Heftvorri chtung

Die Erfindung betrifft eine Heftvorrichtung zum Querheften von Produkttei len insbesondere in einem einer Rotationsdruckmaschine nachgeordneten Falzapparat gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Die DE 29 32 757 C2 beschreibt eine Heftvorrichtung in einem Falzapparat einer Rotat onsdruckmaschine. Hierbei ist ein kombinierter Schneid- und Heftzylinder mit Heftklammern formenden Matrizen und Patrizen versehen. Die Patrize wird über ein Viergelenk bewegt.

Nachtei lig an dieser Heftvorrichtung ist, daß die Heftklammer während des Heftvorganges eine Relativbewegung in Umfangs ri chtung bezüglich Samme Iz l i nder und Produkttei len ausführt. Dies kann Beschädigungen der Produkte und ausgerissene Heftungen zur Folge haben.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde _/ eine Heftvorrichtung zum Querheften von Produkttei len zu schaffen, bei der eine Heftklammer keine Relativbewegung in Umfangs ri chtung bezogen auf die zu heftenden Produktteile bzw. auf einen Gegenzylinder während eines Heftvorganges ausführt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des kennzeichnenden Tei les des Anspruches 1 gelöst.

Die mit der Erfindung erzielbaren Vorteile bestehen insbesondere darin, daß Relativbewegungen der Klammern bezüglich der Produkttei le bzw. der Schließgegenlager senkrecht zur Heftbewegung weitgehend vermieden werden. Dadurch werden auf Klammern und Seh l i eßgegen Lager wirkende Biegespannungen vermindert. Diese Heftbewegung erzeugt eine hohe Heftquali ät, da ein Ausreißen der Klammer aus den Produktteilen vermieden wird. Durch die optimierte Heftbewegung ist es möglich im Vergleich zum Stand der Technik dickere Produkttei le bzw. mehr Lagen von Produkttei len zu heften sowie höhere Produkt i onsgeschwi ndi gkei ten zu erreichen. Außerdem wird die auf die Heftvorrichtung durch Schwingungen wirkende Belastung verkleinert.

Die erfindungsgemäße Heftvorrichtung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher besch rieben.

Es zeigen

Fig. 1 eine schematische Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Heftvorri chtung;

Fig. 2 einen schematischen Schnitt der erfindungsgemäßen Heftvorri chtung;

Fig. 3 einen vergrößerten Ausschnitt in schemat i scher Darstellung eines Bewegungsablaufes während eines Heftvorganges entsprechend Fig. 1.

In Seitengestellen 1,2 beispielsweise eines Falzapparates einer Rotationsdruckmaschine sind ein Schneid- und Heftzylinderträger 3 und ein als Gegenz linder 4 wirkender Samme Izy l i nder 4 um ihre parallel zueinander verlaufenden Drehachsen 6, 7 gleichläufig drehbar gelagert. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel (Fig. 1 - 3) ist der Schneid- und He tzylinderträger 3 sowohl mit zwei drehbaren Schne dzylinder 8, 9 als auch mit zwei drehbaren Heftzylinder 11, 12 versehen, deren Drehachsen 13, 14, 16, 17 paarweise um 180° versetzt, konzentrisch in einem Radius r3, z. B. r3 = 300 mm, zur Drehachse 6 des Schneid- und Heftzylinderträgers 3 angeordnet sind. Hierbei sind Schneid- und Heftzylinder 8, 9, 11, 12 zueinander um 90° versetzt. Die Schneid- und Heftzylinder 8, 9, 11, 12 drehen während eines Schneid¬ bzw. Heftvorganges gegenläufig zum Samme Izyli nder 4. In jedem der Schneidzylinder 8, 9 sind drei parallel zu deren Drehachsen 13, 14 verlaufende Schneidmesser 18 befestigt, die zueinander um 120° versetzt und deren Messerschneiden 19 in einem Radius r19, z. B. r19 = 150 mm, konzentrisch zur Drehachse 13, 14 des jeweiligen Schneidzylinders 8, 9 angeordnet sind. Die Heftzylinder 11, 12 sind gleich aufgebaut, weswegen sich

die folgende Beschreibung auf einen Heftzylinder 11 beschränkt. An dem Heftzylinder 11 sind drei um jewei ls 120° versetzte, sich parallel zu dessen Drehachsen 16 erstreckende lammerebenen 21 vorgesehen, in denen jeweils mehrere, im vorliegenden Beispiel zwei, Heftköpfe 22 in axialer Richtung befestigt sind.

