein Querfalz im Materialbahnstrang 1.

Figur 2 zeigt die in dem Falzapparat ablaufenden Falzvorgänge an einem von der Materialbahn abgetrennten Exemplar.

Der Materialbahnstrang l läuft in Bahnlaufrichtung 8, transportiert über eine Trichtereinlaufwalze 9 in eine erste Längsfalzeinrichtung 10 ein. Bereits bei der Passage der Trichtereinlaufwalze 9 treten die in Figur 1 dargestellten Verformungen im Materialbahnstrang 1 auf, wodurch Relatiwerschiebungen einzelner Bahnstränge im Materialbahnstrang 1 zueinander auftreten können. Der Materialbahnstrang 1 passiert die Trichterplatte 11 und ist nach Passage der Trichtemase 12, der Trichterplatte 11 hälftig längsgefalzt, d.h. mit einem Falzrücken 13 des ersten Längsfalzes versehen.

Nach Passage der Trichtemase 12, der Trichterplatte 11 gelangt der mit dem ersten Längsfalz 13 versehene Materialbahnstrang l, entlang einer ersten Perforer- /Schneidvorrichtung 14 in ein Zugwalzpaar 15, welches den Materalbahnstrang 1 unter konstanter Spannung hält. Danach passiert der teilweise perforierte/geschnittene Materialbahnstrang 1, eine zweite Perforier-/Schneideinrichtung 16, wo die Perforation weiter ausgebildet wird. Hinter einem weiteren Zugwalzenpaar 17 erfolgt eine Abtrennung eines Exemplares 20 von der Materialbahn 1. Das von dem vorlaufenden Ende der Materialbahn 1 jeweils abgetrennte Falzexemplar 20 wird von Greifereinrichtungen 22 - hier beispielsweise als Punkturennadeln gestaltet - auf dem Umfang des Falzmesserzylinders 19 gehalten. Anstelle von Punkturennadeln 22 können bei punkturlos arbeitenden Falzapparaten ein das Falzexemplar 20 im Umfang der Zylinder 19,23 haltender Bänderzug vorgesehen sein, die das Falzexemplar 20 ergreifende und

aufnadelnde Punkturnadeln 22 ersetzt. Die am Falzmesserzylinder 19 vorgesehenen Falzmesser 21 stoßende Exemplare 20 etwa mittig - je nach vorgesehenem Überfalz - in Falzklappen 26 ein, die den Falzmesser 21 im Übergabespalt zwischen Falzklappenzylinder 23 und Falzmesserzylinder 19 gegenüberliegen. Während die Falzmesser 21 das Exemplar 20 in die offenen Falzklappen 26 am Falzklappenzylinder 23 einstoßen, werden die Ende 26 des Falzexemplares 20 am Umfang des Falzmesserzylinders 19 freigegeben, so daß ein Exemplarübergang erfolgen kann. Die quergefalzten Exemplare 20 werden dann mit dem Falzrücken 25 des ersten Querfalzes 24 voraus am Umfang des Falzklappenzylinders 23 transportiert, der in Drehrichtung 27 rotiert.

Vom Umfang des Falzklappenzylinders 23 werden die Exemplare 20 von einem Transportzylinder 28 abgenommen, mit dem quergefalzte Exemplare 20 an eine zweite Längsfalzeinrichtung 29 übergeben werden. Ein sich in Richtung des Doppelpfeiles auf- und abbewegendes Falzmesser 30 stößt die Exemplare 20 in ein Paar Falzwalzen 31 ein, unterhalb der ein Schaufelrad 32 angeordnet sein kann, in dessen Taschen die nunmehr mit einem zweiten Längsfalz versehenen Exemplare 20 eintreten und in einer hier nicht näher dargestellten Exemplarauslage zur Weiterverarbeitung gelangen.

