DE102004040852A1

DE102004040852A1 - Heftapparat

Info

Publication number: DE102004040852A1
Application number: DE102004040852A
Authority: DE
Inventors: Viktor Cernovski; Gerald Vierheilig; Manfred Wenzel
Original assignee: Koenig and Bauer AG
Current assignee: Koenig and Bauer AG
Priority date: 2004-04-23
Filing date: 2004-08-23
Publication date: 2005-11-24
Anticipated expiration: 2024-08-24
Also published as: DE102004040852B4

Abstract

Es wird ein Heftapparat zum Heften von Stapeln von Bogen beschrieben, der eine Zuführeinrichtung für wenigstens einen kontinuierlichen Heftdraht, eine Trenneinrichtung zum Abtrennen von Drahtabschnitten von dem zugeführten Heftdraht und wenigstens ein Paar von Heftköpfen, die mit den aus dem wenigstens einem Heftdraht erzeugten Drahtabschnitten versorgbar sind, umfasst. In einer ersten Betriebsart werden beide Heftköpfe des Paars mit Drahtabschnitten versorgt und führen Heftungen aus, während wahlweise in einer zweiten Betriebsart nur der erste Heftkopf mit Drahtabschnitten versorgt wird und Heftungen ausführt. In der zweiten Betriebsart führt die Zuführeinrichtung den Heftdraht schubweise zu.

Description

Die Erfindung betrifft einen Heftapparat gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Heftapparat zu schaffen.

Die Aufgabe erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

Die mit der Erfindung erzielbaren Vorteile bestehen insbesondere darin, dass zum Umschalten des Heftapparates von der ersten in die zweite Betriebsart ein Umkonfigurieren der Trenneinrichtung oder des zweiten Heftkopfes nicht mehr notwendig ist. Der zweite Heftkopf verbleibt auch in der zweiten Betriebsart in derselben Position wie in der ersten Betriebsart des Heftapparates. In Folge der schubweisen Zuführung wird der zweite Heftkopf in der zweiten Betriebsart dagegen nicht mit Drahtabschnitten versorgt, so dass der zweite Heftkopf in der zweiten Betriebsart zwar eine Heftbewegung ausführen mag wie in der ersten Betriebsart, dabei jedoch keine Heftung zustande kommt, weil dem zweiten Heftkopf der dafür nötige Drahtabschnitt fehlt. Dies erlaubt einerseits eine vereinfachte Konstruktion der Heftköpfe bzw. der Trenneinrichtung, da sie nicht mehr umkonfigurierbar sein müssen.

Als weiterer Vorteil der Erfindung entfällt das bei bekannten Heftapparaten vorhandene Schieberadgetriebe für die Drahtzufuhr mitsamt einem kompletten für dieses Schieberadgetriebe benötigten Ölraum. Dies führt zu einer erheblichen Vereinfachung der mechanischen Ausführung des Heftapparates und wirkt sich günstig sowohl auf seine Herstellungskosten als auch auf seine Betriebskosten aus, weil z. B. kein Getriebeölstand mehr gewartet werden muss. Ein weiterer großer Vorteil des Heftapparates ist der, dass zwischen den Betriebsarten während eines Betriebes des Heftapparates umgeschaltet werden kann. Der Heftapparat muss dazu weder angehalten werden, noch muss der zweite Heftkopf dafür zugänglich sein. Aufwand und Zeit zum Umschalten zwischen den Betriebsarten sind daher deutlich reduziert. Außerdem ist dadurch der Heftapparat vollständig von einer Leitwarte aus fernsteuerbar. Im Gegensatz zu bekannten Heftapparaten kann die Umschaltung nunmehr auch automatisiert durchgeführt werden, so dass eine rechnergestützte Steuerung des Heftapparates implementierbar ist.

Wie bei bekannten Heftapparaten kann auch beim Heftapparat in der ersten Betriebsart die Zuführeinrichtung den Heftdraht kontinuierlich zuführen. Der Heftdraht kann sich dann mit einer festen Geschwindigkeit bewegen. Bei der schubweisen Zuführung der zweiten Betriebsart jedoch ist die Geschwindigkeit des Heftdrahtes Änderungen unterworfen. Dabei können zeitweilig Geschwindigkeiten auftreten, die größer sind als die feste Geschwindigkeit des Heftdrahtes in der ersten Betriebsart. Beispielsweise kann eine Spitzengeschwindigkeit des Heftdrahtes in der zweiten Betriebsart doppelt so groß sein wie eine feste Geschwindigkeit des Heftdrahtes in der ersten Betriebsart.

In der zweiten Betriebsart kann der Heftdraht während des Zuführens gleichmäßig beschleunigt oder abgebremst werden. Diese kann während einer Beschleunigungsphase des Heftdrahtes oder während einer Verzögerungsphase des Heftdrahtes oder sowohl beim Beschleunigen als auch beim Verzögern des Heftdrahtes auftreten. Die Verzögerungsphase kann unmittelbar im Anschluss an die Beschleunigungsphase eingeleitet werden, so dass der Heftdraht sofort mit Erreichen seiner Spitzengeschwindigkeit wieder verzögert wird, ohne diese Spitzengeschwindigkeit für längere Zeit beizubehalten.