Jeder Heftkopf 22 besteht im wesentlichen aus einem bezüglich des Heftzylinders 11, 12 feststehenden Stempel 23 und einem gefederten, radial bewegbaren Heftkolben 24. Die Heftkolben 24 sind an ihrem nach außen weisenden Ende mit zwei Schneid- und Führungselementen 26 versehen. An einem nach innen weisenden Ende des Heftkolbens 24 greift eine Nockenwelle 27 an. Diese Nockenwelle 27 ist im Zentrum des Heftzylinders 11 gelagert und rotiert mit einer Drehzahl n27, die genau der Drehzahl n3 oder einem ganzzahligen Vielfachen der Drehzahl n3 des Schneid- und Heftzylinderträgers 3 entspricht. Die Nockenwelle 27 ist so ausgebi ldet, daß der Heftkolben 24 während der Heftdrahtübernahme ausgefahren ist und nach vollendeter Heftung d. h. in einer Zentralen 28 von Schneid- und Heftzylinderträger 3 und Samme Iz li nder 4 völlig eingezogen ist. Um die Heftzylinder 11, 12 ist im Inneren des Schneid- und Heftzylinderträgers 3 im Bereich der Heftköpfe 22 jeweils ein beispielsweise exzentrisches Biegehorn 29 angeordnet. Ein Abstand der sich parallel zur Drehachse 16 des Heftz linders 11 erstreckenden Innenfläche 31 des Biegehorns 29 zur Drehachse 16 des Heftzylinders 11

verringert sich in Drehrichtung des Heftzylinders 11, z. B. durch exzentrische Anordnung des höh Izyi nderförmi gen, krei ssegmentförmigen Biegehornes 29 oder eine spiralförmig ausgebi ldete Innenfläche 31 des Biegehornes 29. Das Biegehorn 29 setzt sich außerhalb der Mantelfläche des Schneid- und Heftzy L i ndert rägers 3 an jedem Ende 'in zwei Federbleche 32, 33 fort. Diese beiden Federbleche 32, 33 bilden an ihren sich zugewandten Enden nur einen schmalen Spalt.

Der Samme Izy l i nde r 4 dient als Gegenzylinder für die

Schneid- und Heftzylinder 8, 9, 11, 12 und ist deshalb mit zylinderfesten Sehnei dle sten 34 und zylinderfesten

Seh l i eßgegen läge r 36 versehen. Jewei ls drei um 120° versetzte Sehne i d lei sten 34 und Seh l i eßgegen Lager 36 sind deckungsgleich mit einer Mantelfläche 37 des

Samme Iz l i nders 4 mit einem Radius r4, z. B. r4 = 300 mm, konzentrisch zur Drehachse 7 des

Samme Izy l i nders 4 eingebracht, wobei Schnei d Le sten 34 und Schließgegenlager 36 zueinander um 60° versetzt sind.

Der Antrieb der Schnei dzy l i nde r 8, 9 und Heftzylinder

11, 12 erfolgt mittels eines Planetenzahnradgetriebes von einem Hauptantriebzahnradzug ausgehend. Hierzu weist der Samme Izylinder 4 ein Zahnrad 38 mit einer Zähnezahl z38, z. B. z38 = 132, auf, das von einem ni chtdargeste l Iten Antrieb angetrieben wird. In dieses

Zahnrad 38 des Samme Izy li nde rs 4 greift ein im

Seitengestell 1 gelagertes Zwischenzahnrad 39 mit der

Zähnezahl z39, z. B. z39 = 64, zum Antrieb des Schneid- und Heftzylinderträgers 3 ein, das wiederum mit einem zweiten, im Seitengestell 1 gelagerten Zwischenzahnrad 41 mit einer Zähnezahl z41, z. B. z41 = 64, zusammenwirkt. Dieses Zwischenzahnrad 41 wälzt mit einem Zahnrad 42 mit einer Zähnezahl z42, z. B. z42 = 88, des Schneid- und Heftzylinderträgers 3 ab, wodurch der Schneid- und Heftzylinderträger 3 mit der Drehzahl n3 rot i ert .