Der Materialbahnstrang 1 passiert demnach die erste Schneideinrichtung 14 zuerst mit der der längsgefalzte Materialbahnstrang 1 entlang des ersten Längsfalzes 13 geschnitten wird, wobei das Schneidwerkzeug in Bezug auf seine Eindringtiefe in den Materialbahnstrang 1 und einen Anstellwinkel an diesen einstellbar ist, wie im Zusammenhang mit Figur 3 noch näher dargelegt werden wird. In der dem ersten Zugwalzenpaar 15 nachgeordneten Schneid-/Perforiereinrichtung 16 sind kombinierte Perforier-/Schneidwerkzeuge aufgenommen, die den mit dem ersten Längsfalz 13 versehenen Materialbahnstrang 1 dort mit einer abschnittsweisen Perforation bzw. Anschnitt versehen, an dem das Exemplar 20 später mit dem ersten Querfalz 24 versehen wird. Die durch das Perforer- /Schneidwerkzeug 16 aufgebrachte Perforation/Anschnitt erfolgt jedoch nicht vollständig.

Es bleiben zwischen den Perforationen sogenannte Materialbrücken bestehen, die bei der Durchführung des ersten Querfalzes 24 zu Sollbruchstellen werden, so daß eine Relativbewegung der einzelnen Seiten der Exemplare 20 zueinander noch möglich ist.

Beim Einlauf in die zweite Perforier-/Schneideinheit 16 ist der Materialbahnstrang 1 entlang des ersten Längsfalzes geschnitten, wobei die Querperforation entlang des ersten Querfalzes 24 teilweise in der zweiten Perforier-/Schneideinheit 16 ausgebildet wird.

Figur 3 zeigt die dem ersten Längsfalz 13 zugeordnete Schneideinrichtung 14 im Bezug auf die die weitere Perforier-/Schneideinrichtung 16 einen verzögerten Schnitt bzw. einer verzögerte Perforation aufbringt.

Mittels der ersten Schneideinrichtung 14 ausgeführte Schnitte schneiden den Materialbahnstrang 1 entlang des ersten Längsfalzes 13 auf, so daß beim später erfolgenden Querfalzvorgang Relativbewegungen der Bahnlagen zueinander möglich sind und auftretenden Zug- und Druckkräften nachgegeben werden kann. Dadurch werden Quetschfalten am fertigen Exemplar 20 - insbesondere bei höheren Seitenzahlen, wie 48 oder 64 oder gar 96 Seiten - veremieden. Aus Figur 3 geht weiterhin hervor, daß die erste Schneidvorrichtung 14 an einem in vertikaler Richtung 38 verfahrbaren Schlitten 39 aufgenommen werden kann, der am Support 40 auf- und abbewegbar ist. An einer Lagerung 36 läßt sich das Schneidwerkzeug 48 gemäß des Doppelpfeiles in seinem Anstellwinkel verstellen, während an einer Lagerung 37 das Schneidwerkzeug 48 in seiner Führung in Bezug auf seine Eindringtiefe verstellt werden kann. Dadurch läßt sich die Eindringtiefe des Schneidwerkzeuges 48 und somit die Anpassung der Schnittiefe an die Stärke des Materialbahnstranges 1 einstellen. Das Schneidwerkzeug 48 kann von der Führung beidseitig umschlossen sein, wobei seine Schneidkante in dessen oberen Bereich liegt.

In Figur 4 ist ein Perforier-/Schneidwerkzeug 34 dargestellt, das in einem der Zylinder der weiteren Perforier-/Schneideinrichtung 16 eingelassen ist und welches mit einem am Gegenzylinder gelagerten Nutenbalken zur Ausbildung der Perforation zusammenwirkt.