In einer bevorzugten Ausführung des Heftapparates sind die Heftköpfe an einem Heftzylinder angeordnet. Die Heftköpfe des Heftkopfpaares können dabei diametral am Heftzylinder angeordnet sein. Es ist auch möglich, eine Mehrzahl von in axialer Richtung gestaffelten Paaren von Heftköpfen am Heftzylinder vorzusehen.

Besonders bevorzugt umfasst die Trenneinrichtung Klingen, die paarweise zum Abscheren des Heftdrahtes zusammenwirken. Dabei können die Klingen an den Heftköpfen ausgebildet sein. Beispielsweise kann es sich bei den an den Heftköpfen ausgebildeten Klingen um Vorsprünge handeln, mit denen die Heftköpfe in Zusammenwirkung einer weiteren Klinge, bei der es sich um eine Kante eines Ausgangs z. B. einer Düse (Schneiddüse) eines Rohres, durch welches der Heftdraht zugeführt wird, oder einfach einen ortsfesten Anschlag handeln kann, einen jeweiligen Drahtabschnitt vom Heftdraht abscheren. Dann scheren in der ersten Betriebsart des Heftapparates sowohl der erste Heftkopf als auch der zweite Heftkopf Drahtabschnitte vom Heftdraht ab, um mit diesen anschließend eine Heftung auszuführen. In der zweiten Betriebsart schert nur der erste Heftkopf einen Drahtabschnitt vom Heftdraht ab, während der zweite Heftkopf in Folge der schubweisen Zuführung des Heftdrahtes keinen Drahtabschnitt abscheren kann, weil der Heftdraht noch nicht zugeführt worden ist.

Der Heftapparat ist ganz besonders bevorzugt derart ausgeführt, dass er während eines Betriebes zwischen der ersten und der zweiten Betriebsart umschaltbar ist. Er eignet sich dadurch besonders gut für den Einsatz in einer über eine zentrale Leitwarte gesteuerten Druckmaschine.

Die Zuführeinrichtung des Heftapparates umfasst vorzugsweise eine erste und eine zweite Fördereinrichtung, wobei die erste dazu dient, in beiden Betriebsarten Heftdraht kontinuierlich von einem Hauptvorrat in einen Zwischenvorrat zu fördern und die zweite wenigstens in der zweiten Betriebsart den Heftdraht aus dem Zwischenvorrat intermittierend weiterfördert. Eine solche Ausführung ist dann besonders vorteilhaft, wenn es gilt, mittels der zweiten Klemme den Heftdraht aus einem beim Zuführen als Ganzes bewegten Heftdrahthauptvorrat, wie zum Beispiel einer Drahtrolle, zu entnehmen. Weil eine solche Drahtrolle eine beträchtliche Masse von bis zu 100 kg aufweisen kann, muss die erste Fördereinrichtung ein beträchtliches Drehmoment aufbringen können; da sie aufgrund der kontinuierlichen Förderung den Hauptvorrat gleichmäßig in Bewegung hält, genügt dennoch ein geringes Beschleunigungsvermögen, d. h. eine niedrige Antriebsleistung der ersten Fördereinrichtung. Die zweite Fördereinrichtung hingegen muss in der zweiten Betriebsart nur den Inhalt des Zwischenvorrats beschleunigen. Dessen Masse entspricht jedoch nur ungefähr der einer Heftklammer, so dass trotz einer niedrigen Antriebsleistung auch der zweiten Fördereinrichtung für die zeitgerechte Zufuhr des Haftdrahts erforderliche hohe Beschleunigungen erreichbar sind.

Weil der Heftdraht in der zweiten Betriebsart von der zweiten Fördereinrichtung schubweise beschleunigt und verzögert wird, während er von der ersten Fördereinrichtung kontinuierlich der zugeführt wird, kommt es zu einem periodisch sich bildenden Stau des Heftdrahtes an der zweiten Fördereinrichtung. Um für den in der zweiten Betriebsart vor der zweiten Fördereinrichtung sich periodisch aufstauenden Heftdraht Raum zum Ausweichen zu schaffen, ist ebenfalls besonders bevorzugt ein Stauraum für den Heftdraht zwischen der ersten und der zweiten Fördereinrichtung vorgesehen.

In der ersten Betriebsart kann die zweite Fördereinrichtung kontinuierlich arbeiten, so dass sie wie die erste Fördereinrichtung den Heftdraht kontinuierlich vorwärtsbewegt, oder die zweite Fördereinrichtung kann in der ersten Betriebsart vom Heftdraht abgestellt sein. Im letzteren Fall sorgt die erste Fördereinrichtung allein für die Vorwärtsbewegung und die Zuführung des Heftdrahtes. Natürlich ist es auch möglich, die zweite Fördereinrichtung während der ersten Betriebsart intermittierend, wenn auch mit einer im Mittel höheren Fördergeschwindigkeit als in der zweiten Betriebsart, arbeiten zu lassen; ob dies zweckmäßig ist, hängt unter anderem von den geometrischen Gegebenheiten der Heftköpfe und ihrer Bewegung ab.

