CH693706A5 - Vorrichtung zum Abpressen von Buchblocks. - Google Patents

Description

  



   Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum maschinellen Abpressen von im rückennahen Bereich eingespannt gehaltenen gerundeten Buchblocks mittels eines Formwerkzeuges, das auf den Buchblockrücken mit einer Anpresskraft einwirkt, mit einem das Formwerkzeug aufnehmenden Schlitten, der über Antriebsmittel auf Bogenlaufbahnen in sich gegenüberliegenden höhenverfahrbaren Lagerungen abwechselnd zu der einen und anderen Seite des Buchblockrückens schwenkbar ist, wobei der gefahrene Radius der Wirkfläche des Formwerkzeuges kleiner ist als der Radius des Buchblockrückens und eine tangentiale Zieh-/Schiebekomponente zum Umlegen der Druckbogen auf die Seitenbereiche des Buchblockrückens wirkt, und mit Mitteln zum Absenken des Formwerkzeuges auf den Buchblockrücken und zum Abheben für den Rückhub in die Mittelstellung. 



  In der industriellen Buchherstellung erhält der im Rücken gerundete Buchblock im Prozessabschnitt Abpressen die gewünschte und der Einbandart entsprechende Rückenform, die von einem tief oder flach ausgebildeten Falz bestimmt wird. Das Abpressen wird von einem sich über die gesamte Rückenbreite des Buchblocks hin und her bewegenden Formwerkzeug mit einer konkaven Wirkfläche ausgeführt, wodurch unter Anwendung von Druck und Reibung die gefalzten Druckbogen von der Mitte des Buchblockrückens nach den beiden Seiten hin umgelegt werden, und zwar unter einem nach aussen hin zunehmenden Winkel. Somit erhält der Buchblock seine pilzartige Rückenform und gleichzeitig eine Rückenstabilisierung. Zum Ausführen des Abpressvorgangs befindet sich der Buchblock mit einem definierten Überstand vom Rundungsende eingespannt zwischen Abpressleisten. 



  In dem europäischen Patent 0 676 303 derselben Anmelderin ist neben einer Vielzahl von Ausführungsbeispielen eine Vorrichtung zum maschinellen Abpressen von Buchblocks der vorbeschriebenen Bauweise unter Schutz gestellt. Durch Verfahren des Lagers mit dem Schlitten und dem Formwerkzeug zwi schen den ortsfesten Seitenführungen entfällt das seitliche Ausweichen des Lagers. Der Drehpunkt des Formwerkzeuges befindet sich dabei in einem definierten Abstand unterhalb seines Berührungspunktes mit dem Rücken des Buchblocks. Das Formwerkzeug verschiebt sich tangential und der Schwenkbewegung überlagert. Über Anschlagschrauben in einem Zwischenträger erfolgt eine Begrenzung der Verschiebung und somit wird die Schiebebewegung zum Umlegen der Druckbogen in den Seitenbereichen eingeleitet.

   Die Grösse des Verschiebehubes lässt sich durch Abstandsveränderung des Drehpunktes des Formwerkzeuges zum Buchblockrücken sowie über die Anschlagschrauben einstellen. 



  Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Vorrichtung der gattungsgemässen Art zum maschinellen Abpressen von gerundeten Buchblocks dahingehend zu verbessern, dass eine Optimierung des Abpressprozesses hinsichtlich der Qualität der Buchblocks erreicht wird. Ferner soll sich die Vorrichtung im Hinblick auf unterschiedliche Materialien und Rückenformen der Buchblocks produktabhängig einstellen und der bauliche Aufwand sowie der Zeitaufwand zum Einrichten verringert werden. 