Das Perforier-/Schneidwerkzeug 34 kann zur Ausbildung einer hälftigen Perforation entlang des längsgefalzten Materialbahnstranges 1 mit einem perforierenden Abschnitt 42 versehen sein, während der verbleibende Abschnitt 41 des Werkzeuges 34 sowohl schneidende Abschnitte 45 als auch perforierende Abschnitte 44 aufweist. Das Perforer-

/Schneidwerkzeug 34 weist mittig einen Falzschnittpunkt 43 auf, der links von einer Ausnehmung 46 und rechts von einem längeren Schneidabschnitt 45 des schneidenden Bereiches 41 am Perforier-/Schneidwerkzeug 34 begrenzt ist. Die Position 43 am Perforer- /Schneidwerkzeug 34 legt eine Mittellage fest (Vergleiche Figur 7). Eine Verschiebung der Mittellage kann beispielsweise durch eine Verschiebung des Perforier-/Schneidwerkzeuges in translatorische Richtung erfolgen, da das Perforier-/Schneidwerkzeug 34 in länglichen Öffnungen 50 gelagert werden kann, die in Montageöffnungen 49 münden. Je nach Position des Perforier-/Schneidwerkzeuges 34 relativ zu einem der Zylinder der weiteren Perforier-/Schneideinrichtung 16 kann die Lage der Perforationen bzw. die der späteren Sollbruchstellen zwischen den Seiten des Exemplares 20 varriiert werden. Gemäß der vorstehenden Ausführungen verläuft der mittels der ersten Schneideinrichtung 14 erzeugte Längsschnitt entlang des ersten Längsfalzes 13 exakt durch den Falzschnittpunkt 13 gemäß Figur 3. In der gezeigten Ausmhrungsvariante des Perforier-/Schneidwerkzeuges 34 erfolgt ein tatsächlicher Schnitt des Materialbahnenstranges 1 nur in einem Bereich 41, während im Abschnitt 42 lediglich eine Perforation vorgenommen wird.

In den Figuren 5 und 6 sind die schneidenden bzw. perforierenden Abschnitte 41,42 des Perforierwerkzeuges 34 näher dargestellt und beschrieben.

Die im perforierenden Abschnitt 42 aufgenommenen Perforierzacken 44 sind beispielsweise zu Dreiergruppen zusammengefaßt, zwischen denen einzelne nichtschneidende Abschnitte 47 aufgenommen sind, die die Materialbahnbrücken bilden, welche die Exemplare zunächst noch miteinander verbinden, bevor die beim Querfalzen auftretenden Schubkräfte bewirken, daß diese Materialbereiche zu Sollbruchstellen werden und sich lösen. Beim Querfalzen löst sich die Verbindung zwischen den einzelnen Seiten, so daß ein seitliches Verschieben der einzelnen Seiten zueinander stattfinden kann und sich dort einstellende Quetschspalten vermieden werden können. Zur Ausführung der Perforationen können auch anders konfigurierte Werkzeuge eingesetzt werden, die zu Zweiergruppen zusammengefaßte Perforierzähne 44 beispielsweise aufnehmen. Die sich später lösenden Sollbruchstellen stellen sich je nach gewählter Konfiguration der nichtschneidenen Abschnitte 47 am Perforier-/Schneidwerkzeug 34 ein.

Die Abfolge schneidender Bereiche 45 und perforierender Abschnitte 44 im schneidenen Abschnitt 41 am Perforier-/Schneidwerkzeug 34 ist in Figur 6 dargestellt. Dort finden sich der Falzschnittpunkt 43 zwischen der Ausnehmung 46 und den sich längs des Werkzeuges 34 erstreckenden Schneidbereichen 45. Die dargestellten Perforierzähne 44 sind jeweils zu Zweier- bzw. Dreiergrupen zusammengefaßt. Profilierung und Höhe der Perforierzacken 44 sowie der Schneidzähne 45 sowie die Regelung der Eindringtiefe bestimmen die Länge der Materialbahnbrücken abhängig von zu erzeugenden Druckprodukt und dem verwendeten Druckstoff.