Vorteilhafterweise umfasst die Zuführeinrichtung einen Sensor zum Erfassen der Position des jeweiligen mit Drahtabschnitten zu versorgenden Heftkopfes. Die Zuführeinrichtung umfasst dann bevorzugt ferner eine Steuereinheit, die in der zweiten Betriebsart anhand der Erfassungsergebnisse des Sensors die zweite Fördereinrichtung steuert. Damit wird ein automatisierter Betrieb des Heftapparates möglich.

Die Fördereinrichtungen können beispielsweise ein den Heftdraht klemmendes Walzenpaar umfassen. Ganz allgemein kann es sich bei den Klemmen aber um beliebige andere den Heftdraht einklemmende und vorwärtsbewegende Mittel handeln, wie z. B. Greifer in den verschiedensten Ausführungen, Klemmbacken etc.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im Folgenden näher beschrieben.
Es zeigen:
1 eine schematische Skizze eines Heftapparates in Vorderansicht;
2 den Heftapparat aus 1 in Seitenansicht;
3a ein Geschwindigkeits-Zeit-Diagramm für einen Heftdraht in der ersten Betriebsart des Heftapparates;
3b ein Ort-Zeit-Diagramm für einen Heftdraht in der ersten Betriebsart des Heftapparates;
4a ein Beschleunigungs-Zeit-Diagramm für einen Heftdraht in der zweiten Betriebsart des Heftapparates;
4b ein Geschwindigkeits-Zeit-Diagramm für einen Heftdraht in der zweiten Betriebsart des Heftapparates;
4c Ort-Zeit-Diagramm für einen Heftdraht in der zweiten Betriebsart des Heftapparates;
5 eine weitere Ausführung eines Heftapparates in Vorderansicht;
6 den Heftapparat aus 5 in Seitenansicht;
7 eine Zuführeinrichtung.
In 1 ist eine schematische Darstellung eines Heftapparates in Vorderansicht zu sehen. 2 zeigt den Heftapparat der 1 aus seitlicher Sicht. Auf einer Mantelfläche eines drehbar gelagerten Heftzylinders 03 ist ein Paar von Heftköpfen 01; 02, bestehend aus einem ersten Heftkopf 01 und einem zweiten Heftkopf 02, angeordnet. Die Heftköpfe 01; 02 sind dabei auf dem Heftzylinder 03 diametral angeordnet. Die Heftköpfe 01; 02 weisen jeweils zwei Vorsprünge 08; 17, z. B. Klingen 08; 17 auf, die eine Ausnehmung 18 bzw. 19 in der Längsrichtung des Heftzylinders 03 begrenzen. Die Vorsprünge 08; 17 weisen jeweils eine in radialer Richtung des Heftzylinders 03 ausgerichtete Stufe 22 auf. In 1 befindet sich diese Stufe 22 bei den Vorsprüngen 17 des Heftkopfes 02 auf der dem Betrachter abgewandten Seite und ist daher nicht zu sehen.
Eine Zuführeinrichtung 04, 07 umfasst im Wesentlichen ein parallel zur Längsachse des Heftzylinders 03 verlaufendes Zuführrohr 04 und einen Servomotor 07, der ein Walzenpaar antreibt. An einem heftkopfseitigen Ende bildet das Zuführrohr 04 eine Kante 21. Ein von einer nicht gezeigten Endlosrolle abgerollter Heftdraht 06 ist zwischen den vom Servomotor 07 angetriebenen Walzen eingeklemmt und wird von diesen durch das Zuführrohr 04 geschoben. Ein Drahtabschnitt 09 des Heftdrahtes 06 ragt in 1 aus dem heftkopfseitigen Ende des Zuführrohrs 04. 1 zeigt diesen Drahtabschnitt 09 in einem Moment unmittelbar bevor er im Zusammenwirken der Kante 21 des Zuführrohrs 04 und des dieser Kante zugewandten Vorsprungs 08 bzw. 17 des Heftkopfs 01 vom Heftdraht 06 abgeschert wird.
Aus Gründen der Klarheit sind ein Zylinder 23, mit dem der Heftapparat beim Heften zusammenwirkt, und eine Biegerolle 28 in 1 nicht gezeigt; sie sind dafür aber in 2 eingezeichnet.
Der Heftapparat ist an den drehbar gelagerten Zylinder 23 angestellt, der Schließplatten 26 aufweist. In der Seitenansicht des Heftapparates ist gestrichelt ein Umfangskreis 27 eingezeichnet, den die Enden der Heftköpfe 01; 02 bei einer Drehung des Heftzylinders 03 durchlaufen. Dieser Umfangskreis 27 bildet mit dem Zylinder 23 einen Heftspalt, durch den ein zu heftender Stapel von Bogen 24 von Bogen geführt wird. Eine Biegerolle 28 ist auf Höhe der Ausnehmungen 18; 19 derart zwischen dem Heftapparat und dem Zylinder 23 angeordnet, dass sie teilweise in den Umfangskreis 27 eindringt und dabei in die Ausnehmungen 18; 19 eingreift.
In einer ersten Betriebsart des Heftapparates dreht sich der Heftzylinder 03 in die durch einen Pfeil in 2 angezeigte Richtung. Während der Drehbewegung des Heftzylinders 03 wird der Heftdraht 06 vom Servomotor 07 kontinuierlich durch das Zuführrohr 04 geschoben, so dass ein an dem heftkopfseitigen Ende des Zuführrohrs 04 herausragender Drahtabschnitt 09 des Heftdrahtes 06 im Laufe der Zeit gleichmäßig länger wird. Die Vortriebgeschwindigkeit des Heftdrahtes 06 und die Drehgeschwindigkeit des Heftzylinders 03 sind so aufeinander abgestimmt, dass wenn der Drahtabschnitt 09 eine der Breite des Heftkopfs 01 oder 02 entsprechende Länge I erreicht hat, die Stufe 22 eines Heftkopfs 01 oder 02, in 1 die des ersten Heftkopfes 01, den Heftdraht 06 gegen die Kante 21 drückt und einen Drahtabschnitt 09 vom Heftdraht 06 abschert. Der Drahtabschnitt 09 wird vom Heftkopf 01 mitgenommen.