  Dies wird durch die Erfindung dadurch erreicht, dass das Formwerkzeug in dem Schlitten über mindestens einen mit Druckluft beaufschlagbaren Arbeitszylinder als Mittel zum Absenken und Anheben höhenverfahrbar ist und die Anpresskraft über die Druckluft einstellbar und derart gesteuert ist, dass das Formwerkzeug in der Mittelstellung mit einer bezogen auf die Anpresskraft in der Schwenkstellung verringerten Anpresskraft auf den Rücken des Buchblocks einwirkt. Dabei ist das Formwerkzeug in einem rechnergesteuerten Ablauf in eine auf den Rücken des Buchblocks abgesenkte und vom Rücken des Buchblocks abgehobene Höhenposition in dem Schlitten verfahrbar.

   Als besonders zweckmässig hat es sich erwiesen, dass das Formwerkzeug zum Einmessen in der Mittelstellung auf den Rücken des Buchblocks absenkbar und die Anpresskraft über den mit einem definierten Druck beaufschlagten Arbeitszylinder produktabhängig einstellbar ist. 



   Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen. 



  Durch die Verwendung von Druckluftzylindern zum Steuern des Formwerkzeuges lässt sich die Anpresskraft auf den Buchblockrücken in Abhängigkeit der unterschiedlichen Materialien über die Druckluft einerseits optimal einstellen und andererseits kann die Anpresskraft so gesteuert werden, dass das Formwerkzeug in seiner Mittelstellung nur mit einer geringen Anpresskraft auf den Buchblockrücken einwirkt, was sich produktschonend auswirkt, da ein übermässiges Stauchen der mittleren Druckbogen verhindert wird. Bei äusserst empfindlichen Materialien kann die Anpresskraft in der Mittelstellung des Formwerkzeuges weitestgehend auch entfallen. Durch Kompression der Druckluftsäule wird ein steiler Anstieg der Normalkraft in den seitlichen Endstellungen erreicht und mit Einfedern des Formwerkzeuges entsteht die Zieh-/Schiebekomponente zum Umlegen der Lagen.

   Diese Optimierung des Abpressprozesses führt zu einer Qualitätsverbesserung der Buchblocks. 



  Durch einfache Linearführung in Verbindung mit einem Spindeltrieb lässt sich der Abpresskopf mit dem Formwerkzeug zum Einmessen auf eine definierte Höhenposition in der Mittelstellung auf den Buchblockrücken motorisch absenken. Über das Messergebnis der Kolbenverschiebung beim Einfedern in den Pneumatikzylinder wird der Abpresskopf automatisch auf eine korrigierte Höhenposition eingestellt, wodurch unterschiedliche Rückenrundungen und Falzbreiten ausgeglichen werden. Die jeweiligen Höhenpositionen in den Endlagen des Formwerkzeuges in der Mittelstellung und Schwenkstellung für das Abpressen und für den lastfreien Rückhub werden rechnergesteuert angefahren. Die Anpresskraft kann in Abhängigkeit der Materialien beim Einmessen eingestellt werden. 



  Formwerkzeuge mit unterschiedlich geformten Radien der Wirkfläche gelangen bei der erfindungsgemässen Abpressvorrichtung weitestgehend in Fortfall. Letztlich lässt sich die neuartige Abpressvorrichtung problemlos und in kürzester Zeit einrichten. 



   Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen: 
 
   Fig. 1 die Abpressstation einer Buchblockrunde- und Abpressmaschine im Schnitt gemäss Linie A-B in Fig. 2; 
   Fig. 2 die Abpressstation in einer Seitenansicht; 
   Fig. 3a bis 3c eine Darstellung des Ablaufs beim Einmessen des Formwerkzeuges auf eine vordefinierte Höhe. 
 



  In einer Buchblockrunde- und Abpressmaschine gelangen die Buchblocks 1 im Anschluss an den Rückenrundeprozess in die Abpressstation, in der der im Rücken gerundete Buchblock die Rückenform erhält, die von einem tief oder flach ausgebildeten Falz bestimmt wird. Die von Stollenketten 2 geklemmt gehaltenen Buchblocks 1 werden von Pressbacken 3 übernommen und während des Abpressprozesses im rückennahen Bereich in einem vordefinierten Überstand vom Rundungsende gehalten. 



