CH667427A5

CH667427A5 - Zyklisch arbeitende maschine zum sammeln von signaturen.

Info

Publication number: CH667427A5
Application number: CH1291/85A
Authority: CH
Inventors: William B Mccain; Elmer Bewersdorf
Original assignee: Mccain Mfg Co
Priority date: 1984-04-02
Filing date: 1985-03-22
Publication date: 1988-10-14
Also published as: JPS60236797A; DE3510878C2; GB8507211D0; DE3510878A1; US4519598A; IT1214402B; IT8547798A0; GB2156787B; GB2156787A; JPH0259800B2

Description

BESCHREIBUNG

Die vorliegende Erfindung betrifft eine zyklisch arbeitende Maschine zum Sammeln von Signaturen gemäss dem Oberbegriff des unabhängigen Patentanspruchs 1.

An vielen Orten ist es üblich, dass eine separate Einlage wie eine Antwortkarte, ein Prämiencoupon oder eine Notiz zusammen mit Signaturen geliefert wird. (Signatur bedeutet hier gemäss der Bedeutung in englischsprechenden Gebieten bedruckte und numerierte Bögen.) Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine bekannte Abgabevorrichtung mit einem Rad zum Aufnehmen einer Einlage auf einer Seite des Signatursammlers, zum Bewegen über eine Leimwalze und zur Abgabe der Einlage an ein Signaturblatt, an dem sie durch den Leim befestigt ist.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, diese bekannte Anordnung in einen Signatursammler einzubauen, bei dem ein sogenannter Stiftabstand auf dem Sammler variierbar ist. Die Signatursammler umfassen üblicherweise eine Kette oder auch ein flaches Band mit voneinander entfernten Stiften, Laschen oder dergleichen, die an der hinteren Kante der Signaturen angreifen, um die Signaturen in sauberer Buchlage zum Binden zu halten. Wie einfach einzusehen ist, können diese Stiftabstände (oder Laschenabstände) verändert werden, um verschieden grosse Bücher zu bilden, so dass der Abstand im einen Sammler 35 cm pro Maschinenzyklus hat, während eine andere extreme Lage 50 cm pro Maschinenzyklus aufweisen kann.

Bei der bekannten Anordnung zum Anheften der Einlagen an folgenden Signaturengruppen umfasst ein Abgaberad mit definiertem Umfang, und das Problem bestand nun darin, dass eine Anglei-chung der linearen Geschwindigkeiten des Sammlers und des Einlagerades bei der Abgabe der Einlage eine zufällige Erscheinung sein konnte. Das Problem war oder ist dadurch verschlimmert, dass das Rad der bekannten Anordnung zwei Segmente aufweist, die zwei Einlagen pro 360°-Drehung des Rades führten, was weiter noch die Schwierigkeit bot, dass eine Rotation oder ein Zyklus des Einlagerades zu zwei Zeiten mit den Zyklen des Signatursammlers übereinstimmen musste, wobei ein Maschinenzyklus als Bewegung von zwei sich folgenden Sammlerstiften in einem bestimmten Punkt definiert ist. Tatsächlich kann der bestimmte Punkt als der Punkt genommen werden, wo das Einlageblatt vom Einlagerad abgegeben und an den Signaturen angeheftet wird.

Damit kann die Aufgabe vereinfacht darauf zurückgeführt werden, dass eine Kalibrierung geschaffen werden soll, die leicht und einfach umgestellt werden kann, wenn der Stiftabstand verändert ist.

Erfindungsgemäss wird die durch die Merkmale im kennzeichnenden Teil des unabhängigen Patentanspruchs 1 erreicht.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgen anhand der Zeichnung erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Projektion in einer horizontalen Ebene einer Anordnung zum Aufnehmen, Überführen und Abgeben einer Einlage an eine Signatur,

Fig. 2 eine Draufsicht in vergrössertem Massstab auf die Antriebsmittel für die Kalibrierung,

Fig. 3 einen Seitenriss einer Maschine mit einer Vorrichtung nach der Erfindung, und

Fig. 4 einen Grundriss der Maschine gemäss Fig. 3 mit entfernter Deckplatte.

Die Sammelkette eines Signatursammlers bewegt sich mit kontinuierlicher linearer Geschwindigkeit entlang dem Weg 10 in Fig. 1.