Mit diesem Drahtabschnitt 09 führt der Heftkopf 01 auf bekannte Weise eine Heftung des Stapels von Bogen 24 aus. Hierzu wird der Drahtabschnitt 09 im weiteren Verlauf der Drehung gegen die Biegerolle 28 gedrückt. Weil die Biegerolle 28 derart angeordnet ist, dass sie bei Passieren eines Heftkopfs 01; 02 in dessen Ausnehmung 18; 19 eingreift, wird der Drahtabschnitt 09 von der Biegerolle 28 in die jeweilige Ausnehmung 18; 19 gedrückt. Dadurch wird der Drahtabschnitt 09 zu einer Gestalt mit einem geradlinigen Mittelabschnitt und zwei unter 90° abgewinkelten Schenkeln verbogen. Wenn der Heftkopf 01 den Zylinder 23 erreicht, drückt er den dann verbogenen Drahtabschnitt 09 mit den Spitzen der Schenkel voraus durch den Stapel von Bogen 24. Der Zylinder 23 hat sich bis dahin soweit gedreht, dass eine der Schließplatten 26 dem Heftkopf 01 gegenüberliegt. Mit der Schließplatte 26 wirkt der Heftkopf 01 zusammen und führt die Heftung des Stapels von Bogen 24 mit dem Drahtabschnitt 09 zu Ende aus.
Inzwischen dreht sich der Heftzylinder 03 kontinuierlich weiter und auch der Heftdraht 06 wird vom Servomotor 07 kontinuierlich weiter durch das Zuführrohr 04 geschoben, so dass bei Ankunft des Heftkopfes 02 am heftkopfseitigen Ende des Zuführrohrs 04 ein neuerlicher Drahtabschnitt 09 der Länge I aus diesem herausragt, der auf die eben beschriebene Weise am Vorsprung 08 des Heftkopfes 02 anschlägt und von dessen Stufe 22 und der Kante 21 abgeschert wird. Der neue Drahtabschnitt 09 wird vom zweiten Heftkopf 02 mitgenommen, woraufhin dieser wie der erste Heftkopf 01 auf die gleiche beschriebene Weise ein Heftung mit ihm ausführt. Anschließend wiederholt sich der Vorgang auf die beschriebene Weise.
Bei dieser oben beschriebenen Betriebsart des Heftapparates werden Heftungen sowohl vom ersten Heftkopf 01 als auch vom zweiten Heftkopf 02 abwechselnd ausgeführt. In der Drucktechnik wird diese Betriebsart Doppelproduktion genannt. Es ist aber auch eine Sammelproduktion des Heftapparates bekannt, bei der vor Ausführung der Heftung zwei Stapel von in einem dem Heftapparat vorgelagerten Druckwerk nacheinander auf einen Materialstrang gedruckten Druckseiten zu einem kombinierten Stapel gesammelt und dieser Stapel dann geheftet wird. Die Taktrate, mit der die zu heftenden Stapel am Heftapparat eintreffen, ist hier nur halb so groß wie bei der Doppelproduktion. Bei der Sammelproduktion wird daher nur einer der beiden Heftköpfe 01; 02 zum Heften eingesetzt. Dazu ist es bei bekannten Heftapparaten notwendig, den jeweiligen nicht heftenden Heftkopf 01 oder 02 umzukonfigurieren, so dass mit seinen Vorsprüngen 08 bzw. 17 und der Kante 21 kein Drahtabschnitt 09 mehr abgeschert werden kann. Zudem muss eine Zuführgeschwindigkeit des Heftdrahtes 06 reduziert werden, damit der Drahtabschnitt 09 beim Abscheren durch den jeweiligen heftenden Heftkopf 01 oder 02 die richtige Länge I aufweist.
Zur Verdeutlichung ist für den Fall der Doppelproduktion in der 3a ein Geschwindigkeits-Zeit-Diagramm und in der 3b ein zugehöriges Ort-Zeit-Diagramm für die Spitze des Heftdrahtes 06 dargestellt. Da in der Doppelproduktion der Heftdraht 06 mit kontinuierlicher Geschwindigkeit v zugeführt wird, hat die Geschwindigkeit v des Heftdrahtes 06 für alle Zeiten t den konstanten Wert v₁. Dies zeigt das Geschwindigkeits-Zeit-Diagramm der 3a. Im Ort-Zeit-Diagramm der 3b entspricht der vom Heftdraht 06 zurückgelegte Weg der Entfernung der Spitze des Heftdrahtes 06 von der Kante 21, wobei dieser Weg gleichzeitig die Länge des am heftkopfseitigen Ende des Zuführrohrs 04 überstehenden Drahtabschnitt 09 des Heftdrahtes 06 ist. Ab dem Zeitpunkt t = 0 beginnt sich dieser Drahtabschnitt 09 heranzubilden; seine Länge nimmt bis zum Zeitpunkt T₁ linear zu. Zum Zeitpunkt T₁ hat der Endabschnitt die Länge I erreicht und wird vom Vorsprung 08 des Heftkopfes 01 und der Kante 21 als Drahtabschnitt 09 mit dieser Länge I vom Heftdraht 06 abgeschert. Ab dem Zeitpunkt T₁ bildet sich am heftkopfseitigen Ende des Zuführrohrs 04 ein neuerlicher überstehender Drahtabschnitt 09, dessen Länge wiederum linear zunimmt. Dieser neuerliche Drahtabschnitt 09 wird zum Zeitpunkt T₂ vom Vorsprung 17 des zweiten Heftkopfes 02 und der Kante 21 ebenfalls mit einer Länge I als Drahtabschnitt 09 abgeschert. Der Vorgang wiederholt sich ab dem Zeitpunkt T₂, so dass zum Zeitpunkt T₃ abermals ein Drahtabschnitt 09 der Länge I vom Vorsprung 08 des ersten Heftkopfes 01 und der Kante 21 und zum Zeitpunkt T₄ ein Drahtabschnitt 09 der Länge I vom Vorsprung 17 des zweiten Heftkopfes 02 und der Kante 21 usw., abgeschert wird.