Mit dem Zwischenzahnrad 41 ist ein Zahnrad 43 mit einer Zähnezahl z43, z. B. z43 = 39, verbunden, das in ein konzentrisch zur Drehachse 6 des Schneid- und Heftzylinderträgers 3, frei drehbar gelagertes Zahnrad 44 mit einer Zähnezahl z44, z. B. z44 = 33, eingreift. Mit diesem Zahnrad 44 sind zwei außenverzahnte Sonnenzahnräder 46, 47 mit einer Zähnezahl z46, z. B. z46 = 72, bzw. z47, z. B. z47 = 96, verbunden. In dem ersten Sonnenzahnrad 46 kämmt ein Planetenzahnrad 48 mit einer Zähnezahl z48, z. B. z48 =60, der Nockenwelle 27 des jewei ligen He tzylinders 11, 12, in dem zweiten Sonnenzahnrad 47 ein Planetenzahnrad 49 mit einer Zähnezahl z49, z. B. z49 = 36, des jeweiligen Schneidzylinders 8, 9.

An der gegenüberliegenden Seite der Schneidzylinder 8, 9 ist an dem Schneidzylinder 8 ein zweites, schrägverzahntes Planetenzahnrad mit einer Zähnezahl z51, z. B. z51 = 52, befestigt, das in ein auf einem konzentrisch zur Drehachse 6 des Schneid- und He tzylinderträgers 3 gelagerten, frei drehbaren,

ebenfalls schrägverzahnten Sonnenzahnrad 52 mit einer Zähnezahl z52, z. B. z52 = 78, eingreift. Dieses Sonnenzahnrad 52 ist mit einem zweiten, schrägverzahnten Sonnenzahnrad 53 mit einer Zähnezahl z53, z53 = 78, fest verbunden und beide Sonnenzahnräder 52, 53 sind gemeinsam mittels eines Stellantriebes 54 axial verschiebbar. Das zweite Sonnenzahnrad 53 wälzt mit einem Planetenzahnrad 56 mit einer Zähnezahl z56, z. B. z56 = 52, des jewei ligen Heftz linders 11, 12 ab, wodurch der Heftzylinder 11, 12 mit einer Drehzahl n11 rotiert. Die Schrägungen der Verzahnungen von Sonnen¬ bzw. Planetenzahnrad 52, 51 der Schneidzylinder 8, 9 sind ungleich der Schrägung der Verzahnung von Sonnen¬ bzw. Planetenzahnrad 53, 54 der Heftzylinder 11, 12, wodurch eine Phasenverschiebung zwischen Schneidzylinder 8, 9 und Heftzylinder 11, 12 durchgeführt werden kann. Hiermit kann die Heftung einem Unter- bzw. Oberfalz angepaßt werden.

Die Schnei dlei sten 34 bzw. die Seh li eßgegenlager 36 des Samme Izy l i nders 4 wirken mit den Schneidmessern 18 der beiden Schneidzylinder 8, 9 bzw. den Heftköpfen 22 der beiden Heftzylinder 11, 12 zusammen. Deshalb muß eine Drehzahl n3 des Schneid- und Heftzylinderträgers 3 das 1,5-fache einer Drehzahl n4 des Samme Izyli nders 4, d. h. n3 = 1,5 x n4, betragen. Um eine annähernd radiale Ausrichtung der Schneidmesser 18 bzw. der Heftköpfe 22 bezüglich des Samme Izyl i nders 4 während des Schneidens bzw. des Heftens zu erhalten, beträgt eine Drehzahl n8

der Schneidzylinder 8, 9 bzw. eine Drehzahl n11 der Heftzylinder 11, 12 eine Summe aus einem Betrag der Drehzahl n3 des Schneid- und Heftzylinderträgers 3 und aus einem Betrag der Drehzahl n4 des Samme Izy l i nders 4, d. h. nδ = | n3 j + | n41 bzw. n11 = |n3| + | n41. Mit den ausgeführten Radien r3, r4 und r19 ergibt sich eine annähernd gleiche Umfangsgeschwindigkeit von Schneidmesser 18 bzw. Heftköpfen 22 und Schnei d le i ste 34 bzw. Se li eßgegen lager 36 während des Schneidens.