Ein konstant rotierendes Segmentrad 15 wird durch eine schräggestellte Welle 16 (Fig. 3) rotiert, um eine Einlage auf jeden gesammelten Signaturblock zu geben, so dass die Einlage ein Teil des Buches wird. Die beiden Segmente 15A und 15B des Rades sind um 180° gegeneinander verschoben, so dass bei jeder 360°-Drehung sich folgende Einlagen übertragen werden.

Im Falle eines Sattelsammlers mit einem Sattel SD (fig. 3) zum Führen der gesammelten Signaturengruppe SG hat der Sammler eine Kette mit Stiften 18, durch die die gesammelten Signaturen bei den Abgabestapeln,von denen die Signaturen sukzessive dem Sammler zugeführt werden, zeitlich auf die zyklischen Abstände der Stifte synchronisiert, vorbeigeführt werden. Diese Abstände können 35 cm pro Zeiteinheit oder 37,5 cm oder 50 cm pro Zeiteinheit sein, die als Maschinenzyklen bezeichnet werden. Der zyklische Antrieb wird durch eine Hauptantriebswelle erzeugt.

Das Einlagerad, der zugehörige Vorratsbehälter und die zugehörigen Teile (Fig. 1) sind eine bekannte Anordnung und sind nicht Teil dieser Erfindung. Das Rad 15 hat einen gegebenen Umfang und ein Untersetzergetriebe (Fig. 3) mit festen und bestimmten Verhältnissen. In jedem Fall muss, um die bekannte Anordnung mit einem Signatursammler mit zyklischem Stiftabstand zu verwenden, das Radsegment 15A, wenn es tangential an die Signatur beim Einladeabgabeort, das in Fig. 4 RP bezeichnet ist, mit derselben linearen Geschwindigkeit bewegt werden wie die Signaturengruppe, wenn die Einlage durch das Rad auf die gegenüberliegende Signaturseite übertragen werden soll. Aber wenn der Radantrieb mit der Hauptantriebswelle gekuppelt werden soll und zwei Segmente aufweist, die

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um eine Bogenlänge von 105 cm gegeneinander versetzt sind, ist es einfach einzusehen, dass eine Angleichung der linearen Geschwindigkeiten nicht möglich ist. Zudem, wenn verschiedene Benutzer unterschiedliche Maschinenzyklen haben oder wenn ein Benutzer den Zyklus durch Verändern des Abstandes der Sammlerstifte verändern will, führt dies eher zur Einzelabfertigung als zu einer Massenproduktion.

Das Problem wird durch die vorliegende Erfindung dadurch gelöst, dass eine Kopplung mit einem sogenannten Whitworth-Antrieb (Fig. 2) zwischen den Hauptantrieb der Maschine und den Antrieb des Rades 15 eingebaut wird.

Die Antriebswelle 16 für das Rad 15 ist gekippt (Fig. 3) und die Segmente 15A und 15B, die die Einlagen tragen, sind geneigt, so dass die Ebene der Einlageblätter zur Zeit der Abgabe an die Signaturengruppe praktisch in derselben Ebene wie die Signaturengruppe, die über den Sattel SD gelegt ist, liegt.

Die Radantriebswelle 16 befindet sich in einem Getriebekasten 24 und wird durch ineinander eingreifende Kegelzahnräder 26 und 28 gedreht, wobei das Kegelzahnrad 28 durch ein Kettenrad 30 auf derselben Welle 32 wie das Kegelrad 28 angetrieben wird.

Das Kettenrad 30 wird durch eine Kette 33 angetrieben und diese Kette wird in weiter unten beschriebener Weise angetrieben.

Die Einlagen, die ein Teil der Signaturengruppe werden sollen, befinden sich in einem Magazin 34 (Fig. 1) und fallen durch ihr Gewicht auf ein Übergaberad 36, das mit Greifern (nicht dargestellt) versehen ist, um die Kante eines freien Einlageblattes zu fassen und dieses aus dem Magazin durch Drehung des Rades 36 herauszuziehen. Wie in Fig. 3 dargestellt, hat das Rad 36 eine angetriebene Welle 38, die mit der Radantriebswelle 16 durch ineinander eingreifende Kegelzahnräder 42 und 44 zyklisch rotiert wird.

Eine Karte oder ein anderes Blatt für die Einlage, die aus dem Magazin 34 abgegeben wird, hat ein Kante, die dem Übergaberad 36 entgegenschaut,und, wenn die mechanischen Greifer darüber hinwegbewegt werden, ziehen diese die dargebotene Kante aus dem Magazin 34 heraus.

