Vorrichtung zum Zusammentragen von flächigen Bahnen zu Mehrblattformularen, sowie Rollen- oder Stapelcollator dafür

TECHNISCHES GEBIET

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Zusammentragen von flächigen Bahnen wie beispielsweise von Papierbahnen zu sogenannten Mehrblattformularen in Endlossätzen oder Einzel¬ formularen. Die Erfindung betrifft auch einen für diese Vor¬ richtung besonders geeigneten Rollen- oder Stapelcollator. Endlossätze oder Einzelformulare bestehen aus mehreren, oft¬ mals unterschiedlich dicken Papierbahnen. Die zu einem Satz bzw. einem Formular gehörenden mehreren Blätter sind mitein¬ ander zu einer Einheit verleimt oder durch Crimpen bzw. Fle- xotape verbunden.

Das Zusammentragen der einzelnen Papierbahnen und das Verlei¬ men derselben sowie das anschließende Falzen der Mehrblatt- formulare erfolgt in der Druckindustrie vollautomatisch.

STAND DER TECHNIK

Bekannt sind sogenannte Rollen- oder Stapelcollators für die Druckindustrie, in denen der Vorgang des Zusammentragens von mehreren Papierbahnen von entsprechend vielen aufgewickelten Papierbahnen zu sogenannten Mehrblattformularen und das an¬ schließende Falzen derselben vollautomatisch erfolgt. Die Durchlaufgeschwindigkeit der Papierbahnen ist bei diesen Ma- schinen möglichst hoch. Eine aus wirtschaftlichen Gründen weitere Steigerung der Zusammentraggeschwindigkeit ist aus zwei Gründen nicht möglich. So bildet sich beim Zusammentra¬ gen zwischen den einzelnen Papierlagen ein Luftpolster, das bei zu großer Transportgeschwindigkeit der Papierbahnen nicht

zwischen denselben rasch genug herausgedrückt werden kann, so daß die zusammengeführten Papierbahnen nicht mehr maßgerecht und gleichmäßig gefalzt werden können. Außerdem ist die Durchlaufgeschwindigkeit der Papierbahnen in diesen bekannten Maschinen so groß bzw. deren Verweilzeit in diesen Maschinen so klein, daß bei mit Kaltleim verbundenen Papierbahnen die¬ ser Leim noch nicht ausreichend abgebunden hat, bevor die Bahnen die Falzstation bzw. den Querschneider erreichen, so daß beim Falzen durch die Verschiebung der Papierbahnen zu- einander eine sogenannte Hütchenbildung bzw. eine Fächerbil¬ dung in den Mehrblattformularen auftritt.

DARSTELLUNG DER ERFINDUNG

Ausgehend von diesem vorbekannten Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Zusam¬ mentragen von flächigen Bahnen der eingangs genannten Art und einen entsprechend ausgerüsteten Rollen- oder Stapelcollator für die Druckindustrie anzugeben, bei denen auch bei erhöhter Transportgeschwindigkeit der Papierbahnen ein korrektes Fal- zen derselben möglich wird, unabhängig davon, ob und wie die Mehrblattformulareverleimt sind.

Diese Erfindung ist für die eingangs genannte Vorrichtung zum Zusammentragen von flächigen Bahnen durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gegeben. Diese Vorrichtung ist dementspre¬ chend gekennzeichnet durch eine Vakuumkammer, die einen Ein¬ laßschlitz und einen in Transportrichtung der Bahnen nachge- ordneten Auslaßschlitz aufweist, so daß die Bahnen durch die Vakuumkammer in Transportrichtung hindurchgeführt werden kön- nen, und/oder durch eine Einrichtung zum Beaufschlagen der Bahnen mit Ultraschall. Beide physikalischen Effekte - Vakuum und Ultraschall - jeweils für sich alleine oder in Kombina¬ tion auf die zusammengeführten Bahnen einwirkend lösen die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe.