Entsprechende Diagramme sind für den Vorschub des Heftdrahtes 06 für die zweite Betriebsart, d. h. bei Sammelproduktion, in 4a, 4b und 4c gezeigt. Im Heftapparat erfolgt der Vorschub des Heftdrahtes 06 in der zweiten Betriebsart schubweise, wobei in den 4a, 4b und 4c eine bevorzugte Variante für einen solchen schubweisen Vorschub dargestellt ist. Die Art des Vorschubs lässt sich über den Servomotor 07 bequem einstellen. Gemäß dem Beschleunigungs-Zeit-Diagramm der 4a wird der Heftdraht 06 ab dem Zeitpunkt t = 0 bis zum Zeitpunkt t₁, wobei t₁ = T₁/2 ist, mit einer konstanten Beschleunigung a₀ beschleunigt. Ab dem Zeitpunkt t₁ bis zum Zeitpunkt T₁ wird der Heftdraht 06 mit einer Beschleunigung –a₀ mit gleichem Betrag wie a₀, jedoch mit umgekehrtem Vorzeichen, verzögert. Der zugehörige Geschwindigkeitsverlauf des Heftdrahtes 06 ist in 4b gezeigt. Zwischen dem Zeitpunkt t = 0 und der Zeit t₁ wächst die Geschwindigkeit v des Heftdrahtes 06 linear bis zu einem Spitzenwert v₂ an, um ab dem Zeitpunkt t₁ bis zum Zeitpunkt T₁ wieder linear auf den Wert 0 abzufallen. Dabei ist der Spitzenwert v₂ doppelt so groß wie die konstante Geschwindigkeit v₁ des Heftdrahtes 06 bei Doppelproduktion: v₂ = 2·v₁. Wie 4c zeigt, ist der Überstand des Heftdrahtes 06 am heftkopfseitigen Ende des Zuführrohrs 04 in der Zeit von t = 0 bis T₁ auf den Wert I angewachsen. Zum Zeitpunkt T₁ wird dieser Überstand vom Vorsprung 08 des das heftkopfseitige Ende des Zuführrohrs 04 passierenden Heftkopfes 01 und der Kante 21 abgeschert und als Drahtabschnitt 09 mit einer Länge I mitgenommen. In der Zeitspanne zwischen dem Zeitpunkt T₁ und dem Zeitpunkt T₂, also zwischen dem Passieren des ersten Heftkopfes 01 und des zweiten Heftkopfes 02 am heftkopfseitigen Ende des Zuführrohrs 04, verbleibt der Heftdraht 06 in Ruhe und erfährt keinen Vorschub. Sowohl seine Geschwindigkeit v als auch seine Beschleunigung a sind null. Aus diesem Grund bildet sich auch kein überstehender Drahtabschnitt 09 am heftkopfseitigen Ende des Zuführrohrs 04 aus, so dass der Vorsprung 17 des zur Zeit T₂ passierenden zweiten Heftkopfes 02 mit der Kante 21 auch keinen Drahtabschnitt 09 abschert. Erst nach Passieren des zweiten Heftkopfes 02, ab dem Zeitpunkt T₂, wird der Heftdraht 06 bis zum Zeitpunkt t₃ auf die gleiche Weise wie oben beschrieben beschleunigt, um ab dem Zeitpunkt t₃ bis zum Zeitpunkt T₃, zu dem der erste Heftkopf 01 das heftkopfseitige Ende des Zuführrohrs 04 wieder passiert, verzögert zu werden. Zum Zeitpunkt T₃ scheren der Vorsprung 08 des ersten Heftkopfes 01 und die Kante 21 daher wie zuvor einen Drahtabschnitt 09 der Länge I ab und der erste Heftkopf 01 nimmt diesen mit. Der Vorgang wiederholt sich wie soeben beschrieben. Auf diese Weise wird, ohne dass ein Abstellen des zweiten Heftkopfes 02 nötig wäre, wozu der Betrieb des Heftapparates unterbrochen werden müsste, eine Sammelproduktion des Heftapparates ermöglicht. Durch geeignete Ansteuerung des Servomotors 07 lässt sich zwischen Doppelproduktion und Sammelproduktion sogar während des Betriebs des Heftapparates beliebig umschalten. Weil die Aussteuerung des Servomotors 07 auch durch einen Rechner erfolgen kann, ist ein automatisches Umschalten zwischen Doppelproduktion und Sammelproduktion ebenfalls möglich.
In den 5 und 6 ist eine weitere Ausführung eines Heftapparates einmal in Vorderansicht und einmal in Seitenansicht gezeigt. Neben einem ersten Heftkopfpaar 01, 02 weist dieser Heftapparat ein zweites Heftkopfpaar 11, 12 auf, das am selben Heftzylinder 03 wie das erste Heftkopfpaar 01, 02 angeordnet ist, und zwar mit jeweils diametraler Anordnung der Heftköpfe 01; 02, 11; 12. Die Heftkopfpaare 01, 02 und 11, 12 sind in axialer Richtung des Heftzylinders 03 gestaffelt angeordnet. Die Heftköpfe 11; 12 weisen Vorsprünge 29; 31, z. B. Klingen 29; 30 auf. Ein erstes Zuführrohr 04 dient zur Versorgung der Heftköpfe 01; 02 mit Drahtabschnitten 09, die von einem ersten Heftdraht 06, wie oben beschrieben, von Vorsprüngen 08; 17 der Heftköpfe 01; 02 und der Kante 21 abgeschert werden. Darüber hinaus ist ein zweites Zuführrohr 13 zur Versorgung des Paars von Heftköpfen 11; 12 vorgesehen. Es weist am heftkopfseitigen Ende eine Kante 32 auf. Durch dieses Zuführrohr 13 wird ein Heftdraht 14 zugeführt, von dem die Vorsprünge 29; 31 der Heftköpfe 11; 12 mit der Kante 32 jeweils Drahtabschnitte 16 abscheren. Um ein Anstoßen eines Heftkopfes 01; 02 des ersten Paares von Heftköpfen 01; 02 an dem zweiten Zuführrohr 13 zu vermeiden, ist das Zuführrohr 13 auf die in 5 gezeigte Weise versetzt und bildet zwischen den Heftkopfpaaren 01, 02 und 11, 12 zwei Biegungen.
Bei dieser Ausführung des Heftapparates führen bei der Doppelproduktion alle Heftköpfe 01; 02 und 11; 12 Heftungen aus. In der Sammelproduktion führt von jedem Heftkopfpaar 01, 02 und 11, 12 jeweils nur ein Heftkopf 01; 11 oder 02; 12 Heftungen aus. Beispielsweise führen im Sammelbetrieb nur die Heftköpfe 01 und 11 Heftungen aus, während die Heftköpfe 02 und 12 durch geeignetes schubweises Zuführen der jeweiligen Heftdrähte 04 und 14 nicht mit jeweiligen Drahtabschnitten 09 und 16 bestückt werden, so dass sie auch keine Heftungen ausführen können. Auf entsprechende Weise sind auch Heftapparate mit noch mehr Paaren von Heftköpfen möglich.