Wie Fig. 3 zeigt, haben die Radsegmente 15A und 15B ein Paar Öffnungen 15C. Wenn die vordere Kante LE eines Radsegmentes nahe beim Transferpunkt TP (Fig. 1) ankommt, wird ein Saugen in den Öffnungen 15C bewirkt, so dass das Segment 15B vorbereitet ist, um eine Einlage zu halten, wenn diese durch das Rad 36 abgegeben wird. Die mechanischen Greifer auf dem Rad 36 geben, wenn sie geöffnet werden, die Einlage an das Rad 15 ab, wo sie durch die Saugwirkung am Segment gehaltert werden.

Kontinuierliche Rotation des Rades 15 (Fig. 1) bewirkt, dass die Einlagen über eine Leimwalze 46 geführt werden, mit der ein Fleck Leim auf die nach aussen gerichtete Seite der Einlage abgegeben wird. Drehung des Segmentes 15B im Gegenuhrzeigersinn über die Leimwalze 46 bringt die Einlage gegen die Bewegungslinie der Signaturen und, wenn diese Einlage am Abgabepunkt RP ist (oder um einen geringen Betrag dagegen verschoben), wird die Saugleistung am Segment 15B entfernt und ein geringer positiver Druck bewirkt zusammen mit dem Leimpunkt, dass die Einlage auf die Signatur übertragen wird. Dies alles geschieht während etwa einer Strecke von 25 mm bezüglich des Rades 15, das nun mit linearer Geschwindigkeit zu der gesammelten Signaturengruppe bewegt wird, die noch zu erläutern ist. Wenn dies bezüglich des Segmentes 15B geschieht, befindet sich das Segment 15A an der gegenüberliegenden Stelle um 180° vom Abgabepunkt RP entfernt und seine Vorderkante LE bewegt sich in Richtung zur Leimwalze hin.

Was bis jetzt bezüglich der Räder 15 und 36, ihrer Antriebe und Wellen mit der Übertragung der Einlage aus dem Magazin 34 zum Rad 36, der Übertragung der Einlage vom Rad 36 zum Segment des Rades 15, der Leimsequenz und Abgabe auf eine Signatur gesagt wurde, stellt eine Anordnung und den Betrieb in bekannter Ausführung dar. Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf die Kalibrierung der linearen Geschwindigkeit des Radsegmentes zur Zeit, wenn die Einlage auf die Signatur abgegeben wird.

Der Signatursammler erhält seine Geschwindigkeit von der Hauptantriebswelle 20 her. Wie Fig. 4 zeigt, ist ein Abgeber oder eine Signaturtaschenanordnung 49 wie jede andere Signaturtasche auf der einen Seite des Sammlerweges 10 angeordnet. Diese Taschen oder Abgabestellen enthalten einen Vorrat an identischen Signaturen, die einzeln zur Sammlerkette geführt werden, um ein Teil einer Signaturengruppe zu werden, und es kann angenommen werden,

dass die Signaturzuführung aus der Tasche 49 gerade die Signatur ist, die mit einer Einlage versehen werden soll. Damit die Abgabegeschwindigkeit der Tasche mit der linearen Geschwindigkeit der Sammlerkette übereinstimmt, ist der Taschenförderer oder die Antriebswelle 50 (Fig. 4) mit einem 1:1-Antriebsverhältnis mit der Hauptantriebswelle 20 über ein Kettenrad 52 auf der Antriebswelle 20 und einer Kette zu einem angetriebenen Kettenrad 54 an der Ta-schenfördererwelle 50 verbunden. Ein Leerlauf oder Spannkettenrad 56 kann vorhanden sein.

Um die lineare Geschwindigkeit des Radsegmentes zur Zeit der Übergabe oder Abgabe einer Einlage an die gesammelten Signaturen genau zu kalibrieren und um diese Kalibrierung bei verschiedenen zyklischen Stiftabständen vorzunehmen, wird die Kette 33 durch ein Kettenrad 33A auf der angetriebenen Welle 58 angetrieben (Fig. 3 und 4). Wie Fig. 4 zeigt, liegt die angetrieben Welle 58 in derselben vertikalen Ebene wie eine gegenüberliegende Antriebswelle 60, aber, wie in Fig. 3 ersichtlich, sind die beiden Wellen in dieser Ebene gegeneinander verschoben, so dass sich die angetriebene Welle 58 unter der Achse der Antriebswelle 60 befindet. Zudem ist die Antriebswelle 60 mit einem Antriebskettenrad 62 versehen, das durch eine Kette 64 rotiert wird, die ihrerseits mit einem Antriebskettenrad 66 auf der Hauptantriebswelle 20 gekoppelt ist (Fig. 4). Die Kettenräder 62 und 66 haben denselben Durchmesser und damit ist die Antriebswelle 60 mit der Hauptantriebswelle 20 synchronisiert.