  Das Abpressen erfolgt in bekannter Weise von einem sich über die gesamte Rückenbreite des Buchblocks 1 hin und her bewegenden Formwerkzeug 4, das sich aus einem auswechselbaren Formteil 4a mit einer vorbestimmten konkaven Wirkfläche und einem Träger 4b zusammensetzt. Unter Anwendung von Druck und Reibung werden die gefalzten Druckbogen des Buchblocks 1 von der Mitte des Buchblockrückens nach den beiden Seiten hin umgelegt, und zwar unter einem nach aussen hin zunehmenden Winkel. 



  Das Formwerkzeug 4 befindet sich höhenverfahrbar in einem brückenartigen Schlitten 5 mit endseitigen im Bogen verlaufenden Bahnen 5a, die auf frei drehbare entsprechend im Bogen verlaufende Rollenbahnen 6 an Seitenlagern 7 als Lagerung greifen. Über Spindelverstellungen 8 lassen sich die Seitenlager 7 von einem Motor 10 als Antriebseinrichtung auf Führungsbahnen 9 am Maschinenrahmen 12 in der Höhe verfahren. 



  Erfindungsgemäss wird das Formwerkzeug 4 in dem Schlitten 5 über zwei mit Druckluft beaufschlagbare Arbeitszylinder 11 vertikal verfahren, die sich in einem gegenseitigen Abstand auf dem Schlitten 5 befinden. Über den Druck in den Arbeitszylindern 11 lässt sich die auf den Buchblockrücken einwirkende Anpresskraft einstellen und derart steuern, dass das Formwerkzeug 4 in der Mittelstellung gemäss Fig. 1 mit einer geringen Anpresskraft und in der Schwenkstellung mit einer hohen Anpresskraft auf den Buchblockrücken einwirkt. Durch die Lage des Drehmittelpunktes 18 des Formwerkzeuges 4 oberhalb vom Kreismittelpunkt 19 des Buchblockrückens, wodurch der gefahrene Radius der Wirkfläche des Formwerkzeuges 4 kleiner ist als der Radius des Buchblock-rückens, kann das Formwerkzeug 4 in radialer Richtung zu den im Bogen verlaufenden Rollenbahnen 6 ausweichen.

   Bei gesperrten Ventilen im oberen Raum der Arbeitszylinder 11 steigt der Druck und somit die Kraft, die auf den Buchblockrücken wirkt. Aus der Kombination mit der Bewegung des Formwerkzeuges 4 resultiert eine tangentiale auf die -Seitenbereiche des Buchblockrückens wirkende Zieh- Schiebekomponente zum Umlegen der Druckbogen mit dem Ergebnis einer ausgeprägten pilzartigen Verformung des Buchblockrückens. Durch die Kompression der Luft wird ein steiler Anstieg der Anpresskraft in den Endlagen erreicht. 



  Nach ausgeführter Schwenkbewegung hebt das Formwerkzeug 4 vom Buchblockrücken für den Rückhub in die Mittelstellung ab. Hierzu wird der Druck im oberen Raum der Arbeitszylinder 11 durch \ffnen der Ventile auf 0 bar gesenkt und gleichzeitig ein vordefinierter Druck im unteren Raum der Arbeitszylinder 11 aufgebaut. Wenn das Formwerkzeug 4 seine Mittelstellung als Ausgangsstellung für das Abpressen eingenommen hat, erfolgt wieder der Druckaufbau im oberen Raum der Arbeitszylinder 11 für den Abpressprozess, während der Druck im unteren Raum der Arbeitszylinder 11 durch Ventilöffnung auf 0 bar abfällt. 