Insbesondere beim Zusammentragen von Papierbahnen zu soge¬ nannten Mehrblattformularen in Endlossätze oder Einzelformu¬ laren, wie es in der Druckindustrie vorkommt, hat es sich als vorteilhaft herausgestellt, Vakuumkammer und/oder Ultra¬ schalleinrichtung in einen ansich bekannten Rollen- oder Sta¬ pelcollator zu integrieren. Die Vakuumkammer und/oder die Ul¬ traschalleinrichtung sind dann entsprechend den Merkmalen des Patentanspruchs 9 in Transportrichtung vor der Falzstation des Collators angeordnet, und zwar entweder unmittelbar vor dieser Falzstation oder jeweils nach bzw. bei dem Zusammen¬ führen von zwei Bahnen bzw. einer weiteren Bahn. Es können somit nur eine einzelne oder aber jeweils nach dem Zuführen von einer weiteren Bahn entsprechend viele Vakuumkammern und/oder Ultraschalleinrichtungen in einem derartigen Colla- tor vorhanden sein.

Mit Hilfe einer Vakuumkammer lassen sich die zusammenzutra¬ genden Papierbahnen extrem eng aufeinander positionieren, ohne daß ein das spätere Falzen erschwerendes Luftpolster zwischen den einzelnen Bahnen vorhanden wäre. Mit der Vakuum¬ kammer läßt sich damit erreichen, daß sich die einzelnen Pa¬ pierbahnen beim Falzen nicht gegenseitig in Transportrichtung verschieben. Dieser Effekt wird dadurch erreicht, daß inner¬ halb der Vakuumkammer das zwischen den Papierbahnen vorhande- ne Luftpolster abgesaugt wird, so daß nach Austritt der Pa¬ pierbahnen aus der Vakuumkammer der außerhalb der Vakuumkam¬ mer vorhandene atmosphärische Druck die Papierbahnen extrem eng aneinanderpreßt, mit der Folge, daß sie sich praktisch nicht mehr gegenseitig verschieben können. Mit Hilfe der Ul- traschalleinrichtung wird ein vergleichbarer Effekt dadurch erreicht, daß durch das Einwirken von Ultraschall der auf den Bahnen noch nicht klebende Leimauftrag in seiner Klebewirkung aktiviert wird.

Aus allgemein wirtschaftlichen Überlegungen heraus ist es

sinnvoll, den Unterdr ck in der Vakuumkammer nur in jeweils der Größe bereitzustellen, wie er für den jeweiligen Zusam¬ mentragevorgang erforderlich ist. So hat es sich als vorteil¬ haft herausgestellt, wenn die Größe des Unterdruckes ein- stellbar ist. Damit können dann auch empfindliche SD-Papiere ohne Schädigung derselben problemlos zusammengeführt werden. Je länger die Verweildauer der Papiere in der Vakuumkammer ist, umso geringer kann darüber hinaus der Unterdruck in der Kammer eingestellt werden. Sofern die Ultraschalleinrichtung vorhanden ist, kann in manchen Anwendungsfällen auf das Ein¬ wirken von Vakuum vollständig verzichtet werden.

In Anlehnung an den Effekt, daß beim Eintreffen von jeweils zwei übereinanderliegenden Bahnen in die Vakuumkammer das zwischen den Bahnen vorhandene Luftpolster dafür sorgt, daß sich die Bahnen in der Kammer voneinander wegbewegen, ist oberhalb der oberen Bahn eine Leiteinrichtung vorhanden, de¬ ren Abstand zu den Bahnen in Richtung zum Auslaßschlitz hin abnehmend ist. Nachdem nach Eintritt der Bahnen in die Kammer das Luftpolster zwischen den Bahnen zunächst ins Vakuum ent- weichen kann, wird durch die sich absenkende Leiteinrichtung ein sehr enges Zusammenführen der Papierbahnen vor Austritt der Bahnen aus der Vakuumkammer erreicht. Nach Austritt aus der Vakuumkammer werden die Bahnen durch den außerhalb der Vakuumkammer herrschenden atmosphärischen Normaldruck zusam- mengepreßt, so daß die aus mehreren Bahnen bestehenden Formu¬ lare vollkommen flach werden. Durch die Haftreibung zwischen den zusammengepreßten Bahnen wird eine gegenseitige Verschie¬ bung derselben und damit die aus dem Stand der Technik nach¬ teilige Hütchen- oder Fächerbildung verhindert.