Ein Antriebsarm 70 ist an der Antriebswelle 60 befestigt. Dieser Antriebsarm besitzt einen Schlitz 72. Ein angetriebener Arm 74 ist mit dem inneren Ende der Welle 58 nahe beim inneren Ende der Antriebswelle 60 gekoppelt. Der angetriebene Arm 74 hat an seinem freien Ende einen Stift mit einer Walze 76, und diese Walze befindet sich im Schlitz 72, so dass, wenn der Antriebsarm 70 durch die Antriebswelle 60 rotiert wird, der angetriebene Arm 74 durch die Kopplung mittels der Walze 76 im Antriebsschlitz 72 ebenfalls rotiert wird. Die Welle 58 ist deshalb durch den rotierenden Arm 74 angetrieben und die Rotation der Welle 58 ist durch die Kette 33 auf die Welle 32 übertragen, die mittels der Kegelzahnräder die Radwelle 16 und auch die Radwelle 38 rotiert.

Die Antriebswelle 60 und die angetriebene Welle 58 werden zyklisch synchron mit der Hauptantriebswelle 20 gedreht, die die Sammlerkette mit einem angenommenen Abstand von 350 mm antreibt. Das Rad 15 in bekannter Ausführungsform gibt zwei Einlagen während einer vollständigen Drehung der Welle 16 ab. Deshalb entspricht ein ganzer Zyklus des Sammlers einer halben Drehung der Welle 15 und die Übersetzung im Getriebekasten 24 ist darauf ausgerichtet. Nichtsdestoweniger muss die lineare Geschwindigkeit der Segmente 15A und 15B auf die lineare Geschwindigkeit des Sammlers beim Abgabepunkt RP abgestimmt sein. Diese Kalibrierung kann bewirkt werden, indem die axiale Verschiebung zwischen den zwei Wellen 58 und 60 und die Wirklänge des Arms 74 eingestellt werden. Die Wirklänge des Arms 74 kann leicht aus Fig. 4 als Distanz zwischen dem Zentrum der Welle 58 und dem Zentrum des Antriebsstiftes 76 definiert werden. Wie leicht aus Fig. 3 zu entnehmen ist, kann die gewählte Verschiebung zwischen den Wellen 58 und 60, die nur kurze Stummel sind, einfach durch Einstellung der Lager 58B und 60B verändert werden.

In Fig. 2 ist die Bewegung des Antriebsstiftes 76 während einer vollständigen Drehung des Antriebsarmes 70 auf der Welle 60 dargestellt. Es ist ersichtlich, dass der Antriebsstift 76 den Schlitz 72 von einem Punkt mit grösstem Abstand (FAST) zu einem Punkt mit minimalem Abstand (SLOW) und dann zurück in sich folgenden 180°-Drehschritten durchquert. Aus Fig. 2 kann entnommen werden, dass, wenn der Antriebsstift 76 nahe der grössten Verschie5

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bung im Schlitz 72 ist, der Arm 74 und damit die Antriebswelle 58 die grösste übertragene Geschwindigkeit aufweisen müssen, wobei das Umgekehrte der Fall ist, wenn die Walze in kleinster Verschiebung im Schlitz 72 ist. Somit ist die Winkelgeschwindigkeit des Antriebsstiftes 76 (wp) eine Funktion des Abstandes zwischen den Rotationszentren der Welle 58 und 60 (eine vorbestimmte Länge b, Fig. 2) und der effektiven Länge des Antriebsarmes 74 (die als c bezeichnet werden kann). Die Winkelgeschwindigkeit des Antriebsstiftes ist auch eine Funktion von (—cos) des Winkels x zwischen dem Radius c des Armes 74 und der Trennlinie b in Fig. 2. Der Winkel x wird durch die Verschiebung b verändert. Die Winkelgeschwindigkeit des Antriebsstiftes untersteht dem Cosinus-Gesetz und enthält damit den Faktor (—2bc cos x), so dass daraus ersichtlich ist, dass die Winkelgeschwindigkeit des Antriebstiftes bei jeder Drehung von 180° der Welle 58 verändert wird und nicht nur in Abhängigkeit vom Cosinus von x, sondern auch in bezug auf das Vorzeichen. Der praktische Effekt der vorliegenden Erfindung ergibt sich aus Fig. 1