   Das Verfahren des Formwerkzeuges 4 über die mit einem voreingestellten Luftdruck beaufschlagten Arbeitszylinder 11 in die auf den Buchblockrücken abgesenkte Position in der Mittelstellung sowie in die vom Buchblockrücken abgehobene Position in der ausgeschwenkten Stellung für den lastfreien Rückhub und zum Zuführen der Buchblocks 1 erfolgt programmgemäss über einen Steuerrechner. 



  Die Schwenkbewegung des Schlittens 5 mit dem Formwerkzeug 4 geht von einem Hydraulikzylinder 13 als Antriebsmittel aus und der Schwenkwinkel ist in Abhängigkeit von der Buchblockstärke über eine speicherprogrammierbare Steuerung in Verbindung mit einem Inkrementalgeber 14 einstellbar. Die Kraftübertragung erfolgt über eine gelenkig an dem Schlitten 5 angreifende Koppelstange 15 und einen am Maschinenrahmen 12 ortsfest gelagerten, die Koppelstange 15 und die Kolbenstange des Hydraulikzylinders 13 gelenkig miteinander verbindenden Winkelhebel 16. 



  In den Fig. 3a bis 3c soll nachfolgend der Ablauf beim Einmessen des Formwerkzeuges 4 anhand eines einzelnen Arbeitszylinders 11 erläutert werden. Zum Einmessen auf eine definierte Höhe befindet sich das Formwerkzeug 4 in der Mittelstellung und produktabhängig wird in dem Arbeitszylinder 11 ein Druck von beispielsweise 2 bar eingestellt. Anhand eines elektronischen Abstandsmesssystems 17 in Form eines Analog-Induktivaufnehmers wird ein Abstand "a" als Bezugsgrösse festgelegt. Mittels Spindelverstellungen 8 erfolgt ein Absenken des Formwerkzeuges 4 durch Verfahren des gesamten Abpresskopfes im Maschinenrahmen 12 auf den Buchblockrücken und dabei hebt sich der Kolben 11a beim Aufsetzen des Formwerkzeuges auf den Buchblockrücken vom Zylinderboden 11 b um einen Weg "x" ab.

   Von dem Abstandsmesssystem 17 wird die so ermittelte neue Höhenposition des Formwerkzeuges 4 als elektrische Grösse dem Steuerrechner zugeführt und über die motorischen Spindelverstellungen 8, 10 erfolgt ein Anheben des Arbeitszylinders 11 nach Umschalten der Drehrichtung des Motors 10 um den Weg "x", bis der Kolben 11a den Zylinderboden 11b berührt. Damit ist sichergestellt, dass auf den Buchblockrücken nur eine dem Druck von 2 bar entsprechende Presskraft wirkt. Wie aus der Fi g. 3c ersichtlich, befindet sich das Formwerkzeug 4 jetzt in der eingemessenen neuen Höhenposition als Ausgangsstellung für den Abpressvorgang.

   Danach wird der Druck im Arbeitszylinder 11 auf beispielsweise 6 bar erhöht, was sich jedoch nicht auf den Buchblockrücken in der Mittelstellung des Formwerkzeuges 4 auswirkt, da der Zylinderboden 11b den Mehranteil an Kraft aufnimmt und hierdurch eine Wegbegrenzung eintritt. Folglich wirkt das Formwerkzeug 4 in der Mittelstellung mit einer geringen und in der Schwenkstellung mit einer hohen, zur Endlage hin zunehmenden Presskraft auf den Buchblock-rücken, was zu einer Optimierung des Abpressens und somit zu einer Qualitätsteigerung der Buchblocks 1 führt. 



  Mit dem automatischen Einstellen des Formwerkzeuges 4 durch Messen der Kolbenverschiebung lassen sich unterschiedliche Rückenrundungen und Falzbreiten ausgleichen.