Figur 7 schließlich zeigt eine erfindungsgemäß vorgeschlagene Konfiguration, bei der abhängig zu einem stationär aufgenommenen Schneidzylinder 18 beispielsweise die Anpassung der Lage der ersten Längsfalzeinrichtung 10, der weiteren Perforiereinrichtung 16 sowie der zweiten Längsfalzeinrichtung 29 erfolgt. Bei Verschiebung der Position des Falzschnittpunktes 43 wird durch Antriebe 52 an der ersten Längsfalzeinrichtung 10 sowie einem Antrieb 52 oder einem Handrad 55 an der zweiten Längsfalzeinrichtung 29 eine Zustellung dieser Komponenten in Bezug auf einen beispielsweise stationär gelagerten Schneidzylinder 18 erzielt. Die Position der Komponenten 10,16 und 29 in Bezug auf diesen stationären Schneidzylinder 18 lassen sich durch Drehgeber 54 detektieren, der die Antriebsspindeln 53 oder eines Handrades 55 oder der Antriebe 52 aufnimmt, wodurch die Komponenten 10,16 und 29 in Richtung der Doppelpfeile translatorisch verschoben werden können.

Bei einer sich automatisch zum Beispiel bei Auftragswechsel einstellenden Einstellungen der Komponenten erster Längsfalz 10, weitere Perforiereinrichtung 16 sowie zweite Längsfalzeinrichtung 29 ist der Drucker der Kontrolle der Relativeinstellungen dieser Komponenten zueinander enthoben ; die Positionen lassen sich am zentralen Bedienpult vom Rotation- und Falzapparat beispielsweise über LED's anzeigen. Neben Spindeln 53 lassen sich als Führungen der Komponenten 10,16 und 29 auch schlittenartige Führungen oder Kulissenführungen oder dergleichen verwenden. Bei punkturlos arbeitenden Falzapparaten sind die Exemplare 20 anstelle von Punkturennadeln 22 aufnehmenden

Bänder seitlich so zu positionieren, daß Eckenbildung an den Exemplaren 20 vermieden wird. Im Rahmen der Zustellung der die Exemplare 20 ergreifenden Transportbänder im punkturlosem Falzapparat kann die bereits angesprochene Zustellung der ersten Längsfalzeinrichtung 10 quer zur Bahnlaufrichtung 8 erfolgen. Verschiebt sich die erste Längsfalzeinrichtung 10, so erfolgt automatisch eine Nachführung der weiteren Perforiereinrichtung 16 quer zur Bahnlaufrichtung, um den Falzschnittpunkt 43, an welchem später auch der zweite Längsfalz liegt, anzupassen. Neben einem Antrieb 52 kann an der zweiten Längsfalzeinrichtung 29 auch ein Handrad 55 aufgenommen sein, was dem Drucker gegebenenfalls eine manuelle Nachführungsmöglichkeit zur Korrektur der Lage des zweiten Längsfalzes an die Hand geben kann.

Bezugszeichenliste 1Materialbahnstrang 2 neurale Ebene 3 Oberseite 4 Unterseite 5Zugkräfte 6 Druckkräfte 7 Umlenkung 8 Bahnlaufrichtung 9 Trichtereinlaufwalze 10erste Längsfalzeinrichtung 11 Trichterplatte 12 Trichternase 13 erster Längsfalz 14 erste Schneideinrichtung 15 Zugwalzenpaar 16 weitere Perforiereinrichtung/Schneideinrichtung 17 Zugwalzenpaar 18 Schneidzylinder 19 Falzmesserzylinder 20 Exemplar 21 Falzmesser 22 Greifereinrichtungen 23 Falzklappenzylinder 24 erster Querfalz 25 Falzrücken 26 Exemplarenden 27 Drehrichtung 28 Transportzylinder 29 zweite Längsfalzeinrichtung

30 Falzmesser 31 Falzwalze 32 Schaufelrad 33 Drehsinn 34 Perforierwerkzeug 35 Höheneinstellung 36 Winkeleinstellung 37 Eindringtiefenverstellung 38 Verfahrrichtung 39 Schlitten 40 Schlittenführung 41 schneidender Abschnitt 42 perforierender Abschnitt 43 Falzschnittpunkt 44 Perforierzähne 45 Schneidzähne 46 Ausnehmung 47 nichtschneidender Abschnitt 48 Schneidwerkzeug 49 Öffnung 50 Langloch 51 Verfahrrichtung 52 Antrieb 53 Spindel 54 Drehgeber 55 Handrad