Sowohl die beispielsweise Rollenbahnen, auf denen die Bahnen von unten abgestützt werden als auch die Rollenbahnen, die eine obere Begrenzung der oberen Bahnposition darstellen, sind so ausgebildet, daß die Luft schnell durch diese oberen und unteren Leiteinrichtungen hindurch abgesaugt werden kann.

Die. etrifft auch möglicherweise vorhandene seitliche Leit¬ einrichtungen. Die seitlichen Leiteinrichtungen, mit denen ein seitliches Verschieben der Bahnen verhindert werden soll, können eine einseitig oder beidseitig vorhandene Lochung der Papierbahn sein, in die zumindest im Einlaß- und Auslaßbe¬ reich der Vakuumkammer die Stifte eines Stiftbandes oder Stiftrades eingreifen. Damit können die Bahnen zumindest im Bereich des Einlaß- und Auslaßbereichs einer Vakuumkammer so¬ wohl in seitlicher Richtung als auch in Transportrichtung ge- genseitig unverschiebbar gehalten werden. Beim Aufblähen der oberen Papierbahn von der unteren Papierbahn im Bereich der Vakuumkammer kann dadurch keine Verschiebung der oberen Bahn von der unteren Bahn in Längsrichtung, d. h. in Transport¬ richtung der Bahnen erfolgen.

Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich durch die in den Ansprüchen ferner aufgeführten Merkmale so¬ wie aus dem nachstehenden Ausführungsbeispiel.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG

Die Erfindung wird im folgenden anhand des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher beschrieben und er¬ läutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine Vakuumkammer mit nach¬ geschalteter weiterer Kammer mit einer Ultraschall¬ einrichtung nach der Erfindung und

Fig. 2 eine Draufsicht durch die oben geöffneten Kammern nach Fig. 1.

WEGE ZUR AUSFÜHRUNG DER ERFINDUNG

Eine ein Deckelteil 10 und ein Bodenteil 12 aufweisende Vaku- umkammer 14 besitzt auf ihrer rechten Seite einen Einlaß-

schlitz 16 und auf ihrer gegenüberliegenden Seite einen Aus¬ laßschlitz 18. Beide Schlitze 16, 18 dienen dazu, daß ein aus einer im Beispielsfall oberen Papierbahn 20 und einer unteren Papierbahn 22 bestehendes Mehrblattformular 24 - in der Zeichnung in etwa horizontal - in Transportrichtung 25, durch die Vakuumkammer 14 hindurchgeführt werden kann.

Beim Durchführen durch die Vakuumkammer 14 liegt die untere Papierbahn 22 auf unteren Rollenbändern auf. Von diesen Rol- lenbändern ist ein seitliches Rollenband 26 dargestellt, das als Stiftband ausgebildet ist. Die einzelnen Stifte 28 können dabei in eine Lochung 30, die seitlich in den beiden Papier¬ bahnen 20, 22 vorhanden ist, eingreifen.

Die Papierbahnen 20 bzw. 22 kommen jeweils von nicht darge- stellten Papierrollen und werden über jeweils eine Umlenkrol¬ le 31, 32 in horizontaler Richtung umgelenkt. Beim Eintreffen in die Vakuumkammer liegen von oben und unten jeweils eine obere bzw. untere Führungs- und Abdichtungsrolle 33, 34 an ihnen an. Diese beiden Rollen 33, 34 dienen nicht nur zum Führen der beiden Papierbahnen 20, 22, sondern auch zum Ab¬ dichten des Einlaßschlitzes 16, damit der in der Vakuumkammer 14 herrschende Unterdruck sich durch den Einlaßschlitz 16 hindurch möglichst nur gering abbaut.