Claims (10)

1. Vorrichtung zum maschinellen Abpressen von im rückennahen Bereich eingespannt gehaltenen gerundeten Buchblocks (1) mittels eines Formwerkzeuges (4), das auf den Buchblockrücken mit einer Anpresskraft einwirkt, mit einem das Formwerkzeug (4) aufnehmenden Schlitten (5), der über Antriebsmittel (13) auf Bogenlaufbahnen (5a) in sich gegenüberliegenden höhenverfahrbaren Lagerungen (7) abwechselnd zu der einen und anderen Seite des Buchblockrückens schwenkbar ist, wobei der gefahrene Radius der Wirkfläche des Formwerkzeuges (4) kleiner ist als der Radius des Buchblockrückens und eine tangentiale Zieh-/Schiebekomponente zum Umlegen der Druckbogen auf die Seitenbereiche des Buchblockrückens wirkt, und mit Mitteln (11) zum Absenken des Formwerkzeuges (4) auf den Buchblockrücken und zum Anheben für den Rückhub in die Mittelstellung, dadurch gekennzeichnet,

dass das Formwerkzeug (4) in dem Schlitten (5) über mindestens einen mit Druckluft beaufschlagbaren Arbeits-zylinder (11) als Mittel zum Absenken und Anheben höhenverfahrbar ist und die Anpresskraft über die Druckluft einstellbar und derart gesteuert ist, dass das Formwerkzeug (4) in der Mittelstellung mit einer bezogen auf die Anpresskraft in der Schwenkstellung verringerten Anpresskraft auf den Rücken des Buchblocks (1) einwirkt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Formwerkzeug (4) in einem rechnergesteuerten Ablauf in eine auf den Rücken des Buchblocks (1) abgesenkte und vom Rücken des Buchblocks (1) abgehobene Höhenposition in dem Schlitten (5) verfahrbar ist.

3.

Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Formwerkzeug (4) zum Einmessen in der Mittelstellung auf den Rücken des Buchblocks (1) absenkbar und die Anpresskraft über den mit einem vordefinierten Druck beaufschlagten Arbeitszylinder (11) produktabhängig einstellbar ist. 4.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Anpresskraft durch Messen der Verschiebung des Kolbens (11a) des Arbeitszylinders (11) anhand eines Messsystems (17) selbstständig einstellbar ist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Schlitten (5) mit dem Formwerkzeug (4) über die Bogenlaufbahnen (5a) der Lagerungen (7) mit Rollenbahnen (6) aufgenommen ist, wobei die Lagerungen (7) über eine Antriebseinrichtung (8, 10) in vertikalen Führungen (9) verfahrbar sind.

6.

Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Arbeitszylinder (11) zum Umlegen der Druckbogen in den Seitenbereichen des Rückens des Buchblocks (1) mit einem vordefinierten Druck beaufschlagbar ist und der verringerte Anpressdruck über Wegbegrenzung des Kolbens (11a) in dem Arbeitszylinder (11) durch Anheben des Arbeitszylinders (11) in eine durch Einmessen des Formwerkzeugs (4) auf eine vordefinierte Höhe des Rückens des Buchblocks (1) ermittelte Höhenposition einstellbar ist.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Schwenkbewegung des Schlittens (5) mit dem Formwerkzeug (4) über einen weiteren Arbeitszylinder (13) als Antriebsmittel erfolgt und der Schwenkwinkel produktab-hängig einstellbar ist.

8.

Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der weitere Arbeitszylinder (13) derart steuerbar ist, dass die Schenkbewegung des Schlittens (5) mit dem Formwerkzeug (4) mit Abheben vom Rücken des Buchblocks (1) und lastfreiem Rückhub mehrfach erfolgt.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Drehmittelpunkt (18) Formwerkzeuges (4), vorzugsweise über verschiedene Zwischenplatten, veränderbar ist.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Formwerkzeug (4) über zwei genannte mit Druckluft beaufschlagbare abständig zueinander angeordnete Arbeitszylinder (11) verfahrbar und gesteuert ist.