Eine bevorzugte Ausführung der Zuführeinrichtung 33 eines Heftapparats zeigt die 6 in schematischer Form. Zu sehen ist ein Heftzylinder 03 mit zwei Heftköpfen 01; 02 in der Seitenansicht und die einen Heftdraht 06 von einen Heftdrahtvorrat, z. B. einer Drahtrolle 42 abwickelnde und den Heftköpfen 01; 02, bzw. einem der Heftköpfe 01; 02, zuführende Zuführeinrichtung 33. Um den Heftzylinder 03 in der 6 besser erkennbar zu machen, ist er aus einer zu seiner Achse parallelen Blickrichtung gezeigt; die Zuführeinrichtung 33 hingegen aus einer dagegen um 90° gedrehten Blickrichtung. Tatsächlich ist die Förderrichtung des Heftdrahtes 06 im wesentlichen parallel zur Achse des Heftzylinders 03, genauso wie in den 1 und 5 gezeigt.
Zur Zuführeinrichtung 33 gehören ein erster Motor 37 mit einem von diesem angetriebenen ersten Fördereinrichtung 38, z. B. Walzenpaar 38 und ein zweiter Motor 34 mit einem von diesem angetriebenen zweiten Fördereinrichtung 36, z. B. Walzenpaar 36, sowie eine Drahtschneidedüse 39 mit Zuführrohr 04 und Kante 21, und ein Sensor 41 mit Steuereinheit. Die Walzenpaare 36; 38 sind voneinander durch einen Stauraum 43 beabstandet. Der von der Drahtrolle 42 abgewickelte Heftdraht 06 läuft erst durch das erste Walzenpaar 38, durchquert den Stauraum 43, läuft anschließend durch das zweite Walzenpaar 36 und erreicht schließlich den Zuführrohr 04 der Drahtschneidedüse 39, aus der er bei der Kante 21 austritt.
Wird der Heftapparat mit der Zuführeinrichtung 33 in der ersten Betriebsart betrieben, so treibt der erste Motor 37 das erste Walzenpaar 38 an, welches den Heftdraht 06 von der bis zu 100 kg schweren Drahtrolle 42 kontinuierlich abwickelt. Mit der gleichen konstanten Geschwindigkeit v, mit welcher der Heftdraht 06 von dem Walzenpaar 38 transportiert wird, wird der Heftdraht 06 vom zweiten Walzenpaar 36, das vom schwächeren zweiten Motor 34 angetrieben ist, in den Zuführrohr 04 eingeführt und tritt bei der Kante 21 aus der Drahtschneidedüse 39 aus. Wie weiter oben beschrieben, wird ein ausgetretener Drahtabschnitt 09 abwechselnd von einem der Heftköpfe 01: 02 vom Heftdraht 06 abgetrennt und mitgenommen.
In einer alternativen Ausführung der Zuführeinrichtung 33 sind die Walzen des zweiten Walzenpaares 36 in der ersten Betriebsart vom Heftdraht 06 abstellbar, so dass der Heftdraht 06 von dem ersten Walzenpaar 38 allein angetrieben wird.
In der zweiten Betriebsart, in welcher der Heftdraht 06 schubweise zugeführt wird, treibt der erste Motor 37 das zweite Walzenpaar 38 wie in der ersten Betriebsart gleichförmig an, so dass das zweite Walzenpaar 38 den Heftdraht 06 kontinuierlich von der Drahtrolle 42 abwickelt und transportiert, allerdings mit einer im Vergleich zur ersten Bettriebsart halbierten Geschwindigkeit v, so dass pro Umdrehung des Heftzylinders 03 nur die Länge einer einzigen Heftklammer von der Drahtrolle 42 abgewickelt wird. Im Unterschied zur ersten Betriebsart wird der erste Motor 34 jedoch von der mit dem Sensor 41 verbundenen Steuereinheit immer dann in Bewegung gesetzt, wenn der Sensor 41 den Durchgang des mit Heftdraht zu versorgenden Heftkopfes 01 erfasst.
Solange das zweite Walzenpaar 36 steht, staut sich der von dem ersten Walzenpaar 38 geförderte Heftdraht 06 zwischen den Walzenpaaren 38; 36, und der Heftdraht 06 bildet in dem Stauraum 43 zwischen den Walzenpaaren 38; 36 eine in der 7 gestrichelt eingezeichneten Zwischenvorrat, z. B Drahtschlaufe 44. Wenn die Steuereinheit den Motor 34 in Bewegung setzt, wird Heftdraht 06 aus der Drahtschneidedüse 39 ausgegeben, und die Drahtschlaufe 44 wird wieder gerade gezogen. Die Walzen des zweiten Paares 36 sind leichtgewichtig, mit geringem Trägheitsmoment, ausgeführt, um eine hohe Beschleunigung durch den Motor 34 trotz geringer Leistung desselben zu ermöglichen, und die Klemmkraft zwischen den Walzen des Paars 36 und dem Heftdraht 06 ist nicht wesentlich größer, als zum Beschleunigen des Heftdraht 06 der Drahtschlaufe 44 erforderlich. Der zweite Motor 34 bedarf daher keiner genauen Geschwindigkeitssteuerung; sobald der Heftdraht 06 in dem Stauraum 43 – rechtzeitig vor dem Durchgang des Heftkopfes 01 vor der Kante 21 – straft gezogen ist, schlüpft er zwischen den Walzen des Paars 36, so dass zwischen dem Zeitpunkt des Straffwerdens des Heftdraht 06 und dem Abscheren durch den Heftkopf 01 die Vortriebsgeschwindigkeit des Heftdrahtes 06 durch die Geschwindigkeit v des ersten Walzenpaars 38 bestimmt ist.
In Verbindung mit dem Abscheren schaltet die Steuereinheit den zweiten Motor 34 wieder aus, so dass nach dem Abscheren kein Heftdraht 06 mehr aus der Drahtschneiddüse 39 austritt, bis der nicht zu versorgende Heftkopf 02 die Kante 21 passiert hat.
Sobald der Sensor 41 wieder den Heftkopf 01 erfasst, wiederholt sich der Zyklus.