Beim Zusammenführen der beiden Bahnen 20, 22 im Bereich vor der Vakuumkammer 14, hat sich im dortigen Bereich 36 zwischen den beiden Bahnen ein Luftpolster gebildet. Nach Eintreffen dieses Bereiches 36 in die Vakuumkammer, bläht sich das Luft¬ polster auf, so daß die obere Papierbahn 20 von der unteren Papierbahn 22 nach oben wegbewegt wird. Die untere Papierbahn 22 liegt dabei auf den unteren Rollenbändern auf. Die obere Papierbahn wird von oben durch obere Rollenbänder 38 und da¬ zwischen angeordneten Leitblechen 39 begrenzt, die in Trans¬ portrichtung schräg ansteigend oberhalb der Bahnen vorhanden

sind.

Das Aufblähen, d. h. das voneinander Lösen der beiden Papier¬ bahnen 20, 22 im Bereich der Rollenbänder 38 ermöglicht ein 5 sehr schnelles Abführen dieser Luft in der Vakuumkammer 14.

Im - in Transportrichtung 25 - Anschluß an die Rollenbänder 38 sind weitere Rollenbänder 40 mit wiederum dazwischen ange¬ ordneten Leitblechen 41 vorhanden, die in Transportrichtung

10 25 abfallend angeordnet sind. Die Rollenbänder 38, 40 und die Leitbleche 39, 41 sind im Querschnitt damit etwa dachförmig angeordnet. Mit den Rollenbändern 40 und den Leitblechen 41 wird die obere Papierbahn wieder dicht auf die untere Papier¬ bahn 22 zubewegt, so daß die beiden Bahnen 20, 22 im Bereich des Auslaßschlitzes 18 extrem dicht aufeinanderliegen. Im Be- 5 reich des Auslaßschlitzes 18 sind wieder eine obere und unte¬ re Führungs- und Abdichtungsrolle 42, 44 angeordnet, die in ihrer Funktion den Rollen 33, 34 im Bereich des Einlaßschlit¬ zes 16 entsprechen.

0 Nach Austritt der Bahnen 20, 22 aus der Vakuumkammer 14 wirkt auf sie der außerhalb der Kammer 14 vorhandene Luftdruck. Dieser bewirkt ein starkes Zusammenpressen der Bahnen, so daß zwischen ihnen außerhalb der Vakuumkammer praktisch keine Luft vorhanden ist. Ein Einströmen von Luft zwischen die Bah- 5 nen kann gegebenenfalls höchstens im seitlichen Längsrandbe- reich der Bahnen erfolgen. Dadurch bleiben die beiden Bahnen aber im übrigen Querschnittsbereich vollständig aneinanderge- preßt, so daß sich die Bahnen insgesamt problemlos in einer nachgeordneten Falzstation korrekt und einwandfrei falzen 0 lassen; ein gegenseitiges Verschieben der einzelnen Papier¬ bahnen ist durch das Aneinanderhaften der Bahnen praktisch nicht möglich. Durch Einflußnahme auf die Größe des jeweils in der Vakuumkammer herrschenden Unterdruckes kann die zwi¬ schen den Bahnen herrschende Reibungskraft dabei beliebig 5

groß eingestellt werden.

Im vorliegenden Beispielsfall wurden die beiden Bahnen 20, 22 nach Verlassen der Vakuumkammer 14 nicht unmittelbar einer FalzStation zugeführt, sondern sie werden vorher noch durch eine im - in Transportrichtung 25 - Anschluß an die Vakuum¬ kammer 14 vorhandene weitere Kammer 50 hindurchgeführt. Auch diese Kammer 50 weist dementsprechend einen Einlaßschlitz 52 und einen Auslaßschlitz 54 für die Bahnen 20, 22 auf. Zur ausreichenden Führung der Bahnen 20, 22 in der Kammer 50 sind jeweils von innen, nahe bei den Schlitzen 52, 54 jeweils eine obere und untere Führungsrolle 56, 58 bzw. 60, 62 vorhanden. Im dazwischenliegenden Kammerbereich liegen die Bahnen 20, 22 auf zwei jeweils seitlich vorhandenen endlos umlaufenden Rol¬ lenbändern auf, von denen ein einzelnes Rollenband 64 darge- stellt ist, das als Stiftband ausgebildet ist.