Eine nicht näher dargestellte

K lammerdrahtzufüh rvorr chtung 56 ist in Drehrichtung des Schneid- und Heftzylinderträgers 3 um 144° versetzt zur Zentralen 28 von Schneid- und Heftzylinderträger 3 und Samme Izy l i nde r 4 an der Peripherie des Schneid- und Heftzylinderträgers 3 angeordnet. An dieser Stelle hat der die nächste Heftung ausführende Heftkopf 22 den größten Abstand zur Drehachse 6 des Schneid- und Heftzylinderträgers 3, d. h. Heftkopf 22, Drehachse 16, 17 des Heftzylinders 11, 12 und Drehachse 6 des Schneid- und Heftzylinderträgers 3 befinden sich auf einer gemeinsamen Geraden. Ein hoher Bereich der Nockenwelle 27 drückt die Schneid- und Führungselemente 26 gegen eine Federkraft soweit nach außen, daß der entsprechende maximal auftretende Radius der Schneidmesser 38 überschritten wird. Mit dem feststehenden Stempel 23 und den ausgefahrenen Schneid- und Führungselementen 26 wird so eine U-förmige Matrize zur Klammerbiegung gebi ldet. Ein Heftdraht wird den Schneid- und Führungselementen 26

des Heftkopfes 22 zugeführt, und anschließend durch die fortschreitende Drehbewegung des Schneid- und Heftzylinderträgers 3 abgeschnitten. Direkt nach erfolgtem Schnitt wird durch die fortschreitende Drehbewegung des Heftzylinders 11, 12 der abgeschnittene Heftdraht unter das - in Drehrichtung gesehen - erste Federblech 32 gebracht. Somit wird der Heftdraht in den Schneid- und Führungselementen 26 fixiert. Durch die weitere Drehbewegung des Heftzylinders 11, 12 mit den Heftköpfen 22 wird der Heftdraht in den Bereich des Biegehornes 29 geführt. Durch den sich verringerten Abstand der Innenfläche 31 des Biegehornes 29 zur Drehachse 16 des Heftzylinders 11 wird der Heftdraht in die von Stempel 23 und Schneid- und Führungselementen 26 gebildete U-förmige Matrize gedrückt und somit während der Drehbewegung des He ftzy li nders 11 zu einer Klammer geformt. Die Formgebung der Klammer ist spätestens vor Austritt aus dem Biegehorn 29 abgeschlossen, im vorliegenden Beispiel nach ca. 180° Drehbewegung des Heftkopfes 22 im Biegehorn 29. Zumindest bis zu diesem Zeitpunkt drückt der hohe Bereich der Nockenwelle 27 den Heftkolben 24 mit den Schneid- und Führungselementen 26 nach außen. Anschließend wird die geformte Klammer von dem zweiten, das Biegehorn 29 in Drehrichtung fortsetzende Federblech 33 gehalten. Die Nockenwelle 27 dreht bezüglich des Heftkolbens 24 von ihren hohen Bereich in ihren niedrigen Bereich. Dabei bewegt sich der Heftkolben 24 mit den Schneid- und Führungselementen 26 radial nach innen und gibt Klammerschenkel der