(es wird daran erinnert, dass das Rad 17 zwei Arbeitsstellen pro Umdrehung der Welle 58 hat), wo das Rad 156 in sich folgenden Drehungen um 90° beschleunigt und verlangsamt wird. Das Rad dreht sich langsam zu bestimmten und genauen Zeiten, nämlich 5 wenn die Einlage auf die Signatur gebracht wird und wenn die sich gegenüberstehenden Segmente des Rades 15 eine neue Einlage vom Übergaberad 36 erhält. Eine hohe Beschleunigung ergibt sich beim Aufbringen des Leimpunktes, aber dies ist nicht wichtig, weil es sich dabei mehr um einen Spritzer oder eine Abwischbewegung handelt, io und an der gegenüberliegenden Stelle findet keine Handlung statt.

Aus dem Vorbeschriebenen ergibt sich, dass es eine relativ einfache Sache ist, die Geschwindigkeit des Rades 15 zu kalibrieren, so dass sich bei der Übergabe der Einlage eine identische lineare Geschwindigkeit zur Geschwindigkeit des Signatursammlers ergibt. 15 Dies bedeutet lediglich eine Auswahl des Abstandes b in Fig. 2 und Anordnung des Antriebsstiftes 76, um die effektive Länge des Arms 74 zu verändern.

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3 Blätter Zeichnungen

Claims

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1. Zyklisch arbeitende Maschine zum Sammeln von Signaturen mit Taschenförderern von einzelnen Taschen (49) zu einem Signatursammler (18), die mit vorgegebener linearer Geschwindigkeit pro Maschinenzyklus über die Taschen (49) bewegt werden, in denen Einzelblätter aus einem Einlegemagazin(34) einzeln mit sich folgenden Signaturen zu sammeln sind und bei der jedes derart abgegebene Einlageblatt von einem Rad (15), das mit einer aufrecht stehenden Welle (16) auf einer Achse einerseits des Signatursammlers (18) rotiert ist, aufgefangen wird und dann durch das Rad (15) über eine Leimwalze (46) bewegt wird, um einen Tropfen Leim zum Anheften an der Signatur aufzunehmen, und schliesslich durch das Rad (15) zur Abgabe und Anheftung an einem Signaturbogen, der durch den Signatursammler (18) bewegt wird, freigegeben wird, gekennzeichnet durch eine Hauptantriebswelle (20) zum Antreiben des Signatursammlers

(18) mit vorgegebener linearer Geschwindigkeit,

eine zweite Antriebswelle (60) und Mittel zum Antrieb der zweiten

Antriebswelle (60) von der Hauptantriebswelle (20) aus, welche zweite Antriebswelle (60) einen damit rotierenden Antriebsarm (70)

aufweist,

eine angetriebene Welle (58) neben der genannten zweiten Antriebswelle (60), die mit ihrer Rotationsachse parallel und verschoben zur zweiten Antriebswelle (60) angeordnet ist und einen angetriebenen Arm (74) trägt, der ein Ende eines Antriebsstiftes (76) trägt, von dem das andere Ende frei in einen Schlitz (72) im genannten rotierenden Antriebsarm (70) eingreift, derart, dass, während der letztgenannte von 0 bis 180° rotiert wird, der Antriebsstift (76) den Schlitz (72) in einer Richtung durchquert und ihn in anderer Richtung durchquert, wenn der Antriebsarm (70) von 180 bis 360°

rotiert,

eine Antriebsverbindung (30, 33, 33A) von der angetriebenen Welle (58) zur aufrecht stehenden Welle (16), wobei die Verschiebung (b, Fig. 2) zwischen der Antriebswelle (60) und der angetriebenen Welle (58) und die Wirklänge (c, Fig. 2) des angetriebenen Arms (74) derart festgelegt sind, dass die lineare Geschwindigkeit des Rades (15) zur Zeit der Abgabe des Einlageblattes auf diejenige des Sammlers eingestellt ist.

2. Maschine nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Lage der angetriebenen Welle (58) einstellbar ist, um die Verschiebung zu verändern, wenn sie Maschinen anderer linearer Geschwindigkeiten zugeordnet sind.

3. Maschine nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Wirklänge des angetriebenen Arms (79) veränderbar ist.

4. Maschine nach Patentanspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die angetriebene Welle (58) bezüglich der Verschiebung für Maschinen mit anderer linearer Geschwindigkeit einstellbar ist.