Oberhalb der Bahnen 20, 22 ist innerhalb der Kammer 50 eine Ultraschalleinrichtung 66 vorhanden, mit der die auf den Bah¬ nen 20, 22 aufgetragenen Leimauftragsschichten ultraschallbe- handelt werden können. Die Mehrfachbahnen laufen zwischen einem mit Ultraschall angeregten Hammer 68 und einer darun¬ terliegenden Amboswelle 70 hindurch, und der noch nicht aus¬ gehärtete Leim wird dabei durch die hohe Energiedichte akti¬ viert. Der Arbeitsspalt zwischen Hammer 68 und meist mit Rän- delmuster versehenen Amboswelle 70 ist fein einstellbar aus¬ geführt. Als Folge davon kleben die beiden dicht aufeinander- liegenden Bahnen innerhalb der Kammer 50 fest aneinander. Nach Austritt aus der Kammer 50 können die Bahnen 20, 22 dann problemlos exakt gefalzt werden.

Je nach Art und Festigkeit der zusammenzuführenden Papierbah¬ nen und der gewünschten Maschinengeschwindigkeit, d. h. Transportgeschwindigkeit der Bahnen, hängt beispielsweise die Größe des in der Vakuumkammer herrschenden Unterdruckes bzw. die Stärke der in der Kammer 50 wirkenden Ultraschallbehand-

lung ganz wesentlich von der Länge dieser Kammern 14, 50 ab, d. h. von der Verweildauer der Papierbahnen in der jeweiligen Kammer 14, 50. Es ist daher sowohl die Größe des in der Vaku¬ umkammer vorherrschenden Unterdruckes als auch die Schalldau- er und Schallintensität so groß zu wählen und die Kammern so groß auszubilden, daß die Verweildauer der Papierbahnen in den Kammern groß genug ist, um zu ermöglichen, daß die gesam¬ te Luft zwischen den Papierbahnen abgesaugt und die Leimauf¬ tragsschichten aktiviert werden können. Nachdem in aller Re- gel die beiden Kammern in ihrer Größe fest vorgegeben sein werden, wird eine Anpassung an die unterschiedlich großen TransportgeschwindigkeitenvonunterschiedlichenPapierbahnen beispielsweise durch eine geschwindigkeitsabhängige Regelung der Vakuumstärke sowie der Schalldauer und Schallintensität erreicht werden können.

Sofern mehrere Vakuumkammern und gegebenenfalls auch mehrere Ultraschalleinrichtungenhintereinander angeordnetwerden, was wie eingangs beschrieben beim Zusammenführen von zusätz¬ lichen, unterschiedlich starken Papierbahnen sinnvoll sein kann, kann der Unterdruck in den einzelnen Vakuumkammern so¬ wie die Schalldauer und Schallintensität entsprechend den un¬ terschiedlichen Papierbahnen auch unterschiedlich gewählt werden.

Die in der Vakuumkammer vorhandenen Begrenzungseinrichtungen wie beispielsweise Rollenbänder oder Leit-"Bleche" können auch als Bürsten oder Flächen aus Metall oder Kunststoff aus¬ gebildet sein. Ferner ist es aus Wartungs- bzw. Reparatur¬ gründen sinnvoll, die beiden Kammern 14, 50 beispielsweise - insbesondere in der Papierebene - aufklappbar auszubilden oder auf andere Weise dafür zu sorgen, daß der jeweilige Deckelteil vom jeweiligen Bodenteil einfach wegbewegt bzw. getrennt werden kann.

Weiterhin ist es vorteilhaft, die seitlichen Leit- bzw.

Stiftbänder zur Anpassung an unterschiedliche Papierbahnbrei¬ ten seitlich verschieb- und einstellbar auszuführen.

Es hat sich weiterhin als vorteilhaft erwiesen, in der Vaku- umkammer 14 den Winkel zwischen den unteren Leitrollen und den auf- und absteigenden Leitrollen 38, 39 und 40, 41 ein¬ stellbar zu machen.

Im vorliegenden Ausführungsbeispiel wirkt auf die beiden Bah- nen 20, 22 der kombinatorische Effekt eines Vakuums und einer Beschallung. Es ist allerdings auch möglich, auf einen dieser beiden Effekte mehr oder weniger vollständig zu verzichten.