01: Heftkopf
02: Heftkopf
03: Heftzylinder
04: Zuführrohr
05: –
06: Heftdraht
07: Servomotor
08: Vorsprung, Klinge
09: Drahtabschnitt
10: –
11: Heftkopf
12: Heftkopf
13: Zuführrohr
14: Heftdraht
15: –
16: Drahtabschnitt
17: Vorsprung, Klinge
18: Ausnehmung
19: Ausnehmung
20: –
21: Kante
22: Stufe
23: Zylinder
24: Bogen
25: –
26: Schließplatte
27: Umfangskreis
28: Biegerolle
29: Vorsprung, Klinge
30: –
31: Vorsprung, Klinge
32: Kante
33: Zuführeinrichtung
34: Motor, zweiter
35: –
36: Fördereinrichtung, Walzenpaar, zweites
37: Motor, erster
38: Fördereinrichtung, Walzenpaar, erstes
39: Drahtschneiddüse
40: –
41: Sensor
42: Heftdrahtvorrat, Drahtrolle
43: Stauraum
44: Zwischenvorrat, Drahtschlaufe
a: Beschleunigung
I: Länge
t: Zeit
v: Geschwindigkeit
a₀: Beschleunigung
–a₀: Beschleunigung
T₁: Zeitpunkt
T₂: Zeitpunkt
T₃: Zeitpunkt
T₄: Zeitpunkt
t₁: Zeitpunkt
t₂: Zeitpunkt
t₃: Zeitpunkt
t₄: Zeitpunkt
v₁: Geschwindigkeit, Wert
v₂: Geschwindigkeit, Spitzenwert