Klammer tei lweise frei. Spätestens kurz vor Auftreffen der Klammerschenkel auf die Produkttei le 57 stehen die entsprechenden Heftköpfe 22 - und damit auch die Klammern - radial auf die Drehachse 7 des Samme Izy linders 4. Die gesamte Heftbewegung wird durch die überlagerten Drehbewegungen von Heftzylinder 11, 12 und Schneid- und Heftzylinderträger 3 radial bezüglich der Drehachse 7 des Samme Izy li nders 4 ausgeführt. Die Klammer wird durch die Drehbewegung des Schneid- und Heftzylinderträgers 3 von den feststehenden, auf den Klammerrücken wirkenden Stempeln 23 in die Produkttei le 57 eingedrückt. Sobald die Klammer von den Produkttei len 57 geführt wird, werden die Schneid- und Führungselemente 26 vollständig zurückgezogen und die Klammer verläßt das zweite Federblech 33. Die Klammer durchdringt die Produkttei le 57 und wird von den mit z. B. hafe rkornförmi gen Vertiefungen versehenen Seh l i eßgegenlagern 36 geschlossen.

Zur Ausführung des beschriebenen Heftvorganges drehen die Heftzylinder 11, 12 und damit die Heftköpfe 22 um ihre jewei lige Drehachse 16, 17. Diese Drehbewegung wird mittels des beschriebenen Antriebes derart ausgeführt, daß der jeweilige am aktuellen Heftvorgang betei ligte Heftkopf 22 zumindest von Beginn bis Ende des Heftvorganges, d. h. von Auftreffen auf die Produkttei le 57 bis Abheben von den Produkttei len 57, eine annähernd radiale auf die Drehachse 7 des Samme Izyli nders 4 ausger chtete Bewegung ausführt. Dabei bewegen sich

sowohl die betreffenden Heftköpfe 22 als auch die entsprechenden Seh li eßgegen läger 36 mit annähernd Bahngeschwindigkeit.

Zur Ausführung der Drehbewegung der Schneid- und Heftzylinder 8, 9, 11, 12 können anstelle des beschriebenen Planetengetriebes auch andere Antriebe verwendet werden. So ist es beispielsweise denkbar, die Schneid- und Heftzylinder 8, 9, 11, 12 mittels mit dem Schneid- und Heftzylinderträger 3 synchronisierter Elektro- oder Hydrauli kmotore direkt zu drehen.

Der Heftzylinder 11 kann natürlich auch getrennt von den Schneidz lindern 8, 9 in einem eigenen, drehenden Heftzylinderträger gelagert sein.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist nicht auf das dargestellte Ausführungsbeispiel mit dreitei ligen Samme Izy l i nder 4 beschränkt, sondern kann auch auf andere Schneid- und Heftvorrichtungen mit be spielsweise fünf- oder siebenteiligen Samme Iz l i nder angepaßt we rden.

Bezugszeichen liste

1 Sei tengeste 11 2 Se i tengeste 11 3 Schneid- und Heftzylinderträger 4 Samme Izy linder 5 6 Drehachse (3) 7 Drehachse (4)

8 Schnei dzy L i nde r 9 Schnei dzy li nder 10 11 Heftzylinder 12 Heftzy li nder 13 Drehachse' (8)

14 Drehachse (9) 15 16 Drehachse (11) 17 Drehachse (12) 18 Schneidmesser 19 Messe rschnei de

20 -

21 Klammerebene

22 Heftkopf

23 Stempel (22)

24 Heftkolben (22)

25 -

26 Schneid- und Führungselement (24)

27 Nockenwelle

(3; 4) Bi egehorn

Innenfläche (29) Federblech Federblech Schneidlei ste

Seh li eßgegen lager

Mante If lache

Zahnrad

Zwi schenzahnrad

Zwi schenzahnrad Zahnrad (3) Zahnrad Zahnrad

Sonnenzahnrad Sonnenzahnrad Planetenzahnrad Planetenzahnrad

Planetenzahnrad Sonnenzahnrad Sonnenzahnrad Stel lantrieb

Klammerdrahtzufü rvorri chtung

57 Produkttei le

n3 Drehzahl n4 Drehzah l n8 Drehzah l n27 Drehzahl

r3 Radius r4 Radius r19 Radius

z38 Zähnezahl z39 Zähnezah l z41 Zähnezah l z42 Zähnezah l z43 Zähnezah l z44 Zähnezah L z46 Zähnezah l z47 Zähnezah l z48 Zähnezahl z49 Zähnezah l z51 Zähnezah l z52 Zähnezah l z53 Zähnezahl