Claims

Heftapparat zum Heften von Stapel von Bogen (24) mit einer Zuführeinrichtung (04, 07, 13; 33) für wenigstens einen kontinuierlichen Heftdraht (06, 14), einer Trenneinrichtung (08, 17, 29, 31, 21, 32) zum Abtrennen von Drahtabschnitten (09; 16) von dem zugeführten Heftdraht (06; 14) und wenigstens einem Paar von Heftköpfen (01, 02; 11, 12), die mit den aus dem wenigstens einem Heftdraht (06, 14) erzeugten Drahtabschnitten (09; 16) versorgbar sind, und wobei wahlweise entweder in einer ersten Betriebsart beide Heftköpfe (01, 02; 11, 12) des Paars mit Drahtabschnitten (09; 16) versorgt werden und Heftungen ausführen oder in einer zweiten Betriebsart nur der erste Heftkopf (01; 11) mit Drahtabschnitten (09; 16) versorgt wird und Heftungen ausführt, dadurch gekennzeichnet, dass in der zweiten Betriebsart die Zuführeinrichtung (04, 07, 13; 33) den Heftdraht (06; 14) schubweise zuführt.
Heftapparat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in der ersten Betriebsart die Zuführeinrichtung (04, 07, 13; 33) den Heftdraht (06; 14) kontinuierlich zuführt.
Heftapparat nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine Spitzengeschwindigkeit des Heftdrahtes (06; 14) in der zweiten Betriebsart doppelt so groß ist wie eine Geschwindigkeit des Heftdrahtes (06; 14) in der ersten Betriebsart.
Heftapparat nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Heftdraht (06; 14) in der zweiten Betriebsart während des Zuführens gleichmäßig beschleunigt oder abgebremst wird.
Heftapparat nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Heftköpfe (01, 02; 11, 12) an einem Heftzylinder (03) angeordnet sind.
Heftapparat nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch eine Mehrzahl von gestaffelt am Heftzylinder (03) angeordneten Paaren von Heftköpfen (01, 02; 11, 12).
Heftapparat nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Trenneinrichtung (08, 17, 29, 31, 21, 32) Klingen umfasst, die paarweise zum Abscheren des Heftdrahtes (06, 14) zusammenwirken.
Heftapparat nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass an den Heftköpfen (01; 02; 11; 12) Klingen (08; 17; 29; 31) ausgebildet sind.
Heftapparat nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Heftapparat während eines Betriebs zwischen der ersten und der zweiten Betriebsart umschaltbar ist.
Heftapparat nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Zuführeinrichtung (33) eine erste Fördereinrichtung zum kontinuierlichen Fördern des Heftdrahts (06; 14) von einem Hauptvorrat in einen Zwischenvorrat in der ersten und der zweiten Betriebsart und eine zweite Fördereinrichtung (38) zum intermittierenden Fördern des Heftdrahts (06; 14) aus dem Zwischenvorrat wenigstens während der zweiten Betriebsart umfasst.
Heftapparat nach Anspruch 10, gekennzeichnet durch einen Stauraum (43) für den Heftdraht (06; 14) zwischen der ersten Fördereinrichtung (36) und der zweiten Fördereinrichtung (38).
Heftapparat nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Fördereinrichtung (36) in der ersten Betriebsart vom Heftdraht (06; 14) abgestellt ist.
Heftapparat nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Zuführeinrichtung (33) einen Sensor (41) zum Erfassen der Position des jeweiligen mit Drahtabschnitten (09; 16) zu versorgenden Heftkopfes (01, 02; 11, 12) umfasst, und dass die zweite Fördereinrichtung (36) in der zweiten Betriebsart anhand der Erfassungsergebnisse des Sensors (41) gesteuert ist.
Heftapparat nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Fördereinrichtung (36; 38) ein eigener Motor (34, 37) zugeordnet ist.
Heftapparat nach einem der Ansprüche 10 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Fördereinrichtungen (36; 38) jeweils ein den Heftdraht (06; 14) klemmendes Walzenpaar (36; 38) umfassen.